골조의 소성힌지 이음

내진설계를 진행하여 중연성도나 고연성도구조로 설계된 건축물이 있습니다. 내진설계를 적용하더라도 바닷가 가까운 곳처럼 지반이 연약한 경우를 제외하고는 거의 중연성도로 설계하는 것이 일반적입니다. 그런데 이처럼 중·고연성도 구조로 설계된 건축물에서 소성힌지구간에 이음을 할 때 주의할 필요가 있습니다. 콘크리트구조물의 내진설계에서 모멘트골조는 수직하중과 횡력을 보와 기둥으로 구성된 라멘골조가 저항하는 구조방식을 말합니다. 보와 기둥을 강절로 접합하여 횡하중을 휨강성에 따라 분배하는 작용을 하며, 횡하중에 대해 부재의 휨강성을 통해 저항하는 골조입니다. 모멘트골조는 저연성도와, 중연성도, 고연성도가 요구정도에 따라 각각 보통모멘트골조(OMRCF), 중간모멘트골조(IMRCF), 특수모멘트골조(SMRCF)로 분류합..

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• · 2023. 10. 1.
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배근 기초 - 소성힌지 / 응력과 변형 / 탄성과 소성

응력과 변형 어떤 재료든 힘이 가해지면 모양이 달라집니다. 즉 변형(Deformation) 됩니다. 당기면 늘어나고, 찌그리면 줄어들며, 구부리면 휘어지고, 엇갈리게 누르면 끊어집니다. 그래서 어떤 재료의 역학적 성질을 파악하려면 그 재료에 힘이 가해졌을 때 어느 정도 변형되는지를 살펴보는 것이 중요합니다. 예를 들어 아래 그림처럼 굵은 철선을 구부리는 상황을 생각해보겠습니다. 이 철선을 구부리는 힘을 조금만 가했다가 다시 힘을 빼면 철선은 원래 상태로 되돌아올 것입니다. 그런데 어느 정도 큰 힘으로 구부리면 이 철선은 많이 구부러질 것이고 힘을 빼더라도 다시 원래 상태로 돌아오지는 않을 것입니다. 이것을 각각 탄성과 소성이라고 합니다. 이것을 그래프로 그려서 나타낼 수도 있습니다. 이것이 그 유명한 응..

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• · 2023. 10. 1.
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기둥 철근의 정착과 이음

기둥에는 압축력이 우세하지만 지진이나 바람 같은 수평력이 작용하면 인장응력이 발생할 수 있습니다. 특히 건축물이 고층이 될수록 풍하중의 비중이 커지게 됩니다. 수평하중은 건축물을 전도시키는 힘처럼 작용하기 때문에 기둥에 인장력이 작용하게 됩니다. 수평하중은 건물을 전도시키는 힘으로 작용하다. 따라서 기둥에 인장력이 작용할 때 기둥의 주근이 뽑히지 않도록 기초에 충분히 매입되어야 합니다. 건축물을 시공할 때 보통 기초를 맨 먼저 만들게 됩니다. 기초 콘크리트를 타설한 후 그 다음 기둥 철근을 배치하는 것이 일반적이기 때문에 기초 철근을 배치할 때 기초에 매입할 기둥 철근을 배치해야만 합니다. 기초 철근을 배치할 때 기둥 다우얼 철근을 배치한다. 동영상에서 볼 수 있는 것처럼 기초에 정착하기 위해 기둥 주근..

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• · 2023. 10. 1.
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표에서 정착, 이음길이 찾는 법

철근의 정착길이를 구하는 식이나 이음길이를 구하는 식이 매우 복잡하기 때문에, 구조도면에서는 표의 형태로 각각의 값을 제시하고 있습니다. 따라서 표를 보고 해당하는 값을 잘 찾기만 하면 되는데 표가 복잡한 경우도 있어서, 이 값을 어떻게 찾는지 살펴보겠습니다. 표에서 이음길이를 찾는 방법 사실 이음길이는 정착길이를 산정하는 방법에서 나온 것이기 때문에 이음길이를 찾는 방법이나 정착길이를 찾는 방법이나 모두 동일합니다. 따라서 이음길이를 찾는 방법만 이해하시면 될 것 같습니다. 구조도면마다 일반주기사항을 작성하는 방법은 차이가 있습니다. 작성 방법이 통일되어 있으면 조금 더 나을 수 있겠지만 구조설계사무실별로 조금씩 다르게 작성합니다. 다음 사례는 철근의 항복강도를 기준으로 나타낸 사례입니다. 정착길이나 ..

