KR200223677Y1 - 철강 조각을 활용한 내진용 철근이음 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철강을 이용한 철근 이음 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조선소에서 발생되는 철판조각(스크랩)을 적정한 길이로 절단하여 철근의 이음쇠의 원자재로 사용함으로서 에너지를 절약할 수 있고 아주 경제적이며 일반적으로 사용하는 반원체의 클립 두 개가 철근의 리브(마디)를 감싼 후 양쪽에 커플링을 끼운 후 본 고안의 크립과 커플링에 홈을 파서 고정 철핀을 끼워 체결하는 고안으로 철근을 정확하게 조립하기 위하여 고안된 시스템으로서 지진의 발생시 구조물의 붕괴를 사전에 막을 수 있는 내진용으로 매우 적합한 철근 이음 시스템에 관한 것이다.

Description

철강 조각을 활용한 내진용 철근이음 시스템{Earthquake-proof steel reinforcing joint devices system}

본 고안은 철강 조각을 활용한 내진용 철근이음시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조선소에서 발생되는 철판 및 철강재 조각을 재활용하여 에너지를 절약하기 위하여 스크랩을 적정한 길이로 절단하여 철근을 이음하기 위한것이다. 일반적으로 사용하는 반원체의 클립 두 개가 철근의 리브(마디)를 감싼 후 양쪽에 커플링을 끼운 후 크립과 커플링 사이로 고정 철핀으로 삽입하여 수공구 망치로 때려 체결하는 고안으로 반원체와 크립에 적정하게 경사지게 한 후 고정철핀을 크립과 카플링 사이에 수공구로 삽입시켜 크립이 철근의 리브를 물고 있도록 반원체 형상의 고정 철핀을 끼워 체결하여 철근을 간단하게 쪼임하는 고안이다. 본 고안은 철근 이음을 간단하게 체결하여 지진의 발생시 구조물의 붕괴를 사전에 막을 수 있는 내진용 철근 이음 장치로서 매우 적합한 철근 이음 시스템에 관한 것이다.

전 세계가 지진 공포증으로 처해 있으면서도 아직까지도 옛날의 유산으로밖에 볼 수 없는 결속선으로 겹침 철근 이음 방법으로 철근을 연결하여 사용하고 있으나, 이는 구조학적으로 풀이할 수 없는 인습적인 방법인 것이다. 겹침 철근 이음법은 결속선 철사로 겹쳐 묶으면 필요 없는 철근의 소요량이 엄청나게 많아 공사원가가 비싸지고 결속선의 묶는 부분이 아주 약하여 콘크리트의 중량에 견디기 어려우며 지진에 견디지 못한다.

일반적으로 사용하는 나사식 커플링으로 철근 이음 연결구는 크립과 커플링이 굵어 철근 배근시 철근간격이 좁으므로 파이렌치로 철근이음을 할 수 없는 험이 있어 사용을 기피하고 있다. 그러므로, 구조물의 콘크리트 타설시 비율이 적합하지 않고 철근의 연결구와 콘크리트가 적합이 되지 않아 지진에 약하며, 철근의 연결시 연결구의 중간이 막혀 있지 않아 철근의 배근시 너무 한쪽으로 밀리게 되는 경우가 많아 정확하고 균일한 철근이음 작업을 하기 어려우며 철근 이음 연결구의 제조원가가 높고 정확하게 조립이 되지 아니함으로서 지진에 매우 약한 것이 험이다.

철근 연결 이음쇠를 주물로 만들어 나사식 이음법의 연결구는 주물로 제조하여 사용함으로 제조 원가가 높으며, 조립식 연결구가 세마디만 연결됨으로서 인장력과 압축력이 약하고 연결구는 단조가 아닌 주물로서 인장력에 약하며 이음쇠가 미끈하게 고안하였으므로 콘크리트 양생시 접합이 잘 되지 않는다.

그러므로 결속선과 같이 철근 이음구 역할을 다하지 못하여 성수대교나 삼풍백화점 같은 대형사고가 발생할 수 있었으며, 구조물의 공사시 붕괴나 지진에 견디지 못한 철근이음법을 사용하여 미국 LA, 일본 고베, 터키, 대만, 멕시코 등의 지진시와 같이 엄청난 피해가 발생한 예로서 아직까지도 구조물 공사시 철근을 연결하는 결속선을 사용하고 정확한 내진용 철근 이음 연결구를 사용치 않아 구조물이 붕괴되고 지진에 견딜 수 없다.

