제124회 토목구조기술사 기출문제

 
 
 
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(각10점)
1. 한계상태설계법에서 여용성에 관련된 계수, 구조물의 중요도에 관련된 계수와 이 계수들의
설계적용 방법에 대하여 설명하시오.

한계상태설계법에서 여용성(redundancy) 계수와 구조물 중요도 계수는 설계의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 사용됩니다.
1. 여용성 관련 계수
• 정의: 구조물의 여유 능력(redundancy)을 반영하여 설계에 적용되는 계수입니다. 이는 구조물이 일부 손상되더라도 전체적으로 기능을 유지할 수 있는 능력을 평가합니다.
• 적용 방법: 여용성이 높은 구조물에는 계수를 낮게 적용하여 설계 효율성을 높이고, 여용성이 낮은 구조물에는 더 높은 계수를 적용해 안전성을 강화합니다.
2. 구조물 중요도 관련 계수
• 정의: 구조물이 가지는 사회적, 경제적 중요도를 반영한 계수입니다. 예를 들어, 병원, 학교 등 주요 시설은 높은 중요도 계수를 적용받습니다.
• 적용 방법: 중요도가 높을수록 더 큰 계수를 적용하여 설계 시 안전성을 강화합니다. 이는 붕괴 시 발생할 인명 및 경제적 피해를 최소화하기 위한 조치입니다.
3. 설계 적용 방법
• 하중조합 식에 여용성과 중요도 계수를 반영하여 설계하중을 산정합니다.
• 예를 들어, KDS 24 12 11 기준에 따라 하중조합 시 각 계수를 고려해 설계식을 구성합니다. 이는 극한한계상태 및 사용한계상태에서 모두 적용됩니다.
이러한 계수들은 확률론적 신뢰성 이론을 기반으로 구조물의 안전성과 사용성을 종합적으로 평가하는 데 기여합니다.

2. 프리스트레스트 콘크리트(PSC)구조에서 부착(Bonded)강선, 비부착(Unbonded)강선의
단면 응력에 대한 구조적 거동 특성을 설명하시오.

프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조에서 부착(Bonded) 강선과 비부착(Unbonded) 강선은 구조적 거동과 단면 응력 분포에서 뚜렷한 차이를 보입니다.
1. 부착 강선의 특성
• 거동 특성: 강선이 콘크리트와 완전히 부착되어 있어 하중이 강선과 콘크리트 사이에서 균일하게 전달됩니다.
• 응력 분포: 강선의 응력이 콘크리트 전체에 고르게 분포되며, 하중 증가 시 단면 전체가 일체로 작용합니다.
• 장점:
• 균열 제어 능력이 우수하며, 단면 강성이 높습니다.
• 극한 상태에서도 안정적인 거동을 보입니다.
• 적용 사례: 교량이나 고층 건물 등 높은 안정성이 요구되는 구조물에 주로 사용됩니다.
2. 비부착 강선의 특성
• 거동 특성: 강선이 콘크리트와 직접 부착되지 않고 쉬스관 등을 통해 독립적으로 존재합니다. 하중은 정착구와 편향부를 통해서만 전달됩니다.
• 응력 분포: 강선의 응력이 국부적으로 집중되며, 구조물의 처짐이나 변형에 따라 응력이 변화하는 2차 효과가 발생할 수 있습니다.
• 장점:
• 시공이 용이하며, 긴장력을 조정하기 쉽습니다.
• 장경간 구조물에서 경제적 설계가 가능합니다.
• 적용 사례: 대형 교량, 장지간 구조물 등에서 사용됩니다.

3. 철근콘크리트 구조물의 열화원인에 대하여 설명하시오.

