KR101821935B1 - 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계 - Google Patents
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Abstract
일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 중화학 플랜트의 유지보수를 위하여 하부에서 상부로 적층식 구조로 조립되어, 작업자의 이동통로 또는 작업대 등으로 사용되는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 있어서, 비철경량합금 재질의 띠형 접합부 주요부재와 띠형 접합부 주요부재의 축방향 외측에 결합되는 강 재질의 띠형 접합부 보강재로 구성되는 띠형 보강 접합부; 또는 비철경량합금 재질의 판형 접합부 주요부재와 판형 접합부 주요부재의 축방향 단면에 결합되는 강 재질의 판형 접합부 보강재로 구성되는 판형 보강 접합부;의 중공에, 축 방향으로 삽입되어 최소 한 개 이상의 띠형 보강 접합부 또는 판형 보강 접합부가 임의의 위치에서 접합되는, 파이프 내측이 - 또는 + 형태의 파이프 보강부에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분되어 있는 비철경량합금 재질의 보강 수직재 파이프로 구성되는 고강도 경량 수직재; 비철경량합금 재질의 내측 결합부 주요부재와 내측 결합부 주요부재의 보강재 삽입부에 삽입 및 결합되는 강 재질의 내측 결합부 보강재로 구성되는 내측 보강 결합부; 또는 비철경량합금 재질의 외측 결합부 주요부재와 내측 결합부 주요부재의 외측에 - 또는 = 또는 ㄷ 형태로 결합되는 강 재질의 외측 결합부 보강재로 구성되는 외측 보강 결합부; 가 한 개씩 축방향 양측에 각각 대칭으로 접합되는, 파이프 내측이 - 또는 + 형태의 파이프 보강부에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분되어 있는 비철경량합금 재질의 보강 수평재 파이프의 고강도 경량 수평재; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계.
Description
본 발명은 일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 발전 또는 중화학 플랜트 유지보수를 위하여 사용되는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 중화학 플랜트의 유지보수를 위하여 하부에서 상부로 적층식 구조로 조립되어, 작업자의 이동통로 또는 작업대 등으로 사용되는 시스템 비계에 있어서, 시스템 비계 시공자의 작업 피로도를 최소화하여 조립 및 해체시 발생할 수 있는 안전사고율을 낮추고 내부식성이 강하여 제품의 수명을 늘릴 수 있도록, 주요 부재가 알루미늄 등의 비철경량합금(alloy) 재질을 사용하면서도 일반 강(steel) 재질의 강도에 근접하여, 국내 안전인증 요건을 만족시킬 수 있는 충분한 강도를 가지는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 관한 것이다.
일반적으로 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 발전 또는 중화학 플랜트 유지보수를 위하여 사용되는 비계(Scaffold)는 클램프를 이용하여 비규격 형태로 현장에 맞게 조립되어지는 단관비계와, 제조사가 일정한 크기와 형태 즉, 미리 규격화한 형태로 조립되어지는 시스템 비계로 구분되어지는데, 이 중 일정한 크기와 형태로 규격화 되어있는 시스템 비계가 본 발명의 배경이 되는 기술이라 볼 수 있다.
이러한 시스템 비계는 주요부재의 재질에 따라 강(steel)을 주요부재로 사용하는 일반 시스템 비계와, 알루미늄 등의 비철경량합금(alloy) 재질을 사용하는 경량 시스템 비계로 구분되어 지는데, 본 발명은 알루미늄 등의 비철경량합금(alloy) 재질을 사용하는 경량 시스템 비계와 연관되어 있다.
통상적으로 알루미늄 등의 비철경량합금(alloy)의 경우 무게가 가겹고 내부식성이 높아 시스템 비계에 사용할 경우 시공자의 작업피로도가 낮고, 제품의 수명이 길다는 장점이 있으나, 강(steel)에 비하여 늘어나는 성질 즉, 연성이 높고, 기계적 성질이 낮은 관계로 종래의 경량 시스템 비계의 경우, 산업안전보건법에서 요구하는 시스템 비계의 안전 기준 즉, 시스템 비계를 사용함에 있어 국가에서 요구하는 충분한 강도를 충족할 수 있는 경량 시스템 비계를 제작 및 사용하는데 큰 문제점이 있다.
이러한 경량 시스템 비계 중 하나로, 등록특허공보 제10-1205237호 경량 안전시스템용 비계 파이프가 개시되었다.
