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건축기사 철근콘크리트 부재 설계 개념 정리

중요도 ★★★★☆ · 20% (추정)

개요

이 단원은 철근콘크리트 보·기둥·슬래브를 설계할 때의 기본 규칙인 철근 배치, 강도감소계수, 정착, 처짐을 위한 최소 두께를 다룹니다. 개념 문제와 간단한 계산 문제가 섞여 나옵니다.

콘크리트는 압축에 강하고 인장에 약하므로, 단순보에서는 늘어나는 아래쪽에 인장 주철근을 넣습니다. 보의 전단력은 주철근을 감싸는 늑근(스터럽)이 맡고, 기둥에는 띠철근이나 나선철근을 둡니다. 피복두께는 철근을 녹과 불에서 보호하고 부착력을 확보합니다.

강도감소계수는 인장지배단면 0.85, 전단 0.75, 띠철근 압축지배단면 0.65 입니다. 등가 직사각형 응력블록 깊이는 a = As·fy ÷ (0.85·fck·b)로 구합니다. 철근 아래에 굳지 않은 콘크리트가 300mm 넘게 있는 상부 철근은 블리딩 때문에 부착이 약해 정착길이를 1.3배로 늘립니다.

처짐을 계산하지 않을 때 보의 최소 두께는 단순지지 l/16, 1단 연속 l/18.5, 양단 연속 l/21, 캔틸레버 l/8 입니다. 네 변이 지지된 슬래브는 장변/단변이 2 를 넘으면 1방향 슬래브로 설계합니다.

핵심 개념

  • 인장 주철근 위치

    단순보는 아래쪽이 늘어나므로(인장) 아래에, 캔틸레버는 위쪽이 늘어나므로 위에 둡니다.

    외우는 요령늘어나는 쪽에 철근.

  • 늑근(스터럽)

    보의 주철근을 감싸 전단력에 저항하는 철근입니다.

    외우는 요령보는 늑근, 기둥은 띠철근.

  • 강도감소계수(φ)

    인장지배단면 0.85, 전단·비틀림 0.75, 나선철근 압축지배 0.70, 그 밖의 압축지배 0.65 입니다.

    외우는 요령휨 0.85, 전단 0.75, 기둥 0.65.

    출처: 콘크리트구조 설계기준 KDS 14 20 10 · 2026년 기준

  • 상부철근 정착길이

    철근 아래에 굳지 않은 콘크리트가 300mm 넘게 있는 상부 철근은 정착길이에 1.3 을 곱합니다.

    외우는 요령블리딩으로 부착이 약해진다.

    출처: 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준 KDS 14 20 52 · 2026년 기준

  • 처짐 계산 생략 최소 두께(보)

    단순지지 l/16, 1단 연속 l/18.5, 양단 연속 l/21, 캔틸레버 l/8 입니다 (fy 400MPa, 보통 중량콘크리트).

    외우는 요령16 – 18.5 – 21 – 8.

    출처: 콘크리트구조 사용성 설계기준 KDS 14 20 30 · 2026년 기준

  • 1방향 슬래브

    네 변이 지지되어도 장변/단변 비가 2 를 넘으면 1방향 슬래브로 설계합니다.

    외우는 요령두 배를 넘으면 1방향.

자주 나오는 포인트

  • 강도감소계수 0.85·0.75·0.65 를 서로 바꾼 선지가 자주 나옵니다.
  • 응력블록 깊이 계산에서 0.85 를 빼먹는 실수를 조심하세요.
  • 정착길이를 늘리는 조건(상부철근)과 줄이는 조건(갈고리, 높은 콘크리트 강도)을 구분하세요.
  • 보와 슬래브의 최소 두께 기준을 섞어 놓은 선지를 조심하세요.

헷갈리는 것 비교: 처짐 계산 생략 최소 두께

지지 조건보1방향 슬래브
단순지지l/16l/20
1단 연속l/18.5l/24
양단 연속l/21l/28
캔틸레버l/8l/10

대표 문제 3개

검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.

