KR101497272B1 - 조립식 가설재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설 구조물 시공 시 높은 곳을 공사할 때 사용되는 조립식 가설재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립식 가설재의 수직재와 수평재 사이에 사재를 추가 구성하고, 사재의 끝단이 수직재와 수평재 연결부에 고정되도록 브래킷을 통해 수직재, 수평재 및 사재의 끝단이 연결 고정되도록 하여 조립이 용이함은 물론 강도가 보장되고, 안정성이 확보된 조립식 가설재에 관한 것이다.

Description

조립식 가설재{System Support}
본 발명은 건설 구조물 시공 시 높은 곳을 공사할 때 사용되는 조립식 가설재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립식 가설재의 수직재와 수평재 사이에 사재를 추가 구성하고, 사재의 끝단이 수직재와 수평재 연결부에 고정되도록 브래킷을 통해 수직재, 수평재 및 사재의 끝단이 연결 고정되도록 하여 조립이 용이함은 물론 강도가 보장되고, 안정성이 확보된 조립식 가설재에 관한 것이다.
일반적으로 가설재는 빌딩, 아파트 등과 같은 고층 건물을 신축하거나, 대규모 공장 시공 시 건물의 내벽 또는 외벽에 설치하여 높은 부분 공사 시 큰 하중을 지지하고, 건물이나 교량과 같은 대형구조물의 높은 부분 공사 시 버팀 수단으로 사용되고 있다.
특히 조립식 가설재는 수직재와 수평재 등 각각의 부재를 공사 현장에서 조립하여 사용하므로, 설치 및 분해가 간편하고 작용하는 하중을 안전하게 지지할 수 있으므로, 각종 공사 현장에서 다양한 형태로 사용되고 있다.
도 1에는 종래의 조립식 가설재(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 조립식 가설재(100)는 상하 길이방향을 따라 형성되며, 사각형으로 배열되는 수직재(101)와, 각각의 수직재(101)를 연결하도록 양단이 수직재(101)의 상측 또는 하측에 연결되는 수평재(102)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성의 조립식 가설재(100)의 경우 가설재(100)에 휨모멘트나 전단하중이 발생할 경우 비틀림이 발생되어 안전에 상당한 주의를 필요로 하게 되며, 특히 조립식 가설재를 다단으로 높게 적층한 경우 가설재의 비틀림에 따른 작업자의 낙하사고가 발생될 우려가 있다.
따라서 조립식 가설재(100)에 휨모멘트나 전단하중 발생 시 비틀림을 최소화하도록 강도가 보장되며, 조립이 용이한 조립식 가설재의 개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2013-0132072호(2013.12.04.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 조립식 가설재에 사재를 추가 구성하며, 사재의 양단은 수직재와 수평재의 연결부에 고정되도록 하여 수직재, 수평재 및 사재의 중립축을 일치시켜 가설재에 축방향력 이외의 추가적인 단면적이 발생되지 않도록 한 조립식 가설재를 제공함에 있다.
또한, 수직재, 수평재 및 사재는 수직재 상에 구비된 브래킷을 통해 고정되도록 하여 조립이 용이한 조립식 가설재를 제공함에 있다.
또한, 수평재 및 사재의 끝단에는 내측으로 개방된 "U" 자형 체결부를 한 쌍 형성하며, 한 쌍의 체결부 사이에 브래킷을 끼움 고정한 후 고정핀을 통해 고정되도록 하여 수직재, 수평재 및 사재가 견고하게 고정되는 조립식 가설재를 제공함에 있다.
본 발명의 조립식 가설재는, 상하 길이 방향으로 복수 개 이격 배치되는 수직재; 상기 수직재와 이웃하는 수직재를 연결하도록 일측이 상기 수직재에 고정되며, 타측이 상기 이웃하는 수직재에 고정되는 복수 개의 수평재; 및 한 쌍의 상기 수직재와, 한 쌍의 상기 수평재를 연결하도록 일측이 상기 수직재와 상기 수평재의 일측 연결부에 고정되며, 타측이 상기 이웃하는 수직재와 상기 수평재의 타측 연결부에 고정되는 사재; 를 포함한다.
또한, 상기 수직재, 수평재 및 사재는, 각각의 중립축이 일치되도록, 상기 수평재 및 사재는 상기 수직재에 결합 또는 일체로 형성된다.
