[전산응용토목제도기능사 필기] 03년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

철근 지름이 35㎜ 이상이면 겹침이음만으로는 충분한 응력을 전달하기 어려워 겹침이음을 하지 않는다.
이런 굵은 철근은 용접이음이나 기계적 이음으로 연결해야 한다.
현행 콘크리트구조 설계기준에서도 같은 취지로 D35를 초과하는 철근의 겹침이음을 제한하고 있다.

지름 6㎜ 이상인 나선철근이 피치 10㎝ 이하로 압축철근을 둘러싼 경우, 나선철근의 횡구속 효과를 인정해 정착길이에 0.75의 보정계수를 곱한다.

철근을 소요두께의 콘크리트로 덮는(피복하는) 이유는 철근의 산화(부식) 방지, 부착응력 확보, 내화성 확보를 위해서이다.
"시공의 편의를 위하여"는 피복두께를 두는 목적으로 볼 수 없으므로 잘못된 설명이다.

흙에 직접 접하지 않는 현장치기 콘크리트에서 보·기둥의 피복두께는 최소 4㎝ 이상이어야 한다.

위험단면에서 철근이 설계기준항복강도를 발휘하는 데 필요해 더 연장하여 묻어 넣는 길이를 정착길이라 한다.

정철근·부철근을 2단 이상으로 배치할 때는 상·하 철근을 동일 연직면 내에 배치하는 것이 원칙이다.
이때 상하 철근 사이의 순간격은 25㎜(2.5㎝) 이상으로 확보해야 하며, 철근을 엇갈리게 배치하지 않는다.

절곡철근을 구부리는 부분의 최소 내면 반지름은 철근 지름의 5배 이상으로 해야 한다.
급격하게 구부리면 철근이 손상되거나 구부림 부위에 응력이 집중될 수 있어 이를 방지하기 위한 규정이다.

표준갈고리의 최소 구부림 내면 반지름은 철근 지름별로 규정되며, D22는 D10~D25 구간에 해당해 $3d_b$ 이상을 적용한다.
지름이 더 굵은 D29~D35는 $4d_b$, D38 이상은 $5d_b$로 반지름 기준이 커진다.

강도설계법의 기본가정에서는 콘크리트의 인장강도를 무시하고 압축측 콘크리트와 철근의 힘만으로 휨모멘트를 계산한다.
따라서 "인장강도를 고려해야 한다"는 설명은 강도설계법의 기본가정과 어긋난다.
변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 가정은 맞다.
압축측 콘크리트 최대변형률을 0.003으로 가정하는 것도 맞다.
항복강도 이하에서 철근 응력이 변형률의 $E_s$배라는 것도 맞는 가정이다.

강도설계법에서 단철근 직사각형보의 콘크리트 전압축력은 등가응력블록을 이용해 $C = 0.85\,f_{ck}\,a\,b$로 구한다.
$C = 0.85 \times 280\,\mathrm{kgf/cm^2} \times 15\,\mathrm{cm} \times 30\,\mathrm{cm} = 107{,}100\,\mathrm{kgf}$
따라서 콘크리트의 전압축력은 107.1 tonf이다.

정철근을 2단으로 배치할 때 상·하 철근 사이의 최소 연직 순간격은 철근 지름이나 보의 치수와 관계없이 25㎜(2.5㎝) 이상으로 규정되어 있다.
제시된 폭 b=40㎝, 유효깊이 d=50㎝는 이 최소 간격 기준 자체를 바꾸지 않는다.

1방향 슬래브에서 휨철근이 한 방향으로만 배치될 때는, 그 휨철근과 직각 방향으로 건조수축·온도철근을 배치해야 한다.
이는 철근이 배치되지 않은 방향의 균열을 억제하기 위한 규정이다.

극한 휨모멘트에 대한 저항능력은 공칭휨강도에 강도감소계수를 곱한 설계휨강도로 나타낸다.
$\phi M_n = 0.85 \times 32\ \mathrm{tonf\cdot m} = 27.2\ \mathrm{tonf\cdot m}$
따라서 이 보는 27.2 tonf·m의 극한 휨모멘트에 저항할 수 있다.

철근의 이음 방법에는 겹침이음, 용접 이음, 기계적인 이음이 있다.
"홑이음"은 실제 규정된 철근 이음 방식이 아니다.

