KR20120071002A - 각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법 - Google Patents

각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법 Download PDF

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정경수
전배호
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정진안
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법에 관한 것으로서, 상기 각형 강관의 이음 장치는 동일선상에 서로 인접하여 배치되는 한 쌍의 각형 강관 사이를 서로 연결하는 각형 강관의 이음 장치로, 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 일면을 감싸도록 배치되는 제1연결 플레이트, 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 타면을 감싸도록 배치되는 제2연결 플레이트, 상기 제1연결 플레이트, 상기 각형 강관 및 상기 제2연결 플레이트를 관통하여 소정 간격으로 배치되는 복수개의 체결 부재 및 상기 각형 강관의 내부에 개재되어 상기 체결 부재가 삽입되는 보강관을 포함한다.

Description

각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법{DEVICE FOR CONNECTING RECTANGULAR STEEL PIPE AND THEREOF METHOD}
본 발명은 각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 구조용으로 사용되는 복수개의 각형 강관을 용이하게 연결함과 동시에 각형 강관의 변형을 방지함으로써 시공성 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설 현장에서는 건축 구조용 기둥 또는 보로서 H형 강, 원형 강관 및 각형 강관 등이 이용된다.
도 1은 종래 기술에 의하여 한 쌍의 각형 강관(10)이 서로 연결된 구조를 나타낸 사시도로서, 각형 강관(10)의 단부 둘레에 연결 플레이트(20)를 마련하고 연결 플레이트에 고정 볼트(30)를 체결함으로써 한 쌍의 각형 강관(10)을 서로 연결한다.
이러한 종래 기술의 경우, 구조적인 강도 측면에서 각형 강관(10)의 이음부가 취약하기 때문에 연결 플레이트(20)의 면적을 넓게 구성하는 것이 각형 강관(10) 사이의 마찰 면적을 증가시키므로 각형 강관(10)의 이음부의 연결 강도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 연결 플레이트(20)의 면적이 넓어지면 각형 강관(10)의 제조 비용이 상승되고, 각형 강관(10)이 보와 같이 수평 방향으로 연결되는 경우 연결 플레이트(20)가 다른 건축 구조용 부재와 간섭이 발생한다는 문제점이 있었다.
한편, 한 쌍의 각형 강관을 기존의 용접 방식에 의하여 수평 방향으로 서로 연결하는 경우에는 건설 현장에서의 시공시 작업 효율이 저하되고, 기술자의 숙련도에 영향을 받아 각형 강관의 이음부 품질의 균일성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 건축 구조용으로 사용되는 각형 강관을 연결 플레이트와 볼트 체결에 의하여 수평 방향으로 용이하게 연결함으로써 다른 건축 구조용 부재와의 간섭을 방지하고, 건설 현장에서의 시공시 용이하게 각형 강관을 조립 및 해체함으로써 시공성 및 구조적 안정성을 향상시키는 각형 강관의 이음 장치 및 그 이음 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 각형 강관의 이음 장치는, 동일선상에 서로 인접하여 배치되는 한 쌍의 각형 강관 사이를 서로 연결하는 각형 강관의 이음 장치로서, 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 일면을 감싸도록 배치되는 제1연결 플레이트; 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 타면을 감싸도록 배치되는 제2연결 플레이트; 상기 제1연결 플레이트, 상기 각형 강관 및 상기 제2연결 플레이트를 관통하여 소정 간격으로 배치되는 복수개의 체결 부재; 및 상기 각형 강관의 내부에 개재되어 상기 체결 부재가 삽입되는 보강관; 을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 각형 강관의 이음 방법은, 한 쌍의 각형 강관 사이를 서로 연결하는 각형 강관의 이음 방법으로서, 상기 각형 강관의 내부에 보강관을 개재하고, 상기 보강관의 양단부에 외주 방향으로 돌출 형성되는 지지 리브를 상기 각형 강관의 내부면에 결합시키는 단계; 상기 한 쌍의 각형 강관을 동일선상에 서로 인접하여 배치하는 단계; 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 일면을 감싸도록 제1연결 플레이트를 배치하는 단계; 상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 타면을 감싸도록 제2연결 플레이트를 배치하는 단계; 상기 제1연결 플레이트, 상기 각형 강관 및 상기 제2연결 플레이트를 관통하되, 상기 보강관에 삽입되도록 고정 볼트를 소정 간격으로 배치하는 단계; 및 상기 제2연결 플레이트의 외면으로 돌출되는 상기 고정 볼트의 일단부에 너트를 결합하는 단계; 를 포함한다.
