KR100449520B1 - 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물은 콘크리트와 철근의 결합에 의해 강관파일의 두부를 보강하기 위한 구조물에 있어서, 상부 원형판, 복수개의 체결부재, 하부 바닥판 및 고정체로 구성되고, 상기 상부 원형판에는 중공부, 철근 수용홈 및 장공(長空)형 볼트공이 형성되고, 상기 복수개의 체결부재는 상부 체결부, 하부 지지부 및 측부로 구성되고, 상기 하부 바닥판에는 상기 복수개의 체결부재와 일축으로 절단부가 형성되고, 상기 고정체는 상기 상부 원형판 및 상기 복수개의 체결부재를 고정하기 위한 것이다. 따라서 상기 복수개의 체결부재를 강관파일의 측면에 장착하고, 하부 바닥판을 삽입하고, 상부 원형판을 상기 복수개의 체결부재에 결합하고, 철근을 상기 상부 원형판의 철근 수용홈에 삽입하고, 향후 기초콘크리트가 상부 원형판의 중공부를 통해 타설됨으로써 상기 강관파일의 두부보강 구조의 인장력이 강화되고 기계적 강성도가 증대될 뿐만 아니라, 작업자가 쉽게 작업하고, 적은 시공비용으로 확실한 강관파일 두부보강 시공을 완성하게 된다.

Description

강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물{A Unit for Reinforcing a Head of a Steel Tube Pile and a Reinforcement Structure Using the Unit}

발명의 분야

본 발명은 강관파일의 두부 보강구조 및 그 구조물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 상부 원형판, 복수개의 체결부재, 하부 바닥판 및 이를 고정하는 고정체로 구성되는 보강구조물을 이용하여 강관파일의 두부를 보강하는 강관파일의 두부 보강구조 및 그 구조물에 관한 것이다.

발명의 배경

빌딩, 교량 등 각종 구조물을 시공할 때 연약지반의 강도를 보강하기 위해 토목공사로 지정작업을 하고있다. 이러한 지정작업의 일례로서 강관파일을 지반에 매설하는 강관파일 지정이 있다. 이것은 지반에 강관파일들을 매설하고 상부 구조물이 기초콘크리트가 매설된 강관파일들 위에 구축되어 그 하중에 지지되도록 하는 것이다. 그리고 그렇게 되기 위해 상기 매설된 강관파일의 두부와 콘크리트 기초를 결합해야 하는데 상기 강관파일의 두부와 콘크리트 기초의 결합구조는 시공기간 및 시공비용뿐만 아니라 시공의 안전성과도 밀접한 관계를 가지고 있어 매우 중요하다고 할 수 있다.

종래의 강관파일의 두부보강 방법으로는 여러 가지 것들이 있다.

우선 강관파일의 내주면에 보강판을 용접하고, 덮개판을 강관파일의 상단에 용접하고, 철근들을 덮개판 둘레에 용접하는 방식으로 덮개판을 강관파일의 상단에 설치하는 방법이 있다. 이와 같은 방식은 현장에서 작업자가 덮개판 및 철근을 일일이 용접해야 함으로 노동력과 생산비가 증가될 뿐만 아니라 용접열로 인해 용접부의 변형, 균열, 조직약화 및 부식이 유발될 수 있고, 적은 용접면적으로 인해 용접이 탈락될 수 있고, 수직하중에 취약하여 구조물의 부실을 야기할 수 있는 단점을 지니고 있다.

다음으로 볼트식 강관말뚝 두부보강법이 있다. 이것은 유압타공기로 강관파일 측면에 8개의 볼트구멍을 타공하고, 기성제품인 볼트식 강관말뚝 두부보강 덮개판을 강관내부에 삽입하고, 강관파일 측면에 고장력 볼트를 조립하고, 지반고에서 10cm 버림 콘크리트를 타설하고, 확대기초 하부 주철근과 배력철근을 조립하고, 기성제품인 부풀림 보강철근과 나사를 원형 덮개판에 체결하고 확대기초 잔여 철근 의 조립 및 콘크리트를 타설하는 방식이다.

