건축기사 실기 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

건축기사 실기 · 2020년 3회차

총 26문항 · 주관식 · A4 약 1장

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건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com

건축기사 실기 · 2020년 3회차

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]

둘 다 건축공사 가설 단계의 기본 용어로, 하나는 높이 측량의 기준이고 다른 하나는 낙하물 방호 시설이다.

기준점(BM, 벤치마크) — 공사 중 높이(표고)를 잴 때 기준이 되는 고정 원점으로, 침하·이동이 없는 곳에 설치한다.
방호선반 — 위에서 떨어지는 자재·공구를 받아내도록 비계·벽체 바깥에 내밀어 설치한 금속 판재다.

기준점은 훼손에 대비해 2개소 이상 두고 공사 중 수시로 확인한다. 방호선반은 하부 작업자와 보행자를 낙하물로부터 보호한다.

문제 2

석재공사 중 석재가 파손되었을 때 이를 접합하는 대표적인 접착제를 1가지 쓰시오.

정답 및 해설

에폭시(Epoxy) 수지 접착제

[해설]

파손된 석재는 경화 후 강도가 높은 에폭시(Epoxy) 수지 접착제로 접합한다.

에폭시는 주제와 경화제를 섞어 화학반응으로 굳히는 2액형 접착제다. 접착력·내수성·내약품성이 우수해 돌과 돌을 단단히 붙인다.

문제 3

철근콘크리트 슬래브와 강재 보를 일체화하여 전단력을 전달하도록, 강재에 용접하고 콘크리트에 매입하는 부재에 대하여 답하시오.
(1) 부재의 명칭
(2) 현행 강구조 설계기준상의 명칭

정답 및 해설

(1) 시어 커넥터(Shear Connector, 전단연결재) — 대표적으로 스터드 볼트
(2) 강재 앵커(Steel Anchor)

[해설]

시어 커넥터(전단연결재)는 강재 보 상부 플랜지에 용접하고 콘크리트 슬래브 속에 매입해, 강재와 콘크리트가 따로 놀지 않고 하나의 합성보로 거동하도록 계면의 수평전단력을 전달하는 부재다. 대표적으로 스터드 볼트가 쓰인다.

현행 강구조 합성부재 설계기준에서는 콘크리트와 구조용 강재 사이에서 힘을 전달하는 이 부재를 강재앵커(Steel Anchor)로 부르며, 스터드앵커와 ㄷ형강앵커가 여기에 속한다.

문제 4

금속공사에 쓰이는 다음 철물을 설명하시오.
(1) 메탈 라스(Metal Lath) (2) 펀칭 메탈(Punching Metal)

정답 및 해설

(1) 메탈 라스 — 얇은 철판에 자름금(마름모꼴 절개선)을 내고 잡아당겨 그물처럼 늘린 것
(2) 펀칭 메탈 — 얇은 철판에 여러 모양의 구멍을 뚫어 도려낸 것

[해설]

두 철물 모두 얇은 철판을 가공해 만들지만, 가공 방식이 다르다.

메탈 라스 — 철판에 마름모꼴 자름금을 내고 잡아당겨 그물처럼 늘린 것으로, 모르타르가 걸리는 미장 바탕재로 쓴다.
펀칭 메탈 — 철판을 프레스로 찍어 여러 모양의 구멍을 도려낸 것으로, 환기구·라디에이터 커버·장식에 쓴다.

외우는 요령: 늘려서 그물이 되면 라스, 뚫어서 구멍을 내면 펀칭이다.

문제 5

다음 용어를 설명하시오. (1) LCC(Life Cycle Cost) (2) VE(Value Engineering)

정답 및 해설

(1) LCC — 건축물의 기획·설계·시공·유지관리·해체·폐기까지 전 생애주기 총비용
(2) VE — 요구 성능·품질을 확보하면서 최소비용으로 최대가치를 얻는 조직적·체계적 원가절감 기법

[해설]

LCC와 VE는 모두 건설 경제성 평가·원가관리 기법이다. LCC는 비용을 재는 잣대이고, VE는 가치를 높이는 방법이다.

LCC(생애주기비용) — 기획·설계·시공에 드는 초기투자비에 유지관리·해체·폐기비까지 합친 전 생애주기 총비용이다.
VE(가치공학) — 요구 성능·품질은 지키면서 최소비용으로 최대가치를 얻도록 기능을 분석해 원가를 줄이는 조직적 기법이다.

VE의 가치는 V = F / C(기능÷비용)로 나타낸다. 대안을 비교할 때는 초기비용만이 아니라 LCC를 기준으로 삼는다.

문제 6

도장공사에서 유성 바니시(유성 니스)에 사용되는 재료를 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

건성유/수지(천연·합성수지)/희석제(용제)

[해설]

유성 바니시는 수지를 건성유에 녹이고 희석제로 묽게 만든 도료로, 안료가 없어 투명하다.

건성유 — 공기 중 산소와 산화중합하여 굳으면서 도막을 만드는 기름이다(아마인유·동유 등).
수지(천연·합성수지) — 도막에 광택과 경도를 준다.
희석제(용제) — 점도를 낮춰 바르기 쉽게 하고, 바른 뒤 증발해 없어진다.

혼동 주의: 휘발성 바니시(래커 등)는 건성유 없이 수지를 휘발성 용제에 녹인 것으로, 용제가 증발하는 것만으로 굳는다.

문제 7

콘크리트 구조물에 균열이 발생했을 때 시행하는 보강 공법을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

강판접착 공법/단면증대 공법/탄소섬유시트(FRP) 보강 공법

[해설]

균열로 떨어진 내력(휨·전단 성능)을 되살리려면 부재에 새 재료를 덧대 단면 성능을 키운다.

강판접착 공법 — 균열 부위 표면에 강판을 에폭시 수지로 붙여 인장력을 함께 받게 한다.
단면증대 공법 — 기존 단면에 철근을 더하고 콘크리트를 덧쳐 단면 자체를 키운다.
탄소섬유시트(FRP) 보강 공법 — 가볍고 인장강도가 큰 섬유시트를 표면에 붙여, 자중을 거의 늘리지 않고 보강한다.

