KR20190077691A - Apparatus for connecting steel pipe - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, an apparatus for connecting a steel pipe includes: a pin joint having a first groove formed on an outer surface in a circumferential direction and a rotation restriction groove; a box joint having a second groove forming a circumferential groove with the first groove when being fastened to the pin joint and a connection groove extended to the second groove side from the outer surface; a first shearing connection material fastened to the circumferential groove and restricting longitudinal relative movement of the pin joint and the box joint; and a second shearing connection material fastened to the connection groove and the rotation restriction groove and restricting circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.

Description

강관 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING STEEL PIPE}[0001] APPARATUS FOR CONNECTING STEEL PIPE [0002]
본 발명은 강관파일 시공 현장에서 상부 강관 및 하부 강관을 용접 없이 기계적으로 연결하는 강관 연결장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe connecting apparatus which mechanically connects an upper steel pipe and a lower steel pipe without welding at a steel pipe file construction site.
파일기초는 상부 구조물을 지반에서 안정적으로 지지해주기 위해 사용되는 기초 형식의 하나로서, 콘크리트 파일 및 강관파일 등이 사용되고 있다. 콘크리트 파일은 자재 비용이 저렴한 장점과 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 적은 단점이 있는 반면, 강관파일은 비록 자재 비용은 많이 소요되나 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 우수하여 큰 횡력(수평력)을 받는 구조물에 대한 파일 기초로 널리 사용되고 있다.The pile foundation is one of the basic types used to stably support the superstructure on the ground, such as concrete pile and steel pipe pile. Concrete piles have a low cost of materials and low resistance to shear and bending moments. On the other hand, steel pipe pile has high resistance to shear force and bending moment even though material cost is high. It is widely used as a file basis for structures.
강관파일은 강관사에서 일정한 길이(12m~15m)로 제조되므로, 시공현장에서 관입깊이가 강관길이를 초과할 경우에는 상부 강관파일과 하부 강관파일을 연결할 필요가 있다. 이들을 연결시키는 연결방법은 용접 방식으로 두 강관을 야금학적으로 접합시키던가, 기계적 연결장치를 이용하여 두 강관을 연결시키는 방식이 있다.Since steel pipe files are manufactured with a certain length (12 m to 15 m) in steel pipe, when the penetration depth exceeds the steel pipe length at the construction site, it is necessary to connect the upper pipe pipe file and the lower pipe pipe file. The connection method for connecting them is a method of joining two steel pipes by welding or metallurgically joining two steel pipes by using a mechanical connection device.
상부 강관파일과 하부 강관파일을 야금학적으로 용접하는 방법은 시공현장에서 용접작업 및 비파괴 검사가 요구되어 시공기간이 길어지고, 강관파일 인발 시에는 절단하여 인발해야하는 어려움이 있는 반면, 용접 없이 기계적으로 연결하는 방법은 현장에서 용접 및 비파괴검사가 필요없기 때문에, 시공기간이 단축되고 인발시 해체도 용이하게 이루어지는 장점이 있다.Metallurgical welding of the upper steel pipe file and the lower steel pipe file requires welding and nondestructive inspection at the construction site, which leads to a longer construction period. In the case of steel pipe file withdrawal, it is difficult to cut and pull out, Since the welding method and the nondestructive inspection are not required in the field, the connection method is advantageous in that the construction period is shortened and disassembly is easily performed.
기존 강관 파일 기계적 연결장치는 핀 조인트, 박스 조인트 등으로 구성된다. 핀 조인트는 박스 조인트의 홈과 마주보게 되어 있으며, 외면 원주홈이 절삭된 구조이다. 상측 강관이 원주 용접된 박스 조인트를 하측 강관이 원주 용접된 핀 조인트에 삽입한 후에 볼트를 회전시킴으로써 박스 조인트 내면 원주홈에 삽입된 전단연결재가 핀 조인트의 홈에 끼워져 박스 조인트 및 핀 조인트 부재가 일체화되어 강관의 기계적 결합이 완료된다. The existing steel pipe file mechanical connection device consists of a pin joint, a box joint and the like. The pin joint faces the groove of the box joint, and the outer circumferential groove is cut. The box joint in which the upper steel pipe is circumferentially welded is inserted into the pin joint where the lower steel pipe is welded circumferentially and then the bolt is rotated so that the shear connection member inserted in the inner circumferential groove of the box joint is inserted into the groove of the pin joint, So that the mechanical coupling of the steel pipe is completed.
