제 1절 철근콘크리트 일반
1. 개요
① 일체식구조 또는 라멘조라 한다.
② 압축응력은 콘크리트가, 인장응력은 철근이 부담한다
2. 철근콘크리트의 장. 단점
(1) 장점
① 내진, 내화, 내풍, 내구적이다.
② 원하는 형태를 만들기가 용이
③ 재료구입이 용이하고 시공시 특별한 숙련을 요하지 않는다.
④ 유지관리비가 적게 들어 경제적이다.
⑤ 콘크리트 부착력으로 철근의 좌굴을 방지한다.
⑥ 부재접합이 좋은 일체식 강성구조물로 횡력에도 강하다.
⑦ 고층, 수중 구조물도 가능하다.
⑧ 압축강도가 크고 필요로 하는 임의의 강도를 자유롭게 얻을수 있다.
⑩ 차음성이 크다.
⑪ 역학적인 결점을 다른 재료를 사용하여 보충 또는 개선할 수 있다.
(2) 단점
① 자체중량이 무겁다(90 - 95%)
② 재생이 어렵고 파괴 및 철거가 곤란하다.
③ 습식구조로 동절기 공사가 곤란하며 공사기간이 길고 거푸집 비용이 많이 든다.
④ 공사비가 비교적 고가이다.
⑤ 건조수축으로 인한 균열이 생기기 쉽다.
⑥ 강도계산이 복잡하고 균일한 시공이 곤란하다.
⑦ 전음도가 크다.
⑧ 품질관리면에 불확실성이 많고 신뢰도가 결여되어 있다.
3. 철근 콘크리트의 특징
① 압축응력은 콘크리트가 부담하고, 인장응력은 철근이 부담한다.
② 전단력과 사인장력에 대한 보강과 균열방지를 위하여 늑근을 설치한다.
③ 콘크리트는 내구, 내화성이 있으며 철근을 피복으로 보호하여 부식을 방지한다.
④ 철근과 콘크리트는 온도에 의한 선팽창계수가 거의 같다.
철근:12*10-6/℃(0.0002)
콘크리트 :10*10-6/℃(0.0001)
* 선팽창 계수: 어떤 물질이 열을 받으면 늘어나는 것을 숫자로 표기한 것.
⑤ 알칼리성의 콘크리트가 철근이 녹스는 것을 방지한다.
-PH12 이상이면 철근 표면에 부식방지막이 형성 됨.
⑥ 콘크리트와 철근이 잘 부착되면 철근의 좌굴이 방지되어 압축력에도 철근이 유효하게
작용한다.
4. 철근콘크리트의 구조 재료
(1) 시멘트
① 시멘트는 철근과 골재와 물이 혼합하여 철근콘크리트 구조물을 형성하는 교착제이다.
② 일반적으로 28일(4주) 압축강도는 210kg/㎠ 정도이다.
③ 포틀랜드 시멘트는 석회질원료와 점토질원료를 혼합하여 얻은 클링커에 석고를
가하여 분쇄한 것
④ 시멘트 보관은 일사광선과 습기를 피하고, 내부통풍을 피하며 지상 30cm 이상의
높이에 널을 깔고 적재하며 단기보관 기준으로 13포대 이상 적치를 금한다.
(2) 골재
1) 골재의 입도는 크고 작은 것이 골고루 적당히 섞인 것이 좋다.
2) 골재의 입면은 부착력을 위해 거친 것이 좋다.
3) 골재는 청결한 것으로 알맞은 강도와 내구성 및 입도를 가져야 한다.
4) 먼지, 흙, 유해불순물, 염화물 등의 유해량을 함유해서는 안된다.
5) 각이 적으며(둔각) 둥근모양(구형)에 가까운 것이 좋다.
6) 골재의 강도는 경화시멘트 페이스트 강도(500kg/㎠) 이상이어야 한다.
7) 골재의 크기
① 세골재 : 5mm체를 85% 이상 통과하는 것.
② 조골재 : 5mm체를 85% 이상 통과하고 남는 것.
③ 쇄석(깬 자갈) : 부착력이 좋음
④ 철근콘크리트 : 5 ～ 25mm
⑤ 무근콘크리트 : 5 ～ 40mm
⑥ 실적률
㉠ 자갈 : 60 ～ 65%
㉡ 모래 : 55 ～ 70%
㉢ 쇄석 : 55%
(3) 물
1) 물은 청결한 것으로 깨끗한 수돗물이나 우물물을 사용한다.
2) 염분은 철근을 녹슬게 하고, 당분은 콘크리트 강도를 저하시킨다.
3) 무근콘크리트에는 해수 사용이 가능하다.
(4) 혼화재료
1) 표면활성제(시공연도 향상)
① AE제 : 콘크리트속 미세 기포발생으로 시공연도 개선, 내구성 및 동결용해의
저항성 향상.
② 분산제 : 시멘트 입자 분산으로 시공연도 개선.