또한, 상기 브래킷은, 상기 수직재에 결합되는 원통브래킷; 및 상기 원통브래킷에서 상기 수평재 또는 사재 결합 방향으로 연장 형성되며 복수 개가 방사상으로 배치되는 고정브래킷; 을 포함한다.
또한, 상기 고정브래킷에는, 중앙에 상기 수평재의 결합을 위한 수평재홀이 형성되고, 상기 수평재홀의 상측과 하측에 상기 사재의 결합을 위한 상측 및 하측 사재홀이 형성된다.
다른 실시 예로, 상기 고정브래킷에는, 중앙에 수평브래킷이 수평재 결합 방향으로 연장 형성되며, 상기 수평브래킷에는, 상기 수평재의 결합을 위한 수평재홀이 형성되고, 상기 수평브래킷의 상측과 하측에는 상기 사재의 결합을 위한 상측 및 하측 사재홀이 형성된다.
이때, 상기 수평재 또는 상기 사재의 양단에는, 상기 고정브래킷에 결합되는 체결부가 형성되며, 상기 체결부는, 외측이 밀폐되고, 내측이 개방된 "U" 자형 제1 체결부; 및 상기 제1 체결부에 이웃하며, 외측이 밀폐되고, 내측이 개방된 "U" 자형 제2 체결부; 를 포함하고, 상기 고정브래킷은, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 끼워져 핀 또는 볼트를 통해 결합된다.
아울러, 상기 핀은, 끝단으로 갈수록 폭이 줄어드는 쐐기 형으로 되며, 상기 제1 체결부, 상기 고정브래킷 및 상기 제2 체결부를 순차적으로 관통하여 고정되되, 이탈을 방지하도록 머리부 및 꼬리부 각각에 제1 및 제2 이탈방지홈이 함몰 형성된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 조립식 가설재는, 수직재와 수평재 사이에 사재가 구비되고, 사재의 끝단이 수직재와 수평재의 연결부에 고정되도록 하여 가설재에 휨모멘트 및 전단 하중 발생 시 비틀림을 최소화한 효과가 있다.
상기와 같이 비틀림이 최소화됨에 따라 안정성이 확보되어 가설재에서 작업하는 작업자의 안전이 보장되는 효과가 있다.
또한, 브래킷을 통해 수평재와 사재의 연결이 가능하여 조립이 용이하고, "U" 자형 체결부와 고정핀을 통해 수직재, 수평재 및 사재의 견고한 고정이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 조립식 가설재 사시도
도 2는 본 발명의 조립식 가설재 정면도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예의 수평재 및 사재 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 체결부 분해사시도
도 5a는 본 발명의 브래킷 및 제1 실시 예의 체결부 분해 단면도
도 5b는 본 발명의 브래킷 및 제1 실시 예의 체결부 결합 단면도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예의 수평재 및 사재 사시도
도 7은 본 발명의 제2 실시 예의 체결부 분해사시도
도 8a는 본 발명의 브래킷 및 제2 실시 예의 체결부 분해 단면도
도 8b는 본 발명의 브래킷 및 제2 실시 예의 체결부 결합 단면도
도 9a는 본 발명의 다른 실시 예의 브래킷 및 체결부 분해정면도
도 9b는 본 발명의 다른 실시 예의 브래킷 및 체결부 결합정면도
도 10은 본 발명의 수직재 연결구조 단면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 가설재에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 조립식 가설재(S)의 정면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 조립식 가설재(S)는 수직재(10), 수평재(20), 사재(30), 브래킷(50) 및 수직재연결부(60)를 포함하여 이루어진다.
수직재(10)는 상하 길이방향으로 배치되며 복수 개가 사각형을 이루도록 일정거리 이격되어 배치될 수 있다. 수직재(10)와 이웃하는 수직재 사이에는 수평재(20)가 배치된다.
수평재(20)는 좌우 수평방향으로 배치되며, 일측이 수직재(10)에 고정되고, 타측이 이웃하는 수직재에 고정된다. 수평재(20)는 수직재(10)의 상하 길이방향을 따라 복수 개가 일정거리 이격 배치될 수 있다. 이때 본 발명의 조립식 가설재(S)는 강도 보강을 위해 사재(30)가 구비된다.
