04년 1회차

정철근과 부철근의 수평 순간격은 40㎜ 이상이어야 한다.

동일 평면에서 평행한 철근의 수평 순간격은 25㎜, 철근의 공칭지름, 굵은골재 최대치수의 4/3배 중 가장 큰 값 이상으로 정한다.

$d_b = 25.4\mathrm{mm},\quad \dfrac{4}{3} \times 30\mathrm{mm} = 40\mathrm{mm}$

세 값(25㎜, 25.4㎜, 40㎜) 중 가장 큰 값인 40㎜가 최소 순간격 기준이 된다.

표준갈고리의 구부리는 각도는 90°, 135°, 180° 세 가지로 규정되어 있다.

140°는 표준갈고리 각도에 해당하지 않는다.

인장 이형철근의 겹침이음 길이는 정착길이에 이음등급별 계수를 곱해 구한다.

A급 이음은 기본정착길이의 1.0배, B급 이음은 1.3배를 적용한다.

수정계수가 없으므로 기본정착길이 $\ell_d=50\mathrm{cm}$에 1.0을 곱한 $50\mathrm{cm}$가 겹침이음 길이가 된다.

다발철근의 정착길이는 낱개 철근 정착길이보다 늘려야 하며, 다발을 구성하는 철근 수에 따라 증가율이 달라진다.

3개로 구성된 다발철근은 20%, 4개로 구성된 다발철근은 33%를 증가시켜야 한다.

옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 현장치기 콘크리트에서 보와 기둥의 최소 피복두께는 40㎜로 규정되어 있다.

같은 조건이라도 슬래브·벽체는 이보다 얇게, 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 부재는 이보다 두껍게 규정되어 있다.

철근의 이음방법에는 겹침이음, 용접이음, 기계적이음이 있다.

신축이음은 콘크리트 구조물의 온도변화·건조수축에 대응하기 위한 줄눈(이음부) 형식으로, 철근을 잇는 방법이 아니다.

단철근 직사각형보와 같은 휨부재의 강도감소계수는 $\phi=0.85$이다.

압축부재나 전단·비틀림에는 이보다 작은 강도감소계수를 적용하여, 파괴 양상과 위험도에 따라 안전여유를 다르게 둔다.

철근이 먼저 항복하여 항복고원을 지나면서 처짐과 균열이 커지다가 서서히 파괴에 이르는 형태를 연성 파괴라 한다.

사전에 붕괴 징조(처짐·균열 확대)를 충분히 보이므로 갑작스럽게 일어나는 취성파괴보다 안전한 파괴 형태로 간주된다.

인장 이형철근의 정착길이 보정계수에는 α(철근배치 위치계수), β(에폭시 도막계수), γ(철근 크기계수), λ(경량콘크리트계수) 등이 있다.

θ(철근 근입계수)라는 계수는 정착길이 보정계수 체계에 존재하지 않는다.

인장철근비는 인장철근 단면적을 유효단면적(폭×유효깊이)으로 나눈 값이다.

$\rho = \dfrac{A_s}{bd} = \dfrac{4000\mathrm{mm}^2}{400\mathrm{mm}\times500\mathrm{mm}}$

계산하면 $\rho = \dfrac{4000}{200000} = 0.02$이다.

보의 주철근을 2단 이상으로 배치할 때 상하 철근의 순간격은 콘크리트 다짐과 부착 확보를 위해 25㎜ 이상으로 하여야 한다.

• 지그재그 배치나 서로 교차하는 배치는 규정된 방식이 아니다.
• 순간격을 철근 공칭지름 이하로 좁히면 골재 통과와 다짐이 어려워져 규정에 어긋난다.

철근은 상온에서 구부리는 것이 원칙이며, 가열하여 구부리면 철근의 재질(강도·연성)이 변질될 우려가 있어 원칙적으로 금지된다.

• 표준갈고리의 구부림 내면 반지름은 철근 지름에 따라 다르게 규정되어 있다.
• 콘크리트에 이미 일부가 묻혀 있는 철근은 구부리지 않는 것이 원칙이다.
• 응력이 큰 부위일수록 구부림 내면 반지름을 크게 하는 것이 바람직하다.

따라서 가열해서 구부리는 것을 원칙으로 한다는 설명이 옳지 않다.

피복두께는 철근의 표면에서 콘크리트 표면까지의 최단거리로 정의된다.

