제122회 토목구조기술사 기출문제

 

 

 

※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오.
(각10점)
1. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)에 제시된 부모멘트 구간의 최소 바닥판 철근
설치 규정에 대하여 설명하시오.
2. 프리텐션(pre-tension) 방식의 프리스트레스트 콘크리트 부재에서 전달길이와 정착
길이에 대하여 설명하시오.
3. 콘크리트의 연화효과(softening effect)에 대하여 설명하시오.
4. 철근콘크리트의 인장강화현상(tension stiffening effect)에 대하여 설명하시오.
5. 강교량의 단면계획시 조밀단면에 대하여 설명하시오.
6. 저형고 장지간 합성형 라멘교에 대하여 설명하시오.
7. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)의 표준트럭하중(KL-510)에 대하여 설명하시오.
8. 구조물의 최적설계(optimum structural design)를 수행하기 위한 개념, 설계변수 및 제약
조건식 등에 대하여 설명하시오.

9. 철근콘크리트 구조물에서 사용성(serviceability)을 확보하여야만 하는 사유와 사용하중에
의한 휨응력이 콘크리트와 철근의 허용응력을 초과하는 경우에 발생하는 현상을
설명하시오.
10. 아래 그림과 같이 폭이 120mm, 높이가 240mm, 탄성계수 Ew=9,000MPa인 목재보에 폭이
100mm, 두께가 24mm, 탄성계수 Ea=72,000MPa인 알루미늄판을 합성하였다. 이 보의
수평축(Y축)에 대하여 25kN·m인 휨모멘트가 작용하고 있다면, 이 합성부재를 이루는
두 부재의 최대응력과 최소응력을 구하시오.

 

11. 강구조물의 설계에서 강종을 선정할 때 고려해야할 사항에 대하여 설명하시오.
12. 기존 교량의 정밀안전진단을 위한 기본과업에 대하여 설명하시오.
13. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)에 제시된 교량의 위치선정에서 하천을 통과
하는 경우 고려해야할 사항에 대하여 설명하시오.

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.(각25점)
1. 교량설계 시 부반력이 발생하는 원인과 부반력이 발생하는 원인별 대책에 대하여 설명하시오.
2. 강구조부재설계기준(KDS 14 31 10)에 제시된 압축력과 휨을 동시에 받는 강구조물의설계에 대하여 설명하시오.
3. 하천이나 하부도로를 사각으로 횡단하는 교량을 설계하고자 한다. 이러한 사각 교량설계에 따른 상하행선 교폭 구성방법, 구조적 특성, 철근배근 방법, 신축이음장치 설계방법 등을 각각 구분하여 설명하시오.

상하행선 교폭 구성방법
상하행선이 분리된 교량의 경우, 각 방향에 대해 1열씩 교량받침을 설치할 수 있습니다1.교폭 구성 시 차로 폭, 길어깨 폭, 중앙분리대 폭 등을 고려하여 결정합니다.사각이 커질수록 교폭이 증가하므로, 경제성을 고려하여 적정 사각을 선택해야 합니다.

구조적 특성
사교는 직교보다 복잡한 거동을 나타내므로 구조적으로 불리합니다3.사각이 감소할수록(사교의 정도가 커질수록) 둔각부 받침에 반력이 집중됩니다3.사각이 70° 이하일 때 일부 받침에서 부반력이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.사각이 커질수록 비틀림 모멘트가 증가하여 구조적 안정성이 저하될 수 있습니다.

철근배근 방법
둔각부 슬래브의 상면과 하면에 가외철근을 배치해야 합니다3.사각이 큰 교량의 단부 바닥판에서는 특별한 철근배근이 필요합니다8.교축방향과 교축직각방향의 철근 배근위치를 적절히 조정해야 합니다8.우각부 설계 시 스트럿-타이 모델을 이용하여 보강철근량을 결정합니다.

신축이음장치 설계방법
신축이음장치는 교량의 온도변화, 크리프, 건조수축 등으로 인한 변형을 수용할 수 있도록 설계해야 합니다.사각교의 경우, 신축이음장치의 길이가 직교에 비해 증가하므로 이를 고려한 설계가 필요합니다.신축이음장치의 각도를 조정하여 차량 주행 시 충격을 최소화할 수 있도록 설계합니다.신축량 계산 시 사각으로 인한 추가 변위를 고려해야 합니다.
사각교 설계 시에는 이러한 특성들을 고려하여 구조적 안정성과 경제성을 확보할 수 있도록 해야 합니다. 또한 사각이 60° 미만인 경우에는 특별한 주의가 필요하며, 가능한 한 직교에 가깝게 설계하는 것이 바람직합니다

4. 아래 그림과 같이 지중에 공동구를 건설하고자 흙막이공을 계획하였다. 흙막이공의 코너
버팀대를 45°, 3m 간격으로 배치하였다. 띠장에 100kN/m의 하중이 작용하고, 버팀대에
5kN/m(자중 포함) 작업하중이 작용할 때 온도하중에 의한 축력(120kN)을 고려하여
버팀대에 발생하는 응력과 안전 여부를 검토하시오.
(단, 버팀대의 H형강은 H300×300×10×15의 고재를 사용하며, 강재의 허용응력은
아래 표를 참조하고, 단기하중에 의한 응력 할증은 1.3으로 한다.)

