KR102081651B1 - Apparatus for connecting steel pipe - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관 연결장치는 외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트; 상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트; 상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및 상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함할 수 있다.Steel pipe connecting device according to the present invention includes a first joint formed in the circumferential direction on the outer surface, a pin joint having a rotational restriction groove; A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when the pin joint is fastened to the pin joint, and a connection groove extending from the outer surface toward the second groove; A first shear thermal binder coupled to the circumferential groove to restrain axial relative movement of the pin joint and the box joint; And a second shear connecting member fastened to the connection groove and the rotational confinement groove and constrain the circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.

Description

강관 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING STEEL PIPE}Steel pipe connecting device {APPARATUS FOR CONNECTING STEEL PIPE}

본 발명은 강관파일 시공 현장에서 상부 강관 및 하부 강관을 용접 없이 기계적으로 연결하는 강관 연결장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe connecting device for mechanically connecting the upper steel pipe and the lower steel pipe without welding at the steel pipe pile construction site.

파일기초는 상부 구조물을 지반에서 안정적으로 지지해주기 위해 사용되는 기초 형식의 하나로서, 콘크리트 파일 및 강관파일 등이 사용되고 있다. 콘크리트 파일은 자재 비용이 저렴한 장점과 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 적은 단점이 있는 반면, 강관파일은 비록 자재 비용은 많이 소요되나 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력이 우수하여 큰 횡력(수평력)을 받는 구조물에 대한 파일 기초로 널리 사용되고 있다.The pile foundation is one of the basic types used to stably support the upper structure on the ground, and concrete piles and steel pipe piles are used. Concrete piles have the advantages of low material cost and low resistance to shear and bending moments, while steel pipe piles have a large lateral force (horizontal force) because they have a high material cost but excellent resistance to shear and bending moments. Widely used as pile foundation for structures.

강관파일은 강관사에서 일정한 길이(12m~15m)로 제조되므로, 시공현장에서 관입깊이가 강관길이를 초과할 경우에는 상부 강관파일과 하부 강관파일을 연결할 필요가 있다. 이들을 연결시키는 연결방법은 용접 방식으로 두 강관을 야금학적으로 접합시키던가, 기계적 연결장치를 이용하여 두 강관을 연결시키는 방식이 있다.Since the steel pipe pile is manufactured to a certain length (12m ~ 15m) in the steel pipe yarns, it is necessary to connect the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile when the penetration depth exceeds the steel pipe length in the construction site. The connection method for connecting them may be a metallurgical joining of two steel pipes by a welding method, or two steel pipes using a mechanical connecting device.

상부 강관파일과 하부 강관파일을 야금학적으로 용접하는 방법은 시공현장에서 용접작업 및 비파괴 검사가 요구되어 시공기간이 길어지고, 강관파일 인발 시에는 절단하여 인발해야하는 어려움이 있는 반면, 용접 없이 기계적으로 연결하는 방법은 현장에서 용접 및 비파괴검사가 필요없기 때문에, 시공기간이 단축되고 인발시 해체도 용이하게 이루어지는 장점이 있다.Metallurgical welding of upper steel pipe pile and lower steel pipe pile requires long welding work and non-destructive inspection at the construction site, which leads to a long construction time and difficulty in cutting and drawing steel pipe piles. Since the connection method does not require welding and non-destructive inspection in the field, the construction period is shortened and the dismantling is easy when drawing.

기존 강관 파일 기계적 연결장치는 핀 조인트, 박스 조인트 등으로 구성된다. 핀 조인트는 박스 조인트의 홈과 마주보게 되어 있으며, 외면 원주홈이 절삭된 구조이다. 상측 강관이 원주 용접된 박스 조인트를 하측 강관이 원주 용접된 핀 조인트에 삽입한 후에 볼트를 회전시킴으로써 박스 조인트 내면 원주홈에 삽입된 전단연결재가 핀 조인트의 홈에 끼워져 박스 조인트 및 핀 조인트 부재가 일체화되어 강관의 기계적 결합이 완료된다. Conventional steel pipe pile mechanical connections consist of pin joints, box joints, etc. The pin joints face the grooves of the box joints, and the outer circumferential grooves are cut. After inserting the box joint with the upper steel pipe circumferentially welded into the pin joint with the lower steel pipe circumferentially welded, the bolts are rotated so that the shear connector inserted into the circumferential groove inside the box joint fits into the groove of the pin joint to integrate the box joint and the pin joint member. The mechanical coupling of the steel pipe is completed.

한편, 전단연결재가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격이 필요하며, 이 공간으로 인해 강관에 인장력이 작용할 때 전단연결재가 회전하게 되고, 두 박스조인트와 핀조인트를 분리시켜 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 이를 막기 위해서 박스조인트와 핀조인트의 두께는 증가하게 되고, 제작비도 상승하게 된다. On the other hand, in order for the shear connector to be inserted smoothly, some tolerance and play are required, and this space causes the shear connector to rotate when the tensile force is applied to the steel pipe, and the force that separates and destroys the two box joints and the pin joint. Will be added. To prevent this, the thickness of the box joint and the pin joint is increased, and the manufacturing cost is increased.

