KR101954829B1 - 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험방법 - Google Patents

비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치는 테스트배드 상부에 서로 마주보게 일정간격 이격 설치되는 한 쌍의 메인프레임; 상기 메인프레임 중 어느 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제1휠브라켓을 포함하는 제1시편지지프레임; 상기 메인프레임 중 다른 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제2휠브라켓을 포함하는 제2시편지지프레임; 상기 메인프레임 사이에 설치되고, 상기 시편이 받는 수직 하중을 측정하는 로드셀; 상기 로드셀 상부에 이격구비되어 상기 시편에 수직 하중을 작용하는 하중장비; 및 상기 로드셀에 의해 측정된 하중 데이터를 수집 및 저장하는 데이터수집시스템; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험방법 {Use of the slip-testing device on the scaffold and the sliding test method of the scaffolding coupler}
본 발명은 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 머플러 미끄럼 시험방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하중장비를 구비한 테스트배드에 수직강관과 수평강관을 커플러로 연결한 후 하중을 작용시켜 상기 커플러가 미끄러질 때의 커플러의 최대 하중값을 측정, 분석함으로서 합리적인 비계 설계가 가능하도록 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험방법에 관한 것이다.
비계란 고소 작업을 위하여 설치하는 임시 가설물로 재료운반이나 작업원의 통로 및 작업을 위한 작업 발판과 그 지지구조물을 말하는 것이다.
특히, 조선해양용 비계는 구조물과 함께 이동하기 때문에 설치 및 해체 설치 변경이 빈번하게 발생한다.
이는 작업장이 고정되어 공사가 마무리 될 때까지 비계의 설치 및 해체작업이 거의 일어나지 않는 건설용과 구분되는 특징이다.
또한, 조선해양 구조물은 주로 강관으로 이루어지고, 건설용 구조물은 콘크리트로 이루어짐에 따라 조선해양 비계는 구조물에 용접이나 클램프를 이용하여 직접적으로 설치할 수 있는 반면, 건설용 비계는 구조물의 외벽에 직접 설치하게 된다.
구조물 재료의 차이가 비계의 설치공법의 차이로 나타나는 바, 강재를 사용하는 조선해양 현장에서는 건설에서 사용하지 않는 브래킷 비계와 걸침 비계를 사용하게 된다.
이러한 임시가설물인 비계는 이동에 의한 구조적 문제, 즉 비계 기자개의 손상 및 헐거워짐등이 야기되어 근로자의 안전에 영향을 미칠 수 있다.
현재 조선해양사업의 작업용 비계는 외국 발주처의 영향을 받고 있다.
BS 인증 수입 제품은 국내 제품에 대비하여 약 1.5~2 배 정도의 가격을 형성하고 있다.
또한, 해양 프로젝트용 발판의 경우 수입품은 8만원, 국산품은 4만원정도로 1개 프로젝트에서 발판만 고려해도 15만장 기준으로 약 500 여 억원 이상의 차이를 보이게 된다.
따라서, 현재 발주처가 요구하는 표준은 건설용 비계표준이며 조선해양산업의 적용에 바람직 하지 않아, 조선해양의 특성을 고려한 비계의 국가 표준의 개발 및 이의 적용이 필요한 실정이다.
[특허문헌1] KR 20-0469561 (2013년 10월 14일)
상기한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 하중장비를 구비한 테스트배드에 수직강관과 수평강관을 커플러로 연결한 후 하중을 작용시켜 상기 커플러의 미끄럼짐이 발생할 때의 커플러의 최대 하중값을 측정, 분석하는 실험으로 현장 사용 조건에 맞춰 최종강도 시험을 수행하여 비계 미끄러짐의 조선해양용 국가 표준 개발에 필요한 기초자료를 확보함으로써 비계 기자개의 미끄러짐을 최소화할 수 있도록 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법은 테스트배드 상부에 서로 마주보게 일정간격 이격 설치되는 한 쌍의 메인프레임; 상기 메인프레임 중 어느 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제1휠브라켓을 포함하는 제1시편지지프레임; 상기 메인프레임 중 다른 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제2휠브라켓을 포함하는 제2시편지지프레임; 상기 메인프레임 사이에 설치되고, 상기 시편이 받는 수직 하중을 측정하는 로드셀; 상기 로드셀 상부에 이격구비되어 상기 시편에 수직 하중을 작용하는 하중장비; 및 상기 로드셀에 의해 측정된 하중 데이터를 수집 및 저장하는 데이터수집시스템; 을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메인프레임의 어느 한 부분에 설치되어, 상기 시편의 변위를 측정하는 변위계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 한쌍의 메인프레임은, 상단에 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임과 각각 대응 결합되며 길이방향으로 연장 형성된 좌우레일이 각각 구비되고, 서로 마주보도록 대응하는 면에 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임과 각각 대응 결합되며 높이 방향으로 연장 형성된 상하레일이 구비될 수 있다.