혼동 주의: 에폭시 주입·충전·표면처리 공법은 균열을 메우는 보수 공법이므로, 내력을 키우는 보강 공법과 구분한다.

문제 8

흙막이 굴착 시 발생하는 다음 파괴의 방지 대책을 각각 3가지 쓰시오.
(1) 히빙(Heaving)
(2) 보일링(Boiling)

정답 및 해설

(1) 히빙 — ① 흙막이벽의 근입 깊이를 깊게 하여 지지력 확보 ② 굴착 저면 지반개량으로 전단강도 증대 ③ 배면 흙 제거로 흙의 중량차 감소
(2) 보일링 — ① 차수성이 높은 흙막이 시공으로 지하수 유입 차단 ② 흙막이벽 근입 깊이를 불투수층까지 증대 ③ 웰포인트·딥웰 등으로 지하수위 저하

[해설]

히빙은 연약 점토 지반에서 배면 흙의 중량이 굴착 저면의 지지력보다 커져 바닥이 부풀어 오르는 현상이다.

근입 깊이 증대 — 벽을 깊이 박아 저항모멘트를 키운다.
저면 지반개량 — 굴착 바닥 흙의 전단강도를 높인다.
배면 흙 제거 — 벽 뒤 흙을 덜어 내 안팎의 중량차를 줄인다.

보일링은 사질토 지반에서 벽 안팎의 수위차로 생긴 상향 침투수압 때문에 모래가 물과 함께 솟구치는 현상이다.

차수성 높은 흙막이 — 시트파일·지하연속벽 등으로 지하수 유입을 막는다.
근입 깊이를 불투수층까지 증대 — 물이 벽 아래로 돌아 들어오는 길을 끊는다.
지하수위 저하 — 웰포인트·딥웰로 배면 수위를 낮춰 수두차를 줄인다.

외우는 요령: 히빙은 점토·중량차, 보일링은 모래·수두차로 구분한다.

문제 9

다음 연약지반 탈수 공법을 각각 설명하시오. (1) 페이퍼 드레인(Paper Drain) 공법 (2) 생석회 말뚝(Chemico Pile) 공법

정답 및 해설

(1) 페이퍼 드레인 — 모래 대신 합성수지로 만든 카드보드(페이퍼)를 지반에 삽입해 물을 배출시키는 탈수 공법
(2) 생석회 말뚝 — 지반에 생석회 말뚝을 박아 흡수·발열·팽창으로 흙을 고결시켜 연약지반을 강화하는 공법

[해설]

둘 다 연약 점토지반의 간극수를 빼거나 흡수해 지반 강도를 높이는 개량 공법이다.

페이퍼 드레인 — 샌드드레인의 모래기둥 대신 합성수지제 카드보드를 박아 배수 통로를 만드는 연직배수 공법으로, 시공이 빠르다.
생석회 말뚝(케미코 파일) — 생석회가 흙 속 물을 흡수해 소석회로 변하면서 발열·팽창하고, 이 힘으로 주변 흙을 압밀·고결시킨다.

생석회의 반응식은 다음과 같다.
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 열

문제 10

강구조 내화피복 공법 중 습식공법에 대하여 답하시오.
(1) 습식공법의 정의
(2) 종류 3가지와 각 사용재료

정답 및 해설

(1) 정의 — 물을 사용하는 재료로 강재 주위를 감싸 피복하여, 화재 시 강재의 온도 상승과 강도 저하로 건물이 붕괴되지 않도록 하는 공법
(2) 종류와 사용재료
① 타설공법 — 콘크리트, 경량콘크리트
② 조적공법 — 콘크리트블록, 벽돌, 돌
③ 미장공법 — 시멘트모르타르, 플라스터

[해설]

습식 내화피복은 물을 섞는 재료로 강재를 감싸는 공법이다. 화재 시 강재 온도가 올라 강도가 떨어지면서 건물이 붕괴하는 것을 막는다.

타설공법 — 강재 둘레에 거푸집을 세우고 콘크리트·경량콘크리트를 부어 넣는다.
조적공법 — 강재 둘레에 콘크리트블록·벽돌·돌을 쌓는다.
미장공법 — 강재(라스 바탕)에 시멘트모르타르·플라스터를 바른다.

혼동 주의: 내화판·성형판을 붙이는 방식은 물을 쓰지 않는 건식공법이다.

문제 11

원가절감 기법인 가치공학(VE)의 사고방식을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

고정관념 배제한 자유로운 발상/기능 중심 사고/사용자(발주자) 중심 사고/조직적·체계적 활동

[해설]

가치공학(VE)은 기능을 유지하거나 높이면서 비용을 줄이는 기법이다. 그래서 사고방식도 기능과 사용자에 초점을 둔다.

고정관념 배제 — 기존 방식에 얽매이지 않고 자유롭게 대안을 떠올린다.
기능 중심 사고 — 물건 자체가 아니라 그것이 해야 할 기능을 기준으로 판단한다.
사용자(발주자) 중심 사고 — 공급자 편의보다 사용자가 요구하는 가치를 앞세운다.
조직적·체계적 활동 — 개인 경험이 아니라 여러 분야의 팀이 정해진 절차에 따라 수행한다.

가치는 V = F / C이므로, 기능(F)을 높이거나 비용(C)을 낮추는 방향으로 생각한다.

문제 12

ALC(Autoclaved Lightweight Concrete, 고온·고압 증기양생 경량기포콘크리트)에 대하여 답하시오. (1) 주재료 3가지 (2) 기포 제조 방법

정답 및 해설

(1) 주재료
① 규사(규산질 재료)
② 생석회(석회질 재료)
③ 발포제(알루미늄 분말)
(2) 기포 제조 방법 — 발포제인 알루미늄 분말을 혼입해 화학반응(수소가스 발생)으로 미세기포를 만든 뒤, 고온·고압 증기양생(오토클레이브)으로 경화시킨다.

