철근콘크리트 구조물의 최소 철근간격규정

철근콘크리트 구조물에서 철근의 간격

 

1. 철근콘크리트 구조물에서 철근 간격이 중요한 이유

1.1 균열 제어 및 내구성 확보

철근콘크리트 구조물은 하중, 온도 변화, 수축 등 다양한 요인에 의해 균열이 발생할 수 있습니다. 철근 간격이 적절하지 않으면 균열이 집중되거나 간격이 큰 부분에 국부적으로 균열이 확대될 수 있습니다. 균열이 지나치게 크거나 집중되면 구조물의 사용성과 안전성이 저하될 수 있으며, 특히 수분이나 염분이 균열을 통해 침투하면 철근 부식이 가속화되어 구조물의 수명에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 적절한 철근 간격은 미세한 균열을 균일하게 분포시켜 균열폭을 제한하고, 구조물의 내구성과 장기적인 성능을 유지하는 데 매우 중요합니다.

구조물은 오랜 기간 동안 외부 환경에 노출되므로, 내구성을 확보하는 것이 필수적입니다. 적절한 철근 간격은 콘크리트 피복 두께와 함께 철근을 외부 침투물(수분, 염분 등)로부터 보호하는 역할을 하며, 철근의 부식 및 콘크리트 열화 현상을 방지합니다. 이는 구조물의 유지관리 비용 절감과 서비스 수명 연장으로 직결됩니다. 또한 내구성이 향상된 구조물은 비상시에도 초기 성능을 보다 오래 유지할 수 있어 구조적 안전성 측면에서도 매우 중요한 요소입니다.

 

1.2 콘크리트 충전성 및 시공성 확보

콘크리트 타설 시, 골재와 시멘트 페이스트가 철근 사이를 잘 통과해야만 양질의 콘크리트가 형성됩니다. 철근 간격이 좁을 경우 콘크리트가 철근망을 통과하지 못해 공극이 발생하거나 시공불량이 생길 수 있습니다.

 

1.3 부재의 구조적 성능 보장

적정한 철근 간격을 유지함으로써 콘크리트와 철근이 함께 하중을 분담하는 '복합재'로서의 성능이 극대화됩니다. 너무 밀집되거나 과도하게 배근된 철근은 부재의 휨강도, 전단강도, 연성 등에 부정적인 영향을 미칩니다.

---

 

2. 철근콘크리트 구조설계기준에서 규정하는 휨부재 축방향 철근의 최소간격

철근의 간격은 철근콘크리트 구조물의 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 콘크리트의 굵은골재가 철근 사이를 통과하지 못할 정도로 철근이 너무 촘촘하게 배치되면, 콘크리트가 단면에 충분히 채워지지 못하여 구조물의 내구성과 구조성능이 저합됩니다.

2.1 보와 슬래브 등 휨부재의 수평 순간격 규정

보와 슬래브 등 휨을 주로 받는 부재에서 축방향 철근의 수평 간격은 「콘크리트구조기준(KDS 14 20 00)」에 따라 다음 세 가지 중 가장 큰 값 이상으로 정해져야 합니다.

 

1) 25mm 이상

철근 간의 최소 순간격은 25mm 이상이어야 합니다.
이 기준은 콘크리트의 작업성과 충분한 피복 확보를 위해 요구됩니다.

 

2) 철근의 공칭지름 이상

사용되는 철근의 공칭지름 이상 간격을 확보해야 합니다.
예를 들어 D22 철근을 사용할 경우, 최소 순간격은 22mm 이상이어야 합니다.
이는 철근 주변으로 콘크리트가 충분히 채워지도록 확보하는 기준입니다.

 

3) 굵은 골재 최대치수의 1.33배 이상

타설에 사용되는 굵은 골재의 최대치수의 1.33배 이상 간격을 확보해야 합니다.
예를 들어 최대 골재 치수가 25mm라면, 최소 순간격은 25mm × 1.33 = 약 33mm 이상이어야 합니다.

 

정리하면, 위 세 가지 중 가장 큰 값을 수평 순간격(clear space : 인접하는 철근의 표면 사이의 거리)으로 설정해야 하며, 이를 통해 시공성과 구조성능을 동시에 확보할 수 있습니다.

---

 

2.2 축방향 철근이 2단 이상으로 배치되는 경우의 수직 순간격 규정

보와 같은 부재에서 철근이 2단 이상으로 배치되는 경우, 수직 간격도 별도로 규정합니다.

 

1) 25mm 이상

상하단 철근 간의 수직 간격은 기본적으로 25mm 이상을 확보해야 합니다.
이 역시 콘크리트 충전성과 피복 두께 확보를 위함입니다.

 

2) 굵은 골재 최대치수 이상

상하단 철근 사이에 사용되는 굵은 골재가 원활히 통과할 수 있도록, 굵은 골재 최대치수 이상 간격을 확보해야 합니다.

 

3) 상하철근을 동일 연직면 내에 배치

상하 철근을 동일 연직면 내에 배치하지 않고 지그재그 형태로 배치하면 콘크리트 타설때 콘크리트가 밀실하게 채워지지 않을 가능성이 있기 때문이다.

---

 

3. 기둥과 벽체 등 압축부재에서 축방향 철근의 순간격 규정

3.1 축방향 철근의 순간격

기둥과 같은 압축 부재는 구조적으로 매우 중요한 부재입니다.「콘크리트구조기준(KDS 14 20 00)」에서는 기둥 축방향 철근의 수평 간격을  아래 세가지 중 가장 큰 값으로 규정하고 있습니다.

 

1) 40mm 이상

기본적으로 축방향 철근 간의 수평 간격은 40mm 이상이어야 합니다.
이는 콘크리트 충전성과 철근의 간격부족으로 인한 정착파괴 방지 등을 고려한 최소 요구사항입니다.

 

2) 철근 공칭지름의 1.5배 이상

또한, 사용하는 철근의 공칭지름의 1.5 이상이어야 합니다.

 

3) 굵은 골재 최대치수의 1.33배 이상

기둥에도 콘크리트 타설을 원활하게 하기 위해 골재 최대치수의 1.33배 이상 간격을 확보해야 합니다.

---

 

 

4. 결 론

철근콘크리트 구조물에서 철근 간격을 적절히 확보하는 것은 단순한 시공 편의를 넘어서 구조적 성능과 내구성, 사용성에 지대한 영향을 미칩니다. 균열을 제어하고, 콘크리트 충전성을 확보하며, 부재의 강도와 연성을 높이는 데 있어서 철근 간격은 매우 핵심적인 요소입니다. 설계자는 「콘크리트구조기준(KDS 14 20 00)」의 철근 간격 규정을 정확히 이해하고 적용해야 합니다. 특히, 휨부재의 경우 "25mm 이상", "철근 공칭지름 이상", "굵은 골재 최대치수의 1.33배 이상" 중 가장 큰 값을 적용하는 점을 정확히 기억해야 하며, 휨부재와 압축부재에 따라 순간격 기준이 다소 다르다는 점도 인지해야 합니다. 설계뿐만 아니라 현장에서도 이 기준을 철저히 준수하여야 하며, 이로 인해 구조물의 장기 성능과 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. 따라서 설계자, 감리자, 시공자 모두 철근 간격 규정에 대한 명확한 이해와 실천이 요구됩니다.

---