[전산응용토목제도기능사 필기] 05년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

철근을 콘크리트로 덮는 피복의 목적은 철근의 산화(부식) 방지, 콘크리트와의 부착응력 확보, 화재에 견디는 내화성능 확보에 있다.
구조물의 미관은 피복 두께를 두는 이유와는 거리가 멀다.

큰 응력을 받는 곳에서 철근을 구부릴 때는 응력 집중을 피하기 위해 구부림 내면반지름을 규정값보다 작게 하지 않고 크게 하여야 한다.
철근은 상온에서 구부리는 것이 원칙이며, 콘크리트에 이미 묻힌 철근은 현장에서 다시 구부리지 않는다.
D16 이하 스터럽·띠철근의 표준갈고리 구부림 내면반지름은 철근지름의 2배 이상으로 한다.

철근콘크리트도 인장측에 균열이 발생할 수 있으므로, 균열이 잘 생기지 않는다는 것은 두 재료가 결합되는 이유가 될 수 없다.
철근과 콘크리트가 널리 함께 쓰이는 까닭은 서로 부착이 잘 되고, 콘크리트의 알칼리성 덕분에 철근이 녹슬지 않으며, 두 재료의 선팽창계수가 거의 같아 온도 변화에도 함께 거동하기 때문이다.

주철근을 2단 이상으로 배치할 때 상하 철근 사이의 연직 순간격은 최소 2.5㎝ 이상으로 하여야 한다.
이는 콘크리트가 철근 사이사이로 충분히 채워지도록 하기 위한 최소 간격 기준이다.

1방향 슬래브의 최소 두께는 10㎝ 이상으로 정해져 있다.
이는 처짐 등 사용성을 확보하기 위한 최소 규정으로, 이보다 얇게 설계할 수 없다.

인장 이형철근의 겹침이음 최소 길이는 30㎝이다.
겹침이음 길이가 이보다 짧으면 철근 사이에 힘이 충분히 전달되지 못해 이음부가 조기에 파괴될 수 있다.

나선철근의 정착은 나선철근 끝에서 심부 주위를 추가로 1.5회전 더 감아 확보하여야 한다.
이는 나선철근이 콘크리트 심부를 충분히 구속하여 정착력을 발휘하도록 하기 위한 규정이다.

옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 현장치기 콘크리트에서 D35 이하 슬래브 철근의 피복두께는 최소 2㎝ 이상이어야 한다.
피복두께는 철근을 부식과 화재로부터 보호하고 콘크리트와의 부착을 확보하기 위한 최소 두께 기준이다.

강도설계법의 극한 상태 휨모멘트 계산에서는 인장측 콘크리트의 인장강도를 무시하는 것이며, 철근의 인장강도까지 무시하는 것은 아니다.
철근의 인장력은 오히려 단면의 휨저항을 이루는 핵심 요소로 그대로 고려된다.
콘크리트·철근의 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 것, 콘크리트 압축측 최대변형률을 0.003으로 가정하는 것, 평면유지 가정은 모두 강도설계법의 기본 가정이다.

압축부재의 나선철근 순간격은 2.5㎝ 이상, 7.5㎝ 이하가 되도록 규정되어 있다.
이 간격 규정은 나선철근이 콘크리트 심부를 고르게 구속하면서도 시공성을 확보하도록 정해진 것이다.

D25(공칭지름 2.54㎝) 철근의 180° 표준갈고리는 반원 끝에서 철근지름의 4배(4d) 이상을 더 연장하여야 한다.
$4d = 4 \times 2.54\,\mathrm{cm} = 10.16\,\mathrm{cm}$이므로, 반원의 끝에서 10.16㎝ 이상을 더 연장해야 한다.

철근 이음은 최대 인장응력이 작용하는 곳을 피해서 두어야 하며, 응력이 가장 큰 곳에 이음을 두면 이음부에서 조기 파괴가 일어나기 쉽다.
이음부는 한 단면에 집중되지 않도록 서로 엇갈리게 배치하고, 원형철근을 겹침이음할 때는 갈고리를 붙이는 것이 올바른 방법이다.

강도설계법에서 균형변형률 상태(콘크리트 압축연단 변형률 0.003에 도달하는 순간 인장철근도 항복)의 중립축 위치 c는 변형률의 직선 분포 관계에서 구한다.
$c = \dfrac{0.003}{0.003 + \varepsilon_y}\,d = \dfrac{600}{600 + f_y}\,d$
철근의 항복변형률은 $\varepsilon_y = \dfrac{f_y}{E_s} = \dfrac{420}{200{,}000} = 0.0021$이므로,
$c = \dfrac{600}{600 + 420} \times 40 = 23.5\,\mathrm{cm}$
따라서 중립축은 압축연단에서 약 23.5㎝ 떨어진 위치에 생긴다.