JP 3336430 B2 (KUBOTA CORP) 2002.08.09.(등록일)JP 3336430 B2 (KUBOTA CORP) 2002.08.09. (Registration Date)

본 발명은 박스조인트와 핀조인트를 전단연결재를 이용해 강건하게 결합시키며, 기계적 연결장치의 두께를 절감시키고 나아가서 경제성 및 제작성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to rigidly combine the box joint and the pin joint using a shear connector, and to reduce the thickness of the mechanical connecting device and further improve the economics and manufacturability.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트; 상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트; 상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단열결재; 및 상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함하고, 상기 제1 전단연결재는 그 상부면에 중앙부에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부와, 그 하부면에 상기 중앙부에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부가 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a pin joint having a first groove formed on the outer surface in a circumferential direction and a rotational restriction groove; A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when the pin joint is fastened to the pin joint, and a connection groove extending from the outer surface toward the second groove; A first shear thermal binder coupled to the circumferential groove to restrain axial relative movement of the pin joint and the box joint; And a second shear connector coupled to the connection groove and the rotational restraint groove, the second shear connector restraining circumferential relative movement of the pin joint and the box joint. An upper first inclined protrusion having a shape gradually thickening inward and a lower first inclined protrusion which gradually thickens radially outward from the center may be formed on a lower surface thereof.

상기 연결홈은 상기 제2 홈과 연통하는 연통홀; 상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및 상기 박스 조인트의 외주면에 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함할 수 있다.The connecting groove is a communication hole in communication with the second groove; A rotation restraint hole formed on an opposite surface of the rotation restraint groove; And a step surface formed to be stepped inward on an outer circumferential surface of the box joint.

상기 제2 전단연결재는 상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부; 상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및 상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함할 수 있다.The second shear connector includes an axial restraint for restraining axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connector; A circumferential restraining portion fitted to the rotation restraint groove; And a cover plate fastened to the step surface.

상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고, 상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출될 수 있다.The rotational restraint groove may be provided perpendicular to the first groove, and the axial restraint portion and the circumferential restraint portion may be integrally formed to protrude crosswise from the cover plate.

상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고, 상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속할 수 있다.The pin joint is provided with a first locking portion and a first uneven portion, the box joint is provided with a second locking portion and a second uneven portion, and when the pin joint and the box joint are coupled, the first locking portion is provided with the second unevenness. The second locking portion may be fitted to the first uneven portion to restrict radial relative movement of the pin joint and the box joint.

상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형일 수 있다.The first shear connecting member may have a cross section corresponding to the circumferential groove, and may be inserted into the circumferential groove through the connection groove and divided into a plurality of arcs to fill the circumferential groove.

상기 제1 전단연결재는 상기 하부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부와, 상기 상부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부를 포함할 수 있다.The first shear connecting member may have an upper second inclined protrusion provided in a shape corresponding to the lower first inclined protrusion, and a lower second inclined protrusion provided in a shape opposite to the upper first inclined protrusion. It may include.

본 발명에 따른 강관 연결장치는 박스조인트와 핀조인트가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. The steel pipe connection device according to the present invention is connected to the box joint and the pin joint without the empty space, it is possible to secure sufficient structural rigidity and to improve the economics and manufacturability through a significant thickness reduction.

또한 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재의 원주방향 구속부로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the circumferential relative rotation of the box joint and the pin joint can be suppressed by the circumferential restraint portion of the second shear connector without a separate rotation inhibiting device, manufacturing cost and construction convenience can be improved.

