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자료공개

철근콘크리트 내진구조 시공

철근콘크리트 내진구조 시공 

 

1. 일반사항 
1.1 적용범위 
(1) 이기준은철근콘크리트건축구조물의시공시내진구조로하는것이필요한때특별히고려하여 적용할수있는철근, 콘크리트, 철근이음및정착, 접합부, 구조벽체와연결보, 기둥, 슬래브, 기초 및말뚝의성능을실현하기위해특히필요한사항및내진구조시공에관하여적용한다. 

 

관련 법규  :  건축물의구조기준등에관한규칙제394호(국토교통부)

 

 

1.2 기호의 정의 

  • bw∶복부폭또는원형단면의지름(㎜) 
  • d∶단면의유효깊이(㎜) 
  • db∶철근의지름(㎜) 
  • lo∶부재축을따라부재접합면에서횡방향철근을배치하여야하는최소길이(㎜) 
  • s∶구조부재의축방향에따라측정한횡방향철근의간격(㎜) 
  • so∶횡방향철근의최대간격(㎜) 
  • Mc∶접합부에 연결된 기둥의 공칭휨강도에 상응하는 접합부면에서의 휨모멘트(고려되는 횡력방향에의계수축력에따른가장낮은휨강도가되어야함) 

 

 


1.3 대안제시 
(1) 공법의특성상, 연구및실험결과에의하여이기준에표시한시공수준과동등이상의수준으로 인정받는사항에 대하여는관련전문가의자문을 받아발주자의승인을득할 경우설계변경 절차에의하여변경시행할수있다.

 

 

1.4 시공상세도면 
(1) 시공자가작성한시공상세도면은건축물의구조기준등에관한규칙제394호에따라책임구조 기술자로부터구조안전의확인을받아야하며, 시공상세도면은아래의내용을포함하여야한다. 
①지진력저항시스템의지정내용 
②지진력저항시스템에속하는부재및접합부상세 
③기둥, 전단벽체, 보, 슬래브, 기초철근의정착및이음상세, 겹침이음길이및철근의기계적 이음이음과용접이음종류와위치 
④전이층접합부상세[내력벽체와하중전이보(Transfer beam/girder), 기둥등] 및개구부보강상세 

⑤기초종류별배근상세[전면기초, 독립기초, 파일(Pile)기초] 
⑥지하벽체및옹벽배근상세 
⑦자재의규격및강도 
⑧기타시공상세도면의표현방법은철근콘크리트배근상세를따른다.

 

 

 

 

1.5 시공계획서 
(1) 제작, 운반, 조립, 품질및시공관리조직 
①공종별공장의품질관리책임자, 운반관리책임자, 조립전임기사및현장품질관리책임자를 포함한공종별전문인력을포함하여작성하되, 공장과현장으로구분하여조직하고책임자를 지정하여야한다. 

 

(2) 공정계획 
①공정계획은철근, 콘크리트, PC부재의제작및출하공정, 운반공정, 현장의작업공정등의 공정과전체건축공사공정과의연계성을고려하여작성되어야한다. 

 

(3) 품질계획 
①품질검사체크리스트 
②부재별품질관리기록대장(제품출하시활용자료) 

 

(4) 자재운반계획 
① 자재의 운반계획은 제조공장에서의 부재의 적재와 운반에 대한 세부사항, 운반차량의 형태, 현장에서의부재취급과조립, 현장야적등을고려하여현장조립순서에적합하게작성되어야한다. 
②부재의종류별로운반차량의종류, 운반용받침대, 적재방법과운반시유의사항이명시되어야 한다.

 

 

2. 시공 

1. 설계 및 시공 요구사항 
1.1 지진력에 저항하는 부재의 콘크리트 
(1) 콘크리트의설계기준압축강도(fck)는21 ㎫이상이어야한다. 
(2) 경량콘크리트의 설계기준압축강도는 35 ㎫을 초과하지 않아야 한다. 만약 실험에 의하여 경량콘크리트를 사용한구조부재가같은강도의보통골재콘크리트를사용한부재의강도및 인성이상을갖는것이확인된다면, 이보다큰압축강도를사용할수있다. 

