제117회 건축시공기술사 2교시 기출문제&참고답안

제117회 건축시공기술사 2교시 참고답안

1. 흙막이 공사 시 계측관리를 위한 기기종류와 위치선정에 대하여 설명하시오.

1. 개요

흙막이 공사 계측관리는 지하 굴착 시 흙막이 벽체, 주변 지반, 인접 구조물의 거동을 정량적으로 측정·분석하여 시공의 안정성을 확인하고 재해를 예방하는 필수적인 안전관리 활동입니다. (관련 기준: KCS 11 10 15 계측관리) 이를 위해 변위, 응력, 수위 등을 측정할 수 있는 적절한 계측 기기를 위험 예상 단면에 정확히 배치하는 것이 중요합니다.

2. 계측 기기 종류

흙막이 계측은 측정 대상과 목적에 따라 다음과 같은 기기를 사용합니다.

측정 대상	계측 항목	주요 계측 기기
흙막이 벽체	수평 변위 (배부름)	- 지중 경사계 (Inclinometer) (가장 중요)
	응력 및 변형률	- 변형률계 (Strain Gauge) - 철근 응력계 (Rebar Stress Meter)
버팀대 (Strut)	축력 (토압 변화)	- 하중계 (Load Cell)
Earth Anchor	인장력 (앵커력)	- 앵커 하중계 (Anchor Load Cell)
인접 지반	지표면 침하	- 지표면 침하계 (Settlement Pin)
	지중 침하	- 지중 침하계 (Extensometer)
인접 건물	건물 경사 (기울기)	- 건물 경사계 (Tiltmeter)
	균열 진전	- 균열계 (Crack Gauge)
지하수	지하수위 변화	- 지하 수위계 (Piezometer / Water Level Meter)

3. 계측기 위치선정 (KCS 11 10 15 기준)

계측기는 공사 현장의 대표적인 단면이나 붕괴 위험이 가장 높을 것으로 예상되는 위치를 중심으로 선정하여 배치합니다.

• 대표 단면: 굴착 깊이가 가장 깊은 곳, 토질 변화가 심한 곳 등 현장을 대표할 수 있는 단면.
• 위험 예상 단면:
  • 인접 구조물 근접부: 건물, 지하철, 상하수도관 등 주요 시설물과 가장 가까운 위치.
  • 하중 근접부: 도로, 자재 야적장 등 상재하중이 크게 작용하는 위치.
  • 지질 불량부: 지반조사 결과, 연약지반이나 단층대 등 지질이 불량한 위치.
• 단면 변화부: 흙막이 벽체의 코너부(모서리)나 굴착 평면이 변하는 위치.
• 계측기 배치 간격:
  • 지중 경사계: 굴착 연장 30~50m 마다 1개소 설치.
  • 지표면 침하계: 굴착 배면 15~20m 마다 1개소 설치.
  • 버팀대 하중계: 위험 단면의 각 단(층)별 버팀대에 설치.

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2. 콘크리트 타설시 거푸집 측압의 특성과 측압에 영향을 미치는 요인에 대하여 설명하시오.

1. 개요

거푸집 측압(Lateral Pressure)이란 굳지 않은 콘크리트가 유체(Fluid)와 같이 거동하며 거푸집을 수평 방향으로 밀어내는 압력을 말합니다. 측압은 거푸집의 변형(배부름)이나 붕괴를 유발하는 가장 핵심적인 하중이므로, KCS 14 20 50 (거푸집) 기준에 따라 측압의 특성을 이해하고 영향 요인을 관리해야 합니다.

