건설안전기사 실기 필답형 만점 전략! 무조건 출제되는 빈출 계산 문제 공식 총정리
"건설안전기사 실기 필답형, 계산 문제만 나오면 머리가 하얗게 변하시나요?" 방대한 법령을 암기하는 것도 벅찬데, 수식과 숫자가 등장하는 계산 문제까지 풀어야 하니 많은 수험생이 지레 겁을 먹고 계산 파트를 포기하려 합니다. 하지만 합격자들의 공통된 의견은 "계산 문제는 공식을 외우면 무조건 점수를 주는 가장 확실한 효자 문항"이라는 것입니다. 건설안전기사 필답형에서 출제되는 계산 문제는 고도의 수학적 지식을 요구하지 않으며, 정해진 패턴과 몇 가지 필수 공식만 암기하면 누구든지 만점을 받을 수 있습니다. 2026년 최신 출제 경향을 완벽하게 반영하여, 시험장에 들어가기 직전까지 반드시 눈에 발라두어야 할 건설안전기사 실기 필수 계산 공식과 실전 풀이 꿀팁을 공백 제외 2,200자의 방대한 분량으로 아주 상세하게 총정리해 드립니다.
1. 재해통계 3대장: 도수율, 강도율, 연천인율 완벽 해부
건설안전기사 실기 시험에서 매회 번갈아 가며 출제되는 1순위 핵심 계산 문제는 단연 '재해통계' 파트입니다. 특정 사업장의 근로자 수와 재해 건수, 휴업일수를 제시하고 각 지수를 구하라는 문제가 출제됩니다. 공식을 정확히 외우고, 분모와 분자에 들어갈 숫자를 지문에서 찾아 넣기만 하면 됩니다.
① 도수율 (Frequency Rate, FR)
도수율은 100만 근로시간당 재해 발생 건수를 의미하며, 재해가 얼마나 '자주' 일어나는지를 나타내는 빈도 지표입니다.
$$ FR = \frac{\text{재해 발생 건수}}{\text{연 근로시간 수}} \times 1,000,000 $$주의할 점: 지문에서 '연 근로시간 수'를 직접 주지 않고, '근로자 수 500명, 1일 8시간, 연 300일 근무' 형태로 출제하는 경우가 많습니다. 이때 연 근로시간 수는 500명 × 8시간 × 300일 = 1,200,000시간으로 직접 계산해서 분모에 넣어야 합니다. 잔업 시간이나 지각, 조퇴 등의 조건이 추가로 있다면 모두 합산하거나 차감하여 실제 총 근로시간을 정확히 산출해야 오답을 피할 수 있습니다.
② 강도율 (Severity Rate, SR)
강도율은 1,000 근로시간당 근로손실일수를 의미하며, 재해의 '심각성(크기)'을 나타내는 지표입니다.
$$ SR = \frac{\text{총 근로손실일수}}{\text{연 근로시간 수}} \times 1,000 $$핵심 암기 사항: 강도율 계산의 핵심은 분자인 '총 근로손실일수'를 구하는 것입니다. 지문에서 사망자가 발생했다면 사망자 1명당 근로손실일수는 7,500일로 계산해야 합니다. 신체장애 등급이 주어지는 경우 1급~3급은 7,500일, 4급은 5,500일 등 급수별 손실일수 표를 반드시 암기하고 있어야 합니다. 만약 '휴업일수'나 '요양일수'만 주어졌다면, 1년 365일 중 실제 근무하는 날짜의 비율을 곱하여 근로손실일수로 변환해야 합니다. 변환 공식은 다음과 같습니다.
$$ \text{근로손실일수} = \text{휴업일수(또는 요양일수)} \times \frac{300}{365} $$(단, 지문에서 연간 근무일수를 300일이 아닌 280일 등으로 별도 제시했다면 365분의 280을 곱해야 합니다.)
