KR100244963B1 - 무방향성 철근 연결 장치(1) (Splicing device for reinforcement steel bars) - Google Patents

Abstract

본 발명은 무방향성 철근 연결 장치 및 이를 이용한 철근 연결 방법에 관한 것으로, 한 쌍의 지지판(3, 3')과 한 쌍의 이음판(2, 2') 및 상기 지지판 및 이음판의 단부를 감싸서 압착하는 두 개의 결합통(4)으로 구성된다.

지지판은 반원통형의 형상으로 내부 쪽에는 이형철근의 마디가 끼워지는 내부홈(31)이, 외부 쪽에는 고리형 지지턱(32)이 형성된다. 한쪽의 지지판에는 상기 지지턱의 반대쪽 단부에 돌기(5)가 하나 돌출 되어 결합통을 끼워 결합한다.

이음판(2, 2')은 반경이 서로 다른 지지판부(21)와 철근부(22)로 구성되어, 마치 병을 수직으로 이등분한 것과 같은 형상이다. 상기 철근부에는 철근의 마디가 끼워질 수 있도록 내부홈(23)이 형성되고, 지지판부에는 지지판에 형성된 고리형 지지턱과 결합될 수 있도록 지지홈(24)이 형성된다. 한 쌍의 이음판 중 한쪽 이음판에는 철근부 쪽으로 돌기(5)가 형성되어 있어 결합통을 끼워 결합하도록 되어 있다.

결합통(4)은 중공(42)이며, 내측면에 상기 돌기(5)가 끼워지는 ㄱ자 형상의 결합홈(41)이 형성되어 있다. 상기 결합홈은 결합통(4)의 길이 방향으로는 홈의 깊이가 일정하지만, 원주 방향으로는 갈수록 홈의 깊이가 작아져서, 돌기(5)를 결합홈(41)에 끼우고 돌리면 지지판 또는 이음판이 철근에 압착되어 철근을 서로 연결하게 된다.

본 발명의 철근 연결장치는 철근에 형성된 마디와 측면 리브의 방향에 관계없이 철근을 연결할 수 있으므로 철근연결작업이 매우 쉬워지고, 겹친 이음에 비해 콘크리트를 채워 넣을 공간이 많아 철근콘크리트공사의 부실을 방지할 수 있는 발명이다.

Description

무방향성 철근 연결 장치(1) (Splicing device for reinforcement steel bars)

본 발명은 무방향성 철근 연결 장치 및 이를 이용한 철근 연결 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 철근 콘크리트 공사에서 철근과 철근을 겹쳐서 잇지 않고 철근의 방향과 관계없이 기계적으로 철근의 단부를 결합시킴으로써 철근에 가해지는 인장력을 전달할 수 있는 무방향성 철근 연결 장치 및 철근 연결 방법에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 철근이 인장력을 부담하는 구조로써 철근과 콘크리트의 결합에 의하여 이루어진 구조이다. 콘크리트는 거푸집을 설치하고 타설하므로 이를 일체로 시공할 수 있으나, 철근은 일정한 길이의 규격품을 이어가며 시공해야 하는 바, 철근과 철근간의 조인트가 발생할 수밖에 없다. 따라서, 철근이 소요 인장력에 충분히 저항하기 위해서는 철근과 철근이 서로 긴밀하게 연결되어야 하며 이를 위해서는 통상 겹친 이음, 압접 또는 철근 연결 장치를 이용하는 방법 등이 사용된다.

겹친 이음은 철근과 철근을 소요 이음 길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 것으로 배근작업이 용이한 장점은 있으나, 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의한 구조 내력상의 문제가 있고, 콘크리트 부재가 얇은 경우에는 겹쳐진 철근 때문에 거푸집의 단면이 좁아져 콘크리트 타설이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 현장에서 철근 이음 길이에 대한 관리가 어렵고 이는 부실공사에 의한 하자의 발생으로 이어질 여지가 많으며, 직경이 큰 철근에서는 일정 길이 이하의 철근은 이를 사용할 수가 없어 철근의 소요량이 증가하는 등의 문제가 있다.