 

 

5. 단면이 500×1,200mm인 직사각형 합성기둥(SRC)에 8개의 D25철근(4,053.6mm2)과H500×250×10×20인 H형강이 그림과 같이 배치되어 있다. 이 직사각형 합성기둥(SRC)에 대한 균형 파괴시의 Nb, Mb를 구하시오.
(단, Nb, Mb 계산 시 H형강의 복부 두께는 무시하되, 직사각형 콘크리트 단면에서 철근과H형강의 단면적은 공제하지 않는다.)

 

 

6. 아래 그림과 같은 단계별로 긴장력을 도입하는 FCM 구조물을 계획하고자 한다.
seg.1에는 최초에 8m의 텐던 2개를 긴장하고, seg.2를 가설한 후 16m의 텐던 2개를긴장한다. 각 텐던의 모든 위치는 도심으로부터 400mm로 동일하며 직선으로 배치할 때, 지점 A에서 초기손실 발생 직후 텐던의 긴장응력을 구하시오.
(단, 1개의 텐던은 6개의 강연선으로 구성된다.)

 

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.
(각25점)
1. 아래 그림과 같이 봉의 축방향과 단순보 지간 중앙에 연직 방향 낙하물(질량 M, 낙하높이 h)이 각각 자유 낙하될 때, 봉의 최대처짐(δmax_1)과 단순보 지간 중앙에서의 최대처짐(δmax_2)을 각각 유도하고, 동일한 중량(W)이 정적으로 재하되었을 때의 봉의 처짐
(δst_1) 및 단순보의 처짐(δst_2)과 각각 비교하여 설명하시오.(단, 봉의 축강성 EA와 단순보의 휨강성 EI는 일정하다.)

 

2. 단일현장타설말뚝의 장·단점과 설계 시 고려사항을 설명하시오.
3. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)에 제시된 내진설계기준의 기본개념에 대하여설명하시오.

4. 그림과 같이 전단연결재로 연결된 합성거더의 단면이 부모멘트를 받고 있다. 이 때소성중립축 위치를 검토하고 소성모멘트를 구하시오.

 

 

5. 아래 그림과 같은 2경간 PSC 연속보에 대하여 프리스트레스트힘에 의한 1차모멘트와 2차모멘트를 구하고, 최종 전단력도와 휨모멘트도를 그리시오. (단, Pe=4000kN, 강선의 편심거리 ep=400mm이며, 보 자중의 영향은 무시한다.)

 

 

6. 아래 그림과 같이 연약지반과 지반지지력 확보 지반을 횡단하는 암거구조물을 설치하고, 그 암거구조물 상부에 성토를 하고자 할 때 다음 사항들에 대하여 설명하시오.
1) 예상되는 문제점과 계획 설계 시 고려하여야 할 대책
2) 작용하중
3) 구조해석 시 헌치 영향 여부를 검토하고, 헌치 영향을 무시하는 경우에 상부 슬래브의 단부 구간에 대한 슬래브와 벽체 단면 산정에 사용되는 휨모멘트

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.
(각25점)
1. 아래 그림과 같은 역T형 옹벽을 설계할 때 아래 사항에 대하여 설명하시오.(단, 토압은 Rankine식 적용)

 

2. 콘크리트용 앵커의 종류, 작용하중에 의해 발생할 수 있는 파괴모드 및 작용하중(강도)별 설계원칙에 대하여 설명하시오.
3. 아래 그림과 같은 단면의 지간길이 L=25m인 단지간 플레이트 거더에 등분포하중(w=60kN/m)이 작용한다. 플랜지와 복부판을 필렛용접으로 연결할 때 용접치수를 설계하시오. (단, 필렛의 허용전단응력은 80MPa)

 

4. PSC 박스 거더교를 FCM공법으로 설계하는 경우, 경간 구성 및 형고를 계획하고 설계시 고려해야할 사항에 대하여 설명하시오.(단, 교량전체연장은 L=260m로 가정)

 

5. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)에 제시된 콘크리트교에서의 한계상태를 정의하고, 각각의 한계상태에서 검토해야할 사항에 대하여 설명하시오.
6. 아래 그림과 같은 보에서 지점 A에서의 수직반력에 대한 영향선의 식 y(x)를 유도하고, B점과 C점의 종거를 구하시오.