06년 1회차

콘크리트에 AE제를 넣는 주된 목적은 워커빌리티(시공연도)를 높이는 것이다.

AE제가 만드는 미세한 독립기포가 볼베어링처럼 작용해 재료 분리를 줄이고 반죽질기를 개선하며, 부수적으로 동결융해 저항성도 커진다.

부피 증대나 강도 증대, 시멘트 절약은 AE제 사용의 주목적이 아니다.

가열한 재료를 믹서에 투입할 때는 재료 온도가 40℃ 이하가 된 다음에 시멘트를 넣어야 하므로, 60℃까지 올린 뒤 넣는다는 설명은 옳지 않다.

물과 골재를 먼저 넣어 섞은 후 온도가 지나치게 높은 상태에서 시멘트를 넣으면 급결(플래시 세트)이 일어날 위험이 있기 때문이다.

일 평균기온 4℃ 이하에서 한중콘크리트로 시공하는 것, 타설 시 콘크리트 온도를 5~20℃로 관리하는 것, AE 콘크리트 사용을 원칙으로 하는 것은 모두 올바른 규정이다.

보에서 평행하게 배치된 주철근의 수평 순간격은 25㎜(2.5㎝) 이상을 확보해야 한다.

이는 굵은골재가 철근 사이를 원활히 통과해 콘크리트가 충분히 채워지도록 하기 위한 최소 간격 규정으로, 철근의 공칭지름 이상이라는 조건과 함께 적용된다.

콘크리트용 잔골재의 조립률(FM)은 2.3~3.1 범위가 적당한 것으로 본다.

조립률은 골재 입자가 굵을수록 커지는 지표로, 이 범위보다 작으면 골재가 지나치게 잘아 시멘트풀 소요량이 늘어나고, 너무 크면 재료 분리가 발생하기 쉬워진다.

콘크리트를 수밀성 기준으로 배합할 때, 물-시멘트비의 최댓값은 50%를 표준으로 한다.

물-시멘트비가 낮을수록 콘크리트 조직이 치밀해져 물의 침투를 막는 수밀성이 좋아지므로, 수밀콘크리트에서는 엄격한 상한값이 적용된다.

고정하중 D와 활하중 L만 작용하는 일반적인 경우, 극한 설계하중은 $U = 1.4D + 1.7L$로 산정한다.

두 하중의 발생 확률과 변동성 차이를 반영해 활하중에 더 큰 하중계수를 곱한 것으로, 풍하중이나 지진하중이 추가되면 별도의 하중조합식이 적용된다.

다만 이 계수값은 출제 당시의 콘크리트구조설계기준에 따른 것으로, 이후 개정된 현행 설계기준에서는 $U = 1.2D + 1.6L$을 기본 조합으로 사용한다.

철근의 표준갈고리 최소 구부림 내면반지름은 D10~D25 철근이면 공칭지름의 3배($3d_b$) 이상이다.

D29~D35 철근은 이보다 큰 $4d_b$ 이상이 기준이 되는 등, 철근이 굵어질수록 구부림 반경도 더 커져야 균열 없이 안전하게 가공할 수 있다.

표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착길이는 철근지름 $d_b$의 8배 이상이면서 동시에 150㎜(15㎝) 이상이어야 한다.

두 조건 중 더 큰 값을 정착길이로 채택하며, 이는 갈고리 부분만으로도 충분한 부착력을 확보하기 위한 최소 규정이다.

철근콘크리트에서 슬래브의 피복 두께는 오히려 보나 기둥의 피복 두께보다 작게 두는 것이 일반적이므로, 더 크게 설치한다는 설명은 옳지 않다.

슬래브는 두께가 얇고 노출 조건이 비교적 덜 가혹하기 때문이다. 철근의 산화 방지, 철근과 콘크리트의 부착력 확보, 내화성능 확보는 모두 피복 두께를 두는 정당한 목적이다.

등가응력블록의 깊이 a는 17㎝이다.

등가응력블록 깊이는 $a = \beta_1 c$로 구하며, $c$는 중립축에서 압축측 콘크리트 상단까지의 거리이다. 출제 당시 기준에서는 설계기준강도가 28MPa 이하이면 $\beta_1 = 0.85$를 적용했고, 이 문제의 $f_{ck}=25\mathrm{MPa}$가 여기에 해당한다.