③ 연천인율
연천인율은 근로자 1,000명당 발생하는 사상자 수를 의미합니다.
$$ \text{연천인율} = \frac{\text{연간 사상자 수}}{\text{연평균 근로자 수}} \times 1,000 $$도수율과 연천인율은 서로 변환이 가능합니다. 우리나라 사업장의 평균적인 연 근로시간을 2,400시간(1일 8시간 × 300일)으로 가정할 때, 연천인율과 도수율의 관계는 연천인율 = 도수율 × 2.4로 도출됩니다. 이 관계식을 묻는 단답형 문제도 자주 출제되므로 세트로 기억해 두십시오.
2. 종합재해지수(FSI) 및 환산도수율/환산강도율
사업장의 안전 수준을 평가할 때 빈도(도수율)와 심각성(강도율) 중 어느 하나만으로는 정확한 평가가 어렵습니다. 이 두 가지를 혼합하여 하나의 지표로 만든 것이 바로 종합재해지수(Frequency Severity Indicator, FSI)입니다.
① 종합재해지수 (FSI)
$$ FSI = \sqrt{FR \times SR} $$계산기로 도수율과 강도율을 먼저 곱한 뒤, 반드시 루트($\sqrt{\phantom{x}}$)를 씌워주어야 합니다. 실기 시험장에서는 공학용 계산기 사용이 필수이므로, 평소에 본인의 계산기로 루트 값을 구하는 버튼 조작법을 숙달해 두어야 당황하지 않습니다.
② 환산 지수 (평생 근로 기준)
환산 지수는 근로자가 평생(약 40년) 동안 작업한다고 가정했을 때 겪을 수 있는 재해 건수와 손실일수를 의미합니다. 평생 근로시간을 보통 10만 시간(1일 8시간 × 연 300일 × 40년 ≒ 96,000시간을 10만 시간으로 간주)으로 설정하여 계산합니다.
- 환산도수율: 평생 근로하는 동안 발생하는 재해 건수 $$ \text{환산도수율} = \text{도수율} \times \frac{100,000}{1,000,000} = \text{도수율} \times 0.1 $$
- 환산강도율: 평생 근로하는 동안 발생하는 근로손실일수 $$ \text{환산강도율} = \text{강도율} \times \frac{100,000}{1,000} = \text{강도율} \times 100 $$
지문에서 "도수율이 15.5일 때 환산도수율을 구하시오"라고 나온다면, 단순히 15.5에 0.1을 곱하여 1.55라고 답을 적어내면 되는 10초짜리 문제입니다.
3. 기계·기구의 안전계수 (Safety Factor) 계산
건설 현장에서 타워크레인이나 이동식 크레인으로 자재를 인양할 때 가장 중요한 개념이 바로 '안전계수'입니다. 장비나 와이어로프가 견딜 수 있는 한계치와 실제로 사용하는 하중 사이의 여유분을 수치화한 것입니다.
$$ S(\text{안전계수}) = \frac{\text{극한강도(또는 파단하중)}}{\text{허용응력(또는 최대사용하중)}} $$실전 문제 유형: "파단하중이 4,000kg인 와이어로프를 사용하여 화물을 인양하려고 한다. 산업안전보건기준에 관한 규칙에 따른 안전계수를 만족하기 위해 걸어 올릴 수 있는 최대사용하중을 구하시오."
이 문제를 풀기 위해서는 화물 인양용 와이어로프의 법정 안전계수가 '5 이상'이라는 사실을 미리 암기하고 있어야 합니다. 공식에 대입하면 $ 5 = \frac{4,000}{x} $ 가 되므로, 최대사용하중 $ x $ 는 800kg이 됩니다. 근로자가 탑승하는 달기구의 경우 안전계수는 10 이상을 적용해야 한다는 점도 단골 빈출 개념이므로 반드시 구분하여 기억하십시오.
아이폰 17 맥스 프로에 다음 세 가지 안전계수 기준을 메모해 두고 매일 확인하십시오.
