KR0185177B1 - 합성수지 구조재의 접합구조물 - Google Patents

Abstract

합성수지 구조재는 연결부재에서 서로 접하도록 중공의 연결부재로 삽입된다. 지압 완충부재는 부재상의 각 볼트 구멍에 끼워지며 볼트의 축은 서로 수직한 2방향으로 교대로 연장된다. 구조재 및 중공의 연결부재는 볼트와 너트로 안정된다. 완충부재의 탄성 변형으로 초래된 완충작용으로 인해, 하중은 일부 볼트에 대한 하중의 집중을 방지하도록 전 볼트상에 균등히 분산된다. 서로 수직한 2방향으로 교대로 연장되는 축을 가진 볼트의 배열은 연결부재의 길이를 단축시킨다.

Description

합성수지 구조재의 접합 구조물

제1a도는 종래의 합성수지 구조재의 접합 구조물의 정면도.

제1b도는 제1a도의 부분 확대 단면도.

제2a도는 본 발명에 따른 합성수지 구조재를 접합하는 접합 구조물의 제1실시예의 정면도.

제2b도는 제2a도와의 비교를 위해 도시한 종래 구조물의 정면도.

제3a도는 실시예의 부분 확대 단면도.

제3b도는 제3a도의 변형 도면.

제4도는 본 발명과 종래 기술 사이의 접합 강도를 비교하여 설명하는 다이어그램.

제5도는 본 발명의 제2실시예의 접합 구조물의 사시도로서, 연결부재의 절반부가 조립되고 분해된 상태를 보여주고 있다.

제6a도 내지 6f도는 본 발명에 따른 접합 구조물의 변형예를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 접합 구조물 11, 11a, 21, 21a, 22 : 합성수지 구조재

13, 23 : 중공 연결부재 15 : 지압 완충부재

16 : 볼트 17 : 너트

[발명의 배경]

본 발명은 종래의 목재(timber members) 대신에, 합성수지 구조재의 적용 특히, 내식성의 향상 및 운전관리의 용이화를 위해 냉수탑(cooling tower)의 주골조(main framework)로서의 FRP 재의 적용예, 효과적인 섬유 강화 플라스틱(FRP) 같은 합성수지 구조재(structural members)를 위한 접합 구조물(構造物 : joint structure)에 관한 것이다.

많은 합성수지의 구조재가 목재 및 금속 대신에 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 합성수지재는 큰 하중을 받는 부분 등에는 거의 사용되지 않고 있다.

예를 들면, 상기 합성수지재는 다량의 주위공기를 직접 접촉시킴으로써 온수를 냉각시키는 냉수탑 분야에서, 일부분만이 공조 시스템 등의 소형 냉수탑용으로 사용되어 왔을 뿐이다.

일반적으로, 여러 화학 공업 등에 사용되는 대형 냉수탑은 목재나 강재의 주골조 또는 지지(load-bearing) 골조를 포함한다. 고온 다습 아연 도금 공정으로 아연 도금된 강재 또는 압력 방식 처리를 받게 되는 더글라스 전나무 목재(Douglas fir timber)로 이루어질지라도, 주골조는 상당히 높은 온도 및 습도의 대기를 가진 냉수탑 내에 있으므로 쉽게 부식되는 경향이 있다.

전형적으로, 목재나 강재로 이루어진 골조는 목재의 경우 10년 강재의 경우는 7 내지 8년이 지난 후, 분배 시스템 부근의 골조 상부를 중심으로 부식이 진행되어, 냉수탑의 보수가 필요하게 된다.

부식이 진행되면, 목재의 부식된 부분이나 녹조각이 냉각된 물의 중심에 혼입(混入)되어 냉수 시스템의 스트레이너(strainer)가 막히기 쉽고 펌프의 부하가 증대되는 등 냉수탑의 성능 저하의 문제가 발생된다.

그러므로, 주골조를 부식 환경에서 내식성이 우수한 합성수지 특히 FRP로 제조하는 것이 고려되었다. 주골조는 단일의 FRP재로 제조될 수 없고, 기둥, 수평 및 경사 비임의 조리 구조로 되어 이들을 함께 단단히 결합시키는 구조로 개발되어져야 한다.

