제117회 건축시공기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제117회 건축시공기술사 1교시 참고답안

1. 컵록 서포트(Cuplock Support)

1. 개요

컵록 서포트는 시스템 동바리(System Support)의 한 종류로, 수직재에 일정 간격으로 용접된 컵(Cup, 받침쇠) 형태의 연결 장치를 이용하여 수평재와 가새재를 망치 하나로 간단하고 견고하게 조립할 수 있는 가설 지지 시스템입니다. 주로 층고가 높은 구조물의 슬래브나 보 하중을 지지하는 데 사용됩니다.

2. 특징

• 시공성: 볼트나 클램프 없이 망치만으로 조립 및 해체가 가능하여 설치 속도가 매우 빠릅니다.
• 안전성: 부재가 규격화되어 있고 연결부가 견고하여 재래식 강관 동바리에 비해 구조적 안정성이 매우 높습니다.
• 다양한 활용성: 수직재의 컵에 최대 4개의 수평재를 다양한 각도로 연결할 수 있어 복잡한 형태의 구조물에도 적용이 용이합니다.

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2. 언더피닝(Underpinning)

1. 개요

언더피닝은 기존 건축물 인근에서 굴착공사를 하거나, 기존 건축물의 증축 또는 기초 보강이 필요할 때, 기존 구조물의 기초를 임시로 지지하거나 새로운 기초를 설치하여 안정성을 확보하는 보강 공법의 총칭입니다.

2. 주요 공법 및 목적

주요 공법	목적 및 특징
현장타설말뚝 공법	기존 기초 하부에 직접 콘크리트 말뚝을 시공하여 하중을 하부의 견고한 지지층으로 전달.
강재파일 압입 공법	기존 기초 하부에 유압잭 등을 이용하여 강관 파일 등을 압입하여 지지.
약액주입(Grouting) 공법	기존 기초 하부 지반에 약액을 주입하여 지반 자체의 강도를 높여 보강.

언더피닝 공법 선정 시에는 기존 구조물의 상태, 지반 조건, 작업 공간 등을 종합적으로 고려해야 하며, 시공 중에는 변위 계측을 통해 지속적으로 안전을 확인해야 합니다.

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3. 철근 격자망

1. 개요

철근 격자망(Bar Mat)은 슬래브나 벽체용 철근을 공장에서 미리 설계된 간격에 맞춰 가로·세로로 조립하여 격자(格子) 형태로 제작한 후, 현장으로 운반하여 설치하는 공법입니다. 철근을 한 가닥씩 배근하는 재래식 공법에 비해 생산성과 품질을 높일 수 있는 철근 프리패브(Pre-fab) 공법의 일종입니다.

2. 장점

• 공기 단축 및 생산성 향상: 현장에서의 복잡한 배근 작업이 최소화되어 공사 기간을 단축하고 노무비를 절감할 수 있습니다.
• 품질 균일성 확보: 공장의 자동화된 설비로 제작되므로, 철근의 간격과 위치가 정확하여 균일한 시공 품질을 확보할 수 있습니다.
• 안전성 향상: 현장에서 근로자가 철근 위에서 불안정한 자세로 작업하는 시간을 줄여 안전사고 위험을 감소시킵니다.

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4. BIM(Building Information Modeling)

1. 개요

BIM은 3차원 모델을 기반으로 건축물의 기획, 설계, 시공, 유지관리까지 전 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합적으로 생산하고 관리하는 디지털 기술입니다. 단순히 3D 형상을 만드는 것을 넘어, 각 부재에 공사비, 자재, 공정 등 속성 정보를 담고 있는 '디지털 데이터베이스'입니다.

2. 주요 특징 및 효과

특징	기대 효과
3차원 시각화	복잡한 도면을 3D 모델로 시각화하여 발주처, 설계자, 시공자 간의 원활한 의사소통을 돕고, 설계 오류를 사전에 발견.
정보의 통합 관리	설계 변경 시 모든 도면과 물량 정보가 자동으로 연동되어 수정되므로, 정보의 일관성을 유지하고 재작업을 방지.
다차원 활용 (4D/5D)	- 4D: 3D 모델에 공정 정보를 연계하여 시공 시뮬레이션을 통한 공정 계획 최적화. - 5D: 4D 모델에 공사비 정보를 연계하여 기성 관리 및 원가 관리 자동화.

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5. 금속용사(金屬溶射) 공법

1. 개요

금속용사는 아연, 알루미늄 등 내식성이 강한 금속을 고온으로 녹여 용융된 상태로 만든 후, 압축 공기를 이용하여 피도물(철골 등) 표면에 분사하여 강력한 피막을 형성하는 방식의 방청(부식 방지) 처리 공법입니다. 용융아연도금과 달리 현장 시공이 가능하며, 매우 우수한 내식 성능을 가집니다.