가스 압접식은 철근을 D19mm부터 D32mm 만 가능하며, 시간이 오래 걸리고 제조원가가 비싸며, 가스 압접은 인장력이 약하므로 가스압접 후 전부 비파괴 검사를 하는 폐단과 특수한 기능 용접공이 필요하며, 추운 겨울철에는 가스 압접이 잘 되지 않으며 무더운 여름철에는 더운 날씨에 작업하기 어려우므로 작업을 기대하며, 용접기의 사용 등으로 고충이나 협소한 장소에서 작업이 곤란하며 소요장비의 사용과 많은 인원이 소요되고 가스 압접에 의한 신뢰성이 떨어진다.

리나 스크류(Liner Screw)방식은 길고 무거운 철근을 마디 홈과 나사 모양으로 홈을 맞추어 끼운 후 커프리나를 돌려 끼우는 방법이나 압축력과 인장력은 약하며 리나 스크류는 철근마디가 네마디로서 리나 스크류 방식도 인장력에 약하며, 철근이음 연결시 많은 인부가 필요하다. 나사식 커플링은 철근 배근시 철근의 간격이 매우 좁으므로 체결시 파이프렌치로 체결할 수 없는 것이 험이다. 더욱이나 기둥, 보 등에 철근을 연결시 철근의 간격이 좁으므로 파이프렌치, 등으로 체결 할 수 없으므로 문제점이 많아 철근 배근시 소요시간이 오래 걸리므로 비경제적이다.

철근 이음법을 개발한지 수년이 되고 새로운 구조물이 시간을 다투어 초대형화 되어 가고 있지만 건설 현장의 철근 체결과 이음법이 아직까지도 결속선으로 철근을 연결하는 등 이음방식과 체결을 하고 있으며, 철근의 용접방법은 인건비와 물류비용이 엄청나며 철근이음 연결구는 나사식 스크류식 등 다양하지만 철근 연결구의 원자재는 제강소의 철강 원자재의 비중이 워낙 크므로 구조물의 공사비가 아주 높아 연결구의 제조 비용 및 가공비용과 물류비용이 비싸므로 공사 현장에서 기피하고 있는 등 현재까지 사용하던 종래의 철근 이음 연결구는 모두 비경제적이며 견고하지 못하여 지진에 매우 약한 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 조선소에서 선박을 건조하고 발생되는 철판 및 철강재 조각(스크랩)을 적정한 길이로 절단하여 철근을 이음하기 위하여 일반적으로 사용하는 반원체의 클립 두 개가 철근의 리브(마디)를 감싼 후 양쪽에 커플링을 끼운 후 크립과 커플링에 단조시 홈이 파져 있으므로 고정 철핀을 끼워 체결하여 고정함으로서 견고한 이음부를 형성하는 내진용의 철근 이음시스템을 제공코자 한 데 있으므로, 철근 이음쇠를 간단하게 체결할 수 있으며 철근 이음 후 콘크리트가 양생됨으로 내진에 강하다.

이하 본 고안을 첨부도면의 실시 예에 의거 상술하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 전개 사시도

도 2 는 본 고안의 조립 사시도

도 3 은 본 고안의 조립상태 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1,(1') : 철근 2,(2') : 반원체 3,(3') : 커플링

4 : 나사선 5 : 마디 6 : 홈

7 : 고정 철핀

도 1은 본 고안의 전개 사시도로서 이음 할 두 개의 철근 (1)(1')을 연결할 적정한 길이로서 일반적으로 사용하는 철근을 조립하는 반원체(2)(2') 한 조와 당해 반원체(2)(2')의 양단을 조임하여 일체로 결합하는 한 조의 커플링(3)(3')과 고정 철핀(7)로 구성되어 있다.

여기서 통상적으로 사용되는 철근 이음쇠의 반원체 (2)(2')와 커플링(3)(3')은 모두 조선소에서 발생되는 철판조각을 이용하여 반원체 (2)(2')의 외면에는 커플링(3)(3')와 결합될 삽입 돌출 부분 (4)(4')을 단조 형성한 후 커플링 (3)(3')의 내면에도 반원체 (2)(2')를 적정하게 경사지게 하여 결합시켜 반원체의 조립과 카플링 사이에 수공구 망치로 고정 철핀 (7)가 삽입시켰으며, 그리고 내면에는 철근 (1)(1')의 마디(5)가 끼워지며 (6)을 최소 10개 이상 형성한 후 단조하여 열처리 성형한다.

