• 산업기술연구
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• 제9권
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• pp.21-28
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• 1989

For the study of the fatigue behavior, high-strength bolted connections on a small scale were manufactured, and carried on fatigue tests. Its experimental values were analysed by stress-fatigue life (S-N) curve. Three types of specimens : the base metal, the cireular hole and the welded sperimens had same net section were made. Through the same tests those experimental values were compared with those of the high-strength bolted conneetions. The results of these studies are as followings. It was found that the fatigue strength in $F_{n=100,000}$ and $F_{n=2,000,000}$ of the high-strength bolted conneetions were much more about 14% and 16% than that of the base metal specimen. It was thought that this trend was due to frictional force increasing fatigue strength. It was known that fatigue strength in $F_{n=100,000}$ and $F_{n=2,000,000}$ of the welded joints were less 29% and 21% than that of base metal specimen. It was thought that that trend was due to weld flaw. It was appeared that the fatigue strength in $F_{n=100,000}$ and $F_{n=2,000,000}$ of the high-strength bolted connections were much more about 38% and 30% than that of welded joint. It was thought that it was due to both frictional force increasing the fatigue strength in bolted connections and weld flaw decreasing the fatigue strength in welded connections. It was found that the fatigue strength in $F_{n=100,000}$ and $F_{n=2,000,000}$ of the B3 specimens were much more 2% and -2% than that of the B4 specimen. It was thought that that trend was due to the frictional force, which concerned with shape of specimen. It was known that the fatigue strength in $F_{n=100,000}$ and $F_{n=2,000,000}$ of the specimen with circular hole was less 61% and 65% than that of base metal. It was known that the allowable stress for bolted joint was higher than that of welded Joints. If that research is continued and more data are accumulated it can be expected that a basic pattern to provided the indicator of the fatigue design of the bolted connections of steel structures and persume the safety and lifeproof of existing structures is given.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.29-39
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• 2011

강구조물에서 접합부의 구조적 거동을 파악하기 위해서 국내외에서 많은 이론과 실험을 통한 연구가 진행되고 있다. 특히, 국내에서는 탄소강 ㄱ형강의 블록전단파단과 전단지체현상 등에 대한 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 오스테나이트계 스테인레스강 앵글의 하중방향의 연단거리와 볼트배열(1행 1열,1행 2열)을 주요변수로 실험체를 계획하여, 앵글 볼트 접합부의 파단형태와 면외변형의 영향을 조사한다. 또한, 현행 기준식에 의한 예측결과와 실험결과의 파단양상과 최대내력을 비교하고 면외변형으로 인한 내력저하정도를 평가한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권6호
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• pp.1189-1202
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• 2016

This paper describes an application of wavelet analysis for damage detection of a steel frame structure with bolted connections. The wavelet coefficients of the acceleration response for the healthy and loosened connection structure were calculated at each measurement point. The difference of the wavelet coefficients of the response of the healthy and loosened connection structure is selected as an indicator of the damage. At each node of structure the norm of the difference of the wavelet coefficients matrix is then calculated. The point for which the norm has the higher value is a candidate for location of the damage. The above procedure was experimentally verified on a laboratory-scale 2-meter-long steel frame. The structure consists of 11 steel beams forming a four-bay frame, which is subjected to impact loads using a modal hammer. The accelerations are measured at 20 different locations on the frame, including joints and beam elements. Two states of the structure are considered: healthy and damaged one. The damage is introduced by means of loosening two out of three bolts at one of the frame connections. Calculating the norm of the difference of the wavelet coefficients matrix at each node the higher value was found to be at the same location where the bolts were loosened. The presented experiment showed the effectiveness of the wavelet approach to damage detection of frame structures assembled using bolted connections.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.341-352
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• 2017

강구조물을 접합하는 대표적인 두 가지 방법으로는 용접접합과 볼트접합이 있다. 이중 잘 접합된 볼트접합은 지압메카니즘에 의한 강도상승과 연성거동을 기대할 수 있다. 이러한 볼트접합부의 연성능력을 충분히 활용하기 위해 본 연구에서는 합리적인 단일볼트접합부의 힘-변형관계 및 지압강도 산정식을 제안하고자 하였다. 볼트접합부의 경계조건 및 기하학적인 요소를 고려하여 체계적으로 단일볼트 실험을 수행하였다. 현행 설계기준의 볼트접합부의 지압강도 산정식의 모순점을 해결하기 위해 새로운 지압강도 설계식 및 변형한계 산정식을 제안하였다. 또한 접합부의 강성, 강도, 기하학적 조건 등을 반영할 수 있는 힘-변형관계식을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 지압강도식 및 힘-변형관계식은 현행설계기준보다 합리적으로 실험결과를 예측하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.24-29
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• 2008