사재(30)는 한 쌍의 수직재(10)와 한 쌍의 수평재(20) 사이에 대각 방향으로 배치될 수 있다. 일예로 사재(30)는 일측이 좌측에 배치된 수직재(10)의 하측과 하측에 배치된 수평재(20)의 일측 연결부에 고정되며, 타측이 우측에 배치된 수직재(10)의 상측과 상측에 배치된 수평재(20)의 타측 연결부에 고정될 수 있다. 도면 상에는 상술된 바와 같이 도시되어 있으나, 다른 예로 사재(30)는, 일측이 좌측에 배치된 수직재(10)의 상측과 상측에 배치된 수평재(20)의 일측 연결부에 고정되며, 타측이 우측에 배치된 수직재(10)의 하측과 하측에 배치된 수평재(20)의 타측 연결부에 고정될 수도 있다. 또한, 수직재(10), 수평재(20) 및 사재(30)는, 조립이 용이하고, 각각의 중립축이 일치되도록, 수평재(20)와, 사재(30)가 브래킷(50)을 통해 수직재(10)에 고정될 수 있다.
브래킷(50)은 수직재(10) 상에 결합되거나, 수직재(10)와 일체로 형성될 수 있다. 브래킷(50)에는 수평재(20) 및 사재(30)와의 핀 또는 볼트 결합을 위한 홀이 형성되며, 중앙에 수평재(20) 고정을 위한 수평재홀(52)이 형성되고, 상측 및 하측에 사재(30)의 고정을 위한 제1 및 제2 사재홀(51, 53)이 형성된다. 이하 도면을 참조하여 브래킷(50)의 세부 구성에 대해 설명하기로 한다.
수직재연결부(60)는, 수직재(10)를 상방으로 추가 결합시키기 위한 구성으로 후술하기로 한다.
도 5a 에는 본 발명의 일실시 예에 따른 브래킷(50)의 횡단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 브래킷(50)은 수직재(10)가 끼워지는 원통브래킷(54)과, 원통브래킷(54)에서 수평재(20) 또는 사재(30) 결합 방향으로 연장 형성되는, 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)으로 구성된다. 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)은 수직재(10)의 전후좌우측으로 4개 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 수평재(20)가 결합되는 수에 따라 방사상으로 가감 형성될 수 있다. 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d) 상에는 수평재(20) 또는 사재(30)와의 핀 또는 볼트 결합을 위한 홀(51, 52, 53)이 상하 길이방향으로 이격 형성될 수 있다.
이하, 수평재(20) 또는 사재(30)를 브래킷(50)에 고정시키기 위해 수평재(20) 또는 사재(30)의 양단에 형성된 체결부(70)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
- 실시 예 1 (기본(볼트) 형)
도 3에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수평재(20) 및 사재(30)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 체결부(70)의 분해사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 5a에는 본 발명의 브래킷(50) 및 제1 실시 예에 따른 체결부(70)의 분해단면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 본 발명의 브래킷(50) 및 제1 실시 예에 따른 체결부(70)의 결합단면도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수평재(20)와 사재(30)의 양단에는 브래킷(50)과의 볼트(80) 결합을 위한 체결부(70)가 형성된다.
체결부(70)는 제1 체결부(71), 제2 체결부(72) 및 체결판(73)을 포함하여 구성된다.
제1 체결부(71)는 "U" 자형 단면을 갖으며 볼트(80) 체결을 위한 한 쌍의 제1 체결홀(71a) 이 형성된다.
제2 체결부(72)는 제1 체결부(71)와 이웃하여 일정거리 이격 배치되며, "U" 자형 단면을 갖고 볼트(80) 체결을 위한 한 쌍의 제2 체결홀(72b)이 형성된다.
체결판(73)은 제1 및 제2 체결부(71, 72)와 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부에 용접 결합되어 제1 및 제2 체결부(72)와 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부를 연결하기 위한 구성으로 원형의 판상으로 이루어진다.
볼트(80)는 머리부(81)와 꼬리부(82)로 이루어진 통상의 볼트(80)의 구성이 적용될 수 있다.
