모멘트접합과 전단접합

철근콘크리트구조에서는 기둥과 큰보를 일체로 타설하기 때문에 대부분 고정접합(Fixed joint)이 됩니다. 그러나 강구조에서는 기둥과 큰보를 다양하게 결합할 수 있고, 결합하는 방식에 따라 보에서 기둥으로 전달되는 응력이 달라집니다. 어떤 방식으로 결합할 수 있는지 살펴보겠습니다.

 

▶ 구조물의 지점과 절점
▶ [건축재료/강재] - 강재의 종류
▶ [건축재료/강재] - 형강의 종류

 

모멘트접합과 전단접합의 도면표기

아래 그림은 강구조도면의 일부를 발췌한 것입니다. 기둥은 SRC기둥으로 되어 있고, 기둥과 기둥을 연결하는 큰보(Girder)는 모멘트접합으로, 큰보와 큰보 사이를 연결하는 작은보(Beam)은 핀(Pin)접합으로 표현된 것입니다. 

 

 

 

아래 그림은 모멘트접합부분을 확대한 것입니다. 기둥과 큰보가 맞다는 부분을 삼각형 기호로 표시한 것을 알 수 있습니다. 이 삼각형 기호가 모멘트 접합을 의미합니다.

 

 

위 그림에서 보면 큰보와 작은보가 접합되는 부분은 T 자 형태로 나타낸 것을 볼 수 있습니다. 이 기호가 핀접합을 의미합니다. 그럼 모멘트 접합과 핀접합은 어떻게 다를까요?

 

브라켓을 활용한 강접합(모멘트접합)

강접합은 보 부재에서 발생하는 모멘트의 90%를 기둥으로 전달합니다. 기둥과 보를 강접합으로 결합할 때는 브라켓 방식을 활용합니다.

이 방식은 보를 1/4지점에서 잘라 브라켓처럼 기둥에 용접해서 붙이는 방식입니다. 기둥은 보통 가공공장에서 절단위로 가공하는데 도로에서 운반 가능한 최대길이의 기둥을 한 절 단위(2∼3층 높이의 기둥)로 가공합니다. 이 기둥에 브라켓을 용접한 후 현장에 반입하면 현장에서 보의 1/4지점을 볼트로 체결해서 연결합니다. 아무래도 가공공장처럼 안정된 환경에서 용접하는 편이 접합부 품질을 높일 수 있고, 현장에서는 응력이 크지않는 지점에서 접합하기 때문에 품질의 불확실성을줄일 수 있습니다.

브라켓을 활용한 강접합(모멘트접합)

 

핀 플레이트를 이용한 전단접합

전단접합은 보에서 발생하는 휨모멘트를 기둥에 전달하지 않고 축력과 전단력만을 기둥에 전달하는 방식입니다. 전단접합은 모멘트를 전달하지 않도록 플랜지 부분은 그대로 두고 회전축을 중심으로 웨브에 전단력을 부담할 수 있을 만큼 볼트를 체결합니다.

대표적으로 핀 플레이트(Pin plate) 방법이 있는데, 보통 가공공장에서 기둥 부재에 핀플레이트를 용접한 후 현장에 반입하면 현장에서는 볼트만 체결해서 연결합니다.

핀 플레이트를 이용한 전단접합

전단접합은 횡력에 저항하기 위해 설치하는 브레이스와 기둥을 접합하는 방식으로도 많이 사용합니다.

▶ [분류 전체보기] - 건축시공 목차
▶ [분류 전체보기] - 건축재료 목차