상기와 같은 종래의 기술은 시스템 비계에 포함되는 모든 주요자재들에 대한 기술이 아닌, 시스템 비계의 주요부재 중 하나인 파이프에 관한 기술로써, 파이프 강도의 보강과 파이프 길이 방향으로의 조립 기술을 제시하고 있으나, 기본적으로 시스템 비계는 파이프를 포함하여 수평재의 결합부, 수직재의 접합부 등 모든 부재에 대하여 국가에서 제시하는 강도를 만족시켜야 하기 때문에, 상기와 같은 종래의 기술을 사용하더라도 수평재의 결합부 및 수직재의 강도가 약하다면 경량 시스템 비계를 사용할 수 없는 문제점이 있으며, 상기와 같은 종래의 기술은 내부에 삽입되어 있는 부자재 수가 많아 경량 비계 파이프임에도 그 무게가 많이 나간다는 문제점이 있다. 또한, 시스템 비계의 수직재의 경우 길이방향으로 수직재와 수직재를 연결해주는 연결조인트가 삽입되어야 하나, 파이프 내측에 중공이 없기 때문에 연연결조인트를 삽입할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 일반 시스템 비계 중 하나로, 등록특허공보 제10-1635931호 안전성과 기능성을 향상시킨 시스템 틀비계가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1434346호 비계 결합 장치가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1052570호 원터치 결속구조를 갖는 비계가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1355372호 시스템 비계가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1004204호 강관 비계용 수평재 연결구가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1581540호 강관 비계용 연결구가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-1398638호 비계용 수평연결대가 개시되었다.
일반 시스템 비계 중 다른 하나로, 등록특허공보 제10-0960943호 건설공사용 강관 비계가 개시되었다.
상기와 같은 종래의 일반 시스템 비계 기술은, 일반적으로 수평재의 결합부 및 수직재의 접합부의 체결 방법에 대한 개선, 수평재 결합부 및 수직재 접합부의 구성의 변화 및 형태의 구조적 개선 등에 대한 기술들을 제시하고 있으나, 주요부재들의 재질을 강(steel)에 비하여 강도가 약한 비철경량합금(alloy)을 사용하는 경우에는 재료 자체의 강도에 문제가 생기게 되므로 경량 시스템 비계로 사용하기에는 위험한 문제점을 안고 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 시스템 비계의 내부식성을 강화하기 위하여 파이프 및 결합부, 접합부 등의 주요부재를 내부식성이 강한 비철경량합금(alloy)을 사용하되, 수평재 및 수직재 파이프의 구조적 개선을 통하여 좌굴 및 인장하중, 압축하중에 대한 파이프 자체의 강도를 증가시키고, 수평재의 결합부 및 수직재의 접합부의 보강을 통하여 시스템 비계 전체의 강도를 증가시킴으로써 알루미늄 등과 같은 비철경량합금(alloy)을 사용하면서도 완성품의 최종 강도가 강(steel)으로 제작된 일반 시스템 비계의 강도와 최대한 근접할 수 있는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계를 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 알루미늄 등과 같은 경량 재질의 비철경량합금(alloy)을 사용하는 주요부재 중 파이프의 경우, 압축 및 굽힘 하중에 의한 좌굴 현상을 최대한 억제하기 위하여, 파이프 내측의 구조가 - 또는 + 형태로 등분될 수 있도록 보강하여, 휨 현상을 최대한 억제하고, 수평재 및 수직재가 경량 시스템 비계에 합당한 무게를 지닐 수 있도록 수평재의 결합부 및 수직재의 접합부에서 응력이 집중되고, 하중에 따른 변형이 심한 일부 구간에 주요부재의 재질보다 강도가 우수한 강(steel)으로 이루어진 보강재를 결합하여 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은 일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 중화학 플랜트의 유지보수를 위하여 하부에서 상부로 적층식 구조로 조립되어, 작업자의 이동통로 또는 작업대 등으로 사용되는 시스템 비계에 있어서, 알루미늄 등과 같은 비철경량합금(alloy)을 사용하면서도 완성품의 최종 강도가 철로 제작된 일반 시스템 비계의 강도와 최대한 근접할 수 있는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계를 발명함에 따라 시스템 비계 시공자의 작업 피로도를 최소화하여 조립 및 해체시 발생할 수 있는 안전사고율을 낮추고 내부식성이 강하여 제품의 수명을 늘릴 수 있도록 있는 효과를 보유하고 있다.
도 1은 종래의 시스템 비계의 접합부 및 결합부에 대한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고강도 경량 수직재 및 고강도 경량 수평재의 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보강 수직재 파이프 및 보강 수평재 파이프의 다양한 실시예를 나타낸 중앙부 단면도다.
