KR101431679B1 - 강연선 벌브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강연선 벌브 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 벌브 조립체는 복수개의 소선을 꽈배기 모양으로 꼬아 형성된 강연선과, 상기 강연선을 부풀려 다른 부분에 비해 직경을 키운 벌빙(Bulbing)부와, 상기 벌빙부 내부에 삽입되며, 상기 벌빙부의 양단에 지지되어 고정되도록 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 보강로드를 포함함으로써, 부식과 응력 집중에 의해 벌빙부가 취약해지는 것을 방지하고 원자재의 강도저하를 보강할 수 있는 효과가 있다.

Description

강연선 벌브 조립체{A Bulb Assembly for Steel Strand}

본 발명은 강연선 벌브 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강연선에 형성된 벌브에 보강로드를 삽입하여 벌브의 응력 집중 또는 부식에 의한 취약부분이 형성되는 것을 보완할 수 있는 강연선 벌브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 피에스 강연선(Steel Strand)은 2개의 소선을 꽈배기 모양(S연)으로 꼰 2연선과, 1개의 소선 둘레에 6개의 소선을 S연으로 꼬아 만든 7연선이 많이 사용되는데, 피에스 강연선을 보강재로 사용할 경우 매끄러운 표면으로 인해 그라우트재와의 부착력이 확실하지 않은 단점이 있다.

따라서, 강연선의 마찰력을 향상시켜 그라우트재와의 부착력을 증가하기 위해 꼬아진 피에스 강연선을 부풀려 다른 부분에 비해 직경을 키운 벌빙(Bulbing)부를 형성하기도 한다.

이와 같이, 단면적이 커진 벌빙부는 별도의 간격재가 필요없고 기계적 부착력을 증가시키는 장점이 있지만 응력 집중이 발생할 수 있으며 부식에 취약할 수 있는 단점이 있다.

이와 관련된 종래의 선행문헌으로서는 한국공개특허 제10-2011-0058372호, 한국등록특허 제10-0913357호, 한국공개특허 제10-2010-0062300호 등이 있으며, 이와 같은 종래의 기술은 장치에 의해 단순한 벌빙부를 형성하는 것이므로, 벌빙부가 응력 집중에 의해 취약 부분이 발생하는 것을 방지하는 구성은 없었다.

원론적으로 원자재에 변형을 가하는 것은 구조적으로 불안을 가져올 수 있고, 기계적 마찰력을 위해 벌빙부를 만든 점이 오히려 단점이 될 수 있다. 이는 원자재에 벌브를 주어 7P의 강연선을 벌림으로 한 가닥의 강선은 일체화되어 있는 연선보다 부식이 빨리 진행되어 장기적으로 불안함을 내재하고 있기 때문으로, 당업계에서는 이를 보완하기 위한 기술이 요구되는 추세이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 강연선의 벌빙부가 부식에 취약해지는 단점을 보완할 수 있도록 보강로드를 삽입하여, 부식과 응력 집중에 의한 원자재의 강도저하를 보강할 수 있는 강연선 벌브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 다양한 재료로 이루어진 보강로드를 사용함으로써, 강연선의 강도를 증가시키면서도 경제성을 향상시킬 수 있는 강연선 벌브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 복수개의 소선을 꽈배기 모양으로 꼬아 형성된 강연선과, 상기 강연선을 부풀려 다른 부분에 비해 직경을 키운 벌빙(Bulbing)부와, 상기 벌빙부 내부에 삽입되며, 상기 벌빙부의 양단에 지지되어 고정되도록 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 보강로드를 포함하는 강연선 벌브 조립체가 제공된다.

상기 보강로드는 원통형 봉형상으로 이루어지거나, 양단부보다 중앙부가 불룩하게 형성된 벌브 형상으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 상기 보강로드는 탄소섬유 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 보강로드는 상기 강연선을 이루는 강선으로 이루어질 수 있다.

본 발명에서, 상기 보강로드의 양측 단부와 강연선을 결합하는 결합부재가 더 포함될 수 있다.

상기 결합부재는 상기 벌빙부의 양단에 고정되며, 상기 강연선의 외주면에 압착결합되는 원통형 부재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 결합부재는 외주면에 마찰력 증대를 위한 돌기가 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 돌기는 상기 결합부재의 외주면에 링형으로 형성될 수 있으며, 복수개가 일정 간격을 두고 배열되어 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 본 발명의 벌브 조립체는 강연선의 벌빙부가 부식에 취약해지는 단점을 보완할 수 있도록 보강로드를 삽입하여, 부식과 응력 집중에 의한 원자재의 강도저하를 보강할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다양한 재료로 이루어진 보강로드를 사용함으로써, 강연선의 강도를 증가시키면서도 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 강연선 벌브 조립체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 강연선 벌브 조립체를 나타내는 결합 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 강연선 벌브 조립체를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 강연선 벌브 조립체를 나타내는 결합 사시도이다.