그래서, 본 출원인 등에 의해 각종의 접합 구조물이 개발되어졌다. 예를 들면, 단면이 직사각형인 2개의 중공의 FRP재를 접합하기 위한 접합 구조물은 일본 특개평 2-245506호 공보(대응 공보 : 미국 특허 제 5054197호 및 유럽 특허 공개 공보 제0388222 A2호)에 기술된 바와 같이 개발되어 왔으며, 상기 공보의 제1a도 및 제1b도에 도시된 바와 같이 예를 들어 단면이 직사각형인 2개의 중공의 FRP재(1, 1a)는 FRP재를 둘러싸고 그 측벽상에 예비 드릴링된 리벳 구멍을 가진, 단면이 직사각형인 중공의 FRP재의 형태로 연결구(2)에 비해 함께 결합된다. 특히, 함께 결합될 FRP재(1, 1a)는 FRP재(1, 1a)의 대향 단부가 서로 접하도록 스페이서(4)를 통해 연결구(2)로 결합된다. 리벳 구멍은 연결구(2)의 대응 측벽상의 예비 드릴링된 리벳 구멍에 일렬로 정렬되도록 FRP재(1, 1a)의 측벽을 통해 드릴링되고, 블라인드 리벳(3)은 상기 리벳 구멍안으로 구동된다. 이러한 동작이 모든 리벳팅을 실현하도록 반복되어 FRP재(1, 1a)가 함께 결합된다.

상기 방법에서, 하나의 블라인드 리벳(3)이 FRP재(1, 1a)로 구동될 때마다, 대응하는 리벳 구멍이 FRP재(1, 1a)를 통해 드릴링되고, 이러한 드릴링 및 리벳팅은 FRP재(1, 1a)의 결합을 완성하도록 반복된다. 그러므로, 다수의 블라인드 리벳(3)을 사용할 때도, 하중이 전 블라인드 리벳(3)상에 균등하게 분포될 수 있도록 리벳 구멍은 그 드릴링 정밀도가 균등하게 형성될 수 있으므로, 그 결과, 필요한 접합 강도가 얻어지게 된다.

그러나, 그들 위치에서 연결구(2) 및 블라인드 리벳(3)을 사용하여 FRP재(1, 1a)를 드릴링 및 리벳팅하는 작동은 주골조가 종래의 목재 구조재로 구성된 경우와 비교하여 매우 어렵고 힘이 든다. 전자의 조립 공정수는 불리하게도 후자의 것과 비교하여 10% 내지 20% 증가된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 블라인드 리벳(3) 대신에, 블라인드 리벳보다 강도가 큰 볼트를 사용하는 것이 고려되었다. 연결구 및 FRP 구조재가 각각 상기 목적 및 볼팅(bolting)을 위해 각각 예비 드릴링될 때, 드릴링된 볼트 구멍의 직경은 사용될 볼트의 직경보다 2 내지 3mm 만큼 커야 되므로, 드릴링 및 볼팅의 허용 공차나 부정확도로 인해 하중이 전 볼트상에 균등히 분산될 수 없게 된다. 이는 복수개의 볼트를 사용하는 경우에 있어서도 전체적으로 허용가능한 하중이 볼트수(제4도의 절단선 참조)에 비례하여 증가되지 않는다는 것을 의미한다.

전 볼트상의 하중의 균등한 분산을 위한 드릴링 정밀도의 향상을 도모하기 위해, 연결구상의 예비 드릴링된 볼트 구멍과 정렬시켜 FRP 구조재에 드릴링을 하는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 실제로 볼트 구멍을 제 위치에서의 소망의 드릴링 정밀도를 유지하면서 중공의 파이프 형태로 FRP 구조재를 통해 직경적으로 드릴링하는 것은 불가능하다.

