[전산응용토목제도기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

폴리머 콘크리트(폴리머-시멘트 콘크리트)는 결합재에 폴리머를 사용하여 일반 콘크리트보다 강도가 크고 건조수축이 작으며 내충격성이 우수한 것이 특징이다.
또한 치밀한 조직으로 인해 내마모성도 우수하므로, 내마모성이 작다는 설명은 옳지 않다.

철근콘크리트는 콘크리트가 압축력에는 강하지만 인장력에는 약한 성질을 철근으로 보완한 구조이므로, 압축강도가 인장강도보다 약하다는 서술은 반대로 되어 있어 옳지 않다.
콘크리트 속에 묻힌 철근은 콘크리트의 알칼리성 덕분에 부식이 잘 되지 않고, 이형철근은 마디 덕분에 부착력이 크며, 부재를 일체로 만들어 강성이 큰 구조가 되는 점은 모두 철근콘크리트의 올바른 특징이다.

단철근 직사각형보의 균형철근비는 $\rho_b=0.85\beta_1\dfrac{f_{ck}}{f_y}\dfrac{600}{600+f_y}$ 로 구한다(상수 600은 출제 당시 기준식에 따른 값이다).
$f_{ck}=24\mathrm{MPa}\le 28\mathrm{MPa}$ 이므로 $\beta_1=0.85$이다.
대입하면 $\rho_b=0.85\times0.85\times\dfrac{24}{300}\times\dfrac{600}{900}\approx0.039$
따라서 균형철근비는 약 0.039가 된다.
참고로 2021년 개정 설계기준(KDS 14 20 20: 압축연단 극한변형률 0.0033, β₁=0.80)으로 계산하면 약 0.0374가 되지만, 본 문항은 출제 당시 기준에 따라 정답을 유지한다.

180° 표준갈고리의 구부림 최소 내면 반지름은 D10~D25는 $3d_b$, D29~D35는 $4d_b$, D38 이상은 $5d_b$이다. 따라서 D10은 $2d_b$가 아니라 $3d_b$여야 하므로 틀렸다.

매립 철근을 부득이 가열하여 구부릴 때는 완만하게 냉각시켜야 하며, 냉각수로 급랭시키면 재질이 손상되므로 이는 옳지 않은 작업 방법이다.
가급적 상온에서 구부리는 것이 원칙이다.
가열은 콘크리트에 손상이 가지 않도록 관리해야 한다.
구부림 중 균열이 발생하면 다른 철근에서 같은 현상이 되풀이되지 않도록 조치해야 한다.
이 세 가지는 모두 올바른 작업 방법이다.

위험단면에서 주철근의 중심 간격은 슬래브 두께의 2배 이하이면서 동시에 300mm 이하인 값 중 작은 쪽을 기준으로 한다.
$2\times140\mathrm{mm}=280\mathrm{mm}$ 로 300mm보다 작으므로 이 값이 기준이 된다.
따라서 주철근의 중심 간격은 280mm 이하이어야 한다.

시공이음은 구조물의 강도·강성 저하를 줄이기 위해 전단력이 작은 위치에 설치하는 것이 원칙이므로, 전단력이 큰 위치에 설치한다는 서술은 반대로 되어 있어 옳지 않다.
설계에 정해진 이음의 위치와 구조를 지키는 것, 신축이음이 부재 간 구속을 받지 않는 구조여야 하는 것, 신축이음에 이음재·지수판 등을 설치할 수 있는 것은 모두 올바른 설명이다.

철근의 겹침이음 길이는 철근의 공칭지름, 설계기준항복강도, 철근의 종류(인장·압축, 이음 등급) 등에 따라 정해진다.
철근의 재질 자체는 겹침이음 길이 산정식에 직접 반영되는 요소가 아니므로 결정 요소로 보기 어렵다.

콘크리트용 골재는 연하고 가느다란 석편(편평·세장한 입자)을 포함하지 않아야 하므로, 이를 함유하는 것이 좋다는 설명은 옳지 않다.
알맞은 입도를 갖는 것은 골재의 필요 조건이다.
깨끗하고 강하며 내구적인 것은 골재의 필요 조건이다.
먼지·흙·유기불순물 등 유해물이 허용한도 이내여야 하는 것도 필요 조건이다.

압축부재의 나선철근은 정착을 위해 나선철근 끝에서 추가로 1.5회전만큼 더 감아야 한다.
이는 나선철근이 심부 콘크리트를 구속하는 효과가 끝단에서 갑자기 사라지지 않도록 여유를 두기 위한 규정이다.