 

1.2 지진력에 저항하는 부재의 철근 
(1) 지진력에의한휨모멘트및축력을받는골조나구조벽의경계요소에사용하는보강철근(KS D 3504, 3552, 7017)은다음(2)항과(3)항을만족하여야한다.

(2) 강재를제작한공장에서계측한실제항복강도가규정항복강도를120 ㎫이상초과하지않아야 한다. 재시험에서는이값을20 ㎫이상초과하지않아야한다. 
(3) 실제항복강도에대한실제극한인장강도의비가1.25 이상이어야한다. 
(4) 지진력 저항구조로 설계된 전단벽체는 개구부의 위치와크기를 표현한 입면도 및 개구부의 위치와크기를고려한입면배근도, 개구부보강상세를표현하여야한다. 또한개구부위치와 크기변경시반드시구조기술사의검토를받아야한다. 

 

1.3 기계적 이음 
(1) 이음철근은규정한인장강도를달성할수있어야한다. 
(2) 기계적이음은기둥이나보의단부로부터, 또는비선형횡변위의결과로철근의항복이일어날 수있는단면으로부터부재깊이의두배만큼떨어진거리안에서는사용할수없다. 

 

1.4 용접이음 
(1) 지진력에저항하는철근의용접이음기둥이나보의단부로부터또는철근항복이비선형횡변위로 인하여발생할수있는단면으로부터부재깊이의2배만큼떨어진거리안에서는사용할수없다. 
(2) 요구되는종방향철근에대한스터럽, 띠철근, 삽입물또는이와유사한요소의용접은허용되지 않는다. 

 

1.5 특수모멘트골조의 휨부재 
(1) 적용범위 
①지진력을받고, 주로휨을받도록설계된특수모멘트골조부재에적용하여야한다. ②이러한골조부재는다음의규정도만족시켜야한다. 
가. 부재의계수축력은(Ag․fck/10)을초과하지않아야한다. 
나. 부재의순경간이유효깊이의4배이상이어야한다. 
다. 깊이에대한폭의비가0.3 이상이어야한다. 
라. 부재의폭은250 ㎜이상이어야하며, 휨부재축방향과직각으로잰지지부재의폭에받침부 양측면으로휨부재깊이의3/4을더한값보다작아야한다. 
(2) 축방향철근 
①상단과하단은최소한연속된두개의철근으로보강하여야한다. 
②접합면에서정모멘트에대한강도는부모멘트에대한강도의1/2 이상이어야한다. 또부재의 어느위치에서나정또는부모멘트에대한강도는부재양단접합면에서의최대휨강도의1/4 이상이어야한다. 

③ 휨철근의 겹침이음은 이음길이 부분에 후프철근이나 나선철근이 배치되어 있는 경우에만 사용할 수 있다. 겹침이음 철근을 둘러싸는 횡방향 철근의 간격은 d/4 이하, 또한 100 ㎜ 이하이어야한다. 겹침이음은접합부의내부, 접합면으로부터부재깊이의1배이내의거리구간, 구조해석에서골조의비탄성횡변위에의한휨항복이일어나는곳에서는사용할수없다. 
(3) 횡방향철근 
①골조부재의다음부분에는후프철근을배치하여야한다. 
가. 휨부재양단의받침부면에서경간의중앙방향으로잰휨부재깊이의2배구간 
나. 골조의비탄성횡변위로인한휨항복이일어날수있는단면좌우로부재깊이의2배이상의 거리구간 
②첫번째후프철근은지지부재의면으로부터50 ㎜이내에위치하여야한다. 후프철근의최대 간격은d/4, 축방향철근의최소지름의8배, 후프철근지름의24배, 300 ㎜중가장작은값을 초과하지않아야한다. 
③후프철근이필요한곳에서후프철근으로감싸인축방향철근은횡방향으로지지되어야한다. 
④후프철근이필요하지않은곳에서는부재의전길이에걸쳐서d/2 이내의간격으로양단내진 갈고리를갖춘스터럽을배치하여야한다. 
⑤전단저항에요구되는스터럽이나띠철근은부재의길이에걸쳐후프철근을사용하여야한다. 
⑥휨부재의후프철근은2개의철근으로구성할수있다. 즉양단에내진갈고리를갖는스터럽과 연결철근으로구성되는폐쇄형후프철근을사용할수있다. 동일한축방향철근과접속되는 연속연결철근은휨부재의반대측면에번갈아가며90° 갈고리를두어야한다. 연결철근으로 고정되는축방향철근이휨부재의한쪽면에서만슬래브로구속되어있으면연결철근의90° 갈고리는그슬래브가있는곳에위치시켜야한다.

