KR101065098B1 - 철근 케이지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 철근의 상 하단을 프레임으로 고정하고, 프레임을 서로 연결시킨 철근 케이지를 구비하여 간편하게 설치할 수 있게 하며, 프레임은 원형 또는 다각형으로 형성하여 다양한 모양의 기둥을 제작할 수 있게 한 설치가 간편한 철근 케이지 구조에 관한 것으로, 원형 또는 다각형으로 형성된 프레임(10)이 구비되어 단부 프레임(20)과 연결 프레임(30)으로 사용되고, 프레임(10)은 수평 판체부(11)의 내측단에 수직 판체부(12)가 직교되어 고정되며, 수직 판체부(12)와 수평 판체부(11)의 사이에 리브(13)가 일정 간격으로 고정되고, 수평 판체부(11)에 상하 관통되는 나사홈(14)이 일정간격으로 다수 개 형성되며, 상 하단에 나사부(16-1)가 형성된 수직 철근(16)의 단부가 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 체결되고, 수직 철근(16)의 외측에 띠 철근(17)이 일정 간격으로 결속선(17-1)으로 고정되며, 지반 선단부에 위치하는 프레임(10)인 단부 프레임(20)의 나사홈(14)에 수직 철근(16)의 하단이 삽입된 상태에서 용접되어 용접부(16-2)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

철근 케이지 구조 { A structure of reinforcing rods cages }

본 발명은 설치가 간편한 철근 케이지 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 철근의 상 하단을 프레임으로 고정하고, 이러한 프레임을 서로 연결한 철근 케이지를 구비함으로써 철근 케이지를 간편하게 설치할 수 있게 하며, 프레임은 원형 또는 다각형으로 형성하여 다양한 모양의 기둥을 제작할 수 있게 한 설치가 간편한 철근 케이지 구조에 관한 것이다.

교량의 기초형태는 직접기초·말뚝기초·케이싱기초로 구분되는데, 최근 차량 성능이 개선되어 점차 고속화·대형화됨에 따라 큰 구조물이 요구되고, 교량의 구조도 점차 커지게 되어 장대교량으로 가는 추세이며, 이에 따라 말뚝기초의 종류도 대구경 현장 타설 말뚝을 많이 사용하고 있다.

현장 타설 말뚝은 기초 지반상에 대구경의 수직공을 형성하고, 그 수직공내에 제작장에서 기제작된 철근 케이지를 삽입한 후, 콘크리트를 타설하는 작업을 통해 시공된다.

이와 같이 시공되는 현장 타설 말뚝공법을 크게 대별하면, 베노토(Benoto)공법, 어스드릴(earth drill)공법, 리버스 서큘레이션드릴(reverse circulation drill)공법 등으로 구분된다. 베노토공법은 지반의 붕괴를 방지하기 위한 케이싱(casing)을 지중에 관입시키면서 내부를 굴착하는 방법이고, 리버스 서큘레이션드릴 공법은 케이싱없이 니수(泥水)를 투입하여 공벽을 안정·유지시키거나 케이싱과 복합적으로 사용하는 방법이며, 어스드릴 공법은 지반이 토사 및 풍화대인 경우 지반의 표면 가까이 지반붕괴 방지용 케이싱을 사용하고 그 이하는 케이싱없이 굴착하는 방법이다.

현장 타설 말뚝용 철근 케이지는 상기 3가지 공법 중 케이싱을 사용하는 모든 공법에 적용된다. 종래, 위와 같은 공법에서 사용되는 철근 케이지는 제작장에서 수직 철근들과 띠 철근들을 일체로 조립하여 일정한 형태를 갖는 하나의 철근 케이지로 완성된다.

그런데, 이와 같이 제작된 철근 케이지는 크레인 등의 장비로 운반하여 기초 지반상에 설치된 케이싱의 공내에 삽입하여 설치하는 과정에서 반듯하게 자립하지 못하고 옆으로 구부러지는 좌굴 현상이 일어나거나 한쪽으로 주저앉는 등의 변형이 발생된다.

즉, 시공이 지중의 공내에서 이루어지기 때문에 확인이 불가능한 육상의 시공자는 케이싱의 내부로 투입되는 철근 케이지가 케이싱의 중앙에서 반듯하게 서있길 기대하지만, 철근 케이지는 시공되는 말뚝의 크기에 따라 수 톤에서 수십 톤으로 매우 큰 자중을 갖고 있기 때문에 실제로는 철근 케이지가 반듯하게 자립되어 있지 못하고 자중에 의해 엿가락처럼 그 형태가 휘면서 철근이 케이싱 내벽에 밀착하여 의지하게 된다.

이에 따라, 철근 케이지가 최초의 수직 및 수평 형상을 유지하지 못하고 도면과 상이하게 시공되어 구조적으로 문제가 발생하기도 하고, 기초말뚝 콘크리트에서 요구되는 철근 피복 두께를 확보할 수 없어 종국에는 철근이 부식되어 말뚝의 지지력 감소와 내구성이 감소하는 결과를 초래하고 있는 실정이다.