FRP 구조재가 복수개의 볼트로 접합되어 있는 경우에는, 볼트 구멍이 높은 드릴링 정밀도로 예비 드릴링되어도, 볼트 구멍의 피치는 충분한 지압 강도(bearing strength)를 얻도록 제2b도에 도시된 바와 같이 볼트의 직경(d)의 4배 이상으로 되는 것이 좋다. 결과적으로, 접합을 위해 사용될 구조재의 부분이 길어져 연결구가 보다 커지게 되어, 현장에서의 볼팅 작업이 어렵게 된다.

본 발명은 구조재를 접합하는 종래의 접합 구조물에서 발생된 상기 및 다른 문제를 해결하기 위해, 합성수지 구조재를 복수개의 볼트를 사용하여 간단한 방법으로 강고하게 접합시키는 접합 구조물을 제공한다.

[발명이 간단한 개요]

상술된 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1양상에 따라서, 본 발명은, 중공의 합성수지 구조재를 중공의 연결부재(joint member)내에 장착하여 그 대향 단부에서 서로 축방향으로 맞대이게 하고 이 중공 연결부재와 중공 합성수지 구조재에 교대로 직교하는 2방향으로 배치된 복수의 볼트를 삽입시킴과 동시에, 볼트에 중공의 합성수지 구조재의 변형 방지 및 볼트로의 하중을 균등히 분산시키는 지압 완충부재를 장착하여 접합되는 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물을 제공한다.

제2양상에 따라, 본 발명은 복수의 중공 합성수지 구조재를 어느 각도로 맞이대거나 서로 교차된 주위측면에 연결부재에 배치하고, 연결부재와 중공의 합성수지 구조재에 교대로 직교하는 2방향으로 배치된 복수의 볼트를 삽입시킴과 동시에, 볼트의 중공의 합성수지 구조재의 변형 방지 및 볼트로의 하중을 균등히 분산시키는 지압 완충부재를 장착하여 접합되는 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물을 제공한다.

상기 본 발명의 두 양상에 있어서, 연결부재는 일체구조로 조립된 2분할 구조로 형성된다.

본 발명의 제1양상에 따라서 중공의 합성수지 구조재를 볼트와 함께 접합하는 경우, 합성수지 구조재는 중공의 연결부재와 서로 맞대여 있고, 지압 완충부재는 중공의 구조재 및 중공의 연결부재의 변형을 예방하고 드릴링 공차로 초래된 역효과를 경감시키거나 보상시키도록 각 볼트에 장착되고, 상기 볼트는 그 축이 서로 수직하는 방향으로 교대로 연장되도록 연결부재 및 구조재를 통해 연장된다. 볼트상에 끼워진 지압 완충부재의 변형에 기인한 완충 작용은 일부 볼트상의 하중의 집중을 예방하고 전 볼트상의 하중의 균등한 분산을 이루게 한다. 교대로 수직하는 방향으로의 볼트의 배치는 접합에 사용될 구조재의 길이를 감소시키고, 또한, 드릴링 정밀도도 향상시킨다.

본 발명의 제2양상에 따라서, 중공의 합성수지 구조재를 어느 각도로 맞대이거나 교차된 복수의 볼트로 접합하는 경우, 연결부재는 구조재를 둘러싸고, 지압 완충부재는 중공의 구조재 및 중공의 연결부재의 변형을 예방하고 드릴링 공차로 초래된 역효과를 경감시키거나 보상시키도록 대응 볼트상에 장착된다. 상기 볼트가 서로 수직하는 방향으로 교대로 연장되는 볼트의 축에 꽉죄여지므로, 완충부재의 변형으로부터 초래된 완충 작용은 일부 볼트상의 하중의 집중이 예방되고 전 볼트상의 하중의 균등한 분산이 이뤄지며, 연결부재의 길이는 감소되고 드릴링 정밀도가 향상된다.

연결부재는 결합 작용을 촉진시키고 합성수지 구조재를 연결부에 접합시킬 수 있는 2분할 구조로 형성된다.

구조재 및 연결부재는 공장에서 예비 드릴링되므로, 현장에서 행하는 접합 공정수를 현저히 감소시킴과 동시에 필요한 접합 강도를 확보할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예가 첨부도면에 기초하여 상세히 후술된다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

제 2a, 3a 및 3b도는 본 발명에 따른 합성수지 구조재를 접합시키는 접합 구조물의 제1실시예를 도시한 것이다.

