철골철근콘크리트 구조 설명

정의와 구성

철골철근콘크리트 구조는 철골을 철근과 콘크리트로 둘러싼 합성구조다.

철골은 인장과 휨을 주로 받는 주부재이고, 철근과 콘크리트가 보강과 보호를 맡는다.

두 재료는 경계면에서 전단력을 주고받으며 하나의 단면처럼 거동한다.

이 일체거동이 합성 효과의 핵심이다.

등장 배경

철골구조는 강재의 높은 강도로 부재를 가늘게 만들 수 있다.

그러나 철골은 내화성과 국부좌굴 대응에 취약하다.

철근콘크리트는 내화성과 강성이 좋지만 자중이 크다.

그래서 두 구조의 약점을 상쇄하는 SRC가 등장했다.

구성 요소와 원리

철골은 인장과 전단을 주로 받고, 콘크리트는 압축과 화재·좌굴 보호를 맡는다.

철근은 압축과 인장을 보강하고, 횡보강근은 전단을 보강하며 콘크리트를 구속한다.

세 재료는 부착으로 함께 거동해야 하며, 부착이 확보되어야 합성 거동이 성립한다.

단면강도는 누가강도식으로, 강재·철근·콘크리트의 기여분을 각각 구해 더한다.

계산 예제

철골의 기여 모멘트는 단면적, 항복강도, 모멘트 팔을 곱해 구한다.

강재 단면적 6000 mm², 항복강도 350 MPa, 모멘트 팔 300 mm를 대입한다.

그 결과 630 kN·m이다.

철근도 같은 방식으로 구한다. 인장철근 2000 mm², 항복강도 400 MPa, 모멘트 팔 450 mm를 대입한다.

철근의 기여 모멘트는 360 kN·m이다.

두 기여를 더한 공칭모멘트는 990 kN·m이다. 이 예제는 개념 확인용 단순화다.

헷갈리는 점과 답안 포인트

SRC를 철골과 철근콘크리트를 따로 설계해 더한다고 쓰면 감점이 된다.

답안에는 두 재료가 합성작용하여 함께 저항한다고 써야 한다.

1교시는 용어형으로 핵심어를, 2~4교시는 논술형으로 단면설계와 시공 안전을 쓴다.

단면강도를 어떤 방식으로 구하는지 직접 떠올려 보자.

핵심 정리

핵심을 정리한다.

SRC는 합성작용하는 구조이며 단면강도는 누가강도식으로 구한다.

답안에서는 철골 단독 검토와 합성 검토를 모두 빠뜨리지 않는다.