철근콘크리트 구조물의 열화는 구조물의 내구성을 저하시켜 성능을 약화시키는 주요 원인입니다. 주요 열화 원인은 다음과 같습니다:
1. 중성화
• 원인: 콘크리트 내부의 알칼리성(pH 12~13)이 공기 중 이산화탄소와 반응해 pH가 10 이하로 낮아지는 현상입니다.
• 영향: 철근 표면의 부동태 피막이 파괴되어 철근 부식이 시작되며, 부식으로 인해 부피 팽창이 발생하여 균열과 박리가 유발됩니다.
2. 염해
• 원인: 염화물 이온(CL-)이 콘크리트 내부로 침투해 철근의 부동태 피막을 파괴합니다.
• 영향: 철근 부식 및 팽창으로 인해 콘크리트 강도가 저하되고 균열이 발생합니다. 해안 지역이나 염분 노출 환경에서 주로 나타납니다.
3. 알칼리-실리카 반응(ASR)
• 원인: 콘크리트 내 알칼리 성분과 골재의 실리카가 반응해 팽창성 젤을 형성합니다.
• 영향: 젤의 팽창으로 미세균열이 발생하며, 장기적으로는 구조물의 강도와 안정성을 저하시킵니다.
4. 동해
• 원인: 낮은 온도에서 물이 얼고 녹으면서 체적 변화가 반복되어 발생합니다.
• 영향: 표면 균열, 박리 및 강도 저하를 유발하며, 특히 추운 지역에서 문제가 됩니다.
5. 기타 요인
• 과하중, 시공 결함, 누수 등도 열화를 가속화하며, 이는 균열, 박락(Spalling), 백태(Efflorescence) 등의 형태로 나타납니다.
각 열화 원인은 구조물의 환경 조건과 재료 특성에 따라 복합적으로 작용하며, 이를 예방하기 위해 적절한 설계와 유지관리가 필요합니다.

4. 프리스트레스트 콘크리트(PSC)구조물에서 프리스트레스 손실에 대하여 설명하시오.

프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조물에서 프리스트레스 손실은 긴장재에 도입된 프리스트레스가 다양한 원인으로 인해 감소하는 현상으로, 이를 즉시손실과 시간적 손실로 구분할 수 있습니다.
1. 즉시손실 (Instantaneous Loss)
프리스트레스를 도입한 직후 발생하는 손실로, 주요 원인은 다음과 같습니다:
• 정착장치 활동(Anchorage Slip): 긴장재를 정착할 때 정착구의 미세한 이동으로 인해 발생하는 손실.
• 긴장재와 쉬스 사이의 마찰: 포스트텐션 방식에서 긴장재와 쉬스관 간의 마찰로 인해 긴장력이 감소.
• 콘크리트의 탄성변형 (Elastic Shortening): 긴장재가 프리스트레스를 도입하면서 콘크리트가 압축되어 발생하는 손실.
2. 시간적 손실 (Time-Dependent Loss)
시간이 경과함에 따라 발생하는 손실로, 주요 원인은 다음과 같습니다:
• 콘크리트의 크리프(Creep): 지속적인 하중으로 인해 콘크리트가 장기적으로 변형되며 발생.
• 콘크리트의 건조수축(Shrinkage): 수분 증발로 인해 콘크리트가 수축하면서 발생.
• 긴장재의 릴랙세이션(Relaxation): 일정한 변형 상태에서 긴장재 내부 응력이 시간이 지남에 따라 감소.
3. 총 손실
즉시손실과 시간적 손실을 합한 총 손실은 초기 재킹력(Pj)의 약 20~35%에 달하며, 설계 시 이를 고려하여 유효 프리스트레스를 계산합니다.
프리스트레스 손실은 구조물의 안정성과 내구성에 큰 영향을 미치므로, 설계 단계에서 이를 정확히 예측하고 보완하는 것이 중요합니다.

5. 연속 휨 부재의 부모멘트 재분배에 대하여 설명하시오.

