건축기사 실기 · 2016년 1회차 기출문제 해설 페이지

① 오거 보링(Auger Boring)
② 수세식 보링(Wash Boring)
③ 충격식 보링(Percussion Boring)
④ 회전식 보링(Rotary Boring)

[해설]

보링은 지중에 구멍을 뚫어 토질 상태와 지층 구성을 조사하는 방법으로, 굴착 방식에 따라 구분한다. 오거 보링은 오거(나사송곳)를 회전시켜 얕은 깊이의 시료를 채취하는 간이 방법이고, 수세식 보링은 물을 분사해 굴착토를 씻어 올리며 굴진하는 방법으로 연약지반에 적합하다.

충격식 보링은 로프에 매단 비트를 낙하·타격시켜 굴진하는 방법이며, 회전식 보링은 로터리 비트를 회전시켜 코어를 채취하는 방법으로 시료 교란이 적어 정밀도가 가장 높고 표준관입시험 등과 병행하는 대표적 방법이다. 3가지를 요구하면 이 중 임의의 3개를 쓰면 된다.

PC 강선(PC Wire)/PC 강연선(PC Strand)/PC 강봉(PC Bar)

[해설]

프리스트레스트콘크리트(PSC)의 긴장재는 인장강도가 큰 고강도 강재를 쓰며, 형태에 따라 PC강선(단일 원형강선), PC강연선(여러 가닥을 꼬은 것), PC강봉(굵은 이형봉강)으로 구분한다.

CIP(Cast In Place)/MIP(Mixed In Place)/PIP(Packed In Place)

[해설]

프리팩트콘크리트 말뚝은 굵은골재를 미리 채운 공내에 모르타르(시멘트풀)를 주입해 형성하며, 시공법에 따라 CIP(현장타설 콘크리트말뚝), MIP(굴착과 동시에 시멘트풀 교반혼합), PIP(어스오거 굴착 후 오거를 뽑으면서 선단으로 모르타르를 주입)로 구분한다.

겹침 이음/용접 이음/기계적 이음(커플러)

[해설]

철근 이음은 겹침이음(소구경 철근, 소요 정착길이만큼 겹쳐 배근), 용접이음(가스압접·플래시버트용접 등), 기계적이음(커플러 등 슬리브 체결)으로 구분하며, 대구경 철근은 겹침이음 대신 용접·기계적이음을 우선 적용한다.

① 인산암모늄·붕산 등 방화제를 도포하거나 주입
② 목재 표면에 방화 페인트 도포
③ 플라스터·모르타르 등 불연재로 피복

[해설]

목재의 난연(방화) 처리는 인산암모늄·붕산 등 방염제를 도포·주입해 표면에 탄화층을 형성시키는 방법, 표면에 방화페인트(내화도료)를 도포하는 방법, 플라스터·모르타르 등 불연재로 피복하는 방법이 있다.

가설건축물 축조신고서/배치도/평면도

[해설]

가설건축물을 축조하려는 자는 건축법령에 따라 가설건축물 축조신고서에 배치도·평면도 등을 첨부해 허가권자에게 제출해야 한다.

떠붙임 공법/개량 떠붙임 공법/압착 붙임 공법/개량 압착 붙임 공법

[해설]

벽타일 붙이기는 떠붙임(모르타르를 타일 뒷면에 발라 붙이는 재래식), 개량떠붙임(바탕에도 모르타르 도포), 압착붙임(바탕에 모르타르를 바르고 타일을 두드려 붙임), 개량압착붙임(타일 뒷면에도 모르타르를 발라 접착력 강화)으로 구분한다.

표면이 거칠고 둥근(구형에 가까운) 모양/견고하고 강도가 큼/실적률이 큼/입도가 적당함

[해설]

콘크리트용 골재는 시멘트풀과의 부착력을 위해 표면이 거칠고 구형에 가까운 모양이어야 하며, 자체 강도가 크고 실적률(단위용적당 실적 비율)이 커야 하며, 입도가 고르게 분포해야 워커빌리티와 강도 확보에 유리하다.

