건축기사 실기 · 2016년 4회차
건축기사 실기 기출문제

건축기사 실기 · 2016년 4회차

총 26문항 · 주관식 · A4 약 1장

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A4정답 포함
건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com

건축기사 실기 · 2016년 4회차

총 26문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

다음 용어를 설명하시오.
(1) 기준점(Bench Mark)
(2) 방호선반

정답 및 해설

(1) 기준점 — 공사 중 높이(표고)의 기준으로 삼기 위해 이동이 없는 곳에 설치하는 고정 원점
(2) 방호선반 — 상부 작업 중 떨어지는 자재·공구의 낙하 피해를 막기 위해 비계·벽체 외부에 내밀어 설치하는 금속 판재


[해설]

기준점(Bench Mark)은 공사 중 높이(표고)를 잴 때 기준이 되는 고정점이다.

기준점은 침하·이동 우려가 없는 곳에 설치하며, 훼손에 대비해 2개소 이상 두고 수시로 확인한다. 방호선반은 상부 작업 중 떨어지는 자재·공구가 하부 작업자나 보행자를 다치게 하지 않도록 비계·벽체 바깥으로 내밀어 설치하는 금속 판재다.

문제 2

목공사에서 쓰이는 이음과 맞춤의 뜻을 각각 쓰시오.
(1) 이음
(2) 맞춤

정답 및 해설

(1) 이음 — 부재를 길이 방향으로 이어 길게 연결하는 접합
(2) 맞춤 — 직각이나 경사로 만나는 두 부재를 서로 가공해 끼워 맞추는 접합


[해설]

목구조 접합은 두 부재가 만나는 방향에 따라 이음과 맞춤으로 구분한다.

  • 이음 — 같은 방향의 부재를 길이 방향으로 이어 늘리는 접합이다.
  • 맞춤 — 직각이나 경사로 방향이 다른 두 부재를 서로 깎아 끼워 맞추는 접합이다.

외우는 요령: 일직선으로 이어 가면 이음, 꺾여 만나면 맞춤이다.

문제 3

목재의 섬유포화점을 설명하고, 함수율 변화에 따른 목재 강도의 변화를 서술하시오.

정답 및 해설

· 섬유포화점 — 세포 사이의 자유수는 모두 증발하고 세포막의 결합수만 남은 상태로, 함수율 약 30% 지점
· 강도 변화 — 섬유포화점(30%) 이상에서는 강도가 거의 일정하나, 그 이하로 건조되면 함수율이 낮을수록 강도가 급격히 증가한다.


[해설]

섬유포화점은 세포 사이의 자유수는 모두 빠지고 세포막의 결합수만 남은 상태로, 함수율 약 30% 지점이다.

섬유포화점 이상에서는 자유수만 드나들고 세포벽은 그대로여서 강도가 거의 일정하다. 그 아래로 건조되면 결합수가 빠지면서 세포벽이 수축·치밀해져, 함수율이 낮을수록 강도가 급격히 커진다.

혼동 주의: 목재의 수축·팽창도 섬유포화점 이하에서만 일어난다.

문제 4

다음 용어를 설명하시오.
(1) 거셋 플레이트(Gusset Plate) (2) 데크 플레이트(Deck Plate) (3) 시어 커넥터(Shear Connector)

정답 및 해설

(1) 거셋 플레이트 — 트러스 부재·가새 등을 보나 기둥에 이어 붙이는 접합용 강판
(2) 데크 플레이트 — 얇은 강판을 절곡해 만든 것으로, 바닥 콘크리트 타설의 거푸집 겸 구조재로 쓰는 판
(3) 시어 커넥터 — 강재와 콘크리트를 일체로 거동시키도록 그 경계면의 전단력을 전달하는 스터드 등의 강재 연결재


[해설]

철골구조의 접합·바닥·합성 부재에 쓰이는 강재 용어다.

  • 거셋 플레이트 — 트러스 부재나 가새를 보·기둥에 모아 붙일 때 사이에 대는 접합용 강판이다.
  • 데크 플레이트 — 얇은 강판을 골 모양으로 절곡한 판으로, 콘크리트를 부을 때 거푸집 역할을 하고 굳은 뒤에는 구조재로도 쓰인다.
  • 시어 커넥터 — 철골보 위에 용접한 스터드 등으로, 경계면의 전단력을 전달해 강재와 콘크리트가 한 몸(합성보)처럼 거동하게 한다.

혼동 주의: 시어 커넥터는 경계면의 밀림(전단)을 막는 연결재이고, 부재끼리 잇는 판은 거셋 플레이트다.

문제 5

다음 물음에 답하시오.
(1) BOT(Build-Operate-Transfer) 방식 설명
(2) 파트너링(Partnering) 방식 설명
(3) BOT와 유사한 민간투자 방식 3가지

정답 및 해설

(1) BOT — 민간이 사회기반시설을 설계·시공한 뒤 일정 기간 직접 운영해 투자비를 회수하고, 그 후 시설·운영권을 공공에 무상 이전하는 방식
(2) 파트너링 — 발주자와 사업 관련자들이 상호 신뢰를 바탕으로 하나의 팀을 이뤄 공동 목표·상호 이익을 추구하며 사업을 협력·관리하는 방식
(3) ① BTO(Build-Transfer-Operate) ② BOO(Build-Own-Operate) ③ BTL(Build-Transfer-Lease)


[해설]

민간투자사업 방식은 소유권을 언제 넘기는지와 투자비를 어떻게 회수하는지로 구분한다.

  • BOT — 민간이 짓고(Build) 일정 기간 운영(Operate)해 투자비를 회수한 뒤, 시설과 운영권을 공공에 무상으로 넘긴다(Transfer).
  • 파트너링 — 발주자·설계자·시공자 등이 신뢰를 바탕으로 한 팀처럼 협력해 공동 목표와 상호 이익을 추구하는 관리 방식이다.
  • BTO — 준공과 동시에 소유권을 이전하고, 민간은 운영권으로 이용료를 받아 투자비를 회수한다.
  • BOO — 소유권 이전 없이 민간이 계속 소유하며 운영한다.
  • BTL — 준공 후 소유권을 이전하고, 공공이 지급하는 임대료로 투자비를 회수한다.

외우는 요령: 영문 약자의 순서가 곧 절차다. T(이전)가 O(운영) 앞에 오면 준공 직후에 이전하고, 뒤에 오면 운영이 끝난 뒤에 이전한다.

문제 6

콘크리트 균열 보수 공법을 각각 설명하시오.
(1) 표면처리법
(2) 주입공법

정답 및 해설

(1) 표면처리법 — 폭 0.2mm 이하의 미세한 균열 표면에 수지계·시멘트계 재료를 도포해 피막을 형성하여 보수하는 방법
(2) 주입공법 — 폭 0.2mm 이상의 균열에 주입 파이프를 10~30cm 간격으로 설치하고 저점도 에폭시 수지를 주입·충전하는 방법


[해설]

콘크리트 균열 보수 공법은 균열 폭 0.2mm를 기준으로 나눠 고른다.

  • 표면처리법 — 폭 0.2mm 이하 미세 균열의 표면에 수지계·시멘트계 재료를 발라 피막을 만들어 막는다.
  • 주입공법 — 폭 0.2mm 이상 균열에 주입 파이프를 10~30cm 간격으로 설치하고 저점도 에폭시 수지를 넣어 속까지 채운다.

표면처리법은 겉을 덮기만 하는 방법이고, 주입공법은 균열 내부를 채우는 방법이다. 저점도 수지를 쓰는 까닭은 좁은 틈 깊숙이 스며들어야 하기 때문이다.

문제 7

고장력볼트 접합에 관해 다음을 서술하시오.
(1) 설계볼트장력과 표준볼트장력의 관계 (2) 미끄럼계수 확보를 위한 마찰면 처리

정답 및 해설

(1) 설계볼트장력은 설계미끄럼강도 산정의 기준값이며, 현장 시공의 표준볼트장력은 설계볼트장력에 10%를 할증한 값으로 한다.
(2) 볼트 구멍 중심에서 지름의 2배 이상 범위의 흑피를 숏블라스트·샌드블라스트로 벗겨 내고, 도료·기름·오물이 없도록 하며 들뜬 녹은 와이어 브러시로 제거한다.


[해설]

강구조공사 표준시방서의 고장력볼트 마찰접합은 부재 사이 마찰력으로 힘을 전달한다. 그래서 볼트장력의 크기와 마찰면의 미끄럼계수가 접합강도를 결정한다.