[해설]

ALC는 규산질·석회질 원료에 발포제를 넣어 기포를 만든 뒤 오토클레이브(고온·고압 증기솥)에서 양생한 경량 콘크리트다.

규사 — 규산질 재료로, 석회와 반응해 규산칼슘 수화물을 만든다.
생석회 — 석회질 재료로, 규사와 반응할 칼슘을 공급한다.
알루미늄 분말 — 발포제로, 내부에 기포를 만든다.

알루미늄 분말이 슬러리 속 알칼리와 반응해 수소가스를 내면서 미세기포가 생긴다. 이렇게 부풀어 굳은 반제품을 오토클레이브에서 증기양생해 경화시킨다.

문제 13

벽돌벽 표면에 생기는 백화(白華) 현상의 방지 대책을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

흡수율 낮고 소성 잘 된 벽돌 사용/차양·물끊기로 빗물 침투 차단/벽면 발수제 도포

[해설]

백화는 벽돌·모르타르 속 수산화칼슘 같은 가용성 성분이 스며든 물에 녹아 표면으로 나오는 현상이다. 이 성분이 공기 중 CO₂와 반응해 흰 탄산칼슘으로 굳는다.

흡수율이 낮고 잘 소성된 벽돌 — 재료 자체에 물이 덜 스며든다.
차양·물끊기 설치 — 빗물이 벽면을 타고 흘러내려 스며드는 것을 막는다.
발수제 도포 — 벽 표면에 물을 튕겨내는 막을 만들어 빗물 흡수를 차단한다.

외우는 요령: 백화는 물이 있어야 생기므로, 대책은 재료·구조·표면의 세 단계에서 물을 막는 것으로 외운다.

문제 14

현장에서 레미콘 공장을 선정할 때 고려해야 할 유의사항을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 현장까지의 운반·배출 시간
② 공장의 콘크리트 제조(생산) 능력
③ 확보 가능한 레미콘 운반차 대수

[해설]

레미콘은 비빈 뒤부터 굳기 시작하므로, 공장은 운반시간과 공급능력을 보고 선정한다.

운반·배출 시간 — 길어지면 슬럼프가 떨어지고 콜드조인트가 생기므로 가까운 공장을 고른다.
제조(생산) 능력 — 타설할 물량을 하루 안에 공급할 수 있어야 한다.
운반차 대수 — 트럭이 모자라면 연속 타설이 끊긴다.

참고: 콘크리트 표준시방서는 비비기부터 타설 종료까지 외기 25℃ 이상이면 1.5시간, 25℃ 미만이면 2시간 이내를 원칙으로 한다.

문제 15

콘크리트로 마감된 옥상에 시트 방수를 시공한다. 아래 단면에서 바탕(하단)부터 상단까지의 시공 순서를 보기에서 골라 번호로 나열하시오.

정답 및 해설

② → ⑤ → ④ → ① → ③
(고름모르타르 → 시트방수 → 보호모르타르 → 무근콘크리트 → 목재 데크)

[해설]

보호층을 두는 비노출 시트방수는 바탕 정리 → 방수층 → 보호층 → 마감 순으로 쌓는다.

고름모르타르 — 슬래브 요철을 평탄하게 잡아 시트가 들뜨거나 찢어지지 않게 한다.
시트방수 — 평탄해진 바탕 위에 방수층을 붙인다.
보호모르타르 — 후속 타설·작업 중 방수층이 손상되지 않게 덮는다.
무근콘크리트 — 누름층으로서 방수층을 누르고 마감 바탕과 구배를 만든다.
목재 데크 — 최상단 마감재.

외우는 요령: 방수층 바로 위에는 반드시 보호층이 온다.

문제 16

철골공사에서 아래 두 이음에 맞는 용접 기호를 완성하시오. (공장용접·현장용접의 표기 차이에 유의)

정답 및 해설

공장용접 — 지시선 기준선에 용접기호만 표기(현장용접 깃발 없음)
현장용접 — 동일 용접기호에 지시선 꺾임부의 현장용접 깃발(旗) 기호 추가, 웨브는 고력볼트 접합

[해설]

용접기호에서 현장용접(Field Weld)은 지시선이 꺾이는 부분에 깃발(플래그) 기호를 붙여 공장용접과 구분한다. 실무에서는 휨응력을 부담하는 상·하 플랜지를 용접하고, 전단을 부담하는 웨브는 고력볼트 마찰접합으로 처리하는 혼용접합이 일반적이다.

문제 17

표준형 벽돌 1,000장으로 1.5B 두께 벽을 쌓을 수 있는 벽면적(m²)을 구하시오. (단, 할증은 무시하며 1.5B 표준형 벽돌 소요량은 224매/m²)

정답 및 해설

$A = \dfrac{1{,}000}{224} = 4.46$ m²

[해설]

벽돌 소요량은 벽면적 × 1m²당 소요매수로 구한다. 반대로 가진 벽돌 수를 1m²당 매수로 나누면 쌓을 수 있는 면적이 나온다.

A = 가진 벽돌 수 ÷ 1.5B 1m²당 소요량
A = 1,000 ÷ 224
A ≈ 4.46 m²

혼동 주의: 표준형 벽돌의 1m²당 정미량은 0.5B 75매, 1.0B 149매, 1.5B 224매다.

문제 18

밀도 2.65 g/cm³, 단위용적질량 1,600 kg/m³인 골재의 공극률(%)을 구하시오.

정답 및 해설

공극률 = $100 - \left(\dfrac{1.6}{2.65} \times 100\right) = 39.62$ %

[해설]

공극률은 골재 부피 중 입자 사이 빈틈이 차지하는 비율로, 실적률(단위용적질량 ÷ 밀도 × 100)을 100에서 빼서 구한다.