한편, 전단연결재가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격이 필요하며, 이 공간으로 인해 강관에 인장력이 작용할 때 전단연결재가 회전하게 되고, 두 박스조인트와 핀조인트를 분리시켜 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 이를 막기 위해서 박스조인트와 핀조인트의 두께는 증가하게 되고, 제작비도 상승하게 된다. On the other hand, in order for the shear connection to be smoothly inserted, a slight tolerance and clearance are required. When this tensile force acts on the steel pipe due to the space, the shear connection member rotates and separates the two box joints and the pin joints. . To prevent this, the thickness of the box joint and the pin joint increases, and the production cost also increases.
JP 3336430 B2 (KUBOTA CORP) 2002.08.09.(등록일)JP 3336430 B2 (KUBOTA CORP) 2002.08.09. (Registration date)
본 발명은 박스조인트와 핀조인트를 전단연결재를 이용해 강건하게 결합시키며, 기계적 연결장치의 두께를 절감시키고 나아가서 경제성 및 제작성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to combine a box joint and a pin joint firmly using a shear connector, to reduce the thickness of a mechanical connecting device, and to improve the economics and manufacturing thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트; 상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트; 상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및 상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함하고, 상기 제1 전단연결재는 그 상부면에 중앙부에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부와, 그 하부면에 상기 중앙부에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부가 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pin joint comprising: a first groove formed on an outer surface in a circumferential direction; A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when fastened to the pin joint and a connection groove extending from the outer surface toward the second groove; A first preheating and heating material fastened to the circumferential groove to restrain axial relative movement of the pin joint and the box joint; And a second shear connection member coupled to the connection groove and the rotation restraint groove and restraining a relative movement of the pin joint and the box joint in the circumferential direction, wherein the first shear connection member has a radial direction An upper first inclined projection having a shape gradually becoming thicker inward and a lower first inclined projection protruding radially outward from the central portion on the lower surface thereof.
상기 연결홈은 상기 제2 홈과 연통하는 연통홀; 상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및 상기 박스 조인트의 외주면에 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함할 수 있다.The connection groove includes a communication hole communicating with the second groove; A rotation constraint hole formed on an opposite surface of the rotation restraint groove; And a stepped surface that is stepped inwardly on an outer circumferential surface of the box joint.
상기 제2 전단연결재는 상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부; 상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및 상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함할 수 있다.The second shear connection member includes an axial restraining portion for restricting axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connection member; A circumferential restraining part which is fitted in the rotation restricting groove; And a cover plate fastened to the stepped surface.
상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고, 상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출될 수 있다.The rotation restraint groove may be provided perpendicularly to the first groove, and the axial restraint portion and the circumferential restraint portion may be integrally provided, and may protrude in a cross shape from the cover plate.
상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고, 상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속할 수 있다.Wherein the pin joint comprises a first engaging portion and a first concave and convex portion, the box joint has a second engaging portion and a second concave and convex portion, and when the pin joint and the box joint are engaged, And the second engaging portion is fitted in the first concave / convex portion, so that the radial relative movement of the pin joint and the box joint can be restrained.
상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형일 수 있다.The first shear connection member may have an arcuate shape having a cross section corresponding to the circumferential groove and being divided into a plurality of portions to be inserted into the circumferential groove through the connecting groove to fill the circumferential groove.
상기 제1 전단연결재는 상기 하부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부와, 상기 상부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부를 포함할 수 있다.Wherein the first shear connector has an upper second slant projection provided in a shape corresponding to the lower first slant projection and a lower second slant projection projecting in a shape corresponding to the upper first slant projection, . ≪ / RTI >
본 발명에 따른 강관 연결장치는 박스조인트와 핀조인트가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. The steel pipe connecting apparatus according to the present invention can secure sufficient structural rigidity by connecting the box joint and the pin joint without the empty space, and it is possible to improve the economical efficiency and manufacturing by reducing the thickness remarkably.
또한 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재의 원주방향 구속부로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the circumferential relative rotation of the box joint and the pin joint can be suppressed by the circumferential restraining portion of the second front end coupling member without a separate rotation inhibition device, the manufacturing cost can be reduced and the ease of installation can be improved.
또한, 제1 전달연결재가 중앙부와 그 상하로 각각 형성되는 경사돌출부를 구비하여 회전을 억제시키고 인장력을 분산하여 상대적으로 얇은 두께로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 막을 수 있다.In addition, the first transmission coupling member has a slant projection formed at the central portion and the upper and lower portions, respectively, so that the rotation can be suppressed and the tensile force can be dispersed, thereby preventing the flexural fracture of the joint caused by the tensile force even with a relatively thin thickness.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 전 측단면도이다.