철근의 중심이나 상단을 기준으로 하거나 45° 사거리로 재는 방식은 정의에 해당하지 않는다.

강도설계법에서는 극한상태의 휨모멘트를 계산할 때 콘크리트의 인장강도를 무시한다고 가정한다.

• 철근과 콘크리트 사이의 부착은 완전하다고 가정한다.
• 콘크리트가 파괴에 이르는 극한 변형률은 0.003으로 가정한다.
• 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 평면유지 가정을 따른다.

따라서 콘크리트의 인장강도를 고려한다는 설명이 가정에 어긋난다.

옹벽의 안정조건은 전도, 활동, 지지력(침하)에 대한 안정으로 구성된다.

균열에 대한 안정은 옹벽의 외력 안정성 검토 항목이 아니라 별도의 내구성·사용성 문제에 해당하므로 안정조건과 거리가 가장 멀다.

연속교의 중간 부분에 힌지(활절)를 넣어 정정구조로 만든 교량을 게르버교라 한다.

정정구조가 되므로 지점의 부등침하가 생겨도 단면력이 달라지지 않고, 구조해석이 간단해지는 것이 특징이다.

프리텐션 방식은 콘크리트를 치기 전에 PS강재를 미리 긴장하고, 그 상태로 콘크리트를 타설한 뒤 콘크리트가 경화되면 긴장을 풀어 강재와 콘크리트의 부착력으로 프리스트레스를 전달하는 방식이다.

콘크리트가 경화한 후 프리스트레스를 도입한다는 설명은 포스트텐션 방식에 해당하므로 프리텐션 방식의 설명으로 옳지 않다.

1방향 슬래브는 실용상 해로운 처짐을 피하기 위해 두께를 최소 10㎝ 이상으로 규정하고 있다.

이 최소두께 규정은 별도의 정밀한 처짐 계산 없이도 사용성을 확보하기 위한 실용적 기준이다.

콘크리트는 인장강도가 압축강도에 비해 매우 낮아, 인장강도가 큰 철근으로 보강하는 것이 철근콘크리트의 기본 원리이다.

따라서 철근과 콘크리트의 인장강도가 거의 비슷하다는 설명은 옳지 않다.

• 철근과 콘크리트는 부착이 매우 잘 된다.
• 두 재료의 열팽창계수가 거의 같아 온도변화에 함께 대응한다.
• 콘크리트의 알칼리성이 철근의 녹 발생을 억제한다.

기둥, 교대, 교각, 벽체 등 상부구조의 하중을 지반에 안전하게 전달하기 위해 설치하는 구조물을 확대기초라 한다.

하중이 집중되는 부재 하단을 넓혀 지반에 작용하는 압력을 낮추는 역할을 한다.

설계도를 바탕으로 정밀 검사를 거쳐 재료의 종류, 형상, 치수, 수량 등을 뽑아 정리한 것을 재료표라 한다.

일반도나 상세도는 형상을 나타내는 도면인 반면, 재료표는 수량 산출을 위한 집계표라는 점에서 구분된다.

교량의 자중을 비롯해 교량에 부설된 모든 시설물의 중량을 고정하중(사하중)이라 한다.

차량 등 이동하는 하중인 활하중, 그에 따른 동적 증가분인 충격하중과 구분되는 개념이다.

강재 보 위에 철근콘크리트 슬래브를 이어 쳐서 두 재료가 일체로 거동하도록 만든 구조를 합성구조라 한다.

전단연결재 등을 통해 강재와 콘크리트가 하나의 합성 단면으로 작용하여 강성과 내하력을 높인다.

PS강재를 일정한 길이로 긴장한 채 유지할 때, 시간 경과에 따라 인장응력이 점차 줄어드는 현상을 릴랙세이션이라 한다.

이는 콘크리트가 지속하중을 받아 변형이 커지는 크리프와는 구분되는, 강재 자체의 응력 이완 현상이다.

자동차, 트럭 등이 교량 위를 통과할 때 발생하는 동적인 진동 효과로 인한 하중 증가분을 충격하중이라 한다.

이는 정적인 활하중에 추가로 고려되는 값으로, 진동하중은 설계기준상 정식 하중 분류 용어가 아니다.

토목구조물은 규모가 크고, 수명이 길며, 건설에 많은 시간과 비용이 소요되는 것이 일반적 특징이다.

반면 대부분의 토목구조물은 현장 여건에 맞춘 단품 주문생산 방식으로 건설되며, 플랜트를 이용한 대량생산 방식은 일반적인 특징이 아니다.

