08년 1회차

최대 휨모멘트가 발생하는 단면에서 1방향슬래브의 정철근 및 부철근 중심간격은 슬래브 두께의 2배 이하이면서 300mm 이하로 제한된다.

이는 균열을 제어하고 철근이 응력을 고르게 분담하도록 하기 위한 규정으로, 슬래브가 두꺼워지더라도 간격의 상한인 300mm를 넘을 수 없다.

참고로 최대 휨모멘트 단면이 아닌 그 밖의 단면에서는 슬래브 두께의 3배 이하이면서 450mm 이하로 완화된다.

인장 이형철근의 겹침이음 길이는 산정된 소요길이와 관계없이 300mm(30㎝) 이상이어야 한다.

계산상 필요한 겹침길이가 이보다 짧게 나오더라도 부착력 확보를 위해 두는 최소 길이 규정이기 때문이다.

강도설계법에서 직사각형 단면보의 가장 이상적인 파괴형태는 연성파괴이다.

철근이 먼저 항복한 뒤 콘크리트가 압괴되는 형태로, 파괴에 이르기 전에 처짐과 균열이 크게 진행되어 충분한 파괴의 전조를 보이기 때문이다.

• 압축파괴·취성파괴는 철근 항복 없이 콘크리트가 갑자기 깨지는 위험한 파괴 형태이다.
• 균형파괴는 철근 항복과 콘크리트 압괴가 동시에 일어나는 경계 상태로, 여유 없이 설계되어 이상적이라 보지 않는다.

블리딩을 줄이려면 오히려 단위 수량을 작게 해야 하므로, 단위수량을 크게 하는 것은 잘못된 방법이다.

• 분말도가 높은 시멘트는 수화가 빨라 블리딩이 줄어든다.
• AE제 사용은 미세기포가 물의 이동을 막아 블리딩을 줄인다.
• 포졸라나 같은 혼화재는 재료분리를 줄여 블리딩 저감에 도움이 된다.

반면 단위수량이 많아지면 여분의 물이 위로 떠오르는 블리딩이 오히려 커진다.

나선철근과 띠철근 기둥의 축방향 철근 순간격은 40㎜ 이상이면서 철근 공칭지름의 1.5배 이상이어야 한다.

이는 콘크리트가 철근 사이를 충분히 채워 넣을 수 있도록 최소 간격을 확보하기 위한 규정이다.

보에서 D35를 초과하는 철근은 다발로 사용할 수 없으므로, 보기 중 D39가 여기에 해당한다.

다발철근은 2개 이상 4개 이하를 한 다발로 묶어 사용하는데, 굵은 철근을 묶으면 콘크리트와 접하는 부착면적이 줄고 시공성도 떨어지기 때문에 철근 지름에 제한을 둔다.

반원형(180°) 표준갈고리의 연장길이는 4d_b 이상, 또한 60mm 이상이어야 한다. D29 철근은 $d_b = 28.6\text{mm}$이므로 $4d_b = 4 \times 28.6 = 114.4\text{mm}$이고, 이는 60mm보다 크므로 두 값 중 큰 값인 114.4mm 이상이 갈고리 연장길이(L)의 최소값이 된다.

철근콘크리트 강도설계법의 기본가정에서 콘크리트 압축연단의 극한변형률은 0.003으로 본다.

이는 실험적으로 콘크리트가 압괴에 이르는 변형률을 단순화하여 설계에 적용한 값이다.

공칭지름이 35㎜(D35)를 초과하는 철근은 원칙적으로 겹침이음을 할 수 없다.

굵은 철근은 겹침이음으로 응력을 전달하기에 필요한 부착길이가 지나치게 길어지고 시공성도 떨어지므로, 이런 경우 용접이음이나 기계적 이음을 사용한다.

현장치기 콘크리트 중 피복두께를 가장 크게 확보해야 하는 것은 수중에서 치는 콘크리트로, 100㎜ 이상을 요구한다.

• 흙에 접하여 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트는 75㎜로 수중 타설보다 작다.
• 옥외 공기에 직접 노출되는 콘크리트, 옥외 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트 순으로 요구 피복두께는 더 작아진다.

수중 타설은 시공 중 철근 위치 관리와 내구성 확보가 어려워 가장 두꺼운 피복을 요구한다.

fck가 30MPa일 때 등가직사각형 응력블록의 깊이 계수 β1은 0.836이다.

이 문제가 따르는 기준에서 β1은 fck가 28MPa 이하이면 0.85이고, 28MPa을 초과하면 초과분에 비례하여 줄어든다.

