10년 3회차

부순 굵은 골재는 표면이 거칠고 모난 형태여서 시멘트풀과의 부착력은 좋아지지만, 그만큼 단위 수량이 많이 요구되어 워커빌리티가 떨어질 수 있다.

단위수량 증가는 오히려 수밀성과 내구성을 저하시킬 수 있으므로, 수밀성·내구성이 현저히 좋아진다는 설명은 옳지 않다.

휨강도 측면에서는 유리해 포장 콘크리트에 사용하기 좋다는 설명은 맞다.

나선철근의 지름은 10㎜ 이상이어야 한다.

현장치기 콘크리트 압축부재에 사용되는 나선철근은 좌굴 및 횡구속 효과를 확보하기 위해 최소 지름 기준이 규정되어 있으며, 이보다 얇은 철선은 나선철근으로 사용할 수 없다.

철근은 상온에서 구부리는 것이 원칙이므로, 모든 철근을 가열해서 구부린다는 설명은 옳지 않다.

가열 가공은 철근의 재질을 변화시켜 강도 저하를 일으킬 수 있어 특별한 경우가 아니면 피한다.

• D38 이상 철근의 구부림 내면반지름을 지름의 5배 이상으로 하는 것은 실제 기준에 부합한다.
• 콘크리트에 일부 묻힌 철근을 현장에서 구부리지 않는 원칙, 큰 응력을 받는 부위에서 내면반지름을 더 크게 하는 것도 옳은 설명이다.

크리프는 일정한 하중이 계속 작용할 때 응력의 변화 없이 시간이 지남에 따라 변형이 커지는 현상이다.

건조수축은 수분 증발에 의한 체적 감소, 릴랙세이션은 변형을 일정하게 유지할 때 응력이 감소하는 현상으로 구분된다.

나선철근의 순간격은 25㎜ 이상 75㎜ 이하로 규정된다.

이 범위는 콘크리트가 나선철근 사이로 충분히 채워지도록 하면서도 횡구속 효과를 확보하기 위한 기준이다.

워싱턴형 공기량 측정기는 공기실 압력법을 이용해 콘크리트의 공기량을 측정하는 장치이다.

공기실에 일정한 압력의 공기를 채운 뒤 콘크리트와 접촉시켜 압력이 떨어지는 정도로부터 공기량을 환산한다.

주철근과 직각에 가깝게 배치되어 하중을 분산시키고 균열을 제어하는 보조철근을 배력철근이라 한다.

정철근·부철근은 정모멘트·부모멘트를 부담하는 주철근이고, 스터럽은 전단보강을 위한 철근이라는 점에서 배력철근과 구분된다.

철근의 피복두께는 철근 표면에서 콘크리트 표면까지의 최단거리로 정의되므로, 철근 중심에서 콘크리트 표면까지의 최장거리라는 설명은 옳지 않다.

피복두께는 철근의 부식 방지, 부착력 확보, 내화성 확보 등을 목적으로 확보하는 것으로 나머지 설명은 타당하다.

인장 이형철근의 정착길이는 산정 결과와 관계없이 항상 300㎜ 이상을 확보해야 한다.

계산상 정착길이가 이보다 짧게 나오더라도 최소 정착길이 기준을 따른다.

PSC 부재는 일반 철근콘크리트보다 단면이 얇고 강성이 작아 처짐과 진동에 취약한 특징이 있으므로, 강성이 커서 변형이 작다는 설명은 옳지 않다.

프리스트레스에 의해 균열 발생이 억제되고 사용하중 상태의 처짐이 작게 유지되지만, 이는 강성 자체가 크기 때문이 아니라 프리스트레스 도입 효과이다.

강도설계법의 기본가정에서는 콘크리트의 인장강도를 무시하므로, 압축강도를 무시한다는 설명은 옳지 않다.

콘크리트와 철근의 변형률이 중립축으로부터 거리에 비례한다는 가정, 철근의 응력을 변형률과 탄성계수의 곱으로 보는 가정, 철근과 콘크리트의 완전 부착 가정은 모두 타당한 기본가정이다.

철근의 용접이음은 설계기준항복강도의 125% 이상의 인장력을 발휘할 수 있는 완전용접이어야 한다.

이는 이음부가 모재보다 취약해지지 않도록 충분한 여유를 두기 위한 기준이다.

출제 당시 설계기준에 따라 $f_{ck}=21\mathrm{MPa} \le 28\mathrm{MPa}$이므로 $\beta_1=0.85$를 적용한다.

균형철근비는 $\rho_b = 0.85\beta_1\dfrac{f_{ck}}{f_y}\dfrac{600}{600+f_y}$로 구한다.

