볼트 간격에 따른 국내산 낙엽송 집성재 이중 볼트접합부의 내력성능을 검토하기 위하여 휨 type 전단강도실험을 실시하였다. 전단시편은 강판삽입형 볼트접합부 시편으로서 볼트구멍은 볼트직경(12 mm, 16 mm), 볼트 개수(단일 볼트 : Control, 이중 볼트), 볼트 열 방향(섬유평행 : Type-A, 섬유직교 : Type-B) 그리고 볼트 간격(Type-A : 4 d, 7 d, Type-B : 3 d, 5 d)을 달리하여 제작하였다. 조건에 따른 볼트접합부의 강도성능과 파괴형상을 비교, 검토하였다. 설계표준(KBCS, 2000)시 볼트간격이 감소된 기준허용전단내력에 대한 저감계수를 산출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 단일 볼트접합부와 Type-A의 이중 볼트접합부의 볼트 한 개당 지압응력은 볼트의 직경, 볼트 간격과 비례 관계를 보여주었다. Type-B의 지압응력은 볼트의 직경이 증가할 때 감소하였고, 볼트 간격이 증가할 때 2~10% 정도 감소하였다. 2) 단일 볼트접합부와 Type-A의 이중 볼트접합부의 파괴형상은 연단거리 방향으로 할렬파단이 일어났다. Type-B의 경우 볼트간격이 3 d일 때 인장부위 볼트가 압축부위 볼트보다 더 굴곡되었고 인장부위볼트에서 할렬파단이 시작되었다. 5 d 시편의 경우 인장부위와 압축부위 볼트의 굴곡은 비슷하게 나타났으며, 압축부위볼트에서 할렬파단이 시작되었다. 3) 설계표준시 기준볼트 간격(Type A : 7 d, Type B : 5 d)에 따른 항복하중을 무차원화시켜 저감계수를 산출하였다. 12 mm 볼트접합부의 경우 Type-A인 볼트 간격 4d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 각각 0.87, 0.55였고 Type-B인 볼트 간격 3 d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.91, 0.55였다. 16 mm 볼트접합부의 경우 Type-A인 볼트 간격 4 d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.96, 0.76이었고 Type-B인 볼트 간격 3 d, 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.91, 0.77이었다.
볼트 간격에 따른 국내산 낙엽송 집성재 이중 볼트접합부의 내력성능을 검토하기 위하여 휨 type 전단강도실험을 실시하였다. 전단시편은 강판삽입형 볼트접합부 시편으로서 볼트구멍은 볼트직경(12 mm, 16 mm), 볼트 개수(단일 볼트 : Control, 이중 볼트), 볼트 열 방향(섬유평행 : Type-A, 섬유직교 : Type-B) 그리고 볼트 간격(Type-A : 4 d, 7 d, Type-B : 3 d, 5 d)을 달리하여 제작하였다. 조건에 따른 볼트접합부의 강도성능과 파괴형상을 비교, 검토하였다. 설계표준(KBCS, 2000)시 볼트간격이 감소된 기준허용전단내력에 대한 저감계수를 산출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 단일 볼트접합부와 Type-A의 이중 볼트접합부의 볼트 한 개당 지압응력은 볼트의 직경, 볼트 간격과 비례 관계를 보여주었다. Type-B의 지압응력은 볼트의 직경이 증가할 때 감소하였고, 볼트 간격이 증가할 때 2~10% 정도 감소하였다. 2) 단일 볼트접합부와 Type-A의 이중 볼트접합부의 파괴형상은 연단거리 방향으로 할렬파단이 일어났다. Type-B의 경우 볼트간격이 3 d일 때 인장부위 볼트가 압축부위 볼트보다 더 굴곡되었고 인장부위볼트에서 할렬파단이 시작되었다. 5 d 시편의 경우 인장부위와 압축부위 볼트의 굴곡은 비슷하게 나타났으며, 압축부위볼트에서 할렬파단이 시작되었다. 3) 설계표준시 기준볼트 간격(Type A : 7 d, Type B : 5 d)에 따른 항복하중을 무차원화시켜 저감계수를 산출하였다. 12 mm 볼트접합부의 경우 Type-A인 볼트 간격 4d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 각각 0.87, 0.55였고 Type-B인 볼트 간격 3 d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.91, 0.55였다. 16 mm 볼트접합부의 경우 Type-A인 볼트 간격 4 d와 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.96, 0.76이었고 Type-B인 볼트 간격 3 d, 단일 볼트접합부의 저감계수는 0.91, 0.77이었다.
