KR20010100718A - 철근이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 공사에서 철근과 철근의 이음을 구형 편체와 구형의 커플러를 이용함으로써 중심선이 일치하지 않는 철근간의 시공오차를 흡수할 수 있는 기계적인 철근이음장치에 관한 것이다.

철근이음장치는 서로 연결되는 각각의 철근에 결합되는 한쌍의 반구형 편체(2) 2개조, 상기 편체를 감싸서 압착하는 한쌍의 커플러(3), 상기 한쌍의 커플러와 체결되는 연결부재(8) 및 상기 편체, 커플러 그리고 연결부재로 연결된 철근 사이 공간에 충진되는 충진재(40)로 구성된다. 연결부재와 커플러의 체결방법에 따라 내연결재형 또는 외연결재형으로 구분되고 또한 연결부재없이 서로 체결되도록 하나에는 암나사가 형성되고 다른 하나에는 수나사가 형성된 커플러를 이용할 수 있다.

본 발명의 철근이음장치는 기존에 사용되는 겹친이음, 용접이음등의 단점을 보완한 기계적 철근이음장치로, 중심선이 일치하지 않는 두 개의 철근을 구형의 편체 및 커플러와 결합하여 체결시키면 상기 구형의 편체 및 커플러는 회전하면서 두 개의 철근이 연결되며, 상기 커플러 내부에 충진재를 충진하여 연결된 두 개의 철근을 일체화시킨다.

Description

철근이음장치{Steel bars splicing device}

본 발명은 철근이음장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 프리캐스트 콘크리트 공사에서 철근과 철근의 이음을 구형 편체와 구형의 커플러를 이용함으로써 중심선이 일치하지 않는 철근간의 시공오차를 흡수할 수 있는 기계적인 철근이음장치에 관한 것이다.

철근콘크리트 구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 철근이 인장력을 부담하는 구조로써 철근과 콘크리트의 결합에 의하여 이루어진 구조이다. 콘크리트는 거푸집을 설치하고 타설하므로 이를 일체로 시공할 수 있으나, 철근은 일정한 길이의 규격품을 이어가며 시공해야 하기 때문에 철근과 철근간의 조인트가 발생할 수밖에 없다. 철근간의 이음은 한 철근의 전응력을 다른 철근에 전달할 수 있어야 하고, 철근이음방법으로 통상 부착력에 의한 겹친이음, 용접이음 또는 연결재를 사용한 기계적이음 등이 사용된다.

겹친이음은 철근과 철근을 소요 이음 길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 것으로, 배근 작업이 용이한 장점은 있으나 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의한 구조 내력상의 문제가 있어 D29이상의 철근은 원칙적으로 겹친 이음을못하게 되어 있고, 콘크리트 부재가 얇은 경우에는 겹쳐진 철근 때문에 거푸집의 단면이 좁아져 콘크리트 타설이 용이하지 않은 문제가 있다.

압접에 의한 철근이음방법은 철근과 철근의 단부를 이어댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다. 그러나 압접에 의한 철근이음방법은 철근단부를 가열함에 따라 철근의 기계적, 재료적 물성을 변하게 하고 연신률을 저하시키는 등 많은 문제를 일으킨다.

상기와 같이 겹친이음과 용접이음의 문제를 해결하기 위하여 두 철근의 마디를 편체로 지지하고 이를 커플러에 의해 조여서 연결해 주는 기계적 철근이음공법이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

한편 편체 및 커플러를 이용한 기계적 철근이음공법은 편체와 커플러가 직선형태로 체결되므로 직선형태의 철근이음만이 가능케 된다. 하지만 공장에서 제작되는 프리캐스트 철근콘크리트 부재들을 현장에서 조립할 때 연결되는 철근의 중심선은 시공상의 오차가 생겨 상기와 같은 기계적 철근이음공법을 적용할 수 없게 된다.

본 발명자는 프리캐스트 부재에 매립되어 있는 철근이 서로 동일선상에 놓여 있지 않아도 구형 편체와 구형 커플러를 사용하고 편체 및 커플러가 철근 단부에서 회전함에 따라 철근이음시의 시공오차를 흡수할 수 있는 철근이음장치를 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 프리캐스트 부재에 매립되어 있는 철근의 중심선이 서로 일치하지 않아도 구형의 편체 및 커플러를 사용함으로써 편체 및 커플러가 철근단부에서 회전함에 따라 철근이음시 시공오차를 흡수할 수 있는 철근이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 철근에 편체 및 커플러가 서로 결합할 때 철근을 압착하면서 두개의 철근을 연결하고 충진재로 충진함으로써 철근의 이탈, 유격 및 유동이 발생하는 것을 방지하는 것은 물론, 인장력 및 압축력을 전달 할 수 있는 기능을 가진 철근이음장치를 제공하는 것이다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 내연결재형 철근이음장치의 단면도 및 사시도이다.