도 3는 도 1의 조립 후 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 원주홈으로 제1 전단연결재가 설치되는 방식을 나타낸다.
도 5는 도 4에서 제1 전단연결재가 설치된 후의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치에 제2 전단연결재가 설치되는 상태를 나타낸다.
도 7은 도 6에 대한 평면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다.
1 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional front view of Fig. 1; Fig.
Figure 3 is a side cross-sectional view of Figure 1 after assembly.
4 is a view illustrating a method of installing a first shear connection member into a circumferential groove of a steel pipe connecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a side sectional view after the first shear connector is installed in Fig. 4; Fig.
6 shows a state in which a second shear connector is installed in a steel pipe connecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a plan sectional view of Fig. 6; Fig.
8 is a side sectional view showing a state in which a steel pipe connecting apparatus according to a second embodiment of the present invention is assembled.
9 is a side sectional view showing a state in which a steel pipe connecting apparatus according to a third embodiment of the present invention is assembled.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 조립 전 측단면도이며, 도 3는 도 1의 조립 후 측단면도이다. 그리고 도 4는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이에 형성된 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(130)가 설치되는 상태를 나타내고, 도 5는 도 4에서 제1 전단연결재(130)가 설치된 후의 측단면도를 나타낸다.FIG. 1 is an exploded perspective view of a part of a steel pipe connecting apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional front view of FIG. 1, and FIG. 4 shows a state in which the first shear connection member 130 is installed in the circumferential groove S formed between the pin joint 110 and the box joint 120. FIG 5 illustrates the first shear connection member 130 Is provided.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치는 이웃하는 강관을 연결하기 위한 장치로써, 강관(10, 20)의 일단에 고정 결합되는 핀 조인트(110)와, 강관(10, 20)의 타단에 고정 결합되는 박스 조인트(120) 및 상기 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상하방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단연결재(130)를 구비한다. Referring to the drawings, a steel pipe connecting apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a pin joint 110 fixedly coupled to one end of a steel pipe 10, 20, A box joint 120 fixedly coupled to the other end of the box joint 120 and a first shear connector 130 restricting upward and downward relative movement of the pin joint 110 and the box joint 120.
핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 용접되고, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 용접될 수 있다. 즉, 강관 연결장치는 이웃하는 강관(10, 20)의 상부와 하부를 연결하기 위한 것으로서 하측 강관(10)의 상측에는 핀 조인트(110)가 마련되고, 상측 강관(20)의 하측에는 박스 조인트(120)가 마련된다. The pin joint 110 is welded to the upper portion of the lower steel pipe 10 and the box joint 120 is welded to the lower portion of the upper steel pipe 20. [ That is, the steel pipe connecting apparatus is for connecting upper and lower parts of neighboring steel pipes 10 and 20, and a pin joint 110 is provided on the upper side of the lower steel pipe 10, (120).
핀 조인트(110)는 원통형상을 갖추어 하측 강관(10)의 상부에 용접될 수 있다. 구체적으로, 핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 연장 형성된 제1 결합부(113)와 외측으로 돌출 형성되며 돌기(112a)와 홈(112b)의 구조를 갖는 제1 요철부(112)를 갖는다.The pin joint 110 may have a cylindrical shape and be welded to the upper portion of the lower steel pipe 10. Specifically, the pin joint 110 includes a first engaging portion 113 extending from the upper portion of the lower steel pipe 10 and a first irregular portion having a structure of protrusions 112a and 112b 112).
제1 결합부(113)의 외주면에는 원주 방향으로 제1 홈(115)이 형성된다. 또한, 제1 결합부(113)의 선단부에는 제1 결합부(113)의 외주면으로부터 내측으로 단차지게 형성된 제1 걸림부(114)가 형성된다.A first groove 115 is formed in the outer circumferential surface of the first engaging portion 113 in the circumferential direction. The first engaging portion 113 is formed at its distal end with a first engaging portion 114 formed to be stepped inwardly from the outer circumferential surface of the first engaging portion 113.
