중국 기준에 따른 볼트 및 프리로드 볼트의 규정 검토

볼트

볼트는 GB 50017, 조항 11.4에 따라 검토됩니다. 각 볼트의 인장력 및 전단력은 유한요소해석으로 결정됩니다. 프라잉 힘은 유한요소해석으로 결정되며 고려됩니다. 각 전단면은 개별적으로 검토됩니다. 지압부의 플레이트는 인접 면의 전단력 합계에 대해 검토됩니다.

볼트의 설계 인장 및 전단 강도; f_ub[MPa] – 볼트의 극한 강도; 표 4.4.6에서 산출

인장을 받는 볼트

인장력을 받는 볼트는 조항 11.4.1.2에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b \]

여기서:

• N_t – 볼트의 인장력
• N_t^b – 설계 인장 내력
• \( A_s = \frac{\pi d_e^2}{4} \) – 볼트의 인장 응력 면적
• d_e – 나사부에서의 볼트 유효 직경
• f_t^b – 볼트의 설계 인장 강도

전단을 받는 볼트

전단력을 받는 볼트는 조항 11.4.1.1에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ N_v \le N_v^b = A_g \cdot f_v^b \]

여기서:

• N_v – 검토 면에서의 볼트 전단력
• \( A_g = \frac{\pi d^2}{4} \) – 볼트의 총 단면적
• d – 볼트의 공칭 직경
• f_v^b – 볼트의 설계 전단 강도

각 전단면은 개별적으로 검토됩니다. 즉, 전단면 수 n_v = 1입니다.

인장과 전단을 동시에 받는 볼트

전단력과 인장력을 동시에 받는 볼트는 조항 11.4.1.3에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ \sqrt{\left ( \frac{N_v}{N_v^b} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_t}{N_t^b} \right ) ^2} \le 1.0 \]

여기서:

• N_v – 검토 면에서의 볼트 전단력
• N_t – 볼트의 인장력
• N_v^b – 볼트의 설계 전단 내력
• N_t^b – 볼트의 설계 인장 내력

지압을 받는 볼트

전단 볼트에 의한 지압력을 받는 플레이트는 조항 11.4.1.1에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ N_v \le N_c^b = d\cdot t \cdot f_c^b \]

여기서:

• N_v – 플레이트에 작용하는 전단력; 인접 면의 전단력의 벡터 합
• d – 볼트의 공칭 직경
• t – 플레이트 두께
• f_c^b – 플레이트의 설계 지압 강도

플레이트의 설계 지압 강도; f_u – 플레이트의 극한 강도; 표 4.4.6에서 산출

프리로드 볼트

마찰형 접합부의 고강도 볼트는 조항 11.4.2에 따라 설계됩니다.

인장을 받는 프리로드 볼트

프리로드 볼트의 인장 내력은 다음과 같이 결정됩니다:

\[ N_t \le N_t^b = 0.8 \cdot P \]

여기서:

• N_t – 볼트의 인장력
• N_t^b – 설계 인장 내력
• P – 고강도 볼트의 프리텐션 – 표 11.4.2-2

표 11.4.2-2 – 고강도 볼트의 프리텐션 P [kN]

표 11.4.2-2에 없는 프리로드 볼트가 인장력을 받는 경우, 조항 11.4.1.2에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b \]

여기서:

• N_t – 볼트의 인장력
• N_t^b – 설계 인장 내력
• \( A_s = \frac{\pi d_e^2}{4} \) – 볼트의 인장 응력 면적
• d_e – 나사부에서의 볼트 유효 직경
• f_t^b – 볼트의 설계 인장 강도

전단을 받는 프리로드 볼트

전단을 받는 프리로드 볼트의 설계 내력은 조항 11.4.2.1에 따라 결정됩니다:

\[ N_v \le N_v^b = 0.9 k \mu P \]

여기서:

• N_v – 검토 면에서의 전단력
• N_v^b – 볼트의 설계 전단 내력
• k – 볼트 구멍에 대한 계수; 표준 구멍의 경우 k = 1, 확대 구멍의 경우 k = 0.85, 슬롯 구멍의 경우 k = 0.6
• μ – 표 11.4.2-1에서 취한 마찰 접촉면의 미끄럼 계수; 코드 설정에서 편집 가능
• P = N_t^b / 0.8 – 표 11.4.2-2에 없는 볼트에 대한 고강도 볼트의 프리텐션

각 전단면은 개별적으로 검토됩니다. 즉, 전단면 수 n_f = 1입니다.

인장과 전단을 동시에 받는 프리로드 볼트

전단력과 인장력을 동시에 받는 볼트는 조항 11.4.2.3에 따라 설계되며 다음을 만족해야 합니다:

\[ \frac{N_v}{N_v^b} + \frac{N_t}{N_t^b} \le 1.0 \]

여기서:

• N_v – 검토 면에서의 전단력
• N_t – 볼트의 인장력
• N_v^b – 볼트의 설계 전단 내력
• N_t^b – 볼트의 설계 인장 내력