KR20080075239A - 건설공사의 철근콘크리트 공종에서 철근의 겹친이음을대신하는 철근이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설공사의 철근콘크리트 공종에서 철근 배근작업시 철근과 철근을 겹쳐 이음하는 곳에 사용하여 이음내력을 증진시키고 겹친이음 길이를 줄일수 있는 철근 이음장치에 관한 것으로, 겹친부위의 두 철근 외주면을 철제 밴드로 둘러싸고 이 철제 밴드를 고장력볼트로 조여서 철제밴드와 철근 그리고 철근과 상하의 덮개판들이 마찰접합력으로 이음내력을 얻게하는 철근이음장치이다.

본 발명은 철근을 이음하는 목적이외에,

후속 작업으로 철근의 위치 및 배근간격등이 흐뜨러짐 없는 정밀배근을 필요로 하는 고품질의 철근콘크리트 구조물에 효과적으로 사용될수 있고,

프리캐스트 부재를 정확한 위치에 놓고 그대로 고정시킬수 있어서 공사의 정밀도를 높일수 있으며 고정과 동시에 프리캐스트 철근의 이음을 겸하고 있기 때문에 필요한 여분의 정착을 단순화 시켜서 프리캐스트 설치 인력을 절감할 수 있다.

철근이음, 겹친이음, 마찰접합, 고장력볼트, 정밀배근, 프리캐스트 설치.

Description

건설공사의 철근콘크리트 공종에서 철근의 겹친이음을 대신하는 철근이음장치{Jointing Device for taking place of splicing steel bars of reinforced concrete work in construction}

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 상부에서 본 결합 사시도이다.

제1a도는 본 발명의 실시예에 따른 상부에서 본 밴드와 몸체부의 부품을 분해한 사시도이다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 하부에서 본 결합 사시도이다.

제2a도는 본 발명의 실시예에 따른 하부에서 본 밴드와 몸체부의 부품을 분해한 사시도이다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 정면도이다.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 평-단면도이다.

제5도는 본 발명의 실시예에서 발생된 고장력볼트의 장력과 그 반력을 연결핀의 중심에서 해석한 도면이다.

제5a도는 본 발명의 실시예에서 발생된 고장력볼트의 장력과 그 반력을 철근의 외주면과 접촉되는 밴드면에서 해석한 도면이다.

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 여러개의 고장력볼트를 사용한 구조 를 보인 사시도이다.

제7도는 본 발명의 실시예에서 발생된 너트의 조임에 의해 몸체가 회전되지 않고 조임력을 연결핀에 동등하게 전달함을 설명한 도면이다.

제8도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 밴드와 하부덮개판이 고리로 일체를 이룬 구조를 보인 사시도이다.

제9도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 밴드와 하부덮개판이 용접으로 일체를 이룬 구조를 보인 사시도이다.

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 한쪽 몸체와 고장력볼트를 핀구조로 일체를 이루고 다른쪽 몸체에는 볼트가 삽입되도록 홈을 갖춘 장치를 보인 사시도이다.

제11도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 고리형 밴드구조를 보인 단면도이다.

제12도는 본 발명의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 이미 본인이 특허등록한 (2006.11.15등록, 특허번호 10-0648378) 철근이음장치의 분해사시도로 부품번호를 기입한 사시도이며, 도면번호 중 슬라이더는 6a, 받침턱은 6b 이고, 다른 번호에 대한 설명은 아래의 도면부호에 대한 설명과 동일하다.

제13도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 밴드와 하부덮개판이 핀구조로 일체를 이룬 구조를 보인 사시도이다.

도면의 부호에 대한 간단한 설명

1: 철근

2: 밴드, 2a: 밴드-핀 걸이

3: 연결핀

4: 상부 덮개판

5: 하부 덮개판

6: 몸체,

7: 고장력볼트, 7a: 너트

그리고, 도면12에서

6a: 슬라이더

6b: 받침턱

본 발명은 건설공사의 철근콘크리트 공종에서 철근 배근작업시 철근과 철근을 겹쳐 이음하는 곳에 사용하여 이음내력을 증진시키고 겹친이음 길이를 줄일수 있는 철근 이음장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 겹친부위의 두 철근 외주면을 철제 밴드로 둘러싸고 이 철제 밴드를 고장력볼트로 조여서 철제밴드와 철근 그리 고 철근과 상하의 덮개판들이 마찰접합력으로 이음내력을 얻게하는 철근이음장치에 관한 것이다.

