건축기사 실기 · 2018년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 이형철근 — 콘크리트와의 부착력을 높이기 위해 표면에 리브·마디 등의 돌기를 둔 봉강
(2) 배력근 — 하중 분산과 균열 억제를 위해 주철근과 직각에 가깝게 배치하는 보조철근

[해설]

두 용어는 철근콘크리트용 봉강을 표면 모양과 배치 역할에 따라 부르는 이름이다.

• 이형철근 — 표면에 리브(길이 방향 돌기)와 마디(가로 돌기)를 둔 철근으로, 매끈한 원형철근보다 콘크리트와의 부착력이 크다.
• 배력근 — 슬래브 등에서 주철근과 직각에 가깝게 배치하는 보조철근으로, 하중을 넓게 나누고 건조수축·온도 균열을 억제한다.

혼동 주의: 주철근은 하중(인장력)을 직접 받는 철근이고, 배력근은 그 주철근을 도와 힘을 분산하는 철근이다.

(1) 메탈 라스 — 얇은 철판에 자름금(마름모꼴 절개선)을 내고 잡아당겨 그물처럼 늘린 것
(2) 펀칭 메탈 — 얇은 철판에 여러 모양의 구멍을 뚫어 도려낸 것

[해설]

메탈 라스와 펀칭 메탈은 모두 얇은 철판을 가공한 금속 철물이며, 가공 방식이 다르다.

• 메탈 라스는 철판에 마름모꼴 자름금을 내고 잡아당겨 그물처럼 늘린 것으로, 미장 모르타르가 걸려 붙는 바탕재로 쓴다.
• 펀칭 메탈은 철판을 프레스로 찍어 여러 모양의 구멍을 도려낸 것으로, 환기구·라디에이터 커버·장식에 쓴다.

외우는 요령: '늘려서 그물은 라스, 뚫어서 구멍은 펀칭'으로 구분한다.

드라이브 핀(Drive Pin)

[해설]

답은 드라이브 핀(Drive Pin)이다. 화약의 폭발력을 쓰는 타정총(드라이비트)으로 콘크리트·강재에 직접 박는 특수 못이다.

머리가 달린 것이 H형, 나사로 된 것이 T형이다. 따로 구멍을 뚫지 않고 마감재나 설비 부속을 빠르게 고정할 때 쓴다.

화재 등으로 급격히 가열될 때 콘크리트 속 수분이 수증기로 팽창하면서 내부압이 커져, 표면부가 큰 소리를 내며 폭발적으로 떨어져 나가는 현상

[해설]

폭렬은 고강도 콘크리트의 대표적인 내화 약점이다. 조직이 치밀해 내부 수분이 빠져나갈 틈이 적어서 생긴다.

화재로 급격히 가열되면 속의 수분이 수증기로 팽창해 내부압이 커진다. 이 압력이 콘크리트 인장강도를 넘으면 표면부가 큰 소리를 내며 폭발적으로 떨어져 나간다.

대책으로 내화피복이나 폴리프로필렌(PP) 섬유 혼입을 쓴다. PP 섬유는 가열되면 녹아 수증기가 빠져나가는 통로가 된다.

(1) 정의 — 공사 중 건축물의 높이를 측정하는 기준으로 삼기 위해 설치하는 기준 원점
(2) 설치 시 주의사항
① 이동·침하·훼손 우려가 없는 견고한 곳에 설치한다.
② 지반면에서 0.5~1.0m 높이로, 공사에 지장 없는 위치에 설치한다.
③ 분실·훼손에 대비해 2개소 이상 설치하여 서로 대조할 수 있게 한다.

[해설]

기준점(BM)은 공사 기간 내내 건축물 높이를 재는 기준이 되는 원점이다. 그래서 움직이지 않고, 잃어버려도 다시 확인할 수 있어야 한다.

• 견고한 곳 — 이동·침하·훼손 우려가 없는 곳(기존 구조물·부동 고정점 등)에 둔다.
• 설치 높이 — 지반면에서 0.5~1.0m 높이로, 공사에 지장이 없는 위치에 둔다.
• 복수 설치 — 분실·훼손에 대비해 2개소 이상 두고 서로 대조한다.

외우는 요령: 견고한 곳, 0.5~1.0m 높이, 2개소 이상으로 묶어서 외운다.

(1) 열가소성 수지 — 아크릴 수지, 염화비닐(PVC) 수지, 폴리에틸렌 수지
(2) 열경화성 수지 — 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지

[해설]

합성수지는 열을 가했을 때 어떻게 변하는지에 따라 열가소성과 열경화성으로 나뉜다.