제1실시예에서, 합성수지 구조재(11, 11a)는 접합구조물(10)에 의해 축방향으로 함께 접합된다. 특히, 단면이 직사각형인 FRP 중공 파이프 형태의 구조재(11, 11a)는 각 파이프가 예를 들어 4개씩 총 8개의 볼트로 접합되도록 함께 접합되어 있다.

제2a도에 잘 도시된 바와 같이, 제1볼트 구멍(12-1, 12a-1)은 각각의 볼트 구멍(12-1, 12a-1)이 볼트 구멍의 직경(d)의 4배의 거리만큼 구조재(11, 11a)의 접합 단부로부터 이격 위치되도록 구조재(11, 11a)의 대향 측벽을 통해 예비드릴링된다. 유사한 방법으로, 제3볼트 구멍(12-3, 12a-3)은 각각 볼트 구멍의 직경(d)의 4배의 거리만큼 제1볼트 구멍(12-1, 12a-1)으로부터 이격 위치되도록 동일벽을 통해 예비 드릴링된다. 제2볼트 구멍(12-2, 12a-2)은 각각 대응하는 제1 및 제3볼트 구멍(12-1, 12-3, 12a-1, 12a-3) 사이의 중간지점(즉, 볼트 구멍의 직경(d)의 4배 이상의 거리만큼 접합단부로부터 이격된 위치)에 위치되도록, 볼트 구멍(12-1, 12a-1, 12-3, 12a-3)을 가진 전술한 벽에 수직한 구조재(11, 11a)의 대향 잔유 측벽을 통해 예비 드릴링된다. 유사한 방법으로, 제4볼트 구멍(12-4, 12a-4)은 각각 볼트 구멍의 4배의 거리만큼 대응하는 제2볼트 구멍(12-2, 12a-2)으로부터 이격되도록 볼트 구멍(12-2, 12a-2)을 가진 벽을 통해 예비 드릴링된다.

구조재(11, 11a)를 함께 접합시키기 위해, 단면이 직사각형인 FRP 중공 파이프같은 중공이 연결부재가 사용되며, 상기 부재 안으로 구조재(11, 11a)가 삽입된다. 4개의 볼트 구멍(14)은 서로 수직한 연결부재(13)의 2개의 대향 측벽쌍의 각 벽을 통해 예비 드릴링되어 있으며, 그래서 연결부재(13)의 각각의 벽의 4개의 볼트 구멍(14)은 각각 구조재(11, 11a)의 상술된 4개의 볼트 구멍(12-1, 12a-1; 12-3, 12a-3; 12-2, 12a-2; 12-4, 12a-4)에 대응된다.

제3a도에 도시된 바와 같이, 원통형 지압 완충부재(15)는 볼팅으로 인한 연결부재(13) 및 구조재(11, 11a)의 변형을 방지하고, 볼트 구멍(12, 14)의 드릴링 공차로 인한 볼트의 일부에 대한 하중의 집중을 피하기 위해 각 볼트 구멍(12-1, 12a-1, 12-2, 12a-2, 12-3, 12a-3, 12-4, 12a-4)안으로 삽입된다. 볼트(16)는 지압 완충부재(15)를 통해 연장된다.

필요한 지압 강도가 보다 적어질 때는, 제3b도에 도시된 바와 같이 2개의 볼트 구멍(12, 14)을 통해 연장되는 지압 완충부재(15)가 사용된다. 이는 지압 완충부재(15)의 장착 작용을 촉진시키는데, 그 이유는 완충부재(15)가 연결부재(13)의 외부로 삽입되기 때문이다.

완충부재(15)로서 필요한 기능을 완수하기 위해서, 완충부재(15)는 볼트의 죄임으로 인한 변형을 방지시키도록 부재(15)의 축방향으로의 높은 강도를 가져야 한다. 또한 완충부재(15)는 실린더의 반경방향으로 일정크기로 신축 가능해야 한다. 이러한 필요한 기능이 완수되면, 하중이 볼트상에 만족스럽게 분산되도록 볼트의 일부에 대한 하중의 집중 현상이 예방된다. 예를 들면, FRP로 제조된 중공의 실린더가 완충부재(15)로서 사용된다.

