보 배근 - 주근

기둥이나 벽체에 비해 보는 배근하는 방법이 복잡하고 까다롭습니다. 보에는 휨모멘트와 전단력이 복잡하게 작용해서 그렇습니다. 보 철근은 보 길이 방향을 따라 배근하는 상부 주근과 하부 주근, 그리고 길이 방향에 수직인 스터럽으로 구성됩니다. 상부 주근과 하부 주근은 휨 모멘트에 저항하며, 스터럽은 전단력에 저항합니다. 여기서는 휨모멘트에 저항하기 위해 주근을 어떻게 배근하는지 알아보겠습니다. 

 

보에 발생하는 휨모멘트

철근은 콘크리트 부재에서 인장력을 부담합니다. 따라서 보에서 인장응력이 발생하는 부위를 잘 이해할 필요가 있습니다. 보에서는 휨응력이 우세하지만 휨응력도 인장응력과 압축응력으로 분해할 수 있습니다.

 

보에서 발생하는 휨 모멘트의 분포를 보면 다음과 같습니다.

 

보에서 발생하는 휨모멘트는 외단부 및 중앙부, 내단부가 다르다.

 

경간(Span)에 연속으로 배치되는 보의 휨모멘트는 외단부 및 중앙부, 내단부가 다릅니다. 우단 기둥에 면한 외단부와 내단부는 보가 위쪽으로 구부러지는 힘을 받습니다. 그런데 건물 바깥쪽에 면한 외단부보다는 내단부의 휨모멘트가 더 크게 나타납니다. 아무래도 외단부는 외부 기둥에 의지해야 하는까 구부러지는 힘에 대응하는 능력이 조금 떨어지겠죠?

 

단부에 비해 중앙부는 아래로 구부러지게 됩니다. 일반적인 보에서 휨모멘트의 크기는 내단부 윗쪽이 가장 크고, 중앙부 아래쪽이 두번째, 외단부 위쪽에 제일 작게 나타납니다.

 

배근하는 철근량은 휨 모멘트 크기에 따라 달라집니다. 즉 휘는 힘이 많이 작용할수록 철근량도 많아져야 합니다. 따라서 단부는 상부에 인장력이 작용하기 때문에 상부 철근량이 많아지고 중앙부는 하부에 인장력이 작용하기 때문에 하부 철근량이 많아져야 합니다.

 

보 리스트 표기

도면에 표기할 때는 외단부 및 중앙부, 내단부 각각의 단면을 잘라 배치해야 하는 철근의 지름과 개수를 표기합니다. 외단부와 내단부는 위로 구부러지는 휨모멘트때문에 윗쪽에 인장력이 발생하므로 상부 철근량이 많아집니다. 중앙부는 아래쪽이 늘어나기 때문에 하부 철근량이 많아집니다. 이것을 구조도면에 보 일람표로 표현하면 다음과 같이 됩니다. 기호 G는 큰보(Girder)를 의미합니다. 작은보는 B(Beam)로 표기하겠죠.  

 

보 일람표 사례

 

보는 외단부, 중앙부, 내단부에 작용하는 휨모멘트가 다르기 때문에 세 개의 단면으로 표시합니다. 물론 모두 같다면 단면 하나로 나타낼 수도 있고, 외단부와 내단부가 같다면 단부와 중앙부 단면 두 개로 나타낼 수도 있습니다.

 

현장에서는 이 구조도면을 보고 보 철근을 배치하게 됩니다. 개략적으로 배근하는 방법을 나타내면 다음과 같습니다.

 

먼저 상부철근을 살펴보면 외단부의 상부 철근량은 네 개이지만 내단부의 상부 철근량은 다섯 개로 더 많습니다. 그런데 중앙부의 상부 철근량은 세 개만 배치하면 되기 때문에 외단부의 철근은 중앙부까지 연장할 필요가 없이 일정한 길이만큼 중앙부로 내민 후에 절단하면 됩니다. 물론 외단부에 배치하는 철근은 기둥에 정착해야만 합니다. 그림에서는 표준갈고리를 만들어 기둥에 정착했습니다.