  • 설계볼트장력 — 설계미끄럼강도를 계산할 때 쓰는 기준 장력이다.
  • 표준볼트장력 — 현장에서 조일 때의 목표 장력으로, 설계볼트장력에 10%를 더한 값이다.
  • 마찰면 처리 — 볼트 구멍 중심에서 지름의 2배 이상 범위의 흑피(압연 때 생긴 산화피막)를 숏블라스트나 샌드블라스트로 벗겨 낸다.
  • 청결 유지 — 도료·기름·오물을 없애고, 들뜬 녹은 와이어 브러시로 제거한다.

10%를 더하는 이유는 조인 뒤 릴랙세이션으로 장력이 줄어도 설계장력을 유지하기 위해서다. 마찰면 처리의 목표는 미끄럼계수 0.5 이상이다.

문제 8

타일이 바탕에서 떨어지는(탈락) 원인을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 붙임모르타르의 접착강도 부족
② 오픈 타임(Open Time) 미준수
③ 바탕과 타일의 신축·변형률 차이
④ 붙임 후 양생·경화 불량


[해설]

타일 탈락은 붙임모르타르와 타일·바탕 사이의 부착력이 부족하거나 떨어질 때 생긴다.

  • 붙임모르타르의 접착강도 부족 — 배합이 나쁘거나 모르타르를 너무 얇게 바르면 부착력이 모자란다.
  • 오픈 타임 미준수 — 모르타르를 바르고 붙일 수 있는 시간을 넘기면 표면이 굳어 타일이 붙지 않는다.
  • 바탕과 타일의 신축·변형률 차이 — 열팽창·건조수축 차이 때문에 접착면에 응력이 쌓여 들뜬다.
  • 양생·경화 불량 — 붙인 뒤 진동·건조·저온에 노출되면 부착강도가 제대로 나오지 않는다.

외우는 요령: 재료(접착강도)·시간(오픈 타임)·거동(신축 차이)·사후관리(양생) 순서로 떠올린다.

문제 9

금속재 방청 도료(녹막이 페인트) 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 광명단(연단) 조합페인트
② 크롬산아연 방청페인트
③ 방청산화철 도료


[해설]

방청도료(녹막이 페인트)는 금속 표면에 도막을 입혀 수분과 산소를 막는다. 방청안료가 부식을 억제하며, 주로 하도(1차 도장)에 쓴다.

  • 광명단(연단) 조합페인트 — 붉은 납 산화물(연단)을 안료로 쓰는 대표적인 철재 녹막이 도료다.
  • 크롬산아연 방청페인트 — 크롬산아연 안료를 써서 철재와 경금속에 두루 쓴다.
  • 방청산화철 도료 — 산화철 안료로 도막을 치밀하게 만들어 방청성을 높인다.

외우는 요령: 안료 이름 연단·크롬산아연·산화철을 기억하면 도료 이름이 함께 떠오른다.

문제 10

목공사 모접기 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 실모 ② 둥근모 ③ 민빗모


[해설]

모접기는 목재의 각진 모서리를 깎거나 다듬어 파손을 막고 모양을 내는 가공이다.

  • 실모 — 모서리를 실처럼 아주 가늘고 작게 접은 것이다.
  • 둥근모 — 모서리를 원호 모양으로 둥글게 깎은 것이다.
  • 민빗모 — 모서리를 장식 없이 비스듬히 평면으로 깎은 것이다.

이름이 곧 깎은 모양(가늘게·둥글게·비스듬히)을 뜻하므로 모양과 함께 외우면 쉽다.

문제 11

제자리(현장타설) 콘크리트 말뚝 공법 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 컴프레솔 파일(Compressol Pile) ② 프랭키 파일(Franky Pile) ③ 페데스탈 파일(Pedestal Pile)


[해설]

제자리콘크리트말뚝(현장타설말뚝)은 지반에 구멍을 내고 그 자리에서 콘크리트를 부어 만드는 말뚝이다. 모범답안의 세 공법은 추나 관을 박아 넣고 콘크리트를 다지는 방식이다.

  • 컴프레솔 파일 — 뾰족한 추·둥근 추·평면 추 3종을 차례로 떨어뜨려 구멍을 뚫고 콘크리트를 다져 넣는다.
  • 프랭키 파일 — 외관 끝에 콘크리트 마개를 넣고 추로 쳐서 박은 뒤, 마개를 빼내고 콘크리트를 다지며 외관을 뽑아 올린다.
  • 페데스탈 파일 — 내관과 외관의 이중관을 쓰며, 내관으로 콘크리트를 다져 밑둥에 구근(페데스탈)을 만든다.

혼동 주의: 선단에 구근을 만들어 지지력을 키우는 대표 공법은 페데스탈 파일이다.

문제 12

지반조사에 쓰이는 보링(Boring)의 종류를 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 오거 보링(Auger Boring)
② 수세식 보링(Wash Boring)
③ 충격식 보링(Percussion Boring)
④ 회전식 보링(Rotary Boring)


[해설]

보링은 지반에 구멍을 뚫어 지층 구성을 확인하고 시료를 채취하는 조사법으로, 굴착 방식에 따라 나뉜다.

  • 오거 보링 — 나사송곳(오거)을 돌려 파는 방식으로, 얕은 깊이의 간이 조사에 쓴다.
  • 수세식 보링 — 물을 분사해 흙을 씻어 올리며 파는 방식으로, 연약한 토사층에 알맞다.
  • 충격식 보링 — 비트를 들어 올렸다 떨어뜨리며 부수어 파는 방식으로, 굳은 지층·암반에 쓴다.
  • 회전식 보링 — 비트를 회전시켜 파는 방식으로, 시료 교란이 적어 가장 정밀하다.

혼동 주의: 표준관입시험·베인 테스트는 보링 구멍을 이용하는 원위치 시험이지 보링의 종류가 아니다.

문제 13

목재의 방부 처리법을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 도포법
② 주입법
③ 침지법


[해설]

도포법은 방부제를 목재 표면에 바르는 방법, 주입법은 압력이나 상압으로 방부제를 목재 내부까지 침투시키는 방법, 침지법은 방부제 용액에 목재를 담가 흡수시키는 방법이다.

세 방법 중 침투 깊이가 가장 크고 효과가 좋은 것은 가압주입법이다.

문제 14

플라이애시 시멘트의 특징 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 워커빌리티(시공연도) 개선 ② 초기강도는 작으나 장기강도가 증진 ③ 수화열이 낮고 화학적 저항성이 크다.


[해설]

플라이애시 시멘트는 화력발전소에서 나오는 미세한 재(포졸란 재료)를 섞은 혼합시멘트다.

  • 워커빌리티 개선 — 둥근 입자가 볼베어링처럼 굴러 콘크리트가 잘 흐르고 단위수량이 줄어든다.
  • 장기강도 증진 — 초기 수화는 느리지만 포졸란 반응이 뒤늦게 진행되어 장기강도가 커진다.
  • 저발열·화학 저항성 — 수화열이 낮아 매스콘크리트에 유리하고, 해수·황산염 등에 잘 견딘다.

혼동 주의: 조강 시멘트와는 반대로 초기강도가 낮은 것이 특징이므로 양생 기간을 충분히 잡아야 한다.

문제 15

콘크리트 타설 중 가수(물 추가)의 문제점 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 압축강도 저하 ② 내구성·수밀성 저하 ③ 재료분리·블리딩 증가


[해설]

콘크리트 타설 중 물을 더하면 물시멘트비(W/C)가 커진다. 시멘트 대비 물이 많아져 굳은 뒤 공극이 늘어나는 것이 세 문제의 공통 원인이다.

  • 압축강도 저하 — 물시멘트비가 클수록 강도가 떨어진다.
  • 내구성·수밀성 저하 — 남은 물이 빠져나간 자리가 공극이 되어 물과 유해물질이 쉽게 스며든다.
  • 재료분리·블리딩 증가 — 묽어진 반죽에서 골재가 가라앉고 물이 위로 떠오른다.

블리딩이 늘면 표면에 레이턴스(약한 미세 막)가 생긴다. 이는 이어치기 부착 불량과 균열의 원인이 된다.

문제 16

조적공사 세로규준틀에 관하여 답하시오.
(1) 설치 위치 1개소
(2) 기입(표시) 사항 4가지

정답 및 해설

(1) 설치 위치 — 건물의 모서리(우각부)
(2) 기입 사항
① 벽돌 쌓기 단수와 줄눈 표시
② 창문틀의 위치와 치수
③ 앵커볼트·나무벽돌 등 매립철물의 위치
④ 인방보·테두리보의 설치 위치


[해설]

세로규준틀은 조적공사에서 벽을 쌓는 높이와 수직을 잡는 기준틀로, 벽 전체의 기준이 되는 건물 모서리(우각부)에 세운다.