철근지름이 D25 이하(D15~D25 포함)인 표준갈고리의 최소 구부림 내면반지름은 철근지름의 3배(3d)이다.
철근이 굵어질수록(D29~D35는 4d, D38 이상은 5d) 구부림 내면반지름 기준도 함께 커진다.

강도설계법에서 휨부재는 콘크리트가 먼저 압축파괴되는 취성적인 과다 철근보가 아니라, 철근이 먼저 항복하여 서서히 파괴되는 연성 파괴를 유도하도록 설계하는 것이 바람직하다.
이를 위해 실제 철근비를 균형 철근비의 75% 이내로 제한한 과소 철근보로 설계한다.

일반적인 옹벽의 종류에는 중력식, 반중력식, 캔틸레버(역T형), 뒷부벽식, 앞부벽식 옹벽이 있다.
슬래브식 옹벽이라는 형식은 일반적으로 분류되는 옹벽 종류에 해당하지 않는다.

차량이 곡선 구간을 주행할 때 발생하는 원심하중은 교면 위 1.8m 높이에서 수평방향으로 작용하는 것으로 보고 설계에 반영한다.
이는 실제 차량 하중의 작용 높이와 방향을 단순화하여 교량 설계에 적용하기 위한 규정이다.

옹벽은 전도·활동·침하(지지력 부족)에 대해 안정을 검토하며, 투수는 옹벽의 구조적 안정 조건에 포함되지 않는다.
전도는 옹벽이 앞으로 넘어지려는 저항력, 활동은 저판 아래에서 미끄러지려는 저항력, 침하는 지반의 지지력에 대한 검토 항목이다.
투수(물이 스며드는 정도)는 옹벽 자체의 안정성 판정 항목이 아니라 배수 설계와 관련된 개념이다.

우리나라의 대표적인 아치교라는 설명이 옳지 않다. 서해대교는 아치교가 아니라 사장교이다.
아치교는 상부구조의 주체가 아치로 이루어져 계곡이나 긴 지간에 적합하고 미관이 아름다운 특징을 가지며, 이 세 가지 설명은 모두 타당하다.

PS콘크리트(프리스트레스트 콘크리트)의 재료로 고압축 철근이라는 개념은 쓰이지 않는다.
PS콘크리트는 고강도 콘크리트와 긴장재로 쓰이는 고강도 강선, 정착부 시공에 쓰이는 그라우트를 주요 재료로 사용한다.
프리스트레스를 도입하는 것은 일반 철근이 아니라 강선·강연선이므로 일반 철근에 미리 압축력을 가한다는 개념 자체가 성립하지 않는다.

프리스트레스트 콘크리트가 철근콘크리트보다 내화성이 우수하다는 설명은 틀렸다. 오히려 PSC는 긴장재(강선)가 열에 약해 내화성이 낮은 편이다.
PSC는 설계하중 범위에서 균열이 거의 발생하지 않고 안정성이 높으며, 고강도 재료를 사용한다는 점은 모두 맞는 특징이다.

강재의 이음 종류에는 용접이음, 고장력 볼트이음, 리벳이음이 있으며, 록 볼트이음은 여기에 해당하지 않는다.
록 볼트는 터널이나 사면 등 지반을 보강하는 데 쓰이는 요소로, 강재 부재를 서로 연결하는 이음 방식이 아니다.

토목 구조물은 시민단체가 아니라 국가나 공공기관이 주관하여 건설하는 경우가 일반적이다.
토목 구조물은 자연을 대상으로 하고 국민 전체의 이익을 목적으로 건설된다는 점에서 특정 민간단체가 주관하는 사업과는 성격이 다르다.

트러스교는 부재의 길이에 비해 단면이 작은 부재를 삼각형으로 짜맞춘 구조로, 지간 40m 이상, 특히 40~120m 구간에 가장 경제적으로 적용된다.
지간이 길어질수록 휨모멘트가 커지는데, 트러스 구조는 부재가 축력만 받도록 설계되어 큰 지간에서도 재료를 효율적으로 사용할 수 있다.

토목 구조물은 공용 기간(수명)이 길다는 것이 가장 적합한 특징이다.
건설에는 비용과 시간이 많이 소요된다.
대부분 국가·공공 목적으로 건설되며 개인적 목적이 아니다.
대량 생산이 아니라 개별 현장 여건에 맞춘 1회성 건설이 일반적이다.

