고력볼트 축력-토크 상관관계와 미끄럼접합부 내력특성에 관한 연구 (A) study on the axial force versus the torque for high strength bolts and the characteristics of the serviceability on slip resistant connections원문보기
첫째, 국내 시방서에 적용하고 있는 적정체결공법에 따른 고력볼트의 축력, 토크, 토크계수를 온도변수에 따라 체결력을 평가하였다. 대상볼트는 F10T 육각 고력볼트, TS 고력볼트, 다크로 피막 고력볼트와 특수구조물에 적용되고 있는 ASTM A 490 고력볼트를 선정하였다. 주요평가항목은 토크관리법에서의 토크계수 및 체결축력의 정량적 평가, 너트회전법에서의 너트회전각 및 체결축력의 정량적 평가, 볼트종류별 체결축력 확보를 위한 적정 너트회전각이며, 주요평가결과는 표준볼트장력에서의 토크, 너트회전각, 최대축력에서의 너트회전각, 핀테일 파단시점에서의 토크, 토크계수, 너트회전각, 체결축력이었다. 본 연구 실험결과를 토대로 온도변수(-10℃, 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃ 조건)를 고려한 고력볼트 종류별로 TS 고력볼트의 축력예측 ...
첫째, 국내 시방서에 적용하고 있는 적정체결공법에 따른 고력볼트의 축력, 토크, 토크계수를 온도변수에 따라 체결력을 평가하였다. 대상볼트는 F10T 육각 고력볼트, TS 고력볼트, 다크로 피막 고력볼트와 특수구조물에 적용되고 있는 ASTM A 490 고력볼트를 선정하였다. 주요평가항목은 토크관리법에서의 토크계수 및 체결축력의 정량적 평가, 너트회전법에서의 너트회전각 및 체결축력의 정량적 평가, 볼트종류별 체결축력 확보를 위한 적정 너트회전각이며, 주요평가결과는 표준볼트장력에서의 토크, 너트회전각, 최대축력에서의 너트회전각, 핀테일 파단시점에서의 토크, 토크계수, 너트회전각, 체결축력이었다. 본 연구 실험결과를 토대로 온도변수(-10℃, 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃ 조건)를 고려한 고력볼트 종류별로 TS 고력볼트의 축력예측 회귀분석 식, 육각 고력볼트와 ASTM A490 고력볼트의 토크예측 회귀분석 식을 각각 개발하였다. 둘째, KBC code에서 명시되지 않은 고력볼트 미끄럼한계 접합부의 표면변수에 따라 미끄럼계수, 미끄럼하중을 실험적으로 평가하였다. 고력볼트 이음부의 미끄럼내력평가에 적용되었던 모재와 덧판은 SM490A를 대상으로 하였다. 미끄럼 표면변수는 밀 스케일, 광명단 페인트, 무기질 아연도장, 블라스트, 녹 5종류로 선정하였다. 미끄럼 계수 산정을 위한 정적 인장실험결과를 통해 국외의 규준과 본 연구결과의 비교 분석하였고, 한국형 고력볼트 접합의 미끄럼계수 제정의 기초자료를 마련하고 미끄럼 계수 기준을 제시하였다. 더불어 도장을 갖는 미끄럼표면의 경우, 무기질 아연도장, 광명단페인트의 도장두께별 미끄럼계수를 추가 제시하였다. 무기질 아연도장 표면조건의 경우는 0.42, 광명단페인트 표면조건의 경우는 0.21이었다. 셋째, 체결후 고력볼트는 외력에 의존하지 않고도 축력이완이 발생하고, 접합부의 표면조건에 따라서 크게 축력이완율이 달라지는 것으로 알려져 있으나 그 축력이완율의 정도 또는 축력이완에 관한 정량적 판정기준을 확인할 수 없어, 이에 관한 결과와 판정기준을 제시하였다. 이를 위해 1,000시간과 744시간동안 고력볼트 미끄럼한계 접합부 장기축력이완 시험을 수행하고 그 결과를 평가하였다. 평가대상 표면변수는 미끄럼계수 산정시험변수와 동일한 5종류였다. 또한, 도장표면의 경우는 장기축력이완율이 도장 이완율이 크고, 다양하였다. 도장조건의 대표적인 경우로 무기질 아연도장 두께별(평균 96 ㎛, 168㎛,, 226㎛) 크리프에 관한 곡선3차 회귀분석 식을 도출하고, 고력볼트의 장기축력예측에 관한 수식을 개발하였다.