공극률 = 100 − (단위용적질량 ÷ 밀도 × 100)
= 100 − (1.6 ÷ 2.65 × 100)
= 100 − 60.38 = 39.62 %

혼동 주의: 단위를 맞춰 1,600 kg/m³ = 1.6 t/m³, 밀도 2.65 g/cm³ = 2.65 t/m³로 넣는다.

문제 19

철근의 인장강도는 240MPa 이상으로 규정되어 있다. 현장에 반입된 철근(중앙부 지름 14mm, 표점거리 50mm)의 인장시험에서 파괴하중이 각각 37.20kN, 40.57kN, 38.15kN이었다. 평균 인장강도를 구하고 합격 여부를 판정하시오.
(1) 평균 인장강도
(2) 판정

정답 및 해설

(1) 단면적 $A = \dfrac{\pi \times 14^2}{4} = 153.94$ mm²
평균하중 $= \dfrac{37.20 + 40.57 + 38.15}{3} = 38.64$ kN
평균 인장강도 $f_t = \dfrac{38.64 \times 10^3}{153.94} = 251.01$ MPa
(2) $251.01 \ge 240$ MPa 이므로 합격

[해설]

인장강도는 파괴하중 ÷ 단면적으로 구한다. 3회 시험의 평균하중으로 계산해 규정값과 비교한다.

단면적 A = π × 14² / 4 = 153.94 mm²
평균하중 = (37.20 + 40.57 + 38.15) / 3 = 38.64 kN
평균 인장강도 = 38.64 × 10³ / 153.94 = 251.01 MPa

251.01 MPa ≥ 240 MPa이므로 합격이다. 표점거리 50mm는 연신율을 구할 때 쓰는 값이라 인장강도 계산에는 쓰지 않는다.

문제 20

두께 250 mm인 1방향 슬래브의 단위폭 1 m에 대해 수축·온도철근을 D13( $a_1 = 127$ mm²)으로 배근할 때 필요한 철근 개수를 구하시오. (단, $f_y = 400$ MPa)

정답 및 해설

· 수축·온도철근비 $\rho = 0.0020$ ( $f_y \le 400$ )
· $A_s = \rho \, b \, h = 0.0020 \times 1{,}000 \times 250 = 500$ mm²
· $n = \dfrac{A_s}{a_1} = \dfrac{500}{127} = 3.94 \rightarrow 4$ 개

[해설]

콘크리트구조 설계기준(KDS 14 20 50)에 따라 f_y ≤ 400 MPa인 이형철근의 수축·온도철근비는 0.0020이다. 철근비는 콘크리트 전체 단면적(폭 × 전체 두께)에 곱한다.

필요 철근량
A_s = ρ·b·h = 0.0020 × 1,000 × 250 = 500 mm²

필요 개수
n = A_s / a₁ = 500 / 127 = 3.94 → 4개

개수는 모자라면 안 되므로 반올림하지 않고 항상 올림한다. 혼동 주의: f_y > 400 MPa이면 0.0020 × 400/f_y를 쓰며 최소 0.0014 이상이어야 한다.

문제 21

$H\text{-}400 \times 200 \times 8 \times 13$ (필릿 반지름 $r=16$ mm) 형강의 판폭두께비를 각각 구하시오.
(1) 플랜지
(2) 웨브

정답 및 해설

(1) 플랜지 $\lambda_f = \dfrac{200/2}{13} = 7.69$
(2) 웨브 $\lambda_w = \dfrac{400 - 2 \times 13 - 2 \times 16}{8} = 42.75$

[해설]

판폭두께비는 판 요소의 국부좌굴 여부를 가늠하는 지표이다. 플랜지는 한쪽 끝이 자유인 돌출판이라 반폭을, 웨브는 양쪽이 플랜지에 붙은 판이라 필릿을 뺀 순높이를 두께로 나눈다.

플랜지
$\lambda_f = \dfrac{b/2}{t_f} = \dfrac{200/2}{13}$
$= 7.69$

웨브
$\lambda_w = \dfrac{H - 2t_f - 2r}{t_w}$
$= \dfrac{400 - 26 - 32}{8} = 42.75$

혼동 주의: 웨브 높이에서 플랜지 두께만 빼고 필릿 반지름을 빠뜨리면 46.75가 되어 틀린다.

문제 22

그림과 같은 구조물에서

T

부재에 발생하는 부재력을 구하시오. (인장 +, 압축 −)

정답 및 해설

· 절점 연직 방향 평형
$\Sigma V = 0 : \; -1 + F_T \sin 30^\circ = 0$
$\therefore F_T = +2$ kN (인장)

[해설]

절점에 모인 힘은 절점법의 연직 평형조건 ΣV = 0으로 푼다. 수평부재에는 연직분력이 없으므로 1kN 하중은 T 부재의 연직분력(F_T sin30°)이 전부 받는다.

ΣV = 0 : −1 + F_T sin30° = 0
F_T = 1 ÷ 0.5 = +2 kN (인장)

T 부재는 절점을 위쪽 벽지점 방향으로 끌어당기므로 부호가 +, 곧 인장이다.

문제 23

그림과 같은 직사각형 단면의

x

축에 대한 단면2차모멘트를 구하시오.

정답 및 해설

$I_x = \dfrac{600 \times 200^3}{12} + (600 \times 200) \times 200^2 = 5.2 \times 10^9$ mm⁴

[해설]

평행축 정리에 따라 도심에서 떨어진 축에 대한 단면2차모멘트는 I_x = I_G + A·y² 로 구한다.

도심에서 X축까지 거리 y는 단면 높이의 절반 100mm에 단면 아래 간격 100mm를 더한 200mm다.

I_G = bh³/12 = 600×200³/12 = 4×10⁸ mm⁴
A·y² = (600×200)×200² = 4.8×10⁹ mm⁴
I_x = 4×10⁸ + 4.8×10⁹ = 5.2×10⁹ mm⁴

혼동 주의: y는 단면 아랫변까지의 거리(100mm)가 아니라 도심까지의 거리다.