제3도는 한쌍의 반구형 편체의 분리사시도이다.

제4도는 반구형 편체의 제 1 변형체인 계단형 편체의 분리사시도이다.

제5도는 반구형 편체의 제 2 변형체인 장부형 편체의 분리사시도이다.

제6도는 제1도의 철근이음장치를 이용하여 중심선이 일치하지 않는 두 개의 철근의 이음을 도시한 단면도이다.

제7도 및 제8도는 본 발명의 외연결재형 철근이음장치의 단면도 및 사시도이다.

제9도 및 제10도는 본 발명의 암수 나사형 철근이음장치의 단면도 및 사시도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1: 철근 2: 반구형 편체

3, 13, 23: 커플러 4, 14, 24: 직선부

5, 15, 25: 곡면부 6, 16, 26: 주입구

7, 17, 27: 배출구 8, 18: 연결부재

40: 충진재

도면에 따라 본 발명을 설명한다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 내연결재형 철근이음장치 단면도 및 사시도이고, 제3도 내지 제5도는 철근이음장치의 한 구성요소인 반구형 편체의 분리사시도이다.

내연결재형 철근이음장치는 서로 연결되는 각각의 철근(1)에 결합되는 한쌍의 반구형 편체(2) 2개조, 상기 편체(2)를 감싸서 압착하는 한쌍의 커플러(3), 상기 한쌍의 커플러(3A, 3B)와 체결되는 연결부재(8) 및 상기 편체(2), 커플러(3) 및 연결부재(8)로 연결된 철근 사이 공간에 충진되는 충진재(40)로 구성된다.

한쌍의 반구형 편체(2)는 구를 반으로 절단한 형상으로, 상기 반구형 편체(2)를 양쪽에 두고 이형철근이 끼워질 수 있도록 절단된 평활면(32) 내부로 반원통형의 홈(34)이 파여 있고 상기 홈(34)내부로 마디홈(35)이 형성되어 있다. 따라서 상기 반구형 편체 한쌍을 이형철근에 결합시키면, 반구형 편체 한쌍은 상기 이형철근의 지름방향으로 철근 전체를 감싸게 된다.

한쌍의 편체는 제4도 및 제5도에서 도시한 바와 같이 절단된 평활면(32′,32″)의 모양에 따라 편체와 이형철근과의 결합력을 증대시킬 수 있다. 계단형으로 서로 맞물리도록 턱(36)이 형성된 평활면(32′)을 갖는 한쌍의 계단형의 편체(2′)는 이형철근과 결합할 때 고정되어 밀리지 않게 하고 철근이음작업시 보다 적은 힘으로 결합을 가능케 한다. 또한 한쌍의 편체(2″)중 하나는 절단된 평활면(32″) 중앙에서 돌기(37)가 돌출되고 다른 하나는 상기 돌기(37)와 맞물리도록 홈(38)이 형성된 장부형의 편체(2″)는 편체와 이형철근과의 맞물림을 더욱 효과적이게 한다.

한쌍의 커플러(3A, 3B)는 전체적으로 원통형상으로 직경이 일정한 직선부(4)와 직경이 단부로 갈수록 작아지는 곡면부(5)로 구분된다. 상기 직선부(4)의 내부에는 암나사가 형성되고 상기 곡면부(5)는 철근(1)과 결합한 상기 한쌍의 반구형 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체와 같은 곡률로 곡면처리된다. 상기 직선부(4)와 곡면부(5) 사이에는 주입구(6) 또는 배출구(7)가 형성되어 있어 상기 주입구(6)로 충진재(4)가 주입되거나 상기 충진재(40) 주입시 내부의 공기가 배출구(7)를 통해 배출된다.

연결부재(8)는 원통형상으로 중앙부의 외경은 양단부의 외경보다 커서 중앙부와 양단부 사이에는 단이 형성되며 상기 중앙부는 돌출되어 있다. 상기 양단부에는 수나사가 형성되어 상기 커플러(3) 한쌍과 양쪽으로 체결된다.

충진재(40)는 상기 커플러(3A)에 형성된 주입구(6)를 통해 주입되며 상기 편체(2), 커플러(3A, 3B) 및 연결부재(8)를 이용해서 연결된 두개의 철근 사이의 공간을 충진되어 철근의 이탈, 유격 또는 유동을 방지하는 역할 및 압축력을 전달하는 기능을 한다. 충진재(40)로 무수축 모르터, 레진등을 사용할 수 있다.

