건축기사 강구조 부재 설계 핵심정리

고력볼트 마찰접합은 높은 강도의 볼트를 세게 조여 판끼리 강하게 눌러 붙입니다. 이때 판 사이에 생기는 마찰력으로 힘을 전하므로, 볼트가 구멍 벽에 닿지 않아 접합부가 미끄러지지 않습니다.

틀린 선지

• 볼트 머리의 무게: 볼트 무게는 힘 전달과 관계가 없습니다.
• 볼트 몸통이 판 구멍 벽을 미는 지압력: 지압접합의 원리입니다.
• 용접 열로 녹아 붙은 접착력: 용접접합의 원리입니다.

좌굴(buckling)은 재료가 부서질 만큼의 힘이 되기 전에, 가늘고 긴 압축재가 옆으로 휘어지며 힘을 잃는 현상입니다. 기둥이 길고 가늘수록 잘 생깁니다.

틀린 선지

• 릴랙세이션: 늘린 길이를 고정한 상태에서 응력이 시간이 지나며 줄어드는 현상입니다.
• 크리프: 일정한 하중 아래에서 시간이 지나며 변형이 늘어나는 현상입니다.
• 피로: 작은 힘이 여러 번 반복되어 생기는 파괴입니다.

세장비는 기둥이 얼마나 가늘고 긴지를 나타내는 값입니다. 유효좌굴길이(KL)를 단면2차반경(r = √(I/A))으로 나누어 구하며, 값이 클수록 좌굴이 일어나기 쉽습니다.

틀린 선지

• r / KL: 분자와 분모가 거꾸로 되었습니다.
• KL / A: 단면적이 아니라 단면2차반경으로 나눕니다.
• KL × r: 곱하지 않고 나눕니다.

필릿용접의 단면은 직각삼각형이고, 힘을 받는 유효 목두께는 직각 꼭짓점에서 빗변까지의 거리입니다.

1. 식: a = 0.7 × s (정확히는 s × cos45° ≒ 0.707s)
2. 대입: 0.7 × 10
3. 답: 7mm
4. 검산: 7 ÷ 0.7 = 10mm 로 맞습니다.

틀린 선지

• 5mm: 사이즈의 절반으로 계산한 값입니다.
• 10mm: 사이즈를 그대로 쓴 값입니다.
• 14mm: 0.7 을 곱하지 않고 1.4 를 곱한 값입니다.

오일러 좌굴하중은 유효좌굴길이의 제곱에 반비례합니다.

1. 식: P = π²EI / (KL)²
2. KL 이 2배가 되면 분모는 2² = 4배
3. 따라서 좌굴하중은 1/4 배
4. 검산: 반대로 길이가 1/2 이 되면 4배가 됩니다 (양단 고정 기둥이 양단 핀 기둥의 4배인 이유).

틀린 선지

• 1/2 배: 제곱이 아니라 단순 반비례로 본 값입니다.
• 2배: 길이가 길어지면 좌굴하중은 줄어듭니다.
• 4배: 길이가 1/2 로 줄 때의 결과입니다.

인장재는 볼트 구멍만큼 단면이 줄어든 곳(순단면)에서 끊어지기 쉽습니다.

1. 줄어든 폭: 22 × 2 = 44mm
2. 남은 폭: 200 − 44 = 156mm
3. 순단면적: 156 × 10 = 1,560mm²
4. 검산: 전체 2,000mm² 에서 구멍 면적 22 × 10 × 2 = 440mm² 를 빼면 1,560mm² 입니다.

틀린 선지

• 1,340mm²: 구멍을 3개 뺀 값입니다.
• 1,780mm²: 구멍을 1개만 뺀 값입니다.
• 2,000mm²: 구멍을 빼지 않은 전체 단면적입니다.