KR101346686B1 - 강재를 이용한 합성형 속채움 머리보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강재를 이용한 머리보강장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 강관 머리보강장치는 강관, 상기 강관에 결합되는 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h), 상기 강관의 상단 내측 소정 깊이에 위치하여 상기 강관의 상단을 일정 깊이에서 폐쇄시키는 막음판과 일단에 걸림부가 형성되어 상기 강관의 상단에 결합되고, 타단은 상기 막음판에 결합되는 복수의 지지레그를 포함하되, 상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은, 상기 강관의 상단에 안착되는 걸림턱, 볼트 가공된 끝단을 가지는 철근이 결합될 수 있도록 나사 가공된 관통공을 구비하고 있는 결합턱과 상기 결합턱과 일체로 형성되는 체결대를 포함하고, 상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 적어도 일부인 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)의 체결대는 상기 강관의 외부구멍과 대응되는 위치에 체결공이 형성되며, 상기 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)는 상기 체결공과 상기 강관의 외부구멍을 관통하는 볼트에 의해서 상기 강관에 결합될 수 있다.

Description

강재를 이용한 합성형 속채움 머리보강방법{METHOD FOR ENHANCING SYNTHESIZED FILL HEAD USING STEEL MATERIAL}

본 발명은 강재를 이용한 머리보강장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 구조물의 기초를 다지는 작업에 있어서, 지반 기초에 삽입되는 강관말뚝의 머리부를 보강하는 장치에 관한 것이다.

강관의 머리부를 보강하는 방식으로는, 강관의 상단에 덮개판을 씌우고 여기에 수직철근을 용접하는 덮개식과 강관의 머리부 내부에 수직철근을 넣고 콘크리트를 타설하는 속채움식이 있다.

덮개식은 수직철근을 덮개판에 용접하는 방식이고, 속채움식은 강관의 머리부에 콘크리트를 채우는 방식이며, 최근에는 속채움식이 일반화되고 있다.

한편, 덮개식은 용접되는 접촉 면적이 작아 부착강도가 충분히 확보되지 못하는 단점이 있어 구조물 전체의 강성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

또한, 덮개판의 주위에 수직철근을 개별적으로 용접하여야 하고, 수직철근이 강관 상부에 배근되는 철근과 서로 간섭되므로 현장에서의 작업성이 매우 떨어지는 문제점도 있었다.

또한, 속채움식 방식이 적용되는 경우, 종래의 속채움식 강관두부보강재는 강관의 내부에 걸림턱이나 볼트를 형성한 후에 막음판을 걸치고 콘크리트를 타설하였으나 강관의 좁은 내부에 별도의 걸림턱 등을 형성하여야 하므로 시공상 큰 불편함이 있다는 문제점이 있었다.

따라서 전술한 문제점들을 해결하고, 강관과 수직철근 및 콘크리트와의 결속력을 강화하는 한편, 조립을 간단히 하여 작업성을 개선할 수 있는 강관 머리부의 보강장치에 대한 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 강재를 이용한 머리보강장치 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 그 조립이 간단하여 현장에서의 시공상의 작업성을 크게 개선시키고, 소요되는 재료의 양을 줄여 경제성이 개선된 강관의 두부 보강장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 부품의 구성요소끼리 견고하게 결합됨으로써 외력에 대한 충분한 안전성을 확보하고, 시공상의 오차를 줄여 상부 구조물의 내구성을 증가시키는 강관의 두부 보강장치를 제공하기 위한 것이다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 강관 머리보강장치는 강관, 상기 강관에 결합되는 복수의 머리보강부, 상기 강관의 상단 내측 소정 깊이에 위치하여 상기 강관의 상단을 일정 깊이에서 폐쇄시키는 막음판과 일단에 걸림부가 형성되어 상기 강관의 상단에 결합되고, 타단은 상기 막음판에 결합되는 복수의 지지레그를 포함하되, 상기 복수의 머리보강부 각각은, 상기 강관의 상단에 안착되는 걸림턱, 볼트 가공된 끝단을 가지는 철근이 결합될 수 있도록 나사 가공된 관통공을 구비하고 있는 결합턱과 상기 결합턱과 일체로 형성되는 체결대를 포함하고, 상기 복수의 머리보강부 중 적어도 일부인 제 1 머리보강부의 체결대는 상기 강관의 외부구멍과 대응되는 위치에 체결공이 형성되며, 상기 제 1 머리보강부는 상기 체결공과 상기 강관의 외부구멍을 관통하는 볼트에 의해서 상기 강관에 결합될 수 있다.