철근의 최소 피복두께는 콘크리트 타설 조건, 구조물이 받는 환경조건(노출조건), 사용 철근의 공칭지름 등에 따라 정해진다.
거푸집의 종류는 피복두께를 정하는 기준 요소가 아니므로 가장 거리가 먼 항목이다.

스터럽이 전단철근으로 유효하려면 주인장철근과 45° 이상의 경사를 이루도록 설치해야 하므로, 30°로 설치된 스터럽은 전단철근으로 인정되지 않는다.
주인장철근에 45°로 구부린 굽힘철근은 전단철근에 해당한다.
주인장철근에 60°로 설치된 스터럽은 45° 이상이므로 전단철근에 해당한다.
스터럽과 굽힘철근을 조합한 형태도 전단철근에 해당한다.

철근이 먼저 항복한 뒤 처짐과 균열이 커지면서 서서히 붕괴에 이르는 파괴 형태를 연성파괴라고 한다.
연성파괴는 콘크리트가 먼저 압축파괴되는 취성파괴와 달리, 붕괴 전에 뚜렷한 징조를 보인다는 점에서 구조적으로 바람직한 파괴 형태로 여겨진다.

콘크리트를 연속으로 타설할 때 먼저 친 콘크리트의 응결을 늦추어 이어치기 사이에 콜드 조인트가 생기지 않도록 돕는 혼화제는 지연제이다.
급결제나 촉진제는 오히려 응결을 앞당겨 콜드 조인트 발생 위험을 높이고, 발포제는 팽창을 위한 혼화제로 목적이 다르다.

물-시멘트비는 요구되는 압축강도, 내구성, 수밀성 등을 만족하도록 정하는 값이다.
단위 시멘트량은 물-시멘트비가 정해진 뒤 단위수량과 함께 별도로 산정되는 항목이므로, 물-시멘트비를 정할 때의 직접적인 고려사항으로 보기 어렵다.

보기의 교량 중 한강 철교가 1900년에 준공되어 가장 먼저 건설되었다.
원효대교, 영종대교, 인천대교는 모두 그보다 훨씬 뒤인 현대에 건설된 교량이다.

철근콘크리트도 인장측에서 균열이 발생할 수 있으므로, 균열이 생기지 않는다는 설명은 사실과 다르다.
철근과 콘크리트의 열팽창계수가 거의 같은 점, 철근과 콘크리트의 부착이 잘 되는 점, 콘크리트 속 철근이 잘 녹슬지 않는 점은 철근콘크리트가 널리 쓰이는 실제 이유들이다.

강도설계법으로 교량을 설계할 때 재료의 선정, 하중의 결정, 설계에 사용할 응력의 결정은 설계 계산을 시작하기 전에 미리 정해 두어야 하는 사항이다.
반면 처짐·균열 등 사용성 검토는 단면과 철근량을 정한 뒤 그 결과가 사용 조건을 만족하는지 확인하는 절차이므로, 설계 계산에 앞서 결정할 사항으로 보기 어렵다.

프리스트레스 손실은 도입 시(즉시) 손실과 도입 후 시간 경과에 따른 손실로 나뉘며, PS강재와 쉬스 사이의 마찰에 의한 손실은 긴장·정착 과정에서 바로 발생하는 즉시손실에 해당한다.
콘크리트의 크리프와 건조수축, PS강재의 릴랙세이션은 시간이 지나면서 서서히 나타나는 시간손실이다.

압축부재의 축방향 철근비는 일반적으로 1%~8% 범위로 제한되므로, 10~18%라는 수치는 기준과 맞지 않는다.
나선철근을 수직 간격재로 곧게 조립하는 것, 겹침이음 구간 철근비를 0.04 이하로 제한하는 것, 사각형·원형 띠철근으로 둘러쌀 때 최소 4개의 주철근이 필요한 것은 모두 올바른 제한 사항이다.

주행하던 자동차가 급정지할 때 관성에 의해 교량에 작용하는 하중을 제동 하중이라 한다.
풍하중은 바람에 의한 하중, 충격 하중은 차량 주행 중 노면 요철 등으로 생기는 동적 하중, 고정 하중은 구조물 자체의 무게에 의한 하중으로 각각 성격이 다르다.