(1) 구조 형식 — 멀리언(Mullion) 방식/패널(Panel) 방식
(2) 조립 방식 — 스틱 월(Stick Wall) 방식/유닛 월(Unit Wall) 방식

[해설]

커튼월은 구조 형식상 멀리언방식(수직부재가 하중을 지지)과 패널방식(패널 자체가 구조를 겸함)으로, 조립 방식상 스틱월방식(현장에서 부재를 조립)과 유닛월방식(공장에서 유닛 제작 후 현장 설치)으로 구분한다.

실리카 퓸(Silica Fume)

[해설]

실리카퓸은 페로실리콘 등 규소합금 제련 시 전기로에서 발생하는 초미립 SiO₂ 부산물로, 입자가 매우 미세해 시멘트 공극을 충전하고 포졸란 반응으로 강도·내구성을 높여 고강도·고내구성 콘크리트의 혼화재로 쓰인다.

클로즈드 시스템(Closed System)

[해설]

클로즈드시스템은 완성될 건축물의 형태·규격이 먼저 정해지고 그에 맞춰 PC부재를 주문 설계·제작해 조립하는 방식으로, 대형 구조물에 적용되나 부재의 범용성이 낮다. 반대로 오픈시스템은 부재를 표준화·규격화해 여러 건물에 범용으로 쓰는 방식이다.

타설한 콘크리트 윗면에서 최대 측압이 생기는 지점까지의 깊이(높이)

[해설]

콘크리트 헤드는 거푸집 측압 산정의 기준이 되는 개념으로, 타설한 콘크리트 윗면에서부터 최대 측압이 발생하는 지점까지의 연직거리를 말한다.

타설 초기에는 콘크리트가 액체처럼 거동해 깊이에 비례하여 측압이 커지지만, 어느 깊이 아래에서는 응결이 진행되어 측압이 더 이상 증가하지 않는다. 그 경계가 되는 깊이가 콘크리트 헤드다.

타설 속도가 빠를수록, 슬럼프가 클수록, 1회 타설 높이가 클수록 콘크리트 헤드와 최대 측압이 함께 커지므로 거푸집 설계와 타설 속도·높이 관리의 지표가 된다.

건축물의 기획·설계·시공부터 유지관리·운용, 해체·폐기에 이르기까지 전 생애에 걸쳐 투입되는 모든 비용의 합계

[해설]

LCC는 초기 공사비(기획·설계·시공비)뿐 아니라 준공 후 유지관리비·운용비·에너지비, 해체·폐기비까지 합산한 생애주기 총비용 개념이다. 초기투자비만 낮추면 유지관리 단계에서 비용이 커질 수 있으므로, 설계 단계부터 전 생애 비용을 기준으로 대안을 비교·평가하는 데 쓰인다.

연약 점토지반에 지름 40~60cm의 모래 기둥을 다수 박아 배수 거리를 단축하고, 성토 등 하중을 가해 압밀을 촉진하는 지반개량 공법

[해설]

샌드드레인공법은 연약 점토지반에 모래말뚝을 촘촘히 시공해 배수거리를 단축시키고, 성토하중(재하중) 등으로 압밀을 촉진해 압밀침하를 조기에 완료시키는 연약지반 개량공법이다. 유사 공법으로 페이퍼드레인, 팩드레인이 있다.

(1) AE 감수제 — 시멘트 입자를 분산시켜 단위수량을 줄이고, 연행공기로 유동성과 워커빌리티를 높이는 혼화제
(2) 쉬링크 믹스트 콘크리트 — 플랜트 고정 믹서에서 어느 정도만 비빈 뒤, 운반하는 트럭 믹서에서 완전히 비벼 마무리하는 콘크리트

[해설]

AE감수제는 AE제와 감수제의 기능을 겸한 혼화제로, 미세기포 연행과 시멘트입자 분산을 동시에 이뤄 단위수량 감소와 워커빌리티 개선을 함께 얻는다. 쉬링크믹스트콘크리트는 레미콘 공장의 고정믹서에서 어느 정도 비빈 후 운반 중 트럭믹서에서 완전 비빔을 마치는 방식으로, 현장까지 트럭애지테이터로 단순 운반만 하는 일반 콘크리트와 구분된다.

