KR102435778B1 - 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

나사식 철근 조인트 구조(101)는, 한 쌍의 철근(102, 102)과, 이들 한 쌍의 철근(102, 102)을 접속하는 통형(筒形)의 커플러(104)를 구비하고 있다. 철근(102, 102)은, 환축형의 철근 본체(106)의 외주에 나선형의 노드부(108)를 가지는 이형 철근이다. 철근(102)의 단부에, 노드부(108)가 제거된 원주부(114)가 형성되고, 이 원주부(114)에, 수나사부(112)가 형성되어 있다. 수나사부(112)의 경도는, 철근(102)의 다른 부분보다 하드하거나 또는 인장 강도가 강하다. 한 쌍의 철근(102, 102)은, 그 수나사부(112, 112)에 나사결합되는 나사통형의 커플러(104)에 의해 접속되어 있다.

Description

이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조 및 그 제조 방법

이 출원은, 2016년 10월 13일자 일본 특허출원 제2016-201748, 2017년 9월 15일자 일본 특허출원 제2017-177804, 및 2017년 9월 28일자 일본 특허출원 제2017-188827의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은, 철근 콘크리트에 사용되는 이형 철근(deformed rebar)의 나사식 철근 조인트 구조(screw-type rebar joint structure) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

철근 콘크리트에 있어서, 철근에는 일반적으로 정착성(定着性)이 우수하므로, 이형 철근이 사용된다. 이형 철근을 접속하는 철근 조인트로서, 중첩 조인트 등 각종 형식의 것이 있고, 배근 구조(bar arrangment structure)의 간소화나 공기(工期)의 단축을 도모한 것으로서, 나사식 철근 조인트가 있다. 나사식 철근 조인트에 있어서, 철근에 단지 수나사부를 절삭 가공으로 형성한 경우, 단면(斷面) 결손(缺損)에 의해 내력(耐力)이 저하되므로, 철근에 대경부(大徑部)를 형성하여 두고, 이 대경부에 수나사를 롤링[전조(轉造; rolling)]하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 제안예에서는, 록 너트(lock nut)를 설치함으로써, 반동을 없애는 것에 대하여도 제안되어 있다.

일본 특허 제5869716호 공보

특허문헌 1에 의해 제안된 철근 조인트는, 철근에 대경부를 형성하여 두고, 이 대경부에 수나사를 가공하는 것이므로, 수나사부의 내력이 우수하다는 장점을 가진다. 그러나, 상기 대경부의 형성이 필요해지므로, 제조 비용이 높아진다. 철근 소재에 대한 상기 대경부의 형성은, 이형 철근의 노드나 리브(rib)의 롤 성형 시에 함께 행하면, 제조 비용의 증가는 어느 정도 억제되지만, 충분하지 않다. 또한, 롤 성형에 의하면, 상기 철근의 대경부는, 롤 직경에 따른 일정 피치로 형성되지만, 다소의 피치의 어긋남이 생긴다. 그러므로, 상기 대경부의 길이 방향의 중앙에서 절단하여 한 쌍의 수나사부를 얻기 위한 철근 단부(端部)의 대경부를 얻는 데 대하여, 위치 조정이 필요하며, 양산하는 데 대하여 생산성이 저하된다.

본 발명의 목적은, 생산성이 우수하고, 또한 수나사부의 가공에 의한 내력 저하의 실용상의 문제가 생기지 않고, 필요한 내력이 얻어지는 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조는, 한 쌍의 철근과, 양 철근을 접속하는 나사통형의 커플러를 구비한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조로서, 상기 한 쌍 중 한쪽 또는 양쪽의 철근은, 환축형(丸軸狀; round shaft-shape)의 철근 본체의 외주(外周)에 복수의 환형(環形)의 노드부(node) 또는 나선형의 노드부를 가지는 이형 철근이며, 상기 철근의 한쪽 또는 양쪽의 단부에, 상기 노드부가 제거된 원주부(圓柱部)를 가지고, 이 원주부에 수나사부가 형성되고, 상기 수나사부의 나사산 직경이 상기 철근 본체보다 크고, 나사홈 직경이 상기 철근 본체보다 작고, 상기 수나사부의 경도가 상기 철근의 다른 부분보다 하드하거나 또는 인장(引張) 강도가 강하고, 상기 커플러가, 양 철근의 상기 수나사부에 나사결합되어 있다.

이 구성에 의하면, 한 쌍의 철근의 수나사부를 커플러에 나사삽입함으로써 양 철근의 접속이 행해지고, 일반의 철근 조인트와 마찬가지로, 배근의 간소화, 공기의 단축이 도모된다. 수나사부는, 나사홈 직경이 철근 본체보다 작고, 나사산 직경이 철근 본체보다 굵은 직경이다. 따라서, 소재로 하는 이형 철근에 하부 가공을 행하지 않고 그대로, 또는 진원(眞圓; perfect circle) 가공 정도의 하부 가공을 행하는 것만으로, 수나사부를 형성할 수 있다. 이와 같이, 대경화(大徑化) 등의 대규모인 하부 가공을 행하지 않고, 이형 철근에 나사 가공을 행함으로써 수나사부가 형성되므로, 생산성이 우수하다.

수나사부의 나사홈 직경이 철근 본체보다 작기 때문에, 조인트부에서의 철근의 내인장력(耐引張力) 등의 내력의 저하가 우려되지만, 수나사부의 경도가 다른 부분보다 하드하므로, 내력의 저하가 보충되어, 충분한 내력을 얻을 수 있다. 수나사부의 홈 가공에 의한 내력 저하를 보충하기 위해 필요로 하는 경도는, 수나사부의 롤링에 의해 얻어지는 가공 경화[소성(塑性) 경화라고도 함]의 정도이면 된다. 따라서, 이형 철근에 그대로 수나사부를 롤링하면, 수나사부에 필요한 경도도 얻어진다. 그러므로, 수나사부의 경도를 높이기 위한 전용(專用)의 공정은 불필요하며, 이로부터도 생산성이 우수하다. 커플러를 준비하여 두면, 후의 작업은, 이형 철근의 절단 및 수나사부의 롤링만으로 되고, 건축 현장에서 행할 수도 있다.

본 발명의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 상기 철근은, 나선형의 상기 노드부를 가지는 이형 철근이라도 된다.

이형 철근으로서, 표면의 노드(node)가 나사형으로 형성된 나사 노드 철근이 알려져 있다. 나사 노드 철근은, 현장에서 임의의 개소에서 절단하고, 커플러나 록 너트를 사용하여 철근을 접합할 수 있다. 그러나, 나사 노드 철근에서는, 나사 노드는 압연롤(pressure roll)에 의해 형성되므로, 나사 피치가 커지게 된다. 그러므로, 커플러의 길이가 커지게 된다. 또한, 나사의 접촉면도 거칠어지므로, 밀착성이 저하되므로, 록 너트의 사용 및 그라우트(grout)의 충전이 필요해진다. 그 결과, 현장에서의 작업 공정 및 작업 기간이 증가한다.

상기 구성에 의하면, 수나사부가 롤링에 의해 형성되어 있으므로, 나사 피치를 작게 형성할 수 있다. 그러므로, 커플러의 길이가 짧아지게 된다. 또한, 나사의 접촉면의 밀착성도 확보할 수 있으므로, 그라우트의 충전이 불필요해진다. 그 결과, 현장에서의 그라우트 충전 작업, 그라우트의 품질 관리 등의 공정을 생각할 수 있는 데 더하여, 그라우트의 경화에 필요한 양생(養生) 기간도 불필요해진다. 따라서, 현장에서의 작업 공정 및 작업 기간의 증가를 억제할 수 있다.

본 발명의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 상기 한쪽 또는 양쪽의 철근의 외주면(外周面)에서의 서로 180°이격된 2개소(箇所)에, 축 방향에 수직인 단면이 직선인 스트립형(strip-shaped) 평탄부가 형성되고, 상기 스트립형 평탄부는, 철근 본체의 외주면을 이루는 원의 일부의 호(弧; arc)로 되는 직선으로 구성되고, 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있어도 된다.

나사 노드 철근에서는, 한 쌍의 철근을 커플러에 의해 접속한 상태로, 그라우트(grout)를 충전할 수 있도록, 스트립형 평탄부가 형성되어 있다. 즉, 단면 형상이 타원형으로 되어 있다. 상기 구성에 의하면, 그라우트의 충전이 불필요해지므로, 스트립형 평탄부는 없어도 된다. 그래서, 철근의 단부에서의 수나사부가 형성되는 영역에, 진원 가공을 행하여, 이 진원 부분에 수나사부를 형성할 수 있다. 이로써, 내력이 우수한 수나사부를 얻을 수 있다. 그리고, 발명자의 예의(銳意) 연구에 의해, 철근의 축부(軸部)의 단면적(斷面績)의 4%에 상당하는 범위까지이면, 깎아도, 철근의 성능에 영향을 주지 않는 것을 알고 있다. 따라서, 이 범위 내에서 단부의 축부를 밑깎기(precut) 하여, 진원 가공을 행해도, 철근의 성능에는 문제 없다.

본 발명의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 상기 철근은, 길이 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 환형의 상기 노드부(node portion)와, 길이 방향으로 연장되는 돌조(突條; projection)를 가지는 이형 철근이며,

상기 수나사부는, 상기 노드부에 상당하는 폭의 복수 개소가 나사산 직경이 큰 부분, 나머지가, 상기 돌조와 같은 주위 방향 개소를 제외하고 나사산 직경이 작은 부분으로서,

양 부분의 나사홈 직경은 서로 같으며, 상기 나사산 직경이 작은 부분의 나사홈 깊이가, 나사산 직경이 큰 부분의 나사홈 깊이의 70% 이상이며,

상기 나사산 직경이 큰 부분의 나사산 직경이, 상기 철근의 상기 철근 본체보다 크고, 또한 상기 돌조를 포함하는 최대 직경보다 작다.

이 구성에 의하면, 환축형의 철근 본체와 노드부 및 리브로 구성된 대나무 노드형 철근(bamboo node reinforcing bar)에도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 상기 철근은, 길이 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 환형의 상기 노드부를 가지는 이형 철근이며,

상기 수나사부는, 상기 노드부에 상당하는 폭의 복수 개소가 나사산 직경이 큰 부분, 나머지가 나사산 직경이 작은 부분으로서,

양 부분의 나사홈 직경은 서로 같으며, 상기 나사산 직경이 작은 부분의 나사홈 깊이가, 나사산 직경이 큰 부분의 나사홈 깊이의 70% 이상이며,

상기 나사산 직경이 큰 부분의 나사산 직경이, 상기 철근의 상기 철근 본체보다 크고, 또한 상기 노드부를 포함하는 최대 직경보다 작다.

종래의 대나무 노드형 철근이라고 하는 이형 철근은, 일반적으로 환축형의 철근 본체와 노드부와 리브로 구성되어 있지만, 상기 리브도 인장 내력에 기여하고 있고, 약 4% 정도를 차지한다. 이 이형 철근에 상기 수나사부를 가공한 경우, 나사홈 부분에서 상기 리브가 중단되고, 리브의 단면적에 의해 기여하는 만큼의 인장 내력이 저하된다. 이로써, 수나사부가 인장 내력의 국부적(局部的)인 약부(弱部)로 된다.

상기 철근을 길이 방향으로 연장되는 리브 등의 돌조를 가지고 있지 않은 형상으로 한 경우, 수나사부가 내력의 국부적인 약부로 되는 것이 회피된다. 단지 돌조를 없애면, 그만큼, 철근의 전체의 인장 내력이 저하되지만, 수나사부는, 롤링에 의한 가공 경화로 인장 강도가 강해져 있으므로, 필요한 강도가 유지된다. 더 확실한 것으로 하기 위해서는, 리브 등의 돌조의 단면적에 상당하는 분만큼 철근 본체의 직경이 큰 철근을 이용하면 된다.

길이 방향으로 연장되는 돌조를 가지고 있지 않은 이형 철근을 사용하는 경우, 상기 한쪽 또는 양쪽의 철근의 외주면에서의 서로 180°이격된 2개소에, 축 방향에 수직인 단면이 직선인 스트립형 평탄부가 형성되고, 상기 스트립형 평탄부는, 철근 본체의 외주면을 이루는 원의 일부의 호로 되는 직선으로 구성되고, 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있어도 된다. 노드부를 가지는 이형 철근을 제조하는 경우, 일반적인 압연(壓延)에 의하면, 대향하는 압연롤 사이의 간극에 의해 리브로 되는 돌조가 생긴다. 그러나, 압연 시에 리브가 생겨도, 그 리브를 떨어뜨려 스트립형 평탄부로 하면 된다. 이로써, 일반적인 노드부 및 리브를 가지는 이형 철근으로 하는 압연롤 설비를 사용하여, 상기 노드부의 가공을 행해도, 길이 방향으로 연장되는 돌조를 가지고 있지 않은 노드가 있는 이형 철근으로 된다.

본 발명에 있어서, 상기 철근의 상기 수나사부에 나사결합되어 상기 커플러의 단면(端面)에 맞닿는 록 너트를 가지도록 해도 된다. 이와 같이, 록 너트를 설치한 경우, 나사결합 부분에서의 반동(backlash)이 없어진다. 또한, 인장력(引張力)의 작용 시와 압축력의 작용 시에, 수나사부와 커플러의 암나사부의 나사산끼리가 접촉하는 면이 변하지 않고, 인장 내력 및 압축 내력의 양쪽의 요건을 충족할 수 있다.

