인장철근 정착길이|

[최현기]

다음이 인장철근에 대한 정착길이 산정식이다.

       .........................(1)     

ⓐ 여기서 (C+Ktr/db)는 2.5이하로 제한하는데, 이것은 정착길이의 부족으로 인해 뽑힘파괴가

    일어나는 것을 방지하기 위함이다.

ⓑ fck = 700 kgf/cm2 or √fck=26.5 로 최대값을 제한하는데, 이것은 그이상의 고강도콘크리트에

    대해서는 같은 내용이 적용될 수 없다는 것을 의미한다.

α는 철근의 위치계수로서,

      정착이나 이음부 하부에 30cm 이상의 콘크리트가 타설된 경우: 1.3

      그 밖의 철근: 1.0
β는 철근의 표면처리 계수 (에폭시도막계수)로서,

      피복두께가 3db미만 또는 순간격이 6db 미만인 에폭시도막철근 또는 철선: 1.5

      기타 에폭시도막철근 또는 철선: 1.2

      도막되지 않은 철근: 1.0
γ는 철근의 크기계수

      D19이하: 0.8 , D22이상: 1.0

λ는 경량콘크리트에 대한 계수
      fsp 가 주어지지 않은 경량콘크리트: 1.3

      fsp 가 주어진 경량콘크리트:

      보통 콘크리트: 1.0

c는 정착되는 철근의 중심에서 콘크리트 표면까지의 거리와

      정착되는 철근의 중심간 거리의 1/2 중에서 작은 값이다. 단위는 cm이다.

Ktr은 횡방향 철근지수인데, 횡방향철근이 쪼갬파괴에 저항하는 기여도를 고려한 항이다.

따라서 그 값에는 횡방향철근의 단면적, 항복강도, 중심간 간격 등이 들어있다.

설계를 간편하게 하기 위해서 횡방향 철근지수를 0으로 둘 수 있다.

이것은 정착길이가 더 길어진다는 것을 의미한다.

여기서 Atr은 (간격 s 내에서) 정착된 철근면을 따라서 일어날 쪼갬짐 평면을 만나는 횡방향

철근의 전체 단면적이다. 이것은 단순히 횡방향으로 가로 놓인 철근을 말하는 것이 아니라

전단 스터럽과 같이 구속력을 제공하는 철근을 말한다.

한 개의 전단철근이 균열과 만나는 경우, 균열과 만나는 두 다리 모두를 포함시켜야 한다.

n은 쪼개지는 평면에 놓이는 정착철근의 개수를 말한다.

예를 들어 정착되는 인장철근이 3개이면, n=3이 된다.

따라서, 주어진 조건 b=300mm d=500mm  보의 기둥 접합부에서 보의 상단 인장측이

3-d22 철근으로 보강되어 있을때 이 철근의 정착길이는 다음과 같이 계산될 수 있다.

(fck=21MPa fy=400MPa)

db=2.2 cm

fy=400 MPa = 400*10^6 N/m2 = 4000 kgf / cm2

fck=21 MPa = 210 kgf/cm2  √ fck = √ 210 = 14.491

α는 기둥+보의 접합에 대한 위치이므로, 하부에 30cm 이상의 콘크리트가 타설된 경우

      라고 볼 수 있으므로, α = 1.3

β는 도막되지 않은 철근으로 보고, β = 1.0 (에폭시 철근은 주로 해상구조물 등 염해에

      노출된 구조물에 많이 적용되며, 색상은 일반철근과 달리 초록색(에폭시도막)을 띰.

γ는 D22이상이므로, γ = 1.0

λ는 fck=21 MPa 정도이면 보통콘크리트로 간주하므로, λ = 1.0

c는 정착되는 철근의 중심에서 콘크리트 표면까지의 거리와

      정착되는 철근의 중심간 거리의 1/2 중에서 작은 값이므로, 7.5 cm 로 볼수 있다.

      l                      ㅣ

      l    ㅇ   ㅇ    ㅇ  ㅣ    3 D22 = 4 @ 75 = 300

      l                      ㅣ

      ←       300       →

따라서, 인장철근의 산정식(1) 에 대입하면,

ℓd = (0.285 * 2.2 * 4000 / 14.491) × {1.3*1.0*1.0*1.0/(7.5+0/2.2)}

      = 173.073 × {1.3/3.409} = 66 cm  

따라서, 정착길이는 66cm 이상으로 한다. (구부린 길이 포함.)