건축기사 실기 · 2021년 4회차 기출문제 정답·해설 페이지

엔드 탭(End Tab)

[해설]

엔드탭은 용접 비드의 시작·끝단에서 발생하기 쉬운 블로홀·크레이터 등의 결함이 모재에 남지 않도록 모재 양단에 덧대는 보조강판으로, 용접 후 가스절단 등으로 제거한다. 강구조 현장용접에서 이음부 품질을 확보하기 위한 보조재다.

지역제한경쟁입찰

[해설]

지역제한경쟁입찰은 지역 중소건설업체 보호와 지역경제 활성화를 위해, 공사현장이 속한 광역시·도에 주된 영업소를 둔 업체로 입찰참가자격을 제한하는 제한경쟁입찰의 한 유형이다.

국가계약법령상 추정가격이 일정 금액 이하인 비교적 소규모 공사에 적용된다.

면진구조

[해설]

면진구조는 기초와 상부구조 사이에 적층고무받침(LRB)·미끄럼받침 등 면진장치를 두어 지진의 수평 지반운동이 상부로 직접 전달되지 않게 하는 구조다. 건물의 고유주기를 늘리고 감쇠를 키워 가속도 응답을 크게 줄인다. 부재의 강도·연성으로 지진력에 저항하는 내진구조, 감쇠장치로 진동을 제어하는 제진구조와 구분되는 개념이다.

인장지배단면

[해설]

콘크리트구조기준은 최외단 인장철근의 순인장변형률에 따라 단면을 압축지배단면·변화구간단면·인장지배단면으로 구분한다. $f_{ck} \le 40$MPa일 때 압축연단이 극한변형률 0.0033에 도달하는 시점에 순인장변형률이 0.005 이상이면 인장지배단면이다.

인장지배단면은 철근이 충분히 항복한 뒤 파괴되어 취성파괴 없이 연성적으로 거동하며, 이 조건을 만족해야 휨부재에 강도감소계수 $\phi$의 최댓값(0.85)을 적용할 수 있다.

규산질계 도포방수

[해설]

규산질계 도포방수는 규산질 분말계 재료를 콘크리트 표면에 도포하면 침투한 성분이 콘크리트 내부의 수분·미반응 칼슘과 반응해 불용성 결정체를 생성, 공극을 메워 방수성능을 내는 침투성 방수공법이다. 콘크리트 구체 자체를 방수층화한다는 점에서 별도 방수막을 덧씌우는 멤브레인 방수와 다르다. 다만 방수제를 배합수에 섞어 콘크리트에 직접 혼입하는 것은 구체(혼입)방수이므로, 도포 방식인 이 공법과 구분해 외운다.

(1) SM — 용접구조용 압연강재
(2) 355 — 항복강도 $F_y = 355$ MPa

[해설]

SM355는 KS D 3515(용접구조용 압연강재) 규격의 강종 표기법이다. 앞의 SM은 용접성이 우수한 강재 종류(용접구조용 압연강재)를, 뒤의 숫자는 항복강도(MPa) 하한값을 나타낸다.

즉 SM355는 항복강도 355MPa급 용접구조용 강재이며, 숫자가 클수록 고강도 강재다.

① 타설공법
② 뿜칠공법
③ 미장공법
④ 조적공법

[해설]

강구조 내화피복은 습식(타설·뿜칠·미장·조적), 건식(성형판 부착), 합성·복합공법으로 나뉜다.

습식공법은 물을 사용하는 내화피복재(콘크리트·모르타르 등)를 강재 표면에 시공하는 방식으로, 타설은 거푸집을 대고 콘크리트를 붓는 방식, 뿜칠은 습식 모르타르를 분사하는 방식, 미장은 모르타르를 바르는 방식, 조적은 경량콘크리트블록 등을 쌓는 방식이다. 부착력은 우수하나 별도의 양생기간이 필요하다.

① 도포법 ② 주입법 ③ 침지법

[해설]

목재 방부처리는 방부제를 표면에 바르는 도포법, 압력으로 목재 내부까지 침투시키는 주입법, 방부제에 담그는 침지법으로 구분한다. 방부 효과는 침투 깊이가 깊을수록 크므로 일반적으로 주입법이 가장 효과적이다.

① 다른 방수공법에 비해 재료비가 비싸다.
② 접합부·모서리 등 복잡한 부위의 마감이 어렵다.
③ 시공에 정밀도가 요구되고, 손상 시 국부 보수가 어렵다.

[해설]

시트방수는 공장에서 제작된 방수시트를 현장에서 접착·용접해 붙이는 공법으로, 균일한 품질은 확보되지만 재료비가 비싸고 곡면·모서리 등 이형부위 시공이 까다롭다. 시공 정밀도가 요구되며 국부 손상 시 부분보수가 어려워 전면 재시공이 필요한 경우가 많다.

