포켓 철근 가이드 라인
숙지황
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“알기 쉬운”포켓 철근 가이드라인 |
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주요내용 |
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□ 용어정의
o 철근 가공 배치와 관련된 용어의 정의를 통해 종류별, 위치별로 사용되는 철근의 기능과 역할을 이해.
□ 철근상세
o 철근의 표준갈고리 및 가공오차
o 인장 이형철근의 기본 정착길이 및 이음길이
o 철근의 피복두께
o 철근의 간격 및 배치
o 휨부재의 최소철근량
o 전단철근의 배치
o 라멘교의 우각부 보강철근 및 날개벽 철근
o 거더교에서 바다판 배근방법
o 경사교에서 철근 배근방법
□ 교각 철근배근 시공방안
o 압축부재의 축방향 철근량 및 띠철근 시공
o 축방향 철근과 기초철근(2단배근) 결속부 처리
o 기둥 주철근과 코핑 하면철근 간섭 시 시공방안
□ 스터럽 및 조립철근 시공방안
o 구조해석상 전단철근 불필요시 조립철근 시공방안
□ 내진설계 시 철근배근
o 교각의 소성힌지 구역 및 철근 시공방안
□ 구조물 형식별 인장부 및 압축부 구분
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철근 가이드라인 |
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□ 용어정의
◦갈고리(hook) : 철근의 정착 또는 겹침이음을 위하여 철근 끝의 구부린 부분(180°, 135°, 90°각도로 구부려 만듦)
◦띠철근(tie bar) : 기둥에서 종방향 철근의 위치를 확보하고 전단력, 비틀림 모멘트에 저항하도록 정해진 간격으로 배치된 횡방향의 보강 철근
◦배력철근 : 하중을 분포시키거나 균열을 제어할 목적으로 주철근과 직각에 가까운 방향으로 배치하는 철근
◦주철근 : 철근콘크리트 부재의 설계에서 하중작용에 의해 생긴 단면력에
대하여 소요단면적을 산출한 철근
◦정철근 : 정의 휨모멘트에 의하여 생긴 인장응력에 대하여 배치하는 철근
◦부철근 : 부의 휨모멘트에 의하여 생긴 인장응력에 대하여 배치하는 철근
◦조립용 철근 : 철근을 조립할 때 철근의 위치를 확보하기 위하여 사용하는 보조철근
◦스터럽(stirrup) : 보의 주철근을 둘러싸고 이에 직각되게 또는 경사지게
배치한 복부 보강근으로 전단력 및 비틀림모멘트에 저항하도록 배치한 보강철근
◦정착길이 : 위험단면에서 철근의 설계강도를 발휘하는데 필요한 최소 묻힘 길이
◦유효깊이 : 휨모멘트가 작용하는 부재단면에서 콘크리트의 압축면에서 인장 강재의 도심까지의 거리
◦피복두께 : 콘크리트 표면과 그에 가장 가까이 배치된 철근표면 사이의 콘크리트 두께
◦횡방향 철근 : 부재축에 직각방향으로 배근하는 철근으로 띠철근이나 스터럽 등의 철근이다. 띠철근은 기둥부재에 배근한다.
□ 철근상세
◦철근의 표준갈고리
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여기서 갈고리의 최소 내면반지름은 다음과 같다.
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철근의 지름 |
최소 내면반지름 |
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D10~D25 |
3db |
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D29~D32 |
4db |
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D16이하의 스터럽과 띠철근 |
2db |
◦철근의 가공오차
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◦인장 이형철근의 기본 정착길이 및 기본이음길이
일반적으로 단면의 설계시 소요철근량에 가깝게 사용철근을 배근하므로 A급이음을 적용할 경우는 거의 없음.
◦피복두께
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조 건 |
최소피복(㎜) |
예상부위 |
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수중콘크리트 |
100 |
하상기초 |
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영구히 흙에 접하는 경우 |
80 |
일반교대기초 및 벽체배면, 교각기초 |
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흙에 접하거나 외기에 노출된 경우 |
주철근 : 60 스터럽, 띠철근 : 40 |
교대벽체전면, 교각 |
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기상조건이 양호한 바닥판슬래브 |
상단철근 : 50 하단철근 : 30 |
대부분의 슬래브 |
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부식에 대한 적극적인대책이 없고 제빙염에 자주 노출되는 콘크리트 바닥판슬래브 |
상단철근 : 70 하단철근 : 30 |
한랭지교량 이나 해안부교량 |
* 피복두께 : 콘크리트 표면부터 철근의 가장 바깥면까지의 최단거리
◦철근의 간격 및 배치
가. 철근의 간격
- 현장타설 보의 정철근 및 부철근의 수평 순간격은 40mm, 굵은골재 최대치수의 1.5배, 철근 공칭지름의 1.5배 중 가장 큰 값 이상이어야 한다.
