볼트 이음 연결 (AISC)

하위 코드: LRFD

연결 유형: 볼트 이음 연결

단위 체계: 미터법

설계 기준: AISC 360-16

검토 항목: 전단력 및 지압을 받는 볼트

플레이트 재료: A709, Gr. 50

볼트: 5/8'' A307

형상

적용 하중

볼트 이음 연결은 전단력을 받는 볼트의 이용률이 100 %가 되도록 인장력을 받습니다.

계산 절차

동심 하중을 받는 이음 볼트 연결은 볼트가 전단 파괴되도록 설계됩니다 (AISC 360-16 – J3.6). 지압에 대한 볼트 강도 (AISC 360-16 – J3.10) 및 인장에 대한 플레이트 강도 (AISC 360-16 – J4.1)도 검토합니다. 볼트 나사산은 전단면에 의해 절단됩니다.

수계산

볼트 강도

볼트 1개의 전단면 1개에 대한 전단 저항력은 27.6 kN입니다. 각 볼트에는 전단면이 2개 있으며, 이음부 각 절반에 볼트가 9개 있습니다. 따라서 저항력은 2 ∙ 9 ∙ 27.6 = 496.7 kN입니다.

지압 강도와 인열 강도는 두 전단면에 작용하는 힘, 즉 2 ∙ 27.6 = 55.2 kN에 저항합니다. 가장 작은 강도는 두께 10 mm인 연결 플레이트 단부 근처 볼트의 인열 강도로 121 kN입니다. 다른 볼트의 지압 강도는 128.1 kN이며, 결정적인 것은 두께 10 mm인 플레이트입니다. 지압에 저항하는 이음 플레이트 두께의 합은 12 mm입니다.

인장에 대한 플레이트 강도

$$\phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN}$$

$$\phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN}$$

IDEA StatiCa Connection에서의 검토

플레이트 변형으로 인해 볼트에 일부 인장력이 발생합니다. 볼트의 이용률은 99.9 %이며 플레이트는 항복 상태입니다. 연결 플레이트의 소성 변형률을 통해 여유가 크지 않음을 확인할 수 있습니다.

비교

수계산에서는 볼트의 인장력을 무시하지만, 이는 볼트의 전단 강도에 큰 영향을 미치지 않습니다. IDEA StatiCa Connection에서의 하중 저항력은 494 kN이며, 수계산에서는 496 kN입니다. IDEA StatiCa Connection에서는 볼트가 결정적이며 플레이트는 항복 상태입니다. 수계산에서는 볼트와 플레이트 인장 파단의 하중 저항력이 동일합니다. 소프트웨어와 수계산 결과의 차이는 0.4 %에 불과합니다.