3활절 아치교는 힌지(활절)가 3개 있어 지점반력을 정역학적으로 모두 구할 수 있는 정정 구조이므로 부정정 아치에 해당하지 않는다.
랭거교, 로제교, 타이드 아치교는 모두 보강거더나 인장재로 아치와 일체 거동을 하도록 만든 내적 부정정 구조이다.

콘크리트 단면 속에 구조용 강재(H형강)가 묻혀 있는 이 기둥은 합성기둥이다.
그림은 단면 안에 축방향 철근 6개가 원 둘레를 따라 고르게 배치되고, 그 안쪽 중앙에 H형강이 들어 있으며 그 강재를 가리켜 '구조용 강재'라고 지시선으로 표기해 놓았다. 강재와 철근콘크리트가 함께 축력을 부담하도록 만든 단면이 합성기둥이다.
띠철근 기둥은 축방향 철근을 일정 간격의 띠철근으로 묶은 것이고, 나선철근 기둥은 나선 모양으로 감은 철근이 축방향 철근을 둘러싼 것으로 둘 다 속에 형강이 없다.
철근이나 형강 없이 콘크리트만으로 이루어진 기둥은 이런 강재 표기가 나타나지 않는다.

옹벽이 활동에 대해 안전하려면 활동에 저항하는 힘이 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이 되도록 설계해야 한다.

콘크리트 속에 철근을 배치하여 두 재료가 일체로 거동하며 외력에 저항하도록 만든 구조를 철근콘크리트 구조라고 한다.
무근 콘크리트 구조는 철근이 없는 콘크리트만의 구조이고, 프리스트레스트 구조는 긴장재로 미리 압축력을 도입한 구조, 합성구조는 서로 다른 재료를 결합한 구조로 각각 정의가 다르다.

1방향 슬래브에서 최대 휨모멘트가 발생하는 위험단면의 정모멘트·부모멘트 철근 중심 간격은 슬래브 두께의 2배 이하이면서 300mm 이하가 되도록 배치해야 한다.

토목 구조물은 각 현장의 조건에 맞추어 개별적으로 설계·시공되는 주문형(맞춤형) 구조물이어서 다량 생산되는 제품과는 성격이 다르다.
대규모라는 점, 공용 기간이 길다는 점, 대부분 공공 목적으로 건설된다는 점은 토목 구조물의 일반적인 특징으로 옳다.

K트러스는 주트러스로는 잘 쓰이지 않지만, 부재 길이를 짧게 나눌 수 있어 가로 브레이싱에 주로 사용되는 형식이다.
프랫 트러스, 하우 트러스, 워런 트러스는 주로 주트러스로 널리 쓰이는 형식들이다.

양쪽 강 언덕에 세운 주탑 사이에 주케이블을 걸고, 이 케이블에 행어로 보강형이나 보강 트러스를 매달아 지지하는 형식의 교량을 현수교라 한다.
사장교는 주탑에서 케이블이 직접 보강형에 연결되는 형식이고, 아치교와 라멘교는 케이블로 상부구조를 매다는 방식이 아니라는 점에서 구조 원리가 다르다.

각 이등분 작도는 꼭짓점 O를 중심으로 적당한 반지름의 원호를 그려 두 변 OA, OB와의 교점 C, D를 먼저 구하는 것으로 시작한다. 이후 C와 D를 중심으로 같은 반지름의 원호를 그려 교점 P를 찾고(4번 과정), O와 P를 연결하면 각의 이등분선이 완성된다(2번 과정). 따라서 가장 먼저 해야 할 일은 O점에서 임의의 원을 그려 C, D점을 구하는 것이다.

강관과 같은 원형 파이프는 바깥지름(A)과 두께(t)를 기준으로 치수를 표시한다. 그림에서 A는 바깥지름, t는 관의 두께, L은 축방향 길이를 나타내므로, 표시방법은 øA×t-L 형식이 된다.

평탄한 전답 지역처럼 눈에 띄는 지물이 없는 구간의 평면도를 그릴 때는, 노선 중심선을 기준으로 좌우 약 30~40m 범위를 표시하는 것이 일반적이다.

구조도에서 표현하기 어려운 특정 부분을 확대하여 자세히 나타낸 도면을 상세도라고 한다.
일반도는 구조물 전체의 개략적인 형상을, 투시도는 입체감을 살린 도면을, 설명도는 구조를 이해시키기 위한 보조 도면을 가리켜 목적이 서로 다르다.

청사진, 백사진, 마이크로 사진은 모두 원도를 복사하여 만든 복사도에 해당한다.
반면 기본도(원도)는 최초로 작성된 도면 자체이므로 복사도가 아니다.