  • 쌓기 단수와 줄눈 — 켜마다 높이를 맞추도록 벽돌 단수와 줄눈 위치를 눈금으로 적는다.
  • 창문틀의 위치와 치수 — 개구부를 둘 높이와 크기를 미리 표시한다.
  • 매립철물의 위치 — 앵커볼트·나무벽돌 등을 쌓으면서 묻어야 할 위치를 적는다.
  • 인방보·테두리보의 위치 — 개구부 위 인방과 벽 상부 테두리보가 들어갈 높이를 표시한다.

외우는 요령: 쌓는 도중 높이에 맞춰 넣어야 하는 것(줄눈·창틀·철물·보)이 모두 기입 대상이다.

문제 17

시멘트 주요 화합물 4가지와 이 중 28일 이후 장기강도에 관여하는 화합물을 쓰시오. (1) 주요 화합물 4가지 (2) 장기강도 관여 화합물

정답 및 해설

(1) ① 규산3석회 C3SC_3S
② 규산2석회 C2SC_2S
③ 알루민산3석회 C3AC_3A
④ 알루민산철4석회 C4AFC_4AF
(2) 규산2석회 C2SC_2S


[해설]

포틀랜드 시멘트 클링커의 4대 주요 화합물은 수화 속도와 강도 발현 시기가 서로 다르다.

  • 규산3석회(C3S) — 수화가 빨라 초기강도(28일 이내)를 주로 낸다.
  • 규산2석회(C2S) — 수화가 느려 28일 이후 장기강도를 담당한다.
  • 알루민산3석회(C3A) — 수화가 가장 빠르고 수화열이 크다.
  • 알루민산철4석회(C4AF) — 강도 기여는 작고 화학저항성에 관여한다.

혼동 주의: 초기강도는 C3S, 장기강도는 C2S이다. 중용열·저열 시멘트는 C2S를 늘리고 C3A를 줄인 것이다.

문제 18

천장·벽용 일반 석고보드의 장점·단점을 각 2가지씩 쓰시오. (1) 장점 (2) 단점

정답 및 해설

(1) 장점
① 방화·단열 성능이 우수하다.
② 시공이 간편해 공기 단축이 가능하다.
(2) 단점
① 습기에 약해 지하·덕트 주위에는 쓸 수 없다.
② 온도·습도 변화에 민감해 동절기 시공이 어렵다.


[해설]

석고보드는 석고를 심재로 하고 양면에 종이를 붙인 판재로, 석고에 든 결정수 때문에 불에 강하다.

  • 방화·단열 우수 — 화재 시 결정수가 증발하며 열을 흡수해 온도 상승을 늦춘다.
  • 시공 간편·공기 단축 — 가볍고 자르기 쉬우며 건식으로 붙여 공사 기간이 짧다.
  • 습기에 약함 — 물을 먹으면 강도가 떨어지므로 지하·덕트 주위에는 일반 석고보드를 쓰지 않는다.
  • 온습도 변화에 민감 — 저온·결로 환경에서는 접착·마감 불량이 생겨 동절기 시공이 어렵다.

혼동 주의: 다습한 곳에는 일반 석고보드 대신 방수 석고보드를 쓴다.

문제 19

슬러리 월(Slurry Wall) 공법에 관한 설명이다. 빈칸을 채우시오.
특수 굴착기와 공벽 붕괴 방지용 ( ① )을(를) 이용해 지중을 굴착한 뒤, 그 안에 ( ② )을(를) 세우고 ( ③ )을(를) 타설하여 연속적으로 벽체를 형성하는 공법이다. 차수 효과가 높고 저소음·저진동이라 역타공법 적용 시나 인접 건축물 피해가 우려될 때 쓰인다.

정답 및 해설

① 안정액(벤토나이트)
② 철근망
③ 콘크리트


[해설]

슬러리 월(지중연속벽) 공법은 굴착 홈에 안정액을 채운 채 굴착한다. 이어서 철근망을 넣고 콘크리트를 부어 땅속에 벽을 이어 만든다.

  • 안정액(벤토나이트) — 굴착 홈을 채워 흙막이 벽면의 붕괴를 막는 점토 현탁액이다.
  • 철근망 — 굴착이 끝난 홈에 내려 벽체의 보강재가 된다.
  • 콘크리트 — 트레미관으로 바닥부터 부어 안정액을 밀어내며 치환한다.

완성된 벽은 차수성과 강성이 커서 흙막이이자 본구조체로 쓸 수 있다. 이 때문에 역타공법과 궁합이 좋다.

문제 20

용접부 검사 항목을 시기별로 분류해 번호로 쓰시오.
① 아크 전압 ② 용접 속도 ③ 청소 상태 ④ 홈 각도·간격·치수 ⑤ 부재의 밀착 ⑥ 필릿 크기 ⑦ 균열·언더컷 유무 ⑧ 밑면 따내기
(1) 용접 착수 전 (2) 용접 작업 중 (3) 용접 완료 후

정답 및 해설

(1) 착수 전 — ③, ④, ⑤
(2) 작업 중 — ①, ②, ⑧
(3) 완료 후 — ⑥, ⑦


[해설]

용접부 검사는 착수 전 → 작업 중 → 완료 후 세 단계로 나눠, 결함을 가능한 한 일찍 잡는다.

  • 착수 전 — 청소 상태, 홈 각도·간격·치수, 부재의 밀착처럼 용접하기 전의 준비 상태를 본다.
  • 작업 중 — 아크 전압·용접 속도 같은 용접 조건과, 뒷면을 깎아 내고 다시 용접하는 밑면 따내기(백 가우징)를 확인한다.
  • 완료 후 — 필릿 크기와 균열·언더컷 유무처럼 다 만든 비드의 치수와 외관 결함을 검사한다.

외우는 요령: 준비 상태는 착수 전, 조건·작업 과정은 작업 중, 결과물은 완료 후로 나눈다. 밑면 따내기는 용접 도중에 하는 작업이라 작업 중에 넣는다.

문제 21

휨부재가 공칭강도에 도달할 때 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt=0.004\varepsilon_t = 0.004이다. 강도감소계수 ϕ\phi를 구하시오. (단, 나선철근 이외의 부재)

정답 및 해설

ϕ=0.65+(εt−0.002)×2003=0.65+(0.004−0.002)×2003=0.783\phi = 0.65 + (\varepsilon_t - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.65 + (0.004 - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.783


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 강도감소계수 φ는 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt로 정한다. 압축지배(εt ≤ 0.002)는 0.65, 인장지배(εt ≥ 0.005)는 0.85이다.

εt = 0.004는 그 사이 변화구간이라 직선 보간한다.
φ = 0.65 + (εt − 0.002) × 200/3
φ = 0.65 + (0.004 − 0.002) × 200/3
φ = 0.783

혼동 주의: 200/3은 0.20 ÷ 0.003(계수 차이 ÷ 변형률 구간 폭)에서 나온다. 나선철근 부재는 시작값이 0.70이라 계수가 50이 된다.

문제 22

철근콘크리트 보의 총처짐량(mm)을 구하시오. (단, 즉시처짐 20mm, 시간경과계수 ξ=2.0\xi = 2.0, 단면 b×d=400×500b \times d = 400 \times 500 mm, 압축철근량 As′=1,000A_s' = 1{,}000 mm²)

정답 및 해설

· 압축철근비 ρ′=As′b d=1,000400×500=0.005\rho' = \dfrac{A_s'}{b\,d} = \dfrac{1{,}000}{400 \times 500} = 0.005
· 장기처짐계수 λΔ=ξ1+50ρ′=2.01+50×0.005=1.6\lambda_\Delta = \dfrac{\xi}{1 + 50\rho'} = \dfrac{2.0}{1 + 50 \times 0.005} = 1.6
· 총처짐 = 즉시처짐 + 즉시처짐 ×λΔ=20+20×1.6=52\times \lambda_\Delta = 20 + 20 \times 1.6 = 52 mm


[해설]

KDS 14 20 30에 따라 장기처짐은 즉시처짐에 장기처짐계수 λΔ를 곱해 구하고, 총처짐은 즉시처짐과 장기처짐을 더한 값이다.

압축철근비는 유효깊이 d로 계산한다.
ρ′=As′b d=1,000400×500=0.005\rho' = \dfrac{A_s'}{b\,d} = \dfrac{1{,}000}{400 \times 500} = 0.005

장기처짐계수는 압축철근이 많을수록 작아지는데, 압축철근이 크리프 변형을 억제하기 때문이다.
λΔ=ξ1+50ρ′=2.01+50×0.005=1.6\lambda_\Delta = \dfrac{\xi}{1 + 50\rho'} = \dfrac{2.0}{1 + 50 \times 0.005} = 1.6

총처짐
=20+20×1.6=52= 20 + 20 \times 1.6 = 52 mm

혼동 주의: 시간경과계수 ξ는 3개월 1.0, 6개월 1.2, 1년 1.4, 5년 이상 2.0이다. 장기처짐(32mm)만 답하지 말고 즉시처짐을 더해야 한다.