박스 조인트(120)는 원통형상을 갖추어 상측 강관(20)의 하부에 용접에 의해 체결된다. 구체적으로, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 수직방향으로 연장 형성된 제2 결합부(123)와 상기 제1 걸림부(114)와 접하도록 돌기(124a)와 홈(124b)의 구조를 갖는 제2 요철부(124)가 마련된다.The box joint 120 has a cylindrical shape and is welded to the lower portion of the upper steel pipe 20 by welding. Specifically, the box joint 120 includes a second engaging portion 123 formed at a lower portion of the upper steel pipe 20 and extending in a vertical direction, and a projection 124a and a groove 124b to be in contact with the first engaging portion 114. [ The second concavo-convex portion 124 having the structure of Fig.
제2 결합부(123)의 내주면에는 원주 방향으로 제2 홈(125)이 형성된다. 이때, 제2 결합부(123)의 내경은 제1 결합부(113)의 외경과 대응되는 직경을 갖도록 마련된다. 또한, 제2 결합부(123)의 길이는 제1 결합부(113)의 길이와 대응되는 길이를 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 핀 조인트(110)의 제1 결합부(113)가 박스 조인트(120)에 끼워지며 제1 결합부(113)의 외주면과 제2 결합부(123)의 내주면이 면 접촉한다. On the inner circumferential surface of the second engagement portion 123, a second groove 125 is formed in the circumferential direction. At this time, the inner diameter of the second coupling portion 123 is set to have a diameter corresponding to the outer diameter of the first coupling portion 113. The length of the second coupling portion 123 has a length corresponding to the length of the first coupling portion 113. When the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled to each other, the first engaging portion 113 of the pin joint 110 is fitted into the box joint 120 and the outer surface of the first engaging portion 113 and the second engaging portion 113 The inner circumferential surface of the engaging portion 123 is in surface contact.
한편, 제2 결합부(123)의 하단부에는 제2 결합부(123)의 외주면으로부터 내측으로 단차진 제2 걸림부(122)가 형성된다. 제2 걸림부(122)는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합 시 제1 요철부(112)에 접하도록 구성된다.On the other hand, the second engaging portion 123 is formed with a stepped second engaging portion 122 at the lower end thereof inwardly from the outer peripheral surface of the second engaging portion 123. The second engaging portion 122 is configured to contact the first concave and convex portion 112 when the pin joint 110 and the box joint 120 are engaged.
상기와 같은 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 전체적인 외형은 원통형으로써, 핀 조인트(110)의 상측과 박스 조인트(120)의 상측이 서로 대응되는 형상을 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 제1 걸림부(114)의 돌출된 부분이 제2 요철부(124)의 홈(124b)에 끼워지고, 제2 걸림부(122)의 돌출된 부분이 제1 요철부(112)의 홈(112b)에 끼워지게 된다.The overall external shape of the pin joint 110 and the box joint 120 is cylindrical and the upper side of the pin joint 110 and the upper side of the box joint 120 correspond to each other. When the pin joint 110 and the box joint 120 are engaged, the protruded portion of the first engaging portion 114 is fitted in the groove 124b of the second concave and convex portion 124, and the second engaging portion 122 Is fitted into the groove 112b of the first concavity and convexity 112. As a result,
핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합된 경우 제1 홈(115)과 제2 홈(125)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 이에, 제1 홈(115)과 제2 홈(125)에 의하여 단면이 직사각형인 원주홈(S)이 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이에 형성되게 된다. When the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled, the first groove 115 and the second groove 125 are formed at positions corresponding to each other. A circumferential groove S having a rectangular cross section is formed between the pin joint 110 and the box joint 120 by the first groove 115 and the second groove 125.
연결홈(126)은 원주홈(S)에 후술할 제1 전단연결재(130)를 삽입하기 위하여, 박스 조인트(120)의 외주면에 제2 홈(125)과 연통하여 형성된다. 즉, 연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면에 형성되되, 제2 홈(125)이 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된다. The connection groove 126 is formed in communication with the second groove 125 on the outer circumferential surface of the box joint 120 to insert a first shear connection member 130 to be described later in the circumferential groove S. That is, the connection groove 126 is formed on the outer circumferential surface of the box joint 120, and is formed at a position corresponding to the position where the second groove 125 is formed.