연속 휨 부재의 부모멘트 재분배는 구조물의 소성 거동을 활용하여 설계 효율성을 높이는 방법입니다. 이는 부재의 특정 부분에서 모멘트가 감소하고 다른 부분에서 증가하도록 조정하는 과정을 의미합니다.
1. 재분배의 원리
• 소성힌지 형성: 연속 휨 부재가 큰 모멘트를 받을 때, 항복모멘트를 초과하는 부위에 소성힌지가 발생합니다. 이로 인해 부재가 소성회전각을 가지며, 모멘트 분포가 변화합니다.
• 탄성에서 소성으로 전환: 최대 모멘트가 작용하는 부위는 탄성 영역에서 소성 영역으로 전환되며, 이를 통해 과도한 응력을 다른 부분으로 분산시킵니다.
2. 재분배의 효과
• 경제적 설계: 모멘트 재분배를 통해 철근량을 줄이고, 구조물을 보다 경제적으로 설계할 수 있습니다.
• 안전성 유지: 재분배 후에도 구조물은 정적 평형을 유지하며, 극한 상태에서도 안정적인 거동을 보입니다.
3. 적용 조건
• 변형률 기준: 휨모멘트를 감소시킬 단면에서 최외단 인장철근의 순인장변형률이 0.0075 이상이어야 합니다.
• 재분배 한계: 부모멘트는 최대 20% 이내로 증가 또는 감소할 수 있습니다.
• 정적 평형 유지: 재분배 이후에도 구조물 전체의 정적 평형이 유지되어야 합니다.
4. 설계 시 유의점
• 재분배는 실험 결과를 바탕으로 제한적으로 허용되며, 철근비와 부재의 연성능력을 고려해야 합니다.
• 극한 상태 설계법(LSD)을 기반으로 하여 비탄성 거동을 반영합니다.
모멘트 재분배는 구조물의 내구성과 경제성을 동시에 고려한 설계 기법으로, 특히 연속보와 같은 부정정 구조물에서 효과적으로 활용됩니다.

6. 휨균열 제어를 위해 콘크리트 인장연단에 가장 가까이 배치되는 철근의 중심 간격에 대하여 설명하시오.

콘크리트 인장연단에 가장 가까이 배치되는 철근의 중심 간격은 휨균열 제어를 위해 설계 기준에 따라 제한됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다:
1. 간격 제한 기준
• 철근의 중심 간격 는 아래 두 식 중 작은 값으로 제한됩니다:


여기서:
• : 균열 제어를 위한 콘크리트의 유효 인장강도
• : 철근의 응력 (MPa)
• : 철근 표면에서 콘크리트 표면까지의 피복 두께 (mm) .
2. 설계 목적
• 균열 폭 제어: 휨균열의 폭을 제한하여 구조물의 내구성과 미관을 유지.
• 부식 방지: 균열로 인한 철근 부식을 방지하여 구조물 수명을 연장.
3. 적용 사례
• 깊이가 큰 보에서는 표피철근(skin reinforcement)을 추가 배치하여 균열을 더 효과적으로 제어하며, 이때도 동일한 간격 제한이 적용됩니다 .
이 기준은 구조물의 사용성 및 내구성을 확보하기 위해 필수적으로 고려됩니다.

7. 강재취성파괴의 정의 및 강재취성파괴 방지를 위해 설계 시 고려해야할 사항을 설명하시오.

강재 취성파괴는 재료가 소성변형 없이 갑작스럽게 파괴되는 현상으로, 예고 없이 발생하기 때문에 구조물의 안전에 치명적일 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 설계 시 다양한 요소를 고려해야 합니다.
1. 강재 취성파괴의 정의
• 특징: 소성변형 없이 갑작스럽게 발생하며, 파괴 에너지가 적고 불안정한 형태로 나타납니다.
• 원인:
• 강재의 인성 부족 (저온, 고강도 강재 등).
• 응력 집중 (용접 결함, 노치, 리벳 및 볼트 구멍 등).
• 잔류응력 및 반복하중으로 인한 피로.
• 환경적 요인(저온에서의 저온취성 등).
2. 강재 취성파괴 방지를 위한 설계 시 고려사항
1. 재료 선택:
• 인성이 높은 재료 사용.
• 저온 환경에서는 저온취성에 강한 재료를 선택.
2. 단면 설계:
• 단면 변화부에서 응력 집중을 최소화.
• 노치나 구멍 주변의 응력 집중 계수를 줄이기 위한 설계.
3. 용접 및 제작 관리:
• 용접 전 예열 및 적절한 용접 순서 적용.
• 저수소계 용접봉 사용으로 수소취성을 방지.
4. 하중 및 피로 검토:
• 반복하중 및 피로응력을 고려한 설계.
• 충격 하중 흡수를 위한 구조적 설계.
5. 잔류응력 완화:
• 열처리(어닐링 등)로 잔류응력을 제거하거나 감소시킴.

