KR101149148B1 - 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 관한 것으로서, 봉재 형상으로 갖는 몸체부와, 몸체부의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 몸체부의 둘레면을 따라 고리 형상으로 돌출 형성되는 고리형 마디부와, 몸체부의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부 및 마디부 사이의 몸체부의 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부를 포함하는 구성으로 이루어져, 콘크리트 상에 이형철근을 매입하여 설치할 경우, 콘크리트와 이형철근 사이의 접촉면적을 더욱 넓힘으로써 이형철근의 부착 강도를 개선함은 물론, 종래 마디부에만 가해졌던 집중 하중을 돌기부로 분산시켜줌으로써 뽑힘 파괴(pull-out failure)에 대응한 이형철근의 구조적 강도를 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근{Apparatus of deformed bar having structure for improving adhesive strength}

본 발명은 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 관한 것으로, 이형철근 마디 사이의 몸체 둘레면상에 다수의 돌기가 추가된 구조로 이루어져, 콘크리트 내에 매입 설치된 이형철근의 접촉면적을 넓혀 이형철근의 부착 강도를 개선함은 물론, 아울러 돌기에 의한 하중 분산 효과로 인하여, 뽑힘 파괴(pull-out failure)에 대응하는 구조적 강도가 향상된 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 관한 기술이다.

일반적으로 철근재료는 철근콘크리트 구조물이나 철골철근콘크리트 구조물을 형성할 때 사용하는 보강근(補强筋)으로서, 탄소강(carbon steel) 및 탄소강 합금으로 제조된다. 이러한 철근재료는 원형철근(圓形鐵筋)과 이형철근(異形鐵筋)으로 구분된다.

이형철근은 단순히 일정한 굵기와 길이를 가진 원형단면 형상의 봉재인 원형철근과 달리 표면에 링 형상의 마디가 일정 간격마다 배열 형성되어 있는 형태로 되어 있다. 그리고 이형철근은 상기 마디 이외에도 리브(rib)라는 길이방향 돌기를 구비하기도 한다.

이형철근의 이러한 마디 구조 및 리브 구조는 이형철근이 콘크리트 상에 매입되어 설치될 경우, 콘크리트와 이형철근 사이의 접촉면적을 넓히고, 아울러 스토퍼 역할을 담당하여 이형철근의 부착 강도를 향상시키는 기능을 발휘한다.

최근, 고강도 철근재료가 개발되고 콘크리트의 강도 특성이 향상됨에 따라, 콘크리트와의 부착 강도가 종래에 비해 더욱 개선된 이형철근에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 콘크리트 상에 매입되어 설치 이용되는 이형철근의 형상 및 구조를 변경하여, 콘크리트와 이형철근 사이의 접촉면적을 넓힘으로써, 콘크리트와의 부착 강도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이형철근의 마디에 집중되었던 하중을 그 외의 영역으로 분산시킬 수 있는 구조를 채택함으로써, 뽑힘 파괴(pull-out failure)에 대응하여 구조적 강도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따르면, 봉재 형상으로 갖는 몸체부; 상기 몸체부의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 상기 몸체부의 둘레면을 따라 고리 형상으로 돌출 형성되는 고리형 마디부; 및 상기 마디부 사이의 상기 몸체부의 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부;를 포함하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 제공할 수 있다.

이때, 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 돌기부는, 상기 몸체부의 둘레면상에서 적어도 하나의 상기 몸체부 외주선을 따라 원형으로 배열되어 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 돌출 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 돌기부는, 상기 마디부의 높이와 동일하거나 또는 그 보다 작은 높이로 상기 몸체부의 둘레면상에 돌출 형성되는 것이 좋다. 그리고 상기 돌기부는, 구(球)체, 정육면체, 직육면체, 원기둥체, 사면체 중 어느 하나의 형상으로 돌출 형성될 수 있다.

