철근
Rebar
철근(철근의 줄임말)은 철근이나 철근으로 부술 때 철근 콘크리트와 철근 조적 구조물의 장력 장치로 사용되는 철근이나 철사의 그물로서 장력을 받는 콘크리트를 보강하고 보조하는 역할을 한다.[1]콘크리트는 압축력이 강하지만 인장 강도가 약하다.철근은 구조물의 인장 강도를 현저히 증가시킨다.철근 표면은 콘크리트와의 결합을 개선하고 미끄러질 위험을 줄이기 위해 갈비, 러그 또는 움푹 들어간 형태로 "형성"되는 경우가 많다.
가장 일반적인 철근의 종류는 탄소강으로, 전형적으로 변형 패턴이 있는 열연 원형 막대로 구성되어 있다.쉽게 구할 수 있는 다른 유형으로는 스테인리스강, 유리섬유, 탄소섬유 또는 현무암섬유로 만들어진 복합막대가 있다.강철 철근은 특히 염수 환경에서 사용할 경우 부식의 영향을 견딜 수 있도록 설계된 에폭시 수지로 코팅될 수 있다.대나무는 콘크리트 구조에서 강철을 보강하는 유력한 대안인 것으로 밝혀졌다.[2][3]이러한 대체 유형은 비용이 더 많이 들거나 기계적 특성이 더 적을 수 있으므로, 물리적 특성이 탄소강에서 제공하지 않는 특정 성능 요건을 충족하는 특수 건설에 더 자주 사용된다.강철과 콘크리트는 열팽창 계수가 유사하므로 강철로 보강된 콘크리트 구조부재는 온도 변화에 따라 차등응력이 최소화된다.[4]
역사
석조 건축의 철근 보강은 고대부터 사용되어 왔으며, 로마는 아치, 금고, 큐폴라 등을 보강하기 위한 장치로 중세 유럽 전역에서 철제 타이 로드와 앵커 플레이트가 사용되었다.[5][6] 14세기 샤토 드 빈센에는 2,500m의 철근들이 사용되었다.[7]
18세기 동안 러시아 네비얀스크 사탑의 사체를 형성하기 위해 철근이 사용되었는데, 이 사체는 산업가 아킨피 드미도프의 명령으로 건설되었다.철근에 사용된 주철은[citation needed] 품질이 우수하여 오늘날까지 철근에 부식이 없다.탑의 사체는 주철 틴트 지붕과 연결되어 있으며, 최초의 피뢰침 중 하나로 왕관을 씌웠다.[8]
그러나 철근은 19세기 중반에 이르러서야 철근의 콘크리트 내장으로 최대의 강점을 발휘하여 현대적인 철근 콘크리트를 생산하였다.유럽과 북미의 몇몇 사람들은 1850년대에 철근콘크리트를 개발했다.파리(1854년)에 철근콘크리트 보트를 건조했던 프랑스의 조셉 루이스 람보트(Joseph-Louis Lambot)와 철근콘크리트 보를 생산하고 실험한 미국의 타데우스 하얏트(Taddeus Hyatty) 등이 그것이다.프랑스의 조셉 모니에(Joseph Monier)는 철근콘크리트의 발명과 대중화로 가장 주목받는 인물 중 한 명이다.프랑스 정원사로서 모니에는 1867년 철근콘크리트 화분에 특허를 냈다가 철근콘크리트 물탱크와 다리를 건설했다.[9]
미국에서 근무한 영국인 엔지니어 겸 건축가 어니스트 L. 랜섬은 콘크리트 건축의 철근 개발에 큰 공헌을 했다.그는 캘리포니아주 스톡턴에 있는 미소닉 홀의 자급자족 인도를 설계하면서 처음에 생각했던 꼬임 철근을 발명했다.그러나 그의 꼬인 철근은 처음에는 인정받지 못했고 심지어 회원들이 꼬이면 철이 약해진다고 진술한 캘리포니아 기술 협회에서도 조롱을 받았다.[10]1889년에 란섬은 주로 다리를 디자인하는 일을 서해안에서 했다.그 중 하나인 샌프란시스코 금문공원에 있는 알보르드 호수 다리는 미국에서 건설된 최초의 철근 콘크리트 다리였다.그는 이 구조물에 뒤틀린 철근을 사용했다.[11]