예상문제검수 완료건축구조 › 철근콘크리트 부재 설계★★★★☆

문제 1. 철근콘크리트 부재에서 피복두께를 두는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. ① 거푸집을 빨리 떼어 내기 위해서
  2. ② 철근을 녹과 화재로부터 보호하고 부착력을 확보한다
  3. ③ 철근 사용량을 줄이기 위해서
  4. ④ 콘크리트의 압축강도를 높인다
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ② 철근을 녹과 화재로부터 보호하고 부착력을 확보한다

핵심: 피복두께: 철근의 녹·불 보호와 부착력 확보

피복두께는 철근 바깥면에서 콘크리트 표면까지의 두께입니다. 이 콘크리트 층이 철근에 물과 공기가 닿아 녹스는 것을 막고, 불이 났을 때 철근 온도가 빨리 오르지 않게 하며, 철근을 단단히 감싸 붙잡아 줍니다.

틀린 선지

  • 거푸집을 빨리 떼어 내기 위해서: 거푸집 떼는 시기는 콘크리트 강도로 정하며 피복두께의 목적이 아닙니다.
  • 철근 사용량을 줄이기 위해서: 피복두께는 철근 양을 줄이는 수단이 아닙니다.
  • 콘크리트의 압축강도를 높인다: 피복두께는 콘크리트 강도와 관계가 없습니다.
예상문제검수 완료건축구조 › 철근콘크리트 부재 설계★★★★☆

문제 2. 양 끝을 받친 단순보에 아래로 하중이 작용할 때, 인장 주철근을 주로 배치하는 위치는?

  1. ① 보의 아래쪽
  2. ② 보 옆면의 가운데
  3. ③ 보의 위쪽
  4. ④ 보의 중립축 위치
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ① 보의 아래쪽

핵심: 단순보는 아래가 늘어나므로(인장) 주철근을 아래에 둔다

단순보가 아래로 처지면 윗부분은 눌리고(압축) 아랫부분은 늘어납니다(인장). 콘크리트는 인장에 약하므로 늘어나는 아래쪽에 철근을 넣어 인장을 맡깁니다.

틀린 선지

  • 보 옆면의 가운데: 옆면 가운데는 중립축 근처라 인장 저항에 효과가 작습니다.
  • 보의 위쪽: 단순보 위쪽은 압축을 받는 곳입니다. 캔틸레버는 위쪽이 인장입니다.
  • 보의 중립축 위치: 중립축은 응력이 0인 곳이라 인장 철근 효과가 거의 없습니다.
예상문제검수 완료건축구조 › 철근콘크리트 부재 설계★★★★☆

문제 3. 보에서 전단력에 저항하기 위해 주철근을 감싸듯 일정 간격으로 배치하는 철근은?

  1. ① 배력철근
  2. ② 나선철근
  3. ③ 늑근(스터럽)
  4. ④ 띠철근(후프)
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ③ 늑근(스터럽)

핵심: 보의 전단보강 = 늑근(스터럽), 기둥 = 띠철근·나선철근

늑근(스터럽)은 보의 주철근을 ㄷ자나 ㅁ자 모양으로 감싸는 철근으로, 보 끝 쪽에 비스듬히 생기는 전단 균열을 가로질러 막아 줍니다. 전단력이 큰 지점 가까이에 간격을 촘촘하게 둡니다.

틀린 선지

  • 배력철근: 슬래브에서 주철근과 직각으로 놓아 하중을 고르게 나누는 철근입니다.
  • 나선철근: 기둥 주철근을 나선형으로 감는 철근입니다.
  • 띠철근(후프): 기둥의 주철근을 묶어 좌굴을 막는 철근입니다.
이 단원 5문제 풀기 →

AI 작성 · 검수 완료 · AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.