KR940008311B1 - 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법에 이용할 수 있는 콘크리트-보강환봉 및 이에 의해 제조되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조 - Google Patents

콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법에 이용할 수 있는 콘크리트-보강환봉 및 이에 의해 제조되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법에 이용할 수 있는 콘크리트-보강환봉 및 이에 의해 제조되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 보강환봉의 기계적 이음구조의 개략도.
제2도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고정보강환봉의 기계적 이음구조의 개략도.
제3도는 매설지점에서의 보강환봉의 기계적 이음구조의 다른 실시예의 개략도.
제4도는 본 발명에 따른 보강환봉의 프리스트레스 장치의 개략도.
제5도는 본 발명의 보강환봉의 기계적 이음구조의 분리사시도.
제6도는 본 발명의 보강환봉의 기계적 이음구조의 결합사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 보강환봉 3 : 연결슬리브
4, 5 : 나사가공된 단부 6 : 잭
7 : 베어링 플레이트 8 : 잭의 단부
11 : 지지슬리브 12 : 매립소켓
본 발명은 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법에 이용할 수 있는 콘크리트-보강환봉 및 이에 의해 제조되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조에 관한 것이다.
일반적으로 보강환봉들은 인장응력 전달기능을 갖는 이음방법에 의해 연결된다. 또한, 이어진 보강환봉들은 용이하게 적소에 설치되어야 하고 설치비용이 적게 들어야 한다. 건설업자들에 의해 다양한 해결책, 가령 오버랩 이음구조, 또는 원뿔형 나사부를 갖는 기계적 이음구조의 사용 또는 이어질 보강환봉의 단부의 크림핑(crimping)에 의해 보강환봉의 기계적 이음을 수행하는 것이 제안되어 왔다.
이러한 해결책들은 그들의 조립, 적용 또는 이용의 관점에서 보다 많은 결함을 내포한다.
더욱이, 이러한 기술들은 때때로 불확실한 기계적 강도를 갖는 결함이 있어 가끔 사용자들이 보강환봉의 이음시 치수를 과도하게 책정하게 된다.
더욱이, 보강환봉의 그런 기계적 이음구조의 사용기준을 보면 보강환봉은 극한파괴응력에 견딜 수 있어야 한다고 규정되어 있고 몇몇 국가, 특히 앵글로-색슨 국가에서는 매우 엄격한 슬립피지-콘트롤(slippage-control)표준을 부과하고 있다.
예컨대 영국에서, 표준규격 BS-81 10 : Part 1 ; 1985-3.12.8.16.2는 연결슬리브에 의해 조립된 보강환봉은 탄성한도의 60%에 해당하는 응력은 받는 인장시험에 견디고 영구 변형량은 0.1mm를 초과하지 않아야 한다고 상술되어 있다. 이러한 표준규격은 일부 국가에서는 더욱 엄격하게 규정되어 있다.
현장에서 이러한 시험이 수행될 때, 토크렌치를 현장에서 사용하여야 하기 때문에 최종적으로 얻어지는 이음구조의 비용이 상승하게 됨으로써 이러한 시험은 효과를 얻기가 어렵다.
더욱이, 만일 상이한 구성부분의 기계가공이 정밀하게 수행되지 않는다면 차후의 검사시 기계적 이음구조는 이들 표준 규격을 만족시킬 수 없게 되고 다시 처음부터 모든 공정을 시작해야 하는 바, 이는 제조원가에 영향을 미칠 수밖에 없다. 한편, 보강환봉의 정확한 조립에는 고도의 숙련을 필요로 하고 세심한 주위를 필요로 하므로 이 해결책은 경제적으로 실행가능한 것이 될 수 없다.