문제 24

그림과 같은 철근콘크리트 보에서 중립축 거리

c = 250

mm일 때 강도감소계수

\phi

를 산정하시오. (단,

f_{ck} = 28

MPa,

f_y = 400

MPa, 계산값은 소수 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 표현)

정답 및 해설

· $f_{ck} \le 40$ → $\varepsilon_{cu} = 0.0033$
· $\varepsilon_t = \dfrac{d_t - c}{c}\,\varepsilon_{cu} = \dfrac{550 - 250}{250} \times 0.0033 = 0.00396$
· $0.002 < \varepsilon_t < 0.005$ 이므로 변화구간 단면
· $\phi = 0.65 + (\varepsilon_t - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.65 + (0.00396 - 0.002) \times \dfrac{200}{3} = 0.78$

[해설]

콘크리트구조 설계기준은 인장철근의 순인장변형률 ε_t로 단면을 구분해 강도감소계수를 정한다.

f_ck ≤ 40 MPa이므로 극한변형률 ε_cu = 0.0033을 쓰고, 변형률 분포가 직선이라 닮은 삼각형 비례식으로 ε_t를 구한다.
ε_t = (d_t − c) / c × ε_cu
= (550 − 250) / 250 × 0.0033 = 0.00396

ε_y(= 400/200,000 = 0.002) < ε_t < 0.005이므로 변화구간 단면이라 φ를 0.65와 0.85 사이에서 기울기 0.20/0.003 = 200/3으로 직선보간한다.
φ = 0.65 + (ε_t − 0.002) × 200/3
= 0.65 + 0.00196 × 200/3 = 0.78

혼동 주의: ε_t ≥ 0.005이면 인장지배단면(φ = 0.85), ε_t ≤ 0.002이면 압축지배단면(띠철근 φ = 0.65)이다.

문제 25

그림과 같은 헌치 보에 대하여 콘크리트량과 거푸집 면적을 구하시오. (단, 기둥 700×700, 슬래브 두께 120이며, 거푸집은 보 하부면도 산출한다.)

(1) 콘크리트량
(2) 거푸집 면적

정답 및 해설

· 보 정미길이 = 9.0 − 0.7 = 8.3 m, 헌치 사이 평부 = 8.3 − 2×1.0 = 6.3 m
(1) 콘크리트량
① 보 부분 $0.5 \times 0.8 \times 8.3 = 3.32$ m³
② 헌치 부분 $\left(\dfrac{1}{2} \times 0.5 \times 0.3 \times 1\right) \times 2 = 0.15$ m³
③ 합계 $3.32 + 0.15 = 3.47$ m³
(2) 거푸집 면적
① 보 옆 $0.68 \times 8.3 \times 2 = 11.288$ m²
② 헌치 옆 $\left(\dfrac{1}{2} \times 0.3 \times 1\right) \times 2 \times 2 = 0.6$ m²
③ 보 밑 $6.3 \times 0.5 + \sqrt{1^2 + 0.3^2} \times 0.5 \times 2 = 4.194$ m²
④ 합계 $11.288 + 0.6 + 4.194 = 16.08$ m²

[해설]

보 길이는 스팬에서 기둥 폭을 뺀 정미길이(8.3m)를 쓰고, 콘크리트량은 등단면(500×800) 구간과 헌치(보춤이 800→1,100mm로 커지는 삼각형 증가분) 구간을 나누어 합산한다. 거푸집 옆면은 슬래브와 겹치는 부분(위 120mm)을 제외한 순 옆면 높이(0.8−0.12=0.68m)로 산정하고, 밑면은 등단면 구간 폭×길이에 헌치 하부 경사면 길이(√(1²+0.3²))만큼을 더해 구한다.

문제 26

다음 데이터로 네트워크 공정표를 작성하시오.
· 결합점 표기: 왼쪽 상자에 [EST | LST], 화살표 위·아래에 작업명·소요일수
· 주공정선(CP)은 굵은 선으로 표시

작업명	작업일수	선행작업
A	5	없음
B	4	A
C	2	없음
D	4	없음
E	3	C, D

정답 및 해설

· A(0→5), B(5→9), C(0→2), D(0→4), E(4→7, C·D 완료 후 시작)
· 결합점 EST/LST — 개시 0/0, A 종료 5/5, C·D 종료 4/6, 종료 9/9
· 주공정선(CP): A → B
· 총 공사기간: 9일 (D→E 경로는 여유 2일)

[해설]

선행작업이 없는 A·C·D는 0일에 시작한다. B는 A 종료(5일) 후 시작해 9일에 끝나고, E는 C(2일)·D(4일) 중 늦게 끝나는 D 기준 4일에 시작해 7일에 끝난다. 경로 길이는 A→B 9일, D→E 7일, C→E 5일이므로 가장 긴 A→B가 주공정선(총 공사기간 9일)이며, D→E는 2일·C→E는 4일의 여유(플로트)를 갖는다.

건축기사 실기 기출문제모두CBT · moducbt.com

건축기사 실기 · 2020년 3회차

총 26문항 · 주관식 · 정답·해설 포함

문제 1

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

정답 및 해설

[해설]

둘 다 건축공사 가설 단계의 기본 용어로, 하나는 높이 측량의 기준이고 다른 하나는 낙하물 방호 시설이다.

기준점(BM, 벤치마크) — 공사 중 높이(표고)를 잴 때 기준이 되는 고정 원점으로, 침하·이동이 없는 곳에 설치한다.
방호선반 — 위에서 떨어지는 자재·공구를 받아내도록 비계·벽체 바깥에 내밀어 설치한 금속 판재다.

기준점은 훼손에 대비해 2개소 이상 두고 공사 중 수시로 확인한다. 방호선반은 하부 작업자와 보행자를 낙하물로부터 보호한다.

문제 2

석재공사 중 석재가 파손되었을 때 이를 접합하는 대표적인 접착제를 1가지 쓰시오.

정답 및 해설

에폭시(Epoxy) 수지 접착제

[해설]

파손된 석재는 경화 후 강도가 높은 에폭시(Epoxy) 수지 접착제로 접합한다.

