토목구조기술사 제89회 기출문제

휨을 받는 강구조부재의 조밀단면(compact section), 비조밀단면(non-compact section), 세장단면(slender section)에 대하여 설명하시오.

콘크리트교량의 상부구조 가설용 동바리 설계시 고려해야 할 수평하중에 대하여 설명하시오.

그림과 같은 곡선보에서 단부 단면의 도심에 P = 5 kN 이 작용할 때, 축력과 전단력의 영향을 고려하여 단부의 수직처짐을 구하시오. (단, E = 200 GPa, G = 80 GPa 이다.)

구조물의 거동(응답, response)은 하중관련 거동(load-dependent behavior)과 위상관련 거동(configuration-dependent behavior)으로 분류할 수 있다. 각각의 거동에 해당하는 응답을 구체적으로 열거하고, 해석과정(예를 들면, 유한요소법 등)에서 풀어야 할 지배방정식을 설명하시오.

과소보강으로 부착된 PS 콘크리트 보의 전형적인 하중-처짐 선도를 도시하여 설명하시오.

지간 L 인 단순보의 단면이 그림과 같다.(상자형 단면) 편심등분포하중(q)이 전지간에 만재되었을 때, 휨모멘트선도, 전단력선도 및 비틀림모멘트선도를 구하시오.

유한요소 구조해석시 적용되는 절점 경계조건을 열거하고 설명하시오.

휨부재로 사용되는 강재 H-400×200×8×13 의 단면 복부판 축을 따라 전단력 V = 200 kN 이 작용한다. 이 때 이 단면에 발생하는 최대전단응력을 구하시오. (단, H-형강의 구석살(fillet)은 무시한다.)

철근콘크리트 연속 휨부재 받침부의 단면이 b = 300 mm, d = 500 mm, As = 2000 mm 으로 설계되어 있다. 이와 같이 설계된 경우 콘크리트구조설계기준에 규정된 부모멘트 재분배가 가능한지를 검토하고, 재분배율을 구하시오. (단, fck = 24 MPa, fy = 300 MPa 이다.)

강도설계법에 의한 콘크리트 교량 부재의 내하율 산정방법을 설명하시오.

구조용 강재의 취성파괴 요인을 열거하시오.

탄성-완전소성 거동(elastic-perfectly plastic behavior)의 재료로 제작된 직사각형 단면의 균질 보에서, 항복모멘트(yield moment, My)에 대한 소성모멘트(plastic M p moment, Mp)의 y를 구하시오.

철근콘크리트 부재의 외단접합부(라멘 단절점부)에 외측인장 휨모멘트가 작용하면 접합부의 보강여부를 검토하도록 설계기준에 규정되어 있다. 이에 대한 검토를 실시해야 하는 이유를 도시하여 설명하시오.

강관 부재의 특징을 아치교로 예를 들어 설명하시오.

그림과 같이 통로 Box(5m×5m×40m)와 상부 도로를 단계적으로 개설하고자 한다. 이 때 통로 Box 의 종방향 해석에서 고려하여야 할 설계하중, 해석모델 및 설계시 주의사항에 대하여 설명하시오. (단, 통로 Box 에는 종방향 신축이음은 없으며, 설계하중에는 시공 중 하중도 고려한다.)

그림과 같이 힌지 지점 및 고정 지점을 갖는 구조계의 고유진동수를 구하시오. 7 4 7 4 (단, 기둥부재의 자중은 무시하고, E1= E2=300 GP,1 =2×10 mm ,I2=1×10 mm 이다. 또한 수평부재는 강체(rigid body)이며, 자중은 W = 2kN/m 이다.)

그림과 같은 단순보의 A-A 단면에 배치해야 할 수직스터럽 간격을 설계기준의 규정에 따라 구하시오. 이 때 전단력은 포락전단력선도를 작도하여 구한다. (단, fck = 27 MPa, fy = 350 MPa 이다.) (단, D10 의 단면적 Ab = 71.3 mm 이고, A-A 단면에 있는 치수는 mm 이다.)

경간 20m 인 PSC 단순보가 그림과 같은 T 형 단면으로 설계되어 있다. 이러한 단면에 가능한 한 최대의 프리스트레스를 도입하여 최대의 등분포 활하중을 재하하려고 한다. 2 최대 초기 프리스트레스 크기, F ikN )와 최대등분포 활하중 ω lkN /m ) 을 구하시오. 단, fck= 35MPa , =ci8 MPa , 허용응력( barfti−1.3MPa ,arf ci6.8MPa, F barfts−3.0MPa barf cus.8MPa barf =2cs0MPa η = =0.83 , , ), Fi 2 10 4 8 3 A = 380,000 mm ,Ig=3.31×10 mm ,y t306 mm y,= b94 mm ,Zt=1.08×10 mm Z b4.77×10 mm7 , ω G=9.5 kN /m(자중) 5

비례한도 fpl = 220 MPa, 항복강도 fy = 280 MPa, 탄성계수 E = 2×10 MPa 인 구조용강으로 길이 10 m, 단면 300mm×200mm 의 직사각형 기둥을 만들고, 하단은 고정지점이며 상단은 핀연결지점으로 하였다. 안전계수 FS=2.0 이라 할 때, 기둥이 장주인지를 판단하고, 허용압축하중을 오일러 공식을 사용하여 구하시오.

