기둥-슬래브 콘크리트 강도 차이

개념 정의

기둥은 위층 하중을 아래로 내려보내는 수직 부재이고, 바닥판은 하중을 기둥으로 모으는 수평 부재다.

기둥에 고강도 콘크리트를 쓰면 단면을 줄일 수 있어 고층 건물에 유리하다.

그러나 바닥판은 낮은 강도를 쓰는 경우가 많아, 두 부재의 경계인 접합부가 문제가 된다.

강도비 정의

먼저 강도비를 구한다. 기둥 fck를 바닥판 fck로 나눈 값이다.

fck는 재령 28일의 압축강도 기준값이다. 두 부재를 같은 기준으로 비교한다.

이 값이 기준 한계를 넘는지가 다음 단계의 판정 기준이 된다.

기준 판정과 조치

강도비가 기준 한계 이하이면 바닥판 콘크리트가 기둥의 지압을 충분히 받을 수 있다.

이 경우 별도의 특별 조치를 하지 않는다.

강도비가 기준 한계를 초과하면 접합부에서 하중이 바닥판으로 원활히 넘어가지 않을 수 있다.

그래서 접합부 지압과 전단을 별도로 검토하고, 보강 철근과 타설 순서를 함께 조정한다.

계산 예제

계산 예제로 확인한다. 기둥 fck 45, 바닥판 fck 38이면 강도비는 약 1.18이다.

1.18은 기준 한계 이하이므로 접합부 특별 보강 없이 일체 거동을 기대한다.

기둥 fck 60, 바닥판 fck 35이면 강도비는 약 1.71이다.

1.71은 기준 한계를 초과하므로 접합부 지압과 전단을 별도로 검토하고 보강 철근을 배치한다.

보강철근 저항력

보강철근 D22 한 본의 단면적은 387 mm²이고, 항복강도는 500 N/mm²이다.

인장 저항력은 단면적에 항복강도를 곱하면 구할 수 있다.

계산하면 약 193.5 kN이다. D22 한 본이 이 정도의 인장력을 담당한다.

여러 본을 배치하면 저항력은 본수에 비례해 늘어난다.

정리와 시험 포인트

마지막으로 핵심을 정리한다. 강도비는 기둥 fck를 바닥판 fck로 나눈 값이다.

기준 한계 이하이면 특별 조치가 필요 없고, 초과하면 접합부를 별도로 검토한다.

초과 시에는 보강 철근 배근과 타설 순서 조정으로 대응한다.

기둥 콘크리트를 먼저 타설하고, 양생 후 압축강도 확인으로 설계 가정을 검증한다.