KR102092715B1 - Apparatus for connecting steel pipe - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 강관 연결장치는 외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트; 상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트; 상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및 상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함한다.The steel pipe connecting device according to the present invention includes: a first groove formed in a circumferential direction on an outer surface, and a pin joint having a rotation constraining groove; A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when fastened to the pin joint, and a connecting groove extending from the outer surface toward the second groove; A first shear heat set member that is fastened to the circumferential groove and restrains axial relative movement of the pin joint and the box joint; And a second shear connection material that is fastened to the connection groove and the rotation constraining groove and constrains the circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.
Description
본 발명은 강관파일 시공 현장에서 상부 강관 및 하부 강관을 용접 없이 기계적으로 연결하는 강관 연결장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe connecting device for mechanically connecting the upper steel pipe and the lower steel pipe without welding at the construction site of the steel pipe pile.
파일기초는 상부 구조물을 지반에서 안정적으로 지지해주기 위해 사용되는 기초 형식의 하나로서, 콘크리트 파일 및 강관파일 등이 사용되고 있다. 콘크리트 파일은 자재 비용이 저렴한 장점과 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 적은 단점이 있는 반면, 강관파일은 비록 자재 비용은 많이 소요되나 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 우수하여 큰 횡력(수평력)을 받는 구조물에 대한 파일 기초로 널리 사용되고 있다.Pile foundation is one of the basic types used to stably support the upper structure on the ground, and concrete pile and steel pipe pile are used. Concrete piles have the advantage of low cost of materials and low resistance to shearing and bending moments, whereas steel pipe piles have high lateral forces (horizontal forces) due to their excellent resistance to shearing and bending moments, although they are expensive. It is widely used as a pile foundation for structures.
강관파일은 강관사에서 일정한 길이(12m~15m)로 제조되므로, 시공현장에서 관입깊이가 강관길이를 초과할 경우에는 상부 강관파일과 하부 강관파일을 연결할 필요가 있다. 이들을 연결시키는 연결방법은 용접 방식으로 두 강관을 야금학적으로 접합시키던가, 기계적 연결장치를 이용하여 두 강관을 연결시키는 방식이 있다.Since the steel pipe pile is manufactured to a certain length (12 m to 15 m) in the steel pipe yarn, it is necessary to connect the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile when the depth of penetration exceeds the steel pipe length at the construction site. The connection method for connecting them is a method of joining two steel pipes metallurgically by a welding method or a method of connecting two steel pipes using a mechanical connection device.
상부 강관파일과 하부 강관파일을 야금학적으로 용접하는 방법은 시공현장에서 용접작업 및 비파괴 검사가 요구되어 시공기간이 길어지고, 강관파일 인발 시에는 절단하여 인발해야하는 어려움이 있는 반면, 용접 없이 기계적으로 연결하는 방법은 현장에서 용접 및 비파괴검사가 필요없기 때문에, 시공기간이 단축되고 인발시 해체도 용이하게 이루어지는 장점이 있다.The method of metallurgically welding the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile requires a welding operation and non-destructive inspection at the construction site, which increases the construction period, and when drawing the steel pipe pile, there is a difficulty in cutting and drawing, while mechanically without welding. Since the connection method does not require welding and non-destructive inspection in the field, there is an advantage that the construction period is shortened and the disassembly is easily performed during drawing.
기존 강관 파일 기계적 연결장치는 핀 조인트, 박스 조인트 등으로 구성된다. 핀 조인트는 박스 조인트의 홈과 마주보게 되어 있으며, 외면 원주홈이 절삭된 구조이다. 상측 강관이 원주 용접된 박스 조인트를 하측 강관이 원주 용접된 핀 조인트에 삽입한 후에 볼트를 회전시킴으로써 박스 조인트 내면 원주홈에 삽입된 전단연결재가 핀 조인트의 홈에 끼워져 박스 조인트 및 핀 조인트 부재가 일체화되어 강관의 기계적 결합이 완료된다. Conventional steel pipe pile mechanical connection device is composed of pin joint, box joint, and so on. The pin joint faces the groove of the box joint, and the outer circumferential groove is cut. After inserting the box joint in which the upper steel pipe is circumferentially welded to the pin joint in which the lower steel pipe is circumferentially welded, the shear connector inserted into the inner circumferential groove of the box joint is inserted into the groove of the pin joint by rotating the bolt, and the box joint and the pin joint member are integrated. The mechanical coupling of the steel pipe is completed.
하지만, 이러한 기존 강관 파일 기계적 연결장치는 구조적으로 안정적인 지지를 하기 위해서는 두께가 두꺼워져야 한다. 즉, 전단연결재가 박스 조인트와 핀 조인트를 연결시킨 이후에, 박스 조인트에 생기는 빈 공간은 구조적으로 아무 기능을 하지 못하게 되는데, 이는 전체 연결장치 두께를 증가시키는 원인이 되며, 이는 재료비 및 가공비 상승을 야기한다.However, this conventional steel pipe pile mechanical connection device must be thickened in order to provide structurally stable support. That is, after the shear connecting material connects the box joint and the pin joint, the empty space generated in the box joint does not function structurally, which increases the thickness of the overall connecting device, which increases the material cost and processing cost. Cause
또한 내부 빈 공간으로 인해서 전단연결재가 전단력에 의해 쉽게 회전이 되며, 전단연결재가 핀 조인트 및 박스 조인트에 집중 응력을 가하게 된다. 이를 방지하기 위해 박스 조인트 및 핀 조인트는 고강도의 두꺼운 소재를 사용해야하며, 이는 결국 원가 상승의 원인이 된다.In addition, due to the internal empty space, the shear connector is easily rotated by the shear force, and the shear connector exerts concentrated stress on the pin joint and the box joint. To prevent this, the box joint and the pin joint must use a high-strength thick material, which in turn causes a cost increase.
또한 전단연결재가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격을 필요로 하며, 이 공간으로 인해 강관에 인장력이 작용하면 전단연결재가 회전되어 두 박스조인트와 핀조인트를 분리 및 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 나아가, 각 박스조인트와 핀조인트 끝단 형상은 그 가공이 어려우며, 압축력에 대한 저항에도 효율적인 구조가 아니다.In addition, in order for the shear connector to be inserted smoothly, some tolerance and clearance are required, and when the tensile force acts on the steel pipe due to this space, the shear connector rotates and exerts a force to separate and destroy the two box joints and the pin joint. . Furthermore, the shape of each box joint and pin joint end is difficult to process, and is not an efficient structure for resistance to compression.
