KR101137959B1 - 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치에 관한 것으로서, 링형상을 가지며 수직 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 가로 철근; 상기 가로 철근들과 교차되도록 배치되는 다수의 세로 철근; 상기 가로 철근과 상기 세로 철근의 교차점에 착탈 가능하게 결합되어 상기 가로 철근과 상기 세로 철근을 상호 결합시키는 다수의 브래킷; 및 상기 세로 철근들의 하단부에 연결되어 상부를 지지하는 원반 형상의 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 간단하고도 단순한 구조 및 방법으로 현장 조립이 가능하기 때문에 특히 물류이송이 용이해져 물류비용을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 시공기간, 시공비용, 취급의 용이성, 시공의 안전성 및 시공의 신뢰성 등의 제반 요건을 효과적으로 충족시킬 수 있다.

건축용 파일, 파일, 두부, 보강, 구조, 철근, 조립식

Description

조립식 건축용 파일의 두부 보강장치{Prefab apparatus for reinforcing head of pile}

본 발명은, 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구성부재를 간단한 구조 및 방법으로 현장 조립 가능하도록 개선함으로써 물류 이송이 용이해져 물류 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 작업에 따른 인건비를 절감함으로써 전체적인 시공비용이 감소하고 시공의 안전성도 증대시킬 수 있는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치에 관한 것이다.

빌딩, 교량 등 각종 건축 구조물을 시공할 경우, 연약지반을 기초로 하는 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 대책으로서 흔히 파일(PILE)이용 공법이 사용된다. 즉, 공장에서 미리 생산된 강관 파일, PHC 파일, PC 파일 또는 RC 파일 등을 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법으로 시공하게 되며, 이러한 파일은 적정하게 타격된 뒤에는 계획 지반 상부로 돌출된 파일을 적절히 절단하고, 그 끝부분을 보강하게 된다. 그 다음에는 그 상부에 수평 방향으로 바닥 철근을 배근하고, 기초 콘크리트를 타설하여 항타한 파일과 타설된 콘크리트에 의해 구조물을 안정적으로 지지하도록 하는 것이다.

이 때, 건축용 파일의 두부를 보강하기 위한 건축용 파일의 두부 보강장치는 시공기간 및 시공비용 뿐만 아니라 시공의 안전성과도 밀접한 관계를 갖고 있기 때문에 매우 중요한 것으로 여겨지고 있는데, 여기서 종래에 알려진 건축용 파일의 두부를 보강하는 방법 중 몇 가지를 정리해 보면 다음과 같다.

첫째로, 파일의 내주면에 보강판을 용접한 후 덮개판을 파일의 상단에 용접하고, 철근들을 덮개판 둘레에 용접하는 방식으로 덮개판을 파일의 상단에 설치하는 방법이 있다.

하지만, 이러한 방법은 현장에서 작업자가 덮개판 및 철근을 일일이 용접해야 함으로 노동력과 생산비가 증가될 뿐만 아니라 용접열로 인해 용접부의 변형, 균열, 조직약화 및 부식이 유발될 수 있고, 적은 용접면적으로 인해 용접이 탈락될 수 있으며, 수직하중에 취약하여 구조물의 부실을 야기할 수 있는 단점을 지니고 있다.

둘째로, 볼트식 강관말뚝 두부보강법이 있다. 이것은 유압타공기로 파일 측면에 볼트구멍을 타공하고, 기성제품인 볼트식 강관말뚝 두부보강 덮개판을 강관내부에 삽입한 후, 건축용 파일 측면에 고장력 볼트를 조립하는 방식이다.

이러한 볼트식 강관말뚝 두부보강법은, 현장용접이 불필요해지고 기성제품(공장 제작용접)인 덮개판을 사용함으로써 시공시간이 단축되는 이점을 지니고 있기는 하지만, 덮개판의 운반 및 수송으로 인해 시공비용이 증가되고, 과중한 중량으로 인하여 이를 운반하고 현장에서 취급하는데 불편한 단점을 지니고 있다.

셋째로, 파일에 십자보강판을 삽입하여 강관내부와 용접한 후, 원형 덮개판 과 강관 말뚝 두부를 서로 용접하고, 수직철근을 건축용 파일의 바깥측면 둘레에 필렛 용접하고, 확대기초 철근을 조립한 다음, 콘크리트를 타설하는 방법이 있다.

이러한 방법은 속채움 콘크리트가 불필요하지만 현장에서 용접을 해야 하는 번거로움과 확대기초 철근조립이 힘들고 수송이 곤란할 뿐만 아니라 공사비도 고가인 단점을 지니고 있다.