겹친 갈고리의 예

 



1.6 휨과 축력을 받는 특수모멘트골조의 부재 
(1) 축방향철근 
①겹침이음은부재의중앙부에서부재길이1/2구역내에서만할수있고인장이음으로설계해야 하며, 횡방향철근으로둘러싸야한다. 
(2) 횡방향철근 
①횡방향철근은단일후프철근, 또는겹침후프철근으로이루어져야한다. 이때후프철근과 같은굵기와간격으로된연결철근을사용할수있다. 
②연결철근의끝은외곽의축방향철근에고정되어야한다. 연속연결철근은축방향철근을따라 끝이교대로배치되어야한다. 
③횡방향 철근으로 구속되지 않은 외부 콘크리트의 두께가 100 ㎜를 초과하면, 부가적으로 횡방향철근을300 ㎜를넘지않는간격으로배치하여야한다. 이때의콘크리트피복두께는 100 ㎜를초과할수없다.

기둥에서의 횡방향 철근의 예

 

 

1.7 특수모멘트골조의 접합부 
(1) 횡방향철근 
①기둥의접합부4면에보부재가연결되어각부재폭이기둥폭의3/4 이상일때, 가장깊이가 작은부재의깊이만큼구간내에서는이기준의3.1.6 (1), (2)항에규정된철근량의1/2 이상의 횡방향철근만을배치할수있다. 이들위치에서는횡방향철근의간격을150 ㎜까지증가시킬 수있다. 
②기둥코어외부보의종방향철근이그접합부에인입되는다른보에의해구속되어있지않을 때는필요한횡방향철근을접합부내에배치하여야한다. 
(2) 인장철근의정착길이 
①보통골재콘크리트에서90° 표준갈고리가있는철근의정착길이l dh는D6에서D35까지의 철근의경우8 d 이상, 150 ㎜이상이어야한다. 

②경량콘크리트에서90° 표준갈고리를갖는철근의정착길이는10 db 이상, 190 ㎜이상, 또한 90° 갈고리는기둥이나경계부재의횡구속된콘크리트내까지연장하여야한다. 
(3) D6에서D35까지의철근에서직선철근의정착길이ld는철근하부에한번에친콘크리트의 깊이가300 ㎜를초과하지않을경우에는(1)에규정된길이의2.5배이상, 철근하부에한번에 친콘크리트의깊이가300 ㎜를초과할경우에는(1)에규정된길이의3.5배이상으로하여야한다. 
(4) 접합부에서끝나는직선철근은기둥이나경계부재의횡구속된심부를완전히가로질러야한다. 횡구속된심부에걸쳐있지않은부분의매입정착길이는1.6배만큼증가시켜야한다. 
(5) 에폭시도막철근이사용된경우, (1)에서(3) 까지기술된정착길이는규정된계수값을곱하여야 한다. 

