◆ 철골구조
◆ 철골공사 숙지 사항
◆ 용접기호와 개요
◆ 철골구조
1-1 철골구조에 대한 개론
1. 개 요
형강·강판 등의 강재를 사용하여 조립한 것을 강구조 또는 철골구조라 하며, 국내의 제강 기술 및 생산량의 증가는 건축물의 고층화 및 기술의 발전에 상당한 영향을 미칠 것으로 보며, 다음과 같은 특징을 들 수 있다.
1) 장점
① 강도가 커서 건물의 자중을 가볍게 할 수 있다.
② 간사이가 큰 구조 및 고층건물에 적합하다.
③ 인성이 커서 변위에 잘 견딘다.
④ 건물의 균질도가 높아 신뢰할 수 있다.
⑤ 시공 속도를 콘크리트보다 빨리 할 수 있다.
2) 단점
① 고열에 약하고, 단면적에 비하여 고가(高價)이다.
② 부재가 세장(細長)하므로 좌굴이 발생하기 쉽다.
③ 접합점을 용접하는 외에는 일체화로 보기 어렵다.
④ 일반적으로 강재는 녹슬기 쉽다.
1) 장점
① 강도가 커서 건물의 자중을 가볍게 할 수 있다.
② 간사이가 큰 구조 및 고층건물에 적합하다.
③ 인성이 커서 변위에 잘 견딘다.
④ 건물의 균질도가 높아 신뢰할 수 있다.
⑤ 시공 속도를 콘크리트보다 빨리 할 수 있다.
2) 단점
① 고열에 약하고, 단면적에 비하여 고가(高價)이다.
② 부재가 세장(細長)하므로 좌굴이 발생하기 쉽다.
③ 접합점을 용접하는 외에는 일체화로 보기 어렵다.
④ 일반적으로 강재는 녹슬기 쉽다.
2. 하 중
하중은 원칙적으로 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙(건설부령 제432호)에서 정한 규정에 따른다.
1) 충격력
충격효과를 나타내는 적재하중을 지지하는 구조부분에서 실측으로 정하지 않을 때는 표와 같은 하중을 증가한다.
1) 충격력
충격효과를 나타내는 적재하중을 지지하는 구조부분에서 실측으로 정하지 않을 때는 표와 같은 하중을 증가한다.
|
구조물의 종류 |
하중의 증가 | |
|
엘리베이터의 지지 구조물 |
엘리베이터의 중량의 100% | |
|
크레인 지지 구조물 |
크레인 속도 60mm/min 미만
크레인 속도 60mm/min 이상 |
차륜 하중의 10%
차륜 하주의 20% |
|
모터 원동 기계의지지 구조물 |
기계 중량의 20% 이상 | |
|
피스톤 구동기계의지지 구조물 |
기계 중량의 50% 이상 | |
|
바닥 도는 발코니를 메다는 달대재 |
차륜 하중의 30% | |
2) 천장 크레인 행로에 작용하는 수평력
|
종 류 |
작용 개소 |
하중의 크기 |
|
주행 방향의 재동력 |
주행 레일 윗면 |
차륜화중의 15% |
|
주행 방향에 직각인 수평력 |
크레인 거더 |
차륜하중의 10% |
① 매단 짐의 빗방향 인장일 때는 그의 응력을 고려한다.
② 크레인에 가해진 지지력은 주행레일 위면에 작용하는 것으로 하며, 크레인 중량에 대단 짐의
② 크레인에 가해진 지지력은 주행레일 위면에 작용하는 것으로 하며, 크레인 중량에 대단 짐의
중량을 포함치 않는다.
3. 응력의 계산
1) 구조물에 작용하는 여러 하중의 조합 중 가장 불리한 경우에 대하여 구조 각 부의 응력이
① 크레인에의한 하중은 적재하중으로 산정한다.
② 반복하중이 작용하는 경우에는 피로의 영향을 고려하여 응력도를 증가시킨다.
충분히 안전하도록 설계한다.
|
응력의 종류 |
하중 및 외력의 작용상태 |
일반 지역 |
다설 지역 |
|
장기 응력 |
평상시 |
D+L |
D+L+S |
|
단기 응력 |
적설시
폭풍시
지진시 |
D+L+S
D+L+W
D+L+E |
D+L+S
D+L+S+W
D+L+S+E |
[표] 철근의 정착 및 이음길이의 표준 D: 고정하중 L: 적재하중 S: 적설하중 W: 풍하중 E: 지진하중
① 크레인에의한 하중은 적재하중으로 산정한다.
② 반복하중이 작용하는 경우에는 피로의 영향을 고려하여 응력도를 증가시킨다.
4. 구조용 강재
건축구조용 강재는 탄소량이 0.12-0.25% 정도의 연강(mild steel)으로 인장강도가 40kg/㎟급 이하가 여기에 해당되며, 인장강도가 50kg/㎟ 이상이 되는 강재를 고장력강(high strength) 이라 한다.
[표] 볼트 와셔의 크기
[표] 볼트 와셔의 크기
|
재 종 |
기 호 |
비 고 | |||
|
열간 압력 강판 (hot rolled steel sheet) |
1 종 |
SBH 1 |
① 역간 압연판 두께 302mm 이하의 강판 ② 규격품에는 915×1,830mm와 1,220 ×2,440mm가 있으며 두께는 0.26∼3.2mm | ||
|
2 종 |
SBH 2 | ||||
|
3 종 |
SBH 3 | ||||
|
4 종 |
SBH 4 | ||||
|
5 종 |
SBH 5 | ||||
|
일반 구조용 압면 강재 (rolled steed dor general structural purposes) |
1 종 |
SB 34 |
① 강판은 P, 평강은 F, 형강은 A, 봉강은 B를 기호 숫자 뒤에 첨가. ② 열처리 및 기계처리에 의한 표면 완성을 거치지 않고 압연된 상태 로 사용하는 강재 | ||
|
2 종 |
SB 37 | ||||
|
3 종 |
SB 41 | ||||
|
4 종 |
SB 50 | ||||
|
철
근 |
원 형 철 근 |
1 종 |
SR 34 |
기호 뒤에 숫자는 철근의 최저인장강 도를 표시한다.
34는 34∼50kg/㎟
39는 39∼53kg/㎟
49는 49∼68kg/㎟ | |
|
2 종 |
SR 39 | ||||
|
3 종 |
SR 49 | ||||
|
재생 원형 철근 |
1 종 |
SBRC 34 | |||
|
2 종 |
SBRC 39 | ||||
|
3 종 |
SBRC 49 | ||||
|
이 형 철 근 |
1 종 |
SD 34 | |||
|
2 종 |
SD 39 | ||||
|
3 종 |
SD 49 | ||||
|
재생 이형 철근 |
1 종 |
SBRD 34 | |||
|
2 종 |
SBRD 39 | ||||
|
3 종 |
SBRD 49 | ||||
|
피 아 노 선 (piano wire rod) |
1 종 |
A |
PWR 1A |
용도로는 와이어 로우프·?브·스프
링·P.C 강선 및 강연선 등이 있다. | |
|
B |
PWR 1B | ||||
|
2 종 |
A |
PWR 2A | |||
|
B |
PWR 2B | ||||
|
3 종 |
A |
PWR 3A | |||
|
B |
PWR 3B | ||||
|
경 강 선 (hard drawn steel wire) |
1 종 |
HSW 1 |
강선의 지름 0.08∼10.0mm | ||
|
2 종 |
HSW 2 | ||||
|
3 종 |
HSW 3 | ||||
|
재 생 강 재 (rerolled carbon steel) |
1 종 |
SBR 34 |
재생강쟁는 봉강·평강 및 L형강이 있 으며 이를 기호로 표시 할 때는 각각 B.F.A를 숫자 뒤에 첨가한다. | ||
|
2 종 |
SBR 37 | ||||
|
3 종 |
SBR 41 | ||||
|
4 종 |
SBR 50 | ||||
|
냉 간 압 연 강 판 (cold rerollde steel sheets) |
1 종 |
SBC 1 |
| ||
|
2 종 |
SBC 2 | ||||
|
3 종 |
SBC 3 | ||||
|
특수 마대강 |
|
STC 3 |
| ||
1) 강재의 종류
가)
-강판: 나비 125mm 이상
두께 6mm 이하 : 박판강
두께 6mm 이상 : 후판강
-평강 : 나비 125mm 미만
두께 3mm 이상 : 박판강
두께 3mm 이상 : 후판강
나) 형강 (section steel)
단일재 또는 조립재로 이용하는 것을 형강이라 하며, 형강의 치수 표시법은 H-400×200×8×12 은 H=400, B=200, tf=8, tw=13으로 mm로 표시한다. 경량형강은 박강관을 상온에서 얍연성형하여 제조하며, 건축구조에서는 립(lip) ?형광을 C형강으로 부른다. 구조용 강재의 역학적 성질은 다음 값을 표준으로 한다.
