슬래브철근배근1(철근의 정착) #아파트_005 #

안녕하세요 정사원입니다.

알폼이 설치가 완료되었다면 이제 슬래브 철근배근을 해야 합니다. 

다시 정리해보면 1.먹매김 → 2.갱폼인상 → 3.벽체철근 → 4.알폼설치 → 5.슬래브 철근배근 → 6.타설 순서입니다.

 

벽체 철근 배근 글에서 잠깐 언급하였듯이 철근배근할 때는 중요한 개념이 두 가지 있습니다.

하나는 '철근의 이음'이고 다른 하나는 '철근의 정착'입니다.

 

철근의 이음에 대해서 다시 한번 간단히 알아보겠습니다.

철근의 이음은 철근의 길이를 부재의 크기에 맞추어 생산, 운반, 시공이 불가능하기 때문에 철근의 길이를 적정한 크기(보통 8m)로 나누고 이 철근이 연속된 형태로 사용되기 위해 필요한 것이 이음입니다. 

 

예를 들어 슬래브 사이즈가 45m라고 가정했을 때, 한 번에 45m 길이의 철근을 배근한다면 이음을 할 필요가 없습니다.

그러나 철근공장에서 어렵게 45m의 철근을 생산했다고 가정하더라도 화물차에 실어 현장으로 운반해야 하는데 화물차에 실을 수 있는 길이가 제한되어 있어  45m 길이의 철근 시공은 불가능합니다. 그래서 반입되는 철근은 대개 8m이고 현장에서는 철근을 이음 하여 사용합니다.

 

https://tophoon.tistory.com/22

#아파트_003 #벽체철근2

지난번 글에서 철근의 이음에 대해 다룬 내용을 링크하였습니다. 

 

 

 

본격적으로 철근의 정착에 대해서 알아보겠습니다.

철근콘크리트 구조에서는 슬래브와 보, 보와 기둥 등의 부재 접합부에서 '휨 응력'이 인접 부재로 전달됩니다. 

이 휨 응력을 (슬래브→보, 작은 보 → 큰 보, 보 → 기둥, 기둥 → 기초) 다른 부재로 전달하기 위해 필요한 것이 '철근의 정착'입니다.

 

응력=stress : 어떤 외부 자극에 대한 내부 반응, 외력이 작용할 때 재료 내부에서 이에 저항하여 발생하는 힘

 

사진1 철근의 정착_구조일반사항

철근의 이음과 마찬가지로 철근의 정착에서도 정착 길이가 중요합니다.

이음과 정착 모두 철근의 응력은 콘크리트와의 부착강도로 형성, 지지부에 전달되기 때문에 철근이 힘을 받을 때 뽑히거나 하는 일 없이 철근의 항복강도에 도달할 때까지 응력을 발휘할 수 있어야 합니다. 그리고 이때 필요한 최소한의 길이가 철근의 정착 길이입니다. 

 

사진2 (출처 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=702329&cid=42318&categoryId=42318 네이버지식백과) (건축용어사전, 2011. 1. 5. 현대건축관련용어편찬위원회)

 

 

사진1에 (b)를 보면 인장 철근 정착에서 '표준 갈고리가 있는 인장 철근의 정착 길이', '인장 철근의 정착길이'로 나뉘어져있는것을 볼 수 있습니다. '인장철근의 정착길이(직선)'를 이용하여 철근의 정착을 할 경우 '표준갈고리가 있는 인장철근의 정착길이'보다 길고 이럴경우 부재길이보다 길어지는 경우가 있기 때문에 현장에서는 대부분 '표준갈고리가 있는 인장철근의 정착 길이'를 사용합니다.

 

예를 들어 기둥과 보가 만나는 부분에 필요한 정착 길이가 나오지 않으면 정착 길이를 확보할 수 있도록 새로운 부재(wall girder)를 추가적으로 설치해야 합니다. 이런 이유 때문에 대부분 표준 갈고리를 사용하여 정착 길이를 감소시킵니다.

 

사진3

 

사진4 (ld : development length, ldh : hooked development length)

'표준 갈고리가 있는 인장 철근의 정착 길이', '인장 철근의 정착 길이'를 한번 비교해보겠습니다.

우선 콘크리트 강도는 21MPa, 철근의 강도는 SD 500, 굵기는 D10이라고 가정해보겠습니다.

사진3을 참조하면 '인장 철근의 정착 길이'는 32cm(하부 철근 적용)인데, '표준 갈고리 인장 정착 길이'는 28cm입니다. 

28cm는 기본 정착 길이이고 여기에 사진 5의 적용 가능한 보정계수를 곱하여 정착 길이를 더 저감 시킬 수 있습니다.

 

사진5

참고로 사진3에서 정착 길이를 구할 때 상부 철근이 아니라 하부 철근을 적용하였습니다. 

상부 철근은 단순히 상부에 있는 철근을 상부 철근이라고 하는 것이 아니라 사진 5의 기준을 만족하여야 상부 철근입니다. 

그 외의 철근은 하부 철근을 적용합니다. 

상부 철근은 정착 및 이음 길이를 1.3배를 적용하는데 그 이유는 블리딩 현상으로 인한 부착력 감소 때문입니다. 

콘크리트 바닥에서 300mm 초과되게 묻히게 되는 철근은 콘크리트 타설시 블리딩 현상으로 인해 상부 철근의 하부에 공극이 발생하고, 이 공극은 부착력 감소로 이어지게 됩니다. (블리딩 현상은 콘크리트 타설에서 다루겠습니다.)

 

사진6

 

(추가적으로 하나의 벽이 있다고 가정할 때 갈고리 평면에 수직방향인 측면 피복두께가 70mm 이상은 벽의 길이방향으로 70mm를 이야기하는 것이고, 갈고리를 넘어선 부분의 철근 피복두께 50mm 이상은 벽의 바깥쪽으로 50mm를 이야기하는 것입니다.) 

 

사진7

'인장 철근의 정착 길이' 보다 '표준 갈고리가 있는 인장 철근의 정착 길이'의 길이가 더 짧은 대신에 사진 6과 같이 '표준 갈고리'를 만들어 주어야 합니다. 

 

사진8

다음은 압축 철근의 정착 길이입니다. 압축을 받는 철근은 단부 지압 효과 때문에 인장 철근보다 정착에 유리하며 인장 철근보다 정착 길이가 짧습니다. 또한 압축 철근의 정착에서 표준 갈고리는 효과적으로 작용하지 못하기 때문에 표준 갈고리를 설치하지 않도록 규정하며, 유효하지 않는 것으로 봅니다. 

 

사진9

마지막으로 정리하면 사진9와 같습니다. 

 

다시 정리해보면 철근의 정착은 힘을 다른 부재로 전달하기 위해 철근을 연장, 매입하는 것이며, 정착 길이는 콘크리트에 묻혀 있는 철근이 힘을 받을 때 뽑히거나 미끄러짐 변형이 없이 항복강도까지 발휘할 수 있게 하는 최소한의 묻힘 깊이입니다. 종류는 크게 인장 철근의 정착 길이와 압축 철근의 정착 길이로 나눠집니다. 또한 인장 철근의 정착 길이(직선)를 활용하면 좋으나 그렇게 되면 길이가 길어지게 되므로 표준 갈고리가 있는 인장 철근의 정착 길이를 사용하는 것이 일반적입니다. 

 

 

 

이번 글은 철근의 정착에 대해서 알아보았습니다. 

다음 글에서는 본격적으로 슬래브 철근 배근을 하면서 시공방법 및 시공 시 유의할 점을 알아보도록 하겠습니다.