$\beta_1 = 0.85 - \dfrac{0.05(f_{ck} - 28)}{7} = 0.85 - \dfrac{0.05 \times 2}{7} = 0.836$

다만 현행 콘크리트구조 설계기준은 β1을 fck 구간별 표 값으로 규정하므로, 위 식은 이 문제의 출제 당시 기준에 따른 계산이다.

시방배합에서 기준으로 삼는 골재의 함수상태는 표면건조포화상태(SSD)이다.

골재 표면에는 물기가 없고 내부 공극은 물로 가득 찬 상태를 기준으로 배합을 설계해야, 실제 비빔에서 골재가 물을 흡수하거나 내보내며 배합수량이 달라지는 것을 방지할 수 있다.

콘크리트의 동해를 방지하는 가장 적절한 대책은 AE 콘크리트로 시공하는 것이다.

AE제가 만드는 미세한 독립기포가 동결 시 물의 팽창압을 흡수해 콘크리트 조직의 파괴를 줄여준다.

• 밀도가 작은 경량골재는 흡수율이 높아 오히려 동해에 취약하다.
• 물-시멘트비를 크게 하면 공극이 늘어 동해 저항성이 떨어진다.
• 흡수율이 큰 골재는 내부에 머금은 수분이 얼어 팽창하기 쉬워 동해에 불리하다.

단철근 직사각형 보의 철근비는 0.02이다.

$\rho = \dfrac{A_s}{b \times d} = \dfrac{3000\,\mathrm{mm^2}}{300\,\mathrm{mm} \times 500\,\mathrm{mm}} = \dfrac{3000}{150000} = 0.02$

풍화된 시멘트는 공기 중의 수분과 이산화탄소를 흡수하면서 강열감량(보기의 '감열감량')이 증가한다.

강열감량은 시멘트를 고온으로 강하게 가열했을 때 날아가는 무게의 비율로, 풍화로 흡수된 수분과 탄산가스가 많을수록 커지므로 풍화 정도를 판정하는 지표가 된다.

반면 풍화가 진행될수록 비중은 작아지고, 응결은 느려지며 강도도 저하된다.

하나의 넓은 기초판 위에 기둥 두 개가 함께 서 있으므로 연결 확대 기초다.

기둥 간격이 좁거나 대지 경계 때문에 기초판을 따로 놓을 수 없을 때, 둘 이상의 기둥을 한 장의 확대기초판으로 묶어 지지하는 형식이다. 두 기둥의 하중이 한 판에 합쳐지므로 편심을 줄이고 부등침하를 억제하는 효과가 있다.

• 독립 확대 기초는 기둥 하나마다 기초판 하나를 두는 형식이다.
• 벽 확대 기초는 벽을 따라 길게 이어진 띠 모양 기초판으로, 그림처럼 독립된 기둥이 올라선 형태가 아니다.

교량 설계에서 반드시 고려해야 하고 항상 장기적으로 작용하는 하중은 주하중이다.

고정하중과 활하중처럼 교량이 존재하는 동안 지속적으로 작용하는 하중이 주하중에 해당한다.

• 부하중은 풍하중, 온도변화의 영향, 지진의 영향처럼 상시가 아니라 특정 조건에서 작용하는 하중이다.
• 특수하중은 설하중·원심하중·제동하중·충돌하중 등 해당 교량에 필요한 경우에만 고려하는 하중이다.

강구조에서 강재를 접합하는 대표적인 방법은 접합 수단을 기준으로 용접이음, 고장력볼트이음, 리벳이음으로 분류한다.

겹침이음은 이음 부위에서 판을 서로 겹쳐 놓는 형태를 가리키는 말로, 앞의 세 가지와는 분류 기준이 달라 강구조의 강재 이음 방법으로 나란히 놓기에 가장 거리가 멀다.

PS강재를 일정한 길이로 긴장한 채 유지할 때 시간이 지나면서 인장응력이 줄어드는 현상을 릴랙세이션이라 한다.

강재 내부의 응력이 서서히 풀리는 현상으로, PS콘크리트의 프리스트레스 손실 원인 중 하나로 다룬다.

연속교 주형의 중간 부분에 힌지를 두어 정정구조로 만든 교량을 게르버교라 한다.

힌지를 통해 부정정 구조인 연속교를 정정 구조로 치환함으로써 부등침하에 대한 영향을 줄이고 해석을 단순화할 수 있다.

