15년 2회차

철근비는 인장철근량을 단면의 폭과 유효깊이의 곱으로 나눈 값이다.

$\rho = \dfrac{A_s}{bd}$

$\rho = \dfrac{1500}{400 \times 500} = \dfrac{1500}{200000} = 0.0075$

한중콘크리트는 하루 평균기온이 4°C 이하로 예상되는 조건에서 적용하는 콘크리트로, 영하 기온을 기준으로 하지 않는다.

서중콘크리트가 하루 평균기온 25°C 초과 시 적용된다는 설명은 옳다.

• 공기연행 콘크리트는 기포로 인해 철근과의 부착강도가 다소 저하되는 경향이 있다는 설명은 맞다.
• 레디믹스트 콘크리트는 배합이 공장에서 정해져 현장에서 워커빌리티를 조절하기 어렵다는 설명도 맞다.

고강도 콘크리트는 낮은 물-시멘트비와 우수한 골재로 강도·내구성을 확보하므로, 내구성이 큰 골재를 사용한다는 설명이 옳다.

• 단위 시멘트량은 작게가 아니라 크게 배합해야 한다.
• 물-시멘트비는 크게가 아니라 작게 하여 시공해야 강도가 커진다.
• 고성능 감수제는 낮은 물-시멘트비에서도 유동성을 확보하기 위해 반드시 사용한다.

90° 표준갈고리는 구부린 끝에서 철근 공칭지름의 12배($12d_b$) 이상을 더 연장하도록 규정되어 있다.

이 기준은 D25와 같은 주철근의 표준갈고리에 적용되는 것으로, 스터럽·띠철근의 갈고리 연장 기준과는 구분된다.

압축부재의 축방향 주철근이 나선철근으로 둘러싸인 경우, 주철근의 최소 개수는 6개로 규정되어 있다.

참고로 사각형·원형 띠철근으로 둘러싸인 경우는 4개, 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우는 3개가 최소 개수여서 나선철근 기둥과 구분된다.

휨부재의 최소 철근량은 다음 두 식으로 계산한 값 중 큰 값을 사용한다.

$A_{s,min} = \dfrac{0.25\sqrt{f_{ck}}}{f_y} b_w d$ 와 $A_{s,min} = \dfrac{1.4}{f_y} b_w d$

$b_w d = 500 \times 800 = 400000\ \mathrm{mm^2}$일 때,
$\dfrac{0.25\sqrt{25}}{400}\times 400000 = 1250\ \mathrm{mm^2}=12.5\ \mathrm{cm^2}$
$\dfrac{1.4}{400}\times 400000 = 1400\ \mathrm{mm^2}=14.0\ \mathrm{cm^2}$

두 값 중 큰 14.0cm²가 최소 철근량이 된다.

기둥처럼 나선철근이나 띠철근으로 둘러싼 압축부재에서 축방향 철근의 순간격은 40㎜ 이상이면서 철근 공칭 지름의 1.5배 이상이어야 한다.

보의 수평 철근이 25㎜ 이상·철근 공칭 지름 이상인 것과 달리, 압축부재는 축방향 철근이 촘촘히 모이는 자리로 콘크리트가 빈틈없이 채워지도록 간격 기준을 더 크게 잡는다.

굵은 골재의 최대 공칭 치수는 이 규정에서 4/3배 조건으로 따로 다루므로, 빈칸에 넣었을 때 지문의 '1.5배'와 맞지 않는다.

흙에 접하거나 옥외 공기에 직접 노출되는 콘크리트에서 D16 이하 철근(지름 16mm 이하 철선 포함)의 최소 피복두께는 40mm로 규정된다.

D19 이상의 굵은 철근은 같은 조건에서 50mm의 피복두께가 요구되어 D16 이하보다 두껍게 적용된다.

강도설계법의 기본 가정에서는 콘크리트의 인장강도는 무시하고 압축강도만 고려하여 휨모멘트를 계산한다.

따라서 압축과 인장강도를 모두 고려한다는 설명은 강도설계법의 가정과 어긋난다.

