KR101818331B1 - 철근 선조립용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 나선철근을 평행하게 지지하는 철근 선조립용 지그에 있어서, 일정한 단면 형상으로 소정의 길이를 가지며, 각각의 나선철근 외주면에 1바퀴 이상 순차적으로 둘러진 권취부가 구비되어 다수의 나선철근의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 한다.

Description

철근 선조립용 지그{Jig for pre-fabricating the reinforcement}

본 발명은 철근 선조립용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철근의 외주면에 형성된 나선돌기를 적어도 1회 권취한 후 이웃한 철근을 연속적으로 권취하여 일정한 형태를 가지도록 한 철근 선조립용 지그에 관한 것이다.

본 발명은 다양한 형태로 배치되는 철근들을 모두 구속할 수 있도록 하여 시공이 용이하고 진동 및 충격에 대하여 저항력이 향상될 수 있도록 한 철근 선조립용 지그에 관한 것이다.

본 발명은 별도의 결합부재를 사용하지 않고 철근의 선조립이 가능하도록 한 철근 선조립용 지그에 관한 것이다.

본 발명은 단일의 구성으로 다수의 철근을 구속하여 일체화함으로써 충격 및 진동으로 인한 전단력에 충분한 내구성을 가질 수 있도록 한 철근 선조립용 지그에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조는 콘크리트가 압축응력을 저항하고, 철근은 인장응력에 저항하도록 만든 구조물로서, 콘크리트는 단위 체적당 단가가 저렴한 재료인 반면, 인장 내력이 부족하여 단독으로 모멘트나 인장 응력을 받을 수 없는 문제점이 있어 인장응력이 발생하는 위치에 철근을 배열하여 시공하는 구조이다.

이와 같이 시공되는 철근콘크리트 기둥은 진동 및 충격에 대하여 저항력이 크고, 차량 하중 등에 의한 진동이나 소음이 적으며 내화성이 좋아 화재발생으로 콘크리트 부재가 가열되어도 콘크리트의 단열 작용에 의해 소정의 피복 두께를 확보하고 있으며 콘크리트 내에 배근된 철근은 쉽게 가열되지 않아 큰 변형이 발생하지 않는 장점을 가진다.

이러한 철근 콘크리트 기둥은 도 1에 나타난 바와 같이, 횡보강철근을 띠모양으로 하느냐 나선모양으로 하느냐에 따라 구분되며, 현재 구조설계기준 및 관련 문헌에서는 두 종류에 대한 장단점 및 특징을 다루고 있으며 그에 따른 구조 세목들을 정하여 실제 시공에 적용하고 있다.

그러나 띠모양으로 보강된 기둥은 파괴압축 하중을 받는 콘크리트가 심하게 균열 파손됨에 따라, 횡보강철근들 사이로 큰 압축응력을 받을시 콘크리트가 깨어져 나와 주철근이 좌굴되면서 기둥이 급작스럽게 붕괴되는 파괴모드를 가진다.

따라서 띠모양 횡보강철근을 사용하는 경우 구조물 파괴시 구속효과에 의한 연성이 충분히 발휘될 수 없으며, 기둥의 주철근에 대한 좌굴방지에도 효율적이지 못하다. 또한 띠모양 횡보강철근의 배근을 위해서는 사전에 철근의 가공과 조립이 필요한데, 철근은 강재로 이루어져 있어 중량이 무겁고 철근의 가공 및 조립작업이용이하지 않아 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

또한 나선모양의 횡보강철근이 적용된 기둥의 경우에는, 파괴압축하중 작용시 기둥 외곽의 피복 콘크리트는 파손되더라도 연속적으로 촘촘히 배치된 횡보강철근과 주철근이 우리(cage)를 형성하여 내부의 콘크리트를 단단히 구속시켜주게 되므로 연성을 크게 증가시켜 기둥의 갑작스런 파괴가 방지된다.

따라서 압축된 콘크리트의 팽창력에 의해 나선모양의 횡보강철근이 항복에 이를 때까지는 기둥의 파괴가 일어나지 않아 파괴압축하중 작용시나 지진 발생시 기둥의 구조적인 안전성을 보장하게 된다.