(1) BOT — 민간이 사회기반시설을 설계·시공한 뒤 일정 기간 직접 운영해 투자비를 회수하고, 그 후 시설·운영권을 공공에 무상 이전하는 방식
(2) 파트너링 — 발주자와 사업 관련자들이 상호 신뢰를 바탕으로 하나의 팀을 이뤄 공동 목표·상호 이익을 추구하며 사업을 협력·관리하는 방식
(3) ① BTO(Build-Transfer-Operate) ② BOO(Build-Own-Operate) ③ BTL(Build-Transfer-Lease)

[해설]

민간투자사업(SOC) 방식은 소유권 이전 시점과 투자비 회수 방법으로 구분한다. BOT는 준공 후 운영기간 동안 시설 소유권까지 민간이 보유하다가 운영 종료 시 이전하고, BTO는 준공과 동시에 소유권을 이전한 뒤 민간이 운영권만 갖는다. BOO는 소유권 이전 없이 민간이 계속 소유·운영하며, BTL은 준공 후 소유권을 이전하고 공공이 지급하는 임대료로 투자비를 회수한다. 파트너링은 별도의 법적 계약이 아니라 발주자·설계자·시공자 등 참여 주체가 신뢰를 바탕으로 한 팀처럼 협력해 분쟁을 예방하고 공사비·공기를 함께 관리하는 프로젝트 관리 기법이다.

(1) CFT 구조 — 원형·각형 강관 속에 콘크리트를 채운 합성구조. 강관의 구속효과로 충전 콘크리트의 내력이 커지고, 콘크리트가 강관의 국부좌굴을 억제해 변형 저항능력이 뛰어난 구조
(2) 장점 — ① 강관이 거푸집 역할을 해 거푸집이 불필요 → 공기 단축·인건비 절감 ② 연성·인성이 우수해 초고층 구조물의 내진성에 유리
(3) 단점 — ① 고품질의 충전 콘크리트 확보와 충전 상태 확인이 어려움 ② 강관 판두께가 얇을수록 조기에 국부좌굴 발생 우려

[해설]

CFT(Concrete Filled Tube)는 강관과 콘크리트의 구속효과(confinement)로 각 재료의 취약점을 상호 보완하는 합성구조다. 강관은 콘크리트를 구속해 압축강도를 높이고, 콘크리트는 강관 내부의 국부좌굴을 지연시켜 두 재료가 시너지를 낸다. 다만 관 내부가 밀실하게 채워졌는지 육안 확인이 불가능해 충전 관리·검사가 시공 품질의 핵심 이슈다.

① 2.5 ② 750

[해설]

기성콘크리트말뚝의 중심간격은 말뚝 지름(D)의 2.5배 이상, 또한 750mm 이상 중 큰 값을 적용한다. 말뚝 간 응력 중첩(군말뚝 효과)으로 인한 지지력 저하를 방지하기 위한 최소 이격 기준이다.

① ㉲ 버팀대의 반력
② ㉰ 주동토압
③ ㉮ 수동토압

[해설]

수평버팀대식 흙막이 개념도에서 버팀대가 벽체를 지지하며 받는 힘은 버팀대 반력, 굴착 배면에서 벽을 미는 흙의 압력은 주동토압, 굴착 저면 쪽에서 벽의 이동을 막는 흙의 저항력은 수동토압이다. 정지토압·지하수압·버팀대 하중은 이 개념도의 표시 위치와는 무관하다.

