건축기사 실기 · 2020년 5회차
건축기사 실기 기출문제

건축기사 실기 · 2020년 5회차

총 26문항 · 주관식 · A4 약 1장

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A4정답 포함
건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com

건축기사 실기 · 2020년 5회차

총 26문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

수중에서 콘크리트를 타설할 때 확보해야 하는 최소 피복두께를 쓰시오.

정답 및 해설

100mm 이상


[해설]

콘크리트구조 철근상세 설계기준에서 수중에서 타설하는 콘크리트의 최소 피복두께는 100mm이다.

물속에서는 재료분리와 시공 오차가 커서 철근이 제자리를 지키기 어렵기 때문에, 일반 콘크리트보다 피복을 두껍게 두어 철근 부식을 막고 내구성을 확보한다.

혼동 주의: 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트는 75mm로, 수중 100mm와 구분한다.

문제 2

부재 단면에 비틀림 없이 휨변형만 일어나게 하는 하중 작용점을 무엇이라 하는가?

정답 및 해설

전단중심(Shear Center)


[해설]

휨 이론에 따르면 하중이 전단중심을 지날 때 단면에 비틀림 모멘트가 생기지 않아 순수한 휨만 일어난다.

ㄷ형강·ㄱ형강 같은 비대칭 단면은 전단중심이 도심에서 떨어져 있다. 그래서 도심에 하중을 걸면 휨과 함께 비틀림도 생긴다.

혼동 주의: 도심은 단면 면적의 중심이고, 전단중심은 비틀림이 생기지 않는 하중 작용점이다. H형강처럼 두 축에 모두 대칭인 단면에서는 두 점이 일치한다.

문제 3

민간이 시설물을 준공한 뒤 소유권을 발주처(정부)에 양도하고, 정부가 지급하는 시설 임대료로 투자비를 회수하는 민간투자 방식의 명칭을 쓰고 설명하시오.

정답 및 해설

BTL(Build-Transfer-Lease) 방식 — 민간이 사회기반시설을 준공(Build)한 뒤 소유권을 정부에 이전(Transfer)하고, 정부에 임대(Lease)하여 받는 임대료로 투자비를 회수하는 민간투자 사업 방식


[해설]

사회기반시설에 대한 민간투자법의 민간투자 방식 중 투자비를 정부 임대료로 회수하는 방식이 BTL(Build-Transfer-Lease)이다.

  • Build — 민간이 자기 자금으로 사회기반시설을 짓는다.
  • Transfer — 준공과 동시에 소유권을 정부에 넘긴다.
  • Lease — 정부가 시설을 임차해 쓰고, 민간은 임대료를 받아 투자비를 회수한다.

학교·도서관·공공청사처럼 이용료를 받기 어려운 시설에 주로 쓰인다.

혼동 주의: BTO도 준공 때 소유권을 넘기지만, 민간이 직접 운영하며 이용자 사용료로 회수한다.

문제 4

다음 설명에 해당하는 미장 재료를 쓰시오.
특수 화학제를 첨가한 레디믹스트 모르타르에 대리석·세라믹 분말을 혼합한 재료를 물과 갠 뒤 1~3mm 두께로 바르는 것

정답 및 해설

합성수지 플라스터 바름


[해설]

합성수지 플라스터 바름은 특수 화학제(합성수지)를 넣은 레디믹스트 모르타르에 대리석·세라믹 분말을 섞어 쓰는 얇은 미장재다.

현장에서 물만 부어 갠 뒤 1~3mm 두께로 얇게 바르며, 합성수지가 부착력을 높여 얇아도 잘 들뜨지 않는다.

혼동 주의: 석고 플라스터의 결합재는 석고, 돌로마이트 플라스터는 돌로마이트 석회(마그네시아 석회), 회반죽은 소석회다.

문제 5

다음 설명에 해당하는 토공 기계를 각각 쓰시오. (1) 사질지반 굴착이나 지하연속벽·케이슨 기초처럼 좁은 곳의 수직 굴착에 쓰이며 최대 18m 깊이까지 굴착 가능한 기계 (2) 기계 위치보다 낮은 지반의 굴착에 적합한 장비

정답 및 해설

(1) 클램셸(Clam Shell)
(2) 드래그라인(Drag Line) 또는 백호(Back Hoe)


[해설]

모범답안의 세 기계는 모두 버킷을 와이어나 붐으로 움직여 기계보다 낮은 곳을 파는 굴착기계다.

  • 클램셸 — 조개 모양 버킷을 수직으로 내려 벌렸다 오므리며 퍼 올리는 기계로, 좁고 깊은 수직 굴착(최대 약 18m)과 지하연속벽·케이슨 기초 굴착에 쓴다.
  • 드래그라인 — 붐 끝에서 버킷을 던져 와이어로 끌어당기며 파는 기계로, 기계 위치보다 낮고 넓은 범위를 굴착한다.
  • 백호 — 버킷을 기계 쪽으로 긁어 오며 파는 역굴착형 삽으로, 지면보다 낮은 곳의 굴착에 적합하다.

혼동 주의로, 파워셔블은 기계보다 높은 곳을 굴착하는 장비라 지반면 아래 굴착의 답이 되지 않는다.

문제 6

벽돌 벽체에 나타나는 백화(白華) 현상을 설명하시오.

정답 및 해설

시멘트 속의 수산화칼슘이 공기 중 탄산가스와 반응해 벽체 표면에 흰 결정체로 석출되는 현상


[해설]

백화는 시멘트가 수화하며 생긴 수산화칼슘이 물에 녹아 벽 표면으로 나온 뒤 공기 중 탄산가스와 반응하는 현상이다.

이 반응으로 생긴 탄산칼슘이 흰 결정으로 벽면에 남는다.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

빗물이 줄눈 틈으로 스며드는 것이 주원인이다. 줄눈을 빈틈없이 채우고 발수·방수 처리를 하면 예방할 수 있다.

문제 7

고강도 콘크리트에서 발생하는 폭렬(爆裂) 현상을 설명하시오.

정답 및 해설

화재로 가열된 콘크리트 표면부가 소리를 내며 급격히 박리·파열되는 현상


[해설]

폭렬은 화재로 급격히 가열된 콘크리트 표면부가 소리를 내며 박리·파열되어 떨어져 나가는 현상이다.

원인은 내부 수분이 수증기로 팽창하며 생긴 증기압이 콘크리트 인장강도를 넘어서기 때문이다. 고강도 콘크리트는 조직이 치밀해 수증기가 빠져나갈 통로가 적어 폭렬이 특히 잘 일어난다.

방지 요령으로 폴리프로필렌(PP) 섬유 혼입(녹으면서 증기 배출 통로 형성)이나 내화피복을 외워 둔다.

문제 8

탑다운 공법(Top-Down Method)이 협소한 부지에서도 작업 공간을 넓게 확보할 수 있는 이유를 쓰시오.

정답 및 해설

지하 굴착에 앞서 지상 1층 바닥 슬래브를 먼저 타설하여, 이를 작업장·자재 적치장으로 활용할 수 있기 때문이다.


[해설]

탑다운 공법은 지하를 파기 전에 지상 1층 바닥 슬래브를 먼저 타설하고, 그 아래로 굴착해 내려가는 공법이다.

먼저 만든 1층 슬래브가 굴착 부위를 덮는 작업 바닥이 되어 자재 적치장과 장비 작업장으로 쓰인다. 그래서 건물이 대지 경계까지 꽉 차는 도심의 좁은 부지에서도 작업 공간을 확보할 수 있다.

1층 슬래브는 굴착하는 동안 흙막이벽(지하연속벽)을 받쳐 주는 버팀대 역할도 한다.

문제 9

온도조절철근(Temperature Bar)을 배근하는 목적을 쓰시오.