또한, 제1 전달연결재가 중앙부와 그 상하로 각각 형성되는 경사돌출부를 구비하여 회전을 억제시키고 인장력을 분산하여 상대적으로 얇은 두께로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 막을 수 있다.In addition, the first transfer connecting member is provided with an inclined protrusion formed at the center and the upper and lower portions thereof, respectively, to suppress rotation and distribute tensile force, thereby preventing bending failure of the joint caused by tension even at a relatively thin thickness.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 전 측단면도이다.
도 3는 도 1의 조립 후 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 원주홈으로 제1 전단연결재가 설치되는 방식을 나타낸다.
도 5는 도 4에서 제1 전단연결재가 설치된 후의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치에 제2 전단연결재가 설치되는 상태를 나타낸다.
도 7은 도 6에 대한 평면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강관 연결장치가 조립되는 상태를 나타내는 측단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a portion of the steel pipe connecting device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view before assembly of Figure 1;
3 is a side cross-sectional view of the assembly after FIG.
Figure 4 shows how the first shear connector is installed in the circumferential groove of the steel pipe connecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view after the first shear connecting member is installed in FIG. 4.
Figure 6 shows a state in which the second shear connector is installed in the steel pipe connecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a planar cross-sectional view of FIG. 6.
8 is a side cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connection device according to the second embodiment of the present invention is assembled.
9 is a side cross-sectional view showing a state in which the steel pipe connection device according to the third embodiment of the present invention is assembled.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are presented to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention is not limited to the embodiments presented herein but may be embodied in other forms. The drawings may omit illustrations of parts not related to the description in order to clarify the present invention, and may be exaggerated to some extent in order to facilitate understanding.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치의 일부를 절개한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 조립 전 측단면도이며, 도 3는 도 1의 조립 후 측단면도이다. 그리고 도 4는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이에 형성된 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(130)가 설치되는 상태를 나타내고, 도 5는 도 4에서 제1 전단연결재(130)가 설치된 후의 측단면도를 나타낸다.1 is an exploded perspective view showing a portion of the steel pipe connecting device according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a side cross-sectional view before assembly of Figure 1, Figure 3 is a side cross-sectional view after assembly of FIG. 4 illustrates a state in which the first shear connecting member 130 is installed in the circumferential groove S formed between the pin joint 110 and the box joint 120, and FIG. 5 illustrates the first shear connecting member 130 in FIG. 4. The side sectional view after () is installed.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강관 연결장치는 이웃하는 강관을 연결하기 위한 장치로써, 강관(10, 20)의 일단에 고정 결합되는 핀 조인트(110)와, 강관(10, 20)의 타단에 고정 결합되는 박스 조인트(120) 및 상기 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 상하방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단연결재(130)를 구비한다. Referring to the drawings, the steel pipe connecting device according to the first embodiment of the present invention as a device for connecting the neighboring steel pipe, the pin joint 110 and the steel pipe 10 is fixedly coupled to one end of the steel pipe (10, 20) 20 is provided with a box joint 120 fixedly coupled to the other end of the pin joint 110 and the first shear connector 130 for restraining the up and down relative movement of the box joint 120.

핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 용접되고, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 용접될 수 있다. 즉, 강관 연결장치는 이웃하는 강관(10, 20)의 상부와 하부를 연결하기 위한 것으로서 하측 강관(10)의 상측에는 핀 조인트(110)가 마련되고, 상측 강관(20)의 하측에는 박스 조인트(120)가 마련된다. The pin joint 110 may be welded to the upper portion of the lower steel pipe 10, and the box joint 120 may be welded to the lower portion of the upper steel pipe 20. That is, the steel pipe connecting device is for connecting the upper and lower portions of the adjacent steel pipes (10, 20), the pin joint 110 is provided on the upper side of the lower steel pipe 10, the box joint on the lower side of the upper steel pipe (20) 120 is provided.

핀 조인트(110)는 원통형상을 갖추어 하측 강관(10)의 상부에 용접될 수 있다. 구체적으로, 핀 조인트(110)는 하측 강관(10)의 상부에 연장 형성된 제1 결합부(113)와 외측으로 돌출 형성되며 돌기(112a)와 홈(112b)의 구조를 갖는 제1 요철부(112)를 갖는다.The pin joint 110 may have a cylindrical shape and may be welded to an upper portion of the lower steel pipe 10. In detail, the pin joint 110 protrudes outwardly from the first coupling part 113 formed on the upper portion of the lower steel pipe 10 and has a structure of the protrusion 112a and the groove 112b. 112).

제1 결합부(113)의 외주면에는 원주 방향으로 제1 홈(115)이 형성된다. 또한, 제1 결합부(113)의 선단부에는 제1 결합부(113)의 외주면으로부터 내측으로 단차지게 형성된 제1 걸림부(114)가 형성된다.The outer circumferential surface of the first coupling portion 113 is formed with a first groove 115 in the circumferential direction. In addition, a first locking portion 114 is formed at the distal end of the first coupling portion 113 to be stepped inward from the outer circumferential surface of the first coupling portion 113.

박스 조인트(120)는 원통형상을 갖추어 상측 강관(20)의 하부에 용접에 의해 체결된다. 구체적으로, 박스 조인트(120)는 상측 강관(20)의 하부에 수직방향으로 연장 형성된 제2 결합부(123)와 상기 제1 걸림부(114)와 접하도록 돌기(124a)와 홈(124b)의 구조를 갖는 제2 요철부(124)가 마련된다.The box joint 120 has a cylindrical shape and is fastened by welding to the lower portion of the upper steel pipe 20. Specifically, the box joint 120 has a protrusion 124a and a groove 124b to contact the second coupling part 123 and the first locking part 114 extending in the vertical direction at the lower portion of the upper steel pipe 20. A second uneven portion 124 having a structure of is provided.