동시에 어니스트 L. 랜섬은 꼬인 강철 철근 C.A.P를 발명하고 있었다. 터너는 부드러운 둥근 막대를 가진 철근 콘크리트 바닥판 슬래브의 "무스룸 시스템"을 설계하고 있었고 줄리어스 칸은 45°의 평판 플랜지를 위쪽으로 꺾은 혁신적인 롤드 다이아몬드 모양의 철근 실험을 하고 있었다. (1902년 특허).칸은 이 보강시스템을 갖춘 콘크리트 보가 워런 트러스처럼 구부러질 것이라고 예측했고, 이 철근도 전단보강이라고 생각했다.칸의 철근 배근은 콘크리트 보와 조이스트, 기둥에 세워졌다.이 시스템은 칸의 공학 동시대인들인 C.A.P에 의해 찬사와 비난을 받았다. 터너는 이 시스템이 콘크리트 구조물에 치명적인 고장을 일으킬 수 있기 때문에 이 시스템에 대해 강한 반대 목소리를 냈다.그는 콘크리트 보에 있는 칸의 철근 배근 시스템이 워렌 트러스의 역할을 할 것이라는 생각을 거부했으며, 이 시스템이 전단 응력이 가장 큰 곳인 단순 지지 보의 끝단에 적절한 전단 응력 보강을 제공하지 못할 것이라는 점도 지적했다.더욱이, 터너는 칸의 시스템이 기둥의 보에 종방향 보강을 하지 않았기 때문에 부서지기 쉬운 실패를 초래할 수 있다고 경고했다.이 같은 실패는 1906년 미국 캘리포니아 롱비치 빅스비 호텔의 부분 붕괴와 뉴욕 로체스터의 이스트맨 코닥 빌딩의 전면 붕괴에서 나타났다.그러나 두 실패 모두 질 낮은 노동력의 결과라는 결론이었다.건설표준화 수요가 증가하면서 칸 등 혁신적 보강시스템이 오늘날 보이는 콘크리트 보강시스템에 유리하게 측면으로 밀려났다.[12]
철근 배근의 변형 요건은 약 1950년까지 미국 건설에서 표준화되지 않았다.변형에 대한 현대적 요건은 ASTM A305-47T의 "콘크리트 보강용 변형 철근의 변형을 위한 가칭 규격"에서 확립되었다.이후 특정 막대 크기에 대해 늑골 높이를 높이고 늑골 간격을 줄이는 변경이 이루어졌으며, 1949년 업데이트된 표준 ASTM A305-49가 발행되면서 "가칭"의 자격은 없어졌다.ASTM A615, ASTM A706 등 철근 보강에 대한 현재 규격에서 확인된 변형 요건은 ASTM A305-49에 명시된 요건과 동일하다.[13]
콘크리트 및 조적재에 사용
콘크리트는 압축력은 매우 강하지만 상대적으로 장력이 약한 물질이다.이러한 콘크리트 거동의 불균형을 보완하기 위해 철근은 인장하중을 운반하기 위해 그 안으로 주조된다.대부분의 철골 보강은 1차 보강과 2차 보강으로 구분되지만, 그 밖의 경미한 용도는 다음과 같다.
- 일차보강이란 설계하중을 지탱하기 위해 구조물 전체에 필요한 저항을 보장하기 위해 사용되는 강재를 말한다.
- 분배 또는 열 보강이라고도 하는 이차 보강은 균열을 제한하고 온도 변화 및 수축과 같은 효과로 인한 스트레스에 저항할 수 있는 충분한 국부적 저항을 제공함으로써 내구성과 미학적 이유로 채택된다.
- 또한 철근은 하중이 더 넓은 영역을 통해 확산될 수 있도록 충분한 국부적 저항과 강성을 제공함으로써 집중하중에 대한 내성을 부여하기 위해 사용된다.
- 철근은 하중을 수용하기 위해 다른 강철봉을 올바른 위치에 고정하는 데도 사용할 수 있다.
- 네비얀스크 타워나 로마와 바티칸의 고대 구조물에서 예시된 것처럼 외부 강철 타이 바는 석조 구조물을 구속하고 보강할 수 있다.
석조 구조물과 이를 함께 고정하는 모르타르 등은 콘크리트와 비슷한 성질을 가지고 있으며 인장하중을 전달하는 능력도 제한적이다.블록이나 벽돌과 같은 일부 표준 석조 단위는 공극으로 만들어 철근에 맞도록 한 후 그라우트로 고정시킨다.이 조합은 강화 석조 공법으로 알려져 있다.
물리적 특성
강철은 현대 콘크리트와 거의 같은 열팽창 계수를 가지고 있다.그렇지 않을 경우 설정 온도와 다른 온도에서 추가적인 세로 및 수직 응력을 통해 문제가 발생할 수 있다.[14]철근은 갈비뼈가 있어 기계적으로 콘크리트에 묶이지만 높은 응력을 받아 콘크리트에서 뽑아낼 수 있어 구조물의 큰 붕괴를 동반하는 경우가 많다.이러한 고장을 방지하기 위해 철근은 인접한 구조 부재(지름의 40~60배)에 깊이 박히거나, 콘크리트 및 기타 철근 주위에 고정시키기 위해 끝단에 구부러져 있다.이 첫 번째 접근방식은 마찰력을 증가시켜 막대를 제자리에 고정시키는 반면, 두 번째 접근방식은 콘크리트의 높은 압축 강도를 이용한다.