본 발명은 박스조인트와 핀조인트를 전단연결재를 이용해 강건하게 결합시키며 원주방향 회전을 억제하여, 기계적 연결장치의 두께를 절감시키고 나아가서 경제성 및 제작성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to reduce the thickness of the mechanical connecting device and further improve the economic efficiency and manufacturing efficiency by strongly coupling the box joint and the pin joint using a shear connector and suppressing circumferential rotation.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이웃하는 강관을 연결하기 위한 강관 연결장치에 있어서, 강관의 일단에 고정 결합되는 핀 조인트와, 상기 강관의 타단에 고정 결합되며 상기 핀 조인트가 끼워져 결합되는 박스 조인트를 갖추고, 상기 박스 조인트와 면접촉되는 핀 조인트의 외주면에는 외주면을 따라 제1 홈이 마련되고, 상기 핀 조인트부와 면접촉되는 박스 조인트의 내주면에는 상기 핀 조인트와 박스 조인트가 결합된 상태에서 상기 제1 홈과 대응되는 위치에 제2 홈이 마련되며, 상기 박스 조인트의 외주면에는 일부가 상기 제2 홈과 연통하도록 관통된 연결홈이 형성되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 상대 이동을 구속하도록 상기 연결홈을 통해 상기 제1 홈과 제2 홈에 의해 형성되는 원주홈을 채우도록 삽입되며 상기 연결홈을 막도록 결합되는 전단연결부재를 구비하는 강관 연결장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in a steel pipe connecting device for connecting neighboring steel pipes, a pin joint fixedly coupled to one end of a steel pipe and a box joint fixedly coupled to the other end of the steel pipe and fitted with the pin joint fitted Equipped, a first groove is provided along an outer circumferential surface on the outer circumferential surface of the pin joint that is in surface contact with the box joint, and the pin joint and the box joint are coupled to the inner circumferential surface of the box joint that is in surface contact with the pin joint. A second groove is provided at a position corresponding to the one groove, and a connecting groove is formed on the outer circumferential surface of the box joint so as to communicate with the second groove, and restrain the relative movement of the pin joint and the box joint. It is inserted to fill the circumferential groove formed by the first groove and the second groove through the connection groove and is coupled to block the connection groove. A steel pipe connecting device having a short connecting member may be provided.
상기 연결홈은 상기 박스 조인트의 외주면을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되되, 상기 연결홈은 상기 제2 홈과 연통하는 연통홀과, 상기 연통홀로부터 상기 박스 조인트의 축방향으로 상기 박스 조인트의 외주면과 단차지게 형성되는 단차면을 갖도록 마련될 수 있다.The connection groove is formed to have a predetermined length along the outer circumferential surface of the box joint, the connection groove is a communication hole communicating with the second groove, and the outer peripheral surface of the box joint in the axial direction of the box joint from the communication hole It may be provided to have a stepped surface formed to be stepped.
상기 전단연결부재는, 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 원호상의 전단연결재; 및 상기 연결홈으로 전단연결재가 빠져나오지 못하도록 상기 연결홈을 막도록 체결볼트에 의해 상기 박스 조인트에 체결되는 최종 전단연결재;를 구비할 수 있다.The shear connection member, having a cross section corresponding to the circumferential groove, is inserted into the circumferential groove through the connection groove and divided into a plurality of arc-shaped shear connections to fill the circumferential groove; And a final shear connection material that is fastened to the box joint by a fastening bolt to block the connection groove so that the shear connection material does not escape into the connection groove.
상기 복수의 전단연결재의 연결 길이는 상기 원주홈의 길이와 대응되는 길이를 갖도록 형성될 수 있다.The connection lengths of the plurality of shear connection materials may be formed to have a length corresponding to the length of the circumferential groove.
상기 전단연결부재는, 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되도록 복수개로 분할된 원호상의 전단연결재; 및 상기 전단연결재와 함께 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우며 상기 연결홈을 막도록 체결볼트에 의해 상기 박스 조인트에 체결되는 최종 전단연결재;를 구비할 수 있다.The shear connection member, having a cross section corresponding to the circumferential groove, the shear connection material in a circular arc divided into a plurality of pieces to be inserted into the circumferential groove through the connection groove; And a final shear connector that is inserted into the circumferential groove together with the shear connector and fills the circumferential groove and is fastened to the box joint by a fastening bolt to block the connection groove.
상기 복수의 전단연결재의 총 길이는 상기 연결홈의 길이를 제외한 상기 원주홈의 길이를 가지며, 상기 최종 전단연결재는 상기 원주홈에 삽입되는 삽입부와, 연결홈을 막도록 삽입부로부터 연장 형성된 플랜지부를 구비할 수 있다.The total length of the plurality of shear connecting materials has a length of the circumferential groove excluding the length of the connecting groove, and the final shear connecting material is formed with an insertion portion inserted into the circumferential groove and an extension formed from the insertion portion to block the connection groove Branches may be provided.
상기 제1 홈은 상기 핀 조인트의 축 방향으로 일정간격 이격되게 복수개 형성되고, 상기 제2 홈은 상기 제1 홈과 대응되도록 상기 박스 조인트의 축 방향으로 일정간격 이격되게 복수개 형성될 수 있다.A plurality of the first grooves may be formed to be spaced apart at regular intervals in the axial direction of the pin joint, and a plurality of the second grooves may be formed to be spaced apart at regular intervals in the axial direction of the box joint to correspond to the first groove.
상기 핀 조인트에는 외주면에서 내측수용부 쪽으로 경사진 외측 요철경사부와 상기 외측 요철경사부에서 상기 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 요철경사부를 갖는 제1 요철부와, 내주면에서 돌출단부 쪽으로 경사진 외측 걸림경사부와 상기 돌출단부에서 상기 제1 홈이 형성된 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 걸림경사부를 갖는 제1 걸림부가 마련되고, 상기 박스 조인트에는 상기 제2 홈이 마련되는 제2 결합부와, 상기 제1 걸림부와 대응되는 형상의 제2 요철부와, 상기 제1 요철부와 대응되는 형상의 제2 걸림부가 마련되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속할 수 있다.The pin joint has a first concavo-convex portion having an outer concave-convex portion inclined toward an inner receiving portion from an outer circumferential surface, and an inner concave-convex portion inclined toward the first coupling portion from the outer concave-convex portion, and an inclined outer side toward a protruding end portion from an inner circumferential surface. A first engaging portion having an inner engaging inclined portion inclined toward the first engaging portion in which the first groove is formed from the engaging inclined portion and the protruding end, and the second engaging portion in which the second groove is provided in the box joint, A second uneven portion having a shape corresponding to the first locking portion and a second locking portion having a shape corresponding to the first uneven portion are provided, and when the pin joint and the box joint are engaged, the first locking portion is the second It is fitted to the uneven portion, the second locking portion is fitted to the first uneven portion, it is possible to restrain the relative movement in the radial direction of the pin joint and the box joint.
외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트; 상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트; 상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및 상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함할 수 있다.A pin joint having a first groove formed in a circumferential direction on an outer surface and a rotation constraining groove; A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when fastened to the pin joint, and a connecting groove extending from the outer surface toward the second groove; A first shear heat set member that is fastened to the circumferential groove and restrains axial relative movement of the pin joint and the box joint; And a second shear connection material fastened to the connection groove and the rotation constraining groove and restraining circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.
상기 연결홈은 상기 제2 홈과 연통하는 연통홀; 상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및 상기 박스 조인트의 외주면에서 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함할 수 있다.The connection groove is a communication hole communicating with the second groove; A rotation confinement hole formed on an opposite surface of the rotation confinement groove; And a step surface formed to be stepped inward from the outer circumferential surface of the box joint.
상기 제2 전단연결재는 상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부; 상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및 상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함할 수 있다.The second shear connecting member includes an axial restraining portion restraining axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connecting member; A circumferential restraining part fitted to the rotation constraining groove; And a cover plate fastened to the step surface.
상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고, 상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출될 수 있다.The rotation constraining groove is provided perpendicular to the first groove, the axial restraint portion and the circumferential restraint portion are integrally provided, and may protrude crosswise from the cover plate.