• 열가소성 수지는 가열하면 무르고 식으면 굳기를 반복하므로 다시 성형할 수 있다(아크릴·염화비닐(PVC)·폴리에틸렌).
• 열경화성 수지는 한 번 굳으면 다시 가열해도 연화되지 않는다(페놀·멜라민·요소).

혼동 주의: 에폭시·폴리에스테르 수지는 열경화성이고, 폴리스티렌은 열가소성이다.

① 도포법
② 주입법
③ 침지법

[해설]

목재 방부 처리법은 방부제를 목재에 어떻게 스며들게 하느냐로 나뉜다.

• 도포법 — 붓이나 스프레이로 방부제를 표면에 바르는 가장 간단한 방법이다.
• 주입법 — 상압이나 압력으로 방부제를 목재 내부까지 밀어 넣는 방법이다.
• 침지법 — 방부제 용액에 목재를 담가 흡수시키는 방법이다.

세 방법 가운데 침투 깊이와 효과가 가장 큰 것은 가압주입법이다.

① 시료(Sample) 채취
② 지하수위 측정
③ 토질 주상도 작성

[해설]

보링은 지반에 시추공을 뚫어 지층 내부를 직접 확인하는 대표적인 지반조사 방법이다.

• 시료 채취는 깊이마다 흙·암석을 꺼내 토질시험에 쓰기 위한 것이다.
• 지하수위 측정은 시추공에 고인 물의 높이로 지하수 위치를 확인해 터파기·배수 계획에 반영하기 위한 것이다.
• 토질 주상도 작성은 깊이별 지층 구성을 기둥 모양 단면도로 그려 기초 설계 자료로 삼기 위한 것이다.

보링공에서 표준관입시험(N값)도 함께 실시한다.

① 하중계(Load Cell)
② 변형률계(Strain Gauge)
③ 지중침하계(Extensometer)

[해설]

흙막이 계측은 부재에 걸리는 힘과 주변 지반의 움직임을 재서 굴착 중 붕괴 징후를 미리 잡는 것이다.

• 하중계(Load Cell) — 버팀보·어스앵커에 걸리는 축하중을 잰다.
• 변형률계(Strain Gauge) — 흙막이벽·버팀보의 변형률을 재서 응력을 구한다.
• 지중침하계(Extensometer) — 배면 지반이 깊이별로 얼마나 가라앉는지 잰다.

혼동 주의: 지반의 수평변위는 지중경사계(Inclinometer)로 따로 잰다.

① 기존 건축물의 기초를 보강·개량할 때
② 인접지 굴착으로 기존 기초의 침하·이동이 우려될 때
③ 기존 건축물 하부에 지하 구조물을 새로 만들 때

[해설]

언더피닝은 기존 건축물의 기초 밑을 받치거나 새 기초를 덧대어 기존 기초를 보강하는 공법이다.

• 기초 보강·개량은 기존 기초의 지지력이 부족하거나 부동침하가 생겼을 때 적용한다.
• 인접지 굴착 때는 옆 대지를 깊게 파면서 기존 건물 기초가 가라앉거나 움직이지 않도록 미리 받친다.
• 하부 지하 구조물 신설은 기존 건물 아래에 지하층 등을 새로 만들 때 적용한다.

외우는 요령: '보강·인접 굴착·하부 신설' 세 가지로 묶는다.

① 공동이행 방식
② 분담이행 방식
③ 주계약자형 공동도급 방식

[해설]

공동도급은 여러 업체가 한 공사를 함께 맡는 계약이며, 운영 방식은 기획재정부 공동계약운용요령에서 셋으로 나눈다.

• 공동이행 방식 — 구성원이 출자비율대로 인원·장비를 함께 투입하고 손익을 나누며, 연대책임을 진다.
• 분담이행 방식 — 공사를 공구·공종별로 나눠 각자 맡은 부분만 책임지고 시공한다.
• 주계약자형 공동도급 방식 — 주계약자가 전체 공사의 계획·관리·조정을 맡고, 나머지 구성원은 자기 분담분을 시공한다.

혼동 주의: 주계약자형에서 다른 구성원은 하도급자가 아니라 발주자와 계약한 공동수급인이다.

① 중앙부 굴착
② 중앙부 기초구조물 축조
③ 버팀대(Strut) 설치

[해설]

아일랜드 컷 공법은 중앙부를 섬(island)처럼 먼저 파서 구조물을 세운 뒤, 이 구조물을 지지점으로 삼아 주변부를 파는 굴착 공법이다.