[표] 강재의 정수
-강판: 나비 125mm 이상
두께 6mm 이하 : 박판강
두께 6mm 이상 : 후판강
-평강 : 나비 125mm 미만
두께 3mm 이상 : 박판강
두께 3mm 이상 : 후판강
나) 형강 (section steel)
단일재 또는 조립재로 이용하는 것을 형강이라 하며, 형강의 치수 표시법은 H-400×200×8×12 은 H=400, B=200, tf=8, tw=13으로 mm로 표시한다. 경량형강은 박강관을 상온에서 얍연성형하여 제조하며, 건축구조에서는 립(lip) ?형광을 C형강으로 부른다. 구조용 강재의 역학적 성질은 다음 값을 표준으로 한다.
[표] 강재의 정수
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재료 |
영계수 |
전단탄성계수 |
포아슨비 |
선팽창계수 |
|
강·주강·단강 |
2,100 |
810 |
0.3 |
0.000012 |
(단위 : kg/㎠)
허용응력도는 설계기준치 Fy를 기본으로 하며 인장강도 70%와 항복점의 값을 비교하여 작 은 값으로 정하는 데 다음과 같이 결정된다.
허용응력도는 설계기준치 Fy를 기본으로 하며 인장강도 70%와 항복점의 값을 비교하여 작 은 값으로 정하는 데 다음과 같이 결정된다.
|
강재 종별 |
일 반 구 조 용 |
용 접 구 조 용 | |||||
|
SB 41 SPS 41 SBC 41 |
SB 50 |
SB 55 |
SWS 41 SPS 41 |
SWS 50 SPS 55 |
SM 53 SPS 51 | ||
|
Fy |
두께 38mm 이하 |
2.4 |
2.8 |
3.8 |
2.4 |
3.3 |
3.6 |
|
두께 38mm 초과한 것 |
2.2 |
2.6 |
- |
2.2 |
3.0 |
3.4 | |
[표] 허용 응력도 값 비교 (단위 : t/㎠)
(1) 허용 인장 응력도 ft는 유효 단면적에 대하여
(1) 허용 인장 응력도 ft는 유효 단면적에 대하여
Fy
ft = ---
1.5
(2) 허용 전단 응력도 fy
Fs Fy
fv = --- Fs = ---
1.5 √3
① 장기 허용응역도는 Fy에 따라 정한다.
② 단기 허용응력도는 장기 허용응역도의 1.5배이다.
③ 허용응력도를 결정하는 기준값 Fy는 강재의 항복점 강도와 최대강도의 70% 중 작은 값으로 정한다.
(3) 봉강(Steel bar)
형강의 보조재로 사용도는 봉강은 원형과 각형이 있으며 주로 원형이 사용 된다.
(4) 강관(Steel pipe)
구조용 강관의 표시는 외경(外經)으로 표시한다.
(5) 경량형강(Light weight shape)
단면이 적은 엷은 강판을 가장 유효한 단면상으로 구부려 구조 재료를 형성 시킨 것으로 두께 3mm 이하의 강재이다.
2) 구조용 강재의 형상ㆍ명칭ㆍ치수표시법
구조용 강재는 형상과 크기는 규정에 따라 표시하여야 한다.
[표] 구조용 강재의 종류와 표시방법
[표] 구조용 강재의 종류와 표시방법
|
명 칭 |
단면의 모양 |
기재 방법 |
|
측압등변 L형강 (equal legs angle) |
|
L-A×A×t |
|
부동면 L형강 (unequal legs angle) |
|
L-A×B×t |
|
I형강 (I∼beam) |
|
I-A×B×t |
|
H형강 (side flange shape) |
|
H-A×B×t1×t2 |
|
?형강 (channel) |
|
?-A×B×t |
|
T 형강 |
|
T-A×B×t |
|
Z 형강 |
|
Z-A×B×C×t |
|
강 판 (plate) |
|
PL-A×t |
|
평 강 (flat bar) |
|
FB-A×t |
|
철 근 (round steel) |
|
ø또는 D |
1-2 부재의 접합
1. 리벳접합
리벳은 800℃로 가열하여 접합재 구멍에 끼운 후 리벳머리를 리벳홀더로 누르고 리벳터로 두드려 접합을 한다. 리벳 또는 볼토로 접합하는 판의 총 두께를 그립(grip)이라 하는 데 리벳지름의 5배 이하로 한다.
1) 리벳 종류
리벳에는 둥근머리 리벳, 민리벳, 평리벳, 둥근접시머리 리벳 등의 종류가 있다. 주로 둥근리벳을 사용하며 가장 많이 사용하는 지름은 16-22mm 정도이다.
|
|
둥근리벳 |
민 리벳 |
평 리벳 |
비 고 | |
|
|
|
|
아래 기호를 써도 무방함 | ||
|
기
호 |
공 장 |
|
|
|
+ |
|
현 장 |
|
|
|
| |
2) 리벳의 구멍크기
리벳 구멍은 리벳지름보다 일정한 지름을 크게 한다. 한편 리벳의 구멍뚫기는 철판두께가 리벳 지름보다 3mm 크게하는 것은 펀치라 하며, 두꺼운 철판을 구멍내는것은 서브 펀치(sub punch)로 누른 후 리머로 구멍을 가다듬거나 또는 드릴(drill)로 뚫어야 한다.
|
리벳지름 |
리벳구멍 지름 |
|
16mm 이하 |
d + 1mm |
|
19mm 이상 32mm 이하 |
d + 1.5mm |
|
32mm 초과 |
d + 2.0mm |
3) 리벳의 배치
리벳은 부재의 중심선에 배치하는 것이 원칙이나 형강에 리벳팅 할 때는 중심선에 리벳팅을 하는 것이 불가능하므로 게이지라인(gauge line)에 따라 배치한다. 게이지 라인의 리벳간격을 피치(pitch)라 하며, 최소간격은 기벳지름의 2.5배이며, 최대간격은 4배이다. 게이지라인의 배치방법은 정격배치법과 엇모배치법이 있으며, 가급적이면 정력배치를하는 것이 좋다. 접합재의 재단과 벳구멍의 중심과의 거리를 연단거리라 하며, 연단거리는 최소 리벳지름의 2.5배 이상, 부재 두께의 12배 이하 또는 15㎝이하로 한다. 한편 시공시 리벳치기를 할 때 리벳중심으로부터 리벳터가 방해되지 않도록 하는 거리를 클리어런스(cleatance)라 한다.
[표] 형강의 게이지 (단위 : ㎜)
[표] 형강의 게이지 (단위 : ㎜)
|
|
|
| ||||||||
|
A또는B |
|
|
최대축경 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40
45
50¨
60
65
70
75
80
90
100
125
130
150
175
200 |
22
25
30
35
35
40
40
45
55
50
60
50
55
70
90 |
35
40
55
70
90 |
10
12
16
16
20
20
22
22
24
24
24
24
24
24
24 |
100¨
125
150
175
200
250
300˙
350
400 |
60
75
90
105
120
150
150
140
140 |
40
70
90 |
16
16
22
22
24
24
24
24
24 |
40
50
65
70
75
80
90
100 |
24
30
35
40
40
45
50
55 |
10
12
20
20
22
22
24
24 |
|
˙ B300은 엇보배치로 한다.
¨ g 및 최대리벳지름은 강동상 지장이 없을 때는 최소연단거리의 규정에 관계 없이 사용할 수 있다. | ||||||||||
[표] 연단거리
|
리벳지름(㎜) |
10 |
12 |
16 |
20 |
22 |
24 |
28 |
30 | |
|
연단의
종류 |
전단연 수동가스절단연 |
18 |
22 |
28 |
34 |
38 |
44 |
50 |
55 |
|
압연연·자동가스절단연·톱절단연· 기계마무리연 |
16 |
18 |
22 |
26 |
28 |
32 |
38 |
40 | |
(단위 : ㎜)
[표] 리벳의 피치
[표] 리벳의 피치
|
리벳 지름 |
10 |
12 |
16 |
20 |
22 |
24 |
28 | ||
|
|
리벳구멍지름 |
11 |
13 |
17 |
21.5 |
23.5 |
25.5 |
29.5 | |
|
피치
p |
표준 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 | |
|
최소 |
25 |
30 |
40 |
50 |
55 |
60 |
70 | ||
(단위 : ㎜)
① 강판·평강으로 조립한 인장재의 축방향의 리벳 간격은 지름의 12배 이하 또는 조립재 중 가장 얇은 판두께의 30배 이하로 한다.
② 2개 이상의 형강으로 짠 인장재의 축방향의 리벳 간격은 10㎝ 이하로 한 다.
[표] 형강에서의 엇모배치
① 강판·평강으로 조립한 인장재의 축방향의 리벳 간격은 지름의 12배 이하 또는 조립재 중 가장 얇은 판두께의 30배 이하로 한다.
② 2개 이상의 형강으로 짠 인장재의 축방향의 리벳 간격은 10㎝ 이하로 한 다.
