KR101954825B1 - 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법 - Google Patents

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목포대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 관한 것으로, 비계에 설치 가능하며 두 개의 강관과 상기 두 개의 강관 사이에 가로대가 구비된 사다리, 상기 사다리의 가로대에 결합 가능한 구속부와, 상기 구속부의 외측 방향으로 돌출 형성된 하중작용부를 포함하는 클램프 및 상기 하중작용부와 접촉하면서 상기 하중작용부에 하중을 가하는 하중작용장치를 이용한 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 있어서, 상기 사다리의 가로대 중앙에 상기 클램프를 결합하는 클램프결합단계, 상기 하중작용장치를 이용해서 상기 클램프의 하중작용부에 하중을 가하여 상기 클램프와 결합된 가로대에 토크를 가하는 하중작용단계, 상기 하중작용단계에서 가해진 하중을 제거한 후 상기 클램프가 결합된 가로대의 비틀림을 측정하는 비틀림측정단계 및 상기 비틀림측정단계에서 측정된 상기 가로대의 비틀림이 1° 이하일 때 상기 가로대의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 포함하고, 상기 하중작용단계는, 상기 가로대에 서로 반대 방향의 토크가 가해지도록 제1 하중 및 제2 하중을 일정시간 동안 번갈아가며 가하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 방법을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따르면 체계적이고 용이한 시험을 통하여 사다리 가로대 비틀림 성능 평가 기준을 제시하며 선능 평가 기준의 충족 여부를 손쉽게 판단할 수 있다.

Description

사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법{METHOD FOR EVALUATING LADDER RUNG USING TORSION TEST}
본 발명은 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사다리 가로대의 비틀림 강도와 안전성을 보장하기 위한 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 관한 것이다.
일반적으로 조선해양산업은 거대한 철 구조물을 생산하는 작업의 특성상 고소작업이 많고 작업장의 이동이 필연적이다. 조선소 야드 내에서 발생하는 안전사고 자재의 추락과 낙하에 의한 산업재해가 높은 비중을 차지하고 있고, 이에 관한 엄격한 기준이 요구되고 있다.
조선소 야드에서 고소작업을 안전하고 능률적으로 진행하기 위하여 비계를 설치하여 사용하고 있는데, 비계란 고소작업을 위하여 작업장에 임시로 설치된 가설물로 재료 운반이나 작업자의 통로 및 작업을 위한 작업발판과 그 지지구조물을 말한다. 비계의 설치 및 해체는 작업자의 안전에 큰 영향을 미치므로 관련 안정 규정을 만족하여야 한다.
조선해양용 비계는 구조물과 함께 이동되므로 설치 및 해체 등 구조물 변경이 빈번하게 발생된다. 이에 반하여 건설용 비계의 경우 작업장이 고정되어 공사가 마무리 될 때까지 비계의 설치 및 해체작업이 거의 일어나지 않는 것이 일반적이다. 또한, 조선해양 구조물은 주로 강판으로 이루어지는 반면 건설용 구조물은 콘크리트로 이루어지는 점에 차이가 있고, 조선해양용 비계는 구조물에 용접이나 클램프를 이용하여 직접적으로 설치한다.
상기 구조물을 이루는 재료의 차이가 비계의 설치공법의 차이로 나타나는데, 강재를 이용하는 조선해양 구조물의 현장에서는 조립단계부터 진수 이후 안벽에서까지 비계를 사용한다. 이에 따라 조선해양용 비계는 건설용과 비교할 때 설치 공법이 다양한 동시에 그 기준이 까다롭다.
현재 국내 각 조선소에서는 다양한 유형의 조선해양용 비계를 설치 및 사용하고 있으나 국내 비계의 경우 대부분 건설용 비계 규정에 기반을 두고 있어 조선해양 산업의 특성을 반영하지 못하고 있다. 또한, 국내의 건설용 비계 규정은 인지도 높은 해외 표준에 비해 체계적이지 못한 실정이다. 우리나라 국가 표준인 KS(Korea Industrial Standard)에서는 조선해양 분야에 대하여 규정하고 있으나 조선해양용 비계와 관련된 표준은 없으며 해당 국가 표준을 규정하는데도 어려움이 따른다.