상기와 같은 체결부(70) 및 볼트(80)의 구성을 통해 도 5에 도시된 바와 같이 제1 체결부(71)와 제2 체결부(72) 사이에 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)이 끼워진 상태에서 볼트(80)가 제1 체결부(71), 제2 체결부(72) 및 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)을 관통하여 브래킷(50)에 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부를 고정시킨다. 볼트(80)는 이탈을 방지하기 위해 제1 체결부(71), 제2 체결부(72)에 나선 결합되거나, 별도의 너트(미도시)를 통해 결합될 수 있다.
- 실시 예 2 (핀(쐐기) 형)
도 6에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수평재(20) 및 사재(30)의 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 체결부(70)의 분해사시도가 도시되어 있다. 도 8a에는 본 발명의 브래킷(50) 및 제2 실시 예에 따른 체결부(70)의 분해단면도가 도시되어 있고, 도 8b에는 본 발명의 브래킷(50) 및 제2 실시 예에 따른 체결부(70)의 결합단면도가 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 수평재(20)와 사재(30)의 양단에는 브래킷(50)과의 핀(90) 결합을 위한 체결부(70)가 형성된다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수평재(20) 및 사재(30)는 브래킷(50)과의 결합에 볼트를 사용하지 않고 핀(90)을 사용한다는 점에서 조립 및 분해가 상술된 제1 실시 예보다 간편한 장점이 있으며, 이하 핀(90) 조립 시 핀(90)이 체결부(70)로부터 이탈되지 않기 위한 특징적인 구성을 갖는바 이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
체결부(70)는 제1 체결부(71), 제2 체결부(72) 및 체결판(73)을 포함하여 구성된다.
제1 체결부(71)는 "U" 자형 단면을 갖으며 볼트(80) 체결을 위한 한 쌍의 제1 체결홀(71a) 이 형성된다.
제2 체결부(72)는 제1 체결부(71)와 이웃하여 일정거리 이격 배치되며, "U" 자형 단면을 갖고 볼트(80) 체결을 위한 한 쌍의 제2 체결홀(72b)이 형성된다.
체결판(73)은 제1 및 제2 체결부(71, 72)와 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부에 용접 결합되어 제1 및 제2 체결부(72)와 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부를 연결하기 위한 구성으로 원형의 판상으로 이루어진다.
핀(90)은 머리부(91)와, 쐐기부(92) 및 꼬리부(93)로 이루어지며, 쐐기부(92)는 꼬리부(93) 방향으로 갈수록 폭이 줄어들게 형성될 수 있다. 또한 제1 및 제2 체결부(71, 72)에 형성된 제1 체결홀(71a) 및 제2 체결홀(72a) 역시 핀(90)이 삽입되었을 때, 핀(90)의 꼬리부(93) 방향으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성될 수 있다. 또한 핀(90)은 제1 및 제2 체결부(71, 72)에 끼움 고정되었을 때 이탈을 방지하도록 쐐기부(92)의 일단에는 제1 이탈방지홈(94)이 형성되고, 타단에는 제2 이탈방지홈(95)이 형성된다. 따라서 핀(90)은 제1 및 제2 체결부(71, 72)에 끼움 고정되었을 때 제1 및 제2 이탈방지홈(94)이 제1 및 제2 체결홀(71a, 72a) 에 끼워지도록 하여 핀(90)의 이탈을 방지하게 된다.
상기와 같은 체결부(70) 및 핀(90)의 구성을 통해 도 8에 도시된 바와 같이 제1 체결부(71)와 제2 체결부(72) 사이에 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)이 끼워진 상태에서 핀(90)이 제1 체결부(71), 제2 체결부(72) 및 고정브래킷(50a, 50b, 50c, 50d)을 관통하여 브래킷(50)에 수평재(20) 또는 사재(30)의 단부를 고정시킨다. 또한 상술된 쐐기부(92)와, 제1 및 제2 이탈방지홈(94, 95)을 통해 핀(90)의 이탈을 방지하게 된다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 브래킷(55)의 정면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 브래킷(55)에는 수평재(20)의 결합방향으로 돌출되는 고정브래킷(55a~55c)이 형성되며, 고정브래킷 상에는 사재(30)의 고정을 위한 상측 사재홀(56) 및 하측 사재홀(57)이 형성된다.
고정브래킷의 중앙에는 수평재(20)의 고정을 위해 수평브래킷(55f)이 고정브래킷에 직교하게 형성되며, 수평브래킷(55f) 상에는 수평재(20)의 핀 또는 볼트 고정을 위한 수평재홀(58)이 형성된다.
