지레작용

지레작용의 정의

지레작용은 인장을 받는 고장력볼트 접합에서 볼트 힘을 추가로 키우는 현상이다.

볼트를 당기면 그 볼트가 연결한 판도 같이 휜다. 휜 판의 끝이 다른 판을 눌러 받침이 된다.

이 받침 반력이 지렛대처럼 볼트를 한 번 더 당긴다. 결국 볼트는 외력보다 큰 힘을 받는다.

발생 원리와 힘의 합

인장력이 작용하면 피접합재가 벌어지려 하고 접합부 가장자리가 지렛대처럼 작용한다.

이때 플랜지가 휘며 접촉점에 반력이 생긴다.

그 반력이 지레력 Q가 되어 볼트에 추가 인장력으로 더해진다.

볼트 소요 인장력 B는 외부 인장력 T와 지레력 Q의 합이다.

여기서 B는 소요 인장력, T는 외부 인장력, Q는 지레력이다.

마찰접합과 인장접합

마찰접합은 전단 방향 힘을 접합면의 마찰로 전달한다.

인장접합은 볼트 인장력으로 힘을 전달하므로 지레작용을 크게 받는다.

두 접합 모두 고장력 조임을 쓰지만 지레작용 검토는 인장접합에서 필요하다.

시험에서는 마찰접합과 인장접합의 거동 차이를 묻는 문제가 자주 나온다.

흔한 실수와 판 두께

답안에서 가장 흔한 실수는 지레작용을 인장력 증가로만 쓰는 것이다.

지레작용은 볼트 인장력에 추가 인장력, 즉 지레력이 더해지는 현상이다.

플랜지 두께는 지레력에 가장 큰 영향을 준다. 얇을수록 지레력이 커진다.

정의, 발생 원인, 감소 대책의 세 항목을 모두 써야 점수를 얻는다.

대책과 정리

정답은 커진다. 판이 얇을수록 쉽게 휘어 지레력이 커진다.

지레작용의 대책은 플랜지 두께를 늘리고 볼트를 가장자리에서 멀리 두는 것이다.

지레력이 큰 경우 볼트 개수를 늘리거나 고강도 볼트를 쓴다.

답안에는 정의, 원인, 대책을 함께 쓰고 볼트 인장력 검토에 반영한다.

지레작용은 플랜지 두께와 볼트 위치로 줄인다는 점을 기억한다.