KR100240099B1 - 철근 연결 구조 - Google Patents

Abstract

연결부의 기계적 강도를 향상시키고, 연결작업이 매우 용이하여 공기단축과 비용을 절감시킬 수 있는 철근 연결구조를 제공할 목적으로; 2개의 철근을 길이방향으로 연결함에 있어서, 중앙부에 둘레 턱을 두고 그 양측 외경부에 나사부가 형성되며, 내경부는 중앙부를 기준으로 하여 양측으로 확개되는 형태의 테이퍼 면으로 형성되는 중간부재와; 원통형 부재로서 축 방향으로 분할되어 2개 1조로 이루어져 상호 연결하고자 하는 철근의 선단부에 링상의 탄성부재를 이용하여 가압 고정되어 그의 선단부가 상기 중간부재의 양측 테이퍼면에 의하여 가압되는 제1,2잭과; 상기 제1,2 잭의 일측 외주면을 가압함과 동시에 그의 전단부분이 중간부재의 양측 숫나사부에 체결되는 제1,2 커플러; 를 포함하여 이루어지는 철근 연결구조를 제공한다.

Description

철근 연결 구조

본 발명은 건설, 토목 현장에서 시공물의 골격을 형성하는 철근의 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연결부의 기계적 강도를 향상시키고, 연결작업이 매우 용이하여 공기단축과 비용을 절감시킬 수 있는 철근 연결구조에 관한 것이다.

예컨대, 건설 및 토목 현장에서는 철근을 이용하여 기본 골격을 세운 후에 콘크리트를 타설 양생시키는 과정으로 시공물을 건축하게 된다.

그리고 상기 철근은 제조업체에서 소정의 길이로 절단되어 공급되기 때문에 시공물의 크기에 따라 철근을 절단하거나 상호 연결하여 요구하는 길이로 만들어 사용하게 되는데, 본 발명은 철근을 길이방향으로 연결하는 것에 관계한다.

즉, 철근을 길이방향으로 연결함에 있어서는 여러 가지 방법이 알려져 있는데, 그 대표적인 연결방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 연결하고자 하는 철근을 맞대어 놓고 가스불을 이용하여 그 연결부위를 용융온도까지 가열하여 융착시키는 가스 압접법이 있는데, 이 방법은 특수장비가 필요치 않고 현장에서 위치에 관계없이 시공이 가능하다는 장점은 있으나, 1급이상의 기능사 자격 보유자가 필요하고, 용융온도까지 가열하여야 함으로써, 많은 시간이 소요되며, 연결부위가 취약해지고, 초음파, X 레이 등 비파괴검사에 의하여 연결부위를 검사가 이루어져야 한다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 연결하고자 하는 철근의 연결부위에 파이프 형상의 슬리이브를 끼워 놓고 이의 슬리이브를 가압하여 철근에 압착시키는 방법이 있는데, 이 방법은 철근에 별도의 가공공정이 필요치 않고 비 숙련공도 작업이 가능하다는 장점은 있으나, 철근 마디 형상에 따라 품질이 변화하고, 좁은 공간에서 작업이 불가능하며, 작업시 특수장비가 요구된다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 연결하고자 하는 철근을 겹쳐 놓고 슬리이브를 끼운 후에 철근과 슬리이브 사이에 쐐기를 박아 연결하는 방법이 있는데, 이 방법은 특수 장비가 요구되고, 연결부위의 단면적이 커지게 되므로 콘크리트 단면적이 작아진다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 상기 방법 이외에 연결하고자 하는 부위에 슬리이브를 끼워놓고 철근과 슬리이브 사이에 화학약품(레진)을 투입하는 화학약품에 의한 방법과, 철근 선단에 테이퍼 나사를 가공하여 원통형의 연결부재를 체결하는 방법 등 여러 가지 방법과, 철근 양 선단에 나사부를 형성하여 내경부에 암나사가 형성된 슬리이브의 체결하는 방법 등 여러 가지가 알려져 있다.

그러나 이들 방법은 공통적으로 연결부위의 기계적 강도가 기준치에 못미치는 등 연결부위에 대한 신뢰성이 저하되고, 연결작업이 어려우며, 비용이 크게 상승된다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 철근에 나사부를 형성하는 방법에 있어서는 나사부를 형성하는 작업이 매우 어렵고, 업셋팅(Up Setting)에 의하여 얻어진 섬유상 조직을 외주 가공 및 나사가공에 의하여 파괴시키므로 그 부위에 노치(Notch)부를 발생시켜 취약하게 한다는 문제점을 안고 있다.