[표] 형강에서의 엇모배치
|
| |||||||
|
a |
b |
a |
b | ||||
|
축 경 |
축 경 | ||||||
|
16 |
20 |
22 |
16 |
20 |
22 | ||
|
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31 |
25
25
24
23
22
20
19
17
16
14
11 |
30
30
29
28
27
26
25
24
23
22
20 |
36
35
35
34
33
32
32
31
30
29
28 |
|
8 |
19
17
15
12
9 |
26
25
24
22
21
19
107
14
11
6 |
(단위 : ㎜)
(1) 연단 거리
(1) 연단 거리
접합부재의 단부에 배치되는 리벳 또는 보울트와 그 재의 절단부의 거리르 연단거리(椽端距離 :
edge distance), 또는 끝남기라 하며 그 최소연단거리는 표와 같다.
[표} 최소연단거리
|
지 름 연단면의 종료 |
10 |
12 |
16 |
20 |
22 |
24 |
28 |
30 |
비 고 |
|
절단 끝· 수동가스 절단 끝 |
10 |
12 |
16 |
20 |
22 |
24 |
28 |
30 |
|
|
압연면 자동가스 절단 끝 톱절단 끝 ·기계마무리 끝 |
16 |
18 |
22 |
26 |
28 |
32 |
38 |
40 |
(단위 : ㎜)
응력방향으로 3개 이상 배치되지 않을 때의 초소연단거리는 리벳지름의 2.5배 이상, 최대연단 거리는 그 부재두께의 12배 이하, 또는 15㎝ 이하로한다.
응력방향으로 3개 이상 배치되지 않을 때의 초소연단거리는 리벳지름의 2.5배 이상, 최대연단 거리는 그 부재두께의 12배 이하, 또는 15㎝ 이하로한다.
4) 접합형식
리벳의 접합방식에는 1면전단과 2면전단이 있다. 이는 편심으로 인한 변형을 박기 위하여 리브(rib)로 보강하기도 하며, 리벳의 접합에는 2개 이상의 리벳을 사용하고, 리벳의 1열배치는 6개 까지가 리벳 한 개당 부담하는 힘이 가장 크다. 따라서 6개 이하로 배치하는 것이 좋다.
5) 리벳의 허용력 산정
가) 1면전단(single shtar)
πd²
1Rs = ------ft
4
나) 2면전단(douvle shear)
πd²
2Rs = ------ft
2
다) 허용 지압력(bearing)
Rj = d ·t·fj
전단력은 받는 리벳일 때는 Rs와Rj중 작은 값을 리벳의 허용력으로 한다.
라) 인장력을 받는 리벳
Rt’ = Rt(1-0.2e)
πd²
= ----ft(1-0.2e)
4
πd²
1Rs = ------ft
4
나) 2면전단(douvle shear)
πd²
2Rs = ------ft
2
다) 허용 지압력(bearing)
Rj = d ·t·fj
전단력은 받는 리벳일 때는 Rs와Rj중 작은 값을 리벳의 허용력으로 한다.
라) 인장력을 받는 리벳
Rt’ = Rt(1-0.2e)
πd²
= ----ft(1-0.2e)
4
[표] 리벳 볼트 및 고력 볼트의 허용 인장 및 전단 응력도(t/㎠)
|
종 류 |
인 장 |
전 단 | |
|
리 벳 |
SBV 34, SBV 41 |
1.6 |
1.2 |
|
볼 트 |
SS41, SWS41, 중볼트 기타의 중볼트 |
1.2 0.5 Fy |
0.38Fy |
|
고력볼트 |
H 8 B H 10 B H 11 B |
2.5 3.1 3.3 |
1.2 1.5 1.6 |
[표] 고력 보울트의 설계 장력(t)
|
호 칭 고력 보울트의 종류 |
M 16 |
M 20 |
M 22 |
M 24 |
|
H 8 B H 10 B H 11 B |
8.27 10.3 10.69 |
13.0 16.1 17.0 |
16.1 20.0 21.1 |
18.6 23.1 24.4 |
리벳, 볼트 이음판의 허용 지압 응력도는 축지름에 대하여 산출하되 민리벳, 민볼트일 때의 판 두께는 판 속으로 묻힌 깊이의 1/2을 판 두께에서 뺀값을 판 두께로 한다.
ft = 1.25 Fy
기호 ft 허용 지압 응력도(t/㎠)
다만, 고력 볼트 접합일 때는 허용 지압 응력도에 의한 제한을 받지 않는다.
2. 볼트접합
1) 일반볼트접합
볼트는 흑피 ·중볼트 ·상볼트로 구분하고, 흑피볼트는 가조임용이며, 중볼트는 머리부분과 축부를 가공한 것으로 구조용르로 사용되지만 진동 ·충격을 받는 부분의 접합부에는 사용하지 않으면, 상볼트는 볼트표면을 마무리한 것으로 핀(pin) 접합부에 사용한다. 볼트의 구멍의 크기는 볼트지름보다 0.5㎜이상 크게 해서는 안된다. 한편 볼트의 길이는 너트가 나사끝이 세골 이상이 나와야 하며,가장 주의하여야 하는 것은 볼트의 풀림으로 처마높이 9m, 간사이 13m 이하의 건축물이나 가건물에 사용하며, 구조 내력상 주요부분에는 볼트를 사용하지 못하도록 규정하고 있다. 따라서 볼트의 풀림을 방지하기 위하여 이중너트를 사용하거나 너트를 용접 또는 콘크리트 속에 묻히게 하는 것이다. 사용하는 공구는 스패너(spanner) 또는 렌치(wrench), 임팩트 렌치(imopact wrench)를 사용한다.
볼트의 사용범위는
가) 진동 충격 또는 반복응력을 받는 접합부에는 볼트를 사용할 수 없다.
나) 처마 높이가 9m를 초과하고 스팬이 13m를 초과하는 강구조 건축물의 구조 내력상 주요한 부분에는 볼트를 사용하지 말아야 한다.
다) 볼트 구멍 지름은 볼트의 공칭축 지름의 +0.2㎜이하로 하였을 때에는 볼트 를 사용한다.
볼트의 사용범위는
가) 진동 충격 또는 반복응력을 받는 접합부에는 볼트를 사용할 수 없다.
나) 처마 높이가 9m를 초과하고 스팬이 13m를 초과하는 강구조 건축물의 구조 내력상 주요한 부분에는 볼트를 사용하지 말아야 한다.
다) 볼트 구멍 지름은 볼트의 공칭축 지름의 +0.2㎜이하로 하였을 때에는 볼트 를 사용한다.
2) 고장력볼트접합
고장력볼트는 초기 강한 인장력으로 인해 너트의 풀림이 없고 반복응력에 의한 영향도 없으며, 리벳의 규정을 적용한다. 한편 고력볼트를 충분한 회전력으로 너트를 죄여 접합재 상호간에 발생하는 마찰력으로 힘을 전달하는 접합법으로 마찰접합이라고도 한다. 이 접합은 접합강도와 강성이 높고, 시공에 어려움이 없으며 작업능률이 좋고, 소음이 적고 진동·충격발생하는 데에도 사용가능하다.
[표] 고력볼트의 구멍지름 (㎜)
[표] 고력볼트의 구멍지름 (㎜)
|
종 류 |
구멍지름 (D) |
고력볼트 지름 |
|
고 력 볼 트 |
D + 1.0 |
d < 20 |
|
D + 1.5 |
d ≥ 20 |
[표] 강재의 정수
|
볼트의 등급 |
호칭 |
설계 볼트장력(t) |
표준 볼트장력(t) |
|
F8T |
M16 |
8.52 |
9.37 |
|
M20 |
13.3 |
14.6 | |
|
M22 |
16.5 |
18.2 | |
|
M24 |
19.2 |
21.1 | |
|
F10T |
M16 |
10.3 |
11.7 |
|
M20 |
16.5 |
18.2 | |
|
M22 |
20.5 |
22.6 | |
|
M24 |
23.8 |
26.2 | |
|
F11T |
M16 |
11.2 |
12.3 |
|
M20 |
17.4 |
19.1 | |
|
M22 |
21.6 |
23.8 | |
|
M24 |
25.1 |
27.6 |
장점으로는 다음과 같다.
① 접합부의 강성이 높아 접합부의 변형이 거의 없다.
② 접합부 유효단면에서 하중이 적게 전달된다.
③ 볼트에는 전단 또는 지압응력이 생기지 않는다.
④ 피로강도가 높다.
⑤ 너트는 풀리지 않는다.
3. 용접접합
1) 용접접합의 종류
가) 맞댄 용접
① 부재의 끝을 적절한 각도로 가공하여 용착금속 용착되기 쉽게 한다.
② 부재의 강도가 전달될 수 있게 하며, 여분은 부재 두께의 1/10 이하 또는 15㎜ 이하로 한다.
③ 접합재 끝에는 홈을 두며, 접합재의 두께 6㎜이하는 접합재의 사이를 띄 우고 용접을 하는 I형도 있다.
④ 홈을 개선(開先)이라 하며, 홈의 각도를 개선각도. 접합재의 사이를 루트 간격이라 하며 루트 간격이 작을수록 개선각도를 크게 한다.
나) 모살용접
① 부재의 끝을 가동하지 않고 부재와 교선을 따라 등변 또는 부등변의 3각 형 모양으로 용접한다.
② 모재의 각도는 60。 - 120。 도로 한다.
