배근 기초-정착의 개념

콘크리트구조 설계기준 KDS 14 20 52 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준의 첫머리에는 다음과 같이 규정되어 있습니다. "철근콘크리트 부재 각 단면의 철근에 작용하는 인장력 또는 압축력이 단면의 양 측에서 발휘될 수 있도록 묻힘길이, 갈고리, 기계적 정착 또는 이들의 조합에 의하여 철근을 정착하여야 한다. " 정착은 기둥 및 벽, 보, 슬래브 등 콘크리트 개별 부재에서 힘을 전달하고자 하는 부재로 철근을 묻어서 힘을 전달하는 것을 말합니다. 예를 들어 보의 경우 휨모멘트가 작용하면 기둥과 면한 보의 상부에는 인장력이 작용하고 하부에는 압축력이 작용합니다. 따라서 보에 작용하는 휨모멘트를 기둥에 전달하려면 상하부 주근이 기둥에 매립되어야 합니다. 콘크리트는 인장력에 약하기 때문에 인장력을 받는 상부근..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초-표준갈고리

철근은 주로 인장력을 부담합니다. 그래서 콘크리트 속에 묻혀 있는 철근은 인장력이 작용할 때 뽑히면 안 됩니다. 그런데 묻혀 있는 길이가 짧으면 쉽게 철근이 빠질 수 있습니다. 이때 철근 끝부분을 구부리면 묻힘 길이가 짧아도 쉽게 빠지지 않습니다. 문제는 얼마나 구부리는 것이 효율적인지 결정해야 합니다. 너무 작게 구부리면 별 효과가 없습니다. 여러 번 실험해본 결과 가장 좋은 성능을 발휘하는 형태를 ‘표준갈고리’로 정했다. 표준갈고리는 형태와 길이가 정해져 있기 때문에 다른 형상으로 해서는 안 됩니다. 표준갈고리 형상을 잘 기억해 두실 필요가 있습니다. 인장력이 작용할 때 갈고리를 만들면 부착성능이 좋아진다. 우선 철근을 어떻게 구부리는지 실제 작업 동영상을 보시면 좋을 것 같습니다. 다음 동영상은 9..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초 - 최소 철근비, 온도철근, 슬래브 배근

보가 있는 슬래브는 변장비(λ=Ly/Lx)에 따라 1방향 슬래브와 2방향 슬래브로 나뉩니다. 단변의 순경간 길이(Lx)에 대한 장변 순경간길이(Ly)의 비가 2배 이상이 되면 하중 대부분이 단변 방향으로만 전달(하중의 분담비율이 94% 이상)되기 때문에 1방향 슬래브로 구분합니다. 1방향 슬래브로 설계한다면 위 그림에서 볼 수 있는 것처럼 하중이 거의 대부분 한 방향으로만 전달되기 때문에 다른 방향으로는 철근의 거의 필요 없는것 아닌가 하고 생각할 수 있습니다. 그런데 콘크리트는 경화하는 과정에서 건조수축이 발생하고 온도변화에 따라 팽창하거나 수축할 수 있는데, 이렇게 작은 인장력에도 콘크리트에는 균열이 발생할 수 있기 때문에 철근으로 보강해야만 합니다. 이것을 최소 철근비라고 합니다. 최소 철근비 콘크..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초-철근 고임재 및 간격재

철근콘크리트 구조물은 콘크리트의 탄산화때문에 철근이 녹스는 것을 막기 위해 피복두께를 유지해야 합니다. 이 피복두께를 유지하려면 철근을 고임재로 받치거나 간격재를 끼워서 배치해야 합니다. 여기서는 철근 고임재와 간격재의 배치 기준을 살펴보겠습니다. 철근 고임재 및 간격재의 배치 기준 철근 고임재는 기초나 슬래브, 보 주근처럼 횡방향 철근을 받치는 자재를 지칭하고 간격재는 기둥이나 벽체에 끼워서 거푸집과의 간격을 유지하는 부속 부재를 말합니다. 기조 하부 주근을 받치는 철근 고임재로 모르타르 제품을 사용하고 있다. 기둥의 간격재로 플라스틱 제품을 사용하고 있다. 철근 고임재와 간격재는 철재, 모르타르재, 플라스틱 등이 사용됩니다. 철근 고임재 및 간격재의 수량 및 배치 표준(표준시방서)은 다음 표와 같습니..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초-철근의 순간격

철근의 최소 순간격을 두는 이유 철근 사이로 골재가 잘 충전되고 철근이 콘크리트와 잘 부착될 수 있도록 순간격을 확보해야 한다. 콘크리트는 굵은 골재, 즉 자갈이 있기 때문에 철근 간격을 적절히 유지해야 합니다. 철근 간격이 너무 좁으면 철근 사이에 골재가 끼거나 걸려서 콘크리트가 채워지지 못하고 공극이 생길 우려가 있습니다. 또 철근이 너무 가까이 있으면 철근 사이에 있는 콘크리트 층이 너무 얇아 쉽게 파괴되고 철근이 떨어져 나갈 수 있습니다. 철근을 감싸고 있는 콘크리트 두께가 어느 정도 확보되어야 구조적인 성능을 발휘할 수 있습니다. 따라서 타설할 때 콘크리트가 잘 충전되고 철근과 콘크리트의 부착력이 확보될 수 있도록 최소한의 배치 간격을 지켜야 합니다. 최소 순간격 기준 보의 주근처럼 지면과 평행..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초-철근과 콘크리트 결합 효과

