21년 1회차

하루 벽돌쌓기 높이를 1.5 m 표준·최대 1.8 m로 한 설명이 옳지 않다.

표준시방에서 하루 쌓기 높이는 1.2 m를 표준, 최대 1.5 m 이하로 하여, 아래 줄눈 모르타르가 굳기 전에 과도한 하중이 실리지 않게 한다.

• 막힌 줄눈: 세로줄눈이 위아래로 엇갈려 상부 하중이 아래 벽돌로 고르게 분산된다.
• 줄눈: 벽돌과 벽돌 사이를 접착하는 모르타르 부분을 말한다.
• 영국식 쌓기: 길이쌓기 켜와 마구리쌓기 켜를 번갈아 쌓는 가장 튼튼한 쌓기법이다.

공장 생산 부재를 현장에서 조립하는 구조는 건식 구조가 아니라 조립식 구조이므로 건식 구조의 설명이 옳지 않다.

건식 구조는 시공 과정에 물을 쓰지 않는 구조(목구조·강구조 등)이고, 프리캐스트 콘크리트처럼 규격 부재를 대량 생산해 조립하는 것은 조립식 구조에 해당한다.

• 가구식 구조: 기둥과 보를 짜 맞춰 하중에 저항하는 구조로 목구조·강구조가 대표적이다.
• 일체식 구조: 기둥·보·바닥을 하나로 일체화한 구조로 철근콘크리트·철골철근콘크리트 구조가 해당한다.
• 조적식 구조: 벽돌·블록·돌을 접착재로 쌓아 올린 구조로 주로 벽체에 쓰인다.

강재보와 콘크리트 슬래브 사이의 미끄러짐을 막고 수평전단력에 저항하는 보강재는 전단연결재(shear connector)이다.

그림의 (가)는 강재보 상부 플랜지에 용접해 슬래브 콘크리트 속에 묻히는 스터드 볼트로, 두 부재가 하나처럼 휨에 저항하는 합성작용을 가능하게 한다.

• 커버플레이트: 보 플랜지에 덧대어 단면을 키우고 휨강도를 보강하는 판이다.
• 스티프너: 웨브의 좌굴을 막기 위해 웨브에 붙이는 보강판이다.
• 베이스플레이트: 기둥 하부에서 축력을 기초로 분산·전달하는 판이다.

그림의 맞춤은 숭어턱맞춤이다.

한 부재 쪽에 턱을 따 내고 다른 부재에 판 홈(두 갈래로 갈라진 턱 사이)에 끼워 맞추는 방식으로, 그림처럼 기둥 머리의 갈라진 홈에 보의 따 낸 부분이 물리도록 짜 맞춘다.

• 걸침턱맞춤: 직교하는 두 부재를 서로 턱을 따서 위에 걸쳐 얹는 맞춤으로, 갈라진 홈에 끼우는 형상이 아니다.
• 주먹장맞춤: 부재 끝을 끝이 넓은 사다리꼴(주먹장) 모양으로 깎아 빠지지 않게 끼우는 맞춤이다.
• 통맞춤: 부재 단면을 깎지 않고 그대로 상대 부재의 홈에 통째로 끼워 넣는 맞춤이다.

아웃리거 층에서 같은 층의 외부 기둥들을 띠처럼 둘러 연결하는 요소는 벨트월(벨트트러스)이다.

아웃리거가 코어와 외부 기둥을 연결하고, 벨트월이 외부 기둥들을 서로 묶어 여러 기둥이 함께 축력으로 횡하중에 저항하게 하여 횡변위를 줄인다.

• 인방보: 창·출입구 등 개구부 위에 걸쳐 상부 하중을 받는 보이다.
• 커튼월: 하중을 부담하지 않고 외부를 막는 비내력 외벽이다.
• 인장링: 돔이나 케이블 지붕의 하단에서 바깥으로 벌어지려는 힘을 인장으로 잡아 주는 고리 부재이다.

감수제는 소량을 사용해 배합 계산에서 부피를 무시하는 혼화제이므로 혼화재에 해당하지 않는다.

혼화재료는 사용량이 많아 배합설계에 부피·중량을 반영하는 혼화재와, 약품처럼 소량 쓰는 혼화제(AE제·감수제·유동화제 등)로 나뉜다.

• 고로슬래그 미분말: 제철 부산물로 시멘트 일부를 대체하는 대표적 혼화재이다.
• 실리카 퓸: 초미립 실리카로 고강도·수밀성 향상에 쓰는 혼화재이다.
• 플라이 애시: 화력발전 부산물로 워커빌리티 개선과 수화열 저감에 쓰는 혼화재이다.

중용열시멘트는 수화열을 낮춘 시멘트로 조기강도 발현이 느리므로, 겨울공사에 적합하다는 설명이 옳지 않다.

중용열시멘트는 댐·두꺼운 기초 같은 매스 콘크리트에 쓰이고, 겨울공사처럼 빠른 강도 발현이 필요할 때는 조강시멘트를 쓴다.