보에서 최대 전단응력은 일반적으로 단면의 중립축 부근에서 발생하며, 압축측 표면에서 발생하는 것이 아니다.
따라서 "최대 전단응력이 발생하는 부분은 압축 측이다"라는 설명은 옳지 않다.
전단철근에 스터럽과 절곡철근이 있다는 설명은 맞다.
전단균열이 대략 45° 경사 방향으로 발생한다는 설명도 맞다.
휨모멘트를 먼저 검토한 뒤 전단을 검토한다는 순서도 일반적인 설명이다.

교량은 통로(노면)의 위치에 따라 상로교·중로교·하로교·2층교로 분류하며, 주형 사이에 노면이 위치하는 형식이 중로교이다.
사용 재료에 따른 분류는 강교·콘크리트교처럼 재료로 구분하는 것이며, 거더교는 구조 형식에 따른 분류이다.
사용 용도에 따른 분류는 도로교·철도교 등이며, 곡선교는 평면 형상에 따른 분류에 속한다.
평면 형상에 따른 분류는 직선교·곡선교·사교 등이며, 2층교는 통로의 위치에 따른 분류에 속한다.

주하중은 사하중·활하중·충격 등과 같이 구조물에 항상 장기적으로 작용하는 하중을 말한다.
이에 비해 풍하중처럼 상황에 따라 작용하는 하중은 부하중으로, 설하중처럼 특별한 경우에만 고려하는 하중은 특수하중으로 구분한다.
온도변화에 따른 하중은 부하중에 속하는 개별 항목일 뿐 주하중의 정의는 아니다.

강도설계법에서는 보가 파괴될 때 압축측 콘크리트 표면의 최대 변형률을 0.003으로 가정한다.
이 값은 콘크리트의 극한 압축변형률로 정하여져 단면의 휨강도 계산에 사용된다.

프리스트레스 도입 직후(즉시)에 발생하는 손실의 대표적 원인은 마찰에 의한 손실이다.
콘크리트의 크리프는 도입 이후 시간이 지나며 발생하는 손실이다.
콘크리트의 건조수축도 도입 이후 장기적으로 진행되는 손실이다.
PS강재의 릴랙세이션 역시 도입 이후 시간경과에 따라 나타나는 손실이다.
반면 마찰손실은 긴장재를 인장·정착하는 시공 과정, 즉 도입 시점에 덕트와 강재 사이의 마찰로 즉시 발생한다.

구 콘크리트구조설계기준에서는 전단철근의 설계기준항복강도가 4,000kgf/cm²를 넘지 않도록 규정하였다.
철근의 항복강도를 지나치게 높게 잡으면 균열폭 제어가 어려워지므로 상한을 둔 것이다.

토목구조물은 대부분 현지 조건에 맞추어 단품으로 설계·시공되므로 다량 생산이 어렵다는 점이 특징이다.
구조물마다 규모가 크고 공사비·공사기간이 많이 든다.
공공목적의 시설이므로 사회적 감시와 비판의 대상이 된다.
공용기간이 길어 장래 수요까지 예측하여 설계해야 한다.

교량 상부구조는 바닥판·바닥틀·주형으로 구성되며, 바닥틀은 상부구조에 속하는 부재이다.
따라서 바닥틀이 상부구조와 하부구조로 이루어진다는 설명은 옳지 않다.
포장 및 슬래브로 차량·사람을 직접 받치는 부분은 바닥판이다.
바닥판의 하중을 주형에 전달하는 부분이 바닥틀이다.
바닥틀의 하중을 받아 하부구조로 전달하는 부분이 주형이다.

연속교의 중간 지점 부근에 힌지(활절)를 두어 정정구조로 만든 교량을 게르버교라 한다.
힌지를 통해 부정정구조인 연속교를 정정구조로 바꾸어 해석을 단순화한 형식이다.

옹벽의 안정 검토는 전도·활동·침하(지지력)에 대해 이루어진다.
충격에 대한 안정은 옹벽의 일반적인 안정조건에 포함되지 않는다.

강재는 다양한 형상으로 가공하기 쉬워 미관을 고려한 형상 제작이 용이하며, 이는 오히려 강구조의 장점에 해당한다.
부식 방지를 위한 도장 등으로 유지관리비가 많이 드는 것은 단점이다.
반복하중에 의한 피로파괴가 발생하기 쉬운 것도 단점이다.
강교 위 차량 통행 시 소음이 발생하기 쉬운 것도 단점이다.