콘크리트 구조물 도면에서 구조도는 일반적으로 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:100 등의 축척을 표준으로 사용한다.
1:150은 이러한 표준 축척에 해당하지 않아 구조도의 축척으로 적합하지 않다.

부분 치수의 합계나 전체 치수는 개개의 부분 치수보다 바깥쪽에 기입하는 것이 원칙이므로, 안쪽에 기입한다는 설명은 옳지 않다.
치수를 계산 없이 알 수 있게 표기하는 것, 모양과 위치를 명확히 하면서 중복을 피하는 것, 단위를 ㎜로 하고 단위 기호를 생략하는 것은 모두 올바른 치수 기입 원칙이다.

강 재료의 단면 표시는 평행선으로 채운 해칭(45도 경사선)으로 나타낸다. 강철(금속 일반)은 규정된 단면 기호로 45도 방향의 평행선을 촘촘하게 그어서 표현하며, 다른 재료(목재는 나뭇결, 콘크리트는 점과 선 조합 등)와 구분된다. 정답은 2번이 이 표준 해칭 기호를 올바르게 표시한 것이다.

도면에서 문자의 크기는 문자의 높이로 나타내는 것이 원칙이다.
제도 통칙에서 문자 크기의 기준을 규정하고 있고, 축척에 따라 문자 크기를 다르게 사용할 수 있으며, 일반 치수문자에 9~18mm를 그대로 사용하지는 않는다는 점에서 나머지 설명은 옳지 않다.

대칭인 물체를 절반만 그릴 때 치수선은 중심선을 약간 넘겨 연장하여 긋되, 연장한 쪽 끝에는 화살표를 붙이지 않는 것이 원칙이므로, 화살표를 붙여 표시한다는 설명은 옳지 않다.
치수선을 표시할 치수 방향에 평행하게 긋는 것, 치수선끼리 교차하지 않도록 하는 것, 화살표를 붙일 여백이 없을 때 치수보조선 바깥쪽에서 안쪽을 향해 화살표를 붙이는 것은 모두 올바른 설명이다.

컴퓨터에서 데이터를 처리하고 각 장치를 제어하는 기능을 담당하는 장치는 중앙처리장치(CPU)이다.
기억장치는 데이터를 저장하는 역할을, 입력장치와 출력장치는 각각 데이터를 컴퓨터에 넣거나 결과를 내보내는 역할을 담당하여 기능이 서로 구분된다.

제3각법으로 도면을 배치할 때는 정면도를 중심으로 평면도를 위에, 우측면도를 정면도의 오른쪽에 놓는다.
이는 눈-물체-투상면 순서로 투상하는 제3각법의 원리에 따른 배치이며, 평면도를 아래에 두거나 우측면도를 왼쪽에 두는 배치는 제3각법의 규칙과 맞지 않는다.

마무리 치수는 도면에서 특별한 지시가 없을 때 기본으로 삼는 치수 표시 방법이다.
가공 전 소재 치수인 재료 치수나 절단 전 치수인 재단 치수는 별도로 표기하도록 정한 경우에만 사용한다.
가상선으로 표시하는 가상 치수 역시 특정 목적이 있을 때만 쓰이므로 일반 치수 표기의 기본값이 아니다.

한국산업표준(KS)에서 토목·건축 부문의 분류 기호는 KS F이다.
KS A는 기본(통칙), KS D는 금속, KS L은 요업(세라믹) 분야를 가리켜 토건과는 관계가 없다.

단면도에서 절단면을 나타내는 해칭은 가는 실선을 규칙적인 간격으로 비스듬히 그어 표시한다.
파선은 숨은선, 1점 쇄선은 중심선·기준선, 2점 쇄선은 가상선을 나타내는 용도이므로 해칭에는 쓰이지 않는다.

도면을 철하지 않는 경우 A3 도면의 윤곽선 최소 여백은 10㎜로 규정되어 있다. A2~A4가 모두 10㎜이고, A0·A1은 20㎜이다.
철을 하는 경우에는 철하는 쪽 여백을 25㎜로 넓게 두지만, 철하지 않을 때는 상하좌우 모두 같은 여백을 적용한다.

