건축기사 실기 · 2018년 4회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 적산 — 공사에 필요한 재료·품의 수량(공사량)을 산출하는 기술 활동
(2) 견적 — 산출된 공사량에 단가를 곱해 공사비를 산정하는 기술 활동

[해설]

적산은 공사비 산정의 앞 단계로 물량 산출에 집중하고, 견적은 그 물량에 단가를 곱해 금액화하는 단계다. 즉 적산(물량) → 견적(금액) 순서로 이어지는 개념이다.

(1) 콜드 조인트 — 이어치기 시간이 지나 먼저 친 콘크리트가 굳어 일체화되지 못하고 생기는 계획되지 않은 시공 이음
(2) 블리딩 — 타설 직후 아직 굳지 않은 콘크리트에서 물이 위로 떠오르는 재료 분리 현상

[해설]

콜드 조인트는 레미콘 운반·타설 지연으로 허용 이어치기 시간을 넘겨 발생하는 불연속면으로, 누수·강도저하의 원인이 되어 타설 계획 관리와 진동다짐으로 방지한다. 블리딩은 굵은골재·시멘트가 침강하며 물이 표면으로 상승하는 재료분리 현상으로, 블리딩수가 증발한 자리에 레이턴스가 남는다.

(1) 프리텐션 — PS강재를 먼저 긴장한 상태에서 콘크리트를 타설·경화시킨 뒤 긴장을 풀어, 강재와 콘크리트의 부착력으로 프리스트레스를 도입하는 방식
(2) 포스트텐션 — 시스(Sheath)를 배치해 콘크리트를 타설·경화시킨 뒤 그 속에 PS강재를 삽입·긴장·정착하고 그라우팅하여 프리스트레스를 도입하는 방식

[해설]

두 공법의 차이는 긴장 시점이다. 프리텐션은 콘크리트 타설 전에 강재를 긴장해 두었다가 경화 후 긴장을 풀어 부착력으로 응력을 전달하므로 공장 제작 PC부재에 주로 쓰인다.

포스트텐션은 콘크리트 경화 후 매입된 시스 안에 강재를 넣어 긴장·정착하고 정착구로 힘을 전달하므로, 교량 거더 같은 현장타설 대형 부재나 장스팬 구조에 적합하다. 두 방식 모두 사용하중 아래에서 콘크리트에 미리 압축력을 도입해 인장균열을 억제하는 것이 목적이다.

(1) 슬립 폼 — 거푸집을 연속으로 상승시키면서 콘크리트를 타설하여 이음 없이 균일하게 시공하는 수직 이동식 거푸집(사일로·굴뚝 등)
(2) 트래블링 폼 — 트래블러(Traveler)로 수평 이동시켜 반복 사용하는 대형 시스템 거푸집(터널·지하철 등)

[해설]

슬립 폼은 유압잭 등으로 거푸집을 서서히 연속 상승시키며 콘크리트를 타설해 이음매 없는 균일한 수직 부재(사일로·코어)를 시공하는 공법이다. 트래블링 폼은 거푸집 전체를 대차(Traveler)에 조립해 수평으로 이동·반복 사용하는 시스템 거푸집으로 동일 단면이 반복되는 구조물(터널·지하철)에 쓰인다.

종합건설(General Construction)의 약자로, 원도급자가 종합적인 건설관리만 맡고 부분별 실제 공사는 전문 하도급업자에게 넘겨 시공하는 방식

[해설]

Genecon은 종합건설(General Construction)을 줄인 말로, 원도급자는 공정·품질·안전 등 종합적인 건설관리를 총괄하고 실제 시공은 전문 하도급업자가 분담하는 생산 체계다. 대형 공사에서 관리와 시공을 분리해 효율을 높이는 방식이다.

(1) 스페이서(Spacer)
(2) 세퍼레이터(Separator)
(3) 인서트(Insert)
(4) 폼 타이(Form Tie)

[해설]

스페이서는 철근과 거푸집 사이 피복두께 확보, 세퍼레이터는 벽 거푸집 간 간격(두께) 유지, 인서트는 천장 달대·설비 고정용 매입 철물, 폼 타이는 마주보는 거푸집이 콘크리트 측압으로 벌어지지 않게 긴결하는 부속재로 각각 역할이 구분된다.

① 강화 유리
② 배강도 유리
③ 복층 유리

[해설]

강화유리·배강도유리는 판유리를 열처리해 강도를 높인 유리로 절단 후 열처리하면 파손되므로 완제품 치수로 주문 제작해야 한다. 복층유리도 조립 후 밀봉되어 현장 절단이 불가능해 정척 주문이 필요하다.

