철골 구조

철골구조

특성

장점

수평력에 대해 강하고, 내진 적이며 인성이 크다.

자중이 가볍고.

조립과 해체가 용이하다.

큰 스팬 건물과 고층 건물이 가능하다.

단점

화재에 불리하다

부재가 세정하므로 좌굴이 생기기 쉽다.

부재가 고가이다.

조립구조이므로 접합에 주의를 요구한다.



리벳접합

리벳 용어

게이 지라인 : 리벳의 중심선을 연결하는 선

게이지 : 게이지 라인과 게이지 라인과의 거리

피치 : 리벳과 리벳의 중심 간 거리

연단거리 : 리벳구멍에서 부재 끝단까지 거리

클리어런스 : 리벳과 수직재면 과의 거리

그립 : 리벳으로 접합하는 부재의 총 두께



리벳 치기

리벳의 종류는 머리의 형태에 따라 구분한다.

가장 많이 사용하는 리벳의 종류는 둥근머리 리벳을 사용하며, 또한 강도의 변화가 적다.

리벳의 가열온도는 600~1100도 정도로 한다.

리벳의 배치는 어 모 배치와 정렬 배치가 있는데 일반적으로 정렬 배치가 많이 사용된다.

리벳의 피치 간격은 최소 2.5d~3d이고, 보통은 4d를 사용한다.



용접 접합

용접 접합의 종류

가스압접 

가스 불꽃을 이용하는 압력 접근방법

접합하려는 부재의 면에 축 방향의 압축압력을 가하고 접합 부위를 가열하여 접합

가스용접

가스 불꽃의 열을 이용하여 철재의 일부를 녹여 접합

높은 강도를 기대할 수 없으나, 절단용으로는 극히 중요하다.

아크용접

아크에 의한 발열을 이용하여 금속을 용접하는 방법

3500도의 아크열 사용한다.

모재와 용접봉이 용해되어 모재 사이에 틈 또는 살 붙임 피복으로 한다.

철골공사에 가장 많이 사용한다.

전기저항용접

접합하는 양금 속을 접합시켜 전류를 흐르게 하면 접촉부는 고온이 된다. 이때 기계적 압력을 가하여 접합시키는 용접법



용접 접합의 장·단점

장점

공해가 없다.

강재의 양을 절약할 수 있다.

접합부의 강성이 크며, 응력의 전달이 확실하다.

일체성, 수밀성이 확보된다.

단점

용접의 숙련공이 필요하다.

용접부 결합의 검사가 어렵고 비용, 장비, 시간이 오래 걸린다.

용접열에 의한 변형 발생이 우려된다.

용접 모재의 재질 상태에 따라 응력의 집중 현상이 크다.



용접의 결함

슬래그 감싸들기 : 용접 시 슬래그가 용착금속 안에 출입 되는 현상

언더컷 : 용접에선 끝에 용착금속이 채워지지 않아 생긴 작은 홈

오버랩 : 용착금속이 모재와 융합되지 않고 겹쳐있는 현상

위의 핑 홀 : 용접 부분 표면에 생기는 작은 구멍

블로 홀 : 금속이 녹아들 때 생기는 기포나 작은 틈

크랙 : 용접 후 냉각 시 갈라진다.



고력 볼트 접합 일반사항

고장력 볼트로 접합하는 부재를 서로 강력히 압착시켜 압착 면에 생기는 마찰력에 의해 응력을 전달시키는 방법이다.

조임 기기 : 임팩트 렌치, 토크렌치

조임 방법 : 1차 조임 80%, 2차 조임 100%

조임 순서 : 중앙부에서 주변부로 조인다.

볼트 수의 10% 이상, 각 볼트 군에 1개 이상

마찰 면 처리 : 마찰계수 0.45 이상의 거친 면으로 한다.

고력 볼트 접합의 특성

접합부의 강성이 높아서 접합부의 변형이 거의 없다.

볼트에는 마찰접합의 경우 전단력이 생기지 않는다.

계기 공구를 사용하여 죄므로 정확한 강도를 얻을 수 있다.

리벳접합에 비해 시공이 확실하다.

공기가 단축되고 노동력이 절약된다.



용어

Anchor Bolt : 토대, 기둥, 보, 도리 혹은 기계류 등을 기초나 돌, 콘크리트 구조체에 정착시킬 때 쓰는 복귀한 박근혜계가 볼트

Base Plate : 철골구조에서 기초 위에 높아 앵커볼트와 연결하기 위해 까는 철판

Side Angle : 철골의 두각부의 윙 플레이트와 베이스 플레이트를 접합하는 형강

Clip Angle : 사이드 앵글과 같은 형태로 철골 접합부를 보강하든가 또는 접합을 목적으로 사용하는 앵글

Web Plate : 보, 그어 더, 트러스 등의 중간부를 형성하는 강판으로 전단력을 받음

Wing Plate : 주가의 응력을 베이스플레이트로 전달하기 위한 플레이트로 두각부를 보강하여 응력의 분산을 도모하기 위해 설치하는 강판

Lattice : 교차시켜 그물모양을 이루는 부재



보의 종류

격자부 : 웹 재를 상하부 플랜지에 90도로 조립한 보로서 가장 경미한 하중을 받는 곳에 주로 사용되며, 콘크리트 피복이 필요하다.

형강 보 : H형강, 형강, I 형강 등을 주로 사용하며 가동이 간단하고 현장조립이 신속하며 재료가 적게 들어 경제적이다. 중도리, 장선, 간 사이 작은 보 등에 쓰인다.

한보 : 웹에 철판을 대고 상하부에 플랜지 철판을 용접하거나 형강을 리벳 접합한 것으로 강재가 많이 사용되어 비용이 많이 드나, 트러스보다 안전한 형태로 전단력이 크게 작용하는 철교나 크레인 등에 사용한다.

레이스 보 : 형강과 레이스로 조립된 것으로 전단력에 약하여 경미한 철골 구조나 철골 철근 콘크리트조에 이용된다.

토러스 보 : 각종 형강과 거짓 플레이트를 사용하여 조립한 보라서 보의 춤이 커서 모멘트 및 전단력에 강하므로 Span이 큰 구조물에 이용된다.



기타 구조

조립식 구조

공장생산에 의한 대량생산 가능

기계화 시공에 의한 공기단축과 시공능률 향상

공사비 절감

자재 운반에 따른 제약 및 설치 시 고도의 기술력 필요

접합부가 일체화될 수 없는 데에 따른 접합부 강성의 취약



PC 구조

기둥, 벽, 보 및 바닥 철근 콘크리트 부재를 공장에서 제작하고, 현장에서 양 중장비를 이용하여 조립하는 구조로 공업화 건축의 하나이다. 건설 수요의 급증으로 인하여 대량생산이 필요해지면서 적용되고 있는 구조이다.

골조를 구성하는 대개의 부재가 공장에서 제작되기 때문에 품질의 향상, 공기단축 등의 이점이 있다.

사전에 창호, 설비용의 파이프 등을 설치해 둘 수가 있다.

접합부가 일체화될 수 없어 접합부 강성이 취약하므로 PC 부재의 접합부가 작으면 작을수록 좋다.

기후변화에 영향을 적게 받으며, 설계상의 제약이 따른다.

중층의 공동 주택에 많이 쓰인다.