2) 응결경화 촉진제 : 염화칼슘, 규산소다, 염화 마그네슘등 동절기 공사 사용.
3) 방동제
염화칼슘, 식염, 염화나트륨 등(철근콘크리트에는 철근부식으로 사용금지 :
무근에는 가능)
4) 성질개량제 및 증량제 : 콘크리트를 개량 및 증량
① 포졸란 : 경화는 늦고 장기강도는 증가한다.
② 플라이애시(그을음)
5) 혼화재료 사용 목적
콘크리트의 성질개량 및 시공연도 개선, 초.장기 강도 증가, 응결시간의 조절, 발열의
지연 및 저 내구성의 개선, 알칼리.골재반응 억제, 수밀성 증진, 기포콘크리트 제조,
철근의 방청, 공사비 절감
(5) 철근
1) 철근의 종류
① 원형철근 : 봉강 “∅” 로 표시
② 이형철근 : 부착력이 좋아 거의 모든 건축공사에 사용 "D"로 표시
(항복강도 1,700kg/㎠)
③ 고강도 철선 : (항복강도 3,500kg/㎠)
2) 철근의 가공
① 지름 25mm이하: 상온가공
② 지름 28mm이상: 가열가공
3) 철근의 이음
① 이음 위치
㉠ 응력이 가장 작게 생기는 곳으로 하며 나란히 배근되는 철근들의 이음을
엇갈리게 한다.
㉡ 철근 지름이 서로 다를 때 : 작은 지름의 철근 기준
㉢ 한곳에서 철근의 반 수 이상을 잇지 말고 엇갈려 이으며
㉣ 갈고리는 이음길이에 포함하지 않는다.
ⓐ 겹침이음 : D29 이상은 피한다.
겹쳐지는 철근 횡방향 간격은 소요 겹침이음길이의 1/5,
또는 15cm 중 작은 값
ⓑ 용접이음 : 맞댄이음, 덧댄이음, 테미르트용접이음
4) 철근의 정착
㉠ 정착 길이 : 압축력 받는 곳: 25d 이상
: 인장력 받는 곳: 40d 이상
㉡ 기둥의 주근 : 기초에
㉢ 보의 주근 : 기둥에
㉣ 작은보의 주근 : 큰보에
㉤ 지중보의 주근 : 기초나 기둥에
㉥ 벽 철근 : 기둥이나 보 또는 바닥판에
㉦ 슬라브(slab) : 보 또는 벽체에 .
㉧ 원형철근은 반드시 갈고리를 두어야 한다.
* 정착: 다른 물건에 단단히 붙음. 일정한 곳에 자리 잡아 삶.
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위 치 |
피복두께 |
흙에 접했을때 |
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슬라브, 비내력벽 |
2cm |
1cm 증가 |
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벽(내력벽), 기둥, 보, 옹벽 |
3cm |
흙에 접한면 8cm |
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기 초 |
6cm |
영구히 흙에 묻여있을 때 8cm |
1) 피복이유
① 방청에 의한 내구성 유지
② 내화성 유지
③ 철근의 유동성 확보
2) 피복두께는 늑근이나 대근의 외면과 콘크리트 표면과의 최단거리를 말한다.
3) 기초의 밑창(버림)콘크리트는 피복두께에 산입하지 않는다.
4) 극한강도설계법에 의한 피복두께
① 벽체, 슬라브 : 2cm
② 기둥. 보 : 4cm
③ 지중보(흙) D16 : 4cm
D25 : 5cm
D29 : 6cm
④ 기초 : 8cm
(6) 철근(주근)의 상호간격
1) (주)철근의 순간격이란 철근의 표면과 표면과의 최단거리(안목치수)를 말한다.
2) 허용응력도법(하위항복점, 항복중지점)에 의한 순간격
① 다음 중 가장 큰 값으로 한다.
㉠ 철근 주근 지름 1.5배 이상
㉡ 굵은 골재지음 1.25배 이상
㉢ 2.5cm 이상
3) 극한강도설계법(최고강도점, 파괴강도점)에 의한 순간격
① 보 : 2.5cm, 또는 철근공칭 지름 및 굵은 골재 최대치수의 4/3배 중 큰 값.
② 기둥
㉠ 종방향 철근의 경우 : 2.5cm, 또는 철근공칭 지름 및 굵은 골재 최대치수의
1.5배 중 큰 값.
㉡ 나선철근의 경우 : 2.5cm 이상 7.5cm 이하.
(6) 콘크리트
1) 콘크리트 강도
* 콘크리트 강도는 시멘트 강도에 따라 결정된다.
* 물시멘트비에 따라 영향을 받는다.
