• Title/Summary/Keyword: High-strength bolt

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Pure Bending이 작용하는 H-Beam의 도입축력 변화에 따른 고장력볼트 연결부 거동 분석 (Analysis on the Sliding Load for Hign-Tension Bolt Joint of the H-Beam in Pure Bending)

  • 김춘호;김상훈
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2006년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.541-544
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    • 2006
  • 고장력볼트에 의한 부재연결 방법 중 가장 대표적인 마찰이음은 사용성 측면에서의 한계상태는 미끄러짐이 발생한 상태라고 할 수 있다. 따라서, 한계상태를 고려한 설계를 위해서는 미끄러짐 내력을 정확히 파악할 필요가 있다. 현재 공용중인 강교에서 발생하는 볼트 연결부의 결함 중 볼트 도입축력 부족의 발생빈도가 가장 크지만 도입축력부족에 따른 결함의 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 고장력 볼트 연결부의 미끄러짐 거동을 파악할 수 있는 모델 제시하기 위하여 범용 유한요소 구조해석 프로그램인 LUSAS를 이용하여 수치해석을 실시하였고, 오직 축력만이 작용하는 표준 시험체와 교량보다 비교적 구조계가 간단한 단순경간 강상형교를 모사한 full-size의 H-Beam시험편을 설계하여 설계볼트 도입축력 100%인 시험편의 도입축력을 기준으로 75%, 50%, 25%의 축력을 도입하여 정적 시험을 실시하여 마찰 문제로 인한 고장력 볼트 연결부의 내력을 수치해석한 결과와 비교 분석하고자 한다.

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일체형 세라믹 열교환기의 전산 열응력 해석에 관한 연구 (A Study on Numerical Analysis of Thermal Stress for an Monolith Ceramic Heat Exchanger)

  • 팽진기;김기철;윤영환
    • 설비공학논문집
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    • 제21권11호
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    • pp.613-620
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    • 2009
  • The thermal stresses of a ceramic heat exchanger were analyzed numerically since the ceramic material is good in heat resistance but weak in the thermal stress. The analysis of thermal stress was conducted in the ceramic core with two boundary conditions depending on bolt jointing. The thermal stresses were computed by applying temperature and pressure distributions obtained from the numerical results of conjugate heat transfer to ANSYS WORKRBENCH. When number of bolt joining halls was reduced from $8\times2$ to $4\times2$, the maximum principal stresses decrease by 47.6~50.5% and increase in safety factors by 2.18~2.5 for ultimate tensile strength. Thus, it can be said that bolt joining halls should be minimized in ceramic heat exchanger to be efficient in reducing thermal stress. In addition, the width of particular gas flow passages were revised from 52 mm to 42 mm to reduce maximum thermal stresses since certain passages experienced high thermal stresses. From the revision, safety factors were increased by 13.8~14.1% for the boundary condition of $4\times2$ bolt joining halls. Therefore, it is suggested that thermal stress can be reduced by changing local geometry of a ceramic heat exchanger.

국내 현수교량의 케이블 밴드볼트 축력관리 및 검토사례 (A Case Study on Axial Forces of Cable-band Bolts in Domestic Suspension Bridge)

  • 박시현;정우영;김현우;유동우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.1-7
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    • 2018
  • 현수교 주 케이블은 케이블 밴드의 볼트 축력에 대한 정기적인 유지 관리가 매우 중요하다. 현수교 케이블 밴드의 볼트 축력은 시간이 경과함에 따라 케이블 소선의 크리프 현상, 볼트의 릴렉세이션, 하중 변동, 케이블 소선의 재배열 등으로 인해 축력 감소 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 국내 현수 교량(SR대교)의 케이블 밴드가 시간이 경과하면서 발생하는 축력 감소 현상에 대해 그 원인 및 감소량 등에 대한 현장 측정 및 이론적 검토, 안전율 검토, 장기적인 이력 관리 등을 수행하였다. 그 결과, 케이블 밴드 볼트 축력 감소는 주 케이블 소선에 사용된 아연 도금층의 소성 변형에 크게 영향받는 것을 확인하였으며, 이에 대한 이론적 체계 및 장기 이력 관리에 대한 적용성을 확립하였다.

고장력볼트 연결부의 미끄럼 및 소성해석에 의한 안전도 연구 (The Safety Study on High Tension Bolted Splice by Sliding and Plastic Analysis)

  • 방명석
    • 한국안전학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.110-114
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    • 2003
  • In this study is proposed the advanced elasto-plastic analytical method which can identify complex structural behaviors on the splice part of steel structures such as sliding and plastic contact problem between splice plates and blots. Compliated boundary conditions and various manufacturing defects are considered in various analytical cases. In the design or repair phase the plastic behavior and ultimate strength of splice parts should be very carefully verified to extend the service life of steel structures.

교축방향 인장이음에 관한 연구 (The Study of Longitudinal Joint with Tensile Grip Connection in Highway Bridges)

  • 서성탁
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.155-160
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    • 2006
  • 합성상판을 시공하는 경우 교축방향에 분할된 저강판을 접합 일체화해야 한다. 본 논문에서는 강 콘크리트 합성상판을 대상으로 3종류의 배력철근 방향 이음구조를 제안하며, 보 공시체에 의한 정적 정점피로 실험한다. 그 결과 보의 피로실험 결과 저강판 혹은 고력볼트가 피로파단 하였으며, 3차원 FEM해석에 이음부의 휨 강성도 및 피로강도에 대해서 해석적으로 검토된다.