또한, 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 있어서, 커플러로 연결된 수직강관 및 수평강관을 포함하는 시편을 로드셀 상부에 위치시키는 시편준비단계; 하중장비를 이용하여 상기 수평강관의 기 설정된 작용점에 수직하중을 가하는 하중작용단계; 상기 하중작용단계에서 가해지는 수직하중에 의해 상기 커플러가 이탈하는 변위값을 측정하는 변위측정단계; 상기 변위측정단계에서 측정된 상기 커플러의 변위값이 기 설정된 변위 값만큼의 미끄러짐이 나타날 때의 커플러에 작용하는 수직하중을 측정하는 하중측정단계; 및 상기 하중측정단계에서 측정된 수직하중 값을 데이터수집시스템에 의해 수집 및 저장하는 데이터저장단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계는, 상기 커플러의 중심으로부터 일정 거리 이격된 상기 수평강관의 2 이상의 작용점에 수직하중을 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계에서, 상기 수직하중은 단위시간당 증가하는 하중의 크기가 0.3kN/sec 인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계는, 상기 수직하중이 상기 수평강관의 기 설정된 작용점에 가해질 때, 상기 수직강관의 적어도 2이상의 지점에 각각 휠브라켓이 접촉되면서 상기 수직강관의 좌굴이 방지된 상태로 수직하중이 가해지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하중측정단계에서, 상기 시편의 수직강관에 설치된 커플러의 초기 위치에서 하중장비에 의해 7mm 길이만큼 제1위치로 이동할 때 수평강관의 중심에 작용하는 하중값을 측정하고, 커플러의 초기 위치에서 하중장비에 의해 2mm 길이만큼 제 2위치로 이동할 때 수직강관이 결합된 커플러의 바깥쪽 부분에 작용하는 하중을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 커플러는 수직강관 및 수평강관을 수직인 상태로 고정시키는 고정커플러일 경우, 상기 데이터저장단계에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서의 하중 측정값이 10kN, 제2위치에서의 하중 측정값이 15kN 일 때 상기 고정커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커플러가 수직강관과 수펑강관을 일정 각도를 갖도록 고정시키는 회전커플러일 경우, 상기 데이터저장단계에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서의 하중 측정값이 7kN, 상기 제2위치에서의 하중 측정값이 10kN 일 때 상기 회전커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 데이터저장단계는, 상기 시편준비단계,하중작용단계, 변위측정단계 및 하중측정단계를 10회 이상 반복실시하여 상기 데이터 값을 수집 및 저장하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 의하면, 현장 사용 조건에 맞춰 시편을 설치한 후 상기 시편의 기 설정된 위치로의 미끄럼이 발생할 때의 커플러의 최종강도를 측정하는 실험을 수행하여 비계 미끄럼 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료를 확보함으로서 조선해양용 비계의 국가 표준 개발이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 제 1 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 제 2 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 시편지지프레임을 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법을 나타내는 개략적인 도이다.
도 6는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법의 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 따른 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 제 1 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 제 2 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 시편지지프레임을 나타내는 도이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치는 도 1 내지 도4에서 도시된 바와 같이 메인프레임(220), 시편지지프레임(240), 로드셀(230), 변위계(270), 하중장비(250) 및 데이터수집시스템(260)을 포함할 수 있다.
비계의 커플러 미끄럼 시험에 사용되는 시편(100)은 수직강관(110), 수평강관(120) 및 커플러(130)를 포함할 수 있다.
상기 수직강관(110)은 로드셀(230) 상단에 수직방향으로 설치될 수 있다.
또한, 상기 수직강관(110)은 수직강관(110)의 위,아래 간격 500m지점을 고정하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 수평강관(120)은 상기 수직강관(110)의 중간 지점에 커플러(130)를 이용하여 상기 수직강관(110)과 연결될 수 있다.
