• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권3호
• /
• pp.407-426
• /
• 2022

Superior to traditional welded studs, high strength friction-grip bolted shear connectors facilitate the assembling and demounting of the composite members, which maximizes the potential for efficiency in the construction and retrofitting of new and old structures respectively. Hence, it is necessary to investigate the structural properties of high strength friction-grip bolts used in steel concrete composite beams. By means of push-out tests, an experimental study was conducted on post-installed high strength friction-grip bolts, considering the effects of different bolt size, concrete strength, bolt tensile strength and bolt pretension. The test results showed that bolt shear fracture was the dominant failure mode of all specimens. Based on the load-slip curves, uplifting curves and bolt tensile force curves between the precast concrete slab and steel beam obtained by push-out tests, the anti-slip performance of steel-concrete interface and shear behavior of bolt shank were studied, including the quantitative analysis of anti-slip load, and anti-slip stiffness, frictional coefficient, shear stiffness of bolt shank and ultimate shear capacity. Meanwhile, the interfacial anti-slip stiffness and shear stiffness of bolt shank were defined reasonably. In addition, a total of 56 push-out finite element models verified by the experimental results were also developed, and used to conduct parametric analyses for investigating the shear behavior of high-strength bolted shear connectors in steel-concrete composite beams. Finally, on ground of the test results and finite element simulation analysis, a new design formula for predicting shear capacity was proposed by nonlinear fitting, considering the bolt diameter, concrete strength and bolt tensile strength. Comparison of the calculated value from proposed formula and test results given in the relevant references indicated that the proposed formulas can give a reasonable prediction.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권10호
• /
• pp.2831-2836
• /
• 2009

고장력볼트를 이용한 강부재의 연결부에서 마찰력을 초과하는 설계하중이 작용하여 미끄럼이 발생하는 점을 기점으로 볼트와 모재의 전단강도 및 지압강도에 의해 설계하중을 지지하게 된다. 미끄럼량은 볼트의 장력, 접촉면의 마찰계수, 모재구멍내에서 볼트의 위치에 따라 결정되어 질 수 있다. 본 연구에서는 모재 및 덮개판에 대하여 볼트구멍의 크기를 변화시켜 제작된 고장력볼트 체결부에 순수굽힘과 인장력이 작용하는 경우 표준공과 과대공에 따른 미끄럼을 측정하고 비교분석하였다. 표준공을 가지는 경우보다 과대공을 가지는 경우에 $74\sim94%$ 작은 하중에서 미끄럼이 발생하였다. 인장력을 받는 부재에서는 과대공치수가 클수록 미끄럼 하중비가 작게 나타났으며 모재의 과대공치수가 덮개판의 과대공치수보다 미끄럼하중변화와 연관성이 많은 것으로 나타났다.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제49권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

To measure the sensitivity of the hydrogen embrittlement from plated high strength bolts (SWCH18A, F11T), the bolt was stressed by a corresponding to the amount of tensile strain of 5% and 20%, and then the bolt developed a crack on the surface. The bolt that didn't have concentrated hydrogen, even though it was stressed by a corresponding the amount of tensile strain of 5% and 20%, no crack developed. However, the bolt that had concentrated hydrogen, developed cracks from the thread crest to the root. It is impossible to measure the hydrogen amount from plated high strength bolts using Hydrogen-Determinator, because of the limitation of the minimum sample size (about 1g as a mass or $5{\times}5{\times}5 mm^3$ as a volume). Therefore, the sensitivity of hydrogen embrittlement can be measured by observing the presence of cracks on the surface of plated high strength bolts which are stressed by a corresponding to the amount of tensile strain of 5% and 20%.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권8호
• /
• pp.2055-2061
• /
• 2009

고장력볼트 마찰이음에서 모재 및 덮개판을 과대공 제작하였을 경우 연결부의 내하력에 다소의 변화가 발생 될 수 있다. 본 논문에서는 고장력볼트 마찰이음에서 표준공과 과대공에 따라 미끄럼하중과 미끄럼계수의 변화를 파악하기 위하여 정적인장시험을 실시하였다. 정적인장시험결과 모재 및 덮개판의 과대공 제작에 따라 미끄럼계수의 변화가 다소 발생하였으나 이를 정형화시키기에는 다소 무리가 따랐으며, 미끄럼강도는 표준공 제작시의 값과 과대공제작시의 값이 최대 26%의 차이를 나타내었다. 그러나 이는 설계미끄럼강도를 초과하기 때문에 사용하중하에서 연결부의 사용성에 미치는 영향이 미약하므로 강부재 제작시 부득이하게 발생할 수 있는 과대공에 따른 규정을 보다 유연하게 적용시킨다면 구조물의 설계 및 시공시 효율성과 경제성 증대의 효과가 기대된다고 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권2A호
• /
• pp.165-170
• /
• 2008

각국의 강구조물 시공현장에서 사용되고 있는 고장력볼트의 인장강도는 일반적으로 1,000 MPa급이 주종을 이루고 있으나, 고강도강과 극후판의 개발과 교량 지간의 장대화로 인하여 강도가 큰 새로운 볼트 개발이 요구되고 있다. 한편, 반복적인 하중이 작용하는 곳에서 인장연결부에 사용되는 고장력볼트에 인장피로파괴 사례가 발생되고 있으나 아직까지 우리나라에서는 이에 대한 이론 및 실험적인 연구가 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현재 일반적으로 사용하고 있는 F8T, F10T볼트와 새로이 개발된 F13T, F13T-N볼트에 대해서 인장피로실험을 수행하였다. 고장력볼트에 대한 피로강도평가는 반복횟수 200만회에 95% 하한신뢰도분석을 하여 수행하였고, 이를 기초로 3가지의 피로강도 기준안을 제시하였다. 또한, KS나사형상의 볼트와 새로이 제안된 나사선 형상의 볼트에 대한 피로강도에 대해서 비교 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제24권6호
• /
• pp.643-658
• /
• 2017