상기 볼트식 강관말뚝 두부보강법은 현장용접이 불필요해지고 기성제품(공장제작용접)인 덮개판을 사용함으로써 시공시간이 단축되는 이점을 지니고 있으나, 상기 덮개판의 운반 및 수송으로 인해 시공비용이 증가되고, 과중한 중량으로 인하여 이를 운반하고 현장에서 취급하는데 불편한 단점을 지니고 있다.

또한 널리 알려진 방식으로 강관파일에 십자보강판을 삽입하여 강관내부와용접하고, 원형 덮개판과 강관말뚝두부를 서로 용접하고, 12개의 수직철근을 강관파일의 바깥측면둘레에 필렛용접하고, 확대기초 철근을 조립하고, 콘크리트를 타설하는 방식이 있다. 이는 속채움 콘크리트가 불필요하지만 현장에서 용접을 해야하는 번거러움과 확대기초 철근조립이 힘들고 수송이 곤란할 뿐만 아니라 공사비도 고가인 단점을 지니고 있다.

본 발명자는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 철근 수용홈이 형성된 상부 원형판, 복수개의 체결부재, 하부 바닥판 및 고정체를 이용하여 강관파일의 두부 내측면에 복수개의 체결부재를 장착하고 상기 복수개의 체결부재를 이용하여 상기 하부 바닥판을 고정시키고, 상기 복수개의 체결부재 위로 상부 원형판을 고정시킴으로써 내력이 큰 결합구조로 시공이 간편하고, 비용이 절감될 뿐만 아니라, 용접 및 자재 중량의 배제로 인해 노동력이 감소되고, 철근을 쉽고 간편하게 장착할 수 있고, 상기 강관파일의 두께가 9mm 및 12mm인 경우에도 하나의 상부 원형판으로 시공할 수 있는 강관파일 두부보강 구조 및 그 구조물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 상부 원형판에 장공형 볼트공을 형성함으로써 강관파일의 두께가 9mm와 12mm인 경우에도 하나의 상부 원형판으로 시공이 가능하여 저렴한 시공비용으로 간단히 시공할 수 있는 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상부 원형판의 내주면에 철근 수용홈을 형성하고, 상기 철근 수용홈에 철근을 삽입함으로써 용접방식 및 볼트식 방식에 비해 철근의 삽입이 간단하고 이에 따라 시공비용이 절감되는 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 중공부가 형성된 상부 원형판 및 하부 바닥판을 구비함으로써 강관파일 내부로 기초콘크리트가 타설되고 강관파일의 두부에 강성을 키울 수 있는 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 체결부재의 체결부 측면을 원형으로 형성함으로써 상기 복수개의 체결부재가 상기 강관파일의 두부 내주면에 접촉할 경우, 상기 강관파일과 긴밀히 장착됨으로써 높은 기계적 강도 및 인장강도가 제공되는 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 강관파일의 두부보강 구조물에 있어 중량을 배제함으로써 현장 작업자가 손쉽게 운반하고 처리할 수 있고, 자재의 간편한 수송 및 기타 처리가 가능한 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 강관파일의 두부 보강구조의 개략적인 사시도이다.

제2도는 제1도의 개략적인 분해사시도이다.

제3도는 본 발명에 따른 상부 원형판의 개략적인 평면도이다.