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• · 2023. 10. 1.
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인장 이형철근의 이음길이

제강사에서 철근을 생산할 때 일정한 길이로 생산하기 때문에 길이가 긴 부재에 철근을 배치하려면 철근을 이어야만 합니다. 철근을 잇는 방법은 기계적 이음(Mechanical connection)이나 용접이음(Weld splice)도 있지만, 보통은 겹침이음(Lap splice)을 많이 합니다. 겹침이음은 두 철근을 충분히 겹쳐서 하나의 철근인 것처럼 힘을 발휘하도록 하는 것입니다. 여기서 중요한 것은 두 철근이 겹쳐진 부위에서 파괴되지 않도록 충분한 길이로 겹쳐야 합니다. 보 상부근의 겹침이음 이 철근의 이음길이는 정착길이를 계산하는 원리에서 나옵니다. 철근은 보통 철선으로 묶는데 그렇다고 해서 철선이 두 철근을 이어주는 것으로 오해하면 안 됩니다. 철선은 콘크리트를 타설하는 동안 철근이 이동하지 않도록 ..

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• · 2023. 10. 1.
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압축을 받는 이형철근의 정착길이

압축을 받는 이형철근의 정착길이는 현장에서 많이 적용하지 않습니다. 보의 하부근도 지진이나 바람과 같은 수평력이 작용하면 인장이 작용할 수도 있기 때문에 인장 이형철근의 정착길이를 적용합니다. 압축력을 받는 이형철근의 정착길이는 주로 슬래브 하부근에 적용합니다. 슬래브는 하중을 부담하기보다는 하중을 전달하는 부재에 가깝고 하부근의 정착부위에는 주로 압축력이 작용합니다. 압축을 받는 철근은 갈고리를 만들지 않습니다. 철근을 콘크리트쪽으로 밀면 콘크리트의 지압력이 작용하기 때문에 갈고리를 만들지 않는 편이 유리합니다. 슬래브 하부근이 정착되는 지점에는 압축력이 작용한다. 압축 이형철근의 정착길이 압축을 받는 이형철근의 정착길이는 다음과 같이 계산됩니다. 이 값은 항상 200mm 이상이 되어야 합니다. 인장을..

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• · 2023. 10. 1.
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표준갈고리를 갖는 이형철근의 정착길이

인장을 받는 이형철근을 정착하는 방법에서 보았지만 매입하는 부분의 전체 길이를 정착길이로 산정하면, 보 주근처럼 굵은 철근은 보통 1m를 넘게 됩니다. 이렇게 정착하면 철근량이 많아집니다. 그래서 표준갈고리를 만들어 정착하면 더 짧은 길이로 부착효과를 높일 수 있습니다. 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착길이 우선 기억해야 할 것은 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착길이는 표준갈고리를 제외한 길이라는 것입니다. 다음 그림에서 Ldh라고 표기된 부분을 먼저 확인해주시기 바랍니다. L은 Length(길이)이고, d는 development(정착)이고, h는 hook(갈고리)를 나타냅니다. 이 Ldh 값은 다음 식으로 계산하는데, 최소한 지름의 8배, 그리고 150mm 이상의 되어야 합니다. 위 식을 보..

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• · 2023. 10. 1.
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일반철근과 상부철근 (블리딩)

철근은 콘크리트 속에 묻힌 채로 힘을 발휘하기 때문에 콘크리트와의 결합상태에 영향을 받게 됩니다. 따라서 철근의 정착길이를 계산할 때도 상부철근처럼 철근 하부에 공극이 생기기 쉬워서 콘크리트가 잘 채워지지 못할 경우에는 정착길이를 더 길게 산정해야만 합니다. 이것은 블리딩때문인데 이 블리딩현상을 더 자세히 살펴보겠습니다. 블리딩(Bleeding) 블리딩현상은 굳지 않은 콘크리트의 재료분리 현상입니다. 콘크리트는 아직 굳지 않은 유동적인 상태로 거푸집 속에 채워집니다. 콘크리트에 채워넣으면 일이 다 끝난 것처럼 생각하기 쉽지만 사실 콘크리트는 아직 굳지 않은 반액체 상태이기 때문에 구성성분이 가만히 있지 않고 변화가 생깁니다. 다음 사진을 보면 공시체에 콘크리트를 채워넣고 얼마되지 않아서 표면에 물이 고인..

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• · 2023. 10. 1.
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인장 이형철근의 정착길이

KDS 14 20 52에서는 인장력을 부담하는 이형철근의 정착길이를 두 가지 방법 중 하나를 사용할 수 있다고 규정하고 있습니다. 보통 간편식과 상세식이라고 구분합니다. 여기서는 간편식을 살펴보겠습니다. 상세식은 간편식을 이해하신 후에 참고하시기 바랍니다. 철근은 주로 인장력을 부담하기 때문에 콘크리트 속에서 뽑히지 않도록 충분히 정착하는 것은 중요한 문제입니다. 여기서 중요한 것이 어느 정도 콘크리트 속에 묻어야 뽑히지 않는가를 정하는 것인데, 구조설계기준에서 제시하는 식이 조금 복잡해서 헷갈리는 경우가 많습니다. 우선 명심해야 할 것은 표준갈고리를 만들어 정착할 때와 그렇지 않을 때를 명확히 구분해야 합니다. 현장에서 작업하기에는 철근을 구부리지 않고 콘크리트에 매입해서 정착하는 것이 가장 수월할 것..

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• · 2023. 10. 1.
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