KR20010012547A

KR20010012547A - 구조재 및 그 접합방법

Info

Publication number: KR20010012547A
Application number: KR1019997010502A
Authority: KR
Inventors: 다케시게 시모노하라
Original assignee: 다케시게 시모노하라
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2001-02-15
Also published as: AU2712297A; JP3037442B2; EP0982447A4; IL132753A0; KR100446257B1; HK1027140A1; CA2288695A1; WO1998051882A1; EP0982447A1

Abstract

콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가진 2개 이상의 구조재(101,102,111,112,122)를 맞댄 후에, 그 구조재의 중공부에 충전재를 주입하여 고체화시킴으로써 구조재의 접합을 행한다. 구조재의 중공부에는 필요에 따라 철근(103,113,123) 등을 넣거나, 철골 및 주머니체 (106,115)등을 조인팅틀(100)로 고정부착하여 그 속에 충전재를 넣는다. 또한 조인팅재를 통해 2개 이상의 구조재를 접합하는 것도 가능하다. 기능노동자가 아니더라도 콘크리트제품 등의 빔과 빔, 빔과 기둥 등의 접합을 간단히 할 수 있으며, 또한 격조 높은 건조물도 가능해진다.

Description

구조재 및 그 접합방법{STRUCTURAL MATERIAL AND METHOD OF JOINING THE SAME}

일반적으로, 토목, 건축의 분야에 있어서의 건조물은, 주로 목재, 철근 콘크리트, 철골 등의 재료로 만들어지고 있는데, 축조에 있어서는 현장에서의 수작업에 의한 부분이 적지 않다. 특히 빔과 빔, 빔과 기둥과 같은 접합부분은 구조가 복잡하고, 또한 많은 응력이 작용하기 때문에, 충분한 품질로 마무리하려면 아무래도 수작업이 많아진다. 그 중에서도 현장에서 콘크리트할 경우, 이 접합 부분의 시공에 있어서 수작업과 기능노동자를 필요로 한다. 그러나 최근에는 일손부족과 기능노동자의 고령화, 또한 염가로 끝내려는 비용의식이 원인이 되어, 조잡하게 시공된 건조물이 많이 발견되고 있다. 한편 1995년 1월 일본의 한신 대지진으로 보고되어 있는 바와 같이, 그 이전에 만들어진 건물은 당시에는 충분한 기능노동자가 있었음에도 불구하고, 예컨대 고베시에서는 3∼4할의 건조물이 시공미스가 한 원인이 되어 붕괴되었다. 그리고 현재 만들어지고 있는 건조물은, 그 당시 수준이하의 기능노동자에 의해 만들어지고 있으므로 질의 저하는 분명하다.

또한, 상기와 같은 질의 저하에 더하여, 최근에는 건조물 자체의 디자인이 간소화되고 있다. 이 때문에 중세의 유럽건축에 보여지는 바와 같은 격조 높은 건조물을 볼 수 없어, 도시공간이 삭막하게 되어 가고 있다. 이렇게 건조물의 디자인이 좋지 않으면, 사람들의 마음에 윤택함과 안락함이 없어지고, 문화수준이 저하되어, 도시의 황폐화가 진행하는 것을 부정할 수 없다.

따라서, 본 발명은 기능노동자가 아니더라도 콘크리트제 등의 빔과 빔, 빔과 기둥 등의 접합을 간단히 할 수 있고, 또한 격조 높은 건조물도 가능하게 하는 구조재를 제공하며, 아울러 그 접합방법도 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 건조물의 기둥이나 빔(beam)을 구성하는 구조재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트나 이와 유사한 소재로 이루어지는 구조재를 접합하는 기술분야에 관한 것이다. 이 구조재의 용도로서는, 일반적인 건축물을 비롯하여, 교량, 흙막이 구조물, 축적물, 전신주 등의 구조재를 들 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구조재의 제 1 실시예를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 구조재를 제조할 때에 사용되는 중형틀의 예를 나타낸 사시도,

도 3은 중형틀의 다른 예를 나타낸 사시도,

도 4는 제 1 실시예의 구조재의 제 1 변형예를 나타낸 단면도,

도 5는 제 1 실시예의 구조재의 제 2 변형예를 나타낸 단면도,

도 6은 제 1 실시예의 구조재의 제 3 변형예를 나타낸 단면도,

도 7은 제 1 실시예의 구조재의 제 4 변형예를 나타낸 단면도,

도 8은 제 2 실시예로서 중형틀을 매설한 구조재의 일예를 나타낸 단면도,

도 9는 중형틀을 매설한 구조재의 다른 예를 나타낸 파단 사시도,

도 10은 중형틀과 표면재를 매설한 구조재의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 11은 구조재의 제 3 실시예를 나타낸 단면도,

도 12는 제 4 실시예로서 구조재의 바깥쪽에 부대물을 부착하기 위한 부착부재가 설치되어 있는 일예를 나타낸 사시도,

도 13은 제 5 실시예로서 중공관을 복수개 묶은 구조재의 일예를 나타낸 사시도,

도 14는 중공관을 복수개 묶은 구조재의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 15는 도 14에 도시한 구조재의 변형예를 나타낸 단면도,

도 16은 도 15에 도시한 구조재의 변형예를 나타낸 단면도,

도 17의 (A)∼(C)는 구조재의 제 6 실시예를 나타낸 단면도,

도 18은 구조재의 제 7 실시예를 나타낸 단면도,

도 19는 제 8 실시예로서 보강을 실시한 구조재의 일예를 나타낸 단면도,

도 20의 (A),(B)는 구조재의 접합방법의 일예를 설명하기 위한 단면도,

도 21의 (A),(B)는 구조재의 접합방법의 다른 예를 설명하기 위한 단면도,

도 22의 (A),(B)는 구조재의 접합방법의 다른 예를 설명하기 위한 단면도,

도 23의 (A),(B)는 구조재의 접합방법의 다른 예를 설명하기 위한 단면도,

도 24는 조인팅에 있어서의 구조재의 접합방법을 설명하기 위한 단면도,

도 25는 덮개부재의 일예를 나타낸 단면도,

도 26은 주머니체를 부착하는 림틀의 일예를 나타낸 단면도,

도 27은 림틀에 부착하는 주머니체와 심봉을 나타낸 사시도,

도 28은 주머니체를 부착하는 림틀의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 29는 주머니체를 부착한 구조재를 나타낸 단면도,

도 30은 도 29의 구조재를 사용한 접합상태를 나타낸 단면도,

도 31은 조인팅틀의 일예를 나타낸 사시도,

도 32는 조인팅틀의 주머니체를 부착하는 부분의 일예를 나타낸 단면도,

도 33은 조인팅틀에 있어서의 구조재의 접합방법을 설명하기 위한 일부 파단 사시도,

도 34는 도 33의 A-A선 단면도,

도 35는 도 33에 충전재가 충전된 경우를 나타낸 단면도,

도 36은 조인팅에 사용하는 보강재의 사시도,

도 37의 (A),(B)는 중공관의 일부를 절결한 구조재의 예를 각각 나타낸 사시도,

도 38은 조인팅 부분에 있어서의 보강재를 나타낸 사시도,

도 39는 다른 조인팅 부분을 설명하기 위한 조립사시도,

도 40의 (A),(B)는 조인팅재의 예를 각각 나타낸 사시도,

도 41은 도 40의 (B)의 수직단면도,

도 42의 (A),(B)는 조인팅재의 다른 예를 나타낸 사시도 및 수직단면도,

도 43의 (A),(B)는 조인팅재의 다른 예를 각각 나타낸 수직단면도,

도 44는 다른 조인팅 부분을 설명하기 위한 조립 도중의 사시도,

도 45의 (A),(B)는 도 44에서 조립된 조인팅 부분을 나타낸 사시도와 그 A-A선 단면도,

도 46의 (A),(B)는 도 45에서의 빔의 정수리부 부근을 반전상태로 나타낸 사시도,

도 47은 다른 조인팅 부분을 설명하기 위한 사시도이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 구조재는, 기둥 또는 빔에 사용하는 구조재로서, 콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가진 것을 특징으로 한다. 그리고 내면의 요철이 나선형으로 형성되어 있어도 좋고, 혹은 내면에 중형틀이 매설되어 이루어진 형태이더라도 좋다. 또한 바깥면에 부대물을 부착하기 위한 부착부분이 설치되거나 디자인상의 요철이 형성되어 있어도 좋다. 또는 복수의 중공관이 묶인 상태로 일체화되어 있는 것이나 중공관의 일부 혹은 전부가 잘려진 형태의 구조재를 사용하여도 좋다. 또한 내면에 보강판이 부설되어 있어도 좋다. 그리고 구조재의 표면에 장식재 또는 구조용 보강재를 일부분 혹은 전체면에 사용하는 것도 있다. 또 중공관 내면의 요철부분에 배기로를 설치해 두어도 좋다.