자중이 작을수록 충격하중의 영향이 크다는 설명이 옳다. 충격의 영향은 고정하중(자중)에 대한 상대적 비율로 나타나므로, 구조물 자체 무게가 가벼울수록 그 영향이 상대적으로 커진다.
자동차는 정지 시보다 달릴 때 충격 영향이 크다.
지간이 짧을수록 충격의 영향이 커지는 경향이 있다.
보도(인도)는 통행 속도가 낮아 일반적으로 충격의 영향을 고려하지 않는다.

일반적인 기둥의 종류는 띠철근 기둥, 나선철근 기둥, 합성 기둥으로 분류되며, 강도 기둥이라는 용어는 쓰이지 않는다.
띠철근 기둥과 나선철근 기둥은 축방향 철근을 구속하는 횡방향 철근의 형태로 구분되고, 합성 기둥은 콘크리트와 형강을 함께 사용하는 방식이다.

교대는 교량의 하부구조에 속하므로 상부구조가 아니다.
받침, 주형, 바닥판은 모두 상부하중을 지지하고 전달하는 상부구조에 해당하며, 교대는 상부구조를 지지하는 하부구조(기초 구조물)이다.

도로교 설계기준의 DB 하중은 표준 트럭하중을 의미한다.
이와 짝을 이루는 DL 하중은 표준 차선하중을 나타내며, DB와 DL 중 구조물에 불리한 값을 적용하여 설계한다.

대칭인 도형은 중심선을 기준으로 한쪽에는 외형도를, 반대쪽에는 단면도를 그려 내부 형상을 함께 표시한다.
이렇게 하면 도면 하나로 외부 형상과 내부 구조를 동시에 표현할 수 있어 도면의 수를 줄이고 정보 전달을 효율적으로 할 수 있다.

도면번호는 표제란에 기입하는 항목으로, 인출선을 사용하여 기입할 필요가 없다.
가공법, 주의사항, 치수 등은 도면의 특정 부분을 가리켜 별도로 설명해야 하므로 인출선을 사용해 인출하여 기입한다.

일반적인 복사도에는 청사진, 백사진, 마이크로사진이 있으며, 홍사진이라는 복사 방식은 쓰이지 않는다.
청사진은 푸른 바탕에 흰 선이 나타나는 대표적인 감광 복사 방식이고, 백사진은 흰 바탕에 선이 나타나도록 복사하는 방식이며, 마이크로사진은 도면을 축소 촬영해 보관하는 방식이다.

도면의 번호, 이름, 작성일, 제도자 이름 등을 기입하며 도면의 아래쪽에 배치하는 부분은 표제란이다.
중심마크는 도면을 축소·확대 복사할 때 도면의 중심을 표시하는 용도이고, 윤곽선은 도면의 영역을 구획하는 테두리선이며, 재단마크는 인쇄된 도면을 규격대로 자르기 위한 표시이므로 표제란과는 역할이 다르다.

각도에 단위가 없을 때 라디안(radian)이 기준이라는 설명은 틀렸다. 단위 표시가 없는 각도는 일반적으로 도(°)를 기준으로 한다.
치수 단위로 밀리미터(㎜)를 사용하는 것은 맞는 설명이다.
치수에 소수점을 사용할 수 있다는 것도 맞는 설명이다.
치수선이 세로일 때 치수선의 왼쪽에 치수를 기입한다는 것도 맞는 설명이다.

강 구조물 부재의 치수와 소재의 치수, 제작 및 조립 과정 등을 표시한 도면은 구조도이다.
일반도는 구조물 전체의 형식과 개요를 나타내고, 상세도는 특정 부분을 확대하여 세부적으로 표현하며, 재료표는 사용 재료의 규격과 수량을 정리한 표이므로 이 정의와는 다르다.

도면에서 가장 굵게 그리는 선은 외형선이다.
외형선은 물체의 보이는 부분의 모양을 나타내는 선으로 굵은 실선으로 그리며, 가상선·절단선·해칭선은 모두 외형선보다 가늘게 그리는 선에 해당한다.

가상선은 일점쇄선이 아니라 이점쇄선으로 그린다.
중심선, 절단선, 기준선은 모두 일점쇄선으로 표시하는 선이다.

투상선이 투상면에 대해 수직으로 투상하는 방법은 정투상법이다.
사투상법은 투상선이 투상면에 경사지게 놓이는 방법이고, 축투상법은 물체를 기울여 놓고 한 번에 여러 면이 보이도록 입체적으로 나타내는 방법이며, 투시도법은 시점에서 물체를 바라본 원근감을 표현하는 방법이므로 수직 투상과는 다르다.

외형선은 가는 실선이 아니라 굵은 실선으로 그린다.
치수선, 지시선, 해칭선은 모두 가는 실선으로 그리는 선에 해당한다.