상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고, 상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속할 수 있다.The pin joint is provided with a first locking portion and a first concavo-convex portion, and the box joint is provided with a second locking portion and a second concavo-convex portion, and when the pin joint is coupled to the box joint, the first locking portion is the second concavo-convex portion Fitted to the portion, the second locking portion is fitted to the first uneven portion, it is possible to constrain the relative movement in the radial direction of the pin joint and the box joint.
상기 제1 걸림부에는 상기 핀 조인트의 내주면에서 돌출단부 쪽으로 경사진 외측 걸림경사부와 상기 돌출단부에서 상기 제1 홈이 형성된 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 걸림경사부가 마련되고, 상기 제1 요철부에는 상기 핀 조인트의 외주면에서 내측수용부 쪽으로 경사진 외측 요철경사부와 상기 외측 요철경사부에서 상기 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 요철경사부를 갖는 가 마련되고, 상기 박스 조인트에는 상기 핀 조인트와 결합 시 상기 제1 홈과 마주하는 상기 제2 홈이 형성되는 제2 결합부와, 상기 제1 걸림부와 대응되는 형상의 제2 요철부와, 상기 제1 요철부와 대응되는 형상의 제2 걸림부가 마련될 수 있다.The first engaging portion is provided with an outer engaging inclined portion inclined toward the protruding end from the inner circumferential surface of the pin joint and an inner engaging inclined portion inclined toward the first engaging portion in which the first groove is formed in the protruding end, and the first irregularities The part is provided with an outer uneven slope inclined toward the inner receiving portion from the outer circumferential surface of the pin joint and an inner uneven slope inclined toward the first coupling portion from the outer uneven slope portion, and the box joint is provided with the pin joint. When engaged, a second engaging portion in which the second groove faces the first groove, a second uneven portion having a shape corresponding to the first locking portion, and a second having a shape corresponding to the first uneven portion A locking portion may be provided.
상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형일 수 있다.The first shear connecting material may have a cross section corresponding to the circumferential groove, and may be arcuately divided into a plurality of inserts into the circumferential groove through the connection groove to fill the circumferential groove.
본 발명에 따른 강관 연결장치는 박스조인트와 핀조인트가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. In the steel pipe connecting device according to the present invention, the box joint and the pin joint are connected without an empty space, so that sufficient structural rigidity can be secured and economical efficiency and manufacturing efficiency can be improved through a significant reduction in thickness.
또한 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재의 원주방향 구속부로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the relative rotation of the box joint and the pin joint in the circumferential restraining portion of the second shear connecting material can be suppressed without a separate rotation inhibiting device, manufacturing cost can be reduced and construction convenience can be improved.
또한 박스조인트와 핀조인트의 요철부와 걸림부는 각각 경사지게 구성되서, 각 조인트에 가해지는 힘에 의한 탈착을 방지하고, 매끄러운 형태로 제작 및 가공에 유리하고, 압축력에 대한 저항에도 유리할 수 있다.In addition, the concave-convex portions and the engaging portions of the box joint and the pin joint are configured to be inclined, thereby preventing desorption due to the force applied to each joint, advantageous for manufacturing and processing in a smooth form, and also advantageous for resistance to compressive forces.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 핀 조인트와 박스 조인트 사이에 형성된 원주홈으로 전단연결부재가 설치되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치에 마련된 전단연결부재의 제2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전단연결부재가 설치되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7의 조립 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 조립 전 측단면도이다.
도 11은 도 9의 조립 후 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 강관 연결장치의 원주홈으로 제1 전단연결재가 설치되는 방식을 나타낸다.
도 13은 도 12에서 제1 전단연결재가 설치된 후의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 강관 연결장치에 제2 전단연결재가 설치되는 상태를 나타낸다.
도 15는 도 14에 대한 평면 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 강관 연결장치의 조립 전 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 18은 도 17 에서 강관 연결장치의 좌측 부분에 대한 일부 확대도이다.
도 19은 본 발명의 제6 실시예에 따른 강관 연결장치의 조립 후 상태를 나타내는 측단면도이다.1 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an assembled perspective view of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing a steel pipe connecting device according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a state in which a shear connecting member is installed as a circumferential groove formed between a pin joint and a box joint of a steel pipe connecting device according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view showing a second embodiment of the shear connection member provided in the steel pipe connecting device according to the first embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which the shear connection member according to the second embodiment of the present invention is installed.
7 is a cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connecting device according to the third embodiment of the present invention is assembled.
8 is an assembled cross-sectional view of FIG. 7.
9 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting device according to a fourth embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional side view of FIG. 9 before assembly.
11 is a side cross-sectional view after assembly of FIG. 9.
12 shows a method in which a first shear connection material is installed as a circumferential groove of a steel pipe connection device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a side cross-sectional view after the first shear connector is installed in FIG. 12.
14 shows a state in which the second shear connecting material is installed in the steel pipe connecting device according to the fourth embodiment of the present invention.
15 is a plan cross-sectional view of FIG. 14.
16 is a side cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connecting device according to the fifth embodiment of the present invention is assembled.
17 is a side cross-sectional view showing a state before assembly of a steel pipe connecting device according to a sixth embodiment of the present invention.
18 is a partially enlarged view of the left portion of the steel pipe connecting device in FIG. 17.
