토목구조기술사/2026년 제140회

[토목구조기술사] 2026년 제140회 1교시 1·3·6번 - 한계상태설계·다발철근·강도감소계수 풀이 (KDS 14 20)

원코드 AI 2026. 10. 25. 12:56

토목구조기술사 2026년 제140회 1교시 1·3·6번을 원코드로 풀어 봤습니다.
강도감소계수(φ)는 제139회에 이어 두 회차 연속 나온 주제입니다.

 

이 글에서는 φ가 왜 단면마다 달라지는지, 다발철근 기준은 무엇인지 답안 순서대로 정리합니다.

📌 원코드(ONECode) 팀이 기출문제를 원코드로 풀고 정리한 자문자답 글입니다.
기준일: 2026.10.25 / 적용 기준: KDS 14 20 01·10·20·50·90, KDS 14 31 05 (원코드 원문 기준 현행본)

 

강도감소계수는 외울 값이 아니라, 지배단면에 따라 정해지는 결과입니다.

세 문항 모두 이 한 줄로 연결됩니다.

🗂️ 토목구조기술사 140회 전 문항 정리는 10월 26일(월)에 올라갑니다.

이 글의 순서

01 토목구조기술사 140회 1교시, 무엇이 나왔나? 바로가기 ↓
02 문제지를 캡처해서 그대로 올리면 될까? 바로가기 ↓
03 1번: 한계상태설계법은 신뢰성설계의 Level Ⅰ입니다 바로가기 ↓
04 3번: 다발철근은 4개 이하, 40db 엇갈림이 핵심입니다 바로가기 ↓
05 6번: 지배단면은 εt로 나누고, 강도감소계수는 그 결과입니다 바로가기 ↓
06 답안을 쓸 때 챙길 것은? 바로가기 ↓
07 자주 하는 실수는 무엇인가? 바로가기 ↓
08 정리: 토목구조기술사 140회 1교시는 "왜"를 묻습니다 바로가기 ↓

토목구조기술사 140회 1교시, 무엇이 나왔나?

  • 출처: 토목구조기술사 2026년 제140회 1교시 1·3·6번 (각 10점) · 2026.08.22 시행
  • 1번: 한계상태설계법과 신뢰성설계법을 정의하고 비교 (비교형)
  • 3번: 다발철근의 사용 목적과 배치기준, KDS 14 20 50 (용어 정의형)
  • 6번: 지배단면을 구분하고 강도감소계수를 설명 (용어 정의형)

세 문항은 모두 한계상태설계법의 기본과 RC 기준에 속합니다.
1번은 설계 철학, 6번은 그 철학이 RC 부재에 적용된 결과, 3번은 철근 상세입니다.

 

6번은 2026년 제139회 1교시 8번에서도 나왔습니다.
140회에는 "지배단면을 구분하고"가 붙었으니 εt → 지배단면 → φ 순서로 써야 합니다.

 

답안에 넣을 핵심 키워드

 

  • 1번: 한계상태 종류, 하중·저항계수, 신뢰도지수 β, 파괴확률
  • 3번: 4개 이하, 스터럽·띠철근, 40db 엇갈림, 환산 지름
  • 6번: 순인장변형률, 압축지배·인장지배 한계, 변화구간 보간

문제지를 캡처해서 그대로 올리면 될까?

질문을 길게 다듬을 필요가 없습니다.
140회 문제지 한 장을 통째로 캡처해 올리고, 풀 문항 번호만 적었습니다.

 

13문항이 든 문제지에서 1·3·6번만 골라 읽고, 근거 KDS 조항부터 찾아 풀었습니다.

걸린 시간은 1분 남짓입니다. "어떤 기준을 찾아봐야 하지?"에서 시작할 필요가 없습니다.

💡 문장을 다듬을 필요가 없습니다
문제지 캡처 + "N번 풀어줘"면 충분합니다. 답안 형식을 원하면 "개요–본론–결론으로" 한 줄만 덧붙이세요.

답변마다 근거 기준이 조항 단위로 붙습니다

세 문항을 푸는 동안 원코드는 KDS 조항 9곳을 인용했습니다.
답변 아래 근거 카드를 누르면, 대화를 띄워 둔 채 오른쪽에 원문이 열립니다.