문제 23
그림과 같은 단순보의 최대 전단응력을 구하시오.
A B 200kN 3m 3m 500mm 300mm
정답 및 해설

· 최대 전단력 Vmax=P2=2002=100V_{max} = \dfrac{P}{2} = \dfrac{200}{2} = 100 kN
· 최대 전단응력 τmax=32⋅VmaxA=32×100×103300×500=1\tau_{max} = \dfrac{3}{2} \cdot \dfrac{V_{max}}{A} = \dfrac{3}{2} \times \dfrac{100 \times 10^3}{300 \times 500} = 1 MPa


[해설]

하중이 가운데 있는 단순보는 양 지점 반력이 P/2씩 같다. 그래서 지점 부근의 전단력이 최대이고, Vmax=200/2=100 kN이다.

직사각형 단면에서는 전단응력이 포물선 모양으로 분포하고, 중립축에서 평균값(V/A)의 1.5배로 가장 크다.
τmax = 3/2 × V/A
= 1.5 × (100×103 N) ÷ (300×500 mm2)
= 1 MPa

혼동 주의: 원형 단면이면 계수가 1.5가 아니라 4/3이다. 단위는 kN을 N으로 바꿔 N/mm2(=MPa)로 맞춘다.

문제 24
그림과 같은 라멘 구조에서 A지점의 반력을 구하시오. (반력의 방향을 화살표로 표시)
6kN C D h 3m A B 1m 1m 2m HA HB VA VB
정답 및 해설
· ΣMB=0\Sigma M_B = 0: VA×4−6×3=0V_A \times 4 - 6 \times 3 = 0 → VA=4.5V_A = 4.5 kN (↑)
· ΣMh, left=0\Sigma M_{h,\,left} = 0: VA×2−HA×3−6×1=0V_A \times 2 - H_A \times 3 - 6 \times 1 = 0 → HA=1H_A = 1 kN (→)
· 합력 RA=VA2+HA2=4.52+12=4.61R_A = \sqrt{{V_A}^2 + {H_A}^2} = \sqrt{4.5^2 + 1^2} = 4.61 kN (↗)


[해설]

3힌지 라멘은 미지 반력이 4개라서 평형방정식 3개에 내부힌지 h의 휨모멘트 = 0 조건 하나를 더해 푼다. 두 지점의 높이가 같으므로 B점 모멘트식에는 수평반력이 들어가지 않아 VA가 바로 나온다.

B점 모멘트 평형에서 6kN 하중의 팔길이는 B까지 3m이다.
ΣMB=0: VA×4−6×3=0⇒VA=4.5\Sigma M_B = 0:\ V_A \times 4 - 6 \times 3 = 0 \Rightarrow V_A = 4.5 kN(↑)

힌지 h의 왼쪽만 떼어 보면 팔길이는 VA가 2m, HA가 기둥 높이 3m, 하중이 1m이다.
VA×2−HA×3−6×1=0⇒HA=1V_A \times 2 - H_A \times 3 - 6 \times 1 = 0 \Rightarrow H_A = 1 kN(→)

두 성분을 합성하면 반력의 크기와 방향이 정해진다.
RA=4.52+12=4.61R_A = \sqrt{4.5^2 + 1^2} = 4.61 kN, 방향은 오른쪽 위(↗)

혼동 주의: HA가 양(+)으로 나왔으므로 가정한 방향(→)이 맞다. 수평 평형에 따라 HB는 크기가 같고 방향이 반대(←)다.

문제 25
그림과 같이 사다리꼴(뿔대) 단면으로 터파기할 때 다음을 산출하시오. (단, L=1.3L = 1.3, C=0.9C = 0.9)
10,000 30,000 10,000 10,000 40,000 10,000 h=10,000

(1) 터파기량
(2) 운반 대수 (1대 적재량 1212 m³)
(3) 면적 5,0005{,}000 m²의 성토장에 다짐 성토할 때의 표고(m) (비탈면은 수직으로 가정)
정답 및 해설

(1) 터파기량
V=h6[(2a+a′)b+(2a′+a)b′]=106[(2×60+40)×50+(2×40+60)×30]=20,333.33V = \dfrac{h}{6}\left[(2a+a')b + (2a'+a)b'\right] = \dfrac{10}{6}\left[(2 \times 60 + 40) \times 50 + (2 \times 40 + 60) \times 30\right] = 20{,}333.33 m³
(2) 운반 대수 =20,333.33×1.312=2,202.78⇒2,203= \dfrac{20{,}333.33 \times 1.3}{12} = 2{,}202.78 \Rightarrow 2{,}203 대
(3) 표고 =20,333.33×0.95,000=3.66= \dfrac{20{,}333.33 \times 0.9}{5{,}000} = 3.66 m


[해설]

윗면과 밑면이 다른 직사각형인 터파기는 각뿔대 공식으로 부피를 구하며, 윗면은 a=60 m·b=50 m, 밑면은 a'=40 m·b'=30 m이다.

V=h6[(2a+a′)b+(2a′+a)b′]V = \dfrac{h}{6}\left[(2a+a')b + (2a'+a)b'\right]
=106[160×50+140×30]= \dfrac{10}{6}\left[160 \times 50 + 140 \times 30\right]
=20,333.33= 20{,}333.33 m3

파낸 흙은 부풀어 부피가 커지므로 운반량에는 흐트러진 상태 계수 L=1.3을 곱하고, 대수는 소수점이 나오면 올림한다.

20,333.33×1.312\dfrac{20{,}333.33 \times 1.3}{12}
=2,202.78⇒2,203= 2{,}202.78 \Rightarrow 2{,}203대

다져 쌓으면 부피가 줄어들므로 성토량에는 다짐 상태 계수 C=0.9를 곱한 뒤 성토 면적으로 나눈다.

20,333.33×0.95,000\dfrac{20{,}333.33 \times 0.9}{5{,}000}
=3.66= 3.66 m

문제 26
다음 데이터로 표준공기를 산출하니 지정공기보다 3일이 지연되었다. 3일을 단축한 네트워크 공정표를 작성하고 총공사금액을 산출하시오. (주공정선은 굵게, 결합점에 EST·LST 표기)
작업명선행작업정상(Normal)특급(Crash)
공기(일)공비(원)공기(일)공비(원)
A없음37,00037,000
BA55,00037,000
CA69,000412,000
DA76,000415,000
EB48,00038,500
FB1015,000619,000
GC, E86,000512,000
HD910,000718,000
IF, G, H23,00023,000
(1) 3일 단축 네트워크 공정표
(2) 총공사금액
정답 및 해설
(1) E 1일, B 2일, D 2일을 단축해 공사기간을 2222일에서 1919일로 줄인다. 주공정선은 A → B → E → G → I, A → C → G → I, A → D → H → I 세 경로이다(모두 19일).
A3B3C6D5E3F10G8H9I20033669988171719190123456
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선
공사기간단축 작업추가비용(원)
21일E500
20일B, D4,000
19일B, D4,000
(2) 총공사금액 = 표준공사비 + 단축 추가비용
=69,000+(500+4,000+4,000)=77,500= 69{,}000 + (500 + 4{,}000 + 4{,}000) = 77{,}500 원


[해설]

공기 단축은 주공정선 위의 작업 중 비용구배가 가장 작은 것부터 1일씩 줄인다.
비용구배=특급공비−정상공비정상공기−특급공기\text{비용구배} = \dfrac{\text{특급공비} - \text{정상공비}}{\text{정상공기} - \text{특급공기}}

정상공기로 따지면 A→B→E→G→I가 22일로 가장 길고, 다음은 A→D→H→I 21일, A→B→F→I 20일, A→C→G→I 19일이다. 작업별 비용구배(원/일)는 E 500, B·F 1,000, C 1,500, G 2,000, D 3,000, H 4,000이다.

  • 22일→21일: 주공정선이 하나뿐이므로 가장 싼 E(500원)를 1일 줄이며, 이것으로 E는 특급공기 3일에 도달한다.
  • 21일→20일: A→D→H→I도 주공정선이 되어 두 경로를 함께 줄여야 하는데, 조합 중 B+D가 4,000원으로 가장 싸다.
  • 20일→19일: 같은 이유로 B+D를 한 번 더 줄여 4,000원이 추가되며, 이것으로 B는 특급공기 3일에 도달한다.

19일이 되면 A→C→G→I도 19일이어서 세 경로가 모두 주공정선이 된다. 총공사금액은 정상공비 합계 69,000원에 추가비용 8,500원을 더한 77,500원이다.