일반 철근은 미완성 강화강으로 만들어져 녹슬기 쉽다.일반적으로 콘크리트 커버는 부식 반응을 피하여 12보다 높은 pH 값을 제공할 수 있다.콘크리트 커버가 너무 작으면 표면으로부터의 탄산화, 염분 침투 등을 통해 이 가드를 손상시킬 수 있다.콘크리트 덮개가 너무 많으면 균열 폭이 더 커져 국부 보호대가 손상될 수 있다.녹이 형성된 강철보다 부피를 많이 차지하기 때문에 주변 콘크리트에 심한 내부 압력을 가해 균열, 폭렬, 그리고 궁극적으로 구조적 결함으로 이어진다.이 현상은 산화 잭킹이라고 알려져 있다.이는 겨울철 도로나 해양 용도에 소금을 뿌리는 교량처럼 콘크리트가 소금물에 노출되는 특별한 문제다.코팅되지 않은 부식 방지 저탄소/염색소(마이크로콤포사이트), 실리콘 청동, 에폭시 코팅, 아연도금 또는 스테인리스강 철근을 초기 비용은 더 높지만 프로젝트의 사용 수명에 비해 훨씬 낮은 비용으로 사용할 수 있다.[15][16]에폭시 코팅된 철근으로 작업할 때는 운반, 제작, 취급, 설치, 콘크리트 배치 과정에서 특히 주의를 기울인다. 손상되면 이러한 철근의 장기 부식 저항성이 감소하기 때문이다.[17]철근의 에폭시 코팅 탈착 및 에폭시 필름의 부식 문제가 보고되었지만, 에폭시 코팅이 손상된 바도 코팅되지 않은 철근보다 더 나은 성능을 보였다.[18]이 에폭시 코팅 바는 미국 내 7만여 개 교량 데크에 사용되고 있으나 성능 저하를 이유로 2005년 현재 스테인리스강 철근을 선호해 서서히 단계적으로 폐지되고 있었다.[19][20]
변형 요건은 ASTM A615 및 ASTM A706과 같은 철근 배근에 대한 미국 표준 제품 규격에서 확인되며, 러그 간격 및 높이를 명시한다.
섬유보강 플라스틱 철근은 부식성이 높은 환경에서도 사용된다.기둥 보강용 나선형, 공통봉, 메쉬 등 다양한 형태로 이용할 수 있다.상업적으로 구할 수 있는 대부분의 철근은 열전성 고분자 수지에 설정된 단방향 섬유로 만들어지며, 흔히 FRP라고 부른다.
전자제품이 매우 민감한 연구 및 제조 시설과 같은 일부 특수 공사의 경우 전기 전도성이 없는 보강재를 사용해야 할 수 있으며, 의료 영상 장비실에는 간섭을 피하기 위해 비자기성이 필요할 수 있다.특히 유리섬유 타입의 FRP 철근은 전기 전도성이 낮고 이러한 필요성에 일반적으로 사용되는 비자기성이다.자기투과성이 낮은 스테인리스강 철근을 사용할 수 있으며 자기 간섭 문제를 피하기 위해 사용되기도 한다.
철근도 지진과 같은 충격에 의해 변위되어 구조적인 고장이 발생할 수 있다.1989년 로마 프리에타 지진으로 캘리포니아주 오클랜드의 사이프레스 스트리트 비아드레스가 붕괴돼 42명의 사망자가 발생한 것이 대표적인 예다.지진의 흔들림으로 콘크리트와 버클에서 철근들이 터져 나왔다.더 많은 원주 보강 철근을 포함하여 업데이트된 건물 설계는 이러한 유형의 고장을 해결할 수 있다.
크기 및 등급
미국 사이즈
미국/임피리얼 막대 크기는 직경을 다음 단위로 표시함바 크기 #2 ~ #8의 경우 1⁄8 인치(3.2 mm)이므로 #8 = 8 ⁄8 인치 = 1인치(25 mm) 직경이 된다.단면적은 byr²가 제시한 바와 같이 (bar size/9.027)²로, (bar size/9)²로 근사치인 (bar size/9)²이다.예를 들어, #8 bar의 면적은 (8/9)² = 0.79 제곱 인치다.
#8보다 큰 막대 크기는 1/8인치 규칙을 불완전하게 따르고 #12-13, #15-17은 역사적 관례로 인해 생략한다.초기 콘크리트 구조 바의 경우 1인치 이상만 사각형 구간으로 사용할 수 있었으며, 1957년경[21] 대형 형태의 변형 원형 바를 사용할 수 있게 되자 업계는 이를 제작하여 표준 사각형 막대 크기에 상당하는 단면적을 제공하였다.등가 큰 포맷 원형 모양의 직경은 막대 크기를 제공하기 위해 가장 가까운 1⁄8 인치로 반올림된다.예를 들어, #9 바는 1.00 평방인치(6.5cm)의2 단면을 가지며, 따라서 직경은 1.128인치(28.7mm)이다.#10, #11, #14, #18 사이즈는 각각 11⁄8 인치, 11⁄4, 11⁄2 및 2 인치 정사각형 막대에 해당한다.[22] #14 철근은 특히 이 근사치의 영향을 받는다. 직경별로는 #13.5가 될 것이다.
#3보다 작은 사이즈는 더 이상 표준 사이즈로 인정받지 못한다.이것들은 보통 평탄한 원형 미형성 로드강으로 제조되지만 변형과 함께 만들어질 수 있다.#3보다 작은 크기는 일반적으로 "bar"가 아닌 "wire" 제품이라고 하며, 공칭 직경 또는 와이어 게이지 번호로 지정된다.#2 막대는 연필과 거의 같은 크기여서 흔히 비공식적으로 "연봉"이라고 부른다.