제2 결합부(123)의 내주면에는 원주 방향으로 제2 홈(125)이 형성된다. 이때, 제2 결합부(123)의 내경은 제1 결합부(113)의 외경과 대응되는 직경을 갖도록 마련된다. 또한, 제2 결합부(123)의 길이는 제1 결합부(113)의 길이와 대응되는 길이를 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 핀 조인트(110)의 제1 결합부(113)가 박스 조인트(120)에 끼워지며 제1 결합부(113)의 외주면과 제2 결합부(123)의 내주면이 면 접촉한다. The second groove 125 is formed in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the second coupling portion 123. In this case, the inner diameter of the second coupling portion 123 is provided to have a diameter corresponding to the outer diameter of the first coupling portion 113. In addition, the length of the second coupling portion 123 has a length corresponding to the length of the first coupling portion 113. Accordingly, when the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled to each other, the first coupling part 113 of the pin joint 110 is fitted into the box joint 120, and the outer circumferential surface of the first coupling part 113 and the second coupling part 113 are fitted to the box joint 120. The inner circumferential surface of the coupling portion 123 is in surface contact.

한편, 제2 결합부(123)의 하단부에는 제2 결합부(123)의 외주면으로부터 내측으로 단차진 제2 걸림부(122)가 형성된다. 제2 걸림부(122)는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합 시 제1 요철부(112)에 접하도록 구성된다.On the other hand, the second engaging portion 122 stepped inward from the outer peripheral surface of the second coupling portion 123 is formed at the lower end of the second coupling portion 123. The second locking portion 122 is configured to contact the first uneven portion 112 when the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled to each other.

상기와 같은 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 전체적인 외형은 원통형으로써, 핀 조인트(110)의 상측과 박스 조인트(120)의 상측이 서로 대응되는 형상을 갖는다. 이에, 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 결합 시 제1 걸림부(114)의 돌출된 부분이 제2 요철부(124)의 홈(124b)에 끼워지고, 제2 걸림부(122)의 돌출된 부분이 제1 요철부(112)의 홈(112b)에 끼워지게 된다.The overall shape of the pin joint 110 and the box joint 120 as described above is cylindrical, the upper side of the pin joint 110 and the upper side of the box joint 120 has a shape corresponding to each other. Thus, when the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled, the protruding portion of the first locking portion 114 is fitted into the groove 124b of the second uneven portion 124, and the second locking portion 122 is provided. The protruding portion of) is fitted into the groove 112b of the first uneven portion 112.

핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)가 결합된 경우 제1 홈(115)과 제2 홈(125)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 이에, 제1 홈(115)과 제2 홈(125)에 의하여 단면이 직사각형인 원주홈(S)이 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120) 사이에 형성되게 된다. When the pin joint 110 and the box joint 120 are coupled, the first groove 115 and the second groove 125 are formed at positions corresponding to each other. Accordingly, a circumferential groove S having a rectangular cross section is formed between the pin joint 110 and the box joint 120 by the first groove 115 and the second groove 125.

연결홈(126)은 원주홈(S)에 후술할 제1 전단연결재(130)를 삽입하기 위하여, 박스 조인트(120)의 외주면에 제2 홈(125)과 연통하여 형성된다. 즉, 연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면에 형성되되, 제2 홈(125)이 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된다. The connection groove 126 is formed in communication with the second groove 125 on the outer circumferential surface of the box joint 120 in order to insert the first shear connecting member 130 to be described later in the circumferential groove (S). That is, the connection groove 126 is formed on the outer circumferential surface of the box joint 120, and is formed at a position corresponding to the position where the second groove 125 is formed.

연결홈(126)은 박스 조인트(120)의 외주면을 따라 소정 길이를 갖도록 형성된다. 이 연결홈(126)은 제2 홈(125)과 연통하는 연통홀(126a)과, 연통홀(126a)에 수직으로 형성되는 회전구속홀(126b), 연통홀(126a)로부터 박스 조인트(120)의 반경 방향으로 박스 조인트(120)의 외주면과 단차지게 형성되는 단차면(126c)을 구비한다. 이때, 연통홀(126a)은 후술할 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입시키기 위한 것이며, 회전구속홀(126b)은 핀 조인트(110)과 박스 조인트(120)의 원주 방향 상대 회전을 구속하고, 단차면(126c)은 후술할 제2 전단연결재(140)를 통해 연결홈(126)을 폐쇄하도록 결합되는 설치면의 기능을 갖는다.The connection groove 126 is formed to have a predetermined length along the outer circumferential surface of the box joint 120. The connection groove 126 is a box joint 120 from the communication hole 126a communicating with the second groove 125, the rotational confinement hole 126b and the communication hole 126a formed perpendicularly to the communication hole 126a. The stepped surface 126c is formed to be stepped with the outer circumferential surface of the box joint 120 in the radial direction. At this time, the communication hole (126a) is for inserting the first shear connecting member 130 to be described later in the circumferential groove (S), the rotational binding hole (126b) is the circumferential direction of the pin joint 110 and the box joint 120 Constrain the relative rotation, the step surface 126c has a function of the installation surface is coupled to close the connection groove 126 through the second shear connecting member 140 to be described later.

