2020년 5급 공채 기술 2차 철근콘크리트공학(건축)
문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.
제1문 (15점)
건축물 콘크리트구조 설계기준(KDS 41 30 00)에 근거한 철근콘크리트 보의 전단설계에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
고정하중(w_{{D}}): 30kN/m(자중 포함)
활하중(w_{{L}}): 25kN/m
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝27MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
D10(단면적 71.3mm2), D22(단면적 387.1mm2)
보 폭(b_{{w}}): 300mm
보 유효깊이(d): 540mm
활하중(w_{{L}}): 25kN/m
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝27MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
D10(단면적 71.3mm2), D22(단면적 387.1mm2)
보 폭(b_{{w}}): 300mm
보 유효깊이(d): 540mm
[그림]
- (1) 전단보강된 철근콘크리트 보에서 휨균열 발생 전, 휨균열 발생 후 및 경사균열 발생 후의 전단저항기구에 대하여 설명하시오. (3점)
- (2) 최소 전단철근이 배근되어야 하는 구간(지점 A를 기준으로 x의 범위)을 구하고, 최소 전단철근을 규정하는 이유를 설명하시오. (4점)
- (3) 최소 전단철근을 배근하지 않아도 되는 경우(3가지 이상)와 그 이유를 설명하시오. (4점)
- (4) 전단 위험단면에서 전단철근이 부담하여야 하는 전단강도(V_{s})를 구하고, 전단철근의 전단강도(V_{s})를 \frac{{2}}{{3}} \sqrt{{f_{{ck}}}} b_{{w}} d 이하로 제한하는 이유를 설명하시오. (4점)
제2문 (12점)
콘크리트 내진설계기준(KDS 14 20 80)에 근거하여 다음 물음에 답하시오. (총 12점)
- (1) 특수모멘트골조와 특수철근콘크리트 구조벽체의 철근에 대한 요구조건을 설명하시오. (3점)
- (2) 특수모멘트골조와 특수철근콘크리트 구조벽체에서 철근의 기계적이음과 용접이음의 요구조건을 비교서술하시오. (5점)
- (3) 특수모멘트골조의 접합부에서 인장철근의 정착길이에 대한 요구조건을 설명하시오. (4점)
제3문 (13점)
등분포하중을 받고 있는 양단 고정 철근콘크리트 보에 대해 처짐을 검토하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (총 13점)
[그림]
고정하중(w_{{D}}): 10kN/m(자중 포함)
활하중(w_{{L}}): 8kN/m
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝27MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
콘크리트의 탄성계수: E_{{c}}＝2.67×104MPa
철근의 탄성계수: E_{{s}}＝2.0×105MPa, D25(단면적 506.7mm2)
활하중(w_{{L}}): 8kN/m
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝27MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
콘크리트의 탄성계수: E_{{c}}＝2.67×104MPa
철근의 탄성계수: E_{{s}}＝2.0×105MPa, D25(단면적 506.7mm2)
[그림]
- (1) 단부(A점) 및 중앙부(B점)의 균열모멘트 M_{{cr , A}}와 M_{{cr , B}}를 구하시오. (2점)
- (2) 단부(A점) 및 중앙부(B점)의 유효단면2차모멘트 I_{{e , A}}와 I_{{e , B}}를 구하시오. (6점)
- (3) 다음 식을 이용하여 평균 유효단면2차모멘트 I_{{e}}를 구하시오. (2점)I_{{e}} = 0.7 I_{{em}} + 0.15 ( I_{{e 1}} + I_{{e 2}} )
- (4) 중앙부(B점)에서의 순간처짐값을 구하시오. (3점)
제4문 (10점)
폭 600mm, 춤 600mm인 <보 A>에 대한 철근과 콘크리트의 강도를 변경하여 <보 B>와 같이 춤은 동일하지만 폭을 400mm로 줄여 설계하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
[그림]
○<보 A> 콘크리트의 설계기준압축강도 f_{{ck}}＝40MPa, 철근의 설계기준항복강도 f_{{y}}＝400MPa
○<보 B> 철근의 설계기준항복강도 f_{{y}}＝600MPa
○D29(단면적 642.4mm2)
○정착길이 산정을 위한 <보 A>와 <보 B>의 횡방향철근지수(K_{{tr}}), 철근간격 또는 피복두께 관련계수(c), 철근위치계수(\alpha) 및 철근도막계수(\beta)는 동일함
○<보 B> 철근의 설계기준항복강도 f_{{y}}＝600MPa
○D29(단면적 642.4mm2)
○정착길이 산정을 위한 <보 A>와 <보 B>의 횡방향철근지수(K_{{tr}}), 철근간격 또는 피복두께 관련계수(c), 철근위치계수(\alpha) 및 철근도막계수(\beta)는 동일함
[그림]
- (1) <보 A>와 동일한 설계휨모멘트강도를 갖기 위한 <보 B>의 콘크리트 설계기준압축강도 f_{{ck}}를 구하시오. (6점)
- (2) <보 A>의 콘크리트 전단강도 V_{{c , A}}에 대한 <보 B>의 콘크리트 전단강도 V_{{c , B}}의 비 \frac{V_{{c , B}}}{V}_{{c , A}}를 구하시오. (단, 휨인장철근과 축력에 의한 영향은 고려하지 않는다) (2점)
- (3) <보 A>의 휨인장철근 정착길이 l_{{d , A}}에 대한 <보 B>의 휨인장철근 정착길이 l_{{d , B}}의 비 \frac{{l_{{d , B}}}}{{l_{{d , A}}}}를 구하시오. (2점)