제115회 건축시공기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제115회 건축시공기술사 1교시 참고답안

1. 흙의 연경도(Consistency)

1. 개요

연경도는 점성토가 함수비의 변화에 따라 고체, 반고체, 소성, 액체 상태로 변하는 정도, 즉 흙의 단단하고 무른 정도를 나타내는 지표입니다. 이는 점성토의 공학적 성질을 판단하는 중요한 기준으로, 애터버그 한계(Atterberg Limits) 시험을 통해 정량적으로 평가됩니다.

2. 애터버그 한계와 관련 지수

• 액성한계 (LL): 흙이 액체 상태에서 소성 상태로 변하는 경계의 함수비.
• 소성한계 (PL): 흙이 소성 상태에서 반고체 상태로 변하는 경계의 함수비.
• 수축한계 (SL): 흙이 반고체 상태에서 고체 상태로 변하는 경계의 함수비.

관련 지수	산정 공식	의미
소성지수 (PI)	PI = LL - PL	흙이 소성 상태로 존재하는 함수비의 범위. PI가 클수록 세립분을 많이 포함한 압축성이 큰 흙.
액성지수 (LI)	LI = (ω - PL) / PI (ω: 자연함수비)	자연상태 흙의 연경도를 나타냄. LI > 1 이면 액체에 가까운 매우 연약한 상태.

---

2. 흙막이 벽체의 Arching 현상

1. 개요

아칭 현상은 흙막이벽이 굴착으로 인해 변형될 때, 벽체 배면의 흙 입자들이 서로 맞물려 아치(Arch) 형태를 이루며 하중을 주변의 비변형 지반으로 전달하는 현상을 말합니다. 이로 인해 흙막이벽에 실제로 작용하는 토압은 이론적인 토압(Rankine 또는 Coulomb 토압)보다 감소하게 됩니다.

2. 특징 및 영향

• 토압 재분배: 흙막이벽 중앙부의 토압은 감소하고, 상부와 하부의 토압은 증가하는 '재분배 토압' 분포를 보이게 됩니다.
• 주변 지반 침하: 아칭 현상으로 인해 토압이 주변 지반으로 전이되면서, 흙막이벽 배면 지표면에 침하가 발생할 수 있습니다.
• 영향 인자: 사질토보다는 점성토에서, 굴착 폭이 좁을수록 아칭 현상이 더 뚜렷하게 나타납니다.

---

3. 목재의 방부법

1. 개요

목재는 습기에 노출될 경우 부후균 등에 의해 썩기 쉬우므로, 내구성을 확보하기 위해 방부 처리를 시행합니다. 목재 방부법은 목재 내부에 방부 약제를 침투시켜 부후균의 서식을 막는 방법입니다.

2. 주요 방부법

방부법	처리 방법	특징
가압 주입법	방부 약제를 담은 압력용기에 목재를 넣고, 감압-가압 과정을 통해 약제를 목재 깊숙이 침투시키는 방법.	가장 효과적이고 확실한 방법으로, 구조재 등 중요 부재에 사용.
도포법	방부제를 붓이나 스프레이를 이용하여 목재 표면에 칠하는 방법.	가장 간편하나 침투 깊이가 얕아 효과가 제한적이며, 주기적인 재도장이 필요.
침지법	방부제 용액에 목재를 일정 시간 담가두는 방법.	도포법보다 효과적이나, 가압 주입법보다는 침투 깊이가 얕음.

「목재의 지속가능한 이용에 관한 법률」에서는 구조용 목재 등 주요 부재에 대한 방부 처리 기준을 규정하고 있습니다.

---

4. 슈미트해머의 종류와 반발경도 측정방법

1. 개요

슈미트해머는 경화된 콘크리트 표면의 반발경도를 측정하여 압축강도를 비파괴적으로 추정하는 가장 대표적인 시험 기기입니다. 해머로 콘크리트 표면을 타격했을 때 반발하는 정도(반발경도, R)를 측정하여, 미리 작성된 관계식에 따라 강도를 추정합니다.

2. 종류 및 측정 방법

• 종류 (타격 에너지에 따라):
  • N형/NR형: 가장 일반적인 콘크리트 구조물용 (타격에너지 2.207 N·m)
  • L형/LR형: 경량 콘크리트, 암석 등 저강도용 (타격에너지 0.735 N·m)
  • P형/PM형: 고강도 콘크리트용 (타격에너지 29.43 N·m)
• 측정 방법:
  1. 측정 부위의 표면을 그라인더로 평활하게 정리한다.
  2. 측점 간격은 3cm를 기준으로 20점을 선정한다.
  3. 슈미트해머를 표면에 수직으로 대고 타격하여 반발경도(R값)를 측정한다.
  4. 측정된 20점의 값 중 평균값에서 ±20%를 벗어나는 이상치를 제외하고, 나머지 값들의 평균을 구한다.
  5. 보정(타격각도, 재령 등)을 거쳐 최종 압축강도를 추정한다.