① 압축강도(FC)
㉠ 보통 콘크리트 : 150 - 300kg/㎠
㉡ 경량 콘크리트 : 120kg/㎠ 이상
㉢ 고강도 콘크리트 : 400kg/㎠ 이상
② 인장강도 : FC의 약 1/10 - 1/15
③ 휨 강도 : FC의 약 1/5 - 1/7
인장강도의 약 1.6 - 2배
④ 전단강도 : FC의 35 - 80 %
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1. W/C가 작을수록 크다 |
6. 진동기 사용 시 크다 |
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2. 슬럼프 값 작을수록 크다 |
7. 재령이 길수록 크다. |
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3. 쇄석 사용 시 크다 |
8. 기계 비빔일 때 크다 |
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4. 공기량 작을 때 크다. |
9. 시멘트 입자가 작을수록 크다. |
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5. 굵은 골재의 최대 치수가 클 때 |
10. A.E제 사용할수록 작다. |
2) 물시멘트비(W/C) 결정 : 최소: 35- 37%, 일반 : 40-70%
① 물시멘트비가 적을수록 콘크리트의 강도가 커지고 내구성은 좋아지나 시공연도는
나빠진다. (≠ 콘크리트 강도와 시공연도는 상관이 없다.)
3) 물시멘트의 범위
① 보통콘크리트 : 60 - 65% 이하
② 동기, 경량콘크리트 : 60% 이하
③ 제치장콘크리트 : 55% 이하
④ 수밀콘크리트 : 50% 이하(50-55%)
4) 콘크리트 배합설계 순서
① 배합강도 결정
② 시멘트 강도 결정
③ 물시멘트비 결정
④ 슬럼프치(중량배합)결정
⑤ 혼화재와 표면수율 등 배합의 보정
⑥ 믹서의 배합량 결정
5) 시공연도(워커빌리티) : 작업의 난이도인 시공의 용이성
※ 시공연도(Workability)에 영향을 주는 요인
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요인 |
(시공연도)내용 |
강도 |
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시멘트 |
종류, 분말도, 풍화정도에 영향 |
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골재 |
둥근골재는 시공연도 좋고, |
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굵은 골재의 최대치수 |
치수 작으면 시공연도 좋고, |
강도는 저하 |
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잔골재율(미립골재, 시멘트) |
잔골재율 클수록 시공연도 좋고, |
“ |
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물 |
물 많으면 시공연도 좋고. |
“ |
|
W/C 비 |
W/C비가 높으면 시공연도 좋고, |
“ |
|
혼화제 |
A.E제 사용하면 시공연도 좋고, |
“ |
|
공기량 |
공기량이 많을수록 시공연도 좋고, |
“ |
|
온도 |
온도 높을수록 시공연도 저하 |
강도는 높다 |
6) 슬럼프 시험
① 콘크리트 반죽의 질기 정도를 측정하여 시공연도, 성형성, 마무리 용이성을 판단하기
위한 기준으로 사용된다.
② 윗지름 10cm, 밑지름 20cm, 높이 30cm의 철재 형틀에 비빈 콘크리트를 10cm씩
3회로 나누어 넣고, 넣을 때 마다 다짐막대로 25회씩 균등하게 다진 후 통을 들어
올려 콘크리트가 미끌어져 내린 길이를 측정한 것
③ 표준 슬럼프 값 : 시험은 2회를 실시하여 그 평균치로 슬럼프 값을 구한다
7) 콘크리트 비빔
① 기계비빔을 원칙으로 하며, 기계비빔이 손비빔보다 공기량이 증가한다.
② 재료투입순서
㉠ 기계비빔 : 물 → 시멘트 → 모래 → 자갈
㉡ 손비빔 : 모래 → 시멘트 → 자갈 → 물
㉢ 동절기에 골재를 가열하여 사용할 경우 : 골재(모래.자갈) → 물 → 시멘트
8) 철근과 콘크리트의 부착강도
① 콘크리트 강도 : 콘크리트 강도 클수록 부착강도가 크다.
② 철근표면상태 : 원형철근보다 이형철근을 사용하는 것이 부착강도가 크다.
③ 철근표면적의 대.소 : 소요단면적이 같으면 굵은 철근보다 가는 철근을 여러개
쓰는 것(주장을 키우는 것)이 표면적이 크므로 부착강도가 크다.
④ 피복두께
⑤ A.E제 등 공기연행제는 부착강도가 저하된다.
*연행(連行): 강제로 데리고 감.
9) 콘크리트 부어 넣기
① 낮은 곳에서부터 높은곳으로, 먼곳에서 가까운 곳으로, 단부에서 중앙으로
수평지게 부어넣는다
콘크리트 : 기초 - 기둥 - 벽체 - 계단 - 큰보 - 작은보 - 슬래브
철근 : 기초 - 기둥 - 벽체 - 큰보 - 작은보 - 슬래브 - 계단
거푸집 : 기초 - 기둥 - 내벽 - 큰보 - 작은보 - 슬래브 - 계단 - 외벽
② 자유낙하 높이는 1 ～ 2m 정도로 하고 그 이상일 때는 드롭슈트를 사용한다.
③ 생산한 콘크리트는 가능한 빠른 시간(한시간 반)내에 사용한다.