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표면처리별 S10T, 10.9HRC 고장력 볼트 세트의 체결 품질 연구 (The Joining Quality of High Strength Bolt, Nut and Washer Set (S10T & 10.9HRC) under the Surface Treatment Conditions)

  • 최윤오;석한길;홍현선
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.93-99
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    • 2015
  • This test focuses on the correlations between joining axial force at non-room temperature and at room temperature according to the surface treatment (Geomet, Dacro, Green Kote, Armore Galv.). The quality characteristics of the fastening axial force required by the KSB 2819 and EN14399-10 standards were discussed. Surface treatment was implemented to S10T and 10.9HRC sets of bolts under the same environmental factors. Development for the stabilization of the fastening axial force required by each standard should continually be enforced, and the fastening and storage in the field should be maintained at room temperature. Managing stabilization of torque enumerated data is required after application of surface treatment. It is concluded that, by conducting the test of applying surface treatment to effectively manage, each lot-specific rate of axial force at room temperature conditions should be maintained below the maximum 4.47%. The decline rate of axial force should be maintained under 2.15% maximum, and the standard deviation of the room temperature condition should be maintained below 0.5.

회전 마찰형 제진장치의 이력특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study the on Hysteretic Characteristics of Rotational Friction Energy Dissipative Devices)

  • 박진영;한상환;문기훈;이강석;김형준
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.227-235
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    • 2013
  • Friction energy dissipative devices have been increasingly implemented as structural seismic damage protecting systems due to their excellent seismic energy dissipating capacity and high stiffness. This study develops rotational friction energy dissipative devices and verifies experimentally their cyclic response. Based on the understanding of the differences between the traditional linear-motion friction behavior and the rotational friction behavior, the configuration of the frictional surface was determined by investigating the characteristics of the micro-friction behavior. The friction surface suggested in this paper consists of brake-lining pads and stainless steel sheets and is normally stressed by high-strength bolts. Based upon these frictional characteristics of the selected interface, the rotational friction energy dissipative devices were developed. Bolt torque-bearing force tests, rotational friction tests of the suggested friction interfaces were carried out to identify their frictional behavior. Test results show that the bearing force is almost linearly proportional to the applied bolt torque and presents stable cyclic response regardless of the experimental parameters selected this testing program. Finally, cyclic tests of the rotational friction energy dissipative devices were performed to find out their structural characteristics and to confirm their stable cyclic response. The developed friction energy dissipative devices present very stable cyclic response and meet the requirements for displacement-dependent energy dissipative devices prescribed in ASCE/SEI 7-10.

과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동에 관한 실험 및 해석적 연구 (An Experimental and Analytical Studies on the Mechanical Behavior of High Tension Bolted Joints with Oversize Hole)

  • 이승용;박영훈;조선규;장동일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권3호통권36호
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    • pp.355-367
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    • 1998
  • 볼트 구멍의 크기가 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동 및 내부 압축응력 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 과대공 및 표준공을 갖는 고장력 볼트 이음부에 대한 실험 및 해석적 연구를 실시하였다. 실험적 연구에서는 정적 인장시험과 피로시험을 실시하여 미끄러짐 특성, 피로강도 및 피로파단 양상을 평가하였으며, 해석적 연구에서는 유한요소해석을 통하여 내부 압축응력의 분포영역을 밝히고, 내부 압축응력의 분포가 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 미끄러짐 계수와 피로강도는 표준공을 갖는 이음부와 비교하여 큰 차이는 없으나 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 원인은 과대공 시험편의 경우 볼트 구멍의 크기가 표준공 시험편과 비교하여 상대적으로 크기 때문에 축력의 작용폭이 좁아져 마찰영역으로 작용하는 내부 압축응력의 분포영역이 작아지기 때문으로 판단되며, 이는 유한요소해석 결과로도 확인할 수 있었다. 또한, 피로시험 결과 과대공 시험편의 피로균열의 발생점이 표준공 시험편 보다 볼트 구멍 내벽에 가까운 것을 알 수 있어, 피로균열의 발생위치는 고장력 볼트의 도입축력에 의해 모재와 이음판에 형성되는 내부 압축응력의 분포영역과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

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특수구조 대상으로 고강도 강재(HSA800)의 현장 적용성 연구 (Application Study of High-Strength Steel(HSA800) for the Special Structure)

  • 김인호;이희수;박성용;김종수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.69-78
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    • 2014
  • The purpose of this study is to increase applicability of high strength steel, HSA800 to the structure. Selected study of structure is to consider high strength steel, and following parts, 1) Tensile member with no consider of buckling, 2) Truss existing both tension and compression members with small slenderness ratio. This studied structure is included tension column hang on to the upper bridge truss. The structure element quantity with apply HSA800 instead of SM570 is reduced about 38.9% of tension column and 29.7% of bridge truss. In addition, the number of element's division is reduced about two sections due to reduction of self weight that the crane is able to lift up. This improves to reduce erection sequence and construction period which can save about a month. All connections are reviewed as welding and bolt. Also, the cost of welding is reduced about 41.3% due to apply HSA800. In conclusion, applying HSA800 to the hanging structure aggressively can secure economic and constructability.

Experimental assessment on flexural behavior of demountable steel-UHPC composite slabs with a novel NPR steel plate

  • Jin-Ben Gu;Jun-Yan Wang;Yi Tao;Qing-Xuan Shi
    • 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.