본 발명에 따르면, 건축 구조용으로 사용되는 각형 강관을 연결 플레이트와 볼트 체결에 의하여 수평 방향으로 용이하게 연결함으로써 각형 강관의 이음부가 다른 건축 구조용 부재와 간섭되는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 건설 현장에서의 시공시 용이하게 각형 강관을 조립 및 해체함으로써 시공성 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있으며, 각형 강관의 내부에 볼트가 관통하는 보강관을 마련함으로써 볼트 체결시 각형 강관의 변형을 방지함과 동시에 볼트의 결합력을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의하여 한 쌍의 각형 강관이 서로 연결된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관이 서로 연결된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관이 서로 연결된 구조를 나타낸 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관이 서로 연결된 구조를 나타낸 횡단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관이 서로 연결되는 방법을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
그리고, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관(100)이 서로 연결된 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하여 본 발명인 각형 강관(100)의 이음 장치의 구성을 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 각형 강관(100)의 이음 장치는 동일선상에 서로 인접하여 배치되는 한 쌍의 각형 강관(100) 사이를 서로 연결한다.
즉, 상기 각형 강관(100)의 이음 장치는 상기 한 쌍의 각형 강관(100)의 대향 단부의 일면 및 타면을 감싸도록 배치되는 제1연결 플레이트(210) 및 제2연결 플레이트(220)와, 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통하는 체결 부재(230)와, 상기 각형 강관(100)의 내부에 개재되는 보강관(240)을 포함하여 구성된다.
상기 제1연결 플레이트(210) 및 상기 제2연결 플레이트(220)는 정방형 또는 장방형의 판재로써 상기 각형 강관(100)과 동일한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1연결 플레이트(210) 및 상기 제2연결 플레이트(220)의 너비는 상기 각형 강관(100)의 일면 및 타면의 너비와 동일하게 형성됨으로써, 상기 각형 강관(100)을 수평 방향으로 연결하는 경우 상기 제1연결 플레이트(210) 및 상기 제2연결 플레이트(220)가 다른 건축 구조용 부재와 간섭되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 체결 부재(230)는 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 상호 결합시키기 위하여 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통하여 고정된다.
또한, 상기 체결 부재(230)는 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)의 상호 고정력을 향상시키기 위하여 복수개로 마련되어 소정 간격으로 배치된다.
도 2를 참조하면, 상기 체결 부재(230)는 한 쌍의 각형 강관(100) 중 일측에 마련되는 각형 강관(100)에 6개가 소정 간격으로 배치되며, 타측에 마련되는 각형 강관(100)에 6개가 소정 간격으로 배치되나, 건물 또는 교량 등의 하중에 따라 상기 체결 부재(230)의 개수를 변경할 수 있으며 상기 체결 부재(230)의 개수에 따라 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 체결 부재(230)에 대한 구체적인 구성에 대하여는 아래에서 상세히 설명한다.
상기 보강관(240)은 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통하는 상기 체결 부재(230)가 삽입되도록 상기 각형 강관(100)의 내부에 개재되는데, 이에 대하여는 아래에서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관(100)이 서로 연결된 구조를 나타낸 종단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관(100)이 서로 연결된 구조를 도 2에 도시된 A-A선을 기준으로 자른 횡단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체결 부재(230)는 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통하는 고정 볼트(232)와, 상기 제2연결 플레이트(220)의 외면으로 돌출되는 상기 고정 볼트(232)의 일단부에 결합되는 너트(234)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 고정 볼트(232)는 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통함과 동시에 상기 보강관(240)에 삽입됨으로써 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 상호 결합시키고, 상기 너트(234)는 상기 고정 볼트(232)의 일단부에 결합된다.
