철근 이음 공법 0970961 고 인규 2400829 임 지섭

차 례 철근 이음의 필요성 철근이음위치 결정과 방법선택 철근이음의 종류 철근정착 길이, 위치 철근의 피복두께 현장사례조사 결론

철근 이음의 필요성 철근은 콘크리트와 일체가 되어 구조체의 뼈대 역할을 하게 된다. 철근의 끊어짐 없는 상태가 구조안전성 측면에서 가장 좋으나 철근은 생산, 운반, 시공의 편의상 적정한 크기로 절단하여 운반, 조립되므로 이음이 필요로 하게 된다.

철근 이음 위치결정과 방법선택 철근의 이음 부위는 구조적으로 취약하므로 이음위치 결정과 이음 방법 선택은 매우 중요하다. ① 이음의 위치는 응력이 큰 곳을 피하고 엇갈리게 잇는 다. ② 동일한 곳에 철근 수의 반 이상을 이어서는 안 된다. ③ 주근의 이음은 인장력이 가장 작은 곳에 두어야 한다. ④ 지름이 다른 주근을 잇는 경우에는 작은 주근의 지름 을 기준으로 한다.

철근 이음의 종류 겹침 이음 기계식 이음 (나사식 이음, 슬리브 압착 이음) 용접이음 G-loc Splice (아크용접, 플러시 버트 용접, 가스압접) G-loc Splice Cad Welding

겹침 이음(lapped splice) 철근을 나란하게 엎대여 이어나가는 이음 방식을 겹침 이음이라 하고 그 끝은 갈고리를 내고 겹친 부분은 결속선으로 묶는다. 겹친길이, 즉 이음길이는 콘크리트의 강도, 철근의 굵기와 강도에 따라 다르게 하지만 그 부착강도는 이음길이에 비례하는 것은 아니다. 겹침 이음의 강도는 주변 콘크리트의 성질에 크게 영향을 받음으로, 콘크리트의 품질관리가 매우 중요하다.

겹침 이음의 장단점 ① 콘크리트 시공상태 나 양생상태에 따라 부 착 응력 이 허용내력 이하가 될 수 있다. ② 겹침 부분에서 철근의 손실이 생긴다. ③ 시공방법이 단순하므로 작업비용이 적게 드나 현실적으로 품질에 문제가 있다. ④ 고장력강의 경우 이음부의 허용 응력 이하 가 된다. ⑤ 굵은 철근이 많은 곳에서 이음부분에 철근 이 겹쳐 콘크리트 주입에 문제가 있다.

기계식 이음 (나사식 이음) 나사가공에 의한 이음 방법은 이음 할 철근의 양쪽 단부를 나사 가공하여 수 나사부를 만들고, 암 나사 가공된 커플러를 회전시켜 체결한다. 나사마디철근을 사용한 이음 방법에서는 그 표면이 나사형태로 마무리되어 있으므로 이음 시에는 내면이 나사 가공된 커플러(coupler)를 회전시켜 체결 접합한다.

기계식 이음 (나사식 이음)

기계식 이음 (슬리브 압착 이음) 원형 강관(sleeve)내에 이형철근을 삽입하고 이 강관을 상온에서 압착 가공함으로써 이형철근의 마디와 밀착되게 하는 방법으로 힘의 전달이 이형철근의 마디와 강관의 맞물림 작용으로 이루어지는 방법이다.

기계식 이음 (슬리브 압착 이음)

기계식 이음의 장단점 ① 공장가공품으로 현장치수에 맞지 않을 수 있고 현장가공이 어렵다. ② 시공이 까다롭고 비경제적이다. ③이음의 위치가 정확하고 길이가 정확해야 하므로 가공 정밀도가 높아야 한다.

용접 이음 아크 용접(arc welding) 플라시 버트 용접(flush butt welding) 가스압접 용접봉과 철근에 전류를 통하게 하여 용접봉의 끝 부분을 녹여 철근에 용착한다. 플라시 버트 용접(flush butt welding) 전류를 통한 철근을 강압하여 맞대면 전기저항에 의하여 접촉부가 적열되고 용융상태로 되어 용접된다. 가스압접 산소·아세틸렌 가스 등을 이용하여 철근을 가열함과 동시에 압력을 가함으로써 철근의 접촉부가 부풀어 올라 철근이 접합되는 이음이다.

