2010 KEPIC-Week, Jeju

1. 2010 KEPIC-Week, Jeju KEPIC-SWR(철근 용접)설계 및 현장적용 2010. 09. 02 홍익대학교 공과대학 토목공학과 교수: 윤 순 종 (구조공학 전공)

2. 차례 1. 연구 배경 및 목적 2. 철근용접이음의 설계 • 철근용접이음의 정의 및 분류 • 각국 설계기준 • 철근용접이음의 현황 3. 현장적용 4. 결 론

3. 1. 연구 배경 및 목적 • 최근 철근콘크리트 구조물의 신축과 유지보수에 있어서 철근이음은 중요한 요소로 인식 • 철근콘크리트 구조물이 요구된 성능을 발휘 하기 위한 요건 충족  철근의 선택, 철근용접 이음부 설계, 용접인정, 철근의 조립, 시공 및 기존 철근의 보수 • 현재 철근이음은 작업자의 숙련도에 의존하는 경향이 있음 • 시공성 및 경제성 확보를 위해 철근이음의 체계화된 설계법 및 적용 필요

4. 1. 연구 배경 및 목적 (계속) 철근이음의 종류 • 겹침이음  결속선을 사용하여 철근의 끝을 서로 겹치게 함  콘크리트가 충전되어야 철근이 일체화 됨  철근의 순간격 확보가 어려움  D25철근 이하에 사용 • 후크를 갖는 겹침이음 • 날개달린 방지근에 의한 겹침이음

5. 1. 연구 배경 및 목적 (계속) 철근이음의 종류 압접단면 정리 • 가스압접이음  시공 용이  경제성 우수  휨 및 횡방향력에 취약  이음부의 취약으로 인한 전단파괴 압접기 설치 후 가압 및 가열 가압에 따라 접합면이 닫히기 시작 접합면이 완전히 닫히고 팽창 접합완료 • 가스압접이음 순서

6. 1. 연구 배경 및 목적 (계속) 철근이음의 종류 • 기계적이음  시공 용이  피로하중에 취약  생산자와 시공자의 상이함으로 인한 신뢰성 부족 그라우트방식 후크너트방식 • 나사방식이음

7. 1. 연구 배경 및 목적 (계속) 철근이음의 종류 • 용접이음  기술선진국에서 내진성능이 우수한 용접이음을 널리 사용함  철근과 구조용 강재 등에 적용이 가능함  국내에서 건설되고 있는 특수구조물 등에 적용할 수 있는 용접이음의 설계방법이 필요함 • 용접이음

8. 2. 철근용접이음의 설계 철근용접이음의 정의 및 분류 • 철근의 용접이음은 철근을 녹여서 유연하게 하여 접합하는 방법  전기의 +,-전극을 접촉시켜 불꽃(아크)을 이용하여 용접 (아크용접) 철근에 전기를 흐르게 하여 전기저항을 이용하여 용접 (저항용접) 철근 사이에 코일을 감아 고주파 전기를 이용하여 용접 (아모르화스접합)

9. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 각국 설계기준 (국내, KEPIC-SWR 2007)

10. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) • 직접 맞대기이음의 완전용입 홈용접 유효 용접면적은 용접되는 철근의 공칭단면적 • 필릿용접 유효 용접면적은 유효 용접길이와 유효 목두께를 곱한 값 철근의 단면 이음부를 동일한 평면이 되도록 용접하는 경우, 유효 용접크기는 플레어 베벨 홈용접의 경우 철근 반지름의 0.4배로 하고, 플레어 V 홈용접의 경우는 철근 반지름의 0.6배로 함.

11. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) • 플레어 베벨 및 플레어 V 홈용접 유효 용접면적은 유효 용접길이와 유효 용접크기의 곱으로 함

12. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) • 직접 맞대기 용접이음

13. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) • 간접 맞대기 용접이음

14. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) • 앵커장치, 받침판 및 삽입판이 있는 이음부

15. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 각국 설계기준 (국내, 극한강도법에 의한 철근콘크리트 구조기준, 1992) 제7장. 철근의 정착 및 이음 1. 이음방법은 용접 또는 기계적 접합을 사용 2. 완전 용접이음시 철근이 기준항복강도의 125%이상의 인장력에 저항할 수 있도록 맞댄용접을 함. 3. 완전 기계적 접합시 철근이 기준항복강도의 125%이상의 인장력 또는 압축력에 저항할 수 있도록 기계적 접합을 함. 4. 제2호 및 제3호의 규정외의 용접이음 및 기계적 접합이음은 7.3의 규정에 의함. 5. 기타 모든 용접이음은 건설부제정 건축공사 표준시방서의 규정에 의함.

16. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 각국 설계기준 (미국, ACI 318-89; 뉴질랜드, NZS) • 일본 건축학회 (철근콘크리트 구조계산규준, 동해설)와 캐나다의Design of Concrete Structures for Buildings, CAN3-A23의 규정은 ACI와 동일하게 적용 • NZS에서 제시하고 있는 1.6은 뉴질랜드에서 제조되는 철근의 fy와 파괴강도의 관계에 따라 결정되었으며 ACI에서 제시하고 있는 값보다 큰 이유는 역학적 성질의 차이에 기 인 함

17. 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 각국 설계기준 (미국, AWS Code)

18. 적용범주 1) 용접이음공법에 의한 이음은 같은 규격의 이음을 원칙으로 함 2) 다른 규격의 이음은 철근 규격의 차가 1 Size 이내로 함 3) 이음의 범주는 SD40, SD50이며, Size는 D19~D51 까지 임 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 철근용접이음의 현황 • 현재 국내에서 시공되고 있는 철근용접이음은 전문업체에서 제시하는 가이드라인에 의존 예시  • 인원구성: 3인 1조 (용접공, 설치공, 보조공) • 용접자격 1) 용접공은 당사 인력양성센터에서 자격을 부여한 자에 한함 2) 용접기능공은 작업 착수 전 발주처에 용접이음 시험성적서를 제시하여 승인을 득함 3) 시험성적서는 한국건자재시험연구원 등 공인시험기관에서 발행한 성적서를 제출함

19. 시공준비 1) 시공자는 용접이음 시공계획서를 작성, 감독원의 승인을 받음 2) 시공자는 상세배근도에 따라 철근의 가공방법, 이음위치 등을 결정함 3) 이음위치는 설계도서, 시공도또는 감독원의 지시에 따르며, 이음위치가 기재되지 않은 경우나 이음위치를 변경할 경우에는 응력이 적은 곳, 직선부, 작업이 용이한 곳으로 감독원의 승인을 득한 후 작업함 2. 철근용접이음의 설계 (계속) 철근용접이음의 현황

20. 3. 현장적용 • 기둥(종방향 철근)

21. 3. 현장적용 (계속) • 벽체(주철근)

22. 3. 현장적용 (계속) • Girder/Beam(주철근)

23. 3. 현장적용 (계속) • Top/Down(합벽)

24. 3. 현장적용 (계속) • 유지 및 보수보강

25. 3. 현장적용 (계속) • 철근 선조립 시공

26. 3. 현장적용 (계속) • 철근이음길이 연장시공

27. 4. 결론 • 철근 이음의 종류 및 방법 조사 • 국내외에서 제정하고 있는 철근용접이음 설계법에 대해 소개하고 현재 시공되고 있는 철근용접이음의 현황 및 현장적용 사례에 대하여 조사 • 국내에서 시공되고 있는 철근용접이음 시공은 대부분 시공업체에서 제시한 가이드라인에 의존하고 있어 명확한 설계법을 제시하기 어려움 • 대한전기협회에서 제정 관리하는 KEPIC-SWR 철근용접 기술기준 및 여러 기술선진국에서제정하고 있는 기술기준들을 비교 분석하여, 국내 현실을 반영한 철근용접이음에 대한 설계기준의수정보완이 필요함