철근 부착파괴

철근 부착파괴란

철근 부착파괴는 철근과 콘크리트 경계면의 부착응력이 한계를 넘어 생기는 파괴다.

철근이 뽑히거나 콘크리트가 쪼개져, 두 재료가 일체로 거동하지 못하게 된다.

정착길이와 겹침이음 설계에 직결되므로 실무에서 반드시 검토된다.

부착 저항의 세 요소

부착 저항은 화학적 부착, 마찰 저항, 기계적 저항의 세 요소로 이루어진다.

세 요소는 하중 단계에 따라 순서대로 작용한다. 미끄럼이 커지면 화학적 부착이 먼저 사라진다.

이형철근의 부착 성능은 리브 형상과 횡구속 상태에 크게 좌우된다.

부착파괴 진행

부착파괴는 인장력을 받은 철근이 콘크리트 속에서 미끄러지려 하면서 시작된다.

리브가 지압력을 전달하고, 쪼갬 인장응력이 콘크리트 인장강도를 넘으면 균열이 생긴다.

균열이 연결되면 철근이 빠지는 뽑힘파괴, 피복이 떨어지는 쪼갬파괴로 진행한다.

뽑힘과 쪼갬

뽑힘파괴는 철근이 콘크리트에서 빠져나오는 파괴다.

쪼갬파괴는 철근 둘레 콘크리트가 피복이 얇은 쪽으로 갈라지는 파괴다.

뽑힘은 계면에서, 쪼갬은 콘크리트 내부에서 일어난다는 점이 핵심이다.

기출 1교시 문항은 두 파괴의 양상과 특성을 묻는다.

정답은 쪼갬파괴다. 피복이 얇은 쪽에서 균열이 생기고 피복이 떨어진다.

정착길이

정착길이는 철근이 설계 강도를 발휘하기 위해 콘크리트 속에 묻혀야 하는 최소 길이다.

철근 지름과 인장응력이 클수록 길어지고, 콘크리트 강도가 클수록 짧아진다.

정착길이는 300mm 이상이어야 하며, 상부철근 위치계수와 도막계수는 곱해서 적용한다.

두 계수가 모두 1.0을 넘으면 정착길이가 늘어난다.

정리

정리하면 부착파괴는 뽑힘과 쪼갬으로 나뉘며, 두 파괴의 차이를 정확히 써야 한다.

설계에서는 부착응력 대신 정착길이를 확보하고, 횡구속 철근으로 쪼갬을 억제한다.

흔한 실수는 정착길이 최소값 300mm를 빠뜨리는 것이다.

보정계수는 적용 조건을 함께 써서 답안을 마무리한다.