강재 취성파괴는 구조물 안전에 심각한 영향을 미치므로, 설계 단계에서 재료 특성과 응력 상태를 철저히 검토하고, 적절한 대책을 적용해야 합니다.

8. 강합성판형교에서 비보강 복부판과 보강된 복부판에 대한 후좌굴강도에 대하여 설명하시오.

강합성판형교에서 비보강 복부판과 보강된 복부판의 후좌굴강도는 복부판의 설계 방식에 따라 구조적 거동과 좌굴 저항 능력에서 차이를 보입니다.
1. 비보강 복부판의 후좌굴강도
• 특징: 보강재가 없는 복부판은 좌굴 저항 능력이 낮으며, 압축 응력에 의해 쉽게 좌굴이 발생할 수 있습니다.
• 좌굴 형태: 국부 좌굴이 주로 발생하며, 복부판의 세장비(높이/두께 비)가 클수록 좌굴 강도가 더 낮아집니다.
• 한계: 비보강 복부판은 설계 기준에서 요구하는 조밀단면 조건을 만족하지 못하는 경우가 많아 고강도 설계에 제약이 따릅니다.
2. 보강된 복부판의 후좌굴강도
• 특징: 수평 및 수직 보강재가 설치된 복부판은 좌굴 저항 능력이 크게 향상됩니다.
• 좌굴 형태:
• 보강재 위치와 강성에 따라 좌굴 모드가 달라지며, 보강재가 하단에 위치할 경우 전체 좌굴 모드가 감소합니다.
• 적절한 수평 보강재는 압축 플랜지 회전을 구속하여 후좌굴 강도를 증가시킵니다.
• 설계 기준:
• AASHTO LRFD와 같은 설계 기준에서는 보강재의 위치와 강성을 고려하여 복부판의 후좌굴 강도를 평가합니다.
• 보강재가 웨브 높이의 1/5~1/4 위치에 설치될 때 최적 성능을 발휘합니다.

9. 콘크리트 교량의 전단설계 시 강도설계법과 한계상태설계법의 차이점을 설명하시오.

콘크리트 교량의 전단 설계에서 강도설계법과 한계상태설계법은 설계 철학과 적용 방식에서 차이가 있습니다. 주요 차이점은 아래와 같습니다:
1. 강도설계법
• 기본 철학: 구조물의 극한 강도를 기반으로 설계하여, 하중이 작용할 때 구조물이 파괴되지 않도록 보장합니다.
• 설계 기준:
• 설계하중에 안전율을 곱한 계수하중을 사용합니다.
• 전단 강도는 콘크리트와 전단철근의 합성 효과로 계산하며, 최소 전단철근을 배치하여 균열 제어를 보장합니다.
• 적용 방식:
• 단면의 최대 전단력을 계산하고, 이를 설계 전단 강도와 비교하여 안전성을 평가합니다.
• 주로 극한 상태에서의 안정성을 중점적으로 고려합니다.
2. 한계상태설계법
• 기본 철학: 구조물의 극한 상태(파괴)와 사용 상태(변형, 균열 등)를 모두 고려하여 설계합니다.
• 설계 기준:
• 극한 한계상태(Ultimate Limit State, ULS): 구조물의 파괴를 방지하기 위해 최대 강도를 검토합니다.
• 사용 한계상태(Serviceability Limit State, SLS): 균열 폭, 처짐 등을 제한하여 사용성을 확보합니다.
• 전단력에 대한 트러스 모델을 적용하며, 콘크리트 스트럿과 주인장철근 간 경사각 범위(예: )를 고려합니다.
• 적용 방식:
• 작용 하중과 재료 강도를 확률적으로 평가하여 신뢰도를 확보합니다.
• 내구성, 균열 제어 및 장기 거동까지 포함한 종합적 설계를 수행합니다.

10. 도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)의 피로하중에 대하여 설명하시오.