연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면을 따라 소정 길이를 갖도록 형성된다. 이 연결홈(126)은 제2 홈(125)과 연통하는 연통홀(126a)과, 연통홀(126a)에 수직으로 형성되는 회전구속홀(126b), 연통홀(126a)로부터 박스 조인트(120)의 반경 방향으로 박스 조인트(120)의 외주면과 단차지게 형성되는 단차면(126c)을 구비한다. 이때, 연통홀(126a)은 후술할 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입시키기 위한 것이며, 회전구속홀(126b)은 핀 조인트(110)과 박스 조인트(120)의 원주 방향 상대 회전을 구속하고, 단차면(126c)은 후술할 제2 전단연결재(140)를 통해 연결홈(126)을 폐쇄하도록 결합되는 설치면의 기능을 갖는다.The connection groove 126 is formed to have a predetermined length along the outer circumferential surface of the box joint 120. The connection groove 126 extends from the communication hole 126a communicating with the second groove 125 to the rotation restricting hole 126b formed vertically to the communication hole 126a and the box joint 120 And a step 126c formed to be stepped with the outer circumferential surface of the box joint 120 in the radial direction of the box joint 120. [ At this time, the communication hole 126a is for inserting the first shear connection member 130, which will be described later, into the circumferential groove S, and the rotation constraint hole 126b is for connecting the pin joint 110 and the box joint 120 in the circumferential direction And the stepped surface 126c has a function of a mounting surface to be coupled to close the connecting groove 126 through the second shear connecting member 140 to be described later.
전단연결재는 복수개의 제1 전단연결재(130)와 최종 체결용 제2 전단연결재(140)를 포함하고, 이들은 원주홈(S) 및 연결홈(126)에 삽입되어 박스 조인트(120)와 핀 조인트(110)의 상대 이동을 구속할 수 있다.The shear connector includes a plurality of first shear connectors 130 and a second shear connector 140 for final fastening which are inserted into the circumferential groove S and the connecting groove 126 to form a box joint 120 and a pin joint 140. [ (110).
제1 전단연결재(130)는 원주홈(S)에 삽입되며 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 상대 이동을 구속하는 역할을 수행한다. 원주홈(S)은 핀 조인트(110)의 제1 홈(115)과 박스 조인트(120)의 제2 홈(125)이 합쳐져 형성되는데, 이러한 원주홈(S)에 제1 전단연결재(130)가 삽입되어 핀 조인트(110) 또는 박스 조인트(120)의 길이방향 이탈을 막는 것이다.The first shear connector 130 is inserted into the circumferential groove S and serves to restrain the relative movement of the pin joint 110 and the box joint 120 in the axial direction. The circumferential groove S is formed by joining the first groove 115 of the pin joint 110 and the second groove 125 of the box joint 120. The first shear coupling member 130 is inserted into the circumferential groove S, Is inserted to prevent longitudinal displacement of the pin joint 110 or the box joint 120.
복수개로 분할된 제1 전단연결재(130)는 원주홈(S)에 삽입되어 원주홈(S)을 채우도록 각각 원주홈(S)과 대응되는 단면 및 형상을 갖는다. 제1 전단연결재(130)는 연결홈(126)의 연통홀(126a)을 통하여 원주홈(S)에 삽입될 수 있다. 즉, 하나의 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입 후, 삽입된 제1 전단연결재(130)에 외력을 가하여 원주홈(S)의 왼쪽 또는 오른쪽 원주 방향으로 이동시킨 다음, 다른 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입하여 원주 방향으로 이동시키는 과정을 반복하여 원주홈(S)의 빈 공간을 채우게 된다. The first shear connector 130 divided into a plurality of sections has a cross section and a shape corresponding to the circumferential grooves S so as to be inserted into the circumferential grooves S and fill the circumferential grooves S. [ The first shear connection member 130 may be inserted into the circumferential groove S through the communication hole 126a of the connection groove 126. [ That is, after inserting one first shear connector 130 into the circumferential groove S, an external force is applied to the inserted first shear connector 130 to move it in the circumferential direction to the left or right of the circumferential groove S, The other first shear connector 130 is inserted into the circumferential groove S and is repeatedly moved in the circumferential direction to fill the empty space of the circumferential groove S. [
복수개의 제1 전단연결재(130)와 마무리 체결용 제2 전단연결재(140)는 원주홈(S)의 빈 공간을 채우도록 원주홈(S)의 길이를 1/n로 나눈 개수를 갖는다. 예컨대, 360°의 원주를 갖는 원주홈(S)을 채우도록 복수의 제1 전단연결재(130)와 제2 전단연결재(140)는 중심축을 기준으로 0°에서 45°까지의 각도를 갖도록 분할되어 총 7개의 제1 전단연결재(130)와 하나의 제2 전단연결재(140)로 마련될 수 있다. 이때, 연결홈(126)은 연통홀(126a)을 통해 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(130)가 삽입되도록 0°에서 45°까지의 각도로 마련될 수 있다.The plurality of first shear connecting members 130 and the second shear connecting members 140 for finishing fastening have a number obtained by dividing the length of the circumferential groove S by 1 / n so as to fill the empty space of the circumferential groove S. For example, the plurality of first shear connection members 130 and the second shear connection members 140 are divided so as to have an angle from 0 to 45 degrees with respect to the center axis so as to fill the circumferential groove S having a circumference of 360 degrees A total of seven first shear connectors 130 and one second shear connector 140 may be provided. At this time, the connection groove 126 may be formed at an angle of 0 ° to 45 ° so that the first shear connection member 130 is inserted into the circumferential groove S through the communication hole 126a.