FPR 중공 실린더의 경우, 그 축방향으로는 유리섬유가 적층되어 있어서 강도가 커지고, 그 반경방향으로는 유리섬유의 강화의 영향이 적은 수지층에 의한 탄성 변형이 어느정도 기대될 수 있는데, 본 발명은 이러한 FRP 중공 실린더의 특성을 활용한다.

합성수지 구조재를 함께 접합시키면, 구조재(11)는 미리 상기 완충부재(15)를 장착시킨 다음, 구조재(11)의 대향 단부가 서로 맞대일 때까지 그 개방부에서 연결부재(13)로 삽입된다. 구조재(11, 11a)의 볼트 구멍에 장착된 완충부재(15)의 볼트 구멍은 중공 연결부재(13)의 볼트 구멍(14)과 합해진다. 다음 볼트(16)는 상기 합해진 볼트 구멍을 통해 삽입되어 너트(17)에 의해 단단히 죄여진다.

제3a도에 도시된 바와 같이, 볼트(16)의 생크(16a)는 볼트(16)가 볼트(16)의 외부 나사부(16b) 및 생크(16a)에서는 완충부재(15)의 내면과 볼트 구멍(14)에 접촉되지 않도록 중공의 연결부재(13)의 대향벽 사이의 길이에 대응하는 길이를 갖는다.

그래서, 생크(16a)와 외부 나사부(16b)사이의 직경차로 인한 볼트의 옵셋이 방지되고 하중의 집중이 방지된다.

이러한 접합 구조물(10)에서, 구조재(11, 11a)는 간단한 방법으로 중공의 연결부재(13), 볼트(16) 및 너트(17)와 함께 접합된다.

볼트 구멍(12, 14)은 연결부재(13)의 길이가 사용된 볼트의 갯수에 대비되어 감소될 수 있도록 서로 수직한 2개의 방향으로 교대로 예비 드릴링된다.

예를 들면, 제2b도에 도시된 바와 같이 제4볼트 구멍(12-4)이 구조재(11)의 접합 단부로부터 이격되도록 4개의 볼트가 각 구조재(11)의 축에 평행한 직선을 따라 사용된, 종래의 접합 구조물과 비교하여, 본 발명에 따른 제2a도에 도시된 접합 구조물에 있어서는 제4볼트구멍(12-4)과 접합 단부 사이의 길이가 약 64% 만큼 감소될 수 있다.

제1실시예에서, 합성수지 구조재(11, 11a)는 8개의 볼트(16)로 죄어진다. 이 경우, 구조재(11, 11a)의 볼트 구멍(12, 12a)의 피치와 중공의 연결부재의 볼트 구멍(14) 피치 사이에 작은 오차가 발생되더라도, 완충부재(15)가 각 볼트 구멍(12)을 통해 연장되므로 구조재(11, 11a) 및 중공의 연결 부재(13)의 축방향으로의 하중이 완충부재(15)의 반경방향으로의 탄성 변형에 의해 전 볼트(16)상에 균등히 분산되어, 접합 강도가 사용된 볼트수에 비례하여 증가된다.

접합 강도가 사용된 볼트수에 비례한다는 사실은 제4도에 실선으로 표시한 바와 같이 전체 크기의 주강성 프레임의 파괴 시험의 결과로 확인되었다. 즉, 볼트당 접합강도는 사용된 볼트 갯수가 증가되더라도 유지될 수 있다.

한편, 지압 완충부재를 사용하지 않은 제2b도를 참조로 설명된 종래의 접합 구조물에서, 볼트 갯수가 증가되면 볼트당 접합 강도는 제4도의 파선으로 표시한 바와 같이 감소된다. 예를 들면, 4개의 볼트가 장착되는 경우 볼트당 접합 강도는 단 하나의 볼트만이 장착된 경우와 비교해서 약 50% 정도까지 저하된다.

