KR200408572Y1 - 연결구를 이용한 철근 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연결구를 이용한 철근 연결구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근 콘크리트 공사에서 철근을 배근할 시 철근의 단부를 서로 연결하여 철근의 길이를 연장하는 연결구로 상호 나사 결합되는 커플러를 이용하여 철근을 연결하는 구조에 관한 것이다.

본 고안의 실시예에 따른 철근 연결구조는, 끝단부에 머리부가 형성된 두 개의 철근과, 상기 머리부를 포함한 철근의 일부를 삽입할 수 있도록 절개홈과 상기 절개홈의 반대편으로 일방이 개방된 수용부가 형성되는 한 쌍의 커플러와, 상기 커플러에서 일측 커플러의 외주면과 타측 커플러의 내주면에 나사산이 형성되어 상기 절개홈에 철근의 일부가 삽입된 상태에서 나사결합에 의하여 철근을 고정하는 연결구로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 본 고안에 의하면, 공사 현장에서 사용되는 두 개의 철근을 이음 연결 시 커플러를 이용하여 철근을 용이하게 연결함으로써 연결구의 강결로 강도와 품질을 확보하고, 철근 연결 작업이 매우 편리하다.

철근, 연결구, 커플러, 프리캐스트 콘크리트, 연결구조, 충진재.

Description

연결구를 이용한 철근 연결구조 {Jointing Structure of Steel Reinforcement with Jointer}

도 1은 본 고안에 적용되는 연결구의 사시도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 철근 연결구조의 사시도,

도 3은 도 2에서 콘크리트를 타설한 상태에서의 단면도,

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 다른 철근 연결구조의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: PC콘크리트 20a,20b,20c,20d: 커플러

22a,22b,22c,22d: 수용부 24a,24b: 나사산

26a,26b,26d: 절개홈 30,40: 철근

32,42: 머리부 50: 충진재

60: 콘크리트

본 고안은 연결구를 이용한 철근 연결구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근 콘크리트 공사에서 철근을 배근할 때 철근의 단부를 서로 연결하여 철근의 길이를 연장하는 연결구로 상호 나사 결합되는 커플러를 이용하여 철근을 연결하는 구조에 관한 것이다.

건설(토목, 건축, 플랜트) 현장에서는 철근을 가공, 조립하여 골격을 이룬 후 콘크리트를 타설하여 콘크리트 구조물을 구축하게 된다.

상기 철근은 공장에서 일정한 단위 길이(6～12m)로 생산되기 때문에 콘크리트 구조물의 크기에 따라 철근을 길이방향으로 연결해야 하는 경우가 대부분이다.

이때 연결된 철근이 기계적 강도에 견디기 위해서는 철근과 철근이 상호 견고하게 연결되어야 하며 이를 위한 종래의 연결 방법을 설명하면 아래와 같다.

철근의 단부를 일정 길이로 겹치도록 하여 결속선 등을 이용해 양 철근을 연결하는 겹침 이음공법은 철근과 콘크리트와의 부착응력에 의해 응력을 전달하는 원리를 이용한 것으로, 시공 장비가 거의 필요 없고 작업이 매우 간단한 장점이 있으나, 콘크리트 시공 상태나 양생 상태에 따라 부착 응력이 허용내력 이하가 될 수 있고, 겹침 부분에서 손실이 생기며, 굵은 철근이 많은 곳에서 연결 부분에 철근이 겹쳐 콘크리트 타설에 문제가 있다.

철근과 철근의 단부를 맞대어 놓고 가스 불꽃으로 가열하여 철근을 녹여 압력을 가하면서 접합하는 가스압접 이음공법은 철근의 접합 단부를 표준온도와 가압에 의한 원자 확산 운동에 따른 급속결합 원리를 이용한 것으로, 철근의 축선이 일직선상에 놓이기 때문에 역학적으로 바람직한 형태로서 피로강도 및 노후강도에 품질이 확보되는 장점이 있으나, 작업이 까다로워 숙련공이 아니며 시공할 수 없고 시공시간이 많이 걸리며 공사비용이 많이 소요되는 등의 문제가 있다.