① 가이 데릭(Guy Derrick)
② 스티프 레그 데릭(Stiff Leg Derrick)
③ 타워 크레인(Tower Crane)

[해설]

가이 데릭은 마스트를 여러 가닥의 가이(Guy) 와이어로 지지하고 붐을 360° 회전시키는 데릭으로 중량물 취급에 유리하다. 스티프 레그 데릭(삼각 데릭)은 가이 대신 2개의 수평 지지대(스티프 레그)로 마스트를 버티는 형식이라 이동·설치가 비교적 쉽다. 타워 크레인은 고층·대형 철골 공사에 주로 쓰인다.

① 콘크리트에 매립되는 부분
② 조립에 의해 서로 밀착·맞닿는 접합면(면맞춤부)
③ 고력(고장력)볼트 마찰접합부의 마찰면
④ 현장 용접부 및 그 인접 양측 100mm 이내

[해설]

콘크리트 매립부는 콘크리트 자체가 방청 역할을 하므로 도장이 불필요하고, 조립 후 맞닿는 밀착면은 도막이 정밀 조립을 방해한다. 고력볼트 마찰접합부의 마찰면은 도막이 마찰계수(미끄럼계수)를 떨어뜨려 접합내력을 저하시키며, 현장 용접부와 그 인접 100mm 구간은 도장이 기공·블로홀 등 용접 결함을 유발하고 검사·재용접을 방해하므로 녹막이칠 대상에서 제외한다.

① 기밀시험
② 수밀시험(정압·동압)
③ 구조시험
④ 층간변위시험 또는 영구변형시험

[해설]

실물모형시험은 커튼월을 실제 크기·동일 사양의 시험체로 제작해 설계풍압 등 실제 조건을 재현한 상태에서 성능을 사전 검증하는 시험이다.

기밀시험은 공기 누출량, 수밀시험은 정압·동압 조건의 누수 여부, 구조시험은 설계풍압에 대한 변형·파손 여부, 층간변위시험은 지진·풍하중에 의한 층간변위 추종성, 영구변형시험은 하중 제거 후 잔류변형을 확인한다. 4가지를 고를 때 기밀·수밀·구조는 고정이고 나머지 하나로 층간변위 또는 영구변형을 쓰면 된다.

① 시멘트모르타르계 방수
② 규산질계 도포 방수
③ 발수제 도포 방수

[해설]

조적조 지상 외벽은 지하와 달리 수압이 거의 없으므로 두꺼운 멤브레인 방수보다 표면 침투·도포형 방수를 주로 쓴다.

시멘트모르타르계는 방수모르타르를 발라 표면을 치밀하게 만들고, 규산질계 도포 방수는 규산나트륨 등이 조적·콘크리트 내부 공극을 메워 방수층을 형성하며, 발수제 도포는 표면장력으로 물을 튕겨내는 방식으로 시공이 간단하다.

① 도포법 — 충분히 건조시킨 목재의 표면·이음부·균열에 솔 등으로 방부제를 바르는 방법
② 주입법 — 압력용기에 목재를 넣고 고압으로 방부제를 침투시키는 방법
③ 침지법 — 방부제 용액에 목재를 몇 시간~며칠간 담가 스며들게 하는 방법

[해설]

방부 효과는 침투 깊이 순서에 따라 도포법 < 침지법 < 주입법 순으로 커진다.

도포법은 시공이 간단하지만 침투 깊이가 얕고, 침지법은 상온 또는 가열한 방부제에 담가 도포법보다 깊게 침투시키며, 주입법(가압주입)은 압력용기에서 강제 침투시켜 내구성이 가장 우수하다.

① 에폭시 코팅 철근 사용
② 철근 표면에 아연도금 등 방청 처리
③ 골재에 제염제 혼입
④ 콘크리트에 방청제 혼입

[해설]

염화물이 철근 표면의 부동태피막을 파괴해 부식을 촉진하므로, 철근을 직접 보호하거나(에폭시 코팅·아연도금) 콘크리트·골재 단계에서 부식 인자를 차단·억제하는(제염제·방청제 혼입) 방식으로 대응한다.

에폭시 코팅·아연도금은 표면에 보호막을 만들어 수분·염화물의 접촉을 막는 물리적 대책이고, 제염제·방청제는 부식 반응 자체를 억제하는 화학적 대책이다. 콘크리트공사 표준시방서상 굳지 않은 콘크리트의 염화물 함유량 상한 관리도 병행한다.

① 온도가 높을수록 응결 속도가 빨라진다.
② 시멘트 분말도가 클수록 응결 속도가 빨라진다.
③ 알루민산삼석회($C_3A$) 함량이 많을수록 응결 속도가 빨라진다.

[해설]

온도가 높을수록, 분말도가 클수록 수화 반응이 빨라져 응결이 촉진되고, 알루민산삼석회($C_3A$)는 수화 반응이 가장 빠른 화합물이라 함량이 많을수록 응결이 빨라진다(급결 방지를 위해 석고를 첨가하는 이유이기도 하다).