 

1.8 특수철근콘크리트 구조벽체와 연결보 
(1) 적용범위 
①이 기준에서 규정된 요구사항은 지진력 저항시스템의 한 부분으로 역할을 하는 특수철근 콘크리트구조벽체와연결보에적용한다. 
(2) 철근 
①구조벽체의철근비ρv와ρh는0.0025 이상이어야한다. 다만설계전단력이(√fck/12)Acv 이하이면, 구조벽체의최소철근은최소철근비에따라감소되는것을허용할수있다. 구조벽체 각방향의철근간격은450 ㎜이하이어야하며, 전단보강을위한철근은전단벽에연속적으로 분산배치하여야한다. 
②벽체에 작용하는 면내계수전단력이 (√fck/6)Acv를초과하면 철근은적어도 복배근으로 배치하여야한다. 
③구조벽체의모든연속철근의이음과정착은인장을받는철근에대한규정을따라야한다. (3) 연결보 
①연결보의강성또는강도의감소로인해구조물의수직하중전달능력, 구조물로부터거주자의 탈출, 구조물에대한비구조요소와그접합부의일체성등이저해되지않는다는사실을입증할 수없으면, 형상비가l n/h〈2이고계수전단력Vu가(√fck/3)Acp를초과하는연결보는경간 중앙에대칭의대각선다발철근으로배근한다. 
②경간중앙에대해대칭형태인대각형태로배치된연결보는다음을만족시켜야한다. 
가. 대각선다발철근은최소한4개의철근으로이루어져야하며, 이때횡철근의외단에서 외단까지의거리는보면에수직한방향으로bw/2 이상이어야하고, 보면내에서는대각선 철근에대한수직방향으로bw/5 이상이어야한다. 
나. 대각선철근은횡철근으로감싸주어야한다. 
다. 대각선철근은벽체안으로인장에대해정착시켜야한다. 

 

 

대각 배근된 연결보

 

 

 

1.9 기초 
(1) 기초판, 전면기초및말뚝캡 
①지진하중에저항하는기둥과구조벽체의종방향철근은기초판, 전면기초또는말뚝캡까지 연장되어야하며, 접합면에서인장에대하여충분하게정착되어야한다. 
②기초에서고정단으로가정되어설계된기둥은①항을따라야한다. 표준갈고리가필요하면, 휨모멘트에저항하는종방향철근의끝단이기둥의중심을향하도록하여기초의저면에서 90° 표준갈고리로설치하여야한다. 
③기초의연단부터기초깊이의1/2 이내에연단이있는특수철근콘크리트구조벽체의기둥또는 경계요소는기초의상단아래로철근을설치하여야한다. 이철근은기초판, 전면기초또는 말뚝캡의깊이또는인장철근의정착길이중작은값이상의거리까지기초속으로연장시켜야 한다. 
④특수철근콘크리트구조벽체의경계요소또는기둥에서지진의영향으로들뜸현상이발생 하는 곳에서는, 설계하중에 저항할 수 있도록 휨철근이 기초, 전면기초, 말뚝캡의 상부에 배치되어야한다. 
(2) 지중보와지면슬래브 
①말뚝캡또는기초사이를수평연결재로서거동하도록설계되는지중보는연속적인종방향 철근을확보하여야한다. 이철근은지지기둥내에, 또는통과하여정착길이가확보되어야 하며, 모든불연속에서말뚝캡또는기초내에정착되어야한다. 
②말뚝캡또는기초사이를수평연결재로서거동하도록설계되는지중보의최소단면치수는 연결된기둥의순경간을20으로나눈값이상이어야하나, 450 ㎜보다클필요는없다. 폐쇄형 띠철근의간격은단면중작은치수의절반이하, 또한300 ㎜이하이어야한다. 
(3) 말뚝, 피어및케이슨 
①내진설계된구조물을지지하는콘크리트말뚝, 피어및케이슨에적용한다. 
②인장력에저항하는말뚝, 피어및케이슨은설계인장력을저항하는전구간에걸쳐연속적인 종방향철근을확보하여야한다. 종방향철근은말뚝캡내부의인장력을지지구조부재에 전달하도록한다. 

