KR200186303Y1 - 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 그의 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이형봉강의 단부를 스웨이징가공을 하고, 여기에 적어도 2줄이상의 다줄 평행 전조나사 또는 다줄 평행 절삭나사가공을 수행하고, 나사부가 형성된 이형봉강의 양선단을 커플러에 의해 체결함으로써, 이형봉강 연결단부의 기계적성질 및 연결강도를 증대시키면서 체결이음을 신속히 할 수 있도록 한 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 연결장치에 관한 것으로, 본 고안은 원형 몸체면에 횡방향 리브와 다수의 원주방향 마디가 형성된 이형봉강을 상호 연결하기 위한 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부에 있어서, 상기 이형봉강의 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부를 제공한다.

또한, 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 이형봉강; 및 상기 이형봉강의 연결단부 상호간을 체결하여 연결할 수 있도록 그 내주면에 적어도 2줄이상의 암나사부가 형성된 연결부재를 포함하는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결장치를 제공한다.

Description

콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 그의 연결장치{Connection apparatus and connection end of deformed bar for reinforcing concrete}

본 고안은 건설, 토목 현장에서 시공물의 골격을 형성하는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 연결장치에 관한 것으로, 양 이형봉강을 길이방향으로 신속하게 체결할 수 있는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 그의 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설 및 토목 현장에서는 콘크리트 보강용 이형봉강을 사용하여 기본 골격을 세운 후에 콘크리트를 타설 및 양생시키는 과정으로 시공물을 구축하고 있다. 여기서, 이형봉강(100)이란 도1에 도시한 바와 같이 표면에 돌기가 형성된 것을 말하는데, 통상적으로 축선 방향의 돌기(30)를 「리브」라고 칭하고, 축선 이외의 돌기, 즉 원주방향의 돌기(20)를 「마디」라고 칭한다.

그리고, 상기 콘크리트 보강용 이형봉강(100)은 제조업체에서 소정의 길이로 절단되어 공급되기 때문에 시공물의 크기에 따라 콘크리트 보강용 이형봉강을 절단하거나 상호 연결하여 필요한 길이로 사용하게 된다.

상기 이형봉강을 상호 연결할 때, 종래에는 각 이형봉강의 연결단부를 중첩시킨 후, 통상 철 와이어로 결속시키는 랫칭법이 이용되었다. 그러나, 이는 각 이형봉강의 연결단부를 중첩하여 사용하기 때문에 재료의 손실이 크고, 철 와이어를 사용하여 이형봉강을 연결하므로 시간이 지남에 따라 연결부위가 취약해지는 문제점과 함께, 연결작업에 따른 인력손실이 커져서 비용이 높아지는 문제점이 있었다.

또한, 랫칭법에 의해 연결된 철근은 콘크리트 몰탈을 타설하고, 양생이 완료된 후에 콘크리트와의 부착력에 의해 비로소 연결된 철근구조의 특성이 발휘되므로, 만일 콘크리트 몰탈이나 양생에 문제가 있을 경우, 구조물의 취약한 구조특성이 나타날 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 기계적 연결방법의 일종인 연결단부의 열간 팽경법(upsetting method)이 제시되었다. 이 방법은 연결단부를 가열한 후, 이형봉강에 축방향으로 힘을 가하여, 상기 연결단부를 팽경시키는 것이다.

그러나, 이 방법도 역시 이형봉강의 길이가 줄어듦으로써 발생하는 재료의 손실이라는 문제점이 있다. 더욱이 연결단부에 국부적으로 열을 가하는 열간가공이므로, 열에 영향을 받는 부분과 영향을 받지 않는 부분 사이의 연결단부 재질의 조직변화로 인하여 연신율이 낮아져 충격에 약하며, 부분적인 가열로 인하여 불규칙적인 조직분포를 나타내는 문제점이 있었다.

특히, 콘크리트 보강용 이형봉강의 물리적 성질은 콘크리트와 흡사하게 제조되므로 열에 의한 영향은 사용구조물에 있어서 아주 취약한 형태를 나타낼 수 있으므로 '콘크리트표준시방서, 시공편(건교부)-10장', 'ACI 318-89(American Concrete Institute)-7장' 등의 시방서에는 상온가공을 원칙으로 규정하고 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 상기와는 다른 냉간방법이 개발되었다. 즉, 상온에서 이형봉강의 연결단부를 축방향에 따라 큰 압력으로 팽경시키고, 상기 팽경된 연결단부에 나사를 가공하는 방법이 제안되었다. 이것은 팽경된 연결단부에 절삭나사부를 형성하는 제1방법과, 팽경된 연결단부를 스킴(SKIM)하는 절삭가공을 거친 후 전조나사부를 형성시키는 제2방법에 제시되었다.

