면진구조

[해설]

면진구조는 기초와 상부구조 사이에 적층고무받침(LRB)·미끄럼받침 등 면진장치를 두어 지진의 수평 지반운동이 상부로 직접 전달되지 않게 하는 구조다. 건물의 고유주기를 늘리고 감쇠를 키워 가속도 응답을 크게 줄인다. 부재의 강도·연성으로 지진력에 저항하는 내진구조, 감쇠장치로 진동을 제어하는 제진구조와 구분되는 개념이다.

지연줄눈(Delay Joint)

[해설]

지연줄눈은 매스콘크리트 등에서 건조수축에 의한 균열을 줄이기 위해 구조물의 일정 구간(약 1m 내외)을 남겨두고 먼저 타설한 뒤, 초기 건조수축(약 4주 이상)이 끝난 후 그 부분을 나중에 이어 타설해 수축 응력을 완화하는 줄눈이다.

(1) 슬라이딩 폼 — 거푸집을 연속으로 상승시키며 이어치기 없이 균일하게 콘크리트를 타설하는 수직 이동 거푸집. 사일로·굴뚝 등에 사용
(2) 터널 폼 — 한 구획의 벽체와 바닥판을 ㄱ자형 또는 ㄷ자형으로 일체화한 거푸집. 동일 평면이 반복되는 아파트 등에 사용

[해설]

슬라이딩 폼은 유압잭 등으로 거푸집을 서서히 끌어올리며 콘크리트를 연속 타설하는 공법으로 이음(콜드조인트)이 없어 수밀성이 요구되는 사일로·굴뚝·코어에 적합하다. 터널 폼은 벽체와 슬래브를 한 번에 타설하도록 ㄱ자형·ㄷ자형으로 제작한 강재 거푸집으로, 동일 평면이 반복되는 아파트 등에서 공기 단축에 유리하다.

(1) 스캘럽 — 용접선이 교차해 재용접부가 열영향으로 취약해지는 것을 막기 위해 모재에 부채꼴(원호)로 낸 모따기 노치
(2) 엔드탭 — 블로홀·크레이터 등 결함이 생기기 쉬운 용접 비드의 시작·끝부분을 모재 밖으로 빼내기 위해 접합재 양 끝에 덧대는 보조 강판(용접 후 제거)

[해설]

스캘럽은 웨브와 플랜지의 용접선이 만나는 지점처럼 용접선끼리 교차하는 부위에서 열영향부가 중첩되어 취약해지고 응력이 집중되는 것을 피하기 위해, 한쪽 부재를 미리 부채꼴로 따내 만든 홈이다.

엔드탭은 아크가 불안정한 용접 시작·종료부에 생기기 쉬운 블로홀·크레이터·언더컷 등의 결함을 본 용접부 밖으로 유도하기 위해 모재 양 끝단에 덧대는 보조 강판으로, 용접이 끝나면 잘라내는 것이 원칙이다.

(1) A — 아스팔트 방수층(Asphalt)
(2) M — 개량 아스팔트 시트 방수층(Modified asphalt)
(3) S — 합성고분자계 시트 방수층(Sheet)
(4) L — 도막 방수층(Liquid)

[해설]

건축공사표준시방서의 방수공사 표기는 재료·공법을 알파벳 기호로 구분한다. A는 아스팔트 방수, M은 개량 아스팔트 시트 방수, S는 합성고분자계 시트 방수, L은 도막(액체 도포형) 방수를 의미하며, 알파벳 뒤에 세부 공법을 나타내는 추가 기호가 붙는다.

(1) ⑦
(2) ⑤
(3) ④

[해설]

통합공정관리(EVMS)에서 CA(Control Account)는 공정·공사비를 통합해 성과를 측정·분석하는 기본 관리단위이고, CV(Cost Variance)는 기성고(BCWP)에서 실투입비(ACWP)를 뺀 원가차이, ACWP는 성과측정시점까지 실제로 투입된 누적 비용을 의미한다.

① 1층 슬래브를 먼저 시공해 작업 공간·자재 적치장으로 활용할 수 있다.
② 지상과 지하를 동시에 시공해 공기를 단축할 수 있다.
③ 날씨에 관계없이 공사를 진행할 수 있다.
④ 주변 지반과 인접 건물에 미치는 영향이 적다.

[해설]

역타설공법은 지하 외벽(슬러리월 등)과 기둥을 먼저 시공한 뒤 지상 1층 슬래브부터 하향으로 지하층을 굴착·시공하면서 동시에 지상층도 상향 시공하는 공법이다. 흙막이 지보공을 최소화해 인접 지반·건물에 대한 영향이 적고, 지상·지하 동시 시공으로 공기를 단축할 수 있다.