$\rho_b = 0.85 \times 0.85 \times \dfrac{21}{300} \times \dfrac{600}{900} \approx 0.0337$이 되어 균형철근비는 약 0.0337이다.

콘크리트 시방배합에서 잔골재와 굵은골재는 표면건조포화상태를 기준으로 배합비를 정한다.

골재 표면에 물기가 없으면서 내부 공극은 물로 가득 찬 상태를 기준으로 해야 배합수량 계산이 정확해지기 때문이다.

출제 당시 콘크리트구조설계기준에서는 $f_{ck}>28\mathrm{MPa}$일 때 $\beta_1 = 0.85 - 0.007(f_{ck}-28)$로 산정하므로, $f_{ck}=30\mathrm{MPa}$이면 $\beta_1 = 0.85-0.007\times2 = 0.836$이다.

등가응력블록 깊이와 중립축 거리의 관계 $a=\beta_1 c$로부터 $c=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{209}{0.836}$을 계산한다.

계산 결과 압축연단에서 중립축까지의 거리는 약 250㎜이다. (현행 설계기준은 $\beta_1$ 값을 강도구간별 표로 달리 정하고 있으므로, 이 문항은 출제 당시 기준으로 푼다.)

용접이음은 리벳이음과 달리 부재를 일체화시켜 접합부의 강성이 오히려 커지는 접합 방식이므로, 강성이 작다는 설명은 용접이음의 장점이 아니다.

강재 절약, 리벳 구멍에 의한 단면 손실 방지, 시공 중 소음 저감은 모두 용접이음의 실제 장점에 해당한다.

캔틸레버 옹벽은 철근콘크리트로 제작되며, 저판과 전면벽이 T자를 뒤집은 형태를 이루어 역T형 옹벽이라고도 부른다.

• 뒷부벽식 옹벽은 무근이 아니라 철근콘크리트로 만들어 부벽과 벽체를 일체 거동시킨다.
• 중력식 옹벽은 자중으로 토압에 저항하는 방식으로 규모가 작은 저옹벽에 주로 쓰인다.
• 앞부벽식 옹벽은 오히려 옹벽 높이가 높을 때 경제적인 형식으로 채택된다.

복철근 직사각형보는 구조물의 높이에 제한을 받아 단철근만으로는 필요한 강도를 확보하기 어려운 경우에 압축철근을 추가로 배치하는 설계이므로, 높이에 제한을 받지 않는 경우라는 설명은 옳지 않다.

정모멘트와 부모멘트가 반복되는 교각·교대, 토압이 반복 작용하는 옹벽, 처짐을 최소화해야 하는 부재는 실제로 복철근보가 사용되는 경우에 해당한다.

토목구조물은 대부분 현장 여건에 맞춘 단일(주문) 생산이므로, 다량생산이라는 설명은 옳지 않다.

규모가 크고 수명이 길며 공공 목적으로 건설된다는 나머지 특징은 토목구조물의 일반적 성격에 부합한다.

도로교 설계기준에서 양단이 고정된 기둥의 유효좌굴길이는 실제 길이의 0.5배로 산정한다.

이는 양단 고정 조건이 기둥의 좌굴에 대한 구속 효과가 가장 크기 때문에 유효길이계수가 가장 작게 적용되는 경우이다.

두께에 비해 폭이 넓은 판 모양의 구조 부재를 슬래브라 한다.

옹벽과 확대기초는 토압이나 지반반력을 지지하는 판 구조이고 기둥은 축력을 전달하는 선형부재라는 점에서 슬래브와 구분된다.

주하중은 구조물에 항상 장기적으로 작용하는 하중을 말한다.

자중(고정하중), 활하중, 충격, 프리스트레스력, 토압·수압 등이 주하중에 해당하며, 풍하중·온도변화·지진의 영향처럼 때에 따라 작용하는 하중은 부하중으로 구분한다.

PS강재는 인장 후 시간이 지나도 응력 손실이 작아야 하므로 릴랙세이션은 작아야 하며, 릴랙세이션이 커야 한다는 설명은 옳지 않다.

인장강도가 크고 적당한 연성·인성을 가지며 응력 부식에 대한 저항성이 큰 성질은 PS강재에 요구되는 실제 조건이다.

T형 보의 유효폭은 플랜지(슬래브) 윗면에서 가로 방향으로 잡은 치수 ㉡이다.

그림에서 ㉡은 T형 단면의 넓은 윗판을 가로질러 표시된 폭 치수로, 압축을 실제로 분담한다고 보는 슬래브 폭을 뜻한다. 슬래브 전체가 아니라 이 범위만 보의 압축부로 계산에 들어간다.