상기와 같은 구성을 통해 고정브래킷 상에는 사재(30)가 고정되며, 고정브래킷에 추가 형성된 수평브래킷(55f)을 통해 수평재(20)를 고정하도록 하여 하중이 분산되는 효과가 있다.
도 10에는 본 발명의 일실시 예에 따른 수직재연결부(60)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 수직재연결부(60)는 상측의 제1 수직재(10a)와 하측의 제2 수직재(10b)를 연결하기 위한 구성으로, 수직재연결부(60)는 연결부재(61)와, 제1 및 제2 연결핀(62, 63)을 포함하여 구성된다. 연결부재(61)는 원통형으로 제1 수직재(10a)의 하단과 상기 제2 수직재(10b)의 상단 내면에 삽입되도록 구성된다. 연결주재(61)의 중앙에는 외측으로 돌출된 돌출부(61a)가 형성되어, 제1 수직재(10a)와 제2 수직재(10b)의 경계에 돌출되도록 구성된다. 돌출부(61a)를 통해 연결부재(61)가 제1 수직재(10a)의 하단과 상기 제2 수직재(10b)의 상단 사이에 끼워졌을 때 하방으로 슬라이드 되는 것을 방지한다. 연결부재(61)가 끼워진 상태에서 제1 수직재(10a)를 관통하는 제1 홀(10c)과 연결부재(61)의 상측을 관통하는 제2 홀(61b)에 제1 연결핀(62)이 끼워지고, 제2 수직재(10b)를 관통하는 제3 홀(10d)과, 연결부재(61)의 하측을 관통하는 제4 홀(61c)에 제2 연결핀(63)이 끼워져 연결부재(61)와 제1 및 제2 수직재(10a, 10b)의 고정을 견고히 한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 가설재에 대하여 실시된 시험예를 통해 상기 조립식 가설재의 효능에 대하여 설명한다. <표1>은 종래기술에 따른 조립식 가설재에 대한 비교예와 본 발명에 따른 조립식 가설재에 대한 실시예 간의 구성 차이에 대하여 각 구분 별로 정리한 것이다.
종래의 비교예와 본 발명의 실시예 간의 비교
구 분 비교예 실시예 비 고
개략도
Figure 112014035714616-pat00001
Figure 112014035714616-pat00002
중립축
일치여부		 부재축 불일치 부재축 일치
사재
연결방식		 사재 단부가 수평재의 일측 구멍에 핀으로 연결 사재 단부가 수직재에 부착된 거셋(GUSSET) 연결판에 핀으로 연결
사재 형상 단부 절곡 형상 일직선 형상
수직재에
작용하는
부재력		 축방향력, 전단력, 휨모멘트 축방향력, 전단력, 휨모멘트
수평재에
작용하는
부재력		 축방향력, 전단력, 휨모멘트 축방향력
사재에
작용하는
부재력		 축방향력, 전단력, 휨모멘트 축방향력
위의 <표1>에 도시된 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 개략도를 참조하면, 상기 비교예의 수직재, 수평재, 및 사재의 중립축이 불일치하고, 본 발명의 실시예의 수직재, 수평재, 및 사재의 중립축은 일치된다. 사재의 연결방식은 상기 비교예는 사재의 단부가 수평재의 일측에 형성된 구멍에 핀으로 결속되고, 본 발명의 실시예의 사재는 단부가 수직재에 부착된 거셋(gusset) 연결판에 핀으로 연결된다.
사재의 형상은 비교예의 단부는 절곡된 형상으로 형성되고, 본 발명의 실시예의 단부는 일직선 형상으로 형성된다. 수직재에 작용하는 부재력으로 비교예는 축방향력, 전단력, 휨모멘트가 발생되고, 실시예도 동일한 힘이 발생된다. 수평재에 작용하는 부재력으로 비교예는 축방향력, 전단력, 휨모멘트가 발생되고, 실시예는 축방향력만 발생된다. 사재에 작용하는 부재력으로 비교예는 축방향력, 전단력, 휨모멘트가 발생되고, 실시예는 축방향력만 발생된다.
