개념 한 쪽
철골 접합부는 부재의 힘을 다음 부재로 넘기는 자리다. 용접은 두 판을 녹여 이어 붙이고, 볼트는 판을 조여 마찰로 힘을 전달한다. 접합 형식에 따라 모멘트를 전달하는 정도와 설계 방법이 달라진다.
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출제기준 단원 「용접접합 설계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 접합 원리 이해 | 2 | 고력볼트 마찰접합 설명 고르기 |
| 접합부 설계 판단 | 1 | 강구조 접합부 설명 가려기 |
가장 자주 묻는 것은 접합 원리 이해입니다.
완전용입 맞댐용접의 유효목두께는 두꺼운 판이 아니라 얇은 판의 두께를 기준으로 한다. 두 판의 두께가 다르면 얇은 쪽이 힘을 온전히 전달할 수 있는 한계가 되기 때문이다.
접합부는 전달하는 힘에 따라 나뉜다. 강접합은 회전을 구속하고 모멘트를 기둥이나 이음부에 전달한다. 단순접합은 모멘트를 전달하지 않고 전단력만 받는다. 보의 플랜지를 기둥에 연결하지 않고 웨브만 접합하면 회전에 유연해 모멘트를 전달하지 못한다.
접합부 설계에서는 시공과 검사의 편의도 고려한다. 현장 용접은 품질 관리와 검사가 어려우므로 가급적 공장 용접을 늘리는 것이 좋다. 별도의 설계하중이 없는 경우 접합부의 최소 설계강도는 45kN 이상으로 잡는다.
고력볼트 접합은 판 사이의 마찰로 힘을 전달한다. 마찰접합에서는 볼트와 판재 사이에 전단응력이나 지압응력이 생기지 않는다. 하중점과 볼트 사이의 지렛대 거동으로 볼트에 작용하는 인장력이 증폭되는 현상을 프리잉 액션이라고 한다.
용접접합 문제는 유효두께와 접합 형식의 정의를 흔든다. 완전용입 맞댐용접의 유효목두께를 두꺼운 판의 두께로 두거나, 단순접합이 모멘트를 전달한다고 하면 틀리다. 현장 용접이 품질 관리에 유리하다고 하거나, 마찰접합에서 전단응력이 발생한다고 하는 선지도 함정이다. 접합부 최소 설계강도를 45kN보다 낮게 잡는 것도 기준을 벗어난다.
강구조 고력볼트 접합에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ② · 강구조 고력볼트 접합에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 고력볼트 마찰접합은 볼트의 도입축력에 의해 접합판 사이에 발생하는 마찰저항력으로 하중을 전달하는 방식이다.
마찰접합 볼트에서는 전단력보다 마찰저항력이 하중을 전달하므로 전단응력 발생은 오답이다.
다음의 강구조의 접합부에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 강구조 접합부에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 기둥과 보의 접합은 보통 강접합으로 하며, 수평력을 가새 등이 지지해 주는 경우에 핀접합으로 할 수 있으므로 3번의 설명은 강접합과 핀접합의 관계를 반대로 기술한 오류이다.
강접합은 보-기둥 간 모멘트 전달을 위해 플랜지 전단력과 모멘트 저항을 모두 고려하여 설계한다.
다음 강구조 접합부 중 회전저항에 유연해서 모멘트를 전달하지 않는 형태로 기둥에 보의 플랜지를 연결하지 않고 웨브만 접합한 형태는?
정답 ③ · 강구조 접합부를 회전강성 특성에 따라 분류하고 모멘트를 전달하지 않는 형태를 묻는 문제이다. 보의 웨브만 접합하고 플랜지를 기둥에 연결하지 않으면 접합부의 회전저항이 매우 유연해져 모멘트를 전달하지 못하고 전단력만 전달하게 되는데, 이러한 접합부를 전단 접합부(연접합부)라고 한다.
모멘트를 전달하지 않고 전단력만 전달하는 접합부는 회전강성이 매우 낮은 전단 접합부이다.
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