그리고, 본 발명에 따른 접합방법은, 상기와 같은 구성의 구조재를 접합하는 방법으로서, 2개 이상의 상기 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 구조재의 접합해야 할 중공부에 충전재를 주입하여 고체화시키는 것을 특징으로 한다. 또는 끝단부 부근에 덮개부재를 고정상태로 부착하고, 이 덮개부재가 부착된 적어도 2개 이상의 상기 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 덮개부재로서 구획된 공간내에 충전재를 주입하여 고체화시킴으로써 상기 구조재끼리의 접합을 행하는 것을 특징으로 한다. 후자의 접합방법에서는, 주위에 탄성체를 부착한 구성의 덮개재를 사용하면 좋다.

또한, 본 발명에 따른 다른 접합방법은, 상기와 같은 구성의 구조재를 접합하는 방법으로서, 한쪽의 구조재의 접합해야 할 끝단부 부근에 주머니체를 부착하여 두고, 이 구조재와 다른쪽의 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 주머니체로 충전재를 주입하여 팽창시킴으로써 상기 구조재끼리의 접합을 행하는 것을 특징으로 한다. 또한 이 주머니체의 설치 방법으로서 보강재의 다른쪽 끝단 또는 덮개부재에 주머니체를 고정부착하거나, 팽창하는 주머니체의 선단을 소정 위치에서 정지시키기 위해서 덮개부재, 보강재 또는 구속재를 통해 주머니체가 늘어나는 것을 구속하는 것이 바람직하다. 또한 주머니체의 다른쪽 끝단에 조인팅틀(jointing frame)을 설치하도록 하여도 좋다. 또한 조인팅틀과 접합해야 할 구조재를 접합하는 경우, 이 구조재와 조인팅틀을 맞댄 후, 상기의 접합방법 중 어느 하나를 이용하여, 충전재를 충전하여 접합하도록 하면 좋다. 또한 중공관 내면의 요철부분에 배기로와 여기에 연결되는 배기구멍을 형성하여 이루어진 구조재를 사용하여, 구조재 속에 충전재를 주입할 때에, 구조재 내부의 공기를 배기로에서 배기구멍을 통해 배기하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 구조재의 일예를 나타낸 사시도이다. 이 구조재(1)는 콘크리트 혹은 이와 유사한 재료(세라믹스 등)로 제작된 중공관으로 이루어지며, 도시한 바와 같이 그 내면에 요철(2)이 형성되어 있다. 이 구조재(1)는 공장에서 다음의 같이 제조한다. 즉 도 2에 나타낸 바와 같은 신축성이 있는 고무제의 중형틀(3)을 형틀 속에 설치하고, 공기구멍(3a)으로 공기를 넣어 팽창시킨 상태로 하여, 구조재(1)의 표면형상에 대응하는 외형틀을 중형틀(3)의 바깥쪽에 간격을 두고 설치한 후, 양 형틀의 사이에 콘크리트를 흘려 넣고, 이 콘크리트가 경화한 후에, 공기를 빼고 중형틀(3)을 빼냄과 동시에 외형틀을 벗긴다. 이에 따라 중형틀(3)의 주름(3b)에 대응하는 형상의 요철(2)을 내면에 가진 구조재(1)가 제작된다. 그리고 콘크리트를 흘려 넣을 때에, 철근, 비철금속, 유기질 또는 무기질의 섬유(예를 들면, 나일론, 아라미드, 유리, 탄소 등의 섬유)를 넣어 구조재(1)를 보강하는 것이 바람직하다. 또한 구조재(1)의 바깥쪽면에는 사용목적에 따라 디자인상의 요철을 실시하도록 하여도 좋다.

도 3에 나타낸 바와 같은 신축성 있는 고무제의 중형틀(4)을 사용한 경우에는, 중형틀(4)의 요철(4b)에 대응하는 불연속적인 요철을 내면에 가진 구조재가 제작된다. 또한 도면 중의 (4a)는 상기와 같은 공기구멍이다.

도 4에 나타낸 구조재(5)는, 중공관의 내면에 형성하는 요철(6)이 나선형으로 된 것이다. 이 구조재(5)는 공장에서 다음과 같이 하여 제조한다. 즉 구조재(5)의 표면형상에 대응하는 외형틀을 설치하고, 이 외형틀 속에 소정의 간격을 두고 나선형의 파이프를 넣어, 양 형틀 사이로 콘크리트를 흘려 넣은 후, 그 콘크리트가 경화하기 전의 적당한 시기에 파이프를 돌려 빼냄으로써 제작된다.

구조재의 내면에 형성되는 요철은, 적절한 형상의 중형틀을 사용하여 임의의 형상으로 형성할 수 있다. 도 5∼도 7에 그 예를 나타낸다. 도 5에 나타낸 구조재 (51)에서는 요철(61)이 연속하는 사다리꼴의 나선홈으로 되어 있으며, 도 6에 나타난 구조재(52)의 요철(62)은 불연속적인 사다리꼴의 홈으로 되어 있다. 도 7에 나타낸 구조재(53)의 요철(63)은 벨로우즈의 외형에 상당하는 단면이 반원형인 홈과 돌출부를 조합시킨 형상으로 되어 있다.

그리고, 본 발명의 구조재는, 상기와 같은 고무제의 중형틀을 사용하는 것 이외에, 기계적인 방법으로 신축하는 볼록부를 바깥쪽에 구비한 중형틀을 사용하여도 제조가 가능하다. 혹은 소각이나 부식이 가능한 재료로 형성한 중형틀을 사용하여, 콘크리트가 경화한 후에 제거함으로써 제작하는 것도 가능하며, 경우에 따라서는 중형틀을 매설하여, 그 내면을 요철로서 이용할 수도 있다.

중형틀을 매설한 구조재의 일예를 도 8에 나타낸다. 이 구조재(531)는 사다리꼴 형상의 요철을 가진 중형틀(631)을 중공관의 내면에 매설하고 있다. 중형틀의 형상은 도시한 것에 한정되지 않고, 도 4∼7에 나타낸 요철과 같은 파형의 형상이라도 좋다. 또한 구조재의 사용목적에 따라서는 중형틀에 도 3과 같은 요철(4b)을 형성해도 좋다. 이 경우 중형틀의 바깥쪽에 요철부재를 설치하고 파형형상으로 하여 요철을 형성하는 방법과, 중형틀을 프레스하여 파형형상으로써 요철을 형성하는 방법이 있다. 중형틀및 요철부재로서는, 철, 비철금속, 수지, 시멘트, 셀룰로스, 세라믹스 등의 재질인 것을 사용할 수 있고, 혹은 탄소, 유리, 나일론 등의 무기질 또는 유기질의 섬유를 판형상으로 하거나 시멘트 등에 혼입한 것을 이용하여도 좋다. 그리고 중형틀에 철 등의 강도가 있는 재료를 사용하면 구조재의 강도가 향상된다.