컴퓨터 기억장치는 부피가 작아야 하므로, 부피가 커야 한다는 설명은 틀렸다.
기억장치는 가격이 저렴하고 기억 용량이 크며 접근 시간이 짧을수록 우수한 성능으로 평가된다.

도면상의 길이는 25㎜이다.
축척이 1/200이므로 지상 길이 5m에 축척을 곱하여 계산한다.
$5\mathrm{m} \times \dfrac{1}{200} = 0.025\mathrm{m} = 25\mathrm{mm}$

물체를 절단하여 내부 모양을 나타낸 도면은 단면도이다.
전개도는 입체를 평면으로 펼쳐 나타낸 도면이고, 투상도는 물체를 여러 방향에서 투상하여 나타낸 도면이며, 입체도는 물체를 입체적으로 나타낸 도면이므로 절단면을 통한 내부 표현과는 차이가 있다.

일반적으로 정투상도에는 제1각법과 제3각법이 사용된다.
제2각법과 제4각법은 투상면과 물체, 눈의 위치 관계가 도면 해석에 혼란을 줄 수 있어 실제 제도에서는 거의 사용하지 않는다.

CAD 시스템은 설계 도면의 데이터베이스 구축이 가능하므로, 구축이 불가능하다는 설명은 틀렸다.
CAD는 도면의 분석·수정·삽입·제작을 정확하고 빠르게 처리할 수 있고, 여러 사람이 동시에 작업해도 표준화를 이룰 수 있으며, 2차원은 물론 3차원과 동적인 도면까지 작성할 수 있다는 특징을 갖는다.

CAD로 작성된 도면을 출력할 때 주로 쓰이는 장치는 플로터이다.
디지타이저, 터치 패드, 스캐너는 모두 도면 정보를 컴퓨터에 입력하기 위한 입력 장치로, 출력 장치인 플로터와는 역할이 반대이다.

역삼각형(▽) 기호는 토목·건축 도면에서 지하수위 또는 수면(수준면)을 표시하는 기호로 사용된다. 그림처럼 역삼각형과 그 아래 이중 수평선이 함께 표시된 것은 관측된 물의 표면, 즉 수준면(수위면)을 나타내는 관용 표기이다. 암반면·지반면·일반면은 이러한 삼각형 기호와 관련이 없다.

원도를 그리는 순서는 도면의 구성 → 도면배치 → 선긋기 → 글자 및 기호쓰기 → 도면검토 순이다.
먼저 용지 크기와 양식 등 도면의 틀을 구성한 뒤 배치를 정하고, 선을 그어 형상을 완성한 다음 문자·기호로 치수와 정보를 기입하고, 마지막으로 전체 도면을 검토하는 흐름이 표준적이다.

치수 보조선을 항상 치수선과 직각이 되도록 그어야 한다는 설명은 틀렸다. 원칙적으로는 직각으로 긋지만, 필요한 경우 적당한 각도로 경사지게 그을 수도 있다.
치수 보조선을 치수선보다 약간 길게 끌어내어 그리는 것, 다른 선과의 교차를 피하는 것, 복잡할 때 외형선을 치수 보조선 대신 사용할 수 있다는 것은 모두 옳은 설명이다.

도면을 긴 변 방향이 상하 방향이 되도록 놓는다는 설명은 틀렸다. 도면은 긴 변 방향을 좌우 방향으로 놓는 것이 원칙이다.
도면의 크기가 종이 재단 치수(A0~A4)를 따른다는 것, 윤곽선을 0.5㎜ 이상의 굵은 실선으로 그린다는 것, A4 도면의 윤곽선 폭이 최소 10㎜ 정도라는 것은 모두 옳은 설명이다.

콘크리트 구조물 제도에서 철근의 표시법은 KS(한국산업표준)에 따라 정해진다. 일반 이형 철근은 D + 지름(㎜)로 표시하므로 지름 22㎜는 D22이다. R은 원형 철근, ø는 기하학적 기호일 뿐 구조도면 표준 표기가 아니며, H는 사용되지 않는 기호이다.

모니터는 입력 장치가 아니라 출력 장치이다.
태블릿, 키보드, 마우스는 모두 사용자가 도면 정보나 명령을 컴퓨터에 입력하는 장치에 해당한다.

제도 통칙에서 도면을 접을 때는 A4(210×297㎜) 크기로 접는 것을 표준으로 한다.
A4 크기로 통일하여 접으면 서로 다른 크기의 도면도 동일한 규격의 파일이나 서류철에 함께 보관하고 관리하기 편리하다.

문자의 크기는 문자의 높이 치수로 나타낸다.
문자의 폭이나 굵기, 음영은 크기를 규정하는 기준이 아니며, KS 제도 통칙에서도 문자 크기를 높이 기준으로 규격화하고 있다.