고장력볼트 접합(마찰접합·볼트장력·단면결손)
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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
14문항
19개년 기출 중 이 개념이 인용된 문항
13 / 19
출제된 회차
강구조 접합
가장 자주 함께 나온 논점 (2문항)
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2 쉬운 설명
고장력볼트 접합 = 볼트를 아주 세게 조여 판 사이에 생기는 「마찰」로 힘을 전달하는 접합
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고장력볼트는 볼트가 직접 잡아당겨 버티는 방식이 아닙니다. 두 강판을 세게 눌러 붙여 미끄러지지 않게 붙잡는 힘, 곧 마찰력으로 응력을 전달합니다.
볼트를 얼마나 세게 조이나
볼트는 시간이 지나면 조금씩 풀리고 조임 편차도 생깁니다. 그래서 설계에서 필요한 힘보다 10 % 더 세게 조여 둡니다.
| 이름 | 뜻 | 관계 |
|---|---|---|
| 설계볼트장력 | 설계에서 볼트에 도입된다고 보는 장력 (볼트 인장강도의 0.7배에 유효단면적을 곱한 값) | 기준값 |
| 표준볼트장력 | 현장에서 실제로 도입하는 목표 장력 | 설계볼트장력 + 10 % (설계 × 1.1) |
조이는 순서와 조건
1차조임→같은 날 안에→본조임→조임 후 검사
1차조임과 본조임은 같은 날 끝냅니다. 비가 오거나 이슬이 맺혀 젖은 상태에서는 본조임을 하지 않습니다. 마찰면은 녹·흑피·도료를 숏블라스트로 벗겨 미끄럼계수 0.5 이상을 확보하므로 녹막이칠을 하지 않습니다. 토크-전단형 볼트는 끝의 핀테일이 끊어지면 조임이 끝난 것이고, 와셔는 너트 측에만 1개 씁니다.
볼트 접합과 용접 접합 비교
| 고장력볼트 | 용접 | |
|---|---|---|
| 단면결손 | 구멍을 뚫어야 해서 부재가 그만큼 깎인다 | 구멍이 없어 결손이 없다 |
| 검사 | 조임 상태를 눈으로 볼 수 있다 | 속의 결함은 겉에서 안 보여 비파괴시험이 필요하다 |
| 그 밖의 특징 | 리벳은 쓰이지 않고 볼트·용접이 중심 | 소음이 적지만 용접공 기량에 좌우되고 열변형이 생긴다 |
볼트와 용접을 같이 쓰면 누가 힘을 받나
볼트는 구멍과 볼트 사이에 틈이 있어 조금 미끄러진 뒤에야 힘을 받고, 용접은 처음부터 딱 붙어 있어 먼저 힘을 받습니다. 그래서 용접을 먼저 하면 볼트는 사실상 놀고 용접이 전부 부담합니다. 다만 고장력볼트를 먼저 조인 뒤 용접하면 둘이 나눠 부담할 수 있습니다.
고장력볼트를 먼저→그다음 용접→볼트와 용접이 나눠 부담
용접을 먼저→볼트는 나서지 못함→용접이 전체 하중 부담
이것만은 헷갈리지 말자
- 표준볼트장력이 설계볼트장력보다 큽니다. 두 이름의 할증 관계를 바꿔 쓰면 틀립니다.
- 1차조임 뒤 하루쯤 안정화한 다음 본조임한다는 말은 틀립니다. 같은 날 끝냅니다.
- 일반볼트는 진동·충격에 풀리기 쉬워 구조내력상 주요 부분에 쓰지 않습니다.
- 단면결손은 볼트 접합의 단점입니다. 용접에서 단면결손이 있다고 하면 틀립니다.
3 이 개념이 나온 기출문제
- 제29회 49번
- 제27회 54번
- 제25회 46번
- 제24회 57번
- 제23회 49번
- 제22회 54번
- 제21회 89번
- 제20회 88번
- 제19회 87번
- 제17회 88번
- 제16회 87번
- 제12회 87번
- 제12회 88번
- 제11회 90번
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
암기팁 표준볼트장력 = 설계볼트장력 × 1.1. 용접 + 볼트 병용 = 「용접이 다 받는다」.
암기팁 「볼트 먼저면 나눠 지고, 용접 먼저면 용접이 다 진다.」
암기팁 용접의 장점은 「단면 결손 없음·소음 적음」, 단점은 「기술 의존·열변형」으로 짝지어 외운다.
- 고장력볼트 = 조여서 생긴 「마찰」로 힘을 전달한다(리벳·일반볼트는 볼트축의 「전단」). 볼트의 인장력만으로 전달한다는 설명은 틀렸다.