중형틀을 매설한 구조재의 다른 예를 도 9에 나타낸다. 이 도면은 구조재를 절단상태로 나타낸 사시도로서, 매설된 중형틀의 형상을 알 수 있도록 한 것이다. 이 구조재(532)는 복수의 돌기재(632a)를 안쪽에 고정부착한 중형틀(632)을 중공관의 내면에 매설하고 있다. 돌기재(632a)로서는 막대형상인 것이어도 좋고, 막대형상의 선단을 적절한 형상으로 하여도 좋다. 돌기재(632a)의 재질은 중형틀(632)과 같아도 좋고 달라도 좋다. 또 구조재의 사용목적에 따라 중형틀을 사용하지 않고, 돌기재를 직접 중공관의 내면에 고정부착하여도 좋다.

중형틀을 매설한 구조재의 또 다른 예를 도 10에 나타낸다. 이 구조재(533)에 매설되어 있는 중형틀(633)은 세로막대와 가로막대를 각진 통형상으로 조립한 것으로, 적절한 위치에 중공관과의 부착을 좋게 하기 위한 앵커(633a)가 설치되어 있다. 세로막대와 가로막대의 형상은 임의이고, 재질은 상술한 중형틀과 동일하다. 또한 구조재(533)의 표면쪽에 타일 등의 장식재 혹은 구조용의 보강재로서 표면재 (633b)를 부설하여도 좋다. 이 표면재(633b)는 중형틀(633)과 같은 재질의 재료로서, 부분적 혹은 전체면에 붙이거나, 외형틀로서 이용하여 매설하거나 하여도 좋다. 이러한 표면재는 도 1 내지 도 19에 나타낸 구조재로 이용할 수 있다. 또한 도 9, 도 10에 나타낸 중형틀을 파형형상이나 나선형상으로 하여도 좋다.

또한, 구조재의 요철은 중공관의 전체에 형성하여도 좋고, 도 11에 나타낸 구조재(54)와 같이, 접합부위가 되는 끝단부 부근에만 요철(64)을 형성하여도 좋다. 전체에 요철을 형성한 구조재는, 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 구조재는, 공장에서 제조할 때에, 그 바깥쪽에 벽재, 도어, 샷시 등의 부대물을 부착하기 위한 홈 등의 부착부분을 형성한 형태로 할 수 있다. 예를 들어 도 12에 나타난 구조재(55)에는, 그 바깥면에 부착부분으로서의 홈(65)이 하나 혹은 둘 이상 설치되어, 패널(66) 등을 끼워 넣을 수 있도록 되어 있다. 또한 반대쪽에는 돌기(65a)가 형성되어 있다. 이와 같이 세로방향 또는 가로방향(도시하지 않음)으로 필요에 따라, 적절한 요철을 구조재의 표면에 형성할 수 있다. 또 구조재의 바깥면에 조각이나 무늬 등의 격조 높은 형상을 비롯하여, 각종 외관형상을 갖춘 것으로 할 수 있다.

또한, 도 13 및 도 14에 나타낸 구조재(56,57)와 같이, 중공관을 복수개 묶은 상태로 일체화한 것도 이용할 수 있다. 또한 도 15이나 도 16에 나타낸 바와 같은 단면형상으로 하여도 좋다. 도 15에 나타난 구조재(571)는 도 14의 구조재(57)에서 중벽(2a)을 제거한 형상이다. 도 16에 나타낸 구조재(572)는 도 15의 구조재 (571)에서 중벽(2b)을 제거한 형상이다. 도 13 내지 도 16에 나타낸 타입의 구조재에서는, 모든 내면에 요철(2)을 형성할 필요는 없고, 사용 목적에 따라 요철이 없는 중공부가 있어도 좋다. 또한 일부의 중공부가 속이 빈 것이 아니라, 공장에서 콘크리트를 타설하여 속이 채워진 구조라도 좋다.

본 발명의 중공관으로 이루어진 구조재는, 양 끝단 이외에 완전히 폐쇄된 중공형상에만 한정되는 것이 아니다. 도 17의 (A)∼(C)에 예시된 바와 같이, 건조재의 일부 또는 전체길이에 걸쳐 1개소 혹은 2개소 이상에 형성된 절제부(581)를 가진 구조재(58a,58b,58c)도 포함되는 것이다. 중공부에는 적절한 요철(2)이 형성되어 있다. 또 절제부(581)의 넓이와 속이 빈 넓이(582)의 크기는 구조재의 사용목적과 요철(2)의 형상에 따라 좌우되는데, 바람직하게는 속이 빈 넓이(582)보다 절제부(581)의 넓이가 작은 쪽이 인접하는 구조재와의 접합상태가 확실하게 된다.

도 18에 구조재의 다른 예를 나타낸다. 이 구조재(59)는 U자형이며, 그 내면에는 대응하는 중형틀(69)이 고정부착되어 있다. 이 중형틀(69)은 콘크리트의 타설시에 매설되는 것이다. 중형틀(69)에는 타발(打拔)에 의해 돌기부분(69a)이 형성되어 있다. 뚫려진 후의 구멍(69b)은 크기에 따라 콘크리트가 유출되므로, 필요에 따라서 적절한 수단으로 막아 놓도록 한다. 이 타발에 의해 돌기부분을 형성하는 중형틀은 도 8 내지 10의 타입의 구조재에도 사용할 수 있다. 또한 도 8, 9, 10에 나타낸 타입의 중형틀(631,632,633), 도 18에 나타낸 타입의 중형틀(69)은 각각 도 17의 (A)∼(C)의 타입의 구조재에 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상으로 여러가지 타입의 구조재를 예로 들었는데, 이들 구조재는 그 형상이나 사용목적에 따라 보강할 필요가 있다. 도 19에 이러한 보강을 실시한 구조재의 일예를 나타낸다. 이 구조재(591)에는 중공관의 내부의 적절한 위치에 보강부 (591a)가 형성되어 있다. 그리고 보강부(591a)는 그 복부에 하나 또는 복수의 개구 (591b)를 갖고 있어도 좋다. 이 보강부(591a)는 중공관과 일체로도 좋고, 동질 혹은 다른 재질의 것을 끼워 넣어 형성하여도 좋다. 2개의 보강부(591a) 사이의 공간에는 형틀(691)을 매설하여도 좋다. 또한 소각이나 부식이 가능한 재료로 형성한 중형틀을 사용하여, 콘크리트가 경화한 후에 제거하도록 하여도 좋다. 혹은 상술한 바와 같이 공기로 팽창시킨 고무제의 중형틀을 사용하여, 콘크리트가 경화한 후에 개구(591b)에서 꺼내도록 하여도 좋다. 또 이러한 보강부는 상기한 어떤 타입의 구조재에도 형성할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조재의 접합방법에 대하여 설명한다.

도 20에 나타낸 실시예에서는, 2개의 구조재(11,12)의 접합해야 할 단면끼리 맞춘 후에, 충전구(12a)로부터 충전재(A)를 주입한다. 이 경우 충전재(A)는 각 구조재(11,12)의 중공부 전체에 충전된다. 또한 필요에 따라 일시고정부재(13)를 사용하여 일시적으로 고정시킨다. 이 충전재로서는 콘크리트, 몰타르, 수지, 세라믹스, 고무 등이 사용되지만, 그 이외에 아연, 알루미늄 등의 비철금속 또는 철의 융합물도 사용할 수 있다. 또한 이들 충전재에 상기 구조재(1)의 보강재로서 혼입한 철, 비철금속, 유기질 또는 무기질의 섬유 등을 필요에 따라 혼입시켜도 좋다. 어떠한 충전재를 사용할지는 구조재의 용도에 따라 정하면 된다. 도 21에 나타낸 실시예에서는, 각 구조재(11,12)의 접합해야 할 끝단부 부근에 덮개부재(l4)를 그 주위의 탄성부재(14a)를 통해 각각 부착하고, 또한 한쪽 구조재(12)에 후프 막대를 가진 보강재(15)를 삽입하여 스페이서(16)등으로 고정해 두고. 끝단면끼리를 맞추고 나서, 덮개부재(14)로 구획되는 공간내에 충전구(12a)로부터 충전재(A)를 주입한다. 구조재의 중공부가 작거나, 덮개부재(14)를 깊숙하게 설치하는 경우에는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 보조막대(17)를 이용한다. 이 보조막대(17)는 한쪽 덮개부재(14)에 고정한다.