종래 국내 조선해양플랜트의 비계는 BS EN(영국 유럽 표준)을 만족하는 비계를 사용하고 있으나, 상기한 기준을 만족하는 비계의 수입에 막대한 외화가 소모되고 상기 표준을 충족하는 비계 역시 건설 산업을 근간으로 한 표준이므로 국내 조선해양플랜트의 특성과 부합되지 않은 부분이 많다.
상기한 문제점에서 조선해양산업용 비계의 국가표준개발 및 적용을 위하여 조선해양용 비계의 구조적 안정성과 강도를 시험하기 위한 국내 시험방법의 연구 및 개발이 요구된다.
(문헌 0001) 대한민국공개특허 제 10-2017-0116800호
(문헌 0002) 가설공사표준시방서 : 국토교통부2016
위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 조선해양용 비계 중 사다리 가로대의 뒤틀림 강도와 안정성을 보장하기 위한 사다리 가로대의 뒤틀림 성능 평가방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 뒤틀림 성능 평가방법은 비계에 설치 가능하며 두 개의 강관과 두 개의 강관 사이에 가로대가 구비된 사다리, 사다리의 가로대에 결합 가능한 구속부와, 상기 구속부의 외측 방향으로 돌출 형성된 하중작용부를 포함하는 클램프 및 하중작용부와 접촉하면서 하중작용부에 하중을 가하는 하중작용장치를 이용한 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 있어서, 사다리의 가로대 중앙에 상기 클램프를 결합하는 클램프결합단계, 하중작용장치를 이용해서 클램프의 하중작용부에 하중을 가하여 클램프와 결합된 가로대에 토크를 가하는 하중작용단계, 하중작용단계에서 가해진 하중을 제거한 후 클램프가 결합된 가로대의 비틀림을 측정하는 비틀림측정단계 및 비틀림측정단계에서 측정된 가로대의 비틀림이 1° 이하일 때 가로대의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 포함하고, 하중작용단계는, 가로대에 서로 반대 방향의 토크가 가해지도록 제1 하중 및 제2 하중을 일정시간 동안 번갈아가며 가한다.
또한, 하중작용단계에서 가해지는 하중과, 클램프가 결합된 가로대에서 하중작용부까지 거리의 곱은 50Nm일 수 있다.
또한, 승인단계는, 하중작용단계 및 비틀림측정단계를 3회 이상 반복실시하고 각각의 비틀림측정단계에서 측정된 가로대의 비틀림이 오차범위 20% 이내에서 1° 이하일 때 가로대의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인할 수 있다.
또한, 가로대의 중심으로부터 하중작용부까지 거리는 100mm이고, 하중작용단계에서 가해지는 제1 하중 및 제2 하중은 각각 10초동안 번갈아가면서 10회 이상 반복하여 가해질 수 있다.
또한, 사다리의 두 개의 강관과 가로대의 연결부에 유동이 방지되도록 두 개의 강관을 각각 고정시키는 고정단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 영국표준인 BS EN 또는 이와 동등한 수준의 국제표준을 준수하는 비계 사다리 가로대의 비틀림 성능에 대한 기준을 제시한다.
또한, 체계적인 비계 사다리 가로대의 비틀림시험을 통하여 국내 비계 표준 제정의 근거를 뒷받침 할 수 있다.
또한, 본 발명의 비계 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법은 사다리의 성능 충족 여부를 손쉽게 판단할 수 있으며 상기 성능 평가를 위한 반복시험이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 비틀림 성능 평가방법에 사용되는 분산프레임, 작용점조절레일 및 작용점설정기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작용점조절레일과 작용점설정기의 연결상태를 나타낸 측면도이다
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법은 비계에 설치 가능하며 두 개의 강관(110)과 상기 두 개의 강관(110) 사이에 가로대(120)가 구비된 사다리(100), 상기 사다리(100)의 가로대(120)에 결합 가능한 구속부(131)와, 상기 구속부(131)의 외측 방향으로 돌출 형성된 하중작용부(132)를 포함하는 클램프(130) 및 상기 하중작용부(132)와 접촉하면서 상기 하중작용부(132)에 하중을 가하는 하중작용장치(M)를 이용한 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 있어서, 상기 사다리(100)의 가로대(120) 중앙에 상기 클램프(130)를 결합하는 클램프결합단계(S100), 상기 하중작용장치(M)를 이용해서 상기 클램프(130)의 하중작용부(132)에 하중을 가하여 상기 클램프(130)와 결합된 가로대(120)에 토크를 가하는 하중작용단계(S200), 상기 하중작용단계(S200)에서 가해진 하중을 제거한 후 상기 클램프(130)가 결합된 가로대(120)의 비틀림을 측정하는 비틀림측정단계(S300) 및 상기 비틀림측정단계(S300)에서 측정된 상기 가로대(120)의 비틀림이 1° 이하일 때 상기 가로대(120)의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계(S400)를 포함하고, 상기 하중작용단계(S200)는, 상기 가로대(120)에 서로 반대 방향의 토크가 가해지도록 제1 하중 및 제2 하중을 일정시간 동안 번갈아가며 가한다.