축방향 압축을 받는 부재로서 높이가 단면 최소치수의 3배 이상인 구조를 기둥이라 한다.

높이가 이 기준에 못 미치는 압축부재는 기둥이 아니라 받침대(pedestal)로 구분된다.

옹벽 자체의 무게(자중)만으로 전도와 활동에 저항하여 안정을 유지하는 형식을 중력식 옹벽이라 한다.

역T형·L형·부벽식 옹벽은 철근콘크리트 저판과 벽체의 구조작용으로 흙의 중량까지 활용해 안정을 확보하는 형식이라는 점에서 구분된다.

인장측 콘크리트에 미리 계획적으로 압축응력을 도입해, 사용 중 발생할 인장응력을 상쇄시킨 콘크리트를 프리스트레스트 콘크리트라 한다.

이를 통해 콘크리트의 인장균열 발생을 억제하고 부재의 사용성과 내하력을 높인다.

여러 종류의 선이 같은 위치에서 겹칠 때는 외형선을 가장 우선하여 그린다.

이어서 숨은선, 절단선, 중심선, 무게중심선의 순으로 우선순위가 정해진다.

파선은 물체의 보이지 않는 부분(숨은선)을 표시하는 데 사용하는 선이다.

• 단면도의 절단 위치를 나타내는 것은 절단선(가는 1점쇄선)이다.
• 대상물이 보이는 부분의 겉모양을 나타내는 것은 외형선(굵은 실선)이다.
• 부분 생략이나 부분 단면의 경계를 나타내는 것은 파단선이다.

KS 규격의 제도용지는 세로와 가로의 비가 1:√2가 되도록 정해져 있다.

이 비율 덕분에 A0~A6 용지를 반으로 접거나 잘라도 항상 같은 가로세로 비가 유지된다.

철근 배근 표시법 "24@200=4800"에서 "@"는 등간격 배치를 나타내는 기호이다.

즉 200㎜ 간격으로 24등분하여 배치하면 전체 길이가 $24\times200\mathrm{mm}=4800\mathrm{mm}$가 된다는 뜻이다.

토목제도에서 실제 크기와 도면에 그려진 크기의 비율을 척도라 한다.

축척, 현척, 배척 등으로 구분되며 도면 표제란에 함께 표기한다.

입체의 3주축 중 2주축을 투상면에 평행하게 놓아 정면도로 삼고, 나머지 옆면 모서리축은 수평선과 임의의 각 $\theta$로 그리는 투상법을 사투상도법이라 한다.

정투상법과 달리 입체감을 한 도면 안에서 함께 표현할 수 있는 것이 특징이다.

기본도는 설계 내용을 직접 나타낸 도면으로, 다른 도면을 복사해 만든 것이 아니므로 복사도에 해당하지 않는다.

청사진, 백사진, 마이크로 사진은 모두 원도를 복사·재현하여 얻은 복사도의 종류이다.

구조도의 일부분을 확대해 큰 축척으로 나타낸 도면은 상세도이다.

전체 구조를 보여주는 일반도·구조도와 달리, 상세도는 접합부·배근 등 세부를 정확히 전달하기 위해 국부적으로 작성한다.

제도에서 외형선은 물체의 보이는 부분의 윤곽을 나타내며 굵은 실선으로 그린다.

숨은선은 파선, 중심선은 1점쇄선으로 구분해 선의 종류로 도면 정보를 전달한다.

제도통칙에서 한글·숫자·영자의 글자 굵기는 글자 높이의 1/9 정도로 규정한다.

글자의 크기(높이)는 가독성을 고려한 계열 값을 쓰고, 굵기는 그 높이에 비례하도록 정한다.

제도 통칙에서 영자는 원칙적으로 로마자의 대문자를 사용하므로, 소문자를 사용한다는 설명은 틀렸다.

• 문장은 가로쓰기·왼쪽부터 쓰는 것이 원칙이다.
• 숫자는 아라비아 숫자를 원칙으로 한다.
• 치수 표시 문자의 크기는 일반적으로 4.5㎜를 쓴다.

토목제도에서 널리 쓰이는 척도는 1/2, 1/5, 1/10, 1/20, 1/50, 1/100처럼 2, 5, 10의 배수 계열이다.

1/3은 이 계열에 속하지 않아 토목제도에서 일반적으로 쓰이는 척도가 아니다.