10) 콘크리트의 이어붓기(시공이음;끊어치기)위치
① 구조물 강도에 영향이 가장 적은 전단력이 최소인 위치 또는 시공상 무리가 없는
위치에 이음길이가 짧게 두어야 한다.
② 기둥은 바닥판, 또는 기초상면에서 수평으로
③ 보, 슬래브는 중앙부에 수직으로
④ 작은보가 접속되는 큰보 이음은 작은보 나비의 2배정도 떨어진 곳에
⑤ 벽은 문꼴 등 끊기 좋고 이음자리 막기와 떼어내기에 편리한 곳
⑥ 아치의 이음은 아치축에 직각으로
⑦ 이음면은 거친면으로 하고 블리딩현상에 의한 레이턴스 등 불순물을 청소한 다음
이어친다
* 정리 : 수직부재(기둥, 벽): 수평으로
수평부재(보,바닥판): 수직으로 이어붓기 함.
11) 진동다짐
① 구석구석까지 밀실하게 충진한다(실적률을 높인다)
② 빈배합. 저슬럼프치 콘크리트에 효과적이다.
③ 철근에 닿지 않도록 시공한다.
④ 20㎡, 60cm 마다 1대 사용한다.
⑤ 30 - 40초간 사용한다.
12) 콘크리트 보양(양생)
① 타설후 5일간은 5℃ 이상 유지하고 7일 이상 습윤상태를 유지한다.
② 기온이 2℃ 이하, 32℃ 이상은 거적, 포장을 씌워 보양한다.
③ 타설후 3일 이상은 중량물 적치, 진동, 충격금지 등 외력에 의한 오손, 변형, 파괴 등
이 되지 않도록 주의할 것
④ 가능하면 콘크리트 온도가 15℃ 이상 유지되도록 한다.
⑤ 동절기에는 양생온도가 2℃ 이하로 내려가지 않도록 관리한다.
⑥ 보양방법
㉠ 습윤보양 : 수중보양 또는 살수보양하여 수축으로 인한 균열을 방지한다.
㉡ 증기보양 : 고온, 고압증기로 보양하며 한중(겨울)콘크리트에 유리하다.
㉢ 피막보양 : 피막보양제(비닐유제, 아스팔트유제)를 콘크리트 표면에 뿌려 보양하는
방법으로 포장콘크리트 보양에 쓰인다.
㉣ 전기보양
5. 콘크리트 분류(종류)
(1) 중량에 따른 분류
1) 보통콘크리트(2.4t)
2) 경량콘크리트(1.6-2.0t)
① 기건비중이 2.0 이하, 경량골재 사용, 단위중량 1,700kg/㎠ 이하인 콘크리트
② 방음효과가 크고 열전도율이 작으며 내화성이 크다.(단열)
③ 건조수축이 크고 시공이 까다로운 단점이 있다.
3) 중량(차폐용)콘크리트 : 기건비중이 3.2 이상인 무거운 콘크리트로 원자력 발전소
등에 이용된다.
(2) 재료의 보강에 의한 분류
1) 철근콘크리트
2) 무근콘크리트 : 조적조의 기초, 지반위 바닥다짐용으로 용적배합비 1:3:6 이나
1:4:8로 한다.
3) 섬유보강 콘크리트 : 탄소섬유나 유리섬유 등으로 강도를 보강하여 건축물의 보수.
보강용으로 사용
4) 프리스트레스 콘크리트(P.C 구조 ; Prestressed concrete)
: 콘크리트에 생기는 인장응력을 없애기 위해 미리 압축응력을 준 콘크리트
인장이나 휨에대한 균열이 생기지 않으며 자체중량이 감소하고 재료비가
절약되어 공사비가 감소한다.
① 프리텐션(pretension)법 : 미리 PC강재를 배근하여 인장력 → 콘크리트타설
→강재정착
② 포스트 텐션(post tension)법 :강재매입 → 콘크리트타설, 경화 → 강재에 인장력
→ 그라우팅
5) 프리팩트 콘크리트(Prepacked concrete)
: 굵은 골재를 채워 넣은 후 특수 몰탈을 주입하여 만든 콘크리트.
(3) 기후 상태에 따른 분류
1) 한중. 서중콘크리트
① 한중 콘크리트 : 타설 후 평균기온이 2℃이하일 때 시공하는 콘크리트
② 3℃ 이하일 때는 원칙적으로 시공을 금하나 물시멘트비를 60%이하로 하고 재료를
60℃이하로 가열해서 사용한다.
(4) 수밀성에 의한 분류
1) 수밀콘크리트 : 방수를 목적으로 한 수밀한 콘크리트
① 골재는 입도가 좋은 양질의 것을 사용
② 슬럼프 값은 15cm 이하로 된비빔한다(12-15cm)
③ 용적배합비는 1:2:4(부배합)
④ 물시멘트비는 50% 이하
⑤ 10일 이상 습윤 보양하고, 표면활성제를 사용하고 충분히 비벼 사용한다.
⑥ 이어붓기를 피하고 부득히 한 경우 방수 처리한다.