본 발명의 배근 구조는, 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 이형 철근인 철근을, 본 발명의 나사식 철근 조인트 구조로 연결한 배근 구조로서, 복수 개의 상기 철근 중 일부의 철근이 길이 조정용 철근이며, 나머지의 철근이 정척(定尺) 철근이며, 상기 정척 철근(standard length reinforcing bar)의 상기 수나사부는, 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 형성되고, 상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부는, 상기 정척 철근의 상기 수나사부보다 길게 형성되어 있다.

나사식 철근 조인트 구조를 사용하여 복수 개의 철근을 접속한 배근은, 철근 콘크리트조 건축물에서의 빔이나 기둥의 주마디로서 사용된다. 철근 콘크리트조 건축물은, 빔이나 기둥의 길이가, 모듈 치수로 규격화되어 있는 경우가 많고, 수나사부를 가지는 철근으로서, 여러종류의 길이의 정척 철근을 준비하여 두면, 어느 정도는 대응할 수 있다.

그러나, 철근 콘크리트조 건축물을, 모듈로부터 벗어난 치수로 구축하는 경우가 있다. 또한, 시공의 정밀도 등으로부터, 1개의 배근의 모두를 정척 철근으로 하면, 길이가 맞지 않는 경우가 있다. 그와 같은 경우, 특주품(特注品)으로서, 길이가 상이한 수나사가 형성된 철근을 제조할 필요가 있어, 수고와 비용의 증대로 된다.

이 구성의 배근 구조에 의하면, 길이 조정용 철근의 수나사부가 정척 철근의 수나사부보다 길게 형성되어 있고, 이 장척(長尺)의 수나사부를 임의 위치에서 절단하여, 나사식 철근 조인트의 수나사부로서 사용할 수 있다. 이로써, 길이 조정용 철근의 길이를 조정할 수 있다. 그러므로, 다른 철근이 정척 철근이라도, 이 배근의 전체 길이를 임의로 조정할 수 있다. 따라서, 특주품의 수나사가 형성된 철근을 사용할 필요가 없어, 특주품의 불필요화에 의한 비용 삭감이 도모된다. 그리고, 「나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이」는, 철근 조인트로서의 사용 상태에서 커플러에 나사결합되는 길이를 최단으로 하고, 조인트 접속 작업에 있어서 커플러를 퇴피시켜 두기 위해 커플러의 전체를 나사결합시키는 길이를 최장으로 하고, 이 범위에서 임의로 설정된다.

본 발명의 배근 구조에 있어서, 상기 커플러의 길이 방향의 중간 위치에, 한 쌍의 상기 철근이 상기 커플러 내에 소정의 체결 최소 길이까지 나사삽입되어 있는 것을 확인하는 확인공이 형성되어 있어도 된다. 확인공은 1개라도 되고, 길이 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있어도 된다. 또한, 확인공을 형성하는 위치는, 커플러에 양측의 철근이 상기 체결 최소 길이까지 나사삽입되어 있는 것이, 체결 길이 확인공을 사용하여 확인할 수 있는 위치에 있으면 되고, 반드시 커플러의 길이 방향의 중앙이 아니라도 된다. 「소정의 체결 최소 길이」는, 적절히 설계된다. 확인공이 형성되어 있으면, 확인공을 육안으로 관찰함으로써, 또는 확인공에 핀형의 지그(jig)를 꽂음으로써, 또는 확인공에 광을 통과시킴으로써, 철근이 체결 최소 길이까지 나사삽입된 것을 용이하게 확인할 수 있다.

본 발명의 제1 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법은, 본 발명의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조를 제조하는 방법으로서, 상기 철근을 임의의 길이로 절단하는 절단 단계와, 이 절단된 철근의 단부에, 확경(擴徑) 가공을 행하지 않고 수나사부를 롤링에 의해 가공하는 수나사 롤링 단계와, 이 수나사부가 가공된 한 쌍의 철근의 상기 수나사부에 나사결합시키는 커플러를 준비하는 단계를 포함하고 있다.

이 구성에 의하면, 수나사부가 롤링에 의해 형성되어 있으므로, 나사 피치를 작게 형성할 수 있다. 그러므로, 커플러의 길이가 짧아지게 된다. 또한, 나사의 접촉면의 밀착성도 확보할 수 있으므로, 그라우트의 충전이 불필요해진다. 그 결과, 현장에서의 그라우트 충전 작업, 그라우트의 품질 관리 등의 공정을 생략할 수 있는 데 더하여, 및 그라우트의 효과에 필요한 양생 기간도 불필요해진다. 따라서, 현장에서의 작업 공정 및 작업 기간의 증가를 억제할 수 있다.

본 발명의 제1 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법에 있어서, 또한 상기 절단 단계에서 절단된 상기 철근의 단부에서의 상기 수나사부를 형성하는 길이 범위에 진원 가공을 행하는 진원 가공 단계를 포함하고, 상기 롤링 단계에서는, 상기 진원 가공 단계에서 진원 가공된 부분에 상기 롤링을 행해도 된다. 이 구성에 의하면, 철근의 단부에서의 수나사부가 형성되는 영역에, 진원 가공을 행하고, 이 진원 부분에 수나사부를 형성할 수 있다. 이로써, 내력이 우수한 수나사부를 얻을 수 있다. 전술한 바와 같이, 철근의 축부의 단면적의 4%에 상당하는 범위 내이면, 단부의 축부를 밑깎기 하여, 진원 가공을 행해도, 철근의 성능에는 문제 없다.

본 발명의 제2 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법은, 본 발명의 대나무 노드형의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조를 제조하는 방법으로서, 철근 본체의 외주에 돌조를 가지는 이형 철근을 임의의 길이로 절단하는 절단 단계와, 이 절단된 철근의 단부에 확경 가공을 행하지 않고 수나사부를 롤링에 의해 가공하는 수나사 롤링 단계와, 이 수나사부가 가공된 한 쌍의 철근의 상기 수나사부에 나사결합시키는 커플러를 준비하는 단계를 포함한다.

이 방법에 의하면, 이형 철근을 임의의 길이로 절단하여, 수나사부를 롤링하는 것만으로, 나사식 철근 조인트 구조를 구성하는 수나사부가 형성된 철근을 얻을 수 있다. 수나사부는 롤링에 의해 가공되므로, 나사 가공에 따른 단면 결손을 보충하기 위해 수나사부에 요구되는 경도에 대하여도, 롤링에 따른 가공 경화에 의해 얻어진다. 따라서, 경도를 높이기 위한 전용의 공정은 불필요하며, 우수한 생산성을 얻을 수 있다.

본 발명의 제2 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법에 있어서, 상기 절단 단계 후에 상기 철근의 단부에서의 상기 수나사부를 형성하는 길이 범위에, 상기 돌조가 거의 없어지는 정도의 외경(外徑)의 진원 가공을 행하는 진원 가공 단계를 포함하고, 이 진원 가공 단계 후, 상기 롤링을 행하도록 해도 된다. 이형 철근에 그대로 롤링을 행해도, 필요한 수나사부는 얻어진다. 그러나, 이형 철근은 노드부나 리브 등의 돌조를 가지므로, 롤링에 의해 버(burr)가 생기는 경우가 있다. 진원 가공 후에 롤링을 행함으로써, 상기 버의 발생이 해소되어 수나사부가 양호한 정밀도로 얻어진다. 진원 가공은, 노드부나 리브 등의 돌조를 제외한 정도로 되고, 돌조의 기단부(基端部)가 남은 정도라도 된다. 필요 이상으로 가늘게 하는 것은, 세경화(細徑化)에 의한 내력 저하를 위해 바람직하지 않다.

본 발명의 배근 구축 방법은, 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 이형 철근인 철근을, 본 발명의 나사식 철근 조인트 구조로 연결하는 배근 구축 방법으로서, 복수 개의 정척 철근과, 길이 조정용 철근과, 복수의 상기 커플러를 준비하고, 상기 정척 철근의 상기 수나사부는 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 형성되고, 상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부는 상기 정척 철근의 상기 수나사부보다 길게 형성되고,

상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부를 절단함으로써, 상기 정척 철근과 상기 길이 조정용 철근이 길이 방향으로 배열되는 배근 전체의 길이를 1개의 배근의 전체 길이로 조정하고, 상기 커플러를 사용하여 인접하는 철근을 접속한다.

이 배근 구축 방법에 의하면, 전술한 바와 같이, 장척의 수나사부를 가지는 길이 조정용 철근을 사용함으로써, 철근 조인트로서 필요한 수나사부를 가지는 구성을 유지한 채, 길이를 조정할 수 있다. 그러므로, 다른 철근이 정척 철근이라도, 이 배근의 전체 길이를 임의로 조정할 수 있다. 따라서, 특주품의 수나사가 형성된 철근을 사용할 필요가 없어, 특주품의 불필요화에 의한 비용 삭감이 도모된다.

특허청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 2개 이상의 구성의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다. 특히, 청구의 범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터보다 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 한 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에서의 동일한 부품 번호는, 동일 또는 상당 부분을 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도(斷面圖)이다.
도 1b는 도 1a의 IB 부분의 확대 단면도이다.
도 2는 동 나사식 철근 조인트 구조의 분해 상태의 정면도이다.
도 3a는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 준비 단계를 나타내는 설명도이다.
도 3b는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 절단 단계를 나타내는 설명도이다.
도 3c는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 진원 가공 단계를 나타내는 설명도이다.
도 3d는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 수나사 롤링 단계를 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 5는 동 나사식 철근 조인트 구조의 분해 상태의 정면도이다.
도 6a는 동 나사식 철근 조인트 구조의 커플러와 한쪽의 록 너트와의 힘의 작용의 설명도이다.
도 6b는 동 나사식 철근 조인트 구조의 커플러와 다른 쪽의 록 너트와의 힘의 작용의 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 8은 동 나사식 철근 조인트 구조의 분해 상태의 정면도이다.
도 9a는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 준비 단계를 나타내는 설명도이다.
도 9b는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 절단 단계를 나타내는 설명도이다.
도 9c는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 진원 가공 단계를 나타내는 설명도이다.
도 9d는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 수나사 롤링 단계를 나타내는 설명도이다.
도 10a는 동 실시형태에서 사용되는 이형 철근의 형상 및 치수예를 나타낸 정면도이다.
도 10b는 동 실시형태에서 사용되는 이형 철근의 형상 및 치수예를 나타낸 측면도이다.
도 11a는 제1 실시형태에서 사용되는 이형 철근의 형상 및 치수예를 나타낸 정면도이다.
도 11b는 동 실시형태에서 사용되는 이형 철근의 형상 및 치수예를 나타낸 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 13은 동 나사식 철근 조인트 구조의 분해 상태의 정면도이다.
도 14a는 본 발명의 제5 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 14b는 도 14a의 XIVB-XIVB 단면도이다.
도 14c는 이형 철근의 변형예에서의 도 14b에 상당하는 단면도이다.
도 15a는 제5 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 압연 단계를 나타내는 설명도이다.
도 15b는 도 15a의 XVB-XVB 단면도이다.
도 16a는 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 리브 제거 단계를 나타내는 설명도이다.
도 16b는 도 16a의 XVIB-XVIB 단면도이다.
도 17은 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 절단 단계를 나타내는 설명도이다.
도 18은 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 단계의 진원 가공 단계를 나타내는 설명도이다.
도 19는 동 나사식 철근 조인트 구조에서의 철근의 압연 단계 및 리브 제거 단계의 설명도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 21은 동 나사식 철근 조인트 구조의 철근을 사용하여 정착판(定着板)을 나사결합으로 장착한 예를 나타낸 단면도이다.
도 22a는 동 정착판의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 22b는 동 정착판의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조를 나타낸 종단면도이다.
도 24는 도 23의 XXIV-XXIV선 단면도이다.
도 25는 동 나사식 철근 조인트 구조의 이형 철근의 단부를 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 26은 동 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 27은 동 이형 철근을 나타낸 측면도이다.
도 28a은 동 이형 철근의 제조 방법을 나타낸 측면도이다.
도 28b은 동 이형 철근을 나타내는 횡단면도이다.
도 29는 본 발명의 제8 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조를 나타낸 종단면도이다.
도 30은 본 발명의 제9 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조를 나타낸 종단면도이다.
도 31은 동 나사식 철근 조인트 구조의 변형예를 나타낸 종단면도이다.
도 32는 동 나사식 철근 조인트 구조의 다른 변형예를 나타낸 종단면도이다.
도 33은 본 발명의 제10 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조를 사용한 배근 구조의 개략 파단(破斷) 정면도이다.
도 34a은 동 배근 구조에 사용되는 길이 조정용 철근의 중간 생략 정면도이다.
도 34b은 동 배근 구조에 사용되는 중간의 정척 철근의 중간 생략 정면도이다.
도 34c은 동 배근 구조에 사용되는 단부의 정척 철근의 중간 생략 정면도이다.
도 34d는 동 배근 구조에 사용되는 커플러의 정면도이다.
도 35a은 동 배근 구조에 사용되는 철근으로서 준비하는 길이 조정용 철근군의 설명도이다.
도 35b은 동 배근 구조에 사용되는 철근으로서 준비하는 정척 철근군의 설명도이다.
도 36은 동 배근 구조에서의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 37a은 동 길이 조정용 철근의 준비 공정을 설명하는 도면이다.
도 37b은 동 길이 조정용 철근의 절단 공정을 설명하는 도면이다.
도 37c은 동 길이 조정용 철근의 조인트 접속 공정을 설명하는 도면이다.
도 38은 동 나사식 철근 조인트 구조의 록 너트 사용예의 단면도이다.
도 39는 본 발명의 제11 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조를 사용한 배근 구조의 개략 파단 정면도이다.
도 40은 동 배근 구조에서의 대경측(大徑側)의 나사식 철근 조인트 구조의 단면도이다.
도 41은 본 발명의 제12 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조의 정면도이다.
도 42a은 동 나사식 철근 조인트 구조의 종단면도이다.
도 42b은 동 나사식 철근 조인트 구조의 커플러의 측면도이다.
도 43은 동 커플러의 체결 길이 확인공의 치수의 설명도이다.
도 44는 동 나사식 철근 조인트 구조의 변형예의 정면도이다.
도 45는 동 나사식 철근 조인트 구조의 다른 변형예의 정면도이다.
도 46은 동 나사식 철근 조인트 구조의 사용법의 설명도이다.

