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철근 콘크리트 구조에서 비용 절감, 시공의 용이성을 이유로 철근의 일부분을 잘라내는 것을 철근의 절단이라고 한다. 철근의 절단은 무턱대고 이루어지는 것이 아니라 적절한 구조적인 분석을 통해 불필요한 부분의 철근만 절단해야 한다. 예를 들어 등분포 하중을 받는 단순보의 휨모멘트도를 보면, 보의 모든 지점에서 최대의 휨모멘트를 받는 게 아니기 때문에, 지점마다 보가 받는 휨모멘트에 대해서만 철근이 저항을 해주면 된다. 따라서 보의 중앙 부분으로부터 떨어진 지점들에선 철근을 일부 절단할 수 있다. 콘크리트는 인장강도가 매우 떨어지기 때문에 철근이 인장력에 저항해주어야 하기 때문에 철근을 아예 제거하는 것은 아니다.
철근은 자르는 데 우선순위가 있다. 다음의 규칙에 따라 절단할 철근을 선택한다.
이론적으로는 보의 위치에 따른 모멘트를 보고 철근의 절단을 정해주면 되지만, 실제로는 경사인장 균열, 전단 강도 감소, 예상치 못한 지점에서의 모멘트 발생, 철근의 정착 길이 등을 고려하여 더 보수적으로 절단 지점을 정한다. 2012년 콘크리트구조기준에서는 모멘트도를 통한 이론적인 절단점에서 다음 두 값 중 큰값만큼 더 철근을 길게 잘라야 한다고 정하고 있다.
만약 다발철근을 사용한다면 이론적인 절단점에서 40db 이상에서 절단한다. 철근에 굽히거나 절곡을 준다면 사인장 균열 방지와 단면 전단강도 증대에 도움이 된다. 굽히거나 절곡을 주는 지점은 일반적인 철근을 자르는 위치의 절반에서 실시한다. 절곡을 하게 되면 철근의 끝부분(정착 부분)이 부재의 압축부에 위치하게 된다.
인장부에서 철근을 절단하면 보의 연성과 전단강도가 감소한다. 안전한 설계를 위해 2012년 콘크리트구조기준은 다음과 같은 규정을 두고 있다.
다음 세 가지 중 한 가지를 만족하는 경우 인장부 철근 절단이 가능하다.
단, 전체 철근량의 50%를 초과하여 한 단면에서 철근을 절단해선 안 된다.
이 글은 공학에 관한 토막글입니다. 여러분의 지식으로 알차게 문서를 완성해 갑시다. |
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