본 발명에서 사용되는 사다리(100)는 비계에 설치 가능한 이동식 사다리 또는 고정식 사다리로서, 강재로 형성될 수 있다. 강재로 형성된 사다리(100)는 2개의 강관(110)과 상기 2개의 강관(110) 사이에 가로대(120)가 구비되며 상기 가로대(120)의 길이는 30cm 이상이다. 상기 가로대(120)가 복수인 경우 본 발명에서 상기 가로대(120) 각각에 비틀림 성능 평가시험을 실시할 수 있다. 상기 복수의 가로대(120)는 서로 25 내지 35cm 이격된다.
상기 클램프(130)는 중앙에 구속부(131)가 구비되며 상기 구속부(131)는 상기 사다리(100)의 가로대(120)에 고정결합되는 구조로, 상기 구속부(131)는 상기 가로대(120)의 외측을 감싸도록 형성된 형상을 갖는 고정구일 수 있고 상기 고정구는 상기 가로대(120)와 10cm의 접촉길이를 가질 수 있다. 상기 고정구의 형상 및 구조는 상기 가로대(120)에 구속부(131)가 고정결합되는 본 발명의 목적범위 내에서 다양할 수 있다.
상기 클램프(130)에서 상기 하중작용부(132)는 상기 구속부(131)와 연결되며 상기 구속부(131)의 외측 방향으로 돌출 형성된다. 상기 하중작용부(132)는 상기 구속부(131)와 일체로 형성되거나 별도 제작 후 조립할 수 있으나 상기 하중작용부(132)에 가해지는 힘이 상기 구속부(131)로 전달될 때 힘의 손실이 최소화하여야 한다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에서 상기 구속부(131)와 상기 하중작용부(132)는 일체로 형성되고 일정 강도 이상의 강성을 갖는다.
상기 하중작용부(132)는 상기 가로대(120)와 수직을 이루는 동시에 상기 가로대(120)와 같은 높이에 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 하중작용장치(M)는 상기 하중작용부(132)에 외력을 가하는 장치로서, 그 구조와 구성은 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 하중작용장치(M)는 MTS동적시험기를 사용할 수 있다.
본 발명의 클램프결합단계(S100)는 상기 사다리(100)의 가로대(120) 중앙에 상기 클램프(130)를 결합하는 단계로서, 상기 클램프(130)의 구속부(131)를 상기 가로대(120)의 중앙에 고정결합한다. 상기 구속부(131)는 상기 가로대(120)의 외측을 감싸도록 형성된 고정구일 수 있고, 이 경우 상기 가로대(120)에 힘이 전달될 때 힘의 손실이 방지되도록 상기 고정구는 상기 가로대(120)와 밀착 접촉되는 것이 바람직하다.
상기 클램프결합단계(S100)에서 상기 클램프(130)는 상기 하중작용부(132)가 상기 가로대(120)와 수직을 이루도록 고정결합될 수 있으며, 상기 가로대(120)의 중심과 상기 하중작용부(132)는 같은 높이를 갖도록 위치될 수 있다.
