KR100345181B1 - 철근 이음쇠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 콘크리트 공사에서 철근과 철근을 겹쳐서 이음하지 않고 기계적으로 철근의 단부를 결합시킴으로써 철근에 가해지는 인장력을 전달할 수 있는 철근 이음쇠에 관한 것이다.

본 발명의 철근 이음쇠는 전체적으로 원통형상 또는 반원통형상인 커플러(1a), 단부에만 수나사(7)가 형성된 철근(5) 및 너트(10)로 구성된다. 커플러(1a)는 중앙에 암나사(4)가 형성된 나사부(2)와 양단부에 돌기가 있는 리브접촉부(3)로 구분되고, 리브접촉부(3)의 내경은 나사부(2)의 내경보다 더 크며 그 외경은 단부로 갈수록 줄어들고 외부면에는 수나사(16)가 형성되며 길이방향으로 다수개의 절개홈(15)이 형성된다. 철근(5)은 철근 본체(6)에 수나사(7)가 형성되며, 리브접촉부(3)의 수나사(16)에 너트(10)를 체결하여 리브접촉부(3)는 철근(5)에 압착된다. 리브접촉부(3)의 나사구멍(12)에 볼트(11)를 체결하거나 철근(5)과 리브접촉부(3) 사이에 충진재(14)를 주입할 수도 있다.

본 발명의 철근 이음쇠는 구성 부품의 수가 적고 이음 공정이 간단해 작업 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 철근(5)의 단부를 가열하지 않고 철근 본체(6)에만 수나사(7)를 형성하므로 재료적 성질이 변화하지 않으며 철근 이음쇠의 제작이 간편하다.

Description

철근 이음쇠{Splicing device for reinforcement steel bars}

본 발명은 철근 이음쇠에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 철근 콘크리트 공사에서 철근과 철근을 겹쳐서 이음하지 않고 기계적으로 철근의 단부를 결합시킴으로써 철근에 가해지는 인장력을 전달할 수 있는 철근 이음쇠에 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 이음쇠를 이용하는 방법 등이 사용된다.

겹친 이음은 철근과 철근을 소요 이음 길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 것으로 배근 작업이 용이한 장점은 있으나, 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의해 철근의 응력중심이 일치되지 않아 구조 내력상의 문제가 있고, 콘크리트 부재가 얇은 경우에는 겹쳐진 철근 때문에 거푸집의 단면이 좁아져 콘크리트 타설이 용이하지 않으며 철근의 배근간격과 콘크리트의 최소 피복두께를 유지하기 어려운 문제가 있다. 또한, 현장에서 철근 이음길이에 대한 관리가 어렵고 이는 부실공사에 의한 하자의 발생으로 이어질 소지도 다분하며, 직경이 큰 철근에 있어서는 일정 길이 이하의 철근은 이를 사용할 수가 없어 철근의 소요량이 증가하는 등의 문제가 있다.

압접에 의한 철근 이음 방법은 철근과 철근의 단부를 이어댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다. 그러나 압접은 작업시간이 길고 비용이 과다하며 화재의 위험이 있는 등 많은 문제가 있어 이를 적용하기가 쉽지 않다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 철근과 철근을 기계적으로 결합하는 방법이 발명되고 있으며, 기계적 철근 이음 방법으로는 철근에 직접 나사를 깍는 방법, 나사편체를 결합시키는 방법, 결합체를 눌러서 고정시키는 방법 등이 있다. 그러나, 상술한 기계적 이음 방법도 작업시간이 과다하고 비용이 증가하는 등의 문제가 있다.