도 4는 본 발명에 따른 보강 수직재 파이프의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 띠형 보강 접합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 판형 보강 접합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 내측 보강 결합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 외측 보강 결합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 9는 본 발명에 따른 외측 보강 접합부 및 외측 보강 결합부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 고강도 경량 수직재와 고강도 경량 수평재의 조립예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고강도 경량 수직재 및 고강도 경량 수평재의 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보강 수직재 파이프 및 보강 수평재 파이프의 다양한 실시예를 나타낸 중앙부 단면도다.
도 4는 본 발명에 따른 보강 수직재 파이프의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 띠형 보강 접합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 판형 보강 접합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 내측 보강 결합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 외측 보강 결합부의 실시예를 나타낸 상세도이다.
도 9는 본 발명에 따른 외측 보강 접합부 및 외측 보강 결합부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 고강도 경량 수직재와 고강도 경량 수평재의 조립예를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계는 일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 중화학 플랜트의 유지보수를 위하여 하부에서 상부로 적층식 구조로 조립되어, 작업자의 이동통로 또는 작업대 등으로 사용되는 시스템 비계에 있어서, 시스템 비계 시공자의 작업 피로도를 최소화하여 조립 및 해체시 발생할 수 있는 안전사고율을 낮추고 내부식성이 강하여 제품의 수명을 늘릴 수 있도록, 주요 부재가 알루미늄 등의 비철경량합금(alloy) 재질을 사용하면서도 일반 강(steel) 재질의 강도에 근접하여, 국내 안전인증 요건을 만족시킬 수 있는 충분한 강도를 가지는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 관한 것이다.
먼저, 시스템 비계의 수직재 및 수평재는 방호장치 안전인증고시(제2016-54호) 의거하여 수직재의 접합부와 수평재의 결합부간 조립 방식에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 포켓형 접합부 및 결합부(10)와 디스크형 접합부 및 결합부(20)로 구분되어지는데, 본 발명에서의 기술적 진보는 기존의 포켓형 접합부 및 결합부(10)와 디스크형 접합부 및 결합부(20)의 체결 및 조립 방식을 변경함으로써 이루어지는 것이 아니기 때문에, 본 명세서에 기재된 띠형 보강 접합부(120) 및 판형 보강 접합부(130) 및 내측 보강 결합부(220) 및 외측 보강 결합부(230)는 기술에 대한 권리가 별도로 지정되어 있지 않고 일반적으로 널리 사용되고 있는 상기의 포켓형 접합부 및 결합부(10)와 디스크형 접합부 및 결합부(20)의 형태 및 구성을 참고하여 작성되었으며, 본 명세서에 기재된 내용 및 도면은 포켓형 접합부 및 결합부를 기준으로 되어있다. 이에 따라 띠형 접합부 주요부재(121) 및 판형 접합부 주요부재(131)와 내측 결합부 주요부재(221) 및 외측 결합부 주요부재(231)의 기본적인 형태 및 구성에 대해서는 포켓형 접합부 및 결합부(10)를 따르고, 보강재들의 결합 형태에 따라 일부 추가되는 특징에 대해서만 기재하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계는 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)와 보강 수직재 파이프(110)로 구성되는 고강도 경량 수직재(100), 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)와 보강 수평재 파이프(210)로 구성되는 고강도 경량 수평재(200)를 포함하여 구성된다.
고강도 경량 수직재(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)의 중공에 보강 수직재 파이프(110)가 축방향으로 삽입되어 용접 등을 이용하여 서로 접합되도록 구성되는데, 고강도 경량 수직재(100)를 사용하고자 하는 현장 상황에 따라 보강 수직재 파이프(110)에 접합되는 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)의 수량을 최소 한 개에서 그 이상으로 변경 적용할 수 있다.
띠형 보강 접합부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 포켓형 또는 디스크형 접합부 형태로 구성되는 비철경량합금(alloy) 재질의 띠형 접합부 주요부재(121)와 도 5에 도시된 바와 같이 띠형 접합부 주요부재(121)보다 강도가 우수한 강(steel) 재질의 띠형 접합부 보강재(122)로 구성되는데, 띠형 접합부 주요부재(121)와 띠형 접합부 보강재(122)는 재질이 서로 다름에 따라 용접 등으로 접합을 할 수 없기 때문에 띠형 접합부 주요부재(121)의 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)를 이용하여 띠형 접합부 보강재(122)가 볼팅 또는 리벳팅 등으로 띠형 접합부 주요부재(121)와 결합될 수 있도록 한다.
