제131회 건축시공기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제131회 건축시공기술사 1교시 참고답안

1. 흙의 압밀현상(consolidation)

1. 개요

압밀(Consolidation) 현상이란 포화된 점토 지반에 하중이 가해질 때, 흙 입자 사이의 간극수가 점차적으로 빠져나가면서 흙의 부피가 감소하고 장기간에 걸쳐 침하가 발생하는 현상을 말합니다. 투수성이 낮은 점성토 지반에서 주로 발생하는 시간의존적 침하입니다.

2. 압밀의 원리 및 특징

• 압밀의 원리 (Terzaghi의 1차원 압밀이론): 포화 점토에 하중이 재하되면 초기에는 간극수가 모든 압력을 부담(과잉간극수압 발생)하고, 시간이 지나면서 간극수가 배출됨에 따라 점차 흙 입자가 압력을 부담(유효응력 증가)하면서 침하가 발생합니다.
• 압밀의 단계:
  • 초기 압축: 하중 재하 시 공기가 압축되며 발생하는 즉시 침하.
  • 1차 압밀: 과잉간극수압이 소산되며 발생하는 주된 압밀 침하.
  • 2차 압밀: 1차 압밀 종료 후, 흙 입자의 재배열(Creep)로 인해 추가적으로 발생하는 장기적인 침하.

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2. LCC(Life Cycle Cost)에서 현재가치화법

1. 개요

LCC(생애주기비용) 분석은 건축물의 기획, 설계, 시공, 유지관리, 해체까지 전 과정에 걸쳐 발생하는 모든 비용을 분석하는 기법입니다. 이 중 현재가치화법(Present Worth Method)은 미래에 발생할 모든 비용(유지관리비, 교체비 등)을 현재 시점의 가치로 환산하여 초기 투자비와 합산함으로써 여러 대안의 경제성을 동일한 시점에서 비교하는 방법입니다.

2. 산정 방법 및 특징

미래 비용을 현재 가치로 환산할 때는 할인율(Discount Rate)이 적용됩니다.

총 LCC(현재가치) = 초기투자비 + Σ (미래 각 시점의 비용 / (1 + 할인율)^n)

• 장점: 모든 비용을 현재 시점으로 통일하여 비교하므로, 여러 대안 중 총비용이 가장 낮은 최적안을 직관적으로 선택할 수 있습니다.
• 고려사항: 분석 결과는 미래의 비용 예측과 할인율 설정에 따라 크게 달라질 수 있으므로, 신뢰도 높은 데이터와 합리적인 할인율 산정이 매우 중요합니다.

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3. 「기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법」 상의 탄소중립도시와 녹색건축물의 정의

1. 개요

해당 법률은 2050년까지 탄소중립을 달성하기 위한 국가적 비전과 이행 체계를 담고 있으며, 도시와 건축물 분야에서의 역할을 명확히 정의하고 있습니다.

2. 법률상 정의

관련 법규: 탄소중립·녹색성장 기본법 제2조 (정의)

용어	법률상 정의
탄소중립도시	탄소중립을 공간적으로 구현하고 생활양식의 변화를 유도하기 위하여 에너지 전환, 흡수원 확대, 순환경제 촉진 등을 통하여 온실가스 배출을 최소화하고 남은 온실가스를 흡수 또는 제거하여 순배출량이 '0'이 되는 도시를 말한다.
녹색건축물	에너지 이용 효율 및 신재생에너지의 사용 비율이 높고 온실가스 배출을 최소화하는 건축물을 말하며, 「녹색건축물 조성 지원법」 제2조 제1호에 따른 건축물을 의미한다.

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4. 지하층 마감공사에서 결로수 처리를 위한 지하 이중벽 구조

1. 개요

지하 이중벽 구조는 지하 외벽에서 발생하는 결로 현상으로 인해 실내 마감재가 손상되거나 곰팡이가 발생하는 것을 방지하기 위해, 구조체 벽과 실내 마감벽 사이에 일정한 공간(중공층)을 두어 시공하는 방법입니다. 이 공간을 통해 결로수를 안전하게 처리하고 실내 환경을 쾌적하게 유지합니다.

