교각 기둥(원형) 횡방향철근상세 관련 기준 정리

■ 도로교 설계기준(한계상태설계법) 해설 (2015)

5.12.6.3 기둥의 횡방향 철근

(1) 기둥의 횡방향 철근은 사각형 후프띠철근과 보강띠철근, 원형 띠철근, 단일 철근으로 제작된 나선철근, 기계적 이음으로 연결된 나선철근으로 구성한다. 내진 설계의 경우에는 해당 규정에 따라 횡방향 철근을 배치하도록 한다.

(2) 기둥의 횡방향 철근은 축방향 철근 최대 지름의 1/4이상의 지름을 가진 철근이어야 한다.

(10) 하나의 후프띠철근에 보강띠철근을 추가로 사용할 때는 하나의 연속된 철근으로 한쪽단에 135° 이상의 갈고리를 갖고, 다른 쪽 단에 90°이상의 갈고리를 갖는 보강띠철근을 사용하여야 한다. 이때, 135°갈고리는 띠철근 지름의 6배와 80mm중 큰 값이상의 연장길이를 가져야 하며, 90° 갈고리는 띠철근 지름의 6배 이상의 연장길이를 가져야 한다.

 

5.12.6.5 띠철근 상세

(2) 띠철근 압축부재에서는 모든 축방향 철근을 다음과 같은 띠철근으로 둘러싸야 한다.

- D32 이하의 축방향 철근 : D10의 띠철근

- D35 이상의 축방향 철근 : D13의 띠철근

- 다발 철근 : D16의 띠철근

(3) 띠철근의 간격은 축방향 철근 최소 지름의 20배 이하, 압축부재 최소치수 이하, 400mm이하로 하여야 한다. D32보다 큰 철근을 다발로 한 경우에, 띠철근 간격은 부재 최소치수의 1/2이하, 150mm이하로 하여야 한다.

(6) 압축부재의 최하단 띠철근은 기초나 하단연결부재의 상부로부터 띠철근 간격의 1/2이내에 배치하여야 하며, 최상단 띠철근은 상단연결부재의 최하단 수평철근으로부터 띠철근 간격의 1/2 이내에 배치하여야 한다.

 

8.10.3.2 단부구역과 소성힌지구역의 설계

(1) 캔틸레버로 거동하는 기둥의 하단과 골조로 거동하는 기둥의 하단과 상단을 단부구역으로 한다.

기둥 하단의 단부구역은 기초의 상면에서부터의 길이로 결정되며, 골조로 거동하는 기둥의 상단 단부구역은 기둥과 연결된 부재의 하면에서부터의 길이로 결정한다.

기둥에서 단부구역의 길이는 기둥의 최대 단면치수, 기둥 순높이의 1/6, 450mm중 가장 큰 값으로 하여야 한다.

 

8.10.3.3 축방향 철근과 횡방향 철근

(7) 소성거동이 예측되지 않는 단부구역은 모든 축방향철근이 겹침이음 없이 연속될 필요는 없으나, 횡방향철근은 8.10.3.5의 철근상세를 만족하여야 하며, 간격은 부재 최소 단면 치수의 1/4 또는 축방향철근지름의 6배 중 작은 값을 초과하지 않아야 한다.

 

8.10.3.5 심부구속 횡방향철근상세

(7) 원형 띠철근 중에서 양단에 90°갈고리를 갖고 1개소 또는 2개소에서 철근 지름의 40배 이상으로 겹침이음된 원형 후프띠철근에 2개의 보강띠철근이 후프띠철근의 겹침이음 구간을 감싸는 경우에는 완전원형후프로 간주할 수 있다.

이때 후프띠철근의 90°갈고리는 축방향철근에 걸리게 하여야 하며, 2개의 보강띠철근은 후프띠철근의 겹침이음구간의 양쪽 끝부분에 배치하여야 한다.

또 교각의 종방향과 단면 평면방향으로 보강띠철근의 90°갈고리가 연달아 걸리지 않도록 보강띠철근의 양단을 바꿔주어야 하며, 원형 후프띠철근의 겹침이음 부분이 교각의 종방향으로 연달아 위치하지 않도록 배치하여야 한다.

 

■ 횡방향 철근 상세 예시

* 한계상태설계법을 적용한 도로교 설계사례 및 해설서(III)- 하부구조-

제3장 교각 상세설계 (횡방향 철근상세 검토)

 

구분	횡방향 철근 상세도			관련 설계기준(도·한 8.10.3.5)
① 보강 띠철근 배근				① 원형 띠철근 중에서 양단에 90°갈고리를 갖고 1개소 또는 2개소에서 철근 지름의 40배 이상으로 겹침이음된 원형 후프띠철근에 2개의 보강띠철근이 후프띠철근의 겹침이음 구간을 감싸는 경우에는 완전원형후프로 간주할 수 있다. 이때 후프띠철근의 90°갈고리는 축방향철근에 걸리게 하여야 하며, 2개의 보강띠철근은 후프띠철근의 겹침이음 구간의 양쪽 끝부분에배치하여야 한다. 또 교각의 종방향과 단면 평면방향으로 보강띠철근의 90°갈고리가 연달아 걸리지 않도록 보강띠철근의 양단을 바꿔주어야 하며, 원형 후프띠철근의 겹침이음 부분이 교각의 종방향으로 연달아 위치하지 않도록 배치 하여야 한다. ② 원형기둥에서 심부구속철근으로 원형띠철근을 사용하는 경우, 원형후프띠철근을 용접 또는 기계적 연결장치 등으로 연결하면 나선과 동일한 심부구속효과 발휘
② 기계적 이음

 

⦁소성거동이 예측되지 않는 단부구간도 지진시의 불확실성을 반영하여 도.한 8.10.3.3에 의거 ①번 또는 ②번의 철근상세를 적용시켜야 하며, 본 시범설계에서는 경제성과 시공성을 종합적으로 고려하여 ②번 기계적 이음을 적용하였다.

(철근의 정착에 대한 규정)

 

스터럽 및 띠철근의 정착
비내진	내진(보강띠철근)
	135° 철근 6db, 80mm중 큰 값 이상 90° 철근 6db 이상

 

⦁교각기둥은 내진상세를 준용하여야 하므로 상기에서와 같이 내진설계에서 보강띠철근의 상세에 대한 정착길이를 적용하였다.

 

* 국도건설공사 설계실무요령(2021), 4. 구조물공(설계요령) P359

－ 원형기둥 띠철근의 내진 상세(소성힌지 구간, 예시)