제4도는 본 발명에 따른 하부 바닥판의 개략적인 평면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

10: 상부 원형판 11: 철근 수용홈

12: 장공형 볼트공 20: 체결부재

21: 상부 체결부 22: 하부 지지부

23, 24: 볼트공 25: 체결부 측면

30: 하부 바닥판 31: 절단부

40: 강관파일 41: 볼트공

50: 철근 51, 52: 볼트

60: 띠철근

발명의 요약

본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물은 콘크리트와 철근의 결합에 의해 강관파일의 두부를 보강하기 위한 구조물에 있어서, 상부 원형판, 복수개의 체결부재, 하부 바닥판 및 고정체로 구성되고, 상기 상부 원형판에는 중공부, 철근 수용홈 및 장공(長空)형 볼트공이 형성되고, 상기 복수개의 체결부재는 상부 체결부, 하부 지지부 및 측부로 구성되고, 상기 하부 바닥판에는 상기 복수개의 체결부재와 일축으로 절단부가 형성되고, 상기 고정체는 상기 상부 원형판 및 상기 복수개의 체결부재를 고정하기 위한 것이다.

따라서 상기 복수개의 체결부재를 강관파일의 측면에 장착하고, 하부 바닥판을 삽입하고, 상부 원형판을 상기 복수개의 체결부재에 결합하고, 철근을 상기 상부 원형판의 철근 수용홈에 삽입하고, 향후 기초콘크리트가 상부 원형판(10)의 중공부를 통해 타설됨으로써 상기 강관파일의 두부보강 구조의 인장력이 강화되고 기계적 강성도가 증대될 뿐만 아니라, 작업자가 쉽게 작업하고, 적은 시공비용으로 확실한 강관파일 두부보강 시공을 완성하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

도1은 본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조의 개략적인 사시도이고, 도2는 도1의 개략적인 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조(100)는 상부 원형판(10), 복수개의 체결부재(20), 하부 바닥판(30) 및 고정체로 구성되는 강관파일의 두부보강 구조물이 강관파일(40)의 두부에 장착되어 이루어진다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 원형판(10)에는 중공부가 형성되고, 내주면에 복수개의 철근 수용홈(11)이 형성되고, 대각선상으로 4개의 장공(長空)형 볼트공(12)이 형성된다.

상기 철근 수용홈(11)은 작업자가 철근을 수용하기 위한 것으로써, 상기 상부 원형판(10)의 중공부에서 바깥쪽으로 형성되는 홈의 형상이고, 작업자가 쉽고 간편하게 철근을 장착하게 하기 위한 것이다. 도2, 도3에서는 상기 강관파일의 지름이 508mm인 경우를 일례로 16개의 철근 수용홈(11)을 도시하였으나, 이것은 확대기초 공사시 상기 철근의 연결시공에 있어 횡방향로 연결되는 철근과 겹칠 경우 상기 철근을 옮기기 위한 여유분으로 본 발명에 따른 상기 수용홈(11)은 16개로 국한되지 않는다. 또한 상기 수용홈(11)은 상기 철근을 고정하기 위한 것인 만큼 철근의 지름에 대응하여 각각 그 크기에 맞게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 장공형 볼트공(12)은 상기 상부 원형판(10)을 상기 상부 원형판(10) 하부에 위치되고 강관파일 두부의 내주면에 장착되는 복수개의 체결부재(20)에 고정시키기 위한 것으로서, 상기 복수개의 체결부재(20)의 상부 체결부에 형성된 볼트공(31)의 상향 연장축선상에 위치된다. 또한 상기 장공형 볼트공(12)은 상기 상부 원형판(10)을 상기 강관파일(40)의 두께가 9mm인 경우와 12mm인 경우에 모두 적용하여 사용할 수 있도록 한다. 이를 위해 상기 강관파일(40)의 두께가 9mm인 경우 상기 장공형 볼트공(12)의 바깥쪽으로 볼트체결하고, 상기 강관파일(40)의 두께가 12mm인 경우 상기 장공형 볼트공(12)의 안쪽으로 볼트 체결한다.