경계선 아래로 길이가 들쭉날쭉한 사선을 불규칙하게 그어 내린 것이 지반면(흙)의 표시다.
흙은 입자가 고르지 않고 다져진 상태도 일정하지 않으므로, 규칙적인 무늬 대신 길이와 방향이 제각각인 사선으로 나타낸다.
경계선 아래에 점을 흩뿌린 것은 모래면이다.
사선을 X자로 규칙적으로 엇갈리게 반복한 것은 잡석면이다.
경계선 위에 ▽를 얹고 아래로 짧아지는 수평선을 그은 것은 수면(수위)의 표시다.

B4(257×364㎜)는 A4(210×297㎜)보다 크기 때문에 “A4가 B4보다 크다”는 설명은 옳지 않다.
큰 도면을 접을 때 A4 크기로 접는 것, A3가 A2의 절반 크기인 것, A계열에서 A0가 가장 큰 호칭인 것은 모두 맞는 설명이다.

좌표의 원점을 기준으로 X, Y 값을 그대로 입력하는 방식은 절대좌표이다.
상대좌표는 바로 앞 점을 기준으로, 극좌표는 거리와 각도로 위치를 지정하는 방식이라 원점 기준 입력과는 다르다.

ZIP, RAR, ARJ는 모두 대표적인 파일 압축 형식이다.
반면 LOG는 프로그램 실행 기록을 담는 텍스트 파일 확장자로 압축과는 관련이 없다.

투상선이 모든 투상면에 대해 수직으로 나타나는 투상법은 정투상법이다.
투시 투상도법과 사투상법, 축측 투상도법은 투상선이 경사지거나 한 점으로 모이는 방식이어서 수직 투상과는 다르다.

철근의 치수와 배치를 표시한 도면을 배근도라 한다.
일반도와 구조 일반도는 구조물 전체의 형상과 치수를 나타내는 도면이고, 외관도는 완성된 형태를 보여주는 도면으로 철근 배치 정보를 담지 않는다.

경사 표시 $1:0.02$는 연직거리 1에 대해 수평거리 0.02의 비율을 뜻한다.
연직거리 4m(=4,000㎜)에 수평거리 80㎜인 경우 $\dfrac{80}{4000}=0.02$가 되어 이 비율과 일치한다.
연직 1m에 수평 2㎜는 0.002, 연직 4m에 수평 2㎜는 0.0005, 연직 1m에 수평 40㎜는 0.04로 계산되어 모두 $0.02$와 맞지 않는다.

DIN은 독일의 국가표준 기호이며, 영국 규격은 BS(British Standards)로 표기한다.
ISO(국제표준화기구), NF(프랑스), JIS(일본)의 연결은 모두 옳다.

수평면으로부터의 높이를 평면도에 기호(수치)로 표기하여 입면도 없이 3차원 정보를 나타내는 투상법은 표고 투상법이다. 정투상법은 정면도·평면도·측면도 등 여러 도면을 함께 사용하고, 사투상법은 입체감을 강조하는 사각 투상, 축측 투상법은 3축을 동시에 표현하는 방식으로 모두 높이를 평면도 기호로만 나타내지 않는다. 표고 투상법은 주로 지형도나 건축 배치도에서 높이 정보를 숫자나 등고선으로 평면도에 직접 표기하는 방식이다.

단면 표시 기호 중 모래는 작은 원점(동전 모양)들을 촘촘히 배열한 패턴으로 나타낸다. 이는 KS 규격의 단면 표시 기호에서 정의한 표준 기호로, 모래의 입자 특성을 시각적으로 표현하는 방식이다. 보기 4번이 이 원점 패턴을 보여주므로 정답이다.

계획고는 시점 지반고에 경사 × 수평거리를 더해 구한다.
$105.35\,\mathrm{m} + 40\,\mathrm{m} \times 0.01 = 105.35 + 0.40 = 105.75\,\mathrm{m}$
따라서 수평거리 40m 지점의 계획고는 105.75m이다.

길이가 긴 강구조물은 오히려 몇 개의 단면으로 절단하여 부분별로 표현하는 것이 도면배치의 일반적인 방법이다.
따라서 “절단하여 표현하여서는 안 된다”는 설명은 실제 관행과 반대되어 옳지 않다.
제작 단위별 상세도 작성, 부재별 독립 작도, 절단선·지시선 방향 표시는 모두 강구조물 도면배치에서 권장되는 사항이다.

그림은 두 철근이 맞닿은 부분에 굵은 점(용접부)으로 표시되어 접합된 형태로, 이는 철근을 용접으로 연결하는 것을 나타내는 기호이다. 갈고리 이음은 철근 끝을 구부린 형태, 기계적 이음은 커플러 등을 사용한 형태로 표현되므로 해당하지 않는다.