또한, 상기 복수의 머리보강부는 8개이고, 상기 제 1 머리보강부는 4개이며, 상기 복수의 지지레그는 4개일 수 있다.

또한, 상기 제 1 머리보강부와 연결되는 철근의 밑단은 상기 체결공과 볼트에 의해 상기 막음판과 소정거리 이격된 위치에 고정되고, 상기 제 1 머리보강부를 제외한 제 2 머리보강부와 연결되는 철근의 밑단은 상기 막음판의 상면과 맞닿을 수 있다.

또한, 상기 막음판은 상기 복수의 지지레그가 뻗어 내려진 위치와 대응하는 위치에 끼움공이 형성되어 있고, 상기 복수의 지지레그는 하부 끝단을 절곡시켜 형성된 절곡부를 포함하며, 상기 절곡부는 상기 끼움공을 관통하여 상기 막음판의 저면을 파지할 수 있다.

또한, 상기 막음판은 상기 복수의 지지레그가 뻗어 내려진 위치와 대응하는 위치에 가장자리를 뜯어낸 절취부가 형성되고, 상기 복수의 지지레그는 하부 끝단을 절곡시켜 형성된 절곡부를 포함하며, 상기 절곡부는 상기 막음판에 형성된 상기 절취부을 통해 상기 막음판의 저면을 파지할 수 있다.

또한, 상기 복수의 머리보강부 각각은 일반 구조용 압연 강재(rolled steel for general structure, SS재)이고, 'L' 형으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 복수의 머리보강부 각각은 SS400(STEEL STURCUTE 400)으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 체결공은 상기 체결대의 양쪽으로 두 개가 형성되고, 상기 철근의 위치와 간섭되지 않도록 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 강재를 이용한 머리보강장치는 조립이 간단하여 현장에서의 시공상의 작업성을 크게 개선시키고, 소요되는 재료의 양을 줄여 경제성이 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 강재를 이용한 머리보강장치는 부품의 구성요소끼리 견고하게 결합됨으로써 외력에 대한 충분한 안전성을 확보하고, 시공상의 오차를 줄여 상부 구조물의 내구성을 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a및 도 1b는 본 발명과 관련된 강관 두부 보강장치의 분해 사시도와 결합 사시도의 일례를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도2b는 본 발명과 관련된 다른 강관 두부 보강장치의 분해 사시도와 결합 사시도의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명과 관련된 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치의 일례를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 표시된 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치의 구체적인 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명과 관련하여, 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 철근을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치의 일례를 도시한 것이다.
도 6 내지 도 8은 도 5에 표시된 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 철근을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치 내의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도9c는 도 5에 표시된 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 철근을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치가 적용된 경우의 특성을 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 강관 말뚝의 머리 보강장치의 일실시예의 구성에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 동일한 부재의 경우에는 서로 다른 도면의 경우에도 동일한 부호를 사용하며, 동일한 부재에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1a및 도 1b는 본 발명과 관련된 강관 두부 보강장치의 분해 사시도와 결합 사시도의 일례를 나타낸 것이다.

도 1a및 도 1b를 참조하면, 구조물의 기초에 수직으로 입설되어 기초를 보강함과 동시에 상부에 위치하는 구조물과의 결합을 견고히 함으로써 기초와 구조물의 전체적인 일체성을 도모하기 위한 강관의 두부 보강장치가 도시되어 있다.

즉, 강관(100)의 상부에는 철근(500)이 수직으로 설치되는데, 본 발명은 이렇게 수직으로 설치되는 철근(500)과 강관(100)의 상단을 간편하면서도 견고하게 결합시키기 위한 보강장치에 관한 것이다.

또한, 철근(500)의 끝단에는 볼트가 전조되어 있고, 그 끝단은 결합턱(204)에 형성되어 있는 관통공(206)에 볼트 결합하게 된다.

또한, 체결구(200a)는 철근(500)이 결합되는 관통공(206)이 형성되어 있는 결합턱(204)과, 체결구(200a)를 강관(100)의 상단에 안착시키기 위한 걸림턱(202)과, 체결구(200a)를 강관(100)에 결합시키기 위한 체결공(212)이 형성되어 있는 체결대(214)와, 콘크리트와의 부착력 강화를 위한 부착턱(208)으로 구성되어 있다.

