보 배근 - 주근

기둥이나 벽체에 비해 보는 배근하는 방법이 복잡하고 까다롭습니다. 보에는 휨모멘트와 전단력이 복잡하게 작용해서 그렇습니다. 보 철근은 보 길이 방향을 따라 배근하는 상부 주근과 하부 주근, 그리고 길이 방향에 수직인 스터럽으로 구성됩니다. 상부 주근과 하부 주근은 휨 모멘트에 저항하며, 스터럽은 전단력에 저항합니다. 여기서는 휨모멘트에 저항하기 위해 주근을 어떻게 배근하는지 알아보겠습니다. 

 

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보에 발생하는 휨모멘트

철근은 콘크리트 부재에서 인장력을 부담합니다. 따라서 보에서 인장응력이 발생하는 부위를 잘 이해할 필요가 있습니다. 보에서는 휨응력이 우세하지만 휨응력도 인장응력과 압축응력으로 분해할 수 있습니다.

 

▶ 응력의 기본 개념

▶ 보에서 휨에서 발생하는 휨응력

▶ 보의 구조적인 역할

 

보에서 발생하는 휨 모멘트의 분포를 보면 다음과 같습니다.

 

보에서 발생하는 휨모멘트는 외단부 및 중앙부, 내단부가 다르다.

 

경간(Span)에 연속으로 배치되는 보의 휨모멘트는 외단부 및 중앙부, 내단부가 다릅니다.

먼저 보 상부에서 발생하는 모멘트를 보면 외부 기둥에 면한 외단부의 경우  내단부와 비교하여 상부의 휨모멘트가 상대적으로 작게 발생합니다.  외부 기둥이 안으로 구부러지면서 보가 부담해야 할 모멘트를 기둥이 어느 정도 나누어 부담하기 때문에  상대적으로 보의 휨모멘트가 줄어든다고 할 수 있습니다. 내단부 기둥은 양쪽에 연결된 보가 비슷하다면 기둥이 거의 변형되지 않기 때문에 보 상부의 휨모멘트를 온전히 보가 부담해야 합니다.

 

단부에 비해 중앙부는 아래로 구부러지게 됩니다. 일반적인 보에서 휨모멘트의 크기는 내단부 윗쪽이 가장 크고, 중앙부 아래쪽이 두번째, 외단부 위쪽에 제일 작게 나타납니다.

 

배근하는 철근량은 휨 모멘트 크기에 따라 달라집니다. 즉 휘는 힘이 많이 작용할수록 철근량도 많아져야 합니다. 따라서 단부는 상부에 인장력이 작용하기 때문에 상부 철근량이 많아지고 중앙부는 하부에 인장력이 작용하기 때문에 하부 철근량이 많아져야 합니다.

 

 

 

보 리스트 표기

도면에 표기할 때는 외단부 및 중앙부, 내단부 각각의 단면을 잘라 배치해야 하는 철근의 지름과 개수를 표기합니다. 외단부와 내단부는 위로 구부러지는 휨모멘트때문에 윗쪽에 인장력이 발생하므로 상부 철근량이 많아집니다. 중앙부는 아래쪽이 늘어나기 때문에 하부 철근량이 많아집니다. 이것을 구조도면에 보 일람표로 표현하면 다음과 같이 됩니다. 기호 G는 큰보(Girder)를 의미합니다. 작은보는 B(Beam)로 표기하겠죠.  

 

보 일람표 사례

 

▶ 도면 표시 약어

▶ 구조도면에서 기둥의 표기 방법

 

보는 외단부, 중앙부, 내단부에 작용하는 휨모멘트가 다르기 때문에 세 개의 단면으로 표시합니다. 물론 모두 같다면 단면 하나로 나타낼 수도 있고, 외단부와 내단부가 같다면 단부와 중앙부 단면 두 개로 나타낼 수도 있습니다.

 

현장에서는 이 구조도면을 보고 보 철근을 배치하게 됩니다. 개략적으로 배근하는 방법을 나타내면 다음과 같습니다.

 

먼저 상부철근을 살펴보면 외단부의 상부 철근량은 네 개이지만 내단부의 상부 철근량은 다섯 개로 더 많습니다. 그런데 중앙부의 상부 철근량은 세 개만 배치하면 되기 때문에 외단부의 철근은 중앙부까지 연장할 필요가 없이 일정한 길이만큼 중앙부로 내민 후에 절단하면 됩니다. 물론 외단부에 배치하는 철근은 기둥에 정착해야만 합니다. 그림에서는 표준갈고리를 만들어 기둥에 정착했습니다.

 

▶ 정착의 개념

▶ 인장 이형철근의 정착길이

▶ 표준갈고리를 갖는 이형철근의 정착길이

 

중앙부는 아래로 휘는 휨 모멘트가 크기 때문에 하부 철근량이 많습니다. 보 도면을 보고 이것을 3차원으로 어떻게 배치하는 지 우선 이해할 필요가 있습니다.

 

▶보 배근 - 구조설계기준에 따라 주근을 배치하는 방법

 

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