본 발명에서 상기 수직 및 수평 강관(110,120)은 RTS1 이 235N/㎟≤REH ≤ 265 N/㎟ 인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 수직 및 수평강관(110, 120)은 3.2t 인 것일 수 있다.
커플러는 모재 철근에 물리적, 화학적 변화를 주지 않고 철근이 생산된 그 상태로 하여 철근을 이음구에 삽입하여 연결하는 내진성, 내구성이 우수한 이음장치 일 수 있다.
본 시험에서 상기 커플러(130)는 상기 수직강관(110) 및 수평강관(120)을 수직인 상태로 고정시키는 고정커플러(미도시)와 상기 수직강관(110)과 수평강관 (120)이 일정 각도를 갖도록 고정시키는 회전커플러(미도시)를 각각 사용하여 시험할 수 있다.
상기 메인프레임(220)은 상기 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치의 거치대 역할로 사용되는 것으로 테스트배드(210) 상부에 일정간격 이격 설치되며 서로 마주보는 한 쌍으로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 메인프레임(220)은 강한 벽을 구비하고 있으며 지그 상면에 브라켓을 이용하여 시편(100)을 고정시키는 것이다.
상기 시편지지프레임(240)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1휠블라켓(242)을 포함하는 제1시편지지프레임(241)과 제2휠블라켓(244)을 포함하는 제2시편지지프레임(243)을 포함할 수 있다.
상기 제1,2휠브라켓(242,244)은 상기 수직강관(110)을 중심으로 마주보는 위치에서 상기 수직강관(110)의 상측과 하측에 각각 설치되어 상기 수직강관(110)의 위치를 고정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1휠브라켓(242)은 상기 수직강관(110)의 하부 외측 둘레 일부와 접촉하면서 상기 수직강관(110)의 수평방향 이동을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제2휠브라켓(244)은 상기 수직강관(110)의 상부 외측 둘레 일부와 접촉하면서 상기 수직강관(110)의 수평방향 이동을 방지할 수 있다.
상기 제1시편지지프레임(241)은 상기 메인프레임(220) 중 일측 상단에 설치되고 상기 수직강관(110)의 하측에 설치되는 제1휠브라켓(242)을 포함하는 것으로 상기 제1시편지지프레임(241)의 수직 높이가 낮게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2시편지지프레임(243)은 상기 메인프레임(220) 중 타측 상단에 설치되고 상기 수직강관(110)의 상측에 설치되는 제2휠브라켓(244)을 포함하는 것으로 상기 제2시편지지프레임(243)의 수직 높이가 높게 구성될 수 있다.
또한, 상기 메인프레임(220)은 상단에 레일(미도시)이 구비되고, 상기 레일은 상기 제1시편지지프레임(241) 및 상기 제2시편지지프레임(243)과 각각 대응결합되도록 길이 방향으로 연장 형성되어 서로 다른 길이의 시편(100) 시험을 위해 상기 시편지지프레임(240)의 좌우 이동이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 상기 메인프레임(220)은 상기 메인프레임(220)의 서로 마주 보도록 대응하는 면에 레일(미도시)이 구비되고, 상기 레일은 상기 제1시편지지프레임(241) 및 상기 제2시편지지프레임(243)과 각각 대응 결합되도록 높이 방향으로 연장 형성된 상하 레일이 구비되어 서로 다른 길이의 시편(100) 시험을 위해 상기 시편지지프레임(240)의 높이 조절이 가능하도록 할 수 있다.
상기 로드셀(230)은 상기 메인프레임(220) 사이에 설치되고, 상기 시편(100)의 수직 하중을 측정하는 것이다.
로드셀은 콘크리트나 철근 등의 재료 · 시험체의 역학적 성질을 시험하는 측정 기기의 일종으로, 하중의 측정 기구는 원통형의 강재에 선 변형 게이지를 부착하고, 힘을 가하여 생기는 축방향의 변형을 측정하여 하중으로 환산하는 것이다.
본 시험에 사용되는 상기 로드셀(230)은 MTS 50kN 로드셀로 테스트배드(210) 상부에 설치될 수 있다.
상기 로드셀(230) 상부에는 시편(100)이 위치되어 있으며, 상기 시편(100)이 미끄러질 때 상기 커플러(130)가 받는 하중을 측정하는 것이다.
상기 변위계(270)는 상기 메인프레임(220)의 어느 한 부분에 설치되어 상기 시편(100)의 변위를 측정하는 것이다.