본 발명의 하중작용단계(S200)는 상기 클램프(130)의 하중작용부(132)에 하중을 가하여 가로대(120)에 비틀림을 유발하는 토크를 가하는 단계로서, 상기 하중작용부(132)에 가해지는 하중은 상기 하중작용장치(M)를 이용한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 하중작용장치(M)에서 가해지는 하중은 수직하중일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 가로대(120)에 토크가 가해지는 다양한 하중의 방향 및 작용이 가능할 수 있다. 예를들어, 상기 하중작용부(132)가 상기 가로대(120)에 수직인 동시에 상하 방향으로 연장 형성된 경우 상기 하중작용부(132)에 가해지는 하중은 수평방향의 하중일 수 있다. 또한, 상기 하중작용부(132)가 상기 가로대(120)와 같은 높이에 위치되지 않은 경우 상기 하중작용장치(M)를 이용한 하중은 상기 구속부(131)와 상기 하중작용부(132)를 연결하는 면에 수직을 이루는 방향으로 가해지는 것이 바람직하다.
상기 하중작용부(132)에 가해지는 하중과, 상기 가로대(120)의 중심부터 상기 하중작용부(132)까지의 거리를 곱한 값만큼 상기 가로대(120)에 토크가 가해진다. 즉, 상기 하중작용부(132)에 가해지는 하중을 P, 상기 가로대(120)의 중심부터 상기 하중작용부(132)까지의 거리를 D 라 하면 상기 가로대(120)에 가해지는 토크는 P × D 이고, 그 단위는 kNm 이다.
본 발명에서 상기 하중작용단계(S200)에서 가해지는 하중과, 상기 클램프(130)가 결합된 가로대(120)에서 상기 하중작용부(132)까지 거리의 곱은 50Nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 하중작용단계(S200)에서 가해지는 하중은 점진적으로 증가할 수 있다. 이 경우 상기 점진적으로 증가하는 하중의 최댓값은 상기 가로대(120)에 50Nm의 토크가 가해지는 하중이다. 상기 가로대에서 상기 하중작용부(132)까지의 거리가 100mm인 경우 상기 하중작용부(132)에 가해지는 하중은 500N까지 점진적으로 증가된다. 상기와 같이 점진적으로 증가하는 하중을 가함으로써 상기 가로대의 비틀림을 연속적으로 측정할 수 있고 보다 정밀한 측정이 가능하다.
상기 하중작용단계(S200)는 상기 가로대(120)에 서로 반대 방향의 토크가 가해지도록 제1 하중 및 제2 하중을 일정시간 동안 번갈아가며 가한다. 상기 제1 하중 및 상기 제2 하중은 서로 힘의 크기는 같으나 서로 힘의 방향 또는 힘의 작용점이 다를 수 있다.
예를들어, 상기 클램프(130)의 하중작용부(132)가 외팔보 형상을 갖는 경우 상기 제1 하중이 상기 하중작용부(132)에 위에서 아랫방향으로 일정 크기의 힘을 가하고, 상기 제2 하중이 상기 하중작용부(132)에 아래에서 위의 방향으로 일정 크기의 힘을 가한다. 이 경우 상기 하중작용부(132)에 가해지는 힘은 크기가 같고 방향이 반대이며 상기 가로대(120)에는 서로 크기는 같고 반대 방향인 토크가 각각 가해진다. 다른 예로서, 상기 클램프(130)의 하중작용부(132)가 2개이고 서로 180도의 각도를 갖도록 형성된 경우 상기 제1 하중이 상기 2개의 하중작용부(132) 중 하나의 하중작용부(132)에 위에서 아랫방향의 하중을 가하고 상기 제2 하중이 상기 2개의 하중작용부(132) 중 다른 하나의 하중작용부(132)에 위에서 아랫방향의 하중을 가한다. 이 경우 상기 하중작용부(132)에 가해지는 힘은 크기는 같고 작용점이 다르며 상기 가로대(120)에는 서로 크기가 같고 반대 방향인 토크가 각각 가해진다.
상기 가로대(120)에 서로 반대 방향의 토크를 가하는 제1 하중 및 제2 하중은 번갈아가면서 각각 10회 이상 반복하여 가해질 수 있다. 또한, 제1 하중 및 제2 하중은 각각 10초씩 번갈아가면서 가해질 수 있다.
상기 가로대(120)에 10초씩 서로 반대방향의 번갈아가며 10회 이상 가하는 경우 상기 가로대(120)에 일정 피로를 가하게 되고 상기 강관(110)과 가로대(120)의 연결위치의 변형을 방지한 상태로 상기 가로대(120)의 비틀림을 측정할 수 있어 더욱 정밀한 가로대(120)의 성능평가가 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사다리 비틀림 성능 평가방법에 사용되는 분산프레임, 작용점조절레일 및 작용점설정기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작용점조절레일과 작용점설정기의 연결상태를 나타낸 측면도이다.
