산업안전지도사 2020년 2차 논술문제(개인적인 답안)

1. 건설재료 양중용 와이어로프(Wire Rope)의 폐기기준 5가지를 쓰시오.

• 소선의 파단(단선)
  • 정량적 기준
    • 한꼬임(1Lay 또는 1Pitch)내 끊어진 소선의 수가 총 소선의 수의 10% 이상
    • 한 꼬임이란 스트랜드(Strand)가 로프의 중심축을 따라 360도 회전하는데 필요한 길이로 통상 로프 공칭지름의 6~7배
  • 파단의 이유
    • 파단이 분산되어 나타나는 경우(일반적 피로)
    • 특정 부위에 집중되는 경우(시브 손상 등 국부적 원인)
    • 스트랜드 사이의 골에서 발견되는 파단은 내부 부식이나 피로를 암시
    • 집중 단선은 파단이 급격히 확산 될 수 있어 더욱 주의 필요
• 공칭지름의 감소(마모 및 직경 감소)
  • 로프의 지름이 공칭지름 대비 7%를 초과하여 감소한 경우 폐기
  • 지름 감소의 이유
    • 외부마모는 시브나 드럼의 마찰로 발생
    • 내부마모는 파손이나 부식으로 인한 내부 함몰
• 심한 변형 또는 부식
  • 킹크(kink, 심하게 꺾여 영구 변형된 상태)
  • 새장 모양 변형(Birdcaging)
  • 짓눌림(Crushing)
  • 심한 부식
  • 변형 및 부식의 이유
    • 로프가 꼬여 매듭과 같은 유사한 형태로 변형
    • 외부 부식은 표면의 점 부식으로 나타남
    • 내부 부식은 스트랜드 사이에 녹가루가 나오며 지름이 약간 증가하는 형상이 발생
• 열 또는 전기적 손상
  • 로프 표면이 변색(푸른색, 회백색)
  • 용접 아크 흔적
  • 섬유 코어가 탄화된 흔적
  • 열 또는 전지적 손상이유
    • 고온에 노출되면 고강도 강선이 풀림처리되어 인장강도와 경도 저하
    • 마찰열에 의한 푸른색 변색은 강선이 취성 파괴에 취약해졌음을 의미
    • 전력선 접촉 등으로 인한 아크 손상은 국부적 강선을 녹여 단면 감소
• 이음매가 있는 것
  • 이음매가 있는 어떠한 형태이든 즉시 폐기
  • 이음매는 로프 본래의 강도를 보장하지 못함
  • 시브나 드럼을 통과할때 심각한 손상을 유발하고 예측 불가능한 파단을 초래

손상 유형	세부 기준	정량/정성적 판단 근거	주요 파괴 메커니즘
소선 파단	한 꼬임 내 10% 이상 파단	정량적	금속 피로
지름 감소	공칭지름 대비 7% 초과 감소		단면적 감소, 강도 저하
변형	킹크, 짓눌림, 새장 모양 등	정성적	기계적 손상, 하중 불균형
부식	심한 내, 외부 부식		단면적 감소, 피로 가속
열/전기 손상	변색, 아크흔적, 코어 손상		재료 물성 변화, 강도 저하

2. 건축구조를 해체공사 전 해체대상구조물의 조사사항 5가지를 쓰시오.

• 구조 시스템 및 상태 평가
• 주변 환경 및 인접 시설물 현황
• 현장 조건 및 작업환경 분석
• 유해물질 조사
• 설비 및 유틸리티 계통 확인

3. 굴착공사 안전을 위한 계측기 배치위치 선정 시 고려사항 5가지를 쓰시오.

• 주요 구조물 및 시설물 인접부
• 최대 변위 및 응력 발생 예상 지점
• 대표 지질단면 및 연약 지반 구간
• 거동의 종합적 분석이 가능한 대표 단면
• 측정의 용이성, 생존성 및 신뢰성

4. 거푸집 및 지보공(동바리) 설계 시 고려하는 하중의 종류 5가지를 쓰시오.

