[철근콘크리트와 강구조] 제 5장. 철근의 정착과 이음(철근의 정착)#2

 2. 철근의 정착

  (1)부착에 영향을 주는 요인

   ·콘크리트의 압축강도가 클수록 부착강도가 크다.

   ·이형철근은 표면의 마디와 리브로 인해 원형철근 보다 부착강도가 크며, 약간 녹이 슨 철근의 부착강도가 크다.

   ·같은 양의 철근을 배근할 때 철근의 지름이 큰 것보다는 가는 직경의 철근을 여러 개 사용하는 것이 좋으며, 또한 피복두께가 클수록 부착강도가 좋아진다.

   ·블리딩의 영향으로 연직철근이 수평철근보다 부착강도가 크며 수평철근 중에서도 하부철근이 상부철근보다 부착강도가 크다.

 

  (2)이론상 정착길이: 철근의 한 쪽 끝에 T=fyAs 만큼의 인장력을 가할 때 철근은 인장력으로 항복하지만 콘크리트에서 뽑혀 나오지 않아야 한다. 이때의 묻힘길이를 이론상 정착길이(l)라 한다.

   (타우: 철근과 콘크리트의 부착응력, d: 철근의 지름)

    ※철근의 지름이 커지면 정착길이도 커지는 구나~ 정도만 이해

  (3)정착 방법의 종류: 철근콘크리트 구조물에서 철근은 콘크리트 속에 묻혀서 인장력이나 압축력을 부담하고 있다. 그러므로 철근이 효과적으로 거동하기 위해서는 그 끝이 콘크리트로부터 빠져 나오지 않아야 하며, 빠져 나오지 않도록 고정하는 것을 철근의 정착이라고 한다.

   ·묻힘길이에 의한 정착

   ·갈고리에 의한 정착

   ·기계적 정착: 정착이 필요한 철근의 가로 방향으로 T형이 되도록 철근을 용접하여 붙이는 방법

   ·조합에 의한 방법

 

  (4)인장 이형철근의 정착(묻힘길이에 의한 정착)

   :인장력을 받는 이형철근의 정착길이(ld)는 기본정착길이(ldb)에 보정계수를 곱하여 구한다. 단, 정착길이(ld)는 300mm 이상되어야 하며 기본정착길이는 root(fck) 값이 8.4MPa 이하의 콘크리트에서만 적용이 가능하다.

   1)기본정착길이(ldb)

    (여기서, fy: 철근의 항복강도, fck: 콘크리트의 압축강도(root(fck)≤8.4MPa), db: 철근 또는 철선의 공칭직경(mm), 람다: 경량콘크리트계수)

    ※보정계수(계산된 정착길이에 곱하는 데에 사용한다.)

   ①알파=철근의 위치계수

    ·상부철근...1.3

    ·기타철근...1.0

   ②베타=에폭시 도막계수

    ·에폭시 도막철근 또는 철선...1.5

    ·기타 에폭시 도막철근 또는 철선...1.2

    ·아연도금 철근...1.0

    ·도막되지 않은 철근...1.0

   ③람다=경량콘크리트계수

    lsp가 주어지지 않은 경량콘크리트...모래경량은 0.85, 전경량은 0.75

   ④에폭시 도막철근이 상부철근 인 경우에 상부철근의 보정계수 알파와 에폭시 도막계수 베타의 곱, 알파*베타가 1.7보다 클 필요는 없다.

 

  (5)압축 이형철근의 정착

   :압축력을 받는 철근의 정착길이(ld)는 기본정착길이(ldb)에 보정계수를 곱하여 구하되, ld는 200mm 이상이어야 한다.

1)기본정착길이(ldb)

 

  (6)표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착

    :인장을 받는 표준갈고리의 정착길이 ldh는 위험단면으로부터 갈고리 외부 끝까지의 거리로 나타내며, 정착길이는 기본정착길이 lhb에 적용 가능한 모든 보정계수를 곱하여 구하고, ldh는 8db이상, 150mm 이상이어야 한다.

    여기서, 베타와 람다는 인장철근의 정착에 사용되는 값과 같다.

    ※표준갈고리를 갖는 인장이형철근의 정착길이에 대한 보정계수

    ①콘크리트 피복두께: 0.7(유리해진다.)

    ②띠철근 또는 스터럽: 0.8

    ③배치된 철근량이 소요철근량을 초과하는 경우

   전체 fy를 발휘하도록 정착을 특별히 요구하지 않는 단면에서 휨철근이 소요철근량 이상 배치된 경우:

     =(소요철근 As/배근철근 As)

※확대기초는 0.19

 

  (7)다발철근의 정착

   : 다발철근의 정착길이는 다발이 아닌 경우의 각 철근의 정착길이에 3개의 다발로 된 경우에 대해서는 20%, 4개의 다발로 된 경우에는 33%를 증가시킨다.

 

  (8)휨철근의 정착 일반

   1)휨부재에서 최대 응력점과 경간 내에서 인장철근이 끝나거나 철근이 굽혀진 위험단면에서 철근의 정착에 대한 안전을 검토하여야 한다.

   2)휨철근은 휨모멘트를 저항하는데 더 이상 철근이 요구하지 않은 유효깊이 d 또는 12db이상 연장 해야 한다. 다만 단순경간의 받침부와 캔틸레버의 자유단에서 이 규정은 적용되지 않는다.

   3)연속철근은 구부러지거나 절단된 인장철근이 휨을 저항하는데 더 이상 필요하지 않은 점에서 정착길이 ld이상의 묻힘길이를 확보하여야 한다.

 

  (9)정모멘트 철근의 정착

   : 단순부재에서 정철근의 1/3이상, 연속부재에서 정철근의 1/4 이상을 부재의 같은 면을 따라 받침부까지 연장해야 하고, 보의 경우는 받침부 내로 150mm 이상 연장해야 한다.

 

 3. 철근의 이음

  (1)이음방법

   1)겹침이음: D35 이하의 철근

   2)용접이음: D35를 초과하는 철근

   3)기계적 방법

 

  (2)이음의 일반사항

   1)D35 이하의 이형철근을 대상으로 한다. D35를 초과하면 용접이음을 하며, 인장을 받는 원형철근의 경우는 반드시 갈고리를 설치한다.

   2)휨부재에서 서로 접촉되지 않게 겹침이음된 철근은 순간격이 겹침이음길이의 1/5 이하, 150mm 이하여야 한다.

   3)다발철근의 겹침이음은 다발 내의 개개 철근에 대한 겹침이음 길이를 기본으로 하여 결정되어야 하며, 인장 또는 압축을 받는 하나의 다발철근 내에 있는 개개 철근의 겹침이음길이는 다발이 아닌 각 철근의 겹침이음길이에 3개의 다발철근은 20%, 4개의 다발철근은 33%를 증가시켜야 한다.

 

  (3)인장 이형철근 및 이형철선의 겹침이음

   1)종류(2종류)

A급 이음	(겹침이음된 As/총 As)<=1/2이고, (배근된 As/소요 As)>=2
B급 이음	위의 경우에 해당되지 않는 경우

   2)겸침이음길이

    ①A급 이음: 1.0ld이상, 300mm 이상

     ※A급이기 때문에 적게 겹쳐도 됨

    ②B급 이음: 1.3ld이상, 300mm 이상