변위계는 변위를 재는 계측기로서, 변형이나 길이, 거리, 위치, 두께, 깊이, 각도 등의 센서와 같은 수법이 사용되고, 저항과 인덕턴스 또는 용량의 변화로서 검출하는 것이 많다.
또한, 정밀한 것으로써는 광파간섭을 사용하는 것 등이 있다
본 시험에서 상기 변위계는 LVDT(The linear variable differential transformer)를 사용한다.
상기 LVDT는 선형 거리 차이를 측정하는 전기적 변환기의 형태를 말하는데 3개의 솔레노이드 코일이 튜브를 둘러싼 형태로 위치하고 있다.
가운데 코일이 메인이며 나머지 두 개는 바깥에 위치하고 있으며, 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하면서 측정 대상의 위치값을 알려주게 되는 것이다.
본 시험에서 상기 LVDT는 허용측정값이 100mm 인 CDP-100 를 사용할 수 있다.
또한, 기준감도가 100×10-6 strain/min 이고, 정격출력은 5mV/V±0.1% 인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 하중장비(250)는 로드셀(230)의 상부에 이격되게 구비되고, 상기 로드셀(230)과 상기 하중장비(250) 사이에 위치하는 시편(100)을 가압하여 상기 시편(100)의 미끄러짐을 일으킬 수 있다.
본 시험에서의 상기 하중장비(250)는 허용하중이 1000kN 인 MTS 1000kN dynamic test machine 을 사용할 수 있다.
또한, 상기 하중장비(250)는 등하중 1000kN/220Kip 이며, 정하중 1200kN/264Kip 일 수 있다.
또한, 상기 하중장비(250)는 인장, 압축, 3점굽힘시험 및 피로 테스트 에 사용될 수 있다.
또한, 상기 하중장비(250)는 처짐, 하중 및 strain을 제어할 수 있다.
본 시험에서의 상기 하중장비(250)는 상기 커플러(130)를 기준으로 125mm떨어진 상기 수평강관(120)의 양쪽지점에 하중을 작용하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 하중장비(250)에서 출력되는 수직하중값을P 라고 하면 상기 수직하중을 받는 두 지점은 각각 P/2의 하중값을 받게되는 것이다.
상기 데이터수집시스템(260)은 상기 로드셀(230)에 의해 측정된 하중데이터와 상기 변위계(270)에서 측정된 변위데이터를 수집하여 저장할 수 있다.
본 발명에서의 상기 데이터수집시스템은 National Instruments 사의 시스템을 사용한다.
또한, 상기 데이터수집시스템은 Strain 은 SCXI - 1520 이며, Temperature는 SCXI -1102 일 수 있으며, Acceleration 는 SCXI - 1531 일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법을 나타내는 개략적인 도이고,
도 6는 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법의 블록도이며,
도 7은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 따른 흐름도이다.
비계의 커플러 미끄럼 시험 장치를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법은 도7에 도시된 바와 같이 시편준비단계(S10), 하중작용단계(S20), 변위측정단계(S30), 하중측정단계(S40) 및 데이터저장단계(S50)를 포함할 수 있다.
구체적으로 시편준비단계(S10)는 커플러(130)로 연결된 수직강관(110) 및 수평강관(120)을 포함하는 시편(100)을 로드셀(230) 상부에 위치시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 시편준비단계(S10)는 수직강관준비공정 및 수평강관준비공정을 포함할 수 있다.
상기 수직강관준비공정은 시편(100)에 사용될 강관을 상기 로드셀(230)과 상기 하중장비(250) 사이에 세로방향으로 위치시킨 후 상기 강관의 위, 아래 간격 500mm 지점을 고정시켜 준비하는 공정일 수 있다.
또한, 상기 수평강관준비공정은 상기 수직강관(110)의 중간지점에 상기 수직강관(110)과 직각의 형태로 위치하는 강관을 커플러(130)를 이용하여 연결하여 수평강관(120)을 준비하는 공정일 수 있다
또한, 상기 시편준비단계는 상기 커플러의 볼트를 5번 조였다 풀었다를 반복하여 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커플러 설치 후 10분 후에 상기 시험을 시작하는 특징이 있다.
상기 하중작용단계(S20)는 하중장비(250)를 이용하여 상기 수평강관(120)의 기 설정된 작용점에 수직하중(P)을 가하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계(S20)는 상기 커플러(130)의 중심으로 부터 일정 거리 이격된 상기 수평강관(120)의 2이상의 작용점에 수직하중(P)을 가하는 것 일 수 있다.