도 3을 참고하면, 상기와 같은 서로 반대방향의 토크를 가로대(120)에 가하기 위하여 본 발명에서는 상기 하중작용장치(M)의 하부에 연결되는 분산프레임(200)과, 상기 분산프레임(200)의 하부에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 작용점조절레일(300) 및 상기 작용점조절레일(300)과 결합되며 상기 하중작용부(132)에 하중을 전달하는 작용점설정기(400)가 구비될 수 있다.
상기 분산프레임(200)은 상기 하중장치의 하부에 고정결합되며 상기 하중장치에서 가해지는 하중을 상기 분산프레임(200) 전 면으로 분산시킨다. 상기 하중장치에서 가해지는 하중은 하나의 점에 가해지는 힘이므로 이를 상기 분산프레임(200)을 이용하여 하나의 면에 가해지는 힘으로 분산시키는 것이다.
상기 분산프레임(200)의 형상과 구조는 본 발명의 목적 범위 내에서 다양할 수 있으나, 상기 작용점설정기(400)보다 상기 분산프레임(200)의 폭이 크도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 분산프레임(200)의 하부에는 길이방향을 따라 연장 형성된 작용점조절레일(300)이 구비된다. 상기 작용점조절레일(300)은 상기 분산프레임(200)의 하부에 고정결합되어 상기 분산프레임(200)과 상기 작용점설정기(400)를 연결한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 작용점조절레일(300)은 상기 분산프레임(200)의 양 측에 각각 구비되어 한 쌍으로 이루어지고 상기 한 쌍의 작용점조절레일(300)은 각각 외측으로 절곡된 형상을 갖는다. 상기 작용점설정기(400)의 상부는 상기 한 쌍의 작용점조절레일(300)과 맞물리며 상기 작용점조절레일(300)의 외측으로 절곡된 절곡부의 상부 및 하부를 외측에서 감싸는 구조를 갖는다. 상기 작용점설정기(400)와 작용점조절레일(300)의 구조 및 연결상태는 본 발명에서 하나의 실시예일 뿐이므로 다양하게 변형실시될 수 있다.
상기 작용점설정기(400)는 상기 작용점조절레일(300)에 결합되어 상기 작용점조절레일(300)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다. 상기 작용점설정기(400)는 상기 하중작용장치(M)에서 가해지는 하중을 상기 하중작용부(132)에 전달하는데, 상기 작용점설정기(400)가 작용점조절레일(300)을 따라 이동 가능하므로 하중의 작용점을 손쉽게 이동시킬 수 있다.
상기 작용점조절레일(300) 또는 작용점설정기(400)의 일측에는 상기 작용점설정기(400)(300)의 이동을 구속하는 고정핀 등의 장치가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 동작상태를 설명하면 상기 클램프(130)는 상기 하중작용부(132)가 한 쌍으로 구성되고 상기 한 쌍의 하중작용부(132)는 서로 180도의 각도를 가질 수 있으며 상기 하중작용단계(S200)에서 가해지는 하중은 상기 작용점설정기(400)가 상기 작용점조절레일(300)을 따라 이동하면서 상기 한 쌍의 하중작용부(132)에 하중을 전달한다. 상기 하중작용단계(S200)에서는 상기 한 쌍의 하중작용부(132) 중 하나에 상기 작용점설정기(400)가 기 설정된 시간동안 제1 하중을 전달한 후 다른 하나에 기 설정된 시간동안 제2 하중을 다시 전달하며 이 과정이 반복 실시될 수 있다.
위와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따르면 하중작용장치(M)의 자중과 하중 작용 특성을 고려하여 상기 하중작용장치(M)에서 가해지는 하중을 수직하중으로 고정하고 이를 분산프레임(200)에서 면 단위의 힘으로 분산시킨 후 상기 작용점조절레일(300)을 따라 이동하는 작용점설정기(400)가 상기 하중작용부(132)의 위치에 맞도록 하중의 작용점을 변경시키므로 서로 반대방향의 하중을 기 설정된 시간동안 번갈아 가하기 용이하며 하나의 하중작용장치(M)를 이용할 수 있어 경제적이다.