다음의 <표2>는 본 발명의 실시예에 적용된 수직재의 압축하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 5MN 대형부재시험기로 압축하중 시험한 결과를 아래의 <표2>와 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 수직재의 압축하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
수직재의 압축하중 시험
(1725mm)		 136.3 90 STK400
다음의 <표3>는 본 발명의 실시예에 적용된 수직재의 접합부 인장하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 500kN 강재피로시험기로 인장하중 시험한 결과를 아래의 <표3>과 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 수직재의 접합부 인장하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
접합부 인장하중 시험 47.1 30 SS400
다음의 <표4>는 본 발명의 실시예에 적용된 수평재의 휨 하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 5MN 대형부재시험기로 휨 하중을 시험한 결과를 아래의 <표4>와 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 수평재의 휨 하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
수평재의 휨 하중 시험
(1219mm)		 15.9 5 STK400
다음의 <표5>는 본 발명의 실시예에 적용된 수평재의 접합부 전단하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 5MN 대형부재시험기로 전단하중 시험한 결과를 아래의 <표5>와 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 수평재의 접합부 전단하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
접합부 전단하중 시험 90.6 6 SS400
다음의 <표6>은 본 발명의 실시예에 적용된 사재의 압축하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 5MN 대형부재시험기로 압축하중 시험한 결과를 아래의 <표6>과 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 사재의 압축하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
가새재의 압축하중 시험
(1935mm)		 33.0 12 STK400
다음의 <표7>은 본 발명의 실시예에 적용된 사재의 인장하중을 시험한 데이터이다. 시험기관은 국토교통부 분산공유형실험시설 계명대학교 첨단건설재료실험센터(KOLAS)에서 실시하였고, 시험방법은 KS F 8021:2010으로 하였으며, 시험에 사용된 장비는 500kN 강재피로시험기로 인장하중 시험한 결과를 아래의 <표7>과 같이 나타낸다.
실시예에 적용된 사재의 인장하중 시험
구 분 최대값(kN) 성능기준(kN) 비 고
가새재의 인장하중 시험 73.1 15 STK400
다음으로 본 발명의 실시예와 비교예를 범용구조해석 프로그램인 MIDAS CIVIL 2009를 사용하여 구조해석 결과값을 비교하여 표로 작성한 내용이다.
<표8>은 본 발명의실시예와 비교예의 상단에 400mm의 두께를 갖는 슬래브를 상부에 얹어 놓고, 지지하는 가설 구조물에 연직하중 및 수평하중 값을 측정하여 콘크리트 교량 가설용 동바리 설치지짐(2007, 건설교통부)에 따라 산출한다.
실시예와 비교예에 설치된 슬래브의 단면도
기존 기술 당사 신청 기술
Figure 112014035714616-pat00003
Figure 112014035714616-pat00004
<표9>는 하중재하도를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 실시예와 비교예의 상단에 400mm의 두께를 갖는 슬래브를 상부에 얹어 놓고, 지지하는 가설 구조물에 연직하중 및 수평하중 값을 측정하여 교량 또는 부재의 실제 구조거동과 안전성을 평가하는 효과적인 수단이다.
실시예와 비교예의 하중재하도
비교예 실시예
Figure 112014035714616-pat00005
Figure 112014035714616-pat00006
<표10>은 하중재하도를 기반으로 나타낸 본 발명의 실시예와 비교예의 축방향력도를 나타낸 도면이다.
실시예와 비교예의 축방향력도
비교예 실시예
축방향력도(kN) 축방향력도(kN)
Figure 112014035714616-pat00007
Figure 112014035714616-pat00008
수직재의 최대축방향력 : 20.022kN
수평재의 최대축방향력 : 1.378kN
사재의 최대축방향력 : 5.665kN		 수직재의 최대축방향력 : 20.546kN
수평재의 최대축방향력 : 1.374kN
사재의 최대축방향력 : 4.775kN
<표11>은 하중재하도를 기반으로 나타낸 본 발명의 실시예와 비교예의 전단력도를 나타낸 도면이다.
실시예와 비교예의 전단력도
비교예 실시예
전단력도(kN) 전단력도(kN)
Figure 112014035714616-pat00009
Figure 112014035714616-pat00010
수직재의 최대전단력 : 0.459kN
수평재의 최대전단력 : 4.444kN
사재의 최대전단력 : 2.745kN		 수직재의 최대전단력 : 0.460kN
수평재의 최대전단력 : 0.014kN
사재의 최대전단력 : 0.014kN
<표12>는 하중재하도를 기반으로 나타낸 본 발명의 실시예와 비교예의 휨 모멘트도를 나타낸 도면이다.