미터법 단위가 있는 프로젝트에서 미국/임피리얼 크기 철근을 사용할 경우, 등가 측정법 크기는 일반적으로 가장 가까운 밀리미터로 반올림된 공칭 직경으로 지정된다.이것들은 표준 미터법으로 간주되지 않기 때문에 종종 소프트 변환 또는 "소프트 미터법" 크기라고 불린다.미국/임피리얼 바 크기 시스템은 공칭 바 직경을 밀리미터 단위로 표시하는 실제 미터법 바 크기(특별히 10번, 12번, 16번, 20번, 25번, 28번, 32번, 36번, 40번, 50번 및 60번)를 "대체 크기" 사양으로 사용한다.실제 메트릭 크기를 미국/임페리얼 크기로 대체하는 것을 하드 변환이라고 하며, 물리적으로 다른 크기의 막대를 사용하는 경우도 있다.
이 시스템에는 부분적인 막대 크기가 없다.이 시스템에서 "#" 기호는 숫자 기호를 나타내며, 따라서 "#6"은 "number 6"으로 읽힌다.미국 크기에서는 "#" 기호를 사용하는 것이 관례지만, 대신 "No"를 사용하는 경우도 있다.
| 제국주의 막대 사이즈 | 미터법 막대 크기(소프트) | 선형 질량 밀도 | 공칭 지름 | 명목면적 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ½피트 | 킬로그램미터 | (in) | (mm) | (in²) | (mm²) | ||
| #2[a] | 6번 | 0.167 | 0.249 | 0.250 = 2⁄8 = 1⁄4 | 6.35 | 0.05 | 32 |
| #3 | 10번 | 0.376 | 0.560 | 0.375 = 3⁄8 | 9.53 | 0.11 | 71 |
| #4 | 13번 | 0.668 | 0.994 | 0.500 = 4⁄8 = 1⁄2 | 12.7 | 0.20 | 129 |
| #5 | 16번 | 1.043 | 1.552 | 0.625 = 5⁄8 | 15.9 | 0.31 | 200 |
| #6 | 19번 | 1.502 | 2.235 | 0.750 = 6⁄8 = 3⁄4 | 19.1 | 0.44 | 284 |
| #7 | 22번 | 2.044 | 3.042 | 0.875 = 7⁄8 | 22.2 | 0.60 | 387 |
| #8 | 25번 | 2.670 | 3.973 | 1.000 = 8⁄8 | 25.4 | 0.79 | 510 |
| #9 | 29번 | 3.400 | 5.060 | 1.128 ≈ 9⁄8 | 28.7 | 1.00 | 645 |
| #10 | 32번 | 4.303 | 6.404 | 1.270 ≈ 10⁄8 | 32.3 | 1.27 | 819 |
| #11 | 36번 | 5.313 | 7.907 | 1.410 ≈ 11⁄8 | 35.8 | 1.56 | 1,006 |
| #14 | 43번 | 7.650 | 11.384 | 1.693 ≈ 14⁄8 | 43.0 | 2.25 | 1,452 |
| #18 | 제57호 | 13.60 | 20.239 | 2.257 ≈ 18⁄8 | 57.3 | 4.00 | 2,581 |
캐나다 사이즈
미터법 막대 지정은 공칭 막대 직경(mm)을 나타내며, 가장 가까운 5mm로 반올림한다.
| 미터법 막대 사이즈 | 선형 질량 밀도 (kg/m) | 공칭 지름 (mm) | 단면도 면적(mm²) |
|---|---|---|---|
| 10M | 0.785 | 11.3 | 100 |
| 15M | 1.570 | 16.0 | 200 |
| 20M | 2.355 | 19.5 | 300 |
| 25M | 3.925 | 25.2 | 500 |
| 30M | 5.495 | 29.9 | 700 |
| 35M | 7.850 | 35.7 | 1000 |
| 45M | 11.775 | 43.7 | 1500 |
| 55M | 19.625 | 56.4 | 2500 |
유럽 사이즈
미터법 막대 지정은 밀리미터 단위의 공칭 막대 직경을 나타낸다.다양한 국가 표준이 여전히 시행되고 있지만(예: 영국의 BS 4449) 유럽에서 선호하는 막대 크기는 표준 EN 10080의 표 6을 준수하도록 지정된다.[23]스위스에서 몇몇 사이즈는 유럽 표준과 다르다.
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| 미터법 막대 사이즈 | 선형질량 밀도(kg/m) | 명목상의 직경(mm) | 단면도 면적(mm²) |
|---|---|---|---|
| 6,0 | 0.222 | 6 | 28.3 |
| 8,0 | 0.395 | 8 | 50.3 |
| 10,0 | 0.617 | 10 | 78.5 |
| 12,0 | 0.888 | 12 | 113 |
| 14,0 | 1.21 | 14 | 154 |
| 16,0 | 1.58 | 16 | 201 |
| 20,0 | 2.47 | 20 | 314 |
| 25,0 | 3.85 | 25 | 491 |
| 28,0 | 4.83 | 28 | 616 |
| 32,0 | 6.31 | 32 | 804 |
| 40,0 | 9.86 | 40 | 1257 |
| 50,0 | 15.4 | 50 | 1963 |
오스트레일리아 사이즈
콘크리트 시공에 사용하기 위한 철근 배근은 오스트레일리아 표준 AS3600-2009(콘크리트 구조물)와 AS/NZS4671-2001(콘크리트용 강철 보강재)의 요건에 따른다.시험, 용접 및 아연도금에 적용되는 다른 표준이 있다.