제2 전단연결재(140)는 제1 전단연결재(130)의 삽입이 완료되면, 마지막으로 연결홈(126)을 폐쇄하도록 결합된다. 이 제2 전단연결재(140)는 연결홈(126)과 형합하는 형상을 갖는다. 이 제2 전단연결재(140)는 외주면이 박스 조인트(120)의 외주면과 부드럽게 이어지도록 단차면(126c)에 덮개판(143)이 밀착된 상태로 체결볼트(미도시)를 통해 박스 조인트(120)에 체결될 수 있다. The second shear connecting member 140 is finally coupled to close the connecting groove 126 when the insertion of the first shear connecting member 130 is completed. The second shear connection member 140 has a shape that mates with the connection groove 126. The second shear connection member 140 is connected to the box joint 120 through a fastening bolt (not shown) in a state in which the cover plate 143 is in close contact with the step surface 126c so that the outer circumferential surface smoothly connects to the outer circumferential surface of the box joint 120. [ As shown in Fig.
제2 전단연결재(140)는 제1 전단연결재(130)와 함께 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부(141), 회전구속홈(116)에 끼워지는 원주방향 구속부(142), 및 단차면(126c)에 체결되는 덮개판(143)을 포함할 수 있다. 이때, 축방향 구속부(141)와 원주방향 구속부(142)는 일체형으로 마련되어, 덮개판(143)에서 십자형으로 돌출될 수 있다. The second shear connecting member 140 includes an axial restricting portion 141 for restricting axial relative movement of the pin joint 110 and the box joint 120 together with the first shear connecting member 130, And a cover plate 143 fastened to the stepped surface 126c. At this time, the axial restraining portion 141 and the circumferential-direction restraining portion 142 may be integrally provided, and may protrude in a cross shape from the cover plate 143.
따라서, 제1 전단연결재(130)는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 이동을 구속하고, 제2 전단연결재(140)로는 축방향 이동과 원주방향 이동을 구속하고, 걸림부(112, 122)와 요철부(114, 124)는 반경 방향 상대 이동을 구속함으로써, 강관 연결장치의 3축 좌표계에서의 이동을 모두 구속할 수 있다.Accordingly, the first shear connector 130 restrains the axial movement of the pin joint 110 and the box joint 120, the second shear connector 140 restricts the axial movement and the circumferential movement, (112, 122) and the concave and convex portions (114, 124) can restrain movement in the three-axis coordinate system of the steel pipe connecting device by restraining radial relative movement.
또한, 박스조인트(120)와 핀조인트(110)가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재(140)의 원주방향 구속부(142)로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, the box joint 120 and the pin joint 110 are connected without an empty space, sufficient structural rigidity can be ensured, and economical efficiency and preparation can be improved through remarkable thickness reduction. Further, since the circumferential relative rotation of the box joint and the pin joint can be suppressed by the circumferential restricting portion 142 of the second front end coupling member 140 without a separate rotation inhibiting device, the manufacturing cost can be reduced and the ease of installation can be improved have.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강관 연결장치의 결합 단면도이다.8 is an assembled cross-sectional view of a steel pipe connecting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
전단연결재가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격이 필요하며, 이 공간으로 인해 강관에 인장력이 작용할 때 전단연결재가 회전하며, 두 박스조인트와 핀조인트를 분리시켜 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 이를 막기 위해서 박스조인트와 핀조인트의 두께는 증가하게 되고, 제작비도 상승하게 된다. In order for the shear connection to be smoothly inserted, a slight tolerance and clearance are required. When the tensile force acts on the steel pipe due to this space, the shear joint rotates, and the two box joints and the pin joints are separated from each other. To prevent this, the thickness of the box joint and the pin joint increases, and the production cost also increases.