2. 특징

• 우수한 내구성: 형성된 피막의 수명이 매우 길어(수십 년 이상), 유지보수가 어려운 교량, 해양 구조물, 플랜트 설비 등에 주로 사용됩니다.
• 희생양극 방식: 피막이 손상되더라도 아연이나 알루미늄이 철보다 먼저 산화(희생)되면서 철의 부식을 막아주는 자기방식(Self-healing) 효과가 있습니다.
• 다양한 적용성: 피도물의 크기나 형상에 제약이 적고, 현장 시공이 가능합니다.
• 유의사항: 시공 전 철저한 표면 처리(블라스트)가 피막의 부착 성능을 좌우하며, 시공 시 다량의 분진이 발생하므로 환경 및 안전 관리가 중요합니다.

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6. 좌굴현상

1. 개요

좌굴(Buckling)은 기둥이나 벽체와 같이 길고 가는 압축 부재가 자신의 재료 강도에 도달하기 훨씬 이전에, 축방향 압축력을 받다가 갑자기 횡방향으로 휘어지면서 파괴되는 불안정 현상입니다. 부재의 길이, 단면 형상, 지지 조건 등에 따라 좌굴에 저항하는 능력이 결정됩니다.

2. 좌굴의 종류 및 대책

종류	현상	대책
전체 좌굴 (Overall Buckling)	부재 전체가 하나의 축을 중심으로 크게 휘어지는 현상.	- 부재의 길이를 줄임 (중간 지지점 설치). - 단면2차모멘트가 큰 단면(H형강 등) 사용.
국부 좌굴 (Local Buckling)	H형강의 플랜지나 웨브 등 부재를 구성하는 얇은 판 요소가 국부적으로 찌그러지는 현상.	- 판폭두께비(b/t)를 제한. - 스티프너(Stiffener)를 설치하여 보강.

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7. 물가변동(Escalation)

1. 개요

물가변동으로 인한 계약금액 조정(Escalation)은 장기 계속공사 등에서 계약 체결 이후 물가 변동으로 인해 계약금액을 그대로 유지하는 것이 부당하다고 인정될 때, 그 금액을 조정해주는 제도입니다. 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률 시행령」 제64조에 근거합니다.

2. 조정 요건 및 방법

아래 두 가지 요건을 모두 충족해야 조정 신청이 가능합니다.

• 기간 요건: 계약을 체결한 날부터 90일 이상 경과해야 한다.
• 변동률 요건: 품목조정률 또는 지수조정률이 3% 이상 증감해야 한다.

조정 방법	주요 내용
품목조정률	개별 공사 품목의 가격 변동률을 기준으로 조정. 특정 품목의 가격 등락이 클 때 유리.
지수조정률	생산자물가지수 등 통계 지수를 기준으로 조정. 전반적인 물가 변동을 반영하며 계산이 간편.

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8. 무근콘크리트 슬래브 컬링(Curling)

1. 개요

컬링은 무근콘크리트 슬래브의 상부와 하부의 건조수축량 또는 온도 차이로 인해, 슬래브의 가장자리나 모서리 부분이 위쪽으로 말려 올라가는 변형 현상입니다. 이는 슬래브의 평탄성을 저하시키고, 차량 통행 시 가장자리 파손의 원인이 됩니다.

2. 발생 원인 및 방지 대책

• 주요 원인:
  • 건조수축 차이: 대기에 노출된 슬래브 상부가 지반에 접한 하부보다 빨리 건조되면서 더 많이 수축하여 발생.
  • 온도 차이: 낮 동안 일사를 받은 슬래브 상부가 팽창하고, 밤에 냉각되면서 하부보다 더 많이 수축하여 발생.
• 방지 대책:
  • 줄눈(Joint) 설치: 슬래브를 적절한 간격(보통 4~6m)으로 분할하여 컬링 응력을 분산시킴.
  • 양생 관리: 콘크리트 타설 후 초기 습윤양생을 철저히 하여 상하부의 건조 속도 차이를 줄임.
  • 슬래브 두께 확보: 슬래브 두께를 충분히 확보하여 자중에 의한 저항력을 높임.
  • 다웰바(Dowel Bar) 설치: 줄눈부에 다웰바를 설치하여 수직 변위를 억제.

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9. 열교, 냉교

1. 개요

열교(Thermal Bridge, 히트브리지)는 건물의 외피(벽, 지붕, 바닥 등)에서 단열이 연속되지 않고 끊어지거나 취약한 부분을 통해 열이 집중적으로 이동하는 현상을 말합니다. 여름철에는 외부의 열기가 실내로 들어오는 경로가 되고, 겨울철에는 실내의 열기가 외부로 빠져나가는 경로가 되므로 '냉교'라고도 합니다. 이는 건물의 에너지 효율을 저하시키고 결로 발생의 주된 원인이 됩니다.