이때, 상기 마디부 및 상기 돌기부는, 상기 몸체부의 길이방향으로 전단과 후단이 서로 다른 형상을 가지며, 콘크리트 내에 결합 시 뽑힘 파괴(pull-out failure)가 발생되는 반대의 방향으로 더 큰 저항면적을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 사상에 따르면, 봉재 형상으로 갖는 몸체부; 상기 몸체부의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 상기 몸체부의 둘레면을 따라 나선의 궤적을 가지며 돌출 형성되는 나선형 마디부; 및 상기 마디부 사이의 상기 몸체부의 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부;를 포함하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 제공할 수 있다.

이때, 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 돌기부는, 상기 몸체부의 둘레면상에서 적어도 하나의 상기 몸체부 외주선을 따라 원형으로 배열되어 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 돌출 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 돌기부는, 상기 마디부의 높이와 동일하거나 또는 그 보다 작은 높이로 상기 몸체부의 둘레면상에 돌출 형성되는 것이 좋다. 그리고 상기 돌기부는, 구(球)체, 정육면체, 직육면체, 원기둥체, 사면체 중 어느 하나의 형상으로 돌출 형성될 수 있다.

이때, 상기 마디부 및 상기 돌기부는, 상기 몸체부의 길이방향으로 전단과 후단이 서로 다른 형상을 가지며, 콘크리트 내에 결합 시 뽑힘 파괴가 발생되는 방향의 반대의 방향으로 더 큰 저항면적을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 따르면, 이형철근 마디부 사이의 몸체부 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부를 구비한 구조로 이루어져, 콘크리트 상에 매입되어 설치되는 이형철근의 접촉면적을 더욱 넓혀 콘크리트와의 부착 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 따르면, 이형철근의 마디에 가해졌던 집중 하중을 돌기부로 분산시켜 뽑힘 파괴(pull-out failure)에 대응하는 이형철근의 구조적 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고리 형상 마디부를 구비한 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에서 마디부와 돌기부의 형상 구조를 설명하기 위해 도시한 부분확대도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에서 돌기부가 구(球)체 형상으로 돌출 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 돌기부가 정육면체 형상으로 돌출 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 실시예에서 돌기부가 반구(半球)체 형상으로 돌출 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 실시예를 이용하여 콘크리트 결합 시, 돌기부가 뽑힘 파괴 발생되는 반대의 방향으로 더 큰 저항면적(R)을 가지는 모습을 설명하기 위해 도시한 사용예시도.
도 7은 본 발명에 따른 나선 궤적을 갖는 마디부를 구비한 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 마디부 집중 응력 분산 효과의 확인을 위해, 유한요소해석툴(ABAQUS)에 적용한 모델링예를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 모델링예를 유한요소해석툴에 적용하여 돌기부의 유무에 따른 응력분포를 해석한 비교해석도.

이하, 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

이러한 도 1은 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도 1에 도시된 특정 형태에 본 발명의 범주가 제한될 필요는 없다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근(100)은 몸체부(110), 몸체부(110)의 길이 방향으로 이격 배치되어 돌출 형성되는 마디부(120)와, 몸체부(110)의 길이 방향으로 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부(140)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저, 몸체부(110)에 대해 설명하기로 한다.

상기 몸체부(110)는 본 실시예의 이형철근(100)의 몸체를 이루는 것으로, 길이 방향(또는 축 방향)으로 일정한 직경을 갖는 봉재 형상의 부재이다. 이러한 몸체부(110)는 본 실시예의 이형철근(100)의 구조적 강도에 가장 큰 역할을 담당하는 부재이다.

본 실시예의 이형철근(100)은 철근콘크리트 구조물이나 철골철근콘크리트 구조물에 이용될 수 있다.

통상의 콘크리트는 그 재료적인 특성상 압축에는 강하고 인장에는 상대적으로 취약하다. 이로 인하여, 통상의 콘크리트 구조물은 허용응력을 초과한 인장응력이 가해지면 쉽게 균열된다. 따라서 인장에 취약한 콘크리트의 재료적인 특성을 보완하기 위하여, 콘크리트 구조물에 이형철근(100)이 이용되는 것이다.