① 건설폐기물 저감 및 재활용 계획
② 산업부산물 재활용 계획
③ 온실가스 배출 저감 계획
④ 천연자원 사용 저감 계획

[해설]

시공계획서의 환경·친환경 관리 서류는 시공 전 과정에서 발생하는 환경부하를 최소화하고 자원순환을 도모하는 계획으로 구성된다.

구체적으로 건설폐기물의 발생 저감 및 재활용 계획, 순환골재 등 산업부산물 재활용 계획, 온실가스 배출 저감 계획, 용수·에너지 등 천연자원 사용 저감 계획의 네 축을 포함해 수립한다.

① 신용도 및 융자력 증대
② 위험 요소의 분산
③ 기술력 확충
④ 시공의 확실성 향상

[해설]

공동도급은 여러 업체가 자본·기술·신용을 공유해 단독 도급보다 신용도·융자력이 커지고, 위험을 분산하며 상호 기술 보완으로 시공 확실성을 높이는 방식이다.

(1) 목적 — 기존 기초를 보강하거나 새 기초를 설치하여 기존 및 인접 건축물을 보호
(2) ① 이중 널말뚝 공법 ② 현장타설 콘크리트말뚝 공법 ③ 약액주입 공법

[해설]

언더피닝은 인접 건물의 증축·지하굴착 등으로 기존 기초의 지지력이 부족해질 때 기초를 보강·신설해 침하와 균열을 막는 공법이다.

이중 널말뚝 공법은 흙막이 널말뚝 바깥에 널말뚝을 한 겹 더 시공해 지하수 유출과 배면 지반의 이완을 막고, 현장타설 콘크리트말뚝 공법은 기존 기초 하부에 말뚝을 시공해 하중을 깊은 지지층으로 전달하며, 약액주입 공법은 지반에 약액을 주입·고결시켜 지지력을 높인다.

① 10
② 80

[해설]

건축물의 구조기준 등에 관한 규칙(조적식구조 규정)에서 내력벽 길이 10m, 내력벽으로 둘러싸인 바닥면적 80㎡ 이하로 제한해 횡력에 취약한 조적조의 구조 안전성을 보완한다.

(1) 보
① 부피 $= 0.3 \times 0.4 \times 1 \times 150 = 18$m³
② 중량 $= 18 \times 2{,}400 = 43{,}200$kg
(2) 기둥
① 부피 $= 0.45 \times 0.6 \times 4 \times 50 = 54$m³
② 중량 $= 54 \times 2{,}400 = 129{,}600$kg

[해설]

부재 1개의 체적(단면적×길이)에 개수를 곱해 총 부피를 구하고, 여기에 단위중량 2,400kg/m³을 곱해 중량으로 환산한다.

단면 치수를 mm에서 m로 환산하는 것만 유의하면 단순 곱셈이다. 보 18m³·43,200kg, 기둥 54m³·129,600kg.

· 소요 콘크리트량 $= 0.15 \times 6 \times 100 = 90$ m³
· 레미콘 대수 $= \dfrac{90}{6} = 15$ 대
· 배차 간격 $= \dfrac{8 \times 60}{15} = 32$ 분

[해설]

도로 전체에 필요한 콘크리트량을 두께×폭×길이로 먼저 구하고(0.15×6×100=90m³), 레미콘 1대 적재량으로 나누어 필요 대수를 산정한다(90÷6=15대).

하루 작업시간을 분으로 환산해(8×60=480분) 대수로 나누면 대당 도착 간격, 즉 균등 배차 간격이 나온다. 480÷15=32분이다.

· 인장철근만 배근 → 압축철근비 $\rho' = 0$
· 장기처짐계수 $\lambda_\Delta = \dfrac{2.0}{1 + 50 \times 0} = 2.0$
· 총처짐량 = 순간처짐 + 순간처짐 $\times \lambda_\Delta = 5 + 5 \times 2.0 = 15$ mm

[해설]

장기처짐은 순간(탄성)처짐에 장기처짐계수 $\lambda_\Delta$를 곱해 구하고, 총처짐량은 순간처짐과 장기처짐의 합이다. 압축철근이 없으면 $\rho' = 0$이 되어 $\lambda_\Delta$가 시간경과계수 $\xi$ 값 그대로 적용되며, 5년 이상 지속하중이므로 $\xi = 2.0$(최댓값)이다. 따라서 총처짐량은 $5 + 5 \times 2.0 = 15$mm다. 압축철근을 배근하면 $\rho'$가 커져 $\lambda_\Delta$가 작아지고 장기처짐이 줄어든다는 점이 이 식의 핵심이다.