③ 강관분기 이음매의 경우 모재간의 허용 한도를 30。 -150。 도로 한다.
다) 용접부의 유효단면적
Ae = a × Le Ae : 용접부의 유효 단면적
= 0.75 × (L-2S) a : 용접부의 목두께
Le : 용접부의 유효 길이
라) 각종 접합의 응력 분담
① 리벳과 고력볼트를 병용시는 각기 허용 응력 분담한다.
② 리벳과 볼트의 병용시는 리벳만이 허용 응력 분담한다.
③ 리벳과 용접의 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
④ 용접과 고력볼트 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
⑤ 고력볼트, 리벳, 볼트, 용접을 같이 사용할 때는 용접만이 응력 부담한다.
⑥ 단, 고력볼트는 먼저 체결 후 용접시는 각기 허용 응력을 부담한다.
마) 접합 일반
① 접합부는 부재의 존재 응력을 충분히 전달하도록 한다.
② 리벳. 볼트. 고력볼트는 최소 2개 이상 배치한다.
③ 용접에서는 최소 3t 이상의 내력이 있는 이음매로 한다.
④ 축방향력을 받는 부재는 각 부재의 중심축이 1점에 집중 하도록 한다.
⑤ 1점에 모이지 않을 때는 2차응력이 발생한다.
① 부재의 끝을 적절한 각도로 가공하여 용착금속 용착되기 쉽게 한다.
② 부재의 강도가 전달될 수 있게 하며, 여분은 부재 두께의 1/10 이하 또는 15㎜ 이하로 한다.
③ 접합재 끝에는 홈을 두며, 접합재의 두께 6㎜이하는 접합재의 사이를 띄 우고 용접을 하는 I형도 있다.
④ 홈을 개선(開先)이라 하며, 홈의 각도를 개선각도. 접합재의 사이를 루트 간격이라 하며 루트 간격이 작을수록 개선각도를 크게 한다.
나) 모살용접
① 부재의 끝을 가동하지 않고 부재와 교선을 따라 등변 또는 부등변의 3각 형 모양으로 용접한다.
② 모재의 각도는 60。 - 120。 도로 한다.
③ 강관분기 이음매의 경우 모재간의 허용 한도를 30。 -150。 도로 한다.
다) 용접부의 유효단면적
Ae = a × Le Ae : 용접부의 유효 단면적
= 0.75 × (L-2S) a : 용접부의 목두께
Le : 용접부의 유효 길이
라) 각종 접합의 응력 분담
① 리벳과 고력볼트를 병용시는 각기 허용 응력 분담한다.
② 리벳과 볼트의 병용시는 리벳만이 허용 응력 분담한다.
③ 리벳과 용접의 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
④ 용접과 고력볼트 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
⑤ 고력볼트, 리벳, 볼트, 용접을 같이 사용할 때는 용접만이 응력 부담한다.
⑥ 단, 고력볼트는 먼저 체결 후 용접시는 각기 허용 응력을 부담한다.
마) 접합 일반
① 접합부는 부재의 존재 응력을 충분히 전달하도록 한다.
② 리벳. 볼트. 고력볼트는 최소 2개 이상 배치한다.
③ 용접에서는 최소 3t 이상의 내력이 있는 이음매로 한다.
④ 축방향력을 받는 부재는 각 부재의 중심축이 1점에 집중 하도록 한다.
⑤ 1점에 모이지 않을 때는 2차응력이 발생한다.
2) 접합의 형식
3) 용접접합의 종류
4) 용접 기호
[표] 기본 기호
|
용접 방식 |
J형 양면 J형 |
온돌레 용접 |
온돌레현장 용접 | |||||||||||
|
용접부의 표면 모양 |
|
모살 용접 |
|
플러그,슬로트(plug&slot) | ||||||||||
|
평탄 |
볼록 |
오목용접 |
비드용접 |
연속 |
단속 |
I형 |
V형 X형 |
V형 K형 (bevel |
U형 H형 |
J형 양면 J형 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
실 형 |
도 시 |
|
V형 구루브 용접, 판 두께 19㎜,개선 깊이 16㎜, 개선각도 60。, 루트 간격 2㎜일 때 |
|
|
|
V형 구루브 용접 T형 맞댐, 뒷댐재 사용, 개선각 45。, 루트 간격 6.4㎜일때 |
|
|
|
양쪽 치수 다를 때 연속 모살 용접 |
|
|
5) 용접자세
상향·하향·수평 등의 자세로 구분하며 하향의 지세가 작업자가 가장 현장 상태를 잘 파악할 수가 있어 가장 안정된 작업을 할 수 있다.
6) 용접의 결합 및 검사
용접부의 결합 유무를 검사하기 위하여 초음파탐상법을 최근에 많이 사용한다.
① 언더컷(under cut) : 모재가 녹아 용착금속이 채워지지 않고 홈으로 남게 된 부분.
② 오버랩(overlap) : 용접금속과 모재가 융합되지 않고 겹쳐지는 것.
③ 블로우 홀(blow hole) : 금속이 녹아들 때 생기는 기포나 작은 틈.
④ 슬랙(slack) : 용접시 발생하는 작은 찌꺼기나 용착금속에 합입된 것.
⑤ 크랙(crack) : 용접후 용착부에 생기는 갈라짐.
⑥ 핏트(pit) : 용접부에 생기는 홈.
① 언더컷(under cut) : 모재가 녹아 용착금속이 채워지지 않고 홈으로 남게 된 부분.
② 오버랩(overlap) : 용접금속과 모재가 융합되지 않고 겹쳐지는 것.
③ 블로우 홀(blow hole) : 금속이 녹아들 때 생기는 기포나 작은 틈.
④ 슬랙(slack) : 용접시 발생하는 작은 찌꺼기나 용착금속에 합입된 것.
⑤ 크랙(crack) : 용접후 용착부에 생기는 갈라짐.
⑥ 핏트(pit) : 용접부에 생기는 홈.
4. 핀접합
핀접합은 트러스의 타이로트의 단부, 2힌지 아치의 주각부 등에 사용되며 접합부에는 회전이 자유롭고 축방향력과 전단력은 전달이 가능하지만 휨모멘트는 전달되지 않는다. 핀의 구멍지름이 130㎜ 미만일 때에는 0.5㎜ 이내, 130㎜ 이상일 때는 1.0㎜ 이내로 크게 한다. 한편 지름 250㎜ 이상은 코터 핀(cotter pin), 지름 150㎜ 이상은 리스세트 핀(recessed pin)을 사용한다. 코터 핀이란 축나사에 촉을 꽂아 고정시키고, 리세스트 핀은 축부 나사 볼트를 넣어 고정한다.
1-3 인장재
1. 유효 단면적
1) 정렬 배치되는 경우
An = Ag-n·d·t 단, h:부재의 나비(㎝)
Ag = h·t t:부재의 두께(㎝)
n:응력방향에 직각인 단면내에 있는 구멍 수
d:리벳 구멍 지름
Ag = h·t t:부재의 두께(㎝)
n:응력방향에 직각인 단면내에 있는 구멍 수
d:리벳 구멍 지름
2) 엇모 배치되는 경우
|
|
제 1리벳 |
감소 단면 |
비 고 |
|
제 1리벳 |
- |
a=1o |
전 리벳 구멍을 공제함 |
|
제 2리벳 이하 |
b/g<0.5 |
a=1o |
전 리벳 구멍을 공제함 |
|
0.5<b/g<1.5 b/g>1.5 |
a=(0.5-b/g)o a=0 |
직선 보간에 의한 공제를 안한다 |
단, b:리벳, 볼트의 재축 방향의 간격
g:리벳, 볼트의 간격(gage)
?o실제 결손 단면적, (구멍지름?부재두께)
a:등가 결손 단면적
g:리벳, 볼트의 간격(gage)
?o실제 결손 단면적, (구멍지름?부재두께)
a:등가 결손 단면적
2. 편심이 작용하는 ?형강
편심의 영향을 고려하여 내민 부분의 1/2을 무시한 단면을 유효단면적으로 한다.
1-4 인장재 설계
1) 인장재의 설계는 다음의 식을 만족해야 한다.
N
----- ?ft
An
단, N:인장력(t)
An:유효 단면적(㎝2)
ft:허용 인장 응력도(t/㎝2)
2) 강판, 평강으로 조립한 조립 인장재의 경우 리벳, 볼트, 고력볼트의 피치는 리벳볼트 직경의 12배 이하 또는 집결재 중 가장 얇은 판두께의 30배 이하로 한다.
3) 단속용접일 때에는 가장 얇은 판 두께의 30배 이하로 한다.
4) 2개 이상의 형강으로 조립할 조립 인장재의 경우 접합 리벳, 볼트, 고력볼트, 단속용접의 피치는
N
----- ?ft
An
단, N:인장력(t)
An:유효 단면적(㎝2)
ft:허용 인장 응력도(t/㎝2)
2) 강판, 평강으로 조립한 조립 인장재의 경우 리벳, 볼트, 고력볼트의 피치는 리벳볼트 직경의 12배 이하 또는 집결재 중 가장 얇은 판두께의 30배 이하로 한다.
