08년 3회차

물-시멘트비(W/C)는 단위 시멘트량에 대한 단위 수량의 비이므로, 단위 시멘트량은 단위 수량을 물-시멘트비로 나누어 구한다. 따라서 단위 시멘트량은 320kg이다.

$C = \dfrac{W}{W/C} = \dfrac{176\mathrm{kg}}{0.55} = 320\mathrm{kg}$

제시된 조건(배치철근량이 소요철근량의 2배 이상이면서 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/2 이하)은 A급 이음의 정의에 해당한다.

이 조건을 만족하지 못하는 나머지 경우는 모두 B급 이음으로 분류되며, A급 이음은 B급보다 짧은 겹침이음 길이가 허용된다.

골재 표면에는 물기가 없지만 골재 내부의 빈틈(공극)은 물로 가득 차 있는 상태를 표면건조포화상태(표건상태)라 한다.

이 상태의 골재는 콘크리트 배합수를 흡수하지도, 배합수에 물을 보태지도 않으므로 흡수율 산정과 콘크리트 배합설계의 기준 함수상태로 쓰인다. 표면에까지 물이 묻어 있으면 습윤상태가 된다.

철근과 콘크리트 사이의 부착력은 시멘트풀의 정착 작용, 콘크리트와 철근 표면의 마찰 작용, 이형철근 표면(마디·리브)에 의한 기계적 작용 세 가지 원리로 설명되며, 거푸집에 의한 압축 작용은 부착에 관여하는 원리가 아니다.

거푸집은 굳지 않은 콘크리트의 형상을 유지하는 가설재일 뿐, 철근-콘크리트 계면의 부착 성능과는 직접적인 관련이 없다.

굵은 골재의 최대치수는 질량비로 90% 이상을 통과시키는 체 가운데 가장 작은 치수의 체눈을 체의 호칭치수로 나타낸다.

이 값은 골재 입도를 표준화하여 콘크리트 배합설계와 철근 순간격·피복두께 등 시공성을 검토하는 기준으로 활용된다.

180° 표준갈고리는 구부린 반원 끝에서 철근지름($d_b$)의 4배 이상, 또한 60㎜ 이상을 더 연장하여야 한다.

이는 갈고리가 콘크리트 속에서 충분한 정착력을 확보하도록 하기 위한 최소 연장 규정이다.

표준갈고리의 최소 내면 반지름을 규정하는 이유는 철근을 지나치게 급하게 구부릴 때 구부림 부위에 응력이 집중되어 철근의 재질이 손상(미세균열·강도 저하)되는 것을 막기 위해서이다.

따라서 철근이 굵을수록 더 큰 내면 반지름을 요구하며, 큰 응력을 받는 부위에서는 규정값보다 더 크게 구부리는 것이 좋다.

철근의 구부리기는 상온에서 하는 냉간가공을 원칙으로 하며, 가열하여 구부리는 것은 원칙적으로 허용되지 않으므로 모든 철근을 가열해서 구부린다는 설명은 옳지 않다.

• D38 이상의 굵은 철근은 구부림 내면반지름을 철근지름의 5배 이상으로 한다는 설명은 옳다.
• 콘크리트 속에 일부가 묻힌 철근을 현장에서 구부리지 않는 것이 원칙이라는 설명도 옳다.
• 큰 응력을 받는 부위에서 구부림 내면 반지름을 더 크게 하는 것이 좋다는 설명도 옳다.

강도설계법의 균형변형률 상태는 압축측 최외단 콘크리트의 변형률이 $0.003$에 도달함과 동시에, 인장철근의 변형률이 항복변형률 $f_y/E_s$에 도달하는 상태를 말한다.

이 상태에서 콘크리트 압괴와 철근 항복이 동시에 일어나며, 이를 기준으로 단면이 취성적인 압축파괴 구간과 연성적인 인장파괴 구간으로 구분된다.

강섬유보강콘크리트는 도로·활주로 포장, 터널 라이닝, 프리캐스트 콘크리트 제품 등 균열 억제와 인성 향상이 필요한 곳에 주로 쓰이며, 중성자선 차폐와 같은 방사선 차폐 재료로는 사용되지 않는다.

