16년 1회차

주철근을 정착하는 것은 띠철근의 역할이 아니므로 주철근을 정착한다는 설명이 옳지 않다.

기둥의 수평철근(띠철근)은 주근을 둘러 감아 주근의 위치를 고정하고 좌굴을 막으며 전단에 저항한다. 주근의 정착은 기초·보 등 인접 부재에 묻어 확보한다.

• 띠철근이라고도 한다 — 기둥의 수평철근을 부르는 이름이다.
• 주근의 좌굴 방지 — 띠철근의 대표 역할이다.
• 수평력에 의한 전단보강 — 띠철근이 전단철근 역할을 한다.

현장에서 물을 사용해 시공하는 구조는 습식구조이므로, 이를 조립식 구조로 설명한 것이 옳지 않다.

조립식 구조는 공장에서 만든 부재를 현장에서 조립하는 방식으로, 물을 거의 쓰지 않는 건식구조에 가깝다. 벽돌쌓기·콘크리트 타설은 습식구조의 예다.

• 가구식 구조 — 기둥과 보를 짜 맞추는 방식으로 목구조·철골구조가 해당한다.
• 일체식 구조 — 구조체 전체를 하나로 일체화하여 만드는 방식(철근콘크리트조 등)이다.
• 조적식 구조 — 벽돌·블록·돌을 접착제(모르타르)로 쌓아 만드는 방식이다.

진공법은 탱크 안을 진공(저압)으로 만들고 가열하여 수분을 빼내므로, 저온·고압 상태라고 한 설명이 옳지 않다.

압력을 낮추면 물의 끓는점이 내려가 목재 속 수분이 빠르게 증발한다. 고압에서는 오히려 수분이 빠져나오기 어렵다.

• 증기법 — 건조실을 증기로 가열하여 건조한다.
• 열기법 — 건조실 공기를 가열하거나 가열 공기를 넣어 건조한다.
• 훈연법 — 짚·톱밥 등을 태운 연기로 건조한다.

길이 쌓기는 벽돌의 길이면만 보이게 쌓는 기본 쌓기 방식으로, 장식 쌓기에 해당하지 않는다.

장식 쌓기는 벽면에 무늬나 구멍을 만들어 의장 효과를 내는 쌓기법이다.

• 엇모 쌓기 — 벽돌을 45° 비스듬히 모서리가 벽면에 나오게 쌓아 음영을 주는 장식 쌓기이다.
• 영롱 쌓기 — 벽돌 사이에 구멍을 내어 쌓는 장식 쌓기이다.
• 오늬무늬 쌓기 — 벽돌을 화살 깃 모양으로 엇갈려 쌓는 장식 쌓기이다.

외벽·단열재·내벽·모르타르 두께를 모두 더하면 벽체 두께는 350 mm이다.

표준형 벽돌(190×90×57)에서 1.0B = 190 mm, 0.5B = 90 mm이다.

$t = 190 + 60 + 90 + 10$
$t = 350\ \mathrm{mm}$

외벽은 제물치장이라 마감 두께를 더하지 않고, 내벽 쪽 모르타르 10 mm만 더한다.

스티프너는 웨브를 보강하는 부재이므로 플랜지의 비틀림 보강은 역할에 해당하지 않는다.

철골 보의 웨브는 춤에 비해 얇아 전단력·집중하중에 의해 좌굴하기 쉬워, 웨브 양쪽에 스티프너를 덧대어 보강한다.

• 웨브의 좌굴 방지 — 스티프너의 주된 역할이다.
• 전단 보강 — 얇은 웨브의 전단 저항을 돕는다.
• 보의 웨브 보강 — 스티프너의 설치 목적 그 자체이다.

A지점 수직반력은 위로 12.5 kN, B지점 수직반력은 위로 87.5 kN이다.

수평하중 100 kN은 보 위 1 m 높이의 돌출부 끝에 작용하므로 보에 100 kN·m의 시계방향 모멘트를 더한다. A점에 대한 모멘트 평형(반시계 +)을 세운다.

$\sum M_A = 0:\ V_B\times 8 - 100\times 1 - 100\times 6 = 0$
$V_B = \dfrac{700}{8} = 87.5\,\mathrm{kN}$

$\sum F_y = 0:\ V_A = 100 - 87.5 = 12.5\,\mathrm{kN}$
수평하중 100 kN은 핀지점 A의 수평반력이 받는다.