3) 단속용접일 때에는 가장 얇은 판 두께의 30배 이하로 한다.
4) 2개 이상의 형강으로 조립할 조립 인장재의 경우 접합 리벳, 볼트, 고력볼트, 단속용접의 피치는
100㎝ 이하로 한다.
1-5 압축재
1. 기둥
1) 압축력 N를 받는 전단면적 A인 부재는 다음 식이 성립하여야 한다.
?c= N/A ≤fc또는 ?c/fc≤1(t/㎠)
기호 fc-세장비(細長比)에 따른 허용 압축 응력도(t/㎠)
? 단일 압축재의 세장비 ? = ?k/?
기호 ?k - 좌굴길이 (cm) ? - 단면의 좌굴축에 대한 2차 반지름(cm)
?c= N/A ≤fc또는 ?c/fc≤1(t/㎠)
기호 fc-세장비(細長比)에 따른 허용 압축 응력도(t/㎠)
? 단일 압축재의 세장비 ? = ?k/?
기호 ?k - 좌굴길이 (cm) ? - 단면의 좌굴축에 대한 2차 반지름(cm)
2) 기둥의 종류
① 형강기둥(形鋼住)
기둥에서 가장 간단하 형식으로 1본의 형강, 강관, 각형 강관(角形鋼管)이나 경량 형강을 기둥으로 사용한 것을 단일 형강 기둥(單一形鋼住) 이라고 한다.
① 형강기둥(形鋼住)
기둥에서 가장 간단하 형식으로 1본의 형강, 강관, 각형 강관(角形鋼管)이나 경량 형강을 기둥으로 사용한 것을 단일 형강 기둥(單一形鋼住) 이라고 한다.
② 조립 기둥
형강과 강판 또는 강판만으로 조립한 기둥으로 플레이트 기둥(plate column) 이라고도 한다.
③ 래티스 트러스 및 띠판 기둥
래티스(lattice) 기둥은 웨브 부분에 사재 (사재)를 사용하여 트러스 형식으로 조립한 기둥으로 기티스에는 형강, 평강이나 또는 둥근 철근을사용한다. 래티스의 각도(θ)는 단(單)래티스는 약 30。, 복(復)래티스는 약 45。 정도로 한다. 기둥의 춤이 400㎜ 이상일 때에는 복래티스로 하고, 춤이 600㎜를 초과하면 L형강을 사용하여 트러스 기둥으로 하는 것이 좋다. 띠판 기둥은 평강을 수평으로 조립하는 것으로 철골 구조로 간단한 것에만 이용되고, 철골·철근 콘크리이트(합성) 구조에 사용한다.
3) 압축재 및 기둥재애 대한 구조 제한
① 압축재의 세장비는 250 이하로한다. 다만 가둥재의 새장비는 200이하로 하 고, 가새 기타 2차 부재에서는 240 이하로 한다
② 압축재를 조립하는 연속 리벳, 고려 보울트, 또는 단속 용접의 피치는 30㎝ 이하로 한다. 다만
형강과 강판 또는 강판만으로 조립한 기둥으로 플레이트 기둥(plate column) 이라고도 한다.
③ 래티스 트러스 및 띠판 기둥
래티스(lattice) 기둥은 웨브 부분에 사재 (사재)를 사용하여 트러스 형식으로 조립한 기둥으로 기티스에는 형강, 평강이나 또는 둥근 철근을사용한다. 래티스의 각도(θ)는 단(單)래티스는 약 30。, 복(復)래티스는 약 45。 정도로 한다. 기둥의 춤이 400㎜ 이상일 때에는 복래티스로 하고, 춤이 600㎜를 초과하면 L형강을 사용하여 트러스 기둥으로 하는 것이 좋다. 띠판 기둥은 평강을 수평으로 조립하는 것으로 철골 구조로 간단한 것에만 이용되고, 철골·철근 콘크리이트(합성) 구조에 사용한다.
3) 압축재 및 기둥재애 대한 구조 제한
① 압축재의 세장비는 250 이하로한다. 다만 가둥재의 새장비는 200이하로 하 고, 가새 기타 2차 부재에서는 240 이하로 한다
② 압축재를 조립하는 연속 리벳, 고려 보울트, 또는 단속 용접의 피치는 30㎝ 이하로 한다. 다만
리벳, 고력 보울트가 엇 비슷하게 배치 될 때에는 각 게이지 라인(gauge line)의 피치는 위 값의
1.5배 이하로 한다.
③ 낄판, 띠판, 또는 래티스로 구분된 구간수는 3이상으로 한다.
④ 낄판 형식, 따판 형식에서는 소재의 세장비는 50이하가 되도록 한다.
⑤ 래티스의 세장비는 140 이하로 한다.
⑥ 소재간의 거리가 조립 압축재의 재단부는 충분하 강도의 gesset plate 또는 띠판에 3개 이상의
③ 낄판, 띠판, 또는 래티스로 구분된 구간수는 3이상으로 한다.
④ 낄판 형식, 따판 형식에서는 소재의 세장비는 50이하가 되도록 한다.
⑤ 래티스의 세장비는 140 이하로 한다.
⑥ 소재간의 거리가 조립 압축재의 재단부는 충분하 강도의 gesset plate 또는 띠판에 3개 이상의
리벳, 고력 보울트 또는 이와 동등 이상의 용접으로 접한다. 이 부분의 리벳 또는 고력 보울트의
피치는 지름의 4배 이하, 용접일 때에는 연속 용접으로 한다.
|
? |
? |
? |
? |
? | |||||
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50 |
2.20
2.20
2.20
2.20
2.20
2.19
2.19
2.19
2.19
2.18
2.18
2.17
2.17
2.17
2.16
2.18
2.17
2.17
2.17
2.16
2.12
2.12
2.11
2.10
2.09
2.08
2.07
2.07
2.06
2.05
2.04
2.03
2.02
2.00
2.99
2.98
2.97
2.96
2.95
2.93
2.92
2.91
2.90
2.88
2.87
2.86
2.84
2.83
2.81
2.80 |
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100 |
1.78
1.77
1.75
1.74
1.72
1.71
1.69
1.68
1.66
1.65
1.63
1.61
1.60
1.58
1.56
1.55
1.53
1.51
1.50
1.48
0.46
1.45
1.43
1.41
1.39
1.38
1.36
1.34
1.32
1.31
1.29
1.27
1.25
1.24
1.22
1.20
1.18
1.17
1.15
1.13
1.11
1.09
1.08
1.06
1.04
1.02
1.01
0.989
0.972
0.954 |
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
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122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150 |
0.937
0.919
0.902
0.885
0.868
0.852
0.836
0.820
0.805
0.791
0.777
0.763
0.749
0.736
0.724
0.711
0.699
0.687
0.676
0.664
0.654
0.643
0.632
0.622
0.612
0.603
0.593
0.528
0.575
0.566
0.558
0.549
0.541
0.533
0.525
0.517
0.510
0.502
0.495
0.488
0.481
0.475
0.468
0.461
0.455
0.449
0.443
0.437
0.431
0.425 |
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
614
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200 |
0.420
0.414
0.409
0.403
0.398
0.393
0.388
0.383
0.378
0.374
0.369
0.365
0.360
0.356
0.351
0.347
0.343
0.339
0.355
0.331
0.327
0.323
0.320
0.316
0.312
0.309
0.305
0.302
0.229
0.295
0.292
0.298
0.286
0.283
0.280
0.277
0.274
0.271
0.268
0.265
0.262
0.260
0.257
0.254
0.252
0.249
0.247
0.244
0.242
0.239 |
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
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220
221
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223
224
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226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250 |
0.237
0.235
0.232
0.230
0.228
0.225
0.223
0.221
0.219
0.217
0.215
0.213
0.211
0.209
0.207
0.205
0.203
0.201
0.200
0.198
0.196
0.194
0.192
0.191
0.189
0.187
0.186
0.148
0.182
0.181
0.179
0.178
0.176
0.715
0.173
0.172
0.170
0.169
0.168
0.166
0.165
0.163
0.162
0.161
0.159
0.158
0.157
0.156
0.154
0.153 |
⑦ 구멍 뚫린 커버 플레이트 형식에는 구멍 길이는 구멍 나비의 2배 이상으로 하고 구멍의 모서리
부분의 반지름은 5㎝ 이상으로 한다.
1-6 보
1. 보의 종류
1) 형강보
① 형강보를 사용하고, 보의 춤은 처짐을 고려하여 스팬의 1/20-1/30 정도로 한 다.
② 층도리, 중도리, 장선, 간사이가 작은 보 등의 작은 응력이 작용할 때 사용 된다.
③ 플랜지 : 휨모멘트를 부담한다.
웨브 : 전단력을 부담한다.
2) 판보(plate girder)
① 판보는 웨브 강판과 플랜지 강판을 용접하거나 ?형강을 대어 리벳 접합한 것이다.
② 웨브의 높이가 커지거나 큰 하중이 작용하거나 집중하중이 작용하는 경우에 는 웨브판의 좌굴을 막기 위해 스티프너(stiffner)를 사용한다.