 

기준과 일반 이론을 나눠서 알려 줍니다

 

1번의 신뢰도지수 β 같은 내용은 기준 조항이 아니라 일반 이론이라 [참고]로 따로 표시했습니다.
6번의 한계 변형률과 φ 값은 KDS 원문에서 확인했다고 밝혔습니다.

 

어디까지가 기준이고 어디부터가 해설인지 구분해 주는 점이 답안 쓸 때 가장 쓸모 있었습니다.

 

 

조항 번호는 원코드 원문 패널 기준입니다.

1번: 한계상태설계법은 신뢰성설계의 Level Ⅰ입니다

1번은 "정의하고 비교하여 설명"하라는 비교형입니다. 비교표와 그림 한 장이 들어가야 합니다.

📝 모범 답안 · 1교시 1번 · 한계상태설계법과 신뢰성설계법10점 · 답안지 약 1쪽

1. 개요

한계상태설계법은 구조물이 한계상태에 이르지 않도록 하중계수·저항계수로 검토하는 설계법이다.

신뢰성설계법은 하중과 저항의 불확실성을 확률변수로 보고, 파괴확률·신뢰도지수로 안전수준을 검증하는 설계법이다.

2. 한계상태설계법

가. 설계식: $\sum \eta_i \gamma_i q_i \le \phi R_n$ (KDS 14 31 05 1.6.1)

나. 한계상태: 극한한계상태(붕괴·파괴)와 사용한계상태(응력·균열·변형·진동) (KDS 14 20 01 2.2)

3. 신뢰성설계법

가. 한계상태함수 $Z = R - S$, 파괴확률 $P_f = P(Z < 0)$

나. 신뢰도지수 $\beta = (\mu_R - \mu_S) / \sqrt{\sigma_R^2 + \sigma_S^2}$, $\;P_f = \Phi(-\beta)$

🖼️ 그림 ① R·S 확률분포와 신뢰도지수 β (아래 해설의 도해)

4. 비교

구분 한계상태설계법 신뢰성설계법
기본 개념 한계상태 초과를 계수로 방지 파괴확률을 목표값 이하로 관리
불확실성 처리 하중·저항계수로 간접 반영 확률분포로 직접 반영
실무 활용 설계식으로 바로 적용 계수 보정, 성능 검증
해석 난이도 낮음 높음

5. 결론

두 방법은 대립 관계가 아니다. 한계상태설계법의 계수는 목표 신뢰도지수를 만족하도록 신뢰성 해석으로 보정한 값이다.

따라서 한계상태설계법은 신뢰성 이론에 바탕을 둔 반확률론적 설계법(Level Ⅰ)으로 정리할 수 있다.

해설: 그림 한 장이 정의를 대신합니다

도해도 원코드에 그려 달라고 했습니다.

예시 값은 R 평균 250, S 평균 200, 표준편차 각 25 kN입니다.

$$ \sigma_Z = \sqrt{25^2 + 25^2} \approx 35.36, \qquad \beta = \frac{50}{35.36} \approx 1.41, \qquad P_f = \Phi(-\beta) \approx 0.079 $$

파괴확률은 (b)의 Z < 0 면적이고, β는 평균 50을 표준편차 단위로 잰 거리입니다.


(a)의 겹친 부분은 이해를 돕는 그림일 뿐, 그 면적이 곧 파괴확률은 아닙니다.

비교표는 원코드 답변의 항목(기본 개념·불확실성 처리·실무 활용·해석 난이도)을 그대로 썼습니다.
β와 Level Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ 구분은 기준 조항이 아닌 일반 이론이라, 원코드도 [참고]로 따로 표시했습니다.

3번: 다발철근은 4개 이하, 40db 엇갈림이 핵심입니다

3번은 "사용 목적과 배치기준"을 묻는 용어 정의형입니다. 기준 조항 번호를 붙인 표가 핵심입니다.

📝 모범 답안 · 1교시 3번 · 다발철근의 사용 목적과 배치기준10점 · 답안지 약 1쪽

1. 정의

다발철근은 2개 이상의 이형철근을 서로 접하게 묶어 하나의 철근처럼 배치하는 철근이다.