2. 거푸집 측압의 특성

• 유사 유체압: 굳지 않은 콘크리트는 초기 유동성이 있는 유체와 유사하게 거동하여, 깊이(높이)에 비례하여 측압이 증가(삼각형 분포)합니다.
• 최대 측압 발생: 콘크리트가 타설된 후 시간이 지나 응결(수화반응)이 시작되면 측압이 더 이상 증가하지 않습니다. 따라서 측압은 '응결이 시작되는 깊이'까지만 증가하고, 그 하부에서는 일정한 최대 측압(사각형 분포)이 작용합니다.
• 측압의 소멸: 콘크리트가 경화(Setting)되면서 유동성을 잃고 자립하게 되면 측압은 소멸됩니다.
• 부재별 차이: 벽체나 기둥과 같이 높이가 높은 수직 부재가 보나 슬래브보다 측압의 영향을 훨씬 크게 받습니다.

3. 측압에 영향을 미치는 요인 (측압 증가 요인)

측압이 커지는 조건(붕괴 위험 증가)을 중심으로 영향 요인을 관리해야 합니다.

영향 요인	측압 증가 조건 (측압이 커지는 경우)	이유
타설 속도 (R)	- 타설 속도(상승 속도)가 빠를수록	- (가장 큰 영향) 콘크리트가 응결되기 전 타설되는 높이가 높아져 유체압이 작용하는 범위(유효헤드)가 커짐.
콘크리트 온도 (T)	- 콘크리트 및 외기 온도가 낮을수록	- 수화반응이 지연되어 응결이 늦어짐 (한중 콘크리트).
배합 (Slump)	- 슬럼프 값이 클수록 - 단위수량, 단위시멘트량이 많을수록 (부배합)	- 유동성이 커져 유체압에 가까워짐.
비중 (Weight)	- 콘크리트의 단위중량(비중)이 클수록	- 압력은 깊이와 단위중량에 비례 (P = γh).
다짐 (Vibration)	- 내부 진동기 등을 사용하여 과도하게 다질수록	- 다짐으로 인해 유동성이 일시적으로 증가(Re-fluidization)함.
거푸집 조건	- 거푸집의 수밀성이 높을수록 - 거푸집의 강성이 클수록	- 잉여수가 배출되지 못하고, 거푸집 변형이 적어 압력을 그대로 받음.
부재 조건	- 부재의 단면이 작을수록 (벽, 기둥) - 철근 배근이 적을수록	- 부재가 작으면 마찰 저항이 적고, 철근이 적으면 콘크리트 유동 저항이 감소함.

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3. 공동주택공사에서 세대 내 부위별 결로 발생 원인과 대책에 대하여 설명하시오.

1. 개요

결로(Condensation)란 공기 중의 수증기가 온도가 낮은 물체 표면(표면 결로)이나 구조체 내부(내부 결로)에 이슬점으로 응축되어 물방울이 맺히는 현상입니다. 공동주택의 결로는 곰팡이 발생, 마감재 훼손, 단열 성능 저하를 유발하므로, 설계 및 시공 단계에서 부위별 원인을 파악하고 대책을 수립해야 합니다.

2. 결로 발생의 3요소

1. 높은 실내 습도 (수증기): 실내 활동(취사, 세탁, 호흡)으로 발생한 과다한 수증기.
2. 낮은 표면 온도 (이슬점): 단열이 불량하거나 열교(Thermal Bridge)가 발생하여 차가워진 벽체 표면.
3. 공기의 정체 (환기 부족): 환기 부족으로 습한 공기가 정체되어 특정 부위에 머무름.

3. 세대 내 부위별 결로 발생 원인과 대책

공동주택 세대 내 결로는 주로 단열이 취약하거나 공기 순환이 어려운 부위에서 집중적으로 발생합니다.