High strength preloadable bolt assemblies are commonly adopted in beam-to-column bolted connections. Nowadays, two systems of high strength preloadable grade 10.9 bolt assembly are recommended in Europe for structural applications, namely HR and HV, which are characterized by different failure modes. Recently, experimental tests performed on HR and HV bolt assemblies highlighted that the type of bolt assembly may significantly influence the joint response. Therefore, the accuracy of numerical modelling of bolt assemblies is crucial to simulate effectively the non-linear behaviour of bolted joints with either failure mode 2 or mode 3 of the bolt rows. In light of these considerations, this present paper describes and discusses some modelling criteria for both HR and HV bolts to be implemented in 3D finite element models by finite element analysis and structural designers. The comparison between the calibrated models and experimental results shows the accuracy of the proposed assumptions in simulating all stages of assembly tensile response.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.2402-2408
• /
• 2009

고장력볼트를 이용한 강부재의 체결에서 모재 및 덮개판의 과대공으로 인한 단면결손이 체결부에서 내하력의 저하가 우려되어 정적 인장시험을 실시하였다. 인장시험을 통하여 구해진 체결부의 파단시 최대하중을 단면결손율 및 설계강도와 비교하여 체결부의 내하력 변화를 파악하였다. 이에 따르면 단면결손율이 클수록 강도저하율이 컸으며 특히, 모재의 단면결손이 덮개판의 단면결손보다 강도저하에 대한 영향이 훨씬 큰 것으로 나타났다. 모재 및 덮개판을 과대공으로 제작한 고장력볼트 체결부는 표준공의 경우보다 내하성능이 다소 저하되었지만 파단시의 최대인장강도는 설계파단강도보다 15%이상 크게 나타났다. 본 연구에서는 과대공으로 제작된 고장력볼트 체결부에서 내하력저하에 미치는 영향이 미미하므로 강부재의 체결시공에 있어 과대공의 허용은 경제성과 효율성의 고취에 기여할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제45권4호
• /
• pp.605-619
• /
• 2022

The tensile behavior of the Thread-fixed One-side Bolt (TOB) at high temperatures was studied using the Finite Element Modeling (FEM) to explore the structural responses that could not be measured in tests. The accuracy of the FEM was verified using the test results from the failure mode, load-displacement curve as well as yielding load. Three typical failure modes of TOB connected T-stubs were observed, which were the Flange Yielding (FY), the Bolt Failure (BF) and the Coupling Failure mode (CF). The influence of the flange thickness tb and the temperature θ on the tensile behavior of the T-stub were discussed. The initial stiffness and the yielding load decreased with the increase of the temperature. The T-stubs almost lost their resistance when the temperature exceeded 700℃. The failure modes of T-stubs were mainly decided by the flange thickness, which relates to the anchorage of the hole threads and the bending resistance of flange. The failure mode could also be changed by the high temperature. Design equations in EN 1993-1-8 were modified and verified by the FEM results. The results showed that these equations could predict the failure mode and the yielding load at different temperatures with satisfactory accuracy.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.127-134
• /
• 2011

고력볼트 길이-직경비가 5d 이상인 경우, 시험을 통한 결과를 활용하여 현장에서 볼트 체결을 하도록 권고하고 있을뿐 길이-직경비에 따른 별도의 규정 및 지침은 없다. 국내에서는 고력볼트 체결법으로 너트회전법이 아닌 토크관리법이 적용하고 있고 최근에는 KS B 2819의 '구조물용 토크-전단형 고장력 볼트'(이하, TS 고력볼트)가 주로 사용되고 있기 때문에 길이 인자에 따른 규정이 국외 기준에 비해 미비한 것이 현실이다. 따라서, 본 논문에서는 TS 고력볼트의 길이인자에 따른 적정 축력 도입을 위한 소요 너트회전각 및 토크를 분석하여 길이변수에 따른 특성을 평가하고자 한다. 실험결과의 분석에서는 통계분석 프로그램 Minitab을 활용하여 길이변수에 대한 유효성을 정량적으로 분석했다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.411-418
• /
• 2024

연구목적: 본 연구에서는고인장 합금재를 활용하여 기존 철근콘크리트 기둥의 내진성능 향상이 가능한 새로운 형식의 볼트 체결식 내진보강재를 개발하고자 한다. 연구방법: 고인장 합금재인 SUS304 및 일반 구조용 강재인 SS275를 이용하여 T형 단면 강판을 제작하고 이를 SCM435의 고장력 볼트로 체결한 내진보강재 실험체를 제작하여 휨 실험을 통해 재료적 특성이 내진 보강성능에 미치는 영향에 대해 비교 분석한다. 연구결과: SUS304를 사용한 실험체가 7% 높은 최대 강도와 22% 높은 항복 강도를 보이며, 360MPa 더 높은 압축응력을 나타낸다. 또한 중립축의 변화도 더 미소하여 더 우수한 내력을 가진 것으로 판단된다. 결론: 동일한 단면에서 SUS304를 사용한 내진보강재가 휨 강도, 항복강도, 인장강도, 중립축 변화, 연성능력 측면에서 더 우수한 것으로 판단되며 추후 연구에서 철근콘크리트 기둥 실물 실험체에 적용함으로써 기둥-보강재간 일체 거동에 대한 실험이 필요하다고 사료된다.