- 표준볼트장력 = 설계볼트장력 + 10 %(설계 × 1.1). 설계볼트장력에 10 %를 더한 값이 표준이지 반대가 아니다. M24 고장력볼트의 표준구멍 직경은 27 mm다.
- 병용: 볼트접합은 용접과 조합해도 하중을 나눠 못 받고 용접이 전부 부담한다(전단접합은 예외). 마찰접합 고장력볼트를 먼저 시공한 뒤 용접한 경우에만 둘이 분담한다. 일반볼트는 진동·충격에 풀리기 쉬워 가설·경미한 부분에 쓰고 주요 구조부에는 쓰지 않는다. 볼트접합에서 게이지라인 위의 볼트 중심 간 간격을 피치라 한다.
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- 용접 유효치수(같은 문항에 함께 나옴): 필릿용접의 유효길이 = 총길이 − 2 × 용접치수(3배가 아니다), 용접의 유효면적 = 유효길이 × 유효목두께이며 그루브용접과 필릿용접 모두 같다(2배를 곱하지 않는다). 완전용입 그루브용접의 유효목두께 = 접합판 중 얇은 쪽 판두께. 플러그·슬롯용접은 겹침이음의 전단력 전달과 판의 벌어짐·좌굴 방지에 쓰며 휨응력 전달용이 아니다.
- 조임 관리: 1차조임에서 본조임까지 같은 날, 젖은 상태에서는 본조임 금지, 토크렌치·축력계 정밀도는 ±3% 이내, 조임과 검사는 토크관리법·너트회전법, 토크-전단형은 핀테일 파단으로 확인한다. 마찰면에는 녹막이칠을 하지 않는다.
- 철골보와 콘크리트 슬래브는 쉬어커넥터(전단연결재)로 일체화하고, H형강 보에서 플랜지는 휨모멘트, 웨브는 전단력을 부담한다. 용접은 단면결손이 없고 소음이 적지만 열변형·기량 의존·내부 결함 검사(비파괴시험)가 약점이다.
5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다
제29회 공동주택시설개론 49번용접 및 고장력볼트 접합에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?옳은 것 모두 고르기해설 보기 →제27회 공동주택시설개론 54번철골구조의 접합에 관한 설명으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →제25회 공동주택시설개론 46번철골구조에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?옳은 것 모두 고르기해설 보기 →6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 3개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기
고장력볼트 마찰접합
고장력볼트는 강한 조임력으로 판 사이 마찰을 만들어 힘을 전달하는 볼트다. 볼트를 강하게 조여 생긴 축력으로 접합면을 눌러, 그 마찰력으로 응력을 전달한다. 도입장력이 접합면을 압착하고 그 압착력에 마찰계수를 곱한 마찰력이 응력을 전달한다. 설계볼트장력은 볼트 인장강도의 0.7배에 유효단면적을 곱한 값이며, 구조물 고장력볼트의 현장시공 시 도입장력은 설계볼트장력에 10 %를 증가시켜 표준볼트장력이 도입되도록 한다(KCS 41 31 25 3.1.3). 마찰면과 덧판은 녹·흑피·도료 등을 숏블라스트로 제거해 미끄럼계수 0.5 이상을 확보한다. 토크-전단형 볼트는 너트 측에만 1개의 와셔를 사용하며, 1차조임에서 본조임까지 작업은 같은 날 이루어지는 것을 원칙으로 하고, 본조임은 강우 및 결로 등 습한 상태에서 해서는 안 된다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 14문항 중 14문항의 근거볼트와 용접의 병용
볼트접합은 용접과 조합해서 하중을 부담시킬 수 없으며, 이러한 경우 용접이 전체하중을 부담하는 것으로 한다. 다만 전단접합에서는 병용이 허용된다(KDS 14 31 25 4.1.1.8). 고장력볼트와 용접은 기본적으로 하중을 나누지 않고 용접이 전부 부담하되, 마찰접합 고장력볼트를 먼저 시공한 뒤 용접한 경우에만 둘에 하중을 분담시킬 수 있다(KDS 14 30 25 4.1.8). 고장력볼트를 함께 쓰는 혼용·병용접합은 원칙적으로 고장력볼트를 먼저 조인 후 용접한다. 일반볼트는 주요 구조부 접합에 쓰지 않는다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 14문항 중 14문항의 근거단면결손과 용접접합의 장단점
단면결손은 볼트 구멍 등으로 부재의 유효 단면적이 줄어드는 것으로, 그만큼 저항할 수 있는 힘이 준다. 용접접합에는 이 손실이 없고 소음이 적은 대신, 용접공 기량 의존도가 높고 열변형이 생기며 내부 결함 검사에 비파괴시험이 필요하다. 강구조 접합은 고장력볼트 접합과 용접접합이 중심이며 리벳접합은 쓰이지 않는다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 14문항 중 14문항의 근거