발생 부위	주요 발생 원인 (낮은 표면 온도 + 환기 부족)	대책 방안 (설계/시공)
외벽 모서리 (Corner)	- (원인) 벽체가 만나는 코너부위는 열 방출 면적이 넓어 표면 온도가 가장 낮아지는 열교(냉교) 현상의 대표적인 구간.	- (대책) 단열재를 끊김 없이 연속 시공(특히 코너부 보강). - 내단열 시공 시 이음부를 기밀하게 처리.
발코니 (Balcony)	- (원인) 비단열 공간(발코니)과 난방 공간(거실) 사이의 단열 미흡. - 확장 공사 시 외벽/천장/바닥의 단열재 시공 불량 또는 누락.	- (대책) 거실과 발코니 사이의 중문(단열창) 설치. - 확장 시, 외기에 면하는 모든 면(벽, 천장, 바닥)에 법적 기준 이상의 단열재를 기밀하게 시공.
벽장 / 붙박이장 (Closet)	- (원인) 외벽에 면한 붙박이장 설치 시, 가구 뒷면의 공기 순환이 원천적으로 차단(공기 정체)되어 습기가 정체됨.	- (대책) 붙박이장 설치 시 외벽과 일정 거리(이격 거리)를 두어 공기 순환 통로 확보. - 가구 하단 및 상부에 환기구(Louver) 설치.
현관문 (Door)	- (원인) 현관문 자체의 단열 성능 부족 (철제 문의 열전도). - 문틀(Frame)과 벽체(구조체) 사이의 틈새로 인한 외기 유입.	- (대책) 단열 성능이 확보된 현관문(단열 도어) 사용. - 문틀 주위를 우레탄폼 등으로 기밀하게 충전(사춤).
창호 주변 (Window Frame)	- (원인) 창틀 자체의 단열 성능 부족 (알루미늄 프레임 등). - 창틀과 골조 사이의 틈새 발생 (사춤 불량). - 유리 표면의 단열성능 부족 (일반 복층유리).	- (대책) 열관류율이 낮은 고기밀성 단열 창호(PVC 이중창, 로이유리) 적용. - 창틀 주위를 우레탄폼 등으로 기밀하게 충전.

사용자 측면 대책 (공통): 설계/시공 대책과 더불어, 세대 내에서 주기적인 환기(자연환기, 환기설비 가동)를 통해 실내 습도를 낮추고 공기 정체를 해소하는 것이 결로 방지에 가장 중요합니다.

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4. 건물의 진동제어 기법에 대하여 비교 설명하시오.

1. 개요

건물의 진동제어 기법은 지진(횡력)이나 바람(풍진동)과 같은 외부의 동적 하중에 대해 구조물의 안전성을 확보하고 사용성(거주성)을 향상시키기 위한 기술입니다. 구조물에 에너지를 전달하는 방식에 따라 크게 내진(Seismic Resistant), 제진(Vibration Control), 면진(Seismic Isolation)의 3가지 기법으로 분류됩니다.

2. 진동제어 기법 비교

구분	내진 (Seismic Resistant)	제진 (Vibration Control)	면진 (Seismic Isolation)
개념	구조물의 강성(Stiffness)과 연성(Ductility)을 증대시켜 '버티는' 구조	구조물에 별도의 장치(Damper)를 설치하여 진동 에너지를 '흡수/소산'하는 구조	구조물과 지반 사이에 특수 장치(Isolator)를 설치하여 지진동을 '격리/차단'하는 구조
제어 원리	- 구조물 자체의 강성/인성으로 지진력에 저항 (에너지 소산 능력은 낮음)	- 감쇠장치(TMD, AMD, Viscous Damper 등)가 변형되면서 진동 에너지를 열에너지 등으로 변환/소산시킴	- 면진 장치가 유연하게 변형(장주기화)하여 지반의 진동이 상부 구조물로 전달되는 것을 차단
특징	- (장) 경제적, 시공이 용이 (전통적 방식) - (단) 구조물의 손상(균열 등)은 허용함. - 거주성(흔들림) 개선 효과는 낮음.	- (장) 지진 및 풍진동에 모두 효과적 (초고층 건물 유리). - 구조물 손상 및 흔들림을 효과적으로 저감. - (단) 고가의 장치 및 설치 공간 필요.	- (장) 지진 피해 방지 효과가 가장 우수. - 구조물 및 내부 설비/인명 보호에 탁월. - (단) 초기 공사비 고가, 설치 공간(면진층) 필요. - 바람(풍진동)에는 효과 없음.
주요 적용	- 대부분의 중/저층 건물 - (예: 철근의 횡구속, 전단벽 설치)	- 초고층 빌딩 (풍진동 제어) - 리모델링 (기존 건물 내진보강) - (예: TMD, 댐퍼 설치)	- 데이터센터, 병원, 박물관 (내부 설비/자산 보호) - 신축 저/중층 중요 구조물

요약: 내진은 '버티기', 제진은 '흔들림 줄이기', 면진은 '진동 피하기'로 비유할 수 있습니다.

