5급 공채 2차

2021년 5급 공채 기술 2차 철근콘크리트공학

문제 5개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (9점)

다음 그림과 같은 캔틸레버 콘크리트 옹벽에 대하여 물음에 답하시오. (총 9점)
흙의 단위중량:18kN/m3
흙의 마찰각:30°
흙의 점착력:0
흙과 콘크리트 마찰계수:0.6
콘크리트의 단위중량:24kN/m3

[그림]
  1. (1) 랭킨(Rankine) 토압계수식을 이용하여 주동토압 및 수동토압을 구하시오. (단, 수동토압 산정시 지표면에서 0.3m 두께의 표토부분의 흙은 포함시키지 않는다) (3점)
  2. (2) 전도모멘트에 대한 안전성을 검토하시오. (3점)
  3. (3) 미끄러짐에 대한 안전성을 검토하시오. (3점)

제2문 (12점)

콘크리트구조설계기준(KDS 14 20 00: 2021)에 근거한 철근콘크리트 기둥의 설계에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 12점)
콘크리트의 설계기준압축강도:f_{{ck}}＝35MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
철근의 탄성계수: E_{{s}}＝200GPa
D22 철근 1개의 단면적: A_{{s}}＝387.1mm2

[그림]
  1. (1) y축에 대한 P－M 상관곡선에서 A점(P_{{n , \, \max}}), B점(균형점, balanced point), C점(축력＝0)의 공칭강도를 구하시오. (8점)
  2. (2) y축에 대한 P－M 상관곡선에서 ①, ②, ③ 영역은 기둥 주철근의 이음을 각각 압축이음, 인장이음 A급, 인장이음 B급으로 분류하여 표시한 것이다. 인장을 받는 철근이 소요 겹침이음길이 내에서 철근량의 1/2 이하가 이음되고, ②영역이 인장이음 A급을 적용할 수 있는 최대 영역일 때, (가)점의 공칭축강도 P_{{n}}과 공칭휨모멘트강도 M_{{n}}을 구하시오. (4점)

제3문 (10점)

콘크리트구조설계기준(KDS 14 20 00: 2021)에 근거한 철근콘크리트 휨부재에 대해 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝24MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝500MPa
D29 철근 1개의 단면적: A_{{s}}＝642.4mm2

[그림]
  1. (1) 현행 기준에서 콘크리트 압축응력과 변형률 사이의 관계를 포물선－직선 형상으로 다음 그림과 같이 나타내었다. 여기서 n, \varepsilon_{{co}}, \varepsilon_{{cu}}를 콘크리트 설계기준압축강도 f_{{ck}}에 대한 식으로 산정하고, 각각 콘크리트의 강도에 대하여 어떠한 특성들이 반영되었는지 설명하시오. (3점)
    [그림]
    f_{{c}} = 0.85 f_{{ck}} [ 1 - ( 1 - \frac{\varepsilon_{c}}{\varepsilon}_{{co}} )^{{n}} ] 구간0 < = \varepsilon_{c} \le \varepsilon_{co}
    f_{{c}} = 0.85 f_{{ck}} 구간\varepsilon_{co} < \varepsilon_{c} LEQvarepsilon_{cu}
  2. (2) 설계휨강도(\phi M_{{n}})를 구하고, 최소 철근량을 검토하시오. (단, 등가 직사각형 압축응력블록을 이용하며, 보의 최대철근비 제한 규정은 무시하고 설계휨강도를 산정한다) (3점)
  3. (3) 압축철근을 추가하여 위 단면을 인장지배단면으로 만들기 위해 필요한 최소 압축철근량 A_{{s}} '과 그 때의 설계휨강도(\phi M_{{n}})를 구하시오. (단, 압축연단에서 압축철근 도심까지 거리 d '＝60mm, 압축철근의 설계기준항복강도 f_{{y}} '＝400MPa이며, 포물선－직선형 등가응력분포를 이용한다) (4점)

제4문 (10점)

다음 그림과 같이 중심 축하중이 작용하는 철근콘크리트 정사각형 독립기초에 대하여 물음에 답하시오. (총 10점)
고정하중(자중포함): P_{{D}}＝2,000kN, 활하중:P_{{L}}＝1,000kN
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝24MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
D22 철근 1개의 단면적: A_{{s}}＝387.1mm2
흙과 기초판 콘크리트의 평균 단위중량:21kN/m3
지반의 허용지내력:f_{{e}}＝500kN/m2

[그림]
  1. (1) 기초 저면적의 적정성을 검토하시오. (2점)
  2. (2) 기초의 전단에 대한 안전성을 검토하시오. (단, 콘크리트 재료의 2방향 공칭전단응력강도(v_{c})는 1.54MPa이다) (4점)
  3. (3) 기초의 휨에 대한 안전성을 검토하시오. (2점)
  4. (4) 기초의 지압파괴에 대한 안전성을 검토하시오. (2점)

제5문 (9점)

실용 설계법을 이용한 철근콘크리트 내력벽체 설계에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 9점)
내력벽체의 높이:l_{u}＝5.0m, 내력벽체의 길이: 10.0m
벽체 상부의 보로부터 작용하는 집중하중간 중심거리: 2.5m
벽체 상부의 보폭:200mm
벽체의 지지조건: 상단 횡구속되어 있으며 하부는 고정됨
고정하중(자중포함):\mathrm{P}_{{D}}＝200kN, 활하중:\mathrm{P}_{{L}}＝120kN
콘크리트의 설계기준압축강도: f_{{ck}}＝27MPa
철근의 설계기준항복강도: f_{{y}}＝400MPa
D10 철근 1개의 단면적: A_{{s}}＝71.3mm2

[그림]
  1. (1) 벽체의 최소 두께(h)를 정하고, 재하점에서의 벽체 콘크리트 지압에 대한 안전여부를 검토하시오. (3점)
  2. (2) 벽체에 작용하는 축하중(\mathrm{P}_{{u}})에 대한 안전여부를 검토하시오. (2점)
  3. (3) 벽체에 양면 배근되는 수직철근 및 수평철근이 모두 D10@400mm로 배근될 경우 적정성을 검토하시오. (4점)