건축 철근의 최소 피복두께 제한과 사용성

최소피복두께 제한의 목적

1) 내구성 확보

2) 내화성 확보

3) 철근과 부착력 확보

4) 시공성 확보 - 타설의 용이성, 수밀성

 

최소피복두께 제한

	현장타설 콘크리트	프리캐스트 콘크리트	프리스트레스 콘크리트
수중	100mm
흙에 접하여 타설 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트	80mm		80mm
흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출	(1) D29 이상 : 60mm (2) D25 이하 : 50mm (3)D16 이하 : 40mm	(1) 벽체 - D35 초과 : 40mm - D35 이하 : 20mm (2) 기타 부재 - D35 초과 : 50mm - D19 이상 : D35 이하 : 40mm - D 16 이하 : 30mm	(1) 벽체, 슬래브, 장선구조 : 30mm (2) 기타 부재 : 40mm
옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트	(1) 슬래브, 벽체, 장선 D35초과 : 40mm D35 이하 : 20mm (2) 보, 기둥 : 40mm fck >= 40N/mm2일 경우 - 10mm 저감 가능 (3) 셀, 절판부재 : 20mm	(1) 슬래브, 벽체, 장선구조 1. D35초과 : 30mm 2. D35 이하 : 20mm (2) 보, 기둥 1. 주철근 db 2. 띠철근, 스트럽, 나선 철근 : 10mm (3) 셀, 절판부재 1. 긴장재 : 20mm 2. D19 이상 : 20mm 3. D16 이하 : 10mm	(1) 슬래브. 벽체, 장선 : 20mm (2) 보, 기둥 1. 주철근: 40mm 2. 띠철근, 스터럽, 나선 철근 : 30mm (3) 셀, 절판부재 1. D19 이상 : db, 20mm 이상 2. D16 이하 : 10mm

 

 

 

 

균열폭 제어 KCI (03)

균열 폭 제어의 중요성

• 외관, 사용자 불안, 누수
• 철근부식 - 구조물의 내구성 저하

부식이 일어나기 쉬운 조건

• 염화물 또는 그 밖의 부식성 물질이 있을 때
• 상대습도가 60%를 초과할 때
• 주위의 온도가 높을 때
• 건조와 습윤이 반복될 때
• 예상 외의 전류가 철근에 흐를 때

 

균열 폭에 영향을 미치는 변수

철근의 종류의 영향

• 원형철근, 이형철근

철근의 응력의 영향

• 균열폭은 (fs)^n에 비례 n=1.0 ~ 1.4
• 철근의 응력이 140Mpa ~ 250MPa 에서 n=1.0

피복두께의 영향

• 충분한 피복두께 확보
• 철근들을 콘크리트 인장구역에 고르게 분포

 

균열 폭 계산식

 

 

• w=최대 균열폭(mm)
• fs = 철근 인장응력 (N/mm2)
• Es = 철근의 탄성계수(N/mm2)
• dc=인장 연단부터 가장 가까운 인장철근 중심까지 거리(mm)
• Bc= 중립축에서 인장 연단까지 거리와 중립축에서 철근의 도심까지 거리의 비, h2/h1
• A=콘크리트 총 인장 면적을 철근의 개수로 나눈 콘크리트 유효인장면적(mm2)
• s=최대 철근 간격(mm)
• 간략식 : fs = 2/3 fy, Bc = 1.2(보), Bc = 1.35(슬래브)

 

균열을 산정하기 위한 기하학적 변수

 

 

 

 

균열폭 제어 KCI(07)

휨균열에 관한 규정

(균열폭은 철근의 부식에 비례하지 않는다)

- 보 및 1방향 슬래브의 철근중심간격(s) 제한 두 식으로 계산된 값 중에서 작은 값 이하

Xcr = 건조환경에 노출된 경우 : 280, 그 외 환경에 노출된 경우 : 210

fs = 철근의 응력 (N/mm2)

Cc=순피복두께(mm): 인장철근 표면부터 콘크리트 표현까지 거리 근사적으로 Cc대신에 dc값을 사용하여도 됨.

 

균열 : 표피철근

- 보의 높이가 900mm를 초과하는 경우 인장연단에서 d/2의 지점까지 종방향 표피철근 배치함

정(+)의 휨모멘트에 의한 인장철근

부(-)의 휨모멘트에 의한 인장철근

(3) fs 산정

1. 균열단면 2차 모멘트 산정

(4) 철근 간격 검토

철근간격 적정성 검토

균열 발생 여부 

2. 중립축의 위치 산정

(1) 탄성계수비

(2) 중립축의 위치(c) 산정

3. fs 산정

(1) 균열단면2차모멘트 Icr 산정

4. 철근간격 검토