특히, 기존의 철근 단부를 가열하여 부풀리고 부풀려진 부분에 수나사를 형성하고 암나사형 커플러를 이용하여 연결하는 공법은 철근을 가열함으로 철근 단부의 재료적 성질이 변화하여 연신률이 저하하고 강도가 떨어지는 문제가 있으며 철근단부를 가열함에 따라 작업공정이 복잡해지는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 작업 공정이 단순하여 작업 시간을 단축할 수 있는 철근 이음쇠를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부품의 수가 적고 구조가 간단하여 가격이 저렴한 철근 이음쇠를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 철근과 철근간의 효율적인 힘의 전달이 가능한 철근 이음쇠를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 커플러와 철근을 연결하는 리브접촉부에 너트를체결하여 리브접촉부를 철근에 압착시키거나, 볼트를 철근에 삽입하거나 충진제를 충진하여 커플러와 철근사이에 유격을 없애므로 철근 이음쇠가 철근에서 이탈되지 않고 철근 인장시 철근 본체에서 파괴를 유도할 수 있는 철근 이음쇠를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 너트 잠금형 철근 이음쇠의 분해 사시도이다.

도2는 본 발명의 너트 잠금형 커플러와 너트, 그리고 단부에 수나사를 형성한 철근의 단면도이다.

도3은 철근에 본 발명의 너트 잠금형 철근이음쇠를 설치한 상태의 단면도이다.

도4는 본 발명의 록볼트 잠금형 철근 이음쇠 분해 사시도이다.

도5는 본 발명의 록볼트 잠금형 커플러와 나사, 그리고 단부에 수나사를 형성한 철근의 단면도이다.

도6은 철근에 본 발명의 록볼트 잠금형 철근이음쇠를 설치한 상태의 단면도이다.

도7은 본 발명의 액 주입형 철근 이음쇠 분해 사시도이다.

도8은 본 발명의 액 주입형 커플러와 단부에 나사를 형성한 철근의 단면도이다.

도9는 철근에 본 발명의 액 주입형 철근이음쇠를 설치한 상태의 단면도이다.

도10은 커플러의 단면도이다.

도11은 본 발명의 반원통형 너트잠금형 커플러와 너트, 그리고 단부에 수나사를 형성한 철근의 단면도이다.

도12는 철근에 본 발명의 반원통형 너트잠금형 철근 이음쇠를 설치한 상태의 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1a, 1b, 1c: 커플러 2: 나사부

3: 리브접촉부 3a: 단순평활면

3b: 톱니형 단면 3c: 돌기

4: 암나사 5: 철근

6: 철근 본체 7: 수나사

8: 마디 9: 리브

10: 너트 11: 볼트

12: 나사구멍 13: 주입구

14: 충진재 15: 절개홈

16: 수나사

도면에 따라 본 발명을 설명한다.

도1은 본 발명의 철근 이음쇠 중 너트 잠금형의 사시도로써, 커플러(1a), 철근(5) 및 너트(10)로 구성된다. 상기 커플러(1a)는 전체적으로 원통형상 또는 반원통형상이며 중앙의 나사부(2)와 양단부의 리브접촉부(3)로 구분된다. 상기 나사부(2)의 내부면에는 암나사(4)가 형성되며 상기 암나사(4)가 철근(5)에 형성된 수나사(7)와 체결되어 철근(5)의 인장력을 전달한다. 리브접촉부(3)의 내경은 나사부(2)의 내경보다 더 크게 형성되어 단부에만 수나사(7)를 깍은 철근(5)이 리브접촉부(3)를 통해 삽입되어 나사부(2)의 암나사(4)에 체결 될 수 있다.

리브접촉부(3)의 외부면에는 수나사(16)가 형성되며, 상기 외부면은 외경이 단부로 갈수록 줄어들어 경사지게 형성된다. 또한 상기 리브접촉부(3)는 길이방향으로 다수개의 절개홈(15)이 형성되어 다수개의 조각으로 분할되어 있다.

철근(5)은 상기 커플러(1a)의 나사부(2)에 체결될 수 있도록 단부에만 일정길이로 철근 본체(6)에 수나사(7)가 형성된다.

