철근의 이음과 정착이란 ? 이게 왜 필요하지
이번글은 콘크리트부재에서 철근이 콘크리트 밖으로 빠져나가지 않게 잡아주는 '정착'과, 짧은 철근을 서로 연결하는 '이음'의 방법에 대해 KDS 42 20 00(소규모건축 콘크리트구조) 내용을 바탕으로 알아보도록 합시다.
1. 정착
철근에 인장력(당기는힘)이 가해졌을 때 콘크리트에서 쑥 빠져버릴수 있습니다. 그것을 방지하기 위해 인장력이 0으로 없어지는 곳에서부터 추가로 직선철근을 안전하게 콘크리트 속에 일정 길이 이상 깊숙이 묻히도록 해야 안전합니다. 이때 필요한 길이를 '정착길이'라고 합니다.
KDS 기준에서 정하는 부위별·굵기별 최소한의 정착길이는 요구하고 있습니다.
(여기서 db = 철근의 직경)
★★★ 여기서 '상부 철근'은 왜 더 길게 묻어야 할까요?
콘크리트를 타설할때 아래쪽보다 위쪽 콘크리트의 밀도가 상대적으로 낮을수 있으며 상부철근의 아래쪽이 양생과정에서 공기로 인한 작은 공간이 콘크리트와의 부착력이 약해질 수 있기 때문입니다. 그래서 보나 기초의 상부철근은 1.3배 더 길게 묻히도록 하여 안전을 확보합니다.
2. 매우 중요한 철근의 이음
현장에서 사용하는 철근은 보통 8m~12m 단위로 들어옵니다. 구조물이 이보다 길거나 높으면 철근을 서로 연결해야 하는데, 이때 겹쳐야 할 길이를 '이음길이'라고 규정하고 있습니다.
겹침이음의 원칙: 두 철근을 나란히 놓고 묶는 '겹침이음'을 할 때는, 앞서 계산한 정착길이에 다시 1.3배를 곱한 길이만큼 겹쳐야 합니다.
이유: 연결 부위는 힘의 전달이 불연속해지기 쉬운 취약 지점이기 때문에, 넉넉하게 겹쳐서 힘이 잘 전달되도록 설계하는 것입니다.
3. 또다른 이음의 대안 : 기계적 이음,,,은 OK, 단 용접 이음은 절대 금지 NO!
철근을 연결하는 방법은 겹침이음 외에도 여러 가지가 있습니다.
기계적 이음 (Mechanical Splice): 커플러(Coupler) 같은 장치를 사용하여 철근을 잇는 방법입니다. 이는 KS 기준(KS B 0802 등)에 따른 실험으로 안전성이 입증된 제품만 사용할 수 있습니다.
용접 이음 (Welded Splice): 소규모 건축물에서는 용접 이음을 사용할 수 없습니다. 용접 시 발생하는 열이 철근의 성질을 변화시켜 강도를 떨어뜨릴 수 있기 때문입니다. 용접을 하려면 용접 가능한 철근을 사용하여야 하며 반드시 감리원의 입회와 승인이 필요한 아주 중요한 사항입니다.
반드시 기억해야 할 3가지
D19 이하는 45배, D22는 50배!
상부 철근과 겹침이음은 1.3배 더 길게!
용접은 절대 금물!
이 세 가지 원칙만 현장에서 철저히 지켜야 합니다. 단 너무 과다하다 생각되면 정밀구조설계를 통해 부재별, 위치별로 필요한 길이를 개별적으로 산정할 수 있습니다. 결국 건설비용을 줄이려면 소규모기준보다는 정밀해석에 의한 방법이 좋습니다.