전단연결재는 복수개의 제1 전단연결재(130)와 최종 체결용 제2 전단연결재(140)를 포함하고, 이들은 원주홈(S) 및 연결홈(126)에 삽입되어 박스 조인트(120)와 핀 조인트(110)의 상대 이동을 구속할 수 있다.The shear connector includes a plurality of first shear connectors 130 and second shear connectors 140 for final fastening, which are inserted into the circumferential grooves S and the connection grooves 126 to connect the box joints 120 and the pin joints. The relative movement of 110 may be constrained.

제1 전단연결재(130)는 원주홈(S)에 삽입되며 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 상대 이동을 구속하는 역할을 수행한다. 원주홈(S)은 핀 조인트(110)의 제1 홈(115)과 박스 조인트(120)의 제2 홈(125)이 합쳐져 형성되는데, 이러한 원주홈(S)에 제1 전단연결재(130)가 삽입되어 핀 조인트(110) 또는 박스 조인트(120)의 길이방향 이탈을 막는 것이다.The first shear connector 130 is inserted into the circumferential groove S and serves to restrain the axial relative movement of the pin joint 110 and the box joint 120. The circumferential groove S is formed by combining the first groove 115 of the pin joint 110 and the second groove 125 of the box joint 120. The circumferential groove S has a first shear connecting member 130. Is inserted to prevent longitudinal separation of the pin joint 110 or the box joint 120.

복수개로 분할된 제1 전단연결재(130)는 원주홈(S)에 삽입되어 원주홈(S)을 채우도록 각각 원주홈(S)과 대응되는 단면 및 형상을 갖는다. 제1 전단연결재(130)는 연결홈(126)의 연통홀(126a)을 통하여 원주홈(S)에 삽입될 수 있다. 즉, 하나의 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입 후, 삽입된 제1 전단연결재(130)에 외력을 가하여 원주홈(S)의 왼쪽 또는 오른쪽 원주 방향으로 이동시킨 다음, 다른 제1 전단연결재(130)를 원주홈(S)에 삽입하여 원주 방향으로 이동시키는 과정을 반복하여 원주홈(S)의 빈 공간을 채우게 된다. The plurality of first shear connecting members 130 are divided into a circumferential groove (S) has a cross-section and shape corresponding to the circumferential groove (S) to fill the circumferential groove (S), respectively. The first shear connecting member 130 may be inserted into the circumferential groove S through the communication hole 126a of the connecting groove 126. That is, after inserting one first shear connecting member 130 in the circumferential groove (S), by applying an external force to the inserted first shear connecting member 130 to move to the left or right circumferential direction of the circumferential groove (S), Another first shear connecting member 130 is inserted into the circumferential groove (S) to repeat the process of moving in the circumferential direction to fill the empty space of the circumferential groove (S).

복수개의 제1 전단연결재(130)와 마무리 체결용 제2 전단연결재(140)는 원주홈(S)의 빈 공간을 채우도록 원주홈(S)의 길이를 1/n로 나눈 개수를 갖는다. 예컨대, 360°의 원주를 갖는 원주홈(S)을 채우도록 복수의 제1 전단연결재(130)와 제2 전단연결재(140)는 중심축을 기준으로 0°에서 45°까지의 각도를 갖도록 분할되어 총 7개의 제1 전단연결재(130)와 하나의 제2 전단연결재(140)로 마련될 수 있다. 이때, 연결홈(126)은 연통홀(126a)을 통해 원주홈(S)으로 제1 전단연결재(130)가 삽입되도록 0°에서 45°까지의 각도로 마련될 수 있다.The plurality of first shear connector 130 and the second shear connector 140 for finishing fastening have a number divided by 1 / n of the length of the circumferential groove S to fill the empty space of the circumferential groove S. For example, the plurality of first shear connector 130 and the second shear connector 140 are divided to have an angle of 0 ° to 45 ° with respect to the central axis to fill the circumferential groove S having a circumference of 360 °. A total of seven first shear connector 130 and one second shear connector 140 may be provided. In this case, the connecting groove 126 may be provided at an angle of 0 ° to 45 ° so that the first shear connecting member 130 is inserted into the circumferential groove S through the communication hole 126a.

제2 전단연결재(140)는 제1 전단연결재(130)의 삽입이 완료되면, 마지막으로 연결홈(126)을 폐쇄하도록 결합된다. 이 제2 전단연결재(140)는 연결홈(126)과 형합하는 형상을 갖는다. 이 제2 전단연결재(140)는 외주면이 박스 조인트(120)의 외주면과 부드럽게 이어지도록 단차면(126c)에 덮개판(143)이 밀착된 상태로 체결볼트(미도시)를 통해 박스 조인트(120)에 체결될 수 있다. When the insertion of the first shear connector 130 is completed, the second shear connector 140 is finally coupled to close the connection groove 126. The second shear connecting member 140 has a shape that mates with the connecting groove 126. The second shear connector 140 is a box joint 120 through a fastening bolt (not shown) in a state in which the cover plate 143 is in close contact with the step surface 126c so that the outer circumferential surface is smoothly connected to the outer circumferential surface of the box joint 120. Can be fastened to

