KR200245408Y1 - 강관파일 두부 결합구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토목 또는 건축 구조물의 기초로써 강관파일을 이용하는 경우에 강관파일의 머리부와 콘크리트 기초를 결합하는 강관파일 두부 결합구에 관한 것이다.

본 고안의 강관파일 두부 결합구(1)는 중앙에 개구(11)가 형성되어 있고, 그 둘레에 다수의 보강철근 조립공(12)이 형성되어 있으며, 강관파일(2)에 대응하는 직경을 가지는 플랜지부(10); 상기 플랜지부(10)의 하부에 형성되고, 강관파일(2) 안으로 삽입된 상태에서 상기 강관파일(2)과 볼트로 체결되는 다수의 레그(20); 상기 플랜지부(10)와 레그(20)로 형성된 하부의 내부에 설치되는 다수의 지지플레이트(22); 상기 강관파일(2)을 폐쇄하는 받침판(30); 상기 보강철근 조립공(12)에 삽입 및 고정되는 나사가 가공된 다수의 보강철근(50); 및 상기 받침판(30)과 상기 강관파일(2)의 내부에 타설된 콘크리트(5); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구는 플랜지부(10)와 레그(20)로 형성된 하부의 내부 쪽에는 다수개의 지지플레이트(22)을 설치하여 플랜지부(10)가 휘지 않게 함으로서 구조적 내력이 향상되는 장점이 있다. 또한 레그(20)와 받침판(30)을 볼트로 연결함으로써 레그(20)의 길이를 필요에 맞게 대응할 수 있어 보다 경제적이며, 운반 및 시공이 용이하고, 특히 지지철근(40)을 이용할 경우에는 강관파일 두부 결합구의 내력이 커져 구조적인 안정성이 향상되는 장점이 있다.

Description

강관파일 두부 결합구{Couplers for Steel Pipe Piles}

본 고안은 토목 또는 건축 구조물의 기초로써 강관파일을 이용하는 경우에 강관파일의 머리부와 콘크리트 기초를 결합하는 강관파일 두부 결합구에 관한 것이다.

국내의 도로교 표준시방서에는 강관파일의 머리부와 콘크리트 기초를 결합하는 방법에 대하여 다음과 같은 2가지 방법을 규정하고 있다.

즉, 콘크리트 기초 내에 강관파일을 강관파일 직경 이상 근입시키고, 근입된 부분으로 강관파일의 머리부에 작용하는 외력을 지지하는 A 방법과, 콘크리트 기초내에 10cm만 강관파일을 근입시키고, 부족한 내력은 철근으로 보강하여 강관파일의 머리부에 작용하는 외력을 지지하는 B 방법이 있다.

A 방법은 콘크리트 기초 내에 근입된 강관파일의 간섭으로 콘크리트 기초의 저면에 배근되는 주철근이 절단되어 B 방법보다 철근 배근이 복잡하고, 철근량이 더 소요되어 일반적으로 B 방법이 주로 이용되고 있다.

그러나 상기에 제시된 B 방법은 국내 실용신안출원번호제20-2000-0015852호(고안의 명칭 : 강관파일 두부보강구조)에 제시된 바와 같은 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기와 같은 실용신안이 개발된 바 있으나, 이 역시 다음과 같은 문제점들이 있으며, 이들 문제점들을 도 1에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 부호의 표기는 상기 실용신안등록출원서에 제시된 부호로 표기하여 설명하기로 한다.

상기 실용신안등록출원서의 청구의 범위 중 제 1항의 주요 내용은, 중앙에 개구(11)가 형성되어 있고 그 둘레에 다수의 철근조립공(12)이 형성되어 있으며, 강관파일(2)에 대응하는 직경을 가지는 플랜지부(10); 상기 플랜지부(10)에 아래에 길게 형성되고 상기 강관파일(2) 안으로 삽입된 상태에서 상기 강관파일(2)과 볼트 체결되며, 하단에 걸림턱(21)이 형성되어 있는 다수의 조립레그(20); 상기 조립레그들(20)의 걸림턱(21)에 올려져 상기 강관파일(2)을 폐쇄하는 받침판(30); 및 상기 철근조립공(12)에 삽입 및 고정되고, 상기 받침판(20)과 상기 강관파일에 의해 형성되는 상기 강관파일(2)의 내부공간에 타설되는 콘크리트(5)에 그 하단이 매립되는 다수의 철근(40); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부보강구조이다.