이때, 상기 하중 작용점은 상기 커플러(130)로부터 125mm 떨어진 상기 수평강관(120)의 양쪽 지점 일 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계(S20)는, 상기 수직하중이 상기 수평강관(120)의 기 설정된 작용점에 가해질 때, 상기 수직강관(110)의 적어도 2이상의 지점에 각각 휠브라켓(242,244)이 접촉되면서 상기 수직강관(110)의 좌굴이 방지된 상태로 수직하중(P)이 가해지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하중작용단계(S20)에서 상기 수직하중(P)은 단위시간당 증가하는 하중의 크기가 0.3kN/sec 인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같이 단위시간당 증가하는 하중의 크기가 0.3kN/sec 로 작용할 경우 상기 수평강관(120)은 단위시간당 이동거리가 2mm/min 로 나타날 수 있다.
상기 하중작용은 상기 커플러(130)가 상기 수직하중(P)에 의해 기 설정된 변위로 미끄러질 때까지 작용될 수 있다.
상기 변위측정단계(S30)는 상기 하중장비(250)에서 작용한 수직하중(P)에 의해 상기 시편(100)의 미끄러짐에 의한 변위를 측정하는 단계이다.
또한, 상기 변위측정단계(S30)는 상기 시편(100)의 어느 한 부분에 설치된 변위계인 LVDT에 의해 측정될 수 있다.
상기 하중측정단계(S40)는 상기 하중작용단계(S20)에서 가해지는 수직하중(P)에 의해 상기 커플러(130)가 미끄러져 기설정된 변위값을 가질 때 상기 커플러(130)가 받는 최대 수직하중 값을 측정하는 단계일 수 있다.
또한, 하중측정단계(S40)에서의 하중값은 상기 메인프레임(220) 사이에 구비된 상기 로드셀(230)에서 측정될 수 있다.
또한, 상기 하중측정단계(S40)에서 상기 시편(100)의 수직강관(110)에 설치된 커플러(130)의 초기 위치에서 하중장비(250)에 의해 7mm 길이만큼 제1위치로 이동할 때 수평강관(120)의 중심에 작용하는 하중값을 측정하고, 커플러(130)의 초기 위치에서 하중장비(250)에 의해 2mm 길이만큼 제 2위치로 이동할 때 수직강관(110)이 결합된 커플러(130)의 바깥쪽 부분에 작용하는 하중을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 5에는 상기 제1위치를 Δ1 으로 표시하였으며, 상기 제2위치는 Δ2 로 표시 하였다.
상기 데이터저장단계(S50)는 상기 하중측정단계(S40)에서 측정된 수직하중 측정값의 5% 변위값을 데이터수집시스템(260)에 의해 수집 및 저장하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 데이터저장단계(S50)는 상기 커플러(130)가 수직강관(110) 및 수평강관(120)을 수직인 상태로 고정시키는 고정커플러일 경우, 상기 데이터저장단계(S50)에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서 하중 측정값 10kN, 제2위치에서의 하중 측정값 15kN 일 때 상기 고정커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커플러가 수직강관과 수펑강관을 일정 각도를 갖도록 고정시키는 회전커플러일 경우에는, 상기 데이터저장단계에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서의 하중 측정값이 7kN, 상기 제2위치에서의 하중 측정값이 10kN 일 때 상기 회전커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터저장단계(S50)는 상기 시편준비단계(S10), 하중작용단계(S20), 변위측정단계(S30) 및 하중측정단계(S40)를 10회 이상 반복실시하여 상기 데이터 값을 수집 및 저장하는 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치 및 이를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 의하면, 현장 사용 조건에 맞춰 시편을 설치한 후 상기 시편의 미끄럼이 발생할 때의 최종강도를 측정하는 실험을 수행하여 비계 미끄럼 안전하중 표준화에 필요한 기초 자료를 확보함으로서 조선해양용 비계의 국가 표준 개발이 가능하도록 한다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 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 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 시편
110 : 수직강관
120 : 수평강관
130 : 커플러
200 : 시험장치
210 : 테스트배드
220 : 메인프레임
230 : 로드셀
240 : 시편지지프레임
241 : 제1시편지지프레임
242 : 제1휠브라켓
243 : 제2시편지지프레임
244 : 제2휠브라켓
250 : 하중장비
260 : 데이터수집시스템
270 : 변위계
P : 수직하중
b : 두 수직하중 작용점 간의 거리