따라서, 건설 현장에서 건축 구조용 기둥이나 보를 시공하는 경우 상기 고정 볼트(232)를 이용하여 한 쌍의 각형 강관(100)을 용이하게 연결할 수 있으므로 시공성이 향상되며, 필요한 경우 서로 연결된 한 쌍의 각형 강관(100)의 해체 또한 용이하다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 보강관(240)은 상기 고정 볼트(232)가 삽입되도록 상기 각형 강관(100)의 내부에 개재되는데, 이는 상기 고정 볼트(232) 및 상기 너트(234)를 상기 각형 강관(100)에 체결하는 경우 발생하는 상기 각형 강관(100)의 변형을 방지한다.
즉, 속이 비어 있는 각형 강관(100)에 직접 상기 고정 볼트(232) 및 상기 너트(234)를 체결하는 경우에는 그 체결 부분에서 상기 고정 볼트(232) 및 상기 너트(234)가 서로 조이는 힘에 의하여 상기 각형 강관(100)의 변형이 발생되나, 상기 각형 강관(100)의 내부에 상기 고정 볼트(232)가 삽입되도록 상기 보강관(240)이 개재됨으로써 상기 각형 강관(100)의 변형을 방지하는 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 보강관(240)은 중공의 원형 강관의 형상으로 마련되나, 각형 강관의 형상으로 마련될 수도 있으며 상기 보강관(240)의 형상에 따라 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 보강관(240)의 양단부에는 그 외주 방향으로 돌출 형성되는 지지 리브(242)가 마련되는데, 상기 지지 리브(242)는 상기 보강관(240)의 양단부가 상기 각형 강관(100)의 내부에 접촉되는 면적을 증가시킴으로써 상기 고정 볼트(232)의 체결 부분에서 발생하는 상기 각형 강관(100)의 변형을 더욱 잘 방지할 수 있게 한다.
그리고, 상기 보강관(240)은 상기 각형 강관(100)의 내부에 단순히 개재되도록 마련될 수도 있으나, 상기 각형 강관(100)의 내부면에 결합되도록 마련되는 것이 바람직하다.
즉, 건설 현장에서 상기 한 쌍의 각형 강관(100)을 서로 연결시키기 전에 나사 등과 같은 결합 부재(244)로 상기 지지 리브(242)와 상기 각형 강관(100)의 내부면을 상호 결합시킴으로써, 상기 보강관(240)을 상기 각형 강관(100)의 내부에 고정시킬 수 있다.
상기와 같이 지상에서 먼저 상기 보강관(240)을 상기 각형 강관(100)의 내부에 고정시키게 되면, 대형 크레인 등에 의하여 상기 각형 강관(100)이 고공의 설치 위치로 이동되는 경우에도 상기 보강관(240)은 상기 각형 강관(100)의 내부로부터 이탈되지 않으며, 고공의 설치 위치에서 상기 고정 볼트(232)를 상기 보강관(240)에 용이하게 삽입함으로써 상기 한 쌍의 각형 강관(100)을 연결시킬 수 있다. 따라서, 각형 강관(100) 연결의 시공성이 향상된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 각형 강관(100)이 서로 연결되는 방법을 나타낸 사시도이다. 도 5 a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명인 각형 강관(100)의 이음 방법에 대하여 상세히 설명한다.
즉, 본 발명인 각형 강관(100)의 이음 방법은 건축 구조용 보나 기둥 등과 같이 건축 구조물로써 사용되는 한 쌍의 각형 강관(100) 사이를 서로 연결하는 방법으로서, 먼저 상기 보강관(240)을 상기 각형 강관(100)의 단부에 개재한다. 이 때 상기 보강관(240)은 그 양단부의 개구된 부분이 상기 한 쌍의 각형 강관(100)의 일면 몇 타면에 형성되는 볼트 구멍과 동일선상에 배치된다.
그리고, 상기 보강관(240)의 양단부에서 외주 방향으로 돌출 형성되는 지지 리브(242)를 나사 등과 같은 결합 부재(244)에 의하여 상기 각형 강관(100)의 내부면에 결합시킨다.
상기 보강관(240)의 설치가 종료되면 상기 한 쌍의 각형 강관(100)을 동일선상에 서로 인접하여 배치하고, 상기 한 쌍의 각형 강관(100)의 대향 단부의 일면 및 타면을 감싸도록 상기 제1연결 플레이트(210) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 배치한다.