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5. 고장력볼트의 접합방식과 조임 방법 및 시공 시 유의사항에 대하여 설명하시오.

1. 개요

고장력볼트(High-Strength Bolt) 접합은 철골 부재 간을 고강도 볼트의 강력한 축력(장력)으로 체결하는 방식으로, 현장 용접 대비 품질관리가 용이하고 시공 속도가 빠릅니다. (관련 기준: KCS 14 31 25 강구조 연결) 힘을 전달하는 방식에 따라 접합방식이 나뉘며, 정확한 축력 도입을 위한 조임 방법 준수가 품질의 핵심입니다.

2. 접합방식

접합방식	힘의 전달 원리	주요 특징 및 용도
마찰접합 (Friction Type)	- 볼트를 강하게 조여 발생한 축력(장력)에 의해 부재 간에 발생하는 '마찰력'으로 하중에 저항하는 방식.	- (특징) 접합부의 미끄러짐(Slip)이 발생하지 않음. - (용도) 반복 하중, 진동, 충격을 받는 주요 구조부 (기둥-보 접합 등).
지압접합 (Bearing Type)	- 하중이 작용할 때 볼트 축과 구멍 벽면이 맞닿아 발생하는 '지압' 및 볼트의 '전단'으로 저항하는 방식.	- (특징) 마찰접합보다 경제적이나, 일정 수준의 미끄러짐을 허용함. - (용도) 미끄러짐이 문제되지 않는 2차 부재 (가새, 작은 보 등).

3. 조임 방법 (KCS 14 31 25 기준)

고장력볼트는 1차 조임(Snug Tight) 후 본조임을 실시하며, 본조임 방법은 다음과 같습니다.

- 1차 조임의 편차가 크면
본조임 축력도 불균일.

조임 방법	원리 및 시공법	장점	단점
너트 회전법 (Nut Rotation)	- 1차 조임 후, 볼트/너트/와셔/모재에 표시(Marking)를 하고, 너트를 규정된 각도(예: 120°)만큼 회전시켜 조임.	- 장비가 간단, 작업 용이. - 조임 축력의 정확도 높음.
토크 관리법 (Torque Control)	- 교정된 토크렌치(Torque Wrench)를 사용하여 규정된 조임 토크(T) 값까지 조임. (T = k d F, k:토크계수, d:볼트직경, F:축력)	- 조임 토크 값을 직접 확인. - 너트 회전이 어려운 곳에 유리.	- 토크계수(k)의 변동성 큼. (볼트의 녹, 윤활 상태에 영향) - 토크렌치 교정(Calibration) 필요.
T/S 볼트 (Torque-Shear Bolt)	- 전용 조임기를 사용하여 너트를 조이면, 규정 토크 값 도달 시 볼트 꼬리(Pin-tail)가 자동으로 파단(Shear-off)됨.	- (가장 우수) 축력 도입이 확실. - 조임 완료를 육안(핀테일)으로 즉시 확인. - 작업성이 매우 빠르고 간편.	- 전용 조임기 필요. - 핀테일 파단부 방청 처리 필요.