2. 사용 목적

가. 기둥 주근 밀집부, 보 하단 주근 과밀부에서 철근 간격 제한을 만족

나. 같은 단면적을 적은 개수의 굵은 철근처럼 배치해 배근·타설 시공성 향상

다. 단, 다발 안 철근끼리는 부착 효과가 떨어지므로 배치 규정을 엄격히 적용

3. 배치기준 (KDS 14 20 50 4.2.2/4.3.4/4.4.2)

항목 기준
개수·형상 이형철근, 4개 이하, 스터럽·띠철근으로 둘러쌈
절단 휨부재 경간 안에서 끝나는 개개 철근은 40$d_b$ 이상 엇갈림
간격·피복 등가단면적으로 환산한 지름 적용
보 제한 D35 초과 철근은 다발로 사용 불가
피복두께 50mm와 등가지름 중 작은 값 이상 (흙 75mm, 수중 100mm)
횡철근 D13 이상 띠철근으로 둘러쌈

가. 등가지름 $d_{b,eq} = d_b\sqrt{n}$ → 2본 1.41$d_b$, 3본 1.73$d_b$, 4본 2$d_b$

🖼️ 그림 ② 2·3·4본 단면 배치와 40db 엇갈림 절단 (아래 해설의 도해)

4. 결론

다발철근은 간격 문제를 해결하지만 부착 면적이 줄어드는 단점이 있다.

엇갈림 절단·피복·횡철근 규정으로 이를 보완하며, 시공 단계에서는 묶음 상태와 피복두께를 검측해야 한다.

해설: 기준 표 + 절단 그림이면 충분합니다

 

사용 목적은 원코드 답변을 따랐습니다. 원코드는 이 부분이 기준이 아니라 실무 설명이라고 구분했습니다.

 

이 그림도 원코드에 그려 달라고 했습니다. $d_b = 25$ mm로 잡으면 40$d_b$는 1,000 mm입니다.


①~③번 철근을 1,500 → 2,500 → 3,500 mm에서 차례로 끊고, ④번은 경간 끝까지 이어 갑니다.

D25 다발의 등가지름은 약 36 · 43 · 51 mm입니다. 그래서 4개 다발의 피복 기준은 50mm와 51mm 중 작은 50mm가 됩니다.

절단점을 한곳에 모으지 않고 40db 이상 벌리는 것, 이 한 장이면 3번 그림은 충분합니다.

6번: 지배단면은 εt로 나누고, 강도감소계수는 그 결과입니다

6번은 제139회에 이어 두 회차 연속 나온 주제입니다. εt → 지배단면 → φ 순서로 써야 합니다.

📝 모범 답안 · 1교시 6번 · 지배단면의 구분과 강도감소계수10점 · 답안지 약 1쪽

1. 개요

지배단면은 압축연단 콘크리트가 극한변형률에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 $\varepsilon_t$로 구분한다 (KDS 14 20 20 4.1.2).

강도감소계수 φ는 이 파괴 양상에 따라 공칭강도를 낮추는 계수다.

2. 지배단면의 구분

구분 판정 거동
압축지배 $\varepsilon_t \le \varepsilon_y$ 콘크리트 압괴 선행, 취성
변화구간 두 한계 사이 중간
인장지배 $\varepsilon_t \ge 0.005$ ($f_y > 400$MPa이면 $2.5\varepsilon_y$) 철근 항복 선행, 연성

가. 프리스트레스하지 않은 휨부재의 최소 허용변형률: $f_y \le 400$MPa이면 0.004

3. 강도감소계수 (KDS 14 20 10 4.2.3)

구분 φ
인장지배단면 0.85
압축지배단면 · 나선철근 0.70
압축지배단면 · 그 외 0.65
전단력 · 비틀림모멘트 0.75
콘크리트 지압력 0.65
포스트텐션 정착구역 0.85
무근콘크리트 0.55

가. 변화구간: $\varepsilon_t$가 커짐에 따라 압축지배 값에서 0.85까지 증가

🖼️ 그림 ③ εt–φ 그래프 (아래 해설의 도해)

4. 결론

φ는 연성 파괴에 큰 값을 주는 파괴 양상 보상 계수이므로, 인장지배단면이 되도록 설계하는 것이 바람직하다.

기존 구조물 안전성 평가(KDS 14 20 90)는 인장지배 φ를 1.0까지 쓰므로 신설 설계와 구분해야 한다.

해설: 그래프를 먼저, 값 표는 그 아래

인장지배 한계는 철근 강도에 따라 달라집니다.

