볼트이음 파괴경로

파괴경로의 정의

볼트이음 파괴경로는 엇모배치된 구멍들을 잇는 파단선 중 순폭이 가장 작은 경로다.

판재는 이 경로를 따라 찢어지므로 가장 좁은 선을 찾아야 한다.

이 판단이 순단면 검토와 피치·게이지 배치의 기준이 된다.

순단면과 두 경로

판에 볼트 구멍을 뚫으면 그만큼 단면이 줄어든다.

직선 경로는 구멍 직경만큼 폭을 빼고, 지그재그 경로는 보정항을 더한다.

보정항 s²/4g가 구멍 직경 d보다 작으면 지그재그 경로가 더 좁아진다.

두 경로 비교

직선 경로와 지그재그 경로의 차이를 표로 비교한다.

지그재그 경로는 파단선이 길어 얼핏 강해 보이지만 보정항이 작으면 순폭이 더 작다.

그래서 두 경로의 순폭을 모두 구해 비교해야 한다.

순폭이 작은 쪽이 지배 경로이며 파괴가 그 선을 따라 일어난다.

직접 풀어 보기

지그재그 경로와 직선 경로 중 어느 쪽이 지배하는지 판정해 보자.

보정항 s²/4g가 구멍 직경 d보다 작은 조건이다.

블록전단과 저항계수

앞 문제의 답은 지그재그 경로다. 이제 저항계수를 정리한다.

총단면 항복은 Φ 0.90, 유효순단면 파단은 Φ 0.75를 쓴다.

블록전단파단은 전단 파괴와 인장 파괴가 합쳐진 형태이며 Φ는 0.75다.

설계강도는 다섯 한계상태 중 최솟값으로 정한다.

흔한 실수

시험 답안에서 자주 틀리는 실수를 짚어 보자.

블록전단은 두 방향 파괴가 동시에 일어나는 형태임을 먼저 쓴다.

전단저항 면은 인장력 방향 면, 인장저항 면은 인장력에 수직인 면이다.

저항계수와 구멍 치수를 빠뜨리지 않는 것도 채점 포인트다.

정리

정리하면 볼트이음 파괴경로는 순폭이 가장 작은 파단선이다.

지그재그 순폭은 보정항을 더해 구하고, 두 경로를 비교해 결정한다.

끝으로 블록전단파단을 따로 검토해 최솟값을 설계강도로 채택한다.