그러나, 상기 팽경법(UPSETTING METHOD)에 의해 가공된 이형봉강은 가공경화로 인해 인장강도 및 경도가 아주 높게 나오고, 충격흡수 에너지값이 급격히 떨어지는 문제점이 있으며, 조직의 경계부에서는 인장시험중에 가공부에서 절단되는 현상을 나타내기도 한다.

또한, 팽경법을 사용하지 않고 연결단부에 바로 절삭나사를 가공하는 경우는 나사부의 단면이 손실되고 강도가 저하되어 이음부의 성능이 만족스럽지 못할 뿐만 아니라, 종래의 이형봉강 연결단부에 나사부를 형성한 연결구조에서는 한줄 나사방식으로 되어 있기 때문에, 체결속도가 더딘 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이형봉강의 단부를 스웨이징가공을 하고, 여기에 적어도 2줄이상의 다줄 평행 전조나사 또는 다줄 평행 절삭나사가공을 수행하고, 나사부가 형성된 이형봉강의 양선단을 커플러에 의해 체결함으로써, 이형봉강 연결단부의 기계적성질 및 연결강도를 증대시키면서 체결이음을 신속히 할 수 있도록 한 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 연결장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 부풀린 상태(팽경)에서 다줄 평행 전조나사 또는 다줄 평행 절삭나사가공을 거침으로서, 이형봉강의 체결속도를 향상시킨 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 연결장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

도1은 일반적인 가공 전의 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결부 정면도.

도2는 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 이형봉강 연결단부의 스웨이징 가공장치의 구성도.

도3은 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 이형봉강 연결단부의 스웨이징 가공장치의 다른 구성도.

도4a 내지 도4d는 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 이형봉강 연결단부의 스웨이징 가공순서를 나타낸 단면도.

도5는 스웨이징 가공된 상기 이형봉강의 연결단부에 2줄 평행나사부를 형성한 정면도.

도6a 및 도6b는 본 고안의 다른 실시예로서, 부풀림에 의한 2줄나사가공방식을 나타낸 개략도.

도7은 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 이형봉강의 나사가공된 부위의 연결상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 원형몸체 20 : 마디

30 : 리브 40 : 연결단부

60, 61 : 2줄나사 100 : 이형봉강

200 : 커플러 300 : 금형편

400 : 압연롤러

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 원형 몸체면에 횡방향 리브와 다수의 원주방향 마디가 형성된 이형봉강을 상호 연결하기 위한 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부에 있어서, 상기 이형봉강의 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부를 제공한다.

또한, 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 이형봉강; 및 상기 이형봉강의 연결단부 상호간을 체결하여 연결할 수 있도록 그 내주면에 적어도 2줄이상의 암나사부가 형성된 연결부재를 포함하는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도 1이하의 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안의 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부 및 그의 연결장치는 이형봉강 자체의 기계적 성질 및 체결속도를 향상시킬수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서의 콘크리트 보강용 이형봉강(100)은 원형몸체(10)와, 그의 원주면에 등간격으로 형성된 마디(20)와, 상기 원형몸체(10)의 축선방향으로 형성된 횡방향 리브(30)로 구성된다. 통상 길이가 긴 이형봉강을 절단하였을 경우에 연결단부가 이형봉강의 중간부에 대해 휘어져 있는 경우도 있다.

본 실시예에서는 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이 상기와 같은 구조의 이형봉강의 연결단부(40) 구간에 대하여 2개 이상의 금형편(도2에 도시)(300)이나, 3개이상의 롤러(도3에 도시)(400)중 하나로 이루어진 스웨이징 금형에 이형봉강을 삽입한 후 유체 또는 기계적인 힘을 가하여 마디(20)와 리브(30)를 눌러 원형단면으로 소성변형시키는 스웨이징 가공을 수행한다.

이에따라, 상기 이형봉강의 리브(30), 마디(20) 및 몸체직경(10)은 압착되면서, 원형몸체(10)의 축선과 스웨이징부의 축선이 일치된다. 다음에, 상기 스웨이징 공정을 거치면서 마디(20)와 리브(30)의 기형적인 돌출부분이나 이형봉강의 기형적인 돌기는 단면 및 면취가공(faciong & chamfering)하여 평평하게 하고, 단면의 외주연을 챔퍼링 작업을 수행함으로서, 이형봉강의 취급시 모서리부의 나사손상을 억제하여 체결성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 도5에 도시한 바와 같이 상기 스웨이징 가공된 연결단부(40)의 소정부분을 전조가공이나 나사절삭가공등을 이용하되, 리이드를 크게 하기 위하여 2줄나사(60)를 형성함으로서, 체결속도가 빠르고 시공성을 대폭 개선할 수 있다. 또한, 이형봉강 연결단부를 스웨이징 가공함으로서 기계적 강도 및 연결강도가 증대될 뿐만 아니라, 이형봉강의 연결단부 자체의 고유금속조직을 원래의 가공전 상태로 그대로 유지할 수 있으며, 높은 하중과 충격에도 견딜수 있게 된다.