The lateral strength test of bending type was done to investigate the lateral capacity of the double bolt connection of domestic larix glulam according to bolt spacing. In the shear specimen, which is bolted connection in the inserted plate type, the hole of bolt was made, changing the diameter of b...
The lateral strength test of bending type was done to investigate the lateral capacity of the double bolt connection of domestic larix glulam according to bolt spacing. In the shear specimen, which is bolted connection in the inserted plate type, the hole of bolt was made, changing the diameter of bolt (12 mm and 16 mm), the number of bolt (single bolt : control and double bolt), the direction of bolt row (in parallel to grain : Type-A and in perpendicular to grain : Type-B) and the bolt spacing (Type-A : 4 d and 7 d and Type-B : 3 d and 5 d). Lateral capacity and failure mode of bolt connection were compared according to conditions. In prototype design (KBCS, 2000), the reduction factor of the allowable shear resistance that the bolt spacing is reduced was calculated. The results were as follows. 1) Bearing stress per bolt in the single and double bolt connection of Type-A was directly proportional to bolt diameter and bolt spacing. Bearing stress of Type-B decreased as bolt diameter was increased, and decreased by 2~10% when bolt diameter was increased. 2) In the single bolt connection and the double bolt connection of Type-A, the splitted failure was formed in the edge direction. When the bolt spacing was 3 d in Type-B, bolt was yielded more in the part of tension than in the part of compression, and the splitted failure started at the bolt in the part of tension. In the 5 d spacing specimen, the bolt in the part of tension was yielded similarly to bolt in the part of compression, and the splitted failure started in the part of compression. 3) In the prototype design, the reduction factor was calculated by non-dimensionizing the yielding load in the standard of bolt spacing (Type A : 7 d and Type B : 5 d). In 12 mm bolt connection, the reduction factor of bolt spacing 4 d (type-A) and single bolt connection was 0.87 and 0.55, respectively, and the reduction factor of bolt spacing 3 d (Type-B) and single bolt connection was 0.91 and 0.55, respectively. In 16 mm bolt connection, the reduction factor of bolt spacing 4 d (type-A) and single bolt connection was 0.96 and 0.76, respectively, and the reduction factor of bolt spacing 3 d (Type-B) and single bolt connection was 0.91 and 0.77, respectively.
The lateral strength test of bending type was done to investigate the lateral capacity of the double bolt connection of domestic larix glulam according to bolt spacing. In the shear specimen, which is bolted connection in the inserted plate type, the hole of bolt was made, changing the diameter of bolt (12 mm and 16 mm), the number of bolt (single bolt : control and double bolt), the direction of bolt row (in parallel to grain : Type-A and in perpendicular to grain : Type-B) and the bolt spacing (Type-A : 4 d and 7 d and Type-B : 3 d and 5 d). Lateral capacity and failure mode of bolt connection were compared according to conditions. In prototype design (KBCS, 2000), the reduction factor of the allowable shear resistance that the bolt spacing is reduced was calculated. The results were as follows. 1) Bearing stress per bolt in the single and double bolt connection of Type-A was directly proportional to bolt diameter and bolt spacing. Bearing stress of Type-B decreased as bolt diameter was increased, and decreased by 2~10% when bolt diameter was increased. 2) In the single bolt connection and the double bolt connection of Type-A, the splitted failure was formed in the edge direction. When the bolt spacing was 3 d in Type-B, bolt was yielded more in the part of tension than in the part of compression, and the splitted failure started at the bolt in the part of tension. In the 5 d spacing specimen, the bolt in the part of tension was yielded similarly to bolt in the part of compression, and the splitted failure started in the part of compression. 3) In the prototype design, the reduction factor was calculated by non-dimensionizing the yielding load in the standard of bolt spacing (Type A : 7 d and Type B : 5 d). In 12 mm bolt connection, the reduction factor of bolt spacing 4 d (type-A) and single bolt connection was 0.87 and 0.55, respectively, and the reduction factor of bolt spacing 3 d (Type-B) and single bolt connection was 0.91 and 0.55, respectively. In 16 mm bolt connection, the reduction factor of bolt spacing 4 d (type-A) and single bolt connection was 0.96 and 0.76, respectively, and the reduction factor of bolt spacing 3 d (Type-B) and single bolt connection was 0.91 and 0.77, respectively.
