건설안전기사 · 건설재료 과목
건설안전기사 금속재와 목재 개념 정리
중요도 ★★★★☆ · 30% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
핵심 개념
탄소량과 강재
강재는 탄소가 많아질수록 강도와 경도는 커지지만, 잘 늘어나는 성질(연성)과 용접성은 떨어집니다.
외우는 요령'탄소가 많으면 단단하지만 부러지기 쉽다'.
응력-변형률 곡선
강재를 잡아당기면 비례 한도 → 탄성 한도 → 항복점 → 극한(최대) 강도 → 파괴점 순서로 변합니다.
외우는 요령'비·탄·항·극·파'.
섬유 포화점
목재 세포 속은 비고 세포벽만 물로 가득 찬 상태로, 함수율 약 30% 입니다. 이보다 마를수록 목재가 강해지고 줄어듭니다.
외우는 요령'30% 아래부터 강도가 변한다'.
목재의 강도 순서
섬유 방향으로 잴 때 인장 강도 > 휨 강도 > 압축 강도 > 전단 강도 순입니다.
외우는 요령'인·휨·압·전'.
자주 나오는 포인트
- 응력-변형률 곡선의 순서를 묻는 문제가 자주 나옵니다.
- 목재의 섬유 포화점(약 30%)과 기건 함수율(약 15%)을 바꿔 놓은 선지를 조심하세요.
- 목재의 강도 순서를 묻는 문제가 나옵니다.
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 목재의 섬유 포화점에 해당하는 함수율은 약 얼마인가?
- ① 약 15%
- ② 약 100%
- ③ 약 50%
- ④ 약 30%
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정답: ④ 약 30%
핵심: 섬유 포화점: 함수율 약 30%, 기건 함수율: 약 15%
섬유 포화점(약 30%) 은 목재의 성질이 바뀌는 경계입니다. 이보다 함수율이 낮아지면 강도가 커지고 수축이 시작됩니다. 이보다 높을 때는 강도가 변하지 않습니다.
틀린 선지
- ① 약 15%: 공기 중에서 자연히 마른 상태(기건)의 함수율입니다.
- ② 약 100%: 기준과 다릅니다.
- ③ 약 50%: 기준과 다릅니다.
문제 2. 강재의 탄소 함유량이 늘어날 때의 변화로 옳은 것은?
- ① 강도와 경도가 커지고, 연성과 용접성은 떨어진다.
- ② 강도와 경도가 작아지고, 연성과 용접성은 좋아진다.
- ③ 강도·경도·연성·용접성이 모두 커진다.
- ④ 아무런 변화가 없다.
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정답: ① 강도와 경도가 커지고, 연성과 용접성은 떨어진다.
핵심: 탄소량 증가: 강도·경도 증가, 연성·용접성 감소
탄소가 많아지면 강재가 단단하고 강해지지만, 잘 늘어나지 않고(연성 감소) 용접하기 어려워집니다.
틀린 선지
- ② 강도와 경도가 작아지고, 연성과 용접성은 좋아진다.: 반대로 설명했습니다.
- ③ 강도·경도·연성·용접성이 모두 커진다.: 연성과 용접성은 떨어집니다.
- ④ 아무런 변화가 없다.: 탄소량은 강재의 성질에 큰 영향을 줍니다.
문제 3. 강재를 잡아당기는 시험에서, 힘을 더 주지 않아도 변형이 갑자기 크게 늘어나기 시작하는 점은?
- ① 인장 강도(극한 강도)
- ② 항복점
- ③ 비례 한도
- ④ 탄성 한도
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정답: ② 항복점
핵심: 항복점: 힘이 늘지 않아도 변형이 급히 늘어나는 점
강재를 당기면 비례 한도 → 탄성 한도 → 항복점 → 인장 강도 → 파괴 순서로 진행합니다. 항복점을 지나면 힘을 빼도 원래대로 돌아오지 않습니다. 구조 설계에서는 항복점을 기준 강도로 씁니다.
틀린 선지
- ① 인장 강도(극한 강도): 강재가 견디는 가장 큰 힘의 크기입니다.
- ③ 비례 한도: 힘과 변형이 정비례하는 범위의 끝입니다.
- ④ 탄성 한도: 힘을 빼면 원래대로 돌아오는 범위의 끝입니다.