2. 구조 및 기능

• 구조: 외부 구조체 벽 → (방수층) → (단열층) → 중공층 → 내부 마감벽 (조적 또는 경량벽) 순으로 구성됩니다.
• 기능:
  • 결로수 유도 및 배수: 구조체 벽 표면에서 발생한 결로수가 중공층을 따라 벽 하단으로 흘러내리면, 바닥에 설치된 배수 트렌치(Trench)나 집수정으로 유도하여 배출합니다.
  • 단열 효과 증대: 중공층이 추가적인 공기 단열층 역할을 하여 지하 외벽의 단열 성능을 향상시킵니다.
  • 방습 효과: 외부 습기가 실내로 직접 전달되는 것을 차단하는 효과가 있습니다.
• 시공 시 유의사항: 중공층 내 공기 순환을 위한 상하부 환기구 설치, 배수 트렌치의 구배 확보, 내부 마감벽의 방수·방습 처리 등을 철저히 해야 합니다.

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5. 커튼월 공사 시 시공단계의 유의사항

1. 개요

커튼월은 건물의 하중을 부담하지 않는 비내력 외벽으로, 공장에서 제작한 부재를 현장에서 조립하여 설치합니다. 시공 단계에서는 부재의 정밀한 설치와 접합부의 수밀성·기밀성 확보가 품질을 좌우합니다.

2. 시공 단계별 유의사항

1. 자재 반입 및 보관: 자재에 변형이나 손상이 발생하지 않도록 평탄한 곳에 안전하게 보관하고, 코팅면이나 유리면이 긁히지 않도록 보호 조치를 해야 합니다.
2. 앵커(Anchor) 설치:
   • 설계 도면에 명시된 위치에 정확하게 설치하고, 구조체에 견고하게 고정해야 합니다.
   • 앵커 매립 시에는 충분한 정착 길이를 확보하고, 용접 시에는 용접 결함이 없도록 관리합니다.
3. 유닛(Unit) 설치 및 양중:
   • 양중 시 부재가 변형되거나 충격을 받지 않도록 주의하고, 전용 양중 장비를 사용합니다.
   • 설치 시 수직·수평 허용오차 범위 내에서 정밀하게 조정하고 고정합니다.
4. 접합부(Joint) 처리:
   • 커튼월의 방수·방습 성능을 좌우하는 핵심 공정으로, 1차 가스켓(외부), 2차 실란트(내부), 3차 엔드댐(End Dam)으로 구성되는 3단계 방수(압력균등) 원리를 철저히 준수합니다.
   • 실란트 시공 시에는 피착면 청소, 백업재 삽입, 프라이머 도포 등 시방 기준을 준수하여 시공합니다.

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6. 철근의 부동태 피막 파괴 시 영향

1. 개요

콘크리트 속의 철근은 시멘트의 수화반응으로 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)₂)으로 인해 pH 12~13의 강알칼리성 환경에 놓여있습니다. 이 환경에서 철근 표면에는 매우 얇고 치밀한 산화물 보호층이 형성되는데, 이를 부동태 피막(Passive Film)이라 합니다. 이 피막이 철근을 녹(부식)으로부터 보호합니다.

2. 피막 파괴 원인 및 영향

피막 파괴 원인	파괴 후 영향 (열화 과정)
① 중성화 (Carbonation): 대기 중 이산화탄소가 콘크리트 공극으로 침투하여 알칼리성을 점차 상실시키는 현상.	부식 시작: 보호막이 파괴되면 철근이 산소, 물과 반응하여 부식이 시작됨. 체적 팽창: 철근이 녹슬면 부피가 원래의 2.5~4배까지 팽창함. 균열 발생: 팽창 압력으로 인해 주변 콘크리트에 균열이 발생함. 박리 및 박락: 균열이 심해지면 콘크리트 표면이 떨어져 나감 (Spalling). 내력 저하: 철근 단면이 감소하고 콘크리트와 부착력이 상실되어 구조물 전체의 내력이 저하됨.
② 염해 (Chloride Attack): 외부에서 침투한 염화물 이온(Cl-)이 부동태 피막을 국부적으로 파괴하는 현상.

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7. PC(Precast Concrete) 접합부의 요구 성능과 현장 접합시공 시 유의사항

1. 개요

PC 공법은 부재를 공장에서 생산하고 현장에서 조립하므로, 부재와 부재를 연결하는 접합부의 성능이 구조물 전체의 안전성과 일체성을 좌우하는 가장 중요한 요소입니다. 접합부는 구조적 성능뿐만 아니라 방수, 내화 등 다양한 성능을 만족해야 합니다.

