철근 규격과 표기

핵심 정리

철근 규격과 표기는 콘크리트 속에 묻히는 철근을 어떤 모양과 강도로 정하고, 그것을 어떤 기호로 적는지를 다루는 개념이다. 철근콘크리트는 인장력이 약한 콘크리트를 철근으로 보강한 구조이므로, 철근의 규격이 곧 부재가 인장을 견디는 능력의 출발점이 된다. 철근과 콘크리트는 온도 변화에 따른 신축량이 거의 비슷해 일체로 거동하며, 철근이 콘크리트에서 뽑혀 나가지 않도록 표면에 마디를 둔 이형철근을 쓰는 것이 일반적이다.

규격의 요건은 두 가지 기준으로 정리된다. 첫째는 철근의 모양이다. 마디와 리브가 있는 철근은 이형철근이고, 마디가 없는 철근은 원형철근이다. 둘째는 크기와 강도다. 이형철근의 지름은 공칭지름으로 환산한 값을 쓰고, 강도는 항복강도를 기준으로 정한다. 이 구분은 철근을 주문하고 도면에 적을 때 가장 먼저 확인하는 항목이다. 항복점이 뚜렷하지 않은 철근은 잔류변형률을 기준으로 항복강도를 정하므로, 같은 항복강도라도 철근의 종류에 따라 정하는 방식이 달라진다고 이해하면 된다.

효과의 측면에서 규격 표기는 설계자와 시공자가 같은 철근을 같은 뜻으로 읽게 만드는 장치다. 철근 기호 한 줄에 철근의 종류, 항복강도, 용접 여부가 담기므로 표기를 정확히 읽으면 철근의 성질을 바로 파악할 수 있다. 표기를 읽는 순서도 정해져 있다. 종류를 나타내는 문자를 먼저 보고, 숫자로 된 강도를 읽고, 마지막에 용도를 나타내는 문자를 확인하면 된다. 배근 도면에서는 수평 방향 배근 여부와 철근 간격도 같은 방식으로 적어, 도면만 보고도 철근이 어떻게 놓이는지 알 수 있게 한다.

한계도 분명하다. 규격 표기는 철근의 강도와 모양을 알려줄 뿐 부재의 안전을 확인해 주지는 않는다. 특히 반복하중을 받는 구조에서는 피로 검토를 생략할 수 있는 응력범위가 따로 정해져 있어, 규격 수치와 응력범위 수치를 따로 떼어 외우면 선지를 가르기 어렵다. 규격은 출발점이고, 응력과 변형률 기준이 그 위에 더해진다고 보면 된다.

자세히

이형철근의 공칭직경과 지름 환산

규격 문제에서 가장 많이 묻는 것은 호칭과 공칭직경의 대응이다. 이형철근 D10의 공칭직경은 10mm이다. 호칭 D10의 숫자 10은 강도나 길이가 아니라 공칭직경을 뜻하므로, 숫자를 다른 값으로 읽는 선지는 바로 걸러낼 수 있다.

이형철근의 지름은 원형철근의 지름처럼 그대로 쓰지 않는다. 이형철근의 지름은 중량이 같은 원형철근의 지름으로 환산한 공칭지름을 쓴다. 마디 때문에 이형철근의 단면은 완전한 원이 아니므로, 같은 무게의 원형철근이 가질 지름으로 바꾸어 기준을 세운다고 이해하면 된다. 환산 기준은 실제로 재는 지름과 다르다는 점을 기억해야 한다. 두 철근을 구분하는 표기는 아래 표와 같다.

항복강도와 항복변형률

철근의 강도 기준은 항복강도다. 뚜렷한 항복점이 없는 철근의 항복강도는 잔류변형률 0.2%에 해당하는 응력, 곧 오프셋법으로 정한다. 응력과 변형률 곡선에서 항복점이 드러나지 않는 철근을 위해 약속된 기준이므로, 항복강도는 설계에서 허용 응력을 정하는 기준이 된다는 점까지 함께 알아 두면 선지 판단이 쉽다.