더 나아가, 제1실시예에 따라서, 블라인드 리벳을 사용한 종래의 접합 구조물과 비교하여 현장에서의 드릴링 작업이 필요하지 않으므로 접합 작업이 단시간에 행해질 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 접합 작업의 촉진은 직경이 20mm인 4개의 볼트를 사용하여 이루어진 접합 강도를 얻기 위해 종래의 접합 구조물이 직경이 4.8mm인 30개의 블라인드 리벳을 필요로 한다는 사실로부터 이해될 수 있다.

제5도를 참조하여, 중공의 합성수지 구조재를 서로에 대해 예정된 각도로 접합시키기 위한 본 발명의 제2실시예가 설명된다.

참조번호 20으로 표시한 접합 구조물에서, 2개의 합성수지 구조재(21, 21a)는 서로 맞대여서 예정된 각도로 함께 접합되어 있다. 구조재(21a)는 그 일단부에서 구조재(21)와 예정 각도로 접합되고 그 다른 단부에서 합성수지 구조재(22)와 예정 각도로 접합되어 있다. 상하 2개소에 이 접합 구조물(20)이 채용되고 있다.

제5도에 도시된 바와 같이, 2개의 접합 구조물은 그 구조가 거의 유사하므로, 하나의 접합 구조물의 설명만으로 제2실시예를 이해하는데 충분할 것이다.

접합 구조물(20)에 사용된 연결부재(23)는 구조재(21, 22)가 삽입된 중공의 연결부(23a)와, 연결부(23a)로부터 연장되어 예정된 각도로 경사져 있으며 그 안으로 구조재(21a)가 삽입된 중공의 경사 연결부(23b)를 포함한다. 연결부재(23)는 FRP로 제조할 수 있다. 직선 및 경사 연결부(23a, 23b)는 제5도에 도시된 바와 같이, 일체 구조 형태나 2분할 구조 형태일 수 있다. 2분할 구조의 연결부재(23)의 경우, 2분할 구조의 대향측벽은 볼트가 서로 수직한 2방향으로 교대로 연장되도록 예비 드릴링된다.

연결부재(23)는 일체 구조로 제조되든 2분할 4구조로 제조되든, 현장에서 일정 각도로 접합될 구조재(21a)에 의존한다. 예를 들면, 구조재(21a)가 그 단부에서 구조재에 접합될 때 연결부재(23)를 상기 양단부를 위해 일체 구조의 형태로 사용하는 것이 어렵게 된다. 양호하게는 상기 2연결부재(23)중 적어도 하나는 접합 작업의 촉진을 위해 2분할 구조로 되어 있다.

또한, 구조재(21a)의 일단부는 일체 구조의 형태로 접합 구조물을 사용하여 접합되고, 다른 단부는 종래의 리벳팅으로 접합된다.

직선 및 경사 중공 연결부(23a, 23b)의 대향 측벽은 드릴링된 볼트 구멍(24)이 서로 교대로 수직하도록 예비 드릴링되어 있다. 경사 연결부(23b)상의 제1볼트 구멍(24-1)은 볼트 구멍의 직경(d)의 4배 거리만큼 구조재(21a)의 단부로부터 이격 위치되어 있다. 경사 연결부(23b)의 대향측벽상의 볼트 구멍의 피치는 4d 이상이다. 직선 연결부(23a)의 대향측벽상의 볼트 구멍(24)의 피치도 4d 이상이다.

또한, 구조재(21, 21a, 22)에는 상술한 연결부재(23)의 볼트구멍(24)에 각각 대응하는 볼트 구멍(제5도에 도시않됨)이 형성되어 있다.

제2실시예에서, 제3a도 및 제3b도를 참조하여 제1실시예에서 설명된 형태의 지압 완충부재(제5도에 도시않됨)는, 볼팅으로 인한 구조재(21, 21a, 22) 및 연결 부재(23)의 변형뿐만 아니라, 구조재(21, 21a, 22) 및 연결부재(23)상의 볼트 구멍(24)의 오차나 볼팅 공차로 인한 하중의 집중을 예방할 수 있도록, 구조재(21, 21a, 22)의 볼트 구멍안으로 삽입된다.