그리고 이러한 이형철근(100)의 내에서 가장 큰 강도 특성을 담당하는 부재가 상기 몸체부(110)인 것이다.

따라서 이러한 몸체부(110)는 강도 특성이 좋은 탄소강(carbon steel) 또는 탄소강 합금 등으로 제작되는 것이 바람직하다.

도 1에는 이러한 몸체부(110)의 단면이 원형으로 도시되어 있으나, 이러한 형상은 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이러한 형상에 의해 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시예의 변형을 통해 정사각형, 직사각형, 마름모형 및 타원형 중 어느 하나로 실시하여도 무방하다.

아울러, 도 1에는 이러한 몸체부(110)가 중실체의 봉재 형상으로 도시되어 있으나, 이러한 형상 역시 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이러한 형상에 의해 한정되지 않는다.

따라서 이러한 몸체부(110)는 본 발명에 따라 다양하게 변형 실시 가능한데, 예를 들면 상기 몸체부(110)는 속이 빈 중공체의 봉재 형상으로도 실시 가능하다.

다음으로, 마디부(120)에 대해 설명하기로 한다.

여기서 설명될 마디부(120)는 도 1 내지 도 6을 통해 확인할 수 있듯이 고리 형상을 가진다.

본 실시예와 같은 고리 형상의 마디부(120)는 후술될 내용인 도 7에 도시된 나선 형상의 마디부(220)와 비교될 수 있는데, 나선 형상의 마디부(220)를 갖는 실시예에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 하고, 여기서는 고리 형상의 마디부(120)에 관해서만 설명하기로 한다.

다시 도 1을 참조하면, 본 실시예의 마디부(120)는 몸체부(110)의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며, 몸체부(110)의 둘레면(112)을 따라 고리 모양으로 돌출하여 형성된다.

이러한 마디부(120)의 돌출 형상에 의해, 몸체부(110)의 둘레면(112)으로부터 마디부(120)의 상단까지는 측면 단차가 형성된다. 그리고 이러한 단차의 면적은 본 실시예의 이형철근(100)이 콘크리트 내에 설치된 후 뽑힘 파괴(pull-out failure)로부터 저항하는 뽑힘 파괴 저항 면적의 기능을 제공한다.

그리고 각각의 마디부(120) 사이의 몸체부(110)의 둘레면(112) 사이 면적은 본 실시예의 이형철근(100)이 콘크리트 내에 설치된 후 전단 파괴(shearing failure)로부터 저항하는 전단 파괴 저항 면적의 기능을 제공한다.

이러한 마디부(120)는 몸체부(110)와 마찬가지로 탄소강이나 탄소강 합금 등과 같이 구조적 강도가 높은 재질이 이용된다.

다음으로, 리브부(140)에 대해 설명하기로 한다.

상기 리브부(140)는 몸체부(110)의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되며, 마디부(120) 및 몸체부(110)와 마찬가지로 탄소강이나 탄소강 합금 등의 재질을 가질 수 있다.

이형철근(100)에서 이러한 마디부(120) 및 리브부(140)는 상기 이형철근(100)이 콘크리트 내에 매입되어 설치될 경우, 콘크리트와 이형철근(100) 사이의 접촉면적을 넓혀주는 역할을 담당하여, 상호간의 부착력을 강화시킨다.

한편, 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서의 이형철근(100)은 돌기부(130)를 포함하는 구조로 되어 있다.

돌기부(130)는 서로 인접한 마디부(120) 사이에서 구획 되어 있는 몸체부(110)의 둘레면(112)상에 복수 개씩 이격 배치되어 돌출 형성된다.

이러한 돌기부(130)는 상기 마디부(120)와 더불어 이형철근(100)이 콘크리트 내에 설치된 후 외부로부터 인장력을 받을 때, 뽑힘 파괴로부터 저항하는 역할을 담당한다.

