전단철근 상세 관련 기준

■ 콘크리트구조기준 해설(2012)

    

5.2.1 표준갈고리

 

(1) 주철근의 표준갈고리는 다음과 같이 180°표준갈고리와 90°표준갈고리로 분류되며, 각 표준갈고리는 다음 규정을 만족하여야 한다.

⓵ 180° 표준갈고리는 구부린 반원 끝에서 4db 이상,또한 60mm 이상 더 연장되어야 한다.

② 90°표준갈고리는 구부린 끝에서 12db이상 더 연장되어야 한다.

【해설】

스터럽과 띠철근의 표준갈고리는 D25 이하의 철근에만 적용된다. 또한 구부린 끝에서 6db로 직선 연장한 90°표준갈고리는 D16이하의 철근에 적용한다.

(2) 스터럽과 띠철근의 표준갈고리는 90°표준갈고리와 135°표준갈고리로 분류되며, 다음과 같이 제작하여야 한다.

①90° 표준갈고리

(가) D16이하의 철근은 구부린 끝에서 6db이상 더 연장하여야 한다.

(나) D19, D22 및 D25 철근은 구부린 끝에서 12db이상 더 연장하여야 한다.

【해설】

<해설 그림 5.2.1.1 표준갈고리>

5.2.2 구부림의 최소 내면 반지름

 

(1) 주철근의 180°표준갈고리와 90°표준갈고리의 구부림 최소 내면 반지름은 표 5.2.1의 값 이상으로 하여야 한다.

철근 크기	최소 내면 반지름
D10~D25	3db
D29~D35	4db
D38 이상	5db

<표 5.2.1 구부림의 최소 내면 반지름>

 

(2) 스터럽과 띠철근용 표준갈고리의 내면 반지름은 다음 규정을 따라야 한다.

① D16이하의 철근을 스터럽과 띠철근으로 사용할 때, 표준갈고리의 구부림 내면 반지름은 2db 이상으로 하여야 한다.

② D19 이상의 철근을 스터럽과 띠철근으로 사용할 때, 표준갈고리 구부림 내면 반지름은 표 5.2.1에 따라야 한다.

(3) 스터럽 또는 띠철근으로 사용되는 용접철망(원형 또는 이형)에 대한 표준갈고리의 구부림 내면 반지름은 지름이 7mm 이상인 이형철선은 2db, 그 밖의 철선은 db 이상으로 하여야 한다. 또한 4db보다 작은 내면 반지름으로 구부리는 경우에는 가장 가까이 위치한 용접 교차점부터 4db 이상 떨어져서 철망을 구부려야 한다.

(4) 표준갈고리 외의 모든 철근의 구부림 내면 반지름은 표 5.2.1의 값 이상이어야 한다.

 

【해설】

구부린 철근을 큰 응력을 받는 곳에 배치하는 경우 내부의 콘크리트가 파쇄되는 것을 방지하기 위해서 구부림 내면 반지름을 더 크게 하여야 한다.(해설 그림 5.2.2.1)

<해설 그림 5.2.2.1 철근 구부림 내면 반지름>

    

7.12.3 전단철근

(1) 철근이나 철선으로 구성되는 전단철근과 한 가닥 또는 여러가닥의 스터럽은 다음의 규정에 따라 d가 150mm이상이고 전단철근의 지름이 16배 이상인 슬래브와 기초판에 적용될 수 있다. 전단철근은 7.12.3(2)부터 (5)까지 규정에 따라 설계하여야 한다.

【해설】

… 8.5.4는 전단보강에 사용되는 철근과 철선에 대한 스터럽 형태의 전단보강철근에 대한 정착을 규정하고 있다. 해설 그림 7.12.3.1(가)~(다)와 같이 이러한 전단보강철근은 슬래브의 상·하부에 휨철근을 구속시키는 것이 가장 중요하다. 250mm 이하의 슬래브에 8.5에 의해 전단보강철근을 정착하는 것은 시공이 어렵기 때문에 각 수직철근이 철근의 항복강도를 발현할 수 있는 플레이트나 전단머리에 기계적으로 정착된 전단보강철근을 사용하는 것이 매우 유용하다. …

<단일가닥 스터럽, 다중가닥 스터럽, 폐쇄형 스터럽 상세>

 

(5) 슬래브 전단철근은 단면 상, 하에서 충분히 정착되어야 한다. 스터럽은 8.5에서 제시하는 정착 요건을 만족시켜야 하며, 길이방향 휨철근을 둘러싸야 한다.

 

8.5.4 복부철근의 정착

 

(1) 복부철근은 피복 두께 요구 조건과 다른 철근과 간격이 허용하는 한 부재의 압축면과 인장면 가까이까지 연장하여야 한다.

【해설】

스터럽은 가능한 부재의 압축면 가까이 연장되어야 한다. 이는 극한하중에 근접되면 휨인장 균열이 깊게 발생하기 때문이다.

    

(2) 단일U형 또는 다중 U형 스터럽의 단부는 다음 중 한가지 방법으로 정착시켜야 한다.

① D16 이하 철근 또는 지름 16mm 이하 철선으로 종방향 철근을 둘러싸는 표준갈고리로 정착하여야 한다.

② fy가 300MPa 이상인 D19, D22 및 D25 스터럽은 종방향 철근을 둘러싸는 표준갈고리 외에 추각로 부재의 중간 깊이에서 갈고리 단부의 바깥까지 0.17*db*fy*/√fck 이상의 묻힘길이를 확보하여 정착하여야 한다.