① 방진덮개 ② 방진벽 ③ 세륜(洗輪)시설

[해설]

비산먼지 발생사업장은 관계 법령에 따라 방진덮개·방진벽·세륜시설 등 방지시설을 설치해야 한다. 방진덮개는 야적자재를, 방진벽은 작업장 경계를, 세륜시설은 차량 바퀴에 붙은 토사의 도로 유출을 각각 차단한다.

① 알칼리 함량 0.6% 이하의 저알칼리 시멘트를 사용한다.
② 알칼리골재반응에 무해한 골재를 사용한다.
③ 고로슬래그·플라이애시 등 양질의 혼화재를 사용한다.
④ 방수·방습 처리로 콘크리트에 수분이 침투하지 않게 한다.

[해설]

알칼리골재반응은 시멘트의 알칼리 성분과 골재 중 반응성 실리카 등이 반응해 팽창성 겔을 생성하고, 이 겔이 수분을 흡수·팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키는 현상이다.

반응이 일어나려면 알칼리·반응성 골재·수분 세 요소가 모두 필요하므로, 대책도 이 중 하나를 차단하는 방향으로 세운다. 알칼리 함량 0.6% 이하의 저알칼리 시멘트를 쓰고, 반응성이 없는 무해 골재를 선정하며, 고로슬래그·플라이애시 등 혼화재로 알칼리 이온을 흡착·희석해 총량을 낮춘다.

여기에 방수·방습 처리로 수분 침투를 막으면 반응 진행을 억제할 수 있다. 3가지만 요구하는 경우에는 ①~③을 우선 쓰면 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 높이 측량의 기준이 되므로, 인근의 부동 고정점(경계석·기존 구조물 등)을 이용해 침하·이동 우려가 없는 견고한 위치에 설치한다.

지반면에서 0.5~1.0m 정도 높이에 두어 시공에 방해되지 않게 하고, 훼손·분실에 대비해 보조 기준점을 포함해 2개소 이상 설치함으로써 상호 대조·검측이 가능하도록 한다.

(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.

강관 속에 콘크리트를 채워, 강관의 구속효과로 충전 콘크리트의 내력·변형능력을 높이고 충전 콘크리트가 강관의 국부좌굴을 억제하는 합성구조

[해설]

CFT는 강관이 콘크리트를 구속(Confinement)해 콘크리트의 압축강도·연성을 높이고, 반대로 콘크리트가 강관 내부를 지지해 강관의 국부좌굴을 지연시키는 상호보완적 합성구조다. 일반 철골조보다 내화·내진 성능이 우수해 초고층 건물 기둥에 많이 쓰인다.

(1) 이음 — 부재를 길이 방향으로 이어 길게 연결하는 접합
(2) 맞춤 — 직각이나 경사로 만나는 두 부재를 서로 가공해 끼워 맞추는 접합

[해설]

이음은 같은 방향(길이 방향)의 부재를 이어 연장하는 접합으로 주로 인장·압축력을 전달한다.

맞춤은 방향이 다른 두 부재가 직각이나 경사로 만나는 부위를 가공해 짜맞추는 접합으로 전단력·모멘트를 전달한다. 부재의 방향성 차이로 구분해 암기한다.

(1) 수세식 보링 — 연약한 토사에 수압으로 물을 뿜어 흙을 씻어내며 파고, 배출되는 흙탕물로 토질을 판별하는 방법
(2) 회전식 보링 — 비트(Bit)를 회전시켜 천공하므로 토층 흐트러짐이 적고 연속 시료 채취가 가능한 방법

[해설]

보링은 지반조사를 위해 지중에 구멍을 뚫는 방법으로, 수세식은 비교적 얕고 연약한 지층 확인에, 회전식은 시료의 연속성이 중요한 정밀 지반조사에 주로 쓰인다. 이 밖에 충격식(퍼커션), 오거식 보링도 함께 정리해두면 좋다.

연약 점토 지반에서 흙막이벽 배면 흙의 중량이 굴착면 지반의 지지력보다 커, 배면 흙이 흙막이벽 밑을 돌아 굴착 바닥으로 밀려 올라오는 현상

[해설]

히빙은 연약 점토지반에서 배면 토압(활동력)이 굴착 바닥의 지지력(저항력)을 초과할 때 발생하는 전단파괴 현상이다. 사질지반에서 지하수 침투로 굴착 바닥이 부풀어 오르는 보일링(Boiling)과 발생 지반(점토 vs 사질토)으로 구분해 암기한다.

(1) 시멘트 중의 수산화칼슘이 공기 중의 탄산가스와 반응하여 벽체 표면에 생기는 흰 결정
(2) ① 흡수율이 낮고 소성이 잘된 벽돌을 사용한다.
② 차양·물끊기를 설치해 빗물이 벽면에 닿지 않게 한다.
③ 벽면에 발수제를 도포하거나 줄눈을 밀실하게 시공한다.

[해설]

백화는 시멘트 수화물인 수산화칼슘이 벽체 표면으로 유출된 뒤 공기 중 탄산가스와 반응해 탄산칼슘의 흰 결정으로 석출되는 현상이다. 원인이 '수분 침투 + 수산화칼슘'이므로 방지대책도 흡수율 저감, 빗물 차단, 표면 방수 처리로 정리하면 외우기 쉽다.