① 몹시 느슨 ② 느슨 ③ 보통 ④ 조밀

[해설]

표준관입시험(SPT)의 N값은 사질토(모래) 지반의 상대밀도를 판정하는 대표 지표다. N값이 커질수록 지반이 조밀해지며, 대략 0~5는 몹시 느슨, 5~10은 느슨, 10~30은 보통, 30~50 이상은 조밀로 구분한다. 점성토는 N값 구간과 컨시스턴시(연경도) 판정 기준이 별도이므로 혼동하지 않는다.

(1) 운반 토량 $=\dfrac{8}{1.8}=4.44$ m³
(2) 잔토량(흐트러진 상태) $=(12{,}000-5{,}000)\times1.25=8{,}750$ m³ → 대수 $=\dfrac{8{,}750}{4.444}=1{,}968.9\Rightarrow1{,}969$대(올림)

[해설]

운반 토량은 덤프트럭 적재중량(8ton)을 흐트러진 상태 단위중량(1.8ton/m³)으로 나눠 부피로 환산한다. 잔토량은 총 터파기량에서 되메우기량을 뺀 뒤, 자연상태→흐트러진상태 환산계수 L=1.25를 곱해 구한다. 트럭 대수는 잔토량을 트럭 1대당 운반량으로 나누고, 소수점은 반드시 올림하여 정수로 답한다.

(1) $f_{ck}\le40$MPa이므로 $\eta=1.00$, $\beta_1=0.80$
(2) 균형철근비 $\rho_b=\dfrac{\eta(0.85f_{ck})}{f_y}\beta_1\dfrac{660}{660+f_y}=0.04207$
(3) 최대 철근비 $\rho_{max}=0.658\rho_b=0.02768$
(4) 최대 철근량 $A_{s,max}=\rho_{max}bd=10{,}380$ mm²

[해설]

현행 콘크리트구조 설계기준(KDS 14 20 20)의 등가응력블록 계수는 $f_{ck}\le40$MPa 구간에서 $\eta=1.00$, $\beta_1=0.80$으로 일정하다(과거 기준의 $f_{ck}\le28$일 때 0.85와는 다르므로 혼동 주의). 균형철근비는 콘크리트 압괴와 철근 항복이 동시에 발생하는 조건에서 유도되며, 최대 철근비는 연성 확보를 위해 순인장변형률 $\varepsilon_t\ge0.004$를 만족하도록 균형철근비에 계수(약 0.658)를 곱해 제한한 값이다.

· 필릿용접 다리길이 $S = 6$ mm, 용접길이 $L = 150$ mm, 양면(2면) 용접
$\phi R_n = \phi \cdot 0.6 F_{uw} \cdot 0.7S \cdot (L - 2S) \times 2$
$= 0.75 \times 0.6 \times 420 \times 0.7 \times 6 \times (150 - 2 \times 6) \times 2 \approx 219{,}089$ N $= 219.09$ kN

[해설]

필릿용접의 유효목두께는 다리길이(S)의 0.7배이며, 유효길이는 용접길이(L)에서 양단 각 S씩 제외한 값을 적용한다. 설계강도는 용접재 인장강도의 0.6배에 강도감소계수 $\phi$를 곱해 산정하며, 양면 용접이므로 계산값에 2를 곱한다. 모재 강도가 용접재보다 크다는 단서는 파단이 용접부에서 지배됨을 뜻해 용접재 기준 산식을 그대로 적용할 수 있음을 확인해 준다.

(1) 순피복두께 $C_c=40+10=50$mm
(2) 철근응력 $f_s=\dfrac{2}{3}\times400=267$MPa
(3) 최대 간격 — $s=375\dfrac{210}{f_s}-2.5C_c=170$mm(지배), $s=300\dfrac{210}{f_s}=236$mm
(4) 실제 철근 간격 $=\dfrac{1}{2}[400-2(40+10+\dfrac{22}{2})]=139$mm ≤ 최대 간격 170mm → 적합

[해설]

휨균열 제어를 위한 인장철근 최대 간격은 두 식 중 작은 값이 지배하며, 이 문제에서는 피복두께 항이 포함된 첫 번째 식(170mm)이 두 번째 식(236mm)보다 작아 지배 조건이 된다. 실제 배근 간격은 보 폭에서 양측 피복·스터럽·철근 반지름을 뺀 나머지를 간격으로 나눠 구하며, 그 값이 최대 허용 간격보다 작으면 균열 제어 기준을 만족(적합)한다.