철근콘크리트 구조체란 철근과 콘크리트를 결합시킨 구조체이며, 이 구조체에 인장력이 발생하는 곳에서는 철근이 인장력을 부담하고, 압축력이 발생하는 곳에서는 철근과 콘크리트가 함께 압축력을 부담하는 구조이다.

이러한 인장 또는 압축력을 부담하는 철근은 일정한 길이의 규격품을 공사 현장에서 배근하여 구조체를 완성하는데, 이때 철근의 이음부분이 발생하게 되는 것은 필연적이다.

그리고 이 이음부분은 철근 콘크리트 구조체에 작용하는 하중(인장 또는 압축)을 충분히 견딜 수 있는 이음방법 이어야 하며, 사용되는 이음방법은 종래의 겹친이음(본 발명과 비교하기 위한 표현으로 통상적으로 사용되는 겹친이음을 말함), 압접, 각종 철근이음쇠를 사용하는 기계적 이음 방법등이 있다.

종래의 겹친이음은 건설현장에서 가장 많이 사용되는 철근 이음방법으로, 완성된 구조체에 작용하는 하중의 종류(인장 또는 압축)와 하중의 크기에 따라 선정 된 철근의 직경으로 소요 이음 길이를 산출하고 이 산출된 이음길이 이상으로 철근을 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 방법이다.

겹친이음의 장점은 비교적 이음내력의 계산이 쉽고 많은 경험치가 있어서 이음의 성능이 확실하며, 이음공간이 확보된 곳에서는 철근의 배근작업이 가장 쉽다.

단점은 철근의 겹친이음 길이만큼 재료의 손실로 비경제적이며, 콘크리트 타설작업등 공사진행중의 작업하중으로 인해 철근배근이 흐뜨러 지기 쉬우며 결과적으로 완성된 철근콘크리트 구조체의 부실원인이 된다. 또한 작업여건상 설계도면에 명시된 소요 이음길이를 확보하지 못하는 경우도 발생되며 이런 경우 구조내력을 확보하기위해 인접된 곳에 추가의 철근을 배근하게 되나, 이는 인력과 재료의 추가투입이 필요할 뿐 만 아니라 구조내력의 검증도 확실하지 아니하고 부실공사의 한 원인이 된다.

압접에 의한 철근 이음방법은 철근과 철근의 단부를 이어댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다.

그러나 압접은 작업시간이 길고 비용이 과다하며 화재의 위험이 있는 등 많은 문제가 있어 이를 적용하기가 쉽지 않다.

상기와 같은 겹친이음과 용접이음의 문제를 해결하기 위하여 이음하고자 하는 두 철근의 단부에 편체를 놓고 이 편체를 커플러등의 연결구로 압지하여 이음을 하는 기계적 철근이음공법이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

이러한 기계적 철근이음은 편체가 철근을 효과적으로 구속하기 위하여 철근의 마디 형상이 음각 되어있다. 그러나 철근의 마디형상은 철근의 제조회사별로 그 규격이 달라서 다양한 종류의 편체가 필요하게 된다. 그리고 연결구를 체결하는 기구로는 작업 능율이 좋은 연속회전기구, 즉 임팩터 등을 사용할 수 없다. 왜냐하면 임팩터의 렌치소켓을 철근이 이어진 상태의 연결구 조임부위(볼트머리 또는 너트역활 하는 부위)에 끼울수 없기 때문이다. 따라서 조임은 작업 능율이 좋은 연속 회전하는 기구가 아니고, 스패너와 같은 반복 움직임에 의한 조임 기구에 의존한다. 다른 문제점으로는 이음성능의 검증이 어렵다. 즉 이음성능이 보장되는 적정 조임 토크치로 연결구를 체결하였음을 손쉽게 확인하기가 어렵다. 또 다른 문제점은 기계적 이음장치의 연결구에 철근을 끼우기 위해 이음하는 철근들을 밀고 당기는 작업이 필요하며 이로 인해 배근된 철근의 위치 이동이 불가피하고, 또 이음전의 철근 배근위치는 소정의 위치에 있어야 하며 큰 시공오차를 흡수하기가 어렵고 작업시간도 많이 소요된다. 철근은 중심선 위치 뿐만 아니라 철근길이도 규제되며 너무 길면 연결구에 맞춰 절단하여야 하고, 너무 짧으면 철근을 교체하거나 긴 연결구를 새로이 제작하여야 한다.

