KR20190137213A - 지반 보강용 내진성 나선형 형강 - Google Patents

지반 보강용 내진성 나선형 형강 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출공정에 의하여 단면이 장방형상으로 성형된 형강으로 제작되도록 한 후, 별도의 압연공정의 압연로울들에서 장방형상의 형강의 단면의 간격 칫수가 긴 한쪽의 대응면들에 준구면과, 또 이 준구면이 구면으로 성형되고, 또 이 구면에 일정간격의 나사형 리브가 성형되도록 함에 따라서, 단면이 장방형상의 한쪽의 대응면은 나사형 리브가 형성되고, 또 다른 한쪽의 대응면은 가공되지 않아 평탄면을 그대로 유지한 형태의 형강을 얻을 수 있도록 하면서, 이어서 이 나사형 리브를 가지는 형강은 트위스터에서 균일한 트위스트 각도와 피치 간격으로 단위 스파이럴이 반복되도록 제작되어 나선형 형강을 얻음으로써, 지중 및 암반에서 동일한 단면적하에서의 압축강도 및 휨변형 등의 기계적 성질을 향상시킬 수 있는 지반 보강용 내진성 나선형 형강과 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 압출 성형된 단면이 장방형상의 평형봉강(1)의 가공소재와, 상기 가공소재가 압연공정에서 장방형상의 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 대하여 구면압연로울(20)들에 의하여 구면(210)들이 성형되도록 된 구면 가공공정과, 상기 구면 가공공정에서 형성된 구면(210)들에 리브압연로울(30)에 의하여 길이방향의 대응면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되는 리브 가공공정과, 상기 리브 가공공정에서 얻어진 리브 형강(300)이 트위스터(5)에서 양쪽이 척(8,8)에 물린 상태에서 트위스트되는 트위스트공정을 거쳐서, 서로 대응되는 면에 나사형 리브(310)이 형성된 형강(300)의 전체의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 나선(410)이 성형되어, 이 나선(410)이 형성된 형강의 외주면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되는 지반 보강용 내진성 나선형 형강의 제조방법에 특징이 있고, 또한 본 발명은 장방형상의 평형봉강(1)에 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않은 평탄면(330)이고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 중심축으로부터 원주방향으로 구면(210)들이 형성되며, 상기 구면(210)들에 길이방향으로 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성된 리브 형강(300)이 형성되고, 상기 리브 형강(300)의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 스파이럴 형상의 나선(410)이 성형되어, 이 나선(410)이 형성된 형강의 외주면의 전체길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되어 있으며, 또한 본 발명의 상기 단면이 장방형상의 대응면에 형성된 형강의 종방향의 나사형 리브(310)부분의 폭(340)은, 형강의 원주에 대하여 대략 1/4 칫수이고, 또한 본 발명의 상기 단면이 장방형상의 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브(310)이 형성된 형강의 가공되지 않은 대응되는 평탄면(330)의 폭은, 이 형강의 길이방향으로 트위스트될 수 있는 각도 및 피치의 칫수이며, 또한 본 발명의 상기 리브 형강(300)은 두께 10∼15mm, 폭 20∼50mm으로 트위스트될 수 있는 칫수이다.