수치해석 모델을 적용하여 다중 볼트 접합부의 거동을 해석하였다. 기본 모델로 축력-휨 요소를 가정하고 해석을 실시하였으며, 프레임재의 효과와 철물의 효과를 구분하여 해석을 실시하였다. 기존의 해석적인 방법은 볼트의 개수가 2개까지만으로 제한될 경우는 어느 정도 정확도를 보여 줄 수 있어서 많은 시간이 소요되는 수치해석적 방법보다 장점이 있을 수 있다. 하지만 현실적으로 사용되고 있는 현장의 조건은 그 이상의 볼트를 사용하고 있는 실정이다. 또한 현장에서 사용되고 있는 볼트의 배치 및 배열 형태를 기존의 해석적 방법을 적용하여 거동 분석을 실시한다는 것은 불가능하다. 이러한 현실 조건을 고려하여 볼트 접합부의 정확한 거동해석을 실시하기 위해서는 수치해석적 방법을 적용하는 방법 이외에는 대안이 없다. 다양한 다중 볼트 접합부에 대해 수치해석 모델을 적용한 결과 광범위하게 사용되고 있는 항복모델 등의 기존의 경험적 해석방법에 비해 현실적인 접합부 여건 반영이 수월하고 정확성에 있어서 우수함을 볼 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.327-338
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• 2006

강구조물의 대표적인 현장이음방식인 고장력볼트 마찰이음은 볼트 축력의 관리가 엄격하기 때문에 많은 노동력과 시간을 필요로 하며, 미끄러짐 하중을 기준으로 설계가 이루어져 볼트의 높은 전단강도를 유효하게 이용하지 못하고, 그 결과 소요 볼트수가 많아지는 단점이 있다. 따라서 고장력볼트 마찰이음의 단점을 보완하고, 지압이음의 장점을 살린 전단링을 사용한 새로운 이음방식을 개발하여 기존의 고장력볼트 마찰이음과 비교실험을 실시하고 해석적 연구를 실시하였다. 그 결과 전단링을 이용한 새로운 이음방식은 전단링의 높은 전단강도로 저항하기 때문에 기존의 마찰이음보다 이음부의 내력이 크게 향상되는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다. 한편 전단이음의 응력집중을 최소화하면서 최대의 연결강도를 유도하기 위해서는 전단링의 깊이 등의 설계 변수에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

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

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.139-146
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• 1994

볼트 접합부의 정확한 해석을 위하여 접합 요소와 볼트 요소 및 쉘 요소를 사용한 방법을 개발하였다. 접합면을 단순하게 이상화시키는 접합 요소와 장력을 갖는 볼트 요소를 도입하였고, 전체적인 계산과정은 2단계, 즉 제안된 방법에 의한 초기 강성의 결정과 뉴턴-랩슨법에 근거하는 호장법을 이용한 비선형 거동의 추적으로 구분하여 행함으로써 계산의 효율성을 증대시켰다. 앵글을 사용한 반강접 접합부와 모멘트 판을 사용한 접합부를 해석하여 기존 실험 및 해석과 비교함으로써 제안한 방법의 정확성과 적용성을 입증하였다. 또한 볼트 접합부의 정확한 해석을 위해서는 접합면에서 발생하는 미끄럼짐의 고려가 반드시 필요하며 접합부를 구성하는 판재의 3차원적인 변형의 해석도 무시할 수 없는 역할을 하는 사실을 보여주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권4호
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• pp.493-502
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• 2022

Shear lag phenomenon has long been considered in numerous structural codes; however, the AISC provisions have now no longer proposed any unique equation to calculate the shear lag ratio in bolted connections for angles in general. It is noticeable that, however, codes used in this case are largely conservative and need to be amended. A parametric study consisting of 27 angle sections with equal legs and different with bolted connections was performed to investigate the effects of shear lag on the ultimate tensile capacity of angle members. The main parameters were: steel grade, connection length and eccentricity from the center of the plate, as well as the number of rows of bolts parallel to the applied force. The test results were compared with the predictions of the classical 1-x/l law proposed by Mons and Chesen to investigate its application to quantify the effect of shear lag. A parametric study was performed using valid FE models that cover a wide range of parameters. Finally, based on the numerical results, design considerations were proposed to quantify the effect of shear lag on the ultimate tensile capacity of the tensile members.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.36-39
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• 2011

In this paper, performance of EMI interface and multi-channel wireless impedance sensor node is evaluated for SHM on bolted connection. To achieve the objective, following approaches are implemented. Firstly, an interface washer is designed to monitor loosened bolt through the variation in EMI of interface washer due to change in preload in bolt. Secondly, a multi-channel wireless impedance sensor node based on Imote2 platform is designed for automated and cost-efficient impedance-based SHM on bolted connections. Finally, performance of the multi-channel wireless impedance sensor node and the interface washer are experimentally validated for a lab-scale bolted connection model. A damage monitoring method using RMSD index of EMI signatures is utilized to examine the strength of each individual bolted connection.