고장력볼트(고력)의 정리(기술사 시험문제 출제됨) 11. 11

[해설]1. 고력볼트 개 요 ① 고장력 볼트(이하 고력볼트라 함)는 현장의 철골접합에 많이 쓰이는 재료로서, 모재 이 음부의 한 면 또는 양면에 덧판(Splice Plate)을 대고 볼트와 너트의 조임력으로 마찰력 을 도입하여 철골 부재를 접합하는 데에 사용되고 있다. ② 고력 볼트에는 고장력 육각볼트와 TS 볼트가 있는데 거의 대부분 건축 현장에서는 TS 볼 트를 사용하고 있다. 조임 및 검사 방법은 볼트의 종류에 따라 상이하므로 사용 재료에 따라서 설계도서와 관련 규정에 따라 정밀 시공하여야 한다. ③ 고력 볼트의 재료 규격은 KS 규정1), 설계는 건축구조기준2), 시공 기준은 건축공사 표 준시방서3)와 고력볼트 접합 시공지침4) 및 공사시방서 등에 명시되어 있다. 고력볼트=고장력볼트이며 요즘 많이 사용되는 테일이 파단되는 TS볼트와 구분   2. 고장력볼트의 조임방법 고력 볼트 체결 방법 접합부 조립 ->가볼트 조임 -> 조립수정/본볼트 삽입 ->1차 조임/금매김->본조임/검사   2.1 접합부조립 1) 조립 정밀도 확보 ① 접합부 변형 수정, 밀착도 확보 ② 틈새 처리 - 이음부 모재의 두께 차이가 1mm 이상이면 용융 아연도금으로 표면처리된 Filler Plate를 끼우도록 한다.  2) 볼트의 구멍 수정 ① 구멍 크기의 기준 볼트 직경(d) : d＜27  , 구멍 크기 :  d + 2mm 볼트 직경(d) : d≥27  ,  구멍 크기 : d + 3mm ② 구멍이 어긋난 곳은 수정한다. - 2mm 이하는 리머(Reamer)로 수정 - 2mm를 초과하는 구멍은 접합부의 안전성 검토가 필요하다. ③ 구멍 수정 후 구멍 안팎과 주변의 이물질을 철저히 제거한다.  3) 마찰면 확인 ① 붉은 녹, 또는 블라스트5)(Blast) 처리 상태를 확인한다. - 모재와 덧판 모두의 마찰면 거칠기를 확인한다. - 표면 거칠기는 50㎛Ry6) 이상으로 하고 붉은 녹은 없어도 좋다. ② 마찰면에 있는 녹막이 도장, 아연도금, 흑피(Mill Scale)7) 등을 완전하게 제거 한다. - 흑피는 그라인더로 제거, 요철면이 없도록 유의한다. - 들뜬 녹은 와이어 브러시로 제거한다. ③‘마찰면의 미끄럼 계수 ≥ 0.45’이어야 한다.   2.2. 가볼트 조임 1) 가볼트 사용 목적 ① 고력볼트 접합면(마찰면)의 밀착도를 확보 ② 세우기 직후의 변형을 방지하고 본체결의 적정성을 확보 ③ 본체결 까지 외력 영향에 의한 도괴 및 변형을 방지하도록 한다.  2) 가볼트 조임 방법 ① 볼트 군당 소요 볼트수의 1/3 ~ 1/2, 또는 2개 이상의 중볼트를 사용 - 가볼트 군은 본조임의 볼트 군과 다르다. ② 기둥 이음부의 일렉션 피스(Election Piece)에는 고력볼트를 사용한다.   2.3. 본볼트 조임 - 가볼트 조임 후 철골의 변형을 수정하고 가볼트가 없는 부위에 본볼트를 삽입하고 본볼 트 조임은 반드시 2회에 걸쳐 실시한다. 1차 본조임 ⇨ 금매김 ⇨ 2차 본조임 [고력 볼트 조임 순서]  1) 1차 본조임 ① 가볼트가 없는 구멍에 본볼트를 삽입 - 와셔와 볼트의 삽입 방향에 유의할 것 ② 전동렌치에 1차 토크값을 도입하고 너트를 체결한다. - 1차 조임 토크값은 볼트 호칭에 따라 다르게 규정하고 있다. ③ 이음부의 중앙에서 양단으로 조임 작업을 진행한다. - 마찰면의 밀착상태를 유지   2) 금매김 ① 