본 발명의 제1 실시형태를 도 1a∼도 3d와 함께 설명한다. 이 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조는, 한 쌍의 철근(1, 1)을 접속하는 철근 조인트 구조로서, 서로 접속되는 한 쌍의 철근의 대향하는 단부에 수나사부(1c)를 가지고, 양 철근(1, 1)의 수나사부(1c, 1c)에 걸쳐 커플러(2)가 나사결합되어 있다. 양 수나사부(1c, 1c)는, 이 실시형태에서는 서로 같은 방향의 나사이지만, 서로 역(逆)나사라도 된다. 커플러(2)는, 각각의 수나사부(1c, 1c)에 나사결합되는 암나사부(2a)가 형성된 강제(鋼製)의 나사통형이다. 커플러(2)의 외주면은, 원통면 상태라도 되고, 또한 길이 방향의 일부 또는 전체가, 나사체결용의 공구(도시하지 않음)에 걸어맞추어지는 다각형(多角形)이나, 일부에 평탄면을 가지는 형상이라도 된다.

각각의 철근(1)은, 환축형의 철근 본체(1a)의 외주면에 돌조(1b)를 가지는 이형 철근이다. 이 실시형태에서는, 돌조(1b)는, 철근 길이 방향으로 일정 간격 건너 원주 방향으로 연장되는 노드부(1ba)와, 길이 방향으로 연장되는 리브(1bb)로 이루어진다. 리브(1bb)는, 철근 본체(1a)의 180°이격된 위치에 2개 형성되어 있다. 각각의 노드부(1ba)는, 전체 주위로 계속되는 원환형(圓環狀)이다. 노드부(1ba)는, 2개의 리브(1bb, 1bb) 사이로 연장되는 반원호 부분이, 교호적(交互的)으로 철근 길이 방향으로 배열되는 형상이라도 된다. 또한, 돌조(1b)는, 노드부(1ba)와 리브(1bb)로 이루어지는 형상에 한정되지 않고, 1개로 나선형으로 연장되는 형상이나, 2개의 나선형으로 되어 상호의 교차부의 사이가 다이아몬드 형상으로 되는 형상 등이라도 된다.

각각의 철근(1, 1)의 수나사부(1c, 1c)는, 롤링 나사이며, 가공 경화(소성 경화라고도 함)에 의해, 철근(1, 1)의 다른 부분보다 적어도 표층부의 경도가 하드해져 있다.

수나사부(1c)에서의 직경 치수의 관계를 설명한다. 철근(1)의 수나사부(1c)는, 후술하는 바와 같이 노드부(1ba)와 리브(1bb)에 나사 가공의 정밀도의 향상을 위해, 노드부(1ba) 및 리브(1bb)의 기단(基端; base end)이 남은 정도의 진원 가공을 행한 후에 나사 가공을 행한다. 그러므로, 다음과 같이 노드부(1ba)가 있는 개소와 없는 개소에서 치수가 상이하게 되어 있다. 그리고, 리브(1bb)가 있는 개소는 노드부(1ba)가 있는 개소와 같으므로, 전체 주위(최대 직경)와 생각하면, 노드부(1ba)가 있는 축 방향 폭 부분과 노드부(1ba)가 없는 축 방향 폭 부분으로 수나사부(1c)의 직경 치수는 같다.

직경 치수의 관계를 구체적으로 설명한다. 진원 가공의 진원의 직경 D5(도 1b)가 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 크므로, 진원 가공을 행하는 길이 범위에서의 철근 본체(1a)의 개소는, 미가공 부분으로서 남는다. 수나사부(1c)는, 나사홈 직경 D31이 철근 본체의 외경 D1보다 작고, 철근 본체(1a) 및 이보다 대경(大徑)의 노드부(1ba)의 진원 가공된 부분(1ba')에 걸쳐 형성된다. 그러므로, 도 1b와 같이, 철근 본체(1a)의 개소와, 노드부(1ba)가 진원 가공된 부분(1ba')에서, 수나사부(1c)의 나사산 직경이 상이하게 되어 있다. 나사홈 직경은 어느 쪽이나 같은 D31이다.

철근 본체(1a)에 형성되는 수나사부(1c)에서의 나사홈 깊이(h1)는, 노드부(1ba)의 진원 가공된 부분(1ba')의 나사홈 깊이(h0)에 대하여, 예를 들면, 75∼80%, 이 예에서는 75%이다. 그리고, 이 나사홈 깊이의 비율 h1/h0은, 70% 이상이면, 수나사부(1c)에서의 철근 본체(1a)에 나사 가공된 개소도, 철근 조인트 구조로서의 체결에 지장이 없는 것이 시뮬레이션에 의해 확인되고 있다.

철근(1)의 각 부의 직경 치수의 일례를 나타내면, 호칭 직경(nominal diameter)이 D19인 철근에 있어서, M20으로 피치 2.5의 수나사부(1c)를 가공한 경우, 철근 본체(1a)의 외경 D1이 17.88, 최대 직경 D2[마디부(1ba)의 외경]이 20.68, 나사산 직경 D32이 19.674, 나사 유효 직경 D30이 18.05, 나사홈 직경 D31이 16.607이다(단위:㎜).

수나사부(1c)의 길이 L1(도 2)은, 커플러(2)에 대한 필요한 나사삽입 길이만큼 있으면 되지만, 도 1a에 2점 쇄선(鎖線)으로 나타낸 바와 같이, 커플러(2)의 전체를 나사삽입하는 길이로 해두는 것이 바람직하다. 이로써, 철근 접속 작업 시에, 어느 한쪽의 철근(1)의 수나사부(1c)에 커플러(2)의 전체를 나사삽입하여 두고, 양 철근(1, 1)의 단면을 맞춘 후에 커플러(2)를 나사 되돌리면서 다른 쪽의 철근(1)의 수나사부(1c)에 나사결합시킬 수 있다. 그러므로, 철근(1)을 인장하면서 나사삽입 등의 필요가 없어, 현장 접속의 작업성이 향상된다. 수나사부(1c)의 나사홈의 단면 형상은, 삼각형상이라도, 사다리꼴이라도 된다.

도 3a∼도 3d와 함께, 이 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법을 설명한다. 그리고, 동 도면과는 별개로 커플러(2)는 준비하여 둔다.

도 3a는, 소재로 하는 이형 철근인 철근(1)을 나타낸다(준비 단계). 이 철근(1)을, 건설 현장 또는 공장 등에서, 필요로 하는 임의의 길이로 절단한다(절단 단계; 도 3b). 이 절단된 철근(1)의 단부에서의, 수나사부(1c)를 형성하는 길이 범위의 부분에, 진원 가공을 행한다(진원 가공 단계; 도 3c).

이 진원 가공은, 전술한 바와 같이, 철근(1)의 노드부(1ba) 및 리브(1bb)로 이루어지는 돌조(1b)의 기단(base end)이 남을 정도(거의 없게 될 정도)의 외경 D5(도 1b)의 진원으로 절삭을 행하는 가공이다. 진원 가공을 행함으로써, 노드부(1ba)는 낮은 돌출 높이의 부분(1ba')으로 된다. 외경 D5는, 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 약간 크다. 나사 가공에 따른 약간의 직경의 변화가 있으므로, 외경 D5는, 수나사부(1c)의 나사산 직경 D32와 상이하게 되어 있다. 그리고, 외경 D5는, 철근 본체 외경 D1과 같거나 또는 약간 작아도 된다.

이와 같이, 철근(1)의 진원 가공이 행해진 부분에, 롤링에 의해 수나사부(1c)(유효 직경 D30)을 형성한다(수나사 롤링 단계; 도 3d). 롤링에 의한 수나사부(1c)의 형성의 경우, 조성(組成) 유동(流動)에 의해 나사산 직경 D32는 진원 가공 후의 외경 D5보다 커져, 유효 직경 D30이 진원 가공 후의 외경 D5로 된다. 이 롤링은, 예를 들면, 철근(1)의 외주에 끼워지는 롤링 공구(도시하지 않음) 또는 한 쌍의 대향하는 롤링 롤로 이루어지는 롤링 설비(도시하지 않음)를 사용하여, 냉간(冷間), 온간(溫間), 또는 열간(熱間)으로 행해진다. 이 롤링은, 예를 들면, 나사 가공을 3점에서 행하는 가공, 이른바 3점 롤링이다.

이와 같이, 수나사부(1c)의 롤링을 행함으로써, 수나사부(1c)가 가공 경화에 의해 하드해진다. 또한, 수나사부(1c)의 나사홈 직경 D31이, 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 가늘어지고, 또한 나사산 직경 D32'는 롤링 시의 부풀어오름에 의해 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 커진다. 그리고, 진원 가공(도 3c)은 반드시 행하지 않아도 된다. 또한, 수나사부(1c)의 진원 가공 및 롤링을 행하는 길이는, 길이 조정용으로서 길게 하여 두고, 배근의 현장에서 사용 개소에 따라 수나사부(1c)를 절단하고, 철근 조인트 구조에 사용하도록 해도 된다. 이로써, 시공성이 향상된다.

이 구성의 철근 조인트 구조에 의하면, 한 쌍의 철근(1, 1)의 수나사부(1c, 1c)를 커플러(2)에 나사삽입함으로써 양 철근(1, 1)의 접속이 행해지고, 일반의 철근 조인트와 마찬가지로, 배근의 간소화, 공기의 단축이 도모된다. 수나사부(1c)는, 나사홈 직경 D31이 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 작고, 나사산 직경 D32가 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 크고, 또한 최대 직경 D2보다 작다. 그러므로, 소재로 하는 이형 철근(1)에 하부 가공을 행하지 않고, 또는 진원 가공에 의한 하부 가공을 행하는 것만으로, 수나사부(1c)를 형성할 수 있다. 대경화 등의 대규모인 하부 가공을 행하지 않고, 이형 철근(1)에 나사 가공을 행함으로써 수나사부(1c)가 형성되므로, 생산성이 우수하다.

수나사부(1c)의 나사홈 직경 D31이 철근 본체(1a)의 외경 D1보다 작기 때문에, 조인트부에서의 철근의 내인장력 등의 내력의 저하가 우려되지만, 수나사부(1c)의 경도가 다른 부분보다 하드하므로, 내력의 저하가 보충되어, 충분한 내력을 얻을 수 있다.

수나사부(1c)의 홈 가공에 의한 내력 저하를 보충하기 위해 필요한 경도는, 수나사부(1c)의 롤링에 의해 얻어지는 가공 경화의 정도이면 된다. 그러므로, 이형 철근(1)에 그대로 수나사부를 롤링하면, 수나사부(1c)에 필요한 경도도 얻어진다. 따라서, 수나사부(1c)의 경도를 높이기 위한 전용의 공정은 불필요하며, 이로부터도 생산성이 우수하다. 커플러(2)를 준비하여 두면, 후의 작업은, 이형 철근(1)의 절단 및 수나사부(1c)의 롤링만으로 되며, 건축 현장에서 행할 수도 있다.

도 4∼도 6b는, 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸다. 이 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조는, 도 1a∼도 3d와 함께 전술한 제1 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 각각의 철근(1, 1)의 수나사부(1c, 1c)에 나사결합되어 커플러(2)의 단면에 맞닿는 한 쌍의 록 너트(3, 3)가 설치되어 있다. 록 너트(3)의 외주면은, 원형이라도, 다각형이라도 된다. 이 실시형태에 있어서, 수나사부(1c)의 길이 L1은, 예를 들면, 록 너트(3)와 커플러(2)의 전체를 한쪽의 수나사부(1c)에 퇴피시켜 둘 수 있는 길이이다. 이 실시형태는, 특히 설명하는 사항 외에는 제1 실시형태와 마찬가지이다.

이 구성의 나사식 철근 조인트 구조의 경우, 다음과 같이 인장력 및 압축력을 전달할 수 있다. 도 6a 및 도 6b를 사용하여, 이 인장력 및 압축력의 전달을 설명한다. 양측의 철근(1, 1)에 인장력(도 6a, 도 6b의 실선의 화살표)이 작용했을 때, 철근(1)의 수나사부(1c)의 나사산에서의 커플러(2) 측의 면(1ca)으로부터, 커플러(2)의 암나사부(2a)의 나사산에서의 나사통 중심 측의 면(2aa)에 인장력이 전달된다. 이로써, 인장력은 한쪽의 철근(1)으로부터 너트(2)에 직접 전달되고, 다른 쪽의 철근(1)에 전해지게 되고, 록 너트(3)의 맞물림의 강도는 인장력의 전달에 영향을 주지 않는다.