· C단은 핀(회전단)이어서 그 단의 모멘트가 0이 되므로 OC 부재의 유효 강비는 $K \times \dfrac{3}{4}$로 감소한다($4 \times \dfrac{3}{4} = 3$).
$DF_{OA} = \dfrac{K_{OA}}{\sum K} = \dfrac{2}{2 + 3 + 4 \times \frac{3}{4} + 1} = \dfrac{2}{9}$

[해설]

타단이 힌지(회전단)로 지지된 부재는 고정단 부재보다 회전 저항이 작아, 강비를 $\dfrac{3}{4}$배로 감소시킨 유효강비를 사용하는 것이 모멘트 분배법의 기본 규칙이다. O점에 모인 각 부재의 (유효)강비 합에 대한 OA 부재 강비의 비율이 분배율이며, 실제 분배모멘트는 이 분배율에 작용모멘트 M을 곱해 구한다.

· C가 내부 힌지이고 CB 구간에 하중이 없어 $R_B=0$ → CB구간 전단력·휨모멘트는 모두 0
· AC구간은 A를 고정단으로, C를 자유단으로 하는 캔틸레버에 하중 P가 작용하는 것과 동일
(1) 최대 전단력 $V_{max}=P$(AC구간 일정)
(2) 최대 휨모멘트 $M_{max}=PL_1$(A단, 부호 음(−))

[해설]

내부 힌지(C)는 모멘트를 전달하지 못하므로, 힌지를 경계로 구조물을 두 개의 정정 부재로 분리해 해석한다. CB 구간은 하중이 없어 반력·전단력·모멘트가 모두 0이고, AC 구간은 A에 고정된 캔틸레버 끝(C)에 하중 P가 작용하는 것과 같은 거동을 한다. 캔틸레버의 전단력은 구간 내내 일정(P), 휨모멘트는 고정단(A)에서 최대($PL_1$, 부호는 음)이고 자유단(C)에서 0으로 선형 감소한다.

· 표준 공정표 — 주공정선(CP)은 C → E → I, 총 공사기간 17일(4 + 6 + 7)
· 표준 작업일수: A 2, B 3, C 4, D 5, E 6, F 4, G 3, H 6, I 7
· 결합점 EST/LST: 1 → 0/0, 2 → 4/4, 3 → 4/4, 4 → 4/4, 5 → 9/11, 6 → 10/10, 7 → 17/17
· 7일 공기단축 — 비용구배가 작은 작업부터 단축: B 3→2, C 4→2, D 5→3, E 6→3, F 4→3, H 6→5, I 7→5 (모두 작업일수의 1/2 한도 이내)
· 단축 후 작업일수: A 2, B 2, C 2, D 3, E 3, F 3, G 3, H 5, I 5
· 단축 후 결합점 EST/LST: 1 → 0/0, 2 → 2/2, 3 → 2/2, 4 → 2/2, 5 → 5/5, 6 → 5/5, 7 → 10/10 — 총 공사기간 10일
※ △ = 결합점 EST(최조시각), □ = LST(최지시각), 굵은 선 = 주공정선

[해설]

표준 공정표에서 각 결합점의 EST(최조시각)는 선행작업 완료시각 중 최댓값으로, LST(최지시각)는 후속작업의 여유를 고려해 최솟값으로 구하며, 두 값이 같은 경로가 주공정선(CP)이다. 공기단축은 비용구배(단축 1일당 추가비용)가 작은 작업부터 우선 단축하되, 단축으로 새로 생기는 병행 주공정선까지 함께 고려해야 하고, 각 작업의 단축은 작업일수의 1/2을 넘을 수 없다.