정답 및 해설

건조수축과 온도변화로 콘크리트에 생기는 균열을 억제하기 위해 배치하는 철근


[해설]

수축·온도철근은 하중을 받기 위한 철근이 아니라 콘크리트 자체의 부피 변화에 대응하는 철근이다.

콘크리트는 건조수축과 온도변화로 줄어들거나 늘어나며, 이를 구속하면 균열이 생긴다. 온도철근은 이 균열을 가늘고 여러 개로 분산시켜 균열 폭을 억제한다.

1방향 슬래브·벽체에서 주철근에 직교하는 방향으로 배치하는 배력철근의 한 형태다.

문제 10

미장공사 용어를 각각 설명하시오. (1) 손질바름 (2) 실러(Sealer)바름

정답 및 해설

(1) 손질바름 — 콘크리트·블록 바탕에서 초벌 전에 마감두께를 고르게 하려고 모르타르 등으로 요철을 미리 조정하는 것
(2) 실러바름 — 바탕의 흡수 조정과 바름재의 접착력 증진을 위해 합성수지 에멀션 희석액 등을 바탕에 얇게 바르는 것


[해설]

둘 다 초벌바름 전에 하는 미장 바탕처리 공정이다.

  • 손질바름 — 콘크리트·블록 바탕의 울퉁불퉁한 부분을 모르타르로 미리 메워 마감두께를 고르게 한다.
  • 실러바름 — 합성수지 에멀션 희석액을 얇게 발라 바탕이 물을 빨아들이는 정도를 조정하고 접착력을 높인다.

혼동 주의: 손질바름은 두께(요철)를 맞추는 것이 목적이고, 실러바름은 흡수를 조정하고 접착력을 높이는 것이 목적이다.

문제 11

다음 거푸집을 각각 설명하시오. (1) 슬라이딩 폼(Sliding Form) (2) 터널 폼(Tunnel Form)

정답 및 해설

(1) 슬라이딩 폼 — 거푸집을 연속으로 상승·이동시키며 타설해 시공이음 없이 균일한 시공이 가능한 거푸집
(2) 터널 폼 — 벽판과 바닥판을 ㄱ자형 또는 ㄷ자형으로 일체화해 한 구획 전체를 한 번에 타설하는 거푸집


[해설]

두 거푸집 모두 시스템 거푸집으로, 반복 사용과 일체 타설로 공기를 줄이는 것이 목적이다.

  • 슬라이딩 폼 — 요크로 지지한 거푸집을 콘크리트 타설과 함께 연속으로 끌어올려 시공이음 없이 사일로·코어 같은 수직 구조물을 균일하게 시공한다.
  • 터널 폼 — 벽판과 바닥판을 ㄱ자형(모노셸) 또는 ㄷ자형(트윈셸)으로 일체화해 한 구획의 벽과 슬래브를 한 번에 타설한다.

터널 폼은 아파트 등 벽식구조의 반복 층 공사에 유리하다.

문제 12

다음 용어를 각각 설명하시오.
(1) 로이유리(Low-Emissivity Glass)
(2) 단열 간봉(Thermal Spacer)

정답 및 해설

(1) 로이유리 — 유리 표면에 은(Ag) 등 저방사 금속막을 코팅해 방사율·열관류율은 낮추고 가시광선 투과율은 높인 유리
(2) 단열 간봉 — 복층유리에서 유리 사이 간격을 유지하는, 열전도율이 낮은 가장자리 간격재


[해설]

둘 다 창호의 단열 성능을 높이는 재료로, 복층유리에 함께 쓰인다.

  • 로이유리 — 은(Ag) 등의 저방사 금속막이 열(적외선)을 반사해 방사율과 열관류율은 낮추고, 가시광선은 그대로 통과시킨다.
  • 단열 간봉 — 유리 사이 간격을 유지하는 가장자리 간격재를 열전도율이 낮은 재질로 만들어 열교와 결로를 줄인다.

혼동 주의: 예전에 쓰던 알루미늄 간봉은 열이 잘 통해 창 가장자리에 결로가 생긴다. 이를 대체한 것이 단열 간봉(웜엣지)이다.

문제 13

매입말뚝의 하나인 마이크로파일(Micro Pile)에 대하여 답하시오.
(1) 정의
(2) 장점 2가지

정답 및 해설

(1) 정의 — 구조물 기초의 신설·보강, 리모델링 등에 쓰이는 직경 300mm 이하의 강재 보강 비변위 말뚝
(2) 장점
① 소형 장비로 시공해 협소하거나 접근이 어려운 현장과 대부분의 토질에 적용할 수 있다.
② 진동·소음이 작아 기존 말뚝공법 적용이 곤란한 소규모 현장에도 대응할 수 있다.


[해설]

마이크로파일은 직경 300mm 이하로 천공한 구멍에 강관·강봉을 넣고 그라우트를 채워 만드는 소구경 말뚝이다.

흙을 밀어내지 않고 파낸 자리에 만드는 비변위 말뚝이라 주변 지반·기존 구조물에 영향이 적어 기초 보강·증축·리모델링에 쓰인다.

  • 소형 장비 — 장비가 작아 협소하거나 접근이 어려운 현장, 대부분의 토질에 시공할 수 있다.
  • 저진동·저소음 — 항타가 없어 기존 말뚝공법이 곤란한 소규모·근접 현장에도 대응할 수 있다.
문제 14

목재의 인공건조법을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 증기법
② 열기법
③ 훈연법
④ 진공법


[해설]

목재 인공건조는 열·증기·감압 등을 가해 자연건조보다 빨리 함수율을 낮추는 방법이다.

  • 증기법 — 건조실에 증기를 넣어 목재를 가열하며 건조한다.
  • 열기법 — 가열한 공기(열풍)를 순환시켜 건조한다.
  • 훈연법 — 연기로 목재를 그을려 건조한다.
  • 진공법 — 압력을 낮춰(감압) 낮은 온도에서도 수분이 빨리 증발하게 한다.

혼동 주의: 공기건조(자연건조)와 수침법은 인공건조에 들지 않는다.

문제 15

강구조공사에서 강재의 절단 방법을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 가스 절단
② 전단 절단
③ 톱 절단
④ 플라즈마 절단


[해설]

강구조 강재 절단은 열로 녹여 자르는 방식과 기계적으로 끊는 방식으로 나뉜다.

  • 가스 절단 — 산소-아세틸렌 등 가스 불꽃으로 강재를 가열·산화시켜 자른다.
  • 전단 절단 — 전단기(시어)로 눌러 끊는 방식으로, 얇은 판재에 쓴다.
  • 톱 절단 — 기계톱으로 잘라 절단면이 정밀하다.
  • 플라즈마 절단 — 고온의 플라즈마 아크열로 녹여 빠르게 자른다.

외우는 요령: 열 절단은 가스·플라즈마, 기계 절단은 전단·톱이다.

문제 16

철골 접합에서 용접의 단점을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 용접공의 기량에 품질이 크게 좌우된다.
② 용접부 내부 결함의 검사가 어렵다.
③ 용접열에 의한 변형과 잔류응력이 발생한다.


[해설]

철골 용접 접합은 강성과 수밀성이 좋지만, 품질을 관리하기 어렵다는 약점이 있다.

  • 기량 의존 — 용접공의 숙련도에 따라 품질 차이가 크다.
  • 검사 곤란 — 기공·슬래그 혼입 같은 내부 결함은 눈으로 볼 수 없어 초음파·방사선 같은 비파괴검사가 필요하다.
  • 열 영향 — 용접 부위만 뜨거워졌다가 식으면서 변형과 잔류응력이 생긴다.

반대로 고력볼트 접합은 품질이 고르고 검사가 쉬운 대신, 볼트 구멍 때문에 부재 단면이 줄어든다.