제1실시예에서 설명한 바와 같이, 지압 강도고 적어지면, 제3b도에 도시된 형태의 지압 완충부재(15)는 접합 작업의 촉진을 위해 연결부재의 외측면으로부터 볼트 구멍(12, 14)을 통해 삽입된다.

접합 작업중에, 구조재(21)의 볼트 구멍안으로 끼워진 완충부재(15)를 가진 구조재(21)는 연결부재(23)의 직선 연결부(23a)안으로 삽입된다. 구조재(21a)는 그 일단부에서, 구조재(21)에 맞대이도록 연결부재(23)의 경사 연결부(23b) 안으로 삽입된다. 구조재(21, 21a)의 볼트 구멍안으로 끼워진 완충부재(15)의 보어 또는 볼트 구멍은 연결부재(23)의 대응 볼트 구멍(24)과 일렬로 맞쳐진다. 볼트(16)는 제3a도 또는 제3b도에 도시된 바와 같이 볼트 구멍에 삽입되어, 너트(17)에 의해 단단히 죄여진다.

제3a도에 도시된 경우와 유사하게, 볼트(16)의 생크(16a)는 생크(16a)와 외부 나사부(16b) 사이의 직경차로 인한 볼트(16)의 옵셋과 하중의 집중을 예방하기 위해, 중공의 연결부재(23)의 대향벽 사이의 길이에 대응하는 길이를 갖는다.

상술된 형태의 접합 구조물(20)이 사용되면, 합성수지 구조재(21, 21a)는 간단한 방법으로 볼트 및 너트와 함께, 서로에 대해 예정된 각도로 접합된다.

완충부재(15)가 구조재(21, 21a, 22)의 각 볼트 구멍에 장착되므로 연결부재(23)의 볼트 구멍(24)의 피치와 구조재(21, 21a, 22)의 에비 드릴링된 볼트 구멍의 피치 사이에 약간의 오차가 발생될지라도, 연결부재(23) 및 구조재(21, 21a, 22)에 가해지는 하중이 완충부재(15)의 반경방향으로의 탄성 변형으로 인해 전 볼트상에 균등히 분산되므로, 볼트 갯수에 비례하는 접합 강도가 얻어질 수 있다.

접합 구조물(20)에서는, 볼트 구멍(24)이 서로 수직한 방향으로 교대로 드릴링되므로, 볼트 갯수에 대한 연결부의 단위 길이가 단축될 수 있다.

연결부재는 접합 작업을 촉진시키고 예를 들고 냉수탑의 연결부에 적용시킬 수 있는, 2분할 구조의 형태일 수 있다.

변형예로서, 제6a도 내지 제6f도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 접합 구조물은 T형 연결부(제6도), +형 연결부(제6b도), 6개의 구조재가 교차하는 연결부(제6c도) 및 다른 소망 형태의 연결부와 같은, 다양한 교차하거나 맞대이는 연결부에 적용될 수 있다.

지금까지는 합성수지 구조재가 FRP재로서 설명되었지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 본 발명에 따라서, 합성수지 구조재라는 용어는 열경화성 플라스틱을 매트릭스로 한 협의의 복합재료인 FRP재 뿐만 아니라, FRTP(Fiber Reinforced Thermoplastics) 등을 포함하는 광의의 강화 플라스틱재를 포함한다.

상술된 실시예에서, 2개의 서로 수직한 방향으로 교대로 연장되는 단일 볼트가 설명되었지만, 제6d도에 도시된 바와 같이, 2이상이 볼트의 세트가 단일 볼트 대신에 사용될 수 있다.

본 발명의 합성수지 구조재는 그 단면 형상이 직사각형인 것만으로 한정되지 않고 제6e도 또는 제6f도에 도시된 바와 같이 원형이나 6각형 등의 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 물론 이 경우에 있어서, 사용된 연결부재는 구조재의 단면에 따라 일체 구조 또는 2분할 구조의 형태일 수 있다. 서로 수직한 2방향이거나 120도로 서로 등각위치된 3방향일 수 있다.