교량 설계에 사용되는 표준 트럭 하중은 기호 DB로 나타낸다.

DB하중은 실제 대형 트럭 한 대의 바퀴하중을 모델화한 것으로, 차선 전체에 등분포로 작용하는 DL하중(표준차선하중)과 구분된다.

프리스트레스트콘크리트는 철근콘크리트보다 고강도 재료를 쓰고 균열이 억제되지만, 내화성은 오히려 철근콘크리트보다 떨어진다.

PS강재는 고온에서 강도 저하가 빠르게 일어나기 때문에, 화재 시 프리스트레스 손실과 내력 저하가 철근콘크리트보다 크게 나타난다.

프리텐션 방식은 PS강재를 먼저 긴장한 상태에서 콘크리트를 치는 방식이므로, 긴장 작업 자체는 콘크리트가 굳기 전에 이루어진다. 따라서 '콘크리트가 경화한 후 프리스트레스를 도입한다'는 설명은 프리텐션이 아니라 포스트텐션 방식에 해당한다.

포스트텐션은 콘크리트를 먼저 치고 경화한 뒤 시스 속의 PS강재를 잭으로 긴장하여 정착장치로 프리스트레스를 도입한다.

반면 프리텐션은 주로 공장에서 제작하며, 콘크리트가 굳은 뒤 긴장력을 풀면 PS강재와 콘크리트의 부착에 의해 프리스트레스가 전달된다.

교량을 통로의 위치에 따라 분류하면 상로교·중로교·하로교로 나뉘며, 도로면이 주형의 중간 높이에 있는 경우가 중로교이다.

• 거더교는 구조형식에 따른 분류이지 사용 재료(강교·콘크리트교 등)에 따른 분류가 아니다.
• 곡선교는 평면 형상에 따른 분류이지 사용 용도(도로교·철도교 등)에 따른 분류가 아니다.
• 2층교는 통로가 위아래 두 층으로 놓인 것으로, 상로교·중로교·하로교와 함께 통로의 위치·구성에 따른 분류에 속하며 평면 형상에 따른 분류가 아니다.

주철근을 둘러싸고 직각 또는 경사지게 배치하여 전단력과 비틀림모멘트에 저항하도록 하는 복부 보강철근을 스터럽이라 한다.

보의 사인장균열을 억제하고 전단내력을 보강하는 역할을 한다.

바닥틀, 주트러스, 슬래브는 교량의 상부구조에 속하지만, 교대는 교량을 지지하는 하부구조에 해당한다.

교대는 교량 양 끝에서 상부구조를 받치고 토압에 저항하는 부재로, 교각과 함께 하부구조로 분류된다.

포스트텐션 방식 PSC 부재에서 콘크리트 속에 PS강재를 삽입할 구멍을 미리 형성하기 위해 매입하는 관을 시스라 한다.

콘크리트 타설 전 시스를 배치해 두고, 콘크리트 경화 후 이 관 속으로 PS강재를 넣어 긴장하는 데 사용한다.

토목구조물은 규모가 크고 수명이 길며 건설에 많은 시간과 비용이 드는 것이 일반적 특징이지만, 플랜트를 이용한 대량생산은 토목구조물의 특징이 아니다.

대부분의 토목구조물은 현장에서 개별적으로 계획·시공되는 단일 구조물로, 공산품처럼 표준화된 설비에서 대량 생산되지 않는다.

옹벽의 외력에 대한 안정조건은 전도, 활동, 침하(지지력)에 대한 안정 3가지이며, 휨에 대한 안정은 이에 해당하지 않는다.

휨에 대한 검토는 옹벽 부재 자체의 단면 설계(강도설계)에 속하는 문제로, 옹벽 전체가 넘어지거나 미끄러지거나 지반이 침하하는 외적 안정과는 구분된다.

교량 상부구조의 자중과 부속시설물의 중량을 합한 하중을 고정하중이라 한다.

차량 등 이동하며 작용하는 활하중과 달리, 고정하중은 구조물이 존재하는 한 위치와 크기가 변하지 않는 하중이다.

지상 길이 5m를 축척 1/200로 도면에 나타내면 그 길이는 25㎜이다.

$5\,\mathrm{m} = 5000\,\mathrm{mm},\quad 5000 \times \dfrac{1}{200} = 25\,\mathrm{mm}$

KS 제도통칙에서는 도면 작성 시 투상법으로 제3각법을 원칙으로 한다.