문제 17

시공계획서 제출 시 환경관리 및 친환경관리 관련 서류에 포함할 내용을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 건설폐기물 저감 및 재활용 계획
② 산업부산물 재활용 계획
③ 온실가스 배출 저감 계획
④ 천연자원 사용 저감 계획


[해설]

시공계획서의 환경관리·친환경관리 서류는 공사 중 환경부하를 줄이고 자원순환을 보여주는 계획으로 구성된다.

  • 건설폐기물 저감 및 재활용 계획 — 폐기물 발생을 줄이고 순환골재 등으로 재활용한다.
  • 산업부산물 재활용 계획 — 슬래그·플라이애시 같은 부산물을 자재로 활용한다.
  • 온실가스 배출 저감 계획 — 장비·자재에서 나오는 탄소 배출을 줄인다.
  • 천연자원 사용 저감 계획 — 용수·에너지·골재 등 천연자원 사용량을 줄인다.

외우는 요령: 폐기물·부산물·온실가스·천연자원의 네 축으로 묶어 기억한다.

문제 18

보기의 미장재료를 기경성과 수경성으로 구분하시오. [보기] 진흙, 시멘트모르타르, 회반죽, 무수석고 플라스터, 돌로마이트 플라스터, 석고 플라스터 (1) 기경성 미장재료 (2) 수경성 미장재료

정답 및 해설

(1) 기경성 — 진흙, 회반죽, 돌로마이트 플라스터
(2) 수경성 — 시멘트모르타르, 무수석고 플라스터, 석고 플라스터


[해설]

미장재료는 굳는 방식에 따라 나뉜다. 기경성은 공기 중에서 굳고, 수경성은 물과 반응해 굳는다.

  • 기경성 — 진흙은 수분이 증발하며 굳고, 회반죽·돌로마이트 플라스터는 공기 중 CO2와 반응(탄산화)해 굳는다.
  • 수경성 — 시멘트모르타르·석고 플라스터·무수석고 플라스터는 물과의 수화반응으로 굳는다.

외우는 요령: '진·회·돌'은 기경성이고 나머지는 수경성이다. 수경성은 습한 곳에서도 굳어 지하·욕실 같은 장소에 쓸 수 있다.

문제 19
다음 두 평행현 트러스의 명칭을 각각 쓰시오.

(1) 왼쪽 트러스
(2) 오른쪽 트러스
정답 및 해설
(1) 왼쪽 — 하우(Howe) 트러스
(2) 오른쪽 — 프랫(Pratt) 트러스


[해설]

평행현 트러스는 수직재 배치가 같아도 사재(경사재)가 기울어진 방향에 따라 이름이 달라진다.

  • 하우(Howe) 트러스 — 사재가 지점에서 중앙 쪽으로 갈수록 올라가며, 사재는 압축력을 받고 수직재는 인장력을 받는다.
  • 프랫(Pratt) 트러스 — 사재가 지점에서 중앙 쪽으로 갈수록 내려가며, 사재는 인장력을 받고 수직재는 압축력을 받는다.

외우는 요령: 사재가 가운데 위쪽으로 모여 ∧ 모양이면 하우, 가운데 아래쪽으로 모여 V 모양이면 프랫이다.

문제 20

밀도 2.65 g/cm³, 단위용적질량 1,800 kg/m³인 골재의 실적률(%)을 구하시오.

정답 및 해설

단위 통일: 단위용적질량 1,8001{,}800 kg/m³ =1.8= 1.8 g/cm³
실적률 = (단위용적질량 ÷ 밀도) × 100
=1.82.65×100=67.92= \dfrac{1.8}{2.65} \times 100 = 67.92 %


[해설]

실적률은 단위용적질량 ÷ 밀도 × 100으로 구한다. 용기 속에서 골재알이 실제로 차지하는 부피의 비율이다.

두 값의 단위가 다르므로 먼저 1,800 kg/m3 = 1.8 g/cm3 로 맞춘다.
실적률 = (1.8 ÷ 2.65) × 100
= 67.92 %

혼동 주의: 공극률은 100 − 실적률 = 32.08 %이다. 실적률과 공극률을 더하면 항상 100 %가 된다.

문제 21

보통골재 콘크리트의 설계기준강도 fck=24f_{ck}=24 MPa, 철근의 탄성계수 Es=200,000E_s=200{,}000 MPa일 때 다음을 구하시오. (1) 콘크리트 탄성계수 EcE_c (2) 탄성계수비 nn

정답 및 해설

(1) Ec=8,500fck+Δf3=8,50024+43=25,811E_c=8{,}500\sqrt[3]{f_{ck}+\Delta f}=8{,}500\sqrt[3]{24+4}=25{,}811 MPa (단, fck≤40f_{ck}\le40이므로 Δf=4\Delta f=4)
(2) n=EsEc=200,00025,811=7.75n=\dfrac{E_s}{E_c}=\dfrac{200{,}000}{25{,}811}=7.75


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 보통골재 콘크리트의 탄성계수는 fck에 보정값 Δf를 더한 값의 세제곱근에 8,500을 곱해 구한다. fck ≤ 40 MPa이면 Δf = 4 MPa이다.

Ec = 8,500 × ∛(fck + Δf)
= 8,500 × ∛(24 + 4) = 8,500 × ∛28
= 25,811 MPa

탄성계수비는 철근 탄성계수를 콘크리트 탄성계수로 나눈 값이다.
n = Es / Ec = 200,000 / 25,811
= 7.75

혼동 주의: Δf는 fck ≥ 60 MPa이면 6 MPa이고, 40~60 MPa 사이는 직선보간한다.

문제 22

단면 b=300b=300mm, 전체춤 h=600h=600mm, 유효춤 d=550d=550mm인 철근콘크리트 보의 휨균열모멘트 McrM_{cr}을 구하시오. (단, 보통중량콘크리트, fck=30f_{ck}=30 MPa, fy=400f_y=400 MPa)

정답 및 해설

Mcr=0.63λfck⋅bh26=0.63×1×30×300×60026M_{cr}=0.63\lambda\sqrt{f_{ck}}\cdot\dfrac{bh^2}{6}=0.63\times1\times\sqrt{30}\times\dfrac{300\times600^2}{6}
=62,111,738=62{,}111{,}738 N·mm ≈62.11\approx62.11 kN·m


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 휨균열모멘트는 인장연단의 응력이 파괴계수에 도달할 때의 모멘트다. 파괴계수는 fr = 0.63λ√fck 이다.

직사각형 단면의 단면계수는 bh2/6 이므로 Mcr = fr × bh2/6 이다.
Mcr = 0.63 × 1 × √30 × (300 × 6002) ÷ 6
= 3.4507 × 18,000,000
= 62,111,738 N·mm ≈ 62.11 kN·m

혼동 주의: 균열이 생기기 전의 전체 단면으로 계산하므로 유효춤 d = 550 mm가 아니라 전체춤 h = 600 mm를 쓴다. 보통중량콘크리트이므로 λ = 1이다.

문제 23
다음 대칭 연속 T형보의 유효폭 beb_e를 구하시오. (단, 보 경간 6,0006{,}000 mm, 복부폭 bw=300b_w = 300 mm)
be 200mm bw bw bw 3,000mm 3,000mm
정답 및 해설

다음 세 값 중 최솟값이 유효폭이다.
① 16tf+bw=16×200+300=3,50016t_f+b_w=16\times200+300=3{,}500 mm
② 인접보 중심간 거리 =3002+3,000+3002=3,300=\dfrac{300}{2}+3{,}000+\dfrac{300}{2}=3{,}300 mm
③ 보 경간의 14=6,000×14=1,500\dfrac{1}{4}=6{,}000\times\dfrac{1}{4}=1{,}500 mm ← 지배
∴ be=1,500b_e=1{,}500 mm


[해설]

콘크리트구조 설계기준에 따라 대칭 T형보의 유효폭은 아래 세 값 중 최솟값으로 정한다.

