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• 용접용철근을 이용한 철근선조립 공법

– 저자 : 이창남, 김형섭, 엄태성, 박홍근, 이승환

철강재 가격의 상승으로 인해 철골 구조로 향하던 건설업계의 향방이 다시 철근 콘크리트구조 선호로 회귀하는 추세에 있다. 특히, 기둥의 지배 응력 조건은 ‘압축’이므로 자재비가 저렴하면서도 압축력에 강한 재료인 콘크리트를 사용하는 철근 콘크리트기둥이 철골 기둥에 비하여 경쟁력이 높다. 그러나 보를 철골 구조로 설계하고 기둥만 철근 콘크리트구조를 적용하는 경우 기둥과 보의 접합이 복잡하며, 기둥 콘크리트 양생이 끝날 때까지 보의 가설지주를 제거하지 못하는 단점이 있다. 따라서 철근을 주로 사용하면서 공장에서 선조립 할 수 있는 기둥과 보의 제작 방안의 모색이 필요하다. 이번 기사에서는 용접용 철근을 이용한 철근 선조립 공법 (PRC: pre-fabricated reinforced concrete)의 새로운 상세 및 접합부를 소개하고자 한다. 이 PRC 공법에서는 철근과 철근의 결속을 기본적으로 용접에 의존하므로 고강도 용접용철근(SD400W, SD500W 등)을 사용하였다. 특히, 그동안 설계․시공한 PRC 공법의 대부분은 기둥에 한정되어 있었지만 본 기사에서는 기둥뿐만 아니라 보의 철근을 선조립 제작할 수있는 공법을 제시하고자 한다. 공장용접으로 선조립을 한 보와 기둥의 철근 케이지를 현장에 반입하여 조립․설치하고, 현장에서는 간단한 추가 배근과 함께 선조립을 한 보 및 기둥 철근 케이지에 거푸집을 설치한 다음 콘크리트를 타설한다. 따라서 현장에서의 철근 적재 및 가공 공정 생략으로 인하여 공기단축 및청결한 현장관리가 가능하고, 공장에서 철근을 가공․조립하기 때문에 절단 및 절곡 과정에서 발생하는 철근 토막들의 손실을 최소화할 수 있어서 경제적이다.
구조적인 관점에서 PRC 공법은 기존 철근 콘크리트 공법과 동일하게 일체화된 보-기둥 접합부 시공이 가능하다. 그러나PRC 공법은 효율적인 기둥 이음, 보-기둥 접합부의 제작 및 조립을 위하여 용접, 커플러 이음, 기계적 정착 등이 사용되므로접합부의 성능에 대한 명확한 검증이 필요하다.