방사선 차폐에는 강섬유 보강 여부보다 고비중 골재를 사용한 중량콘크리트가 활용된다.

보의 전단응력에 의한 균열에 대비하는 보강철근은 수직 스터럽, 경사 스터럽, 굽힘철근(절곡철근)이며, 조립철근은 전단보강 기능을 하지 않는다.

조립철근은 주철근이 시공 중 처지거나 흐트러지지 않도록 위치를 고정하는 보조 철근으로, 하중에 저항하는 구조적 역할을 하지 않는다.

흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 현장치기 콘크리트에서 D16 이하의 철근(또는 지름 16㎜ 이하 철선)이 사용될 때 최소 피복두께는 40㎜이다.

같은 조건에서 D19 이상의 철근을 사용하면 이보다 더 두꺼운 피복두께가 요구된다.

강도설계법의 기본가정에서는 콘크리트 및 철근의 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다고 가정하므로, 거리에 반비례한다는 설명은 기본가정이 아니다.

이는 평면유지의 가정(단면은 휨을 받아도 평면을 유지한다)에서 직접 도출되는 선형 변형률 분포이며, 나머지 보기(철근-콘크리트의 완전 부착, 콘크리트 인장강도 무시, 평면유지)는 모두 실제 기본가정에 해당한다.

D35를 초과하는 굵은 철근은 인장부에서 겹침이음을 하지 않는 것이 원칙이므로, 보기 가운데 D25만 겹침이음이 가능하다.

굵은 철근일수록 겹침이음에 필요한 길이가 과도하게 길어지고 이음부의 응력 전달이 불확실해지므로, 이 한계를 넘는 철근은 겹침이음 대신 기계적 이음이나 용접이음을 사용한다.

도로교설계기준에서 활하중은 사하중·충격 등과 함께 주하중으로 분류된다.

풍하중은 부하중으로, 제동하중과 원심하중은 특수하중으로 분류되어 활하중과 구분된다.

슬래브를 1방향과 2방향으로 구분하는 기준은 슬래브를 지지하는 경계 조건(테두리를 지지하는 변의 배치)과 그에 따른 장변·단변의 거동 방식이다.

네 변이 모두 지지되고 장변과 단변의 비가 작으면 두 방향으로 하중이 분산되는 2방향 슬래브로, 마주 보는 두 변만 지지되거나 변장비가 크면 1방향 슬래브로 거동한다.

토목 구조물은 일반적으로 공용기간이 길다는 특징을 가지므로, 공용기간이 짧다는 설명은 틀렸다.

• 규모가 크다는 설명은 옳다.
• 다량생산이 아니라는(주문·현지 생산 성격) 설명도 옳다.
• 대부분 자연환경 속에 놓인다는 설명도 옳다.

옹벽은 비탈면의 흙이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 설치하는 구조물이다.

흙의 측압(토압)에 저항하여 배후 지반을 안정적으로 지지하는 것이 옹벽의 본래 목적이며, 교량 받침이나 상하수도관, 도로 측구와는 기능이 다르다.

중력식 옹벽은 무근 콘크리트로 만들어지며, 별도의 철근 보강 없이 구조물 자체의 무게(자중)만으로 토압에 저항하여 안정을 유지하는 형식이다.

캔틸레버식이나 부벽식 옹벽이 철근콘크리트를 이용해 단면을 줄이는 것과 달리, 중력식은 단면 자체를 크고 두껍게 만들어 안정성을 확보한다.

강구조는 공장에서 제작한 부재를 현장에서 조립하는 방식이라 습식 공정이 적고 콘크리트 구조에 비해 공사기간이 단축된다.

반대로 강재는 콘크리트보다 강도가 월등히 크고, 이 때문에 부재의 치수를 오히려 더 작게 만들 수 있으며, 공장 제작을 거치므로 품질 관리도 균일하게 유지하기 쉽다.

교각에 작용하는 상부 구조물의 하중을 지반에 안전하게 전달하는 구조물은 확대기초(푸팅)이다.

기둥이나 교각의 좁은 단면에 집중된 하중을 넓은 저면적으로 분산시켜 지반의 지지력 범위 안에서 안전하게 전달하는 역할을 한다.