전단력이 0인 위치에서 휨모멘트가 최대가 된다. 우측 지점 B에서 전단력이 0이 되는 위치까지의 거리를 $x$라 하면, 삼각형 닮음에서
  $12 : x = (12 + 4) : 4$  ∴ $x = 3$ m
최대 휨모멘트는 그 위치 우측 전단력도의 면적과 같으므로
  $M_{max} = \dfrac{1}{2} \times 12 \times 3 = 18$ kN·m

[해설]

SFD(전단력도)의 값이 0이 되는 지점이 BMD(휨모멘트도)의 극값(최대) 위치다. SFD의 삼각형 닮음비로 그 위치를 구한 뒤, 그 위치까지의 SFD 면적이 곧 휨모멘트 값이 된다($\int V\,dx = M$).

· 약축 단면2차반경 $r = \sqrt{\dfrac{I}{A}} = \sqrt{\dfrac{200 \times 150^3 / 12}{200 \times 150}} = \dfrac{150}{\sqrt{12}} = 43.30$ mm
· 세장비 $\lambda = \dfrac{KL}{r} = \dfrac{1.0 \times L}{43.30} = 150$
  ∴ $L = 6{,}495$ mm $= 6.495$ m

[해설]

직사각형 단면은 짧은 변(150mm) 방향이 약축이므로 그 방향의 단면2차반경으로 세장비를 계산한다. 세장비 정의식 $\lambda=KL/r$을 $L$에 대해 풀면 기둥 길이가 나온다.

$f_{ck} \le 40$ MPa이므로 $\eta = 1.00$, $\beta_1 = 0.80$, $\epsilon_{cu} = 0.0033$
등가응력블록 깊이 $a = \dfrac{A_s f_y}{\eta \cdot 0.85 f_{ck} \cdot b} = \dfrac{1{,}927 \times 400}{1.00 \times 0.85 \times 24 \times 250} = 151.13$ mm
중립축 $c = \dfrac{a}{\beta_1} = \dfrac{151.13}{0.80} = 188.91$ mm
순인장변형률 $\epsilon_t = \dfrac{d_t - c}{c} \cdot \epsilon_{cu} = \dfrac{450 - 188.91}{188.91} \times 0.0033 = 0.00456$
$0.002 < \epsilon_t\,(=0.00456) < 0.005$ 이므로 변화구간단면

[해설]

순인장변형률이 0.002 이하면 압축지배단면, 0.005 이상이면 인장지배단면, 그 사이는 변화구간단면으로 분류한다($f_y=400$MPa 기준 압축지배 경계 변형률은 $f_y/E_s=0.002$). 등가응력블록 깊이와 $\beta_1$로 중립축을 구한 뒤, 변형률 삼각형 비례식으로 최외단 인장철근 위치의 변형률을 계산한다.

· 대칭 하중이므로 반력 $R_A = R_B = \dfrac{5 + 10 + 10 + 10 + 5}{2} = 20$ kN
· 2번째 패널(C~D, G~H 사이)을 절단하여 좌측 부분으로 계산한다. 사재는 45°이다.
(1) $\sum V = 0$ : $20 - 5 - 10 - D_2 \cdot \dfrac{1}{\sqrt{2}} = 0$  ∴ $D_2 = +5\sqrt{2} = +7.07$ kN (인장)
(2) $\sum M_D = 0$ : $20 \times 8 - 5 \times 8 - 10 \times 4 + U_2 \times 4 = 0$  ∴ $U_2 = -20$ kN (압축)
(3) $\sum M_G = 0$ : $20 \times 4 - 5 \times 4 - L_2 \times 4 = 0$  ∴ $L_2 = +15$ kN (인장)

[해설]

대칭 하중이므로 양쪽 반력이 같다. 구하려는 3부재(상현재·사재·하현재)를 지나는 단면으로 트러스를 절단해 좌측 부분에 대해 힘·모멘트 평형식을 세운다. 사재는 수직력 평형(ΣV=0)으로, 상현재·하현재는 각각 반대편 절점에 대한 모멘트평형(ΣM=0)으로 구하면 나머지 미지 부재력이 소거되어 한 번에 계산된다.

[해설]

선행작업이 없는 A·B·C·D가 동시에 시작하는 구조에서, 가장 늦게 끝나는 C(5일)를 거쳐 E(7일)로 이어지는 경로가 총 12일로 가장 길어 주공정선이 된다.

F는 B·C·D 중 가장 늦은 C(종료5) 이후 시작해 4일 뒤인 9일에 끝나므로 전체공기(12일)와의 차이만큼 여유가 생기고, 이 여유가 TF·FF에 반영된다.

채점 포인트는 D처럼 TF와 FF가 다른 경우(TF=4, FF=1)를 정확히 구분하는 것으로, D의 후속작업 F가 이미 C 때문에 늦게 시작하므로 D 자신의 자유여유는 그만큼 작아진다.