용접 이음

용접이음 외관 검사

용접이음 외관 검사

용접 이음의 장단점 ① 용접부 주변의 철근 허용응력이 감소한다. ② 시공시간이 많이 걸린다. ③ 공사비용이 높고 시공상태의 확인점검이 어렵다. ④고강도 철근은 용접주변의 강도의 저하가 크다. ⑤작업이 까다로워 숙련공이 아니면 시공할 수 없다. ⑥ 철근의 손실이 없다. ⑦ 콘크리트 타설이 쉽다

G-loc splice G-loc Sleeve와 Reducer Insert를 이용하여 철근을 이음하는 것으로 철근의 규격이 서로 다른 경우에도 사용이 가능하다.

G-loc splice (시공시 유의사항) ①수직철근 전용 이음 방법에 주로 사용 한다. ②철근의 단부는 평평해야 한다. ③Sleeve나 wedge는 철근 규격에 맞는 것을 사용한다.

Cad Welding 철근에 슬리브를 끼워 연결하고, 철근과 슬리브 사이의 공간에 순간 폭발을 발생시켜 합금을 녹여 흘러 보내 충전하여 잇는 방법이다.

이음 위치 (기둥)

이음 위치 (보)

철근의 정착길이 ① 큰 인장력을 받는 곳의 정착길이는 철근 지름의 40배 이상, 압축철근 및 작은 인장력을 받는 곳의 정착길이는 철근지름의 25배 이상으로 한다. ② 정착길이는 Hook 중심간의 거리로 하며, Hook의 길이는 정착길이에 포함하지 않는다. ③ 철근의 정착은 기둥이나 보의 중심을 벗어난 위치에 둔다.

철근의 정착 위치 ①기둥의 주근은 기초에 정착한다. ②보의 주근은 기둥에 정착한다. ③작은 보의 주근은 큰보에 정착한다. ④직교하는 단부 보 밑에 기둥이 없을 때에는 보 상호 간에 정착한다. ⑤지중보의 주근은 기초 또는 기둥에 정착한다. ⑥벽철근은 기둥, 보, 기초 또는 바닥판에 정착한다. ⑦바닥철근은 보 또는 벽체에 정착한다.

철근의 피복 두께 철근의 피복두께는 철근의 외면과 콘크리트 표면과의 거리를 말한다. 철근의 피복두께는 부재내부응력에 의한 균열, 외기의 습기에 의한 철근의 녹슬기, 불의의 화재시 가열로 인한 강도 저하 등에 직접 관계가 크기 때문에 건물의 수명에 영향을 미치게 된다.

피복두께의 필요성 철근콘크리트는 콘크리트 속에 철근이 들어있는 것으로 주로 콘크리트가 압축력을, 철근이 인장력을 분담한 복합재료이다. 이 때문에 소정량의 철근이 콘크리트의 소정위치에 건전한 상태로 존재하지 않으면 철근 콘크리트 부재로서의 필요한 구조성능을 충족시킬 수가 없다. 따라서 철근 콘크리트 부재에 필요한 성능을 발휘시키기 위해서는 피복두께를 확보하는 것이 중요하게 된다.

철근의 최소 피복두께(mm) 피복두께 부 위 흙에 접하지 않은 부위 30 40(30) 40 50(40) 접한 부위 50 70 부 위 피복두께 흙에 접하지 않은 부위 지붕슬라브, 바닥슬라브, 비내력벽 옥내 30 옥외 40(30) 기둥, 보, 내력벽 40 50(40) 기둥, 보, 바닥슬라브, 내력벽 접한 부위 50 기초, 옹벽 70

현장조사 검단 하수처리장 관리동 시공현장

건축개요 구분 내용 대지위치 인천광역시 서구 수도권 매립지 3공구 내 지역· 지구 자연 녹지 지역, 매립지 대지면적 101,380.00㎡(30,667.31평) 건축면적 4,754.14㎡(1,438.13평) 연면적 5,258.17㎡(1,590.60평) 건폐율 4.69% 용적률 5.19% 구조 철근 콘크리트조 최고높이 13.00m 주차대수 계획 52대

관리동 시공현장 전경 관리동 2층 공사현장을 중심으로 조사진행. 사진에서 보는것이 관리동 시공현장의 전경이며, 함께 건설되는 하수처리시설등의 경우 거의 시공이 끝나가고 있었으며, 관리동 역시 지하와 지상1층의 시공이 마무리되어 있었기에 지상2층 시공현장을 중심으로 현장방문을 진행하였다. 관리동 2층 공사현장을 중심으로 조사진행.