19 is a side cross-sectional view showing a state after assembly of a steel pipe connecting device according to a sixth embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art. The present invention is not limited to the embodiments presented herein, but may be embodied in other forms. The drawings may omit the illustration of parts irrelevant to the description in order to clarify the present invention, and the size of components may be exaggerated to facilitate understanding.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 조립 사시도이며, 도 3은 상기 강관 연결장치를 나타내는 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an assembled perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the steel pipe connecting device.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 강관 연결장치는 이웃하는 강관을 연결하기 위한 장치로서, 강관(10, 20)의 일단에 고정 결합되는 핀 조인트(110)와, 강관(10, 20)의 타단에 고정 결합되는 박스 조인트(120) 및 상기 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상대 이동을 구속하는 전단연결부재(130)를 구비한다. 이때, 핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 용접에 의해 고착되고, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 용접에 의해 고착된 것으로 도시되었으나, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)는 하나의 강관(10, 20)에 각각 설치된다. 즉, 이웃하는 강관(10, 20)의 상부와 하부를 연결하기 위한 것으로서 강관(10, 20)의 상측에는 핀 조인트(110)가 마련되고, 강관(10, 20)의 하측에는 박스 조인트(120)가 마련된다. 따라서, 상측 강관(20)의 하부에 마련된 박스 조인트(120)와 하측 강관(10)의 상부에 마련된 핀 조인트(110)를 통하여 강관들(10, 20)을 연결하게 된다.1 to 3, the steel pipe connecting device according to an aspect of the present invention is a device for connecting neighboring steel pipes, a pin joint 110 fixedly coupled to one end of the
핀 조인트(110)는 원통형상을 갖추어 하측 강관(10)의 상부에 용접에 의해 고착된다. 보다 구체적으로, 핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 고착되는 제1 기부(111)와, 상기 제1 기부(111)로부터 수직방향으로 연장 형성된 제1 결합부(113)를 갖는다. 또한, 제1 기부(111)에는 외측으로 돌출 형성되며 돌기(112a)와 홈(112b)의 구조를 갖는 제1 요철부(112)가 마련된다.The pin joint 110 has a cylindrical shape and is fixed to the upper portion of the
제1 결합부(113)는 외경이 제1 기부(111)의 외경 보다 작은 외경을 갖도록 마련되며, 외주면에는 외주면을 따라 제1 홈(115)이 형성된다. 또한, 제1 결합부(113)의 선단부에는 제1 결합부(113)의 외주면으로부터 내측으로 단차지게 형성된 제1 걸림부(114)가 형성된다.The
박스 조인트(120)는 원통형상을 갖추어 상측 강관(20)의 하부에 용접에 의해 고착된다. 보다 구체적으로, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 고착되는 제2 기부(121)와, 상기 제2 기부(121)로부터 수직방향으로 연장 형성된 제2 결합부(123)를 갖는다. 또한, 제2 기부(121)에는 내측으로 돌출 형성되며 상기 제1 걸림부(114)와 접하도록 돌기(124a)와 홈(124b)의 구조를 갖는 제2 요철부(124)가 마련된다.The box joint 120 has a cylindrical shape and is fixed to the lower portion of the
제2 결합부(123)는 내경이 제2 기부(121)의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련되며, 내주면에는 내주면을 따라 제2 홈(125)이 형성된다. 이때, 제2 결합부(123)의 내경은 제1 결합부(113)의 외경과 대응되는 직경을 갖도록 마련된다. 또한, 제2 결합부(123)의 길이는 제1 결합부(113)의 길이와 대응되는 길이를 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 핀 조인트(110)의 제1 결합부(113)가 박스 조인트(120)에 끼워지며 제1 결합부(113)의 외주면과 제2 결합부(123)의 내주면이 면 접촉하도록 이루어진다. 한편, 제2 결합부(123)의 선단부에는 제2 결합부(123)의 내주면으로부터 외측으로 단차지게 형성된 제2 걸림부(122)가 형성된다. 이 제2 걸림부(122)는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합 시 제1 요철부(112)에 접하도록 구성된다.The
상기와 같은 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 전체적인 외형은 180°위상차를 가지고 서로 대응되는 형상을 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 제1 걸림부(114)의 돌출된 부분이 제2 요철부(124)의 홈(124b)에 끼워지고, 제2 걸림부(122)의 돌출된 부분이 제1 요철부(112)의 홈(112b)에 끼워져, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 콤팩트한 결합이 이루어지게 된다.The overall shape of the pin joint 110 and the box joint 120 as described above has a 180 ° phase difference and has shapes corresponding to each other. Thus, when the pin joint 110 and the box joint 120 are engaged, the protruding portion of the
한편, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합된 경우 제1 홈(115)과 제2 홈(125)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 이에, 제1 홈(115)과 제2 홈(125)에 의하여 단면이 직사각형인 원주홈(S)이 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이에 형성되게 된다. 이러한 원주홈(S)에 후술할 전단연결부재(130)를 삽입하기 위하여, 박스 조인트(120)의 외주면에는 제2 홈(125)과 연통하는 연결홈(126)이 마련된다. 보다 구체적으로 살펴보면, 연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면에 형성되되, 제2 홈(125)이 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된다. 또한, 연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면을 따라 소정 길이를 갖도록 형성된다. 이 연결홈(126)은 제2 홈(125)과 연통하는 연통홀(126a)과, 상기 연통홀(126a)로부터 박스 조인트(120)의 축방향(길이방향)으로 박스 조인트(120)의 외주면과 단차지게 형성되는 단차면(126b)을 구비한다. 이때, 연통홀(126a)은 후술할 전단연결부재(130)를 원주홈(S)에 삽입시키기 위한 것이며, 단차면(126b)은 전단연결부재(130)를 통해 연결홈(126)을 막도록 결합되는 설치면의 기능을 갖는다.Meanwhile, when the pin joint 110 and the box joint 120 are combined, the
전단연결부재(130)는 원주홈(S)에 삽입되며 연결홈(126)을 폐쇄함으로써 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상대 이동을 구속하는 역할을 수행한다. 이러한 전단연결부재(130)는 복수개로 분할된 전단연결재(132) 및 체결볼트(134)에 의해 연결홈(126)의 단차면(126b)에 체결되는 최종 전단연결재(136)를 구비한다.The front
복수개로 분할된 전단연결재(132)는 원주홈(S)에 삽입되어 원주홈(S)을 채우도록 각각 원주홈(S)과 대응되는 단면 및 원호형상을 갖는다. 또한, 복수의 전단연결재(132)의 연결 길이는 원주홈(S)의 길이와 대응되는 길이를 갖는다. 이 전단연결재(132)는 연결홈(126)의 연통홀(126a)을 통하여 원주홈(S)에 삽입된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 전단연결재(132)를 원주홈(S)에 삽입 후, 삽입된 전단연결재(132)에 외력을 가하여 원주홈(S)의 왼쪽 또는 오른쪽 원주 방향으로 이동시킨 다음 다른 전단연결재(132)를 원주홈(S)에 삽입하여 원주 방향으로 이동시키는 과정을 반복하여 원주홈(S)의 빈 공간을 채우게 된다. 이러한 복수개의 전단연결재(132)는 원주홈(S)의 빈 공간을 콤팩트하게 채우도록 원주홈(S)의 길이를 1/n로 나눈 개수를 갖는다. 예컨대, 360°의 원주를 갖는 원주홈(S)을 채우도록 복수의 전단연결재(132)는 중심축을 기준으로 0°에서 45°까지의 각도를 갖도록 분할되어 총 8개의 전단연결재(132)로 마련될 수 있다. 이에 연결홈(126)은 연통홀(126a)을 통해 원주홈(S)으로 전단연결재(132)가 삽입되도록 0°에서 45°까지의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 전단연결재(132)를 8개로 분할한 것은 일 예로서 이에 한정되지 않으며, 원주홈(S)의 빈 공간을 채울 수 있다면 선택적으로 분할되는 개수를 증감하여 마련할 수 있다. 이때, 연결홈(S)의 길이는 분할되는 개수에 따라 변화되는 전단연결재(132)의 길이와 대응되는 길이를 갖도록 형성되는 것은 자명하다.The