도로교설계기준(한계상태설계법, 2016)**에서 피로하중은 교량 구조물의 반복적인 하중에 의한 피로 손상을 평가하고 설계 수명을 보장하기 위해 정의됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다:
1. 피로하중의 정의
• 피로하중은 차량의 반복적인 통행으로 인해 발생하는 하중으로, 교량 부재에 누적 손상을 유발할 수 있습니다.
• 설계 시 **피로설계트럭하중(KL-510)**을 기준으로 반복하중 효과를 평가합니다.
2. 피로설계의 목적
• 구조물의 내구성 확보: 반복적인 하중에도 구조물이 안전하게 기능할 수 있도록 보장.
• 균열 및 손상 방지: 피로로 인한 균열이나 강재의 파괴를 예방.
3. 설계 기준
• 피로한계상태(Fatigue Limit State):
• 반복 하중에 의한 응력 범위가 허용 피로 강도를 초과하지 않도록 설계.
• 허용 피로 강도는 재료 특성과 하중 반복 횟수에 따라 결정됩니다.
• 피로하중 모델:
• KL-510 표준트럭하중을 사용하며, 축하중과 반복 횟수 등을 고려하여 피로 손상을 평가합니다.
• 설계 수명 동안 예상되는 차량 통행량 및 하중 빈도를 반영합니다.
4. 설계 적용
• 응력 범위 계산:
• 피로하중에 의해 발생하는 최대응력과 최소응력의 차이를 계산하여 응력 범위를 산출.
• 누적 손상 평가:
• Palmgren-Miner 법칙 등 누적 손상 이론을 사용하여 피로 수명을 예측.
• 안전 계수 적용:
• 하중 및 재료의 불확실성을 고려한 안전 계수를 적용하여 설계.

11. 비행장시설 설치기준(국토교통부, 2018.12)에서 규정하는 유도로 교량의 최소 직선거리와
최소 폭에 대하여 설명하시오.

**비행장시설 설치기준(국토교통부, 2018.12)**에 따르면, 유도로 교량의 최소 직선거리와 최소 폭은 다음과 같이 규정됩니다:
1. 최소 직선거리
• 유도로 교량은 항공기가 쉽게 진입할 수 있도록 직선 구간에 위치해야 하며, 교량의 양 끝 부분도 직선으로 설계되어야 합니다.
2. 최소 폭
• 유도로 교량의 폭은 해당 비행장을 이용하는 주 항공기의 크기에 따라 결정됩니다.
• 곡선 유도로 교량의 경우에는 추가 폭을 확보해야 합니다.
이 기준은 항공기의 안전한 이동과 조종사의 편의를 보장하기 위해 설정되며, 항공기 크기와 특성에 따라 설계가 달라질 수 있습니다.

12. 공항시설물 중 교량 및 지중구조물에 대한 내진등급의 분류 기준에 대하여 설명하시오.

공항시설물 중 교량 및 지중구조물의 내진등급 분류 기준은 **「공항시설 내진설계기준(국토교통부, 2018.12)」**에 따라 정의됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다:
1. 내진등급의 분류 기준
• 공항시설의 내진등급은 KDS 17 10 00(내진설계일반) 및 관련 기준에 따라 시설물의 중요도와 지진 발생 시 요구되는 성능 목표에 따라 분류됩니다.
• 교량과 지중구조물은 공항의 기능적 중요성과 지진 발생 시 피해 영향을 고려하여 등급이 설정됩니다.
2. 내진등급별 성능 목표
• 1등급: 지진 후에도 구조적 손상이 거의 없어야 하며, 즉각적인 사용이 가능해야 함.
• 2등급: 일부 손상은 허용되나, 주요 기능은 유지되어야 함.
• 3등급: 구조적 안정성만 확보되면 되며, 일정 수준의 손상은 허용.
3. 적용 기준
• 교량 및 지중구조물은 설계지진세기, 지반분류, 중요도계수 등을 반영하여 내진 설계를 수행합니다.
• 특히, 교량의 경우 활주로 및 유도로와 연결된 주요 교량은 높은 내진등급을 적용받아야 합니다.
4. 설계 적용 사례
• 주요 공항시설(예: 활주로 연결 교량)은 1등급으로 설계하여 지진 후 즉각적인 복구와 사용이 가능하도록 보장.
• 일반적인 부속 시설(예: 비상도로 연결 지중구조물)은 2~3등급으로 설계하여 경제성과 안전성을 균형 있게 고려.
이 기준은 공항시설의 안정성과 기능 유지에 중점을 두고 설계되며, 각 시설물의 중요도에 따라 세부적으로 구분됩니다.