• 연직방향 고정하중
• 연직방향 활하중
• 콘크리트 측압
• 수평하중
• 특수하중 및 환경하중

5. 커튼월(Curtain Wall)의 조립방식 분류 3가지와 구조방식 분류 2가지를 쓰시오. 

• 조립 방식의 분류
  • 스틱 월 방식(Stick Wall System / Knock-down Method)
  • 유닛 월 방식(Unitized Wall System)
  • 유닛-멀리언 조합 방식(Unit-and-Mullion System)
• 구조방식 분류
  • 멀리언 방식(Mullion System)
  • 패널 방식(Panel System)

6. 매스(Mass)콘크리트 타설에 관하여 다음을 설명하시오. 

1) 매스콘크리트의 정의

• 단순히 부피가 큰 콘크리트가 아니라, 부재의 치수가 커서 시멘트 수화열로 인한 내부 온도 상승과 그 체적 변화를 공학적으로 제어해야 하는 콘크리트
• 치수 기준
  • 넓은 슬래브나 기초와 같은 부재의 경우 80cm 이상
  • 하단이 구속된 벽체와 같은 경우 두께가 50cm 이상

2) 매스콘크리트의 내부구속과 외부구속

• 내부구속
  • 콘크리트 타설 후 수화반응이 활발한 부재 중심부는 온도가 급격히 상승
  • 반면, 외기와 접한 표면부는 상대적으로 온도가 낮아 팽장이 적음
  • 차갑고 강성이 큰 표면부가 뜨겁고 팽창하려는 중심부를 억제
  • 중심부는 압축응력, 표면부에는 인장응력 발생
  • 콘크리트의 인장강도가 이 인장응력보다 작으면 표면에 균열이 발생
  • 이후 콘크리트 전체가 식으면서 뜨거웠던 중심부가 더 많이 수축하려 하지만 이미 경화된 표면부에 의해 구속되어 중심부에 인장응력이 발생하며 내부균열로 이어짐
    • 균열의 특징
      1. 콘크리트 타설 초기에 온도가 최고점에 도달한 직후 발생
      2. 균열은 표면에 국한되고 깊이가 얕으며 불규칙한 거미줄 형태를 띔
      3. 균열 폭은 비교적 작음
• 외부구속
  • 새로 타설한 콘크리트 덩어리 전체가 온도 상승을 했다가 냉각하면서 수축할때 움직임이 외부의 거대한 고정체에 의해 방해받는 현상
  • 콘크리트가 냉각 수축하려 하지만, 하부의 구속체(암반, 기존 콘크리트)가 변형을 허용하지 않아 콘크리트 부재 전체에 걸쳐 거대한 인장응력 발생
    • 균열의 특징
      • 온도가 최고점을 지나 충분히 냉각되어 수축변형이 크게 발생하는 시점에 균열 발생
      • 균열은 부재를 관통하는 형태로 깊고 폭이 큼
      • 일정한 간격을 두고 평행하게 나타나는 경향
      • 구조물의 안전성 및 수밀성에 치명적인 영향

3) 매스콘크리트의 온도균열 방지대책

• 설계 측면
  • 단면 치수 최적화
  • 신축이음 및 수축이음 설치
  • 블록 분할 타설
  • 온도배근 설치
• 콘크리트 측면
  • 저열 시멘트 사용
  • 단위 시멘트량 저감
  • 혼화재료의 활용
• 콘크리트 시공 측면
  • 프리쿨링
  • 포스트쿨링/파이프 쿨링
  • 타설 높이 및 속도 조절
  • 표면 양생 및 단열

단계	전략 구분	구체적 기법	작용 원리
설계	응력 제어	신축/수축이음 설치, 블록 분할	구속 완화, 응력 분산
	균열폭 제어	온도철근 배근	균열 분산, 폭 제어
재료/배합	발열량 저감	저열 시멘트, 혼화재 사용, 단위 시멘트량 최소화	시멘트 수화 반응 조절
시공	온도 저감	프리쿨링(재료 냉각), 포스트 쿨링(파이프 쿨링)	콘크리트 타설 온도 및 최고 온도 저감
	온도차 제어	타설 높이/속도 조절, 표면 단열 양생	내부-표면 온도차 감소, 냉각 속도 완화

7. 토목 터널공사에 대하여 다음을 설명하시오. 