• 철근과 콘크리트 사이의 부착이 완전하다는 가정은 옳다.
• 콘크리트 압축연단의 극한 변형률을 0.003으로 두는 것도 표준 가정이다.
• 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 평면유지 가정도 옳다.

다발철근은 보에서 사용할 때 개별 철근 지름이 D35를 초과하면 사용할 수 없도록 규정되어 있어, D25를 기준으로 삼는다는 설명은 옳지 않다.

• 다발철근의 지름을 등가단면적으로 환산한 하나의 철근으로 취급한다는 설명은 맞다.
• 다발로 묶는 철근 개수는 4개 이하로 제한된다는 설명도 맞다.
• 스터럽이나 띠철근으로 둘러싸야 한다는 설명도 맞다.

크리프와 건조수축에 의한 추가 장기처짐 계산에 쓰이는 시간경과계수(ξ)는 재하기간에 따라 3개월 1.0, 6개월 1.2, 1년 1.4, 5년 이상 2.0으로 규정된다.

재하기간 10년은 5년 이상에 해당하므로 시간경과계수는 2.0이 적용된다.

시멘트량에 비해 골재의 양이 많아질수록 반죽 내 페이스트 비율이 줄어들어 워커빌리티는 오히려 나빠진다.

• 시멘트 분말도가 높을수록 워커빌리티가 좋아진다는 설명은 옳다.
• AE제·감수제 등 혼화제 사용으로 워커빌리티가 좋아진다는 설명도 옳다.
• 단위수량이 적으면 유동성이 줄어 워커빌리티가 나빠진다는 설명도 옳다.

비비 시험(Vee-Bee test)은 굳지 않은 콘크리트의 반죽 질기, 즉 컨시스턴시를 측정하는 데 사용되는 시험이다.

진동을 가해 원뿔형 콘크리트가 원통형으로 변형되는 데 걸리는 시간을 측정하여 반죽 질기를 평가한다.

균형철근비는 다음 식으로 구한다.

$\rho_b = 0.85\beta_1 \dfrac{f_{ck}}{f_y}\left(\dfrac{600}{600+f_y}\right)$

$\rho_b = 0.85\times0.85\times\dfrac{21}{240}\times\dfrac{600}{600+240} \approx 0.7225\times0.0875\times0.7143 \approx 0.045$

철근 기호 SD300에서 SD는 이형철근(Steel Deformed bar)을 뜻하고, 뒤의 숫자 300은 해당 철근의 항복강도가 300MPa임을 나타낸다.

시멘트의 분말도가 높으면 물과 접촉하는 표면적이 커져 조기강도는 커지지만, 건조수축이 커지고 균열·풍화가 오히려 촉진될 수 있다.

• 입자가 가늘수록 분말도가 높다는 설명은 옳다.
• 분말도가 시멘트 입자의 가는 정도를 나타낸다는 설명도 옳다.
• 분말도가 높으면 조기강도가 커진다는 설명도 옳다.

인장을 받는 이형철근의 정착에서 전경량콘크리트의 쪼갬인장강도(fsp)가 주어지지 않은 경우, 경량콘크리트 보정계수는 0.75를 적용한다.

참고로 모래경량콘크리트는 0.85, 보통중량콘크리트는 1.0이 적용되어 서로 구분된다.

굵은골재와 잔골재를 구분하는 기준은 10mm체가 아니라 5mm체이며, 5mm체를 기준으로 통과·잔류 여부에 따라 구분한다.

• 시방배합에서 골재 함수상태를 표면건조포화상태로 기준한다는 설명은 옳다.
• 현장배합으로 고칠 때 골재의 표면수량과 입도를 고려한다는 설명도 옳다.
• 혼화제의 희석수량을 고려해야 한다는 설명도 옳다.

단철근 직사각형보에 최소 철근량 이상으로 인장철근을 배치하는 이유는, 균열 발생 직후 철근이 급격히 파단하는 취성파괴를 방지하기 위함이다.

최소철근량이 없으면 콘크리트 균열과 동시에 철근이 갑작스럽게 파단할 위험이 있으므로 이를 예방하는 안전장치 역할을 한다.

단위 수량을 크게 하면 반죽 내 여분의 물이 많아져 블리딩이 오히려 커진다.

