철근 SD600 구조설계시 유의사항

 

강도가 높은 철근을 사용할수록 적은 철근량으로도 부재의 저항성능을 구현할 수 있으므로 경제성을 높일 수 있고, 지나치게 촘촘한 철근배치로 인한 콘크리트와의 재료분리 우려가 줄어서 구조적 품질확보라는 장점도 있습니다.

그러나 휨부재에서 인장측 주근의 간격이 지나치게 커지면서 균열발생 가능성도 우려되고, 특히 지진 등에 대해서 부재의 연성거동을 결정하는 후프나 스트럽 철근 등의 강도가 높을 수록 연성거동 능력은 저하될 수 있어서 오히려 독이 될 수 있습니다.

철근 가격이 급등하면 단가가 높더라도 높은 강도의 철근을 적용하는 것이 요구철근량을 크게 줄여줄 수 있어서 발주자나 설계자에게는 큰 매력일 수 있겠으나, 높은 강도의 철근을 적용해서는 안되는 부위가 있고, 높은 강도의 철근을 사용함에 있어서 주의를 기울여야 하는 내용도 있음을 환기하기 위하여 아래의 자료를 링크하여 올립니다.

SD600 철근 사용시 주의사항

Ⅰ. 개요

     KDS 기준과 관련하여 SD600 철근을 구조설계에 반영시 제한사항 등 정리

Ⅱ. 내용

     1. SD600 사용가능 여부 [KDS142020, KDS142022, KDS142074, KDS142080]

        1) 휨부재

           휨철근 : 사용가능

           스터럽 : 사용불가

                      전단철근은 fy 500MPa까지 사용가능. 단, 벽체 전단철근은 600MPa까지 사용가능 [KDS142022, 4.3.1(3)]

        2) 압축부재

           주철근 : 사용가능

           후프 : 사용불가

                    전단 및 비틀림철근은 fy 500MPa까지 사용가능 [KDS142022, 4.3.1(3), 4.5.1(4)]

           나선철근 : 사용가능

                         나선철근 fy 최대 허용값 2003년 기준 400MPa → 2007년 기준부터 700MPa로 상향 조정

        3) 전단마찰부재(브라켓, 내민받침 등) : 사용불가

           전단마찰철근은 fy 500MPa까지 사용가능 [KDS142022, 4.6.2(5)]

        4) 전단벽체 : 사용가능

           벽체 전단철근은 600MPa까지 사용가능 [KDS142022, 4.3.1(3)]

           수평전단철근 수직전단철근 600MPa 사용시 최소철근비 계산에서는 500MPa로 계산 [KDS142022, 4.9.3(2)(4)]

           예) 수평전단철근(600MPa) 최소철근비 ρh.min=0.0025×400/500=0.002

        5) 슬래브/기초 뚫림전단 관련 전단철근 : 사용불가

           전단위험단면에 배치된 전단철근과 전단보강재는 400MPa까지 사용가능 [KDS142022, 4.11.3(2), 4.11.7(4)]

        6) 쉘/절판부재 : 사용불가

            프리스트레스를 받지 않는 철근은 400MPa까지 사용가능 [KDS142074, 4.4.1.2]

        7) 내진설계부재

           ① 중간모멘트/특수모멘트골조의 골조 주근, 특수철근콘크리트 구조벽체의 소성영역과 연결보 주근 : 사용가능

               단, 내진철근(S등급)을 사용하거나, 성능조건(실제fy≤공칭fy+120MPa, 실제fu/실제fy≥1.25)을 모두 만족하는 일반철근 가능  [KDS142080, 4.1.5]

           ② 선부재(보/기둥 등)의 전단철근 : 사용불가

               선부재의 경우 전단철근 fy 500MPa까지 사용가능  [KDS142080, 4.1.5(1)]

           ③ 벽체의 전단철근 : 사용가능

               벽체의 경우 전단철근 fy 600MPa까지 사용가능  [KDS142080, 4.1.5(1)]

     2. SD600 사용시 부재두께 관련 [KDS 14 20 30] : 상기 그림의 표 참조

     3. SD600 사용시 철근상세 주의 [KDS 14 20 52]

        1) 인장이형철근 정착시 [KDS142052, 4.1.2(5)]

            fy 550MPa를 초과하는 철근에 대해서,

            ① 횡방향철근이 없는 경우 : c/db ≥ 2.5 ; 철근간격과 피복두께를 척근직경의 2.5배 이상으로할 것

            ② 횡방향철근이 있는 경우 : Ktr/db ≥ 0.25와 (c+Ktr)/db ≥ 2.25를 모두 만족하도록 철근 배치할 것

        2) 표준갈고리를 갖는 인장이형철근 정착시 [KDS142052, 4.1.5(6)]

            fy 550MPa를 초과하는 철근을 사용하는 경우에,

            띠철근 또는 스터럽으로 둘러싸는 효과[4.1.5(3)②와 ③]에 따른 보정계수 0.8을 적용할 수 없음

        3) 겹침 용접이음 제한 [KDS142052, 4.5.1(7)]

            기존 콘크리트에 묻혀 있는 철근에 새로운 철근을 잇고자 할 때, 기존 콘크리트에 묻혀있는 철근이 용접용 철근이 아니더라도 fy 500MPa 이하인 경우에는 ①~④항에 따라  새로운 용접용 철근과 겹침이음 할 수 있다.

            → 콘크리트에 묻혀있는 철근이 SD600경우는 새로운 용접용 철근과 겹침 용접이음 할 수 없음

Ⅲ. 결론(실무고려사항)

     1. 휨 또는 압축부재의 주근은 SD600 사용상 제한없음. 단, 철근간격과 피복두께는 [KDS142052, 4.1.2(5)] 고려할 것.

     2. 전단변형 지배부재나 스터럽/후프 등 부재의 연성거동 능력을 결정하는 철근은 가급적 SD400을 사용할 것.  끝.