제5장 철골구조
철골 구조는 매우 중요하다. 이 구조는 가구식이면서 조립식(組立式)이라 접합에서 내화(耐火)성 문제가 단점이라 할 수 있다.
⑴ 철골 구조의 용어
①플랜지(flange)：휨에 의한 인장력 및 압축력을 담당하는 H형강의 양쪽 날개부분을 말한다.
②웨브(web)：전단력 과 압축력을 담당하는 부재를 말한다.
③덧판(덧붙임) : 보통 2겹, 최대4겹.
㉠리밍(reaming)：철골 구조의 보(梁)에 사용하는 리밍은 고력볼트 조립시에 강재가 3장 이상 정도를 겹칠 때 구멍편심 등으로 구멍을 가공하여 불일치시에 일치시키는 것을 말한다.
㉡스티프너(stiffner)：보(梁)에 사용하는 스티프너는 철골의 좌굴 방지 및 개구부 등 각 부재의 집중하중에 대한 보강용으로 웨브(web)부재에 설치하는 보강재(補强材)이다.
㉢고력볼트(grip bolt, hack bolt, lock bolt)：볼트(bolt)를 죄임 건(gun)으로 물어 당겨 강판을 압착시키는 유압식 공법으로서 조임 후 검사가 용이하고, 시공이 확실하며, 소음․진동이 적다.
⑵ 철골 구조의 용접
① 용접의 장․단점
㉠장점：강재량 절약, 철골 구조의 경량화, 간단한 구조, 일체성(응력 전달이 명확) 증대, 무소음․무진동
㉡단점：숙련공 필요, 용접부분의 시공검사가 곤란(결함 발견이 어렵다), 인성(靭性)이 약함.
② 용접의 일반사항
㉠용접봉：Flux(용접봉 피복제)＋심선(心線), Flux는 금속산화물 등으로 심선을 도포한 것으로 아크(arc) 주변을 산소, 질소 등 공기차단을 방지한다. 심선은 융착금속으로 홈(groove)을 메우고, 또는 모(母)제 일부와 융합하여 접합부를 일체화시킨다.
㉡용접이음 종류 ⓐ 맞댄용접이음 ⓑ 모살용접이음
㉢ 용접 용어
ⓐ위핑(weeping)：운봉을 움직여 용착금속을 녹여 붙이는 것
ⓑ그루브(groove)：두 부재 간 사이에 용착금속을 채워 용접하는 것
ⓒ목두께 ：용접부의 최소유효폭
ⓓ루트(root)：트임새, 최소한의 접속간격
ⓔ스패터(spatter)：철골 용접 중 튀어나오는 슬래그 및 금속입자(이로 인해 용착금속의 중량 감소)
㉣ 용접 결함 관련용어
ⓐ슬랙혼입(slag inclusion)：용접금속의 내부 또는 모재와의 융합부에 슬랙이 남아 있는 것. 이는 운봉이 느려서 발생한다.
ⓑ언더컷(under cut)：용접선의 가장자리가 패인 홈처럼 골이 생긴 상태. 이는 용접봉을 쥐는 각도, 운봉(運棒)속도가 느리거나 혹은 과대전류 때문에 발생한다.
ⓒ오버랩(overlap)：전류가 적거나, 용접속도가 너무 느려서 모재와 용접금속이 융합하지 않고, 겹쳐지는 것이다.
ⓓ블로 홀(blow hole)：금속이 녹을 때 생기는 기포나 작은 틈. 이는 습기 및 적정전류가 아니어서 발생한다.
ⓔ크랙(crack)：용접 후 냉각시에 발생하는 갈라짐(터짐). 이는 급냉때문이며 극한기에서는 저수소용접봉을 이용한다.
ⓕ핏트(pit)：용접부에 생기는 미세한 홈. 이는 수분이나 혹은 녹 때문이다.
ⓖ위핑 홀(weeping hole)：용접부에 생기는 미세한 구멍. 이는 운봉법 미숙으로 발생한다.
⑶ 철골 구조 내화피복(10cm 이상 피복)
① 습식 공법
㉠타설 공법：철골 구조체에 경량 콘크리트 및 모르타르 등을 타설하는 공법이다.
㉡뿜칠 공법：철골 강재 표면에 접착제를 도포 후 내화재를 도포하는 공법이다.
㉢미장 공법：철골의 부착력 증대를 위해 Metal Lath 및 용접철망을 부착하여 단열 모르타르로 미장하는 공법으로 비교적 신뢰성이 높다.
㉣조적 공법：콘크리트 블록, 벽돌, 석재 등으로 철골 주위에 쌓는 방법
②건식 공법：내화 단열이 우수한 재료로는 PC판, 석면규산 칼슘판, 석면성형판 등이 있다.
③합성 공법
㉠이종재료 적층공법： 바탕에는 석면성형판, 밖에는 질석 Plaster로 마무리하는 것.
㉡이질재료 접합공법：이는 외부는 PC판으로, 내부는 규산칼슘판으로 마감한다.
④복합 공법：하나의 제품으로 흡음성과 내화피복 기능을 갖는다.
내화 도료내화 도료(내화성 에나멜페인트)는 1mm 안팎의 도막이다. 평소에는 일반 도료처럼 아름답게 마무리하고 화재시(250°C)에는 발포에 의해서 수십mm의 단열층을 형성하여 철골을 화재로부터 보호(1,000°C까지)하는 발포형 고기능 내화피복재이다.