또한, 관통공(206)은 그 끝단이 볼트 가공되어 있는 철근(500)과 결합되기 위하여 내측에는 나사가 전조되어 있다. 이로써 관통공(206)은 철근(500)과 견고하게 볼트결합되는 한편, 철근(500)을 파지하여 철근(500)이 시공중에 옆으로 쓰러지는 것을 방지하는 작용을 하게 된다.

또한, 결합턱(204)은 전체적으로 반타원의 수평단면을 가지는 기둥의 형상으로 이루어져 있고, 상단의 중앙부에는 전술한 관통공(206)이 형성되어 있다. 결합턱(204)은 강관(100)의 상단에 철근(500)을 결합시키는 작용을 하는 한편, 강관(100)의 상단에 타설되는 콘크리트와의 기계적인 부착력을 확보하는데 유리한 작용을 하게 된다.

또한, 관통공(206)의 형상은 도면에 도시된 원형 이외에도 사각형, 육각형 등 다양한 형태의 다각형으로 할 수도 있는 것임은 당업자에게 자명한 것이다.

또한, 걸림턱(202)은 강관(100) 상단에 체결구(200a)가 걸림되어 안착되도록 강관(100) 상단의 두께만큼 돌출되어 있다.

결국, 체결구(200a)는 걸림턱(202)을 강관(100) 상단에 안착시킨 후에 체결대(214)에 형성되어 있는 체결공(212)에 볼트를 결합시킴으로써 강관(100)에 결합될 수 있다.

또한, 체결대(214)는 강관(100)의 내면에 밀착되고, 그 측단에는 강관과 볼트 결합되기 위하여 나사 전조된 체결공(212)을 구비하고 있어 체결구(200a)가 강관(100)에 견고하게 결합될 수 있도록 하는 것이다.

또한, 부착턱(208)은 체결구(200a)의 하단에 강관(100) 중심방향으로 소정의 길이만큼 돌출되어 있는데, 강관(100)의 상단에 타설되는 콘크리트와의 부착력을 강화시키는 작용을 한다.

또한, 막음판(400a)은 강관(100)의 상단에 타설되는 콘크리트를 차폐하는 작용을 하는 것으로서, 강관(100)의 내면 지름과 동일한 지름을 가지며 원판의 형상으로 이루어져 있다.

또한, 지지레그(300)는 막음판(400a)을 강관(100)의 내부에 고정시키는 작용을 하는 것으로서, 상부 끝단에는 갈고리 형상의 걸림부(304)가 형성되어 있고, 걸림부(304)는 강관(100)의 상단에 걸림되어 지지레그(300)를 강관(100)에 걸리게 한다.

이때, 지지레그(300)의 하부 끝단은 막음판(400a)의 상면에 용접 등에 의한 방법으로 부착된다.

한편, 도 2a 및 도2b는 본 발명과 관련된 다른 강관 두부 보강장치의 분해 사시도와 결합 사시도의 일례를 나타낸 것이다.

먼저, 도 2a는 본 발명에 따른 강관의 두부 보강장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 2a 에 도시된 실시예는 막음판(400b) 및 지지레그(300b)의 형상에서 지금까지의 실시예와는 구별되는 특징을 갖는다.

막음판(400b)에는 지지레그가 뻗어 내려진 위치와 대응하는 위치에 원형의 끼움공(402)이 형성되어 있고, 지지레그(300b)의 하부 끝단에는 그 끝단을 절곡시켜 이루어진 절곡부(302)가 형성되어 있다.

지지레그(300b)의 절곡부(302)는 막음판(400b)의 끼움공(402)에 끼워지고, 막음판(400b)은 절곡부(302)에 의해 받침되어 지지되는 것이다. 끼움공(402)의 형상은 원형으로 도시되어 있으나 타원형, 슬롯형 등 절곡부(302)가 끼움되어 막음판(400b)을 지지할 수 있는 작용을 하는 범위 내에서 얼마든지 변형이 가능할 것으로 여겨진다.

또한, 도 2b는 본 발명에 따른 강관의 두부 보강장치의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 2b 의 실시예는 막음판(400c)의 형상 면에서 지금까지의 실시예와 차이점을 가진다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 막음판(400c)에는 지지레그(300b)가 뻗어 내려진 위치와 대응하는 위치에 가장자리를 뜯어낸 절취부(404)가 반원형으로 형성되어 있고, 절취부(404)에 지지레그(300b)의 절곡부(302)가 끼움되어 막음판(400c)을 지지하게 된다.

또한, 절취부(404)의 형상은 절곡부(302)가 끼움될 수 있다면, 슬롯형이나 직선형 홈으로 구성할 수도 있을 것이다.