• 분말도가 높은 시멘트를 사용하면 물의 보유력이 높아져 블리딩이 작아진다는 설명은 옳다.
• 감수제를 사용해 단위수량을 줄이면 블리딩이 작아진다는 설명도 옳다.
• AE제로 연행된 기포가 물의 상승을 억제해 블리딩이 작아진다는 설명도 옳다.

토목 구조물 설계에서 고려해야 할 사항은 구조의 안전성, 사용의 편리성, 건설의 경제성 등이며, 재료의 다양성 자체는 설계 시 고려 항목으로 보기 어렵다.

K 트러스는 사재가 K자 모양으로 배치되는 형식으로, 주트러스로는 잘 쓰이지 않지만 가로 브레이싱과 같은 부재의 보강용으로 주로 사용된다.

포스트텐션 방식은 콘크리트를 타설하여 충분히 경화시킨 후 시스 내부에 긴장재를 삽입하고 긴장하여 정착하는 프리스트레스트 콘크리트 제작 방법이다.

이와 달리 프리텐션 방식은 콘크리트 타설 전에 긴장재를 먼저 긴장해 둔 상태에서 콘크리트를 타설한다.

프리스트레스힘은 부재에 지속적으로 작용하는 힘이므로 지속하중으로 분류된다.

반면 충격, 풍하중, 제동하중은 차량 통행이나 바람 등에 의해 크기가 수시로 변하는 변동하중에 해당한다.

상부의 수직 하중을 하부 지반에 안전하게 분산시키기 위해 저면을 넓게 확대시킨 철근콘크리트판을 확대 기초판이라 한다.

인장철근량은 철근비에 폭과 유효깊이를 곱하여 구한다.

$A_s = \rho b d = 0.01 \times 300 \times 500 = 1500\ \mathrm{mm^2}$

2개 이상의 기둥을 하나의 확대기초로 지지하도록 만든 기초를 연결 확대기초라 한다.

기둥 간격이 좁거나 부지 여건상 독립기초를 각각 둘 수 없을 때 주로 적용된다.

바닥틀은 교량 상부구조의 일부로서, 바닥판에 실리는 하중을 받아 주형에 전달해주는 부재를 말한다.

• 사람이나 차량을 직접 받쳐주는 포장 및 슬래브 부분은 바닥판의 역할이다.
• 상부 하중을 기초나 지반으로 전달하는 역할은 하부구조인 교각·교대·기초가 담당한다.

철근콘크리트가 널리 이용되는 이유는 철근과 콘크리트의 부착력이 우수하고, 두 재료의 열팽창계수가 거의 같으며, 콘크리트 속 철근이 부식되지 않기 때문이다.

반면 자중이 크다는 것은 철근콘크리트의 단점에 해당하며, 널리 이용되는 이유로 볼 수 없다.

기둥과 같이 압축력을 받는 부재가 압축력에 의해 옆으로 휘거나 파괴되는 현상을 좌굴이라 한다.

고강도 콘크리트와 강재를 써서 미리 압축력을 주어 인장측 균열을 막는 구조는 프리스트레스트 콘크리트다.

도입한 프리스트레스가 고정하중에 의한 처짐을 상쇄해 처짐이 작고, 단면을 작게 할 수 있어 지간이 긴 교량에 유리하다는 설명이 이 구조의 대표적 장점이다.

반면 긴장재로 쓰는 강재가 높은 온도에서 강도가 떨어져 내화성이 약한 것이 단점이다. 철근을 넣지 않는 무근 콘크리트나 강재만으로 짜는 H형강 구조에는 '인장측 콘크리트의 균열 억제'라는 설명 자체가 성립하지 않는다.

강재 구조는 접합부와 부재 거동이 복잡하여 구조 해석이 단순하다고 보기 어렵다. 오히려 콘크리트 구조에 비해 해석이 까다로운 경우가 많다.

• 부재의 개수·보강이 용이하다는 설명은 강재의 특징으로 옳다.
• 다양한 형상과 치수의 구조로 제작할 수 있다는 설명도 옳다.
• 긴 지간의 교량이나 고층 건물에 유효하게 쓰인다는 설명도 옳다.