슬리브에 양 철근 단부를 삽입하고 유압잭을 이용하여 압착하는 강관압착 이음공법은 철근단부의 가공이 필요 없고 철근배근과 동시에 작업할 수 있는 장점이 있으나, 압착용 유압장비가 필요하고 다른 기계식 이음에 비하여 공사비가 고가이며 고소(高所) 작업 시 별도의 안전시설을 구비해야 하는 등의 문제가 있다.

반원통형의 내주면에 마디홈이 형성되는 마디 편체를 구비하여 상기 마디 편체를 커플러를 이용하여 상호 나사체결함으로써 커플러의 내부 경사면에 의하여 마디편체가 철근을 압착하는 편체식 철근 이음방식은 철근의 별도 가공없이 현장에서 체결할 수 있고, 콘크리트 타설이 용이하며 골재분리 현상을 억제하는 장점이 있으나, 시공이 까다롭고 비경제적이며 이음의 위치와 길이가 정확해야 하므로 가공정밀도가 높아야 하는 등의 문제가 있다.

철근 단부를 전처리 가공하여 나사산을 만들고 커플러를 이용하여 나사 결합함으로써 연결하는 나사 이음방식은 별개의 커플러를 사용하여 시공이 우수하고 콘크리트 타설이 용이하며 골재분리 현상을 억제하는 장점이 있으나, 철근 마디에 나사 편체가 고정되기 때문에 나선에 잘 체결되도록 하고 단부 성형시설을 갖추어야 하는 문제가 있다.

철근의 단부를 온간 예열한 다음 일정한 틀에서 예열 단부를 성형한 후에 커플러를 이용하여 연결하는 업셋(up-set)철근 이음방식은 철근을 틀에 의해 업셋하므로 일정한 품질을 유지할 수 있고 시공성이 매우 우수한 장점이 있으나, 단부 성형 및 철근 조립 시 커플러에 삽입하여 작업하므로 시공성이 불량하고, 커플러 불량 시 단부성형을 조립된 상태에서 재시공해야 하며 단부 성형시설을 갖추어야 하 는 문제가 있다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연결 작업이 편리하고, 품질확보, 공기단축, 비용을 절감시킬 수 있으며, 특히 기존 구조물의 보수/보강이 용이하고 최근 구조물 축조에 많이 사용되는 프리캐스트 콘크리트 제품에 적합한 연결구를 이용한 철근 연결구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 연결구를 이용한 철근 연결구조는, 끝단부에 머리부가 형성된 두 개의 철근과, 상기 머리부를 포함한 철근의 일부를 삽입할 수 있도록 절개홈과 상기 절개홈의 반대편으로 일방이 개방된 수용부가 형성되는 한 쌍의 커플러와, 상기 커플러에서 일측 커플러의 외주면과 타측 커플러의 내주면에 나사산이 형성되어 상기 절개홈에 철근의 일부가 삽입된 상태에서 나사결합에 의하여 철근을 고정하는 연결구로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 적용되는 연결구의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 연결구는 서로 결합되는 한 쌍의 커플러(20a,20b)를 포함한다.

상기 커플러(20a,20b)에는 서로 나사 결합할 수 있도록 일측 커플러(20a)의 외주면과, 타측 커플러(20b)의 내주면에 나사산이 일정 부분 형성된다.

상기 커플러(20a,20b)의 내부는 일방이 개방되는 원통 형상의 수용부(22a,22b)가 각각 형성되고, 상기 개방된 커플러(20a,20b)의 외주면과 내주면에 나사산이 형성된다.

이때 상기 일측 커플러(20a)의 개방되지 않은 수용부(22a)의 바닥면을 둥글게 형성한다.

상기 개방되지 않은 쪽의 커플러(20a,20b)에는 상기 수용부(22a,22b)와 연통되도록 절개홈(26a,26b)이 외측에서 내측으로 원통형 수용부(22a,22b)의 중심을 지나도록 형성되고, 이때 절개홈(26a,26b)의 측방은 개방된다.