③지진에의하여발생된인장력이말뚝캡또는전면기초와프리캐스트말뚝사이에서말뚝의 상단에설치된보강근에의해전달되는경우에, 그라우트시스템은최소한철근항복강도의 125% 까지도달할수있도록한다. 
④말뚝, 피어및케이슨은아래의가.항과나.항의위치에서철근을배치하여야한다. 
가. 단면길이의최소5배그러나말뚝캡의저면으로부터2 m 이상의길이에해당하는부재의상부 
나. 횡지지를제공할수없는토질또는공중과수중에노출된말뚝의구속되지않은전길이에 가.항에서요구하는길이를더한길이부분 
⑤항타말뚝을통합한말뚝캡은항타말뚝을단주로가정할때의압축강도에저항하도록하고, 횡력을제공할수없는토질, 또는공기와수중에노출된말뚝의구간에대하여항타말뚝의 세장비효과를고려한다. 

 

1.10 중간모멘트 골조 
(1) 보 
①부재양단의경우받침부면에서부재중앙으로부재깊이의2배에해당하는구간에스터럽을 배치하여야한다. 
②첫번째스터럽은받침부면으로부터50 ㎜이내의구간에배치하여야하며, 스터럽의최대 간격은다음값중최소값이하로하여야한다. 

가. d/4 

나. 감싸고있는종방향철근최소지름의8배 

다. 스터럽지름의24배 

라. 300 ㎜ 

③스터럽은부재전길이에걸쳐서d/2 이하의간격으로배치하여야하며, 다음상세규정도 만족시켜야한다. 
④접합부는보, 기둥과같은주요골조부재의접합부에서연속철근의이음과접합부에서끝나는 철근의정착을위해둘레보강이마련되어야한다. 둘레보강은외부콘크리트나내부폐쇄 띠철근, 나선철근또는스터럽으로구성되어야한다.

보 스터럽의 배치방법

(2) 기둥 
①띠철근의최대간격은접합면으로부터길이lo 구간에걸쳐서so를초과하지않아야한다. ②길이lo는다음값중가장큰값이상으로하여야한다. 

가. 부재의깊이의1/6 

나. 부재단면의최대치수 

다. 450 ㎜ 
③간격so는다음값중최소값이하로하여야한다. 
가. 감싸고있는종방향철근의최소지름의8배 
나. 띠철근지름의24배 
다. 골조부재단면의최소치수의1/2 
라. 300 ㎜ 
④첫번째띠철근은접합면으로부터거리so/2 이내에있어야한다. 
⑤띠철근은전구간에서so의2배를초과하지않는간격으로배치하여야하며, 그림3.1-5의 상세규정도만족시켜야한다. 

기둥의 띠철근 배치방법

 

 

(3) 보가없는2방향슬래브 
①철근의 배근순서를시공상세도에 표현하고, 철근의높이 및위치가 유지될 수있도록 Bar support 방법을제시하여야한다. 
②슬래브휨모멘트Ms에저항할모든철근은주열대내에배치되어야한다. 
③휨모멘트Ms의일부는유효폭내에배치된철근에의해저항되어야한다. 
④받침부에서주열대내에배치된철근의1/2 이상은슬래브의유효폭내에배치되어야한다. 

슬래브에서 철근의 위치

 

 

 

⑤주열대내의받침부의상부철근의1/4 이상은전체경간에걸쳐서연속되어야한다. 
⑥주열대내의하부연속철근은주열대내의받침부의상부철근의1/3 이상으로하여야한다. 

⑦경간중앙부에서의하부철근의1/2 이상은연속되어야한다. 
⑧슬래브의불연속단의받침부에서상부및하부철근은받침면에서충분히정착되어있어야한다.