13. 구조물 계획 시 지진에 대비하여 지진력에 저항하는 구조 개념에 대하여 설명하시오.

구조물 계획 시 지진에 대비하여 지진력에 저항하는 구조 개념은 구조물이 지진 하중을 효과적으로 흡수하거나 분산하여 안전성을 유지하도록 설계하는 방법입니다. 주요 구조 개념은 다음과 같습니다:
1. 내진 구조
• 개념: 구조물 자체의 강성과 연성을 증가시켜 지진 하중에 저항하도록 설계합니다.
• 특징:
• 벽체, 기둥, 보 등 주요 구조 부재를 보강하여 지진으로 인한 손상을 최소화.
• 브레이싱, 전단벽, 모멘트 저항 골조 등을 활용.
• 적용 사례: 일반 건축물 및 공공시설.
2. 면진 구조
• 개념: 구조물과 지반 사이에 면진 장치를 설치하여 지진 에너지가 상부 구조물로 전달되지 않도록 설계합니다.
• 특징:
• 고무 베어링, 슬라이딩 베어링 등으로 진동을 격리.
• 지진 후에도 기능 유지가 가능하며, 2차 피해를 방지.
• 적용 사례: 병원, 데이터센터, 중요 공공시설.
3. 제진 구조
• 개념: 구조물 내부에 제진 장치를 설치하여 지진 에너지를 흡수하거나 감쇠시킵니다.
• 특징:
• 댐퍼(점성 댐퍼, 마찰 댐퍼 등)를 사용하여 진동을 줄임.
• 기존 내진 설계와 병행하여 적용 가능.
• 적용 사례: 고층 건축물 및 특수 시설.
4. 설계 시 고려사항
• 지역별 지진 위험도 및 설계 응답 스펙트럼 반영.
• 구조물의 중요도와 사용 목적에 따른 적합한 시스템 선택.
• 반복 하중과 변형 능력을 고려한 연성 확보.
이러한 개념은 각각의 장단점과 비용 효과를 고려해 적용되며, 지진 발생 시 인명 보호와 기능 유지가 목표입니다.

 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.
(각25점)
1. 강교에서 붕괴유발부재(Fracture critical members)와 여유도에 대하여 설명하고, 붕괴
유발부재에 대하여 예시를 들어 설명하시오.

2. 교량 재하시험의 주요목적, 재하시험 계획에 포함되어야 하는 내용 및 동적재하시험에
대하여 설명하시오.
3. 기존 지하구조물(개착터널)의 기둥연성보강에 대하여 설명하시오.
4. 축방향 인장을 받는 보의 부재 축에 대하여 수직인 U형 전단철근의 간격을 구하시오.
여기서, =24MPa (모래 경량콘크리트), = 500MPa
=60.0kN·m, =45.0kN·m, =55.0kN, =40.0kN,
=-10.0kN(인장), =-70.0kN(인장), 고정하중 계수: 1.2,
활하중 계수: 1.6, 철근 단면적: D10=71.33mm2

 
5. 그림과 같이 집중하중(10kN)을 받고 있는 3경간 연속보에 지점침하가 A에서 20mm,
B에서 30mm, C에서 50mm, D에서 40mm 발생하였다. 지점 B에서의 모멘트(Mb)와
반력(Rb)을 구하시오. (단, E=200GPa, I=500×106 mm4)

 
6. 다음 그림과 같은 구조물에서 온도 상승()시 부재의 변형률과 부재 내 응력을 구하시오.
(단, 부재의 단면적(A), 탄성계수(E) 및 선팽창계수(α)는 일정하며, 스프링상수는 k 이다.)