압접에 의한 철근 연결 방법은 철근과 철근의 단부를 이어 댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다. 그러나 압접은 작업 시간이 길고 비용이 과다하며 화재의 위험이 있는 등 많은 문제가 있어 이를 적용하기가 쉽지 않다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 철근과 철근을 기계적으로 결합하는 방법이 고안되고 있으며, 기계적 철근 연결 방법으로는 철근에 직접 나사를 깎는 방법, 나사편체를 결합시키는 방법, 결합체를 눌러서 고정시키는 방법 등이 있다. 그러나, 상술한 기계적 이음 방법도 작업 시간이 과다하고 비용이 증가하는 등의 문제가 있다. 또한 철근 마디의 치수가 제조 회사별로 약간씩의 차이가 있어 나사편체를 이용해 결합하는 방법은 약간의 치수 상의 차이가 있어도 결합이 용이하지 않은 문제가 있다.

본 발명의 목적은 작업공정이 단순하여 작업 시간을 단축할 수 있는 무방향성 철근 연결 장치 및 철근 연결 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부품의 수가 적고 구조가 간단하여 가격이 저렴한 무방향성 철근 연결 장치 및 철근 연결 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근과 철근간에 효율적인 힘의 전달이 가능한 무방향성 철근 연결 장치 및 철근 연결 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근 리브의 방향에 관계없이 철근을 이을 수 있는 무방향성 철근 연결 장치 및 철근 연결 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근의 치수에 다소 차이가 있더라도 시공이 용이한 무방향성 철근 연결 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 철근 연결 장치의 분해 사시도이다.

제2도는 이음판의 정면도 및 측면 단면도이다.

제3도는 지지판의 정면도 및 측면 단면도이다.

제4도는 결합통의 정면도 및 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 철근 2, 2': 이음판

21: 지지판부 22: 철근부

23: 내부홈 24: 지지홈

3, 3': 지지판 31: 내부홈

32: 지지턱 4: 결합통

41: 결합홈 42: 중공

5: 돌기

도면에 따라 본 발명을 설명한다.

제1도는 철근과 철근을 직선으로 연결할 수 있는 철근 연결 장치의 분해 사시도이며, 제2도는 이음판의 정면도 및 측면 단면도이고, 제3도는 지지판의 정면도 및 측면 단면도이며, 그리고 제4도는 결합통의 정면도 및 측면도이다.

본 발명의 철근 연결 장치는 연결할 두 개의 철근 중 한쪽 철근의 단부에 결합되는 한 쌍의 지지판(3, 3'), 한 쪽은 철근에 결합되고 다른 쪽은 상기 지지판에 결합되는 이음판(2, 2') 그리고, 상기 지지판 및 이음판의 단부를 감싸서 압착하는 두 개의 결합통(4)으로 구성된다.

지지판(3, 3')은 반원통형의 형상으로 이을 두 개의 철근 중 한쪽 철근의 단부에 결합되며, 이형철근의 마디가 끼워질 수 있도록 내부쪽면에 내부홈(31)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 철근의 마디는 직각 마디와 경사 마디가 있으므로, 상기 지지판의 내부홈 역시 상기 지지판에 직각 방향 또는 사선 방향으로 형성될 수 있다. 상기 지지판의 외부 쪽 단부에는 고리형으로 지지턱(32)이 일정한 간격으로 형성되어 있어 이음판(2, 2')을 상기 지지판(3, 3')에 덮어 씌워 결합할 수 있도록 되어 있다. 한 쌍의 지지판(3, 3')중 한 쪽의 지지판(3)에는 상기 지지턱이 돌출된 반대쪽으로 돌기(5)가 하나 돌출 되어 있어 결합통(4)을 끼워 결합하도록 되어 있다.