③ 플랜지 앵글 : 주로 휨모멘트에 저항하며 덧판(cover plate)으로 보강한다.
덧판의 겹침은 최대 4장으로 하고 cover plate의 전단면적은 플랜지 단면적의 70% 이하로한다.
④ 웨브 프레이트 : 전단력에 저항하며 스티프너로 보강한다.
3) 트러스보와 래티스보
① 일반적으로 웨브에 형강을 사용한 것은 래티스보로 한다.
② 상현재 및 하현재에 휨모멘트가 작용하고 웨브재에 전단력이 작용한다.
③ 래티스보 : 간사이가 클 때에 사용한다.
④ 트러스보 : 전단력이 적거나 콘크리트로 피복할 때
① 형강보를 사용하고, 보의 춤은 처짐을 고려하여 스팬의 1/20-1/30 정도로 한 다.
② 층도리, 중도리, 장선, 간사이가 작은 보 등의 작은 응력이 작용할 때 사용 된다.
③ 플랜지 : 휨모멘트를 부담한다.
웨브 : 전단력을 부담한다.
2) 판보(plate girder)
① 판보는 웨브 강판과 플랜지 강판을 용접하거나 ?형강을 대어 리벳 접합한 것이다.
② 웨브의 높이가 커지거나 큰 하중이 작용하거나 집중하중이 작용하는 경우에 는 웨브판의 좌굴을 막기 위해 스티프너(stiffner)를 사용한다.
③ 플랜지 앵글 : 주로 휨모멘트에 저항하며 덧판(cover plate)으로 보강한다.
덧판의 겹침은 최대 4장으로 하고 cover plate의 전단면적은 플랜지 단면적의 70% 이하로한다.
④ 웨브 프레이트 : 전단력에 저항하며 스티프너로 보강한다.
3) 트러스보와 래티스보
① 일반적으로 웨브에 형강을 사용한 것은 래티스보로 한다.
② 상현재 및 하현재에 휨모멘트가 작용하고 웨브재에 전단력이 작용한다.
③ 래티스보 : 간사이가 클 때에 사용한다.
④ 트러스보 : 전단력이 적거나 콘크리트로 피복할 때
4) 격자보
격자보는 휨이 크므로 보를 노출시켜 사용하지 않고 철골.철근콘크리트구조로 사용한다.
격자보는 휨이 크므로 보를 노출시켜 사용하지 않고 철골.철근콘크리트구조로 사용한다.
2. 처짐
|
|
보 |
처짐의 한도 |
|
일반보 |
보통 보 캔틸레버보 |
스팬의 1/300 이하 스팬의 1/300 이하 |
|
크레인거더 |
수동크레인 진동크레인 |
스팬의 1/300 이하 스팬의 1/300 이하 |
1-7 플레이트 거더(Plate Girder)
플레이트 거더는 플랜지 앵글, 플랜지 플레이트, 웨브 플레이트로 조립하여 필요에 따라 커버 플레이트와 스티프너를 사용한다.
1) 플랜지와 커버 플레이트(Cover plate)
① 플랜지의 커버 플레이트 수는 4개 이하로 하며 커버플레이트의 전 단면적은 플랜지 전단면적
1) 플랜지와 커버 플레이트(Cover plate)
① 플랜지의 커버 플레이트 수는 4개 이하로 하며 커버플레이트의 전 단면적은 플랜지 전단면적
의 70% 이하로 한다.
② 용접 조립에 의한보의 플랜지는 될 수 있는 한 1장의 판으로 한다.
③ 커버 플레이트는 휨모멘트의 크기에 의해 조절되며, 계산상 필요한 위치에 여장(餘長)을 두어
② 용접 조립에 의한보의 플랜지는 될 수 있는 한 1장의 판으로 한다.
③ 커버 플레이트는 휨모멘트의 크기에 의해 조절되며, 계산상 필요한 위치에 여장(餘長)을 두어
부담하는 응력에 충분히 견딜 수 있게 접합한다.
④ 용접 플레이트 거더의 여장은 커버 플레이트의 1/2 이상으로 한다.
2) 웨브와 스티프너(Stiffner)
④ 용접 플레이트 거더의 여장은 커버 플레이트의 1/2 이상으로 한다.
2) 웨브와 스티프너(Stiffner)
① 웨브 플레이트는 전단력을 부담하여 전 단면에 대하여 전단응력이 균등히 분포되게 한다.
② 웨브 플레이트의 좌굴을 방지하기 위하여 하중점 스티프너, 중간 스티프너 및 수평스티프너를
사용한다.
③ 하중점 스티프너를 양쪽으로 웨브 두께의 1.5배 이하의 유효 폭으로 구성되 는 압축재료로 취급
③ 하중점 스티프너를 양쪽으로 웨브 두께의 1.5배 이하의 유효 폭으로 구성되 는 압축재료로 취급
하며 좌굴 길이는 보춤의 0.7배로 한다.
1-8 부재의 접합
1. 기둥의 이음
① 기둥의 축을 일치시키며 설계응력이 작더라도 접합부는 부재 허용응력도의 1/2이상을 전달할 수
있게 설계한다.
② 기둥 접합부에 인장응력이 생기지 않게 하고 단면을 서로 밀착 시키는 경우 에는 압축력 및 휨모멘트는 각각 그의 1/4(25%)이 접착면에서 직접 전달하 는 것으로 본다. 이를 메탈 터치(Metal touch)라 한다.
③ 접합할 기둥 단면의 춤이 위·아래가 서로 다를 경우 이음판과 플랜지 사이 에 3장 이내의 낄판을 삽입한다.
④ 기둥의 길이는 형강의 제품길이가 10m이므로 보통 3개층을 1구획이 되로록 한다.
⑤ 이음의 위치는 응력이 작은 곳을 선택하여야 하며 현장작업의 편의상 바닥 위 1m 지점에 둔다.
⑥ 형강기둥이나 용접기둥의 이음은 프랜지와 웨브를 맞댄용접을 하는 데 엇갈 리지 않도록 플랜지 옆면에 일렉션 피스를 사용하여 가볼트죔을 하고 용접 한다.
② 기둥 접합부에 인장응력이 생기지 않게 하고 단면을 서로 밀착 시키는 경우 에는 압축력 및 휨모멘트는 각각 그의 1/4(25%)이 접착면에서 직접 전달하 는 것으로 본다. 이를 메탈 터치(Metal touch)라 한다.
③ 접합할 기둥 단면의 춤이 위·아래가 서로 다를 경우 이음판과 플랜지 사이 에 3장 이내의 낄판을 삽입한다.
④ 기둥의 길이는 형강의 제품길이가 10m이므로 보통 3개층을 1구획이 되로록 한다.
⑤ 이음의 위치는 응력이 작은 곳을 선택하여야 하며 현장작업의 편의상 바닥 위 1m 지점에 둔다.
⑥ 형강기둥이나 용접기둥의 이음은 프랜지와 웨브를 맞댄용접을 하는 데 엇갈 리지 않도록 플랜지 옆면에 일렉션 피스를 사용하여 가볼트죔을 하고 용접 한다.
2. 트러스 부재의 접합
① 트러스의 절점은 중심을 일치시켜 한점에서 만나게 한다.
② 리벳을 산정시 부재응력이 허용내력보다 적더라도 허용 내력의 1/2를 전달 할 수 있게 한다.
③ 용접에 의한 트러스는 웨브재를 직접 현재에 용접하거나 가셋 플레이트 (Gusset plate)를 사용한다.
② 리벳을 산정시 부재응력이 허용내력보다 적더라도 허용 내력의 1/2를 전달 할 수 있게 한다.
③ 용접에 의한 트러스는 웨브재를 직접 현재에 용접하거나 가셋 플레이트 (Gusset plate)를 사용한다.
3. 주각
① 주각은 베이스 플레이트, 윙플fp이트, 접합 앵글, 리브 플fp이트 등으로 구성 되며 기둥의 축방향력, 전단력, 휨모멘트를 기초에 안전하게 전달할 수 있게 설계한다.
② 기둥의 휨모멘트에 의한 인장력은 앵커볼트를 사용하며 기초 콘크리트에 전 달시킨다. 앵커볼트(Anchor Bolt)는 지름 16㎜ - 32㎜ 정도를 사용한다.
② 기둥의 휨모멘트에 의한 인장력은 앵커볼트를 사용하며 기초 콘크리트에 전 달시킨다. 앵커볼트(Anchor Bolt)는 지름 16㎜ - 32㎜ 정도를 사용한다.
◆ 철골공사 숙지사항
철골 구조물 공사의
필수적인 기술 숙지 사항
강구조물공사업협의회
필수적인 기술 숙지 사항
강구조물공사업협의회
1. 철골구조란?
건물의 뼈대를 이루는 강재 및 각종 형강을 고력볼트, 용접 등의 접합 방식으로 조립하거나 또는, 단일 형강을 사용하여 구성하는 구조 또는 건축을 말한다.
2. 철골구조의 장점은?
① 균질도가 높아 신뢰할 수 있다.
② 강도가 커서 건물 중량을 가볍게 할 수 있다.