도로교 설계하중에서 1등교는 DB-24로 규정된다.
등급이 낮아질수록 DB-18(2등교), DB-13.5(3등교) 순으로 설계하중이 작아진다.

철근콘크리트용 콘크리트는 소요 강도·내구성·수밀성을 갖추어야 한다.
반면 품질의 변동이 작아야 균질한 구조체를 얻을 수 있으므로, 품질 변동이 클 것은 요구조건이 아니다.

구조설계는 하중 결정 → 응력(구조해석) 결정 → 재료 및 단면 선정의 순서로 진행되고, 마지막으로 처짐·균열 등을 점검하는 사용성 검토로 마무리된다.
사용성 검토는 강도 확보가 끝난 단면에 대해 실제 사용상 문제가 없는지 확인하는 최종 단계이다.

중립축 위쪽 압축응력을 콘크리트가 전담하고, 중립축 아래쪽 인장응력을 받는 위치에만 철근을 배치하는 형식을 단철근 직사각형보라 한다.
압축측에도 철근을 추가로 배치하여 압축력을 분담시키는 형식은 복철근보로 구분된다.

KS(한국산업규격)의 부문별 기호 중 토목·건축 부문은 KS F로 분류된다.
KS C는 전기전자, KS D는 금속, KS E는 광산 부문의 기호이다.

사투상법·축측투상법·표고투상법은 투사선이 서로 평행한 평행투상법에 속한다.
반면 투시도법은 시점(눈의 위치) 한 점에서 방사되는 투사선을 이용하는 중심투상법이므로 평행투상이 아니다.

물체의 앞이나 뒤에 화면을 두고, 시점에서 물체를 본 시선이 그 화면과 만나는 점들을 연결하여 그리는 투상법을 투시도법이라 한다.
이는 실제 눈으로 보는 것과 유사한 원근감을 표현하는 중심투상 방식이다.

토목구조물 도면은 중심선(기준선) → 외형선 → 철근선 → 치수선의 순서로 작성하는 것이 적당하다.
구조물의 위치를 잡는 중심선을 먼저 긋고, 형태를 나타내는 외형선과 내부 배근을 나타내는 철근선을 그린 뒤 마지막으로 치수를 기입한다.

한글 Windows 환경의 도스 창(명령 프롬프트)에서 작업을 마치고 윈도우로 복귀할 때는 Exit 명령어를 입력한다.
Quit이나 단축키 조합은 도스 창 종료 명령으로 쓰이지 않는다.

CAD 소프트웨어의 기본기능은 도면요소의 작성·변환 기능, 도면요소의 편집 및 도면화 기능, 화면제어 및 플로팅 기능이다.
데이터 관리 및 가공정보 기능은 생산(CAM) 연계 등 응용 영역에 해당하여 CAD의 기본기능으로 보지 않는다.

플로터의 출력 속도는 초당 이동 거리를 나타내는 IPS(Inch Per Second) 단위로 표시한다.
CPS는 문자 출력속도, BPS는 데이터 전송속도, DPI는 해상도를 나타내는 단위로 플로터의 출력속도와는 다르다.

컴퍼스로 그리기 어려운 원호나 자유곡선을 그릴 때는 운형자를 사용한다.
삼각자·T자는 직선을, 디바이더는 치수를 옮기거나 등분할 때 쓰는 용구이다.

KS 제도통칙에서 철을 하지 않는 경우 윤곽선은 용지 가장자리로부터 A0·A1은 20㎜, A2·A3·A4는 10㎜ 안쪽에 긋도록 규정한다.
따라서 A3 용지의 윤곽선은 가장자리에서 10㎜ 안쪽이 된다. 철을 하는 경우에는 철하는 쪽 여백을 더 크게 잡는다.

도면에서 실제 크기에 대한 도면상 크기의 비율을 척도라 한다.
도면·연각선·표제란은 도면의 구성 요소나 문서 자체를 가리키는 용어이지 크기의 비율을 뜻하지 않는다.

기본도(원도)는 최초로 작성된 원본 도면으로, 이를 복제한 것이 아니므로 복사도에 해당하지 않는다.
청사진·백사진·마이크로사진은 모두 원도를 바탕으로 복제하여 만든 복사도에 속한다.