1) 숏크리트(Shotcrete)의 기능 4가지

• 조기 지지 및 이완 방지 기능
• 아치 형성 및 하중 분담 기능
• 응력 집중 완화 및 암괴 고정 기능
• 지반 일체화 및 보호기능

2) 배수 및 지수(차수) 공법 5가지

• 배수형 터널 시스템
• 비배수형 터널 시스템
• 선진 주입 공법
• 지하 연속벽 공법
• 강널말뚝 공법

3) 기계굴착 방법 5가지

• TBM 공법
• 쉴드 공법
• 로드헤더 공법
• 유압 브레이커 공법
• 정적 파쇄 공법

8. 건축물 외벽 치장벽돌의 정의, 탈락의 원인 및 방지대책에 대하여 설명하시오.

• 치장벽돌의 정의
  • 비내력 외장 마감재
  • 주된 목적은 건물의 미관 향상
  • 빗물이나 바람 등 외부 환경으로 구조체 보호
  • 치장벽돌 벽체는 건물 골조의 하중을 직접 지지
  • 자체 무게와 풍하중을 견딜 수 있도록 철물(연결철물, 긴결재)을 통해 내부의 구조벽체나 골조에 지지되는 '조적 베니어' 시스템 시공
• 탈락의 원인
  • 지지 및 연결 시스템의 결함(연결철물 부식 및 부족, 층간 지지 구조 부실)
  • 온도 및 습도 변화에 대한 고려 미흡(신축줄눈 미설치)
  • 수분 침투 및 동결융해(방수 및 배수 불량)
  • 구조체의 변위(부등침하, 구조체 처짐)
  • 시공 불량(줄눈, 연결철물 설치)
• 방지대책
  • 설계 단계
    • 신축줄눈의 명확한 설계(온도 및 습도 변화 고려)
    • 완벽한 지지 시스템 설계(하중 설계)
    • 수분 관리 시스템 설계(침투한 물을 외부 배출, 방수층, 배수구멍, 공기층)
  • 시공 단계
    • 철저한 시공 품질 관리(몰탈 배합, 줄눈 채움 및 마감, 연결철물 및 선반 앵글 설치 관리)
    • 신축출눈 시공 확보(신축줄눈이 몰탈 등으로 막히지 않도록 주의)
    • 배수구멍 확보(최하단 및 창호 상부 등에 설치되는 배수구멍이 시공 중 막히지 않도록 관리)
  • 유지관리 단계
    • 정기적인 외벽 점검(균열, 배부름, 백화, 줄눈 탈락 등 이상 징후 조기 발견)
    • 선제적 보수 및 보강(경미한 줄눈이나 줄눈 손상은 즉시 보수, 배부름이나 구조적 균열이 발생하면 나선형 보강핀 삽입, 부분 해체 후 재시공, 지지 앵글 보강 등 구조적인 보강 공법 적용)

9. 강구조공사 안전에 관한 내용으로 다음을 설명하시오.

1) 유효좌굴길이의 정의

• 실제 기둥의 양단 지지조건(고정, 힌지, 자유단)에 따른 구속 효과 고려
• 동일한 좌굴하중을 갖는 등가의 양단 힌지 기둥의 길이로 환산한 값
• 기둥이 좌굴될 때 휘어진 형상의 변곡점(모멘트0이 되는 지점) 사이의 거리를 의미

2) 세장비의 정의

• 기둥 부재가 얼마나 가늘고 긴지를 나타내는 무차원 수치
• 부재의 좌굴 민감도를 평가하는 가장 중요한 지표

3) 부재의 좌굴내력을 저감시키는 요인 3가지

• 잔류응력
• 초기변형
• 하중의 편심

4) 단면의 형상에 따른 좌굴 종류 3가지

• 휨 좌굴
• 비틀림 좌굴
• 휨-비틀림 좌굴