본 발명의 강연선 벌브 조립체는 복수개의 소선을 꽈배기 모양으로 꼬아 형성된 강연선(10)과, 상기 강연선(10)을 부풀려 다른 부분에 비해 직경을 키운 벌빙(Bulbing)부(12)와, 상기 벌빙부(12) 내부에 삽입되며, 상기 벌빙부(12)의 양단에 지지되어 고정되도록 상기 강연선(10)의 길이방향으로 배치되는 보강로드(20)를 포함한다.

일반적으로, 피에스 강연선(steel strand)은 2개의 소선을 꽈배기 모양(S연)으로 꼰 2연선과, 1개의 소선 둘레에 6개의 소선을 S연으로 꼬아 만든 7연선이 많이 사용되는데, 본 발명에서는 7연선을 실시예로 설명하며, 상기 강연선(10)에는 소정 간격으로 적어도 1개 이상의 벌빙부(12)가 형성된다.

상기 벌빙부(12)를 형성하는 방법으로는 이 기술분야에서 공지된 방법이 사용될 수 있으며, 일예로 벌빙부(12)를 형성할 부분만큼 간격을 두고 그 양쪽을 죔쇄(clamp)로 꽉 물고 양쪽에서 압축력을 가함으로써 꼬여진 강연선(10)이 부풀어올라 벌빙부(12)를 형성할 수 있다.

이 벌빙부(12)는 간격재 및 기계적 부착력을 증가시키는 역할을 한다. 즉, 앵커강재로 사용되는 피에스 강연선(10)은 PC부재(PC거더, PC슬래브)처럼 강연선을 균등하게 콘크리트로 피복하는 것이 곤란하므로 영구 앵커인 때에는 부식에 대한 주의가 필요한데, 본 발명에서는 벌빙부(12)가 천공 주변 주반으로부터 피에스 강연선을 이격시켜주므로 피에스 강연선이 그라우트재에 의해 전체적으로 어느 정도 균등하게 피복이 될 수 있도록 한다. 또한 벌빙부(12)는 매끄러운 표면을 갖는 피에스 강연선에 일종의 돌기가 되므로 그라우트재와의 마찰력을 증가시켜 결과적으로 부착력을 증가시킨다. 또한, 벌빙부(12) 내부에는 그라우트재가 채워지고 그라우트재가 채워진 벌빙부(12)는 일종의 구근을 형성함으로써 앵커강재로서의 피에스 강연선의 정착력을 증대시키게 된다. 그리고 벌빙부(12) 형성 간격을 적절히 조절함으로써 벌빙부(12)가 유연한 피에스 강연선의 자연스러운 처짐을 보강하는 역할을 할 수도 있다.

본 발명의 강연선(10)은 벌빙부(12) 내부에 외력에 대해 벌빙부(12)의 형상이 변형 내지 파괴되는 것을 방지하고, 벌빙부(12)에 응력 집중 또는 부식에 의한 취약부분이 형성되는 것을 보완하기 위해 보강로드(20)가 삽입된다.

이와 같이, 벌빙부(12) 내부에 보강로드(20)를 삽입할 경우 보강로드(20) 자체의 강성에 의해 벌빙부(12)가 변형 내지 파괴되는 것을 방지할 뿐만 아니라 그 내부에 채워지는 그라우트재의 구속효과를 한층 높일 수 있다.

상기 보강로드(20)를 벌빙부(12) 내부에 삽입하는 방법은 벌빙부(12)를 형성할 때 벌려진 소선 사이의 공간으로 보강로드(20)를 삽입하면 된다.

상기 보강로드(20)는 도면에서 보는 바와 같이, 원통형 봉형상으로 이루어지거나, 벌빙부(12)의 형상에 대응하여 양단부보다 중앙부가 불룩하게 형성된 벌브 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 보강로드(20)가 원통형 봉형상으로 이루어진 경우, 상기 보강로드(20)는 그 직경이 강연선(10)의 직경에 비례하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 보강로드(20)가 벌빙부(12) 내부에 삽입됨으로써, 벌빙부(12)가 변형 내지 파괴되는 것을 방지하고, 벌빙부(12)에 응력 집중 또는 부식에 의한 취약부분이 형성되는 것을 보완하기 위해서는 상기 보강로드(20)가 어느 정도의 직경을 갖고 있어야 하는데, 이는 보강로드(20)를 구성하는 재질에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.

본 발명에서, 상기 보강로드(20)는 탄소섬유, 강선, 철선, 철근바 등의 재질로 이루어질 수 있다.

일반적으로, 탄소섬유는 강도 10∼20g/d, 비중 1.5∼2.1로서, 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져나가 중량이 감소되므로 금속(알루미늄)보다 가볍고 반면에 금속(철)에 비해 탄성과 강도가 뛰어나다. 이런 특성으로 인해 스포츠용품(낚싯대, 골프채, 테니스 라켓), 항공우주산업(내열재, 항공기 동체), 자동차, 토목건축(경량재, 내장재), 전기전자, 통신(안테나), 환경산업(공기정화기, 정수기) 등 각 분야의 고성능 산업용 소재로 널리 쓰인다.

