고장력 볼트

정의

고장력 볼트는 인장강도가 큰 고장력 강재로 만든 볼트, 너트, 와셔 1조다.

볼트를 세게 조여 접합면에 큰 축력을 도입하고, 그 마찰력으로 힘을 옮긴다.

볼트 자체가 전단을 받는 것이 아니라, 접합면이 미끄러지지 않도록 잡아 주는 것이 핵심이다.

마찰접합 원리

볼트를 설계 장력으로 조이면 접합재 사이에 큰 압축력이 생긴다.

이 압축력이 접합면의 마찰저항을 만들고, 외력이 그보다 작은 동안은 미끄러지지 않는다.

허용 전단력은 이 식으로 나타내며, 축력과 미끄럼계수가 클수록 커진다.

조임 방법 비교

조임 방법은 축력의 편차를 줄이는 관점에서 비교한다.

토크법은 토크계수의 변동이 축력 편차로 이어지는 것이 한계다.

너트회전법은 회전각을 관리하므로 토크계수 영향이 작다.

마찰접합과 지압접합

마찰접합과 지압접합은 힘을 전달하는 방식부터 다르다.

마찰접합은 접합면 마찰로, 지압접합은 볼트 축이 구멍 벽을 눌러 전달한다.

마찰접합은 미끄럼 저항이, 지압접합은 지압강도가 핵심이다. 구분 없이 쓰면 감점된다.

표준볼트장력

표준볼트장력은 설계볼트장력과 자주 혼동되는 용어다.

설계볼트장력에 조임 오차를 대비한 할증을 더한 것이 표준볼트장력이다.

할증은 약 10% 정도이며, 표준볼트장력은 조임 목표값이라는 점을 기억한다.

지압강도 검토 예제

지압강도 검토 예제를 가정한다. 공칭직경 22 mm 볼트가 두께 12 mm 강판에 체결된 경우다.

설계지압강도는 두 식 중 작은 값을 채택하는 것이 원칙이다.

이 예제는 한 구멍 기준으로만 계산하며, 순간격이 짧을수록 지압강도가 작아진다.

구멍이 여러 개일 때의 합산 방식을 직접 풀어 보자.

핵심 정리

정답은 구멍 하나당 값에 구멍 수를 곱해 합산하는 것이다.

고장력 볼트는 1조로 쓰이며, 축력에 의한 마찰력으로 전단력을 전달한다.

시험에서는 마찰접합 원리, 표준볼트장력, 반입검사 항목을 함께 정리해 두자.