• 중앙부 굴착 단계에서는 흙막이 벽 쪽에 비탈면을 남기고 가운데를 먼저 판다.
• 중앙부 기초구조물 축조 단계에서는 판 자리에 기초·지하구조체를 먼저 완성한다.
• 버팀대(Strut) 설치 단계에서는 완성된 중앙 구조물에서 흙막이 벽으로 버팀대를 걸어 반력을 받게 한다.

혼동 주의: 트렌치 컷 공법은 순서가 반대라서, 주변부를 먼저 파서 구조물을 만든 뒤 중앙부를 판다.

(1) 와플 폼(Waffle Form)
(2) 트래블링 폼(Traveling Form)
(3) 슬라이딩 폼(Sliding Form)
(4) 데크 플레이트(Deck Plate)

[해설]

거푸집 명칭은 형상(상자·철판)과 이동 방식(수평·수직)으로 구분하면 쉽다.

• 와플 폼 — 격자형 상자 모양 기성재로, 무량판 2방향 장선 슬래브를 만든다.
• 트래블링 폼 — 한 구간을 타설한 뒤 대차로 수평 이동해 다음 구간에 다시 쓰는 대형 시스템 거푸집이다.
• 슬라이딩 폼 — 요크로 거푸집을 끌어올리며 사일로·코어 벽체를 수직으로 연속 타설한다.
• 데크 플레이트 — 아연도 철판을 절곡한 바닥판 거푸집으로, 타설 후 떼지 않고 남긴다.

외우는 요령: 수평 이동은 트래블링, 수직 상승은 슬라이딩이다.

① 2
② 4
③ 5
④ 3
⑤ 6
⑥ 8

[해설]

건축공사 표준시방서에 따르면 기초·보 옆·기둥·벽의 측면 거푸집널은 연직하중을 받지 않는다. 따라서 평균기온 10℃ 이상이면 재령 일수만 채우고 떼어 낼 수 있다.

평균기온 20℃ 이상이면 조강은 2일, 보통·고로슬래그 1종은 4일, 고로슬래그 2종·포틀랜드포졸란 2종은 5일이다.

20℃ 미만 10℃ 이상이면 같은 순서로 3일, 6일, 8일로 늘어난다. 기온이 낮을수록, 초기강도가 늦게 나오는 시멘트일수록 오래 둔다.

외우는 요령: '2·4·5 / 3·6·8'로 묶어 외운다.

[해설]

콘크리트 줄눈은 설치 목적에 따라 균열 유도·변위 허용·타설 이음·구조 분리로 나뉜다. 그림 속 위치를 보면 어떤 목적인지 알 수 있다.

• 조절줄눈 — 바닥판 윗면을 일부러 얇게 끊어, 건조수축 균열이 이 선을 따라서만 생기게 한다.
• 미끄럼줄눈 — 보와 기둥 사이에 두어 부재끼리 미끄러지며 움직일 수 있게 한다.
• 시공줄눈 — 기초판을 타설한 뒤 지하벽을 이어 칠 때처럼 타설을 멈췄다가 다시 친 이음부에 생긴다.
• 신축줄눈 — 지하벽과 1층 바닥판 사이처럼 구조체를 완전히 떼어 놓아 온도 신축·부동침하를 흡수한다.

혼동 주의: 콜드조인트는 계획 없이 타설이 지연되어 생긴 불량 이음이다. 미리 계획해 두는 시공줄눈과는 다르다.

[해설]

철골 주각은 기둥 밑단의 회전을 얼마나 구속하느냐로 구분한다. 그림에서는 앵커볼트의 위치·개수와 기둥이 콘크리트에 묻혔는지를 보고 판별한다.

• 핀 주각 — 앵커볼트 2개를 기둥 중심부에만 두어 회전을 거의 막지 못하므로 축력과 전단력만 전달한다.
• 고정 주각 — 넓은 베이스플레이트에 앵커볼트 여러 개를 플랜지 바깥까지 배치해 휨모멘트까지 기초로 전달한다.
• 매립형 주각 — 기둥 하단을 기초 콘크리트 속에 묻어 콘크리트의 지압과 부착으로 고정 효과를 얻는다.

외우는 요령: 볼트가 기둥 안쪽 중심에 몇 개뿐이면 핀, 바깥까지 많으면 고정, 베이스플레이트가 기초 속에 묻혀 있으면 매립형이다.

홈 각도 $45^{\circ}$, 루트 간격 3mm, 현장용접(깃발 기호)을 표기한 한쪽 개선(V형) 맞댐용접 기호로 나타낸다.