건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com
건축기사 실기 · 2016년 4회차
총 26문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

다음 용어를 설명하시오.
(1) 기준점(Bench Mark)
(2) 방호선반

정답 및 해설

(1) 기준점 — 공사 중 높이(표고)의 기준으로 삼기 위해 이동이 없는 곳에 설치하는 고정 원점
(2) 방호선반 — 상부 작업 중 떨어지는 자재·공구의 낙하 피해를 막기 위해 비계·벽체 외부에 내밀어 설치하는 금속 판재


[해설]

기준점(Bench Mark)은 공사 중 높이(표고)를 잴 때 기준이 되는 고정점이다.

기준점은 침하·이동 우려가 없는 곳에 설치하며, 훼손에 대비해 2개소 이상 두고 수시로 확인한다. 방호선반은 상부 작업 중 떨어지는 자재·공구가 하부 작업자나 보행자를 다치게 하지 않도록 비계·벽체 바깥으로 내밀어 설치하는 금속 판재다.

문제 2

목공사에서 쓰이는 이음과 맞춤의 뜻을 각각 쓰시오.
(1) 이음
(2) 맞춤

정답 및 해설

(1) 이음 — 부재를 길이 방향으로 이어 길게 연결하는 접합
(2) 맞춤 — 직각이나 경사로 만나는 두 부재를 서로 가공해 끼워 맞추는 접합


[해설]

목구조 접합은 두 부재가 만나는 방향에 따라 이음과 맞춤으로 구분한다.

  • 이음 — 같은 방향의 부재를 길이 방향으로 이어 늘리는 접합이다.
  • 맞춤 — 직각이나 경사로 방향이 다른 두 부재를 서로 깎아 끼워 맞추는 접합이다.

외우는 요령: 일직선으로 이어 가면 이음, 꺾여 만나면 맞춤이다.

문제 3

목재의 섬유포화점을 설명하고, 함수율 변화에 따른 목재 강도의 변화를 서술하시오.

정답 및 해설

· 섬유포화점 — 세포 사이의 자유수는 모두 증발하고 세포막의 결합수만 남은 상태로, 함수율 약 30% 지점
· 강도 변화 — 섬유포화점(30%) 이상에서는 강도가 거의 일정하나, 그 이하로 건조되면 함수율이 낮을수록 강도가 급격히 증가한다.


[해설]

섬유포화점은 세포 사이의 자유수는 모두 빠지고 세포막의 결합수만 남은 상태로, 함수율 약 30% 지점이다.

섬유포화점 이상에서는 자유수만 드나들고 세포벽은 그대로여서 강도가 거의 일정하다. 그 아래로 건조되면 결합수가 빠지면서 세포벽이 수축·치밀해져, 함수율이 낮을수록 강도가 급격히 커진다.

혼동 주의: 목재의 수축·팽창도 섬유포화점 이하에서만 일어난다.

문제 4

다음 용어를 설명하시오.
(1) 거셋 플레이트(Gusset Plate) (2) 데크 플레이트(Deck Plate) (3) 시어 커넥터(Shear Connector)

정답 및 해설

(1) 거셋 플레이트 — 트러스 부재·가새 등을 보나 기둥에 이어 붙이는 접합용 강판
(2) 데크 플레이트 — 얇은 강판을 절곡해 만든 것으로, 바닥 콘크리트 타설의 거푸집 겸 구조재로 쓰는 판
(3) 시어 커넥터 — 강재와 콘크리트를 일체로 거동시키도록 그 경계면의 전단력을 전달하는 스터드 등의 강재 연결재


[해설]

철골구조의 접합·바닥·합성 부재에 쓰이는 강재 용어다.

  • 거셋 플레이트 — 트러스 부재나 가새를 보·기둥에 모아 붙일 때 사이에 대는 접합용 강판이다.
  • 데크 플레이트 — 얇은 강판을 골 모양으로 절곡한 판으로, 콘크리트를 부을 때 거푸집 역할을 하고 굳은 뒤에는 구조재로도 쓰인다.
  • 시어 커넥터 — 철골보 위에 용접한 스터드 등으로, 경계면의 전단력을 전달해 강재와 콘크리트가 한 몸(합성보)처럼 거동하게 한다.

혼동 주의: 시어 커넥터는 경계면의 밀림(전단)을 막는 연결재이고, 부재끼리 잇는 판은 거셋 플레이트다.

문제 5

다음 물음에 답하시오.
(1) BOT(Build-Operate-Transfer) 방식 설명
(2) 파트너링(Partnering) 방식 설명
(3) BOT와 유사한 민간투자 방식 3가지

정답 및 해설

(1) BOT — 민간이 사회기반시설을 설계·시공한 뒤 일정 기간 직접 운영해 투자비를 회수하고, 그 후 시설·운영권을 공공에 무상 이전하는 방식
(2) 파트너링 — 발주자와 사업 관련자들이 상호 신뢰를 바탕으로 하나의 팀을 이뤄 공동 목표·상호 이익을 추구하며 사업을 협력·관리하는 방식
(3) ① BTO(Build-Transfer-Operate) ② BOO(Build-Own-Operate) ③ BTL(Build-Transfer-Lease)


[해설]

민간투자사업 방식은 소유권을 언제 넘기는지와 투자비를 어떻게 회수하는지로 구분한다.

  • BOT — 민간이 짓고(Build) 일정 기간 운영(Operate)해 투자비를 회수한 뒤, 시설과 운영권을 공공에 무상으로 넘긴다(Transfer).
  • 파트너링 — 발주자·설계자·시공자 등이 신뢰를 바탕으로 한 팀처럼 협력해 공동 목표와 상호 이익을 추구하는 관리 방식이다.
  • BTO — 준공과 동시에 소유권을 이전하고, 민간은 운영권으로 이용료를 받아 투자비를 회수한다.
  • BOO — 소유권 이전 없이 민간이 계속 소유하며 운영한다.
  • BTL — 준공 후 소유권을 이전하고, 공공이 지급하는 임대료로 투자비를 회수한다.

외우는 요령: 영문 약자의 순서가 곧 절차다. T(이전)가 O(운영) 앞에 오면 준공 직후에 이전하고, 뒤에 오면 운영이 끝난 뒤에 이전한다.

문제 6

콘크리트 균열 보수 공법을 각각 설명하시오.
(1) 표면처리법
(2) 주입공법

정답 및 해설

(1) 표면처리법 — 폭 0.2mm 이하의 미세한 균열 표면에 수지계·시멘트계 재료를 도포해 피막을 형성하여 보수하는 방법
(2) 주입공법 — 폭 0.2mm 이상의 균열에 주입 파이프를 10~30cm 간격으로 설치하고 저점도 에폭시 수지를 주입·충전하는 방법


[해설]

콘크리트 균열 보수 공법은 균열 폭 0.2mm를 기준으로 나눠 고른다.

  • 표면처리법 — 폭 0.2mm 이하 미세 균열의 표면에 수지계·시멘트계 재료를 발라 피막을 만들어 막는다.
  • 주입공법 — 폭 0.2mm 이상 균열에 주입 파이프를 10~30cm 간격으로 설치하고 저점도 에폭시 수지를 넣어 속까지 채운다.

표면처리법은 겉을 덮기만 하는 방법이고, 주입공법은 균열 내부를 채우는 방법이다. 저점도 수지를 쓰는 까닭은 좁은 틈 깊숙이 스며들어야 하기 때문이다.

문제 7

고장력볼트 접합에 관해 다음을 서술하시오.
(1) 설계볼트장력과 표준볼트장력의 관계 (2) 미끄럼계수 확보를 위한 마찰면 처리

정답 및 해설

(1) 설계볼트장력은 설계미끄럼강도 산정의 기준값이며, 현장 시공의 표준볼트장력은 설계볼트장력에 10%를 할증한 값으로 한다.
(2) 볼트 구멍 중심에서 지름의 2배 이상 범위의 흑피를 숏블라스트·샌드블라스트로 벗겨 내고, 도료·기름·오물이 없도록 하며 들뜬 녹은 와이어 브러시로 제거한다.


[해설]

강구조공사 표준시방서의 고장력볼트 마찰접합은 부재 사이 마찰력으로 힘을 전달한다. 그래서 볼트장력의 크기와 마찰면의 미끄럼계수가 접합강도를 결정한다.

