홍콩 코드에 따른 볼트 규정 검토

인장 볼트

볼트의 인장 저항력은 Cl. 9.3.7.1에 따라 다음과 같이 검토됩니다:

$$P_t = A_s \cdot p_t$$

여기서:

• $A_s$ – 인장 응력 면적
• $p_t$ – Table 9.8에서 얻은 인장 강도

프라잉 힘은 유한요소법 해석을 통해 고려됩니다.

전단력 볼트

볼트의 전단력 용량은 Cl. 9.3.6.1.1에 따라 다음과 같이 적용됩니다:

$$P_s = p_s \cdot A_s$$

여기서:

• $p_s$ – Table 9.5에서 얻은 설계값 전단력 강도
• $A_s$ – 유효 전단력 면적; 나사산이 전단면에 걸리는 경우 $A_s = A_t$, 그렇지 않은 경우 $A_s$는 생크의 단면적으로 적용
• $A_t$ – 인장 면적 

Cl. 9.3.6.1.6에 따라, 볼트가 공칭 직경 $d$의 1/3을 초과하는 두께 $t_{pa}$의 패킹을 통과하는 경우, 전단력 용량 $P_s$는 다음 식으로 구한 저감 계수 $\beta_p$를 곱하여 저감해야 합니다:

$$\beta_p = \frac{9d}{8d+3t_{pa}} \le 1$$

인장과 전단력의 조합 볼트

인장과 전단력의 조합은 Cl. 9.3.8.1에 따라 다음과 같이 검토됩니다:

$$\frac{F_s}{P_s} + \frac{F_{tot}}{P_t} \le 1.4$$

여기서:

• $F_s$ – 볼트의 전단력
• $P_s$ – 볼트의 전단력 저항력
• $F_{tot}$ – 프라잉 힘을 포함한 볼트에 작용하는 총 인장력
• $P_t$ – 볼트의 인장 저항력

지압 볼트

볼트의 지압 용량은 Cl. 9.3.6.1.2에 따라 다음과 같이 적용됩니다:

$$P_{bb} = d \cdot t_p \cdot p_{bb}$$

여기서:

• $d$ – 볼트의 공칭 직경
• $t_p$ – 연결 플레이트의 두께
• $p_{bb}$ – Table 9.6에서 얻은 볼트의 지압 강도

각 플레이트는 개별적으로 검토되며 최악의 결과가 표시됩니다.

연결 부재의 지압 용량은 Cl. 9.3.6.1.3에 따라 다음 중 최솟값으로 적용됩니다:

$$P_{bs} = k_{bs} \cdot d \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 0.5 \cdot k_{bs} \cdot e \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 1.5 \cdot l_c \cdot t_p \cdot U_s \le 2.0 \cdot d \cdot t_p \cdot U_b$$

여기서:

• $k_{bs}$ – 구멍 계수:

  • 표준 구멍의 경우 $k_{bs} = 1.0$
  • 과대 구멍 및 단슬롯 구멍의 경우 $k_{bs} = 0.7$
  • 장슬롯 구멍의 경우 $k_{bs} = 0.5$
• $d$ – 볼트 공칭 직경
• $t_p$ – 연결 플레이트 두께
• $p_{bs}$ – 연결 부재의 지압 강도

  • S275 등급 강재의 경우, $p_{bs} = 460$ MPa
  • S355 등급 강재의 경우, $p_{bs} = 550$ MPa
  • S460 등급 강재의 경우, $p_{bs} = 670$ MPa
  • 기타 등급 강재의 경우, $p_{bs} = 0.67 (U_s+Y_s)$
• $e$ – 볼트 중심선에서 측정한 전단력 방향의 단부 거리
• $l_c$ – 동일한 하중 전달 방향에서 구멍의 지압 단부와 인접 구멍의 근접 단부 사이의 순 거리
• $U_s$ – 연결 플레이트의 최소 인장 강도
• $Y_s$ – 연결 플레이트의 특성 항복 강도
• $U_b$ – 볼트의 규정 최소 인장 강도