• Steel and Composite Structures
• /
• 제18권5호
• /
• pp.1305-1330
• /
• 2015

The successful application of the component-based approach - widely used to model structural joints - requires knowledge of the mechanical properties of the constitutive joint components, including an appropriate assembly procedure to derive the joint properties. This paper presents a component-method model for a structural joint component that is located in the tension zone of blind-bolted connections to concrete-filled tubular steel profiles. The model relates to the response of blind-bolts with headed anchors under monotonic loading, and the blind-bolt is termed the "Extended Hollo-bolt". Experimental data is used to develop the model, with the data being collected in a manner such that constitutive models were characterised for the principal elements which contribute to the global deformability of the connector. The model, based on a system of spring elements, incorporates pre-load and deformation from various parts of the blind-bolt: (i) the internal bolt elongation; (ii) the connector's expanding sleeves element; and (iii) the connector's mechanical anchorage element. The characteristics of these elements are determined on the basis of piecewise functions, accounting for basic geometrical and mechanical properties such as the strength of the concrete applied to the tube, the connection clamping length, and the size and class of the blind-bolt's internal bolt. An assembly process is then detailed to establish the model for the elastic and inelastic behaviour of the component. Comparisons of model predictions with experimental data show that the proposed model can predict with sufficient accuracy the response of the component. The model furthers the development of a full and detailed design method for an original connection technology.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권1A호
• /
• pp.67-74
• /
• 2006

장대교량 건설의 증가와 강교량의 합리화 추세에 따라 최근 후판 강재의 사용이 늘어가고 있다. 후판 부재의 현장이음에서는 M30 고장력볼트와 같은 대형볼트의 사용이 불가피하나 현재 국내 시방기준에는 대형볼트의 사용에 대한 규정이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대형볼트인 M30 고장력볼트의 사용성을 검토할 목적으로 볼트의 크기와 부재의 판두께를 변수로 하여 릴렉세이션과 미끄러짐 거동을 시험적으로 분석하였다. 또한, 유한요소해석을 통하여 판두께의 차이에 따른 내부압축응력을 분석하였으며, 이를 볼트축과 볼트구멍 내벽에 부착한 변형률게이지로부터 얻어진 응력분포와 비교하였다. 그 결과 M30 고장력볼트를 사용한 경우에도 릴렉세이션은 10%를 초과하지 않았으며, 미끄러짐 계수도 시방기준을 초과하는 충분한 내력을 확보하는 것으로 나타나 사용상에 문제가 없는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권6호통권73호
• /
• pp.737-745
• /
• 2004

최근 구조물의 정확한 해석을 위하여 접합부의 강성에 반강접 개념이 도입되고 있다. 우리나라의 경우 반강접 접합부의 실험과 이론해석에 대한 연구가 산발적으로 진행되고 있으며, 체계적인 강구조설계를 진행할 정도의 연구성과를 내지는 못 한 상태이다. 그래서 스플릿-티(Split-Tee)를 이용한 접합부의 설계는 국내의 강종과 하중특성을 고려되지 못한 선진국의 연구자료에 의존하고 있는 실정이다. 본 논문은 F10T 고력볼트를 사용한 스플릿-티 접합부의 반강접 특성을 파악하고자, 기둥-보 접합부에 대한 반강접 연구 이전 단계로서 스플릿-티 인장접합부의 구조성능과 변형특성에 대해 실험을 통하여 규명하고자 한다. 플랜지 두께, 도장, 초기도입축력 및 하중가력패턴을 실험변수로 하였으며, 총 20개의 실험체를 제작하여 300ton UTM으로 인장실험을 수행하였다. 각 변수에 따른 스플릿-티 인장 접합부의 구조성능과 거동을 평가하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.8-15
• /
• 2012

고력볼트의 초기 체결력은 미끄럼표면조건에 따라, 일정시간이 경과될 때까지, 축력저하가 발생한다. 이 연구는 미끄럼접합부 표면에 도장이 되어있는 경우, 도장의 크리프현상에 따른 축력저하에 관한 예측 모델을 찾는 것이다. 이 실험연구 범위는 무기질 아연 프라이머로 도포된 볼트접합부의 장기축력저하에 한정한다. 실험에 적용된 볼트종류는 다크로 도포된 토크쉬어 볼트이다. 대상 표면의 도막 두께는 각각 96, 168, $226{\mu}m$ 이었다. 도막두께가 증가될수록, 초기 체결이후 축력이완율은 도막의 크리프 때문에 10%에서 18%로 증가되었다. 장기축력예측을 위한 정량적인 모델은 도막두께에 따른 크리프 스트레인과 경과된 시간사이에 회귀분석 결과로 얻어진다. 이 실험연구를 통해 미끄럼표면 도막의 크리프 거동특성을 알 수 있다면, 일정시간 경과후 고력볼트 체결력은 초기 체결력으로부터 구할 수 있다. 본 실험결과를 근거로 각 도막두께에 대한 장기축력이완이후의 고력볼트 체결력에 관한 정량적인 수식을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.129-137
• /
• 2020