그러나 상기 강관파일 두부보강구조는 조립레그(20)들의 하단에 걸림턱(21)을 형성하여, 상기 걸림턱(21)에 강관의 내경에 해당하는 정도의 지름을 갖는 받침판(30)을 올려놓아 콘크리트(5)가 빠져 나가지 못하도록 하는 구조이다.

따라서 받침판(30)을 걸림턱(21)에 삽입한 후에 올려놓아야 하므로 조립레그(20)들의 길이가 받침판(30)의 직경에 제약을 받게 된다. 그리고 조립레그(20)와 받침판(30)을 주철이나 주강으로 일체로 주조로 할 경우에는 부피가 커져 운반비가 많이 소요되며, 현실적으로 그 제작이 매우 어럽게 된다.

한편 상기 강관파일 두부보강구조는 플랜지부(10)의 하측의 내부 공간이 콘크리트(5)로 밀실하게 채워지지 않을 우려가 있으며, 또한 콘크리트(5)가 밀실하게 채워지더라도 플랜지부(10)가 휘는 것을 방지해주는 콘크리트(5)의 부착력이 강관파일(2)에 부착된 이물질이나 강관파일(2)의 부식 등에 의해 장기간의 설계 내력을 보증할 수 없으므로 플랜지부(10)에 큰 하중이 작용하면 플랜지부(10)가 휘게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 강관파일 두부보강구조는 인장하중(축인장하중 또는 휨인장하중)에 대하여 조립레그(20)와 강관파일(2)을 연결하는 볼트만으로 부담하므로 큰 인장하중이 작용할 경우에는 볼트 연결부가 찌어지게 되고, 이를 방지하기 위해서 많은 수의 볼트를 설치할 필요가 있으며, 이는 강관말뚝의 단면적의 손실을 가져와 강관말뚝의 본체 내력을 줄이는 결과를 초래하게 된다.

본 고안의 목적은 강관파일의 내부에 삽입되는 레그의 길이를 필요에 맞게 조절할 수 있게 함으로써 보다 경제적이고, 운반 및 시공을 용이하도록 하며, 강관파일 두부 결합구에 작용하는 인발력 및 압축력에 대하여 강관파일 두부 결합구의 내력을 증진한 강관파일 두부 결합구를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 강관파일 두부 결합구의 예를 보인 분리 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 예를 보인 분리 사시도.

도 3a는 도2의 강관파일 두부 결합구의 예를 보인 절단 사시도.

도 3b는 도 3a의 실시 예를 보인 수직단면도.

도 4a는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 또 다른 예를 보인 절단 사시도.

도 4b는 도 4a의 실시 예를 보인 수직단면도.

도 5a는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 또 다른 예를 보인 절단 사시도.

도 5b는 도 5a의 실시 예를 보인 수직단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 강관파일 두부 결합구 2 : 강관파일

5 : 콘크리트 10 : 플랜지부

11 : 개구 12 : 보강철근 조립공

13 : 지지철근 조립공 20 : 레그

21a, 21b : 암나사 구멍 22 : 지지플레이트

23 : 구멍 30 : 받침판

31a, 31b : 구멍 32 : 연결플레이트

40 : 지지철근 50 : 보강철근

B : 볼트

본 고안의 강관파일 두부 결합구는 플랜지부, 레그, 지지플레이트, 받침판, 지지철근, 보강철근, 콘크리트로 구성되어 있다.

상기 플랜지부는 강관파일의 외경이상의 직경으로서 중앙에 개구가 형성되어 있고 그 둘레에는 다수의 보강철근 조립공과 지지철근 조립공이 형성되어 있다.