$a = 0.85 \times 20\mathrm{cm} = 17\mathrm{cm}$

다만 $\beta_1$ 값은 이후 설계기준 개정으로 달라졌으므로, 현행 기준으로 계산할 때는 해당 기준의 표를 확인해야 한다.

부재축에 직각인 스터럽을 전단철근으로 사용할 때, 배치 간격은 유효깊이 d의 1/2 이하이면서 동시에 60㎝ 이하여야 한다.

전단력이 콘크리트 전단강도의 일정 비율을 넘어서면 간격 기준이 더 엄격해지지만, 일반적인 조건에서는 이 값이 상한 기준이 된다.

180°로 구부리는 반원형 표준갈고리는 구부린 반원 끝에서 철근지름의 4배($4d_b$) 이상 더 연장해야 한다.

동시에 그 연장 길이는 60㎜ 이상이라는 절대 길이 조건도 함께 만족해야 하며, 이는 갈고리가 콘크리트에서 빠지지 않도록 충분한 정착을 확보하기 위한 규정이다.

인장철근비는 0.01이다.

단철근 직사각형보의 인장철근비는 $\rho = \dfrac{A_s}{b \cdot d}$로 계산하며, 단면의 폭과 높이가 아니라 유효깊이를 사용해야 한다.

$\rho = \dfrac{15\mathrm{cm^2}}{30\mathrm{cm} \times 50\mathrm{cm}} = \dfrac{15}{1500} = 0.01$

신축 이음은 온도 변화나 건조수축에 의한 콘크리트 구조물의 신축을 흡수하기 위해 두는 줄눈으로, 철근을 연결하는 이음방법이 아니다.

철근의 이음방법으로는 겹침 이음, 용접 이음, 커플러 등을 이용한 기계적 이음이 있으며, 철근 지름이나 응력 조건에 따라 적절한 방식을 선택한다.

강도설계법에서 휨모멘트만 받는 부재의 강도감소계수는 0.70이 아니라 0.85이므로, 이 조합만 값이 어긋난다.

출제 당시 기준에서는 축방향 나선철근 부재 0.75, 축방향 인장부재 0.85, 휨모멘트를 받는 무근콘크리트 0.65로 규정되어 나머지 세 조합은 모두 옳게 연결되어 있다.

다만 강도감소계수는 이후 설계기준 개정으로 인장지배단면·압축지배단면 등 지배단면 구분에 따라 다시 규정되었으므로, 현행 기준의 값은 따로 확인해야 한다.

철근과 콘크리트가 서로 미끄러지지 않도록 경계면에서 저항하는 작용을 부착(Bond)이라고 한다.

정착은 철근 끝부분이 뽑혀나가지 않도록 콘크리트 속에 고정하는 것을, 이음은 철근과 철근을 연결하는 것을, 스터럽은 전단력에 저항하는 보강철근을 가리키는 용어로 서로 구분된다.

PSC 부재는 프리스트레싱 작업(도입) 단계에 가장 큰 응력을 받지만, 오히려 사용하중 상태에서는 미리 도입된 압축력 덕분에 균열이 억제되어 안정성이 높아지므로, 사용하중 상태에서 안정성이 낮다는 설명은 옳지 않다.

PSC는 RC보다 고강도 콘크리트를 사용하고, 설계하중 범위 내에서는 균열이 발생하지 않도록 설계되며, 단면을 작게 할 수 있어 지간이 긴 교량에 적합하다는 점은 모두 올바른 특징이다.

석교는 교량을 만드는 재료를 기준으로 한 분류(강교·콘크리트교·목교·석교 등)에 속하며, 사용 목적에 따른 분류는 아니다.

도로교, 철도교, 수로교는 각각 자동차, 철도, 수로(운하·용수로)를 통과시킨다는 용도를 기준으로 나눈 분류에 해당한다.

옹벽이 저면을 축으로 넘어지지 않도록 하는 전도에 대한 안전율은 최소 2.0 이상을 확보해야 한다.