도 4를 참고하면, 상기 작용점설정기(400)의 하부에는 상기 하중작용부(132)의 둘레 일부를 감싸도록 구비되는 작용구(410)가 구비될 수 있다. 상기 작용구(410)는 상기 하중작용부(132)와 접촉하면서 하중을 전달할 때 특정 위치에 하중을 가하되 힘의 손실을 방지하기 위함이다. 상기 하중작용부(132)의 특정 위치에 하중이 가해질 때 편심하중에 의해 상기 클램프(130)가 상기 구속부(131)와 상기 하중작용부(132)를 연결하는 선을 중심으로 회전하는 것이 방지하므로 더욱 정밀한 시험이 가능하다.
상기 작용구(410)는 상부로 오목한 형상을 가질 수 있다. 이 경우 상기 작용구(410) 내측 방향으로 상기 하중작용부(132)가 삽입되어 상기 작용구(410)와 상기 하중작용부(132)의 상부는 밀착되면서 접촉된다. 상기 작용구(410)를 통하여 상기 하중작용부(132)에 고른 하중이 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 가로대(120)에서 상기 하중작용부(132)까지 거리는 100mm일 수 있고, 상기 가로대(120)에 50Nm의 토크를 전달하기 위하여 상기 하중작용단계(S200)에서 가해지는 하중은 500N일 수 있다. 비계에 설치되는 사다리(100)의 경우 서로 인접한 가로대(120) 사이의 거리가 25 내지 35cm인 표준 규격을 반영하여 상기 가로대(120)에서 상기 하중작용부(132)까지 거리를 100mm로 정한 경우 인접한 다른 가로대(120)의 간섭을 피하여 정밀한 시험이 가능하며 측정된 값을 바탕으로 한 비틀림, 오차범위, 승인기준 등의 계산이 편한 장점이 있다.
본 발명의 비틀림측정단계(S300)는 상기 하중작용단계(S200)에서 상기 하중작용부(132)에 가해진 하중을 제거한 후 상기 가로대(120)의 비틀림을 측정하는 단계로서, 상기 가로대(120)의 영구 변형 값을 측정할 수 있다. 상기 비틀림측정단계(S300)에서 상기 가로대(120)의 비틀림 측정은 다양한 장치 또는 기구를 이용할 수 있다.
본 발명의 승인단계(S400)는 상기 가로대(120)의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 단계로서, 상기 승인단계(S400)의 승인은 상기 가로대(120)에 대하여 국제표준 규정의 만족 여부에 대한 승인을 의미한다.
상기 승인단계(S400)는 상기 비틀림측정단계(S300)에서 측정된 상기 가로대(120)의 비틀림이 1° 이하일 때 상기 가로대(120)의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인한다. 상기 가로대(120)의 비틀림이 1°보다 큰 경우 실제 비계에 상기 사다리(100)를 설치하는 경우 안전사고가 발생할 수 있으며 구조물로서 기능을 원활히 수행하기 어려운 점을 반영하였다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 승안단계는 상기 하중작용단계(S200) 및 비틀림측정단계(S300)를 3회 이상 반복실시하고 각각의 비틀림측정단계(S300)에서 측정된 상기 가로대(120)의 비틀림이 오차범위 20% 이내에서 1° 이하일 때 상기 가로대(120)의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 사다리(100)의 두 개의 강관(110)과 가로대(120)의 연결부에 유동이 방지되도록 상기 두 개의 강관(110)을 각각 고정시키는 고정단계(S110)를 더 포함할 수 있다.
상기 고정단계(S110)는 상기 두 개의 강관(110) 각각을 고정시키는 단계인데, 본 발명에서는 상기 사다리(100)를 거치대(500)에 거치시키고 상기 사다리(100)의 강관(110)을 상기 거치대(500)에 고정결합된 체결구(510)에 체결한 상태로 고정하여 강관(110)과 가로대(120)의 유동을 방지하였다. 상기 체결구(510)는 상기 사다리(100)의 강관(110)이 상기 체결구(510)의 내측으로 끼워지는 구조를 갖는데, 상기 체결구(510)의 일측이 힌지연결되고 타측이 상기 지지대에 착탈결합되어 상기 강관(110)의 외측 둘레 일부를 상기 체결구(510)로 덮는 구조이다. 이 경우 상기 체결구(510)는 상기 힌지에 의해 오므리거나 벌어지도록 형성될 수 있고, 상기 체결구(510)는 오므려진 상태로 고정되었을 때 내측에 상기 가로대(120)가 끼워지도록 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 체결구(510)는 내측에 상기 강관이 끼워진 상태로 외부 나사에 의해 조여지는 구조를 갖는다.