플렌지부의 하부에는 레그가 설치되어 있으며, 레그의 측면에는 구멍이 형성되어 있다. 그리고 강관파일의 측면에도 구멍이 형성되어 있다. 상기 레그를 강관파일내에 삽입하고, 상기 구멍들을 일치시켜 볼트로 결합시킴으로서 플렌지부에 작용하는 인장하중을 볼트를 통해 강관파일로 전달되게 한다.

상기 지지철근은 양단에 나사가 형성되어 있다. 지지철근의 상단에 형성된 나사부를 플렌지부에 형성된 다수의 지지철근 조립공에 결합시키고, 지지철근의 하단에 형성된 나사부를 받침판의 구멍에 삽입하고, 지지철근의 하단 나사부에 너트를 체결한다. 상기 지지철근은 레그와 강관파일을 연결하는 볼트의 내력과 함께 플렌지부에 작용하는 인장하중에 저항하는 역할과 강관파일의 내부공간에 타설되는 콘크리트의 무게를 지지하는 역할과 플랜지부의 개구를 통해 전달되는 압축력을 지지하는 역할을 한다.

따라서 종래의 강관파일 두부보강구조와 달리 지지철근의 인장력 내력만큼 강관말뚝과 연결해야 하는 볼트의 수량을 줄일 수 있게 되어 강관말뚝의 볼트 천공에 의한 강관말뚝의 단면적 손실을 줄일 수 있어 구조적 성능이 개선되게 된다.

한편, 강관파일의 내부공간에 타설되는 콘크리트의 무게를 지지하기 위해서다음과 같은 방법을 이용할 수 있다.

상기 레그의 하면에 암나사 구멍을 형성하고, 상기 받침판에 구멍을 형성하여, 레그에 형성된 암나사 구멍과 받침판의 구멍을 일치시키고, 볼트로 결합시켜 받침판과 강관파일의 의해 형성되는 강관파일의 내부공간에 타설되는 콘크리트의 무게를 레그가 지지하게 한다.

또한 상기 레그의 측면에 암나사 구멍을 형성하고, 받침판의 상면 둘레에 구멍이 형성된 연결플레이트를 설치하여, 레그의 측면에 형성된 암나사 구멍과 받침판에 설치된 연결플레이트의 구멍을 일치시키고, 볼트로 결합시켜 받침판과 강관파일의 의해 형성되는 강관파일의 내부공간에 타설되는 콘크리트의 무게를 레그가 지지하게 한다.

따라서 종래의 강관파일 두부보강구조와 달리 강관파일의 내부에 삽입되는 레그의 길이를 필요에 맞게 조절 할 수 있게 됨으로써 보다 경제적이고, 운반 및 시공을 용이하게 된다.

상기 플랜지부와 레그로 형성된 하부의 내부 쪽에는 다수개의 지지플레이트가 설치되어 있어, 플랜지부가 휘지 않도록 하는 역할을 한다.

따라서 종래의 강관파일 두부보강구조와 달리 플랜지부의 하측의 내부 공간에 콘크리트가 밀실하게 채워지지 않을 경우에도 플랜지부가 휘지 않게 되어 구조적 성능이 개선되는 효과가 있다.

상기 보강철근들은 상기 보강철근 조립공에 삽입 및 고정되어 보강철근에 작용하는 하중을 플렌지부에 전달하게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 강관파일 결합구를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 예를 보인 분리 사시도, 도 3a는 도2의 강관파일 두부 결합구의 예를 보인 절단 사시도, 도 3b는 도 3a의 실시 예를 보인 수직단면도, 도 4a는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 또 다른 예를 보인 절단 사시도, 도 4b는 도 4a의 실시 예를 보인 수직단면도, 도 5a는 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구의 또 다른 예를 보인 절단 사시도, 도 5b는 도 5a의 실시예를 보인 수직단면도이다.