특히 상기한 바와 같이, 종래의 건축용 파일의 두부 보강장치에서는 반드시 용접 작업을 요하므로, 이에 따른 인력 및 비용 상승 문제가 야기되고, 용접을 위해 반드시 전력공급이 요구되며, 또한 용접 완료된 두부 보강장치의 이송시에는 완성된 제품의 부피 또는 사이즈(size)가 증가하여 물류 이송에 어려움을 초래할 뿐만 아니라 물류비용을 상승시키는 문제점을 발생시키고 있으므로 이에 대한 대책이 요구된다.

본 발명의 목적은, 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구성부재를 간단한 구조 및 방법으로 현장 조립 가능하도록 개선함으로써 물류 이송이 용이해져 물류 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 작업에 따른 인건비를 절감함으로써 전체적인 시공비용이 감소하고 시공의 안전성도 증대시킬 수 있는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 링형상을 가지며 수직 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 가 로 철근; 상기 가로 철근들과 교차되도록 배치되는 다수의 세로 철근; 상기 가로 철근과 상기 세로 철근의 교차점에 착탈 가능하게 결합되어 상기 가로 철근과 상기 세로 철근을 상호 결합시키는 다수의 브래킷; 및 상기 세로 철근들의 하단부에 연결되어 상부를 지지하는 원반 형상의 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치에 의하여 달성된다.

여기서 상기 다수의 브래킷 각각은, 상기 가로 철근이 삽입되는 가로 철근 삽입공간을 형성하는 가로 철근 지지용 플랜지; 및 상기 가로 철근 지지용 플랜지와 연결되며, 상기 세로 철근이 삽입되는 세로 철근 삽입공간을 형성하는 세로 철근 지지용 플랜지를 포함한다.

또한 상기 가로 철근 삽입공간 및 상기 세로 철근 삽입공간에 삽입된 상기 가로 철근 및 상기 세로 철근이 이탈되지 않도록, 상기 가로 철근 지지용 플랜지와 상기 세로 철근 지지용 플랜지는 상기 가로 철근 및 상기 세로 철근 쪽으로 절곡 압착된다.

이때 상기 캡은 상기 세로 철근들의 하단 일부가 통과되는 다수의 통과구가 형성된다.

또한 상기 세로 철근들의 하단부에는 핀홀이 형성되며, 상기 핀홀에는 결합핀이 삽입되어 상기 캡의 통과구를 통과한 상기 세로 철근들이 상기 캡으로부터 이탈되지 않도록 한다.

본 발명에 따르면, 구성부재를 간단한 구조 및 방법으로 현장 조립 가능하도 록 개선함으로써 물류 이송이 용이해져 물류 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 작업에 따른 인건비를 절감함으로써 전체적인 시공비용이 감소하고 시공의 안전성도 증대시킬 수 있는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치가 제공된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치의 사시도, 도 2는 도 1을 다른 각도에서 도시한 사시도, 도 3은 도 1의 측면도, 도 4는 도 1의 평면도, 도 5는 브래킷의 사시도, 도 6은 도 1의 A 영역의 확대도, 도 7은 캡의 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치는, 다수의 가로 철근(10)과, 다수의 세로 철근(20)과, 가로 철근(10)들 및 세로 철근(20)들을 상호 연결시키는 다수의 브래킷(30)과, 캡(40)을 구비한다.

가로 철근(10)은 링(ring) 형상을 갖는다. 그러나 반드시 원형으로 제한되는 것은 아니다. 본 실시예에서 링 형상의 가로 철근(10)은 수직 방향을 따라 상호간 이격 배치되게 4개 마련되는 것으로 도시되나 반드시 이 수치로 제한되는 것은 아니다. 따라서 가로 철근(10)의 개수 및 상호 이격 간격은 현장 상황에 맞게 적절하게 조절될 수 있다.

세로 철근(20)은 가로 철근(10)에 교차되도록 배치되며 상부 영역은 건축용 파일의 상단에 걸쳐지도록 절곡된다. 따라서 세로 철근(20)은 도 3과 같이 대략 ㄱ자 형상을 갖는다.

본 실시예에서 세로 철근(20)은 6개 마련되도록 도시되는데, 이들은 가로 철근(10)들의 내측에서 가로 철근(10)들의 원주 방향을 따라 이격 간격을 두고 배열되며, 절곡 단부는 가로 철근(10)의 상부 영역을 통해 외측으로 노출된다. 그러나 세로 철근(20)의 개수 및 형상이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 실시예와 같이 4개의 가로 철근(10)과 6개의 세로 철근(20)을 도 1과 같이 상호 교차하도록 연결시킬 경우, 총 24개의 교차점이 형성되는데, 이처럼 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들이 맞닿는 교차점에는 브래킷(30)이 결합되어 해당 위치에서 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들을 결합시킨다.

