건축구조 레포트 - 강구조의 접합부 종류와 각 접합부의 상세 내용을 요약하여 설명하시오.

I. 서론

철골 모형을 처음 조립했을 때 가장 눈에 들어온 것은 굵은 기둥이나 긴 보가 아니라 작은 볼트였다. 손바닥보다 작은 접합판과 볼트 몇 개가 큰 부재 사이의 힘을 넘겨받는다는 사실이 의외였다. 강구조에서는 부재 하나의 단면이 충분히 커도 접합부가 약하면 구조물 전체가 기대한 대로 거동하지 못한다. 접합부는 힘이 끊기지 않고 다음 부재로 전달되는 자리이며, 제작과 현장 조립의 오차도 집중되는 자리다. 그래서 강구조 접합을 공부할 때는 볼트접합과 용접접합의 이름을 외우는 데서 멈추기보다 힘이 어떤 경로로 흐르고 어느 부분에서 한계상태가 생기는지 읽어야 한다.

II. 본론

1) 볼트가 힘을 받는 방식과 접합면의 선택

강구조의 볼트접합은 공장에서 미리 뚫은 구멍에 볼트를 넣고 조여 부재와 접합판을 결합하는 방식이다. 현재 건축 강구조에서 주요 구조 접합에는 고장력볼트가 널리 쓰인다. 고장력볼트 접합을 이해하는 기준은 접합면에서 힘을 어떻게 전달하느냐에 있다. 지압형 접합에서는 외력이 커지면 볼트 몸통과 구멍 가장자리가 맞닿아 전단력과 지압력으로 힘이 전달된다. 이때 볼트의 전단파괴만 확인하면 끝나지 않는다. 접합판이나 모재의 구멍 주변이 눌려 찢어지는 지압파괴, 끝단이 뜯기는 파괴, 순단면이 끊기는 인장파괴, 여러 파괴면이 한꺼번에 생기는 블록전단도 함께 검토한다. 볼트 수가 많아지면 강도가 무조건 같은 비율로 커진다고 생각하기 쉬운데, 볼트 배치와 판 두께, 구멍 간격, 가장자리 거리가 힘의 분산을 바꾼다.

미끄럼계수와 도입축력이 중요한 접합은 마찰형으로 이해할 수 있다. 고장력볼트를 규정된 수준으로 조이면 접합판들이 강하게 눌리고, 외력은 접촉면의 마찰로 전달된다. 설계기준에서는 미끄럼이 허용되기 어려운 조건에 슬립 임계 접합을 적용한다. 반복하중을 받거나 볼트 구멍이 큰 경우처럼 접합면의 이동이 구조 성능에 민감한 자리에서 의미가 크다. 여기서는 볼트 재료의 강도만큼 접합면 상태가 중요하다. 도장 종류나 표면처리 상태가 마찰계수에 영향을 주기 때문에 현장에서는 "볼트를 세게 조였다"는 말만으로 품질을 설명할 수 없다. 설계에서 가정한 표면 조건이 실제로 유지되었는지까지 확인해야 한다.

볼트는 전단만 받는다고 생각하기 쉽지만 인장력도 받을 수 있다. 보의 단부판 접합이나 기둥 이음처럼 접합부가 휨을 전달하면 일부 볼트에는 인장력이 생긴다. 전단과 인장이 동시에 작용하면 두 작용의 조합을 검토한다. 접합판이 얇으면 판이 휘면서 볼트 인장을 더 키우는 지레작용도 생길 수 있다. 구조계산에서는 볼트 하나의 허용값을 찾는 일보다 힘이 어떤 볼트열에 얼마나 배분되는지를 보는 일이 더 까다롭다. 편심하중이 있으면 볼트군 중심과 하중 작용선이 어긋나 추가 회전효과가 생기기 때문이다.