본 실시예에서는 이형봉강의 연결단부에 2줄 나사를 형성한 예를 보여주고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 3줄 또는 다줄 나사로 형성할 수 있음은 주지의 사실이다.

이형봉강의 연결단부(40)에 2줄 평행 전조나사가 형성된 경우에는 이형봉강 상호간을 연결하는 커플러(200)가 불필요하게 크게 될 필요가 없으며, 통상 양 이형봉강의 직경길이를 합한 길이의 80% 길이를 가진 커플러를 채용해도 가능하게 된다. 또한 테이퍼면의 확개된 부분에서는 내부경화층이 표면에만 발생하므로 가공이 용이하고 잔류응력에 대한 영향을 최소화 할 수 있다.

본 실시예에서의 상기 나사가공에 있어서, 특정나사에 국한하지 않고 둥근나사, 삼각나사, 사다리꼴 나사등의 각종 나사로 할 수 있으나, 바람직한 것은 둥근나사로 가공하는 것이다.

그 이유는 둥근나사로 가공하는 경우, 나사산의 단면이 둥글게 되어 사다리꼴 나사와 같이 치근부분이 두껍게 형성됨으로써, 저항력이 커지고, 그 결과 노치(notch)현상이 발생되지 않음은 물론 체결력이 좋아 먼지, 모래 등이 많은 건설현장에서 용이하게 체결할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 둥근 나사의 피치를 일반 나사보다 좁게하면 체결력 및 강도를 향상시킬 수 있음은 물론 진동이 많이 발생하도라도 이완될 염려가 없게 된다.

그리고, 도1에서 리브(30)와 마디(20)가 형성된 콘크리트 보강용 이형봉강(100)을 도시하고 있으나, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니고, 사선 또는 X선으로 형성되는 리브를 갖는 콘크리트 보강용 이형봉강에도 적용할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 이형봉강의 연결단부를 스웨이징 가공하여 소성변형시키는 공정은 723℃(철의 A₁변태점)이상에서 소성변형되도록 하는 열간 스웨이징 가공, 723℃(철의 A₁변태점)이하에서 소성변형되도록 하는 냉간 스웨이징 가공, 상온 스웨이징 가공 및 저온 스웨이징 가공중 어느 한 가공공정으로 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 콘크리트 보강용 이형봉강을 연결한 상태를 도7에 나타내었다. 도면에 도시한 바와 같이 각 이형봉강(100)의 연결단부에 형성된 나사부(60, 61)를 연결하기 위해 상기 나사부(60, 61)의 형상과 대응되는 암나사부를 구비한 커플러(200)를 채용하여 이형봉강의 연결단부에 형성된 전조나사부를 상호 연결할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 고안의 다른 실시예로서 도6a 및 도6b에 도시한 바와 같이, 상기 이형봉강의 연결단부(40)를 축방향에 따라 큰 압력으로 팽경시켜 연결단부의 외경을 확대시키는 공지의 부풀림가공방법을 이용할 경우에, 상기 부풀려진 연결단부구간에 2줄 또는 3줄 나사를 형성시켜 체결속도를 향상시킬 수도 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따르면, 건설, 토목 현장에서 사용되는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부를 스웨이징 가공이나 부풀림방식에 의한 가공 후 상기 연결단부에 전조가공 또는 나사절삭가공등의 방법을 이용하여 적어도 2줄 이상의 나사산을 형성함으로서 체결속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 스웨이징 가공후 2줄 평행전조나사를 형성하는 경우에는, 이형봉강 고유의 조직을 파괴시키지 않고 가공할 수 있어 상기 연결단부에 대한 기계적 강도와 이형봉강 금속조직을 고유의 상태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 원형 몸체면에 횡방향 리브와 다수의 원주방향 마디가 형성된 이형봉강을 상호 연결하기 위한 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부에 있어서,

   상기 이형봉강의 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이형봉강의 연결단부는 723℃(철의 A₁변태점)이상에서 소성변형되도록 하는 열간 스웨이징 가공, 723℃(철의 A₁변태점)이하에서 소성변형되도록 하는 냉간 스웨이징 가공, 상온 스웨이징 가공 및 저온 스웨이징 가공중 어느 한 가공공정으로 이루어지는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 이형봉강의 연결단부의 나사가공은 전조나사가공과 절삭나사가공중 하나에 의해 이루어지는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 이형봉강 연결단부의 나사부는 둥근나사, 삼각나사 및 사다리꼴 나사중 어느 하나의 형태로 가공된 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결단부.
5. 적어도 일측 연결단부가 스웨이징 가공으로 성형되고, 스웨이징 가공된 부위의 외주면에 적어도 2줄 이상의 나사부가 형성된 이형봉강; 및

   상기 이형봉강의 연결단부 상호간을 체결하여 연결할 수 있도록 그 내주면에 적어도 2줄이상의 암나사부가 형성된 연결부재

   를 포함하는 콘크리트 보강용 이형봉강의 연결장치.