개념 한 쪽
철근콘크리트 설계기준은 콘크리트와 철근이 함께 힘을 받도록 재료와 치수를 정한다. 철근이 콘크리트에 단단히 붙어야 인장력을 나눌 수 있고, 철근을 덮는 콘크리트 두께가 부식과 화재를 막는다. 기준 수치는 구조의 수명을 좌우한다.
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출제기준 단원 「철근콘크리트구조 설계기준」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기준 근거 파악 | 1 | 피복두께를 정하는 까닭 고르기 |
| 조인트 목적 판단 | 1 | 신축이음 설치 까닭 빼기 |
| 재료 선택 이유 | 1 | 이형철근을 쓰는 주된 목적 고르기 |
내구성 설계는 콘크리트에 들어가는 염소이온량을 제한한다. 굳지 않은 콘크리트의 전체 염소이온량은 원칙적으로 0.3kg/m³ 이하로 규정되며, 0.9kg/m³는 기준을 크게 넘는 값이다. 염소이온은 철근을 부식시켜 구조의 수명을 줄인다.
철근과 콘크리트는 성질이 달라도 함께 일한다. 철근은 표면의 요철로 콘크리트와의 부착력을 높이는 이형철근을 쓰며, 이 부착력이 인장 저항 성능을 끌어올린다. 두 재료의 응력 분담은 단면적비만으로 정해지지 않고 탄성계수비, 곧 강성비에 따라서도 달라진다. 철근의 탄성계수는 약 200GPa이고 콘크리트는 20에서 30GPa 정도여서 서로 같지 않다.
설계기준강도는 설계 단계에서 구조적 안전성을 확보하기 위해 정하는 기준 압축강도다. 보강철근이 없는 콘크리트는 힘을 받으면 갑자기 부서지는 취성 거동을 하므로, 철근을 넣어 연성을 확보한다. 피복두께는 내화성과 내구성, 곧 철근 부식을 막기 위해 정하며, 흙에 접하는 부분은 7cm 이상으로 둔다.
익스팬션조인트는 구조물의 변위를 흡수하고 균열을 막기 위해 설치한다. 구조적 일체성을 확보하려고 두는 것이 아니라, 오히려 일체성을 끊어 변형을 받아 주는 장치다. 보수와 보강 설계도 내하력만 높이는 것이 아니라 사용성과 내구성을 함께 회복하는 것을 목표로 한다.
학습목표: 원형철근과 이형철근의 차이점을 설명할 수 있다.
원형철근은 표면에 리브 또는 마디 등의 돌기가 없는 원형 단면의 봉강이다.
NCS 학습모듈 1403020605 자재관리 · 2-1. 철근의 품질 확인, 시험, 보관 및 관리
설계기준 문제는 수치와 원리를 바꾸어 놓는다. 염소이온량을 0.9kg/m³ 이하로 소개하거나, 철근과 콘크리트의 응력 분담이 단면적비로만 정해진다고 하면 틀리다. 두 재료의 탄성계수가 같다고 하거나, 보강철근이 없는 콘크리트가 연성 거동을 한다는 선지도 어긋난다. 익스팬션조인트의 목적을 구조적 일체성 확보로 돌리는 것도 함정이다.
철근 콘크리트에 있어서 철근의 피복 두께에 관한 기술중 맞는 것은?
정답 ② · 철근의 피복 두께는 철근 표면에서 콘크리트 외곽면까지의 거리로, 철근의 부식을 방지하고 내화성 및 내구성을 확보하기 위해 결정합니다. 1번은 주근이 아닌 철근 표면까지의 거리이며, 3번은 흙에 접하는 부분이 7cm 이상이어야 하므로 틀립니다.
철근 피복두께는 내화성 및 내구성(부식 방지)을 확보하기 위해 결정되며, 흙접촉부는 7cm 이상, 이형철근은 감액 불가가 원칙이다.
익스팬션조인트(expansion joint)의 설치원인과 목적에 관한 기술 중에서 적당하지 않은 것은?
정답 ① · 익스팬션조인트의 설치 원인과 목적을 묻는 문제이다. 익스팬션조인트는 온도변화에 따른 콘크리트의 팽창과 수축, 부동침하, 증축 시의 상대변위를 흡수하여 유해한 균열을 방지하기 위해 구조물을 분할하는 장치이다.
익스팬션조인트는 균열 방지와 변위 흡제가 주목적이며, 구조적 일체성 확보는 오히려 조인트로 인해 약화되므로 부적절하다.
다음 중 철근콘크리트구조에서 원형철근을 대신하여 이형 철근을 사용하는 가장 주된 목적은?
정답 ④ · 원형철근 대신 이형철근을 사용하는 주된 목적을 묻는 문제이다. 이형철근은 표면에 리브와 마디가 있어 콘크리트와의 기계적 물림 작용을 통해 부착응력을 크게 높인다.
이형 철근은 표면의 요철을 통해 콘크리트와의 부착력을 높여 인장 저항 성능을 극대화합니다.
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