양측의 철근(1, 1)에 압축력[도 6a, 도 6b의 파선(破線)의 화살표]이 작용했을 때, 철근(1)의 수나사부(1c)의 나사산에서의 반(反)커플러 측의 면(1cb)으로부터, 록 너트(3)의 암나사부(3a)의 나사산에서의 나사통 측의 면(3aa)에 압축력이 전달된다. 이 전달된 압축력은, 록 너트(3)와 커플러(2)와의 접촉면으로부터 커플러(2)에 전해진다. 즉, 압축력은, 한쪽의 철근(1)으로부터, 록 너트(3), 커플러(2), 및 다른 쪽의 록 너트(3)를 통하여 다른 쪽의 철근(1)에 전해진다.

그러므로, 록 너트(3)의 폭 C(도 4)는, 철근 조인트 구조에 요구되는 압축 내력을 확보할 수 있는 길이이다. 그리고, 철근 조인트 구조에 요구되는 압축 내력은, 철근의 내압축력의 항복점(降伏点) 강도에 비해 절반 정도이면 된다. 그러므로, 록 너트(3)의 체결 길이는, 커플러(2)에 대한 체결 길이에 비해 짧은 치수이면 된다. 이 관점에서, 각각의 록 너트(3)의 축 방향 폭 C는, 예를 들면, 적어도 수나사부(1c)의 2개의 나사산에 나사결합 가능한 축 방향 폭이다. 이 실시형태의 경우, 상기한 바와 같이, 인장 내력 및 압축 내력의 양쪽의 요건을 충족할 수 있다.

도 7∼도 10b는, 본 발명의 제3 실시형태를 나타낸다. 이 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조는, 도 1a∼도 3d의 제1 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 각각의 철근(1, 1)이, 노드부(1ba)를 가지지만, 길이 방향으로 연장되는 돌조를 가지고 있지 않은 이형 철근으로 이루어진다. 수나사부(1c)는, 롤링 나사로 이루어지고, 그 밑깎기로서, 도 3c와 마찬가지로, 도 9c에 나타낸 바와 같이, 진원 가공을 행한다. 이 경우, 리브가 없기 때문에, 노드부(1ba)에만 진원 가공이 행해진다. 철근(1)의 철근 본체(1a)는, 수나사부(1c)의 유효 반경 내이면, 다소의 진원도(眞圓度)는 롤링에 의해 보정된다. 압연 공정에서 철근(1)에 리브(1bb)가 약간 발생하는 경우도 있지만, 이 경우, 전체 단면적에 미치는 영향은 작고, 문제는 생기지 않는다. 이 실시형태는, 특히 설명하는 사항 외에는, 제1 실시형태와 마찬가지이고, 중복되는 설명을 생략한다. 단, 치수예에 대하여는, 다음과 같이 약간 상이하게 되어 있다.

이 실시형태는, 제1 실시형태에 비해, 다음의 장점을 얻을 수 있다. 종래의 대나무 노드형 철근이라고 하는 이형 철근은, 일반적으로 환축형의 철근 본체와 노드부 및 리브로 구성되어 있지만, 리브도 인장 내력에 기여하고 있고, 약 4% 정도를 차지한다. 이 이형 철근에, 제1 실시형태와 같이 수나사부(1c)를 가공한 경우, 나사홈 부분에서 리브가 중단되고, 리브(1bb)의 단면적에 의해 기여하는 만큼의 인장 내력이 저하된다. 이로써, 수나사부(1c)가 인장 내력의 국부적인 약부(弱部)로 되는 현념(懸念)이 있다. 제1 실시형태에서는, 수나사부(1c)가 롤링에 의해 가공되어 있으므로, 가공 경화에 의해 인장 강도가 향상되어, 수나사부(1c)의 형성에 의한 강도 저하의 문제는 생기지 않는다. 단, 보다 강도 확보를 더욱 확실하게 하는 것이 바람직하다.

도 7∼도 10b의 실시형태는, 다음과 같이, 철근 직경을 약간 크게 함으로써, 강도 확보를 더 확실한 것으로 하고 있다. 즉, 제1 실시형태에 있어서의 리브(1bb)의 단면적에 상당하는 분만큼, 철근 본체(1a)의 직경이 큰 철근을 사용하고 있다.

치수예를 도 10a∼도 11b와 함께 설명한다. 제1 실시형태에서는, 예를 들면, D19의 철근(1)을 사용하는 경우, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이, 규격대로, 철근 본체(1a)는 직경 17.88이며, 리브(1bb)의 단면 형상이 사다리꼴로서, 상저(上底) 3.5, 하저(下底) 4.5, 높이 1.4이다. 단위는 모두 ㎜이다. 단위는 이하 마찬가지이며, 면적의 경우에는 ㎟이다.

철근 본체(1a)의 단면적 A0, 리브 단면적 A1, 전체의 단면적을 A라고 하면,

A0=π(17.88/2)²=251.09

A1=(3.5＋4.5)×1.4/2×2≒11.2

A=A0＋A1=251.09＋11.2=262.29

A1/A=0.043(4.3%)

이다.

그래서, 이 실시형태에서는 철근 본체(1a)의 직경을 18.28㎜로 하고 있다. 이 경우, 철근 본체(1a)의 단면적 AA는,

AA=π(18.28/2)²=262.31

이다.

이와 같이, 철근 본체(1a)의 직경을 17.88㎜ 내지 18.28㎜로 함으로써, 리브를 형성하지 않고, 리브가 형성된 도 11a의 철근(1)과 같은 정도의 강도를 확보하고 있다. 이로써, 나사 가공에 의한 단면(斷面) 결손은 해소되어, 조인트로서의 성능이 더욱 향상된다.

도 12, 도 13은, 제4 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조를 나타낸다. 제4 실시형태에서는, 도 7∼도 10b의 제3 실시형태에 있어서의 철근(1)이 이용되고, 도 4∼도 6b의 제2 실시형태와 마찬가지로, 록 너트(3)를 사용하고 있다. 이 실시형태에 있어서, 그 외의 사항은 도 4∼도 6b와 함께 전술한 제2 실시형태와 마찬가지이다.

도 14a∼도 19는, 제5 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조 및 그 제조 방법을 나타낸다. 이 실시형태에 있어서, 특히 설명하는 사항 외에는, 제1 실시형태와 마찬가지이다. 이 실시형태에서는, 철근(1)은, 외주면에서의 서로 180°이격된 2개소에, 평면형의 스트립형 평탄부(4)를 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 가지고 있다. 도 14b에 나타낸 바와 같이, 스트립형 평탄부(4)는, 철근(1)의 축 방향에 수직인 단면이, 철근 본체(1a)의 외주면을 이루는 원의 일부의 호인 직선으로 되는 형상이다. 스트립형 평탄부(4)는 평면 형상이므로, 철근(1)의 노드부(1ba)의 개소에서는 폭이 넓게 되어 있다. 스트립형 평탄부(4)의 일반부[철근 본체(1a)]에서의 폭 D1는, 리브(1bb)의 기단폭(基端幅)과 같거나 그 이상의 폭이다. 노드부(1ba)는, 스트립형 평탄부(4)가 형성되므로, 원주 방향의 2개소에서 비연속으로 되어 있다. 그리고, 도 14c는, 철근(1)의 변형예를 나타내고, 자세한 것은 후술한다.

스트립형 평탄부(4)를 가지는 철근(1)의 제조 방법을 설명한다. 먼저 도 19에 나타낸 바와 같이, 환축형의 철근 소재(W0)로부터, 환축형의 철근 본체(1a)의 외주에 노드부(1ba)를 가지는 중간 철근 소재(W1)(도 15a, 도 15b)를, 한 쌍의 압연롤(11, 11)에 의한 열간의 압연으로 얻는다(압연 단계). 이 때, 중간 철근 소재(W1)에는, 한 쌍의 압연롤(11, 11) 사이의 간극에 의해, 양 측면에 리브(1bb)가 전체 길이에 걸쳐 필연적으로 생긴다.

이 압연 단계에서 성형된 가열 상태의 중간 철근 소재(W1)로부터, 압연롤(11)의 후단(後段)에 설치된 리브 제거용 공구(14)에 의해, 양 측면의 리브(1bb)가 긁어내진다. 이로써, 외주면에서의 서로 180°이격된 2개소에, 스트립형 평탄부(4)를 가지는 나사 가공용 소재 철근(W2)(도 16a, 도 16b)으로 가공된다(리브 제거 단계). 리브 제거용 공구(14)는, 선단이 직선의 판형 또는 덩어리형의 공구이다. 리브 제거용 공구(14)를 위치 고정하여 설치하여 두면, 중간 철근 소재(W1)의 이송에 따라서 리브(1bb)의 긁어냄이 행해진다. 중간 철근 소재(W1)의 이송은, 예를 들면, 안내 롤(12, 13)의 일부를 회전 구동시키는 롤에 의해 함으로써 행해진다. 이들 안내 롤(12, 13)은, 압연롤(11)의 전후에 철근 이송 방향을 따라 정렬되어 있다. 스트립형 평탄부(4)를 가지는 나사 가공용 소재 철근(W2)은, 직선재로 일정 길이로 절단되지만, 가는 것은 코일형의 소재로서 제조되는 케이스도 있다.

이와 같이, 준비된 장척의 나사 가공용 소재 철근(W2)은, 배근의 현장 또는 공장에 있어서, 도 17에 화살표 CUT로 나타낸 바와 같이, 임의의 길이로 절단하여 사용된다(절단 단계). 이 절단된 나사 가공용 소재 철근(W2)에 진원 가공을 행함으로써, 노드부(1ba)는, 도 18과 같이, 낮은 돌출 높이의 부분(1ba')으로 된다. 도 18의 파선은, 이 부분(1ba')에서의 진원 가공 전의 상태의 노드부(1ba)를 나타낸다. 나사 가공용 소재 철근(W2)에서의 진원 가공된 길이 범위에, 제1 실시형태(도 3d)와 마찬가지로, 수나사부(1c)가 가공된다(수나사 롤링 단계).

이 구성의 경우, 수나사부(1c)가 형성되어 철근(1)은, 스트립형 평탄부(4)를 가지지만, 길이 방향으로 연장되는 리브와 같은 돌출 부분을 가지고 있지 않다. 그러므로, 리브를 가지는 이형 철근에 나사 가공한 것에 비해, 철근(1)에서의 수나사부(1c)의 형성 개소와 수나사부(1c)가 없는 일반 부분에서, 진원 가공이나 나사 가공에 따른 단면 결손에 의한 단면적의 차이가 적어, 내력의 차이가 작다. 그러므로, 실용상, 철근 조인트가 철근의 국부적인 약부로서 문제가 되지 않는다. 리브의 단면적에 상당하는 분만큼 대경의 철근으로 함으로써, 리브가 없어도, 리브가 형성된 철근과 동등한 내력이 확보된다. 예를 들면, 리브(1bb)의 단면적은 전체 단면적의 4% 정도이며, 이 분만큼 대경의 철근으로 함으로써, 리브가 형성된 철근과 동등한 내력이 확보된다.

수나사부(1c)가, 이 실시형태와 같이 롤링 나사인 경우, 절삭 가공과 같은 단면 결손이 생기지 않고, 소성 유동으로 철근 전체 주위 중 다른 부분이 대경으로 되어, 단면적의 저하는 적다. 또한, 롤링 나사이면, 수나사 롤링 단계에서 소성 경화가 생겨 내력이 향상된다. 그러므로, 실제로는, 4% 정도의 단면적 차이의 일부를 보충하는 굵기의 철근(1)으로 함으로써, 리브가 형성된 철근과 동등한 내력이 확보된다.

또한, 제조 단계에 있어서도, 압연에 의한 노드부(1ba)의 형성시에 리브(1bb)가 생겨도, 그 리브(1bb)를 제거하여 스트립형 평탄부(4)로 하면 된다. 이로써, 일반적인 압연에 의한 이형 철근을 소재로 하여 수나사부(1c)가 형성된 철근(1)을 제조할 수 있다. 리브(1bb)의 제거에 대하여는, 노드부(1ba)를 얻기 위한 압연 단계에서 성형된 가열 상태의 중간 철근 소재(W1)로부터 리브(1bb)를 긁어 떨어뜨림으로써 달성되므로, 절삭 등의 공정이 불필요하며, 간단하게 능률적으로 제거할 수 있다.

이 실시형태에서는 철근(1)에 스트립형 평탄부(4)가 형성되어 있지만, 도 14c의 단면도에 나타낸 바와 같이, 단지 리브(1bb)를 가지고 있지 않은 철근을 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 제5 실시형태와 마찬가지로, 철근(1)에서의 수나사부(1c)의 형성 개소와 수나사부(1c)가 없는 일반 부분과의 내력 차이를 적게 할 수 있다. 리브만 없애면, 즉 길이 방향을 따라 연장되는 돌출 부분이 없으면, 나사의 롤링 전후에서의 단면적의 변화는 없고, 노드부(1ba)는 신장되어도 지장이 없다. 도 14c의 철근(1)에서는, 철근 본체(1a)는 전체 주위에 걸쳐 진원이며, 노드부(1ba)는 원주 방향의 2개소에서 도중 절단부(discontinued part)(1baa)가 생기고 있다. 도 14c의 리브를 없앰으로써 스트립형 평탄부를 형성하지 않을 경우, 노드부(1ba)를 성형하는 압연 설비가 특수한 사양으로 되지만, 긁어 떨어뜨림(scraping)에 의한 리브 제거 단계는 불필요해진다.