상기의 기계적 이음장치 이외에 본인이 특허등록한 (2006.11.15등록, 특허번호 10-0648378) 도12의 철근이음장치는 몸체에 슬라이더라는 부재가 달려 있어서, 작업공간이 협소하거나, 철근간격이 좁게 되어있는 곳에서 이 장치를 철근이음으로 적용할때, 몸체와 밴드가 연결핀으로 일체가 되어있는 관계로 이음할 철근을 둘러싸는 작업이 어려워지고 더욱 협소한 작업공간에서는 겹친이음된 철근을 움직이지 않으면 작업이 불가능 할때도 있게 된다.

철근의 겹친이음을 보조하는 즉 겹친이음 길이를 축소할 수 있는 이음장치로 사용될수 있으며 또는 겹친이음의 전 허용응력을 대신할 수 있는 즉 이음의 주된 방법으로 사용될 수도 있는 이음장치를 제공하는 것과

현재까지 잘 알려져 있는 건설공사의 구조계산 방법으로 손쉽게 이음내력을 계산할수 있는 이음장치를 제공하는 것과

이음의 체결 공구로 작업능율이 좋은 연속 회전식 공구(임팩터)를 사용할 수 있는 이음장치를 제공하는 것과

프리캐스트 부재에 매립되어 있는 철근이나 또는 소정의 위치에 배근작업 되어 있는 철근을 이음할 때 부재를 밀고 당기거나 상하좌우(축 직각방향)로 위치 이동없이 곧 바로 철근이음 작업을 할 수 있는 철근이음장치를 제공하는 것과

프리캐스트 부재의 철근 또는 배근된 철근의 이음 작업후에, 콘크리트 타설등의 후속 작업하중으로 이음된 철근 부재 또는 프리캐스트 부재가 흐뜨러 지지 않게 소정의 위치에 고정시키는 역활을 겸할수 있는 이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 본인이 이미 등록한 발명특허 (2006.11.15등록, 특허번호 10-0648378)의 철근이음장치를 더욱 실용적으로 개선한 것으로써, 몸체에 슬라이더와 받침턱을 없앤 것을 특징으로 한다.

본 발명은 철근을 겹친이음 상태로 배근을 하고, 겹친이음 부위에 두개의 철근을 동시에 감싸는 철제의 밴드로 묶고 이 밴드를 본 발명의 세부장치인 적절한 장치(상하덮개판과 몸체)로 고장력볼트에 연결 시킨다음 이 고장력 볼트를 조여서 철근과 밴드 그리고 철근과 상하덮개판을 마찰접합 시켜 철근을 이음하는 장치이며, 배근된 철근을 밀거나 당겨서 움직이지 않고 이음하도록 이음장치가 구성된다.

이때 마찰접합에 의한 이음내력은 모재인 철근의 전 허용응력을 갖도록 밴드폭을 충분히 크게하고 고장력볼트도 다수가 되게 장치를 설정할 수 있으며, 또는 작은 이음내력을 갖는 작은 크기의 이음장치를 한개 또는 철근의 겹친이음 부위에 적절한 간격으로 띄워서 여러개를 설치하여 소정의 이음내력을 얻고 부족한 이음내력은 겹친이음길이로 보완할 수도 있다.

본 발명의 세부장치의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 실시 예인 제1도에서 제4도까지의 도면에서 보는 바와 같이 연결되는 두개의 철근(1)을 겹친이음으로 배근한 후, 배근된 두개의 철근(1) 외주면을 감싸는 밴드(2)와, 밴드가 철근에 직접 접촉되지 않는 부분 즉 두철근이 마주 닿는 상하부의 오목한 부분에 놓여서 효과적으로 철근을 구속하는 상부덮개판(4)과 하부덮개판(5), 밴드에 인장력을 가하는 고장력볼트(7), 그리고 이 고장력볼트와 밴드를 연결하는 연결핀(3)과 몸체(6)로 구성된다.

구성품 하나하나를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

하부덮개판(5)은 제2도와 제2a도 그리고 제3도에서 보는 바와 같이 철근(1)이 마주 닿는 오목한 부분중 아래쪽(하부)에 놓이는 구성품이며, 하부덮개판의 외주면은 밴드(2)가 감싸기 좋게 둥근 호형의 단면이고, 철근과 접촉하는 내주면은 두 철근이 마주 닿은 오목한 공간에 꼭 맞게 볼록한 단면을 갖는다. 하부덮개판은 밴드에 가해지는 장력으로 내주면이 철근을 압착하여 마찰접합력을 얻는다.