이에 따라 본 발명자는 상기 종래 기술에 대한 문제점을 예의 연구한 결과, 연결부의 기계적 강도를 향상시키고, 연결작업이 매우 용이하여 공기단축과 비용을 절감시킬 수 있는 철근 연결구조를 제안하게 되었다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 2개의 철근을 길이방향으로 연결함에 있어 중앙부에 둘레 턱을 두고 그 양측 외경부에 나사부가 형성되며, 내경부는 중앙부를 기준으로 하여 양측으로 확개되는 형태의 테이퍼 면으로 형성되는 중간부재서와; 원통형 부재로서 축방항으로 분할되어 2개 1조로 이루어져 상호 연결하고자 하는 철근의 선단부에 링상의 탄성부재를 이용하여 가압 고정되어 그의 선단부가 상기 중간부재의 양측 테이퍼면에 의하여 가압되는 제1,2 잭과; 상기 제1,2 잭의 일측 외주면을 가압함과 동시에 그의 전단부분이 중간부재의 양측 숫나사부에 체결되는 제1,2 커플러; 를 포함하여 이루어지는 철근 연결구조를 제공한다.

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 분해 사시도.

제2도는 제1도의 일부 조립 단면도.

제3도는 제2도의 완전 조립 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 제2 실시예의 조립 단면도

제5도의 본 발명에 적용되는 잭의 제2 실시예도.

제6도는 본 발명에 적용되는 커플러의 제2 실시예도.

제7도는 본 발명에 의한 제3 실시예의 조립 단면도.

제8도는 본 발명에 의한 제4 실시예의 조립 단면도이다.

제1도 내지 제3도는 본 발명에 의한 제1 실시예를 도시한 것으로서, 부호 2는 중간부재를 지칭하며, 이의 중간부재(2)는 삼호 연결하고자 하는 철근(4)(6)의 연결부의 중간부에 위치하게 된다.

이러한 중간부재(2)는 중앙부에 둘레턱(8)을 두고 그 양측 외경부에 각각 숫나사부(10)(12)가 형성되며, 그 내경부는 중앙부분으로부터 양측 단으로 확개되는 형상의 테이퍼면(14)(16)을 갖는다.

그리고 중간부재(2)의 양 테이퍼면(14)(16)에는 제1,2 잭(18)(20)의 일부가 삽입되는데, 이의 제1, 2잭(18)(20)은 원통형 부재를 축방향으로 분할 형성한 형태로서 각각 2개 1조로 이루어지되, 이들의 내경부에는 철근(4)(6)의 외경부에 형성되는 길이방향 리브(22)(24)와 원주방향 리브(26)(28)를 수용할 수 있는 리브 홈(30)(32)이 각각 형성되며, 리브홈(30)(32)은 일자 형태가 아닌 사선, X형, V형 등의 형상에도 수용할 수 있도록 형성한다.

또한, 외경부는 양단부가 소경부로 이루어지고 중앙부가 대경부로 이루어짐으로써, 양측으로 상기 중간부재(2)의 양 테이퍼면(14)(16)과 대응되는 테이퍼면(34)(36)을 보유하게 된다.

이와 같이 이루어지는 상기 제1,2 잭(18)(20)은 상호 연결하고자 하는 철근(4)(6)의 단부 외주연에 고정되는데, 이때 제1,2 잭(18)(20)은 각각 2개 1조로 이루어지므로 이들을 상호 결합시켜 줄 수 있는 결합수단이 요구되는 바, 본 발명에서는 제1,2 잭(18)(20)의 외주연 중앙부 둘레홈(38)(40)을 형성하고, 이에 자체 탄성력을 갖는 링상의 제1,2 탄성부재(42)(44)로 결합되도록 하였다.

상기에서 제1,2 탄성부재(42)(44)로서는 링상의 고무밴드 또는 스프링을 사용할 수 있으며, 이외에도 한 쌍의 잭을 상호 철근(4)(6)에 가압할 수 있는 구조이면 어느 것이든 좋다.

상기와 같이 제1,2 잭(18)(20)을 철근(4)(6) 외주연에 결합하는 경우에는 그 내경부에 형성되어 있는 리브홈(30)(32)에 리브(22)(24),(26)(28)가 삽입됨으로써, 제1,2 잭(18)(20)이 빠져나가는 일은 발생되지 않는다.