Claims (11)

  1. 테스트배드 상부에 서로 마주보게 일정간격 이격 설치되는 한 쌍의 메인프레임;
    상기 메인프레임 중 어느 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제1휠브라켓을 포함하는 제1시편지지프레임;
    상기 메인프레임 중 다른 하나의 메인프레임 상단에 설치되어, 시편의 위치를 고정해주는 제2휠브라켓을 포함하는 제2시편지지프레임;
    상기 메인프레임 사이에 설치되고, 상기 시편이 받는 수직 하중을 측정하는 로드셀;
    상기 로드셀 상부에 이격구비되어 상기 시편에 수직 하중을 작용하는 하중장비; 및
    상기 로드셀에 의해 측정된 하중 데이터를 수집 및 저장하는 데이터수집시스템;을 포함하며,
    상기 한 쌍의 메인프레임은,
    상단에 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임과 각각 대응 결합되며 길이 방향으로 연장 형성된 좌우레일이 각각 구비되어 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임의 좌우 이동이 가능하도록 하고,
    서로 마주보도록 대응하는 면에 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임과 각각 대응 결합되며 높이 방향으로 연장 형성된 상하레일이 각각 구비되어 상기 제1시편지지프레임 및 제2시편지지프레임의 상하 이동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인프레임의 어느 한 부분에 설치되어, 상기 시편의 변위를 측정하는 변위계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 따른 비계의 커플러 미끄럼 시험 장치를 이용한 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법에 있어서,
    커플러로 연결된 수직강관 및 수평강관을 포함하는 시편을 로드셀 상부에 위치시키는 시편준비단계;
    하중장비를 이용하여 상기 수평강관의 기 설정된 작용점에 수직하중을 가하는 하중작용단계;
    상기 하중작용단계에서 가해지는 수직하중에 의해 상기 커플러가 이탈하는 변위값을 측정하는 변위측정단계;
    상기 변위측정단계에서 측정된 상기 커플러의 변위값이 기 설정된 변위 값만큼의 미끄러짐이 나타날 때의 커플러에 작용하는 수직하중을 측정하는 하중측정단계; 및
    상기 하중측정단계에서 측정된 수직하중 값을 데이터수집시스템에 의해 수집 및 저장하는 데이터저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 하중작용단계는,
    상기 커플러의 중심으로부터 일정 거리 이격된 상기 수평강관의 2 이상의 작용점에 수직하중을 가하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 하중작용단계에서,
    상기 수직하중은 단위시간당 증가하는 하중의 크기가 0.3kN/sec 인 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 하중작용단계는,
    상기 수직하중이 상기 수평강관의 기 설정된 작용점에 가해질 때, 상기 수직강관의 적어도 2이상의 지점에 각각 휠브라켓이 접촉되면서 상기 수직강관의 좌굴이 방지된 상태로 수직하중이 가해지는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 하중측정단계에서,
    상기 시편의 수직강관에 설치된 커플러의 초기 위치에서 하중장비에 의해 7mm 길이만큼 제1위치로 이동할 때 수평강관의 중심에 작용하는 하중값을 측정하고, 커플러의 초기 위치에서 하중장비에 의해 2mm 길이만큼 제 2위치로 이동할 때 수직강관이 결합된 커플러의 바깥쪽 부분에 작용하는 하중을 측정하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 커플러는 수직강관 및 수평강관을 수직인 상태로 고정시키는 고정커플러일 경우, 상기 데이터저장단계에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서의 하중 측정값이 10kN, 제2위치에서의 하중 측정값이 15kN 일 때 상기 고정커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 커플러가 수직강관과 수펑강관을 일정 각도를 갖도록 고정시키는 회전커플러일 경우, 상기 데이터저장단계에서 수집 및 저장된 데이터 값이 상기 제1위치에서의 하중 측정값이 7kN, 상기 제2위치에서의 하중 측정값이 10kN 일 때 상기 회전커플러 미끄럼 시험에 대한 성능평가 기준의 충족 여부를 승인하는 승인단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 데이터저장단계는,
    상기 시편준비단계,하중작용단계, 변위측정단계 및 하중측정단계를 10회 이상 반복실시하여 상기 데이터 값을 수집 및 저장하는 것을 특징으로 하는 비계의 커플러 미끄럼 시험 방법.



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