반면 나선모양의 횡보강철근 역시 사용되는 철근의 재료가 강재이므로 중량이 무거워서 가공 및 조립이 용이하지 않으며, 그에 따라 시공시의 작업효율이 떨어지는 단점이 여전히 존재한다.

이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2002-0016662호에는 사각형이나 원형 등 어떠한 단면형태의 구조물에 대해서도 나선형 배근이 가능한 띠 철근, 나선철근이나 콘크리트 보의 스터럽 철근을 대체할 수 있는 로우프형 보강근이 개시되어 있다.

그러나 보강근 표면에 로빙사를 나선형으로 감아 성형하거나, 규사 등의 입자물질을 도포하여 콘크리트와의 부착력을 높이는 것으로만 개시하고 있어, 주철근과 결속되지 못함에 따라, 로우프형 보강근으로 나선형 배근작업을 할 경우, 일정 간격으로 나선 배근하기 어렵고, 주철근과의 미끄러짐이 있어 주철근에 긴장력을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 연속적인 긴장력을 유지할 수 없어 작업 중간의 실수가 있으면 처음부터 다시 배근해야 하는 불편함이 존재한다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0847547호에는 배근된 주철근(5)에 소정의 간격으로 위치고정용 간격재(10)를 고정시킨 후 고강도 섬유보강근(15)과 고정부재(20a)로 주철근(5)을 구속하여 기초콘크리트(50)의 유효 구속체적을 증가시킬 수 있도록 한 철근 콘크리트 구조물의 전단보강용 장치가 개시되어 있다.

도 2를 참조하여 살펴보면 위치고정용 간격재(10)의 단부에는 고무 또는 강화플라스틱재질로 만들어진 고리(s)가 구비되어 주철근(5)이 끼워지며, 고리(s)와 주철근(5)은 철사 등으로 묶이게 된다. 그리고 섬유보강근(15)은 고정부재(20a)에 구비된 돌기(D)와 결합된다.

그러나 상기한 종래 기술은 부품수가 많아 이송 및 보관이 불편하고 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2013-0075995호에는 도 3과 같이 인장에 대한 저항성이 큰 에프알피 재질로 이루어진 횡방향 보강재(200)가 개시되어 있다.

횡방향 보강재(200)는 다수로 이루어져 일정 간격을 두고 상방향으로 배치되며 내부에 형성된 슬롯 형태의 고정홈에는 다수의 상부근(2)을 수용함으로써 보강하게 된다.

그러나 상기 종래기술 역시 부품수가 많아 시공성이 저하되며 각각의 횡방향 보강재(200)는 서로 이격된 상태이므로 진동 및 충격에 의해 발생하는 전단력에 대한 충분한 보강이 어려운 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 등록특허 제10-1600719호에는 나선형 몸체에 다수 철근이 평행하게 삽입되는 삽입홀과, 몸체가 상대물에 견고하게 결합될 수 있도록 한 결합부를 구비하여 철근의 시공이 용이하고 진동 및 충격에 대하여 저항력이 향상될 수 있도록 한 철근 선조립용 지그가 개시되어 있다.

그러나 상기 등록특허는 몸체가 나선형을 이루고 있어 상측에서 보았을 때 원형이 아닌 다각형 배치 형태인 경우 적용이 불가능한 문제점이 있다.

또한 철근의 배치 형태가 원형이더라도 다수 겹으로 배치되는 경우에도 적용이 난해한 문제점을 가진다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철근의 외주면에 형성된 나선돌기를 적어도 1회 권취한 후 이웃한 철근을 연속적으로 권취하여 일정한 형태를 가지도록 한 철근 선조립용 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 형태로 배치되는 철근들을 모두 구속할 수 있도록 하여 시공이 용이하고 진동 및 충격에 대하여 저항력이 향상될 수 있도록 한 철근 선조립용 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 결합부재를 사용하지 않고 철근의 선조립이 가능하도록 한 철근 선조립용 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 단일의 구성으로 다수의 철근을 구속하여 일체화함으로써 충격 및 진동으로 인한 전단력에 충분한 내구성을 가질 수 있도록 한 철근 선조립용 지그를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 다수의 나선철근을 평행하게 지지하는 철근 선조립용 지그에 있어서, 일정한 단면 형상으로 소정의 길이를 가지며, 각각의 나선철근 외주면에 1바퀴 이상 순차적으로 둘러진 권취부가 구비되어 다수의 나선철근의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 한다.