2. 요구 성능 및 시공 시 유의사항

• 주요 요구 성능:
  • 구조 성능: 응력(휨, 전단, 압축)을 충분히 전달할 수 있는 강도와 강성, 그리고 지진 시 변형에 견딜 수 있는 연성.
  • 내구성 및 내화성: 외부 환경에 대한 저항성과 화재 시 구조적 성능 유지 능력.
  • 수밀성 및 차음성: 누수 및 소음 전달을 방지하는 성능.
  • 시공성 및 경제성: 시공이 용이하고 경제적이어야 함.
• 현장 접합시공 시 유의사항:
  • 접합면 처리: 접합 전에 PC 부재의 접합면을 깨끗하게 청소하고, 필요 시 레이턴스 제거 등 면처리(Chipping)를 실시합니다.
  • 정확한 위치 고정: PC 부재를 설치할 때 설계 도면에 명시된 위치와 레벨에 정확히 맞추고, 접합 완료 시까지 움직이지 않도록 견고하게 임시 고정합니다.
  • 충전재 시공 관리: 접합부를 채우는 무수축 모르타르나 콘크리트는 재료분리 없이 빈틈없이 충전되도록 하고, 규정된 강도가 발현될 때까지 충분히 양생합니다.

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8. 철골공사에서 내화피복공사의 공법별 검사

1. 개요

강재는 고온에 취약하여 화재 시 500~600℃에서 강도가 급격히 저하되므로, 일정 시간 구조 성능을 유지할 수 있도록 내화피복 공사를 시행합니다. 공법에 따라 주요 검사항목과 방법이 달라집니다.

2. 공법별 주요 검사항목

관련 기준: KCS 14 31 40 내화피복공사

공법	주요 검사항목	검사 방법 및 기준
뿜칠 공법	① 두께 ② 밀도 ③ 부착강도	- 두께 측정 침(핀) 또는 전자식 두께계로 측정 - 시방서 기준 밀도 및 부착강도 시험 실시
성형판 붙임 공법	① 자재 성능 ② 이음부 처리 ③ 고정 철물 간격	- 자재 시험성적서와 실물 대조 (두께, 종류) - 이음매, 나사 머리 등 내화 퍼티 충전 상태 육안 확인 - 시방서 기준 고정 간격 준수 여부 확인
내화도료 공법	① 건조 도막 두께(DFT) ② 바탕 처리 상태	- 전자식 도막두께측정기로 측정하여 규정 두께 확인 - 도장 전 표면 처리(SSPC 기준 등) 상태 확인

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9. 가설공사비의 구성

1. 개요

가설공사비는 본 공사를 위해 임시로 설치했다가 해체하는 시설, 설비, 수단 등에 소요되는 비용으로, 크게 공사 전체에 공통으로 필요한 공통가설비와 특정 공종을 위해 필요한 직접가설비로 구분됩니다.

2. 가설공사비 구성

구분	정의	주요 항목
공통가설비	공사 전반의 운영 및 관리를 위해 여러 공종에 걸쳐 공통으로 사용되는 가설 시설물에 대한 비용	가설사무실, 창고, 숙소, 식당 공사용 도로 및 임시 동력/급배수 설비 세륜시설, 가설 울타리, 공사 안내판 시험실, 안전관리 시설, 환경관리 시설 등
직접가설비	특정 공종의 본 공사를 직접 수행하기 위해 필요하며, 해당 공종의 공사비에 포함되는 가설 비용	비계 및 작업 발판 거푸집 및 동바리 타워크레인 등 양중 장비 운용비 규준틀, 규준대 등

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10. PEB(Pre-Engineered Building System)

1. 개요

PEB 시스템은 건축물을 구성하는 모든 부재를 사전에 컴퓨터를 이용해 최적 설계하고, 공장에서 완전하게 제작하여 현장에서는 볼트 접합만으로 조립하는 일종의 철골 건물 시스템입니다. 주로 공장, 창고, 대형 마트 등 장스팬(Long Span) 저층 건물에 적용됩니다.