철근 배근의 지정은 AS/NZS4671-2001에 다음과 같은 형식을 사용하여 정의된다.
| 공칭 지름(mm) | 단면적(mm sq) | 미터당 질량 길이, kg/m |
|---|---|---|
| 12 | 113 | 0.888 |
| 16 | 201 | 1.58 |
| 20 | 314 | 2.47 |
| 24 | 452 | 3.55 |
| 28 | 616 | 4.83 |
| 32 | 804 | 6.31 |
| 36 | 1020 | 7.99 |
모양/단면
D- 변형 늑골 바, R- 원형/일반 바, I- 변형 움푹 들어간 막대
연성 클래스
L- 낮은 연성, N- 정상 연성, E- 지진(지진) 연성
표준등급(MPa)
250N, 300E, 500L, 500N, 500E
- 예:
- D500N12는 변형 바, 500 MPa 강도, 정상 연성 및 12mm 공칭 직경("N12"라고도 함)이다.
바는 일반적으로 단순한 'N'(열연 변형 바), 'R'(열연 원형 바), 'RW'(냉연 리브드 와이어) 또는 'W'(냉연 원형 와이어)로 약칭되는데, 이는 형태에서 항복 강도 및 연성 등급을 암시할 수 있기 때문이다.예를 들어 상업적으로 이용 가능한 모든 와이어는 항복 강도가 500 MPa이고 연성이 낮은 반면, 원형 바는 250 MPa이고 일반 연성도 낮다.
뉴질랜드
콘크리트 시공에 사용하기 위한 철근은 AS/NZS4671-2001(콘크리트용 강철 보강재)의 요건에 따른다.시험, 용접 및 아연도금에 적용되는 다른 표준이 있다.
'보강 철근 300 & 500 클래스 E'
| 공칭 지름(mm) | 단면적(mm sq) | 미터당 질량 길이, kg/m |
|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.222 |
| 10 | 78.5 | 0.617 |
| 12 | 113 | 0.888 |
| 16 | 201 | 1.58 |
| 20 | 314 | 2.47 |
| 25 | 491 | 3.85 |
| 32 | 804 | 6.31 |
| 40 | 1260 | 9.86 |
인도
철근은 IS:1786-2008 FE 415/FE 415D/FE 415S/FE 500D/FE 500D/FE 500S/FE 550, FE550D, FE 600과 같은 등급으로 이용할 수 있다.철근은 높은 압력으로 물로 쐐기를 박아 외부 표면이 굳어지고 내심은 부드러운 상태를 유지한다.철근은 콘크리트가 더 잘 잡힐 수 있도록 갈비뼈로 되어 있다.해안 지역은 수명을 연장하기 위해 아연 도금된 철근을 사용한다.BIS 철근 크기는 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 50mm이다.
점보 및 나사산 막대 크기
매우 큰 형식의 철근 크기는 전문 제조업체에 의해 광범위하게 제공되고 생산된다.탑과 간판 산업은 보통 "점보" 막대를 대형 구조물의 앵커 로드로서 사용하는데, 이것은 표준 앵커 너트를 수용하기 위해 나사산을 절단할 수 있도록 약간 오버사이즈된 빈칸으로 제작된다.[24][25]또한 완전 나사산 철근은 철근 변형 기준을 만족하고 맞춤형 너트와 쿠플러가 사용될 수 있도록 매우 굵은 나사산을 사용하여 생산된다.[26]이러한 관습적 크기는 공통적으로 사용 중이고, 이와 관련된 합의 표준이 없으며, 실제 속성은 제조업체에 따라 달라질 수 있다는 점에 유의하십시오.
| 제국주의 막대 사이즈 | 미터법 막대 크기(소프트) | 선형 질량 밀도 | 공칭 지름 (스레드 존의 간격) | 명목면적 (스레드 존의 간격) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ½피트 | (kg/m) | (in) | (mm) | (in²) | (mm²) | ||
| 14위 J | - | 9.48 | 14.14 | 1.88 | 47.8 | 2.78 | 1794 |
| #18J | - | 14.60 | 21.78 | 2.34 | 59.4 | 4.29 | 2768 |
| 제국주의 막대 사이즈 | 미터법 막대 크기(소프트) | 선형 질량 밀도 | 최대 지름 | 명목면적 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ½피트 | (kg/m) | (in) | (mm) | (in²) | (mm²) | ||
| (#18 이하가 미국/임페리얼 크기와 동일) | |||||||
| #20 | 제63호 | 16.70 | 24.85 | 2.72 | 69 | 4.91 | 3168 |
| #24 | 75번 | 24.09 | 35.85 | 3.18 | 81 | 7.06 | 4555 |
| #28 | 90번 | 32.79 | 48.80 | 3.68 | 94 | 9.62 | 6207 |
| 1" | 26번 | 3.01 | 4.48 | 1.25 | 32 | 0.85 | 548 |
| 1 1⁄4" | 32번 | 4.39 | 6.53 | 1.45 | 37 | 1.25 | 806 |
| 1 3⁄8" | 36번 | 5.56 | 8.27 | 1.63 | 41 | 1.58 | 1019 |
| 1 3⁄4" | 제46호 | 9.23 | 13.73 | 2.01 | 51 | 2.58 | 1665 |
| 2 1⁄2" | 제65호 | 18.20 | 27.08 | 2.80 | 71 | 5.16 | 3329 |
| 3" | 75번 | 24.09 | 35.85 | 3.15 | 80 | 6.85 | 4419 |
등급들
철근은 항복 강도, 극한 인장 강도, 화학적 조성 및 연신율의 차이가 있는 등급과 규격으로 이용할 수 있다.