띠형 접합부 주요부재(121)는 도 5에 도시된 바와 같이 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 삽입 및 고정되도록 다각형의 구멍 또는 홈 등으로 구성되는 보강 결합부 조립부(121b, 131b) 및 띠형 접합부 보강재(122)가 띠형 접합부 주요부재(121)의 축방향 외경 또는 외측에 결합되도록 구성되는 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)를 포함하여 구성된다. 이 때, 보강 결합부 조립부(121b, 131b)의 크기와 형태는 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)의 조립 방식에 따라 다양하게 적용이 가능하다. 예를 들어, 포켓형 결합부의 경우, 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 별도의 연결장치 없이 직접 삽입 및 고정될 수 있도록 구성되어야 하지만, 디스크형 결합부와 같이 별도의 결합부 연결핀(40)이 필요할 경우, 결합부 연결핀(40)이 삽입 및 고정될 수 있도록 구성된다.
띠형 접합부 보강재 체결부(121a)는 도 5에 도시된 바와 같이 띠형 접합부 보강재(122)가 띠형 접합부 주요부재(121)에 일부 매립되지 않는 상태로 결합될 수 있도록 체결용 구멍만으로 구성될 수도 있지만, 띠형 접합부 주요부재(121)의 외경 또는 외측 일부에 결합용 홈등을 내줌으로써, 띠형 접합부 보강재(122)가 띠형 접합부 주요부재(121)에 일부 매립된 상태로 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 이 때, 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)는 기본적으로 띠형 접합부 주요부재(121)의 축방향 또는 축방향의 직각방향에 위치하도록 구성된다. 다만, 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)는 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)와 띠형 보강 접합부(120)의 원활한 조립을 위해, 띠형 접합부 보강재(122)가 간섭되지 않는 지점에 위치시킨다.
띠형 접합부 보강재(122)는 도 5에 도시된 바와 같이 내경 또는 내측이 띠형 접합부 주요부재(121)의 외경 또는 외측과 동일한 크기로 구성되고, 띠형 접합부 주요부재(121)의 중심축과 동일선상에서 위치하여, 띠형 접합부 주요부재(121)의 외측을 감싸는 형태로 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)에 보강하고자 하는 임의의 지점에 결합되어 띠형 접합부 보강재(122)가 띠형 접합부 주요부재(121)의 외곽의 일부 또는 전면을 감싸게 됨으로써 띠형 접합부 보강재(122)의 강도만큼 띠형 접합부 주요부재(121)의 변형을 최소화하여 띠형 보강 접합부(120)의 강도를 높이게 된다.
판형 보강 접합부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 포켓형 또는 디스크형 접합부 형태로 구성되는 비철경량합금(alloy) 재질의 판형 접합부 주요부재(131)와 도 6에 도시된 바와 같이 판형 접합부 주요부재(131)보다 강도가 우수한 강(steel) 재질의 판형 접합부 보강재(132)로 구성되는데, 판형 접합부 주요부재(131)와 판형 접합부 보강재(132)는 재질이 서로 다름에 따라 용접 등으로 접합을 할 수 없기 때문에 판형 접합부 주요부재(131)의 판형 접합부 보강재 체결부(131a)를 이용하여 판형 접합부 보강재(132)가 볼팅 또는 리벳팅 등으로 판형 접합부 주요부재(131)와 결합될 수 있도록 한다.
판형 접합부 주요부재(131)는 도 6에 도시된 바와 같이 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 삽입 및 고정되도록 다각형의 구멍 또는 홈 등으로 구성되는 보강 결합부 조립부(121b, 131b) 및 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 양측 또는 일측에 결합되도록 구성되는 판형 접합부 보강재 체결부(131a)를 포함하여 구성된다. 이 때, 보강 결합부 조립부(121b, 131b)의 크기와 형태는 띠형 보강 접합부(120)의 보강 결합부 조립부(121b, 131b)와 동일하게 적용한다.
판형 접합부 보강재 체결부(131a)는 도 6에 도시된 바와 같이 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)에 일부 매립되지 않는 상태로 결합될 수 있도록 체결용 구멍만으로 구성될 수도 있지만, 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면 일부에 결합용 홈등을 내줌으로써, 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)에 일부 매립된 상태로 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 이 때, 판형 접합부 보강재 체결부(131a)는 기본적으로 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 또는 축방향의 직각방향에 위치하도록 구성된다. 다만, 판형 접합부 보강재 체결부(131a)는 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)와 판형 보강 접합부(130)의 원활한 조립을 위해, 판형 접합부 보강재(132)가 간섭되지 않는 지점에 위치시킨다.