상부덮개판(4)은 제1도와 제1a도 그리고 제3도에서 보는 바와 같이 철근(1)이 마주 닿는 오목한 부분중 상부에 놓이는 구성품이다. 하부덮개판(5)과는 달리 밴드(2)가 직접 상부덮개판을 감싸지 않는다. 제1a도와 제2a도에서 보는 바와 같이 상부덮개판의 길이방향 중앙부는 양단부에 비해 파여 있어서 밴드가 상부덮개판을 접촉하지 않고 연결핀을 통하여 몸체(6)에 결합 될수 있다. 길이방향의 양단부는 철근외측 까지 단면이 중앙부에 비해 더 크게 형성되어 있고 이 단면의 바깥둘레면(외주면)에는 몸체와 연결핀이 놓인다. 길이방향의 양단부에서 중앙부까지의 전 구간에 있는 안쪽둘레면(내주면)은 철근과 접촉하기 좋게 두 철근이 마주 닿은 오목한 공간에 꼭 맞게 볼록한 단면을 가진다. 상부덮개판의 외주면 형상은 중앙을 향해 양쪽 단부에서 대칭으로 오름 경사면으로 형성되어 있다. 이 경사면은 수평면으로도 할 수 있으며, 몸체(6)와 밴드(2)를 연결해주는 연결핀(3)이 이 경사면 즉 외주면에 놓이며, 고장력볼트(7)의 조임에 의해 발생된 밴드의 인장 반력을 지지하는 면이 된다. 이 반력은 상부덮개판의 내주면을 철근에 압착하여 마찰접합력을 갖게한다. 상부덮개판의 내주면은 제3도에서 보는 바와 같이 양 끝단에서 일정 구간(그림에서 철근의 중심 위치까지의 구간)은 수평으로 형성되고, 이 구간보다 내측은 두 철근이 마주 닿는 오목한 부분이며 여기에 꼭 맞는 볼록한 단면을 갖는다. 상부덮개판이 철근의 외측부위까지 덮어주고 또 일정 구간은 수평 단면을 가짐으로써, 선행작업인 철근의 겹친이음 배근 과정에서 시공오차로 두 철근이 떨어져 배근되어 있어도 밴드(2)로 두 철근을 상부덮개판 내부로 감 싸는 작업이 쉬워지며, 또한 이 밴드를 연결한 몸체(6)를 고장력볼트를 통하여 조임으로써 떨어져 있는 두 철근을 상부덮개판 내주면의 내측에 있는 볼록한 단면에 용이하게 압착시킬 수 있다.

몸체(6)는 제1도에서 제4도까지의 도면에서 보는 바와 같이 연결핀(3)으로 밴드(2)를 몸체 하부에 부착하는 연결핀 구멍을 갖고, 몸체 중앙에는 고장력볼트(7)를 끼울 수 있는 구멍을 갖는다. 몸체는 제5도의 반력 해석도에서 보는 바와 같이 연결핀에서 철근외주면을 감싼 밴드를 인장시키는 반력과 또 다른 반력으로 연결핀 중심에서 상부덮개판의 외주면에 직각방향으로 작용하며 상부덮개판을 압착하는 반력을 고장력볼트의 도입장력에 의해 형성한다.

고장력볼트에 의해 양쪽 몸체를 조여 붙이면 몸체는 연결핀중심을 기준으로 회전하려는 전도 모멘트가 발생하나, 이는 너트가 고장력볼트의 나사산에 의해 구속되고 몸체를 너트면(볼트중심축에 대략 수직인 면)에 평행한 방향의 몸체 이동만 허용하며, 회전하려는 전도모멘트는 너트의 나사산에 의해 구속된다. 제7도 참조.

따라서, 본인이 특허등록한 (2006.11.15등록, 특허번호 10-0648378) 도12의 철근이음장치를 더욱 실용적으로 개선한 것으로써, 몸체에 도12의 슬라이더와 받침턱을 없앤 것을 특징으로 하며, 몸체에 연결핀으로 연결된 밴드를 이음할 철근에 둘러싸는 현장작업을 보다 쉽게 할 수 있다.