일반적으로 옹벽 안정 검토에서는 전도 안전율 2.0 이상, 활동 안전율 1.5 이상, 지반 지지력에 대한 안전율 3.0 이상을 함께 만족해야 한다.

강 구조물은 차량이 통행할 때 부재가 진동을 일으켜 오히려 소음이 크다는 것이 일반적인 특징이므로, 소음이 적다는 설명은 옳지 않다.

내구성이 우수하고 재질이 균질하며, 손상 부위를 개수하거나 보강하기 쉽다는 점은 강 구조가 가진 실제 장점에 해당한다.

구조물 설계 절차에서 사용성의 검토는 가장 마지막 단계에서 이루어진다.

하중을 산정하고 이를 바탕으로 부재에 작용하는 응력을 구한 뒤 재료와 단면을 선정하여 강도를 설계하고, 그 다음에 처짐·균열 등 실제 사용 상태에서 문제가 없는지 최종 확인하는 순서를 따르기 때문이다.

도로교 설계하중은 등급에 따라 다른 표준트럭하중을 적용하며, 1등교에는 DB-24 하중이 적용된다.

등급이 낮아질수록 DB-18(2등교), DB-13.5(3등교)와 같이 더 작은 하중값이 적용되어 통행 가능한 차량 총중량 기준이 완화된다.

교량 자체의 무게와 그 위에 부설된 모든 시설물의 중량을 고정하중(사하중)이라고 한다.

이는 시간이 지나도 크기가 변하지 않는 하중으로, 자동차 등의 통행에 따라 변동하는 활하중이나 그로 인한 충격하중과는 구분된다.

자동차나 트럭이 교량 위를 달릴 때 발생하는 진동으로 인한 추가 하중을 충격하중이라고 한다.

이는 활하중(주행 차량 자체의 무게)에 충격계수를 곱하여 산정하며, 시간에 따라 변하지 않는 고정하중이나 사하중과는 성격이 다르다.

1방향 슬래브의 주철근은 최대 휨모멘트가 발생하는 단면에서 슬래브 두께의 2배 이하이면서 동시에 300㎜(30㎝) 이하의 간격으로 배치해야 한다.

이는 균열을 제어하고 하중을 고르게 분산시키기 위한 최대 간격 규정이며, 그 밖의 단면에서는 간격 기준이 다소 완화된다.

철근콘크리트는 철근과 콘크리트를 일체로 타설하기 때문에 각 부재를 일체화하기 쉽고 구조물의 강성이 크다는 것이 실제 장점이므로, 일체화가 어려워 강성이 작다는 설명은 옳지 않다.

내구성·내화성·내진성이 우수하고, 다양한 모양과 치수의 구조물을 자유롭게 만들 수 있으며, 다른 구조물에 비해 유지관리비가 적게 드는 점은 철근콘크리트의 올바른 장점이다.

2방향 작용으로 펀칭 전단이 발생하는 독립확대기초에서 전단에 대한 위험단면은 기둥 전면에서 유효깊이 d의 1/2만큼 떨어진 위치에 설정한다.

이 위험단면을 따라 기둥을 둘러싼 둘레의 콘크리트 전단강도와 작용 전단력을 비교하여 기초판의 두께를 결정한다.

교대는 교량 양쪽 끝에서 상부구조를 받치고 흙의 압력을 지지하는 하부구조에 속하며, 상부구조가 아니다.

바닥틀과 주트러스는 차량 등의 하중을 직접 받아 교대·교각으로 전달하는 상부구조이고, 받침은 상부구조와 하부구조를 연결하는 부재이다.

PSC 부재에서 긴장재를 나중에 삽입할 수 있도록 콘크리트 타설 전에 미리 묻어 구멍을 형성하는 관(管) 자체를 시스(sheath)라고 한다.

시스에 의해 콘크리트 속에 형성된 빈 공간을 가리키는 용어가 덕트(duct)이며, 정착장치는 긴장이 끝난 긴장재를 콘크리트에 고정하는 장치를 의미해 서로 구분된다.

CAD소프트웨어의 기본기능은 도면 요소를 작성·변환하는 기능, 작성된 도면 요소를 편집하고 도면화하는 기능, 화면을 제어하고 출력(플로팅)하는 기능으로 구성된다.

