개념 한 쪽
강구조 연결에서는 볼트의 종류와 조임 방법, 접합부의 부재 구성이 구조적 성능을 결정한다는 점을 이해해야 한다. 고력볼트의 조임 비율과 볼트 배열 용어, 고력볼트 구성품과 관련 보조재의 용도 등을 명확히 구분한다는 목표로 내용을 정리한다.
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출제기준 단원 「볼트접합 설계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 주각 고정 부재 판별 | 1 | 주각 고정에 사용되는 부재를 가리기 |
| 용어 기능 매칭 | 1 | 용어(턴버클 등)와 기능을 바르게 연결하기 |
| 용접·접합 관련 옳지 않은 설명 찾기 | 1 | 접합·용접 관련 설명의 진위를 판정하기 |
고력볼트 접합은 마찰접합 방식으로 조임력으로 발생한 마찰에 의해 하중을 전달하는 접합형태이다. 이때 필요한 기준 장력을 '설계볼트 장력'이라 정의하며, 실무 규정에서는 이완을 보상하고 마찰력을 확보하기 위해 설계볼트 장력보다 더 강하게 조임을 실시한다.
고력볼트의 표준 조임 장력은 설계볼트 장력의 1.1배로 정한다는 설명이 자료에 제시되어 있다. 즉 설계 장력보다 10% 큰 초기 장력을 부여하여 시간이 지나거나 진동에 따른 이완이 발생하더라도 충분한 마찰력을 유지하도록 설계한다는 원리이다.
볼트 배열의 치수 용어로는 응력 방향과 평행한 중심간 거리를 '피치(Pitch)'라 하고, 그에 직각인 방향의 중심간 거리를 '게이지(Gauge)'라 한다. 도면이나 상세치수 확인 시 피치와 게이지를 구분하여 해석해야 한다.
고력볼트 조립체인 T.S볼트는 볼트 본체와 너트, 평와셔 등으로 구성된다. 필러플레이트 같은 부재는 접합부의 틈새를 메우는 보조재로서 볼트 조립체의 구성요소와 구분한다. 주요 구조부 접합에는 미끄럼 방지와 하중전달의 신뢰성을 위해 고력볼트를 사용하고, 일반볼트는 비주요부에 사용하는 것이 원칙임이 자료에 기술되어 있다.
용접 관련 보조재와 용어도 함께 다루어지는 맥락이 있으므로, 용접 시작·종료부의 결함 방지용 임시 부착물인 엔드탭과 같은 보조재의 용도도 접합 공법 전반을 이해하는 데 중요하다.
고력볼트의 설계볼트 장력이 100kN으로 요구되는 접합부가 있다고 가정한다. 표준 조임 지침에 따르면 조임 시 부여할 장력은 설계볼트 장력의 1.1배이므로 100kN × 1.1 = 110kN으로 조임을 실시하여 초기 이완을 보상한다는 판단을 한다.
도면에서 볼트 중심간 거리가 응력 방향으로 나열되어 있고 수치로 150mm가 표시되어 있으면 이는 피치에 해당한다는 점을 확인한다. 게이지는 직각 방향의 중심간 거리임을 구분하여 상세치수를 해석한다.
철골 기둥의 주각부분 고정과 관련없는 것은?
정답 ④ · 철골 기둥의 주각부를 기초에 고정하는 데 사용되지 않는 부재를 고르는 문제이다. 철골 기둥 주각은 베이스 플레이트를 기초 위에 설치하고, 클립 앵글이나 윙 플레이트 등을 이용해 앵커볼트와 함께 기둥을 고정한다.
철골 기둥 주각은 베이스 플레이트, 클립 앵글, 윙 플레이트로 고정하나 플랜지 플레이트는 주각 고정이 아님.
강구조 관련 용어에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ① · 강구조 용어에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 턴버클은 인장 부재의 길이를 조절하거나 장력을 조정하기 위해 사용되는 나사식 연결구이다.
턴버클은 강재와 슬래브의 미끄럼 방지가 아닌, 강재의 길이 조절이나 장력 조절에 사용되는 연결구이다.
강재의 용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 강재의 용접에 관한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 강재의 용접성은 탄소함유량에 큰 영향을 받으며, 탄소량이 많을수록 용접성이 나빠진다.
강재의 용접성은 탄소함유량, 예열, 잔류응력과 관련되나, 강도가 높을수록 용접성이 나빠지는 것이 일반적이다.
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