철근(1)에 스트립형 평탄부(4)가 형성된 것을 사용하는 경우, 또는 도 14c와 같이 단지 리브(1bb)를 가지고 있지 않은 철근을 사용하는 경우라도, 도 4의 실시형태와 마찬가지로, 록 너트를 설치해도 된다.

또한, 전술한 각각의 실시형태에서는 양측의 철근(1, 1)을 같은 구성로 하였으나, 양측의 철근(1, 1)은 같은 직경이 아니라도 되고, 또한 한쪽의 철근(1)은, 도 20에 나타낸 제6 실시형태와 같이 이형 철근이 아니고 단지 환축형이라도 된다. 제6 실시형태에서는 1 사이즈 큰 철근(1A)이 사용되고 있다. 1 사이즈 큰 철근(1A)을 사용함으로써, 수나사부(1c)의 강성(剛性) 저하가 회피된다.

도 21∼도 22b는, 철근(1)의 수나사부(1c)에, 확경 헤드부가 형성된 부품(61)을 그 나사공(61a)에 의해 장착하여 정착력(定着力) 부여용의 확경 헤드부(6)를 형성한 예이다. 도 21의 철근(1)의 수나사부(1c)는, 철근 조인트용에 형성한 것이라도 되고, 또한 확경 헤드부가 형성된 부품(61)의 장착용으로서 짧게 형성한 것이라도 된다. 또한, 철근(1)의 일단(一端)을 도 1a 및 도 1b의 나사식 철근 조인트 구조로 다른 철근과 접속하고, 타단에 확경 헤드부가 형성된 부품(61)을 장착해도 된다. 확경 헤드부가 형성된 부품(61)은, 나사공(61a)을 가지는 판형이며, 외주 형상은, 도 22a와 같이 원형이라도, 도 22b와 같이 직사각형이라도 된다.

일반적으로, 철근(1)의 단부는, 예를 들면, 빔으로 되는 콘크리트 부분의 철근을 기둥으로 되는 콘크리트 부분에 내에 매립하는 것과 같은 경우에, 기둥 내에서 정착력을 확보하기 위해, U자형이나 L자형으로 굴곡시켜 매립하는 경우가 많다. 그러나, 이와 같은 철근의 굴곡 부분이 다수 있으면 기둥 내의 배근이 복잡해진다. 그래서, 철근의 단부에 확경된 확경 헤드부를 형성하고, U자형이나 L자형의 굴곡 부분 대신에 정착력을 확보하는 것이 행해지고 있다. 그런데, 종래의 확경 헤드부는, 철근의 단부를 고주파 유도(誘導) 등에 의해 열간으로 소성 변형시켜 제조하는 것로부터, 제조 단계에 설비나 수고가 필요해진다.

이와 같은 과제에 대하여, 도 21∼도 22b의 확경 헤드부가 형성된 부품(61)을 나사결합하여 확경 헤드부(6)를 형성하는 경우, 특별한 설비가 불필요하며, 수고도 들이지 않고 간단하게 확경 헤드부(6)를 형성할 수 있다. 그리고, 도 21∼도 22b에 나타낸 실시형태에 있어서, 철근(1)은, 도 7이나, 도 14a∼도 14c 등에 나타낸 것을 사용해도 된다.

도 23은, 본 발명의 제7 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101)를 나타낸 단면도이다. 도 23의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101)는, 한 쌍의 철근(102, 102)과, 양 철근(102, 102)을 접속하는 나사통형의 커플러(104)를 구비하고 있다. 각각의 철근(102, 102)는, 환축형의 철근 본체(106)와, 철근 본체(106)의 외주에 형성된 나선형의 노드부(108)를 가지는 이형 철근이다. 즉, 철근(102)은, 나사 형상시에 구조를 가지는 「나사 노드 철근」이다. 나사 노드 철근은, 철근 전체가 나사 상태로 되도록 열간 가공(압연롤)에 의해 성형되어 있다.

도 24는, 철근(102)을 그 축 방향(C1)에 수직인 면에서 절단한 단면도이다. 도 24에 나타낸 바와 같이, 철근(102)의 외주면에서의 서로 180°이격된 2개소에, 직선형의 스트립형 평탄부(110)가 형성되어 있다. 즉, 스트립형 평탄부(110)는, 축 방향(C1)에 수직인 단면이 직선이다. 상세하게는, 스트립형 평탄부(110)는, 철근 본체(106)의 외주면을 구성하는 원의 일부의 호로 되는 직선으로 구성되어 있다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 스트립형 평탄부(110)는, 철근(2)에서의 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 스트립형 평탄부(110)는, 나사 노드 철근(102)의 노드부(108)를 사용하여 한 쌍의 철근(102, 102)을 커플러(104)와 접속한 경우에, 커플러(104)와 철근 본체(106)와의 사이에 간극이 생기게 하고, 이 간극에, 필요에 따라 그라우트를 충전할 수 있도록 형성되어 있다.

철근(102)의 일단부(一端部)(102a)에 수나사부(112)가 형성되어 있다. 상세하게는, 철근(102)의 일단부(102a)에, 노드부(108)가 제거된 원주부(114)가 형성되어 있고, 이 원주부(114)에 수나사부(112)가 형성되어 있다. 원주부(114)는, 예를 들면, 커팅 가공으로 형성된다. 수나사부(112)는, 여기서는 롤링에 의해 형성된다. 본 실시형태의 원주부(114)는, 진원에 절삭을 행하는 가공(진원 가공)이 행해진 부위이다.

각각의 철근(102, 102)의 수나사부(112, 112)에 걸쳐 커플러(104)가 나사결합되어 있다. 즉, 각각의 철근(102, 102)은, 그 일단부(102a, 102a)에서 커플러(104)에 의해 접속되어 있다. 본 실시형태의 커플러(104)는, 강제의 나사통이다. 커플러(104)의 내주면(內周面)에, 각각의 수나사부(112, 112)에 나사결합되는 암나사부(104a)가 형성되어 있다. 커플러(104)의 외주면은, 원통면이라도 되고, 다각형이라도 되고, 이들을 조합한 것이라도 된다. 또한, 외주면의 일부에 평탄면을 가지는 형상이라도 된다.

수나사부(112)의 길이 L10은, 커플러(104)에 대한 필요 나사삽입 길이만 있으면 되지만, 커플러(104)의 전체를 나사삽입하는 길이로 해두는 것이 바람직하다. 이로써, 철근 접속 작업 시에, 한쪽의 철근(102)의 수나사부(112)에 커플러(104)의 전체를 나사삽입하여 두고, 철근(102, 102)의 단면을 맞춘 후에 커플러(104)를 나사 되돌리면서 다른 쪽의 철근(102)의 수나사부(112)에 나사결합시킬 수 있다. 그러므로, 철근(102)을 인장하면서 나사삽입할 필요가 없어, 현장에서의 작업성이 향상된다. 수나사부(112)의 나사홈의 종단면 형상은, 삼각형상이라도, 사다리꼴이라도 된다. 또한, 수나사부(112, 112)는, 서로 같은 방향의 나사라도, 서로 역나사라도 된다.

철근(102)의 수나사부(112)는, 롤링 나사이다. 상세하게는, 철근(102)의 원주부(114)에, 롤링을 행함으로써 수나사부(112)가 형성되어 있다. 가공 경화(소성 경화)에 의해, 수나사부(112)의 경도는, 철근(102)의 다른 부분보다 하드하고, 인장 강도가 강해져 있다. 수나사부(112)는, 적어도 표층부의 경도가 철근(102)의 다른 부분보다 하드해져 있으면 된다.

도 25를 사용하여, 수나사부(112)의 치수의 관계를 설명한다. 철근 본체(106)의 외경 D11은, 노드부(108)의 외경(최대 직경) d12보다 작다. 본 실시형태에서는, 철근 본체(106)의 외경 D11은, 원주부(114)의 외경 D13보다 크다. 이것은, 원주부(114)를 형성할 때, 노드부(108)를 제거하고, 또한 철근 본체(106)의 외주면이 약간 깎여져 있기 때문이다. 단, 원주부(114)를 형성할 때, 철근 본체(106)의 외주면을 깎지 않고, 노드부(108)만을 제거해도 된다. 이 경우, 원주부(114)의 외경 D13과 철근 본체(106)의 외경 D11은 같아지게 된다.

철근(102)의 원주부(114)에, 롤링을 행함으로써 수나사부(112)가 형성되어 있다. 따라서, 수나사부(112)의 나사산 직경 D14은 원주부(114)의 외경 D13보다 크고, 나사홈 직경 D15은 원주부(114)의 외경 D13보다 작다.

철근(102)의 각 부의 직경 치수의 일례를 나타내면, 호칭 직경이 D19인 철근에 있어서, M19.8이며 피치 2.5의 수나사부(112)를 가공한 경우, 철근 본체(106)의 외경 D11이 18.00, 최대 직경 D12이 21.50, 원주부(114)의 외경 D13이 17.90, 나사산 직경 D14이 19.49, 나사홈 직경 D15이 16.46이다(단위:㎜).

도 26을 사용하여, 본 실시형태의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101)의 제조 방법을 설명한다.

본 실시형태의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101)의 제조 방법은, 준비 단계(S0)와, 절단 단계(S1)와, 진원 가공 단계(S2)와, 수나사 롤링 단계(S3)를 포함하고 있다. 준비 단계(S0)에서는, 나사 철근 노드인 철근(102)과, 철근(102)을 접속하는 커플러(104)를 준비한다.

절단 단계(S1)에서는, 이형 철근(102)을 임의의 길이로 절단한다. 상세하게는, 준비 단계(S0)에서 준비된 이형 철근(102)을, 도 27에 나타낸 바와 같이, 건설 현장 또는 공장 등에서, 필요로 하는 임의의 길이로 절단한다.

계속하여, 진원 가공 단계(S2)에서는, 도 28a에 나타낸 바와 같이, 절단 단계(S1)에서 절단된 철근(102)의 일단부(102a)에 진원 가공을 행한다. 진원 가공은, 철근(102)의 일단부(102a)에서의 수나사부(112)를 형성하는 길이 범위에 행해진다. 진원 가공은, 노드부(108)를 제거하고, 또한 도 28b에 나타낸 바와 같이, 철근 본체(106)가 외경 D13의 진원으로 되도록 절삭을 행하는 가공이다. 이 외경 D13의 진원 부분이 원주부(114)로 된다. 단, 절삭량이 적은 경우, 평탄부(110)가 남아도 된다. 이 경우라도, 후의 가공 성능에는 문제는 없다.

나사 노드 철근(102)에서는, 전술한 바와 같이, 노드부(108)를 사용하여 한 쌍의 철근(102, 102)을 커플러에 의해 접속한 상태로 그라우트를 충전할 수 있도록, 스트립형 평탄부(110)가 형성되어 있다. 즉, 단면 형상이 타원형으로 되어 있다. 본 실시형태의 진원 가공 단계(S2)에서는, 철근 본체(106)의 외주면을 깎아, 외경 D13의 진원 부분을 형성하고 있다. 앞의 실시형태에서 설명한 바와 같이, 발명자의 예의 연구, 시뮬레이션에 의해, 철근(102)의 축부의 단면적의 4%에 상당하는 범위까지이면 깎아도, 철근(102)의 성능에 영향을 주지 않는 것을 알고 있다. 따라서, 이 범위 내에서 일단부(102a)의 축부를 밑깎기 하여, 진원 가공을 행해도, 철근(102)의 성능에 문제는 없다. 나사 노드 철근에 있어서, 가공의 형편 상, 진원이 아니고 타원형에 단면적이 성형되는 경우, 타원의 장축(長軸)을 기준으로 밑깎기 하여, 결손하는 단면적이 4% 이하가 되도록 설정하면, 철근(102)의 성능에 문제는 없다.

그리고, 본 실시형태에서는, 진원 가공 단계(S2)에 있어서, 노드부(108)를 제거하고, 또한 철근 본체(106)가 외경 D13의 진원으로 되도록 철근 본체(106)의 외주면을 깎고 있지만, 노드부(108)의 제거만을 행하여, 철근 본체(106)의 외주면의 밑깎기를 생략해도 된다. 이 경우, 원주부(114)의 형상은 철근 본체(106)와 동일하게 된다. 또한, 진원 가공 단계(S2)는 생략되어도 된다.

수나사 롤링 단계(S3)에서는, 진원 가공 단계(S2)에서 진원 가공된 원주부(114)에, 도 25에 나타낸 수나사부(112)가 롤링에 의해 가공된다. 이 롤링 가공은, 철근(102)의 일단부(102a)에 확경 가공을 행하지 않고 행해진다. 진원 가공 단계(S2)가 생략되는 경우, 절단 단계(S1)에서 절단된 철근(102)의 일단부(102a)에, 확경 가공을 행하지 않고, 각각의 노드부(108)의 전체 또는 직경 방향 대부분을 깎아 넣는 것에 의해 제거한 후, 롤링에 의해 수나사부(112)가 가공된다.