다시 말해서, 콘크리트 내에 매립된 이형철근(100)에 인장력이 가해질 때, 상기 마디부(120)에 걸리는 집중 하중을 상기 돌기부(130)가 분산시켜 줌으로써, 이형철근(100)의 부착 강도를 향상시킨다.

도 1에서는 이러한 돌기부(130)가 원기둥 형상으로 돌출 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이러한 형상은 예시적인 것일 뿐 본 발명은 이러한 형상에 의해 한정될 필요는 없다.

즉, 다양한 실시예의 변형을 통하여, 도 3에서 확인할 수 있듯이 구(球) 형상의 돌기부(130a), 도 4에서 확인할 수 있듯이 정육면체 형상의 돌기부(130b) 및 도 5에서 확인할 수 있듯이 반구(半球) 형상의 돌기부(130c)를 비롯하여, 직육면체 형상, 사면체 형상 등으로 실시하여도 무방하다.

상기 돌기부(130)는 마디부(120) 사이의 몸체부(110) 둘레면(112) 상에서 적어도 하나의 상기 몸체부(110) 외주선을 따라 원형으로 배열되어 이격 배치된다.

본 실시예에서는 상기 돌기부(130)가 마디부(120) 사이의 몸체부(110) 둘레면(112) 상에서 몸체부(110) 외주선을 따라 원형으로 1열로 정렬되어 서로 일정 간격을 두고 배치된 형태를 띠고 있다.

그러나 이러한 돌기부(130)의 배치 형태조차도 본 발명에 따른 하나의 예시에 불과할 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시예의 변형을 통하여, 상기 돌기부(130)는 몸체부(110) 외주선을 따라 2열 또는 3열로도 정렬되어 배치될 수 있다.

도 2는 본 실시예에서 마디부(120)와 돌기부(130)의 형상 구조를 설명하기 위해 도시한 부분확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 돌기부(130)의 높이(H2)는 마디부(120)의 높이(H1, 즉 측면 단차의 높이)에 비해 동일하거나 또는 그보다 작은 것이 바람직하다.

만일, 돌기부(130)의 높이(H2)가 마디부(120)의 높이(H1)에 비해 크게 제작될 경우에는, 콘크리트 내에 설치된 이형철근(100)의 구조 중 마디부(120)가 아닌 돌기부(130)에 집중 하중이 발생될 우려가 있기 때문이다. 이는 돌기부(130)의 선행 파단을 초래하여, 이형철근(100)의 부착 강도를 오히려 저하시킬 수 있다.

따라서 돌기부(130)의 높이(H2)는 마디부(120)의 높이(h1)와 동일하거나 또는 그보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 돌기부(130)는 몸체부(110)의 길이방향으로 전단과 후단이 구분되어 서로 다른 형상, 즉 전단과 후단이 비대칭된 형상을 가질 수 있다.

도 5를 확인할 수 있듯이, 도 5에 도시된 돌기부(130c)는 반구(半球) 형상으로 돌출 형성되어 있다.

그리고 이러한 반구 형상의 돌기부(130c)는 몸체부(110)의 길이방향으로 둘레면(112) 상에서 전단과 후단이 비대칭된 형상을 가진다.

즉, 반구 형상의 돌기부(130c)의 전단은 상기 몸체부(110)의 둘레면(112) 으로부터 상대적으로 넓은 면적의 수직단면을 구비한다. 그리고 반구 형상의 돌기부(130c)의 후단은 전단의 수직단면에 가해진 하중을 저항하기 위한 반구 형상으로 되어 있다.

이러한 돌기부(130c)의 비대칭된 형상은 이형철근(100)이 콘크리트 내에 결합된 후 뽑힘 파괴가 발생되는 반대의 방향으로 더 큰 저항면적을 가지는 형상이라 볼 수 있다.

도 6은 반구 형상의 돌기부(130c)를 갖는 이형철근(100)을 콘크리트(C)에 결합한 후 뽑힘 파괴가 발생되는 반대의 방향으로 더 큰 저항면적(R)을 가지는 모습을 설명하기 위해 도시한 사용예시도이다.