본 발명의 주목적은 보강환봉의 기계적 이음방법 및 상기 방법을 적용할 수 있는 보강환봉 뿐 아니라 그 방법에 따라 형성되어 사용상 고도의 안정성을 갖고 적용이 용이하며 경쟁력 있는 비용으로 제조되고 종래 장치의 단점을 개선할 수 있는 보강환봉의 기계적 이음구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서, 사용안전성에 관해 수행된 인장시험의 결과, 파단이 항상 고체 환봉내에서 발생하므로 종래의 경우처럼 기계적 이음부에서는 파단이 결코 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명의 기계적 이음구조는 취약부를 구성하지 않는다.
더구나, 나사가공된 연결슬리브에 의해 용이한 이음을 달성할 수 있다. 특히 이 방법은 보강환봉의 위치조정이 가능하고 조임장비를 많이 사용하지 않기 때문에 현장에서 사용하기에 특히 바람직하다.
경제적인 의미에서, 본 발명의 방법에서는 기계가공이 극히 제한된 양으로 이루어지고 종래의 비구속수단이 활용된다.
본 발명의 목적은 보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법을 이용할 수 있는 보강환봉 및 이에 의해 제조되어 탄성한도의 80%까지의 시험을 규정한 표준규격 또는 규정에 의해 부과된 매우 엄격한 변형기준에 만족할 수 있는 보강환봉의 기계적 이음구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 나사가공된 모든 보강환봉이 시험을 거친 기계적 이음을 제공하는 것이 가능한 보강환봉의 기계적 이음방법을 제공하는 것으로, 이는 품질관리의 관점에서 근본적으로 중요한 것이고 중요한 구조적 보증을 제공한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 본 발명을 제한하지 않고 오직 일예로서만 주어진 다음의 설명에서 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따른, 나사가공된 연결슬리브에 의해 나사가공된 단부가 이어지는 보강환봉에 의해 콘크리트요소 또는 구조물의 시공에 특히 사용될 수 있는 보강환봉의 기계적 이음방법은 이어질 보강환봉의 단부의 나사가공 이전에 냉간 업셋팅 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법의 적용이 가능한 보강환봉은 적어도 하나의 업셋트되고 나사가공된 단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법에 의하여 나사가공된 연결슬리브의 중간부에 동축으로 이어진 두 보강환봉의 기계적 이음구조는 이어질 보강환봉이 보강목적으로 나사가공된 단부가 다른 부분보다 더 굵은 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 보강환봉의 기계적 이음을 수행하기 위한 방법, 상기 방법의 적용이 가능한 보강환봉과, 콘크리트 요소, 빌딩 또는 구조물의 시공에 특히 적합한 보강환봉의 기계적 이음구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
작업시, 콘크리트내에서 압축응력을 발생시키는 인장재가 콘크리트내에 가로질러 설치된다. 인장응력의 조정 및 인장재의 위치선정은 수학적 계산에 의해 조심스럽게 결정되어야 한다.
실제로는, 인장재는 보강환봉의 단부와 단부를 연결 배치하여 형성된다. 보강환봉을 연결하기 위해 사용한 이음구조는 인장응력을 흡수할 수 있어야 하고 적소에 설치하기가 용이하고 또한 경제적인 비용으로 제조되어야 한다.
현재, 오버랩 이음 또는 크림프 이음과 같은 다양한 해결책이 제시되었지만, 이들은 비용이 많이 드는 반면 많은 결함을 갖고 있다.
본 발명에 따른 기계적 이음구조는 제1도, 제5도 및 제6도에 도시한 바와 같이 두 보강환봉(1 및 2)의 단부와 단부가 동축으로 조립되어 이루어진다. 보강환봉(1 및 2) 각각의 나사가공된 단부(4 및 5)를 수납하기 위해 나사가공된 연결슬리브(3)가 이용된다.
나사가공 및 탭핑에 관하여는 두가지 해결책을 고려할 수 있다.
즉, 두 보강환봉의 각 단부가 동일하게 오른손 나사 또는 왼손 나사로 가공된 경우에는 보강환봉(1 또는 2)을 회전시켜 조이고, 이와 달리 보강환봉의 각 단부(4 및 5)가 서로 다르게 오른손 나사와 왼손 나사로 가공되고 이와 동일하게 슬리브(3)에도 나사가공된 경우에는 연결슬리브(3)를 회전시켜 조인다. 이점에 관하여 본 발명의 경우에는 아무런 제한이 없다.