---

5. 철근콘크리트 할렬균열

1. 개요

할렬균열(Splitting Crack)은 콘크리트 내부에 배근된 철근을 따라 발생하는 쪼갬 균열입니다. 주로 철근의 부식으로 인한 체적 팽창이나, 철근과 콘크리트 사이의 부착응력이 과도할 때 발생하며, 구조물의 내구성을 심각하게 저하시킵니다.

2. 발생 원인 및 대책

주요 발생 원인	대책 방안
철근 부식	중성화, 염해 등으로 철근이 부식하면서 발생하는 녹의 팽창압이 콘크리트에 인장응력을 유발.	- 충분한 피복두께 확보 - 수밀한 콘크리트 사용 (낮은 물-결합재비) - 에폭시 코팅 철근 등 방식 철근 사용
과도한 부착응력	철근의 정착 및 이음 부위에서 철근에 작용하는 힘이 콘크리트로 전달될 때, 철근의 마디(Rib)가 콘크리트를 밀어내는 힘에 의해 발생.	- 적절한 정착 및 이음 길이 확보 - 띠철근(횡방향 철근)을 촘촘하게 배근하여 내부 콘크리트를 구속

---

6. 철골구조의 Column Shortening

1. 개요

Column Shortening은 고층 건물에서 기둥 부재가 축하중으로 인해 길이가 줄어드는 현상입니다. 모든 기둥이 동일하게 줄어들면 문제가 없지만, 각 기둥의 재료, 하중, 시공 순서 등이 달라 불균등하게 줄어드는 부등축소(Differential Column Shortening)가 발생할 경우, 수평 부재(보, 슬래브)에 예상치 못한 2차 응력을 유발하여 균열 및 손상을 야기합니다.

2. 발생 원인

• 탄성 변형: 기둥이 받는 하중에 의한 즉각적인 탄성 수축.
• 크리프(Creep) 변형: 콘크리트 기둥(SRC, CFT)에서 지속적인 하중으로 인해 발생하는 장기적인 수축.
• 건조수축 변형: 콘크리트의 건조로 인한 체적 감소.
• 온도 변형: 외부 온도 변화에 따른 수축 및 팽창.

---

7. 커튼월 패스너 접합방식

1. 개요

패스너(Fastener)는 커튼월을 구조체에 고정시키는 앵커 및 연결 철물의 총칭입니다. 접합 방식은 건물의 층간 변위나 온도 변화에 따른 커튼월의 움직임을 어떻게 수용하는지에 따라 고정점(Fixed Point)과 가동점(Sliding Point) 방식으로 구분됩니다.

2. 접합 방식

접합 방식	기능 및 특징
고정점 (Fixed Point) 방식	- 커튼월의 수직 하중(자중)과 수평 하중(풍하중)을 모두 지지. - 볼트를 단단히 조여 움직임이 없도록 고정. - 일반적으로 한 층에 2개소를 설치하여 커튼월의 기준 위치를 잡아줌.
가동점 (Sliding Point) 방식	- 커튼월의 수평 하중(풍하중)만 지지. - 볼트 구멍을 장공(Slotted Hole)으로 처리하여, 구조체의 층간 변위나 열팽창 발생 시 커튼월이 상하 방향으로 미끄러질(Slide) 수 있도록 허용. - 고정점 외의 모든 지지점은 가동점 방식으로 설치.

---

8. 알루미늄 거푸집(AL Form)

1. 개요

알루미늄 폼은 알루미늄 합금으로 제작된 시스템 거푸집으로, 벽체, 슬래브, 계단 등의 거푸집을 하나의 유닛으로 통합하여 제작한 것입니다. 주로 벽식 구조의 아파트와 같이 동일한 평면이 반복되는 건축물에 적용되며, 높은 시공 속도와 정밀도를 자랑합니다.

2. 장단점

장점	단점
- 유로폼(Euro Form)에 비해 가볍고 대형화가 가능하여 인력 시공 및 설치 속도가 매우 빠르다. (공기 단축)	- 초기 제작 비용이 매우 고가이다.
- 콘크리트 면이 매끄럽고 정밀하여 별도의 미장 마감이 거의 필요 없다.	- 규격화된 제품이므로 비정형적이거나 복잡한 평면에는 적용이 어렵다.
- 재사용 횟수(전용 횟수)가 많아 경제적이다.	- 열전도율이 높아 동절기 공사 시 보온 양생에 유의해야 한다.

---

9. 철골 스마트빔(Smart Beam)

1. 개요

스마트빔은 H형강의 웨브(Web)를 지그재그 형태로 절단한 후, 위아래를 서로 엇갈리게 다시 용접하여 보의 춤(높이)을 높인 개량 H형강 보입니다. 일반 H형강과 동일한 강재량을 사용하면서도 더 높은 휨 강성과 강도를 발휘할 수 있어 경제적인 장스팬 구조물에 주로 사용됩니다.