반면 데이터 관리 및 가공정보 기능은 설계 데이터를 관리하거나 후속 가공을 위한 정보를 생성하는 확장·응용 기능에 가까워 CAD의 기본기능으로 분류되지 않는다.

이기점(TP)은 수준측량에서 기계를 옮겨 세우기 위해 표고를 전달하는 점을 가리키는 야장 용어로, 하천측량의 종단면도에 직접 기입하는 항목이 아니다.

하천 종단면도에는 하상고에 따른 하저경사와 수면경사, 양안 제방의 높낮이 등을 표시해 하천의 종적인 형태를 나타낸다.

단면도에서 절단면을 나타내는 해칭에는 가는 실선을 규칙적인 간격으로 평행하게 그어 표시한다.

가는 파선은 숨은선, 가는 1점쇄선은 중심선·기준선, 가는 2점쇄선은 가상선을 나타낼 때 사용하는 선으로 해칭과는 용도가 다르다.

CAD에서 점의 위치를 지정하는 좌표계에는 원점을 기준으로 좌표를 입력하는 절대좌표, 바로 앞점을 기준으로 거리와 각도 또는 증분을 입력하는 상대직교좌표와 상대극좌표가 있다.

상대접합좌표라는 명칭의 좌표계는 존재하지 않으며, 이는 오답으로 제시된 용어이다.

제도에서 영자는 로마자의 대문자를 사용하는 것을 원칙으로 하므로, 소문자를 주로 사용한다는 설명은 옳지 않다.

문장은 가로쓰기로 왼쪽에서부터 쓰고, 숫자는 아라비아 숫자를 원칙으로 하며, 치수를 표시하는 문자의 크기는 일반적으로 4.5㎜로 하는 것이 도면 글자 제도의 표준이다.

이형철근은 표시 기호 D 뒤에 공칭지름(㎜)을 붙여 나타낸다.

예를 들어 D16은 공칭지름 16㎜인 이형철근을 의미한다.

ø(파이) 기호는 원형철근의 지름을 나타내는 데 쓰이며 반지름이 아니라 지름 값이다.

리벳 표시에서 리벳 기호는 리벳선 위에 기입하는 것이 원칙이며, 선 옆에 따로 떼어 적지 않는다.

현장에서 시공하는 리벳(현장리벳)은 도면에서 기호를 생략하지 않고 그대로 표시한다.

리벳의 축선이 투상면과 나란한 경우에는 그리지 않아도 되며, 한 도면에 서로 다른 리벳을 쓸 때는 리벳마다 지름을 기입해 구분한다.

사투상도법은 3주축 중 2주축을 투상면과 평행으로 놓고, 나머지 1주축(깊이축)을 수평선과 임의의 각도(보통 45°)로 기울여 그리는 투상 방법이다. 이는 정면도 형태의 정투상을 기본으로 하면서도 입체감을 표현하기 위해 깊이 방향의 모서리를 기울인 것으로, 축측투상도법(3주축 모두 기울임)이나 제1각법(정규 정투상 배치)과 구별된다. 투시도법은 소실점을 사용하는 별개의 방법이므로 해당하지 않는다.

KS 토목제도에서 선 굵기의 비율은 가는선 : 굵은선 : 아주 굵은선 = 1 : 2 : 4로 정해져 있다.

즉 굵은선은 가는선의 2배, 아주 굵은선은 가는선의 4배 굵기로 그어 선의 종류를 시각적으로 구분한다.

대상물의 보이는 부분의 겉모양(외형)은 굵은 실선으로 표시한다.

파선은 숨은선, 가는 실선은 치수선·치수보조선, 1점 쇄선은 중심선 등에 쓰여 외형선과 구분된다.

한국산업표준(KS)은 부문별로 기호가 정해져 있으며, KS F는 토목·건설 부문을 나타낸다. KS A는 기본·통칙, KS D는 철강, KS L은 화학·가스 등 다른 부문에 해당하므로 토건 분야는 KS F이다.

가는 일점쇄선은 도형의 중심 위치를 나타내는 중심선으로 주로 쓰인다.

외형선은 굵은 실선, 치수선과 치수 보조선은 가는 실선으로 표시되어 일점쇄선과 구분된다.