관리동 구조설계 기준 극한강도 설계법을 기준으로 구조설계 실시 극한강도 설계법 : 확률의 개념을 도입하여 재료가 파괴될 때까지의 최대능력을 설계에 반영. 허용응력도 설계법에서 재료에 안전계수를 곱하여 안전성을 확보하였다면, 극한강도 설계법은 하중계수를 곱하여 하중을 크게 보고, 부재의 강도는 최대강도를 그대로 적용하는 대신에 강도저감계수를 적용

극한강도 설계법의 특징 정착과 이음의 길이를 논리적인 근거에 의거하여 상세하게 정하고 있다. 균열, 처짐, 수축 및 온도철근 등 사용성과 내구성에 대한 기준을 명백히 함 내진규정을 적용 콘크리트의 소성범위를 계산에 반영 경량콘크리트, 고강도콘크리트, 용접철망 등 다양한 재료에 대한 규정을 하고 있다.

현장에서의 철근가공 및 운반(1) 구조설계에 따른 견적에 따라 약 2톤 단위로 포장반입 현장에 철근가공을 위한 작업장을 설치하여 절단 및 구부리기 등의 철근가공을 실시

현장에서의 철근가공 및 운반(2) 트럭 및 크레인 등의 장비를 이용하여 작업할 장소까지 운반. 현장에 반입되는 철근은 8M~10M길이단위로 공장에서 가공하여 반입.

철근 배근과 가공 및 이음 설계도면에 따라 철근 배근을 실시하며, 배근 작업을 실시하면서 필요에 따라 공구를 이용하여 철근에 대한 절단과 구부림 작업을 한다. 관리동 건설현장에서의 철근이음은 모두 겹침 이음을 채택.

2층 슬래브와 보의 배근모습

철근의 배근과 이음(1) 사진 왼쪽 하단부에 겹침이음이 되어있는 모습을 볼 수 있다. 사진중앙에 보이는 것은 스페이서.

철근의 배근과 이음(2) 철근 배근과 함께 설비공사를 실시하며, 배근 및 설비공사가 마무리되면 청소를 실시한 뒤, 감리를 받고 콘크리트를 타설한다

결론 철근의 이음에 관한 문제는 철근 콘크리트 건물의 시공성과 안정성에 중요한 요인이 된다. 특히 최근 철근콘크리트 구조물은 대형화, 초고층화됨에 따라 철근의 지름이 굵어지고 고강도화 되고 있기 때문에 철근의 이음문제가 더욱 중요하게 제기되고 있는 실정이다. 이에 따라 앞으로 건축계의 차세대 주자가 될 우리가 더욱더 경제적이고 효과적인 새로운 철근이음공법을 개발하고 발전시켜야 할 것이다.

공사 개요 시공 회사 : 대림산업주식회사 공 사 명 : 잠실동 22번지 아파트 재건축조합 신축공사 공 사 명 : 잠실동 22번지 아파트 재건축조합 신축공사 (잠실 주공 2단지 재건축 공사) 건물 용도 : APT 및 부대시설 건물 규모 : 지상 33층, 지하2층 규 모 : 6만6천 평을 삼성, 대림, 대우, 우림 4개 회사가 함께 시공 대림산업은 18개동 1359세대, 주차장 4개를 맡음.

현장 정경

잠실 2단지 재건축 현장 옆에 있는 3단지 재건축 현장(GS건설, 현대건설)

주근 철근 배치

부근 철근 배치

철근 이음 모두 마친 모습

콘크리트 타설 직전 철근 배근 모습

철근의 정착 길이 Fy = 4000kgf/㎠ (단위 mm) 구분 Fck HD10 HD13 HD16 HD19 HD22 인장철근 slab 이외의 부재 일반철근 210 420 550 680 800 1160 240 400 510 630 750 1080 270 370 490 600 710 1020 300 360 460 570 670 970 상부철근 880 1040 1500 820 1410 770 920 1330 730 870 1260 410 580 780 380 540 340 650

철근의 이음 길이 Fy = 4000kgf/㎠ (단위 mm) 구분 Fck HD10 HD13 HD16 HD19 HD22 인장철근 slab 이외의 부재 일반철근 210 550 710 880 1040 1500 240 510 670 820 970 1410 270 490 630 770 920 1330 300 460 600 730 870 1260 상부철근 930 1140 1350 1950 1070 1280 1830 1010 1190 1720 780 950 1130 1640 390 530 750 700 940 470 660 890 440 840

콘크리트 타설 직전 청소하는 모습

기타 모습

기타 모습

콘크리트 타설 모습