너트(10)는 상기 커플러(1a)의 양단부 리브접촉부(3)의 수나사(16)에 각각체결되고, 상기 리브접촉부(3)는 외부면이 경사지게 형성되어 있으므로 상기 너트(10)를 조임에 따라 상기 절개홈(15)의 간격이 줄어들어 리브접촉부(3)가 커플러(1a)에 삽입된 철근(5)의 마디(8)와 리브(9)에 압착된다. 압착된 리브접촉부(3)의 내부면도 철근(5)의 마디(8) 및 리브(9)와 기계적으로 맞물려 철근(5)이 커플러(1a)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

상기의 너트 잠금형 철근이음쇠는 도11 및 도12와 같이 반원통형으로 제작될 수도 있다. 커플러의 전체적인 형상은 상기 너트 잠금형의 경우와 동일하나 단지 수평으로 두 개의 조각으로 분할된 것만이 다르다. 커플러를 두 개의 반원통형으로 제작하고 두 개의 반원통 커플러를 단부에 나사가 형성된 철근 위에 덮어 씌우고 너트를 체결한다. 리브접촉부의 내부면에는 다수개의 돌기가 원주방향으로 형성되어 너트를 체결하면 리브접촉부(3) 내부의 돌기(3c)가 철근(6)의 본체에 접촉되므로 너트(10)가 조여질 때 커플러(1a)와 철근(6)의 결합력이 증가한다.

너트 잠금형 철근 이음쇠의 설치 방법은 다음과 같다. 연결할 두 개의 철근(5)의 단부에 일정길이로 철근 본체(6)에 수나사(7)를 깍는다. 단부에 수나사(7)를 깍은 두 개의 철근(5)을 설치장소로 운반한 후, 상기 수나사(7)를 마주보게 일렬로 정렬하고, 일단 너트(10)를 각각의 철근(5)에 끼운다. 한 쪽 철근(5)에 커플러(1a)를 끼워 돌려 조이고 반대쪽에 상기와 같은 방법으로 또 다른 철근(5)을 체결한다. 이어서 철근(5)에 끼워져 있는 상기 너트(10)를 커플러(1a)의 각 수나사(16)에 리브접촉부(3)가 철근(5)과 압착될 수 있도록 일정수준의 토크계수까지 토크렌치로 조이면 두 개의 철근(5)은 서로 결속된다.

반원통형일 경우에는 너트(10)를 끼운 철근(5)의 수나사(7)를 마주보게 일렬로 정렬하고, 두 개의 반원통형 커플러(1a)를 위와 아래에서 동시에 결합한다. 이어서 철근(5)에 끼워져 있는 상기 너트(10)를 커플러(1a)의 각 수나사(16)에 리브접촉부(3)가 철근(5)과 압착될 수 있도록 일정수준의 토크계수까지 토크렌치로 조이면 두 개의 철근(5)은 서로 결속된다.

도4는 본 발명의 철근 이음쇠 중 록볼트 잠금형의 사시도로써, 커플러(1b), 철근(5) 및 볼트(11)로 구성된다. 상기 커플러(1b)는 전체적으로 원통형상이며 내부에 암나사(4)가 형성된 중앙의 나사부(2)와 양단부의 리브접촉부(3)로 구분된다. 상기 리브접촉부(3)의 내경은 상기 나사부(2)의 내경보다 더 크고, 외부면에는 방사상으로 다수개의 나사구멍(12)이 형성된다. 상기 나사구멍(12)은 커플러(1b)의 지압파괴 및 연단부 파괴를 방지하기 위해 커플러(1b)의 각 단부로부터 일정수준의 연단거리를 유지하여야 한다. 상기 볼트(11)는 상기 철근(5)의 이탈과 유동을 방지하기 위해 상기 철근(5)의 표면에 조금 파고들도록 설치되며, 또한 볼트(11)가 삽입된 부위로 철근(5)의 파괴를 유도하여 철근 본체(6)에 형성된 수나사(7) 부분에서 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

볼트(11)는 철근(5)에 약간 파고 들도록 나사부 끝이 뾰족하게 되어있으며, 일반적으로 사용되는 육각볼트가 사용될 수 있고, 일정수준의 토크치에 도달하면 윗쪽 머리가 떨어지는 제품의 사용이 가능하며, 렌치가 삽입되어 조일 수 있도록 볼트의 두부 가운데 육각홈이 형성된 볼트를 사용할 수도 있다.

