현재 건축, 교량 등의 시공이 콘트리트 구조물에서 대형화 성력화로의 시대적 요구, 지진이나 태풍 등의 자연현상에 대한 안전성 및 공기의 단축을 위하여 강구조물로의 선택이 늘고 있다. 또한 금속재료의 눈부신 발전으로 고강도의 재료가 개발 완료됨에 따라 경량화, 소재절감에 따른 원가절감 및 공기단축 등의 경제적 효과를 이루게 되었다
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이에 본 연구에서는 강구조물의 체결에 중요한 역할을 하는 고장력 볼트, 너트, 와셔 세트에 대한 기본품질 요건과 체결에 필요한 체결특성, 체결품질에 영향을 미치는 요인 등을 관련문헌 연구, Brain Storming 방법에 의한 관련 Engineer 토의 및 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 또한 본 연구는 고장력 볼트, 너트, 와셔의 기본인 나사의 역사적 고찰에서부터 사용원재료, 제조공정, 제품의 형상적인 측면과 물리적 측면, 체결이론과 관련규격 연구 등을 두루 살펴보았다.
1,볼트, 너트의 강도적 조합은 과체결 시 볼트가 연신 또는 파단되도록 하여 체결부적합을 사전예방토록 설계되어 있다.
2,체결의 주체인 볼트의 원재료는 제조원가 절감 및 요구되는 기계적 성질을 만족할 수 있는 소입보증용 강(Boron 첨가)을 채택하였다(A490 볼트 제외).
3,볼트 및 너트의 형상은 체결 시 집중하중을 충분히 견디도록 설계되었으며, 와셔를 사용하여 응력이 분산됨으로써 부재의 함몰에 의한 이완(Relaxation)을 방지하도록 되어있다.
4,체결방법은 토오크에 의한 방법, 각도법, 특수와셔(DTI)를 이용한 체결법, 체결품질과 원가절감을 위해 볼트 끝에 Notch를 설계하여 Notch부의 파단시까지 체결하는 Torshear(Tension Control)형 체결이 있다.
5,체결축력 설계는 인장강도의 70%를 기본으로 하였고, 관련규격에 따라 인장강도의 60-75%를 최소 체결축력으로 설계하였다.
6,현장체결 시 체결축력의 안정을 위해 1차 체결은 필히 해야 하며, 체결순서는 중앙에서 가장자리로 형태로 시공해야 한다.
7,볼트 체결 후의 여유길이는 2-3산 정도가 가장 적합하다.
8,고장력 볼트, 너트, 와셔 세트의 체결축력은 환경적 요인 즉, 온도, 습도, 보관기간에 따라 변동이 심하므로 체결시공 시의 환경조건, 제품의 보관에 주의하여야 하며, 품질변화가 예측되는 경우는 사용 전 반드시 품질검사를 하여야 한다.
9,고장력 볼트, 너트, 와셔 세트의 윤활성이 볼트의 연성(Ductility)과 체결하중에 중요한 요인이 되므로 생산자(Maker) 및 사용자의 충분한 윤활성 확보와 신뢰성 향상을 위한 품질개선이 요구된다.
10,체결품질의 결정적 요인인 토오크계수치의 균일성과 산포를 줄이기 위하여 생산자는 제조공정의 표준화와 지속적 개선 노력이 필요하며, 특히 볼트와 너트의 나사 마찰부분 및 너트와 와셔의 마찰부분에 대한 철저한 관리가 중요한 개선 포인트이다.
Summary Sentence
Present, construction of architecture, bridge etc.. is increasing selection to rigid structure water for shortening of safety and air about natural phenomenon of period claim to 대형화, 성력화, earthquake or typhoon at concrete structure.
Also, material of high-strength effected economic effect of light finishing material, cost reduction by site the terms of work etc. according as is finished development by brilliant development of metal material
accordingly, in this study, is main point affecting to necessary conclusion special quality, conclusion quality in high tension bolt, nut, primary quality essential factor for washer set and conclusion that play an important part in conclusion of rigid structure water got following conclusion through connection literature study, connection Engineer discussion by Brain Storming method and an experiment.
Also, this study examined use raw material, manufacturing process, side and physical side which is shape enemy of product, conclusion theory of connection standard study etc. all round from screw's historic investigation that is basis of high tension bolt, nut, washer.
1, When association contracts course strength enemy of bolt, nut, do so that volt becomes drawing or fracture and conclusion incongruence to do preprevention design.
2, Raw material of main chain bolt of conclusion selected quenching assurance steel (Boron annex) that can satisfy manufacturing cost mechanical properties that reduce and require
3, Shape of volt and nut was designed to subsist enough concentrated load when contract, and stress reaches so that prevent slackness (Relaxation) by depression of absence by being scattered using washer
4, Conclusion method has Torshear ( Tension Control ) elder brother conclusion that contract Notch wealth's fracture designing Notch after volt for conclusion law, conclusion quality and cost reduction that is method by torque, angular unit method, Teuksuwa and uses (DTI).
5, Conclusion axial force design based on 70% of tension strength, and designed 60 - 75% of tension strength by minimum conclusion axial force according to connection standard.
6, When contract spot, the first conclusion should does certainly for stability of conclusion axial force, and conclusion order should constructs by form from central to margin.
7, Composure length is the most suitable military expedition that buy 2-3 after bolt joint.
8, In case conclusion axial force of high tension bolt, nut, washer set should observes to environmental condition, storage of product conclusion construction right time because change is heavy according to environmental factortemperature, humidity, retention period, and quality change is forecasted use I certainly quality inspection do must.
9, Because lubricating ability of high tension bolt, nut, washer set becomes important very important person to ductility(Ductility) and conclusion load volt, quality improvement for producer (Maker) and user enough lubricating ability hold and authoritativeness elevation is required
10,To reduce uniformity and scattering do torque coefficient that is decisive factor of conclusion quality, producer need standardization of manufacturing process and continuous improvement effort, and thorough administration for screw attrition part and nut of volt and nut and attrition part of washer is an important improvement point specially.