③ 인성이 커서 변위에 대해 잘 견뎌낸다.
④ 정밀도가 높은 구조물을 얻을 수 있다.
⑤ 코스팬의 구조물이나 고층 구조물에 적합하다.
3. 철골구조의 단점은?
① 열에 약하며, 고온에서 강도가 저하되거나 변형하기 쉽다.
② 일반적으로 강재는 녹슬기 쉽다.
③ 압축력에 대해 부재가 좌굴하기 쉽다.
④ 접합점을 용접하는 외에는 일체화로 보기 어렵다.
4. 제작 공정 순서는?
생산계획 ⇒ SHOP DWG. ⇒ 현도 ⇒ 마킹 ⇒ 천공 ⇒ 절단 ⇒ 취부 ⇒ 용접 ⇒
그라인드 ⇒ SANDING ⇒ 도장 ⇒ 포장 ⇒ 출고
5. 용접기구에 따른 용접의 종류는?
① 아크 수동 용접
② 반자동 용접 (CO2 용접)
③ 아크 자동 용접 (서브머지드 아크 용접)
6. 아크용접이란?
금속 심선에 FLUX가 피복된 용접봉과 금속 모재 사이에 ARC를 발생시켜 발생한 ARC열을 이용하여 용접봉과 모재를 용융시켜 용접하는 방법으로서, 이때 발생하는 ARC의 온도는 5000℃∼6000℃ 정도이므로 철의 용융점 1530℃ 보다 높아 용접봉과 모재를 용융시켜 용착금속을 만들 수 있다.
7. CO2 용접이란?
COIL 상으로 되어 있는 WIRE(내부에 플럭스가 첨가된 용가봉)가 MOTOR에 의해 용접 TORCH에 자동적으로 송급 COTACH TIP에 의하여 ARC를 발생시켜 모재와 WIRE를 용접하여 접합하는 방법이다.
8. 서브머지드 아크용접이란?
용접의 진행을 자동으로 한 것이며, 접합부 표면에 미세한 입상의 용제를 뿌리고 피복이 안된 용접봉을 용제 속에 대어 전류를 통하면 용제가 먼저 아크를 내며 녹고, 이 열에 의하여 용접봉이 녹아 접합된다. 수동 용접보다 그 질을 믿을 수 있고, 용접속도가 매우 빠르며 용접에 의한 모재의 변형을 적게 한다.
9. 용접 자세에 따른 분류는 어떤 것이 있는가?
① 하향자세 (F) ② 상향자세 (O) ③ 수평자세 (H) ④ 수직자세 (V)
10. 모살용접이란?
가장 많이 쓰이는 용접으로 형강 또는 강판 등의 겹침 이음, T자 이음, 모서리 이음 등에 쓰인다. 모재에 홈(GROOVE)파기 등의 사전 가공을 하지 않고, 모재와 모재의 교선을 따라서 삼각형 모양으로 용접한다.
11. 용접 비파괴 검사의 종류는?
① 방사선 투과 검사 (RT)
② 초음파 탐상 검사 (UT)
③ 자분 탐상 검사 (MT)
④ 액체 침투 탐상 검사 (PT)
⑤ 육안 검사 (VT)
④ 액체 침투 탐상 검사 (PT)
⑤ 육안 검사 (VT)
12. 방사선 투과 검사(RT)란?
모든 재료를 투과할 수 있는 특성을 지닌 방사선을 이용하여 필름에 시험체의 영상을 형성시켜 시험체 표면 및 내부의 건전성 유무를 판별하는 방법.
13. 초음파 탐상 검사(UT) 란?
시험체 내부에 입사시킨 초음파 중 결함에 의한 반사파를 검출, 해석하여 그 결함의 위치, 크기 및 종류를 판별하는 방법.
14. 자분 탐상 검사(MT)란?
자성체는 시험체를 자회 시키고, 자분을 도포하여 표면이나 표면 바로 밑의 결함에 의해 누설된 자속으로 인해 생긴 축적된 자분의 모양으로 결함의 유무를 판별하는 방법.
15. 액체 침투 검사(PT)란?
침투액을 시험체 표면에 적용한 후 탐상면의 과잉 침투제를 제거시키고, 현상제를 도포하여 표면 결함에 스며들었던 침투액이 밖으로 내어 나옴을 보고 결함의 유무를 판별하는 방법.
16. 토오크란?
체 결력을 얻기 위해 넛트를 회전시키는 회전힘을 체결 토오크라 한다.
17. 설치 공정 순서는?
제품 반입 ⇒ ANCHOR BOLT 매립 ⇒ PAD 작업 ⇒ ERECTION ⇒ PLUMBING ⇒
BOLT TIGHTENING ⇒ GROUTING
18. BOLT의 길이 산정법은?
BOLT 체결 후 나사산 3형을 더한 값을 표준으로 한다.
따라서, M16mm BOLT는 CLIP + 30mm,
M20mm BOLT는 CLIP + 35mm,
M22mm BOLT는 CLIP + 40mm,
M24mm BOLT는 CLIP + 45mm를 더한 값이 BOLT의 길이다.
19. 고장력 BOLT HOLES의 표준 PITCH는?
BOLT HOLE PITCH는 BOLT 크기별로 달리하고 있다.
M16mm BOLT는 60mm,
M20mm BOLT는 70mm,
M22mm BOLT는 80mm,
M24mm BOLT는 90mm가 표준 PITCH 이다.
20. 용접봉의 기호 해석은?
E 70 16 F
용접자세 (아래보기)
피복제의 종류
용 착 금속의 최소 인장 강도
피복 아크 용접봉
21. SAND BLASTING(표면처리)의 규격은?
① SSPC-SP7 (SA1) : 브러쉬 블라스트 세정 (4급)
② SSPC-SP6 (SA2) : 일반 블라스트 세정 (3급)
③ SSPC-SP10 (SA2½) : 준 나금속 블라스트 세정 (2급)
④ SSPC-SP5 (SA3) : 완전 나금속 블라스트 세정 (1급)
22. 도장이 불필요한 부분은?
① 고력 BOLT 마찰 접합면
② 콘크리트에 밀착 또는 매립되는 부분
③ 현장 용접 부분의 양측 100mm 이내의 부분
④ 기타 설계 및 시방 규준의 지시사항이 있을 경우
23. 철골 제작 검사기기의 종류는?
각장 게이지, 언더컷 게이지, 틈새 게이지, 표면 온도계 등
24. 철골 설치 검사기기의 종류는?
트 렌시트, 레벨, 토오크 렌치, 다림추 등
25. 양중 계획 시 고려할 사항은?
주변 교통 사항, 적정 양중기 선택, 수평 운반 계획, 자재 야적장 확보, 안전관리를 병행한 양중 계획
26. 철골 설치 장비의 종류는?
① HYD CRANE ② CRAWLER CRANE ③ TOWER CRANE ④ 지게차
27. 철골 제작 시 안전 장구류의 종류는?
안전화, 안전모, 용접면, 용접 장갑, 마스크, 보호의, 보안경, 귀마개 등
28. 철골 설치 시 안전 장구류의 종류는?
안전 벨트, 안전화, 안전모, 등강기(수직), 달비게, 모노가글 등
29. 안전 개인 준수 사항은?
① 누구나 일반 안전 규칙을 숙지하고, 이를 준수하여야 한다.
② 타 지역에 출입 하고자 할 때에는 그 지역의 안전 규칙을 지켜야 한다.
③ 정당하게 지시 받지 않은 작업을 하여서는 안 된다.
④ 전 근로자는 안전관리 조직의 일원으로서, 모든 불안전한 상태를 발견하였을 때
에는 즉시 이를 상사에게 보고하여야 한다.
⑤ 작업을 수행하기 전에 안전 장구류 착용 및 구급장비의 비치 장소와 그 사용법을
알고 있어야 한다.
③ 정당하게 지시 받지 않은 작업을 하여서는 안 된다.
④ 전 근로자는 안전관리 조직의 일원으로서, 모든 불안전한 상태를 발견하였을 때
에는 즉시 이를 상사에게 보고하여야 한다.
⑤ 작업을 수행하기 전에 안전 장구류 착용 및 구급장비의 비치 장소와 그 사용법을
알고 있어야 한다.
30. 안전 관리의 목적은?
① 근로자의 생명 보호 ② 기업 및 재산 보호 ③ 작업 환경 개선
31. 철골 공장 가공 이란?
완성 품에 가깝게 제작하여야 하며, 운반 및 기타 제반 사항을 고려하여 현장에서는 설치 작업만 할 수 있게 하여야 한다.
32. 철골 접합의 종류는?
① 일반 BOLT 접합 ② 리벳 접합 ③ 고장력 BOLT 접합 ④ 용접 접합
33. 용접 접합의 장점은?
① 철골의 중량이 감소
② 응력의 전달이 명확
③ 무진동, 무소음
④ 수밀성, 기밀성 유리
⑤ 이음처리와 작업성이 용이
34. 용접 접합의 단점은?
① 숙력공이 필요
② 인성에 약함
③ 용접부 검사 방법이 곤란
35. 용접부의 결함의 종류는?