• A점 아래로 12.5 kN, B점 위로 12.5 kN은 수평하중의 모멘트만 고려하고 수직 집중하중을 빠뜨린 값이다.
• A점 25.0 kN, B점 75.0 kN은 수직하중만 고려하고 수평하중이 만드는 모멘트를 무시한 값이다.
• A점 아래로 25.0 kN, B점 위로 25.0 kN은 두 반력의 합이 0이어서 수직하중 100 kN과의 힘의 평형을 만족하지 못한다.

수직 전단보강근 간격은 d/2 이하이면서 600 mm 이하로 하므로, 800 mm 이하라고 한 설명이 옳지 않다.

전단보강근은 사인장 균열을 가로질러 배치되어야 효과가 있으므로 간격 상한을 둔다. 여기서 d는 보의 유효깊이이다.

• 대각선 방향 균열 보강 — 전단력에 의한 사인장 균열을 막는 것이 목적이다.
• 전단력이 큰 부분은 간격을 좁게 — 지점 부근처럼 전단력이 큰 곳에 촘촘히 배근한다.
• 주근의 직각방향 배근 — 스터럽은 주근에 직각으로 감아 배근한다.

주각에서는 베이스 플레이트가 기둥 하중을 넓은 면적으로 분산시켜 기초 콘크리트의 응력을 줄인다는 설명이 옳다.

주각은 베이스 플레이트·윙 플레이트·리브 플레이트·앵커볼트 등으로 구성되며, 철근콘크리트 기초 위에 앵커볼트로 고정한다.

• 기초가 주로 철골철근콘크리트 구조 — 철골 기둥의 기초는 주로 철근콘크리트 구조이다.
• 커버 플레이트가 베이스 플레이트 변형 방지 — 커버 플레이트는 보 플랜지를 보강하는 판으로 주각 부재가 아니다.
• 리브 플레이트가 기둥 하중을 분산 전달 — 기둥 하중을 베이스 플레이트로 분산 전달하는 것은 윙 플레이트이고, 리브 플레이트는 베이스 플레이트를 보강한다.

프리스트레스트 콘크리트는 인장력이 생길 부분에 미리 압축력을 주는 구조이므로, 미리 인장력을 부여한다는 설명이 옳지 않다.

PS 강재를 긴장해 콘크리트에 압축응력을 도입하면, 하중으로 생기는 인장응력이 상쇄되어 균열이 억제된다.

• 중요 부분에 프리스트레스 도입 — PSC의 정의에 해당한다.
• PS 강재 사용 — 고강도 PS 강재로 프리스트레스를 준다.
• 압축응력으로 인장응력 상쇄 — 프리스트레스의 원리이다.

방수·단열·방음·채광 등 물리적 성능 확보는 기능성에 대한 설명이므로 시공성의 설명으로 옳지 않다.

시공성은 공사를 쉽고 빠르게, 정확하게 할 수 있는 성질을 말한다.

• 내구성 — 구조체의 역학적·물리적 성능이 오래 유지되도록 하는 것이다.
• 경제성 — 같은 품질을 최소 공사비로 얻는 것이다.
• 안전성 — 사람과 재산을 안전하게 보호하는 것이다.

아치의 높이(라이즈)를 줄이면 수평 추력이 커지므로 추력 보강 방법이 아니다.

같은 하중에서 아치가 낮고 평평할수록 지점의 수평 추력이 증가한다. 따라서 추력은 별도 부재로 받아 주어야 한다.

• 연속아치 연결 — 이웃 아치의 추력이 서로 상쇄된다.
• 버트레스 설치 — 부축벽이 추력을 받아 지반으로 전달한다.
• 타이 바로 구속 — 양 지점을 인장재로 묶어 추력을 내부에서 처리한다.

케이블은 인장력만 받는 부재라 좌굴이 생기지 않으므로, 좌굴 방지 장치가 필요하다는 설명이 옳지 않다.

좌굴은 압축재에서 일어나는 현상이다. 케이블 구조에서는 오히려 바람에 의한 진동·흔들림을 억제하는 대책이 필요하다.

• 긴 경간에 효율적 — 현수교·사장교에 널리 쓰인다.
• 케이블로 지지점에 하중 전달 — 케이블 구조의 정의이다.
• 반대 방향 케이블로 정착 — 기둥(주탑)에 생길 휨모멘트를 백스테이 케이블로 상쇄한다.