  • 플랜지 두께 기준은 16tf+bw = 16×200+300 = 3,500 mm이다.
  • 인접 보와의 중심간 거리는 순간격 3,000 mm에 양쪽 복부폭의 절반(150 mm씩)을 더한 3,300 mm이다.
  • 보 경간 기준은 6,000 mm의 1/4인 1,500 mm이며, 셋 중 가장 작아 이 값이 유효폭을 결정한다.

따라서 be = 1,500 mm이다. 혼동 주의: 비대칭(반T형)보는 6tf+bw, 경간의 1/12+bw, 인접 보와의 내측거리의 1/2+bw 중 최솟값으로 정한다.

문제 24
아래 첫 번째 그림(한 번에 타설하는 경우)을 참고하여, ‘2회로 나누어 타설하는 경우’와 ‘2차 타설 시의 측압’에 대한 콘크리트 측압 분포를 각각 도시하시오. (단, 최대측압 부분은 굵은 선으로 표시)
h=H 최대측압 한 번에 타설하는 경우 h H 2회로 나누어 타설하는 경우 h H 2차 타설시의 측압
정답 및 해설
h=H 최대측압 h H 최대측압 h H 최대측압 한 번에 타설하는 경우 2회로 나누어 타설하는 경우 2차 타설 시의 측압
· 2회로 나누어 타설: 2차로 타설한 콘크리트 높이 HH 구간에만 삼각형 측압이 생기고, 그 구간 하단에서 최대측압이 나타난다.
· 2차 타설 시: 상부 HH 구간은 위에서 아래로 삼각형으로 증가해 시공이음면에서 최대측압이 되고, 그 아래 1차 타설 구간에서는 아래로 갈수록 측압이 다시 줄어든다.


[해설]

콘크리트 측압은 아직 굳지 않은 유동 상태 콘크리트의 높이에 비례해 커진다. 응결이 진행된 부분은 스스로 서기 때문에 측압이 더 늘지 않는다.

  • 2회로 나누어 타설하는 경우 — 타설된 높이 HH 구간에만 위에서 아래로 커지는 삼각형 분포가 생기고, 그 구간의 하단에서 최대측압이 된다.
  • 2차 타설 시의 측압 — 새로 부은 상부 HH 구간은 삼각형으로 커져 시공이음면에서 최대측압이 되고, 그 아래 1차 타설 구간은 굳어 가므로 아래로 갈수록 측압이 줄어든다.

혼동 주의: 2차 타설 때 전체 높이 hh를 하나의 삼각형으로 그려서 거푸집 바닥을 최대측압으로 표시하면 오답이다.

문제 25
다음 데이터로 네트워크 공정표를 작성하시오. (결합점에는 EST·LST를 표기하고, 주공정선은 굵은 선으로 표시한다.)
작업명작업일수선행작업
A5없음
B2없음
C4없음
D5A, B, C
E3A, B, C
F2A, B, C
G2D, E
H5D, E, F
I4D, F
정답 및 해설
주공정선은 A → D → H이며 총 공사기간은 15일이다.
A5B2C4D5E3F2G2H5I40055455510101010101010101515012345678
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선


[해설]

결합점의 EST는 전진계산으로 구하며, 들어오는 경로 중 최댓값을 적는다. LST는 후진계산으로 구하며, 나가는 경로 중 최솟값을 적고, 가장 긴 경로 A→D→H(5+5+5)가 총 공사기간 15일의 주공정선이다.

  • D·E·F는 A·B·C가 모두 끝나야 시작하므로, A와 C의 끝 결합점을 더미(점선)로 공통 결합점에 모으며, 이 결합점의 EST는 5가 된다.
  • G는 D·E, I는 D·F가 선행이라 선행 조합이 서로 다르므로, D의 끝에서 더미 두 개를 E·F 끝 결합점으로 이어 준다.
  • H는 D·E·F가 모두 선행이라 두 결합점을 다시 더미로 모은 결합점(EST 10)에서 시작한다.

C 끝 결합점만 EST 4·LST 5로 1일의 여유가 있고, 나머지 결합점은 모두 EST=LST이다. 혼동 주의: 더미는 작업일수 0인 가상작업이라 주공정선 위에 있어도 공기에 더하지 않는다.

문제 26
그림과 같은 시멘트벽돌 창고를 신축하려 한다. 벽돌쌓기량(매)과 내·외벽 시멘트 미장면적(m²)을 구하시오.
창고A 창고B 2 W 3 D 2 D 1 W 1 W 1 D 1 W 5m 15m 6.5m

· 외벽 1.5B, 칸막이벽 1.0B, 벽 높이 안팎 3.6m, 표준형 벽돌(190×90×57), 할증률 5%
· 창호 규격(m): ①D 2.2×2.4, ②D 0.9×2.4, ③D 0.9×2.1, ①W 1.8×1.2, ②W 1.2×1.2
(1) 벽돌량
(2) 미장면적
정답 및 해설

(1) 벽돌량
① 외벽 1.5B: [{(20+6.5)×2×3.6}−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)}]×224=39,298.5[\{(20+6.5)\times2\times3.6\}-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)\}]\times224=39{,}298.5 매
② 칸막이 1.0B: {(6.5−0.29)×3.6−(0.9×2.1)}×149=3,049.4\{(6.5-0.29)\times3.6-(0.9\times2.1)\}\times149=3{,}049.4 매
③ 소요 벽돌량: (39,298.5+3,049.4)×1.05=44,465.3⇒44,466(39{,}298.5+3{,}049.4)\times1.05=44{,}465.3\Rightarrow44{,}466 매
(2) 미장면적
① 외부: [{(20+0.29)+(6.5+0.29)}×2×3.6]−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)}=179.62[\{(20+0.29)+(6.5+0.29)\}\times2\times3.6]-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)\}=179.62 m²
② 내부: {(14.76+6.21)×2+(4.76+6.21)×2}×3.6−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)+(0.9×2.1×2)}=210.83\{(14.76+6.21)\times2+(4.76+6.21)\times2\}\times3.6-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)+(0.9\times2.1\times2)\}=210.83 m²
③ 합계: 179.62+210.83=390.44179.62+210.83=390.44 m²


[해설]

벽돌량은 (벽면적 − 개구부면적) × 단위면적당 매수로 구하고, 여기에 시멘트벽돌 할증 5%를 더한다. 표준형 정미량은 1.0B가 149매/m2, 1.5B가 224매/m2이고, 1.5B 벽의 두께는 0.29m다.

외벽은 중심선 길이 (20 + 6.5) × 2 = 53m, 칸막이는 외벽 사이의 안목길이 6.5 − 0.29 = 6.21m로 잡는다. 외벽에 난 창 4개와 외부 문 2개의 면적은 합해서 15.36m2다.

외벽: (53 × 3.6 − 15.36) × 224 = 39,298.5매
칸막이: (6.21 × 3.6 − 1.89) × 149 = 3,049.4매
소요량: (39,298.5 + 3,049.4) × 1.05 = 44,465.3 → 올림 44,466매

외부 미장은 외벽 바깥면의 둘레 {(20 + 0.29) + (6.5 + 0.29)} × 2 = 54.16m를 쓴다.
54.16 × 3.6 − 15.36 = 179.62m2

내부 미장은 실별 안목치수(창고A 4.76 × 6.21, 창고B 14.76 × 6.21)의 둘레를 쓴다. 칸막이 문(0.9 × 2.1)은 양쪽 실 모두에서 빼야 하므로 두 번 공제한다.

내부: (41.94 + 21.94) × 3.6 − (15.36 + 3.78) = 210.83m2
합계: 179.62 + 210.83 = 390.44m2

건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com
건축기사 실기 · 2020년 5회차
총 26문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

수중에서 콘크리트를 타설할 때 확보해야 하는 최소 피복두께를 쓰시오.