록볼트 잠금형 철근 이음쇠의 설치 방법은 다음과 같다. 수나사(7)를 깍은두 개의 철근(5)을 설치할 장소에 정렬한 후 커플러(1b)를 체결하고, 상기 커플러(1b)와 상기 철근(5)을 압착시킬 수 있도록 일정수준의 토크계수까지 철근(5)내부에 볼트(11)가 조금 파고들도록 토크렌치로 조이면 두 개의 철근(5)은 서로 결속된다. 또한, 필요한 경우 커플러(1b)와 철근(5)간의 빈틈은 무수축 모르터등의 충진재(14)로 충진할 수 있다.

도7은 본 발명의 철근 이음쇠 중 액 주입형의 사시도로써, 원통형의 커플러(1c), 철근(5) 및 충진재(14)로 구성된다. 상기 커플러(1c)는 상술한 볼트 조임형 커플러(1b)와 형상이 같으며, 단지 나사구멍(12)이 없고 리브접촉부(3)의 나사부(2)쪽으로 주입구(13)가 하나씩 형성되어 있고 상기 주입구를 통해 충진재를 주입한다. 리브접촉부의 내부면에는 충진재와의 마찰력을 증가시키기 위하여 마찰면을 형성한다. 마찰면은 리브접촉부의 내면에 스크래치를 형성하거나, 삼각 또는 물결형의 홈을 형성하거나, 다수개의 돌기를 형성할 수 있다.

충진재(14)는 상기 주입구(13)를 통해 주입되어 상기 리브접촉부(3)와 철근(5) 사이의 공간을 충진하여 철근(5)의 이탈, 유격 또는 유동을 방지하는 역할을 한다. 충진재(14)는 무수축 모르터, 레진 또는 액체금속등을 사용할 수 있다.

액 주입형 철근 이음쇠의 설치 방법은 다음과 같다. 수나사(7)를 깍은 두 개의 철근(5)을 설치할 장소에 정렬한 후 커플러(1c)를 체결하고, 주입구(13)에 충진재(14)를 충진한다. 충진재(14)는 커플러(1c)의 리브접촉부(3)와 철근(5) 사이에 빈 공간이 생기지 않도록 천천히 충진하며, 상기 커플러(1c) 단부에 조금 흘러나올 때 충진을 멈추도록 한다.

도10은 커플러(1a)의 단면도로써, 리브접촉부(3)의 내부면은 기본적으로 단순평활면(4a)으로 형성되나, 철근(5)과의 마찰력을 높이기 위하여 톱니형 단면(4b), 물결형 단면으로 형성시키거나, 고리형으로 돌기(4c)를 형성시킬 수 있다. 톱니형 단면(4b), 물결형 단면 또는 고리형 돌기(4c)를 형성시킬 경우 너트(10)체결시 철근(5)의 마디(8)와 마찰력이 증가하여 결합이 더 견고해지고 충진재(14)충진시 충진재(14)와 리브접촉부(3)의 결합이 더욱 견고해 진다.

도시하지는 않았으나 커플러(1a, 1b, 1c)의 내부 암나사(4)를 커플러(1a, 1b, 1c)의 중앙을 중심으로 대칭으로 한쪽은 오른나사, 다른쪽은 왼나사로 깍고, 두 개의 철근(5) 단부에 각각 형성된 수나사(7)도 한쪽은 오른나사, 다른쪽은 왼나사로 형성하여, 두 개의 철근(5)을 커플러(1a, 1b, 1c)에 맞댄 상태에서 동시에 두 개의 철근(5)에 체결할 수 있다.

본 발명의 철근 이음쇠는 구성 부품의 수가 적고 이음 공정이 간단해 작업 시간을 대폭 단축할 수 있다.