[해설]

용접 기호는 기준선에 개선 형태(한쪽 V형)를 표시하고, 기준선 옆에 숫자로 홈 각도와 루트 간격을 병기하며, 현장에서 용접함을 나타내는 깃발 기호를 기준선과 지시선의 교점에 붙여 표기한다.

· 총 소요 품 = 면적 × 품 = $1{,}000 \times 0.05 = 50$인
· 작업 일수 = 총 소요 품 ÷ 1일 투입 인원 = $\dfrac{50}{10} = 5$일

[해설]

품셈 계산은 먼저 총 소요 품(연인원)을 구한 뒤, 그 값을 1일 투입 인원으로 나눠 작업 일수를 구한다.

총 소요 품 = 면적 × 단위품
= 1,000 × 0.05 = 50인

작업 일수 = 총 소요 품 ÷ 1일 투입 인원
= 50 ÷ 10 = 5일

표준형 벽돌 1.5B 쌓기 = $224$매/m², 붉은벽돌 할증률 $3\%$
소요량 = $100 \times 224 \times 1.03 = 23{,}072$매

[해설]

표준형 벽돌(190×90×57mm)로 1.5B 쌓기를 하면 정미량은 224매/m²이고, 붉은벽돌 할증률은 3%다.

소요량 = 벽면적 × 단위 정미량 × (1 + 할증률)
= 100 × 224 × 1.03
= 23,072매

혼동 주의: 시멘트벽돌은 할증률이 5%다. 표준형 쌓기 매수는 0.5B 75매, 1.0B 149매, 2.0B 298매이므로 구분해서 외운다.

· 다짐 상태 환산 $= 30 \times \dfrac{C}{L} = 30 \times \dfrac{0.9}{1.2} = 22.5$ m³
· 터돋우기 소요(다짐) 토량 $= 30 \times 0.6 = 18$ m³
· 남는 다짐 토량 $= 22.5 - 18 = 4.5$ m³
· 남는 흐트러진 토량 $= 4.5 \times \dfrac{L}{C} = 4.5 \times \dfrac{1.2}{0.9} = 6$ m³

[해설]

토량환산계수로 흙의 상태를 맞춰 계산하며, 흐트러진 토량 × C/L = 다짐 토량, 다짐 토량 × L/C = 흐트러진 토량이다.

반입한 흙을 다짐 상태로 바꿔 소요량을 뺀 뒤, 남은 양을 다시 흐트러진 상태로 되돌린다.

다짐 환산 = 30 × 0.9 ÷ 1.2 = 22.5 m³
소요 다짐 토량 = 면적 × 두께 = 30 × 0.6 = 18 m³
남는 다짐 토량 = 22.5 − 18 = 4.5 m³
남는 흐트러진 토량 = 4.5 × 1.2 ÷ 0.9 = 6 m³

혼동 주의: 두께 60cm는 이미 다짐 상태의 두께이므로 소요량 18m³에 C를 다시 곱하지 않는다.

가압 면적 $= 390 \times 190 = 74{,}100$mm²
$f_1 = \dfrac{600{,}000}{74{,}100} = 8.10$, $f_2 = \dfrac{500{,}000}{74{,}100} = 6.75$, $f_3 = \dfrac{550{,}000}{74{,}100} = 7.42$ (N/mm²)
평균 $f = \dfrac{8.10 + 6.75 + 7.42}{3} = 7.42$N/mm²
규정값 $8.0$N/mm²보다 작으므로 불합격

[해설]

콘크리트 블록 압축강도는 최대 파괴하중을 가압 면적(길이×두께)으로 나눈 값이다. 판정은 시험체 3개의 평균값으로 한다.

A = 390 × 190 = 74,100mm²
f = P / A
f₁ = 600,000 / 74,100 = 8.10, f₂ = 500,000 / 74,100 = 6.75, f₃ = 550,000 / 74,100 = 7.42 (N/mm²)
평균 f = (8.10 + 6.75 + 7.42) / 3 = 7.42N/mm²

평균 7.42N/mm² < 규정 8.0N/mm²이므로 불합격이다. 혼동 주의: 한 개(8.10)가 기준을 넘더라도 판정은 평균값으로 한다.

플랜지 판폭두께비 $\lambda_f = \dfrac{b/2}{t_f} = \dfrac{300/2}{14} = 10.71$

[해설]

H형강 플랜지는 웨브를 중심으로 양쪽에 튀어나와 있다. 그래서 한쪽으로 튀어나온 폭인 b/2를 플랜지 두께로 나눈 값이 판폭두께비다.