제3각법은 눈-투상면-물체의 순서로 놓고 투상하여, 도면에서 본 방향과 실제 물체를 보는 방향이 일치해 이해하기 쉬운 장점이 있다.

도면의 윤곽선은 일반적으로 0.5㎜ 이상의 굵기를 가진 실선으로 그리는 것이 좋다.

윤곽선은 도면의 영역을 구분하고 인쇄·복사 시 도면 내용이 잘리지 않도록 여백을 확보하는 역할을 하므로, 다른 선보다 굵게 그린다.

하천측량제도에서 하천공사 계획의 기본도가 되는 도면은 평면도이다.

평면도는 하천의 전체적인 형상과 위치, 구조물 배치를 한눈에 보여주므로 공사 계획을 세우는 기본 자료로 사용되며, 종단면도·횡단면도는 이를 보완하는 세부 도면이다.

CAD는 복잡한 도면 작성, 반복되는 부품 설계, 이미 작성한 도면의 편집처럼 정확한 좌표와 반복 작업에서 생산성을 크게 높여준다.

반면 프리핸드로 스케치하고 싶은 작업은 CAD의 정밀한 입력 방식과 맞지 않아 생산성 향상 영역으로 보기 어렵다.

도면에서 특정 부분의 형상·치수·구조를 보여주기 위해 큰 축척으로 별도로 나타낸 도면을 상세도라 한다.

전체 도면에서는 작게 표현되어 파악하기 어려운 부분을 확대하여 시공에 필요한 정보를 명확히 전달하는 역할을 한다.

치수보조기호 중 반지름을 나타내는 기호는 R이다.

지름은 ø, 판 두께는 t, 45° 모따기는 C로 표기하여 각각 다른 치수 요소를 구분한다.

도면은 간단명료하게, 즉 중복 없이 작성하는 것이 설계제도의 기본 원칙이다.

도면에 오류가 없어야 하고 불필요한 사항을 기입하지 않으며 설계자의 의도가 정확히 전달되어야 한다는 설명은 모두 옳다.

따라서 도면을 간단하게 그리면서 동시에 중복되게 작성한다는 설명은 간결성의 원칙에 어긋난다.

KS 제도통칙에 따르면 한글·숫자·영자의 글자 굵기는 글자 높이의 1/9 정도로 한다.

문자의 크기는 높이로 표시하며, 굵기는 지나치게 가늘거나 굵지 않도록 이 비율에 맞춰 정한다.

컴퓨터 기억장치는 가격이 저렴하고 기억용량이 크며 접근시간이 짧을수록 좋은 성능으로 평가된다.

반대로 부피는 작을수록 유리하므로, 부피가 커야 한다는 조건은 기억장치가 갖추어야 할 내용과 맞지 않는다.

현장겨냥도나 구조물의 조감도처럼 실제로 보이는 것과 같이 원근감을 살려 표현하는 도법은 투시도법이다.

축측투상법과 사투상법은 입체를 평행하게 투상하는 방법이고 정투상법은 정면·평면·측면을 각각 그리는 방법으로, 원근감을 표현하지 못해 조감도용으로는 적합하지 않다.

일반적으로 사용하는 삼각 스케일(축척자)에는 1/100, 1/200, 1/300, 1/400, 1/500, 1/600의 여섯 가지 축척이 새겨져 있다.

1:10과 같은 축척은 이 삼각 스케일에 포함되지 않는 비율이다.

치수선, 지시선, 해칭선은 모두 KS 제도통칙에서 가는 실선으로 그리도록 규정된 선이다.

반면 절단선은 가는 1점쇄선을 사용하되 양 끝부분과 방향이 바뀌는 부분만 굵게 표시하는 선으로, 가는 실선이 아니라 1점쇄선 계통의 선이다.

대상물의 보이지 않는 부분의 모양은 파선(은선)으로 표시한다.

굵은 실선은 보이는 부분의 외형을, 가는 실선은 치수선·해칭선 등을, 1점쇄선은 중심선이나 절단선 등을 나타낸다.

치수보조선은 원칙적으로 치수선에 직각이 되도록 긋지만, 도면이 복잡해지는 등 필요한 경우에는 적절한 각도를 주어 그을 수도 있다.

따라서 항상 직각이 되도록 그려야 한다는 설명은 예외를 인정하지 않아 옳지 않다.

치수보조선을 치수선보다 약간 길게 내어 긋는 것, 다른 선과의 교차를 피하는 것, 복잡할 때 외형선을 대신 이용하는 것은 모두 맞는 설명이다.

