5, 철골구조
(1) 철골구조의 특징
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장 점 |
단 점 |
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① 장스팬(span), 고층구조가 가능하다. ② 다른 재료보다 강도가 커서 자중을 줄일 수 있다. ③ 해체가 용이하고 재사용이 가능하다. ④ 재료의 균질성이 있고, 소성능력이 크다. ⑤ 반복하중에 의한 열화가 작다. ⑥ 공사기간이 짧다. ⑦ 시공정밀도가 높다. |
① 내화성 · 내구성이 떨어진다. ② 부재 크기에 비해 고가이다. ③ 접합점에서 일체화가 어렵다. ④ 부재가 세장(細長)하므로 좌굴에 대한 고려 가 필요한 경우가 많다. ⑤ 보와 같은 휨재에서 단면이 작으므로 강성 이 작아지기 쉽다. ⑥ 일반적으로 강재는 녹슬기 쉽다. |
(2) 접합
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분 류 |
특징 및 용어 | ||||||
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리벳접합 |
① 결함부위의 발견이 용이하다. ② 전단접합이다. ③ 열을 사용하며, 시공시 소음이 발생한다. ④ 게이지 라인(gauge line) : 재축 방향의 ㅋ 리벳 중심선 ⑤ 게이지(gauge) : 각 게이지 라인간의 거리 ⑥ 연단거리(edge distance) : 접합부재의 단부에 배치되는 리벳과 그 재의 절단 부까지의 거리 ⑦ 피치(pitch) : 게이지 라인상의 리벳으 중심간격(최소:리벳지름의 2.5배 이상) ⑧ 클리어런스(clearance) : 리벳과 수직 부재면과의 여유거리 ⑨ 그립(grip) : 리벳으로 접하는 부재의 총두께⇒grip은 리벳지름의 5배 이하 ⑩ 리벳구멍지름
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볼트접합 |
① 임시 가조임용이나 가설 건물용으로 사용되는 접합방법 ② 구조내력상 주요부분에는 볼트의 사용을 금하고 있다. ③ 진동충격 또는 반복 응력을 받는 접합부에는 볼트를 사용할 수 없다. | ||||||
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고력볼트 접합 |
① 고력볼트는 너트를 강하게 조임으로 인해 부재와 부재 사이 면에서 발생하는 강한 마찰력에 의해 응력에 저항하는 접합이다. ② 접합부의 강성이 크며, 너트 풀림이 없다. ③ 현장 시공설비가 간단하며, 노동력 절약과 공기 단축 효과가 있다. ④ 볼트를 조일 때는 전량의 볼트를 소요 인장력의 80% 정도를 조인 후 전체를 2회로 나누어 최종 볼트 조임을 한다. ⑤ 마찰면 상태 : 마찰면에 들뜬 녹이 있다면 그라인더 등으로 제거하고 옥외 방치하여 붉은 녹이 발생한 상태에서 작업한다. ⑥ 여러 개의 볼트를 조일 경우 이음 중앙부에서 좌우 방향으로 조여 나가도록 하고 1차 조임표시를 한다. | ||||||
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용접접합 |
① 일체성과 강성 확보가 가능하며, 부재간의 수밀성이 크다. ② 사용 강재를 절약할 수 있으며, 접합부재 두께의 제한이 거의 없다. ③ 용접공의 숙련도에 따라 시공의 양부가 결정된다. ④ 검사법이 어렵다 ⑤ 루트(Root) :용접이음부에서 groove의 아래부분을 말한다. ⑥ groove : 맞댄 용접에서 두부대 사이에 용착금속을 채워 넣는 홈(개선) ⑦ 위핑(whipping, weeping) : 용접방향에 대하여 가로로 왔다갔다 움직여 용착 금속을 녹여 붙이는 방법(용접부 과열로 인한 언더컥을 예방하기 위해) ⑧ 위빙(weaving) :용접방향과 직각으로 용접봉 끝을 움직여 용착나비를 증가시 키는 운동법 ⑨ 스패터(Spatter) : 용접중에 튀어나오는 슬래그나 금속입자를 말한다. ⑩ 가우징(Goughing) : 금속판 면에 홈을 파는 것 ⑪ 비드(bead) : 용착금속이 모재위에 열상을 이루고 이어지는 용접총 ⑫ 용접결함 ㉠ 언더 컷(under cut) : 용접금속이 홈에 완전히 채워지지 않고 홈의 가장자리 에 빈틈이 남아 있는 것 ㉡ 용착부족(imcomplete penetration) : 홈 각도가 협소하거나 전류가 낮고 용접봉의 각도 및 속도가 부적당하여 발생하는 현상이다. ㉢ 크리에이터(creater) : 용접길이의 끝부분에 오목하게 파진 부분으로서 모재 단부에 엔드탑을 설치하여 이를 방지 할 수 있다. ㉣ 오버 랩(over lap) : 용접금속이 모재에 완전히 붙지 않고 겹쳐져 있는 것이다. ㉤ 슬래그 섞임(slag inclusion) : 용접한 부분의 용접금속 내부에 슬래그가 섞여 있는 것이다. ㉥ 블로 홀(blow hole) : 용접부분 내에 기포가 생긴 것이다. ㉦ 피트(pit) : 용접부분 표면에 생기는 작은 구멍으로서 블로 홀이 표면으로 부상하여 생긴 것이다.모재의 수분과 녹 등의 발생원인이 된다. ㉧ 피시아이(fish eye) : 용착금속 단면에 생기는 지름 2~3㎜ 정도의 은색 원점 이며, 수소의 영향으로 생긴 것으로서 100˚C로 가열하여 24시간 방치하면 수소가 방출되어 원래상태로된다. |
3) 철골구조 토막
① 플랜지 : 휨모멘트를 부담한다.
② 웨브 : 전단력을 부담한다.
③ 웨브판의 좌굴을 막기 위해 스티프너를 사용한다.
④ 녹막칠 제외부분
㉠ 콘크리트에 매입부분
㉡ 현장에서 용접하는 부분
㉢ 고력볼트의 마찰 접합면
㉣ 조립에 의해 맞닿는 부위
㉤ 폐쇄형 단면부재의 밀폐되는 내면
⑤ 각종접합의 응력부담
㉠ 리벳과 고력볼트를 병용시는 각기 허용 응력 분담한다.
㉡ 리벳과 볼트의 병용시는 리벳만이 허용 응력 분담한다.
㉢ 리벳과 용접의 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
㉣ 용접과 고력볼트를 병용시는 용접만이 허용 응력 분담한다.
㉤ 고력볼트, 리벳, 볼트, 용접을 같이 사용할 때는 용접만이 응력 부담한다.
㉥ 단, 고력볼트는 먼저 체결 후 용접시는 각기 허용 응력을 부담한다.