• ㉠은 윗판의 두께, 즉 플랜지 두께를 나타낸다.
• ㉢은 압축연단에서 인장철근 도심까지 잰 유효깊이이고, ㉣은 아래로 내려온 복부(웨브)의 폭이다.

강재와 콘크리트 등 신소재 및 시공기술의 발전과 산업화에 따른 사회적 수요 증가로 장대교량은 19~20세기 초에 본격적으로 출현하였다.

그 이전 시기에는 재료와 기술의 한계로 지간이 짧은 교량 위주로 건설되었다.

도로교 설계기준에서 DB는 표준 트럭 하중을 나타내는 기호이다.

차선 전체에 분포하는 하중은 별도로 표준 차선 하중(DL)으로 구분하여 규정한다.

필요 기초 면적은 $A=\dfrac{P}{q_a}=\dfrac{1000\mathrm{kN}}{250\mathrm{kN/m^2}}=4\mathrm{m^2}$로 구한다.

정사각형 기초이므로 한 변의 길이는 $\sqrt{4\mathrm{m^2}}=2\mathrm{m}$가 되어, 경제적인 기초의 한 변 길이는 2m이다.

영종대교는 현수교로 건설된 교량이어서 사장교에 해당하지 않는다.

서해대교, 인천대교, 올림픽대교는 모두 케이블로 주탑과 상부구조를 직접 연결하는 사장교 형식으로 건설되었다.

자동차의 원심하중은 노면에서 1800㎜ 높이에서 작용하는 것으로 가정하여 설계한다.

이는 차량 무게중심의 대표 높이를 반영한 설계상의 가정값이다.

계곡·저지대 등 물이 없는 곳이나 철도·도로를 횡단하기 위해 가설되는 도보용 교량을 육교라 한다.

고가교는 지반 위에 높게 가설된 도로·철도용 구조물이고, 철도교·수로교는 각각 철도와 수로를 통과시키는 교량이라는 점에서 육교와 구분된다.

컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)는 데이터를 제어하고 연산하는 기능을 담당하는 핵심 장치이다.

데이터의 입력·출력은 입출력장치가, 데이터의 기억·보관은 기억장치가 담당한다는 점에서 역할이 구분된다.

KS 제도 통칙에서 토목·건축 분야의 분류기호는 KS F이다.

KS A는 기본, KS B는 기계, KS C는 전기·전자 분야를 나타내는 분류기호로 서로 구분된다.

잡석은 크고 모난 돌 몇 개가 뾰족한 윤곽으로 맞물린 모양으로 나타낸다.

보기에서 그 표시는 단면 안에 몇 개 안 되는 큰 덩어리가 각지고 뾰족한 경계선으로 서로 맞물린 형태로 그려져 있어, 알갱이가 잘고 촘촘한 다른 표시들과 한눈에 구별된다.

• 둥글둥글한 큰 돌이 서로 붙어 있는 표시는 호박돌(둥근 돌)에 해당한다.
• 작고 둥근 알갱이나 잔 파편이 빽빽하게 채워진 표시는 자갈·깬자갈 쪽이다.

치수선과 함께 사용되어 치수를 나타내는 데 쓰이는 실선을 치수 보조선이라 한다.

외곽선은 대상물의 형상을, 중심선은 도형의 중심 위치를, 피치선은 반복 도형의 피치를 나타내는 선으로 치수 표시와는 목적이 다르다.

도면의 크기와 방식, 제도에 쓰는 선과 문자, 투상법처럼 공업 전 분야에 공통으로 적용되는 사항은 KS A(기본부문)에서 규정한다.

제시된 세 항목은 특정 기계나 전기 제품에 한정된 규정이 아니라 어떤 분야의 도면에도 똑같이 적용되는 제도 통칙이라는 공통점이 있다. 이런 기본·공통 사항이 모여 있는 자리가 기본부문이다.

• KS B는 기계, KS C는 전기·전자 부문의 규격을 다룬다.
• KS D는 금속 부문으로 강재 등 재료 규격을 다룬다.

제도 도면에서 사용되는 문자의 크기는 문자의 높이로 나타낸다.

문자의 폭이나 간격, 길이는 문자 크기를 규정하는 기준으로 사용하지 않는다.

암반면은 경계선 아래로 불규칙한 곡선이 갈라지고 겹치며 내려가는 모양으로 나타낸다.

보기에서 그 표시는 직선이나 규칙적인 도형이 아니라 길이와 휘어진 정도가 제각각인 곡선이 서로 엇갈려 그려져 있어, 깨진 암반의 거친 면을 그대로 옮긴 느낌을 준다.

