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 수 있습니다. 이유는 철근의 마디와 리브때문에 그렇습니다. 철근은 콘크리트와 부착이 잘 되도록 표면에 마디와 리브를 돌출시켜 제조합니다. 따라서 정확하게 지름을 측정하기가 어렵습니다. 그런데 철근의 구조적인 성능을 확인하려면 지름을 정확하게 측정할 필요가 있습니다. 철근의 단면적을 계산해서 구조적인 성능을 확인하려면 공칭지름을 사용합니다. 

이형철근의 마디와 리브

 

 

공칭지름을 측정하는 방법은 이렇습니다. 이형철근의 길이가 정확히 1m가 되도록 잘라냅니다. 이 철근을 녹인 다음 똑같은 길이(1m)의 원형철근이 되도록 만들어내면 이 원형철근의 지름이 공칭지름이 됩니다.

 

호칭지름은 이 공칭지름과 가까운 정수단위의 지름을 사용합니다. 미국에서는 인치(Inch) 단위(1인치, 2인치, 3인치 ······)로 생산합니다. 이것을 우리식으로 mm 단위로 바꾸어서 생산하다보니 호칭지름이 불규칙하게 보일 뿐입니다. D10부터 시작하면 인치와 가까운 3mm씩 증가하는 식입니다. D25와 D29만 4mm 간격이 되는데 인치 단위와 mm 단위의 오차를 반영한 것입니다.

 

표준길이(생산길이)

철근은 주로 8m 단위로 생산된다.

호칭지름 D13 철근이 8m 단위로 생산되었다.

 

철근을 생산하는 길이도 제약이 따릅니다. 철근의 길이가 길다면 필요한 크기로 자르고 버려지는 철근(Loss)을 줄일 수 있습니다. 그렇지만 트럭이 도로에서 운행하려면 한계가 있기 때문에 최대 12m까지 생산됩니다. D10처럼 길이가 가는 철근은 길이가 너무 길면 다루기가 어렵기 때문에 시공 상의 문제도 고려해야 합니다.  그래서 주로 8m 길이로 철근을 생산합니다. 장대철근, 정척철근이라고도 합니다.

 

그런데 8m 철근만 사용하면 손실이 많이 생길 수 있습니다. 예를 들어 어떤 건물의 층고가 4m라고 하면, 기둥에 배치하는 주근은 층고에 이음길이(대략 1.5m 정도)를 더해서 5.5m가 필요합니다. 내가 가지고 있는 철근이 8m 밖에 없다면 5.5m를 잘라내고 난 나머지 2.5m는 쓸 데가 없기 때문에 고철로 버릴 수 밖에 없습니다. 따라서 11m 철근을 주문해서 사용할 수만 있다면 손실을 줄일 수 있습니다.

 

철근 가공공장에서 정척철근을 사용하고 버려지는 고철(Loss)

 

표준시방서에서는 3.5m부터 시작해서 대략 0.5m 간격으로 13가지 정도의 생산 표준길이를 정하고 있습니다. 

 

3.5 / 4.0 / 4.5 / 5.0 / 5.5 / 6.0 / 6.5 / 7.0 / 8.0 / 9.0 / 10.0 / 11.0 / 12.0

 

지금은 주문 길이에 맞추어서 철근을 생산하는 경우도 있기 때문에 사용하는 물량이 많다면 원하는 길이를 주문해서 사용할 수 있습니다.

 

철근의 손실 관점에서 보면 공장생산이 유리합니다. 건설현장은 대지가 협소하기 때문에 다양한 길이를 주문해서 사용하는 것이 불가능합니다. 그러나 철근 가공공장은 야적장이 넓어 다양한 길이의 철근을 야적할 수 있기 때문에 철근의 손실을 줄일 수 있습니다.

 

 

가공공장에서는 다양한 길이의 철근을 야적할 수 있기 때문에 손실을 줄일 수 있다.

 

철근 손실을 줄이기 위해 코일 철근도 사용되고 있습니다. 코일 철근은 원형으로 감아서 제작한 형태인데 굵기가 가는 철근에 적용하기 유리합니다.

 

기존에는 교량 등에서 원형으로 된 교각의 주근을 감싸는 후프(Hoop) 철근을 코일 철근을 사용했는데 지금의 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 

코일철근을 사용하면 손실을 절감할 수 있다.

 

코일 절근을 사용해서 철근을 다양하게 가공하는 가공 기계가 사용되면서 코일철근의 사용 빈도도 높아질 것으로 생각됩니다. 동영상을 보시면 철근 손실이 없이 빠른 속도로 가공하는 모습을 볼 수 있습니다.