롤링에 의해 수나사부(112)를 형성하는 경우, 조성(組成) 유동에 의해, 수나사부(112)의 나사산 직경 D14은 원주부(114)의 외경 D13보다 커지게 된다. 롤링 가공은, 롤링 다이스(dice)(도시하지 않음)를 사용하여, 냉간, 온간 또는 열간으로 행한다. 롤링 가공은, 예를 들면, 나사 가공을 3점에서 행하는, 이른바 3점 롤링이다.

이와 같이, 수나사부(112)의 롤링을 행함으로써, 수나사부(112)가 가공 경화에 의해 하드해진다. 또한, 수나사부(112)의 나사홈 직경 D15이 철근 본체(106)의 외경 D11 및 원주부(114)의 외경 D13보다 작아지게 된다. 수나사부(112)의 진원 가공 및 롤링을 행하는 길이는, 조정용으로서 길게 하여 두고, 배근의 현장에서 사용 개소에 따라 수나사부(112)를 절단하도록 해도 된다. 이로써, 시공성이 향상된다.

상기 구성에 의하면, 수나사부(112)가 롤링에 의해 형성되어 있으므로, 나사 피치를 작게 형성할 수 있다. 그러므로, 커플러(104)의 길이가 짧아지게 된다. 또한, 나사의 접촉면의 밀착성도 확보할 수 있으므로, 그라우트의 충전이 불필요해진다. 그 결과, 현장에서의 그라우트 충전 작업, 그라우트의 품질 관리 등의 공정이 생략할 수 있는 데 더하여, 그라우트의 경화에 필요한 양생 기간도 불필요해진다. 따라서, 현장에서의 작업 공정 및 작업 기간의 증가를 억제할 수 있다.

또한, 수나사부(112)는, 나사홈 직경 D15이 원주부(114)의 외경 D13보다 작고, 나사산 직경 D14이 원주부(114)의 외경 D13보다 크다. 그러므로, 소재로 하는 이형 철근(102)에 하부 가공을 행하지 않고 그대로, 또는 진원 가공에 의한 하부 가공을 행하는 것만으로, 수나사부(112)를 형성할 수 있다. 대경화와 같이 대규모인 하부 가공을 행하지 않고, 이형 철근(102)에 나사 가공을 행함으로써 수나사부(112)가 형성되므로, 생산성이 우수하다. 수나사부(112)의 나사홈 직경 D15이 철근 본체(106)의 외경 D11보다 작기 때문에, 조인트부에서의 철근(102)의 내력의 저하가 우려되지만, 수나사부(112)의 경도가 다른 부분보다 하드하므로, 충분한 내력을 얻을 수 있다.

밑깎기에 의해 축부의 단면적이 감소한 것에 의한, 수나사부(112)의 내력 저하를 보충하는 데 필요한 경도는, 수나사부(112)의 롤링에 의해 얻어지는 가공 경화의 정도이면 된다. 즉, 이형 철근(102)에 수나사부(112)를 롤링하면, 수나사부(112)에 필요한 경도도 얻어진다. 따라서, 수나사부(112)의 내력을 향상시키기 위한 공정은 불필요하며, 생산성이 우수하다. 커플러(104)를 준비하여 두면, 나머지의 작업은, 이형 철근(102)의 절단(절단 단계) 및 수나사부(112)의 롤링(수나사 롤링 단계)뿐이므로, 건축 현장에서 행할 수도 있다.

나사 노드 철근에서는, 그라우트가 충전할 수 있도록, 스트립형 평탄부(110)가 형성되어 있다. 즉, 단면 형상이 타원형으로 되어 있다. 상기 구성에 의하면, 그라우트의 충전이 불필요해지므로, 스트립형 평탄부(110)는 없어도 된다. 그래서, 진원 가공 단계(S2)에 있어서, 도 28b에 나타낸 바와 같이, 철근(102)의 일단부(102a)에서의 수나사부(112)가 형성되는 영역에, 진원 가공을 행하여, 외경 D13의 원주부(114)가 형성되어 있다. 이 진원 부분인 원주부(114)에 수나사부(112)를 형성함으로써, 내력이 우수한 수나사부(112)를 얻을 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 철근(102)의 축부의 단면적의 4%에 상당하는 범위까지이면 깎아도, 철근(102)의 성능에는 문제 없다.

도 29는, 본 발명의 제8 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101A)를 나타낸다. 제8 실시형태에 있어서, 제7 실시형태와 같은 부재에는 같은 부호를 부여하고, 설명을 생략한다. 제8 실시형태의 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101A)에서는, 한 쌍의 록 너트(120, 120)가 설치되어 있는 점에서, 제7 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조(101)와 상위하게 되어 있다.

록 너트(120)는, 수나사부(112)에 나사결합되어, 커플러(104)의 단면에 맞닿아 있다. 록 너트(120)는, 커플러(104)의 한쪽의 단면에만 맞닿게 설치해도 된다. 록 너트(120)의 외주면은, 원형이라도, 다각형이라도 된다. 본 실시형태에서는, 수나사부(112)의 길이 L10는, 록 너트(120)와 커플러(104)의 전체를 한쪽의 수나사부(112)에 퇴피시켜 둘 수 있는 길이로 해도 된다. 제8 실시형태의 그 외의 구조는, 제7 실시형태와 마찬가지이다.

제8 실시형태에 따르면, 제7 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제8 실시형태에 따르면, 록 너트(120)를 설치함으로써, 철근(102)과 커플러(104)와의 사이의 덜거덕거림이 억제된다. 또한, 이 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조(101A)에서의 인장력 및 압축력의 전달은, 도 6a 및 도 6b를 사용하여 설명한 것과 같다. 따라서, 인장력의 작용시와 압축력의 작용시에, 수나사부(112)와 커플러(104)의 암나사부(104a)의 나사산끼리가 접촉하는 면이 변하지 않아, 인장 내력 및 압축 내력의 양쪽의 요건을 충족할 수 있다.

도 30은, 본 발명의 제9 실시형태에 관한 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조(101B)를 나타낸다. 제7 및 제8 실시형태에서는, 한 쌍의 철근(102, 102)의 양쪽이 나사 노드 철근이었지만, 제9 실시형태에서는, 한 쌍의 철근의 한쪽이 나사 노드 철근(102)과, 다른 쪽이 대나무 노드형 철근(122)이다. 대나무 노드형 철근(122)도, 환축 상의 철근 본체(126)와, 철근 본체(126)의 외주에 형성된 원환형의 노드부(128)를 가지고 있다. 대나무 노드형 철근(122)의 노드부(128)는, 부착 성능을 향상시키기 위해서만 형성되고, 나사 형상의 노드 구조로는 되어 있지 않다. 도 30의 대나무 노드형 철근(122)의 노드부(128)는, 철근 본체(126)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다.

대나무 노드형 철근(122)은, 또한 철근 본체(126)의 외주에 리브(130)를 가지고 있다. 리브(130)는, 철근 본체(126)의 길이 방향으로 연장되는 돌조로 이루어진다. 리브(130)의 직경 방향의 돌출 높이는, 노드부(128)의 직경 방향의 돌출 높이와 대략 같다. 리브(130)는, 철근 본체(126)의 외주면에, 주위 방향으로 180°이격되어 2개 형성되어 있다. 대나무 노드형 철근(122)의 일단부(122a)에, 롤링에 의해 수나사부(132)가 형성되어 있다.

앞의 실시형태에서 설명한 바와 같이, 대나무 노드형 철근(122)에서는, 리브(130)가 전체의 횡단 면적의 4% 정도를 차지하고 있다. 대나무 노드형 철근(122)의 일단부(122a)에 수나사부(132)를 형성함으로써, 일단부(122a)의 노드부(128)뿐아니라, 일단부(122a)의 리브(130)가 제거된다. 이로써, 전체의 단면적의 4%가 결손하게 되므로, 철근 본체(126)를 더 이상 깎는 것은 철근(122)의 성능에 영향을 줄 우려가 있으므로, 바람직하지 않다. 그러므로, 대나무 노드형 철근(122)에서는, 수나사부(132)의 나사산 직경 D20는, 철근 본체(126)의 외경 D21보다 크게 되어 있다.

나사 노드 철근(102)에는 길이 방향으로 연장되는 리브가 없기 때문에, 나사 노드 철근(102)에서는, 전술한 바와 같이, 전체 단면적의 4%에 상당하는 범위까지이면, 철근 본체(106)를 깎고, 거기에 수나사부(112)를 형성해도 철근(102)의 성능에 문제는 없다. 단, 제9 실시형태와 같이, 나사 노드 철근(102)과 대나무 노드형 철근(122)을 커플러(104)로 접속하는 경우, 호환성을 확보하기 위해, 수나사부(112)의 나사산 직경 D14은 철근 본체(106)의 외경보다 크게 설정된다. 나사 노드 철근(102)과 대나무 노드형 철근(122)을 접속하는 경우, 이하의 식(1)을 만족시키도록, 수나사부(112, 132)의 나사산 직경 D14, D20을 롤링 가공하면, 호환성이 있는 조인트를 구성할 수 있다(단위는 ㎜).

D11―(0.0∼0.25)= D21＋(0.05∼0.20) ... (1)

도 31의 변형예에서는, 한 쌍의 철근의 한쪽이 나사 노드 철근(102)과, 다른 쪽이 리브(135)를 가지는 이형 철근(134)이다. 이 이형 철근(134)도, 환축형의 철근 본체(136)와, 철근 본체(136)의 외주에 형성된 노드부(138, 139)를 가지고 있다. 리브(135)는 철근 본체(136)의 외주면에 180°이격되어 2개 형성되어 있다. 이 이형 철근(134)의 노드부(138, 139)도, 부착 성능을 향상시키기 위해서만 형성되어, 나사 형상의 노드 구조로는 되어 있지 않다. 도 31의 이형 철근(134)의 노드부(138, 139)는, 길이 방향으로 연장되는 돌조로 이루어지는 2개의 리브(135)의 사이에 반환형(半環形)으로 형성되어 있고, 양 노드부(138, 139)는, 이형 철근(134)의 길이 방향의 위치가 서로 어긋나 있다.

도 32의 다른 변형예에서도, 한 쌍의 철근의 한쪽이 나사 노드 철근(102)과, 다른 쪽이 리브(142)를 가지는 이형 철근(140)이다. 이 이형 철근(140)도, 환축형의 철근 본체(144)와, 철근 본체(144)의 외주에 형성된 노드부(146)를 가지고 있다. 리브(142)는 철근 본체(144)의 외주면에 180°이격되어 2개 형성되어 있다. 이 이형 철근(140)의 노드부(146)도, 부착 성능을 향상시키기 위해서만 형성되고, 나사 형상의 노드 구조로는 되어 있지 않다. 도 32의 이형 철근(140)은, 길이 방향으로 연장되는 2개의 리브(142)의 사이에 형성된 망눈형(網目形)의 노드부(146)를 가지고 있다.

도 30∼32의 예와 같이, 본 발명의 나사식 철근 조인트 구조는, 나사 노드 철근(102)과 리브를 가지는 이형 철근과의 접속에도 적용할 수 있다.

본 발명의 제10 실시형태를 도 33∼도 38과 함께 설명한다. 제10 실시형태의 배근 구조는, 제1 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조를 사용한 배근 구조이다. 상세하게는, 도 33에 나타낸 바와 같이, 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 철근(202, 204, 206)이, 커플러(208)를 포함하는 나사식 철근 조인트 구조(210)에 의해 접속되어 있다.

상세하게는, 제10 실시형태의 배근 구조에서는, 1개의 길이 조정용 철근(202)과, 복수 개의 정척 철근(204, 206)이 사용되고 있다. 정척 철근(204, 206)으로서, 중간의 정척 철근(204)과 단부의 정척 철근(206)이 있다.

각각의 철근(202, 204, 206)은, 도 34a∼도 34c에 나타낸 바와 같이, 철근 본체(202a, 204a, 206a)의 외주에 돌조(202b, 204b, 206b)를 가지는 이형 철근이다. 또한, 각각의 철근(202, 204, 206)의 단부에, 수나사부(202c, 204c, 206c)가 형성되어 있다. 도 34d에 나타낸 바와 같이, 커플러(208)는, 내주(內周)에 암나사부(208a)를 가지는 나사통이다. 이들 수나사부(202c, 204c, 206c) 및 커플러(208)가, 나사식 철근 조인트 구조(210)(도 33)의 일부를 구성한다.

도시한 예에서는, 각각의 철근(202, 204, 206)의 돌조(202b, 204b, 206b)는, 반주위(半周)마다 교호적으로 위치하는 노드부(202ba, 204ba, 206ba)와, 원주 방향의 180°이격된 위치에서 길이 방향을 따라 연장되는 2개의 리브(202bb, 204bb, 206bb)로 이루어지지만, 노드부(202ba, 204ba, 206ba)가 전체 주위에 따라 연장되는 형상이라도 되고, 또한 나선형으로 연장되는 돌조라도 된다.

중간의 정척 철근(204)의 수나사부(204c) 및 단부의 정척 철근(206)의 수나사부(206c)는, 도 34b 및 도 34c에 나타낸 바와 같이, 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 형성되어 있다. 여기서, 「나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이」란, 도 36에 나타낸 철근 조인트 구조(210)로서의 사용 상태에서 커플러(208)에 나사결합되는 길이 L100를 최단으로 하고, 조인트 접속 작업에서 퇴피시켜 두기 위해 커플러(208)의 전체를 나사결합시키는 길이 L200[이 예에서는 커플러(208)의 길이와 같음]를 최장으로 하는 범위에서 임의로 설정되는 길이이다. 이 최장의 길이 L200는, 적절한 여유를 포함해도 된다.