정답 및 해설

100mm 이상


[해설]

콘크리트구조 철근상세 설계기준에서 수중에서 타설하는 콘크리트의 최소 피복두께는 100mm이다.

물속에서는 재료분리와 시공 오차가 커서 철근이 제자리를 지키기 어렵기 때문에, 일반 콘크리트보다 피복을 두껍게 두어 철근 부식을 막고 내구성을 확보한다.

혼동 주의: 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트는 75mm로, 수중 100mm와 구분한다.

문제 2

부재 단면에 비틀림 없이 휨변형만 일어나게 하는 하중 작용점을 무엇이라 하는가?

정답 및 해설

전단중심(Shear Center)


[해설]

휨 이론에 따르면 하중이 전단중심을 지날 때 단면에 비틀림 모멘트가 생기지 않아 순수한 휨만 일어난다.

ㄷ형강·ㄱ형강 같은 비대칭 단면은 전단중심이 도심에서 떨어져 있다. 그래서 도심에 하중을 걸면 휨과 함께 비틀림도 생긴다.

혼동 주의: 도심은 단면 면적의 중심이고, 전단중심은 비틀림이 생기지 않는 하중 작용점이다. H형강처럼 두 축에 모두 대칭인 단면에서는 두 점이 일치한다.

문제 3

민간이 시설물을 준공한 뒤 소유권을 발주처(정부)에 양도하고, 정부가 지급하는 시설 임대료로 투자비를 회수하는 민간투자 방식의 명칭을 쓰고 설명하시오.

정답 및 해설

BTL(Build-Transfer-Lease) 방식 — 민간이 사회기반시설을 준공(Build)한 뒤 소유권을 정부에 이전(Transfer)하고, 정부에 임대(Lease)하여 받는 임대료로 투자비를 회수하는 민간투자 사업 방식


[해설]

사회기반시설에 대한 민간투자법의 민간투자 방식 중 투자비를 정부 임대료로 회수하는 방식이 BTL(Build-Transfer-Lease)이다.

  • Build — 민간이 자기 자금으로 사회기반시설을 짓는다.
  • Transfer — 준공과 동시에 소유권을 정부에 넘긴다.
  • Lease — 정부가 시설을 임차해 쓰고, 민간은 임대료를 받아 투자비를 회수한다.

학교·도서관·공공청사처럼 이용료를 받기 어려운 시설에 주로 쓰인다.

혼동 주의: BTO도 준공 때 소유권을 넘기지만, 민간이 직접 운영하며 이용자 사용료로 회수한다.

문제 4

다음 설명에 해당하는 미장 재료를 쓰시오.
특수 화학제를 첨가한 레디믹스트 모르타르에 대리석·세라믹 분말을 혼합한 재료를 물과 갠 뒤 1~3mm 두께로 바르는 것

정답 및 해설

합성수지 플라스터 바름


[해설]

합성수지 플라스터 바름은 특수 화학제(합성수지)를 넣은 레디믹스트 모르타르에 대리석·세라믹 분말을 섞어 쓰는 얇은 미장재다.

현장에서 물만 부어 갠 뒤 1~3mm 두께로 얇게 바르며, 합성수지가 부착력을 높여 얇아도 잘 들뜨지 않는다.

혼동 주의: 석고 플라스터의 결합재는 석고, 돌로마이트 플라스터는 돌로마이트 석회(마그네시아 석회), 회반죽은 소석회다.

문제 5

다음 설명에 해당하는 토공 기계를 각각 쓰시오. (1) 사질지반 굴착이나 지하연속벽·케이슨 기초처럼 좁은 곳의 수직 굴착에 쓰이며 최대 18m 깊이까지 굴착 가능한 기계 (2) 기계 위치보다 낮은 지반의 굴착에 적합한 장비

정답 및 해설

(1) 클램셸(Clam Shell)
(2) 드래그라인(Drag Line) 또는 백호(Back Hoe)


[해설]

모범답안의 세 기계는 모두 버킷을 와이어나 붐으로 움직여 기계보다 낮은 곳을 파는 굴착기계다.

  • 클램셸 — 조개 모양 버킷을 수직으로 내려 벌렸다 오므리며 퍼 올리는 기계로, 좁고 깊은 수직 굴착(최대 약 18m)과 지하연속벽·케이슨 기초 굴착에 쓴다.
  • 드래그라인 — 붐 끝에서 버킷을 던져 와이어로 끌어당기며 파는 기계로, 기계 위치보다 낮고 넓은 범위를 굴착한다.
  • 백호 — 버킷을 기계 쪽으로 긁어 오며 파는 역굴착형 삽으로, 지면보다 낮은 곳의 굴착에 적합하다.

혼동 주의로, 파워셔블은 기계보다 높은 곳을 굴착하는 장비라 지반면 아래 굴착의 답이 되지 않는다.

문제 6

벽돌 벽체에 나타나는 백화(白華) 현상을 설명하시오.

정답 및 해설

시멘트 속의 수산화칼슘이 공기 중 탄산가스와 반응해 벽체 표면에 흰 결정체로 석출되는 현상


[해설]

백화는 시멘트가 수화하며 생긴 수산화칼슘이 물에 녹아 벽 표면으로 나온 뒤 공기 중 탄산가스와 반응하는 현상이다.

이 반응으로 생긴 탄산칼슘이 흰 결정으로 벽면에 남는다.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

빗물이 줄눈 틈으로 스며드는 것이 주원인이다. 줄눈을 빈틈없이 채우고 발수·방수 처리를 하면 예방할 수 있다.

문제 7

고강도 콘크리트에서 발생하는 폭렬(爆裂) 현상을 설명하시오.

정답 및 해설

화재로 가열된 콘크리트 표면부가 소리를 내며 급격히 박리·파열되는 현상


[해설]

폭렬은 화재로 급격히 가열된 콘크리트 표면부가 소리를 내며 박리·파열되어 떨어져 나가는 현상이다.

원인은 내부 수분이 수증기로 팽창하며 생긴 증기압이 콘크리트 인장강도를 넘어서기 때문이다. 고강도 콘크리트는 조직이 치밀해 수증기가 빠져나갈 통로가 적어 폭렬이 특히 잘 일어난다.

방지 요령으로 폴리프로필렌(PP) 섬유 혼입(녹으면서 증기 배출 통로 형성)이나 내화피복을 외워 둔다.

문제 8

탑다운 공법(Top-Down Method)이 협소한 부지에서도 작업 공간을 넓게 확보할 수 있는 이유를 쓰시오.

정답 및 해설

지하 굴착에 앞서 지상 1층 바닥 슬래브를 먼저 타설하여, 이를 작업장·자재 적치장으로 활용할 수 있기 때문이다.


[해설]

탑다운 공법은 지하를 파기 전에 지상 1층 바닥 슬래브를 먼저 타설하고, 그 아래로 굴착해 내려가는 공법이다.

먼저 만든 1층 슬래브가 굴착 부위를 덮는 작업 바닥이 되어 자재 적치장과 장비 작업장으로 쓰인다. 그래서 건물이 대지 경계까지 꽉 차는 도심의 좁은 부지에서도 작업 공간을 확보할 수 있다.

1층 슬래브는 굴착하는 동안 흙막이벽(지하연속벽)을 받쳐 주는 버팀대 역할도 한다.

문제 9

온도조절철근(Temperature Bar)을 배근하는 목적을 쓰시오.

정답 및 해설

건조수축과 온도변화로 콘크리트에 생기는 균열을 억제하기 위해 배치하는 철근


[해설]

수축·온도철근은 하중을 받기 위한 철근이 아니라 콘크리트 자체의 부피 변화에 대응하는 철근이다.