등급을 사용하는 것 자체만으로 최소 허용 항복 강도만을 나타내며, 철근에 대한 제품 요구조건을 충분히 설명하기 위해서는 재료 명세서의 맥락에서 사용해야 한다.재료 사양은 등급에 대한 요건뿐만 아니라 화학적 구성, 최소 신장, 물리적 허용오차 등과 같은 추가 특성도 설정한다.조립된 철근은 검사 및 시험 시 등급의 최소 항복 강도 및 기타 재료 사양 요건을 초과해야 한다.
미국에서 등급 지정은 ksi(1 000 psi) 단위의 바의 최소 항복 강도와 동일하다. 예: 등급 60 철근의 최소 항복 강도는 60 ksi이다.철근은 40, 60, 75등급에서 가장 일반적으로 제조되며 80, 100, 120, 150등급에서 더 높은 강도를 쉽게 구할 수 있다.60급(420 MPa)은 현대 미국 건설에서 가장 널리 사용되는 철근 등급이다.역사적 등급은 30점, 33점, 35점, 36점, 50점, 55점으로 오늘날 흔하지 않다.
일부 등급은 특정 막대 크기에 대해서만 제조되며, 예를 들어 ASTM A615에 따라 40등급(280 MPa)은 미국 막대 크기 #3 ~ #6(소프트 미터법 번호 10 ~ 19)에 대해서만 제공된다.때때로 특정 막대 크기에 대해 사용 가능한 재료 등급의 제한은 사용되는 제조 공정 및 사용되는 품질의 원료의 가용성과 관련이 있다.
일부 재료 명세서는 복수 등급을 다루고 있으며, 이 경우 재료 명세와 등급을 모두 표기할 필요가 있다.철근 등급은 재료 명세서에 다른 등급 옵션이 없는 경우에도 재료 교체를 할 경우 발생할 수 있는 것과 같은 잠재적 품질 문제를 방지하고 혼동을 제거하기 위해 설계 문서에 관례적으로 기록된다."Gr"는 "등급"의 일반적인 공학적 약어로, 문자 대문자 및 기간의 사용에 대한 편차가 있다.[27]
내진 설계나 내진 설계와 같이 특정 경우, 내진 설계와 같이 내진 설계에서 내진 설계와 같이 내진 설계는 내진 설계에 따라 내진 설계의 최대 항복 강도 및 내진 설계의 항복 강도에 대한 인장 강도의 최소 비율과 같은 특성을 예측하고 제어할 수 있어야 한다.ASTM A706 Gr. 60은 최소 항복 강도가 60 ksi(420 MPa), 최대 항복 강도가 78 ksi(540 MPa), 최소 인장 강도가 80 ksi(550 MPa)이고 실제 항복 강도의 1.25배 이상이며 바 크기에 따라 달라지는 최소 신장 요구 조건을 가진 제어된 속성 범위 재료 규격의 예다.
미터법을 사용하는 국가에서 등급 지정은 일반적으로 메가파스칼 MPa(예: 미국 등급 400)의 항복강도(미국 등급 60과 유사하지만 미터법 등급 420은 미국 등급의 정확한 대체 강도)이다.
ACI 및 ASTM에서 발행하는 일반적인 미국 사양은 다음과 같다.
- 미국 콘크리트 연구소: "ACI 318-14 구조용 콘크리트 및 해설용 건축 법규 요구사항" ISBN978-0-87031-930-3(2014년)
- ASTM A82: 콘크리트 보강용 평강선 규격
- ASTM A184/A184M: 콘크리트 철근 배근용 조립형 철봉매트 규격
- ASTM A185: 콘크리트 보강용 용접 플레인 철사 원단 규격
- ASTM A496: 콘크리트 보강용 변형강선 규격
- ASTM A497: 콘크리트 보강용 용접 변형 철사 원단 규격
- ASTM A615/A615M: 콘크리트 보강용 변형 및 평탄한 탄소강 철근
- ASTM A616/A616M: 콘크리트 보강용 레일-철골 변형 및 플레인 바 규격
- ASTM A617/A617M: 콘크리트 보강용 액슬-철골 변형 및 플레인 바 규격
- ASTM A706/A706M: 콘크리트 보강을 위한 저합금강 변형 및 플레인 바
- ASTM A722/A722M: 프리스트레스트 콘크리트용 고강도 철근 표준시방서
- ASTM A767/A767M: 콘크리트 보강용 아연 코팅(갈바니징) 강봉 규격
- ASTM A775/A775M: 에폭시 코팅 철근의 사양
- ASTM A934/A934M: 에폭시 코팅된 조립식 철근의 사양
- ASTM A955: 콘크리트 보강용 변형 및 일반 스테인리스강 바(자석 투과성 시험 시 보조 요건 S1이 사용됨)
- ASTM A996: 콘크리트 보강용 레일-강철 및 액슬-강철 변형 바
- ASTM A1035: 콘크리트 보강용 변형 및 평탄도, 저탄소, 크롬, 철근 표준시방서
ASTM 표시 지정:
- S 빌렛 A615
- '나'레일 A616()"ASTM A616 / A616M - 96a Standard Specification for Rail Steel Deformed and Plain Bars for Concrete Reinforcement (Withdrawn 1999, superseded by A996)". Astm.org. Retrieved 2012-08-24.