도 6을 참조하면, 콘크리트(C) 내에 설치된 이형철근(100)에 뽑힘 파괴가 일어나는 방향으로 인장력(P)이 가해질 경우, 마디부(120)의 측면 단차에서는 상기 인장력에 저항하는 힘 즉, 저항력이 발생되어 이형철근(100)과 콘크리트(C)와의 부착 강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있다.

아울러, 반구 형상의 돌기부(130c)의 전단 수직단면 형상에서도 저항력(R)이 발생되어 이형철근(100)과 콘크리트(C)와의 부착 강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 나선 궤적을 갖는 마디부를 구비한 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

도 1을 통해 상세히 설명한 고리 형상의 마디부(120)를 갖는 이형철근(100)과는 달리, 도 7에 도시된 실시예의 이형철근(200)은 나선 형상의 마디부(220)를 가진다.

이러한 마디부(220)는 몸체부(210)의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 몸체부(210)의 둘레면(212)을 따라 나선의 궤적을 가지며 돌출 형성된다.

아울러 도 7에 도시된 돌기부(230)는 상기 마디부(220)의 나선 궤적을 따라 몸체부(210)의 둘레면(212) 외주연을 따라 나선 궤적을 가지며 돌출 형성될 수 있다. 이러한 돌기부(230)의 나선 배치는 상기 마디부(220)의 나선 형상에 대응하는 것으로, 상기 마디부(220)에 가해지는 집중 하중을 돌기부(130) 쪽으로 보다 효과적으로 분산시킨다.

다음으로, 도 8 및 도9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근을 이용할 때, 마디부의 집중 응력이 돌기부에 의해 분산되는 작용효과를 확인해 보기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근의 마디부 집중 응력 분산 효과의 확인을 위해, 유한요소해석툴(ABAQUS)에 적용한 모델링예를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 모델링예를 유한요소해석툴에 적용하여 돌기부의 유무에 따른 응력분포를 해석한 비교해석도이다.

본 발명에 따른 돌기부를 구비한 이형철근의 부착 강도 강화의 효과를 확인하기 위해서, 도 8에 도시된 콘크리트와 이형철근의 결합 모델링예를 이용하여, 유한요소해석(FEM)에 상용되는 아바쿠스(ABACUS)라는 유한요소해석툴을 통해 상기 모델링예의 응력 분포를 해석해 보았다.

도 8에 도시된 콘크리트(C)와 이형철근(100)의 결합 모델링예에서 각 치수의 공통 단위는 mm이며, 콘크리트(C) 내에 삽입 설치된 이형철근(100)의 전방으로 가해진 인장력(P)은 200N으로 조건화 시켰다.

그리고 이러한 모델링예는 전체 모델링의 1/2만을 도시하여 해석한 것으로, 생략된 하부 나머지 1/2은 도시된 1/2의 모델링과 상, 하로 정 대칭되므로 응력 분포 해석의 신속성 및 편의성을 고려하여 적용된 것이다.

이러한 도 8에 도시된 모델링예를 이용한 응력 해석 결과는 도 9를 통해 확인할 수 있다.

도 9의 (a)는 도 8의 모델링예와 모두 동일한 조건(치수, 인장력)을 가지되, 단, 돌기부가 없는 이형철근에 대한 응력 분포를 해석한 것이다.

이와 달리 도 9의 (b)는 도 8에 도시된 돌기부가 있는 이형철근의 모델링예를 이용하여 응력 분포를 해석한 것이다.

여기서, 도 9의 (a) 및 (b)를 비교하여, 돌기부의 유무에 따른 이형철근의 응력 분포의 차이를 설명하기로 한다.

도 9의 (a)를 통해 확인할 수 있듯이, 돌기부가 없는 이형철근 상의 최대 응력(max stress)은 안쪽 마디부(도면에 붉은 점선으로 표시)에서 집중하여 발생되었음을 알 수 있다.