① 치환 공법 ② 고결 공법 (설명) 치환 공법 — 연약층의 흙을 양질의 흙으로 바꾸어 지반의 지지력을 확보하는 방법

[해설]

연약점성토 지반은 함수비가 높고 압축성이 커 지지력 확보를 위해 개량이 필요하다. 치환공법은 연약층을 굴착해 양질의 흙(사질토 등)으로 바꾸는 방법이고, 고결공법은 시멘트·생석회 등의 고결재를 주입하거나 동결시켜 지반 강도를 높이는 방법이다.

① 타설 공법
② 뿜칠 공법
③ 미장 공법
④ 조적 공법

[해설]

습식 내화피복은 물이나 접착재를 사용해 내화재료를 부재 표면에 직접 시공하는 방식이다. 타설 공법은 거푸집을 대고 콘크리트·경량콘크리트를 부어 감싸는 방식, 뿜칠 공법은 내화뿜칠재를 스프레이로 분사하는 방식, 미장 공법은 내화모르타르를 흙손으로 바르는 방식, 조적 공법은 경량콘크리트블록·벽돌 등을 쌓아 피복하는 방식이다.

건식(성형판 붙임)에 비해 이음이 적어 밀실하지만 양생 기간이 필요하다.

① 용제(솔벤트)에 의한 방법 ② 산 처리법 ③ 인산피막법(파커라이징)

[해설]

금속재 바탕처리는 도장·방청 전 표면의 녹·이물질을 제거하는 공정이다. 화학적 방법에는 유기용제로 유지분을 닦아내는 용제세정법, 산 용액으로 산화막을 제거하는 산처리법, 인산염 피막을 형성해 방청성과 도막 부착력을 높이는 인산피막법(파커라이징)이 있다.

① 내단열 ② 중단열 ③ 외단열

[해설]

벽체 단열공법은 단열재 설치 위치에 따라 구분한다. 내단열은 구조체 실내측에, 외단열은 구조체 바깥쪽에, 중단열은 구조체(벽체) 중간층에 단열재를 설치하는 방식으로, 결로 방지·열교 차단 성능은 일반적으로 외단열이 가장 우수하다.

① 기밀시험
② 수밀시험(정압·동압)
③ 구조시험
④ 층간변위시험 또는 영구변형시험

[해설]

실물모형시험은 커튼월을 실제 크기·동일 사양의 시험체로 제작해 설계풍압 등 실제 조건을 재현한 상태에서 성능을 사전 검증하는 시험이다.

기밀시험은 공기 누출량, 수밀시험은 정압·동압 조건의 누수 여부, 구조시험은 설계풍압에 대한 변형·파손 여부, 층간변위시험은 지진·풍하중에 의한 층간변위 추종성, 영구변형시험은 하중 제거 후 잔류변형을 확인한다. 4가지를 고를 때 기밀·수밀·구조는 고정이고 나머지 하나로 층간변위 또는 영구변형을 쓰면 된다.

① 시공 연도(워커빌리티) 향상
② 단위수량 감소
③ 블리딩·재료분리 감소
④ 건조수축과 탄성계수 감소

[해설]

폴리머시멘트콘크리트는 시멘트에 폴리머(합성수지)를 혼입해 시멘트 페이스트의 부착성과 유동성을 높인 콘크리트로, 일반 콘크리트보다 방수성·내약품성·내마모성도 우수하다. 폴리머가 골재와 시멘트 사이 결합력을 강화해 블리딩·재료분리가 억제되고, 건조수축과 탄성계수가 감소해 균열 저항성이 높아진다는 점이 핵심 암기 포인트다.

① $\dfrac{4}{3}$
② 25
③ 1

[해설]

철근 순간격 규정은 굵은골재가 철근 사이를 원활히 통과해 콘크리트가 충분히 채워지도록 하는 시공성 확보 목적이다.

세 기준(굵은골재 최대치수의 4/3배, 25mm, 이형철근 공칭지름의 1배) 중 가장 큰 값 이상을 순간격으로 확보해야 하며, 이를 지키지 않으면 다짐 불량으로 곰보(공극)가 생긴다.

① 5
② 60

[해설]

한중콘크리트는 콘크리트가 응결 전 동결되지 않도록 초기양생기간 내 압축강도 5MPa 이상을 확보해야 하며, 물시멘트비를 60% 이하로 낮춰 초기 동해 저항성을 높인다. 콘크리트표준시방서의 한중콘크리트 규정에서 자주 출제되는 수치다.

(1) ④ 산화크롬
(2) ⑤ 산화제2철
(3) ③ 크롬산바륨
(4) ⑥ 이산화망간

[해설]

콘크리트 착색제는 알칼리·자외선에 안정한 무기안료를 쓰며, 산화크롬은 초록색, 산화제2철은 빨강색(적갈색), 크롬산바륨은 노랑색, 이산화망간은 갈색(흑갈색)을 낸다. 카본블랙은 검정색, 군청은 파랑색 착색에 쓰인다.