이하에서는, 도 1 내지 도 2b를 통해 전술한 강관 두부 보강장치를 적용한 볼트식 복합 머리보강 장치에 대해 도 3 내지 도 4d를 이용하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명과 관련된 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치의 일례를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면 전체 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치 중 강관(100)과 복수의 체결구, 걸림턱, 결합턱, 관통공, 부착턱 등이 도시되어 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 체결구, 걸림턱, 결합턱, 관통공 및 부착턱을 하나의 세트로 하여 ㄷ형 강재 절편이라고 호칭한다.

도 3에서는 복수의 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)가 도시되어 있다.

여기서 복수의 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각의 상부 두께는 20mm가 될 수 있다.

또한, 하단에는 도 1 내지 도 2b를 통해 전술한 철근(500)이 도시되어 있고, 상기 철근(500)을 둘러싸고 있는 띠철근(600)이 도시되어 있다.

띠철근(600)은 소정의 이격거리를 가지고 철근 외부를 둘러싸는 형태로 복수개 존재할 수 있다.

또한, 철근(500)도 소정의 이격거리를 기준으로 복수의 세트 형태로 존재할 수 있다.

띠철근(600)과 관련된 상세부분(800)은 도 4a를 참조하여 후술한다.

여기서, 띠철근(600)의 폭은 150mm 일 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 표시된 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치의 구체적인 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 4a는 띠철근(600)의 상세도를 나타낸 것이다.

도 4a의 상단 도면을 참조하면, 띠철근(600)의 내경은 352, 454, 564, 758 중 어느 하나가 될 수 있다.

또한, 도 4b의 하단 도면을 참조하면, 도 3의 800 부분에 대한 구체적인 내부 구성이 도시되어 있다.

다음으로, 도 4b는 강관 말뚝 머리 보강 구조의 상세도가 도시되어 있다.

전술한 것과 같이, 복수의 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)의 상부두께는 20mm가 될 수 있고, 지지레그(300)도 상기 복수의 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)에 대응하여 복수개 존재할 수 있다.

또한, 복수의 지지레그(300)의 하부 끝단은 막음판(400)의 상면에 용접 등에 의한 방법으로 부착된다.

한편, 도 4c 및 도4d는 철근(500)의 구체적인 배치 형태를 나타내는 도면이다.

도 4c를 참조하면, 8개의 철근(500)이 소정의 이격거리를 가지고 원 형태로 배치되고, 이를 둘러싸는 4개의 띠철근(600)이 존재한다.

또한, 도 4d를 참조하면, 복수의 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각을 고장력 볼트(M)를 이용해 고정하게 된다.

전술한 본 발명의 내용이 적용되는 경우, 강관(100) 내부의 콘크리트 속채움은 결합부의 우수한 강결도 확보가 가능하고, 미끌림방지턱에 의한 합성거동 효과를 보장받을 수 있다.

또한, 기존 머리결합방법에 비해 설계단가를 월등하게 절감시킬 수 있고, 현장에서 결합기구를 조립 설치하므로 높은 시공성이 확보되며, 나사가공된 수직보강철근을 ㄷ형 연결재에 체결하고 고장력볼트를 사용한 결합방법 채택으로 시공시간을 단축시킬 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 4d를 참조하여 전술한 ㄷ형 강재 절편을 이용한 볼트식 복합 머리보강 장치에 포함된 8개의 철근(500) 및 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)은 모두 고정된 형태를 취하고 있었다.

그러나 복수의 철근(500) 및 ㄷ형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)이 모두 고정된 형태를 가지는 경우, 철근 간의 간섭이 발생되고, 연장력이 약화되는 문제가 발생될 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 8개의 철근(500) 및 복수의 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부를 고정시키지 않는 형태를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 복수의 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)이 L 형태로 구현되는 것으로 가정한다. 이를 통해, 후술할 일부 고정되지 않는 철근에 유연하게 대응할 수 있다.

단, 본 발명의 실시예에 적용되는 L 형의 복수의 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)는 단순한 일례에 불과하고, ㄷ형 강재 절편과 L형 강재 절편을 섞어서 사용하거나, ㄷ 형 강재 절편들을 이용하여 본 발명의 내용을 구현할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 대해, 도 5 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명과 관련하여, 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 강관을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치의 일례를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부 절편(200a, 200c, 200e, 200g)는 고정되지 않고, 나머지 절편(200b, 200d, 200f, 200h)는 고정된 형태를 갖는다.