- 'IR' 레일 미팅 추가 요구사항 S1 A616 )
- 'A' 액슬 A617 )
- 'W' 로우 알로이 — A706
역사적으로 유럽에서는 철근의 항복 강도가 약 250 MPa(36 ksi)인 연강 재료로 구성되어 있다.현대의 철근은 고율의 강철로 구성되어 있으며, 항복 강도는 일반적으로 500 MPa(72.5 ksi)이다.철근은 다양한 등급의 연성을 제공할 수 있다.더 많은 연성강철이 변형되었을 때 훨씬 더 많은 에너지를 흡수할 수 있다 - 지진력에 저항하고 설계에 사용된다.이러한 높은 항복 강도 연성강은 보통 열역학 처리 [28]방법인 TEMPCORE 공정을 사용하여 생산된다.완제품(예: 시트 또는 레일)을 재롤링하여 철근 제작을 할 수 없다.[29]구조용 강철과 대조적으로, 철근 강철 등급은 각 국가별 국가 표준이 있는 유럽 전역에서 아직 조화가 되지 않는다.그러나 규격과 시험 방법의 표준화는 EN 10080과 EN ISO 15630에 따라 존재한다.
- BS EN 10080:콘크리트 보강용 강재.용접식 철근.일반(2005)
- BS 4449: 콘크리트 보강용 강철용접식 철근.바, 코일 및 디코일 제품.사양(2005/2009)
- BS 4482: 콘크리트 제품 보강용 강철 와이어.사양(2005)
- BS 4483: 콘크리트 보강용 강직물.사양(2005)
- BS 6744: 콘크리트의 보강 및 사용을 위한 스테인리스강봉.요구사항 및 테스트 방법.(2001/2009)
- DIN 488-1: 보강강 - 제1부: 등급, 특성, 표시(2009)
- DIN 488-2: 철근 보강 - 2부: 철근 보강(2009)
- DIN 488-3: 보강강 - 3부: 코일, 강철 와이어(2009)의 보강강
- DIN 488-4: 보강강 - 4부: 용접 직물(2009)
- DIN 488-5: 보강강 - 5부: 격자거더(2009)
- DIN 488-6: 철근 배근 - 제6부: 적합성 평가(2010)
- BS EN ISO 15630-1: 콘크리트의 보강 및 프리스트레싱용 강철테스트 방법.철근, 와이어 로드 및 와이어를 보강한다.(2010)
- BS EN ISO 15630-2: 콘크리트의 보강 및 프리스트레싱용 강철테스트 방법.용접 직물.(2010)
보강 철근 배치
철근 케이지는 일반적으로 유압 벤더 및 피복의 도움을 받아 현장 또는 외부에서 제작된다.그러나 소규모 또는 사용자 정의 작업의 경우 Hickey 또는 수동 보강 철근벤더로 알려진 도구로 충분하다.철근은 철골 고정자 "로드버스터즈" 또는 콘크리트 보강철근자가 배치하며 철근 지지대와 콘크리트 또는 플라스틱 철근 스페이서가 철근과 콘크리트 구조물을 분리하여 콘크리트 커버를 확립하고 적절한 임베딩이 이루어지도록 한다.우리 안의 철근은 스폿 용접, 철선 묶기, 때로는 전기철근층 또는 기계적 연결로 연결된다.에폭시 코팅 또는 아연도금 철근을 묶는 경우 에폭시 코팅 또는 아연도금 와이어가 일반적으로 사용된다.
등잔대
등받이는 철근 케이지의 외부를 형성한다.등받이는 보통 보의 사각형, 교각의 원형이며 기둥이나 보를 따라 일정한 간격으로 배치하여 구조용 철근의 고정과 콘크리트 배치 시 위치 이탈을 방지한다.등받이 또는 침목의 주요 용도는 이 침대가 포함된 철근 콘크리트 구성요소의 전단 용량을 증가시키는 것이다.[30]
용접
미국용접협회(AWS) D 1.4는 미국 내 철근 용접 관행을 규정하고 있다. 특별한 고려 없이 용접 준비가 된 철근은 W등급(Low-Aloy — A706)뿐이다.ASTM A706 규격에 따라 생산되지 않는 철근은 일반적으로 "탄소 등가"를 계산하지 않고 용접하기에는 적합하지 않다.탄소 등가성이 0.55 미만인 재료는 용접할 수 있다.
ASTM A 616 & ASTM A 617 (현재 결합된 표준 A996으로 대체됨) 철근은 제어되지 않은 화학, 인 및 탄소 함량을 가진 재연철 레일 차축 강철과 재연철 레일 차축 강철이다.이런 재료는 흔하지 않다.
