나선·띠철근 기둥 설계축강도

정의와 핵심 개념

나선철근 기둥과 띠철근 기둥은 주철근과 콘크리트를 횡방향으로 구속하는 압축부재다.

띠철근 기둥은 일정 간격의 폐쇄형 띠철근을, 나선철근 기둥은 연속 나선철근을 쓴다.

설계축강도는 편심 저감을 반영한 최대 축강도로 제한한다.

구속과 연성

띠철근과 나선철근은 횡보강근의 형태가 달라 구속 효과가 다르다.

나선철근은 원주 방향으로 콘크리트를 연속 구속하므로 파괴 후 연성이 크다.

구속과 연성, 강도감소계수는 서로 맞물린 개념이다.

설계축강도 식

설계축강도 식은 콘크리트 항과 철근 항을 더한 뒤 계수를 곱해 구한다.

콘크리트 항은 총단면적에서 철근 면적을 뺀 부분에 0.85fck를 적용한다.

α와 φ는 기둥 형식별로 관련 기준이 정한 값을 쓴다.

구조 제한

답안에는 계수 값뿐 아니라 구조 제한도 기준 수치와 함께 써야 한다.

주철근비는 총단면적 대비 1% 이상 8% 이하로 제한한다.

8% 상한은 철근 밀집과 콘크리트 충전 불량을 막기 위한 제한이다.

헷갈리는 점

시험에서는 계수 값만 외우기보다 그 이유를 설명하는 쪽이 중요하다.

두 계수는 편심과 파괴 형태의 차이를 반영한 값이라고 쓴다.

0.85 계수는 등가 응력 블록과 장기강도 저하를 구분해 설명한다.

정리

정리하면 나선철근 기둥과 띠철근 기둥은 구속 방식이 달라 계수도 다르다.

나선철근 기둥은 연성이 커 편심계수와 강도감소계수가 상대적으로 크다.

띠철근 기둥은 시공이 쉽지만 띠 사이 구속이 약해 더 보수적으로 둔다.

시험에서는 계수 값과 함께 구속과 연성의 이유를 함께 써야 한다.