상기 절개홈(26a,26b)에서 두 개의 철근(30,40) 본체보다 사이즈가 큰 머리부(32,42)가 삽입되는 절개홈(26a,26b) 부분은 장방형으로 형성되어, 철근의 머리부(32,42)가 삽입된 상태에서 양 커플러(20a,20b)를 나사 결합하는 경우에 철근의 머리부를 압착하여 고정한다.

이때 상기 수용부(22a,22b)의 바닥면이 둥글게 형성된 커플러(20a)의 절개홈(26a)도 둥글게 형성한다.

상기와 같이 절개홈(26a,26b)과 수용부(22a,22b)를 둥글게 형성함으로써 연결하고자 하는 철근(30,40)이 동일축선 상에 없더라도 커플러(20a,20b)를 삽입하여 나사결합할 수 있다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 철근 연결구조의 사시도이고, 도 3은 도 2에서 콘크리트를 타설한 상태에서의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 공장에서 제작된 프리캐스트(Precast) 콘크리트(10,이하 PC 콘크리트라 함)에는 철근(30,40)이 배근되고 길이방향으로 연결될 철근(30,40)은 PC콘크리트(10) 외부로 노출된다.

외부로 노출된 철근(30,40)의 끝단부는 고열 처리하여 단조하는 것에 의해 철근(30,40) 본체보다 사이즈가 큰 머리부(32,42)가 형성된다.

상기 머리부(32,42)는 철근(30,40)의 끝단부를 해머 등으로 두들기거나 가압하는 기계적 방법에 의해 형성되되, 상기 철근(30,40)의 녹는점이 높으므로 철근의 끝단부를 고열로 가열한 상태에서 일정한 형상으로 요각(凹刻)한 틀이나 금형에 상기 철근의 끝단부를 위치시켜 단조한다.

상기 PC콘크리트(10)는 제작 장소인 공장에서 철근(30,40)을 배근하고 미리 콘크리트를 타설함으로써 공사기간을 단축시키고 콘크리트의 품질을 높인다.

상기 커플러(20a,20b)를 일부 나사 결합하여, 절개홈(26a,26b)이 같은 방향을 향하도록 한 상태에서, 양 PC콘크리트(10) 외부로 노출된 머리부를 포함한 철근(30,40)의 단부에 커플러(20a,20b)의 절개홈(26a,26b)을 동시에 끼워 원통형 수용부(22a,22b)의 중심까지 삽입하고, 철근의 단부가 삽입된 상태에서 일부 결합된 커플러를 회전에 의해 완전 나사 결합하여 철근의 머리부(32,42)가 장방형의 절개홈이 형성된 커플러의 내측면에 밀착되게 함으로써 움직이지 않게 고정한다.

또는 커플러(20a,20b)를 나사 결합하지 않고 각각의 절개홈(26a,26b)에 철근(30,40)의 단부를 끼워 수용부(22a,22b)의 중심에 위치시킨 상태에서 커플러(20a,20b)를 회전에 의해 완전 나사 결합하여 철근의 머리부(32,42)가 장방형의 절 개홈이 형성된 커플러의 내측면에 밀착되게 함으로써 움직이지 않게 고정한다.

이때, 상기 일측 커플러(20a)의 수용부(22a)나 장방향의 절개홈(26a)이 둥글게 형성되어, 양 철근(30,40)의 단부가 일직선상에 위치되어 있지 않고 틀어지게 위치되어도 철근(30,40)의 단부를 커플러(20a,20b)에 삽입하여 커플러를 나사 결합할 수 있다.

상기 절개홈(26a,26b)을 통해 수용부(22a,22b)에 모르타르, 무수축 수지, 특수 콘크리트나 약액 등의 충진재(50)로 충진하여 철근(30,40)의 연결부분을 보강한다음, 상기 양 PC콘크리트(10) 사이에 콘크리트(60)를 타설하여 양생함으로써 연결구인 커플러(20a,20b)와 철근(30,40)의 단부가 매설된다.

상기와 같은 과정으로 철근(30,40)의 단부가 커플러(20a,20b)에 삽입된 상태에서 나사결합에 의해 압착되고 충진재(50)에 의해 보강됨으로써 철근(30,40)의 길이방향으로의 연결이 완료된다.

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 다른 철근 연결구조의 단면도이다.