(1) 정의 — 로드(Rod) 선단에 설치한 저항체를 지반에 넣어 관입·회전·인발 시의 저항으로 토층의 성상을 탐사하는 원위치 시험
(2) 종류
① 표준관입시험(SPT)
② 콘관입시험(CPT)
③ 베인시험(Vane Test)

[해설]

사운딩은 로드 끝에 저항체(콘·베인 등)를 부착해 지반에 관입·회전·인발시키고, 그때 발생하는 저항으로 지반의 강도·상태를 간접 측정하는 원위치 시험이다.

표준관입시험(SPT)은 N값으로 사질지반의 상대밀도·지지력을, 베인시험은 연약 점성토의 비배수전단강도를, 콘관입시험(CPT)은 연속적인 관입저항으로 토층 변화를 파악한다는 점에서 구분된다.

① 연속기초(줄기초)
② 190
③ 10m
④ 80m²

[해설]

건축법령상 조적조 내력벽 관련 수치 기준이다. 기초는 연속기초(줄기초)로 하고, 내력벽 최소두께 190mm·최대길이 10m·둘러싸인 바닥면적 80㎡ 이하라는 세 수치를 세트로 암기한다.

[해설]

변장비(장변/단변)가 $2$를 넘으면 하중이 단변 방향으로만 전달돼 1방향 슬래브로, $2$ 이하이면 양방향으로 전달돼 2방향 슬래브로 구분하므로, A부분은 $\dfrac{8{,}500}{4{,}000}=2.125>2$ 이어서 1방향 슬래브가 된다.

큰보(Girder)는 기둥과 기둥을 직접 연결해 작은보·슬래브의 하중을 기둥으로 모으는 뼈대이고, 작은보(Beam)는 기둥에 직접 붙지 않고 큰보에 걸쳐 슬래브 하중을 큰보로 전달하는 부재라는 지지 관계의 차이로 구분한다.

단변 $4{,}000$은 $8{,}000$ 방향 중앙에 걸린 작은보(가운데 세로보)가 슬래브를 절반으로 나누기 때문에 나온 값이며, 작은보가 있으면 변장비 계산 시 기둥 간 전체 스팬이 아니라 작은보로 분할된 구간 치수를 써야 한다는 점이 채점 포인트다.

(1) 팽창도 $= \dfrac{255.78 - 254}{254} \times 100 = 0.70\%$
(2) $0.70\% \le 0.80\%$ 이므로 합격

[해설]

오토클레이브 팽창도는 시험 전후의 길이 변화량을 시험 전 유효표점길이로 나눠 백분율로 나타낸 값이다. 즉 (시험 후 길이 − 시험 전 유효표점길이) / 시험 전 유효표점길이 × 100 으로 계산한다.

주어진 값을 대입하면 $\dfrac{255.78 - 254}{254} \times 100 = 0.70\%$ 이다.

KS 기준은 $0.80\%$ 이하이므로 $0.70\% \le 0.80\%$, 합격으로 판정한다. 이 시험은 시멘트 중 유리석회·마그네시아의 이상팽창 여부를 확인해 안정성을 판단하는 절차다.

· 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.

· $D^2 = b^2 + h^2 = b^2 + (2b)^2 = 5b^2$ 이므로 $b = \dfrac{D}{\sqrt{5}}$
· $Z = \dfrac{bh^2}{6} = \dfrac{4b^3}{6} = \dfrac{4}{6}\left(\dfrac{D}{\sqrt{5}}\right)^3 \approx 0.06D^3$

[해설]

직사각형이 원에 내접하므로 대각선이 지름 $D$와 같다는 피타고라스 관계 $D^2=b^2+h^2$를 세우고 $h=2b$를 대입해 $b$를 $D$로 표현한다. 이를 직사각형 단면계수 공식 $Z=\dfrac{bh^2}{6}$에 대입하면 $Z\approx0.06D^3$이 된다.

[해설]

비용경사(비용구배)가 낮은 작업부터 순서대로 공기를 줄여 $10$일을 단축하면 추가비용을 최소화할 수 있고, 그렇게 줄어든 표준공사비 위에 각 단계의 단축비용을 더해 총공사비가 정해진다.

표준 상태의 주공정선은 C→H→I→K($31$일)이고 단축 가능일수는 C $5$일·H $3$일·I $2$일뿐이므로, 비용경사가 낮은 H($8{,}500$)→C($9{,}000$)→I($9{,}500$) 순으로 이 경로 위에서만 줄여 나간다.

단축이 진행되며 다른 경로까지 함께 주공정선이 되면(마지막 $22$→$21$일 단계의 A+B+C처럼) 여러 작업을 동시에 줄여야 해 그 구간에서 추가비용이 급격히 늘고, 총공사비는 $1{,}000{,}000+114{,}500$처럼 표준공사비에 누적 단축비용을 더해 구한다는 계산 순서가 채점 포인트다.