철골구조 접합

개요

 

1. 일반사항

철골구조는 압연된 강판, 형강, 강관 등을 구조부재로 사용하며, 공장에서 제작하여 현장에서 조립하여 만드는 가구식 구조이다, 따라서 접합부의 안정성이 매우 중요합니다. 그리고 건축시공에서는 공기단축 및 공사비의 절감을 고려하여 접합부가 계획되어야 합니다. 철골구조에 적용되는 접합방법은 리벳, 고력볼트, 용접 등이 있으며, 리벳은 시공이 번거롭고 인건비가 많이 들기 때문에 현재 사용되지 않습니다.

 

근래에는 철골구조의 접합부에 주로 고장력 볼트와 용접이 사용되고 있으며, 용접의 경우 현장작업여건이 좋지 않고, 기능공의 수준에 따라 품질이 크게 좌우되기 때문에 대개의 경우 공장에서 이루어집니다.

접합부 설계의 일사항은 다음과 같습니다.

1) 접합부의 소요강도는 명시된 설계하중에 대한 구조해석에 의해 결정되어야 하며, 설계강도는 이를 만족해야 합니다.

2) 축력을 받는 부재의 축이 한 점에서 만나지 않을 경우에는 편심의 영향을 고려해야 합니다.

3) 접합부는 "건축강구조표준접합상세지침"에 따릅니다. 그 외의 경우에는 구조안전상 이상이 없도록 해야 합니다.

 

2. 용접과 볼트의 병용

1) 볼트는 용접과 조합하여 하중을 부담할 수 없으며, 동일한 접합부에 용접과 볼트가 조합하여 사용되는 경우 모든 하중은 용접이 부담하도록 설계해야 합니다.

2) 다만 전단접합 시에는 용접과 볼트의 병용이 허용됩니다. 전단접합 시 하중방향에 수직인 표준크기구멍과 단슬롯구멍의 경우 볼트와 하중방향에 평행한 모살용접이 하중을 각각 분담할 수 있습니다. 이때 볼트의 설계강도는 지압접합 볼트 설계강도의 50%를 넘지 않도록 합니다. 

3) 마찰볼트접합으로 기 시공된 구조물을 개축할 경우 고장력볼트는 기존의 하중을 받는 것으로 가정하고, 추가로 보강되는 용접은 추가된 소요강도를 부담하는 것으로 설계할 수 있습니다.

 

3. 볼트와 용접접합의 제한

접합부의 미끄러짐이 발생되는 경우 구조물의 성능저하가 발생되거나 반복하중에 의해 너트가 풀릴 가능성이 있습니다. 이러한 경우에는 밀착조임만으로 충분치 못하며, 용접접합이나 고력볼트 마찰접합으로 접합부가 설계되어야 합니다. 이러한 접합부에 대해서는 용접접합, 전인장조임 지압접합, 마찰접합부로 접합부가 설계되어야 합니다.

1) 높이가 38m 이상  되는 다층구조물의 기둥이음부

2) 높이가 38m 이상 되는 구조물에서 기둥-보 접합부 및 가새가 연결된 기둥-보 접합부

3) 용량 50kN 이상의 크레인구조물 중 지붕트러스이음, 기둥과 트러스접합, 기둥이음, 기둥가새, 크레인지지부

4) 기계류 또는 충격이나 하중의 역전을 일으키는 활하중을 지지하는 접합부

여기서, 전인장조임이란 마찰면 처리 없이 설계볼트장력을 도입한 경우를 말합니다.

 

4. 접합부의 최소강도

규정된 설계하중이 없는 경미한 구조의 경우에도  최소한의 소요강도가 고려되어야 합니다. 접합부의 설계강도는 어떠한 경우에도 45kN 이상이어야 합니다. 그러나 새그로드 또는 띠장의 경우는 예외로 합니다.

 

5. 일반볼트

일반볼트는 주요구조부에서 사용할 수 없으며 주로 가체결용으로 사용하거나, 외장재 등 2차 부재의 체결에 사용됩니다. 일반볼트의 설계는 고장력볼트 지압접합부의 설계방식과 동일합니다.

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