호주 기준에 따른 볼트 및 프리로드 볼트의 규정 검토

프라잉 힘을 포함한 볼트의 힘은 유한요소해석으로 결정됩니다. 볼트 저항력은 규정 조항에 따라 검토됩니다.

볼트

볼트는 Chapter 9.2 볼트 설계에 따라 검토됩니다. 각 볼트의 인장력 및 전단력은 유한요소해석으로 결정됩니다. 프라잉 힘은 Clause 9.1.8의 제안에 따라 고려됩니다. 프라잉 힘은 유한요소해석으로 결정됩니다. 각 전단면은 개별적으로 검토됩니다. 지압의 플라이는 인근 면의 전단력 합계에 대해 검토됩니다.

전단력을 받는 볼트

설계 전단력을 받는 볼트는 Cl. 9.2.2.1에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

$$V_f^* \le \phi V_f$$

여기서:

• V_f* – 설계 전단력
• ϕ = 0.8 – 용량 계수 (Table 3.4), Code setup에서 편집 가능
• V_f = 0.62 f_uf A – 볼트의 공칭 전단 내력
• f_uf – Table 9.2.1에 명시된 볼트의 최소 인장 강도
• A – 볼트의 단면적으로, AS 1275에 정의된 볼트의 최소 직경 단면적 A_c 또는 볼트의 공칭 평행 생크 단면적 A_o 중 하나와 동일합니다. 각 전단면은 개별적으로 검토됩니다.

A_c의 값은 소프트웨어에서 다음 함수로 근사됩니다:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

최대 오차는 0.8 mm² 또는 0.5 %입니다.

볼트 겹침 연결부의 길이를 고려하기 위한 Table 9.2.2.1의 저감 계수는 1.0입니다. 저감은 각 볼트를 개별적으로 검토함으로써 자동으로 적용됩니다.

Cl. 9.2.2.5에 따라, 필러 플레이트 두께가 6 mm를 초과하는 연결부의 경우, 볼트의 공칭 전단 내력은 15 % 저감되어야 합니다. 다중 전단면 연결부의 경우, 저감은 모든 전단면에 적용됩니다.

인장력을 받는 볼트

설계 인장력을 받는 볼트는 Cl. 9.2.2.2에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

$$N_{tf}^* \le \phi N_{tf}$$

여기서:

• N_tf* – 설계 인장력
• ϕ = 0.8 – 용량 계수 (Table 3.4), Code setup에서 편집 가능
• N_tf = A_s f_uf – 볼트의 공칭 인장 내력
• A_s – AS 1275에 명시된 볼트의 인장 응력 단면적
• f_uf – Table 9.2.1에 명시된 볼트의 최소 인장 강도

전단력과 인장력을 동시에 받는 볼트

설계 전단력과 설계 인장력을 동시에 저항해야 하는 볼트는 Cl. 9.2.2.3에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

$$\left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0$$

여기서:

• ϕ = 0.8 – 용량 계수 (Table 3.4), Code setup에서 편집 가능

지압을 받는 플라이

전단력을 받는 볼트로 인한 설계 지압력을 받는 플라이는 Cl. 9.2.2.4에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

$$V_b^* \le ϕ V_b$$

여기서:

• ϕ = 0.9 – 용량 계수 (Table 3.4), Code setup에서 편집 가능
• $V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up}$ – 플라이의 공칭 지압 내력
• d_f – 볼트의 직경
• t_p – 플라이의 두께
• f_up – 플라이의 인장 강도
• a_e – 힘의 성분 방향으로 측정한 구멍 가장자리에서 플라이 가장자리까지의 최소 거리에 볼트 직경의 절반을 더한 값. 플라이의 가장자리는 인접한 볼트 구멍의 가장자리를 포함하는 것으로 간주됩니다.

마찰형 연결부

마찰형 연결부의 경우, 사용 한계 상태에서의 미끄러짐을 제한해야 하며 Cl. 9.2.3에 따라 설계됩니다. 이러한 볼트는 극한 한계 상태에 대해 지압형으로도 검토되어야 합니다. 전단력을 받는 볼트는 다음을 만족해야 합니다:

$$V_{sf}^* \le ϕ V_{sf}$$

여기서:

• ϕ = 0.7 – 용량 계수 (Chapter 3.5.5), Code setup에서 편집 가능
• V_sf = μ N_ti k_h – 볼트의 공칭 전단 내력
• μ = 0.35 – Clause 9.2.3.2에 명시된 미끄럼 계수, Code setup에서 편집 가능
• N_ti – Clause 15.2.2.2에 명시된 설치 시 최소 볼트 인장력

• k _h – Clauses 9.2.3.1 및 14.3.2에 명시된 구멍 유형별 계수

  • k _h = 1, 표준 구멍의 경우 (d _f ≤ 24 mm이면 +2 mm, 그 외에는 +3 mm)
  • k _h = 0.85, 단슬롯 구멍 (구멍 길이 ≤ max(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) 및 과대 구멍의 경우
  • k _h = 0.70, 장슬롯 구멍의 경우

유효 접촉면 수 n_ei는 각 접촉면이 개별적으로 검토되므로 항상 1과 같습니다.

전단력과 인장력을 동시에 받는 마찰형 연결부의 볼트는 다음을 만족해야 합니다:

$$\left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0$$

여기서:

• V_sf* – 접촉면 평면에서 볼트에 작용하는 설계 전단력
• N_tf* – 볼트에 작용하는 설계 인장력
• ϕ = 0.7 – 용량 계수 (Chapter 3.5.5), Code setup에서 편집 가능
• V_sf – 볼트의 공칭 전단 내력
• N_tf = N_ti – 설치 시 최소 볼트 인장력과 동일한 볼트의 공칭 인장 내력

마찰형 연결부는 극한 한계 상태에 대해서도 검토되어야 합니다. 볼트 유형을 지압형 – 인장/전단 상호작용으로 변경하고, 하중을 적절히 증가시킨 후 접합부를 다시 검토해야 합니다.