- 근로자가 탑승하는 달기구의 와이어로프 및 달기 체인: 10 이상
- 화물의 하중을 직접 지지하는 달기 와이어로프: 5 이상
- 훅, 샤클, 클램프, 리프팅 빔: 3 이상
4. 와이어로프의 장력 계산 및 비계 기둥의 하중
크레인으로 무거운 화물을 들어 올릴 때 와이어로프가 여러 가닥으로 나뉘어 각도를 이루게 되면, 물체의 단순 무게보다 훨씬 큰 장력(당기는 힘)이 로프에 걸리게 됩니다. 이 각도에 따른 장력의 변화를 삼각함수를 이용해 구하는 문제가 종종 출제됩니다.
① 2줄 걸이 와이어로프의 장력(T) 계산
무게가 $W$인 화물을 두 가닥의 와이어로프로 들어 올리며, 두 로프 사이의 각도가 $\theta$일 때 한 가닥의 로프에 걸리는 장력 $T$는 다음과 같이 계산합니다.
$$ T = \frac{W}{n \times \cos(\frac{\theta}{2})} $$(여기서 $n$은 로프의 가닥 수, 통상 2줄이므로 2가 들어갑니다.)
예를 들어 1,000kg의 짐을 2줄로 들어 올리는데 두 줄 사이의 각도가 60도라면, 공식에 대입하여 $T = \frac{1,000}{2 \times \cos(30^\circ)}$ 가 됩니다. 공학용 계산기를 사용하여 $\cos(30^\circ)$ 값인 약 0.866을 나누어주면, 한 줄에 걸리는 장력은 약 577.37kg이 됩니다. 각도가 커질수록 로프에 걸리는 하중이 기하급수적으로 증가하므로, 현장에서는 보통 60도 이내로 작업하는 것이 안전 원칙입니다.
② 강관비계 기둥의 적재하중
건설안전기사에 특화된 문제로 비계의 하중 계산이 있습니다. "강관비계의 기둥 1개당 적재하중은 400kg을 초과하지 않도록 해야 한다"는 법령 수치를 빈칸 채우기나 단답형으로 묻는 경우가 많으므로 숫자 400을 확실히 외워두십시오.
5. 결론: 실전 시험장 0점 방지 필수 체크리스트
공식을 완벽하게 외웠더라도 답안지에 쓰는 과정에서 치명적인 실수를 하면 0점 처리가 됩니다. 피땀 흘려 얻어낸 계산 결괏값을 허무하게 날리지 않기 위해 다음 세 가지 규칙을 반드시 명심하십시오.
- 단위 작성은 생명입니다: 도수율, 강도율 같은 지수는 단위가 없지만, '안전계수'를 묻는 문제에 단위 없이 숫자만 적거나, '최대사용하중'을 묻는 문제에 kg, kN 등의 단위를 빼먹으면 그대로 오답 처리됩니다. 지문에 제시된 단위를 반드시 답안 옆에 명시하십시오.
- 소수점 반올림 원칙을 준수하십시오: 특별한 단서 조항이 없다면 모든 계산의 최종 결과값은 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리까지 표기하는 것이 큐넷의 대원칙입니다. (예: 15.456이라면 15.46으로 기재). 단, 문제 지문에서 "소수점 첫째 자리까지 구하시오"라고 명시되어 있다면 무조건 지시를 따라야 합니다.
- 계산 과정란을 비우지 마십시오: 필답형 답안지에는 '계산 과정'과 '정답'을 적는 칸이 분리되어 있습니다. 계산 과정을 적는 칸에 공식에 숫자를 대입한 수식을 반드시 적어야 부분 점수라도 건질 수 있습니다. 정답만 덩그러니 쓰면 부정행위로 간주되거나 점수가 깎일 수 있습니다.
계산 문제는 출제 범위가 좁아 기출문제를 몇 번만 돌려보면 숫자가 어떻게 바뀌어 나오는지 패턴이 한눈에 보입니다. 오늘 알려드린 공식들을 이면지에 5번씩 직접 손으로 써보며 감각을 익히십시오. 2026년 건설 현장의 안전을 책임질 여러분의 고득점 합격을 진심으로 응원합니다!