상기 권취부는 나선철근의 외주면에 나선 형태로 형성된 나선돌기의 외경보다 작은 내경을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 권취부는, 상기 나선돌기 사이에 삽입되어 권취되는 삽입부와, 상기 나선돌기의 외면을 차폐하여 강도를 보강하는 강도보강부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 삽입부와 강도보강부는 일체로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 권취부는 연속된 나선 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 권취부는 나선돌기의 피치와 대응하는 나선을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 철근 선조립용 지그는, 철근의 외주면에 형성된 나선돌기를 적어도 1회 권취한 후 이웃한 철근을 연속적으로 권취하여 일정한 형태를 유지할 수 있도록 구성된다.

따라서 다양한 형태로 배치되는 철근들을 모두 구속할 수 있도록 하여 시공이 용이하고 진동 및 충격에 대하여 저항력이 향상되므로 특히 전단력에 내구성을 가지게 된다.

또한 별도의 결합부재를 사용하지 않고 단일의 구성으로 이루어지므로 관리가 용이하고 시공 기간을 단축할 수 있으며 제조 원가를 현저히 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 의한 철근 콘크리트 보강 구조를 보인 사시도.
도 2 는 대한민국 등록특허 제10-0847547호에 개시된 철근 콘크리트 구조물의 보강 구조를 보인 사시도.
도 3 은 대한민국 공개특허 제10-2013-0075995호에 개시된 횡방향 보강재의 사용 상태도.
도 4 는 대한민국 등록특허 제10-1600719호에 개시된 철근 선조립용 지그의 사용상태도.
도 5 는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 사용 상태를 보인 정면도.
도 7 은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 다른 실시예의 사용 상태를 보인 평면도.
도 8 은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 다른 실시예의 단면 모양을 보인 종단면도.
도 9 는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 또 다른 실시예의 단면 모양을 보인 종단면도.
도 10 은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그의 또 다른 실시예의 단면 모양을 보인 종단면도.

이하에서는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(이하 '선조립용 지그(100)'라 칭함)의 구성을 첨부된 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(100)의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(100)의 사용 상태를 보인 정면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(100)의 다른 실시예의 사용 상태를 보인 평면도이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 선조립용 지그(100)는 다수의 나선철근(F)을 평행하게 수용하여 이격 거리가 변화하지 않도록 제한하는 역할을 수행한다.

본 발명의 실시예에서 상기 선조립용 지그(100)는 서로 평행하게 배치된 다수의 나선철근(F) 각각에 대하여 적어도 1회 이상 권취한 상태를 유지하며, 콘크리트(C) 타설시 나선철근(F)과 함께 묻혀 강도를 보강할 수 있게 된다.

그리고 상기 선조립용 지그(100)는 다수의 나선철근(F)이 어떠한 형태로 배치되어 있더라도 평행하게 이격된 범위 내라면 모두 선조립할 수 있다.

즉, 상기 선조립용 지그(100)는 일정한 단면 형상으로 소정의 길이를 가지며, 각각의 나선철근(F) 외주면에 1바퀴 이상 순차적으로 둘러진 권취부(120)가 구비되어 다수 나선철근(F)의 움직임을 동시에 제한할 수 있다.

상기 권취부(120)의 형태를 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 권취부(120)는 나선철근(F)의 이격된 거리만큼 이격되어 배치되며, 각각의 나선철근(F) 외면에 형성된 권취부(120)는 서로 상이한 높이에 위치하게 된다.

이것은 상기 선조립용 지그(100)가 나선철근(F)의 나선돌기(F') 사이에 오목한 부위에 권취부(120)를 구비함으로써 점차적으로 상향 기울기를 갖게 된다.

물론 상기 선조립용 지그(100)는 권취부(120) 사이가 상향기울기를 가지지 않고 일정 각도만큼 아래로 꺾여 수평을 이루거나 하향 기울기를 가질 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 도 6에서 볼 때 우측으로 갈수록 상향 기울기를 갖는 것으로 나타내었다.