도 23에 나타낸 실시예는, 요철(6)이 나선홈으로 형성된 2개의 구조재 (11,12)를 접합하는 경우이다. 이 예에서의 덮개부재(18)의 중앙부는, 접합되는 각 구조재(11,12)의 끝단부쪽으로 팽창된 구면으로 되어 있으며, 탄성부재(18a)의 바깥둘레에 경화되지 않았을 때에 윤활성을 가진 접착제를 도포한 후, 요철(6)을 따라 소정위치까지 나사맞춤한다. 접착제의 경화후, 구조재(11,12)의 단면끼리를 맞추고 나서 충전재(A)를 주입하면, 그 때의 압력에 의해 덮개부재(18)의 중앙부는 그 원둘레가 넓어져, 탄성부재(18a)는 요철(6)에 밀착한다. 따라서 충전재(A)가 탄성부재(18a)와 요철(6)과의 공간으로 새는 일이 없다.

도 21∼23에 있어서, 충전재(A)를 주입하는 공간의 공기가 접합의 공간으로 빠지지 않는 경우에는, 덮개부재(18)또는 구조재(11,12)에 적절한 크기의 배기구멍을 형성하도록 하고, 또 그 배기구멍에는 충전재(A)가 새지 않도록 첵크밸브를 설치하거나 후술하는 필터(85)를 설치하도록 하면 좋다.

상기한 접합방법을 사용하여, 본 발명의 구조재로 조인팅을 구축하는 예를, 도 24에 기초하여 차례대로 설명한다.

먼저, 베이스 플레이트(21)를 기초 콘크리트 속에 매설된 앵커(22)에 고정한다. 필요에 따라 보강재(15)를 베이스 플레이트(21)에 용접한 후, 구조재로 이루어지는 하부기둥(23)을 소정의 위치에 세워 넣어 일시적으로 고정한다. 그 후 하부기둥(23)에 충전구(24)가 설치되어 있을 때에는 그 구멍으로부터, 충전구가 설치되어 있지 않을 경우에는 하부기둥(23)의 상부 개구부로부터, 소정량의 충전재(A)를 주입하여 하부기둥(23)을 베이스 플레이트(21)에 고정한다. 또한 다른 방법으로서, 베이스 플레이트(21) 및 앵커(22)를 설치하지 않고, 보강재(15)를 직접 기초 콘크리트에 매설하여도 좋다. 이어서 하부기둥(23)의 상부 개구부에서, 보조막대(25)의 일끝단에 부착된 덮개부재(26)를 내부로 끼워 넣는다. 이 예에서는 덮개부재(26)의 주위에 스프링(27)등이 부설되어 있어 요철(6)과의 틈이 좁게 되어 있으며, 그 탄성으로 덮개부재(26)를 지지하도록 되어 있는데, 충전재(A)의 무게에 의해 덮개부재(26)가 하강할 우려가 있을 때에는, 보조막대(25)의 상단을 적절한 방법으로 유지하면 된다.

다음에, 구조재로 이루어지는 빔(30)을, 필요에 따라 일시 고정부재(31)등을 사용하여, 하부기둥(23)상의 양쪽에 설치한다. 이 때 연결막대(32)의 양 끝단에 각각 배치된 덮개부재(33)를 양쪽 빔(30,30)의 내부에 삽입해야 하는데, 반대쪽 빔 (30)을 설치할 때에 방해가 되지 않도록 한쪽 빔(30)의 내부에 깊숙히 삽입한 후, 반대쪽 빔(30)을 설치하고, 덮개부재(33)를 각각 소정 위치로 복귀시키도록 하면 좋다. 또한 덮개부재(33)를 공장 혹은 현장에서 설치하고, 필요에 따라 도 21에서 설명한 바와 같이 보강재(15)를 부착하여도 좋다. 마지막으로 상부기둥(35)을 설치한 후, 덮개부재(26,33,33)로 구획된 공간내에, 충전구(36)로부터 충전재(A)를 주입하고 고체화시켜, 구조재로 이루어지는 각 기둥(23,35)및 각 빔(30,30)을 접합한다. 또 빔(30)은 필요에 따라 삼방 혹은 사방이상으로 설치하여도 좋고, 경사진 방향으로 설치하여도 좋다.

상기의 예에서는 상부기둥(35)에 덮개부재를 사용하지 않는다. 이것은 충전구(36)가 소정의 충전범위의 상부에 설치되어 있으므로, 중력에 의해 충전재(A)가 충만되기 때문이다. 그러나 충전구(36)의 윗쪽에 덮개부재를 고정상태로 부착하여, 소정의 압력으로 충전재(A)를 주입하면, 고체화후의 충전재(A)의 강도를 높일 수 있으므로 바람직한 방법이다. 또한 빔(30)을 설치하기 전에 하부기둥(23)의 상부공간에 충전재(A)를 충전해 놓아도 좋다.

이상으로 설명한 실시예에 있어서, 덮개부재를 구조재에 고정상태로 부착하는 방법으로서, 덮개부재의 주위에 부착되는 탄성부재를, 내부를 중공으로 한 차량의 타이어형태로 하고, 덮개부재를 소정 위치에 설치한 후, 타이어내부에 압축공기를 보내어 팽창시켜서, 탄성부재를 구조재의 요철에 밀착시켜도 좋다.

도 25는, 덮개부재를 구조재 내부에 고정상태로 부착하는 다른 방법을 설명하는 단면도이다. 이 예에서 덮개부재(40)는 판재(41)의 주위에 설치된 림틀(42)에 링형상의 주머니체(43)가 부착되어 있으며, 그 림틀(42)에는 주입파이프(44)가 연결되어 있다. 보조막대(17)를 사용하여 구조재(1)내의 소정위치까지 덮개부재(40)를 삽입한 후, 주입파이프(44)로부터 주머니체(43)내에 충전재(B)를 주입하면, 주머니체(43)가 팽창하여 구조재(1)의 요철(6)과 걸어맞춤한다. 그리고 충전재(B)가 고체화되면 덮개부재(40)는 고정상태로 된다. 이 방법은 요철(6)이 복잡한 형상이라 해도 덮개부재(40)를 구조재(1) 내부에 밀착시켜 고정할 수 있다. 이 때 충전재 (B)를, 보조막대(17) 및 판재(41)의 내부를 통하여, 림틀(42)로부터 주머니체(43)에 주입하는 방법도 채용가능하다.

이렇게 하여, 덮개부재(40)를 구조재(1)내에 고정상태로 부착하고, 상기의 방법으로 2개 이상의 구조재의 끝단부끼리를 맞춘 후, 덮개부재(40)로 구획된 공간에 충전재(A)를 주입하고 고체화시켜 구조재끼리를 접합한다.

주머니체(43)는 고무, 세라믹스, 나일론, 아라미드, 탄소, 유리섬유 등의 유기질 또는 무기질의 재료로 형성된 직포 혹은 부직포이며, 유기고분자재료로 코팅되어 있는 경우도 있다. 이 주머니체(43)는 예를 들면 도 26, 도 27에 나타낸 바와 같이 림틀(42)에 부착된다. 림틀(42)의 선단은, 도 26에 나타낸 바와 같이 둘로 나누어 열 수가 있고, 또한 중공으로 되어 있으며, 도 27에 나타낸 바와 같이 주머니체(43)의 끝단부에서 심재(46)를 둘러싸도록 맞추고, 림틀(42)의 중공부(45) 속에 삽입하여, 나사(47)로 양자를 고정부착시킨다. 심재(46)를 중공부(45)에 삽입할 때, 림틀(42)의 재질에 따라 중공부(45)의 탄성적인 열림이 나쁜 경우에는 림틀을 (42a)로 나타낸 점선과 같이 가늘게 하면 좋다. 이러한 림틀(42)을 인접하여 설치하는 경우에는, 도 28에 나타낸 바와 같이 림틀(48)에 홈, 돌기를 구비한 각재(角材) 부분을 부가하면 좋고, 또한 필요에 따라 각재 부분만을 여러개 조합시켜, 틀 간격의 조절을 위해 이용할 수 있다. 림틀(42)의 재질은 철, 비철금속, 수지, 세라믹스 등의 재료, 탄소섬유, 아라미드섬유 등의 무기질 및 유기질섬유를 굳혀 만든 것 등이 이용된다.