콘크리트나 강재 모두 구조적으로 우수한 재료이지만 단점도 있습니다. 그런데 둘을 함께 쓰면 서로의 단점을 보완하면서 더 우수한 성능을 발휘합니다. 우연하게도 두 재료는 선팽창계수가 비슷해서 함께 쓰기 유리합니다. 온도가 변해도 늘어나거나 줄어드는 길이가 비슷해서 서로 잘 붙어 있게 됩니다. 서로 어떤 점을 보완할 수 있는지 살펴봅시다. 콘크리트의 단점을 철근이 보완해준다. 콘크리트의 단점과 철근 보강 효과 콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 물을 배합해서 만드는데, 콘크리트의 강도는 시멘트와 물이 화학적으로 반응해서 만들어지는 경화체에서 나옵니다. 즉 시멘트와 물이 만나면 화학적으로 단단하게 굳어지고, 이것이 접착제처럼 모래와 자갈을 붙잡고 있는 구조입니다. 콘크리트는 압축력에 비해 인장력이 매우 약한데,..

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• · 2023. 9. 30.
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배근 기초 - 탄산화와 피복두께

콘크리트와 철근은 변하지 않는 재료가 아닙니다. 콘크리트는 초기에는 강한 알칼리성을 띄지만 점점 탄산화 됩니다. 콘크리트가 철근이 있는 곳까지 탄산화되면 철근에 녹이 슬게 되고 구조체로서 기능할 수 없기 때문에, 우리가 기대하는 수명동안 철근이 녹슬지 않도록 충분히 깊게 배치할 필요가 있습니다. 탄산화 시멘트가 물과 반응하면 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 25% 정도 생성됩니다. 수산화칼슘은 강한 알칼리성을 띠고 철근이 부식되는 것을 막아줍니다. 그런데 콘크리트가 공기중의 이산화탄소(CO₂) 등과 접촉하면 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 변하게 됩니다. 이 탄산화는 수산화칼슘이 없어지면서 알칼리성이 상실되는 것이라 중성화라고도 합니다. 이 탄산화는 철근의 입장에서는 매우 나쁜 것이지만 콘크리의 입장에서는 좋은 변..

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• · 2023. 9. 30.
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철근의 종류 (지름 / 길이)

철근은 굵기(지름) 즉 단면적에 따라 구조적인 성능이 달라집니다. 굵은 철근을 사용하면 구조적인 성능이 좋아집니다. 따라서 구조적인 필요에 따라 적절한 굵기의 철근을 사용할 수 있습니다. 그런데 생산하는 입장에서는 모든 굵기의 철근을 제조할 수는 없기 때문에 표준적인 굵기와 길이를 정해서 생산하고 있습니다. 철근의 지름(굵기) KS 기준에서는 생산하는 이형철근의 지름을 18가지로 규정하고 있습니다. 철근의 지름 건설현장에서는 주로 공칭지름 10 이상의 철근이 사용됩니다. 벽체나 슬래브처럼 판상으로 만들어지는 부재에는 D10이나 D13처럼 가는 철근이 사용되고, 기둥이나 보처럼 하중을 부담하는 주요 구조 부재의 주철근은 D19 이상의 긁은 철근이 사용됩니다. 표를 보면 호칭지름과 공칭지름이 다른 것을 알 ..

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• · 2023. 9. 30.
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철근의 종류 (형상 / 재질)

철근은 인장력을 부담하면서 인장력에 약한 콘크리트를 보강하기 위해 사용합니다. 철근은 강(Steel)을 원료로 구조적인 성능을 발휘할 수 있도록 몇 가지 유형을 생산합니다. 보통 철근은 재질(항복강도)과 지름에 따라 구분되는데, 종류가 많아 복잡하기도 합니다. 철근의 규격은 KS D 3504에 규정되어 있습니다. 이형철근 이형철근의 리브와 마디 콘크리트 보강에 사용하는 철근은 마디와 리브를 돌출시킨 모양으로 만들어서 이형철근(Deformed bar)이라고 합니다. 이렇게 하면 콘크리트와 부착이 잘 되고 콘크리트와 일체가 돼서 성능을 발휘합니다. 예전에는 KS기준에 원형철근도 있었지만 지금은 원형철근을 삭제하고 이형철근만 규정되어 있습니다. 철근은 보통 무게(Ton) 단위로 구입할 수 있는데, 묶음별로 철..

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• · 2023. 9. 30.
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