고장력볼트 체결

정의

고장력볼트 체결은 고강도 볼트에 설계 축력을 도입해 부재 사이의 마찰력으로 힘을 전달하는 접합 방법이다.

일반 볼트와 달리 볼트 자체의 전단 저항에 기대지 않는 것이 이 방식의 특징이다.

접합 방식의 구분

고장력볼트 접합은 힘을 전달하는 방식에 따라 마찰접합과 지압접합으로 나뉜다.

마찰접합은 접합면의 마찰로 힘을 전달해, 미끄러짐이 생기지 않도록 설계한다.

지압접합은 볼트 축이 전단을 직접 받고, 볼트 구멍 벽이 지압을 받는다.

설계미끄럼강도

설계 미끄럼강도는 미끄럼계수, 필러계수, 설계볼트장력, 전단면 수를 곱해 구한다.

미끄럼계수는 마찰면 처리 상태에 맞는 값을 쓰고, 설계볼트장력은 규정된 축력이다.

필러가 1개이면 필러계수는 1.0이고, 2개 이상이면 관련 기준이 정한 값을 쓴다.

계산 예제

먼저 설계볼트장력 200kN, 미끄럼계수 0.5, 필러계수 1.0, 전단면 수 2로 가정한다.

공식에 대입하면 0.5 × 1.0 × 200 × 2 = 200kN이 된다.

이 값은 M20급 고장력볼트 2면 전단 접합의 미끄럼강도로 상식 범위에 있다.

두 접합 비교

마찰접합은 접합면 마찰로, 지압접합은 볼트 전단과 구멍 지압으로 힘을 전달한다.

그래서 설계 지배 강도는 마찰접합이 미끄럼강도, 지압접합이 전단·지압강도다.

마찰접합에서 인장력이 걸려 장력이 줄면 설계미끄럼강도를 감소 계수로 낮춘다.

헷갈리는 점

시험에서 자주 틀리는 곳은 마찰접합과 지압접합을 같은 식으로 계산하는 것이다.

필러계수와 인장 시 장력 감소를 반영하지 않는 것도 흔한 실수다.

답안에는 두 방식 중 작은 값을 설계강도로 채택한다는 점을 명시한다.

정리

정리하면 고장력볼트 체결은 설계볼트장력으로 마찰력을 얻는 접합이다.

접합 방식별 기준 강도를 구분하고, 최소값으로 설계강도를 정한다.