철근 콘크리트에서 직경이 큰 하나의 막대 대신 여러 개의 철근을 사용하는 이유는 무엇입니까?
답변:
몇 가지 이유가 있습니다.
즉, 대신 : 내가 먼저 당신이 하나의 합리적 크기의 하나의 작은 철근의 무리를 교체에 대해 얘기하고 가정거야 (7.54 cm 2 )를 사용하여 1 φ 32 (8.04 cm 2 ).
여러 개의 작은 철근이 콘크리트 강 인터페이스의 동작을 개선합니다. 앵커리지에서 강철로부터 콘크리트로 인장력을 전달하기위한 총 표면적이 더 커서 인장 응력을 감소시키고 앵커리지 및 랩 스플 라이스 길이를 단축시킨다. 이것은 또한 콘크리트에서 발생할 균열을 줄입니다.
또한 빔 끝에서 강철을 구부려 야 할 수도 있습니다. 철근의 직경이 클수록 굽힘 반경이 커집니다.
그리고 이것이 있습니다 :
강철의 무게 중심이 콘크리트 표면에서 멀어지기 때문에 효율성도 떨어집니다. 같은 강도를 얻으려면 더 많은 강철이 필요합니다. 이것은 우리가 합리적인 크기에 대해 이야기하고있는이 답변의 첫 번째 부분에도 적용되지만 그 차이는 분명히 훨씬 작습니다.
그러나 하나의 큰 원형 철근 대신 강판을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 더 이상 철근 사이에 공간이 없기 때문에 여러 철근 직경보다 얇고 더 효율적인 시트를 선택할 수 있습니다! 그러나 표면적이 줄어들어 전달 응력과 앵커리지 및 랩 스플 라이스 길이가 증가합니다. 또한 시트는 2 차원 요소이므로 문제를 야기 할 수있는 다른 횡단 동작이있을 수 있습니다. 또한 보의 바닥면에 콘크리트를 어떻게 부어 주겠습니까?
하루가 끝나면 가장 좋은 경험 법 (또는 내가 사용하려고하는 규칙)은 가능한 한 적은 수의 철근 층에 모든 것을 맞추기 위해 최선을 다하는 것이지만 가능한 한 그 층을 채우는 것입니다 ( 진동기에 필요한 공간을 포함하여 적절한 콘크리트 타설을위한 편안한 공간을 남겨 두십시오). 유일하게 남을 수있는 마지막 레이어 (빔의 관련면에서 가장 먼 것)는 예외입니다 (그러나 바람직하게는 이전 레이어의 대칭 패턴을 따라갈 수있는 여러 막대가 있음). 철과 함께 효율적으로 균형을 잡으십시오. 만약 큰 철근을 사용해야하는데 다른 철근을 작은 철근으로 추가 한 것보다 훨씬 큰 철근을 사용한다면 다른 철층이 가장 좋습니다.
철근의 주요 목적은 콘크리트의 인장 강도를 향상시키는 것이며 실제로 대부분의 하중은 순수한 장력이 아닌 굽힘에서 발생합니다.
굽힘 력에 영향을받는 빔이 가장 큰 응력은 빔의 가장자리와면에 있기 때문에 중심을 따라 하나의 큰 막대를 갖기 만하면 구조의이 부분이 시작될 때까지 하중이 거의 보이지 않으므로 그다지 큰 영향을 미치지 않습니다. 불합격.
더 작은 직경의 철근이 구조물 전체에 분포되어 있으면 둘 사이의 접착을위한 더 큰 접촉 면적이 있기 때문에 콘크리트에서 강철로의 하중을보다 효과적으로 분산시킵니다.
실제로 철근 보강재의 크기와 배치는 구조물에 예상되는 하중에 의해 결정되며 강도, 무게, 비용 및 건설 중 철골 조립의 실용성 사이의 타협입니다.
순전히 개념적 관점에서, 여러 개의 작은 막대와 동일한 면적의 하나의 큰 막대는 콘크리트 빔에 대해 동일한 모멘트 용량을 제공합니다. 이것은 막대의 중심이 모두 같은 깊이에 있다고 가정합니다.
철근 (다중 작은 철근)의 분포는 큰 콘크리트 폭을 통해 인장력을 분산시켜 균열을 제한하는 데 도움이됩니다.
콘크리트와 철근의 경계면에서 상호 작용을 볼 때 여러 개의 작은 막대가 도움이됩니다. 하나의 큰 막대는 여러 개의 작은 막대보다 표면적이 적습니다. 이는 주어진 하중에 대해 막대 표면과 콘크리트 사이의 응력이 단일 막대의 경우 더 크다는 것을 의미합니다. 이것은 보강재의 개발 길이에 적용됩니다.
와사비의 대답에 더해-대 직경 막대는 개발 길이와 랩 길이가 제각각입니다 .
현상 및 랩 길이에 대한 대략적인 추정치는 40 직경입니다. 크지 만 합리적인 80cm 인 20mm 바의 경우 32mm 바의 경우 128cm, 50mm 바의 경우 2m가되었습니다.
기계식 커넥터를 사용하면 랩 길이 문제를 피할 수 있지만 2 미터의 개발 길이는 많은 강철을 낭비하고 넓은 공간이 필요하며, 종종 사용할 수없는 경우가 많습니다.
콘크리트와 강철은 크게 다른 방식으로 작동합니다. 콘크리트는 첫 번째 균열이 나타나 자마자 인장 응력을 견딜 수없는 것으로 가정되며 강철은 인장 응력에 이상적인 재료입니다. 유리 섬유가 균질하게 작동하는 방식과 비슷한 몇 가지 큰 강철에 비해 얇은 작은 강철 가닥을 갖는 것이 가장 이상적입니다.
특히 엔지니어링 작업을 실용화하기 위해 설계 가정이 매우 단순하다는 것을 알고 있습니다. 기후 및 지연 적 태양 노출, 습도, 구성원의 균열을 통한 부식제의 침투와 같은 것은 모두 구성원의 행동에 영향을 미칩니다. 또한 상기 언급 된 바와 같이, 스틸 바의 면적 및 접촉 표면은 피부 마찰을 통해 인장을 콘크리트로 전달하는 바의 면적에 대한 2의 힘의 단점 비율과 관련이있다.
반면, 건설 과정에서 작업자의 풋 트래픽이나 수용 공간 아래에서 바가 쉽게 변형되지 않는 실제 요구 사항은 일시적인 파이프 또는 도관의 통과를 허용해야합니다. 그것은 균일하고 예측 가능한 게임 계획을 만들기 위해 엔지니어링 코드가 등장했습니다. 기계 엔지니어 나 하드웨어 디자이너는 그들이 지정하거나 기대하는 것이 무엇인지 알 수 있습니다.