연결핀(3)은 몸체(6)에 끼워지는 구성품이며, 제1a도와 제2a도에서 보는 바와 같이 연결핀 중앙부는 밴드-핀 걸이(2a)에 끼워지고 밴드핀 걸이와 함께 몸체 중앙부에 끼워진다. 연결핀 양단부는 연결핀만이 몸체에 끼워진 채로 몸체와 함께 상부덮개판(4)의 양단부 위에 놓이며, 고장력볼트의 조임 장력에 의해 상부덮개판을 연결핀이 압착하는 부위가 바로 이 양단부이다. 그리고 고장력볼트의 조임 장력에 의해 밴드를 인장시키는 부위는 연결핀의 중앙부이다.

밴드(2)는 제1도에서 제3도까지의 도면에서 보는 바와 같이 하부덮개판(5)과 두 철근(1)의 외주면을 둘러싸서 연결핀(2)으로 몸체에 연결되는 구성품이다. 밴드의 양단부는 연결핀을 끼울수 있도록 원형으로 되어 밴드-핀 걸이(2a)를 형성한다. 밴드의 길이는 하부덮개판에서 철근을 둘러싸고 상부덮개판위에 있는 몸체에 연결될 충분한 길이를 갖는다. 그러나 상부덮개판 위에서 몸체를 서로 마주 붙이기에는 밴드의 길이가 짧다. 그러므로 고장력볼트로 두 몸체를 조여 붙이면 밴드에 인장력이 가해진다. 그리고 본 발명의 일 실시 예인 제1도에서 4도까지의 그림에서 보는 바와 같이 상부덮개판의 외주면을 오름경사면으로 하여 밴드의 길이가 인장되어도 두 몸체를 마주 닿게 하기에는 매우 큰 길이의 변화가 있어야 하기 때문에 밴드가 파단되기 전의 탄성 한계 내에서의 밴드 인장으로는 두 몸체가 서로 닿지 않는다.

고장력볼트(7)는 제1도와 제2도에서 보는 바와 같이 몸체(6)에 마련된 고장력볼트 구멍에 끼워지고, 조임토크를 제어할 수 있는 임팩터 또는 토크렌치로 조여서 밴드에 장력을 가하는 구성품이다.

고장력볼트에 의해 도입된 장력이 본 발명의 철근이음장치에 어떻게 작용하는 가를 제4도를 통하여 설명하고, 작용하는 힘의 크기를 선분의 길이로 표시한 제5도와 제5a도의 반력 도해로 압착력의 크기에 대해 설명한다.

제4도의 단면도에서 보는 바와 같이 고장력볼트를 1의 방향으로 조이면 몸체를 서로 가까이 붙이는 방향으로 이동시킨다. 이때 몸체는 몸체면에 닿는 너트면에 구속되어 몸체는 볼트가 끼워진 수평자세를 유지하면서 2의 방향(상부덮개판의 외주면과 평행방향)으로 몸체를 들어 올려서 이동시킨다. 그러면 연결핀에 부착된 밴드를 3의 방향, 즉 연결핀의 중심에서 철근의 외주면을 잇는 밴드를 인장시키고 이 인장력은 연결핀을 상부덮개판쪽으로, 즉 그림에서 4의 방향으로 누르게 된다. 4의 방향으로 누르는 이 힘은 상부덮개판의 내주면, 즉 그림에서 빗금친 부분을 철근의 외주면에 압착한다. 이렇게 발생된 3의 방향-밴드인장력과, 4의 방향-상부덮개판의 압착력은 이 힘에 짝을 이루는 반력이 하부쪽에 있는 밴드와 하부덮개판에도 작용하게 됨을 알수 있다. 결국 철근의 외주면을 감싸고 있는 밴드의 일부 구간(호의 모양)과 상-하부 덮개판의 내주면이 철근의 외주면을 압착하여 마찰접합이 되고 철근의 길이방향 움직임을 구속하는 강접합의 이음이 된다.

제5도에서, 고장력볼트에 의해 도입된 장력을 T(그림에서 편의상 방향은 수평으로 정하며, 따라서 X축 방향의 값만 있다.)라 하면, 장력T는 연결핀 중심에 작용한다. 이때 연결핀 중심에 작용하는 반력은 상부덮개판과 연결핀이 접촉하는 면을 연결핀 중심에서 수직으로 누르는 힘(그림에서 R_u로 표기)과, 밴드가 연결핀 중심을 구속하는 힘(밴드인장력-그림에서 R_b로 표기)이다. 그러므로 이 두 반력의 해석에 있어서 힘의 작용 방향은 연결핀 중심에서 상부덮개판의 외주면에 수직인 방향과, 연결핀 중심에서 밴드가 인장되는 방향으로 힘의 작용 방향은 알 수 있으며, 두 반력의 크기만 미지의 값이 된다.