판형 접합부 보강재(132)는 도 6에 도시된 바와 같이 축방향 단면이 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면의 전체 또는 가장자리와 동일한 형태 및 크기로 구성되고, 판형 접합부 주요부재(131)의 중심축과 동일선상에 위치하여, 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 양측 또는 일측을 덮는 형태로 판형 접합부 보강재 체결부(131a)에 결합되어 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 일측 또는 양측을 덮게 됨으로써 판형 접합부 보강재(132)의 강도만큼 판형 접합부 주요부재(131)의 변형을 최소화하여 판형 보강 접합부(130)의 강도를 높이게 된다. 이 때, 판형 접합부 보강재(132)의 축방향 단면이 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면의 전체와 동일할 경우, 판형 접합부 주요부재(131)와 보강 수직재 파이프(110)가 용접 등으로 접합될 경우, 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)의 접합 지점인 축방향 단면의 내측을 간섭하지 않도록 판형 접합부 보강재(132)의 축방향 단면의 내측의 크기가 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면의 내측의 크기보다 크게 구성되어야 한다.
또한, 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 판형 보강 접합부(130)에 조립될 때, 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 판형 보강 접합부(130)에 원활히 삽입 및 고정될 수 있도록 판형 접합부 보강재(132) 축방향 단면의 일부가 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 돌출되지 않도록 판형 접합부 보강재(132)의 중심축 및 축방향 단면이 판형 접합부 주요부재(131)의 중심축 및 축방향 단면과 동일선상에 위치한 상태에서 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 일측 또는 양측에 결합되도록 한다.
보강 수직재 파이프(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 비철경량합금(alloy) 재질로 구성되고, 파이프가 휘어지는 현상 즉, 좌굴현상을 억제하기 위하여 파이프 내측을 - 또는 + 형태의 파이프 보강부(111, 211)에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분시켜 줌으로써, 파이프의 변형을 최소화하여 강도를 증가시키도록 구성된다. 또한, 길이방향으로 수직재와 수직재를 연결해주는 연결조인트(30)를 통하여 고강도 경량 수직재(100)가 수직으로 적층될 수 있도록, 보강 수직재 파이프(110)의 길이방향 양단에 연결조인트(30)가 삽입될 수 있는 공간인 중공부(112)와, 삽입된 연결조인트(30)가 보강 수직재 파이프(110)로부터 이탈되지 않도록 고정해주는 연결조인트 체결부(113)를 포함하여 구성된다.
상기 중공부(112)의 깊이는 연결조인트(30)의 삽입 길이에 맞추어 구성되며 보강 수직재 파이프(110) 내측 또는 보강 수직재 파이프(110)의 외경보다 큰 파이프를 추가로 접합하여 구성될 수 있다.
고강도 경량 수평재(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)의 중공에 보강 수평재 파이프(210)가 축방향으로 삽입되어 두 개의 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 보강 수평재 파이프(210)의 양단에 대칭으로 각각 용접 등을 이용하여 접합되도록 구성된다.
내측 보강 결합부(220)는 도 1에 도시된 바와 같이 포켓형 또는 디스크형 결합부 형태로 구성되는 비철경량합금(alloy) 재질의 내측 결합부 주요부재(221)와 도 7에 도시된 바와 같이 내측 결합부 주요부재(221)보다 강도가 우수한 강(steel) 재질의 내측 결합부 보강재(222)로 구성되는데, 내측 결합부 주요부재(221)와 내측 결합부 보강재(222)는 재질이 서로 다름에 따라 용접 등으로 접합을 할 수 없기 때문에 내측 결합부 주요부재(221)의 내측 결합부 보강재 체결부(221a)를 이용하여 내측 결합부 보강재(222)가 볼팅 또는 리벳팅 등으로 내측 결합부 주요부재(221)와 결합될 수 있도록 한다.
내측 결합부 주요부재(221)는 도 7에 도시된 바와 같이 포켓형 결합부와 같이 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 별도의 연결장치 없이 직접 삽입 및 고정될 수 있도록 구성되거나 또는 도 9에 도시된 바와 같이 디스크형 결합부와 같이 별도의 결합부 연결핀(40)이 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 접합부 조립부(221b, 231b) 및 내측 결합부 보강재(222)가 삽입될 수 있도록 다각형의 구멍 또는 홈으로 구성된 보강재 삽입부(221c) 및 내측 결합부 보강재(222)가 보강재 삽입부(221c)에 삽입된 상태로 결합되도록 구성되는 내측 결합부 보강재 체결부(221a)를 포함하여 구성된다.
내측 결합부 보강재 체결부(221a)는 도 7에 도시된 바와 같이 내측 결합부 보강재(222)가 내측 결합부 주요부재(221)에 삽입된 상태로 결합될 수 있도록 체결용 구멍으로 구성된다.