제2 실시예에서는 이를 막기 위해, 제1 전단연결재(230)의 중앙부보다 양 끝단의 단면적이 더 넓은 모양의 제1 전단연결재(230)가 적용될 수 있다. 인장력이 가해지는 부분에 경사를 줌으로써 힘의 분력이 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220) 방향으로 향하게 해서 두 조인트의 휨파괴를 억제시키기 위함이다. 이때 제1 홈(215)과 제2 홈(225)은 각각 제1 전단연결재(230)의 단면 모양에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.In the second embodiment, a first shear connector 230 having a larger cross-sectional area at both ends than the central portion of the first shear connector 230 may be applied to prevent this. So that the force of force is directed in the direction of the pin joint 210 and the box joint 220 by suppressing the flexural fracture of the two joints. At this time, the first groove 215 and the second groove 225 may have a size corresponding to the cross-sectional shape of the first shear connector 230, respectively.
제1 전단연결재(230)는 그 상부면에 중앙부(230a)에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 경사돌출부(230b)와, 그 하부면에 중앙부(230a)에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 경사돌출부(230c)가 형성될 수 있다.The first shear connecting member 230 has an upper sloping projection 230b on the upper surface thereof and having a shape gradually increasing radially inward from the central portion 230a and a lower sloping protrusion 230b on the lower surface thereof, A lower inclined projection 230c may be formed.
이처럼, 제2 실시예에서는 제1 전달연결재(230)의 형상을 변환하여 회전억제 및 인장력 힘을 분산하고, 얇은 두께의 제1 전단연결재(230)로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 제어할 수 있다.As described above, in the second embodiment, the shape of the first transmission coupling member 230 is changed to disperse the rotation restraining force and the tensile force, and the first shear coupling member 230 having a small thickness can control the flexural failure of the joint, can do.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강관 연결장치의 결합 단면도이다.9 is an assembled cross-sectional view of a steel pipe connecting apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 제1 전단연결재(330)의 중앙부보다 양 끝단의 단면적이 더 넓은 모양의 제1 전단연결재(330)가 적용될 수 있다. 인장력이 가해지는 부분에 경사를 줌으로써 힘의 분력이 핀 조인트(310)와 박스 조인트(320) 방향으로 향하게 해서 두 조인트의 휨파괴를 억제시키기 위함이다. 이때 제1 홈(315)과 제2 홈(325)은 각각 제1 전단연결재(330)의 단면 모양에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.Referring to the drawing, a first shear connector 330 having a larger cross-sectional area at both ends than a center portion of the first shear connector 330 can be applied. So that a force component of the force is directed in the direction of the pin joint 310 and the box joint 320 by suppressing the flexural failure of the two joints. At this time, the first groove 315 and the second groove 325 may have a size corresponding to the cross-sectional shape of the first shear connector 330, respectively.
즉, 제1 전단연결재(330)는 그 상부면에 중앙부(330a)에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부(330b)와, 그 하부면에 중앙부(330a)에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부(330c)가 형성될 수 있다.That is, the first shear connector 330 has an upper first inclined projection 330b on the upper surface thereof and a radially outer side at a central portion 330a on the lower surface of the upper first inclined projection 330b, A lower first inclined projection 330c that gradually becomes thicker can be formed.