2. 특징

• 구조 성능 향상: 동일 중량의 H형강 대비 보의 춤이 높아져 단면계수와 단면2차모멘트가 증가하므로, 휨 강도 및 강성이 약 1.3~1.5배 향상됩니다.
• 경제성: 더 적은 강재량으로 동일한 성능을 낼 수 있어 경제적입니다.
• 설비 배관 관통 용이: 웨브에 형성된 육각형의 구멍(Opening)을 통해 각종 설비 배관이나 전선관이 자유롭게 통과할 수 있어, 층고를 절감하는 효과가 있습니다.
• 주요 용도: 주차장, 공장, 창고 등 장스팬이 요구되는 구조물의 보(Beam)나 거더(Girder).

---

10. 본드 브레이커(Bond Breaker)

1. 개요

본드 브레이커는 신축줄눈 등 움직임이 발생하는 줄눈(Working Joint)에 실링재를 시공할 때, 실링재가 줄눈 바닥에 접착되는 것을 방지하기 위해 사용하는 테이프 형태의 보조 자재입니다.

2. 역할 및 중요성

• 3면 접착 방지 및 2면 접착 유도: 줄눈은 신축으로 인해 폭이 변하므로, 실링재는 줄눈의 양 측면에만 접착(2면 접착)되어야 신축 거동에 유연하게 대응할 수 있습니다. 만약 바닥면까지 붙는 3면 접착이 되면, 신축 시 실링재 중앙에 응력이 집중되어 조기에 파단될 수 있습니다.
• 시공: 줄눈 깊이가 얕아 백업재(Backer Rod)를 사용할 수 없는 경우, 줄눈 바닥에 본드 브레이커 테이프를 붙여 3면 접착을 방지합니다.

---

11. 프리콘(Pre Construction) 서비스

1. 개요

프리컨스트럭션 서비스는 실제 착공(Construction)에 들어가기 전인 기획 및 설계 단계에서 시공사가 프로젝트에 조기 투입되어, 시공 전문가의 경험과 노하우를 바탕으로 설계의 시공성, 경제성, 공정 등을 미리 검토하고 최적화하는 과정을 말합니다. 설계와 시공을 분리하는 전통적 방식의 비효율을 개선하기 위한 선진 계약 방식입니다.

2. 주요 서비스 내용

• 설계의 시공성(Constructability) 검토: 설계 도서를 시공 관점에서 검토하여 문제점을 사전에 개선.
• 공법 및 자재 대안 제시(VE): 공사비 절감 및 성능 향상을 위한 공법 및 자재 대안 검토.
• 개산견적 및 상세견적 작성: 설계 단계별 공사비를 예측하여 발주자의 예산 관리 지원.
• 상세 공정계획 수립: 장기 조달 자재(Long Lead Item) 파악 등 구체적인 공정 계획 수립.
• 위험요소(Risk) 분석 및 관리 방안 수립.

---

12. 개방형 BIM (Open BIM)과 IFC

1. 개요

개방형 BIM(Open BIM)은 특정 소프트웨어 공급업체에 종속되지 않고, 서로 다른 BIM 소프트웨어 간에 자유로운 데이터 교환 및 협업이 가능하도록 하는 중립적이고 개방된 워크플로우를 지향하는 개념입니다. IFC는 이러한 개방형 BIM을 구현하기 위한 핵심적인 데이터 형식입니다.

2. Open BIM과 IFC

구분	주요 내용
Open BIM	- 발주처, 설계사, 시공사 등 다양한 프로젝트 참여자들이 각자 다른 BIM 소프트웨어를 사용하더라도 원활하게 협업할 수 있는 환경을 목표로 함. - 데이터의 투명성, 영속성, 접근성을 보장.
IFC (Industry Foundation Classes)	- Open BIM을 실현하기 위한 국제 표준 데이터 교환 형식(파일 포맷). - 특정 소프트웨어에 종속되지 않는 중립적인 파일 형식으로, 서로 다른 BIM 소프트웨어 간에 데이터를 주고받을 수 있는 '다리' 역할을 함. (마치 문서 파일의 'PDF'와 같은 역할)

---

13. 브레인스토밍(Brain Storming)의 원칙

1. 개요

브레인스토밍은 특정 주제에 대해 여러 사람이 모여 자유롭게 아이디어를 제시하고, 이를 통해 창의적이고 새로운 해결책을 찾아내는 집단 사고 기법입니다. VE(설계 경제성 검토) 등에서 창조적인 대안을 발상하는 단계에 주로 사용됩니다.

2. 4대 원칙

1. 자유분방 (Free-wheeling): 상식이나 고정관념에 얽매이지 않고, 비현실적으로 보이거나 엉뚱한 아이디어라도 자유롭게 제시한다.
2. 비판금지 (Criticism is ruled out): 다른 사람이 제시한 아이디어에 대해 절대 비판하거나 평가하지 않는다. (심리적 안정감 조성)
3. 질보다 양 (Quantity is wanted): 아이디어의 질을 따지기 전에, 가능한 한 많은 수의 아이디어를 제시하는 데 집중한다.
4. 결합과 개선 (Combination and improvement are sought): 다른 사람이 제시한 아이디어에 자신의 아이디어를 결합하거나, 이를 수정·개선하여 새로운 아이디어를 발전시킨다. (편승, 수정 발언)