도 2내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 강관파일 결합구(1)는 플랜지부(10), 레그(20), 지지플레이트(22), 받침판(30), 지지철근(40), 보강철근(50), 콘크리트(5)로 구성되어 있다.

플랜지부(10)는 그 둘레에 다수의 보강철근 조립공(12)과 지지철근 조립공(13)이 형성되어 있어 확대기초에 매입되는 보강철근(50)을 보강철근 조립공(12)에 고정시키는 역할과 강관파일(2) 내에 매입되는 지지철근(40)을 고정시키는 역할을 한다.

그리고 플랜지부(10)는 강관파일(2)의 외경이상의 직경으로서 중앙에 개구(11)가 형성되어 있어 강관파일(2) 두부에 걸쳐지게 되고, 콘크리트(5)가 강관파일 내부에 타설될 수 있게 한다.

플랜지부(10)의 하면에는 다수의 레그(20)가 형성되어 있다. 레그(20)는 본 고안의 강관파일 결합구(1)와 강관파일(2)을 연결하여 플렌지부(10)에 작용하는 하중을 볼트(B)를 통해 강관파일(2)로 전달하는 역할을 한다.

플랜지부(10)와 레그(20)로 형성된 하부의 내부 쪽에는 다수개의 지지플레이트(22)을 설치하여 지지플레이트(22)이 플랜지부(10)를 휘지 않게 한다.

지지철근(40)은 양단에 나사(41a, 41b)가 형성되어 있다. 지지철근(40)의 상단에 형성된 나사(41a)를 플랜지부(10)에 형성된 다수의 지지철근 조립공(13)에 결합시키고, 지지철근(40)의 하단에 형성된 나사(41b)를 받침판(30)의 구멍(31a)에 삽입하고, 지지철근(40) 하단 나사(41b)에 너트(N)를 체결한다.

상기 지지철근(40)은 레그(20)와 강관파일(2)을 연결하는 볼트(B)의 내력과 함께 플렌지부(10)에 작용하는 인장력에 저항하는 역할과 강관파일(2)의 내부공간에 타설되는 콘크리트(5)의 무게를 지지하는 역할 및 플랜지부(10)의 개구(11)를 통해 전달되는 압축력을 지지하는 역할을 한다.

한편, 강관파일(2)의 내부공간에 타설되는 콘크리트(5)의 무게를 지지하기 위해서 다음과 같은 방법을 이용할 수 있다.

상기 레그(20)의 하면에 암나사 구멍(21a)을 형성하고, 상기 받침판(30)에 구멍(31a)을 형성하여, 레그(20)에 형성된 암나사 구멍(21a)과 받침판(30)의 구멍(31a)을 일치시키고, 볼트(B)로 결합시켜 받침판(30)과 강관파일(2)에 의해 형성되는 강관파일(2)의 내부공간에 타설되는 콘크리트(5)의 무게를 레그(20)가 지지하게 한다.

또 다른 방법으로서, 상기 레그(20)의 측면에 암나사 구멍(21b)을 형성하고, 상기 받침판(30)의 상면 둘레에 구멍(31b)이 형성된 연결 플레이트(32)를 설치하여, 상기 레그(20)의 측면에 형성된 암나사 구멍(21b)과 받침판(30)에 설치된 연결플레이트(32)의 구멍(31b)을 일치시키고, 볼트(B)로 결합시켜 받침판(30)과 강관파일(2)에 의해 형성되는 강관파일(2)의 내부공간에 타설되는 콘크리트(5)의 무게를 레그(20)가 지지하게 한다.

본 고안의 강관파일 결합구(1)는 강관파일(2) 두부에 삽입 설치되고, 강관파일(2)의 측면 볼트 구멍(4)과 레그의 구멍(23)을 일치시켜 볼트(B)로 결합되며, 플랜지부(10)의 보강철근 조립공(12)에 하단에 나사 가공된 보강철근(50)이 보강철근 조립공(12)에 너트 또는 나사 결합되어 보강철근(50)을 통한 하중이 강관파일(2)에 전달되어진다.

