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강구조

강구조 접합의 기본-1(볼트접합, 고장력볼트, 마찰접합, 지압접합, 고장력볼트의 호칭 및 설계볼트 장력)

by ArchiHub 2024. 12. 21.

안녕하세요 오늘은 강구조 접합의 기본에 대해서 글을 간단하게 작성해보려고 합니다. 

 

강구조는 공장에서 보와 기둥을 가공하여 현장에서 조립하는 과정을 진행합니다. 이때, 조립하는 과정에서 접합부의 적절한 설계와 시공이 필요하게 됩니다. 그래서 강구조에서는 가장 중요하다고 생각되는 것이 접합부의 설계입니다.

 

이러한 접합부설계 중에서 가장 기본이 되는 사항에 대해서 글을 작성해 보겠습니다.


[볼트 접합]

<개요>

볼트접합은 강구조 접합부설계에서 가장 많이 사용되는 접합형식입니다. 볼트 접합에는 일반볼트를 이용한 접합과 고장력볼트를 이용한 접합이 있습니다. 하지만 설계에서는 접합부는 미끄러짐, 진동, 충격, 반복하중이 받으며 볼트의 변형이 생길 위험이 높습니다. 그러므로 일반볼트 보다는 고장력볼트를 많이 사용합니다.

볼트접합

 

볼트접합에는 정렬배치와 불규칙배치(엇모배치)두가지 배치가 있습니다. 엇모배치가 구조적으로 유리하지만 실제 시공에서는 정렬배치를 많이 사용해서 시공을 진행합니다. 설계가 간편하기 때문도 있습니다.

볼트의 배치 방법/ 출처: 강구조설계(한국강구조학회)

 

볼트접합에서 알아야 할 몇가지 용어는 다음과 같습니다.

게이지(gage): 게이지라인 사이의 거리

게이지라인(gage line): 볼트의 중심선을 연결하는 선

피치(pitch): 볼트 중심사이의 간격(일반적으로 3~4d, 최소 2.5d)

측단거리(edge distance): 볼트중심에서 측단까지의 거리

연단거리(end distance): 볼트중심에서 연단까지의 거리

볼트 게이지라인, 피치, 연단거리 / 출처: 강구조설계(한국강구조학회)


<파괴형식>

볼트 접합의 파괴 형식에는 다음 그림과 같습니다.

볼트접합의 파괴형식 / 출처: 강구조설계(한국강구조학회)


<고장력볼트 접합>

고장력볼트 접합방법의 종류는 마찰접합, 인장접합, 지압접합이 있습니다.

고장력볼트 접합방법 / 출처: 강구조설계(한국강구조학회)

 

고장력볼트 각부의 명치, 응력전달기구 / 출처: 강구조설계(한국강구조학회)

<설계미끄럼강도>

설계 미끄럼강도는는 다음과 같이 산정합니다.

설계미끄럼강도

<설계인장 및 전단강도>

출처: 강구조설계(한국강구조학회)

 

<볼트구멍의 설계 지압강도>

마찰접합 및 지압접합에서 접합부재의 구멍이 지압되는 상태인 경우 지압강도를 검토해야합니다. 접합판이 얇은 경우 지압으로 저항하지 못하고 접합부의 파괴가 발생할 수 있습니다.

 

1) 표준구멍, 대형구멍, 단슬롯 구멍의 모든 방향에 대한 지압력 / 장슬롯 구멍이 지압력 방향과 평행일 경우

 

① 사용하중상태에서 고장력볼트 구멍의 변형이 설계에 고려될 경우

 

② 사용하중상태에서 고장력볼트 구멍의 변형이 설계에 고려되지 않을 경우

 

2) 장슬롯 구멍에 구멍의 방향에 수직방향으로 지압력을 받을 경우

출처: 강구조설계(한국강구조학회)

<마찰접합에서의 인장력과 전단력의 조합>

마찰접합에서 인장하중으로 인해 고장력볼트의 장력이 감소하면 아래의 식을 사용하여 설계미끄럼강도를 감소시킨다.

<지압접합에서의 인장력과 전단력의 조합>

지압접합에서 인장과 전단의 조합력을 받는 경우, 고장력볼트의 설계강도는 다음과 같이 결정합니다.

 

<고장력볼트의 볼트호칭, 공칭단면적, 설계볼트장력 및 표준볼트장력>

고장력볼트의 설계볼트장력과 표준볼트장력 / 출처: 강구조설계(한국강구조학회)


 

안녕하세요 오늘은 강구조 접합중에서 볼트접합에 대해서 기본적인 내용들을 알아보았습니다. 볼트접합 외에도 용접접합이 있는데 해당 내용은 다음글에서 포스팅을 이어나가겠습니다!

오늘도 열심히 공부해주셔서 감사합니다ㅎ😊🍀

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