• 경계선 아래에 X자를 규칙적으로 반복한 것은 잡석 표시다.
• 아래로 갈수록 짧아지는 수평선을 겹쳐 그린 것은 수면(수준면) 표시다.

단면 안을 일정한 간격의 45° 평행 사선(해칭)만으로 채운 것이 강철의 재료 단면 표시이다.

강재는 단면이 균질한 금속이어서 골재 알갱이나 결 무늬가 없으므로, 가는 실선을 같은 방향·같은 간격으로 그어 나타낸다. 강판처럼 두께가 얇아 사선을 넣기 어려울 때는 단면 전체를 검게 칠하기도 한다.

• 사선을 서로 엇갈리게 그어 마름모 격자무늬가 된 것은 강철 표시가 아니다.
• 불규칙한 점만 흩뿌린 무늬는 모래·흙 계열 재료의 표시이다.
• 사선이 짧게 끊겨 길이와 간격이 들쭉날쭉한 것도 등간격 해칭과 구별해야 한다.

치수 수치는 도면의 아래쪽이나 오른쪽에서 읽을 수 있도록 기입하는 것이 원칙이므로, 위쪽이나 오른쪽에서 읽도록 나타낸다는 설명은 옳지 않다.

치수선에 분명한 단말기호를 표시하고, 한 도면에서 같은 종류의 단말기호를 사용하며, 치수보조선과 치수선이 다른 선과 교차하지 않도록 하는 것은 모두 올바른 치수기입 원칙이다.

컴퓨터를 이용한 제도 작업은 신속성, 정확성, 응용성, 생산성 등을 특징으로 하며, 인간성은 CAD 작업의 특징과 거리가 멀다.

CAD는 반복 작업의 자동화와 표준화된 도면 생산에 강점이 있는 도구적 특성을 갖는다.

국제 표준화 기구를 나타내는 규격 기호는 ISO이다.

ANSI는 미국, JIS는 일본, DIN은 독일의 국가 표준 규격 기호라는 점에서 ISO와 구분된다.

비탈면 기호는 긴 선과 짧은 선을 번갈아 긋되, 두 선 모두 성토 마루(높은 쪽)에서 시작해 비탈 아래로 내려가도록 그린 것이 옳다. 긴 선은 비탈 끝까지 닿고 짧은 선은 중간에서 끊기므로, 결과적으로 짧은 선의 머리가 마루 쪽 경계선에 붙는다.

발문 그림은 양쪽 어깨에서 비탈이 내려오고 가운데가 평평하게 높은 성토 단면이다. 따라서 왼쪽 비탈면은 오른쪽이 높고 오른쪽 비탈면은 왼쪽이 높으므로, 두 비탈면의 표시는 서로 좌우 대칭이 되어야 한다.

왼쪽 비탈면에서는 짧은 선이 오른쪽 경계선에, 오른쪽 비탈면에서는 짧은 선이 왼쪽 경계선에 붙은 것이 성토면 경사를 바르게 나타낸 것이다. 두 비탈면을 같은 방향으로 그리거나 긴 선과 짧은 선의 기준을 뒤바꾼 것은 비탈이 어느 쪽으로 내려가는지를 거꾸로 읽게 만든다.

도로 곡선 설계에서 교점(Intersection Point)을 나타내는 기호는 IP이다.

교각 측정과 곡선 설치 계산의 기준이 되는 지점이 교점이며, 곡선의 시작점(BC)·끝점(EC) 등 다른 기호와는 구분되는 표기이다.

모든 대칭 또는 원형 물체의 중심을 표시하는 선은 1점 쇄선이다.

가는 1점쇄선으로 그리며, 대칭축이나 원의 중심 위치를 나타낼 때 사용한다.

“7@250=1750”은 250㎜ 간격으로 철근을 7등분하여 배치했다는 표시이며, 그 결과 전체 길이가 1750㎜가 된다는 뜻이다.

계산하면 $7 \times 250\ \mathrm{mm} = 1750\ \mathrm{mm}$로 표시된 총 길이와 일치한다.

• 철근 하나의 길이가 1750㎜라는 뜻이 아니라 배열 구간 전체의 길이이다.
• 배열된 철근 개수가 250개라는 뜻이 아니며, 250㎜는 간격이다.
• 철근 사이 간격이 1750㎜라는 뜻이 아니라 총 길이가 1750㎜이다.

제3각법은 눈 → 투상면 → 물체의 순서로 배치하여 투상한다.