도 3의 실시예와 다른 것은 우측의 커플러(20d)에는 도 3의 실시예에서와 같이 수용부(22d), 나사산(24d), 절개홈(26d)을 형성하나, 좌측의 커플러(20c)에는 절개홈을 형성하지 않고 수용부(22c)와 나사산(24c)만을 형성한다는 것이다.

상기와 같은 구성으로 철근(30)의 단부를 절개홈이 없는 커플러(20c)에 삽입하여 PC콘크리트(10)를 공장에서 사전에 제작한다.

현장에서 절개홈(26d)이 있는 타측 커플러(20d)의 절개홈(26d)에 철근(40)의 단부를 끼워 수용부(22d)의 중심에 위치시킨 상태에서, 회전에 의해 상기 커플러 (20c)와 나사 결합하여 철근의 머리부(42)가, 장방형의 절개홈(26d)이 형성된 커플러(20d)의 내측면에 밀착되게 함으로써 움직이지 않게 고정한다.

상기 절개홈(26d)을 통해 수용부(22c,22d)에 모르타르, 무수축 수지, 특수 콘크리트나 약액 등의 충진재(50)로 충진하여 철근(30,40)의 연결부분을 보강한다음, 상기 양 PC콘크리트(10) 사이에 콘크리트(60)를 타설하여 양생함으로써 연결구인 커플러(20c,20d)와 철근(30,40)의 단부가 매설된다.

상기와 같은 과정으로 철근(30,40)의 단부가 커플러(20c,20d)에 삽입된 상태에서 나사결합에 의해 압착되고 충진재(50)에 의해 보강됨으로써 철근(30,40)의 길이방향으로의 연결이 완료된다.

이상 도면과 상세한 설명에서 최적 실시예들이 개시되고, 이상에서 사용된 특정한 용어는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것일 뿐 의미 한정이나 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것이 아니다.

그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하고, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 공사 현장에서 사용되는 철근을 이음 연결 시 커플러를 이용하여 철근을 용이하게 연결함으로써 연결구의 강결로 강도와 품질을 확보하고, 철근 연결 작업 시 편리성, 공기단축과 비용절감을 시 킬 수 있을 뿐만 아니라 최근 증가 추세에 있는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공사, 리모델링 공사, 프리캐스트 콘크리트의 구조물 축조공사 등의 시공에 유용하다.

Claims (7)

1. 끝단부에 머리부가 형성된 두 개의 철근과,

   상기 머리부를 포함한 철근의 일부를 삽입할 수 있도록 절개홈과 상기 절개홈의 반대편으로 일방이 개방된 수용부가 형성되는 한 쌍의 커플러와, 상기 커플러에서 일측 커플러의 외주면과 타측 커플러의 내주면에 나사산이 형성되어 상기 절개홈에 철근의 일부가 삽입된 상태에서 나사 결합에 의하여 철근을 고정하는 연결구로 이루어진 것을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용부는 절개홈과 연통되게 형성되어 절개홈을 통해 유입된 충진재에 의해 상기 수용부가 충진됨을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 커플러 중에서 하나 또는 양쪽의 커플러에 수용부와 절개홈이 둥글게 형성됨을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 철근은 PC콘크리트에 매설되어 머리부를 포함한 철근의 일부가 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 머리부는 철근의 끝단부를 고열로 가열한 상태에서 단조하여 철근 본체보다 사이즈가 크도록 형성한 것으로, 커플러와 접촉되는 철근 머리부 형상이 직각 또는 둥근 형태인 것을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 절개홈이 상기 커플러의 외측에서 내측으로 수용부의 중심을 지나 형성되는 것을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.
7. 제1PC콘크리트에 배근된 제1철근의 단부가, 일방이 막힌 원통형의 제1커플러에 형성된 절개홈에 삽입되고, 제2철근의 단부가 절개홈이 없는 일방이 막힌 원통형의 제2커플러에 삽입되어 제2PC콘크리트에 배근되며, 상기 제1커플러와 제2커플러가 상호 결합되어 양 철근의 단부가 상호 연결됨을 특징으로 하는 연결구를 이용한 철근 연결구조.

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