반력 해석은 이 두 반력의 수평 분력의 합(그림에서 선분CB 와 선분DC 의 길이 합)이 도입된 장력T와 크기가 같다는 조건식과, 장력T를 X축 방향으로 설정하였으므로 두 힘의 수직 분력은 서로 크기가 같다(부호만 다르다)라는 조건식으로 미지수 2개의 반력은 해석 된다.

이 조건식에 맞게 반력을 작도한 것이 제5도이며, 그림에서 R_u는 상부덮개판과 연결핀이 접촉하는 외주면에 직각방향으로 누르는 힘이며 이 힘은 상부덮개판의 내주면과 철근의 외주면을 압착하는 힘이 된다. 그리고 본 실시 예의 단면형태에서 이 R_u의 크기(선분OB의 길이)는 고장력볼트의 도입 장력 T(선분OA의 길이)보다 큰 값을 갖는다.

제5a도는 철근의 외주면을 압착하는 부분의 밴드에 작용하는 힘을 도해한 것이다. 철근마디를 압착한 밴드 구간은 밴드의 일부 구간이며 그 모양은 호형이다.이 호형의 상부 시작점에서 연결핀 중심방향(밴드 직선구간 방향)으로 상기의 5도에서 구한 밴드인장력 R_bu(호형 아래쪽의 인장력과 구분하기 위해 R_b를 R_bu로 표기)가 작용하고 있다.

또 호형의 하부 종점에서 하부덮개판을 향한 직선 방향으로 밴드의 인장력 R_bl이 작용하며, 이 미지의 힘 R_bl은 힘의 방향이 주어졌고, 수직분력은 R_bu와 같다는 조건식에 의해 해석된다.호형의 밴드구간에 R_bu 와 R_bl이 작용할 때, 이 두힘의 수평분력(그림에서 선분AD와 선분BC의 합이며, 선분OP가 된다.)은 호형구간의 밴드를 철근외주면에 압착하는 힘이 된다.

이렇게 작도 한 것이 제5a도이며, 본 실시예의 단면형태에서 선분OP의 크기는 고장력볼트의 도입 장력 T보다 큰 값을 갖는다.

그리고 하부덮개판이 철근을 압착하는 힘의 수직분력은 힘의 평형조건에서 상부덮개판이 철근을 압착하는 힘의 수직분력과 같음을 알수 있고, 도해는 생략한다.

이상의 설명에서와 같이 고장력볼트에 가해지는 장력은 힘의 분해 및 반력해석에 의해서, 호형의 밴드가 철근을 압착 작용하는 압착력과 상,하부덮개판이 철근을 압착 작용하는 압착력으로 해석할 수 있으며, 이 압착력 들은 고장력볼트가 마찰접합을 일으키는 힘 즉, 고장력볼트에 의한 장력 T 값보다 큰 값을 갖게 할 수 있다. 고장력볼트의 장력은 조임토크와 볼트직경에 의해 일정오차 범위내의 값으로 구해지며, 고장력볼트의 종류에 따라 구조적으로 적용될 수 있는 값이 이미 KS규격 및 각 나라별 표준규격에 정해져 있다. 그러므로 고장력볼트의 조임토크를 제어함 으로써 밴드장력과 상,하부덮개판이 철근외주면에 작용하는 반력을 설정된 일정한 범위내의 값으로 갖게 할수 있고, 따라서 본 발명의 철근이음장치가 소정의 철근 이음내력을 갖게 할 수 있다.

철근의 외측면에는 상부및 하부덮개판 방향에서 작용하는 1쌍의 밴드 장력으로 인하여 밴드와 철근 외주면에는 서로 수직방향으로 작용하는 압축력이 발생된다. 이 힘은 밴드의 두께방향을 압축시키고 철근의 외주면에 있는 철근마디를 압축시킨다. 밴드가 철근마디에 접촉되어 있는 부분만 압축 변형을 하게 되어 밴드가 철근마디를 감싸는 형태로 압착된다. 따라서 철근의 이음을 구속하는 인장 또는 압축력은 철근마디와 직각방향으로 작용하므로 철근마디가 전단파손 되지 않는다면, 밴드와 철근 사이의 접합내력은 밴드와 철근마디에 작용하는 압축력과 크기가 같은 장력으로 설계된 고장력볼트의 마찰접합력 보다 큰 값을 기대할 수 있다.