두께에 비해 폭이 넓은 판 모양의 구조물로, 지지 조건에 따라 1방향과 2방향 두 가지로 구분되는 부재를 슬래브라 한다.

중립축은 단면에서 인장응력과 압축응력이 전환되는 경계선으로, 이 위치에서의 응력은 0이 된다.

축방향 철근을 나선철근으로 촘촘히 감아 구속한 기둥을 나선 철근 기둥이라 한다.

나선철근은 콘크리트를 구속하여 연성을 높이고 축하중에 대한 저항력을 향상시키는 역할을 한다.

토목제도 통칙에서 문자는 필기체가 아니라 명확하게 알아볼 수 있는 서체로 쓰고, 수직 또는 15° 오른쪽으로 경사지게 쓰는 것이 원칙이다.

• 문자의 크기를 높이로 표시한다는 설명은 옳다.
• 숫자는 아라비아 숫자를 주로 사용한다는 설명도 옳다.
• 영자는 로마자 대문자를 주로 쓰되 필요 시 소문자도 사용할 수 있다는 설명도 옳다.

도면의 표제란에는 도면명·도면번호·척도(축척)·작성자·도면작성일·투상법(각법) 등 도면을 관리하기 위한 기본 정보를 기입한다.

산출물량은 공사 수량을 집계한 별도의 수량산출서(내역서)에 담기는 정보로, 표제란 기재 항목이 아니다.

축척 $1:1200$은 실제 길이를 도면상에서 $\dfrac{1}{1200}$로 줄여 그린다는 뜻이다.

실제 거리 $120\,\mathrm{m} = 120000\,\mathrm{mm}$를 1200으로 나누면 $120000 \div 1200 = 100\,\mathrm{mm}$가 도면상의 길이가 된다.

평면도는 바깥 윤곽이 하나의 직사각형이고 그 안이 세로선으로 좌우로 나뉘며, 왼쪽이 다시 가로 실선으로 나뉜 그림이다.

입체도의 물체는 오른쪽 앞부분이 낮은 단으로 잘리고 왼쪽이 높은 형태이며, 높은 쪽의 윗면은 앞쪽이 경사면이고 뒤쪽이 수평면이다. 바닥이 직사각형 전체를 채우므로 위에서 본 윤곽은 ㄱ자로 꺾이지 않는다.

위에서 내려다보면 낮은 단과 높은 부분의 경계가 세로선으로, 경사면과 수평 윗면이 만나는 모서리가 가로선으로 나타난다.

두 모서리 모두 위에서 직접 보이는 외형선이므로 실선으로 그려야 하며, 같은 자리를 파선(숨은선)으로 그린 그림은 평면도로 옳지 않다.

구조물 전체의 개략적인 모양과 배치, 주요 치수를 한눈에 파악할 수 있도록 나타낸 도면을 일반도라 한다.

• 구조도는 각 부재의 배근·형상 등 구조 설계 내용을 나타낸 도면이다.
• 상세도는 특정 부분을 확대해 세부 구조를 표시한 도면이다.
• 단면도는 구조물을 절단한 단면 형상을 나타낸 도면이다.

KS 제도용지의 A0 크기는 $841 \times 1189\,\mathrm{mm}$로 규정되어 있으며, 그 면적은 $1\,\mathrm{m^2}$에 해당한다.

A1은 $594 \times 841\,\mathrm{mm}$, A2는 $420 \times 594\,\mathrm{mm}$, A3는 $297 \times 420\,\mathrm{mm}$로, A0를 절반씩 접어 얻는 크기이다.

파선(숨은선)은 대상물의 보이지 않는 부분의 형상을 나타낼 때 사용하는 선이다.

• 단면도의 절단면을 나타내는 선은 해칭선이다.
• 대상물의 보이는 부분의 겉모양을 나타내는 선은 외형선(굵은 실선)이다.
• 부분 생략·부분 단면의 경계를 나타내는 선은 파단선이다.

강관은 바깥지름 앞에 지름 기호 ϕ를 붙이고 두께를 곱해 $\phi A \times t$ 로 나타낸다.

