전단철근

1 개요

전단철근(剪斷鐵筋)은 콘크리트공학 또는 건설분야 등에서 전단 또는 경사 인장력에 저항하도록 설계된 철근을 가리키는 용어이다.

2 수직전단철근

수직전단철근(垂直剪斷鐵筋)은 주철근에 수각으로 배치한 전단 철근이다. 

3 수평전단철근

수평전단철근(水平剪斷鐵筋)은 건설 현장에서 콘크리트 부재에 발생하는 전단 응력에 저항하기 위하여 수평으로 배치한 철근을 가리킨다.

4 최소전단철근

최소전단철근(最小剪斷鐵筋)은 구조물에서 안전을 위하여 전단력에 대한 저항을 갖추는 데 필요한 최소한의 전단 철근.

5 전단철근의 설계

계수전단력 (V_u)이 설계전단강도 (ΦV_c) 를 초과하는 곳에는 식 (1)과 식 (2)를 만족시키기 위해 전단철근을 배치하여야 한다.

[math]\displaystyle{ V_u \le \phi V_n \;\;\; }[/math] ……… (1)

[math]\displaystyle{ V_n = V_c + V_s \;\;\; }[/math] ……… (2)

여기서 Φ는 강도감소계수, [math]\displaystyle{ V_c }[/math] 는 콘크리트에 의한 단면의 공칭전단강도이며 [math]\displaystyle{ V_s }[/math]는 전단철근에 의한 단면의 공칭전단강도이다.

[math]\displaystyle{ V_s = {{A_υ \cdot f_{yt} \cdot d}\over{s}} }[/math]

(예시) 전단철근에 의한 전단강도 Vs에서 부재축에 직각인 전단철근을 사용하는 경우

여기서, Aυ 는 거리 s 내의 전단철근의 전체 단면적이며, fyt 는 전단철근의 설계기준항복강도이다.

[math]\displaystyle{ A_{\upsilon} }[/math] : 간격 s 내의 전단철근의 단면적 또는 깊은보의 경우 간격 s 내의 휨인장철근에 수직한 전단철근의 전체 단면적, mm²

b_w ：복부의 폭, mm

d ：철근콘크리트 부재의 경우에는 종방향 인장철근의 중심에서 압축콘크리트연단까지 거리이며, 프리스트레스트콘크리트 부재의 경우에는 긴장재와 철근 도심에서 연단까지 거리와 0.8h 중 큰 값(원형단면의 경우 압축콘크리트연단에서 부재의 반대측 절반 부분에 있는 인장철근군의 중심까지 거리보다큰 값), mm

[math]\displaystyle{ {f_{ck}} }[/math] ：콘크리트의 설계기준압축강도, MPa

s : 종방향 철근에 평행한 방향으로 전단 또는 비틀림철근의 간격, mm

단 전단강도 V_s는 [math]\displaystyle{ {{2}\over{3}} \sqrt{f_{ck}} b_w d }[/math] 이하로 하여야한다. 따라서 전단강도 V_s는 콘크리트가 부담하는 전단강도 V_c의 4배이하가 된다. (단 경량콘크리트계수(λ)는 1이다)

[math]\displaystyle{ {{2}\over{3}} \sqrt{f_{ck}} b_w d = 4 \left( {{1}\over{6}} \lambda \sqrt{f_{ck}} b_w d \right) }[/math]

6 최소전단철근량

[math]\displaystyle{ {{2}\over{3}} \sqrt{f_{ck}} b_w d \le {{A_υ \cdot f_{yt} \cdot d}\over{s}} =V_s }[/math] 로부터 최소값 [math]\displaystyle{ {{1}\over{16}} }[/math]을 사용하면

[math]\displaystyle{ {{1}\over{16}} \sqrt{f_{ck}} b_w d \le {{A_υmin \cdot f_{yt} \cdot d}\over{s}} =V_s }[/math]

[math]\displaystyle{ {{1}\over{16}} \sqrt{f_{ck}} b_w d = {{A_υmin \cdot f_{yt} \cdot d}\over{s}} }[/math]

[math]\displaystyle{ {{1}\over{16}}{ { \sqrt{f_{ck}} b_w d \cdot s} \over { f_{yt} \cdot d } } = {A_υmin } \left( \text{최소전단철근량} \right) }[/math]

[math]\displaystyle{ {A_υmin } = 0.0625\sqrt{f_{ck}} \cdot { { b_w \cdot s} \over { f_{yt} } } }[/math] 인 최소전단철근량을 얻을수있다.

7 철근콘크리트 보

예시

계수 [math]\displaystyle{ \beta_{1} }[/math]은 콘크리트 강도(f_ck)가 28 MPa 이하인 경우는 0.85로 한다 그리고 콘크리트 강도가 28 MPa을 초과할 경우, 28 MPa을 초과하는 매 1 MPa의 강도에 대하여 [math]\displaystyle{ \beta_{1} }[/math] 의 값을 0.007씩 감소시킨다. [math]\displaystyle{ \left( \beta_{2} = 0.843 \right) }[/math] 그러나 그 값은 0.65보다 작지 않게 한다.

8 같이 보기

• 철근콘크리트

9 참고

• 위키백과 "전단철근"
• 위키낱말사전 "전단철근"
• 다음사전 "전단철근"
• 다음백과 "전단철근"
• 네이버사전 "전단철근"
• 네이버백과 "전단철근"
• 나무위키 "전단철근"
• 리브레 위키 "전단철근"