철근 정착길이

핵심 정리

정착길이는 철근이 콘크리트에서 뽑히지 않고 설계기준항복강도를 발휘하도록 확보하는 최소한의 묻힘길이다. 위험단면에서 철근의 힘을 온전히 쓰려면 그만큼의 길이가 콘크리트 안에 있어야 한다. 철근콘크리트 부재에서 철근은 단면 양측에서 인장력 또는 압축력이 발휘되도록 정착하여야 한다. 정착이 모자라면 철근이 힘을 받기 전에 콘크리트에서 빠져나오므로, 정착길이는 철근의 힘을 콘크리트에 전달하는 최소 조건이 된다.

정착길이 산정의 출발점은 기본정착길이이다. 기본정착길이는 철근의 지름, 항복강도, 콘크리트 강도 같은 기본 조건으로 정하고, 철근의 위치나 도막, 경량콘크리트 여부 같은 조건은 보정계수로 따로 반영한다. 그래서 같은 철근이라도 부재 안에서 어느 위치에 배근되는지, 어떤 재료로 감싸져 있는지에 따라 실제 정착길이가 달라진다. 압축과 인장은 계산 절차가 같지 않으므로 어느 쪽 철근인지부터 구분해야 한다.

정착을 돕는 장치로 갈고리와 확대머리가 쓰인다. 두 장치는 효과와 적용 조건이 달라서 혼동하기 쉽다. 갈고리가 압축을 받는 철근에서 얼마나 유효한지, 확대머리가 어떤 재료 조건에서 허용되는지를 나눠서 기억해야 한다.

벽체의 철근은 교차하는 바닥, 지붕, 기둥, 기초 등 구조 부재에 충분히 정착시켜야 한다. 정착 규정은 철근의 종류, 피복, 부재 위치에 따라 달라지므로 값보다 적용 조건을 먼저 확인하는 것이 안전하다.적용 조건부터 확인

자세히

압축 정착과 갈고리

압축 이형철근의 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱하여 구한다.압축 이형철근의 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱하여 구한다. 압축 기본정착길이 자체는 별도의 식으로 구한다. 그 식은 0.25 d_b f_y / (λ√f_ck)이며, 계산값이 0.043 d_b f_y보다 작으면 0.043 d_b f_y 이상으로 한다. 식의 분자는 철근 지름과 항복강도, 분모는 경량콘크리트 계수와 콘크리트 강도로 이루어져 있어, 콘크리트 강도가 높을수록 식의 값은 줄어든다.

갈고리는 압축을 받는 경우 철근 정착에 유효하지 않은 것으로 본다. 그러므로 압축 철근의 정착을 계산할 때 갈고리가 있다는 이유로 정착길이를 줄여 잡는 것은 맞지 않다. 갈고리의 효과는 인장 철근의 정착 설명에서 따로 다루는 것이 정확하다.

보정계수

보정계수는 철근의 위치, 도막, 경량콘크리트 여부를 반영한다. 보정계수의 종류에는 철근 위치, 도막, 경량콘크리트 계수가 있으며 마찰계수는 여기에 해당하지 않는다. 철근 위치계수 α는 상부철근에 1.3을 적용하는 정착길이 보정계수다.철근 위치계수 α는 상부철근에 1.3을 적용하는 정착길이 보정계수다. 도막계수 β는 에폭시 도막철근의 정착길이를 증가시키는 보정계수다. 에폭시 도막철근이라도 콘크리트 피복두께가 3db 미만이거나 철근 순간격이 6db 미만이면 도막계수는 더 큰 값인 1.5를 쓴다. 경량콘크리트계수 λ는 경량콘크리트를 쓸 때 기본정착길이에 반영하는 보정계수다.

아래 표는 위 보정계수를 적용 대상과 값으로 나눠 정리한 것이다.

표준갈고리 인장 정착

표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착길이는 8db와 150mm 중 큰 값 이상이어야 한다. 여기서 8db는 철근 지름에 비례하는 항이고 150mm는 지름과 무관하게 적용되는 하한이다. 두 값을 모두 계산한 뒤 큰 값을 택해야 하므로, 하나만 떠올려 답을 정하면 선지를 틀리기 쉽다.