KR101300022B1 - 강관 파일 두부 보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 철근 고정홀이 형성된 원형의 상부 덮개판; 속채움 콘크리트를 지지하며, 제2 철근 고정홀이 형성된 원형의 하부 덮개판; 상부측 일부가 상기 제1 철근 고정홀을 관통하여 외측방향으로 절곡되며, 하부가 상기 제2 철근 고정홀을 관통하여 너트 결합되는 복수 개의 보강철근과, 상기 복수 개의 보강철근의 바깥 쪽을 감싸서 상호 결속되도록 지지하는 띠철근을 포함하는 철근부; 상기 상부 덮개판의 중심에서 상호 수직 교차하여 상기 상부 덮개판의 상면에 직립되게 결합하는 제1 연결판 및 제2 연결판; 길이 방향으로 미리 설정된 폭과 길이를 갖는 슬릿이 플랜지의 폭방향 중심영역에 형성되고, 상기 슬릿이 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판 중 어느 하나에 삽입되어 용접되는 H형강을 포함하고, 상기 상부 덮개판, 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판은 일체로 형성되는 H형강 연결 강관파일 두부 보강 구조를 제공하여, 강관파일의 두부와 H형강의 결합성을 높이는 유리한 효과를 제공한다.

Description

강관 파일 두부 보강 구조{Reinforcement structure for head of steel tube pile}

본 발명은 강관 파일 두부 보강 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, H형강과 연결되는 강관 파일 두부 보강 구조에 관한 것이다.

일반적으로 강관파일 위로 구조물의 하부구조인 기초콘크리트를 강관파일의 두부와 일체화시킴으로써, 상부구조물의 하중을 강관파일을 통해 견고한 지반상에 전달시켜 지지하게 된다. 강관파일의 두부에는 다른 부분보다 상부구조물의 휨모멘트,축력 및 전단력이 가장 크게 작용하므로, 기초콘크리트를 타설하기에 앞서 강관파일의 두부를 보강하는 작업을 실시하고 있다.

강관파일의 두부는 통상적으로, 강관파일의 상단에 결합구가 결합되고 결합구에 콘크리트가 속채움되는 구조를 갖는다. 이때, 강관파일과 결합구는 볼트와 같은 결합부재를 이용하여 체결될 수 있다. 콘크리트를 속채움하는 구성은 콘크리트 기초 속에 매입해야 하는 강관파일의 매입길이를 줄이기 위한 것으로, 강관파일의 두부에 철근을 삽입하고 속채움 콘크리트를 타설함으로써 콘크리트 기초에 작용하는 외력이 강관파일에 전달되도록 하는 두부 보강 구조를 갖는다.

대한민국 공개특허 10-2011-0116905에서 기재한 바와 같이, 강관파일 두부 보강 구조로서, 강관파일의 상단에 결합하는 상부 덮개와, 강관파일 내부로 유입되는 콘크리트를 지지하도록 강관파일 내부에 설치되는 하부 덮개와, 상부 덮개와 하부 덮개에 결합하는 철근을 포함하는 구성이 제안된다.

또한, 대한민국 등록실용신안 0232594호 개시된 바와 같이, 강관파일의 두부 보강 방법은 지중에 관입되어진 강관파일의 두부를 지면으로부터 일정부분 노출되게 절단하고, 두부 상단에서 결합구를 용접하고, 강관파일의 두부내로 두부보강용 철근을 삽입 설치하고, 기초철근을 배근한 다음, 속채움콘크리트를 타설하고, 강관파일의 주변에 기초콘크리트를 타설함으로써 강관파일의 두부와 기초콘크리트 일체화시키게 된다.

