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[국내논문] 고장력볼트 T-인장이음의 정적내력에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Static Load Capacity of T-Type Tension Joints with High Tension Bolt 원문보기

韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.27 no.1, 2015년, pp.53 - 61  

이승용 (한국교통대학교, 토목공학과) ,  최준혁 (부천대학교, 토목과) ,  김경태 (한국교통대학교, 토목공학과)

초록
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인장이음은 고장력 볼트의 체결력과 모재 그리고 고장력 볼트의 내력을 직접적으로 활용하고, 볼트구멍의 가공수나 체결개소의 감소, 피로저항성 등에 있어 유리하며 때문에 역학적으로 매우 효율적인 연결이다. 이러한 인장이음은 교량의 거더와 가로보의 이음, 주탑의 수평이음, 보-기둥 연결부, 바닥판 단부 2차부재 연결부, 브라켓 등에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 인장이음의 역학적 거동을 파악하기 위해서 T-인장이음에 대한 정적실험을 수행하였다. 시험변수는 고장력 볼트의 직경, 플렌지 두께 및 체결력 감소이며, 인장이음의 파괴양상과 내력, 플랜지 두께와 고장력 볼트의 직경의 영향, 체결력의 영향에 대해 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The tension type joint is a mechanically very efficient connection method, as it directly uses the load capacity of base metal or high tension bolt, the reduction of the number of drilling hole and fastening and the fatigue resistance. It is applied to the joint of girder and cross beam, horizontal ...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 인장이음의 장점이라 할 수 있는 고장력 볼트 또는 인장재 내력의 효율적 활용, 제작 및 가설단계에서의 가공 및 체결 개소의 감소에 따른 경제성 향상 그리고 이음부의 피로저항성 향상 등을 활용하고 인장이음이 강교량 이음형식의 하나로 적용될 수 있도록 함을 목적으로 하고 있다.
  • 이를 위한 인장이음의 기초적인 연구데이터의 확보를 위하여 인장이음의 기본 형식인 고장력 볼트 T 인장이음을 대상으로 인장이음의 내력과 거동 분석을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 시험변수는 강교량에서 일반적으로 적용되는 부재의 두께와 고장력 볼트의 직경이며 시험여건을 고려하여 선정하였다.
  • 정적실험은 부재 두께와 고장력 볼트 직경에 따른 인장이음의 파괴모드와 내력 그리고 내력 예측식의 적용성을 분석하기 위해 수행되었다. 고장력 볼트 인장이음 시험체의 제원을 Table 1에 나타내었다.

가설 설정

  • 2와 같이 정의한다. 고장력 볼트에 작용하는 하중은 볼트 머리에 의한 하중 전달의 영향을 고려하여 볼트 몸통의 중심에서 안쪽에 작용하는 것으로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
마찰력의 작용 방향과 하중 작용 방향이 다른경우, 사용하는 이음방법은 무엇인가? 마찰이음은 이음부의 접촉면에 발생되는 마찰력이 하중을 부담하는 것으로 마찰력의 작용 방향과 하중 작용 방향이 다를 경우 적용하기가 어렵다. 이러한 경우 이음은 주로 용접이음을 사용하지만 이음부에는 면외변형이나 피로 등에 의한 손상의 발생 가능성이 높아진다.
고장력 볼트에 의한 인장이음의 장점은 무엇인가? 고장력 볼트에 의한 인장이음은 하중의 작용 방향이 고장력 볼트의 축방향과 같으므로 인장하중을 직접적으로 전달할 수 있으며, 각각의 고장력 볼트의 인장내력을 최대한으로 활용할 수 있으므로 마찰이음에 비해 축력의 변동이 적고 효율이 높다고 할 수 있다. 또한, 볼트구멍의 가공수나 체결수의 감소로 경제적으로도 유리하고, 용접이음의 용접부에 내제되어 있는 결함요소도 배제할 수 있으므로 피로 저항성도 높다고 할 수 있다.
강교량의 부재 이음부에는 어떠한 형식이 적용될 수 있는가? 강교량의 부재 이음부에는 보-기둥 연결부의 Split-T 이음, L 이음, 앵글이음 등의 형식이 적용될 수 있으나 부재의 강성이 비교적 크고 주부재의 변형이나 동적하중을 받는 경우가 많기 때문에 기존의 보-기둥 연결부의 역학적 거동과 강교량의 거동 특성을 고려한 인장이음의 적용에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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참고문헌 (17)

  1. 日本鋼構造學協會 (2004) 橋梁用高力ボルト引張接合部設計指針, JSS IV 05-2004. Japanese Scociety of Steel Construction (2004), Recommendation for Design of High Strength Tensile Boltes Connections for Steel Bridges, JSS IV 05-2004 (in Japanese). 

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  5. Piluso, V., Faella, C., and Rizzano, G. (2001) Ultimate Behavior of Bolted T-Stubs. I: Theoretical Model, Journal of Structural Engineering, American Society of Civil Engineers, ASCE, Vol.127, No.6, pp.686-693. 

  6. Swanson, J.A. (2002) Ultimate Strength Prying Models for Bolted T-Stub Connections, Engineering Journal, Third Quarter, pp.136-147. 

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  16. 허종완(2013) 반복하중을 받는 볼트 연결부에 대한 역학적인 고등해석 모델의 개발, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제33권, 제1호, pp.101-113. Hu, J.W. (2013) Development of Advanced Mechanical Analysis Models for the Bolted Connectors under Cyclic Loads, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, Vol.33, No.1, pp.101-113 (in Koran). 

  17. 양재근, 백민창(2013) 고력볼트로 체결된 T-sub의 지레작용력 및 부재 접촉력 예측모델, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제25권, 제4호, pp.409-419. Yang, J. G. and Baek, M. C. (2013) Prediction Models for the Prying Action Force and Contact Force of a T-stub Fastened by High-Strength Bolts, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.25, No.4, pp.409-419 (in Korean). 

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