벽체철근2(철근의 이음) #아파트_003

본격적으로 벽체철근 배근에 들어가기 전에 반드시 알고 가야 하는 철근의 중요한 두 가지 개념이 있습니다.

바로 철근의 이음과 정착입니다. 

우선 벽체철근 배근에서 철근의 이음에 대해 알아보고, 추후에 슬라브 배근에서 철근의 정착에 대해 알아보겠습니다.

 

사진1 (출처 : google)

사진2 (출처 : google)

이해하기 쉽게 하나의 예를 가지고 왔습니다.

하나는 젠가이고 하나는 레고입니다.

젠가에서 가운데에 위치한 블록을 밀면 그 블록은 밀려나지만, 레고에서는 중간 블록을 밀어도 빠지지 않습니다.  

왜 차이가 나는 것일까요? 

 

그것은 바로 레고에는 돌기가 존재하여 블록과 블록이 하나로 결합하는데 비해 젠가는 단순히 얹어져 있기 때문입니다.

 

건물을 짓는 것도 똑같습니다.

예를 들어 30층짜리 건물을 한 번만에 지을 수 있다면 좋겠지만, 현실세계에서는 불가능합니다.

땅을 파고 그 위에 기초를 만들고 그 위에 1층, 2층, 3층 이런 식으로 한층씩 쌓아가야 합니다.  

그런데 이 한층 한층이 젠가처럼 따로 놀게 되면 어떻게 될까요? 건물을 옆에서 큰 힘으로 밀면 넘어질 것입니다. 

그러지 않기 위해서는 레고처럼 건물을 지어야 합니다.

 

레고처럼 건물을 짓게 해주는것 중 하나가 바로 철근의 이음입니다. 

 

사진3

사진3을 보면 철근이 콘크리트 바닥에서 조금씩 올라와있는 것을 볼 수 있습니다. 

이것이 바로 레고블록의 돌기 역할을 하는 것입니다. 

철근을 1층부터 30층까지 하나의 철근으로 시공하면 좋겠지만, 불가능하기 때문에 철근 이음을 해주는 것입니다.

(철근은 운반상의 문제 때문에 보통 8m로 제작됩니다. 부재크기가 8m를 넘어가도 철근이음을 해야합니다.) 

 

이 철근 이음에는 크게 3가지 종류가 있습니다.

 

사진4

 

1. 겹침 이음(lap splice) 2. 기계적 이음(mechanical connection) 3. 용접 이음(weld splice)입니다. 

일반적으로 대부분 겹침 이음을 사용하기 때문에 여기서는 겹침 이음에 대해서 다루도록 하겠습니다.

 

 

사진3 역시 겹침 이음을 하기 위해 철근이 일부 나와있는 것입니다. 

사진5

사진3처럼 나와있는 철근은 겹침 이음 하면 사진5처럼 벽체 철근 배근이 완성됩니다.

겹침 이음은 콘크리트와의 부착강도에 의해 형성되기 때문에 부착력을 확보하기 위한 이음 길이 확보가 중요합니다.

적정한 이음 길이를 확보하기 위해서는 구조도면의 구조일반사항(사진6)을 확인해보면 됩니다. 

구조 일반사항은 구조도면에서 가장 앞에 나오는 부분으로 구조의 개요, 철근의 최소 피복두께 및 배치 규정, 철근의 정착 및 이음, 각 부재별 철근배근 상세 등의 내용을 담고 있습니다. 

 

 

사진6

사진5의 경우 콘크리트 강도가 21MPa이면서 내부 벽체, 이음 길이 (B급), D10에 해당되기 때문에 41cm의 이음 길이를 확보해주면 되는 것입니다. 

 

사진7

사진7에서 41cm의 이음 길이가 확보된 것을 확인할 수 있습니다. 

만약 이 철근이 D13 철근이라면 54cm의 이음 길이를 확보해주어야 합니다. 

 

그러나 시공을 하다 보면 위와 같이 겹침 이음 길이를 확보하지 못하는 경우가 있습니다. 

이 경우에도 철근의 이음은 하여야 하므로, 이때 기계적 이음이나 용접 이음을 사용하는 경우가 대부분입니다.

 

사진8

 

겹침 이음에서 하나 알고 가야 할 것은 이음 되는 철근이 서로 붙어있지 않아도 된다는 것입니다. 

콘크리트 없이 철근만으로 연결되어 있다면 두 철근을 단단히 묶어야만 인장력을 견딜 수 있습니다. 그러나 겹침 이음 한 철근은 콘크리트 속에 묻히게 되므로, 철근에 작용하는 인장력이 콘크리트의 압축 응력과 전단응력을 매개로 서로 연결됩니다. 그렇기 때문에 시공상 문제가 없다면 연결하는 철근이 어느 정도 떨어져 있더라도 상관이 없으며, 오히려 철근 주변에 있는 콘크리트로 응력이 쉽게 전달될 수 있습니다. 

 

 

 

추가적으로 철근의 이음에 있어 중요한 사항들은 알아보고 가겠습니다.

 

 이음은 가능한 한 최소 응력점에서 철근을 이어야 하며, 이음으로 인해 나타날 수 있는 위험한 거동을 보완하기 위해 이음 위치가 서로 엇갈리도록 해야 합니다.  또한 철근의 이음은 균열방지를 위해 한곳에 집중되지 않도록 해야 합니다. 

 

이음 위치를 결정하는 원칙으로는

1. 철근의 이음부는 구조상 취약한 부분이기 때문에 인장 응력이 최대로 작용하는 곳에는 이음을 하지 않는 것이 좋다.

2. 이음의 위치는 되도록 응력이 큰 곳을 피하고, 동일한 개소에 철근 수의 반 이상을 이어서는 안 된다.

3. 주근의 이음은 구조 부재중 인장력이가장 작은 부분에 둔다. 

 

철근 이음은 부재에 따라 인장 철근과 압축 철근으로 나누어져 있습니다. 

구조 일반사항을 잘 보시고 해당하는 부재가 인장인지 압축인지를 파악하셔야 합니다. 

 

 

 

철근의 이음이 대해서 알아보면서 본격적으로 벽체 철근 배근을 시작하였습니다.

다음 글에서는 벽체 철근 배근시 주의하여야 하는 사항(피복두께, 결속선, 간격재 등)에 대해서 알아보겠습니다.