이상 설명한 실시예의 덮개부재를 사용하는 구조재끼리의 접합방법에서는, 덮개부재를 각각의 구조재 내부에 고정상태로 부착할 필요가 있었지만, 다음에 한쪽에만 덮개부재를 부착하는 실시예에 대하여 상술한다.

도 29는, 접합해야 할 끝단부 부근에 주머니체(73)를 수축상태로 부착한 구조재(71)를 나타낸 단면도이다. 주머니체(73)는 전후에서 판재(74,75)로 끼워져 걸어멈춤부재(83,84) 또는 접착테이프(83a)에 의해 수축상태가 유지되어 있으며, 이 주머니체(73) 속에는 판재(74,75)에 부착된 체인, 와이어, 로프 등의 굴곡 가능한 끈재 등의 구속재(77)가 축소된 상태로 수납되어 있다. 주머니체(73)의 중간부분은 뒤쪽의 판재(75)에 고정된 주입파이프(78)에 연결되어 있다. 주입파이프(78)에는 또 하나의 주입파이프(79)가 병설되어 있으며, 이 주입파이프(79)는 판재(75)의 주위에 설치된 링형상의 주머니체(80)에 연결되어 있다. 그리고 앞쪽의 판재(74) 및 뒤쪽의 판재(75)의 여러곳에 설치된 스페이서(81,82)에 의해 주머니체(73)가 중공부의 중앙에 유지되어 있다.

도 30은, 이 구조재(71)와 또 한쪽의 구조재(72)의 접합상태를 나타낸 단면도이다. 접합하기 위해서는, 양쪽의 구조재(71,72)의 끝단부끼리를 맞댄 후, 주입파이프(79)로부터 링형상의 주머니체(80)에 충전재(B)를 주입하여 팽창시켜, 뒤쪽의 판재(75)를 고정상태로 하고, 이어서 주입파이프(78)로부터 주머니체(73)에 충전재(A)를 주입하여 팽창시킨다. 이에 따라 주머니체(73)는 마주 보는 구조재(72) 속으로 뻗어나가는 동시에 중공부 내면의 요철에 걸어맞춤하여, 주머니체(73)내에 충전된 충전재(A)가 고체화하여 도시한 바와 같이 접합상태가 된다. 그리고 앞쪽의 판재(74)에는, 공기는 통과하지만 충전재(A)는 통과시키지 않은 필터(85)가 설치되어, 주머니체(73)내로 충전재(A)를 밀어 넣을 때, 주머니체(73) 속에 잔존하는 공기를 방출시켜, 공동(空洞)이 생기는 것을 방지하고 있다. 또한 충전재(A)의 주입시에 충전압력에 의해 걸어멈춤부재(83,84) 또는 접착테이프(83a)는 떨어진다. 또 구조재(71)의 내면의 요철의 형상은 임의이다. 따라서 요철의 형상에 따라, 판재 (74)부분을 두껍게 하면, 판재(74) 및 구속재(77)가 필요 없는 경우도 있다. 판재 (74)를 두껍게 하지 않아도 상기의 도 21 내지 도 23의 덮개부재(14) 등을 함께 사용하면 구조재의 연장 방향으로 주머니체가 확장되는 것을 구속할 수 있다.

상기와 같이 하나의 주머니체를 사용하여, 그 속에 충전재를 주입하고 고체화시켜 구조재를 접합하는 방법은, 예를 들어 하부기둥과 상부기둥의 접합점에 빔을 설치하는 경우 등, 조인팅이 복잡하게 되면, 주머니체의 접합, 주머니체의 유지 등의 점에서 번거로운 작업이 된다. 이러한 경우에는, 도 31에 나타낸 바와 같은 조인팅틀(90)을 사용하여 주머니체를 접합하면 좋다. 조인팅틀(90)은 1개 또는 2개 이상의 틀체(91)로 이루어지며, 그 부착 각도는 임의이고, 구조재의 접합점의 수와 각도에 따라 적절한 형상을 채용하는 각 틀체(91)에도 26 및 도 27에 나타낸 바와 같은 방법으로 주머니체를 부착하는 것이다. 틀체(91)를 사용하는 대신에, 도 28에 나타낸 각재가 부착된 림틀(48)을, 도 32에 도시한 바와 같이, 그 홈, 돌기를 이용하여 연결하고 조립하여 조인팅틀(90)로 하여도 좋다.

그러한 조인팅틀을 이용하여 3개 이상의 구조재를 접합하는 방법을 다음에 설명한다. 도 33에 나타낸 조인팅은, 하부기둥과 상부기둥의 사이에 4방향의 빔이 접합되는 경우이며, 도 33의 A-A선 단면의 주요부를 도 34에, 도 34에 충전재를 충전한 경우를 도 35에 하반부를 나타내었다. 하부기둥의 구조재(101)의 상단에 조인팅틀(100)을 설치하고, 그 조인팅틀(100)내에 수납되도록 메인 기둥막대(103), 메인 빔막대(113,123)를 배설한다. 조인팅틀(100)은 메인 빔막대 등이 있는 경우에는 메인 막대에, 없는 경우에는 구조재에 스페이서(16) 등에 의해 유지된다. 이 때 그들 메인 막대는, 스터럽 막대(104,114,124)로 보강되어 있다. 다음에 조인팅틀 (100)의 각각의 개구면에 주머니체(105,106,115,116,125)의 일끝단을 부착한다. 그리고 그들 주머니체가 수축된 상태에서 메인 막대를 따라, 그 다른 끝단을 메인 막대의 끝단에 부착된 너트(106a)에 의해 주머니체를 끼워 지지하면, 주머니체가 구조재의 연장방향으로 이동하는 것을 저지할 수 있다. 이렇게 하면 주머니체가 덮개부재(135)의 역할을 한다. 너트(106a)는 메인 빔막대(123)에 고정부착된 고정부착판(106b)에 나사맞춤한다. 그 후 빔의 구조재(111,l12,121,122)를 하부기둥의 구조재(101) 상에 일시 고정부재(131)를 사용하여 일시 고정시킨 후, 더욱 그들 빔의 구조재(111,l12,121,122)상에 구조재(102)를 설치하고, 일시 고정재(131)를 사용하여 상부기둥의 구조재(102)를 일시적으로 고정한다.

여기에서, 충전 파이프가 주머니체 및 틀체를 통과하여 충전구(130)에 설치되어 있으며, 그 충전구(130)로부터 충전재(A)를 주입하면, 각 주머니체 (105,106, 115,116,125)가 팽창하여 각 구조재의 요철에 밀착한다. 충전재(A)가 고체화되면 각 구조재는 일체로 접합된다. 또 충전재(A)에 팽창성 재료를 추가해 두면 주머니체 내부의 압력이 높아지므로, 구조재의 요철에 대한 압착력이 증가한다. 도 33 내지 도 35에 있어서는 하부기둥(101)에는 주머니체를 이용하지 않고 있으며, 상부기둥(102)에는 주머니체를 이용하고 있다. 상술한 바와 같이, 기둥과 빔의 접합은 구조재 속에 보강재 및 주머니체를 필요에 따라 넣거나 넣지 않거나, 또는 그 어느 하나를 조합하거나, 그 구조재의 목적으로 따라 적절한 방법을 선택할 수 있다. 또 도 35에 있어서의 조인팅틀(100a)은, 도 32와 같이 각재가 부착된 림틀(48)을 2개 겹쳐 사용한 예를 나타내고 있다. 또한 조인팅틀(1OOa)의 홈과 돌기에, 필요에 따라 적절한 크기의 구멍을 형성한 간막이판(16a)의 끝단 가장자리가 네 변을 따라 끼워 장착되어 있다. 이것은 조인팅틀(1OOa)의 강도를 높여, 각 빔마다에 충전재를 충전할 수 있다.