Description

지반 보강용 내진성 나선형 형강과 그의 제조방법{The method section shape steel and spiral section shape steel for underground earthquake reinforcement}
본 발명은 형강을 단면이 장방형상으로 성형하여 그 길이방향으로 나사형 리브와 나선이 성형되도록 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강과 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출공정에 의하여 단면이 장방형상으로 성형된 형강으로 제작되도록 한 후, 별도의 압연공정의 압연로울들에서 장방형상의 형강의 단면의 간격 칫수가 긴 한쪽의 대응면들에 준구면과, 또 이 준구면이 구면으로 성형되고, 또 이 구면에 일정간격의 나사형 리브가 성형되도록 함에 따라서, 단면이 장방형상의 한쪽의 대응면은 나사형 리브가 형성되고, 또 다른 한쪽의 대응면은 가공되지 않아 평탄면을 그대로 유지한 형태의 형강을 얻을 수 있도록 하면서, 이어서 이 나사형 리브를 가지는 형강은 트위스터에서 균일한 트위스트 각도와 피치 간격으로 단위 스파이럴이 반복되도록 제작되어 나선형 형강을 얻음으로써, 지중 및 암반에서 동일한 단면적하에서의 압축강도 및 휨변형 등의 기계적 성질을 향상시킬 수 있는 지반 보강용 내진성 나선형 형강과 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 압출에 의하여 성형되는 구조용 강재의 봉강은, 콘크리트 주조용 소재 또는 봉강의 외주면에 가공소재에 2차 가공에 의하여 나사를 형성하여, 지반이나 암반 지역에서 터널, 지하저장소, 흙막이 및 보호구조물 등을 구축할 때에 구조물의 안정화를 위한 지보재로 사용되고 있다.
가공소재의 외부면에 나사의 가공에 있어서는, 가공소재의 외주에 다이스를 형성하고, 이 다이스를 회전시키는 것에 의해 가공소재의 외주면에 나사를 형성하던가, 또는 선반 등에 의해 가공소재를 회전시켜, 바이트에 의해 나사를 형성하는 것이 통상이다.
그러나, 이들 어느 경우도, 그 가공 공정이 가공소재의 표면을 서서히 절삭 해 나간다고 하는 것이기 때문에, 비교적 긴 가공 시간을 필요로 한다.
그래서, 봉강의 필요의 형상과 설계에 따라, 봉강의 압출 성형시에 봉강이 여러개의 설계칫수를 가지는 압연로울들을 거치면서 원하는 칫수의 형강을 얻고 있다.
예를 들면, 콘크리트 등의 구성품속에 넣어 구조물의 장력을 보강하기 위해 사용되는 대략 단면이 원형상의 철근은, 건축 및 토목 구조물의 형상에 따른 설치 위치에 따라 다양한 형태로 가공된다.
또한, 봉강의 외주면의 형상에 따라 원형봉강과 이형봉강으로 구분되는데, 원형봉강은 표면에 리브가 없는 것을 말하고, 이형봉강은 표면에 일정간격의 리브가 형성되어 있는 것을 말한다. 이러한 봉강들은 건축 및 토목 구조물의 말뚝이나 뼈대를 이루면서 구조적 강성을 증대시키고 구조적 안정성을 보장하는 역할을 한다.
근래에는 이형봉강의 외주면에 나사형태의 리브가 형성되도록 한 후, 현장의 요구에 따라서 일정길이로 절단하여 토목 구조물 등의 지중 및 암반에서 구조물 등을 구축할 수 있는 구축물로써 사용되고 있다.
상기 외주면에 나사형태의 리브가 형성된 이형봉강은, 단면이 원형으로 되어 있기 때문에 동일한 단면적하에서의 압축강도 및 휨변형 등의 기계적 성질이 낮은 문제가 있다.
즉, 지중에서 구조물의 지보재료로 사용하는 경우, 항타기를 이용하여 이형봉강의 항타시에, 나사의 회전운동의 연직하중으로 선단의 확장저항과 나사부의 마찰저항으로 토사로부터 지지력을 확보할 수 없는 문제가 있다.
또한, 암반에서 구조물의 지보재료로 사용하는 경우, 암반에 보링기를 이용하여 이형봉강을 고정할 수 있는 직경과 길이의 구멍을 뚫은 후, 이 굴착공에 이형봉강을 삽입하고, 시멘트 몰탈을 주입하거나 시멘트몰탈을 선 주입한 후 이형봉강을 삽입하고, 굴착공으로부터 굴착면의 외부에 타설 경화된 숏크리트 또는 콘크리트를 관통하여 외부로 돌출된 이형봉강의 끝단에 지압판을 끼우고 너트를 체결하는 방식으로 시공하여, 이형봉강에 의한 단순 지보력으로 구조물을 안정화시켜서 암반이 붕괴되는 사고 등을 방지하도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 이형봉강은 외주면에 돌출시킨 리브는 굴착공내에서 시멘트 몰탈과 접촉에 의한 마찰 저항력이 그다지 크지 못하기 때문에, 강력한 정착능력을 기대하기 어려워서 결과적으로 지반이나 암반에 대한 압축 지보력 또는 단순 지보력을 획기적으로 증대시키기에 역부족이다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해서는 이형봉강이 지중 및 암반에서 서로 접촉면적과 마찰 저항력은 증가할 수 있는 형상조건을 가지도록 제작되어야 할 필요가 있다.