H-400×300×9×14는 높이·플랜지폭·웨브두께·플랜지두께 순으로 적은 것이므로 b = 300mm, t_f = 14mm다.
λ_f = (b/2)/t_f
= (300/2)/14 = 150/14
= 10.71

이 값이 클수록 플랜지가 얇고 넓어 국부좌굴이 잘 일어난다. 강구조 설계기준의 한계값과 비교해 조밀·비조밀·세장 단면을 판정한다.

위험단면 한 변 $= 0.75(600) + 500 + 0.75(600) = 1{,}400$ mm
둘레 길이 $b_o = 1{,}400 \times 4 = 5{,}600$ mm

[해설]

2방향 전단(뚫림전단) 위험단면은 기둥을 일정 거리만큼 띄워 둘러싼 폐합 단면이며, 이 문제는 그 거리를 0.75d로 정했다. 유효깊이 d는 기초 윗면에서 인장철근 중심까지인 600 mm이고, 철근 아래 피복 100 mm는 넣지 않는다.

기둥이 정사각형이므로 위험단면 한 변은 기둥폭에 양쪽 0.75d를 더한 값이고, 여기에 4를 곱하면 둘레가 된다.
$0.75(600)+500+0.75(600)=1{,}400$ mm
$b_o=1{,}400\times4=5{,}600$ mm

혼동 주의: 콘크리트구조 설계기준의 기본 위험단면은 기둥면에서 d/2 위치이므로, 조건이 없으면 한 변을 500+600=1,100 mm로 계산한다.

연직 방향 평형 $\Sigma V = 0$: $-5 - F_C \sin 30^{\circ} = 0$ → $F_C = -10$ kN (압축)
수평 방향 평형 $\Sigma H = 0$: $F_T + F_C \cos 30^{\circ} = 0$ → $F_T = +8.66$ kN (인장)

[해설]

절점법으로 하중 5kN이 걸린 왼쪽 절점에서 힘의 평형을 푼다. 부재력은 인장(+)으로 가정하고, 결과가 음수이면 압축으로 읽는다.

경사부재 C만 연직 성분을 가지므로 ΣV = 0에서 먼저 구한다.
−5 − F_C·sin30° = 0
F_C = −5 / 0.5 = −10 kN → 압축 10kN

그다음 ΣH = 0에 C의 수평분력을 대입해 T를 구한다.
F_T + F_C·cos30° = 0
F_T = 10 × 0.866 = +8.66 kN → 인장 8.66kN

하중을 떠받치는 경사재는 압축을, 절점을 벽 쪽으로 붙잡아 두는 수평재는 인장을 받는다. 부호 결과를 이 그림과 맞춰 보면 검산이 된다.

C점 우측 부분을 자유물체로 잡고 계산한다. C점 우측 하중은 4kN(C에서 2m), 2kN(C에서 4m)이다.
전단력 $V_C = 4 + 2 = 6$ kN
휨모멘트 $M_C = -(4 \times 2 + 2 \times 4) = -16$ kN·m (상부 인장)

[해설]

캔틸레버보는 자유단 쪽 자유물체만 보면 고정단 반력 없이 단면력을 구할 수 있다.

C점 오른쪽에는 4kN(C에서 2m)과 2kN(C에서 4m)만 남고, 3kN은 C 왼쪽에 있어 제외한다.

전단력은 C 오른쪽에 있는 하중의 합이다.
$V_C=4+2=6$ kN

휨모멘트는 각 하중에 C까지의 거리를 곱해 더한 값이며, 윗면이 늘어나는 부(−)모멘트이다.
$M_C=-(4\times2+2\times4)=-16$ kN·m

주공정선(CP): $A \to B \to F \to J \to K$, 총공사기간 33일
· 결합점 EST/LST — 0/0, 5/5, 13/13, 13/13, 11/13, 20/21, 21/21, 21/21, 29/29, 33/33
작업별 TF/FF/DF: A(0/0/0)·B(0/0/0)·C(4/4/0)·D(2/0/2)·E(1/0/1)·F(0/0/0)·G(6/6/0)·H(3/3/0)·I(4/4/0)·J(0/0/0)·K(0/0/0)

[해설]

전진계산으로 각 결합점의 EST(최조시각)를 구하고, 총공기를 기준으로 후진계산하여 LST(최지시각)를 구한다. TF=LST-EST, FF=후속작업 EST 최소값-해당작업 EFT, DF=TF-FF이다. TF가 0인 작업을 이으면 주공정선(CP)이 된다.