(5) 생산방법 및 시공방법에 의한 분류
1) 프리팩트 콘크리트(제자리콘크리트 말뚝)
2) 레디믹스트 콘크리트(레미콘)
① 재료 투입후 1-1.5시간 내에 사용해야 한다.
② 종류
㉠ 센트럴믹스 콘크리트
㉡ 쉬링크 믹스트 콘크리트
㉢ 트랜시트 믹스트 콘크리트
3) 쇄석콘크리트 : 안산암
4) 진공콘크리트 : 진공매트(조기강도, 내구성증가, 내마모성 증가, 건조수축을 줄이기
위해)
5) 서머콘
6) 제치장 콘크리트
7) 쇼트크리트(건라이트)
(6) 내구성에 의한 분류
1) A.E 콘크리트
① 공기량이 많을수록 슬럼프는 증가하고 강도는 저하한다(공기량 1%에 대해
압축강도 3-4% 저하됨.)
② 동결융해에 대한 피해가 적으며 단위수량을 감소시킬 수 있다.
③ 수밀성이 향상되고 경화에 따른 발열이 작아진다(균열도 작아진다)
④ 철근과의 부착강도가 다소 작아진다.
⑤ 쇄석콘크리트나 경량콘크리트에 좋다.
6. 콘크리트 크리프(Creep)
(1) 의의 : 콘크리트에 일정한 하중을 계속 가하면 하중의 증가없이 시간의 경과에 따라
변형이 계속 증대되는 현상
(2) 콘크리트 크리프 증가원인
1) 재령이 적은 콘크리트에 재하시기가 빠를수록 화재시 : 강도 급격히 저하
2) 강도가 낮을수록(물시멘트비가 클수록) 누전시 : 철근부식으로 균열발생
3) 대기습도가 적을수록(건조정도가 높을수록)
4) 양생(보양)이 나쁠수록
5) 재하 응력이 클수록
7. 콘크리트 재료분리
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원인 |
대책(유의사항) |
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너무 굵은 골재를 사용할 때 |
잔골재율을 증가 |
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입자가 거친 잔골재를 사용할 때 |
콘크리트의 플라시티시티 증가 |
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단위 골재량이 지나치게 많을때 |
잔골재중의 0.15～0.3mm 정도의 세립분 증가 |
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물시멘트비가 너무 클때 |
물시멘트비를 작게 |
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배합이 적절치 못할때 |
A.E제, 플라이애시 등 혼화재 사용 |
8. 거푸집(Form ; 형틀)공사
(1) 거푸집 시공시 유의사항
1) 재료는 반복사용이 가능해야 한다.
2) 콘크리트 수분 흡수방지를 위해 충분히 물을 축인 후 사용한다.
3) 바닥판 및 보의 중앙부는 1/300 - 1/500 정도 치켜 오르게 한다.
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위치 존치기간 결정방법 |
기초옆, 보옆, 기둥, 벽 |
바닥판밑, 보밑 |
비고 | |
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재령에 의할 때 |
20℃ ≤ 평균기온 |
4일 |
7일 |
10℃ 이상 Fc에 의해 제거 가능 |
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10℃ ≤ 평균기온 ≤ 20℃ |
6일 |
8일 | ||
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강도에 의할때 |
50kg/㎠ |
설계기준강도의 50% 이상 |
| |
*조강 포클랜드 시멘트 : 1/2
1) 5℃ 이하일 때는 1일을 1/2일로 계산한다.
2) 0℃ 이하일 때는 존치기간에 산입하지 않으며 거푸집 제거 후에도 7일 이상 습윤,
보양한다.
(3) 생콘크리트가 거푸집에 미치는 측압력(옆으로 미는 힘)
1) 콘크리트의 슬럼프 값이 클수록 측압력이 크다.
2) 콘크리트 붓기 속도가 빠를수록
3) 온도가 낮을수록
4) 콘크리트 다짐이 충분할수록(진동다짐일수록)
5) 콘크리트 비중이 클수록
6) 거푸집의 벽두께가 클수록
(4) 거푸집 재료
1) 거푸집 널
2) 띠장. 장선
3) 장선받이. 멍에
4) 동바리(서포터)
(5) 거푸집 부속재
1) 긴장재 : 거푸집이 우그러지거나 벌어지는 것을 방지하기 위해 연결 고정하는
부속품(#8-10 철선)
2) 격리재 : 거푸집 상호간의 간격을 유지하기 위한 부속품
3) 간격재 : 거푸집과 철근과의 일정한 간격을 유지시켜 정확한 피복두께를 얻기
위한 부속품
4) 박리재 :
5) 캔버
(6) 특수 거푸집 (Yoke : 슬라이딩 폼의 거푸집을 끌러올리는 기계.)
1) 슬라이딩 폼(활동거푸집) : 굴뚝이나 사일로 등의 평면형상이 일정한 높은 구조물
(돌출부가 있는 곳은 사용할 수 없다.)