 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.
(각25점)
1. 교량의 경관설계에서 검토해야 할 기본적인 미적 조형원리에 대하여 설명하시오.
2. 지진해석을 위해 응답스펙트럼법을 사용할 때 모드별 최대응답을 조합하는 모드조합
방법의 종류를 나열하고 설명하시오.
3. 광폭 강박스거더 사장교에서 보강거더 검토를 위한 설계기준(하중저항계수설계법) 내용과
계산 과정에 대하여 설명하시오.
4. 아래 그림과 같이 긴장재를 포물선 형상으로 배치한 단순지지 된 프리스트레스트 콘크리트
(PSC) 보의 경간중앙에서 콘크리트의 상연응력과 하연응력을 응력개념, 강도개념, 하중
평형개념 3가지 방법으로 구하시오.
(단, 유효 프리스트레스 힘 Pe=3,300kN, 보 중앙에서 편심량 중앙=250mm, 보의 자중()과
등분포 활하중(=17.58kN/m)이 작용하고, 경간 =20m, 프리스트레스트 콘크리트의
단위중량 =24.525kN/m3으로 고려한다.)

 
 
5. 아래 그림과 같은 2개의 수평변위 자유도를 갖는 2층 건물의 자유진동 응답을 모드
중첩법으로 구하시오.(단, 변위와 속도에 관한 초기조건은 다음 그림과 같으며, 감쇠는 무시한다.)

 
6. 50kN의 고정하중(DL), 300kN의 활하중(LL)이 작용하는 인장부재에 대하여 맞대기
용접시에 필요한 강재의 두께를 항복상태와 파단상태를 모두 고려하여 결정하시오.
(단, 사용강재의 강도는 =235MPa, =400MPa, 고정하중계수 1.2, 활하중계수 1.6,
항복시 강재 강도감소계수 0.9, 파단시 강재 강도감소계수 0.75 이다.)

 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.
(각25점)
1. 설계안전성(Design For Safety)검토에서 설계 시행단계별 설계자의 안전관리 업무에 대하여
설명하시오.
2. 시설별 내진설계기준의 일관성을 위하여 상위기준인 “내진설계일반(KDS 17 10 00)”이
제정되었다. 도로교의 경우 기존 설계기준과 비교하여 변경된 주요내용에 대하여 설명
하시오.
3. 콘크리트의 최소 피복두께를 산정할 때 고려해야 하는 사항을 모두 기술하고, 다음과
같은 조건에서 직경 32mm 이형철근이 배근된 노출 콘크리트 바닥판(슬래브)의 공칭
피복두께를 구하시오.
- 노출등급 EC3(노출등급에 대한 콘크리트의 최소피복두께 35mm, 기준 최소 압축강도
30MPa)
- 사용된 콘크리트 강도 50MPa
- 콘크리트에 표면처리 및 피복에 대한 품질보증 시스템 미적용
4. 아래 캔틸레버보에 집중하중 100kN이 작용했을 때 BC(Cable)부재의 인장력을 구하시오.
부재     부재       

 
5. 아래 그림과 같은 광폭 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 박스거더교에 대해서 다음 사항을
계산하시오.
1) B점의 극한한계상태 시 전단력을 구하시오.
(단, 프리스트레스트 콘크리트 박스거더 단면을 제외한 기타 부재의 자중 및 비틀림의
영향은 무시한다.)
2) B점의 극한한계상태 전단에 대해서 설계하시오.
(단, ① 복부트러스 각도는 45°로 가정
② 전단철근검토시 횡방향 해석의 복부 휨강도에 필요한 주철근은 고려하지 않음
③ 철근단면적 (Av) : D25 = 506.7 mm2
④ 철근배치간격 (S) : 150 mm )

 
6. 아래 그림과 같은 지형에 1)슬래브교, 2)라멘교 형식 적용성을 검토하고자 한다. 각각의
형식에 대하여 하부구조 단위 폭(1.0m)당 고유진동수를 구하고, 동적거동측면에서의
특징을 설명하시오.
(단, 철근콘크리트 단위중량 =24kN/m3, 콘크리트 탄성계수 =2.3×104MPa,
받침물성치, 토압, 기초, 하부구조의 자중, 헌치의 영향은 무시한다.)