철근 우리에 대한 스폿 용접은 유럽에서는 여러 해 동안 일반화되어 왔으나, 미국에서는 점점 보편화되고 있다.프리스트레스트 콘크리트용 고강도강은 용접할 수 없다.[citation needed]
롤(roll) 단위의 보강 배치
롤 철근 배근 시스템은 단기간에 걸쳐 다량의 배근을 배치할 수 있는 현저히 빠르고 비용 효율적인 방법이다.롤 철근 배근은 보통 외부에서 준비되며 현장에서 쉽게 풀린다.롤보강 아이디어는 원래 BAM AG가 BAMTEC 강화기술로 도입했다.슬래브(데크, 기초), 풍력 에너지 마스트 기초, 벽, 경사로 등에 롤 보강 배치가 성공적으로 적용되었다.
기계적 연결부
"기계식 쿠플러" 또는 "기계식 스플라이스"로도 알려져 있는 기계적 연결부는 보강 바를 서로 연결하는 데 사용된다.기계적 연결기는 주물 내부 콘크리트 시공 시 고도로 보강된 부위의 철근 혼잡을 줄이는 효과적인 수단이다.이 쿠플러는 부재 사이의 이음매에서 프리캐스트 콘크리트 시공에도 사용된다.
기계적 연결에 대한 구조적 성능 기준은 국가, 코드, 산업에 따라 다르다.최소 요구 사항으로서, 코드는 일반적으로 이음매 연결에 대한 보강 철근의 지정된 항복 강도의 125%를 충족하거나 초과하도록 규정한다.보다 엄격한 기준도 철근의 특정 극한강도 개발해야 한다.예를 들어 ACI 318은 유형 1(125% Fy) 또는 유형 2(125% Fy 및 100% Fu) 성능 기준을 명시한다.[31]
연성을 염두에 두고 설계된 콘크리트 구조물의 경우 기계적 연결부 역시 일반적으로 철근 산업에서 "봉 파손"을 달성하는 것으로 알려진 연성 방식으로 고장날 수 있는 것이 바람직하다.예를 들어, Caltrans는 필요한 고장 모드(즉, "바 넥링")[32]를 지정한다.
안전
부상을 방지하기 위해 철근의 돌출된 끝부분을 특수강 보강 플라스틱 캡으로 구부리거나 덮는 경우가 많다.그것들은 긁힘과 다른 경미한 부상으로부터 보호해 줄 수 있지만, 귀책으로부터 거의 또는 전혀 보호해 주지 않는다.[33]
지정
철근 배근은 일반적으로 시공 도면에 "보강 일정"으로 표로 작성된다.이것은 전세계에서 사용되는 명언의 모호성을 제거한다.다음 목록은 건축, 엔지니어링 및 건설 산업에서 사용되는 공명의 예를 제공한다.
| 지정 | 설명 |
|---|---|
| HD-16-300, T&B, EW | 고강도(500 MPa) 16mm 직경의 철근은 상단 면과 하단 면의 300mm 중심(중앙에서 중앙까지의 거리)과 각 방법(즉, 세로 및 가로)에 걸쳐 있다. |
| 3-D12 | 가벼운 강도(300MPa) 3개 직경 12mm 철근 |
| R8 스루프 @ 225 MAX | D 등급(300 MPa) 매끄러운 바 스레퍼, 225 mm의 간격으로 배치.뉴질랜드에서는 기본적으로 모든 등받이가 일반적으로 꽉 찬, 닫힌, 루프인 것으로 해석된다.이것은 내진 구역의 콘크리트 연성에 대한 세부 요구사항이다. 각 단부에 후크가 있는 등자 한 가닥이 필요한 경우, 이는 일반적으로 명시되고 도해된다. |
| 지정 | 설명 |
|---|---|
| #4 @ 12 OC, T&B, EW | 4번 철근은 상단 면과 하단 면 모두에서 중앙에서 12인치 간격(중앙에서 중앙까지의 거리)을 유지했으며, 또한 각 방식, 즉 종단 및 횡단도 마찬가지였습니다. |
| (3) #4 | 4번 철근 3개(일반적으로 철근은 디테일에 수직일 때 사용) |
| #3 타이 @ 9 OC, (2) 세트당 | 3번 철근이 등자로 사용되며 중심에는 9인치 간격으로 배치된다.각 세트는 두 개의 침목으로 구성되는데, 보통 이 침대는 도해되어 있다. |
| #7 @ 12" EW, EF | 7번 철근은 12인치 간격으로 각 방향(각 방향)과 각 면에 배치한다. |
재사용 및 재활용
 |
많은 나라에서 콘크리트 구조물이 철거된 후 철근 제거를 위해 노동자들을 불러들인다.그들은 볼트 커터, 용접 장비, 해머, 그리고 다른 도구들을 사용하여 금속을 추출하면서 현장을 샅샅이 뒤진다.금속은 부분적으로 펴서 묶어서 팔린다.
철근은 거의 모든 금속 제품과 마찬가지로 고철로 재활용할 수 있다.보통 다른 철강제품과 결합해 녹여 다시 만든다.
참조
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외부 링크
 | 위키미디어 커먼즈에는 철근과 관련된 미디어가 있다. |