 

$$ \varepsilon_{t,tcl} = \begin{cases} 0.005 & (f_y \le 400\ \text{MPa}) \\ 2.5\,\varepsilon_y & (f_y > 400\ \text{MPa}) \end{cases} $$

 

SD400은 $\varepsilon_y = 0.002$라 두 식 모두 0.005입니다.
SD500은 0.00625로 커져서, 같은 단면도 변화구간에 들어가기 쉽습니다.

 

변화구간에 대해 기준 원문(4.2.3)은 "압축지배 값에서 0.85까지 증가시킨다"고만 정합니다.
답안과 실무에서는 보통 아래처럼 직선으로 보간합니다.

 

$$ \phi = 0.65 + 0.20 \times \frac{\varepsilon_t - \varepsilon_y}{\varepsilon_{t,tcl} - \varepsilon_y} $$

 

나선철근이면 0.65를 0.70으로, 0.20을 0.15로 바꿉니다.

원코드가 그린 이 그래프 하나가 지배단면, 보간, 나선·띠철근 차이를 한 번에 보여 줍니다.

 

$f_y = 400$ MPa($\varepsilon_y = 0.002$) 기준이라, SD500처럼 $f_y$가 400 MPa를 넘으면 인장지배 한계가 2.5$\varepsilon_y$로 오른쪽으로 옮겨 갑니다.

 

원코드는 그래프와 함께 "직선 보간은 그래프를 그리려고 쓴 방식이니, 식으로 쓸 때는 원문 형태를 확인하라"고 짚었습니다.

 

계산 예 (가점용)

 

조건은 $b = 300$ mm, $d = 500$ mm, $f_{ck} = 24$ MPa, SD400입니다.

$$ a = \frac{A_s f_y}{\eta (0.85 f_{ck}) b}, \quad c = \frac{a}{\beta_1}, \quad \varepsilon_t = \varepsilon_{cu}\frac{d-c}{c} $$

철근 $c$ (mm) $\varepsilon_t$ 판정 · φ
3-D25 (1,520 mm²) 124.2 0.0100 인장지배 · 0.85
6-D25 (3,040 mm²) 248.4 0.0033 변화구간 · 0.74

6-D25는 φ가 0.74로 떨어지고, 휨부재 최소 허용변형률(SD400에서 0.004)에도 못 미칩니다.

철근을 더 넣는다고 설계강도가 비례해서 늘지는 않습니다.

답안을 쓸 때 챙길 것은?

 

"0.85, 0.70, 0.65"만 나열한 답안과 가장 크게 갈리는 곳이 그래프입니다.

자주 하는 실수는 무엇인가?

오래된 교재 값을 그대로 외우는 것도 위험합니다.
시험 전에 현행본 조항으로 한 번 더 확인하세요.

✍️ 실무자 코멘트

  • 구조계산 프로그램은 φ를 자동으로 넣어 줍니다.
    그런데 εt를 같이 출력해 보면 변화구간 단면이 생각보다 많이 섞여 있습니다.
  • 보 춤을 줄이는 VE 제안을 검토할 때 특히 이 부분이 문제가 됩니다.

관련 기출

  • 토목구조기술사 2026년 제139회 1교시 8번 — RC 부재의 강도감소계수
  • 건축구조기술사 2026년 제139회 1교시 3번 — 기존 구조물 평가의 강도감소계수 (KDS 14 20 90)
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정리: 토목구조기술사 140회 1교시는 "왜"를 묻습니다

강도감소계수는 값보다 지배단면과의 관계를 쓰는 문제입니다.
1번과 3번도 같은 한계상태설계 틀 안에서 정리하면 한 번에 외워집니다.

💬 다음 글 예고

  • 토목구조기술사 140회 전 문항 정리 → 10/26(월)
  • 2교시 4번 신축이음 신축량·프리세팅 계산 → 11/9(월)
  • 1교시 5·8·10·13번 볼트접합·전단중심·휨좌굴강도 → 11/16(월)

기술사 답안의 힘은 정확한 기준 조항에서 나옵니다. 오늘 본 풀이처럼, 문제지 한 장으로 근거 조항부터 찾아보세요.

 

 

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💬 다음에 풀었으면 하는 토목구조기술사 기출이 있으면 댓글로 남겨 주세요.
회차·교시·번호만 적어 주시면 원코드로 풀어서 올려 드립니다.


※ 본 풀이는 학습 참고용이며, 기준은 작성일 기준 현행본을 적용했습니다. 실제 시험 답안은 개인의 이해와 표현으로 작성해야 합니다.

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