RAM은 자유롭게 읽고 쓰기가 가능하지만 전원이 꺼지면 저장된 내용이 사라지는 휘발성 기억장치이다.

ROM은 대개 읽기 전용이고, 하드디스크·자기디스크는 전원이 꺼져도 내용이 유지되는 보조기억장치라는 점에서 차이가 있다.

구조 일반도는 구조물의 전체 형상과 치수를 모두 표시하여, 그 도면만으로 거푸집 제작이 가능하도록 그린 도면이다.

일반도는 구조물의 개략적인 형식과 외형만을 보여주는 도면이고, 상세도는 특정 부분을 확대해 세부만 표시하는 도면이라는 점에서 구분된다.

철근 끝에 갈고리가 없을 때는 철근 끝에 45° 경사진 짧고 가는 직선의 화살표를 붙여 표시한다. 경사 각도가 30°가 아니라 45°라는 점에서 틀린 설명이다.

• 철근은 원칙적으로 1개의 실선으로 표시한다.
• 철근 단면은 원을 까맣게 칠해서 나타낸다.
• 평면도상에 나타나지 않는 철근은 표시하지 않는 것이 원칙이다.

일반적인 제도 규격용지(A계열)의 폭과 길이의 비는 1 : √2이다.

이 비율 덕분에 용지를 절반으로 접거나 자르면 다음 크기 용지와 같은 가로세로비가 그대로 유지된다.

치수선은 치수를 측정하는 방향과 평행하게 긋는 것이 원칙이다.

치수의 기본 단위는 ㎝가 아니라 ㎜이며, 이 경우 단위 표시는 생략한다.

또한 치수선은 물체를 표시하는 도면 내부가 아니라 도면 바깥쪽에 긋는 것이 일반적이다.

물체의 보이지 않는 부분의 모양은 파선으로 표시한다.

실선은 보이는 부분(외형선 등)을, 일점쇄선과 이점쇄선은 각각 중심선·가상선 등 다른 용도로 쓰여 파선과 구분된다.

CAD는 정밀한 도면 작성·편집·반복 작업의 생산성을 높이는 도구이지, 프리핸드 스케치처럼 손으로 자유롭게 그리는 작업에는 적합하지 않다.

복잡한 도면 작성, 반복 부품 설계, 기존 도면 편집은 모두 CAD가 강점을 발휘하는 영역이다.

도면은 시공자가 쉽게 이해할 수 있도록 간단명료하게 작성해야 하며, 일부러 복잡하게 그리는 것은 오히려 이해를 방해한다.

글씨는 명확하게, 치수선 간격과 화살표는 균일하게 표시하고 불필요한 사항은 기입하지 않는 것이 올바른 작도 원칙이다.

토목제도의 도면은 설계자뿐 아니라 시공자 등 관련자 누구나 알아볼 수 있도록 작성해야 한다.

설계 의도를 충분히 표시하고 간단명료하게, 신속·정확하게 그려 현장 시공의 기본도로 활용되어야 한다는 점에서, 설계자 혼자만 이해하도록 그린다는 설명은 성립하지 않는다.

물체를 제3상한(제3면각)에 놓고 투상하는 방법을 제3각법이라 한다.

제3각법은 눈-투상면-물체 순서로 놓고 투상하는 방식이고, 제1각법은 물체를 제1상한에 두어 눈-물체-투상면 순서로 놓고 투상하는 방식이라는 점에서 구분된다.

도면의 그림 형태가 실제 치수와 비례하지 않을 때는 NS(Not to Scale)로 표기하는 것이 원칙이다.

축척은 실제보다 작게, 배척은 실제보다 크게, 현척은 실제 크기 그대로 그리는 것을 의미한다.

A4 용지의 크기는 297×210㎜이다.

A계열 용지는 긴 변을 절반으로 나눈 것이 다음 크기가 되도록 정해져 있어, A3(420×297㎜)를 절반으로 접으면 A4(297×210㎜)가 된다.

치수선과 함께 사용되어 치수를 나타내는 가는 실선은 치수 보조선이다.

치수 보조선은 도형의 외곽에서 치수선까지 연장하여 치수를 명확히 읽을 수 있도록 돕는 선이다.