이와 같이 된 철근 (1)(1') 이음 장치를 철강 및 철판 조각을 활용하여 철근(1)(1')의 인장력 보다 강한 내진용의 철근 (1)(1')의 이음장치를 제공코자 한 데 그 특징이 있는 바 철근(1)(1') 이음을 실시함에 있어서는 먼저 이음 할 철근 (1)(1')의 양단 내부로 커플링 (3)(3')를 각각 끼워 넣은 상태에서 반원체 (2)(2')를 이음 할 철근 (1)(1')에 덮어 한 조로서 결합하게 되는 데 철근(1)(1')의 마디(5)가 끼워지는 홈(6)이 형성되어 있으므로 한 조의 반원체 (2)(2')로서 철근(1)(1')을 이음하여 결합하게 되면 철근(1)(1')의 마디(5)가 홈(6)에 결합됨으로서 반원체(2)(2')는 철근 (1)(1')과 밀착 상태로 결합되어지며 이 상태에서 철근 (1)(1')의 양단에 미리 끼운 커플링(3)(3')과 반원체(2)(2')의 양단의 사이에 고정 철핀 (7)(7')를 끼워 삽입하게 되면 두 개의 반원체 (2)(2')는 커플링 (3)(3')에 의해 매우 견고하게 결합되어 철근(1)(1')을 완벽하게 이음하게 된다.

이와 같이 크립의 반원체(2)(2')는 내부에 철근 (1)(1')의 마디 (5)가 끼워지는 홈(6)이 형성되고 철근 (1)(1')과 결합시 홈(6)에는 철근 (1)(1')의 마디 (5)가 끼워지고 경사진 고정 철핀(7)를 간단한 수공구 망치로 때려 삽입하면 견고한 철근이음시스템이 형성하게 되면 이음부부네 콘크리트가 양생하게 되면 완전한 철근이음 시스템이다.

여기서 반원체 (2)(2')의 길이는 철근 (1)(1')의 열 마디 (5)가 끼워지도록 대략 열 개이상의 마디 홈 (6)이 형성되는 길이로 구성하는 것이 이음 효과를 달성하고 원가를 절감하는 측면에서 가장 바람직하다.

본 고안은 우리 나라에서 사용되는 년간 철근 사용량이 2조 7천억에 달하고 있으므로 철근에 연결되는 철근이음쇠의 원자재인 철환봉이 수백억원의 원자재를 사용함으로서 원자재를 절약하기 위하여 본 고안은 조선소에서 선박을 건조하고 발생되는 철판조각을 절단 단조하여 재활용하여 철근이음쇠로 재활용함으로서 에너지가 엄청나게 절감됨으로 에너지 효과가 클 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 원자재를 절감하여 조선소에서 발생되는 철판조각을 재활용함으로서 에너지 절약에 엄청난 효과가 있으며, 현재 지진 공포증에 처해 있는 세계 각국의 구조물 공사 현장에서 많이 사용할 수 고안이며 특히 철근 이음법은 그 사양이 다양해 하지만 본 고안은 체결방법이 간단하므로 철근 콘크리트 구조물 빌딩 즉 기둥, 보, 항만시설, 수중 구조물과 콘크리트 포장 하수도 조립식 주택등에 철근(1)(1')이 있는 곳이라면 어느 곳이든 체결이 간단하고 그 시공이 초보 철근공이라도 간단하게 체결하는 고안으로서 쉽게 조립할 수 있는 시공 범용성이 매우 높은 이점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 이음 할 두 개의 철근 (1)(1')을 연결할 적정한 길이로서 원형으로 조립하는 일반적으로 사용하는 반원체 (2)(2') 한조와 이와 결합될 한조의 커플링(3)(3')의 양단을 조임함에 있어 반원체 (2)(2') 와 커플링과 경사진 고정 철핀 (7)를 삽입시켜 결합하는 방식으로 구성되어 있는 내진용 철근이음 시스템이다.