• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.409-419
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• 2013

인장력을 받는 고력볼트로 체결된 T-stub는 지레작용력과 부재 사이의 접촉력 등의 영향을 받는다. 이러한 지레작용과 부재 사이의 접촉력 등이 고려된 설계식이 제안되지 않는 경우, 인장력을 받는 T-stub는 예측한 설계강도 보다 더 작은 강도에도 파괴될 가능성이 있다. 이를 방지하기 위하여 지금까지 많은 연구를 통하여 고력볼트로 체결된 T-stub의 지레작용력과 부재 사이의 접촉력 예측모델이 제안되었다. 그러나 아직도 우리나라에서는 이를 반영한 설계식의 제안이 이루어지고 있지 않다. 따라서 이 연구는 3차원 비선형 유한요소해석법을 적용하여 그동안 제안된 예측모델을 개선한 보다 정확한 지레작용력 및 접촉력 예측모델을 제안하고자 진행하였다. 3차원 비선형 유한요소 해석 결과, 이 연구에서 제안한 지레작용력 및 접촉력 예측모델은 기존의 예측모델보다 더 근사적인 예측값을 제공하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.43-53
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• 2008

현재 국내에서 현장 체결공법으로 채용하고 있는 토크관리법은 토크계수를 근거로 해서 간접적으로 도입축력을 제어하는 방법이기 때문에 현장에서의 토크계수 관리가 상당히 중요하다. 따라서 본 연구에서는 현장 시공시 볼트보관방법 및 현장관리에서 일반적으로 발생할 수 있는 주요 환경 요인 중 수분 침투, 녹 발생, 외기노출, 와셔의 오용 등 다양한 실험변수로 계획하여 토크계수의 변화에 따른 도입축력의 차이를 확인하기 위하여 실험을 수행했다. 실험에 사용된 볼트는 육각 고력볼트, TS 고력볼트, 아연피막처리 육각 고력볼트, ASTM A490 고력볼트로서 4종류로 구분하여 수행되었고, 각 볼트별로 시공환경에 따른 체결특성을 비교 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권4호
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• pp.477-488
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• 2009

A slip critical joint has various values to adopt the proper slip coefficient in various conditions of faying surfaces in the following codes: AISC, AIJ and Eurocode 3. However, the Korean Building Code still regulates the unique slip coefficient, 0.45, regardless of the diverse faying conditions. In this study, the slip resistance test, including five kinds of surface treatments were conducted to obtain the proper slip coefficients available to steel plate KS SM490A. The faying surfaces were comprised of a clean mill, rust, red lead paint, zinc primer, and shot blast treatment. The candidates for high strength bolts were torque-shear bolts, torque-shear bolts with zinc coating, and ASTM A490 bolts. Based on the test results, the specimens with a shot blasted surface and rusted surface exhibited $k_s$, 0.61, and 0.5, respectively. It is recommended that the specimens with zinc primer exhibit $k_s{\geq}0.40$. The clean mill treated surface had prominently lower values, 0.27. For red lead painted treatment, the thickness of the coating affects the determinant of slip coefficient, so it is necessary to establish a minimum $k_s$ of 0.2, with a coating thickness of 65 ${\mu}m$. During 1,000 hours of relaxation, the uncoated surfaces exhibited the loss of clamping force behind 3%, while the coated surfaces within a certain limited thickness exhibited the loss of clamping within a range of 4.71% and 8.37%.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권6호
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• pp.703-718
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• 2014

The initial clamping forces of high strength bolts subjected to different faying surface conditions drop within 500 hours regardless of loading, any other external force or loosening of the nut. This study develops a mathematical model for relaxation confined to creep on a coated faying surface after initial clamping. The quantitative model for estimating relaxation was derived from a regression analysis for the relation between the creep strain of the coated surface and the elapsed time for 744 hours. This study establishes an expected model for estimating the relaxation of bolted joints with diverse coated surfaces. The candidate bolts are dacro-coated tension control bolts, ASTM A490 bolt, and plain tension control bolts. The test parameters were coating thickness, species of coating. As for 96, 128, 168, and $226{\mu}m$ thick inorganic zinc, when the coating thickness was increased, relaxation after the initial clamping rose to a much higher range from 10% to 18% due to creep of the coating. The amount of relaxation up to 7 days exceeded 85% of the entire relaxation. From this result, the equation for creep strain can be derived from a statistical regression analysis. Based on the acquired creep behavior, it is expected that the clamping force reflecting relaxation after the elapse of constant time can be calculated from the initial clamping force. The manufacturer's recommendation of inorganic zinc on faying surface as $75{\mu}m$, appears to be reasonable.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.162-170
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• 2010

토크쉬어볼트의 토크계수는 환경요인에 의해 영향을 받는다. 습기, 녹, 시공중의 작업성 등. 토크쉬어볼트의 토크계수의 변동에 기인하여 볼트에 도입된 축력을 예측하는 매우 어렵다. 이런 이유로 시공중인 볼트 축력을 측정하고, 체결력을 검증하는 것은 필수적이다. 이 연구에서, 볼트에 도입된 하중을 확인하기 위해 시작품 제작이 계획되었다. 시작품의 알고리즘은 토크쉬어 전동렌치에서 얻은 전기에너지와 유압축력기에서 얻은 축력과의 상관관계를 구성한 것이다. 직접축력을 계측하는 회귀분석식은 미니탭 프로그램을 이용한 통계학적인 분석방법에서 구한 것이다. 이 시작품은 상용 토크렌치에 견줄만한 인장력을 평가하는 신뢰성이 있는 도구라고 판단된다.

