Abstract
Although high strength bolts with tensile strength of 1,000 MPa are mainly used in steel structure construction sites throughout the world, new high strength bolts are required owing to the installation of continuous long-span bridges resulting from the development and distribution of high strength steel and ultra-thick steel plates. Currently, high strength bolts with tensile strength of 1,300 MPa are being used. However, as they tend to place a large load on a small section of space, a high strength bolt of high structural performance and screw thread shape with less stress concentration is thought to be more effective. This study conducted analyses in order to develop an improved screw thread shape relative to the KS screw thread shape. A new screw thread shape with less stress concentration and effective load distribution at the time of fastening bolts and nuts was provided upon analysis of the characteristics of screw thread shape. Additionally, in an experimental study, the structural performance of high strength bolts with tensile strength of 1,300 MPa was investigated. The results revealed that the new screw thread shape was more effective than the existing screw thread shape in terms of structural performance and mitigating the stress concentration.
각국 강구조물 시공현장에서 사용되고 있는 고장력볼트의 인장강도는 1,000 MPa급이 주종을 이루고 있으나, 고강도강과 극후판의 개발과 강교량 건설기술의 발전에 따른 교량 지간의 장대화로 인하여 강도가 큰 새로운 볼트 개발이 요구되고 있다. 현재, 인장강도 1,300 MPa급의 고장력볼트가 개발되어 사용중에 있다. 그러나 고장력볼트는 작은 단면에 큰 하중이 작용하기 때문에 고강도볼트에서는 응력집중이 완화된 나사형상과 구조성능이 우수한 고장력볼트가 보다 효과적이다. 본 연구에서는 KS에서 규정된 나사형상보다도 우수한 나사형상을 개발하기 위하여 해석적 연구를 수행하였다. 나사형상에 대한 특성을 분석하여 볼트와 너트 체결시에도 하중분배가 효과적이고 응력집중이 완화된 신나사형상을 제안하였다. 또한, 실험적 연구에서는 인장강도 1,300 MPa급의 고장력볼트를 대상으로 구조성능에 대해서 실험연구를 수행하였다. 연구결과 신나사형상이 기존의 나사형상보다도 응력집중 완화효과와 구조성능효과가 있음이 검증되었다.