또한, 인류는 지진으로부터 심각한 피해를 겪어왔다. 심지어 최근 몇년 사이에도 우리나라에 크고 작은 지진이 발생하고 있고, 시설의 안전을 위해 광범위한 조사가 필요하다는 것을 인식시켜 주고 있다. 기존 건물 및 예전의 내진 설계 기준에 의해 지어진 구조물을 포함하여, 더 큰 지진을 가정하여, 지진시에 건물의 강도를 개선시키기 위해 다양한 내진 강화 방법이 요구된다.
특허 제10-1768820호
본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 지중 또는 암반에서 구성품을 유지하도록 하는 구성품으로써, 동일한 단면적하에서의 압축강도 및 휨변형 등의 기계적 성질을 높일 수 있는 지반 보강용 내진성 나선형 형강과 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은, 가공소재로써 단면이 장방형상의 평형봉강을 이용하며, 이 평형봉강이 압연공정에서 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 대하여 구면들로 성형되도록 하면서, 이 구면들의 길이방향으로 나사형 리브가 성형됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 단면이 장방형상의 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브의 길이는, 형강의 원주에 대하여 대략 1/4 칫수임을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단면이 장방형상의 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브가 형성된 형강의 가공되지 않은 대응되는 평탄면의 간격은, 이 형강이 길이방향으로 트위스트될 수 있는 각도 및 피치의 칫수임을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단면이 장방형상인 대응면에 나사형 리브가 형성된 형강은, 원하는 길이의 칫수로 절단하여 사용할 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 단면이 장방형상인 대응면에 나사형 리브가 형성된 형강은, 트위스터에서 양쪽이 척에 물린 상태에서 트위스트되어, 트위스트의 각도와 피치로 성형되어 나사형 리브를 가지는 나선형 형강을 얻을 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 나선형 형강은 대략 30∼60 각도로 트위스트 되어 전체의 길이에 걸쳐 나선이 형성되어 있으면서 나선의 바깥둘레면에 전체의 길이에 걸쳐 나사형 리브가 형성됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 나선형 형강의 한쪽은 지중 등에 틀어박을 수 있는 형태의 촉형상으로 가공할 수 있고, 다른 한쪽은 지압판 및 너트 등을 체결할 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 나선형 형강은 지중 등에 틀어박을 때, 형강의 트위스트된 나선에 의하여 나선의 회전운동의 연직하중으로 선단의 확장저항과, 또한 형강의 나선이 형성된 둘레면의 나사형 리브에 의하여 지중과의 마찰저항으로 토사로부터 지지력을 확보할 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 나사형 리브가 형성된 나선형 형강은, 균일한 트위스트 각도와 피치간격으로 단위스파이럴이 반복되도록 제작되어 있기 때문에, 지중 또는 암반에 형강이 고정된 상태에서 토사 및 시멘트몰탈과의 접촉에 의한 마찰 저항력이 증대되어서 우수한 정착능력을 발휘하게 됨을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 나선형 형강은 지진 등의 외력에 의해 상기 베이스에서 발생하는 굽힘 모멘트가 나선에 의하여 직교방향으로 분산함으로써 굽힘 모멘트가 상기 기초에 거의 전달되지 않으며, 따라서 상기 기초 부재가 부담하는 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있도록 됨을 목적으로 한다.
