고장력 볼트구멍의 크기와 과대 볼트 구멍의 위치가 마찰이음부 인장 내하력에 미치는 영향

Abstract

최근 산업화의 진전과 더불어 사회기반시설 구조물이 거대화, 장대화 되는 추세에 있으며 자중이 작고 강성이 큰 강구조물이 많이 건설 되고 있는 실정에 강구조 접합방식에 대한 중요도가 커지고 있다. 강구조의 접합부는 구조물의 설계, 부재의 공장가공 및 현장시공, 구조물의 안정성, 공사비의 경제성 등 설계와 시공 전반에 걸쳐 중요한 영향을 미치는 구조 요소이다. 이 중에서 가장 많이 사용되고 있는 접합방법은 고장력볼트 마찰접합 방법이다. 하지만 철저한 품질관리를 통해 만들어진 제품이라 할지라도, 온도에 따른 변화나 선행공정의 시공오차로 인해 발생하게 되거나, 부실시공에 의해 현장에서 규격치 이상의 확공사례가 발생한다. 그러나 국내 시방기준에는 과대공에 대한 규정이 없고, 이에 대한 연구도 선진국에 비해 부족한 실정이다. 본 연구에서는 고장력볼트 구멍의 크기와 과대볼트 구멍의 위치를 변화시켜 정적 인장실험을 수행하여 고장력볼트의 인장내하력을 검토하였다. 기존 과대볼트구멍에 대한 연구에서는 모재의 볼트구멍 만을 크게 하였으나 본 연구에서는 모재, 이음판 그리고 모재와 이음판 모두가 과대볼트구멍인 경우에 대해 인장실험을 실시하였다. 실험으로부터 재하하중에 따른 재료의 변형, 미끄럼강도, 미끄럼량, 최대파단강도를 측정하여 과대 볼트구멍을 갖는 고장력 볼트 마찰부의 저항 능력을 표준볼트구멍과 비교분석하여, 볼트구멍의 크기 및 설치위치에 따른 마찰면의 미끄럼 계수 및 미끄럼량을 산출하여 표준볼트구멍의 내하력과 비교 분석하였다.

인장실험을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. M22와 M24 고장력볼트 인장실험 결과 미끄럼강도는 볼트직경의 크기에는 큰 영향을 주지는 않았지만, 최대하중의 경우에는 볼트의 직경이 가장 클수록 감소폭이 뚜렷하게 나타났다. 그러나 실험결과 볼트직경이 d+6mm인 과대공일 때, 최대 하중 크기는 마찰허용력 이상으로 나타나서 안전상에는 큰 문제는 없지만, 시방서에 명시한 d+2.5mm에 가까울수록 미끄럼강도와 최대하중이 큰 것으로 나타났다.

2. 인장 실험을 한 결과 미끄럼계수 값은 0.32 ~ 0.51로 나타났으며, 표준구멍과 과대구멍에 대한 미끄럼계수 값은 큰 변화가 없었으며, 시방서에서 규정한 범위 내에 있어 큰 문제는 없었다.

3. 실험에 의한 모든 미끄럼강도 및 최대하중은 설계 강도 보다 더 크게 발생하여 충분한 내하력을 가지고 있는 것을 알 수 있었다.|ABSTRACT

Effect on Load Carrying Capacity following the size do the High Tension Bolt and the location of the Over Bolt Hole.

CHO KANG KYUN Abvisor : Prof. PARK JEONG UNG Ph.D Department of Civil Engineering Graduate School of Chosun University

Recently, There is the current of trend along with the progress of industrialization and a bigger, wider social overhead capital structure than before and the importance of a way to unite stress structure is growing. Uniting part of stress structure is a structure factor about design and construction overall having effect on the design of structure, a field construction and a factory processing of plate, safety of structure, being economical about the cost of construction. In these things, The High Tension Bolt is the best method to unite frictions. However, Even if the product was completely made by the strict management, an over hole precedent more than it's own size occurs by a change according to the temperature, an execution error of a precedence construction progress, a poor execution. Moreover, there is no policy about an over hole in korea, and It is quite insufficient to study relatively than an advanced nation. This studied Load carrying capacity according to bolt hole size and hole's location is investigated using tensile testing. An existing research only was carried on size of oversize hole of base plate. This research is carried on location of overhole, base plate, cover plate and both plate and hole size(standard, overhole). To investigate the resistance ability of the over hole of high tension bolt are analyzed and compared with load carrying capacity of the standard bolt hole using results of tensile test. We could get the result like this by doing a tension experiment.

1. Even if when we got a result of a tension experiment about The High Tension Bolt M22, M24, The Slip strength have not effect on a diameter of bolts, in the maximum load, when a diameter of bolts is the biggest, the decrease is distinct. But, when a diameter of bolts is "d+6mm" in overhole, the maximum load do not matter with safety, because it is bigger than the allowance of frictions. But when a diameter of bolts is closer "d+2.5mm", the maximum load and the Slip strength is enoughly big.

2. We got a Slip coefficient(0.32 ~ 0.51) by doing a tension experiment. And there is not a large changeable Slip coefficient about a basic / over hole. And there is no problem in regulating specifications.

3. We can know that All of the Slip strength and maximum load by the study have a sufficient Load Carrying Capacity by producing bigger than the specified strength.