이 때, 내측 결합부 보강재 체결부(221a)는 내측 결합부 보강재(231)의 형태에 따라 내측 결합부 주요부재(221) 외곽의 임의의 지점에 위치할 수 있으며, 내측 보강 결합부(220)가 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)에 조립될 때, 즉, 보강 접합부 조립부(221b, 231b)가 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 삽입될 때, 볼트나 리벳 등이 보강 접합부 조립부(221b, 231b)의 외측에 돌출되어 삽입이 불가능하지 않도록, 체결용 구멍에 볼트나 리벳의 머리 높이만큼 홈을 내줌으로써, 볼트나 리벳 등의 머리가 내측 결합부 보강재 체결부(221a) 내로 완전 삽입될 수 있도록 구성된다.
내측 결합부 보강재(222)는 도 7에 도시된 바와 같이 내측 결합부 주요부재(221)의 보강재 삽입부(221c)와 동일한 형태 및 크기로 구성되어 내측 결합부 주요부재(221)의 보강재 삽입부(221c)에 삽입 및 내측 결합부 주요부재(221)에 결합되어 내측 결합부 보강재(222)가 내측 결합부 주요부재(221)의 내측에 완전히 삽입됨으로써 내측 결합부 보강재(222)의 강도만큼 내측 결합부 주요부재(221)의 변형을 최소화하여 내측 보강 결합부(220)의 강도를 높이게 된다.
또한, 내측 결합부 보강재(222)는 보강재 삽입부(221c)의 형태 및 위치, 제조 공정 및 방법에 따라 일부가 외부로 노출될 수도 있고, 내측 결합부 주요부재(221) 내부에 완전 매립될 수도 있으며, 내측 결합부 보강재(222)가 일부 외부로 노출될 경우, 내측 결합부 주요부재(221)에서 이탈되지 않도록 내측 결합부 보강재 체결부(221a)를 이용하여 볼팅 또는 리벳팅 등으로 내측 결합부 주요부재(221)와 내측 결합부 보강재(222)를 결합하지만, 내측 결합부 보강재(222)가 내부에 완전 매립될 경우에는, 내측 결합부 보강재(222) 이탈할 공간이 없기 때문에, 별도의 내측 결합부 보강재 체결부(221a)를 필요로 하지 않는다.
외측 보강 결합부(230)는 도 1에 도시된 바와 같이 포켓형 또는 디스크형 결합부 형태로 구성되는 비철경량합금(alloy) 재질의 외측 결합부 주요부재(231)와 도 8에 도시된 바와 같이 외측 결합부 주요부재(231)보다 강도가 우수한 강(steel) 재질의 외측 결합부 보강재(232)로 구성되는데, 외측 결합부 주요부재(231)와 외측 결합부 보강재(232)는 재질이 서로 다름에 따라 용접 등으로 접합을 할 수 없기 때문에 외측 결합부 주요부재(231)의 외측 결합부 보강재 체결부(231a)를 이용하여 외측 결합부 보강재(232)가 볼팅 또는 리벳팅 등으로 외측 결합부 주요부재(231)와 결합될 수 있도록 한다.
외측 결합부 주요부재(231)는 도 8에 도시된 바와 같이 포켓형 결합부와 같이 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 별도의 연결장치 없이 직접 삽입 및 고정될 수 있도록 구성되거나 또는 도 9에 도시된 바와 같이 디스크형 결합부와 같이 별도의 결합부 연결핀(40)이 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 접합부 조립부(221b, 231b) 및 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)의 외측에 결합되도록 구성되는 외측 결합부 보강재 체결부(231a)를 포함하여 구성된다.
외측 결합부 보강재 체결부(231a)는 도 8에 도시된 바와 같이 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)에 일부 매립되지 않는 상태로 결합될 수 있도록 체결용 구멍만으로 구성될 수도 있지만, 외측 결합부 주요부재(231)의 외측 일부에 홈을 내줌으로써, 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)에 일부 매립된 상태로 결합되도록 구성될 수도 있다. 이 때, 외측 결합부 보강재 체결부(231a)는 외측 결합부 보강재(232)의 형태에 따라 외측 결합부 주요부재(231) 외곽의 임의의 지점에 위치할 수 있다.
외측 결합부 보강재(232)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 - 또는 = 또는 ㄷ 형태로 구성되어 외측 결합부 주요부재(231)의 외측이 최소 두 개면 이상 덮어지도록 외측 결합부 주요부재(231)에 결합되는데, 이는 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)의 외측 상하 또는 좌우면 등이 - 또는 = 또는 ㄷ 형태로 덮어지도록 결합된다는 의미이며, 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)의 외측 일부를 덮게 됨으로써 외측 결합부 보강재(232)의 강도만큼 외측 결합부 주요부재(231)의 변형을 최소화하여 외측 보강 결합부(230)의 강도를 높이게 된다. 이 때, 외측 결합부 보강재(232)의 기본적인 형태 및 크기는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 보강하고자 하는 외측 결합부 주요부재(231)의 외측과 동일하거나 작게 구성된다.