최종 전단연결재(136)는 체결볼트(134)를 통하여 연결홈(126)을 막도록 결합된다. 이 최종 전단연결재(136)는 연결홈(126)과 형합하는 형상을 갖도록 마련된다. 이에, 최종 전단연결재(136)는 외주면이 박스 조인트(120)의 외주면과 동일면을 갖도록 단차면(126b)에 밀착된 상태로 체결볼트(134)를 통해 박스 조인트(120)에 체결된다. 이때, 최종 전단연결재(136)를 설치 시 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 회전을 방지하도록 체결볼트(134)는 박스 조인트(120)를 관통하여 핀 조인트(110)에 체결되는 것이 바람직하다.The final
한편, 상기 전단연결부재(132)를 통하여 원주홈(S)을 콤팩트하게 채운 후 최종 전단연결재(136)로 마감하는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 최종 전단 연결재(136')로 원주홈(S)을 채우도록 마련될 수 있다. 이러한 전단연결부재(130')의 제2 실시예가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.On the other hand, after filling and filling the circumferential groove S through the
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전단연결부재(130')는 연결홈(126)을 통하여 원주홈(S)에 삽입되도록 복수개로 분할된 전단연결재(132) 및 체결볼트(134)에 의해 연결홈(126)을 막는 최종 전단연결재(136')를 구비한다. 본 실시예에 따른 전단연결부재(130')는 앞선 실시예와 마찬가지로, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합을 통하여 형성된 원주홈(S)을 채우고 연결홈(126)을 막도록 결합되어 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상대 이동을 구속하는 역할을 수행한다.5 and 6, the shear connecting member 130 'according to the second embodiment of the present invention is divided into a plurality of
보다 구체적으로, 복수의 전단연결재(132)는 각각 원주홈(S)과 대응되는 단면을 갖는다. 이 복수의 전단연결재(132)는 원호형상을 갖추어 총 7개로 분할된다. 예컨대, 360°의 각도를 갖는 원주홈(S)에 삽입되는 복수의 전단연결재(132)는 중심축을 기준으로 0°에서 45°까지의 각도를 갖도록 분할되되, 7개의 전단연결재(132)로 마련된다. 이에, 복수의 전단연결재(132)의 연결 길이는 원주홈(S)의 길이보다 작게 형성된다.More specifically, the plurality of
상기와 같이, 원주홈(S)이 복수의 전단연결재(132)에 의해 콤팩트하게 채워지지 못하고 빈 공간이 형성됨에 따라 최종 전단연결재(136')는 복수의 전단연결재(132)와 함께 원주홈(S)에 삽입되어 나머지 빈 공간을 채우도록 마련된다. 이에, 최종 전단연결재(136')는 원주홈(S)에 삽입되는 삽입부(136a')와, 연결홈(126)을 막도록 삽입부(136a')로부터 연장 형성된 플랜지부(136b')를 구비한다. 즉, 최종 전단연결재(136')는 단면이 'T'자 형상을 갖도록 마련된다. 상기와 같은 최종 전단연결재(136')는 삽입부(136a')가 원주홈(S)에 삽입된 상태에서 플랜지부(136b')가 단차면(126b)에 면접촉하도록 마련되고, 또한, 최종 전단연결재(136')의 외주면이 박스 조인트(120)의 외주면과 동일면에 배치되게 된다. 이에, 체결볼트(134)를 이용하여 최종 전단연결재(136')를 박스 조인트(120) 및 핀 조인트(110)에 고정시킴으로써 상측 강관(20)과 하측 강관(10)을 안정적으로 연결하게 된다.As described above, as the circumferential groove S is not compactly filled by the plurality of
전술된 강관 연결장치는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)에 각각 하나의 제1 홈(115) 및 제2 홈(125)이 형성된 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 핀 조인트(110)에 복수의 제1 홈(115a, 115b)이 형성되고, 박스 조인트(120)에 복수의 제2 홈(125a, 125b)이 형성되도록 마련될 수도 있다. 이러한 복수의 제1 홈(115a, 115b) 및 제2 홈(125a, 125b)을 갖는 강관 연결장치가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.The above-described steel pipe connecting device is illustrated and described as having one
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7의 조립 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connecting device according to the third embodiment of the present invention is assembled, and FIG. 8 is an assembled cross-sectional view of FIG. 7.
도 7 및 도 8을 참조하면, 강관 연결장치는 하측 강관(10)의 상단에 고정 결합되는 핀 조인트(110)와, 상측 강관(20)의 하단에 고정 결합되는 박스 조인트(120) 및 상기 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상대 이동을 구속하는 전단연결부재(130)를 구비한다. 본 실시예에 따른 강관 연결장치는 핀 조인트(110)의 제1 결합부(111) 외주면에 외주면을 따라 제1 홈(115a, 115b)이 형성되되, 제1 홈(115a, 115b)은 핀 조인트(110)의 축 방향으로 일정간격 이격되게 복수개 형성된다. 도시된 바에 따르면, 핀 조인트(110)의 외주면에는 2개의 제1 홈(115a, 115b)이 형성된다. 또한, 박스 조인트(120)의 제2 결합부(121)의 내주면에 제2 홈(125a, 125b)이 형성되되, 제2 홈(125a, 125b)은 박스 조인트(120)의 축 방향으로 일정간격 이격되게 복수개 형성된다. 도시된 바에 따르면, 박스 조인트(120)의 내주면에는 2개의 제2 홈(125a, 125b)이 형성된다. 즉, 제2 홈(125a, 125b)은 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합 시 제1 홈(115a, 115b)과 대응되는 위치에 형성되도록 마련되어 2개의 제1 홈(115a, 115b)과 제2 홈(125a, 125b)에 의하여 2개의 원주홈(Sa, Sb)이 형성되게 된다.7 and 8, the steel pipe connecting device is a pin joint 110 fixedly coupled to the upper end of the
한편, 원주홈(Sa, Sb)이 2개로 마련됨에 따라 원주홈(Sa, Sb)에 전단연결부재(130)를 삽입하기 위하여 박스 조인트(120)의 외주면에는 각각의 제2 홈(125a, 125b)과 대응되는 위치에 연결홈(126)이 형성된다.Meanwhile, as the two circumferential grooves Sa and Sb are provided, the
이러한 원주홈(126)에는 전단연결부재(130)의 복수개로 분할된 전단연결재(132)가 삽입되어 원주홈(Sa, Sb)을 채우며, 체결볼트(134)를 통해 최종 전단연결재(136)가 박스 조인트(120)에 결합되게 된다. 비록 도시되지는 않았으나, 각 원주홈(Sa, Sb)을 채운 후 하나의 최종 전단연결재를 통하여 두 개의 연결홈(126)을 한꺼번에 막도록 결합될 수도 있다.In the
상기와 같이, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)에 2개의 제1 홈(115a, 115b)과 제2 홈(125a, 125b)이 형성된 것으로 도시되었으나, 선택적으로 3개 이상의 홈들이 마련되도록 구성할 수도 있다.As described above, two
결과적으로, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이의 원주홈(S)을 콤팩트하게 채움으로써 구조적 강성을 확보함은 물론, 기존과 같은 불필요한 빈 공간을 제거함으로써 강관 연결장치의 두께를 감소시켜 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있게 된다.As a result, it is possible to secure the structural rigidity by compactly filling the circumferential groove S between the pin joint 110 and the box joint 120, as well as reducing the thickness of the steel pipe connecting device by removing unnecessary empty space as before. By doing so, it becomes possible to improve the economic efficiency and production efficiency.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 조립 전 측단면도이며, 도 11은 도 9의 조립 후 측단면도이다. 그리고 도 12는 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220) 사이에 형성된 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(230)가 설치되는 상태를 나타내고, 도 13은 도 12에서 제1 전단연결재(230)가 설치된 후의 측단면도를 나타낸다. 그리고 도 14는 제4 실시예에 따른 강관 연결장치에 제2 전단연결재(240)가 설치되는 상태를 나타내고, 도 15는 도 14에 대한 평면 단면도이다.9 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting device according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 10 is a side sectional view before assembly of FIG. 9, and FIG. 11 is a side sectional view after assembly of FIG. And FIG. 12 shows a state in which the
