고장력볼트 (건축시공기술사)

정의와 핵심

고장력볼트는 고강도 강재로 만든 볼트로, 철골 접합에서 힘을 전달하는 체결재다.

볼트를 세게 조여 설계볼트장력을 도입하면, 접합재 사이의 마찰력으로 힘이 전달된다.

강도 등급은 F10T가 널리 쓰이며, 인장강도 1,000MPa급을 의미한다.

두 가지 접합 방식

접합 방식은 두 가지다. 마찰접합은 접합면의 마찰력으로 하중을 전달한다.

마찰접합은 미끄럼 자체를 한계상태로 본다. 그래서 설계볼트장력을 도입한다.

지압접합은 볼트 축의 전단저항과 구멍 주변의 지압으로 하중을 전달한다.

진동·반복하중을 받는 부위에는 미끄럼을 막는 마찰접합을 적용한다.

설계미끄럼강도

마찰접합의 핵심 원리는 설계미끄럼강도 식으로 정리된다.

미끄럼계수, 필러계수, 설계볼트장력, 전단면의 수를 곱해 구한다.

필러가 끼면 접촉면이 나뉘어 마찰이 줄어드므로 필러계수를 낮춘다.

접합면의 마찰과 볼트장력이 클수록 미끄럼강도가 커지며, 조임이 부족하면 안전성이 떨어진다.

필러가 2개 이상 끼는 경우의 계수를 직접 골라 보자.

시공 절차

고장력볼트 시공은 여섯 단계로 진행한다. 먼저 접합면의 녹과 기름, 도막을 제거한다.

가조립은 드리프트 핀으로 구멍을 맞추고 볼트를 넣는 단계다. 너트는 손으로 끝까지 조인다.

1차 조임은 중앙부에서 외측 방향으로 전체 볼트를 균일하게 조인다.

본조임 전에는 너트와 부재에 금매김 표시를 한다.

본조임은 토크법 또는 너트회전법으로 설계 장력을 도입한다.

마지막으로 금매김 변위와 토크 값을 기록하고 검사원이 확인한다.

조임 방법과 검사

조임 방법은 토크법, 너트회전법, 항복점 조임법 세 가지다. 직접인장식 볼트도 쓰인다.

토크법은 토크와 축력의 관계를 이용하며, 현장에서는 토크법과 너트회전법을 주로 쓴다.

너트회전법은 지정한 각도만큼 너트를 돌려 장력을 도입한다.

항복점 조임법은 항복점 직전까지 조여 장력을 최대로 얻는다.

직접인장식 볼트는 꼬리 부분이 파단되어 조임 완료를 외관으로 확인한다.

흔한 실수와 정리

앞 문제의 정답은 토크법과 너트회전법이다. 현장에서 주로 쓰인다.

가장 흔한 감점은 마찰접합과 지압접합의 구분 누락이다.

조임 순서는 중앙부에서 단부 방향으로 하고, 와셔 방향도 확인한다.

접합면은 블라스트 청소 후 바로 조립해야 미끄럼계수가 유지된다.

고장력볼트는 한 번 조인 뒤 풀어 재사용하지 않는다.