강박스거더교(steel box girder bridge)의 특징을 플레이트거더교(plate girder bridge)와 비교하여 설명하시오.

콘크리트구조설계기준에 따라 철근콘크리트 보의 파괴를 정의하고, 파괴시 인장부에 배치된 최외단 순인장철근의 변형률( )의 크기에 t라 나타나는 파괴거동을 설명하시오. ϵ ϵ 이 때 를t0.004 이상 또는 2 y이상으로 설계기준에서 규정한 이유도 설명하시오.

그림과 같은 라멘(rahmen)의 모든 부재에서 △T = 30℃의 온도 상승이 발생할 때, 휨모멘트선도를 구하시오. 6 3 5 (단, K AB K BC KCD= K = 2× 10 mm, 탄성계수 E =2.0×10 MPa, 열팽창계수 − 5 α =1.0× 10 /℃이다.)

견고한 강판(rigid steel plate)을 그림과 같이 각각 100mm×100mm 의 정사각형 단면을 갖고 있는 3 개의 등간격 콘크리트 기둥으로 지지하려고 한다. 강판의 중심에 작용하는 하중 P 가 작용하기 전에 중앙의 기둥이 양측에 있는 기둥보다 0.5 mm 더 짧게 시공되어 있다. 이 때 안전하게 작용할 수 있는 하중 P 의 최대값을 구하시오. (단, 콘크리트기둥의허용압축응력 fca=12MPa, 콘크리트탄성계수 Ec=27,000MPa 이다.)

그림과 같은 균일단면을 갖는 철근콘크리트 캔틸레버 보의 자유단에서 발생하는 순간처짐과 10 년 후의 최종처짐을 구하시오. (단, fck = 27 MPa, fy = 400 MPa, 단위질량 γ = 2,550 kg/m 이다.) c ξ E =8,500root3of f 참고사항 ; 1+50ρpri,ec c, Icr = 6.19×10 mm 3 3 e = Mcr Ig+[1− Mcr ] cr ( M a (M)a 2 (단, D25 의 단면적 Ab= 507mm 이고, 단면 치수의 단위는 mm 이다.)

그림과 같은 포스트텐션 PSC 보가 있다. 1) 1,000 kN 의 프리스트레스 힘으로 인해 A 점 및 C 점에 발생1(긴장재의 편심으로 인한 모멘트),M2(2 차 모멘트) 및t프리스트레싱으로 인한 전 모멘트)를 구하시오. 2) 프리스트레스 힘에 의한 반력을 구하시오. 3) 프리스트레스 힘으로 인한 압력선을 구하시오

강교량의 피로설계는 반복하중하에서 피로손상이 예상되는 구조부재 또는 이음상세의 해석 및 설계를 말한다. 피로설계의 방법을 개념적으로 분류하여 설명하시오.

국내 교량의 내진설계기준 기본개념과 지진력 산정 방법에 대해 설명하시오.

그림과 같이 타이로드가 설치된 강재 프레임에서 타이로드에 걸리는 인장력 T 를 구하시오. (단, Ab = 24,000 mm , Ib = 1.50 × 10 mm , E = 200 kN/mm (모든 부재) Ac = 18,000 mm , Ic = 1.20 × 10 mm 이다.) φ25m m

그림과 같은 부정정 보에서 A는 고정지점, B는 롤러지점이며, 지점 B 의 침하량이 Δ 이다. B 점에 모멘트하중 M 을 작용시켜 B 점의 회전각(처짐각)을 반으로 줄이려고 한다. 보 전체에서 EI 가 일정할 때, M 을 구하시오. 또한 이 때 지점 반력을 구하시오. w

그림과 같은 철근콘크리트 단순보에 등분포 고정하중, d= 3 kN/m (자중불포함)과 등분포 활하중, wl= 20 kN/m가 작용한다. ⓐ 철근(2-D32)의 이론상의 철근 절단점과 설계기준을 만족하는 철근 절단점을 구하시오.(이 때 인장부에서 절단되는 철근에 대한 검토는 생략함) (단, fck = 28 MPa, fy = 400 MPa, 단위질량50kg/이다.) c 2 (단, D32 의 단면적 Ab = 794 mm , 직경 db = 31.8 mm 이며, 단면 치수 단위는 mm 이다.)

그림과 같은 단면을 갖는 RC 보 구조물의 소요모멘트에 대한 탄소섬유시트에 의한 최소 보강 매수를 산정하고, 보강 후 소요모멘트에 의한 인장철근의 응력을 탄성설계법에 의하여 구하시오. (단, 탄소섬유시트는 보 하부에 완전 부착되어 RC 보와 일체거동 하는 것으로 하며, 단면 치수는 mm 이다.) 소요모멘트 Mmax = 650 kN․m 콘크리트 fck = 21 MPa (fca = 8 MPa) Ec = 26 GPa 철근 n = 8, As = 4,000 mm fy = 300 MPa (fta = 150 MPa) Es = 200 GPa 탄소섬유시트 ncf = 16 t = 0.2 mm, b = 400 mm Ecf = 400 GPa fcfy = 3,000 MPa (fcfa = 300 MPa)