다시 말해서, 이때의 최대 응력은 콘크리트에 결합된 이형철근의 각부 중 뽑힘 파괴(pull-out failure)에 대한 저항 면적으로 작용되는 마디부의 측면 단차에서 집중하여 발생되었다. 그리고 이때의 최대 응력은 1046MPa이었다.

또한, 9의 (b)를 통해 확인할 수 있듯이, 도 8에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링예 상의 최대 응력은 도 9의 (a)에서 살펴본 바와 동일하게 안쪽 마디부(도면에 붉은 점선으로 표시)에서 집중하여 발생되었음을 알 수 있다. 그리고 이때의 최대 응력은 893MPa이었다.

여기서, 이러한 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 응력 분포 해석 결과를 통해 알 수 있는 사실은 최대 응력이 발생되는 영역은 동일하지만, 그 발생된 최대 응력의 크기의 차이가 돌기부가 없는 (a)경우에 비해 돌기부가 있는 (b)의 경우에 눈에 띠게 감소되었다는 사실이다.

즉, 도 9의 (b)에 따르면 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 설계된 모델링예를 이용하여 그 응력 분포를 해석해 본 결과, 이형철근이 마디부에 집중되었던 최대 응력이 마디부에 인접한 돌기부 쪽으로 분산되었음을 알 수 있다.

아울러, 이러한 돌기부 쪽으로의 응력 분산에 의하여 마디부에 발생된 최대 응력이 대폭 감소되었음을 알 수 있다. 이러한 결과는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 이형철근이 콘크리트와의 결합 시 더 큰 부착 강도를 가질 수 있음을 시사한다.

이상에서 본 발명에 따른 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200: 이형철근 110, 210: 몸체부
112, 212: 둘레면 120, 220: 마디부
130, 230: 돌기부 140, 240: 리브(rib)부
C: 콘크리트

Claims (12)

1. 봉재 형상을 갖는 몸체부;
   상기 몸체부의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 상기 몸체부의 둘레면을 따라 고리 형상으로 돌출 형성되는 마디부; 및
   상기 마디부 사이의 상기 몸체부의 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부;를 포함하며,
   상기 돌기부는, 상기 몸체부의 길이방향으로 전단과 후단이 서로 다른 형상을 가지며, 콘크리트 내에 결합 시 뽑힘 파괴(pull-out failure)가 발생되는 반대의 방향으로 더 큰 저항면적을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체부의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌기부는,
   상기 몸체부의 둘레면상에서 적어도 하나의 상기 몸체부 외주선을 따라 원형으로 배열되어 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌기부는,
   상기 마디부의 높이와 동일하거나 또는 그 보다 작은 높이로 상기 몸체부의 둘레면상에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌기부는,
   반구(半球) 형상 및 사면체 형상 중 어느 하나의 형상으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
6. 삭제
7. 봉재 형상을 갖는 몸체부;
   상기 몸체부의 길이 방향으로 일정 간격마다 이격 배치되며 상기 몸체부의 둘레면을 따라 나선의 궤적을 가지며 돌출 형성되는 마디부; 및
   상기 마디부 사이의 상기 몸체부의 둘레면상에 복수 개가 이격 배치되어 돌출 형성된 돌기부;를 포함하며,
   상기 돌기부는, 상기 몸체부의 길이방향으로 전단과 후단이 서로 다른 형상을 가지며, 콘크리트 내에 결합 시 뽑힘 파괴가 발생되는 방향의 반대의 방향으로 더 큰 저항면적을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 몸체부의 길이 방향을 따라 평행하게 돌출 형성되는 리브(rib)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 돌기부는,
   상기 몸체부의 둘레면상에서 적어도 하나의 상기 몸체부 외주선을 따라 원형으로 배열되어 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
   
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 돌기부는,
    상기 마디부의 높이와 동일하거나 또는 그 보다 작은 높이로 상기 몸체부의 둘레면상에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
    
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 돌기부는,
    반구(半球) 형상 및 사면체 형상 중 어느 하나의 형상으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 부착 강도 개선 구조를 갖는 이형철근.
12. 삭제

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