4. 시공 시 유의사항 (KCS 14 31 25 기준)

• 마찰면 관리 (마찰접합 시):
  • 접합부 마찰면은 들뜬 녹, 기름, 도료, 먼지 등이 없도록 깨끗하게 청소해야 합니다.
  • 마찰면은 흑피(Mill Scale)가 제거된 거친 면을 표준으로 하며, 도장 시에는 미끄럼 내력이 인증된 특수 도료만 사용해야 합니다.
• 자재 관리:
  • 볼트, 너트, 와셔는 1세트(Set)로 관리하며, 녹이나 손상이 없어야 합니다.
  • 현장 반입 시 및 사용 중 조임기구(토크렌치 등)는 정기적으로 교정을 받아야 합니다.
• 조임 시공:
  • 1차 조임 (Snug Tight): 접합부의 밀착을 위해 임팩트 렌치 등으로 가볍게 조임. (중앙부 → 단부 순)
  • 본 조임: 1차 조임 완료 후, 규정된 방법(너트회전법, T/S볼트 등)으로 조임.
  • 조임 순서: 접합부 볼트군의 중앙에서 단부를 향하는 순서로 조여야 합니다.
  • 용접 병용 시: 용접과 볼트를 병용할 경우, 용접 완료 후 볼트를 조이는 것을 원칙으로 합니다.

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6. 녹색건축물 조성지원법상의 녹색건축인증 의무 대상 건축물 및 평가분야에 대하여 설명하시오.

1. 개요

녹색건축인증(G-SEED)은 「녹색건축물 조성지원법」에 근거하여, 건축물의 설계, 시공, 유지관리 등 전 과정에 걸쳐 에너지 절약 및 환경오염 저감에 기여한 친환경 건축물을 인증하는 제도입니다. 이를 통해 지속가능한 건축을 유도하고 온실가스 배출을 줄이는 것을 목적으로 합니다.

2. 녹색건축인증 의무 대상 건축물

「녹색건축물 조성지원법」 제16조 및 동법 시행령 제12조에 따라, 다음의 건축물은 신축(또는 별동 증축) 시 '우수(그린 2등급) 등급' 이상의 녹색건축인증을 의무적으로 취득해야 합니다.

• 대상 기관: 공공기관 (중앙행정기관, 지자체, 공기업, 지방공사 등)이 소유 또는 관리하는 건축물
• 대상 규모: 연면적의 합계가 3,000 m² 이상인 건축물
• 기타 조건: 「에너지이용 합리화법」에 따른 '에너지절약계획서 제출 대상' 건축물

요약: 공공기관이 신축하는 연면적 3,000m² 이상의 건축물은 녹색건축인증(우수 등급 이상) 의무 대상입니다.

3. 녹색건축인증(G-SEED) 평가분야

녹색건축인증(신축 비주거용 기준)은 8개의 전문 분야로 구분하여 건축물의 환경성을 종합적으로 평가합니다.

평가 분야	주요 평가 내용 (항목)
1. 토지이용 및 교통	- 기존 대지 활용, 대중교통 접근성, 자전거 이용 편의성 등 토지의 지속가능한 이용 및 교통수단 평가.
2. 에너지 및 환경오염	- (배점 비중 높음) 건축물의 에너지 성능(단열, 기밀성), 고효율 설비, 신재생에너지 사용 비율, 온실가스 배출 저감 등 평가.
3. 재료 및 자원	- 건축물의 전 과정(LCA)에서 환경 영향을 줄이는 저탄소 자재, 자원순환 자재(재활용) 등의 사용 비율 평가.
4. 물순환 관리	- 절수형 기기 사용, 빗물 및 중수도 이용 등 수자원의 효율적인 관리 및 이용 방법 평가.
5. 유지관리	- 건축물 준공 후 효율적인 운영 및 유지관리를 위한 시스템(BEMS 등) 및 매뉴얼 구축 평가.
6. 생태환경	- 대지 내 녹지공간 확보, 생태면적률, 옥상녹화, 기존 생태계 보전 등 평가.
7. 실내환경	- (배점 비중 높음) 재실자의 건강과 쾌적성을 위한 음환경(소음), 빛환경(채광), 온열환경, 실내 공기질(환기) 평가.
8. 혁신적인 설계	- 위 7개 분야 외에 독창적이고 창의적인 녹색건축 기술을 적용한 경우 추가 점수 부여.