제2도와 같이 이음판(2,2')은 전체적으로 반원통형의 형상이며, 지지판과 결합되는 지지판부와 철근과 결합되는 철근부로 구분된다. 지지판부(21)와 철근부(22)는 반경이 서로 달라 지지판부와 철근부의 중간에서 단면의 반경이 변화하여 이음판은 마치 병을 수직으로 이등분한 것과 같은 형상으로 되어 있다. 상기 철근부(22)에는 철근이 결합되는 바, 상기 지지판과 마찬가지로 철근의 마디가 끼워질 수 있도록 내부홈(23)이 일정한 간격으로 형성되어 있다. 지지판부(21)는 철근에 결합된 상기 지지판(3, 3')과 결합되는 바, 지지판에 형성된 고리형 지지턱(32)과 결합될 수 있도록 일정한 간격으로 지지홈(24)이 형성되어 있다. 본 구체예에서는 지지턱(32)과 상기 지지턱(32)과 결합되는 지지홈(24)이 지지판(2,2')과 이음판(3,3')의 길이방향에 직각인 연속 고리형으로 표시되어 있지만 연속 꺾은선으로 형성할 수도 있다.

한 쌍의 이음판 중 한쪽 이음판에는 철근부 쪽으로 돌기(5)가 하나 형성되어 있어 결합통(4)을 끼워 결합하도록 되어 있다.

이형철근에는 길이 방향으로 두 줄의 리브가 돌출 되어 있는 바, 하나의 지지판(3, 3') 또는 이음판(2, 2')은 이형철근의 한쪽 리브에서 반대쪽 리브까지를 덮을 수 있도록 되어 있다. 따라서 지지판(3, 3') 또는 이음판(2,2')을 결합시켰을 때 철근의 리브 부분을 제외하고 전체를 감쌀 수 있도록 되어 있다. 그러나, 지지판은 한쪽 철근에만 결합되고, 이음판은 다른 쪽 철근에만 결합되며, 이음판이 지지판을 감싸서 결합하도록 되어 있기 때문에 철근의 리브의 방향에 관계없이 철근 연결 장치를 사용하여 철근을 이을 수 있다.

결합통(4)은 철근을 위, 아래에서 덮고 있는 한 쌍의 지지판(3, 3')과 이음판(2, 2')을 결속하여 철근으로부터 탈락하지 않도록 하기 위한 것으로, 철근에 결합된 상기 한 쌍의 지지판 또는 이음판이 끼워질 수 있도록 중공(42)이 형성되어 있으며, 원통의 형상은 물론 각통과 같은 형상으로도 제조될 수 있다. 결합통(4)의 한쪽 단부에는 내측면에 상기 지지판(3, 3') 또는 이음판(2, 2')의 돌기(5)가 끼워질 수 있는 ㄱ자 형상의 결합홈(41)이 형성되어 있다. 상기 결합홈(41)은 결합통(4)의 길이 방향으로 홈의 깊이가 일정하지만, 결합통의 원주 방향으로는 갈수록 홈의 깊이가 작아지도록 형성되어 있다. 따라서, 철근에 지지판 또는 이음판을 덮어씌우고 결합통(4)을 상기 지지판 또는 이음판의 돌기(5)가 상기 결합통의 결합홈(41)에 끼워지도록 끼운 다음 90°로 돌리면 상기 결합홈의 깊이가 점점 작아지므로 지지판 또는 이음판이 철근에 압착되어 진다.

철근의 마디는 제조 회사별로 약간씩 치수에 차이가 있다. 따라서 나사를 이용해 결합하는 방법은 철근의 치수가 조금만 차이가 나더라도 나사를 결합하기가 용이하지 않은 문제가 있었다. 그러나, 본 발명의 철근 연결 장치는 상기 결합통의 결합홈과 돌기와의 사이에는 약간의 유격(clarence)이 있고, 상기 결합통을 돌릴수록 점점 이음판이 압착되어지므로 철근 마디의 치수에 약간의 차이가 있더라도 결합하는데 아무런 지장이 없어 신속한 철근의 이음이 가능하다.