기공, 균열, 슬래그 혼입, 오우브 랩, 언드컷, 용입 부족
36. 용접 결함의 원인은?
① 용접속도가 일정치 못할 때
② 전류의 높낮이가 고르지 못할 때
③ 용접부의 개선 정밀도 불량
④ 용접봉의 잘못된 선택
⑤ 숙련도 미숙
⑥ 용접 순서가 잘못 되었을 떠
37. 용접 결함의 방지 대책은?
① 용접 속도
② 적정 전류
③ 개선 정밀도 확보
④ 용접봉의 선택
⑤ 예열, 후열
38. 구조용 강재의 종류는?
① SS400 (일반구조용 압연강재)
② SWS400 A,B,C (용접구조용 압연강재)
③ SWS490 A,B,C (용접구조용 압연강재)
④ SWS490YA (용접구조용 압연강재)
⑤ TMCP (용접구조용 압연강재)
39. 강관구조의 장점은?
① 모든 방향에 같은 단면 2차 반경이므로 좌굴에 대하여 유리하다.
② 비틀리지 않는 성질이 있어 휨을 받을 때의 비틀림과 압축을 받을 때의 비틀림이
없어 유리하다.
③ 국부 좌굴에 대하여 유리하므로 부재 두께를 얇게 할 수 있다.
④ 내구성이 크고, 방청처리 용이하며 외관이 아름답다.
40. 강관구조의 단점은?
① 설계와 용접에 고도의 기술이 필요하다.
② 강관 자체가 형강에 비하여 값이 비싸다.
41. 엔드 탭(END TAP) 이란?
용접의 시점과 종점에 임시로 붙이는 보조판을 말하는 것으로, 피 용접재를 구속하고 용접할 때 아아크의 시험에 생기기 쉬운 결함을 없애기 위해 용접을 끝낸 다음 떼어낼 목적으로 붙이는 버팀판을 말한다.
42. 스캘럽(SCALLOP)의 목적은?
① 용접 끝단부의 돌림 용접을 원활하게 하기 위함
② 용접의 응력을 일부 해소
③ 뒷댐재 사용의 경우
43. BOLT HOLE 가공 시 여유치는?
BOLT 체결 및 조립을 원활하게 하기 위해 여유치를 규정하고 있다.
M16mm BOLT는 17mm
M20mm BOLT는 21.5mm
M22mm BOLT는 23.5mm
M24mm BOLT는 26mm로 HOLE 가공을 한다.
44. 건축물에 쓰이는 GROUT(무수축몰탈)는 압축 강도가 얼마 이상이 되어야 하나?
건축물의 하중에 따라 구조계산에 의한 압축 강도를 정하여 시공하고 있지만, 그렇지 아니한 경우는 일반적으로 28일 경과 후 400㎏/cm2 이상의 제품으로 시공하여야 한다.
또한, GROUT 시공 시 각 사 제품의 시공 사양에 따라야 하고, 양생시도 충격 및 기둥의 흔들림, 온도, 보양 등으로 인한 CRACK에 주의하여야 한다.
45. 건물의 기울기의 허용차는?
① 관리 허용차 : 기울기(e) ≤ H(높이)/4000+7 또한 e ≤ 30mm
② 한계 허용차 : 기울기(e) ≤ H(높이)/2500+10 또한 e ≤ 50mm
46. 기둥의 기울기의 허용차는?
① 관리 허용차 : 기울기(e) ≤ H(높이)/1000 또한 e ≤ 10mm
② 한계 허용차 : 기울기(e) ≤ H(높이)/700 또한 e ≤ 15mm
47. 층높이에 대한 허용차는?
① 관리 허용차 : 층높이 (△L) : ±3mm
② 한계 허용차 : 층높이 (△L) : ±5mm
48. 기둥길이에 대한 허용차는?
① 관리 허용차 : 기둥의 길이 (△L) 〈 10mm : ±3mm
기둥의 길이 (△L) ≥10mm : ±4mm
② 한계 허용차 : 기둥의 길이 (△L) 〈 10mm : ±5mm
기둥의 길이 (△L) ≥10mm : ±6mm
49. 보의 길이의 허용차는?
① 관리 허용차 : 보의 길이 (△L) : ±3mm
② 한계 허용차 : 보의 길이 (△L) : ±5mm
50. 보의 수평도 허용차는?
① 관리 허용차 : 보의 수평도(e) ≤ L/1000+3mm 또한 e ≤ 10mm
② 한계 허용차 : 보의 수평도(e) ≤ L/700+5mm 또한 e ≤ 15mm
51. ANCHOR BOLT 매설 시 중심선과 어긋남 허용차는?
① 관리 허용차 : 어긋남(e) : ±3mm
② 한계 허용차 : 어긋남(e) : ±5mm
52. 공작도 작성(SHOP DWG.)의 필요성은?
① 철골 설계 능력의 부족으로 인한 보완의 대책
② 정밀시공 확보
③ 설계상 누락 부분을 집약하여 상호 조정
④ 작업자에게 정확한 작업내용 전달
② 시공 관리 체계의 확립
③ 도면의 이해 부족으로 인한 오, 제작 방지
◆ 용접기호와 개요
용접[鎔(熔)接, welding]의 개요
서로 분리된 금속재료를 열·압력 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 기술의 총칭. 부재(部材) 자체의 접합부를 국부가열하여 녹여서 접합하는 융접(融接:fusion welding)과 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화시켜 붙이는 납땜(brazing:soldering)으로 대별된다.
납땜은 800℉(427℃)를 경계로 하여 녹는점이 이 이하인 납을 사용하는 것을 솔더링(soldering)이라
하고, 그 이상에서 하는 것을 브레이징(brazing)이라 하여 구분하고 있다.
이 밖에 접합하려는 부재를 맞대고 강압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압접(壓接:pressure welding)
도 있다. 일반적으로 좁은 뜻의 용접은 융접을 가리키는데, 이에는 아크용접·가스용접·저항용접·특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크용접과 가스용접이 가장 널리 이용된다.
【아크용접】
방전을 통해 전극(電極) 사이에 아크를 만들고 그 발열에 의해서 용착부(鎔着部)를 녹이는 용접법으로 피복금속(被覆金屬)아크용접·서브머지드아크용접·비활성기체용접 등이 있다. 피복금속아크 용접은 용접하고자 하는 것, 즉 모재(母材)와 피복용접봉 사이에 전압을 걸어서 발생하는 아크의 열로 용접하는 가장 일반적인 용접법이다. 용접봉은 녹아서 모재의 녹은 것과 섞여 모재와 모재의 접합부의 틈을 메워 굳어서 용착금속이 된다. 서브머지드아크용접은 긴 줄로 되어 있는 피복하지 않은 용접봉을 일정한 속도로 공급하고, 그 끝과 모재 사이에 생기는 아크의 열로 용접부를 녹여서 자동적으로 용접하는 방법이다. 이 경우 유리질인 특수한 입상(粒狀) 플럭스에 의해서 아크가 직접 보이지 않는 것이 특색이며, 이 때문에 밖에서는 아크를 볼 수 없다. 비활성기체용접에는 MIG와 TIG가 있는데, TIG는 전극이 거의 소모되지 않는다. 아르곤아크·헬리아크 등은 TIG의 상품명이고, 시그마라고 하는 것은 MIG의 일종의 상품명이다.
【가스용접】
가스의 연소열로 용접부의 금속을 녹이는 용접법으로, 산소-아세틸렌 용접이 가장 일반적이다.
중성불꽃이 보통 사용되지만, 산소와 아세틸렌의 혼합비를 조절할 수도 있다. 발생하는 온도는 3,000℃ 정도로 아크용접의 6,000℃보다 낮다. 그 밖에 아르곤·질소·헬륨·수소 등이 쓰인다.
【저항용접】
접합부에 큰 전류를 단시간 보내어 접촉부의 저항발열에 의해서 이 부분을 국부적으로 녹여서 용접하는 방법이다. 보통 접합부를 가압한다. 간격을 두고 접점이 접합하는 점용접(spot welding)과 이것들을 잇는 심용접(seam welding) 외에 프로젝션용접·초음파용접·마찰용접 등이 있다.
【특수용접】
전자빔용접·레이저용접·로봇용접 등이 이에 해당하는데, 용접기술이 급속도로 발전하면서 새롭게 등장한 용접법이다. 고에너지 밀도용접법이라고도 한다.
【수중용접 [水中鎔接] 】
물 속이라는 특정한 환경에서 이루어지는 모든 종류의 용접을 말한다. 대기 중에서 이루어지는 용접과는 달리 시공 조건이 까다롭고, 물을 배제해야 하기 때문에 특수한 용접방법이 필요하다.
따라서 시공 공간이나 용접 대상물, 수심·물결·수온·투명도 등에 맞는 설계와 필요한 강도를 확보할 수 있는 용접방법을 선택해야 한다.
용접설계 기본기호- 두 부재 사이의 용접부 모양을 표시
(한국산업규격 KS B 0052-1992 참조사항)
출처 : OURSELVES
글쓴이 : 우리동네 원글보기
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