제2 전단연결재(140)는 제1 전단연결재(130)와 함께 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부(141), 회전구속홈(116)에 끼워지는 원주방향 구속부(142), 및 단차면(126c)에 체결되는 덮개판(143)을 포함할 수 있다. 이때, 축방향 구속부(141)와 원주방향 구속부(142)는 일체형으로 마련되어, 덮개판(143)에서 십자형으로 돌출될 수 있다. The second shear connector 140, along with the first shear connector 130, is an axial restraint portion 141 that restricts the axial relative movement of the pin joint 110 and the box joint 120, and the rotation restraint groove 116. It may include a circumferential restraining portion 142 to be fitted in, and a cover plate 143 fastened to the step surface 126c. In this case, the axial restraint portion 141 and the circumferential restraint portion 142 may be integrally formed to protrude in a cross shape from the cover plate 143.

따라서, 제1 전단연결재(130)는 핀 조인트(110)와 박스 조인트(120)의 축방향 이동을 구속하고, 제2 전단연결재(140)로는 축방향 이동과 원주방향 이동을 구속하고, 걸림부(112, 122)와 요철부(114, 124)는 반경 방향 상대 이동을 구속함으로써, 강관 연결장치의 3축 좌표계에서의 이동을 모두 구속할 수 있다.Therefore, the first shear connector 130 restrains the axial movement of the pin joint 110 and the box joint 120, and the second shear connector 140 restrains the axial movement and the circumferential movement. The 112 and 122 and the concave and convex portions 114 and 124 can constrain all the movements in the three-axis coordinate system of the steel pipe connecting device by restraining the relative movement in the radial direction.

또한, 박스조인트(120)와 핀조인트(110)가 빈공간 없이 연결되어, 충분한 구조적 강성을 확보할 수 있고 획기적인 두께 절감을 통해 경제성 및 제작성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 별도의 회전억지장치 없이 제2 전단연결재(140)의 원주방향 구속부(142)로 박스 조인트와 핀 조인트의 원주 방향 상대 회전을 억제시킬 수 있으므로, 제작비용절감 및 시공편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, the box joint 120 and the pin joint 110 are connected without empty space, sufficient structural rigidity can be secured, and the economical efficiency and manufacturability can be improved through breakthrough thickness reduction. Furthermore, since the circumferential restraining portion 142 of the second shear connecting member 140 can suppress the circumferential relative rotation of the box joint and the pin joint without a separate rotation inhibiting device, manufacturing cost and construction convenience can be improved. have.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강관 연결장치의 결합 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the coupling of the steel pipe connecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.

전단연결재가 원활히 삽입이 되기 위해서는, 약간의 공차 및 유격이 필요하며, 이 공간으로 인해 강관에 인장력이 작용할 때 전단연결재가 회전하며, 두 박스조인트와 핀조인트를 분리시켜 파괴시키는 힘을 가하게 된다. 이를 막기 위해서 박스조인트와 핀조인트의 두께는 증가하게 되고, 제작비도 상승하게 된다. In order for the shear connector to be inserted smoothly, some tolerances and clearance are required, and this space causes the shear connector to rotate when a tensile force is applied to the steel pipe, and forces the two box joints and the pin joints to separate and break. To prevent this, the thickness of the box joint and the pin joint is increased, and the manufacturing cost is increased.

제2 실시예에서는 이를 막기 위해, 제1 전단연결재(230)의 중앙부보다 양 끝단의 단면적이 더 넓은 모양의 제1 전단연결재(230)가 적용될 수 있다. 인장력이 가해지는 부분에 경사를 줌으로써 힘의 분력이 핀 조인트(210)와 박스 조인트(220) 방향으로 향하게 해서 두 조인트의 휨파괴를 억제시키기 위함이다. 이때 제1 홈(215)과 제2 홈(225)은 각각 제1 전단연결재(230)의 단면 모양에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.In the second embodiment, to prevent this, the first shear connector 230 having a larger cross-sectional area at both ends than the central portion of the first shear connector 230 may be applied. The inclination of the portion to which the tensile force is applied is directed to the component force of the force in the direction of the pin joint 210 and the box joint 220 to suppress the bending failure of the two joints. In this case, the first groove 215 and the second groove 225 may be formed in a size corresponding to the cross-sectional shape of the first shear connector 230, respectively.

제1 전단연결재(230)는 그 상부면에 중앙부(230a)에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 경사돌출부(230b)와, 그 하부면에 중앙부(230a)에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 경사돌출부(230c)가 형성될 수 있다.The first shear connector 230 has an upper inclined protrusion 230b having a shape gradually thickening radially inward from the central portion 230a on its upper surface, and gradually thickened radially outwardly from the central portion 230a on its lower surface. The lower inclined protrusion 230c may be formed.

