철근 정착길이

정착길이의 뜻

철근 정착길이는 철근이 항복하기 전에 뽑히지 않도록 확보하는 길이다.

정착이 부족하면 철근이 항복하기 전에 뽑혀 나오는 부착파괴가 발생한다.

그래서 정착길이 확보는 휨강도 발현의 전제 조건이다.

힘 전달 경로

콘크리트는 인장에 약하므로 인장력은 철근이 맡는다.

철근의 응력은 부착을 통해 콘크리트로 전달된다. 부착은 철근 표면을 따라 주고받는 전단응력이다.

부착응력은 길이 방향으로 변하므로 설계에서는 정착길이 개념을 쓴다.

보정계수

기본정착길이에는 철근 위치와 도막 상태에 따라 보정계수를 곱한다.

상부 철근은 블리딩수와 공극이 철근 아래 모여 부착이 떨어지므로 α가 1.3이다.

에폭시 도막은 마찰을 낮춰 부착을 떨어뜨리므로 β를 곱해 길이를 늘린다.

위치계수와 도막계수는 곱해서 적용하고 αβ는 1.7 이하로 제한한다.

보정계수 계산 예제

예제로 확인한다. 철근은 단면 상부에 있고 기타 에폭시 도막철근이다.

상부 철근이므로 α는 1.3이고, 기타 에폭시 도막이므로 β는 1.2이다.

αβ는 1.3에 1.2를 곱한 1.56이며, 상한 1.7 이하이므로 적용 가능하다.

설계 정착길이는 기본정착길이에 이 보정계수를 적용해 산정한다.

최소 정착길이와 감소 조건

계산된 정착길이는 300mm 이상이어야 한다. 이 하한은 짧은 철근이나 낮은 강도에서도 최소 부착 길이를 보장하기 위한 것이다.

계산값이 250mm이면 최소값이 적용되어 설계값은 300mm가 된다.

정착길이 감소는 소요 철근량보다 많이 배근된 경우에만 곱할 수 있다.

정착 방식 비교

정착 방식은 직선정착, 표준갈고리, 확대머리, 기계식으로 나뉜다.

방식마다 철근 응력을 콘크리트에 전달하는 원리가 다르므로 원리와 조건을 함께 쓴다.

직선정착은 부착에 의존하므로 길이가 부족하면 갈고리나 확대머리로 바꾼다.

정리

정리한다. 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구한다.

상부 철근의 α는 1.3이고, 그 외 철근은 1.0이다.

αβ는 1.7 이하로 제한하고, 계산값은 300mm 이상이어야 한다.

시험에서는 보정계수 값과 최소값을 조건과 함께 적는다.