초고층 철골구조 시공시 주의 사항 및 대처방안

목차

1. 초고층 철골구조
2. 철골구조의 장점
3. 취성파괴
4. 피로(Fatigue)
5. 좌굴
6. 부식
7. 내화
8. 용접균열
9. 볼트 체결의 문제
10. 초고층 빌딩 기둥의 부등축소

본문내용

1. 초고층 철골구조
철골구조는 콘크리트에 비해 비중과 강도가 높고 콘크리트 구조와 비교하여 공기단축의 효과를 거둘 수 있는 장점이 있다. 또한 뛰어난 소성 변형 능력을 지녀 내진성능을 향상시킬 수 있어 대경간 구조물이나 고층 혹은 초고층 건축물에 적용할 수 있다.

2. 철골구조의 장점
1) 단위 중량에 비하여 고강도이고 구조체를 경량화하여 시공할 수 있기 때문에 고층 구조 및 장스팬 구조에 적합하다.
1) 강재는 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있는 연성을 갖고 있어 인성이 크고 변형에 유리하여 소성변형능력이 우수하다.
2) 부재를 공장에서 제작하여 현장에서 조립하는 건식공법이므로 공사기간을 단축할 수 있다.

3. 취성파괴
3.1. 원인
일반적으로 강재는 인성이 크나 초고층 건축물에 사용되면서 취성파괴가 일어날 수 있는데 취성파괴의 가능성을 높이는 요인은 다음과 같다.
(1) 고강도 강재의 사용
(2) 강재두께의 증가
(3) 사용온도의 저하
(4) 안전계수의 감소
(5) 응력집중의 가능성을 증가시키는 부재들의 복잡한 배열
(6) 용접사용의 증가
3.2. 대처방안
(1) 제조가 완료된 강재는 결함이 제한되어야 하므로 제조과정 및 검사에서 세심한 주의가 필요하다.
(2) 강재는 사용되기 전에 시험을 거쳐야하며 모든 강재는 파괴인성이 충분하여야 한다.
(3) 고강도 강재로 설계하면 취성파괴의 가능성이 커지므로 고강도 강재는 노치인성이 커야한다.
(4) 피로응력은 결함의 크기를 증가시키기 때문에 하중의 반복이 많은 경우에는 낮은 응력에 대해서도 적절한 규정을 적용해야 한다.
(5) 강재의 두께가 두꺼우면 응력이 3차원으로 생겨 재료의 노치인성이 감소하게 되므로 주의하여야 한다.
4. 피로
4.1. 원인
정적하중보다 상당히 작은 외력의 계속적인 반복하중에 의해 균열이 발생하여 진행되는 현상을 피로파손이라고 한다. 최종적인 피로파괴는 에너지의 불안정으로 인한 취성파괴 또는 소성의 불안정으로 인한 연성파괴에 의해 균열이 급격하게 성장하는 한다.
피로강도는 하중의 반복회수, 응력의 범주 등에 의해 결정되며 반복하중의 응력진폭이 일정한 경우와 변호하는 경우에 따라서 피로강도는 변한다. 하지만 응력범위가 일정한 수준 이하인 경우에는 피로파괴가 발생하지 않으며 이를 피로한도라고 한다.

참고자료

· 없음