• 굵은 골재: 5 mm 체에 질량으로 85 % 이상 남는 골재로 정의한다.
• 배합수: 콘크리트 성능 저하나 철근 부식을 일으키는 유해물질을 함유하지 않아야 한다.
• 이형철근의 마디와 리브: 콘크리트와의 부착력을 높이기 위한 것이다.

개구부 모서리에 대각선 방향으로 주철근 직경과 같은 추가 철근을 배근한다는 설명이 옳지 않다.

기준은 창·출입구 등 개구부 주위에 최소 철근 외에 D16 이상의 철근을 2개 이상 추가 배치하고, 개구부 모서리 밖으로 충분히 연장하도록 정하고 있다.

• 벽체 철근: D10 이상을 사용할 수 있다.
• 배근 간격: 벽 두께의 3배 이하, 또한 450 mm 이하로 한다.
• 두께 250 mm 이상의 지상층 벽체: 수직·수평철근을 벽면에 평행하게 양면으로 배치한다.

d점은 응력이 거의 늘지 않은 채 변형도만 크게 증가하는 항복 구간의 시작점으로, 하위항복점을 의미한다.

탄소강 곡선은 원점에서 비례한도(a)·탄성한도(b)를 지나 상위항복점(c)과 하위항복점(d)을 거치고, 소성 영역 끝(e)부터 변형도 경화가 일어나 최대응력(f, 인장강도)에 이른 뒤 파단점(g)에서 끊어진다.

• c점은 항복이 시작되는 최고 응력인 상위항복점이며, 응력과 변형도의 선형관계 한계인 비례한도는 a점이다.
• e점은 소성 영역이 끝나고 변형도 경화가 시작되는 점이며, 하중 제거 시 원점으로 돌아오는 한계인 탄성한도는 b점이다.
• g점은 시험편이 끊어지는 파단점이며, 받을 수 있는 최대응력인 인장강도는 f점이다.

지점 A의 수직반력은 4 kN, 지점 B의 수직반력은 2 kN이다.

삼각형 분포하중의 합력과 작용 위치(큰 쪽에서 밑변의 1/3, 즉 A에서 1+2=3 m)를 구한다.
$W=\dfrac{1}{2}\times 4\,\mathrm{kN/m}\times 3\,\mathrm{m}=6\,\mathrm{kN}$

A점에 대한 모멘트 평형으로 B의 반력을 구한다.
$\Sigma M_A=0:\ R_B\times 9-6\times 3=0\ \Rightarrow\ R_B=2\,\mathrm{kN}$
$\Sigma F_y=0:\ R_A=6-2=4\,\mathrm{kN}$

• A 2 kN, B 4 kN: 하중 합력이 A 쪽에 가까우므로 A의 반력이 더 커야 해 맞지 않다.
• A 4 kN, B 8 kN 및 A 8 kN, B 4 kN: 두 반력의 합이 12 kN으로 전체 하중 6 kN과 같지 않다.

강구조는 부재가 세장하여 오히려 좌굴이 발생하기 쉬운 것이 단점이므로 좌굴이 어렵다는 설명이 옳지 않다.

강재는 강도가 커서 단면을 작게 만들 수 있지만, 그만큼 부재가 가늘고 길어져 압축재의 좌굴과 판요소의 국부좌굴을 검토해야 한다.

• 재료의 균질성: 강재는 품질이 균일하고 단위면적당 강도가 크다.
• 공기와 증축: 공장 제작·현장 조립으로 공기가 짧고 증축·보수·보강이 쉽다.
• 해체와 재사용: 볼트 접합 부재는 해체가 쉽고 재사용이 가능하다.

직접기초·말뚝기초·피어기초·잠함기초는 기초판의 형태가 아니라 지지 방식(지정 형식)에 따른 분류이므로 옳지 않다.

기초판의 형태에 따른 분류는 독립기초·복합기초·연속기초(줄기초)·온통기초이다.

• 독립기초: 기둥 하나의 힘을 단독 기초판으로 지반이나 지정에 전달한다.
• 복합기초: 2개 이상 기둥의 힘을 하나의 기초판으로 전달한다.
• 기초 하부 지반: 기초 상부에서 전달되는 힘에 저항할 수 있는 지지력을 갖추어야 한다.

탄소량이 많을수록 강도는 증가하지만 인성과 용접성은 나빠지므로 옳지 않은 설명이다.

탄소량이 늘면 인장강도·경도는 커지나 연신율이 줄어 취성이 커지고, 용접 시 균열이 생기기 쉬워진다.

• 인과 황: 인은 상온취성, 황은 고온취성을 일으켜 강재를 여리게 만든다.
• 제강: 고로에서 나온 선철의 성분을 조정하거나 고철을 전기로에서 녹여 강을 만드는 과정이다.
• 연신율: 파단 후 표점거리와 시험 전 표점거리의 차를 시험 전 표점거리에 대한 백분율로 나타낸 값이다.