내연결형 철근이음장치의 설치방법은 다음과 같다. 연결할 두개의 철근(1) 각각에 커플러(3A, 3B)의 곡면부(4)부터 끼운다. 상기 한쌍의 커플러(3A, 3B)가 끼워진 철근 끝으로 한쌍의 반구형 편체(2)를 결합하고 연결부재(8)의 양단부(10)에 형성된 수나사와 상기 커플러(3A, 3B) 직선부(5)의 암나사를 체결한다. 이때 도6의 경우처럼 연결하는 두 개의 철근의 중심선이 일치하지 않으면, 구형의 편체 및 커플러는 철근과의 결합부에서 회전을 하게 되어 상기 커플러와 연결부재는 서로 체결된다. 토크렌치로 일정수준의 토크계수까지 조이면 연결부재(8)를 중심으로 양쪽에 있는 상기 철근(1)과 상기 편체(2) 및 상기 커플러(3A, 3B)의 곡면부(4)는 서로 압착하면서 단단하게 결속되고 두개의 철근(1)은 서로 연결된다. 연결된 두개의 철근(1) 사이 빈 공간에 한쪽 커플러(3A)의 주입구(6)를 통해 충진재(40)를 주입하면 다른 한쪽 커플러(3B)의 배출구로 공기가 배출되면서 연결된 철근은 더욱더 강하게 일체화된다. 따라서 상기와 같이 두개의 철근을 연결하면 철근의 인장력은 하나의 철근에서 한쌍의 편체로, 커플러로, 연결부재를 거쳐 다시 다른쪽의 커플러로, 편체로 철근으로 전달된다.

제7도 및 제8도는 본 발명의 외연결재형 철근이음장치의 단면도 및 사시도로써, 전체적으로 앞서 내연결재형 철근이음장치와 동일하나 커플러(13A, 13B)와 연결부재(18)와의 체결방법상에 차이가 있다.

한쌍의 커플러는 원통형상으로 직경이 일정한 직선부(14)와 직경이 단부로 갈수록 작아지는 곡면부(14)로 구분된다. 상기 직선부(14)는 외부면에는 수나사가 형성되고 상기 곡면부(14)에는 철근(1)과 결합한 상기 한쌍의 반구형 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리된다. 한쌍의 커플러 중 제 1커플러(13A)의 직선부(14)와 곡면부(15) 사이에는 주입구(16)가 형성되어 충진재(40)를 충진할 수 있다. 연결부재(18)는 원통형으로 양단부 내부로 암나사가 형성되어 상기 커플러 한쌍(13A, 13B)과 체결된다. 또한 상기 연결부재(18)의 중앙부에는 배출구(17)가 형성되어 있어 상기 커플러(13A)의 주입구(16)를 통해 연결된 두개의 철근 사이에 충진재(40)를 충진할 때 철근이음장치 내의 공기가 상기 배출구(17)를 통해 배출된다. 따라서 상기 외연결재형 철근이음장치는 한쌍의 커플러(13A, 13B) 직선부(14)의 수나사가 상기 연결부재(18) 내부의 암나사와 체결되어 연결된다.

제9도 및 제10도는 본 발명의 암수나사형 철근이음장치의 단면도 및 사시도로써, 한쌍의 반구형 편체(22) 및 한쌍의 커플러(23A, 23B)로 구성된다.

상기 한쌍의 반구형 편체(2)는 앞서 설명한 내연결재형 철근이음장치 및 외연결재형 철근이음장치에서와 동일한 것인 반면 상기 한쌍의 커플러(23A, 23B)는 별도의 연결부재 없이 서로 체결되는 것이다.

제 1커플러(23A)는 직경이 일정한 직선부(24), 한쪽 단부는 상기 직선부(24)와 연결되며 다른쪽 단부로 갈수록 직경이 작아지는 경사부(28) 및 상기 경사부(28)와 연결되는 곡면부(25)로 구분된다. 상기 직선부(24) 내부에는 암나사가 형성되고 곡면부(25)는 이형철근과 결합한 상기 한쌍의 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리되며 상기 경사부(28)에는 주입구(26) 및 배출구(27)가 형성되어 상기 주입구(26)로 충진재(40)가 주입되면 상기 배출구(27)로 공기가 배출된다.