포스트텐션 방식에서 시스 안에 시멘트풀 또는 모르타르를 주입하여 PS강재의 부식을 막고 콘크리트와 부착시키는 작업을 그라우팅이라 한다.

덕트(시스) 내부의 빈 공간을 그라우트로 채움으로써 긴장재와 콘크리트가 일체로 거동하도록 하는 후속 공정이다.

철근콘크리트 구조물은 내구성·내화성·내진성이 우수하고 다양한 형상과 치수로 자유롭게 제작할 수 있으며 유지관리비가 적게 드는 장점이 있다.

다만 강재에 비해 자중이 커서 경량 구조물을 만들기 어렵다는 것이 단점이므로, 비교적 경량의 구조물을 만들 수 있다는 설명은 장점으로 볼 수 없다.

하천·계곡·해협 등을 가로질러 교통을 소통시키기 위해 가설하는 구조물을 교량이라 한다.

장애물 위로 도로나 철도를 연속시켜 통행이 가능하게 하는 것이 교량의 근본 기능이다.

토목 구조물의 설계에서는 작용 외력에 대한 안정성, 사용 관리성과 내구성, 유지보수의 경제성을 핵심 개념으로 고려한다.

구조물이 얼마나 희귀한가 하는 희소적 가치는 안전성이나 경제성과 무관한 개념이므로 설계 개념과 거리가 멀다.

양안에 주탑을 세우고 그 사이에 케이블을 걸어 보강형이나 트러스를 매다는 형식의 교량은 현수교이다.

케이블의 인장력으로 하중을 주탑과 앵커리지에 전달하는 구조로, 장경간 교량에 적합하다.

토목 구조물의 재료 선정 시에는 구조물의 종류, 재료 구입의 난이도, 완성 후의 유지관리비 등을 고려한다.

이는 모두 구조물의 성능과 경제성에 직결되는 요소인 반면, 특정 재료 생산 업체가 어디인지는 재료 선정 자체의 고려 대상이 아니다.

2개 이상의 기둥을 하나의 확대기초로 함께 지지하도록 만든 것을 연결확대기초라 한다.

기둥 1개를 독립적으로 지지하면 독립확대기초, 저면을 계단 모양이나 경사지게 만든 것은 각각 계단식·경사 확대기초로 구분된다.

강도설계법은 설계강도가 소요강도 이상이 되도록($\phi S_n \geq S_u$) 단면을 결정하는 방법이므로, "설계강도<소요강도"로 단면을 결정한다는 설명은 틀렸다.

• 파괴상태에 가까운 계산상 강도를 공칭강도라 한다는 설명은 옳다.
• 공칭강도에 강도감소계수를 곱해 설계강도를 구한다는 설명도 옳다.
• 계수하중으로 계산된 부재의 강도를 소요강도라 한다는 설명도 옳다.

원도를 그릴 때는 도면의 구성을 먼저 정한 뒤 도면의 배치를 결정하고, 이어서 선 긋기와 글자 및 기호 쓰기를 마친 다음 마지막으로 도면 전체를 검토하는 순서를 따른다.

용지·척도·배치 형식 같은 큰 틀을 구성하지 않은 채 곧바로 선을 그으면 나중에 배치가 어긋나므로, 구성과 배치가 먼저 정해진 뒤 실제 작도가 이루어지고 검토로 마무리되는 흐름이 합리적이다.

제도에서 글자는 수직으로 쓰거나 수직에서 오른쪽으로 15° 기울여 쓰는 것이 원칙이며, 35°로 기울여 쓴다는 설명은 이 원칙과 어긋나므로 틀렸다.

문장을 가로 왼쪽부터 쓰는 것, 글자 크기를 높이로 나타내는 것, 숫자를 아라비아 숫자로 쓰는 것은 모두 KS 제도통칙에 맞는 설명이다.

KS 제도용지는 A0(841×1189㎜)를 기준으로 긴 변을 절반씩 접어가며 A1, A2, A3, A4로 작아지는데, A2의 규격은 420×594㎜이다.

841×1189㎜은 A0, 210×297㎜은 A4의 규격이며, 515×728㎜은 A열이 아닌 B열(B2)의 규격이다.

도로 선형요소에서 두 접선(직선)이 만나는 교점은 I.P(Intersection Point)로 표기한다.