③ → ④ → ① → ②
(바탕처리 → 눈먹임 → 색올림 → 왁스 문지름)

[해설]

목재면 바니시칠은 먼저 바탕처리로 표면을 정리한 뒤, 눈먹임으로 목재 도관을 메워 흡수를 조정한다.

이어 색올림으로 원하는 색상을 내고, 마지막에 왁스 문지름으로 광택을 내어 마무리한다.

⑥ → ④ → ⑤ → ③ → ② → ①

[해설]

데이터 수집 → 최솟값·최댓값으로 범위 결정 → 구간 폭 결정 → 도수분포도(표) 작성 → 히스토그램 작도 → 규격값과 대조해 공정의 안정 여부 판정 순으로 진행한다.

히스토그램은 품질관리(QC) 7가지 도구 중 하나로, 데이터 분포의 산포와 중심경향을 시각적으로 파악하는 데 쓰인다.

[해설]

규준틀은 터파기 전에 건물의 위치·기준선·높이를 현장에 표시해 두는 가설물로, 세우는 자리에 따라 건물 모서리(귀)에 세우는 귀규준틀과 각 변의 직선부에 세우는 평규준틀로 나뉘므로 개소 수를 따로 세어야 한다.

귀규준틀은 두 방향의 기준선이 직각으로 만나는 자리라 ㄱ자로 짜서 세우고, 평규준틀은 한 방향 기준선만 표시하므로 일자로 세운다. 따라서 평면도에서 바깥으로 꺾인 모서리마다 귀규준틀 1개소, 그 모서리들을 잇는 직선 구간마다 평규준틀 1개소를 잡으면 각각 6개소가 된다.

채점 포인트는 두 종류를 혼동하지 않고 개소를 나누어 답하는 것이며, 규준틀은 굴착선 바깥으로 충분히 떨어뜨려 터파기 중에도 움직이지 않도록 견고히 설치한다는 점도 함께 알아 두어야 한다.

절점의 연직방향 평형
$\Sigma V = 0$
$-1 + F_T \sin 30^\circ = 0$
$F_T = \dfrac{1}{\sin 30^\circ} = +2$ kN (인장)

[해설]

절점법(Method of Joints)으로 연직방향 힘의 평형 ΣV=0을 세우면, 하중 1kN을 T부재의 연직분력(F_T·sin30°)이 지지하므로 F_T=1/sin30°=2kN이다. 부호가 (+)이므로 T부재는 인장력을 받는다.

(1) $\sigma_c = \dfrac{P}{A} = \dfrac{1{,}000 \times 10^3}{100 \times 100} = 100$ MPa
(2) $\varepsilon = \dfrac{\Delta L}{L} = \dfrac{10}{1{,}000} = 0.01$
(3) $E = \dfrac{\sigma}{\varepsilon} = \dfrac{100}{0.01} = 10{,}000$ MPa

[해설]

축하중을 받는 기둥의 압축응력은 하중을 단면적으로 나눠 구하고(σ=P/A), 변형률은 변형량(ΔL=1,000−990=10mm)을 원래 길이로 나눠 구한다(ε=ΔL/L). 탄성계수는 응력을 변형률로 나눈 값(E=σ/ε)이며, 훅의 법칙(Hooke's Law)을 적용한 기본 문항이다.

· 대당 시간당 작업량 $Q = \dfrac{60 \times 0.6 \times 0.7 \times 0.9}{15} = 1.512$ m³/hr
· 작업 완료 시간 $= \dfrac{2{,}000}{1.512 \times 2} = 661.38$ hr

[해설]

불도저의 시간당 작업량은 Q=60qfE/Cm(q: 삽날용량, f: 토량환산계수, E: 작업효율, Cm: 사이클타임)으로 구하고, 총 작업시간은 전체 토량을 대수×시간당 작업량으로 나눠 구한다. 검산: 60×0.6×0.7×0.9=22.68, ÷15=1.512m³/hr, 2,000÷(1.512×2)=661.38hr로 답과 일치한다.

· 분당 토출량 $Q = \dfrac{\pi \times 0.18^2}{4} \times 1 \times 24 \times 0.9 = 0.5497$ m³/분
· 작업 시간 $= \dfrac{7}{0.5497} = 12.74$ 분

[해설]

펌프의 분당 토출량은 실린더 단면적×스트로크길이×스트로크수×효율로 구하며(Q=(π/4)D²·S·N·η), 작업시간은 타설량을 분당 토출량으로 나눈다. 검산: (π×0.18²/4)×1×24×0.9=0.5497m³/분, 7÷0.5497=12.74분으로 답과 일치한다.