- 보의 정철근 또는 부철근을 2단 이상으로 배치할 경우에는 그 연직 순간격을 25mm 이상으로 하여야하며, 상하 철근을 동일 연직면내에 두어야 한다.
- 철근의 순간격에 대한 제한은 접촉된 겹침이음과 인접이음철근 또는 연속철근 사이의 순거리에도 적용하여야 한다.
나. 철근의 가공 및 배치
- 주철근은 D10 이상의 철근으로 한다.
- 주철근은 2단 이하로 배치하는 것이 바람직하다.
- 콘크리트 속에 일부가 묻혀있는 철근은 현장에서 구부리지 않는 것이 원칙이다.
- 기둥, 벽체는 배력철근을 외측에 배치한다.
- 날개벽처럼 수평철근이 주철근인 경우 수직철근을 외측에 배치한다.
- 2변 지지된 날개벽은 수직철근을 내측에 배치해도 된다.
- 배력근은 주철근의 20%정도로 D13, 간격은 300㎜ 정도가 좋다.
다. 다발철근의 배치
- 철근을 다발로 사용하는 경우에는 4개 이하의 이형철근이어야 하고, 이러한 다발 철근은 스터럽이나 띠철근으로 둘러싸야 한다.
- 다발철근의 띠철근 간격은 띠철근 규정의 1/2이하로 한다.
- 휨부재의 경간내에서 끝나는 한 다발철근 내의 개개 철근은 철근지름의 40배
이상 엇갈리게 끝나야 한다.
◦휨부재의 최소철근량
매우 적은양의 인장철근을 배근한 철근콘크리트 단면의 휨강도가 무근콘크리트 단면의 휨강도 보다 작을 경우 발생할 수 있는 갑작스런 파괴를 방지하기 위하여 최소철근량을 규정함.
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ㆍ 휨부재에 사용되는 철근량은 아래의 값 이상이어야 한다. 그러나 위의 철근량보다 적더라도 해석상 필요한 철근량보다 1/3이상 인장철근이 더 배근된 경우에는 윗식을 적용하지 않을 수 있음. |
◦전단철근의 배치
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ㆍ 띠철근은 D10 이상, 다발철근일 경우 D32이상으로 한다. ㆍ 전단철근의 간격은 0.5d, 600㎜ 이하이어야 한다. ㆍ 전단철근량 Vu (계수전단력) > Φ(VC, 콘크리트전단강도)인 경우 전단철근을 배치 ㆍ 계수전단력 Vu가 콘크리트가 부담하는 전단강도 ΦVC의 1/2을 초과하는 모든 휨부재는 슬래브와 확대기초를 제외하고는 최소전단철근을 배치해야 함. ΦVC > Vu |
◦라멘교의 우각부 보강철근
라멘의 우각부에는 외측 인장모멘트가 항시 작용하게 되므로 아래와 같이
주철근량의 1/2 이상을 외측에 연해서 배치하여야 한다.
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◦날개벽 철근
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ㆍ날개벽의 주철근은 다짐기계에 의한 변형을 받기 쉬우므로 여유있는 배근을 하여야한다. ㆍ교대 흉벽에는 작용하는 모멘트와 전단력에 대하여 날개벽 주철근과 같은 배력철근을 보강 하여야 한다. (As1=As2) |
◦거더교(IPC, PSC, PF 등)에서 바닥판 배근방법
철근은 단면의 압축측에 적어도 인장측 철근의 1/2을 배치하는 것을 원칙으로 한다.
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이는 고려한 것과 반대방향의 모멘트가 발생하는 예기치 않은 경우에도 어느정도 저항할 수 있도록 하기 위함이다.
