강재기둥-RC보 접합

개념 정의

강재기둥-RC보 접합은 철골 기둥과 철근콘크리트 보를 잇는 연결부다.

보의 휨모멘트와 전단력을 기둥에 전달하는 것이 이 접합의 목적이다.

철골은 축력을 잘 받고, 콘크리트 보는 강성과 내화성이 높다.

힘의 전달 원리

보 단부 모멘트는 상부 주근의 인장력과 압축 콘크리트의 짝힘으로 기둥에 전달된다.

이 힘은 다이아프램을 거쳐 기둥 플랜지와 기둥 내부 콘크리트로 흐른다.

이를 식으로 쓰면 M = T·j_d 이다. M은 보 단부 모멘트, T는 상부 주근의 인장력이다.

j_d는 내력팔이다. 내력팔이 클수록 같은 인장력으로 큰 모멘트를 전달한다.

전단 전달과 재료

철골과 콘크리트는 전단연결재와 콘크리트의 결속으로 수평 전단력을 나눠 받는다.

강재와 콘크리트는 열팽창계수가 비슷해 온도가 변해도 접합부 응력 차이가 작다.

이 점이 SRC 접합에서 두 재료를 함께 쓰는 이유다.

시공 순서

시공은 기둥을 세우고 수직도를 확인한 뒤, 다이아프램을 용접하는 것으로 시작한다.

전단연결재를 붙이고 기둥 주변 철근을 배근한 뒤, 보 주근을 설치한다.

기둥 콘크리트는 하부에서 상부로 충전하고, 보 콘크리트를 타설한다.

용접 열과 철근 밀집은 공극의 원인이 되므로 충전 경로를 미리 정한다.

접합 유형 비교

강재기둥 접합은 강재기둥을 콘크리트 보 속에 어떻게 연결하느냐로 나뉜다.

매입형은 보 주근과 스터드가 기둥 플랜지에 전달되며, 철근 배근이 복잡하다.

외다이아프램형은 용접과 볼트 작업이 늘고, 내다이아프램형은 공장 제작 비중이 높다.

세 유형은 응력 전달 경로와 현장 작업이 달라 비교표로 정리한다.

헷갈리는 점과 기준

답안과 현장에서 자주 빠지는 부분은 정착 길이와 간섭 검토다.

관통 구멍은 기둥 주근과 간섭하므로 스터드 위치를 함께 적어야 한다.

보 철근을 기둥 내부에 정착할 때는 정착 길이를 반드시 쓴다.

내화피복 구간에서는 접합부 보수 방법을 함께 쓴다.

정리

정리하면, 보의 힘은 주근과 콘크리트를 거쳐 기둥으로 전달된다.

전단은 전단연결재가 나눠 받고, 시공은 충전 경로를 미리 정해야 한다.

답안에서는 힘 전달 원리와 시공상 제약을 함께 제시해야 한다.