또한, 외측 보강 결합부(230)가 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)에 조립될 때, 즉, 보강 접합부 조립부(221b, 231b)가 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 삽입될 때, 볼트나 리벳 등이 외측 결합부 보강재(232)의 외측에 돌출되어 삽입이 불가능하지 않도록, 볼트나 리벳의 머리 높이만큼 홈을 내줌으로써, 볼트나 리벳 등의 머리가 외측 결합부 보강재(232) 내로 완전 삽입될 수 있도록 구성된다.
보강 수평재 파이프(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 비철경량합금(alloy) 재질로 구성되고, 파이프가 휘어지는 현상 즉, 좌굴현상을 억제하기 위하여 파이프 내측을 - 또는 + 형태의 파이프 보강부(111, 211)에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분시켜 줌으로써, 파이프의 변형을 최소화하여 강도를 증가시키도록 구성된다. 다만, 고강도 경량 수평재(200)는 고강도 경량 수직재(100)와 같이 연결조인트(30)이 삽입되지 않기 때문에, 보강 수평재 파이프(210)의 길이방향 양단에 중공부(112)가 별도로 필요하지 않지만, 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)의 형태에 따라 내측 결합부 주요부재(221)또는 외측 결합부 주요부재(231)가 보강 수평재 파이프(210)에 삽입되어 접합될 경우에는 길이방향 양단에 중공부(112)가 있는 보강 수직재 파이프(110)가 사용될 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에 서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
10 : 포켓형 접합부 및 결합부
20 : 디스크형 접합부 및 결합부
30 : 연결조인트
40 : 결합부 연결핀
100 : 고강도 경량 수직재
110 : 보강 수직재 파이프
111 : 제 1 파이프 보강부
112 : 중공부
113 : 연결조인트 체결부
120 : 띠형 보강 접합부
121 : 띠형 접합부 주요부재
121a : 띠형 접합부 보강재 체결부
121b : 제 1 보강 결합부 조립부
122 : 띠형 접합부 보강재
130 : 판형 보강 접합부
131 : 판형 접합부 주요부재
131a : 판형 접합부 보강재 체결부
131b : 제 2 보강 결합부 조립부
132 : 판형 접합부 보강재
200 : 고강도 경량 수평재
210 : 보강 수평재 파이프
211 : 제 2 파이프 보강부
220 : 내측 보강 결합부
221 : 내측 결합부 주요부재
221a : 내측 결합부 보강재 체결부
221b : 제 1 보강 접합부 조립부
221c : 보강재 삽입부
222 : 내측 결합부 보강재
230 : 외측 보강 결합부
231 : 외측 결합부 주요부재
231a : 외측 결합부 보강재 체결부
231b : 제 2 보강 접합부 조립부
232 : 외측 결합부 보강재
20 : 디스크형 접합부 및 결합부
30 : 연결조인트
40 : 결합부 연결핀
100 : 고강도 경량 수직재
110 : 보강 수직재 파이프
111 : 제 1 파이프 보강부
112 : 중공부
113 : 연결조인트 체결부
120 : 띠형 보강 접합부
121 : 띠형 접합부 주요부재
121a : 띠형 접합부 보강재 체결부
121b : 제 1 보강 결합부 조립부
122 : 띠형 접합부 보강재
130 : 판형 보강 접합부
131 : 판형 접합부 주요부재
131a : 판형 접합부 보강재 체결부
131b : 제 2 보강 결합부 조립부
132 : 판형 접합부 보강재
200 : 고강도 경량 수평재
210 : 보강 수평재 파이프
211 : 제 2 파이프 보강부
220 : 내측 보강 결합부
221 : 내측 결합부 주요부재
221a : 내측 결합부 보강재 체결부
221b : 제 1 보강 접합부 조립부
221c : 보강재 삽입부
222 : 내측 결합부 보강재
230 : 외측 보강 결합부
231 : 외측 결합부 주요부재
231a : 외측 결합부 보강재 체결부
231b : 제 2 보강 접합부 조립부
232 : 외측 결합부 보강재
Claims (10)
- 일반 건설현장 또는 고소지역 작업 또는 중화학 플랜트의 유지보수를 위하여 하부에서 상부로 적층식 구조로 조립되어, 작업자의 이동통로 또는 작업대 등으로 사용되는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계에 있어서,
비철경량합금 재질의 띠형 접합부 주요부재(121)와 띠형 접합부 주요부재(121)의 축방향 외측에 결합되는 강 재질의 띠형 접합부 보강재(122)로 구성되는 띠형 보강 접합부(120); 또는 비철경량합금 재질의 판형 접합부 주요부재(131)와 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면에 결합되는 강 재질의 판형 접합부 보강재(132)로 구성되는 판형 보강 접합부(130); 의 중공에, 축 방향으로 삽입되어 최소 한 개 이상의 띠형 보강 접합부(120) 또는 판형 보강 접합부(130)가 임의의 위치에서 접합되는, 파이프 내측이 - 또는 + 형태의 파이프 보강부(111, 211)에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분되어 있는 비철경량합금 재질의 보강 수직재 파이프(110)로 구성되는 고강도 경량 수직재(100);