대형 도면을 인쇄·출력하는 장치는 플로터이다.

캠코더·스캐너는 영상을 촬영·입력하는 장치이고 팩시밀리는 문서를 송수신하는 장치로, 대형 도면 출력용이 아니다.

제3각법은 눈과 물체 사이에 투상면(화면)을 두고 투상하는 방식이므로 배치 순서는 눈 → 투상도 → 물체이다.

반대로 제1각법은 눈과 화면 사이에 물체를 두어 눈 → 물체 → 투상도 순서가 된다.

CAD 시스템의 입력장치에는 태블릿, 키보드, 마우스 등이 있다.

프린터는 작업 결과를 종이로 인쇄하는 출력장치이므로 입력장치에 포함되지 않는다.

대상물의 보이는 부분의 겉모양(외형)은 굵은 실선(외형선)으로 표시한다.

파선은 보이지 않는 부분을, 가는 실선은 치수선·해칭선 등을, 1점쇄선은 중심선 등을 나타내는 선이다.

트래버스의 제도에서 삼각함수의 진수(값)를 직접 이용하는 방법에는 탄젠트법, 사인·코사인에 의한 방법, 현의 길이를 이용하는 방법(현장법)이 있다.

이들은 각의 삼각함수 값을 그대로 대입해 위거·경거나 변의 길이를 구해 작도하는 방식이다.

반면 로크(로그) 스케일에 의한 방법은 진수가 아니라 로그값(대수)을 이용해 계산·작도하는 방법이므로, 삼각함수의 진수에 의한 방법에 속하지 않는다.

콘크리트 구조물 제도에서 이형철근은 기호 D에 공칭지름을 붙여 표시하므로 공칭지름 22mm인 이형철근은 D22로 표기한다.

원형철근은 Ø(지름) 기호를 사용하며, R이나 H는 이형철근 표시 기호로 쓰이지 않는다.

원도를 그리는 일반적인 순서는 윤곽선·표제란·기준선 → 외형선·파단선 → 철근선·숨은선을 긋고, 마지막으로 기호·문자·숫자를 기입하는 것이다.

선 작업을 모두 마친 뒤 치수와 문자 정보를 넣어야 겹침이나 오염을 피할 수 있으므로, 기호·문자·숫자 기입이 최종 작업에 해당한다.

도면을 철(제본)하기 위한 왼쪽 세로 부분의 윤곽선 여백은 최소 25㎜ 이상으로 하는 것이 원칙이다.

따라서 최소 30㎜ 이상이라는 설명은 규정된 수치와 달라 옳지 않다.

A0·A1 도면의 여백 20㎜ 이상, A2·A3·A4 도면의 여백 10㎜ 이상, 윤곽선을 0.5㎜ 이상의 실선으로 그리는 것은 모두 맞는 설명이다.

"24@200=4800"에서 @는 동일한 간격이 반복됨을 뜻하므로, 이는 200㎜ 간격으로 24등분하여 전체 길이 4800㎜를 이룬다는 표시이다.

즉 간격의 크기(200)와 반복 횟수(24)를 곱하면 전체 길이(4800)가 된다는 표기법이다.

토목제도 통칙에서 도면의 문자는 정자체(명확한 서체)로 쓰고 수직 또는 오른쪽으로 적절한 각도로 경사지게 쓰도록 규정한다.

흘려 쓰는 필기체는 읽기 어려워 도면 문자로 사용하지 않으므로, 글자를 필기체로 쓴다는 설명은 옳지 않다.

문자 크기를 높이로 표시하는 것, 영자는 주로 대문자를 쓰되 필요시 소문자도 쓸 수 있는 것, 숫자는 아라비아 숫자를 쓰는 것은 모두 맞는 설명이다.

단면도에 배근되는 철근은 수량뿐 아니라 간격도 도면에 주어진 대로 정확하게 작도해야 한다.

따라서 철근의 간격은 일정하지 않아도 무방하다는 설명은 옳지 않다.

철근 치수·기호를 누락 없이 표시하는 것, 단면도를 실선으로 정확히 작도하는 것, 철근 길이가 도면 범위를 벗어나지 않도록 하는 것은 모두 맞는 작도 원칙이다.

토목제도에서 도면에 쓰는 길이의 단위는 원칙적으로 밀리미터(㎜)이며, 도면에는 단위 기호를 생략하고 숫자만 기입한다.

cm·m·km는 계산이나 설명에는 쓰이지만 도면 치수 기입의 기본 단위는 아니다.