콘크리트는 건조수축과 온도변화로 줄어들거나 늘어나며, 이를 구속하면 균열이 생긴다. 온도철근은 이 균열을 가늘고 여러 개로 분산시켜 균열 폭을 억제한다.

1방향 슬래브·벽체에서 주철근에 직교하는 방향으로 배치하는 배력철근의 한 형태다.

문제 10

미장공사 용어를 각각 설명하시오. (1) 손질바름 (2) 실러(Sealer)바름

정답 및 해설

(1) 손질바름 — 콘크리트·블록 바탕에서 초벌 전에 마감두께를 고르게 하려고 모르타르 등으로 요철을 미리 조정하는 것
(2) 실러바름 — 바탕의 흡수 조정과 바름재의 접착력 증진을 위해 합성수지 에멀션 희석액 등을 바탕에 얇게 바르는 것


[해설]

둘 다 초벌바름 전에 하는 미장 바탕처리 공정이다.

  • 손질바름 — 콘크리트·블록 바탕의 울퉁불퉁한 부분을 모르타르로 미리 메워 마감두께를 고르게 한다.
  • 실러바름 — 합성수지 에멀션 희석액을 얇게 발라 바탕이 물을 빨아들이는 정도를 조정하고 접착력을 높인다.

혼동 주의: 손질바름은 두께(요철)를 맞추는 것이 목적이고, 실러바름은 흡수를 조정하고 접착력을 높이는 것이 목적이다.

문제 11

다음 거푸집을 각각 설명하시오. (1) 슬라이딩 폼(Sliding Form) (2) 터널 폼(Tunnel Form)

정답 및 해설

(1) 슬라이딩 폼 — 거푸집을 연속으로 상승·이동시키며 타설해 시공이음 없이 균일한 시공이 가능한 거푸집
(2) 터널 폼 — 벽판과 바닥판을 ㄱ자형 또는 ㄷ자형으로 일체화해 한 구획 전체를 한 번에 타설하는 거푸집


[해설]

두 거푸집 모두 시스템 거푸집으로, 반복 사용과 일체 타설로 공기를 줄이는 것이 목적이다.

  • 슬라이딩 폼 — 요크로 지지한 거푸집을 콘크리트 타설과 함께 연속으로 끌어올려 시공이음 없이 사일로·코어 같은 수직 구조물을 균일하게 시공한다.
  • 터널 폼 — 벽판과 바닥판을 ㄱ자형(모노셸) 또는 ㄷ자형(트윈셸)으로 일체화해 한 구획의 벽과 슬래브를 한 번에 타설한다.

터널 폼은 아파트 등 벽식구조의 반복 층 공사에 유리하다.

문제 12

다음 용어를 각각 설명하시오.
(1) 로이유리(Low-Emissivity Glass)
(2) 단열 간봉(Thermal Spacer)

정답 및 해설

(1) 로이유리 — 유리 표면에 은(Ag) 등 저방사 금속막을 코팅해 방사율·열관류율은 낮추고 가시광선 투과율은 높인 유리
(2) 단열 간봉 — 복층유리에서 유리 사이 간격을 유지하는, 열전도율이 낮은 가장자리 간격재


[해설]

둘 다 창호의 단열 성능을 높이는 재료로, 복층유리에 함께 쓰인다.

  • 로이유리 — 은(Ag) 등의 저방사 금속막이 열(적외선)을 반사해 방사율과 열관류율은 낮추고, 가시광선은 그대로 통과시킨다.
  • 단열 간봉 — 유리 사이 간격을 유지하는 가장자리 간격재를 열전도율이 낮은 재질로 만들어 열교와 결로를 줄인다.

혼동 주의: 예전에 쓰던 알루미늄 간봉은 열이 잘 통해 창 가장자리에 결로가 생긴다. 이를 대체한 것이 단열 간봉(웜엣지)이다.

문제 13

매입말뚝의 하나인 마이크로파일(Micro Pile)에 대하여 답하시오.
(1) 정의
(2) 장점 2가지

정답 및 해설

(1) 정의 — 구조물 기초의 신설·보강, 리모델링 등에 쓰이는 직경 300mm 이하의 강재 보강 비변위 말뚝
(2) 장점
① 소형 장비로 시공해 협소하거나 접근이 어려운 현장과 대부분의 토질에 적용할 수 있다.
② 진동·소음이 작아 기존 말뚝공법 적용이 곤란한 소규모 현장에도 대응할 수 있다.


[해설]

마이크로파일은 직경 300mm 이하로 천공한 구멍에 강관·강봉을 넣고 그라우트를 채워 만드는 소구경 말뚝이다.

흙을 밀어내지 않고 파낸 자리에 만드는 비변위 말뚝이라 주변 지반·기존 구조물에 영향이 적어 기초 보강·증축·리모델링에 쓰인다.

  • 소형 장비 — 장비가 작아 협소하거나 접근이 어려운 현장, 대부분의 토질에 시공할 수 있다.
  • 저진동·저소음 — 항타가 없어 기존 말뚝공법이 곤란한 소규모·근접 현장에도 대응할 수 있다.
문제 14

목재의 인공건조법을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 증기법
② 열기법
③ 훈연법
④ 진공법


[해설]

목재 인공건조는 열·증기·감압 등을 가해 자연건조보다 빨리 함수율을 낮추는 방법이다.

  • 증기법 — 건조실에 증기를 넣어 목재를 가열하며 건조한다.
  • 열기법 — 가열한 공기(열풍)를 순환시켜 건조한다.
  • 훈연법 — 연기로 목재를 그을려 건조한다.
  • 진공법 — 압력을 낮춰(감압) 낮은 온도에서도 수분이 빨리 증발하게 한다.

혼동 주의: 공기건조(자연건조)와 수침법은 인공건조에 들지 않는다.

문제 15

강구조공사에서 강재의 절단 방법을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 가스 절단
② 전단 절단
③ 톱 절단
④ 플라즈마 절단


[해설]

강구조 강재 절단은 열로 녹여 자르는 방식과 기계적으로 끊는 방식으로 나뉜다.

  • 가스 절단 — 산소-아세틸렌 등 가스 불꽃으로 강재를 가열·산화시켜 자른다.
  • 전단 절단 — 전단기(시어)로 눌러 끊는 방식으로, 얇은 판재에 쓴다.
  • 톱 절단 — 기계톱으로 잘라 절단면이 정밀하다.
  • 플라즈마 절단 — 고온의 플라즈마 아크열로 녹여 빠르게 자른다.

외우는 요령: 열 절단은 가스·플라즈마, 기계 절단은 전단·톱이다.

문제 16

철골 접합에서 용접의 단점을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 용접공의 기량에 품질이 크게 좌우된다.
② 용접부 내부 결함의 검사가 어렵다.
③ 용접열에 의한 변형과 잔류응력이 발생한다.


[해설]

철골 용접 접합은 강성과 수밀성이 좋지만, 품질을 관리하기 어렵다는 약점이 있다.

  • 기량 의존 — 용접공의 숙련도에 따라 품질 차이가 크다.
  • 검사 곤란 — 기공·슬래그 혼입 같은 내부 결함은 눈으로 볼 수 없어 초음파·방사선 같은 비파괴검사가 필요하다.
  • 열 영향 — 용접 부위만 뜨거워졌다가 식으면서 변형과 잔류응력이 생긴다.

반대로 고력볼트 접합은 품질이 고르고 검사가 쉬운 대신, 볼트 구멍 때문에 부재 단면이 줄어든다.

문제 17

시공계획서 제출 시 환경관리 및 친환경관리 관련 서류에 포함할 내용을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 건설폐기물 저감 및 재활용 계획
② 산업부산물 재활용 계획
③ 온실가스 배출 저감 계획
④ 천연자원 사용 저감 계획


[해설]

시공계획서의 환경관리·친환경관리 서류는 공사 중 환경부하를 줄이고 자원순환을 보여주는 계획으로 구성된다.