도면을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 강관 연결장치는 이웃하는 강관을 연결하기 위한 장치로써, 강관(10, 20)의 일단에 고정 결합되는 핀 조인트(210)와, 강관(10, 20)의 타단에 고정 결합되는 박스 조인트(220) 및 상기 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 상하방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단연결재(230)를 구비한다. Referring to the drawings, the steel pipe connecting device according to the fourth embodiment of the present invention is a device for connecting neighboring steel pipes, a pin joint 210 fixedly coupled to one end of the
핀 조인트(210)는 하측 강관(10)의 상부에 용접되고, 박스 조인트(220)는 상측 강관(20)의 하부에 용접될 수 있다. 즉, 강관 연결장치는 이웃하는 강관(10, 20)의 상부와 하부를 연결하기 위한 것으로서 하측 강관(10)의 상측에는 핀 조인트(210)가 마련되고, 상측 강관(20)의 하측에는 박스 조인트(220)가 마련된다. The pin joint 210 may be welded to the upper portion of the
핀 조인트(210)는 원통형상을 갖추어 하측 강관(10)의 상부에 용접될 수 있다. 구체적으로, 핀 조인트(210)는 하측 강관(10)의 상부에 연장 형성된 제1 결합부(213)와 외측으로 돌출 형성되며 돌기(212a)와 홈(212b)의 구조를 갖는 제1 요철부(212)를 갖는다.The pin joint 210 has a cylindrical shape and can be welded to the upper portion of the
제1 결합부(213)의 외주면에는 원주 방향으로 제1 홈(215)이 형성된다. 또한, 제1 결합부(213)의 선단부에는 제1 결합부(213)의 외주면으로부터 내측으로 단차지게 형성된 제1 걸림부(214)가 형성된다.The
박스 조인트(220)는 원통형상을 갖추어 상측 강관(20)의 하부에 용접에 의해 체결된다. 구체적으로, 박스 조인트(220)는 상측 강관(20)의 하부에 수직방향으로 연장 형성된 제2 결합부(223)와 상기 제1 걸림부(214)와 접하도록 돌기(224a)와 홈(224b)의 구조를 갖는 제2 요철부(224)가 마련된다.The box joint 220 has a cylindrical shape and is fastened by welding to the lower portion of the
제2 결합부(223)의 내주면에는 원주 방향으로 제2 홈(225)이 형성된다. 이때, 제2 결합부(223)의 내경은 제1 결합부(213)의 외경과 대응되는 직경을 갖도록 마련된다. 또한, 제2 결합부(223)의 길이는 제1 결합부(213)의 길이와 대응되는 길이를 갖는다. 이에, 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 결합 시 핀 조인트(210)의 제1 결합부(213)가 박스 조인트(220)에 끼워지며 제1 결합부(213)의 외주면과 제2 결합부(223)의 내주면이 면 접촉한다. The
한편, 제2 결합부(223)의 하단부에는 제2 결합부(223)의 외주면으로부터 내측으로 단차진 제2 걸림부(222)가 형성된다. 제2 걸림부(222)는 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)가 결합 시 제1 요철부(212)에 접하도록 구성된다.Meanwhile, a
상기와 같은 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 전체적인 외형은 원통형으로써, 핀 조인트(210)의 상측과 박스 조인트(220)의 상측이 서로 대응되는 형상을 갖는다. 이에, 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 결합 시 제1 걸림부(214)의 돌출된 부분이 제2 요철부(224)의 홈(224b)에 끼워지고, 제2 걸림부(222)의 돌출된 부분이 제1 요철부(212)의 홈(212b)에 끼워지게 된다.The overall shape of the pin joint 210 and the box joint 220 is cylindrical, and the upper side of the pin joint 210 and the upper side of the box joint 220 have a shape corresponding to each other. Thus, when the pin joint 210 and the box joint 220 are engaged, the protruding portion of the
핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)가 결합된 경우 제1 홈(215)과 제2 홈(225)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 이에, 제1 홈(215)과 제2 홈(225)에 의하여 단면이 직사각형인 원주홈(S)이 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220) 사이에 형성되게 된다. When the pin joint 210 and the box joint 220 are combined, the
연결홈(226)은 원주홈(S)에 후술할 제1 전단연결재(230)를 삽입하기 위하여, 박스 조인트(220)의 외주면에 제2 홈(225)과 연통하여 형성된다. 즉, 연결홈(226)은 박스 조인트(220)의 외주면에 형성되되, 제2 홈(225)이 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된다. The connecting
연결홈(226)은 박스 조인트(220)의 외주면을 따라 소정 길이를 갖도록 형성된다. 이 연결홈(226)은 제2 홈(225)과 연통하는 연통홀(226a)과, 연통홀(226a)에 수직으로 형성되는 회전구속홀(226b), 연통홀(226a)로부터 박스 조인트(220)의 반경 방향으로 박스 조인트(220)의 외주면과 단차지게 형성되는 단차면(226c)을 구비한다. 이때, 연통홀(226a)은 후술할 제1 전단연결재(230)를 원주홈(S)에 삽입시키기 위한 것이며, 회전구속홀(226b)은 핀 조인트(210)과 박스 조인트(220)의 원주 방향 상대 회전을 구속하고, 단차면(226c)은 후술할 제2 전단연결재(240)를 통해 연결홈(226)을 폐쇄하도록 결합되는 설치면의 기능을 갖는다.The connecting
전단연결재는 복수개의 제1 전단연결재(230)와 최종 체결용 제2 전단연결재(240)를 포함하고, 이들은 원주홈(S) 및 연결홈(226)에 삽입되어 박스 조인트(220)와 핀 조인트(210)의 상대 이동을 구속할 수 있다.The shear connector includes a plurality of
제1 전단연결재(230)는 원주홈(S)에 삽입되며 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 축방향 상대 이동을 구속하는 역할을 수행한다. 원주홈(S)은 핀 조인트(210)의 제1 홈(215)과 박스 조인트(220)의 제2 홈(225)이 합쳐져 형성되는데, 이러한 원주홈(S)에 제1 전단연결재(230)가 삽입되어 핀 조인트(210) 또는 박스 조인트(220)의 길이방향 이탈을 막는 것이다.The
복수개로 분할된 제1 전단연결재(230)는 원주홈(S)에 삽입되어 원주홈(S)을 채우도록 각각 원주홈(S)과 대응되는 단면 및 형상을 갖는다. 제1 전단연결재(230)는 연결홈(226)의 연통홀(226a)을 통하여 원주홈(S)에 삽입될 수 있다. 즉, 하나의 제1 전단연결재(230)를 원주홈(S)에 삽입 후, 삽입된 제1 전단연결재(230)에 외력을 가하여 원주홈(S)의 왼쪽 또는 오른쪽 원주 방향으로 이동시킨 다음, 다른 제1 전단연결재(230)를 원주홈(S)에 삽입하여 원주 방향으로 이동시키는 과정을 반복하여 원주홈(S)의 빈 공간을 채우게 된다. The
복수개의 제1 전단연결재(230)와 마무리 체결용 제2 전단연결재(240)는 원주홈(S)의 빈 공간을 채우도록 원주홈(S)의 길이를 1/n로 나눈 개수를 갖는다. 예컨대, 360°의 원주를 갖는 원주홈(S)을 채우도록 복수의 제1 전단연결재(230)와 제2 전단연결재(240)는 중심축을 기준으로 0°에서 45°까지의 각도를 갖도록 분할되어 총 7개의 제1 전단연결재(230)와 하나의 제2 전단연결재(240)로 마련될 수 있다. 이때, 연결홈(226)은 연통홀(226a)을 통해 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(230)가 삽입되도록 0°에서 45°까지의 각도로 마련될 수 있다.The plurality of first
제2 전단연결재(240)는 제1 전단연결재(230)의 삽입이 완료되면, 마지막으로 연결홈(226)을 폐쇄하도록 결합된다. 이 제2 전단연결재(240)는 연결홈(226)과 형합하는 형상을 갖는다. 이 제2 전단연결재(240)는 외주면이 박스 조인트(220)의 외주면과 부드럽게 이어지도록 단차면(226c)에 덮개판(243)이 밀착된 상태로 체결볼트(미도시)를 통해 박스 조인트(220)에 체결될 수 있다. When the insertion of the
제2 전단연결재(240)는 제1 전단연결재(230)와 함께 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부(241), 회전구속홈(216)에 끼워지는 원주방향 구속부(242), 및 단차면(226c)에 체결되는 덮개판(243)을 포함할 수 있다. 이때, 축방향 구속부(241)와 원주방향 구속부(242)는 일체형으로 마련되어, 덮개판(243)에서 십자형으로 돌출될 수 있다. The second
따라서, 제1 전단연결재(230)는 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220)의 축방향 이동을 구속하고, 제2 전단연결재(240)로는 축방향 이동과 원주방향 이동을 구속하고, 걸림부(212, 222)와 요철부(214, 224)는 반경 방향 상대 이동을 구속함으로써, 강관 연결장치의 3축 좌표계에서의 이동을 모두 구속할 수 있다.Therefore, the