이처럼, 제2 실시예에서는 제1 전달연결재(230)의 형상을 변환하여 회전억제 및 인장력 힘을 분산하고, 얇은 두께의 제1 전단연결재(230)로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 제어할 수 있다.As described above, in the second embodiment, the shape of the first transmission connecting member 230 is changed to distribute rotational inhibition and tensile force, and the bending shear of the joint generated due to the tension is also controlled by the first shear connecting member 230 having a thin thickness. can do.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강관 연결장치의 결합 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the coupling of the steel pipe connecting apparatus according to the third embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 제1 전단연결재(330)의 중앙부보다 양 끝단의 단면적이 더 넓은 모양의 제1 전단연결재(330)가 적용될 수 있다. 인장력이 가해지는 부분에 경사를 줌으로써 힘의 분력이 핀 조인트(310)와 박스 조인트(320) 방향으로 향하게 해서 두 조인트의 휨파괴를 억제시키기 위함이다. 이때 제1 홈(315)과 제2 홈(325)은 각각 제1 전단연결재(330)의 단면 모양에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.Referring to the drawings, the first shear connector 330 having a larger cross-sectional area at both ends than the center portion of the first shear connector 330 may be applied. The inclination of the portion to which the tensile force is applied is directed to the component force of the force in the direction of the pin joint 310 and the box joint 320 to suppress the bending failure of the two joints. In this case, the first groove 315 and the second groove 325 may be formed to have a size corresponding to the cross-sectional shape of the first shear connector 330, respectively.

즉, 제1 전단연결재(330)는 그 상부면에 중앙부(330a)에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부(330b)와, 그 하부면에 중앙부(330a)에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부(330c)가 형성될 수 있다.That is, the first shear connector 330 has an upper first inclined protrusion 330b having a shape that gradually thickens radially inward from the central portion 330a on its upper surface, and radially outer side from the central portion 330a on its lower surface. The lower first slanted protrusion 330c may gradually be formed.

나아가, 제1 전단연결재(330)는 하부 제1 경사돌출부(330c) 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부(330d)와, 상부 제1 경사돌출부(330b) 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부(330e)를 포함할 수 있다. 이처럼 제3 실시예에서는 제1 전달연결재가 중앙부와 그 상하로 각각 형성되는 경사돌출부를 구비하여 회전을 억제시키고 인장력을 분산하여 상대적으로 얇은 두께로도 인장으로 인해 발생하는 조인트의 휨파괴를 막을 수 있다.Furthermore, the first shear connector 330 is opposite to the lower first inclined protrusion 330c and is disposed opposite to the upper first inclined protrusion 330d and the upper first inclined protrusion 330b. It may include a lower second inclined protrusion 330e provided in a corresponding shape. As described above, in the third embodiment, the first transfer connecting member has a slanted protrusion formed at the center and up and down, respectively, to prevent rotation and to distribute the tensile force, thereby preventing bending breakage of the joint caused by tension even at a relatively thin thickness. have.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

S: 원주홈 110: 핀 조인트
112: 제1 요철부 113: 제1 결합부
114: 제1 걸림부 115: 제1 홈
116: 회전구속홈 120: 박스 조인트
122: 제2 걸림부 123: 제2 결합부
124: 제2 요철부 125: 제2 홈
126: 연결홈 126a: 연통홀
126b: 회전구속홀 126c: 단차면
130: 제1 전단연결재 140: 제2 전단연결재
141: 축방향 구속부 142: 원주방향 구속부
143: 덮개판 210: 핀 조인트
215: 제1 홈 220: 박스 조인트
225: 제2 홈 230: 제1 전단연결재
230a: 중앙부 230b: 상부 경사돌출부
230c: 하부 경사돌출부 310: 핀 조인트
315: 제1 홈 320: 박스 조인트
325: 제2 홈 330: 제1 전단연결재
330a: 중앙부 330b: 상부 제1 경사돌출부
330c: 하부 제1 경사돌출부 330d: 상부 제2 경사돌출부
330e: 하부 제2 경사돌출부 S: circumferential groove 110: pin joint
112: first uneven portion 113: first coupling portion
114: first locking portion 115: first groove
116: rotational restriction groove 120: box joint
122: second engaging portion 123: second engaging portion
124: second uneven portion 125: second groove
126: connecting groove 126a: communication hole
126b: rotary restraint hole 126c: stepped surface
130: first shear connector 140: second shear connector
141: axial restraint 142: circumferential restraint
143: cover plate 210: pin joint
215: first groove 220: box joint
225: second groove 230: first shear connector
230a: central portion 230b: upper inclined protrusion
230c: lower slanted protrusion 310: pin joint
315: first groove 320: box joint
325: second groove 330: first shear connector
330a: central portion 330b: upper first inclined protrusion
330c: lower first inclined protrusion 330d: upper second inclined protrusion
330e: lower second inclined protrusion

