KR200369697Y1 - 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 프리플렉스 빔을 제작하기 위하여 상,하로 하중재하대에 거치된 강형에 프리플렉션 하중이 도입될 때 상기 하중이 강형에 지속적으로 작용하도록 강형의 단부를 임시적으로 체결해주는 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치에 관한 것이다. 상기 체결장치는 병렬로 거치된 강형의 압축플랜지를 관통하여 강형의 단부에 설치된 체결볼트; 및 상기 체결볼트에 압축플랜지를 고정시킬 수 있도록 병렬로 거치된 강형의 압축플랜지 양면에 접하여 설치된 체결너트;를 포함하여 보다 정밀한 프리플렉스 빔 제작이 가능하게 된다.

Description

더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치{An end fastening apparatus for preflex beam using a double clamping screw}

본 고안은 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 프리플렉스 빔을 제작하기 위하여 상,하로 하중재하대에 거치된 강형에 프리플렉션 하중이 도입될 때 상기 하중이 강형에 지속적으로 작용하도록 강형의 단부를 임시적으로 체결해주는 체결볼트 및 너트의 설치방법에 관한 것이다.

프리플렉스 빔 또는 거더는 미리 솟음 처리된 I형 단면의 강형에 프리플렉션 하중을 가한 상태에서 강형의 하부플랜지에 케이싱콘크리트를 형성시킨 후, 상기 프리플렉션 하중을 제거하여 케이싱콘크리트에 소정의 압축 프리스트레스 또는 프리플렉션을 도입시켜 제작된다.

도 1a 및 도 1b는 프리플렉션 하중을 도입하기 위한 프리플렉스 빔 제작장치의 일 예를 도시한 것으로써, 하중재하대(10)에 상,하로 설치된 솟음처리된 강형(20,30) 및 프리플렉션 하중을 가하기 위하여 강형의 단부에 설치되며 유압잭(41)이 구비된 가력프레임(40) 및 단부발췌도를 도시한 것이다.

상기 가력프레임(40)의 유압잭(41)을 작동시키면, 강형의 단부에 단부하중 P가 작용하게 되므로 강형의 양 단부가 오므라지면서 솟음처리된 강형은 하중재하대에 의하여 지지되면서 상부 강형(20)은 위로 만곡하도록 휘어지고, 하부강형(30)은 아래로 만곡하도록 휘어지게 된다.

이러한 휘어진 상태가 바로 프리플렉션 하중이 도입된 상태인데, 이러한 상태를 유지시킨 상태에서 상,하부 강형의 인장플랜지에 케이싱콘크리트를 형성시키기 위해서 통상은 상,하부 강형의 압축플랜지(21)를 관통하는 체결볼트(50)를 강형의 단부에 설치하고, 상부 강형의 압축플랜지의 상부면 및 하부강형의 압축플랜지의 하부면에 체결너트(60a,60b)를 체결시켜 놓는다. 즉, 체결볼트 와 체결너트에 의하여 프리플렉션 하중의 도입에 의하여 만곡된 상부 및 하부강형이 만곡된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

종래의 체결볼트(50)는 양 단부에 나사산이 형성된 봉 형상으로 제작되어 강형의 압축플랜지(21)에 미리 천공된 볼트구멍에 삽입되어 설치되며, 체결너트(60a,60b)는 체결볼트에 상기 압축플랜지가 조여질 수 있도록 압축플랜지의 상부 및 하면에 설치된다.

이러한 체결볼트(50) 및 체결너트(60a,60b)는 프리플렉션 하중을 도입시키기 전에 하중재하대에 설치된 강형에 미리 임시적으로 설치된 상태에서, 정확한 프리플렉션 하중이 도입된 후 즉 충분히 강형이 만곡된 상태에서 정확하게 세팅되도록 설치하게 된다.

하지만 이러한 체결볼트(50) 및 체결너트(60a,60b)는 강형이 프리플력션 하중에 의하여 휨변형이 발생하여 만곡될 때 강형 단부에 가해지는 단부하중 P에 의하여 자칫 정밀한 프리플렉션 하중 도입을 방해할 수 있는 요인이 될 수 있다는 점이 지적되었다.