본 발명의 이음장치는 충분한 수의 철근마디를 감쌀수 있도록 밴드의 폭을 크게 하여 철근마디의 전단파괴가 발생되지 않도록하고, 또 두께도 크게 조정하여 밴드가 큰 장력에 견딜수 있도록 하면 모재인 철근의 허용응력보다 더 큰 값의 이음내력을 갖는 장치도 만들수 있다. 그러나 철근의 허용응력보다는 작지만 소정의 이음내력을 갖는 작은 크기의 이음장치로 만들어 프리캐스트 부재의 고정등에 사용할 수도 있다.

이러한 본 철근이음장치를 사용하여 철근을 잇는 방법을 설명한다.

제1도와 같이, 연결하려는 두 철근(1)을 겹친이음으로 배근한후, 두 철근이 접촉하여 이루어진 철근 윗면과 아래면의 오목한 공간에서 고장력볼트의 조임작업을 하기 쉬운 면의 오목한 공간에는 상부덮개판(4)을 놓고 그 반대면의 오목한 공간에는 하부덮개판(5)을 배치한 후, 양 단부에 몸체(6)를 미리 연결시킨 밴드(2)를 두 철근과 하부덮개판의 외주면을 감싸게 설치하고 몸체는 상부덮개판위에 위치 시킨후, 고장력볼트를 몸체의 고장력볼트 구멍에 끼워 넣고 체결 너트를 소정의 토크치를 갖는 임팩터 또는 스패너로 체결하여 조임한다.

다른 방법은 제6도와 같이, 몸체(6)에 여러개의 고장력볼트를 설치하여 임팩터 또는 스패너로 체결한다.

또 다른 방법은 제8도 또는 제9도, 또는13도와 같이, 하부덮개판과 밴드가 일체를 이루는 장치를 사용하여 철근들을 감싸게 설치한후, 몸체에 고장력볼트를 설치하여 임팩터 또는 스패너로 체결한다.

또 다른 방법은 제10도와 같이 몸체와 고장력볼트가 일체를 이루는 구조를 가진 철근이음장치를 사용하여 상기의 설명과 동일한 방법으로 철근을 이음 한다.

또 다른 방법은 제11도와 같이 고리형태의 밴드를 가진 철근이음장치를 사용하여 상기의 설명과 동일한 방법으로 철근을 이음 한다.

본 발명의 이음장치는 배근된 철근을 위치이동이 없이 이음하며 또 강성을 갖는 고정장치가 된다.

따라서 후속 작업으로 철근의 위치 및 배근간격등이 흐뜨러짐 없고 아울러 배근의 정밀도를 필요로 하는 고품질의 철근콘크리트 구조물을 매우 효과적이며 경제적으로 만들수 있다.

배근된 철근을 전체가 강성을 가진 하나의 강구조체로 형성시킬 수 있어서 완성된 철근콘크리트 구조물은 허용내력의 증대를 기대할 수 있다.

현재 건축물은 고층화 대형화하고 있고 각종 토목 구조물도 큰 외력을 효과적으로 견디게 하기위하여 철근콘크리트 구조체의 시공은 더욱더 고품질의 시공정도가 요구되고 있어서 본 발명은 이에 부응하는 기술의 한 장치이며 장차 각종 철근콘크리트 시공에 꼭 필요한 장치가 될 것이다.

또한 프리캐스트 부재를 정확한 위치에 놓고 그대로 고정시킬수 있어서 공사 의 정밀도를 높일수 있으며 고정과 동시에 프리캐스트 철근의 이음을 겸하고 있기 때문에 필요한 여분의 정착을 단순화 시켜서 프리캐스트 설치인력을 절감할 수 있다.

본 발명의 이음장치는 철근의 겹침이음 길이를 줄일수 있어 재료와 노무비를 절감할 수 있다.

본 발명의 이음장치는 그 체결 공구로써 이미 체결 성능이 검증되어 사용되고 있는 철골공사의 고장력볼트를 체결하는 데 쓰는 공구를 사용한다. 따라서 체결정도를 손 쉽게 검증 할수 있고 기계화 및 자동화된 체결 작업으로 노무비를 절감 할 수 있다.

본 발명의 이음장치는 그 이음부의 허용내력이 작업자의 기술에 의존하여 크게 변동 되지 않는다.

왜냐하면 체결공구의 체결력은 전기력 및 공기압등의 기계력에 의해 표준화 되어 있기 때문이다.