도 36은 빔과 기둥의 접합부분, 즉 조인팅 부분에 사용하는 보강재의 사시도이다. 도 33 내지 도 35에 있어서는 보강재는 메인 기둥막대(103)와 메인 빔막대 (113,123), 이에 부착되는 스터럽막대(104) 등이었다. 구조재의 단면적이 커지거나, 구조재의 조인팅의 강도를 증가시키기 위해서 철골(39a)을 사용하는 경우도 있다. 도 36은 보강재에 철골을 사용한 경우이다. 철골의 보강재(39)에 조인팅틀 (100)을 필요에 따라 부착하는 경우에는 점선과 같이 설치하면 좋고, 또한 직접 주머니체의 다른 끝단부를 철골 또는 철근에 부착하여도 좋다. 보강재(39)에 상술한 도 33의 메인 기둥막대(103)와 메인 빔막대(113) 등을 함께 사용하는 것도 가능하다. 또한 보강재의 형상은 사각형, 원형 및 L자형을 사용하거나, 또는 필요에 따라 그 재료에 요철이 형성되어 있어도 좋다. 재질은 철에 한정되지 않고, 비철금속, 콘크리트, 세라믹스 및 탄소, 나일론 등의 무기질, 유기질의 섬유를 묶은 형상으로 하여도 좋다.

복수의 기둥의 구조재를 세워 넣어, 도 33의 조인팅의 보강재를 설치한 후, 빔의 구조재를 설치할 때, 적절히 메인 빔막대(113) 등을 이동시키면서 빔의 구조재(111)등을 설치할 수 없는 경우나, 도 36의 철골의 보강재(39)를 사용하는 경우에는 도 37에 나타낸 구조재를 사용하면 좋다.

도 37의 (A)는 중공관의 일부가 절결된 구조재(150)의 사시도, 도 37의 (B)는 2중의 중공관이 2개소 절결된 구조재(152)의 사시도이다. 각 구조재의 절결부 (151,153)의 길이의 범위는, 상기의 보강재의 일부만으로도 되고, 또는 목적에 따라 전체길이에 걸쳐 있어도 좋다. 조인팅에 충전재를 주입하였을 때 충전재가 유출하는 경우에는 필요한 곳에만 형틀(151a)을 대어도 좋다. 주머니체를 사용하는 경우에는 목적 및 구조재의 형상에 따라서 형틀(151a)을 사용하여도 좋고, 사용하지 않아도 좋다. 보강재에 부착하는 경우, 구조재의 절결부(151,153)의 위치는 상하, 좌우 중 어디라도 좋고, 이것은 구조재의 사용목적에 따라 결정하면 된다. 이러한 구조재(150,152)를 사용하면 빔의 건립이 용이하다.

구조재를 사용하는 장소가 구조적으로 응력이 작용하는 장소인 경우나, 혹은 절결부(151,153)을 설치한 구조재를 사용하고 싶지 않은 경우에는 도 38에 나타낸 구조를 채용하면 좋다. 도 38은 조인팅 부분의 조인팅틀이 기둥과 빔의 교점위치에 있는 경우의 사시도를 나타낸다. 도 38에 있어서는, 도 31의 조인팅틀(90)에 주머니체가 부착된 조인팅틀(100)을 철골(99)의 조인팅의 위치에 적절한 방법으로 고정부착하여 설치하고 있다.

주머니체(115,125)는 접어 포개져서 조인팅틀(100)에 수납되어 접착테이프 (83a)로써 일시적으로 고정되어 있다. 덮개부재(135)에는 도 29에서 설명한 바와 같이 구속재(77)가 볼트(106a)로 고정되어 있다. 반대쪽은 조인팅틀(100)에 부착된 판재(75)에 볼트(106a) 등으로 고정부착되어 있거나, 직접 조인팅틀(100)에 부착되거나, 혹은 직접 철골(99)에 볼트(106a) 등으로 고정부착하고 있다.

도 33에 나타낸 조인팅의 경우에도 도 38의 접합방법을 이용할 수 있다. 하부기둥(101)의 적절한 위치에 덮개부재(135)등을 설치한 후, 철골(99)을 하부기둥 (101)의 중공부에 세워 넣고, 필요에 따라 충전재를 충전한다. 이어서 조인팅틀 (100)의 위치에 빔(111) 등을 설치한 후에, 상부기둥(102)을 설치한다. 충전구멍 (130)에서 충전 파이프가 주머니체 및 틀체를 뚫고 배설되어 있으며, 여기에서 충전재(A)를 주입한다. 상부기둥(102)에는 필요에 따라 덮개부재가 설치되어 있으며, 충전압력에 의해 접착테이프(83a)가 떨어지고 주머니체가 열려 충전된다. 빔에 덮개부재가 설치되어 있을 때에는, 주머니체의 덮개부재(135)와 구속재(77)는 불필요하다. 이 결합방법을 이용하면 절결부(151) 등은 불필요하다.

도 39는 다른 조인팅 부분의 부착 사시도를 나타낸다. 동 도면에서는 하부기둥(10la)의 빔 접합위치에 빔과 대응하는 형상의 절결부(15b)가 형성되어 있으며, 그 하단으로 뻗어나온 판(15a)이 필요에 따라 설치되어 있다. 이 뻗어나온 판(15a)은 빔에 작용하는 하중을 지탱하는 동시에, 절결부(15b) 등이 형성되어 있는 경우에는 그 형틀 대신이 된다. 도 39에서는 철근에 의한 보강재(15)가 설치되어 있다. 즉 철골의 웨이브 면에 철근이 관통할 수 있는 직경의 구멍을 적절한 간격으로 소정수만큼 열어 두고, 철골을 세워 넣은 후에, 그 구멍으로 철근을 삽입하는 것이다. 철골의 플랜지면에는 도 38의 조인팅틀(100)이 적절한 방법으로 부착되어 있다. 따라서 빔의 조인팅에 있어서도 철근과 주머니체를 함께 사용할 수 있다. 빔 (150)과 빔(150a)을 각각 설치하여 일시 고정시킨 후, 하부기둥(1Ola)에 상부기둥의 구조재를 싣고 일시 고정시켜, 충전재를 충전구멍으로부터 주입한다. 이 접합방법에서는 기둥의 절결부(15b)에 빔(150) 등을 끼워 넣음으로써 강고한 조인팅을 형성할 수 있다.

도 40과 도 41에 나타난 조인팅은, 중세 유럽풍의 격조 높은 건조물을 구축하기 위해서 사용되는 것이다. 도 40의 (A)는 조인팅 외관의 사시도이며, 도 40의 (B)는 상부기둥(162)과 3개의 빔(163)을 제거한 상태를 나타낸 조인팅의 사시도, 도 41은 도 40의 (B)의 수직단면도이다.

조인팅재(160)는, 콘크리트, 도기, 세라믹, 철, 비철금속 및 탄소 또는 아라미드 등의 무기질이나 유기질의 섬유를 굳힌 것으로 만들어지거나, 혹은 자연석을 가공하여 만들어진다. 조인팅재(160)에는, 그 상하면에 하부기둥의 구조재(161) 및 상부기둥의 구조재(162)의 가장자리 끝단을 받아들이는 홈(168)이, 측면에 빔의 구조재(163)를 받아들이는 홈(165)이 빔의 수에 따라 소정위치에 설치되어 있다. 또한 조인팅재(160)의 상하방향으로는 메인 기둥막대(166)가 돌출된 상태로 매설되어 있으며, 좌우방향으로 매설된 메인 빔막대(169)의 가장자리 끝단면에는 틀체(167)가 적절한 방법으로 매립되어 있다.

이 조인팅을 형성함에 있어서는, 우선 조인팅재(160)의 홈(168)부분을 하부기둥의 구조재(161)의 상단에 끼워 넣어 설치하고, 이 구조재(161)의 중공부에 충전구(161a)로부터 충전재를 눌러 넣어 양자를 연결한다. 다음에 빔의 구조재(163)를 각각의 홈(165)에 삽입하고, 주머니체(171) 내부에 주입구(163a)로부터 충전재 (A)를 눌러 넣어 고체화시킨다. 마지막으로 조인팅재(160)의 상부의 홈(168)에 상부기둥의 구조재(162)를 끼워 넣고, 구조재(162)의 중공부의 하부에 충전재(A)를 주입하여 고체화시키면 조인팅이 완성된다.