재료의 파괴보다 좌굴이 먼저 일어나는 기둥은 단주가 아니라 장주이므로 옳지 않다.

단주는 길이가 짧아 재료의 압축파괴로 내력이 결정되고, 장주는 세장비가 커서 좌굴로 내력이 결정된다.

• 주철근 이음 위치: 응력이 작게 작용하는 곳에 두는 것이 좋다.
• 띠철근: 주철근의 좌굴을 막고 수평하중에 의한 전단력에 저항하는 보강 역할을 한다.
• 골조식 구조의 기둥: 보에서 전달된 힘을 기초로 전달하는 수직부재이다.

고체 재료가 가라앉으면서 물과 미세 성분이 윗면으로 떠오르는 현상은 블리딩이다.

블리딩으로 떠오른 미세 물질이 표면에 얇게 쌓여 굳은 층을 레이턴스라 하며, 이는 현상이 아니라 그 결과물이다.

• 레이턴스: 블리딩에 의해 콘크리트 윗면에 생기는 약한 미립자 층으로, 이어치기 전에 제거한다.
• 비틀림: 부재 축을 중심으로 회전시키려는 힘에 의한 변형이다.
• 좌굴: 가늘고 긴 압축재가 옆으로 휘어지며 내력을 잃는 현상이다.

SD400W는 최저항복강도가 400 MPa인 용접용 이형철근이다.

SD는 이형철근(Steel Deformed), 숫자 400은 항복강도의 하한값(MPa), 끝의 W는 용접용(Weldable)을 뜻하며, 내진용은 S를 붙여 SD400S로 표기한다.

• 용접용 원형철근·최저인장강도로 본 설명: 원형철근은 SR로 표기하고, 숫자는 인장강도가 아니라 항복강도이다.
• 내진용 원형철근·최저인장강도로 본 설명: 원형도 내진용도 아니며, 숫자는 항복강도이다.
• 내진용 이형철근으로 본 설명: 내진용은 W가 아니라 S를 붙여 SD400S로 표기한다.

기호 13▷50-150에서 마지막 150은 단속용접의 용접간격(피치) 150 mm를 뜻한다.

기준선에 붙은 삼각형은 필릿용접 기호이며, 기호 왼쪽 13은 용접 사이즈 13 mm, 오른쪽 50-150은 용접 길이 50 mm를 피치 150 mm 간격으로 끊어 용접한다는 표시이다.

• 개선 각도 50°: 50은 각도가 아니라 한 구간의 용접 길이이며, 필릿용접에는 개선(홈) 각도가 없다.
• 루트간격 13 mm: 13은 필릿용접의 사이즈(다리 길이)를 나타낸다.
• 병렬 연속 맞댐용접: 삼각형 기호는 맞댐(그루브)용접이 아닌 필릿용접이고, 길이-피치 표기가 있으므로 연속이 아닌 단속용접이다.

무량판 구조는 보 없이 기둥이 슬래브를 직접 지지하는 구조로, 층고를 줄일 수 있다.

보가 없으므로 기둥 주위 슬래브에 뚫림전단(펀칭전단)이 집중되어, 지판이나 주두를 두어 보강하기도 한다.

• 곡률을 가진 얇은 판으로 면내력으로 저항하는 구조: 셸 구조이다.
• 보·기둥·슬래브를 강접합해 일체로 저항하는 구조: 라멘(골조) 구조이다.
• 아파트에서 슬래브와 벽체가 하중에 저항하는 구조: 벽식 구조이다.

빗금친 단면의 X축에 대한 단면 1차 모멘트는 20 $bh^{2}$이다.

단면 1차 모멘트는 면적 × 축에서 도심까지 거리이므로, 바깥 사각형에서 가운데 빈 사각형을 뺀다.
$Q_1=(3b\times 4h)\times 2h=24bh^2$
$Q_2=(b\times 2h)\times(h+h)=4bh^2$

$Q=Q_1-Q_2=24bh^2-4bh^2=20bh^2$

• 10 $bh^{2}$: 빗금 면적 10bh에 도심 거리를 2h가 아닌 h로 곱한 값이다(도심은 대칭으로 X축에서 2h).
• 30 $bh^{2}$·40 $bh^{2}$: 빈 부분을 빼지 않은 24 $bh^{2}$보다도 커서 성립하지 않는다.

도심축에 대한 단면 2차 모멘트는 평행한 축들 가운데 가장 작다. 따라서 가장 크다는 설명이 옳지 않다.

평행축 정리 $I_x = I_G + A d^2$ 에서 $A d^2 \ge 0$ 이므로, 축이 도심에서 멀어질수록 값이 커지고 도심축에서 최소가 된다.

• 활용: 단면계수, 회전반지름, 휨응력·처짐 계산에 쓰인다.
• 정다각형: 도심을 지나는 모든 축에 대한 단면 2차 모멘트가 축의 회전과 관계없이 같다.
• 휨 강성: 단면적이 같아도 단면 2차 모멘트가 크면 휨에 잘 견디고 처짐이 작다.