철근

SD400과 SD500, 언제 무엇을 쓰나 — 철근량 20% 절감의 대가

2026년 8월 24일

SD500은 SD400보다 항복강도가 25% 높습니다. 단순하게 생각하면 철근을 그만큼 덜 넣어도 된다는 뜻입니다.

실제로 그렇습니다. 그런데 덜 넣는 대신 치러야 하는 대가가 있고, 그 대가가 생각보다 큽니다. 이 글에서는 항목별로 얼마나 달라지는지 계산해 비교합니다.

얻는 것 — 철근량 20% 절감

휨철근량은 항복강도에 반비례합니다.

A_s = M / (φ · f_y · j·d)      →      A_s ∝ 1 / f_y

SD500 필요량 = SD400 × (400/500) = 80%
                              → 20% 절감

같은 모멘트에 철근이 20% 덜 들어갑니다. 물량과 배근 과밀 양쪽에서 이득입니다.

잃는 것

여기서부터가 이 글의 내용입니다. 세 가지가 동시에 불리해집니다.

① 인장 정착길이 +25%

정착길이는 f_y에 정비례합니다.

l_db = 0.6 · d_b · f_y / (λ √f_ck)

D22, f_ck = 24MPa 기준

강종	기본정착길이
SD400	1,088 mm
SD500	1,359 mm

항복강도가 오른 만큼(25%) 그대로 길어집니다. 이음길이도 정착길이의 배수이므로 같은 비율로 늘어납니다.

② 압축 이음길이 +42%

여기가 함정입니다. 식 자체가 바뀝니다.

f_y ≤ 400MPa :  l_s = 0.072 · f_y · d_b
f_y > 400MPa :  l_s = (0.13 · f_y − 24) · d_b

D22 기준으로 계산하면

강종	적용 식	압축 이음길이
SD400	0.072 × 400 × 22.2	639 mm
SD500	(0.13×500 − 24) × 22.2	910 mm

42% 증가입니다. 인장의 25%보다 훨씬 큽니다.

400MPa를 넘는 순간 다른 식으로 넘어가면서 기울기가 가팔라지기 때문입니다. 기둥처럼 압축 이음이 많은 부재에서는 이 차이가 결정적일 수 있습니다.

③ 균열제어 허용간격 −27%

사용하중 상태의 철근응력이 올라가면 균열이 더 벌어집니다. 그래서 배근 간격 제한이 강화됩니다.

s = 375 (κ_cr / f_s) − 2.5 c_c
f_s ≈ (2/3) f_y

피복 40mm, 건조환경(κ_cr = 280) 기준

강종	fs	허용 간격
SD400	266.7 MPa	294 mm
SD500	333.3 MPa	215 mm

27% 좁아집니다. 철근을 덜 넣어도 되는데 더 촘촘히 배치해야 하는 상황이 생깁니다. 균열 제어 관점에서는 고강도 철근이 불리합니다.

종합

SD400 → SD500으로 바꿀 때

항목	변화
필요 철근량	−20% ✅
인장 정착길이	+25%
인장 이음길이	+25%
압축 이음길이	+42%
균열제어 허용간격	−27%

이득은 하나, 불리한 항목은 넷입니다. 그렇다고 SD500이 나쁜 건 아닙니다. 어디에 쓰느냐의 문제입니다.

언제 SD500이 유리한가

유리한 경우

배근이 과밀한 부재 — 철근 개수가 줄어 시공성이 좋아집니다
부재 치수가 커서 정착·이음 공간이 충분한 경우 — 늘어난 길이를 흡수할 수 있습니다
철근량이 물량을 지배하는 대형 구조물 — 20% 절감이 금액으로 크게 나타납니다

불리한 경우

압축 이음이 많은 기둥 — 42% 증가가 그대로 부담이 됩니다
부재가 작아 정착 공간이 빠듯한 경우 — 갈고리나 기계적 정착이 추가로 필요해집니다
균열 제어가 중요한 수밀 구조물 — 허용 간격이 좁아져 오히려 철근이 늘 수 있습니다

절감된 20%가 늘어난 정착·이음 길이로 상쇄되는 경우가 실제로 있습니다. 물량을 실제로 뽑아 보고 판단하는 게 안전합니다. 철근 물량 산출에서 본 대로 정착길이는 물량의 20% 이상을 차지합니다.

실무에서 자주 틀리는 지점

압축 이음길이 식이 바뀌는 걸 모르는 경우

f_y가 400을 넘으면 다른 식을 씁니다. SD400 식에 500을 그대로 넣으면 0.072 × 500 × 22.2 = 799mm가 나오는데, 실제 값 910mm보다 12% 부족합니다.

철근량만 보고 경제성을 판단하는 경우

20% 절감은 철근 개수 기준입니다. 정착·이음이 길어져 총 연장이 늘면 중량 기준 절감은 그보다 작습니다. 물량은 개수가 아니라 총 연장 × 단위중량입니다.

단위중량이 다를 거라고 생각하는 경우

같습니다. 강종은 항복강도의 차이일 뿐 형상과 밀도는 같습니다. D22는 SD400이든 SD500이든 3.04 kg/m입니다.

균열 검토를 건너뛰는 경우

강도 검토만 통과시키고 사용성을 안 보면, 준공 후 균열 폭이 기준을 넘길 수 있습니다. 고강도 철근일수록 사용하중 상태 응력이 높다는 점을 기억하세요.

자주 묻는 질문

SD600은 어떤가요?

같은 논리가 더 강하게 적용됩니다. D22 기준 정착길이가 1,631mm로 SD400의 1.5배입니다. 초고층이나 대형 구조물처럼 철근량이 지배적인 경우에 한정해 검토합니다.

탄성계수도 달라지나요?

달라지지 않습니다. 철근의 탄성계수는 강종과 무관하게 약 200,000 MPa입니다. 달라지는 건 항복강도뿐이고, 그래서 항복 시점의 변형률이 커집니다. 이것이 균열 폭이 커지는 원인입니다.

같은 부재에 SD400과 SD500을 섞어 쓸 수 있나요?

가능하지만 권장하지 않습니다. 현장에서 혼동이 생기고, 잘못 배근되면 확인이 어렵습니다. 부재 단위로 통일하고 도면에 명확히 표기하는 편이 안전합니다.

가격 차이는 얼마나 되나요?

시황에 따라 달라 단정할 수 없습니다. 다만 강종 단가 차이보다 정착·이음 증가로 인한 물량 증가가 경제성을 좌우하는 경우가 많으므로, 단가만 비교하지 말고 총 물량으로 판단하세요.

정리

SD500은 철근량을 20% 줄여 주지만, 정착 +25%, 압축이음 +42%, 허용간격 −27%를 감수해야 합니다.
압축 이음길이는 식 자체가 바뀝니다. SD400 식에 500을 넣으면 12% 부족합니다.
배근 과밀 부재에는 유리하고, 압축 이음이 많은 기둥에는 불리합니다.
단위중량은 강종과 무관하게 같습니다.
경제성은 개수가 아니라 총 연장 기준 물량으로 판단하세요.

관련 계산은 정착길이, 이음길이, 배근 간격에 정리해 두었고, 물량은 철근 물량·중량 계산기에서 뽑을 수 있습니다.