토목기사 요약/철근콘크리트 및 강구조/철근의 정착과 이음

부착

• 부착응력 검토해야 하는 철근은 인장철근(79)

99, 13-2

• 콘크리트 압축강도와 부착강도는 비례.(정착길이 공식 떠올려볼 것) 블리딩 많으면 부착강도 감소
• 피복두께가 크면 부착 좋음. 피복두께는 적어도 철근 지름 이상.
• 작은 지름 철근을 여러 개 써서 부착면적을 크게 하는 게 부착에 유리.(정착길이 공식 떠올려볼 것)

정착

93

• 갈고리는 압축 저항에 효과가 없다.(19-1)
• 압축철근 정착길이는 인장철근 정착 길이보다 짧다.
• 보정계수는 둘 이상이 적용될 수 있는 경우는 모든 값을 곱해준다.

94

• 연속보에서 정철근의 1/4 이상을 받침부를 넘어 150mm 이상 받침부 내에 연장.
• 받침부에서 부철근의 1/3이상을 12d_b, d, 순경간의 1/16 이상을 변곡점을 지나 연장.

위험단면

97, 18-3

휨부재 철근 정착 위험단면

• 경간 내 최대응력점
• 인장철근이 끝난 점
• 인장철근 절곡점

정착길이의 이론식

98

$L={\frac {f_{y}\cdot D}{4U_{n}}}$

U_n : 철근과 콘크리트의 평균 부착력

♣♣♣12-3, 13-1, 13-2, 19-3 등

요약정리

철근 유형	인장 이형 철근	압축 이형 철근	표준갈고리를 갖는 인장 이형철근	확대머리 이형철근
기본 정착길이	$l_{db}={\frac {0.6d_{b}f_{y}}{\lambda {\sqrt {f_{ck}}}}}$	$l_{db}={\frac {0.25d_{b}f_{y}}{\lambda {\sqrt {f_{ck}}}}}\geq 0.043d_{b}f_{y}$ $(f_{ck}\doteqdot 36MPa)$	$l_{hb}={\frac {0.24\beta d_{b}f_{y}}{\lambda {\sqrt {f_{ck}}}}}$	$l_{dt}={\frac {0.19\beta d_{b}f_{y}}{\lambda {\sqrt {f_{ck}}}}}$
실제(소요) 정착 길이	$$l_{d}=l_{db}\times {\text{보 정 계 수 }}$$
최소 정착길이	≥ 300mm	≥ 200mm	≥ 8db, 150mm	≥ 8db, 150mm

인장이형철근 최소 정착길이 보정계수

기본정착길이 계산에서 ${\sqrt {f_{ck}}}\leq 8.4MPa$이어야 한다. 즉 $f_{ck}>70MPa$인 경우 더이상 정착길이를 감소시키지 않는다.

12-3, 13-1, 16-2

철근 위치계수 α

• 상부철근인 경우 1.3
• 그 외 1.0

철근 도막계수 β

• 피복두께 3d_b미만 또는 순간격 6d_b미만인 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

압축이형철근의 최소 정착길이 보정계수

• ${\frac {{\text{소 요 }}A_{s}}{{\text{배 근 }}A_{s}}}$: 휨부재에 배치되는 철근이 구조적인 해석에 의해 필요한 소요 철근량보다 많은 경우 ${\frac {{\text{소 요 }}A_{s}}{{\text{배 근 }}A_{s}}}$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

정착길이는 위험단면으로부터 갈고리 외부 끝까지 거리(92, 19-1)

• β: 인장이형철근 최소 정착길이 계산 시 사용하는 철근 도막계수 β와 동일

다발철근의 최소 정착길이

95

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

• 두 개 다발철근 정착길이 = l_d
• 세 개 다발철근 정착길이 = 1.20×l_d
• 네 개 다발철근 정착길이 = 1.33×l_d

확대머리 이형철근 최소 정착길이

15-3

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

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

정착철근 상세

휨철근의 정착 일반

• 휨철근은 휨모멘트 저항에 더이상 철근이 필요하지 않은 점에서 부재 유효깊이 d 또는 12d_b 중 큰 값 이상으로 더 연장해야 함.(원칙적으로 철근을 끊어버리거나 구부려 올리거나 내릴 수 있다.)
• 휨철근은 압축 구역에서 끝내는 것을 원칙으로 함.(93)

90

휨철근을 인장측에서 끊는 경우

• 끊는 점의 전단력이 복부 철근의 전단강도를 포함하여 허용강도의 2/3이하인 경우
• 전단과 비틀림에 필요한 양 이상의 스터럽이 끊는 점에서 부재 유효 깊이의 3/4구간에 촘촘히 배치된 경우
• 보강된 스터럽 간격은 ${\frac {d}{8\beta _{b}}}$ 이내이어야 함.
  • β_b : 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.