그리고 상기 제1,2 잭(18)(20)의 테이퍼부에 체결되는 제1,2 커플러(46)(48)는 원통부재로서, 그 내경부의 후단은 제1,2 잭(18)(20)의 외경부 테이퍼면(34)(36)과 대응되는 테이퍼 면으로 형성되고, 그 전단부는 상기 중간부재(2)의 숫나사부(10)(12)에 체결될 수 있는 암나사부(50)(52)된다.

상기 제1,2 커플러(46)(48)와 중간부재(2) 및 잭(18)(20)을 이용한 철근(4)(6)의 연결부는 상호 테이퍼면에 의하여 제1,2 커플러(46)(48)를 조일수록 철근(4)(6)과의 연결이 더욱 견고하게 이루어지며, 특히 인장 및 압축하중이 작용하는 곳에서는 연결체가 더욱 견고하게 이루어진다.

또한, 상기 제1,2 잭(18)(20)의 철근(4)(6)과의 접촉면에 축선과 직각방향으로 세레이션 형상의 삼각형돌기를 형성하여 계1,2 잭(18)(20)의 물림효율을 증가시킬 수 있다.

이에 따라 2개의 철근(4)(6)을 연결하기 위하여는 먼저 철근(4)(6)에 제1,2 커플러(46)(48)를 삽입시킨 상태에서 철근(4)(6)의 연결 선단부 각각에 2개 1조로하여 탄성부재(42)(44)로서 제1,2 잭(18)(20)을 결합시킨다.

이의 상태에서 상기 제1,2 잭(18)(20)을 중간부재(2)의 양측으로 삽입시킨 상태에서 상기 중간부재(2)의 숫나사부(10)(12)에 제1,2 커플러(46)(48)를 체결하면 제2도, 제3도와 같은 상태로 양 철근(4)(6)을 연결할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 철근(4)(6)을 상호 연결하게 되면, 불이 사용되지 않는 바, 열에 의한 연결부의 취약해질 염려가 없으며, 비숙련공이라도 간단히 철근을 연결할 수 있으며, 기계적 강도 또한 종래 방법에 비하여 크게 향상된다.

또한, 철근(4)(6) 자체를 가공하지 않고, 별도로 제작된 연결부품으로 연결이 이루어지게 되는 바, 철근의 기계적 강도를 저하시키지 않아 연결부의 기계적 강도가 취약해질 염려가 전혀 없게 되며, 그 연결작업이 용이하여 공기 단측으로 인한 원가를 절감시킬 수 있게 된다.

그리고 제4도는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1 실시예에 있어서, 철근 길이 조정이 가능하도록 한 것이다.

즉, 상기 제1 실시예에서와 같이 철근(4)(6)을 상호 연결하되, 길이 조절이 필요한 경우 중간부재(2)와 제1,2 커플러(46)(48) 사이에 길이 조절구(54)를 개재시킨 구조를 제공하고 있다.

즉, 길이 조절구(54)는 원통형 부재로서, 일측 내 경부에는 제1,2 잭(18)의 테이퍼부(34)와, 그리고 외경부에는 제1,2 커플러(46)의 암나사부(50)와 체결될 수 있는 숫나사부(58)를 각각 형성하고, 타측 내경부에는 중간부재(2)의 숫나사부(10)에 체결 될 수 있는 암나사부(60)를 형성하였다.

이에 따라 철근(4)(6)의 연결부 길이를 조절하고자 할 때에는 길이 조절구(54)를 적용함으로써, 그 길이 조절이 가능하게 된다.

또한, 제4도에서는 1개의 길이 조절구(54)를 사용한 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 더욱 길이 조절 폭이 큰 경우에는 중간부재(2)의 양측에 길이 조절구(54)를 사용할 수 있다.

제5도와 제6도는 본 발명에 적용되는 또 다른 잭(62)과 커플러(64)를 도시한 것으로서, 잭(62)을 제1,2 잭(18)(20)과 같이 형성하되, 그 외경부를 일측이 대경부, 타측이 소경부로 이루어지는 테이퍼 형태로 형성하고, 커플러(64)의 내경부는 상기 잭(62)의 외주 테이퍼면에 대응되어 상호 나사 체결될 수 있는 구조로 형성한 것이다.

