서언
RC란 보강재로 철근이 콘크리트에 들어있는 것을 말한다. 그런데, 이와같은 철근이 어디에, 어떻게 들어있느냐에 따라 구조물의 파괴 형태는 크게 달라지는데, 이번 강좌에서는 구조체에서 철근의 보강 및 배치 등 구조의 의미와 잘못된 철근 배치에 의한 피해 사례를 소개해 보도록 한다.

철근의 보강
건설물의 각 부재에는 여러 형태로 힘이 작용한다. 즉, 축 방향으로 부재를 누르려고 하는 압축력, 당기려고 하는 인장력, 자르려고 하는 전단력, 휘어지게 하는 휨모멘트, 비틀려고 하는 비틀림 모멘트 등이 있다.
일례로 합성수지로 된 긴 자에 양 끝을 받쳐놓고 중간에 스마트 폰을 올려보자. 자는 스마트 폰의 무게에 의해 아래로 쳐지게 된다. 이는 자에 휨모멘트가 작용한 것으로 자와 같이 휨을 받아내는 부재를 보라 한다. 
그러면, <그림 1>에 나타낸 바와 같이 콘크리트 보를 예로 들어 철근에 의한 보강이 보의 파괴 형태에 미치는 영향에 대하여 알아본다. 이 예에서 스팬(Span:지점과 지점 간의 거리. 그림에서 상 방향 화살표가 지점임)의 중앙구간 B에는 휨모멘트가 작용하고, 스팬의 좌우 구간 A, C에는 전단력과 휨모멘트가 작용하고 있다. 철근은 주로 인장력을 받도록 콘크리트 중에 배치하지만, 압축력을 받는 철근도 있다. 이때, 인장력을 받는 철근을 인장철근, 압축력을 받는 철근을 압축철근 이라 한다.
<그림 1>의 (a)와 같이 철근을 넣지 않은 무근 콘크리트 보는 별로 크지 않은 휨모멘트를 받고도 인장 측인 하부에서 균열이 발생하여 두 토막으로 부러지고 만다. 그림 1의 하부인 보의 하중 변위 곡선 (a) 부분에서 파괴되는 것으로 대단히 위험한 파괴 형태이다.
<그림 1>의 (b)와 같이 이번에는 보의 인장 측에 철근을 배치한 철근 콘크리트 보의 경우(단철근 단면) 하중을 가하면 무근 콘크리트 보에 균열이 발생할 때보다는 약간 큰 하중이지만, A 혹은 C 구간에서 보 축에 경사 방향으로 전단균열이 발생하여 아래쪽 그림인 보의 하중 변위곡선 (b)인 지점에서 파괴하게 된다.
이번에는 <그림 1>의 (c)와 같이 늑근(스트럽:Strrup)이나 굽힘철근으로 전단보강 근을 배치해 본다. 이 경우는 보의 하중 변위 곡선에서 (c)와 같이 큰 하중과 큰 변위를 나타낸다. 그렇지만 이번에는 보의 상부에서 압축파괴가 관찰될 수 있다.
<그림 1>의 (d)는 콘크리트의 압축력 보강 및 (c)에서 보강한 늑근의 경우 상부를 고정하기 곤란한 상황이 발생하므로 이번에는 인장 측뿐만 아니라 압축 측에도 철근을 배치(복 철근 단면)한다. 그러면 보의 내하력은 보의 하중 변위 곡선에서 (d)와 같이 큰 하중 증가는 아닐지라도 큰 인성을 가지게 된다. 즉, 압축력이 콘크리트뿐만 아니라 철근에게도 부담되기 때문에 콘크리트 압축부의 파괴가 광범위로 분산함과 동시에 파괴의 진전도 늦어져 보로서의 내하력이 완전히 없어질 때까지 큰 변형을 잡아주어 인성적 거동을 하게 된다.

<그림 1> 철근보강 RC 보의 파괴 형태

철근의 배치
건축 구조부재는 앞에서 설명한 보 이외에도 기둥, 벽, 슬래브, 계단 등이 있다. 이중 기둥에는 압축력을 주로 받는 축 방향 철근(바람, 지진 등이 작용할 때에는 휨도 작용)과 보의 늑근처럼 휨하중 작용 시 전단력을 부담하도록 주근을 감싸는 대근(Hoop) 혹은 나선 철근이 이용된다. 기둥의 주근을 감싸듯이 배치한 이러한 철근은 전단보강 이외에도 부재가 궁극적인 하중에 의해 파괴될 때 주근이 커다란 압축력을 받으면 주근을 감싸주어 좌굴로 파괴되는 것을 방지하여 부재 파단 시 끈기를 늘려주는 역할도 한다.
기타 철근 배근에는 구조계산에서 필요하다고 판단되는 곳에 배근하는 것이 기본이지만, 철근 배근이 필요하지 않은 곳에도 콘크리트의 균열방지 목적으로 사용되는 최소철근, 철근을 조립할 때에 철근의 위치를 확보할 목적으로 배치하는 보조 철근도 있다.
철근은 너무 많이 배근하면 콘크리트 타설 작업이 어렵게 되고, 너무 적게 배근 되면 무근 콘크리트에 가까운 파괴 모양을 하게 되므로 철근량은 적절해야만 한다. 예로 건축물이나 교량 등의 일반적인 철근 콘크리트 보의 경우 인장철근 단면적의 합계가 보 콘크리트 단면적에 0.5~1.5%가 되도록 배치되어 진다. 철근 콘크리트 부재의 단면 치수, 주근 량, 전단보강 철근량 등 중요사항에 대하여는 일반적으로 구조계산으로 결정되지만, 철근 간의 간격, 피복두께, 철근의 휨 가공, 이음, 정착 등의 세부는 경험상 결정된 것으로 시방서, 구조계산규준 등의 규정에 따르게 된다.

잘못된 철근 배치
잘못된 철근 배근에 의한 피해 사례로 <사진 1>은 2025년 11월 8일 전북도민일보와 국민일보 등에서 「전주 한 연립주택 발코니 붕괴...50대 숨져」의 기사 내용 중에서 전북소방이 제공한 것이다. 
내용인즉, 캔틸레버는 구조적으로 단면의 상부에 인장력이 작용하므로 철근을 단면의 상부로 배근해야 하나, 시공부실로 하부로 쳐지게 했거나 혹은 하부로 잘못 배근 되어 발생한 사고로서 철근 배근 위치가 매우 중요함을 알 수 있게 한다.

<사진 1> 아래로 90° 회전한 발코니 모습 
(전북소방 제공)

*참고문헌; 藤原忠司 外 ; コンクリートのはなしⅠ, 技報堂, 1993