  • 설계볼트장력 — 설계미끄럼강도를 계산할 때 쓰는 기준 장력이다.
  • 표준볼트장력 — 현장에서 조일 때의 목표 장력으로, 설계볼트장력에 10%를 더한 값이다.
  • 마찰면 처리 — 볼트 구멍 중심에서 지름의 2배 이상 범위의 흑피(압연 때 생긴 산화피막)를 숏블라스트나 샌드블라스트로 벗겨 낸다.
  • 청결 유지 — 도료·기름·오물을 없애고, 들뜬 녹은 와이어 브러시로 제거한다.

10%를 더하는 이유는 조인 뒤 릴랙세이션으로 장력이 줄어도 설계장력을 유지하기 위해서다. 마찰면 처리의 목표는 미끄럼계수 0.5 이상이다.

문제 8

타일이 바탕에서 떨어지는(탈락) 원인을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 붙임모르타르의 접착강도 부족
② 오픈 타임(Open Time) 미준수
③ 바탕과 타일의 신축·변형률 차이
④ 붙임 후 양생·경화 불량


[해설]

타일 탈락은 붙임모르타르와 타일·바탕 사이의 부착력이 부족하거나 떨어질 때 생긴다.

  • 붙임모르타르의 접착강도 부족 — 배합이 나쁘거나 모르타르를 너무 얇게 바르면 부착력이 모자란다.
  • 오픈 타임 미준수 — 모르타르를 바르고 붙일 수 있는 시간을 넘기면 표면이 굳어 타일이 붙지 않는다.
  • 바탕과 타일의 신축·변형률 차이 — 열팽창·건조수축 차이 때문에 접착면에 응력이 쌓여 들뜬다.
  • 양생·경화 불량 — 붙인 뒤 진동·건조·저온에 노출되면 부착강도가 제대로 나오지 않는다.

외우는 요령: 재료(접착강도)·시간(오픈 타임)·거동(신축 차이)·사후관리(양생) 순서로 떠올린다.

문제 9

금속재 방청 도료(녹막이 페인트) 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 광명단(연단) 조합페인트
② 크롬산아연 방청페인트
③ 방청산화철 도료


[해설]

방청도료(녹막이 페인트)는 금속 표면에 도막을 입혀 수분과 산소를 막는다. 방청안료가 부식을 억제하며, 주로 하도(1차 도장)에 쓴다.

  • 광명단(연단) 조합페인트 — 붉은 납 산화물(연단)을 안료로 쓰는 대표적인 철재 녹막이 도료다.
  • 크롬산아연 방청페인트 — 크롬산아연 안료를 써서 철재와 경금속에 두루 쓴다.
  • 방청산화철 도료 — 산화철 안료로 도막을 치밀하게 만들어 방청성을 높인다.

외우는 요령: 안료 이름 연단·크롬산아연·산화철을 기억하면 도료 이름이 함께 떠오른다.

문제 10

목공사 모접기 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 실모 ② 둥근모 ③ 민빗모


[해설]

모접기는 목재의 각진 모서리를 깎거나 다듬어 파손을 막고 모양을 내는 가공이다.

  • 실모 — 모서리를 실처럼 아주 가늘고 작게 접은 것이다.
  • 둥근모 — 모서리를 원호 모양으로 둥글게 깎은 것이다.
  • 민빗모 — 모서리를 장식 없이 비스듬히 평면으로 깎은 것이다.

이름이 곧 깎은 모양(가늘게·둥글게·비스듬히)을 뜻하므로 모양과 함께 외우면 쉽다.

문제 11

제자리(현장타설) 콘크리트 말뚝 공법 종류 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 컴프레솔 파일(Compressol Pile) ② 프랭키 파일(Franky Pile) ③ 페데스탈 파일(Pedestal Pile)


[해설]

제자리콘크리트말뚝(현장타설말뚝)은 지반에 구멍을 내고 그 자리에서 콘크리트를 부어 만드는 말뚝이다. 모범답안의 세 공법은 추나 관을 박아 넣고 콘크리트를 다지는 방식이다.

  • 컴프레솔 파일 — 뾰족한 추·둥근 추·평면 추 3종을 차례로 떨어뜨려 구멍을 뚫고 콘크리트를 다져 넣는다.
  • 프랭키 파일 — 외관 끝에 콘크리트 마개를 넣고 추로 쳐서 박은 뒤, 마개를 빼내고 콘크리트를 다지며 외관을 뽑아 올린다.
  • 페데스탈 파일 — 내관과 외관의 이중관을 쓰며, 내관으로 콘크리트를 다져 밑둥에 구근(페데스탈)을 만든다.

혼동 주의: 선단에 구근을 만들어 지지력을 키우는 대표 공법은 페데스탈 파일이다.

문제 12

지반조사에 쓰이는 보링(Boring)의 종류를 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 오거 보링(Auger Boring)
② 수세식 보링(Wash Boring)
③ 충격식 보링(Percussion Boring)
④ 회전식 보링(Rotary Boring)


[해설]

보링은 지반에 구멍을 뚫어 지층 구성을 확인하고 시료를 채취하는 조사법으로, 굴착 방식에 따라 나뉜다.

  • 오거 보링 — 나사송곳(오거)을 돌려 파는 방식으로, 얕은 깊이의 간이 조사에 쓴다.
  • 수세식 보링 — 물을 분사해 흙을 씻어 올리며 파는 방식으로, 연약한 토사층에 알맞다.
  • 충격식 보링 — 비트를 들어 올렸다 떨어뜨리며 부수어 파는 방식으로, 굳은 지층·암반에 쓴다.
  • 회전식 보링 — 비트를 회전시켜 파는 방식으로, 시료 교란이 적어 가장 정밀하다.

혼동 주의: 표준관입시험·베인 테스트는 보링 구멍을 이용하는 원위치 시험이지 보링의 종류가 아니다.

문제 13

목재의 방부 처리법을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 도포법
② 주입법
③ 침지법


[해설]

도포법은 방부제를 목재 표면에 바르는 방법, 주입법은 압력이나 상압으로 방부제를 목재 내부까지 침투시키는 방법, 침지법은 방부제 용액에 목재를 담가 흡수시키는 방법이다.

세 방법 중 침투 깊이가 가장 크고 효과가 좋은 것은 가압주입법이다.

문제 14

플라이애시 시멘트의 특징 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 워커빌리티(시공연도) 개선 ② 초기강도는 작으나 장기강도가 증진 ③ 수화열이 낮고 화학적 저항성이 크다.


[해설]

플라이애시 시멘트는 화력발전소에서 나오는 미세한 재(포졸란 재료)를 섞은 혼합시멘트다.

  • 워커빌리티 개선 — 둥근 입자가 볼베어링처럼 굴러 콘크리트가 잘 흐르고 단위수량이 줄어든다.
  • 장기강도 증진 — 초기 수화는 느리지만 포졸란 반응이 뒤늦게 진행되어 장기강도가 커진다.
  • 저발열·화학 저항성 — 수화열이 낮아 매스콘크리트에 유리하고, 해수·황산염 등에 잘 견딘다.

혼동 주의: 조강 시멘트와는 반대로 초기강도가 낮은 것이 특징이므로 양생 기간을 충분히 잡아야 한다.

문제 15

콘크리트 타설 중 가수(물 추가)의 문제점 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 압축강도 저하 ② 내구성·수밀성 저하 ③ 재료분리·블리딩 증가


[해설]

콘크리트 타설 중 물을 더하면 물시멘트비(W/C)가 커진다. 시멘트 대비 물이 많아져 굳은 뒤 공극이 늘어나는 것이 세 문제의 공통 원인이다.

  • 압축강도 저하 — 물시멘트비가 클수록 강도가 떨어진다.
  • 내구성·수밀성 저하 — 남은 물이 빠져나간 자리가 공극이 되어 물과 유해물질이 쉽게 스며든다.
  • 재료분리·블리딩 증가 — 묽어진 반죽에서 골재가 가라앉고 물이 위로 떠오른다.

블리딩이 늘면 표면에 레이턴스(약한 미세 막)가 생긴다. 이는 이어치기 부착 불량과 균열의 원인이 된다.

문제 16

조적공사 세로규준틀에 관하여 답하시오.
(1) 설치 위치 1개소
(2) 기입(표시) 사항 4가지

정답 및 해설

(1) 설치 위치 — 건물의 모서리(우각부)
(2) 기입 사항
① 벽돌 쌓기 단수와 줄눈 표시
② 창문틀의 위치와 치수
③ 앵커볼트·나무벽돌 등 매립철물의 위치
④ 인방보·테두리보의 설치 위치


[해설]

세로규준틀은 조적공사에서 벽을 쌓는 높이와 수직을 잡는 기준틀로, 벽 전체의 기준이 되는 건물 모서리(우각부)에 세운다.