투상면이 눈과 물체 사이에 놓이며, 이 투상면에 비친 형상을 그대로 그려낸다(제1각법은 눈-물체-투상면 순서로 반대이다).

구조물 전체의 형상과 치수를 총괄적으로 나타내어 거푸집 제작 등 시공의 기초자료로 활용되는 도면을 구조일반도라고 한다.

구조물 전체의 개략적 형태만 보여주는 일반도와 달리, 구조일반도는 부재 배치와 치수를 구체적으로 표기해 시공에 바로 활용할 수 있도록 작성된다.

철근 갈고리는 구부림 형태에 따라 원형(반원형)갈고리, 직각갈고리, 예각갈고리로 구분되며, 경사갈고리라는 명칭의 종류는 사용되지 않는다.

평면도는 물체를 바로 위에서 내려다본 모습이므로 윗면의 눈 수인 3을 그린 것이 옳다.

그림의 주사위는 화살표가 가리키는 정면이 눈 1, 오른쪽 면이 눈 2, 윗면이 눈 3이다. 윗면의 세 눈은 면의 대각선 방향으로 나란히 찍혀 있으므로, 위에서 본 정사각형 안에서도 눈 3개가 대각선 위에 일렬로 놓인다.

• 눈이 1개·2개인 그림은 각각 정면도와 우측면도에 해당한다.
• 눈이 5개인 그림은 이 방향에서는 보이지 않는 반대쪽 면이다.

정투상도의 기본 3면도는 정면도, 평면도, 측면도이며, 단면도는 이 기본 3면도에 포함되지 않는다.

단면도는 물체 내부 구조를 보여줄 필요가 있을 때 별도로 작성하는 보조 투상도이다.

사투상도에서는 수평선에 대해 주로 30°, 45°, 60°의 경사각을 사용하며, 75°는 일반적으로 사용되지 않는 각도이다.

제도 통칙에서 도면의 윤곽선은 최소 0.5㎜ 이상 두께의 실선으로 그리도록 규정한다.

• 도면 크기는 A1~A8이 아니라 A0~A4 계열의 규격을 따른다.
• 도면은 짧은 변이 아니라 긴 변을 좌우 방향으로 놓는 것이 원칙이다.
• 축척은 생략하지 않고 도면마다 반드시 기입한다.

A1 도면의 크기는 594㎜ × 841㎜이다.

A0(841×1189)를 절반으로 나눈 크기가 A1이며, 이후 A2·A3·A4로 갈수록 절반씩 작아진다.

원이나 호의 반지름을 나타낼 때 치수 숫자 앞에 붙이는 기호는 R이다.

지름 기호(ø)나 정사각형 기호(□)와 혼동하지 않도록 구분해서 사용한다.

제도에서 가는 선, 굵은 선, 아주 굵은 선의 굵기 비율은 1 : 2 : 4이다.

즉 굵은 선은 가는 선의 2배, 아주 굵은 선은 가는 선의 4배 굵기로 그린다.

강구조물 도면에서 평면도·측면도·단면도 등은 각각 독립적으로 그리는 것이 원칙이며, 뒤섞어 그리지 않도록 하는 것이 옳다.

부재나 소재가 잘 나타나도록 각 도면을 분리해서 작성해야 시공자가 이해하기 쉬우므로, “독립하여 그리지 않도록 한다”는 서술은 옳지 않다.

도면의 치수 단위는 원칙적으로 mm를 사용하며, 단위 기호는 따로 기입하지 않는다.

단위가 m라고 한 서술은 옳지 않으며, 치수선 중앙 위쪽 기입·경사의 백분율(%) 또는 천분율(‰) 표시·치수선 교차부 기입 회피 등 나머지 서술은 일반적인 치수 기입 규정과 맞다.

도스(DOS), 윈도우(Windows), 리눅스(Linux)는 컴퓨터를 구동하는 운영체제이지만, 캐드(CAD)는 운영체제 위에서 실행되는 도면 작성용 응용 프로그램이다.

종단면도에서 기준선(기준고)은 지반고와 계획고보다 낮은 표고로 잡아 도면 하단에 여백을 두는 것이 원칙이며, 지반고·계획고 이상으로 잡는다는 서술은 옳지 않다.

지반고는 각 중심말뚝의 표고를 기재하고, 추가거리는 기점(NO.0)부터의 누적 거리를 기입하는 것은 맞는 설명이다.

“H 춤×폭×복부판두께×플랜지두께×길이” 순서의 표기 규약에 따라, “2-H 300×200×9×12×1000”은 높이 300, 폭 200, 복부판두께 9, 플랜지두께 12, 길이 1000인 H형강 2본을 뜻한다.