에폭시는 주제와 경화제를 섞어 화학반응으로 굳히는 2액형 접착제다. 접착력·내수성·내약품성이 우수해 돌과 돌을 단단히 붙인다.

문제 3

정답 및 해설

(1) 시어 커넥터(Shear Connector, 전단연결재) — 대표적으로 스터드 볼트
(2) 강재 앵커(Steel Anchor)

[해설]

문제 4

금속공사에 쓰이는 다음 철물을 설명하시오.
(1) 메탈 라스(Metal Lath) (2) 펀칭 메탈(Punching Metal)

정답 및 해설

[해설]

두 철물 모두 얇은 철판을 가공해 만들지만, 가공 방식이 다르다.

메탈 라스 — 철판에 마름모꼴 자름금을 내고 잡아당겨 그물처럼 늘린 것으로, 모르타르가 걸리는 미장 바탕재로 쓴다.
펀칭 메탈 — 철판을 프레스로 찍어 여러 모양의 구멍을 도려낸 것으로, 환기구·라디에이터 커버·장식에 쓴다.

외우는 요령: 늘려서 그물이 되면 라스, 뚫어서 구멍을 내면 펀칭이다.

문제 5

다음 용어를 설명하시오. (1) LCC(Life Cycle Cost) (2) VE(Value Engineering)

정답 및 해설

[해설]

LCC와 VE는 모두 건설 경제성 평가·원가관리 기법이다. LCC는 비용을 재는 잣대이고, VE는 가치를 높이는 방법이다.

LCC(생애주기비용) — 기획·설계·시공에 드는 초기투자비에 유지관리·해체·폐기비까지 합친 전 생애주기 총비용이다.
VE(가치공학) — 요구 성능·품질은 지키면서 최소비용으로 최대가치를 얻도록 기능을 분석해 원가를 줄이는 조직적 기법이다.

VE의 가치는 V = F / C(기능÷비용)로 나타낸다. 대안을 비교할 때는 초기비용만이 아니라 LCC를 기준으로 삼는다.

문제 6

도장공사에서 유성 바니시(유성 니스)에 사용되는 재료를 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

건성유/수지(천연·합성수지)/희석제(용제)

[해설]

유성 바니시는 수지를 건성유에 녹이고 희석제로 묽게 만든 도료로, 안료가 없어 투명하다.

건성유 — 공기 중 산소와 산화중합하여 굳으면서 도막을 만드는 기름이다(아마인유·동유 등).
수지(천연·합성수지) — 도막에 광택과 경도를 준다.
희석제(용제) — 점도를 낮춰 바르기 쉽게 하고, 바른 뒤 증발해 없어진다.

혼동 주의: 휘발성 바니시(래커 등)는 건성유 없이 수지를 휘발성 용제에 녹인 것으로, 용제가 증발하는 것만으로 굳는다.

문제 7

콘크리트 구조물에 균열이 발생했을 때 시행하는 보강 공법을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

강판접착 공법/단면증대 공법/탄소섬유시트(FRP) 보강 공법

[해설]

균열로 떨어진 내력(휨·전단 성능)을 되살리려면 부재에 새 재료를 덧대 단면 성능을 키운다.

강판접착 공법 — 균열 부위 표면에 강판을 에폭시 수지로 붙여 인장력을 함께 받게 한다.
단면증대 공법 — 기존 단면에 철근을 더하고 콘크리트를 덧쳐 단면 자체를 키운다.
탄소섬유시트(FRP) 보강 공법 — 가볍고 인장강도가 큰 섬유시트를 표면에 붙여, 자중을 거의 늘리지 않고 보강한다.

혼동 주의: 에폭시 주입·충전·표면처리 공법은 균열을 메우는 보수 공법이므로, 내력을 키우는 보강 공법과 구분한다.

문제 8

흙막이 굴착 시 발생하는 다음 파괴의 방지 대책을 각각 3가지 쓰시오.
(1) 히빙(Heaving)
(2) 보일링(Boiling)

정답 및 해설

[해설]

히빙은 연약 점토 지반에서 배면 흙의 중량이 굴착 저면의 지지력보다 커져 바닥이 부풀어 오르는 현상이다.

근입 깊이 증대 — 벽을 깊이 박아 저항모멘트를 키운다.
저면 지반개량 — 굴착 바닥 흙의 전단강도를 높인다.
배면 흙 제거 — 벽 뒤 흙을 덜어 내 안팎의 중량차를 줄인다.

보일링은 사질토 지반에서 벽 안팎의 수위차로 생긴 상향 침투수압 때문에 모래가 물과 함께 솟구치는 현상이다.

차수성 높은 흙막이 — 시트파일·지하연속벽 등으로 지하수 유입을 막는다.
근입 깊이를 불투수층까지 증대 — 물이 벽 아래로 돌아 들어오는 길을 끊는다.
지하수위 저하 — 웰포인트·딥웰로 배면 수위를 낮춰 수두차를 줄인다.

외우는 요령: 히빙은 점토·중량차, 보일링은 모래·수두차로 구분한다.

문제 9

다음 연약지반 탈수 공법을 각각 설명하시오. (1) 페이퍼 드레인(Paper Drain) 공법 (2) 생석회 말뚝(Chemico Pile) 공법

정답 및 해설

[해설]

둘 다 연약 점토지반의 간극수를 빼거나 흡수해 지반 강도를 높이는 개량 공법이다.

페이퍼 드레인 — 샌드드레인의 모래기둥 대신 합성수지제 카드보드를 박아 배수 통로를 만드는 연직배수 공법으로, 시공이 빠르다.
생석회 말뚝(케미코 파일) — 생석회가 흙 속 물을 흡수해 소석회로 변하면서 발열·팽창하고, 이 힘으로 주변 흙을 압밀·고결시킨다.

