철근의 정착과 부착파괴

START 서브노트 문제:

부착 및 정착의 기본개념에 대해서 설명하시오 부착에 의한 파괴형태를 설명하시오

정답:

철근의 정착과 부착파괴

정착의 기본개념

철근콘크리트 부재 각 단면의 철근에 작용하는 인장력 또는 압축력이 단면의 양측에서 발휘될 수 있도록 묻힘길이, 갈고리, 기계적 정착 또는 이들의 조합에 의해 철근을 정착하여야 한다.

1. 부착응력 철근과 주위 콘크리트의 경계면에 생기는 전단응력 (부착파괴가 발생하기 전에 철근이 항복되는 것을 전제로 한다)
2. 정착길이 콘크리트에 묻혀 있는 철근이 힘을 받을 때 뽑히거나 미끄러짐 변형이 생기는 일이 없이 항복강도에 이르기까지 응력을 발휘할 수 있게 하는 최소한의 묻힘길이 $\pi d_b{u}_a{l}_d=\frac{\pi d_b^2}{4}{f}_y\to l_d=\frac{d_b{f}_y}{4u_a}\to l_d=\frac{\mu d_b{f}_y}{\sqrt{f_{ck}}}$

부착에 의한 힘의 전달

1. 콘크리트의 화학적 접착력과 마찰에 의해 미끄러짐 변형에 저항 $\to$ 큰 저항 성능 없고, 곧 상실됨
2. 이형철근의 경우 리브와 마디에 의한 콘크리트 지압응력 발생

부착파괴의 종류

1. 뽑힘부착파괴
   • 이형철근의 마디 사이의 콘크리트가 지압파괴되어 철근이 뽑히는 형태의 부착파괴
     1. 콘크리트 두께가 두꺼울 경우
     2. 철근사이의 간격이 넓을 경우
     3. 나선철근이나 띠철근에 의해 횡방향으로 구속되는 경우
     4. 이형철근의 리브와 마디가 필요이상으로 깊을 경우
2. 쪼갬부착파괴
   • 콘크리트에 발생되는 지압응력에 의한 방사선 방향의 변형이 구속되지 않을 경우 철근의 리브와 마디에 접촉된 콘크리트에 균열이 발생하며, 철근에 작용하는 인장력의 증가와 함께 철근의 마디와 리브가 이 균열에 쐐기작용을 하여 균열이 표면까지 빠른 속도로 파급되는 쪼갬부착파괴가 발생한다.
     1. 피복두께가 얇을 경우
     2. 철근의 간격이 좁을 경우
     3. 일반적으로 보 상하부의 부착파괴는 쪼갬파괴의 형태
   • SD600 철근 사용 시 쪼갬부착파괴를 방지하기 위한 제한사항 $\frac{k_{tr}+c}{d_b}\ge 2.25,\frac{k_{tr}}{d_b}\ge 0.25$

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