상기 복수개의 체결부재(20)는 상기 하부 바닥판(30)을 지지하고 상부 원형판(10)을 고정하기 위한 것으로써, 이를 위해 볼트공(23)이 형성된 상부 체결부(21), 하부 지지부(22) 및 상기 상부 체결부(21)와 하부 지지부(22)를 지지하며 일체로 형성되는 측부로 구성되고, 상기 측부에는 복수개의 볼트공(24)이 형성된 체결부 측면(25)이 형성되어 상기 강관파일(40)의 두부 내주면에 장착된다. 또한 도2의 부분상세도인 A에 도시된 바와 같이, 상기 체결부 측면(25)은 상기 강관파일(40)의 두부 내주면과 효과적으로 접촉하기 위해 원형으로 형성됨으로써, 상기 강관파일에 긴밀히 장착되고, 기계적 강도 및 인장강도는 증가된다.

상기 하부 바닥판(30)은 상기 복수개의 체결부재(20)의 하부 지지부(22)위에 위치하여 향후 타설될 기초콘크리트를 지지하기 위한 것으로써, 도4에 도시된 바와 같이 원형판으로 형성되고, 대각으로 네 개의 절단부(31)를 형성된다. 상기 절단부(31)는 상기 하부 바닥판(30)이 상기 복수개의 체결부재(20)의 상부 체결부(21)를 통과하여 하부 지지부(22)위에 안치되기 위한 것으로, 본 발명을 효과적으로 구현하기 위해 상기 하부 바닥판(30)의 절단부(31)는 상기 복수개의 체결부재(20)의 상부 체결부(21)보다 크고 하부 지지부(22)보다 적은 크키로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 강관파일 두부보강 구조물을 효과적으로 구현하기 위해 도1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 원형판(10)의 철근 수용홈(11)에 삽입되는 철근(50)의 하단부를 45°정도로 후크형상으로 휘고 상기 철근 수용홈(11)에 삽입후 상기 철근의 하단부를 띠철근(50)으로 고정하는 것이 바람직하다. 이는 향후 상기 강관파일 두부로 기초콘크리트가 타설될 경우, 띠철근을 통해 상기 철근을 보다효과적으로 고정할 뿐만 아니라, 고정된 상기 철근이 상기 기초콘크리트와 효과적으로 결합하고 기계적 인장강도를 증가시키기 위한 것이다.

이와 같이 형성된 강관파일의 두부보강 구조물은 고정체를 통해 각각 고정되고 장착되어 본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조를 구현한다. 여기서 상기 고정체는 와셔를 포함한 볼트, 너트, 리벳 뿐만 아니라 각 구조물들을 효과적으로 결합할 수 있는 것이다.

또한 본 발명을 효과적으로 구현하기 위해 상기 상부 원형판(10) 및 복수개의 체결부재(20)는 주강으로, 상기 하부 바닥판(30)은 철강으로, 상기 고정체인 볼트는 고장력볼트로 형성되는 것이 바람직하다.

도1 및 도2는 본 발명의 하나의 구체예로서 본 발명이 이에 국한되지 않음은 자명하다. 본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조를 구현하기 위해 우선 강관파일(40)의 두부의 측면에 대각으로 네 부분에 각각 수직된 방향의 2개의 볼트공(41)을 타공한다. 상기 볼트공(41)은 상기 네 개의 체결부재(20)를 고정하기 위한 볼트(51)를 수용하기 위한 것으로 상기 네 개의 체결부재(20)의 체결부 측면(25)에 형성된 볼트공(24)과 일축으로 형성한다. 그리고 상기 네 개의 체결부재(20)를 강관파일(40)의 내부에 위치시키고, 고정체인 볼트(51), 와셔(도시않음) 및 너트(도시않음)를 이용하여 상기 강관파일(40)에 고정시킨다. 다음으로 상기 하부 바닥판(30)을 상기 네 개의 체결부재(20)의 상부 체결부(21)를 통과시켜 상기 네 개의 체결부재(20)의 하부 지지부(22)에 위치시킨다. 그리고 상기 상부 원형판(10)을 상기 네 개의 체결부재(20)의 상부 체결부(21) 위에 위치시키고, 상기 상부 원형판(10)에 형성된 장공형 볼트공(12)을 상기 상부 체결부(21)의 볼트공(23)에 일축으로 위치시키고, 고정체인 볼트(52), 와셔(도시않음) 및 너트(도시않음)를 이용하여 상기 상부 원형판(10) 및 상기 네 개의 체결부재(20)를 고정시킨다.