상기 고정단계(S110)에서 사용되는 체결구(510)는 본 발명의 일 실시예일 뿐이므로 상술한 체결구(510) 외에 다른 고정수단을 사용하여도 무방하다.
상기와 같은 방법으로 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따르면 체계적이고 정밀한 사다리(100) 가로대(120)의 비틀림 시험이 가능하고 상기 시험을 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 승인단계(S400)에서 안전성을 위한 기준을 제시하여 사다리(100) 가로대(120)의 비틀림 성능을 체계적이고 쉽게 판단할 수 있다.
100 : 사다리 110 : 강관
120 : 가로대 130 : 클램프
131 : 구속부 132 : 하중작용부
200 : 분산프레임
300 : 작용점조절레일
400 : 작용점설정기 410 : 작용구
500 : 거치대 510 : 체결구
S100 : 클램프결합단계 S110 : 고정단계
S200 : 하중작용단계 S300 : 비틀림측정단계
S400 : 승인단계
M : 하중작용장치 T : 토크

Claims (5)

  1. 비계에 설치 가능하며 두 개의 강관과 상기 두 개의 강관 사이에 가로대가 구비된 사다리;
    상기 사다리의 가로대에 결합 가능한 구속부와, 상기 구속부의 외측 양 방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 하중작용부를 포함하는 클램프; 및
    상기 하중작용부와 접촉하면서 상기 하중작용부에 하중을 가하는 하중작용장치;를 이용한 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법에 있어서,
    상기 사다리의 두 개의 강관과 상기 가로대의 연결부에서 유동이 방지되도록 상기 두 개의 강관을 각각 거치대에 거치시킨 후 거치대에 구비된 체결구를 통해 고정시키는 고정단계;
    상기 사다리의 가로대 중앙에 상기 클램프의 구속부를 상기 가로대의 외측 둘레를 감싸도록 밀착결합시키는 클램프결합단계;
    상기 하중작용장치를 이용해서 상기 클램프의 하중작용부에 하중을 가하여 상기 클램프와 결합된 가로대에 토크를 가하는 하중작용단계;
    상기 하중작용단계에서 가해진 하중을 제거한 후 상기 클램프가 결합된 가로대의 비틀림을 측정하는 비틀림측정단계; 및
    상기 비틀림측정단계에서 측정된 상기 가로대의 비틀림이 1° 이하일 때 상기 가로대의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계;를 포함하고,
    상기 하중작용단계는,
    상기 하중작용장치의 하부에 연결되는 분산프레임, 상기 분산프레임의 하부에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 작용점조절레일 및 상기 작용점조절레일과 결합되며 상기 하중작용부에 하중을 전달하는 작용점설정기를 이용하고,
    상기 작용점설정기를 이동시키면서 상기 한 쌍의 하중작용부 각각에 수직하중을 가하여 상기 가로대에 서로 반대 방향의 토크가 가해지도록 제1 하중 및 제2 하중을 일정시간 동안 번갈아가며 가하는 것을 특징으로 하는 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하중작용단계에서 가해지는 하중과, 상기 클램프가 결합된 가로대에서 상기 하중작용부까지 거리의 곱은 50Nm인 것을 특징으로 하는 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 승인단계는,
    상기 하중작용단계 및 비틀림측정단계를 3회 이상 반복실시하고 각각의 비틀림측정단계에서 측정된 상기 가로대의 비틀림이 오차범위 20% 이내에서 1° 이하일 때 상기 가로대의 비틀림 성능평가기준의 충족 여부를 승인하는 것을 특징으로 하는 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가로대의 중심점에서 상기 하중작용부까지 거리는 100mm이고,
    상기 하중작용단계에서 가해지는 제1 하중 및 제2 하중은 각각 10초동안 번갈아가면서 10회 이상 반복하여 가해지는 것을 특징으로 하는 사다리 가로대의 비틀림 성능 평가방법.
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