그러나, 보강환봉(1 및 2)의 단부가 단순하게 나사가공되면, 인장시험은 보강환봉(1 및 2)의 파괴는 항상 보강환봉의 나사가공된 단부에서 발생한다는 것을 보여준다. 이 현상은 보강환봉의 단면적이 이 위치에서 감소한 사실로 설명된다. 사실상, 보강환봉의 표면에 나사가공을 하면 그 부분의 단면적이 줄어들게 되어 취약부를 형성하게 된다.
본 발명의 기계적 이음구조에서는, 보강환봉의 단부는 보강환봉의 중앙부보다 더 큰 강도를 갖도록 보강된다.
따라서, 인장하중에서 파단은 보강환봉의 중앙부에서 일어나고 결코 이음부에서는 발생하지 않는다. 필요한 강도를 얻기 위해 고려해야 할 보강환봉의 단면부는 보강환봉의 중간부이고 종래와 같이 이음부가 취약부로 간주되지는 않는다. 동일 기계적 강도에서, 본 발명의 범위내에 사용되는 보강환봉은 보다 작은 단면을 가질 수 있으므로 경제적으로 저렴하다.
본 발명의 주요특징에 따르면 이어질 보강환봉의 단부의 보강은 나사가공전에 냉간 업셋팅 작업에 의해 이루어진다.
여기에서 이 분야에서 행해지는 작업과 반대되는 작업의 명백한 특징을 주장할 수 있다. 보통의 냉간 업셋팅 기술은 기계가공부의 지름을 30% 이상 크게 하는데 그 목적을 두고 있다. 예컨대 40mm의 지름이 종래의 방법에 의해 냉간 업셋팅 후에는 55mm의 주문지름이 된다. 그러나, 재료의 그러한 변형은 예상결과를 가져오지 않고 기계적 강도의 손상을 초래한다. 이 손상은 지름의 변화부내에 집중된다. 인장시험은 파단이 이 부분에서 발생하는 것을 보여준다.
본 발명에 따라 보강환봉의 단부는 지름과 동일하게 또는 30% 이하 특히 바람직하게는 10%와 30% 사이로 지름을 증가시키는 냉간 업셋팅 작업으로 나사가공되는 부분 전 길이에 걸쳐 강화된다.
이 값은 단면의 증가에 따른 기계적 강도의 증가뿐 아니라 보강환봉의 지름의 변화부를 약화시키지 않도록 내부 응력의 약간의 증가를 동시에 달성하게 해준다.
표 1은 사용되는 보강환봉의 호칭지름(
Figure kpo00001
)의 기능을 하는 지름과 나사가공 이전에 달성할 업셋팅 지름(d1)를 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00002
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이 냉간 업셋팅에 따른 지름의 증가율은 보강환봉의 호칭지름이 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 업셋트된 단부의 나사가공 이후의 나사골에서의 보강환봉의 지름은 보강환봉의 호칭지름보다 적어도 약간 커야 한다.
본 발명에 따른 업셋팅 작업은 냉각상태로 수행하는 것이 바람직하다. 실제로, 열간 업셋팅은 조정불능한 냉각 때문에 전이부를 약화시키는 결점이 있다. 일반적으로 금속을 여리게 하는 과잉-뜨임(tempering)과 같은 결과를 가져온다. 더욱이, 열간작업은 공사장에서는 이용하지 않는 동력을 공급해야 하는 로(furnaces)를 필요로 하므로 공사장 외부에서 수행되어야 한다.
콘크리트-보강환봉은 일반적으로 고탄소 및 망간 성분을 포함하는 강철로 제조되어 열 충격에 민감하므로 냉각 업셋팅 작업이 바람직하다.