첫째, 국내 시방서에 적용하고 있는 적정체결공법에 따른 고력볼트의 축력, 토크, 토크계수를 온도변수에 따라 체결력을 평가하였다. 대상볼트는 F10T 육각 고력볼트, TS 고력볼트, 다크로 피막 고력볼트와 특수구조물에 적용되고 있는 ASTM A 490 고력볼트를 선정하였다. 주요평가항목은 토크관리법에서의 토크계수 및 체결축력의 정량적 평가, 너트회전법에서의 너트회전각 및 체결축력의 정량적 평가, 볼트종류별 체결축력 확보를 위한 적정 너트회전각이며, 주요평가결과는 표준볼트장력에서의 토크, 너트회전각, 최대축력에서의 너트회전각, 핀테일 파단시점에서의 토크, 토크계수, 너트회전각, 체결축력이었다. 본 연구 실험결과를 토대로 온도변수(-10℃, 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃ 조건)를 고려한 고력볼트 종류별로 TS 고력볼트의 축력예측 회귀분석 식, 육각 고력볼트와 ASTM A490 고력볼트의 토크예측 회귀분석 식을 각각 개발하였다. 둘째, KBC code에서 명시되지 않은 고력볼트 미끄럼한계 접합부의 표면변수에 따라 미끄럼계수, 미끄럼하중을 실험적으로 평가하였다. 고력볼트 이음부의 미끄럼내력평가에 적용되었던 모재와 덧판은 SM490A를 대상으로 하였다. 미끄럼 표면변수는 밀 스케일, 광명단 페인트, 무기질 아연도장, 블라스트, 녹 5종류로 선정하였다. 미끄럼 계수 산정을 위한 정적 인장실험결과를 통해 국외의 규준과 본 연구결과의 비교 분석하였고, 한국형 고력볼트 접합의 미끄럼계수 제정의 기초자료를 마련하고 미끄럼 계수 기준을 제시하였다. 더불어 도장을 갖는 미끄럼표면의 경우, 무기질 아연도장, 광명단페인트의 도장두께별 미끄럼계수를 추가 제시하였다. 무기질 아연도장 표면조건의 경우는 0.42, 광명단페인트 표면조건의 경우는 0.21이었다. 셋째, 체결후 고력볼트는 외력에 의존하지 않고도 축력이완이 발생하고, 접합부의 표면조건에 따라서 크게 축력이완율이 달라지는 것으로 알려져 있으나 그 축력이완율의 정도 또는 축력이완에 관한 정량적 판정기준을 확인할 수 없어, 이에 관한 결과와 판정기준을 제시하였다. 이를 위해 1,000시간과 744시간동안 고력볼트 미끄럼한계 접합부 장기축력이완 시험을 수행하고 그 결과를 평가하였다. 평가대상 표면변수는 미끄럼계수 산정시험변수와 동일한 5종류였다. 또한, 도장표면의 경우는 장기축력이완율이 도장 이완율이 크고, 다양하였다. 도장조건의 대표적인 경우로 무기질 아연도장 두께별(평균 96 ㎛, 168㎛,, 226㎛) 크리프에 관한 곡선3차 회귀분석 식을 도출하고, 고력볼트의 장기축력예측에 관한 수식을 개발하였다.
It is generally known that temperature, wind, and moisture depend on the condition of the environment at the site, whereas the grip length of a bolt depends on how it is made by the manufacturer. In a case in which the pintail of a bolt is sheared off physically, it is difficult to assume the direct...