본 발명은 압출 성형된 단면이 장방형상의 평형봉강의 가공소재와,
상기 가공소재가 압연공정에서 장방형상의 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 대하여 구면압연로울들에 의하여 구면들이 성형되도록 된 구면 가공공정과, 상기 구면 가공공정에서 형성된 구면들에 리브압연로울에 의하여 길이방향의 대응면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격을 갖는 나사형 리브가 형성되는 리브 가공공정과, 상기 리브 가공공정에서 얻어진 나사형 리브 형강이 트위스터에서 양쪽이 척에 물린 상태에서 트위스트되는 트위스트공정을 거쳐서, 서로 대응되는 면에 나사형 리브가 형성된 형강의 전체의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 나선이 성형되어, 이 나선이 형성된 형강의 외주면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격을 갖는 나사형 리브가 형성되는 지반 보강용 내진성 나선형 형강의 제조방법에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 장방형상의 평형봉강에 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않은 평탄면이고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 중심축으로부터 원주의 구면들이 형성되며, 상기 구면들에 길이방향으로 평형리브골의 간격을 갖는 나사형 리브가 형성된 리브 형강이 형성되고, 상기 리브 형강의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 스파이럴 형상의 나선이 성형되어, 이 나선이 형성된 형강의 외주면의 전체길이에 걸쳐 평형리브골의 간격을 갖는 나사형 리브가 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 상기 단면이 장방형상의 대응면에 형성된 형강의 종방향의 나사형 리브부분의 폭은, 형강의 원주에 대하여 대략 1/4 칫수이다.
또한, 본 발명의 상기 단면이 장방형상의 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브가 형성된 형강의 가공되지 않은 대응되는 평탄면의 폭은, 이 형강의 길이방향으로 트위스트될 수 있는 각도 및 피치의 칫수이다.
또한, 본 발명의 상기 리브 형강(300)은 두께 10∼15mm, 폭 20∼50mm으로 트위스트될 수 있는 칫수이다.
이상과 같이, 본 발명은 압출공정에 의하여 단면이 장방형상으로 성형된 형강으로 제작되도록 한 후, 별도의 압연공정의 압연로울들에서 장방형상의 형강의 단면의 간격 칫수가 긴 한쪽의 대응면들에 준구면과, 또 이 준구면이 구면으로 성형되고, 또 이 구면에 일정간격의 나사형 리브가 성형되도록 함에 따라서, 단면이 장방형상의 한쪽의 대응면은 나사형 리브가 형성되고, 또 다른 한쪽의 대응면은 가공되지 않아 평탄면을 그대로 유지한 형태의 형강을 얻을 수 있도록 하면서, 이어서 이 나사형 리브를 가지는 형강은 트위스터에서 균일한 트위스트 각도와 피치 간격으로 단위 스파이럴이 반복되도록 제작되어 나선형 형강을 얻음으로써, 지중 및 암반에서 동일한 단면적하에서의 압축강도 및 휨변형 등의 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 지반 보강용 내진성 나선형 형강의 제조방법의 개략도,
도 2a 는 본 발명의 준구면압연로울의 확대도,
도 2b 는 본 발명의 구면압연로울의 확대도,
도 2c 는 본 발명의 리브압연로울의 확대도,
도 3a 는 본 발명의 준구면의 형강의 단면도,
도 3b 는 본 발명의 구면의 형강의 단면도,
도 3c 는 본 발명의 리브 형강의 확대도,
도 4 는 본 발명의 트위스터에 리브 형강이 장착된 정면도,
도 5 는 본 발명의 트위스터에 나선형 형강이 성형된 정면도,
도 6a 는 본 발명의 리브 형강의 일부 절결 정면도,
도 6b 는 본 발명의 리브 형강의 종단면도,
도 7 은 본 발명의 나선형 형강의 정면도,
도 8 은 본 발명의 나선형 형강의 종단면도,
도 9 는 본 발명의 나선형 형강이 지중에 매설된 예의 종단면도.
본 발명의 구체적인 예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
본 발명의 가공소재는 탄소강 및 탄소합금강의 재질로써, 가로, 세로길이가 서로 다른 단면이 장방형상으로 압출 성형된 평형봉강(1)을 사용한다.