이상 살펴본 바와 같은 기존의 기술들은 강관 파일과 상부구조물을 연결함에 있어서, 기초콘크리트를 타설하여 강관파일의 두부와 기초콘크리트를 일체화시키는 구성을 기재한 것이다. 따라서, H형강 등과 같은 강재와 강관파일과의 결합성을 높이기 위한 기술이 필요한 실정이며, 이에 적용될 수 있는 강관파일의 두부 보강 구조의 개발이 시급히 필요한 상황이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, H형과의 결합성을 높일 수 있는 강관 파일의 두부 보강 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 철근 고정홀이 형성된 원형의 상부 덮개판과, 속채움 콘크리트를 지지하며, 제2 철근 고정홀이 형성된 원형의 하부 덮개판와, 상부측 일부가 상기 제1 철근 고정홀을 관통하여 외측방향으로 절곡되며, 하부가 상기 제2 철근 고정홀을 관통하여 너트 결합되는 복수 개의 보강철근과, 상기 복수 개의 보강철근의 바깥 쪽을 감싸서 상호 결속되도록 지지하는 띠철근을 포함하는 철근부와, 상기 상부 덮개판의 중심에서 상호 수직 교차하여 상기 상부 덮개판의 상면에 직립되게 결합하는 제1 연결판 및 제2 연결판과, 길이 방향으로 미리 설정된 폭과 길이를 갖는 슬릿이 플랜지의 폭방향 중심영역에 형성되고, 상기 슬릿이 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판 중 어느 하나에 삽입되어 용접되는 H형강을 포함하고, 상기 상부 덮개판, 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판은 일체로 형성되는 H형강 연결 강관파일 두부 보강 구조를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부 덮개부는, 강관파일의 상단에 결합하는 본체부와, 상기 본체부의 상단에서 반경 방향으로 확장 형성되며 제2 철근 고정홀과 연통되어 외측방향으로 절곡된 보강철근이 수용되는 보강철근홈이 상면에서 반경방향으로 오목하게 형성되는 확장부를 포함하고, 상기 확장부에 상면에 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판이 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보강철근은 상기 보강철근홈을 지난 후, 아래측 방향으로 절곡될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보강철근의 하부는 상기 제2 철근 고정홀 위에서 설치되는 상부 너트와 상기 제2 철근 고정홀 아래에서 설치되는 하부 너트의 상호 조임에 의해 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 강관파일의 두부 보강 구조에 따르면, 상부 덮개판 위에 H형강의 웨브(web)와 플랜지(flange) 형상에 대응되게 결합하는 제1 연결판과 제2 연결판을 구비함으로써, 강관파일의 두부와 H형강의 결합성을 높이는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 강관파일의 두부 보강 구조에 따르면, 상부 덮개판에 보강철근이 외측 방향으로 절곡되어 수용되는 보강철근홈이 오목하게 형성됨으로써, 상부 덮개판, 제1 연결판 및 제2 연결판과 H형강의 결합성을 높이기 위한 용착 영역을 확보하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강관파일의 두부 보강 구조를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 철근부와 하부 덮개판의 결합관계를 도시한 도면,
도 3은 도 1에서 도시한 철근부와 상부 덮개판의 결합관계를 도시한 도면,
도 4는 H형강이 제1 연결판, 제2 연결판 및 상부 덮개판에 결합된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강관파일의 두부 보강 구조를 도시한 도면이다.

이러한, 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강관파일의 두부 보강 구조는 상부 덮개판(110)과, 하부 덮개판(120)과, 철근부(130)와, 십자 형태의 제1 연결판(140) 및 상기 제2 연결판(150)과, H형강(160)을 포함할 수 있다.

강관말뚝(10)은 이 분야에서 공지된 임의의 형상이 될 수 있고 예를 들어 속이 빈 원형 형상이 될 수 있다.

상부 덮개판(110)는 원판 형태의 본체부(111)와 확장부(112)를 포함할 수 있다. 본체부(111)는 확장부(112) 아래에 형성되며, 본체부(111)는 강관파일(10)의 외경과 대응되는 외경을 갖도록 형성되며, 확장부(112)는 본체부(111)의 외경보다 큰 외경을 갖도록 형성될 수 있다. 본체부(111)의 저면에서 시작하여 확장부(112)의 상면까지 관통하여 복수 개의 제1 철근 고정홀(113)이 미리 설정된 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 제1 철근 고정홀(113)은 보강철근(131)을 배치하기 위한 것으로, 보강철근(131)이 관통될 수 있도록 보강철근(131)의 직경을 고려하여 적절하게 설계된다.

제1 철근 고정홀(113)에는 철근부(130)의 보강철근(131)의 상부가 관통하여 외측 방향(반경 방향)으로 절곡된다.

한편, 본체부(111)의 상면에는 복수 개의 보강철근홈(112a)이 오목하게 형성될 수 있다, 보강철근홈(112a)은 각각의 제1 철근 고정홀(113)에서 시작하여 본체부(111) 외측 방향을 향하여 형성될 수 있다. 제1 철근 고정홀(113)을 관통하여 외측방향으로 절곡된 보강철근(131)은 보강철근홈(112a)에 수용되어 본체부(111) 밖으로 빠지도록 유도된다. 이러한 보강철근홈(112a)으로 인하여 H형강(160)은 본체부(111)의 상면과의 용착 영역을 확보할 수 있다.

하부 덮개판(120)은 강관파일(10) 내부에 형성되어 속채움 콘크리트를 지지한다. 그리고 하부 덮개판(120)에는 복수 개의 제2 철근 고정홀(121)이 미리 설정된 간격으로 관통되어 형성된다. 제2 철근 고정홀(121)에는 보강철근(131)의 하부가 관통하여 결합된다.

도 2는 도 1에서 도시한 철근부와 하부 덮개판의 결합관계를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에서 도시한 철근부와 상부 덮개판의 결합관계를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 병행 참조하면, 철근부(130)는 보강철근(131)과 띠철근(132)을 포함할 수 있다. 띠철근(132)은 복수 개의 보강철근(131)의 바깥 쪽을 감싸서 상호 결속되도록 지지한다.