2) 유로 폼 : 현장 가공이 불가능하다.
3) 메탈 폼
4) 워플 폼 : 무량판 또는 평판 구조에서 2방향 장선바닥판 구조에 가능하도록 된
특수모양 상자형
제 2절 각부 구조
1. 기초 <하중전달순서>
1) 독립기초(단독기초) : 지중보를 설치 슬라브
2) 복합기초 작은보
3) 줄기초(연속기초): 조적조, 벽식구조 큰 보
4) 온통기초 기둥
기초
2. 기둥 지반
(1) 기둥의 구조
1) 기둥은 높이가 최소 단면적 치수의 3배이상이고, 기둥단면길이의 최소치수는
20cm 이상이며, 최소 단면적은 600㎠이상인 수직압축 부재이다. 최소 지름은
주요지점간 거리의 1/15 이상으로
2) 주근 : 기둥 축방향의 수직철근(세로철근)
① 주근은 D13(12mm)이상으로 하고, 4각형일때 : 4개이상, 원형일때 : 6개이상
② 기둥철근은 위층높이의 1/3정도 뽑아올리고 주근의 이음위치는 기둥지점간 거리
(층높이)의 2/3 이하에 두며 주근은 한곳에서 반수 이상을 잇지 않는다.
3) 띠철근(대근 ; hoop) : 장방형 기둥을 둘러싸고 있는 수평철근
① 목적 : 압축력에 의한 주근의 좌굴방지와 주근의 위치고정, 피복두께 유지
수평력(지진)에 대한 전단력 보강하고 콘크리트가 수평으로 터져 나가는 것을
구속한다.
② D6mm이상 사용
③ 띠철근의 최소 간격 : 다음 값 중 가장 작은 값으로 한다. <철근의 순간격(큰값)>
㉠ 주근의 16배 이하 주근의 1.5d
㉡ 띠철근 지름의 48배 이하 최대골재지름의 1.25d
㉢ 30cm 2.5cm
㉣ 기둥의 최소폭 이하
단, 기둥의 상.하단에서 기둥 최대폭의 길이 부분 사이의 띠철근 간격은 위 값의
1/2로 한다.
4) 나선철근 : 원형기둥의 주근을 나선형으로 둘러싼 철근
① 지름 6mm 이상을 사용(강도설계법 ; 9mm)
② 최소, 최대간격 : 2.5 -7.5 mm 또는 굵은 골재지름의 1.5배 이상-기둥 유효 직경의
1/6 이하
5) 피복두께 : 3cm 이상
6) 기둥과 기둥간의 간격 : 5 - 6m
3. 보(girder, beam)
(1) 보의 구조 및 배근
1) 주근(main bar) : 부재 축방향의 철근(휨응력을 지지)
① D13(12mm)이상 사용
② 피복두께는 3cm 이상
③ 보의 주근은 양단부는 상부에, 중앙부는 하부에 배근한다.
④ 주근의 이음은 압축부(양단부는 하부, 중앙부는 상부)에 두며 절곡근은 굽힌
부분에 둔다.
⑤ 주근은 특별한 경우를 제외하고는 2단 이하로 배근한다.
⑥ 철근 상호간의 간격은 2.5cm 이상, 주근의 1.5배 이상, 굵은 골재간격의 1.25배 이상
중 큰 값으로 정한다.
⑦ 중요한 보는 전 경간을 복근보로 한다.
2) 늑근(stirrup bar) : 주근을 직각방향으로 연결함
* 늑근의 사용목적 : 사인장력 및 전단력에 의한 균열방지, 주근 상호간의 위치 보전,
철근 조립 용이, 피복두께 유지.
① D6mm이상 사용
② 늑근의 최대간격은 보춤의 3/4이하 또는 45cm 이하로 한다.
③ 배근간격은 중앙부는 30cm 이하, 양단부는 중앙부의 1/2(15cm)로 한다.
(단부에 많이 배근해야 좋다)
3) 굽힌철근(절곡근 : bend-up bar)
① 전단력 보강으로 유효하다.
② 절곡근의 반곡점은 보의 경간사이의 1/4 지점에서 한다.
③ 굽힌 철근과 재축과의 각도는 30 - 45°로 한다.
4) 보의 춤(높이) : 보의 유효춤(septh)은 경간(span)의 1/10 - 1/12정도로 한다.
(유효춤 = 춤 - 피복두께)
5) 보의 나비 : 보춤의 1/2 - 2/3 정도이며 보통 25cm 이상으로 한다.
6) 헌치(haunch) 길이 : 보의 춤정도이고 헌치춤은 보의 춤 1/3 정도이다.
* 헌치 : 보의 전단력과 강성을 높이기 위하여 양쪽 끝부분을 10-20cm 증가한 것으로
수평헌치.수직헌치가 있으며 수평헌치는 층고에 문제가 있을 때 사용한다.
