9급 공무원 토목설계/철근의 정착과 이음

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부착[편집]

  • 부착응력 검토해야 하는 철근은 인장철근
  • 콘크리트 압축강도와 부착강도는 비례.(정착길이 공식 떠올려볼 것) 블리딩 많으면 부착강도 감소
  • 수평철근 부착강도가 연직철근보다 더 작음. 수막때문.
  • 피복두께가 크면 부착 좋음. 피복두께는 적어도 철근 지름 이상이어야 함.
  • 작은 지름 철근을 여러 개 써서 부착면적을 크게 하는 게 부착에 유리.(정착길이 공식 떠올려볼 것)
  • 철근 간격 좁으면 부착에 불리. 넓어야 유리

예컨대 인장철근 기본정착길이 식을 보면

정착[편집]

  • 갈고리는 압축 저항에 효과가 없다.
  • 압축철근 정착길이는 인장철근 정착 길이보다 짧다.
  • 보정계수는 둘 이상이 적용될 수 있는 경우는 모든 값을 곱해준다.
  • 압축철근이 아니라 인장철근은 구부려서 복부를 지나 정착하거나, 부재 반대측에 있는 철근쪽으로 연속해서 정착시켜야 한다.


  • 단순부재에서 정철근의 1/3 이상, 연속부재에서 정철근의 1/4 이상 부재의 같은 면을 받침부까지 연장해야 함. 보의 경우 받침부 내 150mm 이상 연장.
  • 받침부에서 부철근의 1/3이상을 12db, d, 순경간의 1/16 이상을 변곡점을 지나 연장.
  • 단순받침부, 변곡점 정모멘트 철근은 인장 이형철근 및 이형철선 정착에 따라 계산된 정착길이 (MV. 분모분자 비슷한 애들끼리 있다)이도록 철근 지름 제한해야 함.
  • 단순보 받침부와 같이 철근 끝이 압축반력으로 눌려 구속을 받는 경우 이도록 철근 지름 제한해야 함.

위험단면[편집]

휨부재 철근 정착 위험단면

  • 경간 내 최대응력점
  • 인장철근이 끝난 점
  • 인장철근 절곡점

정착길이[편집]

Un : 철근과 콘크리트의 평균 부착력

♣♣♣

요약정리
철근 유형 인장 이형 철근 압축 이형 철근 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근 확대머리 이형철근
기본 정착길이

실제(소요) 정착 길이
최소 정착길이 ≥ 300mm ≥ 200mm ≥ 8db, 150mm ≥ 8db, 150mm

기본정착길이 계산에서 . 즉 인 경우 더이상 정착길이를 감소시키지 않는다.

  • 최소조건 깜빡하지 말기!!! 압축이형철근에서 0.043들어가는 식, 모든 유형 철근에 대해 최종적으로 하는 기본정착길이 최소값 조건!!! 다 써놓고 계산하자. 깜빡하니까
  • 표준갈고리 정착길이 : 위험단면에서 갈고리 외측 단부까지 거리(위험단면과 갈고리 시작점 사이 직선 묻힘 길이 + 구부림 내면 반지름 + 철근 지름)

인장이형철근 최소 정착길이 보정계수[편집]

철근 위치계수 α

  • 상부철근인 경우 1.3
  • 그 외 1.0

철근 도막계수 β

  • 피복두께 3db미만 또는 순간격 6db미만인 에폭시 도막철근 또는 철선: 1.5
  • 기타 에폭시 도막철근 또는 철선: 1.2
  • 아연도금 철근, 도막되지 않은 철근: 1.0

αβ가 동시에 쓰이는 경우

  • 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우 αβ ≤ 1.7
조건 D19 이하 철근 또는 이형철선 D22 이상 철근
  1. 철근 순간격, 피복두께 모두
  2. 정착길이 구간에 구조기준에 따른 최소철근량 이상의 스터럽 또는 띠철근 배근
0.8αβ 1.0αβ
  1. 철근 순간격
  2. 피복두께
기타 1.2αβ 1.5αβ

압축이형철근의 최소 정착길이 보정계수[편집]

  • : 휨부재에 배치되는 철근이 구조적인 해석에 의해 필요한 소요 철근량보다 많은 경우 를 곱하여 정착길이를 줄일 수 있다.
  • 나선철근 또는 띠철근으로 둘러싸인 경우 ×0.75 (다음 두 조건 중 하나를 만족해야 함)
    • 지름 ≥6mm, 나선간격 ≤100mm인 나선철근이 사용된 경우
    • 중심간격 ≤100mm로 띠철근 요구조건에 따라 배근된 D13 띠철근으로 둘러싸인 경우

표준갈고리 최소 정착길이 보정계수[편집]

  • β: 인장이형철근 최소 정착길이 계산 시 사용하는 철근 도막계수 β와 동일
  • D35 이하 철근에 대해, 피복두께에 대한 계수 0.7 적용조건(둘 중 하나 만족 시)
    • 갈고리 측면 피복두께 70mm 이상
    • 90도 갈고리인 경우 갈고리에서 콘크리트 긴 방향 끝까지 피복두께 50mm 이상
  • D35 이하 철근에 대해, 띠철근, 스터럽에 대한 계수 0.8 적용조건
    • 90도 혹은 180도 갈고리가 포함된 ldh 구간에 3db 이하 간격으로 띠철근 또는 스터럽으로 둘러싼 경우이면서, 띠철근 또는 스터럽이 갈고리 구부러진 부분을 2db 거리 이내에서 둘러싸야 적용가능
    • fy > 550MPa인 경우 0.8 계수 적용 불가
  • : 휨부재에 배치되는 철근이 구조적인 해석에 의해 필요한 소요 철근량보다 많은 경우 를 곱하여 정착길이를 줄일 수 있다.