또한 허용내력을 실험과 계산에 의해 표준화 할 수 있어서 설계에 적용하기가 쉽다.

Claims (8)

1. 부재의 단면 하부에는 연결핀(3)을 끼울수 있는 홈이 길이 방향으로 있고, 이 홈의 중앙부 구간에는 밴드 핀걸이(3a)가 함께 삽입될수 있도록 홈이 좀더 크게 되어 있고, 단면에 가로 지르는 방향으로는 고장력볼트를 끼울수 있는 구멍을 갖추고 있는 몸체(6);

   띠 모양의 부재에 양단부는 연결핀(3)을 끼울수 있는 핀걸이(3a)를 갖고 있고, 겹친이음된 두 철근(1)과 하부덮개판(5)의 외주면을 둘러싸는 충분한 길이를 갖고 있는 밴드(2);

   원형단면의 봉형태 이며, 밴드 핀걸이(3a)를 몸체(6)에 끼워 두 부재를 연결하고, 양단부는 상부덮개판에 놓여 몸체의 반력을 상부덮개판에 전달하는 연결핀(3);

   두 철근(1)이 마주 닿는 오목한 부분에 대응이 되는 볼록한 단면을 갖고 있고, 이 볼록한 단면은 철근과 압착되어 마찰접합력을 발생시키는 내주면을 형성하고, 외주면은 밴드((2)에 쉽게 둘러싸이도록 둥근 호의 단면을 갖고 있는 하부덮개판(5);

   내주면은 하부덮개판(5)과 동일한 중앙부 단면과 단부 단면은 볼록한 중앙부 단면의 양 끝단에 수평의 단면이 연장되어 있어서 두 철근(1)이 시공오차로 조금 떨어져 있어도 이 수평 단면안에 감쌀수 있으며 볼록한 중앙부 단면은 효율적으로 두 철근과 압착되어 접합마찰력을 갖는 내주면 단면과, 외주면 단면 형상은 양 단부에서 중앙으로 직선단면으로 형성되어 있어서 상기의 연결핀과 몸체를 효율적으로 받쳐 고장력볼트의 장력을 상부덮개판에 전달받는 받침이 되는 외주면 단면이고, 내주면과 외주면의 단면 형태에 의해 형성된 부재를 길이방향에서 중앙부 구간에는 단부 단면을 없게 하거나 작게 만들어 밴드(2)가 접촉되지 않도록 형성된 상부덮개판(4);

   밴드(2)가 하부덮개판(5)과 두 철근(1)을 감싸고 그 양단에 몸체(6)를 각각 연결하여 상부덮개판(4)위에 놓이면, 각각의 몸체(2)에 있는 구멍에 설치되어 체결되는 고장력볼트(7)와 너트(7);

   로 구성된 철근이음장치.
2. 제1항에서, 상기 하부덮개판(5) 또는 상부덮개판(4)이 자성을 가진 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
3. 제1항에서, 상기 밴드(2)가 고리형태로 형성되어 있어서 핀걸이(2a)가 필요없이 연결핀(3)을 고리형태 내부에 끼워 밴드(2)를 몸체(6)에 연결하는 것을 특징으로 하는 철근이음장치-도11참조.
4. 제1항에서, 상기 밴드(2)가 하부덮개판(5)과 도8과 같이 고리로, 또는 도9와 같이 용접으로, 또는 도13과 같이 핀구조로 일체를 이루어 겹친이음된 철근을 밴드와 하부덮개판으로 둘러싸는 작업을 간편하게 하는 것을 특징으로 하는 철근이음장치-도8, 9, 도13 참조.
5. 제1항에서, 한쪽 몸체(6)와 고장력볼트(7)를 핀구조로 일체를 이루고 다른쪽 몸체에는 볼트가 삽입되도록 홈을 갖추어 고장력볼트의 설치를 간편하게 하는 것을 특징으로 하는 철근이음장치-도10참조.
6. 제1항에서, 몸체에 여러개의 고장력볼트를 설치할수 있는 구조를 갖추어 강한 밴드인장력및 철근의 이음응력을 강하게 한것을 특징으로 하는 철근이음장치-도6참조.
7. 제1항에서 제6항까지의 각 장치의 부품들의 조합으로 이루어지는 각각의 철근이음장치.
8. 소정의 길이로 두 철근(1)을 종래의 겹친이음 방법으로 임시 배근 및 위치 설정한 후,

   제1항 에서 제7항의 각 철근이음장치로 이루어 지는 철근이음방법.

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