또한, 박스조인트(220)와 핀조인트(210)가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재(240)의 원주방향 구속부(242)로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, the box joint 220 and the pin joint 210 are connected without an empty space, so that sufficient structural rigidity can be secured, and economical efficiency and manufacturing efficiency can be improved by significantly reducing thickness. Furthermore, since the relative rotation in the circumferential direction of the box joint and the pin joint can be suppressed by the
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다. 이를 참조하면, 다른 실시예에 따른 강관 연결장치는 핀 조인트(310)에 복수의 제1 홈(315a, 315b)이 형성되고, 박스 조인트(320)에 복수의 제2 홈(325a, 325b)이 형성되도록 마련될 수 있다. 이러한 복수의 홈들은 각각 두 개의 원주홈을 형성하며, 그에 대응하는 개수 및 크기의 제1 전단연결재(332, 234)가 그에 끼워질 수 있다.16 is a side cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connecting device according to the fifth embodiment of the present invention is assembled. Referring to this, in the steel pipe connecting device according to another embodiment, a plurality of
한편, 도시되지는 않았으나 각 원주홈을 제1 전단연결재(332, 234)로 채운 후에는 마지막으로 하나의 제2 전단연결재(미도시)를 이용하여 두 개의 연결홈(미도시)을 한꺼번에 폐쇄할 수 있다. 결과적으로, 핀 조인트(310)와 박스 조인트(320) 사이의 원주홈을 콤팩트하게 채움으로써 구조적 강성을 확보함은 물론, 기존과 같은 불필요한 빈 공간을 제거함으로써 강관 연결장치의 두께를 감소시켜 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, although not shown, after filling each circumferential groove with the first
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 강관 연결장치의 조립 전 상태를 나타내는 측단면도이고, 도 18은 도 17에 대응되도록 강관 연결장치의 한쪽 부분에 대한 확대도이며, 도 19는 강관 연결장치의 조립 후 상태를 나타내는 측단면도이다.17 is a side cross-sectional view showing a state before assembly of a steel pipe connection device according to a sixth embodiment of the present invention, FIG. 18 is an enlarged view of one part of the steel pipe connection device to correspond to FIG. 17, and FIG. 19 is a steel pipe connection It is a side cross-sectional view showing the state after assembly of the device.
전단연결재(430)가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격이 필요하며, 이 공간으로 인해 강관(10,20)에 인장력이 작용할 때 전단연결재(430)가 회전하며, 두 박스조인트(420)와 핀조인트(410)를 분리시켜 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 이때 각 조인트(410,420)는 휨하중을 겪으면서 시작점에서 파괴가 발생하게 된다.In order for the
이를 위해 제6 실시예에 따른 강관 연결장치에서는 끝단면에 비해 모멘트힘이 많이 걸리는 안쪽면의 두께가 증가된 형태로 마련될 수 있다. 끝단면에서부터 전단연결재(430) 부분까지 경사지게 두꺼워지다가, 전단연결재(430) 부분에서 다시 수직을 유지한 다음, 그 이후 안쪽면까지 경사지게 증가하는 것이다.To this end, in the steel pipe connecting device according to the sixth embodiment, the thickness of the inner surface, which takes a lot of moment force compared to the end surface, may be provided. It is thickened obliquely from the end cross-section to the front
이는 박스조인트(420)의 끝단과 핀조인트(410)의 안쪽면이 전단면에 걸쳐 접촉하게 하여 외부하중에 강한 저항력을 제공하고, 두 조인트(410,420) 간의 탈착을 방지하기 위해 끝단 접촉면에는 경사를 주어, 두 조인트(410,420)가 분리되려는 변형을 방지한다. 그리고 이 경우, 끝단부에 돌출 및 홈이 없는 매끄러운 형태로 제작되므로, 제작 및 가공에도 유리하다.This provides a strong resistance to external loads by making the end of the box joint 420 and the inner surface of the pin joint 410 contact across the shear surface, and inclining the end contact surface to prevent detachment between the two joints 410,420. Given, the two
구체적으로 도면을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 강관 연결장치의 핀 조인트(410)에는 외주면에서 내측수용부(412b) 쪽으로 경사진 외측 요철경사부(412a)와 외측 요철경사부(412a)에서 제1 결합부(413) 쪽으로 경사진 내측 요철경사부(412c)를 갖는 제1 요철부(412)와, 내주면에서 돌출단부(414b) 쪽으로 경사진 외측 걸림경사부(414a)와 돌출단부(414b)에서 제1 홈(415)이 형성된 제1 결합부(413) 쪽으로 경사진 내측 걸림경사부(414c)를 갖는 제1 걸림부(414)가 마련될 수 있다.In detail, referring to the drawings, the
마찬가지로, 박스 조인트(420)에는 외주면에서 내측수용부(422b) 쪽으로 경사진 외측 요철경사부(422a)와 외측 요철경사부(422a)에서 제1 결합부(423) 쪽으로 경사진 내측 요철경사부(422c)를 갖는 제1 요철부(422)와, 내주면에서 돌출단부(424b) 쪽으로 경사진 외측 걸림경사부(424a)와 돌출단부(424b)에서 제1 홈(425)이 형성된 제1 결합부(423) 쪽으로 경사진 내측 걸림경사부(424c)를 갖는 제1 걸림부(424)가 마련될 수 있고, 이를 통해 핀 조인트(410)와 박스 조인트(420)의 결합 시 제1 걸림부(414)는 제2 요철부(424)에 끼워지고, 제2 걸림부(422)는 제1 요철부(412)에 끼워져, 핀 조인트(410)와 박스 조인트(420)의 반경 방향 상대 이동을 구속할 수 있다.Likewise, the box joint 420 has an inner uneven inclined portion inclined toward the
이처럼, 요철부(412, 422)와 걸림부(414, 424)는 각각 경사지게 구성되서 각 조인트(410,420)에 가해지는 힘에 의한 탈착을 방지한다. 즉, 돌출단부(412b, 422b)에서 경사를 형성하며 결합부(413,423)까지 이어지다가, 결합부(413,423) 부분은 수직을 유지한 다음, 다시 내측수용부(414b, 424b)까지 경사지게 배치될 수 있다.As such, the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand. Therefore, the true scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
S: 원주홈 10: 하측 강관
20: 상측 강관 110: 핀 조인트
120: 박스 조인트 130: 전단연결부재
111: 제1 기부 113: 제1 결합부
112a: 돌기 112b: 홈
112: 제1 요철부 115: 제1 홈
114: 제1 걸림부 121: 제2 기부
123: 제2 결합부 123: 제2 요철부
124a: 돌기 124b: 홈
125: 제2 홈 126: 연결홈
126a: 연통홀 126b: 단차면
132: 전단연결재 134: 체결볼트
136: 최종 전단연결재 210: 핀 조인트
212: 제1 요철부 213: 제1 결합부
214: 제1 걸림부 215: 제1 홈
216: 회전구속홈 220: 박스 조인트
222: 제2 걸림부 223: 제2 결합부
224: 제2 요철부 225: 제2 홈
226: 연결홈 226a: 연통홀
226b: 회전구속홀 226c: 단차면
230: 제1 전단연결재 240: 제2 전단연결재
241: 축방향 구속부 242: 원주방향 구속부
243: 덮개판 310: 핀 조인트
315a, 315b: 제1 홈 320: 박스 조인트
325a. 325b: 제2 홈 332, 334: 제1 전단연결재
410: 핀 조인트 411: 핀 조인트
412: 제1 요철부 412a: 외측 요철경사부
412b: 내측수용부 412c: 내측 요철경사부
413: 제1 결합부 414: 제1 걸림부
414a: 외측 걸림경사부 414b: 돌출단부
414c: 내측 걸림경사부 415: 제1 홈
420: 박스 조인트 422: 제2 걸림부
422a: 외측 걸림경사부 422b: 돌출단부
422c: 내측 걸림경사부 423: 제2 결합부
424: 제2 요철부 424a: 외측 요철경사부
424b: 내측수용부 424c: 내측 요철경사부
425: 제2 홈 430: 전단연결재S: Wonju Home 10: Lower steel pipe
20: upper steel pipe 110: pin joint
120: box joint 130: shear connection member
111: first base 113: first coupling
112a:
112: first uneven portion 115: first groove
114: first locking portion 121: second donation
123: second engaging portion 123: second uneven portion
124a:
125: second groove 126: connecting groove
126a:
132: shear connection material 134: fastening bolt
136: final shear connection material 210: pin joint
212: first uneven portion 213: first coupling portion
214: first locking portion 215: first groove