* 사인장 응력도 : 보, 슬래브에 하중이 작용할 경우 전단응력도와 휨응력도가 합성되어
복부의 빗방향에 생기는 인장응력도로 늑근이나 절곡철근을 보강해야
한다.
* 평형철근비 : 콘크리트의 최대압축응력이 허용응력에 달하는 동시에 인장철근응력이
허용응력에 달하도록 정한 인장철근의 단면적을 평형철근 단면적이라
하고, 이때의 철근비를 평형철근비라 한다
* 전단보강 (사인장 보강 방법)
1. 보단면을 크게한다( 보춤을 크게 0, 보폭크게×)
2. 헌치를 둔다.(보춤을 크게하는 효과)
3. 늑근을 사용(보강)(가장 합리적인 방법)
4. 굽힌철근 사용
(2) 보의 형태와 종류
1) 형태에 따라 장방형보, T형보, 반T형보로 구분
2) 지지조건에 따라
① 단순보 : 조적조 보
② 양단고정보 : 철근콘크리트조 등의 보
③ 내민보 : 캔틸레버 구조의 보(베란다)
3) 주근을 넣은 형태
① 단근보 : 보의 주근을 인장측에만 넣은 보
② 복근보 : 인장측 및 압축측에 철근을 배근한 보(중요한 보는 복근보로 배근한다)
4. 바닥판(slab)
(1) 슬래브의 종류
1) 지지상태에 따른 분류
① 주변고정 슬래브
② 3변 고정 1변 자유 슬래브
③ 2변 고정 2변 자유 슬래브
④ 1변 고정 슬래브(캔틸레버)
2) 주변배치에 따른 분류
① 1방향 슬래브 : 단변방향에만 주근을 배치, 장변방향은 온도철근(부근)을 배근
② 2방향 슬래브 : 단변방향에는 주근을 배치, 장변방향은 배력근을 배치.
(2) 슬래브의 구조
① 슬래브의 두께는 8cm 이상으로 한다.(경량콘크리트는 10cm 이상)
② 슬래브의 인장철근은 D10(9mm)이상 또는 직경 6mm 이상의 용접철망을 사용
③ 최소철근비 : 콘크리트 전 단면적의 0.2%이상.
④ 피복두께 2cm 이상
⑤ 4변고정일 경우 반곡점은 장변, 단변방향 모두 단변 간사이의 1/4지점에서
절곡한다.
(3) 플랫슬래브(flat slab : 무량판) : 보가 없이 기둥과 바닥판만으로 구성
1) 장점
① 구조간단, 시공용이, 공사비 저렴.
② 실내 이용율이 높고 설비를 위한 배관 배치가 자유롭다.
③ 층 높이를 낮게 할 수 있다.
2) 단점
① 주두의 철근층이 여러겹 배치되므로 복잡하다.
② 바닥판이 두꺼워져 고정하중이 증대되므로 고층건물은 불리하다.
③ 빼대의 강성에 문제점이 있다.
3) 슬래브의 구조 제한
① 슬래브의 두께는 15cm 이상으로 한다.
② 주두에는 경사진 주두와 지판을 붙인다.
(4) 장선슬래브(jojst slab ; 우산살)
등간격으로 분할된 장선과 슬래브가 일체로 된 구조로 그 양단은 보 또는 벽체에
지지된다.
슬래브는 장선에 지지되고 그 두께는 상당히 얇게 할 수 있다.
1) 장선의 너비 : 10cm 이상, 최대 20cm 이하
2) 춤 : 춤은 장선최소폭의 3.5배 이하로 한다.
3) 장선 배치 간격은 75cm 이하
4) 슬래브의 두께 : 장선 순 스팬의 1/12 이상 또는 5cm 이상
5) 철근배근 : 인장철근은 지름 6mm 이상의 용접철망 또는 D10(9mm) 이상으로 하며
배근 간격은 슬래브 두께의 5배이하 또는 45cm이하로 한다.
(5) 워플 플랫슬래브(waffle slab)
장선슬래브의 장선을 직교하여 구성한 우물반자 형태로 된 2방향 장선글래브 구조이다.
1) 보통슬래브 구조보다 기둥의 간격을 더 넓게 할 수 있다.
2) 작은 돔형의 거푸집이 사용된다.
(6) 코어 스트레스 슬래브 : 하중과 응력이 “0” 인 점.
5. 벽체
(1) 벽의 종류 : 내력벽, 비내력벽, 장막벽, 칸막이벽, 내진벽, 방화벽 등
(2) 내력벽
1) 내력벽의 최소두께
① 최상단에서 4.5m 까지는 15cm로 하며 3m 내려가면서 1cm 크기의 비율로 증가한다.
② 주거용 2층 건물 내력벽은 15cm로 할 수 있으며 벽두께가 25cm 이상일 때는
복배근으로 한다.
③ 땅에 접한 지하실벽, 기초벽, 방화벽, 경계벽의 최소두께는 20cm로 하며, 판벽 및
간벽의 최소두께는 10cm 또는 지점 간격의 1/30중 큰 값으로 한다.
