2017년 5급 공채 기술 2차 철근콘크리트공학(건축)
문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.
제1문 (10점)
다음 그림과 같은 복철근 콘크리트 단면 보가 설계 휨강도 상태에 있을 경우, 물음에 답하시오. (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 f_{{ck}} = 28 \, \mathrm{MPa}, 철근의 설계기준항복강도 f_{{y}} = 400 \, \mathrm{MPa}, 철근의 탄성계수 E_{{s}} = 200 \, \mathrm{GPa}, D19 압축철근 8개의 총단면적 A_{{s}} ' ( 8 - D \, \, 19 ) = 2 , 292 \, \mathrm{mm}^{{2}}, D32 인장철근 8개의 총단면적 A_{{s}} ( 8 - D \, \, 32 ) = 6 , 354 \, \mathrm{mm}^{{2}}) (총 10점)
(단위:mm)
d2＝520
d1＝580
650
70
60
70
200
250
200
500
\mathrm{A}_{{s}} ' ( 8 - \mathrm{D} 19 )
200
\mathrm{A}_{{s}} ( 8 - \mathrm{D} 32 )
<보 단면>
d2＝520
d1＝580
650
70
60
70
200
250
200
500
\mathrm{A}_{{s}} ' ( 8 - \mathrm{D} 19 )
200
\mathrm{A}_{{s}} ( 8 - \mathrm{D} 32 )
<보 단면>
- (1) 상부 압축 연단으로부터의 중립축 깊이 c를 구하시오. (3점)
- (2) 상부 압축철근, 하부 1단(d_{{1}}위치) 및 2단(d_{{2}}위치) 인장철근의 변형률을 각각 구하시오. (2점)
- (3) 단면의 휨곡률 \kappa \,를 구하시오. (2점)
- (4) 설계 휨모멘트 \phi M_{{n}}을 구하시오. (3점)
제2문 (15점)
다음 그림과 같은 비대칭 단면에 대하여 단면 상연에서 350mm 떨어진 X－X 축에 대한 P－M 상관도(축력－모멘트 관계)를 그리고자 한다. 물음에 답하시오. (단, 강도감소계수는 고려하지 않는다) (총 15점)
○상부철근:4-D22 (철근 1개의 단면적 A_{s} \, = \, 387 \, \mathrm{mm}^{2}, 철근 설계기준항복강도 f_{y} \, = \, 400 \, \mathrm{MPa}, 철근 탄성계수 E_{s} \, = \, 200 \, \mathrm{GPa})
○하부철근:4-D25 (철근 1개의 단면적 A_{s} \, = \, 510 \, \mathrm{mm}^{2}, 철근 설계기준항복강도 f_{y} \, = \, 400 \, \mathrm{MPa}, 철근 탄성계수 E_{s} \, = \, 200 \, \mathrm{GPa})
○콘크리트 설계기준압축강도 f_{ck} \, = \, 30 \, \mathrm{MPa}
○하부철근:4-D25 (철근 1개의 단면적 A_{s} \, = \, 510 \, \mathrm{mm}^{2}, 철근 설계기준항복강도 f_{y} \, = \, 400 \, \mathrm{MPa}, 철근 탄성계수 E_{s} \, = \, 200 \, \mathrm{GPa})
○콘크리트 설계기준압축강도 f_{ck} \, = \, 30 \, \mathrm{MPa}
1,200
350
50
500
500
200
50
X
(단위:mm)
X
<단면>
350
50
500
500
200
50
X
(단위:mm)
X
<단면>
- (1) 최대 공칭압축력과 이에 상응하는 공칭휨모멘트를 구하시오. (5점)
- (2) 정방향 최대 공칭휨모멘트(플랜지 쪽에 압축응력 발생)와 이에 상응하는 공칭축력을 구하시오. (5점)
- (3) 부방향 최대 공칭휨모멘트(플랜지 쪽에 인장응력 발생)와 이에 상응하는 공칭축력을 구하시오. (5점)
제3문 (15점)
다음 그림과 같이 건축구조기준(KBC2016)의 내진설계 규정에서는 특수철근콘크리트 구조벽체의 단부에 필요에 따라 특수경계요소를 설치하도록 하고 있다. 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
[그림]
- (1) 특수철근콘크리트 구조벽체의 단부에 특수경계요소를 설치해야 하는 이유와 조건을 설명하시오. (6점)
- (2) 특수경계요소에서 요구하는 상세 기준에 대하여 설명하시오. (5점)
- (3) 특수경계요소의 횡방향 철근으로 U형 스터럽을 사용할 경우, D10 U형 스터럽에 요구되는 정착길이와 수직간격을 구하시오. (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 f_{ck} \, = \, 24 \, \mathrm{MPa}, 철근의 설계기준항복강도 f_{{y}} = 400 \mathrm{MPa}, 피복두께 25mm, 철근의 위치계수에 의한 영향은 고려하지 않는다) (4점)
제4문 (10점)
다음 그림과 같은 프리스트레스트 콘크리트 연속보가 있다. 부착긴장재가 연속된 두 경간에 대칭으로 배치되어 있고, 2,000kN의 유효긴장력 P가 중립축에서 작용하고 있다. 경간중앙(D점, E점)과 내부지점(B지점)에서 긴장재의 편심거리는 각각 중립축으로부터 하단방향 450mm, 상단방향 300mm이다. 한 경간의 길이는 35m이다. 물음에 답하시오. (단, 부재의 자중에 의한 영향은 무시하고, 단면의 도심과 중립축이 일치한다고 가정한다) (총 10점)
P
A
B
C
450
300
중립축
P
35,000
35,000
17,500
17,500
17,500
17,500
450
(단위:mm)
600
1,200
<D, E점의 보 단면>
D
E
A
B
C
450
300
중립축
P
35,000
35,000
17,500
17,500
17,500
17,500
450
(단위:mm)
600
1,200
<D, E점의 보 단면>
D
E
- (1) 유효긴장력에 의해 발생하는 경간중앙(D점, E점)과 내부지점(B지점)에서의 전체모멘트를 구하시오. (4점)
- (2) 유효긴장력에 의해 발생하는 내부지점(B지점)에서의 단면 상연과 단면 하연에서의 콘크리트 응력을 구하시오. (단, 단면의 면적과 단면계수를 계산할 때 긴장재의 면적을 무시한다) (2점)
- (3) 긴장재를 선형이동하여 컨코던트 긴장재로 변환할 경우, 경간중앙(D점, E점)과 내부지점(B지점)에서의 긴장재의 위치를 구하시오. (2점)
- (4) 긴장재를 선형이동하여 컨코던트 긴장재로 변환할 경우, 유효긴장력에 의해 발생하는 내부지점(B지점)의 지점반력을 구하시오. (2점)