생석회의 반응식은 다음과 같다.
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 열

문제 10

강구조 내화피복 공법 중 습식공법에 대하여 답하시오.
(1) 습식공법의 정의
(2) 종류 3가지와 각 사용재료

정답 및 해설

[해설]

습식 내화피복은 물을 섞는 재료로 강재를 감싸는 공법이다. 화재 시 강재 온도가 올라 강도가 떨어지면서 건물이 붕괴하는 것을 막는다.

타설공법 — 강재 둘레에 거푸집을 세우고 콘크리트·경량콘크리트를 부어 넣는다.
조적공법 — 강재 둘레에 콘크리트블록·벽돌·돌을 쌓는다.
미장공법 — 강재(라스 바탕)에 시멘트모르타르·플라스터를 바른다.

혼동 주의: 내화판·성형판을 붙이는 방식은 물을 쓰지 않는 건식공법이다.

문제 11

원가절감 기법인 가치공학(VE)의 사고방식을 4가지 쓰시오.

정답 및 해설

고정관념 배제한 자유로운 발상/기능 중심 사고/사용자(발주자) 중심 사고/조직적·체계적 활동

[해설]

가치공학(VE)은 기능을 유지하거나 높이면서 비용을 줄이는 기법이다. 그래서 사고방식도 기능과 사용자에 초점을 둔다.

고정관념 배제 — 기존 방식에 얽매이지 않고 자유롭게 대안을 떠올린다.
기능 중심 사고 — 물건 자체가 아니라 그것이 해야 할 기능을 기준으로 판단한다.
사용자(발주자) 중심 사고 — 공급자 편의보다 사용자가 요구하는 가치를 앞세운다.
조직적·체계적 활동 — 개인 경험이 아니라 여러 분야의 팀이 정해진 절차에 따라 수행한다.

가치는 V = F / C이므로, 기능(F)을 높이거나 비용(C)을 낮추는 방향으로 생각한다.

문제 12

ALC(Autoclaved Lightweight Concrete, 고온·고압 증기양생 경량기포콘크리트)에 대하여 답하시오. (1) 주재료 3가지 (2) 기포 제조 방법

정답 및 해설

[해설]

ALC는 규산질·석회질 원료에 발포제를 넣어 기포를 만든 뒤 오토클레이브(고온·고압 증기솥)에서 양생한 경량 콘크리트다.

규사 — 규산질 재료로, 석회와 반응해 규산칼슘 수화물을 만든다.
생석회 — 석회질 재료로, 규사와 반응할 칼슘을 공급한다.
알루미늄 분말 — 발포제로, 내부에 기포를 만든다.

문제 13

벽돌벽 표면에 생기는 백화(白華) 현상의 방지 대책을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

흡수율 낮고 소성 잘 된 벽돌 사용/차양·물끊기로 빗물 침투 차단/벽면 발수제 도포

[해설]

흡수율이 낮고 잘 소성된 벽돌 — 재료 자체에 물이 덜 스며든다.
차양·물끊기 설치 — 빗물이 벽면을 타고 흘러내려 스며드는 것을 막는다.
발수제 도포 — 벽 표면에 물을 튕겨내는 막을 만들어 빗물 흡수를 차단한다.

외우는 요령: 백화는 물이 있어야 생기므로, 대책은 재료·구조·표면의 세 단계에서 물을 막는 것으로 외운다.

문제 14

현장에서 레미콘 공장을 선정할 때 고려해야 할 유의사항을 3가지 쓰시오.

정답 및 해설

① 현장까지의 운반·배출 시간
② 공장의 콘크리트 제조(생산) 능력
③ 확보 가능한 레미콘 운반차 대수

[해설]

레미콘은 비빈 뒤부터 굳기 시작하므로, 공장은 운반시간과 공급능력을 보고 선정한다.

운반·배출 시간 — 길어지면 슬럼프가 떨어지고 콜드조인트가 생기므로 가까운 공장을 고른다.
제조(생산) 능력 — 타설할 물량을 하루 안에 공급할 수 있어야 한다.
운반차 대수 — 트럭이 모자라면 연속 타설이 끊긴다.

참고: 콘크리트 표준시방서는 비비기부터 타설 종료까지 외기 25℃ 이상이면 1.5시간, 25℃ 미만이면 2시간 이내를 원칙으로 한다.

문제 15

콘크리트로 마감된 옥상에 시트 방수를 시공한다. 아래 단면에서 바탕(하단)부터 상단까지의 시공 순서를 보기에서 골라 번호로 나열하시오.

정답 및 해설

② → ⑤ → ④ → ① → ③
(고름모르타르 → 시트방수 → 보호모르타르 → 무근콘크리트 → 목재 데크)

[해설]

보호층을 두는 비노출 시트방수는 바탕 정리 → 방수층 → 보호층 → 마감 순으로 쌓는다.

고름모르타르 — 슬래브 요철을 평탄하게 잡아 시트가 들뜨거나 찢어지지 않게 한다.
시트방수 — 평탄해진 바탕 위에 방수층을 붙인다.
보호모르타르 — 후속 타설·작업 중 방수층이 손상되지 않게 덮는다.
무근콘크리트 — 누름층으로서 방수층을 누르고 마감 바탕과 구배를 만든다.
목재 데크 — 최상단 마감재.

외우는 요령: 방수층 바로 위에는 반드시 보호층이 온다.

문제 16

철골공사에서 아래 두 이음에 맞는 용접 기호를 완성하시오. (공장용접·현장용접의 표기 차이에 유의)

정답 및 해설

[해설]

문제 17

표준형 벽돌 1,000장으로 1.5B 두께 벽을 쌓을 수 있는 벽면적(m²)을 구하시오. (단, 할증은 무시하며 1.5B 표준형 벽돌 소요량은 224매/m²)

정답 및 해설

$A = \dfrac{1{,}000}{224} = 4.46$ m²

[해설]

벽돌 소요량은 벽면적 × 1m²당 소요매수로 구한다. 반대로 가진 벽돌 수를 1m²당 매수로 나누면 쌓을 수 있는 면적이 나온다.