216: rotating constraining groove 220: box joint
222: second engaging portion 223: second engaging portion
224: second uneven portion 225: second groove
226: connecting
226b: Revolving
230: first shear connector 240: second shear connector
241: axial restraint 242: circumferential restraint
243: cover plate 310: pin joint
315a, 315b: first groove 320: box joint
325a. 325b:
410: pin joint 411: pin joint
412: first
412b: inner receiving
413: first engaging portion 414: first engaging portion
414a: outer engaging
414c: inner locking inclined portion 415: first groove
420: box joint 422: second engaging portion
422a: the outer engaging
422c: inner engaging inclined portion 423: second engaging portion
424: second
424b: inner receiving
425: second groove 430: shear connection material
Claims (15)
상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트;
상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단연결재; 및
상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함하고,
상기 연결홈은
상기 제2 홈과 연통하는 연통홀;
상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및
상기 박스 조인트의 외주면에서 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함하는 강관 연결장치.A pin joint having a first groove formed in a circumferential direction on an outer surface and a rotation constraining groove;
A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when fastened to the pin joint, and a connecting groove extending from the outer surface toward the second groove;
A first shear connection material that is fastened to the circumferential groove to constrain the axial relative movement of the pin joint and the box joint; And
It includes; a second shear connecting member that is fastened to the connection groove and the rotation constraining groove and restrains the circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.
The connecting groove
A communication hole communicating with the second groove;
A rotation confinement hole formed on an opposite surface of the rotation confinement groove; And
Steel pipe connecting device comprising a; stepped surface is formed to be stepped inward from the outer peripheral surface of the box joint.
상기 제2 전단연결재는
상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부;
상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및
상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함하는 강관 연결장치.The method of claim 9,
The second shear connector
An axial restraint portion restraining axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connector;
A circumferential restraining part fitted to the rotation constraining groove; And
Steel pipe connecting device comprising a; cover plate fastened to the step surface.
상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고,
상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출되는 강관 연결장치.The method of claim 11,
The rotation confinement groove is provided perpendicular to the first groove,
The axial restraint and the circumferential restraint are integrally provided, and a steel pipe connecting device protruding crosswise from the cover plate.
상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고,
상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고,
상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속하는 강관 연결장치.The method of claim 11,
The pin joint is provided with a first locking portion and a first uneven portion,
The box joint is provided with a second locking portion and a second uneven portion,
When the pin joint and the box joint are engaged, the first locking portion is fitted to the second concavo-convex portion, and the second locking portion is fitted to the first concavo-convex portion to constrain the radial relative movement of the pin joint and the box joint. Steel pipe coupling.
상기 제1 걸림부에는 상기 핀 조인트의 내주면에서 돌출단부 쪽으로 경사진 외측 걸림경사부와 상기 돌출단부에서 상기 제1 홈이 형성된 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 걸림경사부가 마련되고,
상기 제1 요철부에는 상기 핀 조인트의 외주면에서 내측수용부 쪽으로 경사진 외측 요철경사부와 상기 외측 요철경사부에서 상기 제1 결합부 쪽으로 경사진 내측 요철경사부가 마련되고,
상기 박스 조인트에는 상기 핀 조인트와 결합 시 상기 제1 홈과 마주하는 상기 제2 홈이 형성되는 제2 결합부와, 상기 제1 걸림부와 대응되는 형상의 제2 요철부와, 상기 제1 요철부와 대응되는 형상의 제2 걸림부가 마련되는 강관 연결장치.The method of claim 13,
The first engaging portion is provided with an outer engaging inclined portion inclined toward the protruding end from the inner circumferential surface of the pin joint and an inner engaging inclined portion inclined toward the first engaging portion in which the first groove is formed in the protruding end,
The first concavo-convex portion is provided with an outer concave inclined portion inclined toward the inner accommodating portion from the outer circumferential surface of the pin joint, and an inner concave-concave portion inclined toward the first coupling portion from the outer concave-convex portion,
The box joint includes a second engaging portion in which the second groove facing the first groove when engaged with the pin joint, a second uneven portion having a shape corresponding to the first locking portion, and the first uneven portion Steel pipe connecting device is provided with a second locking portion of a shape corresponding to the portion.
상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형인 강관 연결장치.The method of claim 9,
The first shear connecting material has a cross section corresponding to the circumferential groove, and is inserted into the circumferential groove through the connecting groove and divided into a plurality of arc-shaped steel pipe connecting devices to fill the circumferential groove.
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