B.C는 곡선의 시작점, E.C는 곡선의 끝점, T.L은 접선장을 가리키는 기호로 교점과는 다른 개념이다.

제도에서 사용하는 투상법에는 정투상법, 등각투상법, 사투상법 등이 있으며, 구조투상법이라는 명칭의 투상법은 존재하지 않는다.

도면에서 보이는 부분은 굵은 실선(외형선)으로 그리고, 숨겨진 부분은 파선(숨은선)으로 그려 구분하는 것이 원칙이다. 숨겨진 부분을 가는 실선으로 표시한다는 설명은 이 원칙과 맞지 않는다.

그림을 간단히 하고 중복을 피하는 것, 대칭 형상에서 한쪽은 외형도·반대쪽은 단면도로 나타내는 것, 경사면 부분만 보조도로 넣는 것은 모두 도면 작도의 일반 원칙에 해당한다.

치수보조선과 치수선은 원칙적으로 도형의 중심선이나 기준선과 겹치지 않게 그려야 하며, 중심선에서 바로 연장하여 치수를 기입하지 않는다. ②는 수직 중심선을 그대로 치수보조선으로 사용해 수직선상에 치수를 기입한 형태로, 중심선을 치수선으로 겸용한 잘못된 표기이다. 반면 ①③④는 치수보조선을 중심선에서 적절히 인출하여 경사지게 치수를 기입한 올바른 방식이다.

토목구조물 도면은 단면도를 중심에 놓고 그 주위에 관련 도면을 배치하는데, 일반도는 단면도의 좌측에 그리는 것이 일반적이다. 따라서 일반도를 단면도의 상단에 둔다는 설명은 표준적인 배치와 맞지 않는다.

단면도를 기준으로 저판 배근도를 하부에, 벽체 배근도를 우측에 그리고, 도면 상단에는 도면 명칭을 도면 크기에 알맞게 기입하는 것은 모두 일반적인 도면 배치에 해당한다.

토목제도에서 도면에 표시하는 치수는 별도로 명시하지 않는 한 완성치수를 기준으로 한다.

재료치수나 재단치수는 가공 전 소재 단계의 치수를 가리키는 개념으로, 특별히 지정하지 않는 한 도면 표시의 기본이 되지 않는다.

치수선·지시선·인출선은 모두 가는 실선으로 긋는다. 가상선은 인접 부분이나 이동 위치 등을 나타내는 선으로 가는 2점쇄선을 쓴다.

좌표의 원점을 기준으로 그 원점으로부터의 거리로 위치를 나타내는 방식은 절대좌표이다.

상대좌표는 바로 앞점을 기준으로 한 상대적 위치를, 극좌표는 거리와 각도로 위치를 나타내는 방식이어서 원점 기준의 좌표방법과는 다르다.

D로 표시하는 철근 기호는 이형철근을 뜻하고 뒤의 숫자는 공칭지름(㎜)을 나타내므로, D16은 공칭지름 16㎜의 이형철근을 의미한다.

• ø는 원형철근을 나타내는 기호이고 뒤의 숫자도 지름이므로, ø13을 반지름으로 설명하거나 이형철근이라고 하는 것은 틀렸다.
• H16의 숫자를 '높이'로 설명한 것도 철근 표시법과 맞지 않다(철근 기호 뒤의 숫자는 지름을 뜻한다).

입체를 제3상한(눈-투상면-물체 순서)에 놓고 투상하는 방법은 제3각법이다.

제1각법은 물체를 제1상한에 놓아 눈-물체-투상면 순서로 투상하는 방법이어서 이 설명과 다르고, 축측투상법·사투상법은 입체를 하나의 투상면에 그대로 그리는 별도의 방식이다.

철근콘크리트 구조물에서 철근의 가공·배치 기준이 되는 도면, 즉 배근도로도 불리는 도면은 구조도이다.

일반도는 구조물 전체의 형상과 치수를 보여주는 도면이고, 평면도·상세도는 각각 위에서 본 형상이나 특정 부위를 확대해 보여주는 도면이어서 철근 가공·배치 기준이 되는 배근도와는 목적이 다르다.

A4 용지를 긴 변 방향으로 두 장 이어 붙인 크기가 A3이며, 이는 A4 면적의 2배에 해당한다.

