보 배근 - 주근 배치 기준

앞에서 보에서 발생하는 휨모멘트에 대응하기 위해 보 주근을 어떻게 배치하는지 개략적으로 살펴 보았습니다. 여기서는 구조설계기준에 따라 철근의 실제 치수를 어떻게 계산하는지 살펴보겠습니다.

 

구조설계기준

구조설계기준에는 보 주근을 배치하는 기준을 다음과 같이 제시하고 있습니다.

 

 

우선 상부근을 보겠습니다. 보 단부에서는 보가 위로 구부러지기때문에, 외단부나 내단부쪽의 상부근 개수가 더 많습니다. 위 사례에서 상부근 개수를 보면 외단부가 네 개, 중앙부가 세 개, 내단부가 다섯 개입니다. 중앙부의 상부근이 가장 작은 개수인 세 개가 배치됩니다. 따라서 보 경간 전체에 걸쳐 세 가닥의 철근의 지나가야 합니다. 

 

그런데 외단부 상부근은 네 개이기 때문에 철근 한 개는 중앙부까지 연속해서 배치할 필요가 없습니다. 따라서 중앙부쪽으로 어느 정도 내민 후 자르면 됩니다. 구조설계기준에서는 이 치수를 순경간의 1/4로 규정하고 있습니다. 외단부 상단에는 보 안쪽으로 경간의 0.25(1/4)만큼 주철근을 내밀고 자르면 됩니다.

 

내단부 상단에서는 조금 더 길게 내밀어야 합니다. 경간의 0.3(3/10)만큼 내밀어 배근해야 하는데, 내단부쪽의 휨모멘트가 더 크기 때문에 더 길게 내밀도록 규정하고 있습니다. 이 사례에서 내단부 상부근으로 다섯 가닥을 배치해야 하기 때문에 두 가닥은 중앙부까지 배치할 필요가 없어서 경간의 0.3까지만 내밀고 자르면 됩니다.

 

여기서 주의해야 할 점이 있습니다. 내단부에서 기둥을 중심으로 양쪽 경간(span)의 길이가 다른 경우에는 경간이 큰 값을 기준으로 길이를 산정해야 합니다. 만일 내부 기둥 양쪽으로 보가 연결되어 있고 한 쪽 경간이 더 길다면 긴 쪽 경간에서 휨모멘트가 크게 발생하게 됩니다. 기둥을 중심으로 양쪽 팔을 벌리고 있을 때 한쪽 팔을 심하게 구부리면 반대편 팔도 같이 구부러지게 됩니다. 즉 반대편 경간의 단부 상단 휨모멘트도 덩달아 커지기 때문에 내부 기둥을 사이에 두고 있는 양쪽 경간의 크기에 항상 주의해야 합니다.

 

하부근은 중앙부 철근량이 더 많습니다. 이 사례에서 중앙부 하부근은 다섯 가닥이지만 단부는 양쪽 모두 세 가닥을 배치하도록 되어 있습니다. 따라서 중앙부 하부근 두 가닥은 단부까지 배치할 필요가 없고 단부쪽으로 어느 정도 내민 다음 절단하면 됩니다. 구조설계 기준에서는 중앙부 철근을 절단하는 위치를 휨모멘트의 크기를 반영하여 경간의 0.125(1/8)배로 규정하고 있습니다.

 

상부근의 실제 치수

이제 실제로 배치하는 상부근의 치수를 계산해 보겠습니다.

 

 

만일 순경간의 간격이 6,000이라면 외단부에서 내밀어야 되는 길이는 6,000 × 0.25 = 1,500입니다.

내단부에서 내밀어야 되는 길이는 6,000 × 0.3 = 1,800입니다.

상부근 세 가닥은 단부와 중앙부에서 모두 배치되어야 하기 때문에 계속 이어서 배치해야 합니다. 경간의 길이가 길어진다면 철근을 이어서 배치해야 합니다.

 

보 내단부에서 상부 철근의 내민 길이를 계산할 때 반드시 양쪽 경간의 길이를 고려해야 한다고 했습니다. 이 페이지 맨 위 사진에 보면 보 상부 철근을 배치한 것을 볼 수 있습니다. 사진에서 철근을 잘못 배치한 부분이 있습니다. 한 번 확인해 보시겠습니까?

 

내단부에서 상부근의 내민 길이를 결정할 때는 항상 양쪽 경간을 고려해서 큰 쪽 순경간값에 0.3을 곱해서 산출해야 합니다. 위 그림에서도 기둥을 중심으로 왼쪽과 오른쪽 순경간이 각각 6,000과 5,000으로 차이가 나는 것을 알 수 있습니다. 이 경우 짧은 경간의 단부 상부근의 내민 길이를 산정할 때도 긴 쪽의 순경간 값을 대입해서 산출해야 합니다. 이렇게 기억하시면 좋을 것 같습니다. 기둥을 중심으로 양쪽 상부근 팔의 길이가 같아야 합니다.

 

이제 위 사진에서 어디가 잘 못 되었는지 아시겠습니까?

 

네. 내단부 상부근의 양쪽 팔 길이가 다르게 배치되었습니다. 경간이 짧은 쪽 값을 그대로 대입해서 길이를 산정한 것으로 보입니다.

 

개인적으로 구조기준을 알기 쉽도록 간단히 만들었으면 좋겠다는 생각을 많이 합니다. 구조설계기준이 자주 바뀌고 복잡해지면 현장에서 작업하시는 분들이 따라가기가 쉽지 않습니다. 안전치를 감안해서 구조설계를 한다지만 시공성을 반영해서 구조기준을 정해야 바람직하지 않을까요?   

 

하부근의 실제 치수

이제 하부근의 실제 치수를 살펴보겠습니다.