도 42는 다른 조인팅 블록에 의한 구조재의 접합을 나타낸 것으로서, (A)는 조인팅재 부근의 사시도, (B)는 (A)의 수직단면도이다.

상술한 도 40의 조인팅재가 속이 차 있는 것인데 반하여, 도 42의 조인팅재 (200)는 속이 비어 있는 것이며, 그 접합방법은 상술한 도 39와 유사하다. 조인팅재(200)에는 상하방향으로 관통하는 세로관통구멍(206)이 설치되며, 그 내면에는 필요에 따라 요철이 형성된다. 또한 가로방향으로 빔의 수만큼 가로구멍(205)이 형성되며, 가로구멍(205)의 내면에는 필요에 따라 요철이 형성되고, 이 가로구멍 (205)은 세로관통구멍(206)과 연이어 통하고 있다.

시공방법으로서는, 상술한 바와 마찬가지로 세워 넣어진 하부기둥(201)에 조인팅재(200)가 놓인다. 도면에서는 조인팅재(200)의 아래면과 하부기둥(201)의 상단면이 접하고 있지만, 상부기둥(202)과 같이 받아들이는 홈(204)을 형성하는 것도 가능하다. 다음에 빔(203)을 가로구멍(205)에 끼워 넣는다. 그 후 상부기둥(202)을 받아들이는 홈(204)에 세워 넣어 설치한 후, 충전구멍(209)으로부터 충전재를 주입한다. 상술한 바와 같이, 보강재(166) 등을 넣거나, 조인팅틀(100) 등을 설치하거나, 또는 덮개부재(14) 등을 설치하거나 하는 것은 구조재의 사용목적에 따라 적절히 선택하면 된다. 또한 빔을 조인팅에 세워 넣을 때의 처리의 방법은 도 33, 도 39의 접합방법을 이용하거나, 도 40의 홈(165)을 가로방향으로 하거나 하여 이용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 조인팅재는 도 40과 도 42를 절충한 형태의 조인팅재도 포함되는 것이다. 도 43의 (A)는 그와 같은 조인팅재의 수직단면도, (B)는 다른 조인팅재의 수직단면도이다.

도 43의 (A)에 나타낸 조인팅재(210)는, 그 중앙에 필요에 따라 요철을 가진 상하방향으로 관통하는 세로관통구멍(218)이 형성되어 있다. 조인팅재(210)의 아래방향의 설치구멍(215)을 하부기둥(211)의 기둥머리에 세워 넣고, 필요에 따라 일시 고정시킨다. 조인팅재(210)에는 빔의 조인팅틀(216)이 각각에 매설되고, 상기 도 40과 같이 받아들이는 홈(217)이 각각 형성되어 있으며, 이 조인팅재(210)에 빔 (213)을 필요한 수만큼 설치한 후, 세로관통구멍(218)에 형성된 충전구멍(218a)으로부터 각각 충전재를 주입한다. 그 후 기둥의 설치구멍(214)에 상부기둥(212)을 세워 넣고, 상부기둥의 충전구멍으로부터 충전재를 주입한다.

도 43의 (B)에 나타낸 조인팅재(220)는 도 43의 (A)의 것과 달리, 가로방향으로 관통구멍(228)이 형성되어 있다. 또한 상하에 각각 철근(227)이 매립되어 있다. 우선 하부기둥(221)의 기둥머리에 조인팅재(220)의 설치구멍(225)을 얹어 놓고, 충전구멍(225a)으로부터 충전재를 주입한다. 다음에 조인팅재(220)의 빔설치대 (226)에 빔(223)을 각각 설치하고, 상부기둥(222)의 설치구멍(224)에 형성된 충전구멍(226a)으로부터 충전재(A)를 주입한다. 마지막으로 상부기둥(222)의 설치구멍 (224)에 상부기둥(222)을 설치하여 충전재(A)를 주입한다.

도 44 및 도 45는 빔과 기둥의 조인팅에 있어서의 다른 접합방법을 나타낸 것으로서, 도 44는 빔과 기둥의 조인팅 부분을 설명하기 위한 조립도중의 사시도, 도 45의 (A)는 빔과 기둥의 조인팅 부분의 사시도, 도 45의 (B)는 도 45의 (A)의 A-A선 단면도이다.

도 39에 나타낸 조인팅 부분에는 하부기둥(101a)에 절결부(15b)를 형성하였으나, 도 44의 조인팅 부분에는 빔(303)에 절결부(303a∼303d)(303c,303d는 각각 303b,303a의 반대쪽]를 형성한다. 즉 빔(303)에 있어서의 기둥(301,302)과 빔(304, 305)의 교차부분에, 접합하는 기둥과 빔의 중공부에 대응하는 형상의 절결부를 그 접합하는 부재 수만큼 형성한다. 시공방법은 다음과 같다. 즉 절결부(230a)를 중앙부근에 가진 평판형상의 조인팅재(230)를 기둥(301)의 머리부에 얹어 놓고, 빔 (303)의 절결부(303d)와 조인팅재(230)의 절결부(230a)를 맞추어 설치한 후, 빔 (303)의 절결부(303c,303b,303a)에 각각 빔(304), 빔(305), 기둥(302)의 중공부를 맞추면서 설치한다. 그리고 필요에 따라 일시 고정시킨 후, 충전구(310)로부터 충전재를 주입한다.

도 45의 조인팅 부분에 있어서도, 상술한 바와 같이 덮개부재(14), 보강재 (15) 및 주머니체 등의 설치와 시공방법은 마찬가지의 방법으로 이루어진다. 조인팅재(230)는 필요에 따라 설치하는 것으로, 그 설치장소도 기둥(301)의 머리부에 한정되지 않고, 기둥(302)의 하부에 설치하여도 좋고, 또는 양쪽에 설치하여도 좋다. 또한 조인팅재의 형상은 도 40 내지 도 43과 같이 변화를 갖게 하여도 좋다. 또 빔(303)을 연장하는 경우에는, 도시한 바와 같이 빔(303)의 끝단부(307)에 다른 빔(306)을 맞닿게 하여, 상술한 바와 같은 방법으로 충전재를 주입하여 연결하면 좋다.

도 46은 도 45에 있어서의 빔(303)의 정수리부 부근의 사시도로서, 알기 쉽도록 반전상태로 도시하고 있다. 도 46의 (A)에 나타낸 예에서는, 도 1에 나타낸 타입의 구조재(1)가 빔(303)에 사용되고 있으며, 그 정수리부 중앙부근에 요철(2)을 절단하여 대략 직선형상의 배기로(121b)가 설치되어 있으며, 이것에 연결되어 덮개부재(14)의 앞에 배기구멍(12b)이 설치되어 있다. 구조재(1)의 중공부에 충전재를 주입함에 따라 중공부의 공기는 정수리부로 모이고, 요철(2)의 형상에 따라서는 충전재의 경화후에도 공기가 머무르는 경우가 있다. 그리하여 충전재의 주입중에 정수리부에 모인 공기는 배기로(121b)를 통하여 배기구멍(12b)으로부터 자연스럽게 혹은 강제적으로 배출되도록 하고 있다. 이것으로도 부족할 때에는, 예컨대 도시한 바와 같은 작은 구멍(123b)을 가진 배기관(122b)을 배기로(121b)에 설치하여, 충전재의 투입구나 배기구멍(12b)으로부터 배기한다. 그 후 배기관을 빼내거나 혹은 매설하거나 하는 것은 현장의 상황에 따른다. 구조재(1)의 내면의 요철(2)에 공기를 체류시키지 않기 위해서는, 구조재(1)의 외형이 예컨대 사각형 형상이라 해도, 중공부는 원형, 타원형 등으로 하여 공기가 배기로(121b)로 모이도록 하면 좋다. 또한 도 46의 (B)에 나타낸 예에서는, 요철(2)의 산을 관통하여 요철(2)의 골이 연결되는 상태로 배기로(121b)를 설치한 것이다. 또 공기를 배출하는 다른 방법은, 배기로(121b)를 도 37의 절결부(151,153)와 같이 빔의 위쪽을 일부 관통하여 절결하거나, 혹은 배기구멍(12b)을 도 44의 절결부(303a)와 같은 직사각형으로 하여도 좋다.