따라서, 다양한 변형이 본 발명의 진정한 정신에 이탈함이 없이 이루어질 수 있는 것으로 이해된다.

이상, 실시예에서 상세히 설명된 바와 같이, 본 발명의 합성수지 구조재의 접합 구조물에 의하면, 중공의 플라스틱 구조재를 복수개의 볼트로 접합시키는 경우 중공 연결부재 내에서 서로 맞대이게 된다. 지압 완충부재는 중공의 구조재와 중공의 연결부재의 변형을 예방하고 복수개의 볼트 구멍의 오차 또는 허용 공차로 발생되는 악영향을 감소시키도록 사용된다. 볼트는 그 축이 2개의 서로 수직한 방향으로 교대로 연장되도록 각 볼트 구멍에 삽입된다. 그 결과, 완충부재의 탄성 변형으로 초래된 완충작용으로 인해, 일부 볼트에 대한 하중의 집중이 방지되고 하중이 사용된 전 볼트 상에 균등히 분산된다. 볼트축이 2개의 서로 수직한 방향으로 교대로 연장되므로 연결부재의 길이가 단축될 수 있고 드릴링 정밀도가 향상된다.

본 발명에 따라서, 중공의 합성수지 구조재가 예정된 각도로 서로 맞대이거나 교차되고 복수개의 볼트로 함께 접합될 때 연결부재는 맞대이거나 교차된 구조재를 둘러싸도록 배열된다. 지압 완충부재로 끼워진 볼트는 중공의 구조재와 중공의 연결부재의 변형을 예방하고 볼팅 공차나 비정밀도로 야기된 악영향을 예방하거나 감소시키도록 사용됨으로써, 일부 볼트상의 하중의 집중이 방지되고 하중이 전 볼트상에 균등하게 분산될 수 있다. 서로 수직한 2방향으로 교대로 연장되는 축을 가진 볼트 배치는 연결부분의 길이를 단축시키고 드릴링 정밀도도 향상시킨다.

본 발명의 합성수지 구조재를 접합시키기 위한 접합 구조물에 의하면, 시공을 용이하게 하고 접합 부분에 손쉽게 적용시킬 수 있는 2분할 구조의 연결부재가 사용될 수 있다.

본 발명에 따라서, 구조재 및 연결부재가 공장에서 예비 드릴링되므로 현장에서의 접합 공수가 대폭 감소되고 필요한 접합 강도가 확보될 수 있다.

냉수탑의 주골조를 FRP재로 한 경우에 의하면, 고온다습한 환경하에서도 부식이 방지된다. 종래의 목재나 강재로 만들어진 냉수탑에 비해서, 냉수탑의 수명이 현저히 연장될 수 있고, 그 보수비도 감소될 수 있다. 부식물이 냉각된 물중에 혼합되지 않으므로 냉수탑의 운전관리가 간단하고 성능 저하없이 안정된 성능이 유지될 수 있다.

Claims (4)

1. 중공의 합성수지 구조재를 중공의 연결부재 내에 장착하여 그 대향 단부에서 서로 축방향으로 맞대이게 하고 이 중공 연결 부재와 중공 합성수지 구조재에 교대로 직교하는 2방향으로 배치된 복수의 볼트를 삽입시킴과 동시에, 볼트에 중공의 합성수지 구조재의 변형 방지 및 볼트로의 하중을 균등히 분산시키는 지압 완충부재를 장착하여 접합되는 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물.
2. 복수의 중공 합성수지 구조재를 어느 각도로 맞대이거나 서로 교차된 주위측면에 연결부재를 배치하고, 연결 부재와 중공의 합성수지 구조재에 교대로 직교하는 2방향으로 배치된 복수의 볼트를 삽입시킴과 동시에, 볼트에 중공의 합성수지 구조재의 변형 방지 및 볼트로의 하중을 균등히 분산시키는 지압 완충부재를 장착하여 접합되는 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물.
3. 제1항에 있어서, 상기 연결부재는 일체로 조립된 2분할 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물.
4. 제2항에 있어서, 상기 연결부재는 일체로 조립된 2분할 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 중공의 합성수지 구조재의 접합 구조물.