  • 건설폐기물 저감 및 재활용 계획 — 폐기물 발생을 줄이고 순환골재 등으로 재활용한다.
  • 산업부산물 재활용 계획 — 슬래그·플라이애시 같은 부산물을 자재로 활용한다.
  • 온실가스 배출 저감 계획 — 장비·자재에서 나오는 탄소 배출을 줄인다.
  • 천연자원 사용 저감 계획 — 용수·에너지·골재 등 천연자원 사용량을 줄인다.

외우는 요령: 폐기물·부산물·온실가스·천연자원의 네 축으로 묶어 기억한다.

문제 18

보기의 미장재료를 기경성과 수경성으로 구분하시오. [보기] 진흙, 시멘트모르타르, 회반죽, 무수석고 플라스터, 돌로마이트 플라스터, 석고 플라스터 (1) 기경성 미장재료 (2) 수경성 미장재료

정답 및 해설

(1) 기경성 — 진흙, 회반죽, 돌로마이트 플라스터
(2) 수경성 — 시멘트모르타르, 무수석고 플라스터, 석고 플라스터


[해설]

미장재료는 굳는 방식에 따라 나뉜다. 기경성은 공기 중에서 굳고, 수경성은 물과 반응해 굳는다.

  • 기경성 — 진흙은 수분이 증발하며 굳고, 회반죽·돌로마이트 플라스터는 공기 중 CO2와 반응(탄산화)해 굳는다.
  • 수경성 — 시멘트모르타르·석고 플라스터·무수석고 플라스터는 물과의 수화반응으로 굳는다.

외우는 요령: '진·회·돌'은 기경성이고 나머지는 수경성이다. 수경성은 습한 곳에서도 굳어 지하·욕실 같은 장소에 쓸 수 있다.

문제 19
다음 두 평행현 트러스의 명칭을 각각 쓰시오.

(1) 왼쪽 트러스
(2) 오른쪽 트러스
정답 및 해설
(1) 왼쪽 — 하우(Howe) 트러스
(2) 오른쪽 — 프랫(Pratt) 트러스


[해설]

평행현 트러스는 수직재 배치가 같아도 사재(경사재)가 기울어진 방향에 따라 이름이 달라진다.

  • 하우(Howe) 트러스 — 사재가 지점에서 중앙 쪽으로 갈수록 올라가며, 사재는 압축력을 받고 수직재는 인장력을 받는다.
  • 프랫(Pratt) 트러스 — 사재가 지점에서 중앙 쪽으로 갈수록 내려가며, 사재는 인장력을 받고 수직재는 압축력을 받는다.

외우는 요령: 사재가 가운데 위쪽으로 모여 ∧ 모양이면 하우, 가운데 아래쪽으로 모여 V 모양이면 프랫이다.

문제 20

밀도 2.65 g/cm³, 단위용적질량 1,800 kg/m³인 골재의 실적률(%)을 구하시오.

정답 및 해설

단위 통일: 단위용적질량 1,8001{,}800 kg/m³ =1.8= 1.8 g/cm³
실적률 = (단위용적질량 ÷ 밀도) × 100
=1.82.65×100=67.92= \dfrac{1.8}{2.65} \times 100 = 67.92 %


[해설]

실적률은 단위용적질량 ÷ 밀도 × 100으로 구한다. 용기 속에서 골재알이 실제로 차지하는 부피의 비율이다.

두 값의 단위가 다르므로 먼저 1,800 kg/m3 = 1.8 g/cm3 로 맞춘다.
실적률 = (1.8 ÷ 2.65) × 100
= 67.92 %

혼동 주의: 공극률은 100 − 실적률 = 32.08 %이다. 실적률과 공극률을 더하면 항상 100 %가 된다.

문제 21

보통골재 콘크리트의 설계기준강도 fck=24f_{ck}=24 MPa, 철근의 탄성계수 Es=200,000E_s=200{,}000 MPa일 때 다음을 구하시오. (1) 콘크리트 탄성계수 EcE_c (2) 탄성계수비 nn

정답 및 해설

(1) Ec=8,500fck+Δf3=8,50024+43=25,811E_c=8{,}500\sqrt[3]{f_{ck}+\Delta f}=8{,}500\sqrt[3]{24+4}=25{,}811 MPa (단, fck≤40f_{ck}\le40이므로 Δf=4\Delta f=4)
(2) n=EsEc=200,00025,811=7.75n=\dfrac{E_s}{E_c}=\dfrac{200{,}000}{25{,}811}=7.75


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 보통골재 콘크리트의 탄성계수는 fck에 보정값 Δf를 더한 값의 세제곱근에 8,500을 곱해 구한다. fck ≤ 40 MPa이면 Δf = 4 MPa이다.

Ec = 8,500 × ∛(fck + Δf)
= 8,500 × ∛(24 + 4) = 8,500 × ∛28
= 25,811 MPa

탄성계수비는 철근 탄성계수를 콘크리트 탄성계수로 나눈 값이다.
n = Es / Ec = 200,000 / 25,811
= 7.75

혼동 주의: Δf는 fck ≥ 60 MPa이면 6 MPa이고, 40~60 MPa 사이는 직선보간한다.

문제 22

단면 b=300b=300mm, 전체춤 h=600h=600mm, 유효춤 d=550d=550mm인 철근콘크리트 보의 휨균열모멘트 McrM_{cr}을 구하시오. (단, 보통중량콘크리트, fck=30f_{ck}=30 MPa, fy=400f_y=400 MPa)

정답 및 해설

Mcr=0.63λfck⋅bh26=0.63×1×30×300×60026M_{cr}=0.63\lambda\sqrt{f_{ck}}\cdot\dfrac{bh^2}{6}=0.63\times1\times\sqrt{30}\times\dfrac{300\times600^2}{6}
=62,111,738=62{,}111{,}738 N·mm ≈62.11\approx62.11 kN·m


[해설]

콘크리트구조 설계기준에서 휨균열모멘트는 인장연단의 응력이 파괴계수에 도달할 때의 모멘트다. 파괴계수는 fr = 0.63λ√fck 이다.

직사각형 단면의 단면계수는 bh2/6 이므로 Mcr = fr × bh2/6 이다.
Mcr = 0.63 × 1 × √30 × (300 × 6002) ÷ 6
= 3.4507 × 18,000,000
= 62,111,738 N·mm ≈ 62.11 kN·m

혼동 주의: 균열이 생기기 전의 전체 단면으로 계산하므로 유효춤 d = 550 mm가 아니라 전체춤 h = 600 mm를 쓴다. 보통중량콘크리트이므로 λ = 1이다.

문제 23
다음 대칭 연속 T형보의 유효폭 beb_e를 구하시오. (단, 보 경간 6,0006{,}000 mm, 복부폭 bw=300b_w = 300 mm)
be 200mm bw bw bw 3,000mm 3,000mm
정답 및 해설

다음 세 값 중 최솟값이 유효폭이다.
① 16tf+bw=16×200+300=3,50016t_f+b_w=16\times200+300=3{,}500 mm
② 인접보 중심간 거리 =3002+3,000+3002=3,300=\dfrac{300}{2}+3{,}000+\dfrac{300}{2}=3{,}300 mm
③ 보 경간의 14=6,000×14=1,500\dfrac{1}{4}=6{,}000\times\dfrac{1}{4}=1{,}500 mm ← 지배
∴ be=1,500b_e=1{,}500 mm


[해설]

콘크리트구조 설계기준에 따라 대칭 T형보의 유효폭은 아래 세 값 중 최솟값으로 정한다.