도 34b에 나타낸 바와 같이, 중간의 정척 철근(204)은, 양단에 수나사부(204c)가 형성되어 있다. 단부의 정척 철근(206)은, 배근 구조의 양단에 사용되는 철근이며, 도 34c에 나타낸 바와 같이, 일단에만 수나사부(206c)가 형성되고, 타단에 확경 헤드부(206d)를 가지고 있다. 확경 헤드부(206d)는, 콘크리트에 대한 정착용(定着用)의 부위이다. 철근 확경 헤드부(206d)는, 예를 들면, 이 배근 구조를 철근 콘크리트조 건축물의 빔에 주마디로서 사용한 경우, 기둥 내에 확경 헤드부(206d)가 위치하도록 사용된다. 확경 헤드부(206d)의 제조는, 예를 들면, 소재로 하는 이형 철근을 유도 가열로 가열하면서 압축력을 가함으로써 행해진다.

단부의 정척 철근(206)을 사용하는 대신에, 예를 들면, 중간의 정척 철근(204)을 사용하여, 전술한 도 21에 나타낸 바와 같은 확경 헤드부가 형성된 부품(61)을 수나사부(204c)에 장착시켜 확경 헤드부(206d)를 구성해도 된다.

도 34a에 나타낸 바와 같이, 길이 조정용 철근(202)의 양단의 수나사부(202c)는, 정척 철근(204, 206)의 수나사부(204c, 206c)보다 길게 형성되어 있다. 길이 조정용 철근(202)의 수나사부(202c)는, 배근 구조의 길이 조정에 사용된다. 즉, 길이 조정용 철근(202)의 수나사부(202c)는, 임의 길이로 절단되어 커플러(208)와의 접속에 사용된다. 이 실시형태에서는, 길이 조정용 철근(202)은, 정척 철근(204, 206)보다도 1 랭크 상의 철근 직경의 이형 철근이 사용되고 있다. 예를 들면, 정척 철근(204, 206)이 D22인 이형 철근인 경우, 길이 조정용 철근(202)으로서 D25인 이형 철근이 사용된다. 이와 같이, 1 랭크상의 이형 철근을 사용함으로써, 길이 조정용 철근(202)의 수나사부(202c)의 나사 가공을, 이 나사 가공에 의한 소경화(小徑化)의 문제를 고려하지 않고, 절삭 가공으로 행할 수 있다.

정척 철근(204, 206)에 대하여는, 수나사부(204c, 206c)의 직경을 확보하기 위해, 수나사부(204c, 206c)는 롤링에 의해 제조되고 있다. 각 부의 직경은, 전술한 도 1b와 함께 설명된 관계이다. 또한, 정척 철근(204, 206)의 수나사부(204c, 206c)는, 전술한 도 3a∼도 3d와 함께 설명한 가공 수순으로 형성된다. 길이 조정용 철근(202)의 장척의 수나사부(202c)와, 정척 철근(204, 206)의 수나사부(204c, 206c)와의 직경은 같다.

정척 철근(204, 206) 및 길이 조정용 철근(202)은, 예를 들면, 도 35a, 도 35b에 나타낸 바와 같이, 규격화된 여러종류(3∼6 종류 정도)의 전체 길이의 것이 준비되고, 임의의 길이의 것이 선택되거나, 또는 임의의 길이의 것이 조합되어 사용된다. 정척 철근(204, 206) 및 길이 조정용 철근(202)의 전체 길이 L0의 규격화는, 예를 들면, 5m, 5.5m, 6m, … 등과 같이, 0.5m 정도의 일정한 전체 길이 차이 ΔL로 되는 복수 종류로 된다.

길이 조정용 철근(202)의 장척의 수나사부(202c)의 길이 L300(도 34a)은, 임의의 길이로 되지만, 장척의 수나사부(202c)의 개소에서는 콘크리트에 대한 정착력이 저하되므로, 필요 이상으로 길게 형성하는 것은 바람직하지 않다. 그러므로, 예를 들면, 일정한 전체 길이 차이 ΔL의 절반에, 커플러(208)에 나사결합시키는 길이를 더한 길이로 된다.

길이 조정용 철근(202)의 장척의 수나사부(202c)에는, 도 36에 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 부착용 철물(215)을 장착해도 된다. 부착용 철물(215)은, 장척의 수나사부(202c)에 나사결합되는 암나사부를 내주에 가지는 너트형의 금속 부재이다. 장척의 수나사부(202c)의 길이가 긴 경우, 콘크리트에 대한 정착력이 저하되지만, 부착용 철물(215)이 설치되어 있으면, 정착력을 보충할 수 있다. 부착용 철물(215)은, 길이 조정용 철근(202)을 긴 채로 사용할 때 장착하고, 어느 정도 짧게 절단할 때는 장착하지 않도록 해도 된다.

도 37a∼도 37c를 사용하여, 길이 조정용 철근(202)의 절단으로부터 조인트 접속까지의 공정을 설명한다.

도 37a에 나타낸 바와 같이, 양단에 장척의 수나사부(202c, 202c)를 가지는 길이 조정용 철근(202)을 준비한다. 도 37b에 나타낸 바와 같이, 길이 조정용 철근(202)의 양단의 수나사부(202c, 202c)를 필요한 길이로 절단한다. 도 37c에 나타낸 바와 같이, 커플러(208)를 사용하여, 길이 조정용 철근(202)과 정척 철근(204)을 연결한다.

이 구성에 의하면, 길이 조정용 철근(202)이 장척의 수나사부(202c)를 가지고 있고, 이 수나사부(202c)를 임의의 길이로 절단함으로써, 나사식 철근 조인트 구조(210)의 수나사부(202c)로서 사용할 수 있다. 이로써, 길이 조정용 철근(202)의 전체 길이를 조정할 수 있다. 그러므로, 다른 철근(204, 206)이 정척의 것이라도, 이 배근의 전체 길이를 임의로 조정할 수 있다.

정척 철근(204, 206)으로서, 전체 길이 차이 ΔL가 상이한 복수 종류의 것이 준비되어 있으므로, 그 조합에 의해 각종 전체 길이의 배근을 구성할 수 있지만, 조합의 선택만으로는, 전체 길이 차이 ΔL의 중간으로 되는 길이로 할 수 없다. 이와 같은 전체 길이의 배근이라도, 이 구성의 배근 구조를 사용함으로써, 실현할 수 있다. 따라서, 특주품의 수나사가 형성된 철근을 사용할 필요가 없어, 특주품의 불필요화에 의한 비용 삭감이 도모된다.

도 38에 나타낸 바와 같이, 나사식 철근 조인트 구조(210)는, 커플러(208)의 양쪽에서 수나사부(202c, 204c)에 나사결합되는 록 너트(212)를 가지고 있어도 된다. 록 너트(212)를 가지는 경우, 철근(202, 204)에 작용하는 압축력의 전달도 가능해진다.

도 39, 도 40은, 제11 실시형태를 나타낸다. 제11 실시형태에 있어서, 특히 설명하는 사항 외에는, 전술한 제10 실시형태와 마찬가지이다. 제11 실시형태에서는, 길이 조정용 철근(222)이, 일단에만 장척의 수나사부(222c)를 가지고, 타단에는 일정 길이의 수나사부(222d)가 형성되어 있다. 길이 조정용 철근(222)의 장척의 수나사부(222c)에서의 철근 본체(222a)의 개소는, 미가공 부분으로서 남긴다. 일정 길이의 수나사부(222d)는, 그 나사홈 직경이, 장척의 수나사부(222c) 측에 접속되는 정척 철근(204, 206)보다도 1 랭크 큰 직경의 철근으로 된다. 예를 들면, 정척 철근(204, 206)이 D22이면, 길이 조정용 철근(222)은 D25이다.

길이 조정용 철근(222)의 일정 길이의 수나사부(222d) 측에 접속되는 정척 철근(224)은, 길이 조정용 철근(222)과 같은 직경의 철근이다. 예를 들면, 길이 조정용 철근(222)이 D25이면, 정척 철근(224)도 D25의 이형 철근이 사용된다. 그러므로, 대경측의 정척 철근(224)과 길이 조정용 철근(222)을 접속하는 나사식 철근 조인트 구조(230)에서는, 수나사부(222d, 224c)나 커플러(228)의 암나사부(228a)의 나사 직경도, 소경(小徑) 측의 정척 철근(204, 206)(도 39)을 접속하는 장척의 수나사부(222c)의 직경보다 대경으로 된다. 길이 조정용 철근(222)의 장척의 수나사부(222c)는, 중간의 정척 철근(204)과 같은 직경이다.

이 실시형태에서도, 길이 조정용 철근(222) 및 대경측의 정척 철근(224)의 철근 본체(222a, 224a)의 외주에 돌조(222b, 224b)가 형성되어 있고, 돌조(222b, 224b)는, 노드부(222ba, 224ba)와 리브(222bb, 224bb)를 가지고 있다.

이 구성의 경우에도, 제10 실시형태와 마찬가지로, 배근의 작업 현장에서 길이 조정을 간단하게 행하여, 제조의 간소화, 비용 저하가 도모된다는 장점을 얻을 수 있다.

도 41∼도 43은, 본 발명의 제12 실시형태를 나타낸다. 이 나사식 철근 조인트 구조는, 전술한 제10 실시형태에 관한 나사식 철근 조인트 구조에 있어서, 커플러(208)에, 체결 길이를 확인하기 위한 확인공(232)이 형성되어 있다. 특히 설명한 사항 외에는, 제10 실시형태와 마찬가지이다. 도 41에서는, 길이 조정용 철근(202)과 중간의 정척 철근(204)과의 사이에 제12 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조(210)가 사용되고 있지만, 제12 실시형태의 나사식 철근 조인트 구조(210)는, 도 33의 배근 구조의 어느 개소에 사용할 수 있다.

제12 실시형태에서는, 체결 길이의 확인공(232)은, 커플러(208)의 길이 방향의 중앙부에 1개 형성되어 있다. 이 실시형태의 확인공(232)은, 축 방향으로 배열되는 2개의 원형공부(232a, 232a)가 연이어진 형상이다. 체결 길이의 확인공(232)의 커플러 길이 방향의 길이(a)는, 커플러(208)에 양측의 철근(202, 204)의 수나사부(202c, 204c)가 소정의 체결 최소 길이(m)만큼 나사삽입된 상태에서의, 양측의 철근(202, 204)의 내면 사이의 거리(b)보다 약간 길게 형성되어 있다(a>b). 이 길게 형성되는 정도는, 확인공(232)의 외측으로부터 육안 관찰에 의해, 철근(202)의 외주면의 단부가 보이는 최소의 거리이다. 도 43은, 확인공(232)에 관한 치수를 발췌한 도면이다.

치수의 일례를 나타낸다. D16 또는 D19용의 철근(202, 204)으로서, 양측의 철근(202, 204)의 내면 사이의 거리(b)가 10㎜인 경우, 확인공(232)의 커플러 길이 방향의 길이(a)는 11㎜이다. 그러므로, 길이(a)는, 거리(b)보다 양측으로 0.5㎜씩 길어진다. 2개의 구멍부(232a, 232a)의 직경(d)는 6㎜(반경 r은 3㎜), 구멍부(232a, 232a)의 중심 간의 거리(c)는 5㎜이다. 따라서, 각 구멍부(232a, 232a)의 중심과, 확인공(232)의 커플러 길이 방향 중심(O1)으로부터의 거리(e)는 2.5㎜이다. 철근(202, 204)에 D22∼29의 것을 적용한 경우에는, 상기 각 치수는, 예를 들면, a=12㎜, c=5㎜, r=3.5㎜이다.

이 구성에 의하면, 한 쌍의 철근(202, 204)의 한쪽이 커플러(208)에 체결 최소 길이(m)까지 나사삽입되어 있지 않은 경우, 체결 길이의 확인공(232)을 통해 육안 관찰에 의해, 한쪽의 철근(202)(204)의 외주면의 끝에지가 보이지 않는다. 양쪽의 철근(202, 204)이 체결 최소 길이(m)까지 나사삽입되어 있으면, 확인공(232)으로부터 양쪽의 철근(202, 204)의 외주면의 끝에지가 보인다. 그러므로, 확인공(232)에 의해, 체결 최소 길이(m)까지 나사삽입되어 있는지의 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 이와 같이, 체결의 확인을 행할 수 있도록 함으로써, 철근 조인트의 규격 상에서 A급 조인트(공익 사단 법인 일본 철근 조인트 협회 인정)로 되는 것을 기대할 수 있다. 그리고, 양측의 철근(202, 204)의 단면이 체결 길이 확인공(232)의 내부에서 접촉하고 있어도 된다.

또한, 제12실시형태에서는, 확인공(232)이 2개의 원형공부(232a, 232a)가 연이어진 형상이므로, 확인공(232)에서의 커플러(208)의 원주 방향의 치수가 작아서 끝난다. 그 결과, 확인공(232)의 형성에 의한 커플러(208)의 단면적의 저하가 적고, 강도면에서 유리하다. 체결 길이의 확인공(232)은, 커플러(208)의 길이 방향으로 장축을 가지는 단일의 타원 형상으로 해도 되지만, 제12 실시형태의 형상이면, 2개의 원형의 구멍부(232a, 232a)를 형성하면 되므로, 가공이 용이하다.