기존의 철근 단부를 가열하여 부풀리고 부풀려진 부분에 수나사를 형성하고 암나사형 커플러를 이용하여 연결하는 공법은 철근을 가열함으로 철근 단부의 재료적 성질이 변화하여 연신률이 저하하고 강도가 떨어지는 문제가 있으며 철근단부를 가열함에 따라 작업공정이 복잡해지는 단점이 있다. 그러나 본 발명의 철근 이음 방법은 철근을 가열하지 않아 연신률과 강도가 변화가 없다.

또한, 기존의 철근의 단부에 수나사를 깍고 커플러를 체결하는 공법은 철근의 이탈, 유격 및 유동이 발생하는 문제가 있다. 그러나 본 발명의 철근 이음쇠는 리브접촉부에 너트를 보강하거나, 볼트를 사용하여 철근에 조금 파고 들도록 체결하기도 하며, 또한 충진재를 사용하여 리브접촉부와 철근을 압착시키므로 철근의 이탈, 유격 및 유동을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 전체적으로 원통형상이며, 중앙의 나사부(2)와 양단부의 리브접촉부(3)로 구분되고, 상기 나사부(2)의 내부면에는 암나사(4)가 형성되며 상기 리브접촉부(3)의 내경은 상기 나사부(2)의 내경보다 더 크고 외부면에는 수나사(16)가 형성되며 외경이 단부로 갈수록 줄어들고 길이방향으로 다수개의 절개홈(15)이 형성되는 커플러(1a);

   상기 커플러(1a)의 양단부 리브접촉부(3)의 수나사(16)에 각각 체결되는 두 개의 너트(10); 및,

   상기 커플러(1a)의 나사부(2)에 체결될 수 있도록 단부에만 일정길이로 철근 본체(6)에 수나사(16)가 형성되는 두 개의 철근(5);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근 이음쇠.
2. 제1항에서, 상기 커플러는 수평으로 대칭으로 두조각으로 분할되고, 리브접촉부의 내부면에 원주방향으로 다수개의 고리형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 이음쇠.
3. 제1항에서, 상기 리브접촉부(3)의 내부면은 단순평활면(4a), 톱니형단면(4b) 또는 물결형 단면으로 형성되거나 고리형으로 돌기(4c)가 형성된 것을 특징으로 하는 철근 이음쇠.
4. 전체적으로 원통형상이며 중앙의 나사부(2)와 양단부의 리브접촉부(3)로 구분되고, 상기 나사부(2)의 내부면에는 암나사(4)가 형성되며 상기 리브접촉부(3)의 내경은 상기 나사부(2)의 내경보다 더 크고 각 리브접촉부(3)의 외부면에는 방사상으로 다수개의 나사구멍(12)이 형성되는 커플러(1b);

   상기 커플러(1b)의 나사부(2)에 체결될 수 있도록 단부에만 일정길이로 철근 본체(6)에 수나사(7)가 형성되는 두 개의 철근(5); 및,

   상기 커플러(1b)에 상기 철근(5)이 체결된 상태에서 상기 나사구멍(12)에 체결하여 상기 철근(5)의 표면에 조금 파고들도록 설치되는 볼트(11);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근 이음쇠.
5. 전체적으로 원통형상이며 중앙의 나사부(2)와 양단부의 리브접촉부(3)로 구분되고, 상기 나사부(2)의 내부면에는 암나사(4)가 형성되며 상기 리브접촉부(3)의 내경은 상기 나사부(2)의 내경보다 더 크고 외부면에는 주입구(13)가 형성되는 커플러;

   상기 커플러(1c)의 나사부(2)에 체결될 수 있도록 단부에만 일정길이로 철근본체(6)에 수나사(7)가 형성되는 두 개의 철근(5); 및,

   상기 주입구(13)를 통하여 주입되어 상기 리브접촉부(3)와 철근(5) 사이를 충진하는 충진재(14);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근 이음쇠.