4) 내력벽의 철근비
수직철근비 : 벽체단면적의 0.15% 이상 〈 수평철근비 : 벽체단면적의 0.25% 이상
5) 철근 배근
① D10이상 철근을 45cm 이하의 간격으로 배근
② 내력벽의 철근은 바닥, 기둥, 교차벽 등에 정착시켜야 한다.
③ 개구부 주위에는 D13 이상의 철근을 2개이상 배근하여야 하며 정착길이는
60cm 이상으로 한다
6) 피복두께 3cm 이상
(3) 내진벽 : 설계시 지진에 안전하게 저항하도록 만든 벽으로 평면상에 있어
2개 이상의 교점이 있도록 한다.
6. 옹 벽
(1) 옹벽의 종류
1) 중력식 옹벽 : 석조, 무근콘크리트조의 3m 내외
2) T형 옹벽 : 철근콘크리트 옹벽으로 5m 내외
3) 부축벽식 옹벽 : 6m 이상의 철근콘크리트 옹벽
(2) 구조제한
1) 옹벽의 피복두께
① 16mm 이하 : 4cm 이상.
② 19mm 이상 : 5cm 이상.
③ 흙면에 직접시공시는 7cm 이상
2) 옹벽의 길이가 길면 30m 마다 신축이음을 설치한다.
3) 옹벽철근은 D10이상을 사용하며 30cm 이하 간격으로 배근한다.
4) 배수공 : 3㎡ 마다 1개씩 설치하여 옹벽뒷면의 수압을 감소시킨다.
7. 굴뚝
(1) 일반사항
1) 굴뚝벽의 최소 두께는 굴뚝벽의 내경이 6m 이하일때는 15cm 이상으로 하고,
6m를 넘을때는 내경이 매1m 증가할 때마다 1cm 비율로 증가한다.
2) 수직철근비(0.25%) : 직경 13mm 이상 철근을 30cm 이하의 간격으로 배근
3) 수평철근비(0.2%) : 직경 10mm 이상 철근을 20cm 이하의 간격으로 배근
4) 굴뚝 최상단 2m 구간에는 윗값의 2배의 철근량을 배근한다.
5) 피복두께는 5cm 이상
6) 굴뚝벽의 두께가 45cm를 넘을 때는 수직철근 : 직경 13mm 이상을 60cm 이하
간격으로 배근
수평철근 : 직경 13mm 이상을 30cm 이하
간격으로 배근
8. 이음(joint)의 종류
(1) 신축이음(expansion joint ; 신축줄눈 : 철근과 콘크리트를 모두 절단한다)
1) 신축이음의 필요성
① 온도변화에 의한 수축, 팽창에 대응
② 콘크리트 수축, 팽창에 대응
③ 부동침하에 대응
④ 적재하중의 변화에 대응
⑤ 이동하중의 영향 등에 대응
2) 신축이음을 두는 위치
① 기존건물과 증축건물의 접합부
② 두 고층 건물 사이에 있는 긴 저층 건물
③ 50 - 60m를 넘는 긴 건물
④ 건물의 한 끝에 달린 날개형 건물
⑤ 저층의 긴 건물과 고층건물의 접속부
⑥ 평면이 ㄴ, ㄷ, T형의 교차부분
(2) 시공이음(Construction joint ; 이어붓기, 끊어치기)
1) 설치 목적 : 콘크리트를 연속적으로 타설하지 못 할 때 생기는 이음
2) 설치 위치
① 구조물 강도에 영향이 가장 적은 전단력이 최소인 위치 또는 시공상 무리가 없는
위치에 이음길이가 짧게 두어야 한다.
② 기둥은 바닥판, 또는 기초상면에서 수평으로
③ 보, 슬래브는 중앙부에 수직으로
④ 작은보가 접속되는 큰보 이음은 작은보 나비의 2배정도 떨어진 곳에
⑤ 벽은 문꼴 등 끊기 좋고 이음자리 막기와 떼어내기에 편리한 곳
⑥ 아치의 이음은 아치축에 직각으로
⑦ 이음면은 거친면으로 하고 블리딩현상에 의한 레이턴스 등 불순물을 청소한 다음
이어친다
⑧ 내민보(켄틸레보)는 시공이음을 하지 않는다.
* 정리 : 수직부재(기둥, 벽): 수평으로
수평부재(보,바닥판): 수직으로 이어붓기 함.
(3) 조절 줄눈(control joint : 신축줄눈 : 철근은 절단하지 않고, 콘크리트도 표면만
절단한다)
1) 지반 위의 콘크리트 바닥판이 수축에 의해 표면에 균열이 생기는 것을 방지하기 위하여
2) 종류 : 시공줄눈, 수축줄눈.
3) 조절줄눈의 간격은 보통 4 -7(5-6)m 정도마다 한다
(4) 작업줄눈(cold joint) : 콘크리트 타설시 부어넣기 후 수 시간 경과 후 다시 콘크리트를
부어넣을 때