콘크리트 내부의 철근 등 구조 주체를 표시한 도면을 구조도라 하며, 이를 흔히 배근도라고 부른다.
일반도는 구조물 전체의 형상을, 상세도는 특정 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

단면 안을 가장 크고 불규칙한 덩어리 몇 개로 채운 표시가 잡석이다.
잡석은 지름이 크고 모양이 고르지 않은 돌이므로, 골재의 단면 표시에서도 같은 넓이 안에 큰 덩어리를 적은 수로 그린다. 골재 입경이 작아질수록 같은 크기의 단면 안에 그려지는 알갱이 수가 많아진다.
중간 크기의 둥근 돌을 여러 개 그린 것은 자갈의 표시다.
작고 둥근 알갱이를 빽빽하게 채운 것은 그보다 입자가 더 잔 골재를 나타낸다.
모서리가 날카롭게 각진 조각으로 단면을 채운 것은 깨어 만든 깬 돌(부순 돌)을 나타낸다.

도면에 사용하는 선 중 외형선이 가장 굵은 실선으로 그려진다.
가상선·절단선·해칭선은 외형선보다 가늘게 그어 서로 구분한다.

제도 도면상 글자 표기 규칙에서 명조체는 원칙이 아니며, 일반적으로 고딕체(산스체, 씬 고딕)를 사용한다. 명조체는 세로획과 가로획의 굵기 차이가 크고 끝부분에 장식(세리프)이 있어 제도 도면의 명확성을 해칠 수 있다. 반면 문장은 좌에서 우로 읽기 위해 가로 왼쪽부터, 숫자는 국제표준화를 위해 아라비아 숫자를, 도면의 가독성을 위해 보통 4~5㎜ 크기를 원칙으로 한다.

각봉은 중심선 없이 직사각형 외형에 곡선 두 줄로 된 파단선을 넣어 나타내며, 2번 그림이 이 형태다. 1번·3번처럼 1점쇄선 중심선이 있는 것은 환봉·파이프 같은 원형 단면 부재의 표시다. 4번의 지그재그형 파단은 목재의 절단 표시다.

CAD 시스템에서 작성한 도면을 종이 등에 출력할 때 주로 사용하는 장치는 플로터이다.
디지타이저·스캐너는 도면을 입력하는 장치이고, 터치패드는 입력용 포인팅 장치이다.

제도에 쓰는 기본 축척 22종은 1/1, 1/2, 1/2.5, 1/3, 1/4, 1/5, 1/10, 1/20, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/100, 1/200, 1/250, 1/300, 1/400, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/2500, 1/5000 으로 정해져 있다.
1/10·1/20·1/40은 모두 이 목록에 들어 있으나, 1/80은 기본 축척 22종에 포함되지 않는다.

도면 표제란에는 일반적으로 도면명·축척·설계자명 등이 기입된다.
시공자명은 표제란의 필수 기재 항목이 아니다.

콘크리트 구조물 제도에서 지름 22㎜의 일반 이형철근은 D22로 표시한다.
여기서 D는 이형철근(Deformed bar)을 뜻하며, 뒤의 숫자는 공칭지름(㎜)을 나타낸다.

A4 용지의 크기는 297×210㎜이다.
A3는 이보다 큰 420×297㎜, A1은 841×594㎜ 규격이다.

대칭인 도형은 도면 작성 시간을 줄이기 위해 중심선을 기준으로 한쪽은 외형도, 반대쪽은 단면도로 나타낸다.
이렇게 하면 외형과 내부 단면 정보를 한 도면에 함께 표현할 수 있다.

리벳에 관한 기술도면 표시 규칙에서 축이 투상면에 나란한 리벳(즉, 단면도에서 옆으로 보이는 리벳)은 그리지 않음을 원칙으로 한다. 이는 도면의 명확성을 위해 리벳의 축이 투상면 내에 있어 원형으로 표시되지 않는 경우를 생략하는 관례이다. 1번의 현장 리벳은 기호를 생략하지 않고 표시하며, 2번의 리벳선은 가는 실선으로 그리고, 4번은 같은 도면 내 다른 지름의 리벳을 사용할 때 각각의 지름을 기입하는 것이 원칙이다.

인접한 두 면이 각각 화면과 기면에 평행할 때의 투시도를 평행 투시도(1소점 투시도)라 한다.
이 경우 소실점이 하나만 생기며, 화면과 기면에 대한 각도에 따라 유각·경사 투시도와 구분된다.