이에 따라 상기와 같은 잭(62)과 커플러(64)를 이용하여 철근(4)(6)을 상호 연결하고자 할 때에는 제7도 및 제8도에 나타낸 상태로 연결할 수 있다.

즉, 제7도는 일측 철근(6)의 선단부에 커플러(64)를 삽입시킨 후, 잭(62)을 결합상태에서 상호 나사 체결하고, 커플러(64)의 선단으로 중간부재(66)를 체결하며, 중간부재(66)의 일측에는 너트(68)를 이용하여 타측 철근(4)과 나사 체결하는 구조로 연결 한 것이다.

이를 위하여 중간부재(66)는 중간부에 둘레턱(70)을 두고, 그 양측으로 숫나사부를 형성하여 일측 숫나사부에는 커플러(64)가 체결되고, 타측에는 너트(68)가 체결되도록 하였으며, 너트(68)는 철근(4)을 가공하여 형성한 나사부와 체결된다.

상기에서 너트(68)로서 철근(4)과 중간부재(66)를 체결 연결하기 위하여는 턴버클 연결방식과 같은 방식이 이용되어야하나, 철근(4)을 돌려서 체결할 수도 있다.

그리고 제8도는 타측 철근(2)의 연결 선단부를 콘 형상으로 성형하고, 이의 외주면에 나사 잭(72)을 위치시킨 상태에서 상기 나사 잭(72)을 커플러(64)에 체결하여 연결하는 구조이다.

상기 제8도의 연결구조는 제7도의 연결구조에 있어서, 중간부재(66)와 너트(67)를 생략할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 건설, 토목 현장에서 사용되는 철근의 연결시 잭과 커플러 및 중간부재를 이용하여 용이하게 철근을 연결할 수 있도록 함으로써, 연결부의 기계적 강도를 향상시키고, 연결작업이 매우 용이하여 공기단축과 비용을 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 그 중간부에 길이조절수단을 개재시켜 연결 길이를 조절할 수 있도록 함으로써, 정밀 시공시에 유용하게 이용할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 중앙부에 둘레턱을 두고 그 양측 외경부에 나사부가 형성되며, 내경부는 중앙부를 기준으로 하여 양측으로 확개되는 형태의 테이퍼 면으로 형성되는 중간부재와, 원통형 부재로서 축 방향으로 분할되어 2개 1조로 이루어져 상호 연결하고자 하는 철근의 선단부에 가압 고정되어 그의 선단부가 상기 중간부재의 양측 테이퍼면에 의해 가압되는 제1,2 잭과, 상기 제1,2 잭의 일측 외주면을 가압함과 동시에 그의 전단부분이 중간부재의 양측 숫나사부에 체결되는 제1,2 커플러로 되어 2개의 철근을 길이방향으로 연결하는 구조에 있어서, 제1, 2잭은 원통형 부재를 축방향으로 분할 형성한 형태로서 각각 2개 1조로 이루어지되, 이들의 내경부는 철근 외주면의 길이방향 리브와 원주방향 리브를 수용할 수 있는 리브 홈이 각각 형성되고, 외경부는 중앙부분을 기점으로 양단부가 소경부로 이루어지고, 중앙부가 대경부로 이루어져 양측으로 상기 중간부재의 양테이퍼면과 대응되는 테이퍼면으로 형성됨을 특징으로 하는 철근 연결구조.
2. 제1항에 있어서, 제1,2 잭의 내면을 철근과의 물림율을 증가시키기 위하여 세레이션 형상의 삼각형 돌기를 형성한 철근 연결구조.
3. 제1항에 있어서, 상호 연결하고자 하는 철근의 선단부에 링상의 탄성부재를 이용하여 가압 고정됨을 특징으로 하는 철근 연결구조.
4. 제1항에 있어서, 중간부재와 제1,2 커플러 사이에 길이조절을 위한 길이 조절구를 포함시켜 연결한 철근 연결구조.
5. 제4항에 있어서, 길이 조절구는 원통형 부재로서, 일측 내,외 경부에는 제1,2 잭의 테이퍼부와, 그리고 외경부는 제1,2 커플러의 암나사부와 체결될 수 있는 숫나사부를 각각 형성하고, 타측 내경부에는 중간부재의 숫나사부에 체결될 수 있는 암나사부를 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 철근 연결구조.

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