나아가, 제1 전단연결재(330)는 하부 제1 경사돌출부(330c) 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부(330d)와, 상부 제1 경사돌출부(330b) 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부(330e)를 포함할 수 있다. 이처럼 제3 실시예에서는 제1 전달연결재가 중앙부와 그 상하로 각각 형성되는 경사돌출부를 구비하여 회전을 억제시키고 인장력을 분산하여 상대적으로 얇은 두께로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 막을 수 있다.Further, the first shear connector 330 includes an upper second inclined projection 330d provided in a shape corresponding to the lower first inclined projection 330c and a lower second inclined projection 330d provided on the opposite side of the upper first inclined projection 330b, And a lower second inclined projection 330e provided in a corresponding shape. As described above, in the third embodiment, the first transmission coupling member has the central portion and the slant projections formed respectively at the upper and lower portions thereof to suppress the rotation and to disperse the tensile force so as to prevent the bending failure of the joint caused by the tensile force even with a relatively thin thickness have.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
S: 원주홈 110: 핀 조인트
112: 제1 요철부 113: 제1 결합부
114: 제1 걸림부 115: 제1 홈
116: 회전구속홈 120: 박스 조인트
122: 제2 걸림부 123: 제2 결합부
124: 제2 요철부 125: 제2 홈
126: 연결홈 126a: 연통홀
126b: 회전구속홀 126c: 단차면
130: 제1 전단연결재 140: 제2 전단연결재
141: 축방향 구속부 142: 원주방향 구속부
143: 덮개판 210: 핀 조인트
215: 제1 홈 220: 박스 조인트
225: 제2 홈 230: 제1 전단연결재
230a: 중앙부 230b: 상부 경사돌출부
230c: 하부 경사돌출부 310: 핀 조인트
315: 제1 홈 320: 박스 조인트
325: 제2 홈 330: 제1 전단연결재
330a: 중앙부 330b: 상부 제1 경사돌출부
330c: 하부 제1 경사돌출부 330d: 상부 제2 경사돌출부
330e: 하부 제2 경사돌출부
S: circumferential groove 110: pin joint
112: first irregular portion 113: first engaging portion
114: first engaging portion 115: first groove
116: rotational restraint groove 120: box joint
122: second engaging part 123: second engaging part
124: second concave / convex portion 125: second groove
126: connection groove 126a: communication hole
126b: rotation restraining hole 126c:
130: first shear connection member 140: second shear connection member
141: axial restraining portion 142: circumferential restraining portion
143: cover plate 210: pin joint
215: first groove 220: box joint
225: second groove 230: first shear connector
230a: central portion 230b: upper inclined projection
230c: lower inclined projection 310: pin joint
315: first groove 320: box joint
325: second groove 330: first shear connector
330a: central portion 330b: upper first inclined projection
330c: Lower first inclined projection 330d: Upper second inclined projection
330e: Lower second inclined projection

Claims (7)

  1. 외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트;
    상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트;
    상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및
    상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함하고,
    상기 제1 전단연결재는 그 상부면에 중앙부에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부와, 그 하부면에 상기 중앙부에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부가 형성되는 강관 연결장치.
    A pin joint having a first groove formed on an outer surface in a circumferential direction and a rotation restricting groove;
    A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when fastened to the pin joint and a connection groove extending from the outer surface toward the second groove;
    A first preheating and heating material fastened to the circumferential groove to restrain axial relative movement of the pin joint and the box joint; And
    And a second shear connection member coupled to the connection groove and the rotation constraint groove and restricting relative movement of the pin joint and the box joint in the circumferential direction,
    Wherein the first shear connector has an upper first inclined projection having a shape gradually increasing radially inward from a central portion thereof and a lower first inclined projection projecting radially outward from the central portion on a lower surface thereof, Steel pipe connection device.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결홈은
    상기 제2 홈과 연통하는 연통홀;
    상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및
    상기 박스 조인트의 외주면에 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함하는 강관 연결장치.
    The method according to claim 1,
    The connecting groove
    A communication hole communicating with the second groove;
    A rotation constraint hole formed on an opposite surface of the rotation restraint groove; And
    And a stepped surface that is stepped inwardly on an outer peripheral surface of the box joint.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전단연결재는
    상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부;
    상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및
    상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함하는 강관 연결장치.
    3. The method of claim 2,
    The second shear connector
    An axial restraining unit for restricting axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connector;
    A circumferential restraining part which is fitted in the rotation restricting groove; And
    And a lid plate fastened to the stepped surface.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고,
    상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출되는 강관 연결장치.
    The method of claim 3,
    Wherein the rotation restricting groove is provided perpendicular to the first groove,
    Wherein the axial restraining part and the circumferential restraining part are provided integrally and protrude in a cruciform shape from the cover plate.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고,
    상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고,
    상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속하는 강관 연결장치.
    The method of claim 3,
    Wherein the pin joint has a first engaging portion and a first concave and convex portion,
    The box joint has a second engaging portion and a second concave and convex portion,
    Wherein the first engaging portion is fitted to the second concave-convex portion when the pin joint and the box joint are engaged, and the second engaging portion is fitted to the first concave-convex portion to restrict radial relative movement of the pin joint and the box joint Steel pipe connection device.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형인 강관 연결장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the first shear connector has a cross section corresponding to the circumferential groove and is inserted into the circumferential groove through the connecting groove to be divided into a plurality of portions to fill the circumferential groove.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전단연결재는 상기 하부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부와, 상기 상부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부를 포함하는 강관 연결장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the first shear connector has an upper second slant projection provided in a shape corresponding to the lower first slant projection and a lower second slant projection projecting in a shape corresponding to the upper first slant projection, And a pipe connecting device.
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