철골 거푸집 연결부는 하중 전달에 매우 중요한 요소이며, 반복 하중, 부적절한 설치 또는 재료 열화로 인해 자주 파손됩니다. 엔지니어링 현장 보고서 및 구조적 파손 분석에 따르면 가장 흔한 결함은 다음과 같습니다.
주요 고장 모드
- 볼트 전단 및 풀림콘크리트의 높은 측압은 연결 볼트에 전단력을 발생시켜 진동 및 열 순환으로 인한 전단 파괴 또는 점진적 풀림을 초래합니다. 50~80회 주기 후 발생하는 초기 장력 손실은 재사용 시스템에서 반복적으로 발생하는 문제입니다.
- 용접 박리 및 균열용접 접합부의 열영향부(HAZ)는 반복적인 응력 하에서, 특히 판재와 브레이스 접합부에서 미세 균열이 발생합니다. 피로 균열은 용접부 끝단에서 시작되어 반복 하중 하에서 전파되며, 특히 용접 후 열처리가 없는 Q690+ 강재에서 이러한 현상이 두드러집니다.
- 볼트 구멍에서의 베어링 파손볼트 구멍 주변의 국부적인 압축 응력은 강판의 소성 변형이나 파손을 유발하며, 특히 얇은 패널이나 볼트 배치 설계가 부적절한 경우에 이러한 현상이 두드러집니다.
- 연결판 좌굴: 높은 모멘트 부하를 받는 얇은 연결판(≤8mm)은 특히 강성이 부족한 높은 거푸집 시스템에서 횡방향 비틀림 좌굴을 나타냅니다.
- 핀 및 소켓 마모슬라이딩 또는 클라이밍 폼 시스템에서 핀-소켓 조인트는 마모와 타원형 변형이 발생하여 회전 제어가 저하되고 정렬 불량이 유발됩니다.
기여 요인
- 제조 공차제조 과정에서 ±1.5mm의 치수 편차가 발생하면 조립 시 부적합이 발생하여 설계에 반영되지 않은 2차 굽힘 모멘트가 유발됩니다.
- 부식 및 오염콘크리트 잔류물, 해수 노출 또는 부적절한 세척은 볼트 나사산 및 용접 이음매의 점식 부식을 가속화하여 유효 단면적과 하중 지지력을 감소시킵니다.
- 부적절한 토크 적용볼트를 너무 약하게 조이면(지정된 예압의 70% 미만) 조기에 파손되고, 너무 세게 조이면 나사산이 마모되거나 판이 변형됩니다.
- 주기적 피로 축적100회 이상 재사용된 시스템은 누적 손상을 보이며, 재료 피로 및 누적 소성 변형으로 인해 150회 이후부터 고장률이 기하급수적으로 증가합니다.
표준 및 진단 지침
거푸집 연결부에 대한 특정 표준은 없지만 , 파손 양상은 강철 접합부에 대한 유로코드 3(EN 1993-1-8) 및 동적 하중 하에서의 연결 신뢰성을 강조하는 ACI 347-22 와 유사합니다. 현장 검사에서는 일반적으로 다음 방법을 사용합니다.
- 표면 균열에 대한 자기 입자 검사(MT)
- 볼트 예압 검증을 위한 토크 렌치 점검
- 레이저 스캐닝을 통해 5mm 이상의 정렬 불량을 감지합니다.