실시예와 비교예의 휨 모멘트도
비교예 실시예
휨모멘트도(kN.m) 휨모멘트도(kN.m)
Figure 112014035714616-pat00011
Figure 112014035714616-pat00012
수직재의 최대휨모멘트 : 0.425kN.m
수평재의 최대휨모멘트 : 0.578kN.m
사재의 최대휨모멘트 : 0.137kN.m		 수직재의 최대휨모멘트 : 0.425kN.m
수평재의 최대휨모멘트 : 0.004kN.m
사재의 최대휨모멘트 : 0.007kN.m
<표13>는 하중재하도를 기반으로 나타낸 본 발명의 실시예와 비교예의 응력도를 나타낸 도면이다.
실시예와 비교예의 응력도
비교예 실시예
응력도(MPa) 응력도(MPa)
Figure 112014035714616-pat00013
Figure 112014035714616-pat00014
수직재의 최대응력 : 88.88MPa
수평재의 최대응력 : 211.26MPa
사재의 최대응력 : 68.44MPa		 수직재의 최대응력 : 89.79MPa
수평재의 최대응력 : 6.20MPa
사재의 최대응력 : 18.88MPa
<표14>은 하중재하도를 기반으로 나타낸 본 발명의 실시예와 비교예의 축방향력, 전단력, 휨 모멘트, 응력의 최대값을 비교 분석한 표이다.
실시예와 비교예의 축방향력, 전단력, 휨 모멘트, 응력의 최대값을 비교 분석한 표
구 분 비교예 실험예 비 고
축방향력 최대값
(kN)		 수직재 최대값 20.022 20.546
비율(%) 100% 103%
수평재 최대값 1.378 1.374
비율(%) 100% 100%
사재 최대값 5.665 4.775
비율(%) 100% 84%
전단력 최대값
(kN)		 수직재 최대값 0.459 0.460
비율(%) 100% 100%
수평재 최대값 4.444 0.014
비율(%) 100% 0.3%
사재 최대값 2.745 0.014
비율(%) 100% 0.5%
휨모멘트 최대값
(kN.m)		 수직재 최대값 0.425 0.425
비율(%) 100% 100%
수평재 최대값 0.578 0.004
비율(%) 100% 0.7%
사재 최대값 0.137 0.007
비율(%) 100% 5.1%
응력 최대값
(MPa)		 수직재 최대값 88.88 89.78 00% 향상
비율(%) 100% 101%
수평재 최대값 211.26 6.20 3,407% 향상
비율(%) 100% 2.93%
사재 최대값 68.44 18.88 363% 향상
비율(%) 100% 27.58%
이상과 같이 실험예와 비교예를 분석한 결과 동일한 하중조건 및 시공조건 하에서 수평재 3.407%, 사재 363%의 응력 향상되고, 발생되는 응력 중 수평재와 사재의 허용 축방향 압축응력 92.8MPa, 46.6MPa을 고려하면 비교예에 의한 동바리는 설계하중에 의하여 설계를 만족할 수 없게 된다. 반면 실시예에 의한 동바리는 응력이 최대 3.307%, 363% 감소하여 허용 축방향 압축응력 85.2MPa, 42.1MPa 이내가 될 뿐 아니라 피로누적으로 인한 파괴로부터 안전성을 확보할 수 있다.
<표15>는 본 발명의 실시예의 개략도, 구성도, 사재 및 수평재 도면을 나타낸다.
실시예의 개략도, 구성도, 사재 및 수평재 도면
개략도 구성도 사재 및 수평재 도면
Figure 112014035714616-pat00015
Figure 112014035714616-pat00016
Figure 112014035714616-pat00017
<표16>는 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 가설재의 설치 순서를 나타낸다.