가장 견고한 연결을 위해서는 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들이 맞닿는 모든 교차점에 브래킷(30)을 결합시켜야 하지만, 도 1에 도시된 바와 같이 군데군데에만 브래킷(30)을 결합시키더라도 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들을 연결시키기에 충분할 수 있다.

이처럼 본 실시예의 경우에는, 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들, 그리고 캡(40)을 개별적으로 현장으로 이송시킨 후에, 현장에서 이들을 간단히 조립할 수 있으므로, 물류 이송에 있어 종래보다 부피를 덜 차지하게 된다.

가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들을 연결시키기 위해 착탈식으로 마련되는 브래킷(30)에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 브래킷(30)은 가로 철근(10)이 부분적으로 삽입되는 가로 철근 삽입공간(31a)을 형성하는 가로 철근 지지용 플랜지(31)와, 가로 철근 지지용 플랜지(31)와 연결되며 세로 철근(20)이 부분적으로 삽입되는 세 로 철근 삽입공간(32a)을 형성하는 세로 철근 지지용 플랜지(32)를 구비한다.

이러한 브래킷(30)은 일정한 강성을 가지면서도 변형이 가능한 금속 재질로 제작되는데, 가로 철근 지지용 플랜지(31)와 세로 철근 지지용 플랜지(32)가 일체로 제작된다.

이에, 도 6에 도시된 바와 같이, 세로 철근 삽입공간(32a)에는 세로 철근(20)이 부분적으로 삽입된다. 또 가로 철근 삽입공간(31a)에는 가로 철근(10)이 부분적으로 삽입된다. 다만, 이 상태로 두면 가로 철근(10)과 세로 철근(20)이 이탈될 수 있으므로 가로 철근 삽입공간(31a) 및 세로 철근 삽입공간(32a)에 부분적으로 삽입된 가로 철근(10)과 세로 철근(20)이 이탈되지 않도록, 가로 철근 지지용 플랜지(31)와 세로 철근 지지용 플랜지(32)는 가로 철근(10)과 세로 철근(20) 쪽으로 절곡 압착된다.

즉 도 5에 도시된 브래킷(30) 형태는 가로 철근 지지용 플랜지(31)와 세로 철근 지지용 플랜지(32)가 가로 철근(10)과 세로 철근(20) 쪽으로 절곡 압착된 상태를 나타낸다. 다시말해, 가로 철근 지지용 플랜지(31)는 상하가 도 5의 θ1 방향으로, 그리고 세로 철근 지지용 플랜지(32)는 좌우가 도 5의 θ2 및 θ3 방향으로 절곡 압착된 상태를 나타낸다. 그래야만 가로 철근 삽입공간(31a) 및 세로 철근 삽입공간(32a)에 부분적으로 삽입된 가로 철근(10)과 세로 철근(20)이 이탈되지 않게 되고, 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들을 강력하게 결합시킬 수 있게 되는 것이다. 가로 철근 지지용 플랜지(31)와 세로 철근 지지용 플랜지(32)를 절곡 압착시킬 때는 일반적인 펜치를 사용할 수도 있고, 혹은 별도의 압착용 지그를 사용할 수도 있다.

캡(40)은 세로 철근(20)들의 하단부에 연결되어 상부를 지지하는 역할을 한다. 이러한 캡(40)은 도 1, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 원반 형상을 갖는데, 외측에는 그 둘레 방향을 따라 상호 이격 배치되는 다수의 이격날개(41)가 형성된다. 이격날개(41)들은 콘크리트 타설 시에 콘크리트와 함께 넓은 표면적으로 고정되도록 하는 역할을 한다.

캡(40)에는 세로 철근(20)들의 하단부가 일부분 통과되는 다수의 통과구(42)가 형성된다. 본 실시예의 경우 6개의 세로 철근(20)이 마련되고 있으므로 통과구(42) 역시 6개가 마련된다.

이러한 통과구(42)로 세로 철근(20)들은 그 하단부가 일정 길이 통과되는데, 캡(40)을 통과한 세로 철근(20)들의 하단부에는 결합핀(43)이 결합된다. 즉 세로 철근(20)들의 하단부에는 핀홀(20a)이 관통 형성되어 있는데, 세로 철근(20)들의 하단부가 캡(40)의 통과구(42)를 통해 통과된 후에는 결합핀(43)이 핀홀(20a)에 결합된다. 따라서 캡(40)이 해당 위치에서 빠지는 현상을 예방할 수 있다. 핀홀(20a)에 대한 결합핀(43)의 결합은 억지끼워맞춤식이 되면 좋다.

결과적으로 이러한 캡(40) 역시 고정형이 아니라 현장 조립형으로 마련될 수 있으므로 물류이송이 용이해져 물류비용을 감소시킬 수 있는 본 발명의 효과를 제공하기에 충분하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 캡(40)에는 다수의 관통공(44)이 더 형성된다. 본 실시예의 경우 2개의 관통공(44)이 마련되는데, 이러한 관통공(44)은 도시 않은 U 자형 철근의 결합을 위해 이용된다.