즉, 일부 L형 강재 절편(200b, 200d, 200f, 200h)만이 고장력 볼트(M)를 이용해 고정된다.
설명의 편의를 위해 고정된 일부 절편(200b, 200d, 200f, 200h)은 제 1 머리보강부로 혼용하여 호칭될 수 있고, 고정되지 않은 절편 (200a, 200c, 200e, 200g)은 제 2 머리보강부로 혼용하여 호칭될 수 있다.

또한, 복수의 철근(500) 중 일부는 완전히 고정되나, 나머지 철근은 고정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 1 철근(500a)은 다른 부재를 통해 완전히 고정되지 않으나 제 2 철근(500b)는 다른 부재를 통해 완전히 고정된다.

이때, 고정된 철근은 상기 고정된 L형 강재 절편과 연결될 수 있고, 나머지 고정되지 않은 철근은 고정되지 않은 L형 강재 절편(200a, 200c, 200e, 200g)과 연결될 수 있다.

단, 전술한 구성은 본 발명의 단순 일례에 불과하고 다른 형태를 통해 8개의 철근(500) 및 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부를 고정시키지 않을 수도 있다.

한편, 도 6 내지 도 8은 도 5에 표시된 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 강관을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치 내의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 전술한 도 4b에 대응되는 도면이다.

도 4b와 비교하여, 도 6에서의 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부 절편(200a, 200c, 200e, 200g)는 고정되지 않고, 나머지 절편(200b, 200d, 200f, 200h)는 고정된다는 점에서 차이가 있다.

또한, 도 7은 전술한 도 4c에 대응되는 도면이다.

도 4c와 비교하여, 복수의 철근(500a, 500b, 500c, 500d, 500e, 500f, 500g, 500h) 중 일부 철근(500a, 500b, 500c, 500d)은 고정되고, 나머지 철근(500e, 500f, 500g, 500h)은 고정되지 않는다.

물론 이와 반대로 나머지 철근(500e, 500f, 500g, 500h)이 고정되고 일부 철근(500a, 500b, 500c, 500d)이 고정되지 않을 수도 있다.

또한, 도 8은 도 4d에 대응되는 도면이다.

도 4d와 비교하여, 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부 절편(200a, 200c, 200e, 200g)는 고정되지 않고, 나머지 절편(200b, 200d, 200f, 200h)는 고장력 볼트(M)를 이용하여 고정된다.

즉, 고정된 일부 절편(200b, 200d, 200f, 200h)과 연결되는 철근의 밑단은 체결공과 볼트에 의해 막음판과 소정거리 이격된 위치에 고정되고, 고정되지 않은 절편 (200a, 200c, 200e, 200g)과 연결되는 철근의 밑단은 상기 막음판의 상면과 맞닿게 된다.
설명의 편의를 위해 고정된 일부 절편(200b, 200d, 200f, 200h)은 제 1 머리보강부로 혼용하여 호칭될 수 있고, 고정되지 않은 절편 (200a, 200c, 200e, 200g)은 제 2 머리보강부로 혼용하여 호칭될 수 있다.

결론적으로 복수개의 철근(500) 및 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부를 고정시키지 않는 형태를 취함으로써, 본 발명은 다양한 상황에 더 능동적으로 대응할 수 있다. 즉, 인접한 철근으로부터 발생되는 간섭을 최소화 시키고, 연장력의 강화를 도모할 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 일 실시예가 적용되는 경우, 미끌림방지턱에 의한 일체성 확보가 가능하고, 강관에 의한 콘크리트 구속효과가 보장되며, 콜트식 속채움 이상의 강성 및 강도가 확보될 수 있다.

또한, 일체화된 구조에 다른 안전성 증대를 도모할 수 있고, 현장 용접 대신 고장력 볼트를 이용한 조립 설치를 이용하여 제품이 경량화될 수 있어 운반성 및 작업성이 용이하다는 효과가 제공될 수 있다.

한편, 도 9a 내지 도9c는 도 5에 표시된 일부 고정되지 않은 L형 강재 및 강관을 포함하는 볼트식 복합 머리보강 장치가 적용된 경우의 특성을 나타내는 도면이다.

먼저, 도 9a는 본 발명이 적용된 경우의 인발실험 효과를 그래프로 도시한 것이다.

도 9a에서 X축은 축방향 변위(mm)를 나타내고, Y축은 인발하중(kN)을 나타낸다.

