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 볼트장력검사 |
1) 개요
철골부재에 있어 접합은 응력해석에 의하여 산정된 부재들을 연결하여 하중을 지지할 수 있는 구조체를 조립하는 작업을 뜻하며 구조재를 연결하여 골조를 이루는 근본 목적이외에도 주요 구조재의 응력분포와 구조체의 전반적인 거동에 영향을 끼치는 요인들을 내포하고 있어 철골부재 못지 않게 큰 비중을 차지하고 있다. 일반적으로 널리 쓰이는 접합방법으로는 용접접합과 고력볼트에 의한 접합이 많이 사용되고 있다.
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| <표> 고장력 볼트, 너트, 와셔의 종류 및 등급 |
| 세트의 종류 |
적용하는 구성부품의 기계적 성질에 따른 등급 |
기계적성질에
따른 종류 |
토크계수치에
따른 종류 |
볼트 |
너트 |
와셔 |
| 1종 |
A |
F8T |
F10 |
F35 |
| B |
| 2종 |
A |
F10T |
F10 |
| B |
| 3종 |
A |
F11T |
| B |
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| <표> 고장력 볼트, 너트, 와셔의 종류 및 등급 |
| 구분 |
토크계수치에 따른 세트의 종류 |
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A |
B |
| 토크계수치의 평균치 |
0.11-0.15 |
0.15-0.19 |
| 토크계수치의 표준편차 |
0.01이하 |
0.013이하 |
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A : 표면이 윤활처리된 것,
B : 표면을 윤활처리 안하고 방청유 도포상태
토크계수치의 A,B종의 차이는 너트나 와셔의 표면처리의 차이에 의한 것이기에 같은 등급의 고력볼트 세트에서는 기계적 성질은 같다.
A종 고력볼트의 세트는 일반적으로 표면 윤활처리를 하여 토크계수치를 낮게하여 안정시킨 것이다. 표면처리재로서 일반적으로 사용하고 있는 본드처리(금속표면에 인산염 피막과 금속피막을 형성)는 일정한 온도에서 토크계수의 편차가 적으므로 안정한 경향을 나타내지만 온도조건이 변하면 토크계수값이 변하는 경향이 있다.
이것은 볼트축전단형 고력볼트(Torque Shear Bolt ; TS Bolt)를 포함하여 토크관리법에 의해 볼트조임을 하는 경우 기본이 되기 때문에 충분히 유의해야 한다. B종의 고력볼트 세트는 방청유가 도포된 그대로 사용하고 특별하게 표면 윤활처리는 하지 않는 것이 보통이다.
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| 2) 토크관리법에 의한 검사 |
본 검사방법을 토크렌치를 이용하여 볼트치수에 따른 표준볼트 장력을 얻을 수 있도록 소요 토크로 죄는 방법이며 표준볼트 장력은 볼트재종에 따른 응력도와 단면적으로 정해지는 설계볼트 장력에 약 10% 증가한 죔 오차에 대한 여유를 본 것이다. 따라서 실제 시공시에는 오차를 감안하여 설계볼트 장력에 10%를 더한 표준볼트장력으로 한다.
조임토크와 볼트축력의 비례관계에 대한 관계식은 다음과 같다.
T=kㆍdㆍN
T : 토크(너트를 조이는 모멘트 kgfㆍm)
k : 토크계수치(A : 0.11～0.15, B : 0.15～0.19)
d : 볼트 나사 바깥 지름의 기준치수(m)
N : 볼트축력(kgf)
측정된 토크모멘트 같은 최소 허용값 이상의 범위에 있어야 하며 평균 토크값의 10% 이내의 것도 합격으로 한다.
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| <표> 고장력볼트, 너트, 와셔의 종류 및 등급 |
| 볼트등급 |
볼트호칭 |
설계장력(t) |
표준장력(t) |
토크값의 합격판정치(kgfㆍm) |
| 하한치 |
상한치 |
| F8T |
M16 |
8.52 |
9.37 |
16.5 |
22.5 |
| M20 |
13.3 |
14.6 |
32.12 |
43.8 |
| M22 |
16.5 |
18.2 |
44.05 |
60.06 |
| M24 |
19.2 |
21.1 |
55.7 |
76 |
| F10T |
M16 |
10.6 |
11.7 |
20.53 |
28.08 |
| M20 |
16.5 |
18.2 |
40.04 |
54.6 |
| M22 |
20.5 |
22.6 |
54.6 |
74.58 |
| M24 |
23.8 |
26.2 |
69.2 |
94 |
| M27 |
31 |
34.1 |
101.2 |
138.1 |
| M30 |
37.8 |
41.6 |
137 |
181.2 |
| v36 |
55 |
60.6 |
240 |
327 |
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