이 평형봉강(1)은 안내로울(2)들과 압연로울(10,20,30)들이 형성된 압연공정에서 대략 300∼600℃의 열간가공에 의하여 가공처리되게 된다.
일정길이의 가공소재의 평형봉강(1)은, 안내로울(2)에 안내되면서 정위로 주행될 수 있도록 되고, 안내로울(2)들을 거친 평형봉강(1)은 준오목부(11)들을 가지는 1쌍의 준구면압연로울(10)이 서로 마주보는 방향으로 회전하면서 가공소재에 힘을 가해 연속적인 압연을 수행함에 따라서, 도 3a에 나타낸 바와 같이 형강의 4개의 모퉁이 부분이 준구면(110)을 이루는 단면이 준구면의 형강(100)으로 가공된다.
단면이 준구면의 형강은, 상기 준구면압연로울(10)에 연이어서 설치되어 오목부(21)들을 가지는 1쌍의 구면압연로울(20)이 서로 마주보는 방향으로 회전하면서 준구면의 형강(100)에 힘을 가해 역시 연속적인 압연을 수행함에 따라서, 도 3b에 나타낸 바와 같이 형강의 위, 아래쪽의 면에 구면(210)을 이루는 단면이 구면의 형강(200)으로 가공하게 된다.
그래서, 압연공정에서 장방형상의 평형봉강(1)은, 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 대하여 구면(210)들이 성형되도록 한다.
상기 구면의 형강(200)은, 상기 구면압연로울(20)에 연이어서 설치되어 리브오목부(31)들을 가지는 1쌍의 리브압연로울(30)이 서로 마주보는 방향으로 회전하면서 구면의 형강(200)에 힘을 가해 역시 연속적인 압연을 수행함에 따라서, 도 3c에 나타낸 바와 같이 형강의 위, 아래쪽의 구면(210)에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되는 리브 형강(300)을 얻게 된다.
그리고, 상기 리브 형강(300)은 안내로울(2)들에 안내되어 절단기(3)에서 일정길이로 절단되어 저장함(4)에 저장되게 된다.
본 발명의 상기 압연공정은 기본적인 설비에 대하여 설명되고 있으며, 구체적인 설계와 설비 등의 설명은 기본적인 설비를 벗어나지 않는 한계에서 변형가능하다.
본 발명의 특징은 도 6a,b에 나타낸 바와 같이 장방형상의 형강에서, 평형봉강(1)에 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않은 평탄면(330)이고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 중심축으로부터 원주의 구면(210)들이 형성되고, 또한 이 구면(210)은 형강(200)의 길이방향의 전체길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성된 점이다.
상기 리브 형강(300)에서 평형리브골의 간격(320)은, 도 6a에서 나사형 리브(310)과 나사형 리브(310)의 사이가 골을 이루는 부분을 칭하며, 일반 깊이가 있는 골과는 다르게 본 발명의 골은 수평방향인 길이방향으로 길이가 길면서 경사각을 이루는 간격의 형태를 말한다.
또한, 상기 평형봉강(1)에 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않은 평탄면(330)이고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 중심축으로부터 원주의 구면(210)들이 형성되고, 또한 이 구면(210)에 나사형 리브가 형성된 것은, 도 6b에 나타낸 바와 같이 상기 단면이 장방형상의 대응면에 형성된 형강의 종방향의 나사형 리브(310)부분의 폭(340)은, 형강의 원주에 대하여 대략 1/4 정도의 칫수이다.
따라서, 본 발명의 형강의 단면의 원주에서 나사형 리브(310)부분은 폭이 좁고, 또한 평탄면(330)은 폭이 넓은 면을 가지는 형강에 대해, 트위스트되어 스파이럴 형상의 나선의 각도와 피치를 가질 수 있게 된다.
상기 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브가 형성된 리브 형강(300)의 가공되지 않은 대응되는 평탄면(330)의 폭은, 이 형강의 길이방향으로 트위스트될 수 있는 각도 및 피치의 칫수이다.