  • 쌓기 단수와 줄눈 — 켜마다 높이를 맞추도록 벽돌 단수와 줄눈 위치를 눈금으로 적는다.
  • 창문틀의 위치와 치수 — 개구부를 둘 높이와 크기를 미리 표시한다.
  • 매립철물의 위치 — 앵커볼트·나무벽돌 등을 쌓으면서 묻어야 할 위치를 적는다.
  • 인방보·테두리보의 위치 — 개구부 위 인방과 벽 상부 테두리보가 들어갈 높이를 표시한다.

외우는 요령: 쌓는 도중 높이에 맞춰 넣어야 하는 것(줄눈·창틀·철물·보)이 모두 기입 대상이다.

문제 17

시멘트 주요 화합물 4가지와 이 중 28일 이후 장기강도에 관여하는 화합물을 쓰시오. (1) 주요 화합물 4가지 (2) 장기강도 관여 화합물

정답 및 해설

(1) ① 규산3석회 C3SC_3S
② 규산2석회 C2SC_2S
③ 알루민산3석회 C3AC_3A
④ 알루민산철4석회 C4AFC_4AF
(2) 규산2석회 C2SC_2S


[해설]

포틀랜드 시멘트 클링커의 4대 주요 화합물은 수화 속도와 강도 발현 시기가 서로 다르다.

  • 규산3석회(C3S) — 수화가 빨라 초기강도(28일 이내)를 주로 낸다.
  • 규산2석회(C2S) — 수화가 느려 28일 이후 장기강도를 담당한다.
  • 알루민산3석회(C3A) — 수화가 가장 빠르고 수화열이 크다.
  • 알루민산철4석회(C4AF) — 강도 기여는 작고 화학저항성에 관여한다.

혼동 주의: 초기강도는 C3S, 장기강도는 C2S이다. 중용열·저열 시멘트는 C2S를 늘리고 C3A를 줄인 것이다.

문제 18

천장·벽용 일반 석고보드의 장점·단점을 각 2가지씩 쓰시오. (1) 장점 (2) 단점

정답 및 해설

(1) 장점
① 방화·단열 성능이 우수하다.
② 시공이 간편해 공기 단축이 가능하다.
(2) 단점
① 습기에 약해 지하·덕트 주위에는 쓸 수 없다.
② 온도·습도 변화에 민감해 동절기 시공이 어렵다.


[해설]

석고보드는 석고를 심재로 하고 양면에 종이를 붙인 판재로, 석고에 든 결정수 때문에 불에 강하다.

  • 방화·단열 우수 — 화재 시 결정수가 증발하며 열을 흡수해 온도 상승을 늦춘다.
  • 시공 간편·공기 단축 — 가볍고 자르기 쉬우며 건식으로 붙여 공사 기간이 짧다.
  • 습기에 약함 — 물을 먹으면 강도가 떨어지므로 지하·덕트 주위에는 일반 석고보드를 쓰지 않는다.
  • 온습도 변화에 민감 — 저온·결로 환경에서는 접착·마감 불량이 생겨 동절기 시공이 어렵다.

혼동 주의: 다습한 곳에는 일반 석고보드 대신 방수 석고보드를 쓴다.

문제 19

슬러리 월(Slurry Wall) 공법에 관한 설명이다. 빈칸을 채우시오.
특수 굴착기와 공벽 붕괴 방지용 ( ① )을(를) 이용해 지중을 굴착한 뒤, 그 안에 ( ② )을(를) 세우고 ( ③ )을(를) 타설하여 연속적으로 벽체를 형성하는 공법이다. 차수 효과가 높고 저소음·저진동이라 역타공법 적용 시나 인접 건축물 피해가 우려될 때 쓰인다.

정답 및 해설

① 안정액(벤토나이트)
② 철근망
③ 콘크리트


[해설]

슬러리 월(지중연속벽) 공법은 굴착 홈에 안정액을 채운 채 굴착한다. 이어서 철근망을 넣고 콘크리트를 부어 땅속에 벽을 이어 만든다.

  • 안정액(벤토나이트) — 굴착 홈을 채워 흙막이 벽면의 붕괴를 막는 점토 현탁액이다.
  • 철근망 — 굴착이 끝난 홈에 내려 벽체의 보강재가 된다.
  • 콘크리트 — 트레미관으로 바닥부터 부어 안정액을 밀어내며 치환한다.

완성된 벽은 차수성과 강성이 커서 흙막이이자 본구조체로 쓸 수 있다. 이 때문에 역타공법과 궁합이 좋다.

문제 20

용접부 검사 항목을 시기별로 분류해 번호로 쓰시오.
① 아크 전압 ② 용접 속도 ③ 청소 상태 ④ 홈 각도·간격·치수 ⑤ 부재의 밀착 ⑥ 필릿 크기 ⑦ 균열·언더컷 유무 ⑧ 밑면 따내기
(1) 용접 착수 전 (2) 용접 작업 중 (3) 용접 완료 후

정답 및 해설

(1) 착수 전 — ③, ④, ⑤
(2) 작업 중 — ①, ②, ⑧
(3) 완료 후 — ⑥, ⑦


[해설]

용접부 검사는 착수 전 → 작업 중 → 완료 후 세 단계로 나눠, 결함을 가능한 한 일찍 잡는다.

  • 착수 전 — 청소 상태, 홈 각도·간격·치수, 부재의 밀착처럼 용접하기 전의 준비 상태를 본다.
  • 작업 중 — 아크 전압·용접 속도 같은 용접 조건과, 뒷면을 깎아 내고 다시 용접하는 밑면 따내기(백 가우징)를 확인한다.
  • 완료 후 — 필릿 크기와 균열·언더컷 유무처럼 다 만든 비드의 치수와 외관 결함을 검사한다.

외우는 요령: 준비 상태는 착수 전, 조건·작업 과정은 작업 중, 결과물은 완료 후로 나눈다. 밑면 따내기는 용접 도중에 하는 작업이라 작업 중에 넣는다.

문제 21

휨부재가 공칭강도에 도달할 때 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt=0.004\varepsilon_t = 0.004이다. 강도감소계수 ϕ\phi를 구하시오. (단, 나선철근 이외의 부재)

정답 및 해설

ϕ=0.65+(εt−0.002)×2003=0.65+(0.004−0.002)×2003=0.783\phi = 0.65 + (\varepsilon_t - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.65 + (0.004 - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.783


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 강도감소계수 φ는 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt로 정한다. 압축지배(εt ≤ 0.002)는 0.65, 인장지배(εt ≥ 0.005)는 0.85이다.

εt = 0.004는 그 사이 변화구간이라 직선 보간한다.
φ = 0.65 + (εt − 0.002) × 200/3
φ = 0.65 + (0.004 − 0.002) × 200/3
φ = 0.783

혼동 주의: 200/3은 0.20 ÷ 0.003(계수 차이 ÷ 변형률 구간 폭)에서 나온다. 나선철근 부재는 시작값이 0.70이라 계수가 50이 된다.

문제 22

철근콘크리트 보의 총처짐량(mm)을 구하시오. (단, 즉시처짐 20mm, 시간경과계수 ξ=2.0\xi = 2.0, 단면 b×d=400×500b \times d = 400 \times 500 mm, 압축철근량 As′=1,000A_s' = 1{,}000 mm²)

정답 및 해설

· 압축철근비 ρ′=As′b d=1,000400×500=0.005\rho' = \dfrac{A_s'}{b\,d} = \dfrac{1{,}000}{400 \times 500} = 0.005
· 장기처짐계수 λΔ=ξ1+50ρ′=2.01+50×0.005=1.6\lambda_\Delta = \dfrac{\xi}{1 + 50\rho'} = \dfrac{2.0}{1 + 50 \times 0.005} = 1.6
· 총처짐 = 즉시처짐 + 즉시처짐 ×λΔ=20+20×1.6=52\times \lambda_\Delta = 20 + 20 \times 1.6 = 52 mm


[해설]

KDS 14 20 30에 따라 장기처짐은 즉시처짐에 장기처짐계수 λΔ를 곱해 구하고, 총처짐은 즉시처짐과 장기처짐을 더한 값이다.

압축철근비는 유효깊이 d로 계산한다.
ρ′=As′b d=1,000400×500=0.005\rho' = \dfrac{A_s'}{b\,d} = \dfrac{1{,}000}{400 \times 500} = 0.005

장기처짐계수는 압축철근이 많을수록 작아지는데, 압축철근이 크리프 변형을 억제하기 때문이다.
λΔ=ξ1+50ρ′=2.01+50×0.005=1.6\lambda_\Delta = \dfrac{\xi}{1 + 50\rho'} = \dfrac{2.0}{1 + 50 \times 0.005} = 1.6

총처짐
=20+20×1.6=52= 20 + 20 \times 1.6 = 52 mm

혼동 주의: 시간경과계수 ξ는 3개월 1.0, 6개월 1.2, 1년 1.4, 5년 이상 2.0이다. 장기처짐(32mm)만 답하지 말고 즉시처짐을 더해야 한다.