그림에는 관의 단면이 두 개의 동심원으로 그려져 있고, A는 바깥지름, D는 안지름, t는 관 벽의 두께로 치수가 붙어 있다. 판형재의 치수 표시는 겉모양 크기와 두께로 적으므로 여기서 쓸 값은 A와 t다.

ϕ를 빼면 지름인지 한 변의 길이인지 구분할 수 없고, 안지름 D를 쓰면 관의 겉모양 크기를 나타내지 못한다.

비탈면 표시는 긴 선과 짧은 선을 번갈아 긋되 모든 선의 시작을 비탈의 위쪽(어깨) 끝에 가지런히 맞추는 것이 옳으므로, 좌우 비탈에서 짧은 선이 각각 바깥쪽 지표면 쪽에 붙은 그림이 맞다.

발문 그림의 절토 단면은 가운데 바닥이 가장 낮고 좌우가 원지반으로 올라가는 모양이어서, 왼쪽 비탈은 왼쪽이, 오른쪽 비탈은 오른쪽이 높은 쪽이다.

따라서 짧은 선이 두 비탈 모두 같은 방향으로 몰려 있거나 높은 쪽이 아닌 낮은 쪽 끝에 붙어 있는 그림은 경사 방향을 거꾸로 나타낸 것이 된다.

도면에서 그림을 그리는 영역을 한정하기 위해 그리는 윤곽선은 도면 가장자리를 따라 그리는 굵은 실선으로, 일반적으로 $0.7\,\mathrm{mm}$ 굵기의 실선을 사용한다.

윤곽선은 도면의 훼손이나 인쇄 시 잘림을 방지하고 그림 영역을 명확히 구분하는 역할을 하므로 파선이 아닌 실선으로 그린다.

KS 제도용지(A계열)는 크기를 반으로 접어도 가로세로 비가 그대로 유지되도록 폭과 길이의 비를 $1:\sqrt{2}$로 정한다.

이 비율 덕분에 A0를 반으로 자르면 A1이, A1을 반으로 자르면 A2가 되어도 용지의 가로세로 비율이 일정하게 유지된다.

투시도에서 기면에 평행한 선들이 무한히 먼 곳에서 수평선(HL) 위의 한 점으로 모여드는 점을 소점(Vanishing Point)이라 한다.

소점은 물체에 원근감과 입체감을 부여하는 투시도법의 핵심 요소이다.

네트워크 보안을 강화하는 방법에는 데이터 암호화, 방화벽 설치, 인트라넷 구축을 통한 내부망 보호 등이 있다.

해킹은 시스템에 무단으로 침입해 정보를 탈취·훼손하는 침해 행위이므로 보안을 강화하는 방법이 아니라 오히려 방어해야 할 대상이다.

주사위를 오른쪽에서 본 면에는 눈이 2개 나타나므로, 눈 두 개가 대각선으로 찍힌 그림이 우측면도가 된다.

화살표가 가리키는 정면에는 큰 눈이 1개, 위를 향한 평면에는 눈이 3개 보이며, 오른쪽으로 향한 면에는 위쪽과 아래쪽에 하나씩 모두 2개가 보인다. 주사위는 마주 보는 면의 눈 수 합이 7이므로 정면 1의 반대면은 6, 평면 3의 반대면은 4가 되어 남은 면은 2와 5이고, 실제로 드러난 개수가 2이다.

제3각법은 눈과 물체 사이에 투상면을 두므로 본 방향과 같은 쪽에 그림이 놓인다. 따라서 우측면도는 오른쪽에서 본 모습 그대로, 눈 2개가 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 이어지는 대각선에 배치된 그림이 옳다.

구조물 도면은 보통 단면도를 먼저 그리고, 그 치수와 배근을 바탕으로 배근도·일반도 등을 그리는 것이 편하다. 따라서 '일반도를 먼저 그리고 단면도를 가장 나중에 그린다'는 설명은 순서가 반대다. 단면도를 실선으로 치수대로 정확히 그리는 것, 철근 치수·기호·수량·간격을 빠짐없이 표시하는 것은 옳은 기본 사항이다.