즉, 상기 형강의 장방형상의 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되고, 상기 장방형상의 단면의 간격이 짧은 대응면의 평탄면(330)은 트위스트될 수 있는 칫수이다.
예를 들면, 리브 형강(300)은 두께 10∼15mm, 폭 20∼50mm으로 트위스트될 수 있는 칫수이다. 또한 길이는 설계에 따라서 가변할 수 있는 데, 일반 지중, 암반 및 내진용으로 대략 600∼1100mm의 칫수를 채용한다.
다음, 본 발명은 상기 나사형 리브가 형성된 리브 형강은 도 4 및 도면 5에 나타낸 바와 같이 트위스터(5)에 장착하여 트위스트 가공을 행할 수 있다. 상기 트위스터(5)는 도면의 양쪽의 길이방향으로 조정과 고정이 가능한 제1, 2공구대(6,6)가 형성되고, 이 제1, 2공구대(6,6)에는 모터(7,7)들에 의하여 회전되는 척(8,8)이 형성되어 있다.
따라서, 리브 형강(300)의 길이에 따라 제1, 2공구대(6,6)의 조정과 위치 고정을 행한 후, 상기 제1, 2공구대(6,6)의 척(8,8)들에 리브 형강(300)의 양쪽 끝단을 고정한다.
그리고, 제1, 2공구대(6,6)의 모터(7,7)들의 정,역회전에 의하여 도 5에 나타낸 바와 같이 리브 형강(300)에 비틀림력이 행하여져 스파이럴 형상의 나선(410)이 형성되게 된다.
상기 리브 형강(300)에 나선(410)의 형성은, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 트위스트의 성형에 의하여 설정된 설계칫수에 따라서 30∼60 각도와, 또한 일정의 피치로 전체의 길이에 걸쳐 단위스파이럴이 반복 성형되어 있는 나선형 형강(400)을 얻을 수 있게 된다.
상기 나선형 형강(400)의 사용시에는 한쪽의 끝단에 도 9에 나타낸 바와 같이 촉형상 돌기(440)로 가공하여, 나선형 형강(400)을 지면으로부터 지중에 틀어박을 때, 확장저항을 최소하여 매설할 수 있다.
이 나선형 형강(400)은, 위에서 설명된 바와 같이 리브 형강(300)이 전체적으로 나선(410)로 성형되면서, 리브 형강(300)의 단면이 긴쪽의 대응면에 형성된 나사형 리브(310)도 전체적으로 함께 트위스트 성형됨에 따라서, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 나선형 형강(400)의 트위스트된 외주면의 전체에 걸쳐 일정한 직경을 가지고 성형되게 된다.
따라서, 이 나선형 형강(400)의 외주면의 전체에 나사형 리브(310)이 형성되어 있기 때문에, 나선형 형강(400)의 어느 위치에서든 원하는 지점에서 너트(420)와 지압판(430) 등을 나사결합으로 체결할 수 있다. 때문에, 지중의 토사의 성질 및 암반의 특성에 따라서 지면으로부터 지중 또는 암반에 설치위치를 설계 변경 등이 용이한 이점이 있다. 또한 나선형 형강(400)은 토질에 따라서 직경 및 길이 등의 칫수를 한정하여 제작할 수 있다.
또한, 상기 나선형 형강(400)은 전제적으로 스파이럴 형상의 나선(410)이 형성되어 있기 때문에, 지중에 항타기 등에 의하여 타격 또는 회전운동에 동반하여 지중의 토사와의 저항을 최소화한 연직력으로 지반으로부터 일정깊이에 에너지가 덜 요소되게 매설될 수 있다. 반드시 항타기를 사용하는 것은 아니다.
또한, 나선(410)에 의하여 지중 또는 암반의 시멘트몰탈에 매설된 후에도, 지중 또는 암반의 시멘트몰탈과의 접촉에 의한 마찰 저항력이 증대되어서 우수한 정착능력을 발휘하게 되어 연직하중을 분산하여 움직임 없이 유지할 수 있다.
