토목 구조물을 사용 재료에 따라 크게 분류한 것으로 틀린 것은?
- 강 구조
- 사장 구조
- 합성 구조
- 콘크리트 구조
정답과 해설 보기
정답 ② · 토목 구조물을 사용 재료에 따라 분류한 것 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 사용 재료에 따른 분류에는 강 구조, 콘크리트 구조, 합성 구조 등이 해당된다.
토목 구조물을 사용 재료에 따라 분류할 때, 강·콘크리트·합성 등은 재료를 나타내지만 사장은 구조 형식을 나타낸다.
개념 한 쪽
전산응용토목제도기능사 토목구조물의 특징 — 재료·하중·구조형식
토목구조물은 도로, 교량, 댐 등 대규모 구조물이므로 재료와 형식, 하중의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 설계와 판정에서 재료 분류, 하중의 지속성, 지지 조건에 따른 구조 거동을 구분하여 적용한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「토목구조물의 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 재료에 의한 분류 판별 | 1 | 구조명이 재료인지 형식인지 구분하기 |
| 합성 구조 식별 | 1 | 강재 보와 콘크리트 일체 작용을 합성 구조로 판단하기 |
| 특징 및 오답 선지 판별 | 1 | 토목구조물의 규모·수명·특성에서 틀린 진술 가리기 |
뜻
토목구조물을 분류할 때는 주로 사용된 재료로 나누는 방법이 있다. 강재 구조는 강을 주재료로 사용하고, 콘크리트 구조는 콘크리트를 주재료로 사용한다. 서로 다른 재료를 결합하여 일체로 작용하게 만든 구조는 합성 구조라고 부르며, 예컨대 강재 보의 상부에 철근 콘크리트 슬래브를 결합하여 함께 일체로 거동하게 만드는 경우가 합성 구조에 해당한다.
하중은 그 지속성에 따라 구분한다. 주하중은 구조물이 사용하는 동안 항상 또는 거의 항상 작용하는 하중으로 자중, 토압, 수압 등이 해당한다. 이에 반해 지진력은 평상시에는 작용하지 않다가 특정 순간 큰 힘을 가하므로 예외 하중이나 가변 하중으로 분류한다. 설계 시 주하중과예외 하중은 서로 다른 취급을 하여 안전을 확보한다.
슬래브의 거동은 지지되는 변의 수에 따라 달라진다. 마주 보는 두 변만 지지받는 슬래브는 주로 한 방향으로 휨이 발생하는 성격을 보여 1방향 슬래브로 분류한다. 네 변 모두 지지되면 하중이 두 방향으로 분산되어 2방향 슬래브로 작용한다.
정역학적 평형 조건은 구조물의 기본 원리로, 정지된 구조물은 수평력의 합, 수직력의 합, 그리고 모멘트의 합이 모두 0이어야 한다는 조건을 만족한다. 이 원리를 통해 보나 골조의 반력을 계산하고 균형을 확인한다.
토목구조물은 규모가 크고 공용기간이 길며 현장별로 비표준화된 경우가 많다. 이러한 특성 때문에 설계와 시공에서 재료 선택, 유지관리 계획, 그리고 현장 여건을 고려한 종합적 판단이 필요하다.
예제
기초가 견딜 수 있는 허용 하중을 계산할 때는 기초의 바닥 면적에 허용 지지력을 곱하는 기본 공식을 사용한다. 예를 들어 기초 크기가 2m×3m이고 허용 지지력이 20kN/m²이면 면적 6m²에 20kN/m²를 곱하여 120kN이 허용 하중이 된다. 이 과정에서 면적 계산이나 단위 확인을 실수하면 오답이 유도하므로 차분히 면적×지지력 공식을 적용해야 한다.
재료 분류 문제에서는 '사장'과 같이 형식을 나타내는 용어를 재료로 오인하면 틀린 답을 선택할 위험이 있다. 또한 지진을 항상 작용하는 주하중으로 잘못 분류하면 설계 개념을 혼동하므로 하중의 지속성을 기준으로 구분해야 한다. 지간이 20m인 교량의 충격 계수는 규정상 0.25로 정해지므로 관련 문제에서는 해당 값을 기억해야 한다.
슬래브 문제에서는 '두 변 지지'가 나오면 1방향 슬래브를, '네 변 지지'가 나오면 2방향 슬래브를 떠올려 바로 분류하면 효율적으로 풀 수 있다.
대표 기출 3문항
토목 구조물의 종류에서 강재의 보 위에 철근 콘크리트 슬래브를 이어 쳐서 양자가 일체로 작용하도록 하는 구조를 무엇이라 하는가?
- 합성 구조
- 무근 콘크리트 구조
- 철근 콘크리트 구조
- 프리스트레스트 구조
정답과 해설 보기
정답 ① · 강재 보 위에 철근 콘크리트 슬래브를 이어 쳐서 일체로 작용하도록 하는 구조의 명칭을 묻는 문제이다. 강재와 콘크리트라는 서로 다른 재료를 결합하여 일체로 거동하게 만든 구조를 합성 구조라 한다.
강재 보와 콘크리트 슬래브를 일체로 작용하도록 한 구조는 두 재료를 합성한다는 의미로 합성 구조라 한다.
토목 구조물의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?
- 일반적으로 규모가 크다.
- 공용기간이 짧다.
- 다량생산이 아니다.
- 대부분 자연환경 속에 놓인다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 토목 구조물의 일반적 특징 중 옳지 않은 내용을 고르는 문제이다. 토목 구조물은 교량, 댐, 터널 등에서 보듯 일반적으로 규모가 크고, 대부분 자연환경 속에 설치되며, 표준화된 대량생산이 아니라 현장 여건에 맞춘 개별 시공이 이루어진다.
토목 구조물은 대규모이고 내구성이 길어 공용기간이 매우 깁니다.
자주 묻는 물음
- 토목구조물 분류에서 합성 구조는 무엇을 뜻하나?
- 서로 다른 재료를 결합하여 양자가 일체로 작용하도록 만든 구조를 합성 구조라고 한다. 예를 들어 강재 보의 상부에 철근 콘크리트 슬래브를 결합하여 함께 일체로 거동하는 경우가 합성 구조에 해당한다.
- 주하중과 지진력은 어떻게 구분하나?
- 주하중은 구조물이 사용하는 동안 상시 또는 거의 상시 작용하는 하중으로 자중·토압·수압 등이 해당하고, 지진력은 특정 순간에만 발생하는 예외 하중으로 분류한다. 항상 작용하는지 여부를 기준으로 구분하면 된다.
- 기초의 허용 하중은 어떻게 계산하나?
- 기초가 지반에 전달할 수 있는 허용 하중은 기초 바닥 면적에 허용 지지력을 곱하여 구한다. 예를 들어 면적이 2m×3m인 기초와 허용 지지력 20kN/m²이면 허용 하중은 6m²×20kN/m²=120kN이다.
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