하천 측량 성과로 작성하는 도면에는 하천의 전체 형태를 나타내는 평면도와 하천 바닥 및 수위 변화를 나타내는 종단면도, 횡단면도가 포함된다.

상세도는 특정 구조물의 세부를 확대해 표현하는 도면으로, 하천 측량 제도의 기본 구성 요소에는 해당하지 않는다.

수평의 지반선 아래로 짧은 빗금을 잇달아 그어 나타낸 표시가 지반면(흙)의 경계 표시이다.

재료 단면의 경계 표시는 경계선 아래에 그 재료의 특징을 축약한 무늬를 붙여 구분한다. 흙은 다져진 지반을 뜻하는 짧은 사선 반복으로 나타낸다.

• 지반선 아래에 작은 점을 촘촘히 흩뿌린 표시는 모래를 나타낸다.
• 둥근 돌을 여러 겹으로 겹쳐 그린 표시는 자갈·잡석 층을 나타낸다.
• 수평선 위에 역삼각형을 얹고 아래로 점점 짧아지는 선을 그은 것은 수준면(물)을 나타낸다.

캐드에서 $@$ 기호는 상대좌표를 입력할 때 사용하며, 직전에 지정한 점을 기준으로 이동량을 나타낸다.

‘@20,30’은 이전 점을 기준으로 X축 방향으로 20, Y축 방향으로 30만큼 이동한 위치를 지정한다는 의미이다.

좌우 또는 상하로 대칭인 도형은 도면을 간략화하기 위해 중심선을 기준으로 한쪽은 외형도, 반대쪽은 단면도로 나타낼 수 있다.

이렇게 하면 외부 형상과 내부 단면 구조를 하나의 도면에서 동시에 확인할 수 있다.

단면도에서 절단면을 나타내기 위해 가는 실선을 규칙적인 간격으로 비스듬히 나열한 선을 해칭선이라 한다.

• 절단선은 단면을 얻기 위해 절단한 위치를 나타내는 선이다.
• 피치선은 되풀이되는 도형의 피치(간격) 기준을 표시하는 선이다.
• 파단선은 부분 생략이나 부분 단면의 경계를 나타내는 선이다.

KS 토목제도 통칙에서 척도는 도면에서의 길이와 실제 길이의 비로 나타내며, 척도의 비가 $1:1$인 경우를 현척, $1:1$보다 큰 경우를 배척, $1:1$보다 작은 경우를 축척이라 한다.

실제보다 작게 줄여 그리는 도면 대부분이 이 축척에 해당한다.

물체의 각 점을 시점(눈의 위치)과 연결한 투사선이 화면과 만나는 점을 이어 그리는 투시도법은 멀리 있는 것일수록 작게, 가까이 있는 것일수록 크게 보이도록 그려 원근감을 표현한다.

정투상법·사투상법·표고투상법은 투사선이 서로 평행하여 원근감이 나타나지 않는다.

단면 안을 가장 크고 불규칙한 덩어리 몇 개로 채운 표시가 잡석이다.

잡석은 지름이 크고 모양이 고르지 않은 돌이므로, 골재의 단면 표시에서도 같은 넓이 안에 큰 덩어리를 적은 수로 그린다. 골재 입경이 작아질수록 같은 크기의 단면 안에 그려지는 알갱이 수가 많아진다.

• 중간 크기의 둥근 돌을 여러 개 그린 것은 자갈의 표시다.
• 작고 둥근 알갱이를 빽빽하게 채운 것은 그보다 입자가 더 잔 골재를 나타낸다.
• 모서리가 날카롭게 각진 조각으로 단면을 채운 것은 깨어 만든 깬 돌(부순 돌)을 나타낸다.

DIN은 독일의 국가 표준규격 기호이며, 영국의 표준규격 기호는 BS이다. 따라서 ‘영국 규격 - DIN’ 연결이 옳지 않다.

모니터의 해상도는 DPI(Dots Per Inch)로 나타낸다. DPI는 1인치당 화소(픽셀)의 개수를 의미하며, 수치가 높을수록 화면이 선명하다. Point는 글꼴 크기 단위, RGB는 색 표현 방식, TFT는 액정 디스플레이 기술 방식으로 해상도 단위가 아니다.