볼트체결 엔지니어링 팁 관련해서 포스팅 시작하겠습니다
볼트와 스크류 중 오늘은 볼트에 대하여 다루어 볼까합니다. 많은 산업에서 볼트를 사용하고 있고, 현장에서 체결하고 있는데 이때 문제가 되는 점이 이 볼트가 적정한 강도를 가졌는가? 혹은 체결이 적정하게 이루어 졌는가네요?
이중에서 적정 강도는 계산으로 나오는 문제기 때문에 별도로 확인을 하여야 하지만, 직접 확인할때는 나사산이 Nut위로 적정하게 빠져 나왔는가를 육안으로 확인이 가능하기 때문에 가끔 지적이 되고는 합니다.
배관에서 쓰는 볼트의 경우, 대부분 길이에 대한 계산을 별도로 하고 ASME PCC에서 플랜지는 별도로 1 thread 이상이라고 별도로 규정을 하고 있지만 Steel Structure의 경우는 여러가지 규격이 혼재하고 있어 가끔 Argue의 대상이 되고는 합니다. PCC 기준은 아래와 같습니다.
답변은 "네 틀립니다" 입니다.
일단 규격을 보겠습니다. 도로에 적용되는 기준입니다.
1. Federal Highway Administration, “Guidelines for the Installation, Inspection, Maintenance and Repair of Structural Supports for Highway Signs, Luminaires and Traffic Signals.” Section 16.3.1.2 Anchor Rods 이 규격은 도로에 연관된 규격이라 그런지 크게 규제를 하고 있지는 않습니다
☞Many times the rod is not long enough and the anchor nut is not fully engaged. This in itself is not a serious deficiency as long as at least three quarters of the nut is engaged.”
3 쿼터만 걸쳐도 크게 문제없다고 이야기 하고 있습니다. 도로 쪽에서 엔지니어링 하시는 분들이 문제 있을 시 참고하시면 좋을 거 같습니다.
2. 다음은 일반 Fastener 규정입니다. 규격적용에 딱히 Governing하는 규정이 없는 경우 일반적으로 사용이 가능할 것으로 보입니다.
Industrial Fasteners Institute, Joe Greenslade, Director of Engineering Technology.
☞How Many Threads Should Be Beyond The Nut?. The answer is: A minimum of two thread pitches should extend beyond the top surface of the nut.”
이 경우는 2산이 Nut위로 나와야 합니다. 그게 최소 규정입니다.
3. 다음은 고력볼트 기준입니다. 철골에 해당합니다.
RCSC (Research Council for Structural Connections) Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts 2.3.2. Geometry
☞The bolt length used shall be such that the end of the bolt extends beyond or is at least flush with the outer face of the nut when properly installed.”
이 경우는 Flush 상태부터 문제 없다고 인정을 해주고 있습니다.
☞AISC Design Guide1 Page 10 Section 2.11.3은 Anchor Rod의 경우 반정도만 체결된 경우라도 별도의 Estimation을거치면 인정을 해주고 있지만 최소 Flat까지는 체결하는 것이 맞습니다. 실제로 Estimation해서 넘어가기가 어렵습니다.
“Often, when the anchor rod is short, it may be possible to partially engage the nut. A conservative estimate of the resulting nut strength can be made based on the percentage of threads engaged, as long as at least half of the threads in the nut are engaged.
☞AISC Steel Construction Manual, 13th Edition, Section 14-10
“Adequate thread engagement for anchor rods is identical to the condition described in the RCSC Specification as adequate for steel to steel structural joints using high strength bolts: having the end of the [anchor rod] flush with or outside the face of the nut”
그렇다면 어떻게 정리를 하는 것이 맞을까요? Thumb Rule을 만들어야 하는 경우라면 2산이상이 나오게 하는 것이 모든 Bolt/ Nut Mating에서 범용하게 적용할 수 있는 절차가 될 것으로 보입니다. 문제가 있을 경우 Flat이나 1산으로 협의를 봐야겠지요.
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