2. 주요 특징

• 변단면 부재 사용: 구조물의 휨모멘트 크기에 따라 부재의 춤(깊이)을 최적화한 변단면(Tapered Section) 부재를 사용하여 강재량을 절감합니다.
• 최적화 설계 및 공장 제작: 전용 프로그램을 통해 설계부터 제작까지 일괄 처리하여 최적화된 설계를 구현하고, 공장 제작을 통해 고품질의 부재를 생산합니다.
• 현장 볼트 조립: 모든 부재가 공장에서 정밀하게 제작되어 현장에서는 용접 없이 볼트 조립만으로 시공하므로, 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있습니다.
• 경제성 및 시공성: 강재량 절감, 공기 단축, 현장 인력 최소화 등으로 일반 철골조에 비해 높은 경제성과 시공성을 가집니다.

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11. 「중대재해 처벌 등에 관한 법률」상의 중대산업재해와 중대시민재해

1. 개요

「중대재해 처벌 등에 관한 법률」은 사업 또는 사업장에서 일하는 사람의 안전·보건을 확보하고, 공중이용시설이나 공중교통수단을 이용하는 시민의 생명과 신체를 보호하기 위해 제정되었습니다. 이 법은 재해의 대상을 '중대산업재해'와 '중대시민재해'로 구분하여 정의하고 있습니다.

2. 정의 및 비교

관련 법규: 중대재해 처벌 등에 관한 법률 제2조

구분	중대산업재해	중대시민재해
대상	산업재해 중 인명피해가 큰 재해로서, 종사자(근로자, 노무제공자 등)가 피해자인 경우.	특정 원료 또는 제조물, 공중이용시설, 공중교통수단의 설계, 제조, 관리상의 결함으로 인한 재해로서, 불특정 다수의 시민이 피해자인 경우.
정의	1. 사망자가 1명 이상 발생	1. 사망자가 1명 이상 발생
	2. 동일한 사고로 6개월 이상 치료가 필요한 부상자가 2명 이상 발생	2. 동일한 사고로 2개월 이상 치료가 필요한 부상자가 10명 이상 발생
	3. 동일한 유해요인으로 급성중독 등 직업성 질병자가 1년 내 3명 이상 발생	3. 동일한 원인으로 3개월 이상 치료가 필요한 질병자가 10명 이상 발생

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12. 골재의 함수상태(4가지)

1. 개요

콘크리트 배합 시 골재에 포함된 수분량은 물-결합재비에 직접적인 영향을 미치므로, 골재의 함수상태를 정확히 파악하는 것은 품질 관리의 기본입니다. 골재의 함수상태는 포함된 물의 위치에 따라 4가지로 구분됩니다.

2. 함수상태의 종류

1. 절건상태 (Absolute Dry Condition): 골재를 105±5℃의 건조로에서 24시간 건조시켜 내부 공극과 표면에 수분이 전혀 없는 상태.
2. 기건상태 (Air Dry Condition): 골재 내부 공극은 일부 습윤하나, 표면은 건조한 상태로 대기 중에 방치된 골재의 일반적인 상태.
3. 표면건조 포화상태 (Saturated Surface Dry Condition, SSD): 골재 내부 공극은 물로 완전히 채워져 있으나(포화), 표면에는 물이 없는 상태. 콘크리트 배합설계의 기준이 되는 상태.
4. 습윤상태 (Wet Condition): 골재 내부 공극이 물로 가득 차 있고, 표면에도 물(표면수)이 부착되어 있는 상태.

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13. 철근콘크리트보의 유효높이(effective depth) 확보의 중요성

1. 개요

보의 유효높이(d)는 보의 압축 연단에서 인장 철근의 중심까지의 거리로 정의됩니다. 이 값은 보의 휨 저항 성능, 즉 휨강도(설계휨강도)를 결정하는 가장 핵심적인 변수이므로, 설계 도면에 명시된 유효높이를 정확하게 확보하는 것은 구조물의 안전에 직결됩니다.

2. 중요성

• 휨강도 직접 영향: 보의 공칭휨강도 산정식 (Mn = As·fy·(d-a/2))에서 볼 수 있듯이, 유효높이(d)는 휨강도에 직접적으로 비례합니다. 만약 시공 오차로 유효높이가 설계값보다 조금이라도 감소하면, 보의 휨 저항 능력이 크게 저하되어 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.
• 처짐 제어: 유효높이가 감소하면 보의 강성(EI)도 감소하여 장기적인 처짐이 증가할 수 있습니다.
• 품질 관리: 유효높이는 상부 철근의 피복두께와 직접적인 관련이 있습니다. 시공 시 상부 철근이 아래로 처지지 않도록 고임재(Chair Bar) 등을 적절히 배치하여 정확한 유효높이를 확보해야 합니다.