문제 23
그림과 같은 단순보의 최대 전단응력을 구하시오.
A B 200kN 3m 3m 500mm 300mm
정답 및 해설

· 최대 전단력 Vmax=P2=2002=100V_{max} = \dfrac{P}{2} = \dfrac{200}{2} = 100 kN
· 최대 전단응력 τmax=32⋅VmaxA=32×100×103300×500=1\tau_{max} = \dfrac{3}{2} \cdot \dfrac{V_{max}}{A} = \dfrac{3}{2} \times \dfrac{100 \times 10^3}{300 \times 500} = 1 MPa


[해설]

하중이 가운데 있는 단순보는 양 지점 반력이 P/2씩 같다. 그래서 지점 부근의 전단력이 최대이고, Vmax=200/2=100 kN이다.

직사각형 단면에서는 전단응력이 포물선 모양으로 분포하고, 중립축에서 평균값(V/A)의 1.5배로 가장 크다.
τmax = 3/2 × V/A
= 1.5 × (100×103 N) ÷ (300×500 mm2)
= 1 MPa

혼동 주의: 원형 단면이면 계수가 1.5가 아니라 4/3이다. 단위는 kN을 N으로 바꿔 N/mm2(=MPa)로 맞춘다.

문제 24
그림과 같은 라멘 구조에서 A지점의 반력을 구하시오. (반력의 방향을 화살표로 표시)
6kN C D h 3m A B 1m 1m 2m HA HB VA VB
정답 및 해설
· ΣMB=0\Sigma M_B = 0: VA×4−6×3=0V_A \times 4 - 6 \times 3 = 0 → VA=4.5V_A = 4.5 kN (↑)
· ΣMh, left=0\Sigma M_{h,\,left} = 0: VA×2−HA×3−6×1=0V_A \times 2 - H_A \times 3 - 6 \times 1 = 0 → HA=1H_A = 1 kN (→)
· 합력 RA=VA2+HA2=4.52+12=4.61R_A = \sqrt{{V_A}^2 + {H_A}^2} = \sqrt{4.5^2 + 1^2} = 4.61 kN (↗)


[해설]

3힌지 라멘은 미지 반력이 4개라서 평형방정식 3개에 내부힌지 h의 휨모멘트 = 0 조건 하나를 더해 푼다. 두 지점의 높이가 같으므로 B점 모멘트식에는 수평반력이 들어가지 않아 VA가 바로 나온다.

B점 모멘트 평형에서 6kN 하중의 팔길이는 B까지 3m이다.
ΣMB=0: VA×4−6×3=0⇒VA=4.5\Sigma M_B = 0:\ V_A \times 4 - 6 \times 3 = 0 \Rightarrow V_A = 4.5 kN(↑)

힌지 h의 왼쪽만 떼어 보면 팔길이는 VA가 2m, HA가 기둥 높이 3m, 하중이 1m이다.
VA×2−HA×3−6×1=0⇒HA=1V_A \times 2 - H_A \times 3 - 6 \times 1 = 0 \Rightarrow H_A = 1 kN(→)

두 성분을 합성하면 반력의 크기와 방향이 정해진다.
RA=4.52+12=4.61R_A = \sqrt{4.5^2 + 1^2} = 4.61 kN, 방향은 오른쪽 위(↗)

혼동 주의: HA가 양(+)으로 나왔으므로 가정한 방향(→)이 맞다. 수평 평형에 따라 HB는 크기가 같고 방향이 반대(←)다.

문제 25
그림과 같이 사다리꼴(뿔대) 단면으로 터파기할 때 다음을 산출하시오. (단, L=1.3L = 1.3, C=0.9C = 0.9)
10,000 30,000 10,000 10,000 40,000 10,000 h=10,000

(1) 터파기량
(2) 운반 대수 (1대 적재량 1212 m³)
(3) 면적 5,0005{,}000 m²의 성토장에 다짐 성토할 때의 표고(m) (비탈면은 수직으로 가정)
정답 및 해설

(1) 터파기량
V=h6[(2a+a′)b+(2a′+a)b′]=106[(2×60+40)×50+(2×40+60)×30]=20,333.33V = \dfrac{h}{6}\left[(2a+a')b + (2a'+a)b'\right] = \dfrac{10}{6}\left[(2 \times 60 + 40) \times 50 + (2 \times 40 + 60) \times 30\right] = 20{,}333.33 m³
(2) 운반 대수 =20,333.33×1.312=2,202.78⇒2,203= \dfrac{20{,}333.33 \times 1.3}{12} = 2{,}202.78 \Rightarrow 2{,}203 대
(3) 표고 =20,333.33×0.95,000=3.66= \dfrac{20{,}333.33 \times 0.9}{5{,}000} = 3.66 m


[해설]

윗면과 밑면이 다른 직사각형인 터파기는 각뿔대 공식으로 부피를 구하며, 윗면은 a=60 m·b=50 m, 밑면은 a'=40 m·b'=30 m이다.

V=h6[(2a+a′)b+(2a′+a)b′]V = \dfrac{h}{6}\left[(2a+a')b + (2a'+a)b'\right]
=106[160×50+140×30]= \dfrac{10}{6}\left[160 \times 50 + 140 \times 30\right]
=20,333.33= 20{,}333.33 m3

파낸 흙은 부풀어 부피가 커지므로 운반량에는 흐트러진 상태 계수 L=1.3을 곱하고, 대수는 소수점이 나오면 올림한다.

20,333.33×1.312\dfrac{20{,}333.33 \times 1.3}{12}
=2,202.78⇒2,203= 2{,}202.78 \Rightarrow 2{,}203대

다져 쌓으면 부피가 줄어들므로 성토량에는 다짐 상태 계수 C=0.9를 곱한 뒤 성토 면적으로 나눈다.

20,333.33×0.95,000\dfrac{20{,}333.33 \times 0.9}{5{,}000}
=3.66= 3.66 m

문제 26
다음 데이터로 표준공기를 산출하니 지정공기보다 3일이 지연되었다. 3일을 단축한 네트워크 공정표를 작성하고 총공사금액을 산출하시오. (주공정선은 굵게, 결합점에 EST·LST 표기)
작업명선행작업정상(Normal)특급(Crash)
공기(일)공비(원)공기(일)공비(원)
A없음37,00037,000
BA55,00037,000
CA69,000412,000
DA76,000415,000
EB48,00038,500
FB1015,000619,000
GC, E86,000512,000
HD910,000718,000
IF, G, H23,00023,000
(1) 3일 단축 네트워크 공정표
(2) 총공사금액
정답 및 해설
(1) E 1일, B 2일, D 2일을 단축해 공사기간을 2222일에서 1919일로 줄인다. 주공정선은 A → B → E → G → I, A → C → G → I, A → D → H → I 세 경로이다(모두 19일).
A3B3C6D5E3F10G8H9I20033669988171719190123456
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선
공사기간단축 작업추가비용(원)
21일E500
20일B, D4,000
19일B, D4,000
(2) 총공사금액 = 표준공사비 + 단축 추가비용
=69,000+(500+4,000+4,000)=77,500= 69{,}000 + (500 + 4{,}000 + 4{,}000) = 77{,}500 원


[해설]

공기 단축은 주공정선 위의 작업 중 비용구배가 가장 작은 것부터 1일씩 줄인다.
비용구배=특급공비−정상공비정상공기−특급공기\text{비용구배} = \dfrac{\text{특급공비} - \text{정상공비}}{\text{정상공기} - \text{특급공기}}

정상공기로 따지면 A→B→E→G→I가 22일로 가장 길고, 다음은 A→D→H→I 21일, A→B→F→I 20일, A→C→G→I 19일이다. 작업별 비용구배(원/일)는 E 500, B·F 1,000, C 1,500, G 2,000, D 3,000, H 4,000이다.

  • 22일→21일: 주공정선이 하나뿐이므로 가장 싼 E(500원)를 1일 줄이며, 이것으로 E는 특급공기 3일에 도달한다.
  • 21일→20일: A→D→H→I도 주공정선이 되어 두 경로를 함께 줄여야 하는데, 조합 중 B+D가 4,000원으로 가장 싸다.
  • 20일→19일: 같은 이유로 B+D를 한 번 더 줄여 4,000원이 추가되며, 이것으로 B는 특급공기 3일에 도달한다.

19일이 되면 A→C→G→I도 19일이어서 세 경로가 모두 주공정선이 된다. 총공사금액은 정상공비 합계 69,000원에 추가비용 8,500원을 더한 77,500원이다.