인장응력을 견디기 위해서는 나사가공된 단부의 길이가 상기 보강환봉의 지름의 0.7배로 충분하지만, 안전여유를 달성하기 위해서는 콘크리트-보강환봉의 단부에 형성된 나사가공된 단부의 길이는 상기 환봉의 호칭지름
Figure kpo00003
과 같아야 한다. 이 길이는 더 길어질 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 기계적 이음구조는 제2도에 도시한 바와 같이, 떼어놓을 수 없는 고정 보강환봉의 경우에도 사용할 수 있다. 이 경우에, 한쪽의 보강환봉(1)은 업셋트된 단부(4)에 직경의 2배 길이의 나사가 가공된다. 처음에 나사가공된 단부(4)에 위치한 슬리브(3)는 회전에 의해 다른쪽의 보강환봉(2)의 나사가공된 단부(5)로 이동한다. 나사가공된 단부(4 및 5)는 동일 피치를 갖는다.
본 발명에 따른 기계적 이음구조는 제3도에 도시한 바와 같이 보강환봉(1)의 매설지점에 동일하게 설치되어야 한다. 이 경우에, 보강환봉은 보강환봉을 강화하기 위해 먼저 냉각 업셋팅 처리되어야 하고 이 단부는 콘크리트 블록(13)과 일체로 매립 소켓(12)내에 고정된다.
더욱이, 일정한 안전 표준규격에 의해 부과된 인장시험에 견디기 위해 업셋팅으로 강화된 단부(4 및/또는 5)는 프리스트레스 처리된다.
이 프리스트레스 처리는 콘크리트 보강환봉, 특히 그 단부의 모든 변위 및 연신을 보상하게 된다.
그외에, 이 프리스트레스 처리로 인해, 공사장에서 토크렌치를 사용하지 않아도 되고 상당히 정밀하게 나사가공할 필요도 없다.
따라서, 본 발명에 따른 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조를 실현하기 위해, 다음의 절차가 수행된다.
- 나사가공전에, 이어질 콘크리트-보강환봉(1, 2)의 단부 또는 단부들(4, 5)을 냉간 업셋팅하고,
- 그 다음에 업셋트된 단부 또는 단부들(4, 5)을 통상적인 방법으로 나사가공하고,
- 마지막으로, 콘크리트-보강환봉의 업셋트되고 나사가공된 단부 또는 단부들(4, 5)을 공사장에서 이음설치하기 전에 프리스트레스 처리한다.
제4도는 프리스트레스 장치의 일예를 도시한 것이다.
예를들면 보강환봉(1)의 업셋트되고 나사가공된 단부(4)를 프리스트레스 처리하기 위해, 단부는 나사가공된 지지슬리브(11)에 배치되고 그후 상기 슬리브는 베어링 플레이트(7)와 잭(6)의 단부(8) 사이에 삽입되고 따라서 보강환봉은 고정되고 보강환봉의 단부(4)는 잭(6)의 작동을 받게 된다.
잭(6)이 작동될 때, 슬리브(11)는 베어링 플레이트(7)에 의해 차단되어 잭은 프리스트레스 처리될 단부에 직접 작용한다. 그외에, 프리스트레스 처리된 단부를 표시하기 위해 잭의 단부(8)에는 업셋트된 단부에 항구적인 표시를 하기 위해 펀치가 고정될 수 있다.
지켜야 할 표준규격의 규정에 따라 단부는 콘크리트 보강환봉의 탄성한도의 70% 내지 95%에 상당하는 힘으로 프리스트레스 처리된다.
따라서, 본 발명에 따른 보강환봉을 제조하는 절차는 업세트되고 나사가공된 후 프리스트레스 처리된 단부(4 또는 5)를 갖는 콘크리트-보강환봉(1 또는 2)을 얻는 것을 가능하게 한다.
본 기술분야에 숙련된 자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 유사한 변경 또는 수정을 수행할 수 있음은 명백하다.