철근 케이지는 시공현장에서 용접, 겹이음, 또는 카플러로 조립하여 시공하는 것이 일반적이나 이렇게 제작된 철근 케이지는 제대로 수직으로 맞추기 힘들고, 시공에 많은 시간이 소요되므로 작업이 지연되고 불편한 점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 제공하는 것으로서, 기둥 단면 형상에 따라 원형 또는 다각형으로 프레임을 제작하고, 프레임에 수직 철근을 너트로 고정하여 프레임끼리 연결하도록 구성된 설치가 간편한 철근 케이지 구조를 제공하고자 한다.

프레임은 중앙에 공간이 형성된 도넛 형상으로 공간에 지지바를 고정하여 지지력을 증대시키고자 한다.

그리고 프레임의 구조에서 수평 판체부와 수직 판체부 사이에 리브를 다수개 고정하여 프레임의 지지강도를 높이고자 한다.

현장에서 단지 너트 체결만으로 철근 케이지 설치가 끝나게 하여 시간이 많이 걸리는 용접이나, 겹이음, 또는 커플러 공정을 현저하게 줄이거나 생략함으로써 시공을 간편하게 하고자 하는 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 원형 또는 다각형으로 형성된 프레임이 구비되어 단부 프레임과 연결 프레임으로 사용되고, 프레임은 수평 판체부의 내측단에 수직 판체부가 직교되어 고정되며, 수직 판체부와 수평 판체부의 사이에 리브가 일정 간격으로 고정되고, 수평 판체부에 상하 관통되는 나사홈이 일정간격으로 다수 개 형성되며, 상 하단에 나사부가 형성된 수직 철근의 단부가 연결 프레임의 나사홈에 삽입되어 너트로 체결되고, 수직 철근의 외측에 띠 철근(원형 또는 나선형)이 일정 간격으로 결속선으로 고정되며, 현장 조건에 따라, 지반 선단부에 설치할 수 있는 단부 프레임의 나사홈에 수직 철근의 하단이 삽입된 상태에서 용접될 수 있으며, 연결 프레임은 연결되는 상하 두 개가 서로 맞닿게 설치되고, 하부의 수직 철근과 상부의 수직 철근이 서로 번갈아 두 개의 겹쳐진 연결프레임의 나사홈에 삽입되어 너트로 고정되거나, 서로 연결되는 상하의 수직 철근 사이에 연결 프레임 하나가 위치하고, 상 하의 수직 철근이 서로 번갈아 연결 프레임의 나사홈에 삽입되어 너트로 고정되는 것을 특징으로 하며, 프레임은 내측에 십자 형태의 지지바가 고정되는 것을 특징으로 하는 설치가 간편한 철근 케이지 구조를 제공한다.

이상과 같이 본 발명은 상하의 수직 철근이 프레임에 순차적으로 서로 번갈아 너트로 고정되므로 용접이 필요없이 고정할 수 있고, 프레임이 수직 철근을 견고하게 잡아줌과 동시에 위치를 고정시켜주는 역할을 하는 효과가 있다.

별도의 개별 커플러가 필요없이 하나의 프레임으로 연결할 수 있으므로 간편하고, 프레임이 띠 철근 역할을 동시에 하는 효과가 있다.

프레임의 두께 조절에 의해 구조강도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 크레인 로프에 의해서 철근 케이지를 쉽게 들어올릴 수가 있어서 시공 비용을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 후속공정을 신속히 진행할 수가 있어서 전체적인 공정을 경제적 효과로 완성할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조를 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조를 도시한 정면도,
도 4은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조에 사용하는 프레임을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조에서 프레임의 형상이 사각형인 것을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조에서 프레임의 형상이 사각형이고 연결프레임 한 개로 연결되는 것을 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조에서 프레임의 형상이 마름모인 것을 도시한 사시도, 및
도 8은 본 발명의 설치가 간편한 철근 케이지 구조에서 프레임의 형상이 마름모이고 연결프레임 한 개로 연결되는 것을 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 아니 되고, 본 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 원형 또는 다각형으로 된 프레임(10)이 구비되고, 프레임(10)은 설치위치에 따라 단부 프레임(20)과 연결 프레임(30)으로 사용되어 수직 철근(16)을 상하 연결하는 구조로, 프레임(10)에 수직철근(16)을 너트로 고정하게 된다.

도 1 내지 도 4에 도시되어 있듯이, 프레임(10)을 원형으로 형성할 경우 중공인 도넛형 원형의 수평 판체부(11)의 내측단에 수직 판체부(12)가 용접등으로 고정되거나, 단면이 "L" 형인 판재를 벤딩하거나 주물제작하여 형성하고, 수평 판체부(11)의 상하를 관통하는 나사홈(14) 다수개가 일정간격으로 형성된다.

도 5와 도 6에는 프레임(10)의 형상이 사각형인 것이 도시되고, 도 7과 도 8에는 프레임(10)의 형상이 마름모인 것이 도시되어 있다.