철근에 가해지는 인장력은 한쪽 철근에서 지지판(3, 3')으로 전달되고, 이음판(2, 2')을 거쳐 다른 쪽 철근으로 전달된다. 이는 철근의 마디와 지지판 및 이음판의 내부홈(22, 31)이 서로 맞물려 있고, 지지판과 이음판이 지지턱과 지지홈에 맞물려 있기 때문이며, 철근에 인장력이 가해지면 지지판과 이음판은 서로 분리되려 하나 결합통(4)이 이를 구속하기 때문에 철근간의 인장력의 전달이 가능하다.

상술한 구체예는 직경이 같은 철근을 연결하는 경우이나, 서로 직경이 다른 철근을 연결할 수도 있다. 직경이 서로 다른 철근을 연결하기 위해서는 상기 이음판의 지지판부의 직경을 변경시킴으로써 가능하다. 즉, 이음판의 지지판부(21)의 직경을 이음판에 결합된 철근보다 더 큰 직경의 철근과 결합된 지지판과 결합될 수 있는 직경으로 제조함으로써 가능한 것이다.

상기 구체예는 직선으로 철근을 연결하는 방법이나, 직각으로 교차되는 철근을 연결할 수도 있다. 직각으로 철근을 연결하기 위해서는 중간에서 90°꺾어진 ㄱ자형 이음판을 사용한다. 상술한 구체예와 구성은 전연 동일하며, 단지 이음판이 철근부와 지지판부의 경계에서 단면의 반경이 변화하면서 90°꺾어지는 것만이 상이하다.

본 발명의 철근 연결 장치 중 결합통은 파이프와 같은 재료를 절단하여 제조할 수 있으며, 지지판 또는 이음판은 대량생산을 위해 철판을 프레스로 성형함으로써 지지판 또는 이음판과 돌기를 일체로 생산할 수 있다.

본 발명의 철근 연결 장치를 이용하여 철근을 연결하는 방법을 설명한다.

먼저 두 개의 결합통(4)을 각각 연결할 철근에 끼운 다음, 두 개의 철근을 정렬시킨다. 연결할 철근 중 한쪽에 지지판(3, 3')을 설치하고, 연결할 다른 쪽 철근과 상기 지지판(3, 3') 위로 이음판(2, 2')을 설치한다. 결합통(4)의 결합홈(41)에 상기 지지판(3, 3') 및 이음판(2, 2')의 돌기(5)를 맞추어서 끼우고 결합통을 90°돌리면 철근 연결 장치의 시공이 완료된다.

본 발명의 철근 연결 장치는 구성 부품의 수가 여섯 개에 불과해 부품의 수가 적고 이음 공정이 매우 간단해 작업 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한 철근의 리브의 방향을 조정할 필요가 없이 바로 철근을 결속할 수 있으므로 작업이 매우 간편하여 작업 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 철근 연결 장치의 이음 성능을 확인하기 위하여 본 발명의 철근 연결 장치를 사용하여 이음된 철근 시험체의 인장 시험을 수행한 결과 철근의 이음부에서는 파괴가 일어나지 않았으며 이음부가 아닌 철근의 중간부에서 파괴가 발생하였는 바, 본 발명의 철근 연결 장치를 이용한 철근 이음은 구조적으로 아무런 하자 없는 강한 결합력을 확보할 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 발명의 철근 연결 장치를 사용할 경우 철근의 이음 길이 불량으로 인한 구조물의 하자를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 한 쌍의 지지판(3, 3');

   한 쌍의 이음판(2, 2'); 및

   두 개의 결합통(4);

   으로 구성되며,

   상기 지지판(3, 3')은 반원통형의 형상으로, 내부 쪽에 이형철근의 마디가 끼워질 수 있도록 일정한 간격으로 내부홈(31)이 형성되고, 외부 쪽으로는 한쪽 단부에 고리형으로 지지턱(32)이 돌출 되며, 상기 한 쌍의 지지판(3, 3') 중 한쪽 지지판(3)의 외부 쪽에 지지턱의 반대쪽으로 돌기(5)가 하나 형성되고,