It is generally known that temperature, wind, and moisture depend on the condition of the environment at the site, whereas the grip length of a bolt depends on how it is made by the manufacturer. In a case in which the pintail of a bolt is sheared off physically, it is difficult to assume the direct tension induced into the bolt in the field because the deviation of the required tension occurs under both differing environmental conditions and differing grip lengths during the clamping process. In this study, it was planned to determine the quantitative equations of high strength bolts for clamping force subjected to temperature fluctuations from -10℃ to 50℃ The candidate bolts were composed of three kinds of bolts. a torque shear bolt on KS B 2819 and a hexagon bolt on KS B 1010. Based the test results, the suggestion by regression analysis is as follows : When the pintail of the shank was twisted off, the tension of the torque shear bolt dependent on temperatures follows the equation Ne=177+0.319×t. To reach the required tension at the field, 178kN, the torque of the hexagon bolt dependent on temperatures follows the equation Te=552–1.53×t . A slip critical joint has various values to adopt the proper slip coefficient on various conditions of faying surfaces in following codes: AISC, AIJ and Eurocode 3. However Korean Building Code still regulates the unique slip coefficient, 0.5 regardless of diverse faying conditions. In this study, the slip resistance test including five kinds of surface treatments were conducted to obtain the proper slip coefficients available to steel plate KS SM490A. The faying surfaces were comprised of clean mill, rust, red lead paint, zinc primer, and shot blast treatment. The candidates of high strength bolt were torque-shear bolt, torque-shear bolt with zinc coating, and ASTM A490 bolt. Based on test results, the specimens with shot blasted surface and rusted surface exhibited the slip coefficient as 0.61 and 0.5 respectively. It is reco㎜ended that the specimens with zinc primer exhibited ks.≥0.42. The clean mill treated surface were prominently lower values, 0.27. For red lead painted treatment, thickness of coating affected on the determinant of slip coefficient. It is required to establish the minimum of ks of 0.21, with coating thickness, 65㎛. For 1,000 hours relaxation of the specimen subjected to torque control bolts splices, the uncoated surfaces exhibited the loss of clamping force behind 3%, while the coated surfaces within a certain limited thickness exhibited the loss of clamping with a range between 4.71% and 8.37%. However, other specimen subjected to torque control bolts coated zinc splices, the loss of clamping force was much higher over 2 times than that of torque control bolts. Furthermore the relaxation rates of coated surface treatment were at least two times higher than those of no-coated surface treatment. The thicker the coating on faying surface was, the more the relaxation rate was. For zinc coated surface, the expected equations of long term relaxation forces subjected to creep of zinc coating were derived from the creep behavior suggested by regression analysis.
It is generally known that temperature, wind, and moisture depend on the condition of the environment at the site, whereas the grip length of a bolt depends on how it is made by the manufacturer. In a case in which the pintail of a bolt is sheared off physically, it is difficult to assume the direct tension induced into the bolt in the field because the deviation of the required tension occurs under both differing environmental conditions and differing grip lengths during the clamping process. In this study, it was planned to determine the quantitative equations of high strength bolts for clamping force subjected to temperature fluctuations from -10℃ to 50℃ The candidate bolts were composed of three kinds of bolts. a torque shear bolt on KS B 2819 and a hexagon bolt on KS B 1010. Based the test results, the suggestion by regression analysis is as follows : When the pintail of the shank was twisted off, the tension of the torque shear bolt dependent on temperatures follows the equation Ne=177+0.319×t. To reach the required tension at the field, 178kN, the torque of the hexagon bolt dependent on temperatures follows the equation Te=552–1.53×t . A slip critical joint has various values to adopt the proper slip coefficient on various conditions of faying surfaces in following codes: AISC, AIJ and Eurocode 3. However Korean Building Code still regulates the unique slip coefficient, 0.5 regardless of diverse faying conditions. In this study, the slip resistance test including five kinds of surface treatments were conducted to obtain the proper slip coefficients available to steel plate KS SM490A. The faying surfaces were comprised of clean mill, rust, red lead paint, zinc primer, and shot blast treatment. The candidates of high strength bolt were torque-shear bolt, torque-shear bolt with zinc coating, and ASTM A490 bolt. Based on test results, the specimens with shot blasted surface and rusted surface exhibited the slip coefficient as 0.61 and 0.5 respectively. It is reco㎜ended that the specimens with zinc primer exhibited ks.≥0.42. The clean mill treated surface were prominently lower values, 0.27. For red lead painted treatment, thickness of coating affected on the determinant of slip coefficient. It is required to establish the minimum of ks of 0.21, with coating thickness, 65㎛. For 1,000 hours relaxation of the specimen subjected to torque control bolts splices, the uncoated surfaces exhibited the loss of clamping force behind 3%, while the coated surfaces within a certain limited thickness exhibited the loss of clamping with a range between 4.71% and 8.37%. However, other specimen subjected to torque control bolts coated zinc splices, the loss of clamping force was much higher over 2 times than that of torque control bolts. Furthermore the relaxation rates of coated surface treatment were at least two times higher than those of no-coated surface treatment. The thicker the coating on faying surface was, the more the relaxation rate was. For zinc coated surface, the expected equations of long term relaxation forces subjected to creep of zinc coating were derived from the creep behavior suggested by regression analysis.
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