강재의 시공부위별 재료, 순서 및 가공방법 ㅣ 철골공사

출처: NCS학습모듈, " 강구조시공 도면 파악",교육부(    ),p.52~58

 

강재의 재료 및 시공시 가공방법

 

1) 베이스 플레이트

     강구조의 시공을 위해서는 강재에 작용하는 응력이 철근 콘크리트로 이루어진 기초 부위를 통하여 빠져나가게 되는데, 이때 강재와 철근 콘크리트의 이음 부위를 주각이라고 한다. 이러한 주각 부위는 균열이 자주 발생하지는 않지만 한번 발생하면 공사 규모나 정밀도 등에서 전체 공사에 영향을 미치므로 매우 정밀하게 시공하여야 한다.

Base Plate의 시공 예

 

2) 기둥 시공 강재

      기둥 시공을 위하여 사용되는 기둥 재료는 H형강이 주로 사용된다. H형강 이외에도 작은공간을 위하여 ㄷ형강이나 ⃧형강 등이 사용되는 곳이 있으나 매우 특수한 경우이고 보통의 경우에는 H형강이 주로 사용된다. H형강에서도 하중이 많이 작용하는 기둥의 아래 부분에서는 치수가 큰 부재가 많이 사용되나, 부재가 없을 경우 Built-Up Type의 기둥 부재가 사용되며, 보통의 부재는 Roll Type의 부재가 사용된다.

 

3) 보의 시공 강재

     보의 시공을 위하여 사용되는 보의 재료는 H형강이 주로 사용된다. 보의 시공을 위하여 사용되는 H형강은 주로 플랜지 폭이 짧고 웨브의 폭이 긴 부재들이 많이 사용된다. H형강이 기둥 부재 또는 보 부재로 쓰이는지를 쉽게 구분하기 위해서는 H형강의 가공 모습을 보면 알 수가 있다. 기둥은 3절 정도를 하나의 단위로 하여 일체로 가공을 하지만, 보는 그러한 것이 없다. 또 기둥은 폭과 웨브의 크기가 비슷한 H형강 부재를 주로 사용하나, 보는 플랜지보다 웨브의 크기가 H형강, I형강을 주로 사용한다.

 

4) 강판과 강관, 각관의 시공 강재의 종류

      이 외에도 별도의 특별 규정이 있으면 강판이나 강관, 각관 등을 사용하는 경우가 있다. 강판은 주로 Splice Plate로 사용되는데, 기둥이나 보의 두께에 따라 Splice Plate를 별도로 사용한다. 강관이나 각관 등도 별도의 규정에 따라 Splice Plate를 별도로 되어 사용한다.

 

5) 기둥의 조립 순서

     베이스 플레이트를 세우고 기초 상부를 고르고 나면 기둥을 세워야 한다. 기둥은 조립되어지는 순서에 따라 조립 계획을 세우고, 조립 계획에 의하여 시공하여야 한다. 기둥이 원하는 위치에 세워지게 되면 볼트로 임시 조이기를 하고, 와이어 로프를 설치하여 기둥의 전도 방지를 한다. 전도 방지가 끝나면 보의 설치를 하여야 한다. 기둥의 조립 시 보통의 방법으로는 Splice Plate을 사용하여 접합하고 있으나, 부분적으로는 메탈 터치를 사용하여 Splice Plate의 수량을 줄여 사용하기도 한다.

기둥의 설치 시공 예

 

6) 보의 조립 순서

     기둥의 조립만 가지고는 1층의 수량을 전부 다 조립하였다고 할 수 없다. 왜냐하면 기둥만으로는 건물이 서 있을 수 없기 때문에 반드시 보를 걸어 힘이 좌우로 균형이 맞도록 하여야 한다. 현장에 반입된 보 부재를 하차시킬 때에는 반드시 양중 러그를 사용하여 매달아서 내려야 하며 보의 부재나 설치 층수가 틀리지 않도록 하여야 한다. 기둥에 보 부재를 매달 때에는 설계 개수의 1/3이나 2개 이상의 볼트 수를 조여야 하며, 균형이 맞도록 설치하여 조여야 한다.

보의 설치 시공 예

 

7) 강판의 조립 순서

     강판은 기둥이나 보 부재의 연결을 위하여 반드시 필요한 것이다. Splice Plate로 사용되는 모든 강판들은 그 규격이 비슷하거나 거의 같아 시공 중에 다른 것을 끼워 재 시공하는 일이 많이 발생한다. 그러므로 강판의 조립 순서를 미리 파악하여 번호를 매기고, 일의 순서에 따라 서두르지 않고 차분하게 일을 진행하여 나중에 다시 시공해야 하는 일이 없도록 하여야 한다.

강판의 가공 모습

 

8) 강구조시공의 가공방법

가공방법	해설
강재의 절단	● 강재(형강과 강판)의 절단법은 기계적 절단법과 용접 절단법으로 나누어 생각할 수 있으며,  ● 기계적 절단법은 기계톱 절단법과 전단 절단법, 연석 절단법으로 나누어지며,  ● 용접 절단법은 산소 절단법, 플라즈마 절단법, 광 레이저 절단법으로 구분할 수 있다.  ● 기계톱 절단은 다시 띠 절단법과 환 절단이 있으며, 산소 절단은 가스 절단과 분말 창 절단으로 나 누어진다.
강재의 구멍 뚫기	● 강구조시공의 현장 이음에서 구멍 뚫기는 고장력 볼트 접합이 대부분을 차지하게 된다. ● 구멍 뚫기의 정밀도는 제품의 최종 정밀도를 결정하는 중요한 요소이므로 요구되어지는 정밀도에 맞춰 가공 방법과 구멍 뚫기의 시기 등을 고려해서 시공하여야 한다.  ● 구멍 뚫기의 가공법에는 펀치에 의한 구멍 뚫기와 드릴에 의한 구멍 뚫기의 두 가지 방법이 주로 쓰이며, 가스 절단에 의한 구멍 뚫기, 플라즈마에 의한 구멍 뚫기, 현장에서의 구멍 뚫기 등이 가끔 쓰이고 있다.  ● 작업 방법에 의한 구멍 뚫기에는 센터 펀치 공법과 형판 공법, 바인딩 공법, NC 공법 등이 있으며, 구멍 크기에 의한 구멍 뚫기 방법에는 서브 사이즈 밀링 공법과 프리 사이즈 공법이 있다.
강재의 절삭	● 강구조시공의 기계 절삭은 부재마다 행하는 녹의 절삭과 조립 용접 완료 후에 행하는 단면 절삭으로 나눌 수 있다. 부재마다의 절삭은 가스 가공 기술의 발달로 거의 행해지고 있지 않으며, 부재의 연단이나 바닥판의 테이퍼 등 필요에 따라 행해지고 있다. 단면 절삭은 현장 이음 부분과 금속 연마(메탈 터치)를 요구하는 부분에 대하여 주로 가공하고 있다.
강재의 휨 가공	● 강구조 시공에서 강재가 갖고 있는 가소성을 이용하여 탄성한계를 넘는 변형을 주어 필요한 형상을 얻는 것을 소성가공이라고 하는데, 그 대표적인 가공 방법이 휨 가공이다. ● 휨가공은 열간 가공과 냉간 가공으로 크게 분류할 수 있다. ● 열간 가공은 750℃ ~ 950℃의 고온 가공을 말하며, ● 냉간 가공은 국부적으로 큰 변형을 주어서 원하는 변화를 일으키는 변형을 말한다.  ● 기계별 가공법에는 프레스 가공법과 롤러 가공법이 있다.