즉, 도 1c와 같이 체결너트에 의하여 서로 구속된 강형에 단부하중 P가 강형의 단부에 작용할 때, 당초에는 상부강형 및 하부강형의 단부 이격거리(d1)를 유지하던 것이 하부강형(30)이 상방으로 오므려지도록 힘을 받게 됨에 따라 상기 이격거리(d1)가 감소되어 d1보다 짧은 이격거리(d2)가 되는 경우에 있어서도 하부강형에 설치된 체결너트(60b)의 경우 당초 체결위치를 그대로 유지하기 때문에 상부강형 및 하부강형의 단부구속이 불안해져 상부 및 하부강형에 도입되는 프리플렉션의 크기가 다르게 되는 등의 정밀한 프리플렉션 도입에 어려움이 있다는 문제점이 지적되었으며,

또한 도 1d와 같이 체결너트(60a,60b)의 접면(A)와 강형의 압축플랜지 접면(B)이 서로 밀착되지 않아 체결너트에 국부적으로 조임력이 쏠리게 되고 이는 체결너트의 내부면의 나사산에 무리한 응력이 발생되도록 하여 결국 체결너트의 내구성 및 프리플렉션 하중 도입에 따른 품질관리에 하자가 있을 수 있다는 문제점도 지적되었다.

본 고안의 목적은 프리플렉스 빔의 정확한 프리플렉션 하중을 도입하기 위한 것이다.

본 고안의 다른 목적은 프리플렉스 빔의 양 단부에 단부하중이 가해지는 경우라도 강형의 양 단부가 완전히 결속될 수 있는 프리플렉스 빔의 개선된 체결수단을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 프리플렉스 빔의 체결너트의 형상을 강형의 휨 변형에 의한 기울기 변화를 수용할 수 있도록 변형시킨 프리플렉스 빔의 개선된 체결수단을 제공하는 것이다.

도 1a, 도 1b , 도 1c 및 도 1d는 종래의 프리플렉스 빔 제작장치, 상기 제작장치의 단부발췌도, 강형에 단부하중이 가해진 경우에 있어 강형 단부의 상태도 및 체결볼트와 체결너트의 결합상태를 구분하여 도시한 것이다.

도 2는 본 고안의 종래의 체결너트를 이용한 본 발명의 프리플렉스 빔 체결장치를 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 체결너트와 본 고안의 경사진 접면을 가진 체결너트를 비교도시한 것이며, 도 3c는 경사진 접면을 가진 체결너트 또는 접면체결너트를 이용한 경우의 강형고정상태를 도시한 것이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110:상부강형 120:하부강형

111,121:압축플랜지 130:체결볼트

140:체결너트 150:추가된 체결너트

160:경사진 접면을 가진 체결너트 170:접면체결너트

본 고안은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여

첫째, 체결너트의 체결 위치를 1개소에서 2개소로 증가시켜 체결너트의 조임성능을 증진시켰다.

즉, 프리플렉션 하중이 가행진 강형의 압축플랜지 면을 기준으로 체결너트를 압축플랜지 양면에 2개씩 체결될 수 있도록 하였다.

둘째, 체결너트와 압축플랜지의 접면이 강형의 휨 변형에 따라 서로 밀착되지 않는 다는 점을 고려하여 체결너트와 기울기 변형된 압축플랜지의 접면이 서로 밀착될 수 있도록 미리 고려된 기울어진 접면을 가진 체결너트를 이용하였다.

이러한 기울어진 접면을 가진 체결너트의 제작에 있어 본 고안에서는 기울기 변형이 고려된 경사진 접면을 가지도록 체결너트를 절삭가공하거나, 별도의 쐐기형접면너트를 추가로 체결너트와 압축플랜지 접면에 삽입시킬 수 있도록 하였다.

본 고안을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 고안의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 고안에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 고안의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

본 고안의 프리플렉스 빔 체결장치는 하중재하대(10)에 상,하를 포함한 병렬로 거치된 상부,하부강형(20,30)의 단부에 유압잭(41)이 구비된 가력프레임(40)에 의하여 프리플렉션하중이 도입되는 프리플렉스 빔 제작장치(100)에 있어서,

상기 병렬로 거치된 강형(110,120)의 압축플랜지(111,121)를 관통하여 강형의 단부에 설치된 체결볼트(130); 및 상기 체결볼트에 압축플랜지를 고정시킬 수있도록 병렬로 거치된 강형의 압축플랜지 양면에 접하여 설치된 체결너트(140);를 포함하여 구성되도록 하였다.