전원이 끊어지면 저장된 내용이 사라지는 휘발성 기억장치이면서 읽기·쓰기가 모두 가능한 것은 RAM이다.

• ROM은 읽기 전용이며 전원이 꺼져도 내용이 유지되는 비휘발성 기억장치이다.
• 하드디스크·자기디스크는 보조기억장치로, 전원이 꺼져도 내용이 유지된다.

도면을 접을 때는 A4 크기를 기준으로 접어 보관·정리한다.

원도가 A0~A3처럼 크더라도 접었을 때 표제란이 보이도록 A4 크기로 접는 것이 원칙이다.

제3각법은 눈 → 투상면 → 물체의 순서로 놓고 투상하며, 보이는 면의 모습이 투상면에서 같은 쪽에 그대로 나타난다.

따라서 "보이는 면과 반대쪽에 배치된다"는 설명은 제3각법의 원리와 어긋나 옳지 않다.

• 제3상한에 물체를 놓고 투상한다는 설명은 맞다.
• 눈→투상면→물체 순서라는 설명도 맞다.
• 투상선이 투상면에 수직으로 입사한다는 정투상 설명도 맞다.

설계제도는 간단명료하게, 중복 없이 작성하는 것이 원칙이므로 "간단하게 그리고 중복되게 작성한다"는 설명은 옳지 않다.

• 도면에 오류가 없어야 한다는 것은 기본 원칙이다.
• 불필요한 사항을 기입하지 않는다는 것도 맞는 설명이다.
• 설계자의 의도가 정확히 전달되어야 한다는 것도 맞는 설명이다.

CAD 시스템에서 도형을 구성하는 기본요소는 점, 선, 면이다.

부피(입체)는 이 요소들이 조합되어 만들어지는 결과물이지 기본요소 자체는 아니다.

도면에서 원의 반지름을 표시할 때는 숫자 앞에 기호 R을 붙인다.

• ∅와 D는 모두 지름을 나타내는 기호이다.
• Δ는 반지름·지름 표시에 쓰이지 않는다.

KS 도면 양식 규정에서 A0·A1 크기의 도면을 철하지 않을 때 윤곽선의 최소 여백은 20㎜이다.

A2·A3·A4처럼 작은 크기는 철하지 않을 때 최소 여백이 10㎜로 더 작게 규정된다.

KS(한국산업표준)에서 정투상법의 원칙으로 삼고 있는 것은 제3각법이다.

필요한 경우 예외적으로 제1각법도 쓰이지만, 원칙은 제3각법이다.

토목 구조물의 도면은 부재의 형상과 치수를 먼저 확정해야 이후 배근·상세를 정할 수 있으므로, 단면도를 가장 먼저 작성한다.

단면이 정해진 뒤 이를 바탕으로 일반도, 주철근 조립도, 각부 배근도 순으로 구체화해 나간다.

본 설계(실시설계) 단계에 필요한 도면은 일반도, 응력도, 구조 상세도처럼 구조 검토와 시공에 직접 쓰이는 도면이다.

완성 상상도는 구조 계산이나 시공의 근거가 되는 도면이 아니라 완공 후 모습을 보여주는 참고용 그림이므로 본 설계에 필요한 도면에 해당하지 않는다.

기울기 1:0.02는 수직거리 1에 대해 수평거리 0.02의 비율이라는 뜻이다.

$\text{수평거리} = 4500\ \mathrm{mm} \times 0.02 = 90\ \mathrm{mm}$

따라서 수평거리는 90㎜이다.

배근도에서 부재별 철근 기호는 영문 머리글자를 원문자로 표시하며, 벽체(Wall)에 사용된 철근은 W 기호로 나타낸다.

같은 방식으로 슬래브는 S, 기초는 F 기호를 사용해 부재를 구분한다.

가장 최근에 입력한 점을 기준(원점)으로 삼아 다음 좌표가 시작되는 방식은 상대좌표계이다.

절대좌표계는 도면의 원점(0,0)을 항상 기준으로 하고, 사용자좌표계(UCS)는 작업자가 임의로 설정한 좌표 기준이라는 점에서 다르다.

CAD 시스템에서 디지타이저는 도면이나 좌표를 입력하는 입력장치이며, 출력장치가 아니다.

모니터, 프린터, 플로터는 작업 결과를 화면이나 종이로 보여주는 출력장치에 해당한다.