A = 가진 벽돌 수 ÷ 1.5B 1m²당 소요량
A = 1,000 ÷ 224
A ≈ 4.46 m²

혼동 주의: 표준형 벽돌의 1m²당 정미량은 0.5B 75매, 1.0B 149매, 1.5B 224매다.

문제 18

밀도 2.65 g/cm³, 단위용적질량 1,600 kg/m³인 골재의 공극률(%)을 구하시오.

정답 및 해설

공극률 = $100 - \left(\dfrac{1.6}{2.65} \times 100\right) = 39.62$ %

[해설]

공극률은 골재 부피 중 입자 사이 빈틈이 차지하는 비율로, 실적률(단위용적질량 ÷ 밀도 × 100)을 100에서 빼서 구한다.

공극률 = 100 − (단위용적질량 ÷ 밀도 × 100)
= 100 − (1.6 ÷ 2.65 × 100)
= 100 − 60.38 = 39.62 %

혼동 주의: 단위를 맞춰 1,600 kg/m³ = 1.6 t/m³, 밀도 2.65 g/cm³ = 2.65 t/m³로 넣는다.

문제 19

정답 및 해설

[해설]

인장강도는 파괴하중 ÷ 단면적으로 구한다. 3회 시험의 평균하중으로 계산해 규정값과 비교한다.

단면적 A = π × 14² / 4 = 153.94 mm²
평균하중 = (37.20 + 40.57 + 38.15) / 3 = 38.64 kN
평균 인장강도 = 38.64 × 10³ / 153.94 = 251.01 MPa

251.01 MPa ≥ 240 MPa이므로 합격이다. 표점거리 50mm는 연신율을 구할 때 쓰는 값이라 인장강도 계산에는 쓰지 않는다.

문제 20

두께 250 mm인 1방향 슬래브의 단위폭 1 m에 대해 수축·온도철근을 D13( $a_1 = 127$ mm²)으로 배근할 때 필요한 철근 개수를 구하시오. (단, $f_y = 400$ MPa)

정답 및 해설

[해설]

필요 철근량
A_s = ρ·b·h = 0.0020 × 1,000 × 250 = 500 mm²

필요 개수
n = A_s / a₁ = 500 / 127 = 3.94 → 4개

개수는 모자라면 안 되므로 반올림하지 않고 항상 올림한다. 혼동 주의: f_y > 400 MPa이면 0.0020 × 400/f_y를 쓰며 최소 0.0014 이상이어야 한다.

문제 21

$H\text{-}400 \times 200 \times 8 \times 13$ (필릿 반지름 $r=16$ mm) 형강의 판폭두께비를 각각 구하시오.
(1) 플랜지
(2) 웨브

정답 및 해설

(1) 플랜지 $\lambda_f = \dfrac{200/2}{13} = 7.69$
(2) 웨브 $\lambda_w = \dfrac{400 - 2 \times 13 - 2 \times 16}{8} = 42.75$

[해설]

플랜지
$\lambda_f = \dfrac{b/2}{t_f} = \dfrac{200/2}{13}$
$= 7.69$

웨브
$\lambda_w = \dfrac{H - 2t_f - 2r}{t_w}$
$= \dfrac{400 - 26 - 32}{8} = 42.75$

혼동 주의: 웨브 높이에서 플랜지 두께만 빼고 필릿 반지름을 빠뜨리면 46.75가 되어 틀린다.

문제 22

그림과 같은 구조물에서

T

부재에 발생하는 부재력을 구하시오. (인장 +, 압축 −)

정답 및 해설

· 절점 연직 방향 평형
$\Sigma V = 0 : \; -1 + F_T \sin 30^\circ = 0$
$\therefore F_T = +2$ kN (인장)

[해설]

ΣV = 0 : −1 + F_T sin30° = 0
F_T = 1 ÷ 0.5 = +2 kN (인장)

T 부재는 절점을 위쪽 벽지점 방향으로 끌어당기므로 부호가 +, 곧 인장이다.

문제 23

그림과 같은 직사각형 단면의

x

축에 대한 단면2차모멘트를 구하시오.

정답 및 해설

$I_x = \dfrac{600 \times 200^3}{12} + (600 \times 200) \times 200^2 = 5.2 \times 10^9$ mm⁴

[해설]

평행축 정리에 따라 도심에서 떨어진 축에 대한 단면2차모멘트는 I_x = I_G + A·y² 로 구한다.

도심에서 X축까지 거리 y는 단면 높이의 절반 100mm에 단면 아래 간격 100mm를 더한 200mm다.

I_G = bh³/12 = 600×200³/12 = 4×10⁸ mm⁴
A·y² = (600×200)×200² = 4.8×10⁹ mm⁴
I_x = 4×10⁸ + 4.8×10⁹ = 5.2×10⁹ mm⁴

혼동 주의: y는 단면 아랫변까지의 거리(100mm)가 아니라 도심까지의 거리다.

문제 24

그림과 같은 철근콘크리트 보에서 중립축 거리

c = 250

mm일 때 강도감소계수

\phi

를 산정하시오. (단,

f_{ck} = 28

MPa,

f_y = 400

MPa, 계산값은 소수 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 표현)

정답 및 해설

[해설]

콘크리트구조 설계기준은 인장철근의 순인장변형률 ε_t로 단면을 구분해 강도감소계수를 정한다.

혼동 주의: ε_t ≥ 0.005이면 인장지배단면(φ = 0.85), ε_t ≤ 0.002이면 압축지배단면(띠철근 φ = 0.65)이다.

문제 25

그림과 같은 헌치 보에 대하여 콘크리트량과 거푸집 면적을 구하시오. (단, 기둥 700×700, 슬래브 두께 120이며, 거푸집은 보 하부면도 산출한다.)

(1) 콘크리트량
(2) 거푸집 면적

정답 및 해설

[해설]

문제 26

작업명	작업일수	선행작업
A	5	없음
B	4	A
C	2	없음
D	4	없음
E	3	C, D

정답 및 해설

[해설]