확인공(232)의 형상은, 이 외에, 도 44에 나타낸 바와 같이, 원형으로 해도 되지만, 이 경우, 확인공(232)의 직경은, 육각형의 커플러(208)의 1변의 길이 S(도 42b)의 45% 정도를 한도로 하는 것이 바람직하다. 이보다 클 경우, 단면적의 결손 비율이 허용값보다 높게 될 우려가 있다. 커플러(208)의 단면적은, 확인공(232)의 형성 후에도, 철근(202, 204)의 단면적의 120% 정도를 확보하는 것이 바람직하다.

도 45, 도 46은, 확인공(232)의 다른 예를 나타낸다. 이 예도, 특히 설명한 사항 외에는, 제10 실시형태와 마찬가지이다. 이 예에서는, 도 41의 예보다 소경의 확인공(232)이, 커플러(208)의 길이 방향으로 이격되어 한쪽 면에 3개 형성되어 있다. 3개의 확인공(232)은, 도 45와 같이 커플러(208)의 주위 방향으로 이격되어 있어도 되고, 또는 주위 방향의 같은 위치라도 된다. 중앙의 확인공(232)은, 커플러(208)의 길이 방향의 중심에 형성되고, 양측의 확인공(232)은, 체결 최소 길이(m)만큼 커플러(208)의 단부로부터 이격된 위치에 형성되어 있다. 3개의 확인공(232)은, 커플러(208)의 이면(裏面; back surface)에도 형성되고, 합계 6개 형성된다. 표면측의 확인공(232)과 이면측의 대응하는 확인공(232)은, 축 방향 위치가 같으며, 원주 방향으로 180°이격되어 형성되어 있다.

이 변형예의 경우, 예를 들면, 도 46에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(234)와 수광 소자(236)로 이루어지는 투과형의 광전 센서를 이용하고, 확인공(232)에 광을 통해 확인이 행해진다. 중앙의 확인공(232)에서는 광이 투과하고, 양측의 확인공(232)에서는 광이 차단되어 있으면, 체결 최소 길이(m)만큼 나사삽입되어 있는 것이 확인된다. 광전 센서를 사용하는 대신에, 핀형의 확인 지그를 확인공(232)에 통함으로써도, 마찬가지로 확인이 행해진다. 이 변형예의 경우, 확인에 기구(器具)가 필요해지지만, 확인공(232)의 직경이 작아도 되므로, 커플러(208)의 단면의 저하가 적어지게 된다.

본 발명은, 이상의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 각종 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다. 예를 들면, 도 41∼도 46의 확인공(232)을, 제1∼제9 실시형태로 형성해도 된다. 따라서, 그와 같은 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

도 33∼도 46에 나타낸 실시형태 및 변형예는, 이하의 태양(態樣)1∼ 태양 5를 포함한다.

[태양 1]

태양 1에 관한 배근 구조는, 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 이형 철근인 철근을, 내주에 암나사부를 가지는 나사통형의 커플러와, 인접하는 상기 철근의 단부에 설치되어 상기 커플러에 나사결합되는 수나사부를 가지는 나사식 철근 조인트 구조에 의해 접속한 배근 구조로서,

복수 개의 상기 철근 중 일부의 철근이 길이 조정용 철근, 나머지의 철근이 정척 철근이며,

상기 정척 철근은, 단부에 상기 수나사부가, 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 설치되고,

상기 길이 조정용 철근은, 임의 길이로 절단되어 상기 커플러와의 접속에 이용되고 상기 수나사부로 되는 길이 조정용의 장척의 수나사부를 가진다.

[태양 2]

태양 2에 관한 배근 구조는, 태양 1에 기재된 배근 구조에 있어서, 상기 커플러의 길이 방향의 중간 위치에, 양측의 상기 철근이 상기 커플러 내에 소정의 체결 최소 길이까지 나사삽입되어 있는 것을 확인하는 확인공을 가진다.

[태양 3]

태양 3에 관한 철근은, 임의 길이로 절단하여 사용되는 길이 조정용의 장척의 수나사부를 가지는 이형 철근으로서,

상기 장척 수나사부를 절단한 수나사부는, 내주에 암나사부를 가지는 나사통형의 커플러에 접속되어 나사식 철근 조인트를 구성하는 길이이다.

[태양 4]

태양 4에 관한 배근 구축 방법은, 단부에 일정 길이의 수나사부를 가지는 복수 개의 정척 철근과, 단부에 임의 길이로 절단하여 사용되는 길이 조정용의 장척의 수나사부를 가지는 길이 조정용 철근과, 내주에 암나사부를 가지는 나사통형의 복수의 커플러를 준비하고, 상기 정척 철근 및 상기 길이 조정용 철근은 모두 이형 철근이며,

상기 길이 조정용 철근의 장척의 상기 수나사부를 절단함으로써, 상기 정척 철근과 상기 길이 조정용 철근이 길이 방향으로 배열되는 배근 전체의 길이를 1개의 배근의 전체 길이로 조정하고,

상기 커플러를 사용하여 인접하는 철근을 접속한다.

1, 1A, 102: 철근
1a, 106: 철근 본체
1b: 돌조
1ba, 108: 노드부
1bb: 리브
1c, 112: 수나사부
2, 104: 커플러
2a: 암나사부
3, 120: 록 너트
4, 110: 스트립형 평탄부
D1: 철근 본체의 외경
D2: 최대 직경
D30: 나사 유효 직경
D31: 나사홈 직경
D32, D32' 나사산 직경
S1: 절단 단계
S2: 진원 가공 단계
S3: 수나사 롤링 단계

Claims (14)

1. 한 쌍의 철근과, 양 철근을 접속하는 나사통형(screw tubular)의 커플러를 구비한 이형 철근(deformed rebar)의 나사식 철근 조인트 구조(screw-type rebar joint structure)로서,
   상기 한 쌍 중 한쪽 또는 양쪽의 철근은, 환축형(round shaft-shape)의 철근 본체의 외주(外周)에 복수의 환형(環形)의 노드부(node) 또는 나선형의 노드부를 구비하는 이형 철근이며,
   상기 철근의 한쪽 또는 양쪽의 단부(端部)에, 상기 노드부가 제거된 원주부(圓柱部)를 구비하고, 상기 원주부에 수나사부가 형성되고,
   상기 수나사부의 나사산 직경이 상기 철근 본체보다 크고, 나사홈 직경이 상기 철근 본체보다 작고,
   상기 수나사부의 경도가 상기 철근의 다른 부분보다 하드하거나 또는 인장(引張) 강도가 강하고,
   상기 커플러가, 상기 양 철근의 상기 수나사부에 나사결합되고,
   상기 철근은, 길이 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 환형의 상기 노드부; 및 길이 방향으로 연장되는 돌조(projection);를 가지는 이형 철근이며,
   상기 수나사부는, 상기 노드부에 상당하는 폭의 복수 개소가 나사산 직경이 큰 부분, 나머지가, 상기 돌조와 같은 주위 방향 개소를 제외하고 나사산 직경이 작은 부분으로서,
   양 부분의 나사홈 직경은 서로 같으며, 상기 나사산 직경이 작은 부분의 나사홈 깊이가, 나사산 직경이 큰 부분의 나사홈 깊이의 70% 이상이며,
   상기 나사산 직경이 큰 부분의 나사산 직경이, 상기 철근의 상기 철근 본체보다 크고, 또한 상기 돌조를 포함하는 최대 직경보다 가는,
   이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 철근은, 나선형의 상기 노드부를 구비하는 이형 철근인, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 한쪽 또는 양쪽의 철근의 외주면(外周面)에서의 서로 180°이격된 2개소(箇所)에, 축 방향에 수직인 단면(斷面)이 직선인 스트립형 평탄부가 형성되고,
   상기 스트립형 평탄부는, 철근 본체의 외주면을 이루는 원의 일부의 호(arc)로 되는 직선으로 구성되고, 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있는, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
4. 한 쌍의 철근과, 양 철근을 접속하는 나사통형(screw tubular)의 커플러를 구비한 이형 철근(deformed rebar)의 나사식 철근 조인트 구조(screw-type rebar joint structure)로서,
   상기 한 쌍 중 한쪽 또는 양쪽의 철근은, 환축형(round shaft-shape)의 철근 본체의 외주(外周)에 복수의 환형(環形)의 노드부(node) 또는 나선형의 노드부를 구비하는 이형 철근이며,
   상기 철근의 한쪽 또는 양쪽의 단부(端部)에, 상기 노드부가 제거된 원주부(圓柱部)를 구비하고, 상기 원주부에 수나사부가 형성되고,
   상기 수나사부의 나사산 직경이 상기 철근 본체보다 크고, 나사홈 직경이 상기 철근 본체보다 작고,
   상기 수나사부의 경도가 상기 철근의 다른 부분보다 하드하거나 또는 인장(引張) 강도가 강하고,
   상기 커플러가, 상기 양 철근의 상기 수나사부에 나사결합되고,
   상기 철근은, 길이 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 환형의 상기 노드부를 구비하는 이형 철근이며,
   상기 수나사부는, 상기 노드부에 상당하는 폭의 복수 개소가 나사산 직경이 큰 부분, 나머지가 나사산 직경이 작은 부분으로서,
   양 부분의 나사홈 직경은 서로 같으며, 상기 나사산 직경이 작은 부분의 나사홈 깊이가, 나사산 직경이 큰 부분의 나사홈 깊이의 70% 이상이며,
   상기 나사산 직경이 큰 부분의 나사산 직경이, 상기 철근의 상기 철근 본체보다 크고, 또한 상기 노드부를 포함하는 최대 직경보다 가는,
   이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 한쪽 또는 양쪽의 철근의 외주면에서의 서로 180°이격된 2개소에, 축 방향에 수직인 단면이 직선인 스트립형(strip-shaped) 평탄부가 형성되고,
   상기 스트립형 평탄부는, 철근 본체의 외주면을 이루는 원의 일부의 호로 되는 직선으로 구성되고, 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있는, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 철근의 상기 수나사부에 나사결합되어 상기 커플러의 단면(端面)에 맞닿는 록 너트(lock nut)를 구비하는, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조.
7. 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 이형 철근인 철근을, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 나사식 철근 조인트 구조로 연결한 배근 구조(bar arrangment structure)로서,
   복수 개의 상기 철근 중 일부의 철근이 길이 조정용 철근이며, 나머지의 철근이 정척 철근(standard length reinforcing bar)이며,
   상기 정척 철근의 수나사부는, 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 형성되고,
   상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부는, 상기 정척 철근의 상기 수나사부보다 길게 형성되어 있는,
   배근 구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 커플러의 길이 방향의 중간 위치에, 한 쌍의 상기 철근이 상기 커플러 내에 소정의 체결 최소 길이까지 나사삽입되어 있는 것을 확인하는 확인공이 형성되어 있는, 배근 구조.
9. 제2항 또는 제3항에 기재된 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조를 제조하는 방법으로서,
   상기 철근을 임의의 길이로 절단하는 절단 단계;
   상기 절단된 철근의 단부에, 확경(擴徑) 가공을 행하지 않고 수나사부를 롤링에 의해 가공하는 수나사 롤링 단계; 및
   상기 수나사부가 가공된 한 쌍의 철근의 상기 수나사부에 나사결합시키는 커플러를 준비하는 단계;
   를 포함하는 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 절단 단계에서 절단된 상기 철근의 단부에서의 상기 수나사부를 형성하는 길이 범위에 진원(perfect circle) 가공을 행하는 진원 가공 단계를 더 포함하고,
    상기 롤링 단계에서는, 상기 진원 가공 단계에서 진원 가공된 부분에 상기 롤링을 행하는, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법.
11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조를 제조하는 방법으로서,
    철근 본체의 외주에 돌조를 가지는 이형 철근을 임의의 길이로 절단하는 절단 단계;
    상기 절단된 철근의 단부에 확경 가공을 행하지 않고 수나사부를 롤링에 의해 가공하는 수나사 롤링 단계; 및
    상기 수나사부가 가공된 한 쌍의 철근의 상기 수나사부에 나사결합시키는 커플러를 준비하는 단계;
    를 포함하는 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 절단 단계 후에 상기 철근의 단부에서의 상기 수나사부를 형성하는 길이 범위에, 상기 돌조가 거의 없게 될 정도의 외경(外徑)의 진원 가공을 행하는 진원 가공 단계를 더 포함하고,
    상기 진원 가공 단계 후, 상기 롤링을 행하는, 이형 철근의 나사식 철근 조인트 구조의 제조 방법.
13. 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 이형 철근인 철근을, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 나사식 철근 조인트 구조로 연결하는 배근 구축 방법으로서,
    복수 개의 정척 철근과, 길이 조정용 철근과, 복수의 상기 커플러를 준비하는 단계;
    상기 정척 철근의 수나사부는 나사식 철근 조인트로서 사용되는 일정 길이로 형성하고, 상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부는 상기 정척 철근의 상기 수나사부보다 길게 형성하는 단계;
    상기 길이 조정용 철근의 상기 수나사부를 절단함으로써, 상기 정척 철근과 상기 길이 조정용 철근이 길이 방향으로 배열되는 배근 전체의 길이를 1개의 배근의 전체 길이로 조정하는 단계; 및
    상기 커플러를 사용하여 인접하는 철근을 접속하는 단계;
    를 포함하는 배근 구축 방법.
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