[철근콘크리트와 강구조] 제 10장. 강구조 및 교량(리벳 및 고장력 볼트 이음/압축, 인장, 휨 부재)#1

 1. 리벳 및 고장력 볼트 이음

▲리벳: 강철판 ·형강 등의 금속재료를 영구적으로 결합하는 데 사용되는 막대 모양의 기계요소. 강철판을 포개어 뚫려 있는 구멍에 가열한 리벳을 꽂아 넣고, 머리부분을 받친 후 기계 ·해머 등으로 두들겨 변형시켜서 체결한다.

  (1)형강

 

  (2)리벳의 강도

   1)전단 강도

    ①단전단(절단면이 한 개, 겸침이음)

     (로우b: 리벳의 허용 전단 강도, va: 리벳의 허용 전단 응력, d: 리벳의 지름)

    ②복전단(절단면이 두 개, 맞댐이음)

   2)지압 강도(찢어짐에 대응)

    (로우b: 리벳의 허용 지압 강도, fba: 리벳의 허용 지압 응력, d: 리벳의 지름, t: 얇은 판의 두께로 지압 방향을 고려하여 작은 두께를 사용함

    ※리벳의 허용강도(로우)는 전단강도(로우s)와 지압강도(로우b)중에서 작은 값으로 한다.

 

  (3)리벳의 소요 개수

 

   (P: 부재에 작용하는 힘, 로우: 리벳의 허용강도)

 

  (4)고장력 볼트 이음의 일반사항

   ①마찰 이음, 지압이음, 인장 이음이 있다.

   ②한 이음에서 2개 이상의 고장력 볼트를 사용해야 한다.

   ③마찰이음에 사용되는 볼트는 KS B 1010에 규정되어 있는 제 1종 F8T, 제 2종 F10T, 제 3종 F11T 및 제 4종 F13T가 있으며, 지압 이음용 볼트에는 B8T와 B10T, B11T 및 B13T가 있다.

   ④고장력 볼트에는 나사부의 지름에 따라 M20(지름이 20mm), M22, M24 등이 있다. (리벳이나 나사는 +3mm)

 

 2. 압축, 인장, 휨 부재

  (1)압축 부재: 부재에 압축력이 작용할 경우에는 총단면이 유효한 것으로 본다.

   (fa: 부재의 허용 압축 응력, Ag: 부재의 총 단면적)

    ※g: 수직, p: 수평

  (2)인장 부재: 인장력이 전달될 경우에는 리벳구멍의 크기를 공제한 순단면적으로 축방향 인장강도를 계산한다.

   (fa: 부재의 허용 인장 응력, An: 부재의 순단면적)

   1)순단면적(An)

    (bn: 순폭, t: 부재의 두께)

   2)순폭(bn)

    ①리벳이 판형에 일직선으로 배치된 경우

 

     (bg: 총폭, n: 일직선으로 배치된 구멍의 수, d: 리벳구멍의 지름(=리벳 지름+3mm))

    ②리벳이 판형에 지그재그로 배치된 경우

    ·총 폭에서 최초구멍은 리벳 구멍의 지름을 빼고, 그 후는 순차적으로 (d-p^2/4g)을 빼서 계산한다. (여기서, p: 리벳 피치, g: 리벳 선간 거리)

    ※예상 파단면에서 계산한 폭 중에서 최솟값을 순폭으로 한다.

   ③L형강의 경우: L형강을 전개한 후에 판형과 같은 방법으로 순폭을 계산한다. L형강을 전개할 때의 총폭(bg)과 리벳 선간거리(g)는 다음과 같다.

    ※파괴 가능성은 (a)>(b) ⟶ 그래서 (a)의 bn은 작게 나와야 하고 (b)의 bn은 크게 나와야 할 필요가 있다. Why? (b)가 더 안전하니깐, 그래서 (b)에 p^2/4g를 더한다. 그럼 (b)의 이 더 커진다. 그럼 (b)가 안전하다는 뜻, 그럼 (b)는 지배단면이 아니다. 그래서 (a)를 지배단면으로 선택한다.