강재는 고열을 받으면 강도가 급격히 떨어지므로 고열에 약하다. 고열에 강하다는 설명이 옳지 않다.

그래서 철골구조는 내화피복이 필요하다는 것이 대표적 단점이다.

• 경량 — 강도가 커서 같은 구조체를 철근콘크리트보다 가볍게 만들 수 있다.
• 재질 균등 — 공장 생산 강재라 품질이 균일하다.
• 좌굴 위험 — 부재가 가늘고 얇아 좌굴되기 쉽다.

가새는 압축가새·인장가새를 모두 사용하므로, 인장가새만 설치해야 한다는 설명이 옳지 않다.

수평력의 방향이 바뀌면 같은 가새가 인장과 압축을 번갈아 받는다. 압축가새는 좌굴에 대비해 단면을 크게 하고, 인장가새는 접합부를 튼튼히 한다.

• 가새 경사 45°에 가까울수록 유리 — 수평력을 가장 효율적으로 받는다.
• 버팀대 — 뼈대 모서리를 비스듬히 대어 고정하는 부재이다.
• 귀잡이 — 가새를 댈 수 없을 때 모서리에 짧게 수평으로 대는 부재이다.

압축 이형철근의 정착길이는 항상 200 mm 이상이어야 하므로, 150 mm 이상이라고 한 설명이 옳지 않다.

정착길이 하한은 인장 이형철근 300 mm, 압축 이형철근 200 mm이다. 압축철근은 끝단 지압이 함께 작용해 인장보다 짧다.

• 큰 보의 인장·압축철근을 기둥에 정착 — 보 철근은 지지 부재인 기둥에 정착한다.
• 최하층 기둥 주근을 기초에 정착 — 기둥 철근은 기초에 정착한다.
• 인장 이형철근 정착길이 300 mm 이상 — 인장 정착길이 하한으로 옳다.

균열을 줄이려면 건조수축과 함수량이 적은 재료를 써야 하므로, 많은 것을 사용한다는 대책이 옳지 않다.

벽돌·모르타르가 마르면서 수축하면 벽체에 균열이 생긴다. 함수량이 많을수록 수축량이 커진다.

• 부등침하 고려 — 지반조사로 부등침하에 의한 균열을 예방한다.
• 상·하층 창문 위치·너비 일치 — 개구부 주변 응력 집중을 줄인다.
• 신축줄눈 설치 — 이질재 접합부·벽 상부의 신축을 흡수한다.

용접 표면의 작은 구멍은 피트(pit)이므로, 이를 언더컷으로 설명한 것이 옳지 않다.

언더컷은 용접선 끝부분의 모재가 녹아 파이고 용착금속이 채워지지 않아 홈이 남는 결함이다.

• 그루브용접 — 접합재 끝을 개선 가공해 만든 홈에 용접한다.
• 유효목두께 — 필릿사이즈의 0.7배이므로 $0.7\times 10 = 7\ \mathrm{mm}$이다.
• 방사선 투과법 — 용접부 내부결함을 조사하는 비파괴 검사이다.

부재를 축 둘레로 회전(비틀)시키려는 외력에 저항하는 내부 응력은 비틀림 응력이다.

비틀림 모멘트가 작용하면 단면에 전단 형태의 응력이 생긴다.

• 휨 응력 — 부재를 굽히려는 휨모멘트에 저항하는 응력이다.
• 인장 응력 — 부재를 잡아당기는 축력에 저항하는 응력이다.
• 압축 응력 — 부재를 누르는 축력에 저항하는 응력이다.

나머지 설명은 모두 옳으므로, 용접철망 철선의 지름 범위를 제시한 설명이 옳지 않은 것이다.

용접철망은 철선을 가로·세로로 직교시켜 교점을 전기용접한 철망으로, 주로 슬래브·벽 등에 쓰인다.

• 지름 표시 — 이형철근은 D, 원형철근은 $\phi$로 표시한다.
• D22 공칭 단면적 — $387.1\ \mathrm{mm^2} = 3.871\ \mathrm{cm^2}$로 옳다.
• 부재별 철근 — 슬래브는 가는 철근, 보·기둥은 굵은 철근을 주로 쓰는 일반적 사용 범위이다.