  • 플랜지 두께 기준은 16tf+bw = 16×200+300 = 3,500 mm이다.
  • 인접 보와의 중심간 거리는 순간격 3,000 mm에 양쪽 복부폭의 절반(150 mm씩)을 더한 3,300 mm이다.
  • 보 경간 기준은 6,000 mm의 1/4인 1,500 mm이며, 셋 중 가장 작아 이 값이 유효폭을 결정한다.

따라서 be = 1,500 mm이다. 혼동 주의: 비대칭(반T형)보는 6tf+bw, 경간의 1/12+bw, 인접 보와의 내측거리의 1/2+bw 중 최솟값으로 정한다.

문제 24
아래 첫 번째 그림(한 번에 타설하는 경우)을 참고하여, ‘2회로 나누어 타설하는 경우’와 ‘2차 타설 시의 측압’에 대한 콘크리트 측압 분포를 각각 도시하시오. (단, 최대측압 부분은 굵은 선으로 표시)
h=H 최대측압 한 번에 타설하는 경우 h H 2회로 나누어 타설하는 경우 h H 2차 타설시의 측압
정답 및 해설
h=H 최대측압 h H 최대측압 h H 최대측압 한 번에 타설하는 경우 2회로 나누어 타설하는 경우 2차 타설 시의 측압
· 2회로 나누어 타설: 2차로 타설한 콘크리트 높이 HH 구간에만 삼각형 측압이 생기고, 그 구간 하단에서 최대측압이 나타난다.
· 2차 타설 시: 상부 HH 구간은 위에서 아래로 삼각형으로 증가해 시공이음면에서 최대측압이 되고, 그 아래 1차 타설 구간에서는 아래로 갈수록 측압이 다시 줄어든다.


[해설]

콘크리트 측압은 아직 굳지 않은 유동 상태 콘크리트의 높이에 비례해 커진다. 응결이 진행된 부분은 스스로 서기 때문에 측압이 더 늘지 않는다.

  • 2회로 나누어 타설하는 경우 — 타설된 높이 HH 구간에만 위에서 아래로 커지는 삼각형 분포가 생기고, 그 구간의 하단에서 최대측압이 된다.
  • 2차 타설 시의 측압 — 새로 부은 상부 HH 구간은 삼각형으로 커져 시공이음면에서 최대측압이 되고, 그 아래 1차 타설 구간은 굳어 가므로 아래로 갈수록 측압이 줄어든다.

혼동 주의: 2차 타설 때 전체 높이 hh를 하나의 삼각형으로 그려서 거푸집 바닥을 최대측압으로 표시하면 오답이다.

문제 25
다음 데이터로 네트워크 공정표를 작성하시오. (결합점에는 EST·LST를 표기하고, 주공정선은 굵은 선으로 표시한다.)
작업명작업일수선행작업
A5없음
B2없음
C4없음
D5A, B, C
E3A, B, C
F2A, B, C
G2D, E
H5D, E, F
I4D, F
정답 및 해설
주공정선은 A → D → H이며 총 공사기간은 15일이다.
A5B2C4D5E3F2G2H5I40055455510101010101010101515012345678
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선


[해설]

결합점의 EST는 전진계산으로 구하며, 들어오는 경로 중 최댓값을 적는다. LST는 후진계산으로 구하며, 나가는 경로 중 최솟값을 적고, 가장 긴 경로 A→D→H(5+5+5)가 총 공사기간 15일의 주공정선이다.

  • D·E·F는 A·B·C가 모두 끝나야 시작하므로, A와 C의 끝 결합점을 더미(점선)로 공통 결합점에 모으며, 이 결합점의 EST는 5가 된다.
  • G는 D·E, I는 D·F가 선행이라 선행 조합이 서로 다르므로, D의 끝에서 더미 두 개를 E·F 끝 결합점으로 이어 준다.
  • H는 D·E·F가 모두 선행이라 두 결합점을 다시 더미로 모은 결합점(EST 10)에서 시작한다.

C 끝 결합점만 EST 4·LST 5로 1일의 여유가 있고, 나머지 결합점은 모두 EST=LST이다. 혼동 주의: 더미는 작업일수 0인 가상작업이라 주공정선 위에 있어도 공기에 더하지 않는다.

문제 26
그림과 같은 시멘트벽돌 창고를 신축하려 한다. 벽돌쌓기량(매)과 내·외벽 시멘트 미장면적(m²)을 구하시오.
창고A 창고B 2 W 3 D 2 D 1 W 1 W 1 D 1 W 5m 15m 6.5m

· 외벽 1.5B, 칸막이벽 1.0B, 벽 높이 안팎 3.6m, 표준형 벽돌(190×90×57), 할증률 5%
· 창호 규격(m): ①D 2.2×2.4, ②D 0.9×2.4, ③D 0.9×2.1, ①W 1.8×1.2, ②W 1.2×1.2
(1) 벽돌량
(2) 미장면적
정답 및 해설

(1) 벽돌량
① 외벽 1.5B: [{(20+6.5)×2×3.6}−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)}]×224=39,298.5[\{(20+6.5)\times2\times3.6\}-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)\}]\times224=39{,}298.5 매
② 칸막이 1.0B: {(6.5−0.29)×3.6−(0.9×2.1)}×149=3,049.4\{(6.5-0.29)\times3.6-(0.9\times2.1)\}\times149=3{,}049.4 매
③ 소요 벽돌량: (39,298.5+3,049.4)×1.05=44,465.3⇒44,466(39{,}298.5+3{,}049.4)\times1.05=44{,}465.3\Rightarrow44{,}466 매
(2) 미장면적
① 외부: [{(20+0.29)+(6.5+0.29)}×2×3.6]−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)}=179.62[\{(20+0.29)+(6.5+0.29)\}\times2\times3.6]-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)\}=179.62 m²
② 내부: {(14.76+6.21)×2+(4.76+6.21)×2}×3.6−{(1.8×1.2×3)+(1.2×1.2)+(2.2×2.4)+(0.9×2.4)+(0.9×2.1×2)}=210.83\{(14.76+6.21)\times2+(4.76+6.21)\times2\}\times3.6-\{(1.8\times1.2\times3)+(1.2\times1.2)+(2.2\times2.4)+(0.9\times2.4)+(0.9\times2.1\times2)\}=210.83 m²
③ 합계: 179.62+210.83=390.44179.62+210.83=390.44 m²


[해설]

벽돌량은 (벽면적 − 개구부면적) × 단위면적당 매수로 구하고, 여기에 시멘트벽돌 할증 5%를 더한다. 표준형 정미량은 1.0B가 149매/m2, 1.5B가 224매/m2이고, 1.5B 벽의 두께는 0.29m다.

외벽은 중심선 길이 (20 + 6.5) × 2 = 53m, 칸막이는 외벽 사이의 안목길이 6.5 − 0.29 = 6.21m로 잡는다. 외벽에 난 창 4개와 외부 문 2개의 면적은 합해서 15.36m2다.

외벽: (53 × 3.6 − 15.36) × 224 = 39,298.5매
칸막이: (6.21 × 3.6 − 1.89) × 149 = 3,049.4매
소요량: (39,298.5 + 3,049.4) × 1.05 = 44,465.3 → 올림 44,466매

외부 미장은 외벽 바깥면의 둘레 {(20 + 0.29) + (6.5 + 0.29)} × 2 = 54.16m를 쓴다.
54.16 × 3.6 − 15.36 = 179.62m2

내부 미장은 실별 안목치수(창고A 4.76 × 6.21, 창고B 14.76 × 6.21)의 둘레를 쓴다. 칸막이 문(0.9 × 2.1)은 양쪽 실 모두에서 빼야 하므로 두 번 공제한다.

내부: (41.94 + 21.94) × 3.6 − (15.36 + 3.78) = 210.83m2
합계: 179.62 + 210.83 = 390.44m2