이하, 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구를 설치하는 방법에 대하여 설명한다.

지반에 타입된 강관파일의 머리부는 타입시 타입해머의 타격에 의해 머리부에 손상이 생기며, 지반 위에 남는 부분이 확대기초의 배근철근과 간접이 생기기 때문에 강관파일 머리부는 기초에 매입되는 길이를 고려하여 적당한 길이로 절단된다. 이때 강관파일 두부 결합구(1)를 강관파일(2)에 설치하기 위하여 강관파일(2)의 절단면이 수평을 유지하도록 절단한다.

현장에서 강관파일 두부 결합구(1)의 레그(20)와 받침판(30)을 볼트(B)로 연결하고, 지지철근(40)을 플랜지부(10)에 형성된 다수의 지지철근 조립공(13)에 결합시키고, 지지철근(40)과 받침판(30)을 너트(N)로 체결한다. 그 다음에 강관파일(2)의 내부에 삽입, 거치 시키고 강관파일(2)과 레그(20)를 볼트(B)로 결합한다.

그리고 보강철근(50)들을 보강철근 조립공(12)에 끼워 너트(N)를 체결하여 고정시키고, 플랜지부(10)의 개구(11)를 통해 플랜지부(10)의 상면까지 콘크리트(5)를 타설한다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 강관파일 두부 결합구는 종래의 국내 실용신안출원번호 제20-2000-0015852호(고안의 명칭 : 강관파일 두부보강구조)와 달리, 플랜지부(10)와 레그(20)로 형성된 하부의 내부 쪽에는 다수개의 지지플레이트(22)을 설치하여 플랜지부(10)가 휘지 않게 함으로서 구조적 내력이 향상되는 장점이 있다. 또한 레그(20)의 길이를 필요에 맞게 대응할 수 있어 보다 경제적이며, 운반 및 시공이 용이하고, 특히 지지철근(40)을 이용할 경우에는 보다 강관파일 두부 결합구의 내력이 커져 구조적인 안정성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 중앙에 개구(11)가 형성되어 있고, 그 둘레에 다수의 보강철근 조립공(12)이 형성되어 있으며, 강관파일(2)에 대응하는 직경을 가지는 플랜지부(10); 상기 플랜지부(10)의 하부에 형성되고, 강관파일(2) 안으로 삽입된 상태에서 상기 강관파일(2)과 볼트로 체결되는 다수의 레그(20); 상기 플랜지부(10)와 레그(20)로 형성된 하부의 내부에 설치되는 다수의 지지플레이트(22); 상기 강관파일(2)을 폐쇄하는 받침판(30); 상기 보강철근 조립공(12)에 삽입 및 고정되는 나사가 가공된 다수의 보강철근(50); 및 상기 받침판(30)과 상기 강관파일(2)의 내부에 타설된 콘크리트(5); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 결합구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플랜지부(10)의 둘레에 다수의 지지철근 조립공(13)이 더 형성되어 있는 플랜지부(10); 상기 지지철근 조립공(13)과 상기 받침판(30)에 결합되는 양단에 나사가 가공된 지지철근(40); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 결합구.
3. 제 1항에 있어서, 하단에 암나사 구멍(21a)이 형성되어 있는 레그(20); 구멍(31a)이 형성된 받침판(30); 상기 레그(20)의 하단에 형성된 암나사 구멍(21a)과 상기 받침판(30)에 형성된 구멍(31a)을 결합하는 볼트(B); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 결합구.
4. 제 1항에 있어서, 측면에 암나사 구멍(21b)이 형성되어 있는 레그(20); 상기 받침판(30)의 상면 둘레에 구멍(31b)이 형성된 연결플레이트(32)가 더 설치되어 있는 받침판(30); 상기 레그(20)의 측면에 형성된 암나사 구멍(21b)과 상기 받침판(30)의 연결플레이트(32)에 형성된 구멍(31b)을 결합하는 볼트(B); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 결합구.