· 목재 전체 부피 $= \dfrac{30{,}000}{300} = 100$ m³
· 목재 전체 중량 $= 100 \times 0.8 = 80$ t
· 트럭 1대 적재량: 부피 기준 $9.5 \times 0.8 = 7.6$ t $> 6$ t 이므로 중량 6t로 제한
· 트럭 대수 $= \dfrac{80}{6} = 13.33 \rightarrow 14$ 대

[해설]

목재 전체 물량을 부피(才→m³ 환산)와 중량(비중 적용)으로 각각 구한 뒤, 트럭 1대의 적재 가능량을 부피기준·중량기준으로 비교해 더 작은(제한되는) 기준으로 필요 대수를 산정한다. 검산: 100m³×0.8=80t, 부피기준 적재량 9.5×0.8=7.6t>6t이므로 중량 6t 기준 적용, 80÷6=13.33→14대(절상)로 답과 일치한다.

(1) $M_{max} = \dfrac{wL^2}{8} = \dfrac{5 \times 12^2}{8} = 90$ kN·m
(2) $M_{cr} = 0.63\,\lambda \sqrt{f_{ck}} \cdot \dfrac{bh^2}{6} = 0.63 \times 1.0 \times \sqrt{24} \times \dfrac{200 \times 600^2}{6} = 37.04$ kN·m
· $M_{max}(90) > M_{cr}(37.04)$ 이므로 균열이 발생한다.

[해설]

등분포하중을 받는 단순보의 최대 휨모멘트는 $M_{max} = wL^2/8$로 구한다(5×12²/8 = 90kN·m).

균열모멘트는 콘크리트구조기준의 파괴계수 $0.63\lambda\sqrt{f_{ck}}$에 단면계수 $bh^2/6$을 곱해 산정한다. 보통중량콘크리트이므로 $\lambda = 1.0$이며, 0.63×√24×(200×600²/6) = 37.04kN·m다(유효깊이가 아니라 전체 높이 h를 쓰는 점에 유의).

사용하중에 의한 $M_{max}$가 $M_{cr}$보다 크므로 이미 균열이 발생한 상태로 판정한다.

· 등분포하중 $w = 1.0 w_D + 1.0 w_L = 10 + 18 = 28$ kN/m $= 28$ N/mm
· 최대 처짐 $\delta_{max} = \dfrac{5}{384} \cdot \dfrac{wL^4}{EI} = \dfrac{5}{384} \cdot \dfrac{28 \times (7 \times 10^3)^4}{210{,}000 \times 47{,}800 \times 10^4} = 8.72$ mm

[해설]

등분포하중을 받는 단순보의 최대처짐은 $\delta=\dfrac{5wL^4}{384EI}$로 구한다. 사용하중은 고정하중과 활하중의 합 $10+18=28$kN/m(=28N/mm)이고, 단면2차모멘트는 $I=47{,}800$cm⁴ $=47{,}800\times10^4$mm⁴로 환산해 대입한다. 함께 주어진 탄성단면계수와도 $S_x=I/(h/2)=47{,}800/25=1{,}912\,\text{cm}^3\approx1{,}910\,\text{cm}^3$로 정합한다. 결과 8.72mm는 처짐한계 $L/400=7{,}000/400=17.5$mm 이내로 안전하다.

(1) 표준 네트워크 공정표 — 주공정선 A → D → G, 표준공기 20일
· 작업(작업일수): A 5, B 18, C 16, D 8, E 7, F 6, G 7
· 결합점 EST/LST: 0 → 0/0, 1 → 5/5, 2 → 12/13, 3 → 11/13, 4 → 13/13, 5 → 16/20, 6 → 20/20
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선
(2) 표준공기 총공사비 = 170,000 + 300,000 + 320,000 + 200,000 + 110,000 + 120,000 + 150,000 = 1,370,000원
(3) 공기단축은 주공정선 상에서 비용경사가 작은 작업부터 1일씩 단축한다.
· 19일 — 단축 대상 D, 추가 비용 30,000원
· 18일 — 단축 대상 G, 추가 비용 35,000원
· 17일 — 단축 대상 B + G, 추가 비용 65,000원
· 16일 — 단축 대상 A + B, 추가 비용 70,000원
· 4일 단축 총공사비 = 1,370,000 + (30,000 + 35,000 + 65,000 + 70,000) = 1,570,000원

[해설]

네트워크공정표(CPM)에서 주공정선(Critical Path)은 가장 긴 경로로 전체 공기를 결정하며, 각 경로의 소요일수를 비교해 최댓값(20일, A-D-G)이 표준공기가 된다. 공기단축은 비용구배(={급속비용−표준비용}/{표준공기−급속공기})가 가장 작은 주공정선상 작업부터 순차로 단축하되, 단축 과정에서 다른 경로가 동시에 최장 경로(주공정선)가 되면 그 경로들을 함께 단축해야 실제로 총공기가 줄어든다는 점이 핵심이다.