Claims (11)

  1. 나사가공된 연결슬리브(3)로, 호칭지름
    Figure kpo00004
    를 가지며 단부(4, 5)가 나사가공된 콘크리트-보강환봉(1, 2)을 이을 수 있는, 특히 콘크리트 요소 또는 구조물의 시공에 사용되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법에 있어서,
    - 나사가공전에, 상기 호칭지름
    Figure kpo00005
    보다 큰 지름 d1를 갖도록 이어질 콘크리트-보강환봉(1, 2)의 단부(4, 5)를 냉간 업셋팅하고
    - 나사골의 지름 d2가 상기 호칭지름
    Figure kpo00006
    보다 크거나 동일하게 상기 업셋트된 단부를 나사가공하는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 업셋팅은 상기 단부(4, 5)의 나사가공되는 부분 전길이에 걸쳐 수행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 업셋트된 단부(4, 5)가 나사가공된 후에, 현장에서의 이음설치전에, 업셋트되고 나사가공된 단부(4, 5)가 프리스트레스 처리되는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프리스트레스 처리는 콘크리트-보강환봉의 탄성한도의 70% 내지 95%에 상당하는 힘으로 수행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법.
  5. 제1항에 따른 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법에 이용가능한, 특히 콘크리트 요소 또는 구조물의 시공에 사용되는 호칭지름
    Figure kpo00007
    의 콘크리트-보강환봉에 있어서, 상기 콘크리트-보강환봉은 적어도 하나의 업셋트되고 나사가공된 단부(4, 5)를 구비하며, 상기 업셋트되고 나사가공된 단부의 지름 d1은 상기 호칭지름
    Figure kpo00008
    보다 크고 나사골의 지름 d2는 상기 호칭지름 보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉.
  6. 제5항에 있어서, 상기 업셋트되고 나사가공된 단부(4, 5)는 프리스트레스 처리되는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 콘크리트-보강환봉(1, 2)의 단부(4, 5)는 사실상 호칭지름에 해당하는 길이에 걸쳐 업셋트되는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉.
  8. 제1항에 따른 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법에 이용가능한, 특히 콘크리트 요소 또는 구조물의 시공에 사용되는, 내부가 나사가공된 적어도 하나의 연결슬리브(3)와 적어도 일단부는 연결슬리브와 연결되는 호칭지름
    Figure kpo00009
    의 콘크리트-보강환봉(1, 2)을 포함하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조에 있어서, 연결슬리브와 연결되는 상기 단부는 냉간 업셋팅에 의해 업셋트되고, 상기 연결슬리브의 나사가공된 부분과 나사결합되도록 나사가공되며, 상기 냉간 업셋팅에 의해 업셋트되고 나사가공된 단부의 지름 d1은 상기 호칭지름
    Figure kpo00010
    보다 크고 나사골의 지름 d2는 상기 호칭지름
    Figure kpo00011
    보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조.
  9. 제8항에 있어서, 상기 콘크리트-보강환봉의 업셋트된 단부의 지름은 중앙부의 지름보다 더 크고, 중앙부의 지름에 대한 업셋트된 단부의 지름의 증가율은 30% 이하인 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조.
  10. 제9항에 있어서, 이어지는 보강환봉의 지름이 작을수록 업셋팅에 따른 지름의 증가율은 커지로, 업셋팅 두께는 적어도 나사가공된 단부의 나사의 깊이에 해당하는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조.
  11. 제1항에 있어서, 상기 콘크리트-보강환봉의 중앙부의 지름에 대한 업셋트된 단부의 지름의 증가율을 30% 이하로 하여 상기 콘크리트-보강환봉의 단부를 업셋팅하는 것을 특징으로 하는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법.
KR1019890001291A 1988-02-03 1989-02-03 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음방법, 상기 방법에 이용할 수 있는 콘크리트-보강환봉 및 이에 의해 제조되는 콘크리트-보강환봉의 기계적 이음구조 KR940008311B1 (ko)

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