조립식 가설재 설치 순서
Figure 112014035714616-pat00018
Figure 112014035714616-pat00019
Figure 112014035714616-pat00020
STEP1 잭베이스 상단에 수직재 설치 STEP2 수직재 거셋(gusset) 연결판에 수평재 연결 STEP3 수직재를 수직으로 연결
Figure 112014035714616-pat00021
Figure 112014035714616-pat00022
Figure 112014035714616-pat00023
STEP4 수직재 거셋(gusset) 연결판에 사재 연결 STEP5 수직재 상단부 거셋(gusset) 연결판에 수평재 연결 접합부 상세도
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
S : 조립식 가설재
10 : 수직재
20 : 수평재
30 : 사재
50, 55 : 브래킷 50a~50d, 55a~55c : 고정브래킷
51 : 상슥 사재홀 52 : 하측 사재홀
53, 58 : 수평재홀 54 : 원통브래킷
55f : 수평브래킷
60 : 수직재연결부 61 : 연결부재
62 : 제1 연결핀 63 : 제2 연결핀
70 : 체결부 71 : 제1 체결부
71a : 제1 체결홀 72 : 제2 체결부
72a : 제2 체결홀 73 : 체결판
80 : 볼트 81 : 머리부
82 : 꼬리부
90 : 핀 91 : 머리부
92 : 쐐기부 93 : 꼬리부
94 : 제1 이탈방지홈 95 : 제2 이탈방지홈

Claims (7)

  1. 상하 길이 방향으로 복수 개 이격 배치되는 수직재;
    상기 수직재와 이웃하는 수직재를 연결하도록 일측이 상기 수직재에 고정되며, 타측이 상기 이웃하는 수직재에 고정되는 복수 개의 수평재; 및
    한 쌍의 상기 수직재와, 한 쌍의 상기 수평재를 연결하도록 일측이 상기 수직재와 상기 수평재의 일측 연결부에 고정되며, 타측이 상기 이웃하는 수직재와 상기 수평재의 타측 연결부에 고정되는 사재;
    상기 수직재 상에 결합되거나 상기 수직재와 일체로 형성되고 상기 수평재 및 상기 사재와 핀 또는 볼트를 통해 결합되며, 상기 수직재에 결합되는 원통브래킷, 상기 원통브래킷에서 상기 수평재 또는 상기 사재 결합 방향으로 연장 형성되며 복수 개가 방사상으로 배치되는 고정브래킷을 포함하되, 상기 고정브래킷 상에는 사재의 고정을 위한 상측 사재홀 및 하측 사재홀이 형성되고, 상기 고정브래킷의 중앙에는 상기 수평재의 고정을 위한 수평브래킷이 상기 고정브래킷에 직교하게 상기 수평재 결합 방향으로 연장 형성되며, 상기 수평브래킷에는 상기 수평재의 핀 또는 볼트 고정을 위한 수평재홀이 형성되는 브래킷;
    상기 수평재 또는 상기 사재의 양단에 형성되어 상기 고정브래킷이나 상기 수평브래킷에 결합되되, 외측이 밀폐되고, 내측이 개방된 "U" 자형 제1 체결부와 상기 제1 체결부에 이웃하며, 외측이 밀폐되고, 내측이 개방된 "U" 자형 제2 체결부를 포함하며, 상기 고정브래킷이나 상기 수평브래킷이 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 끼워져 핀 또는 볼트를 통해 결합되도록 형성되는 체결부; 및
    상측에 위치하는 제1 수직재의 하단과 하측에 위치하는 제2 수직재의 상단 내면에 삽입되도록 구성되고, 중앙에는 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 상기 제1 수직재와 상기 제2 수직재의 경계에 돌출되도록 구성되는 연결부재와, 상기 연결부재가 끼워진 상태에서 상기 제1 수직재를 관통하는 제1 홀과 상기 연결부재의 상측을 관통하는 제2 홀에 끼워지는 제1 연결핀과, 상기 연결부재가 끼워진 상태에서 상기 제2 수직재를 관통하는 제3 홀과 상기 연결부재의 하측을 관통하는 제4 홀에 끼워지는 제2 연결핀을 포함하는 수직재 연결부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 가설재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 핀은, 끝단으로 갈수록 폭이 줄어드는 쐐기 형으로 되며,
    상기 제1 체결부, 상기 고정브래킷 및 상기 제2 체결부를 순차적으로 관통하여 고정되되, 이탈을 방지하도록 머리부 및 꼬리부 각각에 제1 및 제2 이탈방지홈이 함몰 형성되는, 조립식 가설재.
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