더욱이, 나선형 형강(400)은 상기 연직하중에 대응하여 외주면에 형성된 등간격으로 형성된 나사형 리브(310)에 의하여 토사 및 시멘트몰탈과의 밀착 단면의 증대로 확장저항과 마찰저항으로 토사 및 시멘트몰탈로부터 지지력을 증대 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 나선형 형강(400)은 지진 등의 외력에 의해 상기 베이스에서 발생하는 굽힘 모멘트가 나선에 의하여 직교방향으로 분산함으로써 굽힘 모멘트가 상기 기초에 거의 전달되지 않으며, 따라서 상기 기초 부재가 부담하는 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있다.
특히, 여름에 태풍의 바람 저항이 시설물들에 그대로 받쳐서 좌,우방향으로의 요동력이 발생하더라도 토압에 의하여 유지되고 있는 나선형 형강의 지보력에 의해 요동에 의한 휨저항을 이겨낼 수 있고, 더욱이 자연재해로부터 큰 재난을 예방할 수 있다.
1 : 평형봉강 2 : 안내로울
3 : 절단기 4 : 저장함
5 : 트위스터 6,6 : 제1, 2공구대
7,7 : 모터 8,8 : 척
10 : 준구면압연로울 11 : 준오목부
20 : 구면압연로울 21 : 오목부
30 : 리브압연로울 31 : 리브오목부
100 : 준구면의 형강 110 : 준구면
200 : 구면의 형강 210 : 구면
300 : 리브 형강 310 : 나사형 리브
320 : 평형리브골의 간격 330 : 평탄면
340 : 폭 400 : 나선형 형강
410 : 나선 420 : 너트
430 : 지압판

Claims (5)

  1. 압출 성형된 단면이 장방형상의 평형봉강(1)의 가공소재와,
    상기 가공소재가 압연공정에서 장방형상의 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 대하여 구면압연로울(20)들에 의하여 구면(210)들이 성형되도록 된 구면 가공공정과,
    상기 구면 가공공정에서 형성된 구면(210)들에 리브압연로울(30)에 의하여 길이방향의 대응면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성되는 리브 가공공정과,
    상기 리브 가공공정에서 얻어진 리브 형강(300)이 트위스터(5)에서 양쪽이 척(8,8)에 물린 상태에서 트위스트되는 트위스트공정을 거쳐서,
    서로 대응되는 면에 나사형 리브(310)이 형성된 형강(300)의 전체의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 나선(410)이 성형되어, 이 나선(410)이 형성된 형강의 외주면에 전체의 길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성됨을 특징으로 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강의 제조방법.
  2. 장방형상의 평형봉강(1)에 단면의 간격이 짧은 쪽의 대응면은 가공을 행하지 않은 평탄면(330)이고, 단면의 간격이 긴쪽의 대응면에 중심축으로부터 원주방향으로 구면(210)들이 형성되며,
    상기 구면(210)들에 길이방향으로 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성된 리브 형강(300)이 형성되고,
    상기 리브 형강(300)의 길이방향으로 트위스트의 각도와 피치로 스파이럴 형상의 나선(410)이 성형되어, 이 나선(410)이 형성된 형강의 외주면의 전체길이에 걸쳐 평형리브골의 간격(320)을 갖는 나사형 리브(310)이 형성됨을 특징으로 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 단면이 장방형상의 대응면에 형성된 형강의 종방향의 나사형 리브(310)부분의 폭(340)은, 형강의 원주에 대하여 대략 1/4 칫수임을 특징으로 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 단면이 장방형상의 대응면에 간격을 가지는 등간격의 나사형 리브(310)이 형성된 형강의 가공되지 않은 대응되는 평탄면(330)의 폭은, 이 형강의 길이방향으로 트위스트될 수 있는 각도 및 피치의 칫수임을 특징으로 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 리브 형강(300)은 두께 10∼15mm, 폭 20∼50mm으로 트위스트될 수 있는 칫수임을 특징으로 하는 지반 보강용 내진성 나선형 형강.

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