Claims (7)

외면에 원주 방향으로 형성된 제1 홈과, 회전구속홈을 구비하는 핀 조인트;
상기 핀 조인트에 체결 시 상기 제1 홈과 함께 원주홈을 형성하는 제2 홈과, 외면에서 상기 제2 홈 쪽으로 연장되는 연결홈을 구비하는 박스 조인트;
상기 원주홈에 체결되어 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 제1 전단연결재; 및
상기 연결홈과 상기 회전구속홈에 체결되고, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 원주방향 상대 이동을 구속하는 제2 전단연결재;를 포함하고,
상기 제1 전단연결재는 그 상부면에 중앙부에서 반경방향 내측으로 점차 두꺼워지는 형상의 상부 제1 경사돌출부와, 그 하부면에 상기 중앙부에서 반경방향 외측으로 점차 두꺼워지는 하부 제1 경사돌출부가 형성되고,
상기 연결홈은 상기 제2 홈과 연통하는 연통홀; 상기 회전구속홈의 대향면에 형성되는 회전구속홀; 및 상기 박스 조인트의 외주면에 내측으로 단차지게 형성되는 단차면;을 포함하고,
상기 제2 전단연결재는, 상기 제1 전단연결재와 함께 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 축방향 상대 이동을 구속하는 축방향 구속부; 상기 회전구속홈에 끼워지는 원주방향 구속부; 및 상기 단차면에 체결되는 덮개판;을 포함하고,
상기 회전구속홈은 상기 제1 홈에 수직으로 마련되고, 상기 축방향 구속부와 상기 원주방향 구속부는 일체로 마련되어, 상기 덮개판에서 십자형으로 돌출되는 강관 연결장치.A pin joint having a first groove formed on the outer surface in a circumferential direction and a rotational restriction groove;
A box joint having a second groove forming a circumferential groove together with the first groove when the pin joint is fastened to the pin joint, and a connection groove extending from the outer surface toward the second groove;
A first shear connector coupled to the circumferential groove to restrain axial relative movement of the pin joint and the box joint; And
And a second shear connection member fastened to the connection groove and the rotational restraint groove and constrain the circumferential relative movement of the pin joint and the box joint.
The first shear connecting member has an upper first inclined protrusion having a shape gradually thickening radially inward from a central portion thereof, and a lower first inclined protrusion gradually thickening radially outwardly from the central portion thereof on a lower surface thereof. ,
The connecting groove is a communication hole in communication with the second groove; A rotation restraint hole formed on an opposite surface of the rotation restraint groove; And a step surface formed to be stepped inward on an outer circumferential surface of the box joint.
The second shear connector includes an axial restraint for restraining axial relative movement of the pin joint and the box joint together with the first shear connector; A circumferential restraining portion fitted to the rotation restraint groove; And a cover plate fastened to the step surface.
The rotational confinement groove is provided perpendicular to the first groove, the axial restraint portion and the circumferential restraint portion are provided integrally, the steel pipe connecting device protruding crosswise from the cover plate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 핀 조인트에는 제1 걸림부와 제1 요철부가 마련되고,
상기 박스 조인트에는 제2 걸림부와 제2 요철부가 마련되고,
상기 핀 조인트와 박스 조인트의 결합 시 상기 제1 걸림부는 상기 제2 요철부에 끼워지고, 상기 제2 걸림부는 상기 제1 요철부에 끼워져, 상기 핀 조인트와 박스 조인트의 반경 방향 상대 이동을 구속하는 강관 연결장치.The method of claim 1,
The pin joint is provided with a first locking portion and a first uneven portion,
The box joint is provided with a second locking portion and a second uneven portion,
When the pin joint and the box joint are coupled, the first locking portion is fitted to the second uneven portion, and the second locking portion is fitted to the first uneven portion to restrain the radial relative movement of the pin joint and the box joint. Steel pipe coupling. 제1항에 있어서,
상기 제1 전단연결재는 상기 원주홈과 대응되는 단면을 갖추고, 상기 연결홈을 통하여 상기 원주홈에 삽입되어 상기 원주홈을 채우도록 복수개로 분할된 아치형인 강관 연결장치.The method of claim 1,
The first shear connecting member has a cross section corresponding to the circumferential groove, and is inserted into the circumferential groove through the connecting groove is divided into a plurality of arc-shaped steel pipe connection to fill the circumferential groove. 제1항에 있어서,
상기 제1 전단연결재는 상기 하부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 상부 제2 경사돌출부와, 상기 상부 제1 경사돌출부 반대편에 그와 대응되는 형상으로 마련되는 하부 제2 경사돌출부를 포함하는 강관 연결장치.The method of claim 1,
The first shear connecting member may have an upper second inclined protrusion provided in a shape opposite to the lower first inclined protrusion, and a lower second inclined protrusion provided in a shape opposite to the upper first inclined protrusion. Steel pipe connector comprising a.

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