◦경사교에서의 경사철근 배근방법
경사교량에서는 경사방향으로 인장력이 생기기 때문에 경사방향으로 철근을
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□ 교각 철근배근 시공방안
◦압축부재(기둥)의 축방향철근량
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ㆍ철근의 크기는 D16이상으로 한다. ㆍ철근량은 기둥 전체단면적의 1%이상 8% 이하이어야 한다. ㆍ원형일 경우에는 6개 이상, 사각형일 경우에는 4개 이상 배근되어야한다. |
◦띠철근 시공
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ㆍD35 미만의 종방향 철근은 D10 이상, D35 이상의 종방향 철근과 다발철근일 경우 D13 이상의 띠철근으로 둘러싸여져야 한다. ㆍ수직간격은 압축부재 단면의 최소치수 이하, 300mm 이하이어야 한다. ㆍ철근이 다발내에 2개이상 묶여있을 때에는 띠철근 간격은 위의 1/2 이하이어야 한다. |
중간 띠철근 후프 띠철근 최대 60mm 해설 그림4.3.8 띠철근의 정의 최대 60mm 최대 150mm 후프띠철근 보강띠철근
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ㆍ확대기초 상면 또는 교차되는 부재의 가장 가까운 종방향 철근의 첫 번째 띠철근 간격은 다른 띠철근 간격의 1/2 이하로 하여야 한다. 해설 그림4.3.16 사각형 띠철근으로 횡지지된 기둥단면(비내진) | |||||||||||||||||||||
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ㆍ기등철근의 급격한 단면변화는 응력집중을 일으키기 쉬우므로 축방향 철근량이 변화하는 위치에는 띠철근을 15㎝간격으로 배근한다. ㆍ2단이상의 배근에서는 외측철근은 기둥상단까지 연장하는 것이 좋다. 띠철근 15cm 간격 띠철근 15cm 간격
◦교각 축방향철근과 기초 철근(2단배근) 결속부 처리 가. 문제점 기둥 축방향 철근이 기초 주철근 2단 하면에 결속되게 설계되어 있는 경우 기둥철근과 기초 상․하단 철근이 간섭되어 배근간격 유지가 어렵고, 내․외측 정착부 길이가 외측으로 배치되어 철근이 서로 겹쳐 콘크리트와 부착력이 저하됨. 나. 시공방안 기둥 축방향 철근은 기초 하부철근 상단에 결속되어도 구조적 안정성에 이상이 없으며, 기둥 내측철근 정착부를 외측철근과 반대 방향으로 배근하는 것이 시공성 및 부착력 증대에 유리함.
- 당 초 - - 개 선 - ◦기둥주철근과 코핑 하면철근 간섭시 시공방안 기둥 주철근의 위치이동은 불가하며, 코핑하면 철근은 기둥 내에 정착장을 확보하여 분리 시공함.
□ 스터럽 및 조립철근 시공방안 ◦스터럽은 인장철근을 둘러싸고 갈고리를 붙여서 압축부 콘크리트에 정착시켜야 한다. 압축철근이 있는 경우에는 인장철근과 압축철근을 둘러싸고 갈고리를 붙여 압축부 콘크리트에 정착시키는 것을 원칙으로 한다. ◦비틀림 철근은 폐쇄띠철근, 폐쇄스터럽 또는 나선철근으로 구성되어야 한다. ◦폐쇄띠철근 또는 폐쇄스터럽은 종방향 철근 주위에 한 가닥의 스터럽이나 띠철근을 표준갈고리로 중첩시켜 만들거나, 한 가닥 또는 두 가닥의 철근을 B급 이음(1.3 ld이음) 으로 겹침이음하여 만들 수 있다. ◦구조해석상 전단철근이 불필요한 교량기초에서 전단철근 규정에 해당하는 형 또는 형의 폐합스터럽을 적용 한 경우에는 시공성이 매우 불리하므로, 조립철근의 상세 배치도면을 작성하여 시공하여야 한다. var var 200 200 200 100 100
□ 내진설계 시 철근배근 ◦축방향철근 일반적으로 철근콘크리트구조에서는 가능한 한 최대응력점을 피하여 철근을 이음 하고, 이음으로 인해 나타날 수 있는 위험한 거동을 보완하기 위해 이음 위치가 서로 엇갈리도록 하여야 함. 그러나 기둥의 내진성능 실험 연구에서 소성힌지구역에서는 심부구속철근을 배근 하더라도 축방향철근의 1/2이 겹침이음된 경우에는 이음되지 않은 경우에 비하여 기둥의 연성능력이 저하된다는 것이 확인되었으므로 소성힌지 구역에서는 축방향 철근을 겹침이음 하지 않아야한다. ◦횡방향 구속철근 (띠철근) ※ 소성힌지구간 : max (D, h/6, 450mm) - 보강띠철근을 사용하지 않고 원형띠철근만 사용할 때에는 용접 또는 기계적 정착 장치 등으로 연결하여 완전후프를 연결하여야 한다. - 횡방향 철근은 인접부재와의 연결 면으로부터 기둥 치수의 0.5배까지 연장 설치해야 한다. 그 최소길이는 380㎜ 이상이어야 한다. - 철근의 최대 간격은 부재 최소 단면치수의 1/4 또는 축방향 철근지름의 6배 중 작은 값을 초과해서는 안 된다. 최대 150mm 최대 350mm
□ 구조물 형식별 인장부, 압축부 구분 2.벽체의 높이가 지간에 비슷하거나 높은 경우 1.벽체의 높이가 지간에 비해 낮은 경우 《다경간교》 《단경간교》 - B.M.D - - B.M.D - 약 L/4 - B.M.D - - B.M.D -
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