도 47은 빔과 기둥의 조인팅 부분에 있어서의 다른 접합방법을 설명하기 위한 사시도이다. 이 접합방법은 도 24 내지 도 46에서 설명한 접합방법을 적절하게 채용한 것이다. 시공방법은 우선 기둥(311)의 상부에 조인팅재(230)를 설치한 후, 빔(313∼316)의 끝단면을 맞추어 조인팅 개구(317)를 형성하고 나서 기둥(312)을 설치한다. 이 시공시에 있어서도 도 44와 마찬가지로 도 24 등에서 설명한 일시 고정부재(31)를 사용하여도 좋다. 또한 조인팅재(230)를 기둥(312)의 최하단과 빔 (313∼316)의 위쪽 경계에 설치하여도 좋고, 상하 양쪽에 조인팅재를 설치하여도 좋다. 또한 조인팅재(230)를 생략한 구조로 하여도 좋다.

이상, 도 1 내지 도 47에 의해 구조재의 종류와 그 접합방법에 대하여 실시예를 상술하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니라, 설명한 구체적 구성을 적절히 조합시키거나, 특허청구의 범위에 기재된 사항의 범위내에서 여러가지 그 세부의 구체적 구성을 변경하거나 하여 실시 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 도 39의 뻗어나온 판(15a), 보강재(15), 조인팅틀(100),기둥의 절결부(15b)나 도 40의 빔의 홈(165), 기둥의 홈(168)을 비스듬하게 하면 경사져 있는 빔 및 기둥의 건조물을 만들 수 있다. 또한 도 43의 (A),(B)에 나타낸 조인팅재 (210,220)를 합체시킨 새로운 조인팅재, 즉 도 42의 조인팅재(200)를 180°회전시켜, 조인팅재(200)의 아랫면(207)을 상부기둥(202)의 위치에 놓인 조인팅재를 제작할 수도 있다. 또한 도 43의 (A)에 나타낸 조인팅재(210)에 있어서, 관통구멍(218)의 상반부 또는 하반부를 매설한 형상의 조인팅재를 공장에서 만들어도 좋다. 혹은 도 43의 (B)에 나타낸 조인팅재(220)에 있어서, 하부기둥(221)의 중공부와 관통구멍(228)을 연이어 통하게 한 조인팅재로 하여도 좋고, 또한 상부기둥(222)의 중공부와 관통구멍(228)을 연이어 통하게 한 조인팅재로 하여도 좋다.

본 발명의 구조재는, 콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가지고 있으므로, 구조재의 끝단부끼리를 맞댄 상태로 고체화성의 충전재를 충전함으로써, 이 구조재의 요철을 이용하여 접합할 수 있다. 또한 팽창성이 있는 충전재를 적절히 그 목적에 따라 채용함으로써, 확실하게 구조재를 접합할 수 있다. 그리고 현장에서의 작업이 간단하고 단순하기 때문에, 기능을 갖지 않은 노동자라도 용이하게 작업할 수 있다. 또한 임의의 형상의 구조재를 사용할 수 있으므로 축조물의 경제성과 디자인의 다양화를 도모할 수 있다.

구조재가 축조된 경우, 그 접합부분에 응력이 작용한다. 이 때 구조재의 요철부와 충전재의 요철부에 가장자리끝단의 응력이 발생하지만, 그 가장자리끝단의 응력의 정도에 따라, 구조재의 내면에 요철을 가진 중형틀을 매설하거나, 구조재의 접합부분에 보강재를 넣거나, 주머니체를 넣거나, 또는 충전재에 유리, 탄소, 아라미드 등의 섬유를 넣거나 하여 대처할 수 있으므로, 목적으로 따라, 구조재의 표면에 표면재를 부착하거나 또는 보강처리를 행할 수 있다. 따라서 복잡한 조인팅의 구조에도 대응할 수 있다. 또한 구조물의 목적에 따라서 보통의 조인팅재를 쓰거나, 격조 높은 조인팅재를 사용하거나 할 수 있으므로, 시공이 간단하고 풍부한 디자인이 가능해진다.

Claims

기둥 또는 빔에 사용하는 구조재로서, 콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가지는 것을 특징으로 하는 구조재.
제 1 항에 있어서, 내면의 요철이 나선형상인 구조재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 내면에 중형틀이 매설되어 이루어지는 구조재.
제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 바깥쪽에 부대물을 부착하기 위한 부착부분 또는 디자인상의 요철이 형성되어 있는 구조재.
제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 복수의 중공관이 묶인 상태로 일체화되어 있는 구조재.
제 1 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 중공관의 일부 또는 전부가 절결되어 있는 구조재.
제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 내면에 보강판이 부설되어 있는 구조재.
제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 중공관의 표면의 일부 또는 전부에 표면재가 부설되어 있는 구조재.
제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 중공관 내면의 요철부분에 배기로를 설치한 구조재.
콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가지고 이루어지는 구조재를 접합하는 방법으로서, 2개 이상의 상기 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 구조재 속으로 충전재를 주입하여 고체화시키는 것에 의해 상기 구조재끼리의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가지고 이루어지는 구조재를 접합하는 방법으로서, 구조재의 접합해야 할 끝단부 부근에 덮개부재를 고정상태로 부착하고, 이 덮개부재가 부착된 적어도 2개 이상의 상기 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 덮개부재로 구획되는 공간내에 충전재를 주입하여 고체화시키는 것에 의해 상기 구조재끼리의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
콘크리트 또는 이와 유사한 소재로 제작된 중공관으로 이루어지며, 그 내면에 요철을 가지고 이루어지는 구조재를 접합하는 방법으로서, 한쪽 구조재의 접합해야 할 끝단부 부근에 주머니체를 부착하여 두고, 이 구조재와 다른쪽의 구조재의 끝단부를 맞댄 후에, 주머니체로 충전재를 주입하여 팽창시키는 것에 의해 상기 구조재끼리의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
제 10 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 구조재의 접합부분의 속에 보강재를 넣은 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
제 11 항 내지 제 13 항중의 어느 한 항에 있어서, 주머니체의 다른쪽 끝단을 보강재 또는 덮개부재에 고정부착시킨 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
제 11 항 내지 제 14 항중의 어느 한 항에 있어서, 한쪽 구조재의 접합해야 할 끝단부 부근에 주머니체를 부착하여 두고, 이 구조재와 다른쪽의 구조재를 끝단부에서 맞댄 후에, 주머니체로 충전재를 주입하여 팽창시킬 때, 주머니체의 선단이 일정이상 구조재의 연장방향으로 확장되지 않도록, 덮개부재, 보강재 또는 구속재를 개재하여, 주머니체가 늘어나는 것을 구속하는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
제 11 항 내지 제 15 항중의 어느 한 항에 있어서, 한쪽 구조재의 접합해야 할 끝단부 부근에 주머니체를 부착할 때, 주머니체의 한쪽 끝단부가 조인팅틀에 고정부착되어 있는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
조인팅재와 접합해야 할 구조재를 접합할 때에, 제 10 항 내지 제 16 항중의 어느 하나의 방법에 의해 형성되는 접합부분을 통해 접합하는 것을 특징으로 하는 구조재의 접합방법.
제 10 항 내지 제 17 항중의 어느 한 항에 있어서, 중공관 내면의 요철부분에 배기로와 이것에 연결되는 배기구멍을 형성하여 이루어지는 구조재를 사용하여, 구조재 속에 충전재를 주입할 때에, 구조재 내부의 공기를 배기로로부터 배기구멍을 통하여 배기하도록 한 구조재의 접합방법.