다발철근의 최소 정착길이[편집]

다발철근 정착길이는 철근 하나를 쓸 때의 정착길이 ld에 비해 증가시켜야 한다.

  • 두 개 다발철근 정착길이 = 1.00×ld
  • 세 개 다발철근 정착길이 = 1.20×ld
  • 네 개 다발철근 정착길이 = 1.33×ld

확대머리 이형철근 최소 정착길이[편집]

확대머리 이형철근 최소 정착길이를 구하는 식을 적용하기 위해선 다음 조건을 만족해야 한다.

  • db ≤ 35mm
  • 철근 설계기준항복강도 ≤ 400MPa
  • 콘크리트 설계기준압축강도 ≤ 40MPa
  • 경량 콘크리트에 적용 불가. 보통중량콘크리트에 적용

인장 용접철망 정착 보정[편집]

  • 철망계수
  • 소요철근량 이상 사용 시
  • 인장용접이형철망 정착길이 ≥200mm
  • 인장용접원형철망 정착길이 ≥150mm

표준갈고리[편집]

  • 주철근 표준갈고리
    • 180도 표준갈고리는 4db, 60mm 이상 연장
    • 90도 표준갈고리는 12db 이상 연장
  • 스터럽, 띠철근 표준갈고리
    • 90도 표준갈고리, D16 이하 철근: 6db 이상 연장
    • 90도 표준갈고리, D19, D22, D25 철근: 12db 이상 연장
    • 135도 표준갈고리, D25 이하 철근: 6db 이상 연장

표준갈고리 최소 내면반지름[편집]

주철근

  • D10 ~ D25 : 3db
  • D29 ~ D35 : 4db
  • D38 이상 : 5db

띠철근, 스터럽

  • D16 이하(표준갈고리 연장길이를 떠올릴 것) : 2db
  • D19 이상 : 주철근과 동일

철근 겹침 이음[편집]

  • 휨부재 겹침이음 시 두 철근이 직접 닿지 않게 겹침이음할수도 있는데 이때 두 철근이, 소요 겹침이음 길이 ls1/5 또는 150mm 중 작은값 이상 떨어지면 안 된다.
  • D35를 초과하는 철근은 겹침이음을 할 수 없다.[1] 다만 D41, D51 철근은 D35 이하 철근과 겹침이음 가능[2]
  • 서로 다른 크기 철근을 압축부에서 겹침이음하는 경우, 이음길이는 크기가 큰 철근의 정착길이와 크기가 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상.

겹침이음 등급[편집]

겹침이음 등급은 A, B로 나누며, 기준은 다음과 같다.

  • A급: 인 경우
  • B급: 인 경우

인장철근 최소 겹침이음 길이[편집]

인장철근 최소 겹침이음 길이 ls는 300mm 이상이어야 하며, A, B급 겹침이음으로 구분한다. A급이 더 적게 겹쳐서 철근을 잇는다.

  • A급:
  • B급:
ld: 인장 이형철근 정착길이. 최소 인장이형철근 정착길이 300mm 규정, 철근 보정량 계수 를 사용하지 않은 값[3][4][5]

압축철근 최소 겹침이음 길이[편집]

압축철근 최소 겹침이음 길이 ls는 300mm 이상이어야 한다. 콘크리트 설계기준압축강도 < 21MPa인 경우 겹침이음길이를 1/3 증가시켜야 한다.

부호 모두 - 임.

철근 절단[편집]

♣♣♣

다음 중 적어도 한 조건 만족 시 인장부 철근 절단 가능.(한 단면에서 전체 철근량의 50% 초과하여 절단은 불가)

  • 끊는 점의 전단력이 복부 철근의 전단강도를 포함하여 허용강도의 2/3이하인 경우일 때
  • 전단과 비틀림에 필요한 양 이상의 스터럽이 끊는 점에서 부재 유효 깊이 d의 3/4구간에 촘촘히 배치된 경우
    • 보강된 스터럽 간격 이어야 함.
    • βb : 전체 인장철근량에 대한 절단된 철근량의 비
  • D35 이하 철근에 대해서 연장된 철근량이 끊는 점에서의 휨에 필요한 철근 단면적의 2배가 되고 전단력이 허용강도의 3/4 이하인 경우.

각주[편집]

  1. KDS 14 20 52 :2016 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준 4.5.1 이음 일반
  2. KDS 14 20 52 :2016 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준 4.5.3 압축 이형철근의 이음
  3. KDS 14 20 52 :2016 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준 4.5.2 인장 이형철근 및 이형철선의 이음
  4. 윤영수. 《철근콘크리트 역학 및 설계》 3판. 씨아이알. 323쪽. 
  5. 이학민 (2017). 《토목설계 이론편》. 탑스팟. 172쪽.