【해설】

철근 또는 이형철선으로 구성된 스터럽에 대한 정착 요규 조건들을 종전 기준보다 단순화하였다. 즉 갈고리 없이 직선으로 정착하면 콘크리트를 타설하는 동안 스터럽을 제 위치에 잡아두기가 곤란하며, 스터럽 단부 근처에서 전단균열과 교차할 때 효과적이지 않을 수 있으므로 직선으로 정착하는 규정을 삭제하였다.

① D16이하의 철근에 대해서는 정의된 표준갈고리 스터럽으로 종방향 철근을 둘러싸서 정착한다. 그러나 fy가 300MPa 미만인 철근을 스터럽으로 사용하는 경우에는 D16을 초과하는 D19, D22 또는 D25스터럽에도 이 규정을 적용할 수 있다.

② D19, D22 또는 D25의 스터럽을 종방향 철근 주위에 말착되게 구부리기 힘들고, fy가 300MPa 이상인 철근에서는 발생하는 힘이 크므로 스터럽의 정착은 갈고리의 효과와 철근 묻힘길이에 의해 이루어 진다.

스터럽 갈고리 내의 종방향 철근은 인장구역에서도 휨균열의 폭을 제어한다.

… 다만, fy가 300MPa 미만인 스터럽의 경우 표준스터럽 갈고리만으로 충반한 정착이 확보된다. 더 높은 강도를 가진 스터럽에 대해서는 묻힘길이가 검토되어야만 한다. 135° 갈고리가 더 효과적이지만, 90°갈고리의 자유단이 5.2.1(2)와 같이 철근지름의 12배로 충분히 연장된다면 90°갈고리를 사용할 수도 있다. 해설그림 8.5.4.1은 스터럽과 굽힘철근의 정착을 도시한 것이다.

<해설 그림 8.5.4.1 스터럽과 굽힘철근의 정착>

    

(3) 단일 U형 또는 다중 U형 스터럽의 양 정착단 사이의 연속구간 내의 굽혀진 부분은 종방향 철근을 둘러싸야 한다.

    

(5) 폐쇄형으로 배치된 한 쌍의 U형 스터럽 또는 띠철근은 겹침이음길이가 1.3ld 이상일 때 적절하게 이어진 것으로 볼 수 있다. 깊이가 450mm 이상인 부재에서 스터럽의 가닥들이 부재의 전 깊이까지 연장된다면 폐쇄스터럽의 이음이 적절한 것으로 볼 수 있다. 이때 한 가닥의 이음부에서 발휘 할 수 있는 인장력, Ab*fyt는 40kN 이하이어야 한다.

    

■ 도로교 설계기준(한계상태설계법)해설(2015)

 

5.11.4.6 스터럽, 띠철근의 정착

 

(1) 스터럽, 띠철근은 일반적으로 절곡, 갈고리 또는 용접 횡철근에 의해 정착된다. 철근은 갈고리 또는 절곡의 안쪽에 배치하여야 한다.

(2) 정착은 그림 5.11.8에 의한다.

<그림 5.11.8 스터럽, 띠철근의 정착>

5.12.2.6 전단철근

 

(2) 전단철근은 다음의 조합으로 구성될 수 있다.

- 종방향 인장철근과 압축부를 둘러싸는 폐쇄철근 또는 U형 철근(그림 5.12.4 참조)

<그림 5.12.4 전단철근의 예>

 

- 굽힘철근

- 종방향 철근을 둘러싸지 않지만 압축영역과 인장영역에 적절히 정착된 단일 철근

(3) 전단철근은 충분히 정착되어야 한다. 비틀림모멘트가 작용하지 않는 경우에는 전단철근이 복부 면 근처에서 겹침이음 하여도 좋다.

(4) 한 단면에서 전단철근 중 최소 50%는 폐쇄철근이나 U형 철근의 형태를 사용하여야 한다.

 

■ 도시철도 기술자료집(개착터널) (2004)

 

2.7.9 철근배근 상세

 

3) 폐쇄띠철근 또는 폐쇄스터럽은 종방향 철근 주위를 한 가닥의 스터럽이나 띠철근으로 한바퀴 돌려서 교차되는 위치에 표준갈고리로 중첩시켜 만들거나 한 가닥 또는 두 가닥의 철근을 B급 이음(1.3ld 이음)으로 겹침이음한 형태로 만들거나 「콘크리트구조설계기준 8.5.4」에 따라 정착시켜 만들어야 한다.

 

<표 3.2.22 스터럽 형상 및 치수(mm)>

아. 철근의 갈고리와 구부리기

- 콘크리트 구조기준 해설 5.2.2 내용과 동일(생략) -

3) 철근의 갈고리와 구부리기 길이

<철근의 갈고리와 구부리기 길이>

    

■ 한계상태설계법 도입에 따른 전단설계적용방안 검토 (설계처-1272, 도로공사 설계실무 자료집 2019)

 

- 실무 적용 중인 한가닥 스터럽은 콘크리트 구조기준(2012)에는 양단에서의 정착이 135°갈고리와 90° 갈고리를 동시에 갖는 그림으로 제시 중이나,

- 신 설계기준(한계상태설계법)에서는 한가닥 스터럽 각 단 정착을 135°갈고리와 90°갈고리가 모두 가능한 것으로 규정(아래 참조)

※ 간격재 철근 형상이 종방향 철근을 감싸는 경우 전단철근으로 이용 가능함

※ 관계기관 질의회신 결과 : 구부림 철근의 적정 연장을 통해 가능함.

  → (90°갈고리 10db 이상)

전단철근 형상은 ①, ②, ③ 모두 가능하며, 시공성 향상을 위해 ③으로 설계반영

90°갈고리 정착 연장 10db 이상