이와 같이 프레임(10)은 원형 또는 다각형의 형상으로 형성할 수 있으므로 기둥의 단면 형상에 따라 적절히 적용하여 사용할 수 있다.

프레임(10)은 설치 위치에 따라 단부 프레임(20)과 연결 프레임(30)으로 사용된다. 지반 선단부에 위치하는 프레임(10)인 단부 프레임(20)에 형성된 나사홈(14)에 수직철근(16)의 하단이 삽입된 상태에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 용접되어 용접부(16-2)가 형성된다.

프레임(10)은 수평 판체부(11)의 내측단에 수직 판체부(12)가 직교되어 고정되고, 수직 판체부(12)와 수평 판체부(11)의 사이에 리브(13)가 일정 간격으로 고정된다. 리브(13)는 수직 판체부(12)를 수평 판체부(11)에 견고하게 고정해주어 수직 판체부(12)에 작용하는 힘을 분산시켜준다.

수평 판체부(11)에 상하 관통되도록 형성된 나사홈(14)이 수평 판체부(11)를 따라 일정간격으로 다수 개 형성되고, 상 하단에 나사부(16-1)가 형성된 수직 철근(16)의 단부가 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 체결된다.

수직 철근(16)의 외측에 띠 철근(17)이 일정 간격으로 위치하여 결속선(17-1)으로 고정된다.

그리고 이러한 프레임(10)은 공장 제작된 후 현장의 임시 제작장에서 프레임(10)을 조립대에 수직으로 세운 다음 띠 철근(17)을 조립대에 일정간격으로 올려놓고, 수직철근(16)을 안으로 넣어 프레임(10)에 끼워 너트(18)를 체결한다.

양측의 프레임(10)에 너트(18)를 체결하여 수직 철근(16)을 고정하면서 중간의 띠 철근(17)을 결속선(17-1)으로 묶는다.

프레임(10)중 연결 프레임(30)은 연결되는 상하 두 개가 서로 맞닿게 설치되고, 하부의 수직 철근과 상부의 수직 철근이 서로 번갈아 두 개의 겹쳐진 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 고정된다.

도 6과 도 8에는 연결 프레임(30) 하나에 상하의 수직 철근(16)이 동시에 고정되는 실시예를 도시하였다.

프레임(10)중 연결 프레임(30) 한 개가 서로 연결되는 상하의 수직 철근(16) 사이에 위치하고, 상하의 수직 철근(16)이 서로 번갈아 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 고정된다.

이와 같이 상하의 수직 철근은 순차적으로 서로 번갈아 연결 프레임(30)에 고정되므로 균형적으로 서로 고정된다. 그리고 연결 프레임(30)의 수평 판체부(11)를 중심으로 아래위에 너트(18)가 체결되므로 견고하게 고정된다.

상기 프레임(10)은 내측에 십자 형태의 지지바(15)가 고정되어 지지력을 증대시킨다. 지지바(15)는 원형의 봉상이나 판체 형상 어느 것으로 형성하여도 무방하고, 서로 십자 형상만 유지하면 된다.

지반 선단부에 접하는 프레임(10)인 단부 프레임(20)은 수직 철근(16)의 끝단과 프레임을 용접하여 수직을 이루도록 한다.

이와 같이 구성된 프레임(10)은 현장으로 운반하여 너트(18)를 체결하여 고정한다.

10 : 프레임 11 : 수평 판체부
12 : 수직 판체부 13 : 리브
14 : 나사홈 15 : 지지바
16 : 수직 철근 16-1 : 나사부
16-2 : 용접부 17 : 띠 철근
18 : 너트 20 : 단부 프레임
30 : 연결 프레임

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원형 또는 다각형으로 형성된 프레임(10)은 단부 프레임(20)과 연결 프레임(30)을 포함하고, 프레임(10)은 수평 판체부(11)의 내측단에 수직 판체부(12)가 직교되어 고정되며, 수직 판체부(12)와 수평 판체부(11)의 사이에 다수의 리브(13)가 일정 간격으로 고정되고, 연결 프레임(30)은 수평 판체부(11)에 상하 관통되는 나사홈(14)이 일정간격으로 다수 개 형성되며, 상 하단에 나사부(16-1)가 형성된 수직 철근(16)의 단부가 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 체결되는 철근 케이지 구조에 있어서,
   연결 프레임(30)은 상하 두 개가 서로 맞닿게 연결 설치되고, 하부의 수직 철근과 상부의 수직 철근이 서로 번갈아 두 개의 겹쳐진 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 고정되는 것을 특징으로 하는 철근 케이지 구조.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   연결 프레임(30)은 하나가 서로 연결되는 상하의 수직 철근(16) 사이에 위치하고, 상하의 수직 철근(16)이 서로 번갈아 연결 프레임(30)의 나사홈(14)에 삽입되어 너트(18)로 고정되는 것을 특징으로 하는 철근 케이지 구조.
   
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9. 삭제

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