비철경량합금 재질의 내측 결합부 주요부재(221)와 내측 결합부 주요부재(221)의 보강재 삽입부(221c)에 삽입 및 결합되는 강 재질의 내측 결합부 보강재(222)로 구성되는 내측 보강 결합부(220); 또는 비철경량합금 재질의 외측 결합부 주요부재(231)와 외측 결합부 주요부재(231)의 외측에 - 또는 = 또는 ㄷ 형태로 결합되는 강 재질의 외측 결합부 보강재(232)로 구성되는 외측 보강 결합부(230); 가 한 개씩 축방향 양측에 각각 대칭으로 접합되는, 파이프 내측이 - 또는 + 형태의 파이프 보강부(111, 211)에 의해 최소 두 개 이상 동일한 크기와 형태로 등분되어 있는 비철경량합금 재질의 보강 수평재 파이프(210)의 고강도 경량 수평재(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
띠형 접합부 주요부재(121)는 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 결합부 조립부(121b, 131b); 및 띠형 접합부 보강재(122)가 띠형 접합부 주요부재(121)의 축방향 외경 또는 외측에 결합되도록 구성되는 띠형 접합부 보강재 체결부(121a); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
판형 접합부 주요부재(131)는 내측 보강 결합부(220) 또는 외측 보강 결합부(230)가 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 결합부 조립부(121b, 131b); 및 판형 접합부 보강재(132)가 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 양측 또는 일측에 결합되도록 구성되는 판형 접합부 보강재 체결부(131a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
띠형 접합부 보강재(122)는 내경 또는 내측이 띠형 접합부 주요부재(121)의 외경 또는 외측과 동일한 크기로 구성되고, 띠형 접합부 주요부재(121)의 중심축과 동일선상에서 위치하여, 띠형 접합부 주요부재(121)의 외측을 감싸는 형태로 띠형 접합부 보강재 체결부(121a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
판형 접합부 보강재(132)는 축방향 단면이 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 단면의 전체 또는 가장자리와 동일한 형태 및 크기로 구성되고, 판형 접합부 주요부재(131)의 중심축과 동일선상에 위치하여, 판형 접합부 주요부재(131)의 축방향 양측 또는 일측을 덮는 형태로 판형 접합부 보강재 체결부(131a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
보강 수직재 파이프(110)는 축방향 양측에 연결조인트(30)가 삽입되도록 구성되는 중공부(112); 및 연결조인트(30)가 중공부(112)에 조립되도록 구성되는 연결조인트 체결부(113);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
내측 결합부 주요부재(221)는 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 접합부 조립부(221b, 231b); 내측 결합부 보강재(222)가 삽입되는 보강재 삽입부(221c); 및 내측 결합부 보강재(222)가 보강재 삽입부(221c)에 삽입된 상태로 결합되도록 구성되는 내측 결합부 보강재 체결부(221a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
외측 결합부 주요부재(231)는 보강 결합부 조립부(121b, 131b)에 삽입 및 고정되도록 구성되는 보강 접합부 조립부(221b, 231b); 및 외측 결합부 보강재(232)가 외측 결합부 주요부재(231)의 외측에 결합되도록 구성되는 외측 결합부 보강재 체결부(231a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
내측 결합부 보강재(222)는 내측 결합부 주요부재(221)의 보강재 삽입부(221c)와 동일한 형태 및 크기로 구성되고, 내측 결합부 주요부재(221)의 보강재 삽입부(221c)에 삽입된 상태로 내측 결합부 보강재 체결부(221a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계. - 제 1항에 있어서,
외측 결합부 보강재(232)는 - 또는 = 또는 ㄷ 형태로 구성되고, 외측 결합부 주요부재(231)의 외측이 덮어지는 형태로 외측 결합부 보강재 체결부(231a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 보강재를 이용한 고강도 경량 시스템 비계.
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