상기 하중재하대(10)는 도 1a와 같이 강형(110,120)을 지지하면서 프리플렉션 하중이 재하되는 위치에 설치되는 일종의 가설지지체로써, 통상은 전체적인 형상이 ㄷ 자 형상으로 강재를 가공하여 제작한다.

이러한 하중재하대(10)에는 강형(120,130)이 상,하로 서로 마주보면서 거치되도록 설치되며, 강형은 미리 솟음처리되어 제작된 상태에서 설치되기 때문에 실제로는 상부강형의 경우에는 아래로 만곡하게, 하부강형의 경우에는 위로 만곡된 상태로 하중재하대(10)에 설치된다.

상기 하중재하대(10)에 설치된 상부 및 하부의 강형 단부에는 가력프레임(40)이 설치되는데 상기 가력프레임에는 유압잭(41)이 상부에 구비되어 있어, 유압잭이 작동되면 강형의 단부에 유압잭에 의한 단부하중(P)이 가해지게 된다.

상기 단부하중(P)에 의하여 강형은 단부가 서로 오므려지면서 아래로 만곡된 상부강형은 위로 만곡되도록 휘어지게 되고, 위로 만곡된 하부강형은 아래로 만곡되도록 휘어지면서, 하중재하대가 설치된 지점에 프리플렉션 하중이 작용하는 것과 동일한 효과가 발생하게 된다. 즉, 프리플렉션 하중이 도입된다.

이때, 프리프렉션 하중을 도입하기 이전에 미리 상부 및 하부강형에 단부하중에 의한 위치변동 등을 방지하기 위하여 강형의 단부에 기형성된 볼트구멍에 체결볼트를 삽입시켜 놓은 상태에서 체결너트에 의하여 도 1b와 같이 임시로 강형을 서로 구속시켜주게 된다.

도 2는 본 고안의 상부강형(110)의 압축플랜지(111)와 하부강형(120)의 압축플랜지(121)의 단부에 설치된 체결볼트(130) 및 체결너트(140)를 발췌 도시한 것이다.

즉, 본 고안에서는 체결너트를 설치할 때, 상부강형의 압축플랜지인 하부플랜지(111) 하부면과 하부강형의 압출플랜지인 상부플랜지(121) 상부면에 추가적인 체결너트(150)를 체결시켜 단부하중의 작용에 관계없이 상부강형 및 하부강형이 상대적인 위치변형이 발생하지 않도록 서로 결속되게 된다.

즉, 설사 하부강형에 작용하는 단부하중(P)가 작용한다 할지라도 상부강형(110) 및 하부강형(120)이 체결볼트 및 체결너트에 의하여 상대적인 위치변형이 발생하지 않아 단부하중(P)에 의한 하부강형의 상하이동에 있어 서로 일체로 거동하기 때문에 상부강형의 하부플랜지와 하부강형의 상부플랜지의 이격거리가 변하지 않아 보다 정밀한 프리플렉스 빔 제작이 가능하게 된다.

나아가 강형에 프리플렉션 하중이 도입되면, 강형의 단부는 하중재하대의 설치지점을 기준으로 기울기(θ) 변화가 발생하면서 휘어지게 된다.

이러한 기울기 변화가 발생하게 되면 체결너트의 접면(A)과 압축플랜지의 접면(B)이 서로 밀착되지 않기 때문에 체결너트의 국부에 조임력이 쏠리게 된다. 따라서 체결너트가 압축플랜지를 체결너트에 효율적으로 조여주는 역할을 충분히 발휘하지 못하기 때문에 본 고안에서는 상부강형의 압축플랜지(111) 하면 및 하부강형의 압축플랜지(121) 상면에 추가적인 체결너트(150)를 더 설치하게 된다.

따라서, 혹시 체결된 체결너트의 조임성능이 저하된 다 할지라도 추가로 설치된 체결너트(150)에 의하여 조임성능을 보완할 수 있게 된다.

이러한 방법은 추가적인 체결볼트의 설치로 인하여 체결볼트의 조임성능을 보완하는 것이지만 체결볼트의 접면과 압축플랜지의 접면이 서로 밀착하지 않는 부분에 대한 근본적인 해결방법은 아닐 수 있다.

즉 추가로 설치된 체결너트(150)에 의해서도 체결볼트의 접면(A)과 압축플랜지의 접면(B)가 서로 밀착되지 않고 이격되는 문제가 발생할 수 있다.

