고장력 볼트의 접합방법

문서 내 토픽

1. 고장력 볼트의 정의 및 특성

고장력 볼트는 고탄소강·합금강을 열처리하여 일반 볼트보다 높은 인장강도를 지닌 볼트로, 항복강도 700MPa 이상, 인장강도 900MPa 이상의 성능을 가집니다. 강력한 조임력으로 너트의 풀림이 생기지 않으며, 응력 방향이 바뀌어도 혼란이 없고, 응력집중이 적어 반복 응력에 강합니다. 고력볼트 1개, 너트 1개, 평와셔 2개로 구성되어 있으며, 큰 힘을 전달할 수 있고 높은 접합 강성을 유지하는 우수한 접합 방법입니다.
2. 마찰접합

고장력 볼트의 강력한 조임력에 의해 부재 간의 마찰력을 이용하는 접합 방법입니다. 응력전달 방향은 볼트 축의 직각 방향이므로 전단형 접합에 속하며, 응력의 흐름이 원활하고 접합부의 강성이 높습니다. 부재의 접합 면에서 응력이 전달되기 때문에 국부적인 응력집중 현상이 생길 염려가 없습니다. 응력이 부재 간의 마찰력을 초과하면 미끄럼 현상이 발생하며, 이때의 마찰계수를 미끄럼계수라 하고 0.5 이상 확보되어야 합니다.
3. 인장접합

고장력 볼트를 조일 때의 부재 간 압축력을 이용하여 응력을 전달시키는 방법으로, 마찰이 관여하지 않기 때문에 마찰접합과 본질적으로 다릅니다. 충분한 축력에 의해 조임된 접합부에 인장 외력이 작용할 때 부재 간 압축력과 인장력이 평형상태를 이루어 부가되는 축력은 미소합니다. 접합부의 변형이 극히 적고 강성이 크며 조립시공 시 편리합니다. 플랜지에는 굽힘 변형으로 인하여 지레형 반력이 발생합니다.
4. 지압접합

고장력 볼트 축의 전단력 및 부재의 지압력을 동시에 발생시켜 응력을 부담하는 접합 방법입니다. 마찰접합과 비교하여 고장력 볼트 자체의 고강도성을 유효하게 이용하는 방법이며, 종국내력은 부재 또는 연결판의 허용 지압력과 볼트의 허용 전단력 중 작은 값에 의해 결정됩니다. 집합 접합에서 고장력 볼트 조임 방법은 밀착 조임으로 할 수 있습니다.

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1. 고장력 볼트의 정의 및 특성

고장력 볼트는 일반 볼트보다 높은 인장강도를 가진 중요한 구조용 부재입니다. 이러한 볼트는 고강도 강재로 제조되어 높은 응력을 견딜 수 있으며, 특히 대형 구조물이나 교량, 건설 기계 등에서 필수적입니다. 고장력 볼트의 주요 특성으로는 높은 인장강도, 우수한 피로 특성, 그리고 안정적인 성능이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 구조물의 안전성과 내구성이 크게 향상됩니다. 다만 고장력 볼트는 일반 볼트보다 비용이 높고, 시공 시 정확한 조임력 관리가 필요하다는 점이 고려되어야 합니다. 현대 건설과 기계 산업에서 고장력 볼트의 올바른 이해와 적용은 구조물의 신뢰성을 보장하는 데 매우 중요합니다.
2. 마찰접합

마찰접합은 고장력 볼트의 조임력으로 인한 마찰력을 이용하여 부재를 연결하는 방식입니다. 이 방법은 접합면의 마찰계수에 크게 의존하며, 적절한 조임력 관리가 필수적입니다. 마찰접합의 장점은 용접에 비해 시공이 간단하고, 열변형이 없으며, 검사가 용이하다는 점입니다. 또한 부재의 손상이 적고 재시공이 가능합니다. 그러나 마찰접합은 접합면의 청결도와 마찰계수에 따라 성능이 크게 영향을 받으므로, 시공 전 충분한 표면 처리가 필요합니다. 특히 반복 하중이나 진동이 있는 환경에서는 마찰력의 감소를 고려해야 합니다. 마찰접합은 현장 시공성이 우수하여 대형 구조물에서 널리 활용되고 있습니다.
3. 인장접합

인장접합은 고장력 볼트가 인장력을 직접 받아 부재를 연결하는 방식입니다. 이 방식에서 볼트는 구멍을 통해 삽입되며, 볼트의 인장강도가 접합의 강도를 결정합니다. 인장접합의 주요 특징은 접합면의 마찰 상태에 영향을 받지 않는다는 점으로, 표면 처리 요구사항이 마찰접합보다 낮습니다. 이로 인해 시공이 더 간단하고 품질 관리가 용이합니다. 다만 인장접합은 반복 하중에 대한 피로 강도가 마찰접합보다 낮을 수 있으며, 볼트의 이완 현상이 발생할 수 있습니다. 인장접합은 정적 하중이 주로 작용하는 구조물에 적합하며, 현장 시공성과 경제성을 고려할 때 많은 프로젝트에서 선호되는 방식입니다.
4. 지압접합

지압접합은 고장력 볼트가 구멍의 벽면에 지압력을 전달하여 부재를 연결하는 방식입니다. 이 방식에서 볼트는 구멍과의 접촉을 통해 하중을 전달하므로, 볼트의 직경과 구멍의 크기 관계가 중요합니다. 지압접합의 장점은 높은 접합 강도를 얻을 수 있다는 점이며, 특히 큰 하중을 받는 구조물에 효과적입니다. 또한 시공이 비교적 간단하고 비용 효율적입니다. 그러나 지압접합은 구멍 주변의 재료가 손상될 수 있으며, 반복 하중에 의한 구멍의 확대가 발생할 수 있습니다. 지압접합은 정적 하중이 주로 작용하는 구조물에 적합하며, 동적 하중이 있는 경우에는 마찰접합이 더 적절할 수 있습니다. 지압접합의 올바른 설계와 시공은 구조물의 안전성을 보장하는 데 중요합니다.

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