보강철근(131)의 상부는 앞서 설명하였듯이, 제1 철근 고정홀(113)을 관통하여 외측 방향으로 꺽여 보강철근홈(112a)에 수용된다. 보강철근홈(112a)에 수용된 상태에서 보강철근홈(112a) 밖으로 튀어나온 보강철근(131)의 상단은 아래 방향으로 다시 한번 절곡되도록 형성될 수 있다.

한편, 보강철근(131)의 하부는 제2 철근 고정홀(121)에 관통된 상태에서 하부 덮개판(120)의 위측에서 상부너트(133)가 끼워지고, 하부 덮개판(120)의 아래측에서 하부너트(134)가 끼워지고 상부너트(133) 및 하부너트(134)가 하부 덮개판(120)를 사이에 두고 조여짐으로써. 하부 덮개판(120)에 고정될 수 있다.

제1 연결판(140) 및 상기 제2 연결판(150)은 H형강(160)과 강관파일(10)을 연결하는 역할을 한다. 제1 연결판(140)은 상부 덮개판(110)의 확장부(112)의 상면에 결합한다. 구체적으로, 원판형으로 형성돠는 확장부(112)의 원심을 지나도록 확장부(112)의 상면에 직립하여 형성될 수 있다.

또한, 제2 연결판(150)도 상부 덮개판(110)의 확장부(112)의 상면에 결합한다. 구체적으로, 원판형으로 형성돠는 확장부(112)의 원심을 제1 연결판(140)과 수직 교차하여 지나도록 확장부(112)의 상면에 직립하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결판(140) 및 상기 제2 연결판(150)은 사각 판재로 구성되어 횡단면이 십자 형태를 이루도록 확장부(112)의 상면에 형성될 수 있다,

이러한, 제1 연결판(140)및 상기 제2 연결판(150)은 상부 덮개판(110)과 일체로 형성될 수 있다.

H형강(160)은 제1 연결판(140) 또는 상기 제2 연결판(150)이 끼워지는 슬릿(161)이 형성될 수 있다. 슬릿(161)은 H형강(160)의 길이 방향으로 미리 설정된 폭과 길이를 갖도록 플랜지의 폭방향 중심영역에 형성될 수 있다. 제1 연결판(140) 및 상기 제2 연결판(150)이 이러한 슬릿(161)에 삽입되고 용접됨으로써, H형강(160)과 강관파일(10)의 부착력을 크게 높여 결합성을 확보할 수 있다.

이렇게, 상부구조물의 기초가 되는 H형강(160)에 강관파일(10)의 두부가 직접 결합됨으로써, 축력 및 모멘트 뿐만아니라 전단력 및 비틀림에 대하여 높은 저항성을 갖게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 상부 덮개판
111 : 본체부
112 : 확장부
113 : 제1 철근 고정홀
120 : 하부 덮개판
121 : 제2 철근 고정홀
131 : 보강철근
132 : 띠철근
140 : 제1 연결판
150 : 제2 연결판
160 : H형강
161 : 슬릿

Claims (4)

1. 제1 철근 고정홀이 형성된 원형의 상부 덮개판;
   속채움 콘크리트를 지지하며, 제2 철근 고정홀이 형성된 원형의 하부 덮개판;
   상부측 일부가 상기 제1 철근 고정홀을 관통하여 외측방향으로 절곡되며, 하부가 상기 제2 철근 고정홀을 관통하여 너트 결합되는 복수 개의 보강철근과, 상기 복수 개의 보강철근의 바깥 쪽을 감싸서 상호 결속되도록 지지하는 띠철근을 포함하는 철근부;
   상기 상부 덮개판의 중심에서 상호 수직 교차하여 상기 상부 덮개판의 상면에 직립되게 결합하는 제1 연결판 및 제2 연결판; 및
   길이 방향으로 미리 설정된 폭과 길이를 갖는 슬릿이 플랜지의 폭방향 중심영역에 형성되고, 상기 슬릿이 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판 중 어느 하나에 삽입되어 용접되는 H형강을 포함하고,
   상기 상부 덮개판, 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판은 일체로 형성되며,
   여기서, 상기 상부 덮개부는, 강관파일의 상단에 결합하는 본체부와, 상기 본체부의 상단에서 반경 방향으로 확장 형성되며 상기 제2 철근 고정홀과 연통되어 외측방향으로 절곡된 보강철근이 수용되는 보강철근홈이 상면에서 반경방향으로 오목하게 형성되는 확장부를 포함하고, 상기 확장부의 상면에 상기 제1 연결판 및 상기 제2 연결판이 결합되는 H형강 연결 강관파일 두부 보강 구조.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 보강철근은 상기 보강철근홈을 지난 후, 아래측 방향으로 절곡되는 H형강 연결 강관파일 두부 보강 구조.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 보강철근의 하부는 상기 제2 철근 고정홀 위에서 설치되는 상부 너트와 상기 제2 철근 고정홀 아래에서 설치되는 하부 너트의 상호 조임에 의해 결합되는 H형강 연결 강관파일 두부 보강 구조.
   

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