이에 본 고안에서는 상기 체결볼트의 접면과 압축플랜지의 접면이 서로 밀착되도록 체결볼트의 접면을 강형의 기울기 변형에 대응한 형상으로 변형시켰다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 체결볼트와 본 고안의 체결볼트의 변형된 접면을 단면도 형태로 비교 도시한 것이며, 도 3c는 본 고안의 접면체결너트를 이용한 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치를 도시한 것이다.

변형(경사)된 접면을 가진 체결너트(160)는 접면(A)이 강형의 기울기 변형에 대응한 기울기를 가지도록 경사져 형성된다.

경사진 접면을 체결너트에 형성시키는 방법은 체결너트의 한쪽 면을 절삭가공하는 방법이 있을 수 있다.

즉 체결너트(160)의 수평한 접면을 경사지도록 절삭가공하는 것이다. 물론 기존의 체결너트를 경사진 접면을 가지도록 제작하는 것은 절삭가공이 유리하지만 미리 접면이 형성되도록 체결너트를 제작하는 것을 배제하는 것은 아니다.

이러한 절삭가공 및 제작 시 경사진 접면을 가진 체결너트를 제작하는 것은 추가적인 가공비용을 요구하게 된다.

본 고안에서는 이러한 문제점을 다소 해결할 수 있도록 추가적인 쐐기형접면너트(170)를 제공한다.

상기 쐐기형접면너트(170)는 종래 체결너트의 직경 및 단면형태를 가지며 단지 체결너트의 수평한 접면에 부착되어 쐐기형접면너트 및 체결너트의 결합형상이 위에서 살펴본 경사진 접면이 형성된 체결너트와 동일하게 되도록 이루어지도록 하는 것이다.

쐐기형접면너트(170)의 접면기울기는 강형의 휨 변형에 의한 기울기(θ) 변화를 고려하여 형성시키면 된다.

이때 종래의 체결너트와 쐐기형접면너트의 부착방법은 반드시 고정된 부착형태를 유지해야 하는 것은 아니기 때문에 조여지면서 쐐기형접면너트와 체결너트의 결합이 가능하며, 선택적으로는 쐐기형접면너트를 자성체로 자화시키거나 영구자석인 자성체를 가공하여 제작하는 경우 그 설치 및 해체가 용이하다는 장점이 있다.

이러한 경사진 접면을 가진 체결너트는 강형의 기울기 변화에 의해서도 체결너트의 접면과 압축플랜지의 접면이 서로 밀착된 상태가 항상 유지되기 때문에 보다 효과적인 체결볼트 및 체결너트의 역할을 수행하게 된다.

본 고안의 체결너트 및 체결너트에 의하여 , 프리플렉션 하중이 도입된 강형에 휨 변형이 수반되더라도 그 조임성능을 충분히 확보할 수 있으며, 상기 휨 변형에 따른 체결너트와 강형의 압축플랜지 접면이 밀착되지 않는 현상이 발생하지 않아 보다 효과적인 체결너트 및 체별볼트의 설치가 가능하며, 상부강형 및 하부강형의 단부의 이격거리가 그대로 유지될 수 있어 보다 정밀한 프리플렉스 빔 제작이 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 하중재하대(10)에 상,하를 포함한 병렬로 거치된 강형(20,30)의 단부에 유압잭(41)이 구비된 가력프레임(40)에 의하여 프리플렉션하중이 도입되는 프리플렉스 빔 제작장치(100)에 있어서, 상기 병렬로 거치된 강형(110,120)의

   압축플랜지(111,121)를 관통하여 강형의 단부에 설치된 체결볼트(130); 및 상기 체결볼트에 압축플랜지를 고정시킬 수 있도록 병렬로 거치된 강형의 압축플랜지 양면에 접하여 설치된 체결너트(140,150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 체결너트는 강형의 프리플렉션 하중 도입에 의한 휨 변형의 기울기를 수용할 수 있도록 강형의 압축플랜지의 기울기에 대응한 기울기를 가지도록 체결너트의 접면이 경사져 형성된 것을 특징으로 하는 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 체결너트의 경사진 접면은 체결너트를 절삭가공하거나, 쐐기형접면너트(170)를 부착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 쐐기형접면너트는 자화된 너트이거나 영구자석인 자성체로 제작된 너트인 것을 특징으로 하는 더블 클램핑 스크류를 이용한 프리플렉스 빔 체결장치.