제 2커플러(23B)는 직경이 일정한 직선부(24′)와 단부로 갈수록 직경이 작아지는 곡면부(25′)로 구분된다. 상기 직선부(24′) 외부면에는 수나사가 형성되어 상기 제 1커플러(23A)의 암나사와 체결되고 상기 곡면부(25′)는 이형철근과 결합한 한쌍의 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리된다

본 발명의 철근이음장치는 기존에 사용되는 겹친이음, 용접이음등의 단점을 보완한 기계적 이음방법의 한가지로, 프리캐스트 콘크리트 공사에서 중심선이 일치하지 않는 두 개의 철근을 구형의 편체 및 커플러와 결합시키면 상기 구형의 편체 및 커플러는 회전하면서 두 개의 철근이 연결되며 상기 커플러 내부에 충진재를 충진하여 연결된 두 개의 철근을 일체화시킨다.

Claims (5)

1. 구를 반으로 절단한 형상으로, 평활면(32)에 반원통형 홈(34)이 형성되고 상기 홈(34)에 이형철근의 마디가 끼워지는 마디홈(35)이 형성된 두쌍의 반구형 편체(2);

   원통형상으로 직경이 일정한 직선부(4)와 직경의 단부로 갈수록 작아지는 곡면부(5)로 구분되고, 상기 직선부(4)의 내부에는 암나사가 형성되고 상기 곡면부(5)는 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리되며 상기 직선부(4)와 곡면부(5)의 사이에는 주입구(6)가 형성된 한쌍의 커플러(3A, 3B);

   원통형상으로 양단부에는 수나사가 형성되어 상기 한쌍의 커플러(3A, 3B)와 양쪽으로 체결되는 연결부재(8); 및,

   상기 커플러(3A)에 형성된 주입구(6)를 통해 상기 커플러 및 연결부재 내부의 공간에 충진되는 충진재(40);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
2. 구를 반으로 절단한 형상으로, 평활면(32)에 반원통형 홈(34)이 형성되고 상기 홈(34)에 이형철근의 마디가 끼워지는 마디홈(35)이 형성된 두쌍의 반구형 편체(2);

   원통형상으로 직경이 일정한 직선부(14)와 직경의 단부로 갈수록 작아지는곡면부(15)로 구분되고, 상기 직선부(14)에는 수나사가 형성되고 상기 곡면부(15)는 이형철근과 결합한 상기 한쌍의 반구형 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리된 두개의 커플러(13A, 13B)로 이루어지며 그중 하나의 커플러(13A)의 직선부(14)와 곡면부(15)의 사이에 주입구(16)가 형성된 한쌍의 커플러(13A, 13B);

   원통형상으로 중앙에 배출구(17)가 형성되고 양단부의 내부로 암나사가 형성되어 상기 한쌍의 커플러(13A, 13B)와 양쪽으로 체결되는 연결부재(18); 및,

   상기 커플러(13A)에 형성된 주입구(16)를 통해 상기 커플러(13A, 13B) 및 연결부재(18) 내부의 공간에 충진되는 충진재(40);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
3. 구를 반으로 절단한 형상으로, 평활면(32)에 반원통형 홈(34)이 형성되고 상기 홈(34)에 이형철근의 마디가 끼워지는 마디홈(35)이 형성된 두쌍의 반구형 편체(2);

   원통형상으로 직경이 일정한 직선부(24), 상기 직선부(24)에 연결되며 점점 직경이 작아지는 경사부(28) 및 상기 경사부(28)에 연결되는 곡면부(25)로 구분되며, 상기 직선부(24) 내부에는 암나사가 형성되고 곡면부(25)는 이형철근과 결합한 상기 한쌍의 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리되며 상기 경사부(28)에는 주입구(26) 및 배출구(27)가 형성된 제 1커플러(23A):

   원통형상으로 직경이 일정한 직선부(24′)와 단부로 갈수록 직경이 작아지는 곡면부(25′)로 구분되며, 상기 직선부(24′) 외부면에는 수나사가 형성되어 상기 제 1커플러(23A)의 암나사와 체결되고 상기 곡면부(25′)는 이형철근과 결합한 한쌍의 편체(2)를 감쌀 수 있도록 상기 편체(2)와 같은 곡률로 곡면처리되는 제 2커플러(23B); 및,

   상기 커플러(23A)에 형성된 주입구(26)를 통해 상기 체 1커플러(23A) 및 제 2커플러(23B)의 내부 공간에 충진되는 충진재(40);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
4. 제1항에서, 상기 한쌍의 편체(2)는 구의 절단된 평활면(32′)이 계단형으로 서로 맞물리도록 턱(36)이 형성되는 편체(2′)인 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
5. 제1항에서, 상기 한쌍의 편체(2) 중 하나는 구의 절단된 평활면(32″) 중앙에서 돌기(37)가 돌출되고 다른 하나는 상기 돌기와 맞물리는 홈(38)이 형성되는 편체(2″)인 것을 특징으로 하는 철근이음장치.