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제안 방법
본 실험에서는 볼트직경, 볼트개수, 볼트 열 방향, 볼트 간격에 따른 강도성능을 비교하기 위해 공시 재료의 조합형태를 실제 집성재 제작 시 효율적인 조합형태로 하여 균일하게 시편을 제작하였다. 집성재는 적층수 5 ply로 120 mm x 150 mm x 3, 600 mm 이었다.
현재 국산재인 구조용 낙엽송집성재 접합부의 볼트 간격에 따른 접합부의 내력성능 평가는 미비하다. 본 연구는 휨 type 전단실험으로 강판삽입형 이중 볼트접합부의 볼트 간격을 달리하여 내력성능을비교하였다. 볼트구멍은 볼트직경, 볼트개수, 볼트열 방향 그리고 볼트 간격을 달리하여 제작하였다.
볼트구멍은 볼트직경, 볼트개수, 볼트열 방향 그리고 볼트 간격을 달리하여 제작하였다. 볼트 간격에 따른 강도특성과 파괴형상을 비교하였고, 건축구조설계기준(KBCS, 2000)에서 제안하는볼트 간격 이하의 경우 기준항복내력에 대한 저감계수를 산출하였다.
본 연구는 휨 type 전단실험으로 강판삽입형 이중 볼트접합부의 볼트 간격을 달리하여 내력성능을비교하였다. 볼트구멍은 볼트직경, 볼트개수, 볼트열 방향 그리고 볼트 간격을 달리하여 제작하였다. 볼트 간격에 따른 강도특성과 파괴형상을 비교하였고, 건축구조설계기준(KBCS, 2000)에서 제안하는볼트 간격 이하의 경우 기준항복내력에 대한 저감계수를 산출하였다.
유압하중장치 및 컴퓨터 제어가 가능한 데이터로그(TDS303)를 사용하여 하중 및 변형을 측정하였다.
2 mm 로 시편의 파괴가 10〜15분 내에 일어나도록 설정하였다(ASTM D 5652 - 95). 하중부위의 변형(①-C) 과 접합부의 변형(②, ③-E)을 알아보기 위하여 Fig.2와 같이 50 mm 변위계를 부착시켜 변형을 측정하였다.
휨 Type 전단강도실험은 지점간거리 290 mm로중앙집중하중을 가하였다. 하중속도는 분당 0.
대상 데이터
3 d (Type B)로 시편을 제작하였다. 시편의 개수는 각 조건 당 5본씩 총 60본이었다.
제작된 집성재는 길이방향 450 mm로 절단하여 12 mm 볼트접합부 시편으로 제작하였고, 길이방향 500 mm로 절단하여 16 mm 볼트접합부 시편을 제작하였다. 절단된 시편은 두께방향(150 mm)의 센터에 10 mm 슬릿(slit)을 내어 강판을 삽입하여 볼트로 접합하였다.
집성재 제작용 라미나는 무종접합 일본잎갈나무 (낙엽송 : Larix kaempferi Carr.) 제재판으로서 120 mm * 30 mm x 3600 mm이었다. 제재판의 평균함수율은 12%, 평균비중은 0.
집성재는 적층수 5 ply로 120 mm x 150 mm x 3, 600 mm 이었다.
성능/효과
2. 파괴형상 비교
비교시편의 파괴형상은 연단거리 방향으로 집성재가 순간적인 할렬파단이 일어났다
. Type A의 파괴형상은 연단거리 방향으로 집성재가 할렬되면서 다음 볼트까지 할렬파단이 전이되었다(Fig.
6이다. 실험을 통해 얻어진 저감계수는 목구조 설계기준에서 제안한 저감계수보다 크게 나타났으며, Type A의 12 mm 이중볼트접합부의 경우 저감계수가 다른 시편에 비해 작게 나타났다.
참고문헌 (11)
？American Society of Testing Materials. 2000. ASTM D 5652-95. Standard Test Methods for bolted Connections in Wood and Wood-Based Products.
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