A5는 A4의 절반 크기이고, B4·B3는 A계열이 아닌 별도의 B계열 규격이어서 A4의 2배 관계와 직접 대응하지 않는다.

KS 제도통칙에서 윤곽선의 나비는 A0와 A1 크기 모두 최소 20㎜가 되도록 정하고 있어, A1에 대해 10㎜라고 한 설명은 이 기준과 맞지 않는다.

A0 크기에서 최소 20㎜, 그림 영역을 한정하는 윤곽선을 0.5㎜ 이상의 실선으로 긋는 것, 철하기 위한 구멍 뚫기 여유를 표제란에서 가장 먼 쪽에 최소 20㎜로 두는 것은 모두 제도통칙에 맞는 설명이다.

암반면은 경계선 아래로 길이와 굽은 정도가 제각각인 불규칙한 곡선이 갈라지며 뻗어 내리는 모양으로 나타내므로, 나뭇가지가 갈라지듯 휘어진 선들이 늘어진 표시가 암반면이다.

암석의 파쇄면이 일정하지 않다는 성질을 그대로 본떠, 자를 대고 그은 듯한 규칙적인 직선이 아니라 손으로 그은 듯한 불규칙한 곡선으로 그리는 것이 특징이다.

• 경계선 아래에 V자 모양의 곧은 빗금이 규칙적으로 반복된 것은 지반면 표시이다.
• 길이가 서로 다른 평행한 수평선을 몇 줄 겹쳐 그은 것은 물이 있는 면, 곧 수준면 표시이다.
• 경계선 아래에서 두 직선이 X자로 교차하는 무늬가 반복된 것은 잡석 표시이다.

CAD 시스템에서 모니터·프린터·플로터는 화면이나 종이로 결과를 내보내는 출력장치이지만, 디지타이저는 좌표를 읽어 들이는 입력장치이다.

KS(한국산업표준)의 부문별 기호 중 토목·건축 부문은 KS F로 분류한다.

KS C는 전기전자, KS D는 금속, KS E는 광산 부문 기호로 토목·건축과는 다른 분야를 가리킨다.

구조 부재를 나타내는 철근 기호 중 H는 헌치(Haunch)를 가리키는 기호로 옳게 짝지어져 있다.

• 기초를 나타내는 기호는 W가 아니라 F이다.
• 벽체를 나타내는 기호는 I가 아니라 W이다.
• 슬래브를 나타내는 기호는 K가 아니라 S이다.

C.T.C(Center To Center)는 철근과 철근의 중심 간격을 뜻하므로, @400 C.T.C는 철근 사이의 간격이 400㎜가 되도록 배치한다는 표시이다.

국제적으로 표준 규격을 제정하는 기구인 국제표준화기구의 규격 기호는 ISO이다.

JIS는 일본산업규격, ASA는 미국의 옛 표준화 단체 기호이며, NASA는 미국 항공우주국으로 표준 규격 기호가 아니다.

KS 제도통칙에서 가는 선 : 굵은 선 : 아주 굵은 선의 굵기 비율은 1 : 2 : 4로 정해져 있다.

CAD 시스템 도입으로 얻는 효과는 도면 작성의 정밀도·생산성·신뢰성 향상처럼 제도 작업 자체와 직접 관련된 항목들이다.

사업의 타당성 향상은 투자·경제성 검토와 관련된 별개의 판단 영역이어서 CAD 도입의 직접적인 효과로 보기 어렵다.

등고선 중 지형 표시의 기본이 되며 가는 실선으로 그리는 선은 주곡선이다.

계곡선은 주곡선 5개마다 굵은 실선으로, 간곡선은 가는 파선으로, 조곡선은 가는 점선으로 그려 주곡선과는 선의 굵기·종류가 다르다.

거푸집 내부의 부피는 $3\mathrm{m} \times 2\mathrm{m} \times 1\mathrm{m} = 6\mathrm{m}^3$이다.

단위중량 $2.3\mathrm{t/m^3}$을 곱하면 필요한 콘크리트량은 $6\mathrm{m}^3 \times 2.3\mathrm{t/m^3} = 13.8\mathrm{t}$으로 계산된다.