다음으로, 도 9b는 본 발명이 적용된 경우의 연직재하실험 결과를 그래프로 도시한 것이다.

도 9b에서 X축은 축방향 변위(mm)를 나타내고, Y축은 연직재하하중(kN)을 나타낸다.

또한, 도 9c는 본 발명이 적용된 경우의 수평재하실헌의 결과를 그래프로 도시한 것이다.

도 9c에서 좌측도면의 X축은 회전각(rad)를 나타내고, Y축은 모멘트(kN X m)을 나타낸다.

또한, 도 9c에서 우측도면의 X축은 수평변위(mm)를 나타내고, Y축은 수평하중(kN)을 나타낸다.

한편, 본 발명에 적용되는 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)은 기본적으로 흑연 구상화 처리를 통해 제작될 수 있다.

여기서 흑연 구상화 처리는 주철 용탕에 흑연 구상화제를 첨가하여 정출하는 흑연을 구상화하는 처리를 말한다.

더 나아가, 본 발명에 적용되는 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은 강재로 제작될 수 있다.

여기서 강재는 건설 공사 등의 재료로 쓰기 위하여 압연 따위의 방법으로 가공을 한 강철이며　철광석을 채굴, 제련하여 만들어 진다.

대표적으로, 복수의 L형 강재 절편(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은 일반구조용 압연강재를 이용하여 만들어 질 수 있다. 일반구조용 압연강재는 SS(Steel-Structure)재라고도 불린다.

일반구조용 압연강재는 탄소 함유량이 적어서 열처리(QT=담금질과 템퍼링)가 되지 않아 그대로 사용하고 연강이라고 불리는 것이 여기 해당한다. 대표적인 일반구조용 압연강재는 SS400인데, 400은 최소인장강도가 400N/㎟라는 것을 나타낸다.

상기와 같이 설명된 강재를 이용한 머리보강장치 및 그 제어방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

1. 상단에 철근이 수직으로 설치되는 강관;
   상기 강관에 결합되는 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h);
   상기 강관의 상단 내측 소정 깊이에 위치하여 상기 강관의 상단을 일정 깊이에서 폐쇄시키고, 상기 강관의 내면 지름과 동일한 지름을 가지며 원판의 형상으로 이루어진 막음판; 및
   일단에 갈고리 형상의 걸림부가 형성되어 상기 강관의 상단에 결합되고, 타단은 상기 막음판에 결합되는 복수의 지지레그를 포함하되,
   상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은,
   상기 강관의 상단에 안착되는 걸림턱;
   볼트 가공된 끝단을 가지는 철근이 결합될 수 있도록 나사 가공된 관통공을 구비하고, 반타원의 수평단면을 가지는 기둥의 형상으로 이루어진 결합턱; 및
   상기 결합턱과 일체로 형성되는 체결대를 포함하고,
   상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 중 일부인 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)의 체결대는 상기 강관의 외부구멍과 대응되는 위치에 체결공이 형성되고, 상기 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)를 제외한 제 2 머리보강부(200a, 200c, 200e, 200g)에는 상기 체결공이 형성되지 않으며,
   상기 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)는 상기 체결공과 상기 강관의 외부구멍을 관통하는 볼트에 의해서 상기 강관에 결합 고정되고,
   상기 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)와 연결되는 철근의 밑단은 상기 체결공과 볼트에 의해 상기 막음판과 소정거리 이격된 위치에 고정되며,
   상기 제 2 머리보강부(200a, 200c, 200e, 200g)와 연결되는 철근의 밑단은 상기 막음판의 상면과 맞닿고,
   상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h)는 8개이며,
   상기 제 1 머리보강부(200b, 200d, 200f, 200h)는 4개이며, 상기 복수의 지지레그는 4개이고,
   상기 체결공은 상기 체결대의 양쪽으로 두 개가 형성되고, 상기 철근의 위치와 간섭되지 않도록 배치되며,
   상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은 일반 구조용 압연 강재(rolled steel for general structure, SS재)이고, 'L' 형으로 제조되며,
   상기 막음판은 상기 복수의 지지레그가 뻗어 내려진 위치와 대응하는 위치에 끼움공이 형성되어 있고,
   상기 복수의 지지레그는 하부 끝단을 절곡시켜 형성된 절곡부를 포함하며,
   상기 절곡부는 상기 끼움공을 관통하여 상기 막음판의 저면을 파지하고,
   상기 복수의 머리보강부(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h) 각각은 SS400(STEEL STURCUTE 400)으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 강관 머리보강장치.
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