2. 발생 부위 및 대책

주요 발생 부위	대책 방안
- 벽체와 슬래브의 접합부 - 발코니 슬래브 돌출 부위 - 창호 프레임 주변 - 단열재의 이음매 부위	- 외단열 공법을 적용하여 구조체 외부에서 단열층이 끊김 없이 연속되도록 하는 것이 가장 효과적. - 단열 성능이 우수한 단열 간봉(Warm Edge Spacer)을 사용한 창호 시스템 적용. - 단열재 시공 시 틈새 없이 기밀하게 시공.

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10. Non-Grouting Double Fastener방식(석공사의 건식공법)

1. 개요

이 방식은 석재 건식공법에서 앵커 고정 시 그라우트(Grout)를 사용하지 않는(Non-Grouting) 공법의 일종입니다. 특히, 두 개의 확장형 앵커(Fastener)를 사용하여 석재 후면에 고정하는 방식으로, 시공 속도가 빠르고 동절기 공사가 가능한 장점이 있습니다.

2. 시공 방식 및 특징

1. 석재 후면에 특수 드릴을 이용하여 언더컷(Undercut) 홀을 가공합니다.
2. 가공된 홀에 두 개의 확장 슬리브로 구성된 앵커(Double Fastener)를 삽입합니다.
3. 볼트를 조이면 앵커 슬리브가 확장되면서 언더컷 홈에 기계적으로 맞물려(Mechanical Interlocking) 강력하게 고정됩니다.

그라우트를 사용하지 않아 양생 기간이 필요 없고 온도 제약이 없으며, 시공 후 즉시 강도를 발휘하는 장점이 있습니다.

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11. Smart Construction 요소기술

1. 개요

스마트 건설은 전통적인 건설 방식에 BIM, 드론, IoT, 로보틱스, 빅데이터 등 첨단 기술을 융합하여, 건설 과정의 생산성, 안전성, 품질을 획기적으로 향상시키는 차세대 건설 패러다임입니다.

2. 주요 요소기술

• BIM (Building Information Modeling): 설계, 시공, 유지관리 전 과정의 정보를 3D 모델 기반으로 통합 관리하는 핵심 플랫폼 기술.
• 드론 (Drone): 현황 측량, 공정 관리, 안전 점검, 품질 검사 등 다방면에 활용.
• IoT (Internet of Things): 자재, 장비, 근로자, 가설 구조물에 센서를 부착하여 현장 상황을 실시간으로 모니터링하고 제어.
• 로보틱스 (Robotics): 용접, 도장, 미장, 조적 등 위험하고 반복적인 작업을 로봇으로 자동화.
• 모듈러 및 OSC (Off-Site Construction): 주요 부재를 공장에서 사전 제작하여 현장 작업을 최소화.
• 빅데이터 및 AI (Big Data & AI): 축적된 데이터를 분석하여 리스크 예측, 공정 최적화, 의사결정 지원.

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12. EVMS(Earned Value Management System)

1. 개요

EVMS는 프로젝트의 비용과 일정을 통합하여 성과를 측정하고 분석하는 프로젝트 관리 시스템입니다. 계획 대비 실적(공정, 원가)을 객관적인 '가치(Value)'로 환산하여, 프로젝트가 계획대로 진행되고 있는지, 예산을 초과했는지 등을 종합적으로 평가하고 미래를 예측합니다.

2. 핵심 지표

지표	약어	의미
계획가치	PV (Planned Value)	특정 시점까지 계획된 예산
획득가치	EV (Earned Value)	특정 시점까지 실제 완료된 일의 가치(예산)
실제비용	AC (Actual Cost)	특정 시점까지 실제로 투입된 비용
공정성과지수 (SPI)	SPI = EV / PV	1보다 크면 계획보다 빠름, 작으면 늦음
비용성과지수 (CPI)	CPI = EV / AC	1보다 크면 예산 절감, 작으면 예산 초과

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13. 초고층 건축물 시공 시 사용하는 철근의 기계적 정착

1. 개요

기계적 정착은 철근의 끝에 표준 갈고리(Standard Hook) 대신 너트와 플레이트로 구성된 정착 장치(Headed Bar)를 부착하여 콘크리트와의 정착 성능을 확보하는 방식입니다. 철근이 과밀하게 배근되는 초고층 건물의 보-기둥 접합부 등에서 시공성을 획기적으로 개선하기 위해 사용됩니다.

2. 특징 및 장점

• 정착길이 감소: 표준 갈고리에 비해 짧은 길이로도 동등 이상의 정착 성능을 발휘하여 정착 길이를 줄일 수 있습니다.
• 시공성 향상: 철근이 과밀하게 배근되는 기둥-보 접합부, 기초 등에서 갈고리로 인한 배근의 어려움을 해결하고 시공을 단순화합니다.
• 콘크리트 충전성 개선: 복잡한 갈고리 배근이 사라져 콘크리트 타설 시 재료분리나 공극 발생 가능성을 줄여주어 시공 품질이 향상됩니다.