1차 체결 후 모든 볼트에 금매김 실시 - TS 볼트도 예외없이 금매김할 것 ② 볼트, 너트, 화셔, 모재 표면에 걸쳐 금매 김(Marking) 한다. - 유성펜을 이용하여 식별이 쉽도록 한다. ③ 2차 본조임 후의 검사, 너트 회전량에 의한 축력 추정을 목적으로 한다. - 너트의 정상 회전 여부 및 볼트의 공회전 유무를 육안으로 확인할 수 있 도록 한다.  3) 2차 본조임 ① 전동렌치를 이용하여 TS 볼트의 핀 테일(Pin Tail)이 파단할 때까지 너트를 체결한다. ② 조임은 1차 본조임에 준하여 이음부 중앙에서 양단부 방향으로 대칭적으로 체결 작업을 진행한다.  [“고장력 육각 볼트”일 경우의 2차 본조임]------------------------ - 고장력 육각 볼트의 2차 본조임의 체결 방법에는 토크 관리법과 너트 회전법이 있다. 가. 토크관리법 - 표준볼트장력9)이 100% 도입되도록 조임 기구에 소요의 토크값을 조 정하여 완전 조임을 한다. 소요 토크값(T) = k . d . N /1000 여기서, T : 체결토크(너트를 회전시키는 모멘트, N.m) k : 토크계수 d : 볼트의 지름(mm) N : 볼트 축력(N) - 조임 기구의 조정(Calibration)은 작업일마다 체결 작업 전에 실시하 는 것을 원칙으로 한다. 나. 너트 회전법 - 손 조임기구를 이용하여 1차 조임 후의 너트 위치에서 120° 회전시 킨다. - M12 규격 이하는 1차 조임 후 60° 회전시킨다. ------------------------------------------------------------   3. 고력 볼트 조임 검사 - 고력 볼트의 조임 검사는 고장력 육각 볼트와 TS 볼트의 경우가 다르다. - 고장력 육각 볼트는 육안에 의한 전수검사와 샘플링에 의한 토크 컨트롤법과 너트 회전 법 등에 따라 검사하는 반면, TS 고장력 볼트는 육안으로만 검사를 하는 특성이 있다. - 건축현장에서는 거의 대부분이 TS 고장력 볼트를 사용하고 있으므로 육안검사의 내용을 완전하게 이해하는 것이 바람직하다.  (1) 육안 검사 - 체결 부위의 고력 볼트를 육안으로 전수검사한다. ① 볼트 군 단위로 금매김 위치에서 너트 회전량의 유사한 정도 ② 조임 후 너트 밖에 돌출된 나사산의 수(1~6개, 3개가 적정) ③ TS 볼트의 핀 테일의 파단 여부 ④ 볼트와 와셔의 공회전 유무 등을 육안으로 검사한다.   (2) 너트 회전량이 일정하지 않은 볼트군의 검사 1) 토크 관리(Torque Control)법 ① 도입된 토크 값의 적부를 검사 ② 평균 토크 값의 ± 10% 이내이면 합격이다. 2) 너트 회전법 ① 1차 조임 위치에서 너트 회전량이 120± 30°이면 합격 ② M12는 1차 조임 위치에서 60~90° 이내이면 합격으로 판정한다.  (3) 불합격 부위의 조치 ① 조임량이 초과된 볼트는 교체한다. ② 조임이 누락되거나 조임량이 부족한 볼트는 추가 조임한다. - 핀 테일이 파단되지 않은 TS 볼트와 너트 회전량이 부족한 고장력 육각볼트 ③ 불합격 볼트는 전량 교체하여 조임 후 재검사 한다. - 볼트의 재사용을 엄금한다. ④ 부식이 우려되는 부위는 방청 페인트를 도장한다.   4. 시공시 유의 사항 - 고력 볼트 접합부의 품질을 확보하기 위하여 시공자는 시공 계획에 따라 품질시험과 품 질검사를 실시하여야 하며, 담당 건축 감리원은 시공자가 행하는 품질관리의 적정성을 확인하는 노력이 필요하다.  (1) 고력 볼트 체결 전 1) 토크 렌치, 축력계 등의 정밀도를 확보 ① 작업 전에 조임 기구의 검․교정(Calibration)을 실시 ② 토크 렌치의 정밀도는 3% 오차 이내가 되도록 한다.  2) 마찰면의 미끄럼 계수치를 확보 ① 붉은 녹이나 블라스트 처리 상태를 확인 ② 들뜬 녹이나 밀 스케일 등의 이물질이 있을 경우 작업을 중단하고 수정 조 치를 강구할 것  3) 축력 테스트10)의 실시 ① 현장에 반입된 볼트 중에서 호칭별로 각 5개 세트를 임의로 추출(샘플링)한다. ② 시험 볼트를 축력계에 삽입하고 본 시공과 같이 1차 조임 - 금매김 - 2차 조임 등의 순서로 너트를 회전시킨다. ③ 체결 후 시험 볼트의 축력 측정치를 기록하고 축력 범위 기준치와 비교하여 합부를 판정한다. - 축력 범위의 기준은 상온, 볼트의 호칭별로 구분된다.  (2) 고력 볼트 체결시 ① 볼트 머리의 조임을 금지(육각 볼트일 경우) - 반드시 너트로 체결하여야 한다. ② 가볼트는 본볼트 조임시 반드시 교체하고 재사용을 금지한다. ③ 삽입한 본볼트는 당일 중으로 조임 작업을 완료시킬 것 - 이슬이나 강우에 노출될 경우 토크 계수치가 변화될 우려가 있으며 물기 와 녹 발생이 없더라도 시공 관리자의 양해하에 작업이 진행되어야 한다. ④ TS 볼트는 모재의 온도가 0℃ 이하이거나 60℃ 이상일 경우 체결작업을 금 지할 것 ⑤ 불량 부위는 보정하고 체결상태를 재검사할 것   5.반입 5.1 반입확인 -고력볼트를 반입할 경우는 완전히 포장된 것을 미개봉 상태로 반입한다. -반입확인 : 포장상태, 외관, 등급, 지름, 길이, Lot번호 등을 확인한다.   5.2  반입검사 (1)검사성적표 확인 -제작자의 검사성적표의 제시를 요구하여 발주조건 만족여부확인   (2)볼트장력의 확인 -토크관리법을 이용하여 고력볼트의 볼트장력을 확인검사 ①1차확인 -1Lot마다 5Set씩 임의로 선정, 볼트 장력 평균값 산정 ->상온 10℃~30℃일때 규정값과 ->상온 이외의 온도(0℃~60℃중 상온을 제외한 온도)에서 규정값확인   ②2차확인 -1차 확인 결과 규정값에서 벗어날 경우 동일 Lot에서 다시 10개를 취하여 평균값 산정 ->10Set의 평균값이 규정값 이상이면 합격 ->10Set의 평균값이 규정값을 벗어난 경우는 특기시방에 따름   ③검사장비 -검사에 이용하는 축력계 및 조임기구는 검교정된 상태의 것을 사용 ->정밀도의 확인이 필요 ->조임기구는 조일 수 있는 적정한 개수가 있으며, 그 이상이 되면 정밀도 저하   6. 공사현장에서 보관 -고력볼트는 종류, 등급, 사이즈, 로트별로 구분하여 빗물, 먼지 등이 부착되지 않고 온도변화가 적은 장소에 보관한다. -운반, 조임 작업시 나사산이 손상된 것은 사용하지 않는다. -외기에 방치할 경우 소정의 토크계수값에서 벗어나 토크를 도입하여도 축력이 들어가지 않는 상태가 되므로 유의 -전용의 보관함이나 비닐시트 등을 보양 -당일 개봉된 전량을 사용치 못했을 경우 반드시 정해진 보관장소에 보관   7. 사용관리 ①보관 고력볼트는 사용량만큼 그때 꺼낸다 ②최종체결은 강우, 강풍시에는 하지 않는다. ③손조임 80%이고 100%체결은 반드시 그날내에 완성한다. ④조임토크치의 검사는 최종체결의 다음날까지 한다. ⑤마찰면의 녹, 먼지는 와이어브러쉬로 제거한다. ⑥볼트의 80%체결, 100%체결은 반드시 일군이 중심에서 단부로 향해서 한다.