정모멘트 철근의 정착

• 단순부재에서 정모멘트 철근의 1/3 이상, 연속부재에서 정모멘트 철근의 1/4이상을 부재 같은 면을 따라 받침부까지 연장해야 함.(15-2)

복부철근 정착

12-3

단일 U형 또는 다중 U형 스터럽 단부는 종방향 철근을 둘러싸는 표준갈고리로 정착하는 경우 D16이하 철근 사용.

이음

95, 13-3

• 휨부재에서 서로 접촉되지 않은 겹침이음으로 이어진 철근 간 순간격은 겹침이음길이의 1/5 이하, 150mm 이하여야 함.
• 지름 35mm 초과 철근은 겹침이음 금지. 용접에 의한 맞댐이음해야 함. 이때 이음부가 항복강도의 125% 이상의 인장력을 발휘해야 함.
• 서로 다른 크기의 철근을 압축부에서 겹침이음하는 경우, 이음길이는 크기가 큰 철근의 정착길이와 크기가 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상. 이때 D41과 D51 철근은 D35 이하 철근과의 겹침이음을 할 수 있다.

이음 등급, 길이 계산문제 93

겹침이음 등급

18-2

• A급: ${\frac {{\text{배 근 }}A_{s}}{{\text{소 요 }}A_{s}}}\geq 2,{\frac {{\text{겹 침 이 음 }}A_{s}}{{\text{전 체 }}A_{s}}}\leq {\frac {1}{2}}$인 경우
• B급: ${\frac {{\text{배 근 }}A_{s}}{{\text{소 요 }}A_{s}}}<2,{\frac {{\text{겹 침 이 음 }}A_{s}}{{\text{전 체 }}A_{s}}}>{\frac {1}{2}}$인 경우

인장철근 최소 겹침이음 길이

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

• A급: $l_{s}=1.0l_{d}$
• B급: $l_{s}=1.3l_{d}$

l_d: 인장 이형철근 정착길이. 최소 인장이형철근 정착길이 300mm 규정, 철근 보정량 계수 ${\frac {{\text{소 요 }}A_{s}}{{\text{배 근 }}A_{s}}}$를 사용하지 않은 값

압축철근 최소 겹침이음 길이

96, 16-4

(KDS 14 20 52 :2016 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준 4.5.3 압축이형철근의 이음)

압축철근 최소 겹침이음 길이 l_s는 압축철근의 정착길이 l_db, 300mm 이상이어야 한다. 콘크리트 설계기준압축강도 < 21MPa인 경우 겹침이음길이를 1/3 증가시켜야 한다.

• $f_{y}\leq 400MPa:l_{s}\leq 0.072f_{y}d_{b}$
• $f_{y}>400MPa:l_{s}\leq (0.13f_{y}-24)d_{b}$
• 나선철근 기둥에서 축방향 철근의 겹침이음 길이는 규정된 길이에 0.75를 곱해서 쓸 수 있으나, 300mm이상이어야 함.

철근 구부리기

99

• D16 이하 스터럽이나 띠철근에서 철근 구부리는 내면 반지름은 철근 지름의 2배 이상이어야 함.
• 모든 철근은 상온에서 구부려야 하며, 콘크리트 속에 일부 매립된 철근은 현장에서 구부리지 않는 것을 원칙으로 함.

98

• 표준갈고리가 아닌 경우 철근 구부리는 내면반지름은 철근 지름의 최소 5배 이상.

철근의 간격

99, 14-1, 18-1

• 동일 평면 내 평행한 철근 간 수평 순간격
  • 25mm 이상
  • 철근 공칭 지름 이상
  • 굵은 골재 최대치수 4/3배 이상
• 상하단 2단 이상 배치하는 경우 연직순간격은 25mm 이상, 상하철근은 동일 연직면 내에 둠.
• 철근 순간격 규정은 서로 접촉된 겹침이음 철근, 인접된 이음철근 또는 연속철근 사이 순간격에도 적용.

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• 기둥에 들어가는 철근 간격은 토목기사 요약/철근콘크리트 및 강구조/RC 기둥의 압축에...
• 벽체 또는 슬래브에서 휨 주철근 간격은 슬래브 파트에 적음.

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참고

• KDS 14 20 50 :2018 콘크리트구조 철근상세 설계기준. 4.2.2 간격 제한 (5)