이와 같은 방법으로 현장 작업자는 쉽고 간편하게 본 발명에 따른 강관파일의 두부보강 구조를 구현하게 된다.

다음으로 하단이 후크형상으로 휘어진 철근(50)을 상기 상부 원형판(10)의 철근 수용홈(11)에 삽입하고 띠철근(50)을 이용하여 철근(50)의 하단부를 고정함으로써 상기 철근(50)은 간단하게 수직으로 고정한다. 그리고 향후 기초콘크리트가 상부 원형판(10)의 중공부를 통해 상기 강관파일의 두부에 타설됨으로써 상기 강관파일의 두부보강 구조의 인장력이 강화되고 기계적 강성도가 증대될 뿐만 아니라, 작업자가 쉽게 작업하고, 적은 시공비용으로 확실한 강관파일 두부보강 시공을 완성하게 된다.

본 발명에 의하면 상부 원형판에 장공형 볼트공을 형성함으로써 강관파일의 두께가 9mm와 12mm인 경우에도 하나의 상부 원형판으로 시공이 가능하여 저렴한 시공비용으로 간단히 시공할 수 있고, 상부 원형판의 내주면에 철근 수용홈을 형성하고, 상기 철근 수용홈에 철근을 삽입함으로써 용접방식 및 볼트식 방식에 비해 철근의 삽입이 간단하고 이에 따라 시공비용이 절감되고, 중공부가 형성된 상부 원형판 및 하부 바닥판을 구비함으로써 강관파일 내부로 기초콘크리트가 타설되고 강관파일의 두부에 강성을 키울 수 있고, 복수개의 체결부재의 체결부 측면을 원형으로 형성함으로써 상기 복수개의 체결부재가 상기 강관파일의 두부 내주면에 접촉할 경우, 상기 강관파일과 긴밀히 장착됨으로써 높은 기계적 강도 및 인장강도가 제공되고, 강관파일 두부보강 구조물에 있어 중량을 배제함으로써 현장 작업자가 손쉽게 운반하고 처리할 수 있고, 자재의 간편한 수송 및 기타 처리가 가능한 강관파일 두부보강 구조 및 그 구조물을 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

1. 콘크리트와 철근의 결합에 의해 강관파일의 두부를 보강하기 위한 구조물에 있어서,

   볼트공(23)이 형성된 상부 체결부(21), 하부 지지부(22) 및 상기 상부 체결부(21)와 하부 지지부(22)를 지지하며 일체로 형성되는 측부로 구성되고, 상기 측부에는 복수개의 볼트공(24)이 형성되어 상기 강관파일(40)의 내주면에 결합되는 복수개의 체결부재(20);

   상기 체결부재(20)가 삽입되도록 절단부(31)가 형성되어 상기 복수개의 체결부재(20)의 하부 지지부(22) 위에 위치하는 하부 바닥판(30);

   중앙부에 중공부가 형성되고, 내주면 쪽으로 절개된 다수의 철근 수용홈(11)이 형성되고, 상기 체결부재(20)와 조립되도록 상기 볼트공(23)과 일치하는 복수개의 장공형 볼트공(12)이 형성되는 상부 원형판(10); 및

   상기 철근 수용홈(11)에 삽입되어 띠철근(60)에 고정되는 다수의 철근(50);

   으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강관파일의 두부보강 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 철근(50)은 그 하부가 후크형상으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 강관파일의 두부보강 구조물.
4. 제1항에 있어서, 상기 상부 원형판(10)에 형성되는 상기 복수개의 장공형 볼트공(12)은 강관파일(40)의 두께가 9mm 또는 12mm인 경우에 적용될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 강관파일의 두부보강 구조물.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제