즉, 상기 제1연결 플레이트(210)에 형성된 볼트 구멍이 상기 각형 강관(100)의 일면에 형성된 볼트 구멍과 서로 대면되도록 상기 제1연결 플레이트(210)를 배치하고, 상기 제2연결 플레이트(220)에 형성된 볼트 구멍이 상기 각형 강관(100)의 타면에 형성된 볼트 구멍과 서로 대면되도록 상기 제2연결 플레이트(220)를 배치한다.
상기 제1연결 플레이트(210) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 상기 각형 강관(100)의 일면 및 타면에 배치한 후에는 복수개의 고정 볼트(232)가 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통함과 동시에, 상기 보강관(240)에 삽입되도록 소정 간격으로 배치한다.
즉, 상기 고정 볼트(232)는 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 제2연결 플레이트(220) 및 상기 각형 강관(100)에 형성된 볼트 구멍을 관통하도록 배치됨으로써 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 상호 결합시키고, 상기 각형 강관(100)의 내부에서는 상기 보강관(240)에 삽입되도록 배치된다.
한편, 상기 고정 볼트(232)가 상기 제1연결 플레이트(210), 상기 각형 강관(100) 및 상기 제2연결 플레이트(220)를 관통함으로써 이들 부재를 상호 결합시킨 후에는 상기 제2연결 플레이트(220)의 외면으로 돌출되는 상기 고정 볼트(232)의 일단부에 너트(234)를 결합한다.
여기서, 상기 고정 볼트(232) 및 상기 너트(234)가 서로 조여지더라도 상기 각형 강관(100)의 내부에 상기 고정 볼트(232)가 삽입되도록 상기 보강관(240)이 개재됨으로써 상기 각형 강관(100)의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명인 각형 강관(100)의 이음 방법은 상기 고정 볼트(232) 및 상기 너트(234)의 체결로 상기 각형 강관(100)을 서로 연결하는 것이므로, 건설 현장에서 건축 구조용 보 또는 기둥을 시공하는 경우 그 작업 효율성이 향상되며, 필요한 경우 상기 고정 볼트(232)와 상기 너트(234)의 결합을 해제함으로써 건축 구조용 보 또는 기둥을 용이하게 해체할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 각형 강관 210: 제1연결 플레이트
220: 제2연결 플레이트 230: 체결 부재
240: 보강관

Claims (4)

  1. 동일선상에 서로 인접하여 배치되는 한 쌍의 각형 강관 사이를 서로 연결하는 각형 강관의 이음 장치로서,
    상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 일면을 감싸도록 배치되는 제1연결 플레이트;
    상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 타면을 감싸도록 배치되는 제2연결 플레이트;
    상기 제1연결 플레이트, 상기 각형 강관 및 상기 제2연결 플레이트를 관통하여 소정 간격으로 배치되는 복수개의 체결 부재; 및
    상기 각형 강관의 내부에 개재되어 상기 체결 부재가 삽입되는 보강관; 을 포함하는 각형 강관의 이음 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강관은 그 양단부에 외주 방향으로 돌출 형성되는 지지 리브를 포함하는 각형 강관의 이음 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강관은 상기 지지 리브를 상기 각형 강관의 내부면에 결합시키는 결합 부재를 더 포함하는 각형 강관의 이음 장치.
  4. 한 쌍의 각형 강관 사이를 서로 연결하는 각형 강관의 이음 방법으로서,
    상기 각형 강관의 내부에 보강관을 개재하고, 상기 보강관의 양단부에 외주 방향으로 돌출 형성되는 지지 리브를 상기 각형 강관의 내부면에 결합시키는 단계;
    상기 한 쌍의 각형 강관을 동일선상에 서로 인접하여 배치하는 단계;
    상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 일면을 감싸도록 제1연결 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 한 쌍의 각형 강관의 대향 단부의 타면을 감싸도록 제2연결 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 제1연결 플레이트, 상기 각형 강관 및 상기 제2연결 플레이트를 관통하되, 상기 보강관에 삽입되도록 고정 볼트를 소정 간격으로 배치하는 단계; 및
    상기 제2연결 플레이트의 외면으로 돌출되는 상기 고정 볼트의 일단부에 너트를 결합하는 단계; 를 포함하는 각형 강관의 이음 방법.
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