이와 같은 탄소섬유 재질로 상기 보강로드(20)를 제작하면, 가볍고 탄성이 우수하며 내열성, 내충격성이 뛰어나기 때문에 벌빙부(12)의 응력 집중 또는 부식에 의한 취약부분이 형성되는 것을 보강할 수 있고, 그라우팅재와도 부착력이 좋다.

상기 보강로드(20)가 탄소섬유 재질의 원통형 봉형상으로 이루어진 경우, 상기 보강로드(20)는 강연선(10) 전체 직경의 0.5 내지 1.2배 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 본 출원인이 수차례 실험한 결과 도출된 수치한정으로써, 상기 보강로드(20)가 강연선(10) 직경의 0.5배 보다 작은 직경으로 이루어지는 경우, 본 발명에서 목적하는 보강력이 부족한 단점이 있고, 상기 보강로드(20)가 강연선(10)의 직경의 1.2 배를 초과하는 경우에는 상기 벌빙부(12)에 삽입이 어렵다.

통상, 벌빙부(12)는 원자재에 변형을 주어 강재의 피로가 생겼고, 일체화되었던 강연선 7P가 벌어지어 각각의 부재로 됨으로써, 피복 부족 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인한 강재의 부식이 가속화될 수 있어 장기적으로 불안하다.

이에 대한 보완책으로 본 발명의 보강로드(20)를 삽입함으로써, 부착력 강화 및 전단, 변형에 대하여도 락볼트나 소일네일에 대한 구조적 역할을 수행하여 안전을 도모할 수 있다.

한편, 상기 보강로드(20)는 상기 강연선(10)을 이루는 강선으로 이루어질 수 있다.

강선이란 상기 강연선(10)을 이루는 소선을 말하며, 강연선(10)과 동일 재질의 강선을 벌빙부(12) 부분에 장착하면, 본 발명의 실시예로 제시한 7P의 강연선(10)이 8P가 됨으로써, 취약부분을 보강하는 효과가 있다.

이와 같이 강선으로 이루어진 보강로드(20)는 동일 재질의 강선을 취약부위에 추가하는 방법으로, 탄소섬유 보강로드에 비하여 기능은 취약하나 원자재의 수급이 수월하고 경제성이 우수한 장점을 발휘한다.

이와 같은 본 발명의 강연선 벌브 조립체에서, 상기 보강로드(20)의 장착은 상기 벌빙부(12)에 보강로드(20)를 삽입하는 과정에서 이루어진다고 볼 수 있다.

즉, 작업 공정 중 강연선(10)에 벌빙을 하기 위해서는 강연선(10)을 양끝에서 잡고 회전을 주면 벌빙부(12)가 넓고 크게 벌어지고, 이 시점에 보강로드(20)를 넣게 되면 강연선(10)은 다시 원상태로 돌아오려는 탄성에 의해 상기 보강로드(20)를 양끝에서 자연적으로 잡아주게 된다.

또한, 현장에서 작업 시 천공 후 강연선(10)을 삽입한 다음 그라우팅재가 들어감으로 일체화가 되어 구조적으로 문제가 발생하지 않는다.

한편, 본 발명의 강연선 벌브 조립체는 상기 보강로드(20)의 양측 단부와 강연선(10)을 결합하는 결합부재(30)가 더 포함될 수 있다.

상기 결합부재(30)는 상기 벌빙부(12)의 양단에 고정되며, 상기 강연선(10)의 외주면에 압착결합되는 원통형 부재로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 결합부재(30)는 도 1에서 보는 바와 같이, 그 외주면에 마찰력 증대를 위한 돌기가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 돌기는 상기 결합부재(30)의 외주면에 링형으로 형성될 수 있으며, 복수개가 일정 간격을 두고 배열되어 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 강연선 벌브 조립체에서 상기 보강로드(20)의 고정은 1차적으로 강연선(10)이 원상태로 돌아오려는 탄성력에 의해 이루어지고, 2차적으로 상기 벌빙부(12)의 양측 단부와 강연선(10)을 결합하는 결합부재(30)에 의해 이루어진다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 강연선
12: 벌빙부
20: 보강로드
30: 결합부재

Claims (10)

1. 복수개의 소선을 꽈배기 모양으로 꼬아 형성된 강연선;
   상기 강연선을 부풀려 다른 부분에 비해 직경을 키운 벌빙(Bulbing)부;
   외력에 대해 상기 벌빙부의 형상이 변형 내지 파괴되는 것을 방지하고 상기 벌빙부에 응력 집중 또는 부식에 의한 취약부분이 형성되는 것을 보완하기 위해 상기 벌빙부 내부에 삽입되며, 상기 벌빙부의 양단에 지지되어 고정되도록 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 보강로드; 및
   상기 벌빙부의 양단에 고정되어 상기 보강로드의 양측 단부와 강연선을 결합하는 원통형 부재인 결합부재;
   를 포함하며,
   상기 보강로드는 탄소섬유 재질의 원통형 봉형상으로 이루어지며, 강연선 전체 직경의 0.5 내지 1.2배 직경으로 형성되고,
   상기 결합부재는 외주면에 마찰력 증대를 위해 상기 결합부재의 외주면에 링형으로 복수개의 돌기가 일정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 강연선 벌브 조립체.
   
   
   
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