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

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.291-297
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• 2009

실험을 통해 고장력 볼트의 릴렉세이션를 측정하였다. 종류와 표면 처리가 다른 볼트를 사용하여 체결길이가 서로 다른 블록형태와 겹침이음형태의 시험체를 조립하였다. 항온항습실에서 시간 경과에 따라 볼트에 도입된 축력을 변형률 게이지를 통하여 측정하였다. 볼트축력의 감소율은 모든 시험체에서 10% 미만으로 나타났다. 결합 형태, 볼트종류, 체결길이 그리고 볼트의 표면 처리가 서로 다른 여러 경우에 대해 실험결과를 이 연구에서 제안한 릴렉세이션 추정 모델을 이용하여 비교, 검토하였다. 제안한 모델은 여러 경우에 대한 실험 결과와 모두 합리적으로 잘 합치하고 있다. F13T와 F10T 볼트사이에 차이점을 발견할 수 없으나 다크로 볼트의 최종 체결력 감소율은 일반 볼트보다 30% 정도 높으며, 또한 전체적으로 볼트 체결길이가 짧아짐에 따라, 전단면의 수가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보여주고 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.8-16
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• 2014

Torque control method and turn of nut method are specified as clamping method of high strength bolts in the steel construction specifications. Quality control of torque coefficient is essential activity because torque control method, which is presently adopted as clamping method in domestic construction sites, is affected by variation of torque coefficient. The clamping of torque shear bolt is based on KS B 2819. It was misunderstood that the tension force of the TS bolt was induced generally at the break of pin-tail specified. However, the clamping forces on slip critical connections do not often meet the intended tension, as it considerably varies due to torque coefficient dependent on the environmental factors and temperature variables despite the break of the pin tail.This study was focused to evaluate the effect of environmental factors and errors of installing bolts during tightening high strength bolts. The environmental parameters were composed of 'wet' condition, 'rust' condition, 'only exposure to air' condition. And the manufacture of trial product was planned to identify the induced force into the bolts. The algorithm for a trial product was composed of the relation between electricity energy taken from torque shear wrench and tension force from hydraulic tension meter.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.381-392
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• 2023

This study experimentally investigates the flexural behavior of steel-UHPC composite slabs composed of an innovative negative Poisson's ratio (NPR) steel plate and Ultra High Performance Concrete (UHPC) slab connected via demountable high-strength bolt shear connectors. Eight demountable composite slab specimens were fabricated and tested under traditional four-point bending method. The effects of loading histories (positive and negative bending moment), types of steel plate (NPR steel plate and Q355 steel plate) and spacings of high-strength bolts (150 mm, 200 mm and 250 mm) on the flexural behavior of demountable composite slab, including failure mode, load-deflection curve, interface relative slip, crack width and sectional strain distribution, were evaluated. The results revealed that under positive bending moment, the failure mode of composite slabs employing NPR steel plate was distinct from that with Q355 steel plate, which exhibited that part of high-strength bolts was cut off, part of pre-embedded padded extension nuts was pulled out, and UHPC collapsed due to instantaneous instability and etc. Besides, under the same spacing of high-strength bolts, NPR steel plate availably delayed and restrained the relative slip between steel plate and UHPC plate, thus significantly enhanced the cooperative deformation capacity, flexural stiffness and load capacity for composite slabs further. While under negative bending moment, NPR steel plate effectively improved the flexural capacity and deformation characteristics of composite slabs, but it has no obvious effect on the initial flexural stiffness of composite slabs. Meanwhile, the excellent crack-width control ability for UHPC endowed composite members with better durability. Furthermore, according to the sectional strain distribution analysis, due to the negative Poisson's ratio effect and high yield strength of NPR steel plate, the tensile strain between NPR steel plate and UHPC layer held strain compatibility during the whole loading process, and the magnitude of upward movement for sectional plastic neutral axis could be ignored with the increase of positive bending moment.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.649-655
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• 2019

Fracture behaviors of SCM435 high strength bolt have been studied including macroscopic and microscopic fracture observation, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, Vickers hardness test and applied stress evaluation. cracks (ratchet marks) were generated by the repetitive loads acting on the bolts, initial stress of bolt and the stress concentration. The applied stress was found to be slightly higher than the fatigue limit of the material. The initial stress of bolt must be removed, and the mold temperature during the process must be maintained by room temperature. Bolts are recommended to be peened to improve fatigue limit.