건축구조용 강종을 사용한 고력볼트 보 이음부 설계시 연결판 강종을 어떻게 결정할 것인가에 대해 적절한 강종 선택 기준 제시가 필요한 상황이다. 본 연구는 이를 위한 기초 연구 단계로 보 부재 고력볼트 이음부 플랜지를 모사한 인장실험체에 대한 정적가력실험을 통해 건축구조용 강종 적용 유무에 따른 인장거동 차이를 평가하고, 그 결과를 후속 연구에 활용하는데 목적이 있다. 이를 위해 이음부 내력 및 거동에 영향을 미칠 것으로 예상되는 플랜지 및 연결판의 두께와 강종 및 강도를 주요 변수로 실험체를 설계 및 제작하였다. 총 48개 실험체에 대한 인장실험결과 모든 실험체에서 공칭강도를 적용한 설계인장강도를 충분히 상회하는 인장하중 저항능력을 나타냈으며 연결판 설계강도가 플랜지 판 설계강도의 1.25배를 상회할 경우 플랜지 판의 파단에 따른 종국 상태 도달 가능성이 지배적인 것으로 나타났다. 그리고 플랜지 강종의 변화에 따른 최대인장하중의 변화는 그리 크지 않은 것으로 나타났으나 변형에서는 차이가 나타났다. 그리고 실험 결과 보 부재의 강종과 연결판 두께가 이음부 거동에 영향을 미치는 주요 인자로 확인 되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제36권1호
• /
• pp.69-78
• /
• 2008

국내산 낙엽송 집성재 볼트, 드리프트 핀 접합부의 내력성능평가를 위해 인장형 전단강도시험을 실시하였다. 인장형 전단시편은 강판삽입형 볼트, 드리프트 핀 접합부 시편과 강판측재형 볼트접합부시편으로 제작하였다. 실험에 사용된 볼트와 드리프트 핀의 직경은 12, 16, 20 mm였다. 시편의 접합구멍은 끝면거리 5, 7 d로 제작하였고 인장하중은 섬유평행방향으로 가하였다. 끝면거리에 따른 접합부의 내력성능을 검토하고 Larsen의 항복추정식을 통해 항복하중을 실측항복하중과 비교하였다. 설계표준 시 끝면거리 7 d의 항복하중을 기준으로 5 d의 저감계수를 산출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 강판삽입형 접합부에서 드리프트 핀 접합부의 평균최대하중은 직경이 증가함에 따라 볼트 접합부보다 3~30% 정도 크게 나타났다. 볼트 접합부의 경우 강판측재형의 평균최대하중은 강판삽입형보다 1.54~2.07배 크게 나타났다. 동일 직경에서 끝면거리 7 d의 평균최대하중이 5 d보다 8~44% 정도 크게 나타났다. 2. 강판삽입형 접합부의 지압응력은 드리프트 핀 접합부가 볼트보다 1.16~1.41배 더 크게 나타났으며, 7 d가 5 d보다 1.37~1.86배 크게 나타났다. 또한 드리프트 핀 접합부의 세장비는 7.5 이하, 강판삽입형 볼트 접합부의 세장비는 6 이하에서 양호한 내력성능을 보였다. 3. 실측 항복하중과 Larsen이 제안한 항복하중 추정식에 의해 얻어진 항복하중값의 비는 강판삽입형 접합부의 경우 0.80~1.10, 강판측재형 접합부는 0.75~1.46이었다. 4. 끝면거리 7 d의 항복하중을 기준으로 강판삽입형 볼트접합부의 경우 12 mm 접합부의 저감계수(Ke)는 0.89, 16 mm는 0.93, 20 mm는 0.85였다. 강판삽입형 드리프트 핀 접합부의 경우 12 mm는 0.89, 16 mm는 0.93, 20 mm는 0.93이었다. 강판측재형 직경 12 mm 볼트접합부의 저감계수는 0.79, 16 mm는 0.80이었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제36권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2008

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.