한편, 상기 선조립용 지그(100)는 도 7과 같이 다수의 철근이 다수의 겹으로 배치된 경우에도 적용 가능하다. 이때 상기 선조립용 지그(100)는 안팎으로 그려진 가상선과 같이 두 겹으로 배치된 다수의 나선철근(F)을 교번하여 권취부(120)를 형성함으로써 동시에 고정 고정 가능하다.

이하 첨부된 도 8 내지 도 10을 참조하여 상기 선조립용 지그(100)의 다른 실시예의 구조를 설명한다.

도 8에는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(100)의 다른 실시예의 단면 모양을 보인 종단면도가 도시되어 있고, 도 9 및 도 10에는 본 발명에 의한 철근 선조립용 지그(100)의 또 다른 실시예의 단면 모양을 보인 종단면도가 도시되어 있다.

우선 도 8과 같이 상기 선조립용 지그(100)는 반원형 단면을 가질 수도 있다. 즉 앞서 설명한 선조립용 지그(100)의 경우 원형의 단면을 갖도록 구성하였으나, 필요에 따라서는 반원형 단면으로 형성하되 평면부가 나선철근(F)의 외면에 근접하도록 권취부(120)를 형성할 수도 있다.

그리고 도 9 및 도 10과 같이 상기 권취부(120)는 각진 형상의 단면으로 구성될 수도 있다.

도 9와 도 10에 도시된 또 다른 실시예의 선조립용 지그(100)는 단면을 다각형으로 변형한 것으로서, 일정한 단면이 이어진 형태를 가지는 범위 내에서 다양한 다각형 단면으로 변경 적용 가능하다.

보다 구체적으로 상기 권취부(120)는 상기 나선돌기(F') 사이에 삽입되어 권취되는 삽입부(122)와, 상기 나선돌기(F')의 외면을 차폐하여 강도를 보강하는 강도보강부(124)를 포함하여 구성된다.

상기 삽입부(122)는 나선돌기(F') 사이에 삽입된 상태로 권취되어 선조립용 지그(100)가 나선철근(F)으로부터 이탈되지 않도록 하고, 상기 나선철근(F)이 삽입부(122)에 나사결합 방식으로 결합될 수 있도록 하는 구성이다.

상기 삽입부(122)의 외측에는 강도보강부(124)가 구비된다. 상기 강도보강부(124)는 삽입부(122)보다 넓은 단면적을 갖는 것으로, 상기 삽입부(122)와 일체로 형성되며 삽입부(122)와 함께 연속된 나선을 형성하게 된다.

따라서 상기 강도보강부(124)는 도 9 및 도 10과 같이 적어도 나선돌기(F')의 외면 일부를 차폐하도록 구성되며, 삽입부(122)보다 넓은 단면적을 가지면서 나선돌기(F')의 외면을 차폐할 수 있는 범위 내라면 다양한 형상으로 변경 가능하다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100. 철근 선조립용 지그 120. 귄취부
122. 삽입부 124. 강도보강부
C . 콘크리트 F . 나선철근
F'. 나선돌기

Claims (6)

1. 일정한 단면 형상으로 소정의 길이를 가지며, 각각의 나선철근 외주면에 1바퀴 이상 순차적으로 둘러져 연속된 나선 형상을 갖는 권취부가 구비되어 다수의 나선철근의 움직임을 제한함으로써 평행하게 지지하는 철근 선조립용 지그에 있어서,
   상기 권취부는 나선철근의 외주면에 나선 형태로 형성된 나선돌기의 외경보다 작은 내경을 갖고, 나선돌기의 피치와 대응하는 나선을 형성하며,
   상기 나선돌기 사이에 삽입되어 권취되는 삽입부와,
   상기 삽입부의 외측에서 삽입부보다 넓은 단면적을 갖도록 형성되어 상기 삽입부가 나선돌기 사이에 삽입하여 권취될 때 나선돌기의 외면을 차폐하여 강도를 보강하는 강도보강부를 포함하여 구성되고,
   상기 삽입부와 강도보강부는 일체로 형성됨을 특징으로 하는 철근 선조립용 지그.
   
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