   상기 이음판(2, 2')은 전체적으로 반원통형의 형상이나, 양단부의 반경이 서로 달라 마치 병을 수직으로 이등분한 것과 같이 중간에서 단면의 반경이 변화하여 반경이 큰 지지판부(21)와 반경이 작은 철근부(22)로 구분되고, 상기 철근부(22)에는 내부 쪽에 이형철근의 마디가 끼워질 수 있도록 일정한 간격으로 내부홈(23)이 형성되고, 상기 지지판부(21)에는 내부 쪽에 상기 지지판(3, 3')의 지지턱(32)이 결합될 수 있는 지지홈(24)이 형성되고, 상기 한 쌍의 이음판(2, 2')중 한쪽 이음판(2)에는 외부 쪽 철근부에 돌기(5)가 하나 형성되고, 그리고

   상기 결합통(4)은 철근에 결합된 상기 한 쌍의 지지판(3, 3') 및 이음판(2, 2')을 끼울 수 있도록 중공(42)이 형성되며, 단부쪽 내측면에는 길이 방향으로 깊이가 동일하고 원주 방향으로는 깊이가 점점 작아지는 ㄱ자형의 결합홈(41)이 형성된 것

   을 특징으로 하는 철근 연결 장치.
2. 제1항에서, 상기 지지판(3, 3') 및 상기 이음판(2, 2')의 내부홈(31, 23)이 상기 지지판(3, 3') 및 상기 이음판(2, 2')에 직각 또는 사선으로 형성된 것을 특징으로 하는 철근 연결 장치.
3. 제1항에서, 상기 지지판 또는 상기 이음판은 프레스 성형에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 철근 연결 장치.
4. 한 쌍의 지지판(3, 3');

   한 쌍의 이음판(2, 2'); 및

   두 개의 결합통(4);

   으로 구성되며,

   상기 지지판(3, 3')은 반원통형의 형상으로, 내부 쪽에 이형철근의 마디가 끼워질 수 있도록 일정한 간격으로 내부홈(31)이 형성되고, 외부 쪽으로는 한쪽 단부에 고리형으로 지지턱(32)이 돌출 되며, 상기 한 쌍의 지지판 중 한쪽 지지판(3)의 외부 쪽에 지지턱 반대쪽으로 돌기(5)가 하나 형성되고,

   상기 이음판(2, 2')은 단면이 반원이고 중간에서 ㄱ자형으로 구부러진 반원통형의 형상이며, 반경이 크고 상기 지지판(3, 3')과 결합되는 지지판부(21)와 반경이 작고 철근과 결합되는 철근부(22)로 구분되고, 상기 철근부(22)에는 내부 쪽에 이형철근의 마디가 끼워질 수 있도록 일정한 간격으로 내부홈(23)이 형성되고, 상기 지지판부(21)에는 내부 쪽에 상기 지지판(3, 3')의 지지턱(32)이 결합될 수 있는 지지홈(24)이 형성되고, 상기 한 쌍의 이음판(2, 2')중 한쪽 이음판(2)에는 외부 쪽 철근부에 돌기(5)가 하나 형성되고, 그리고

   상기 결합통(4)은 철근에 결합된 상기 한 쌍의 지지판(3, 3') 및 이음판(2, 2')을 끼울 수 있도록 중공(42)이 형성되며, 단부쪽 내측면에는 길이 방향으로 깊이가 동일하고 원주 방향으로는 깊이가 점점 작아지는 ㄱ자형의 결합홈(41)이 형성된 것

   을 특징으로 하는 철근 연결 장치.
5. 연결할 철근의 각각에 제1항의 상기 결합통(4)을 끼우는 단계;

   연결할 철근을 정렬시키는 단계;

   한쪽 철근에 제1항의 상기 지지판(3, 3')을 설치하는 단계;

   다른 쪽 철근에 제1항의 상기 이음판(2, 2')을 설치하는 단계; 그리고,

   제1항의 상기 결합통(4)의 결합홈(41)에 상기 지지판(3) 및 상기 이음판(2)의 돌기(5)를 끼우고 돌려 고정하는 단계;

   로 시공하는 것을 특징으로 하는 철근 연결 방법.