이러한 구성에 의해, 기초공사가 요구되는 현장으로 다수의 가로 철근(10), 다수의 세로 철근(20), 다수의 브래킷(30) 및 캡(40)을 이송시킨다. 그리고는 현장에서 이들을 조립하여 사용한다. 조립방법을 살펴보면, 먼저 세로 철근(20)들에 소정 간격으로 다수의 브래킷(30)을 결합시킨다. 이때, 브래킷(30)과 세로 철근(20)의 결합은 세로 철근(20)이 브래킷(30)의 세로 철근 삽입공간(32a)에 배치된 후 세로 철근 지지용 플랜지(32)의 좌우를 도 5의 θ2 및 θ3 방향으로 절곡 압착시켜 결합된다. 필요에 따라 세로 철근(20)들과 브래킷은 현장으로의 이송 전에 조립될 수도 있다.

이후 브래킷(30)들이 결합된 세로 철근(20)들 외부로 가로 철근(10)들을 삽입하여 가로 철근(10)들과 세로 철근(20)들이 교차하도록 배치한다. 그리고는 도 6에 도시된 바와 같이, 가로 철근 삽입공간(31a)에 가로 철근(10)을 배치하고 가로 철근 지지용 플랜지(31)를 가로 철근(10) 방향, 즉 도 5의 θ1 방향으로 절곡 압착시켜 세로 철근(20)에 가로 철근(10)을 고정한다. 경우에 따라, 브래킷(30)을 가로 철근(20)에 먼저 결합시킨 후 세로 철근(20)이 브래킷(30)의 세로 철근 삽입공간(32a)에 배치되어 조립되도록 변경하는 것도 가능하다.

다음, 세로 철근(20)들의 하단부가 캡(40)의 통과구(42)를 통해 일정 부분 통과되도록 한 후에, 세로 철근(20)들의 하단부에 형성된 핀홀(20a)로 결합핀(43)을 결합시킴으로써 매우 간단하고 간편하게 조립 작업을 마무리할 수 있게 되며, 이 상태로 시공을 하면 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하고도 단순한 구조 및 방법으로 현장 조립이 가능하기 때문에 특히 물류이송이 용이해져 물류비용을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 시공기간, 시공비용, 취급의 용이성, 시공의 안전성 및 시공의 신뢰성 등의 제반 요건을 실질적으로 효과적으로 충족시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치의 사시도,

도 2는 도 1을 다른 각도에서 도시한 사시도,

도 3은 도 1의 측면도,

도 4는 도 1의 평면도,

도 5는 브래킷의 사시도,

도 6은 도 1의 A 영역의 확대도,

도 7은 캡의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 가로 철근 20 : 세로 철근

30 : 브래킷 31 : 가로 철근 지지용 플랜지

32 : 세로 철근 지지용 플랜지 40 : 캡

41 : 이격날개 42 : 통과구

43 : 결합핀 44 : 관통공

Claims (5)

1. 링형상을 가지며 수직 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 가로 철근;

   상기 가로 철근들과 교차되도록 배치되는 다수의 세로 철근;

   상기 가로 철근과 상기 세로 철근의 교차점에 착탈 가능하게 결합되어 상기 가로 철근과 상기 세로 철근을 상호 결합시키는 다수의 브래킷; 및

   상기 세로 철근들의 하단부에 연결되어 상부를 지지하는 원반 형상의 캡을 포함하며,

   상기 다수의 브래킷 각각은,

   상기 가로 철근이 삽입되는 가로 철근 삽입공간을 형성하는 가로 철근 지지용 플랜지; 및

   상기 가로 철근 지지용 플랜지와 연결되며, 상기 세로 철근이 삽입되는 세로 철근 삽입공간을 형성하는 세로 철근 지지용 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치.
2. 삭제
3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 가로 철근 삽입공간 및 상기 세로 철근 삽입공간에 삽입된 상기 가로 철근 및 상기 세로 철근이 이탈되지 않도록, 상기 가로 철근 지지용 플랜지와 상기 세로 철근 지지용 플랜지는 상기 가로 철근 및 상기 세로 철근 쪽으로 절곡 압착되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치.
4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 캡은 상기 세로 철근들의 하단 일부가 통과되는 다수의 통과구가 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치.
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제4항에 있어서,

   상기 세로 철근들의 하단부에는 핀홀이 형성되며, 상기 핀홀에는 결합핀이 삽입되어 상기 캡의 통과구를 통과한 상기 세로 철근들이 상기 캡으로부터 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 파일의 두부 보강장치.

Images