KR20020005313A - 철근이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근콘크리트 공사에서 편체 및 커플러를 이용하여 철근의 단부와 단부를 기계적으로 연결함으로써 철근에 가해지는 응력을 유효하게 전달하는 것으로, 철근의 연결상태를 확인하고 보다 쉽게 편체와 커플러를 체결할 수 있는 철근이음장치에 관한 것이다.

본 발명의 철근이음장치는 반원통형상으로 중앙의 연결부(20)와 양단부의 체결부(23A, 23B)로 구분되는 것으로, 상기 연결부(20)의 중앙에는 좌우로 긴 슬릿(21)이 형성되며, 상기 체결부(23A, 23B)의 내면에는 철근의 마디(13)가 끼워지는 내부홈(25A, 25B)이 형성되고 일측 체결부(23B) 외면에는 수나사가 형성되는 한쌍의 편체(2); 및, 원통형상으로 내면에는 암나사(31)가 형성되어 상기 편체(2) 일측의 체결부(23B)에 형성된 수나사가 엇갈리도록 한쌍의 편체를 설치하면 상기 수나사에 각각 체결되는 한쌍의 커플러(3);를 포함하여 구성된다.

Description

철근이음장치{Splicing device for steel bars}

본 발명은 철근이음장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 철근콘크리트 공사에서 편체 및 커플러를 이용하여 철근의 단부와 단부를 기계적으로 연결함으로써 철근에 가해지는 인장력을 유효하게 전달하는 것으로, 철근의 연결상태를 확인하고 보다 쉽게 편체와 커플러를 체결할 수 있는 철근이음장치에 관한 것이다.

철근콘크리트 구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 철근이 인장력을 부담하는 구조로서 철근과 콘크리트의 결합에 의하여 이루어진 구조이다. 콘크리트는 거푸집을 설치하고 타설하므로 이를 일체로 시공할 수 있으나, 철근은 일정한 길이의 규격품을 이어가며 시공해야 하기 때문에 철근과 철근간의 조인트가 발생할 수밖에 없다. 철근간의 이음은 한 철근의 전응력을 다른 철근에 전달할 수 있어야 하며, 철근이음방법으로 통상 부착력에 의한 겹친이음, 용접이음 또는 연결재를 사용한 기계적이음 등이 사용된다.

겹친이음은 철근과 철근을 소요 이음 길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 것으로, 배근 작업이 용이한 장점은 있으나 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의한 구조 내력상의 문제가 있어 D29이상의 철근은 원칙적으로 겹친이음을 못하게 되어 있고, 겹이음시 철근 순간격의 확보가 어려워 콘크리트가 밀실하게 충진되지 않고 부착력을 저해하는 문제를 갖고 있다.

압접에 의한 철근이음방법은 철근과 철근의 단부를 이어댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다. 그러나 상기의 철근이음방법은 철근단부를 가열함에 따라 철근의 기계적, 재료적 물성을 변하게 하고 연신률을 저하시키는등 많은 문제를 일으킨다.

상기와 같이 겹친이음과 압접이음의 문제를 해결하기 위하여 두 철근의 마디를 편체로 지지하고 이를 커플러에 의해 조여서 연결해 주는 기계적 철근이음공법이 다양하게 개발되어 사용되고 있다. 기계적 철근 이음 방법으로는 철근에 직접 나사를 깎는 방법, 나사편체를 결합시키는 방법 등이 있다. 이 중에서 철근에 직접 나사를 깎는 방법은 기존의 철근 단부를 가열하여 부풀리고 부풀려진 부분에 수나사를 형성함으로 철근 단부의 재료적 성질을 변화시키고, 이는 철근의 연신률을 저하시키고 강도를 떨어뜨리는 문제를 일으킨다. 또한 철근단부를 가열함에 따라 작업공정이 복잡해진다.

나사편체를 결합시키는 방법은 한쌍의 나사편체가 철근을 감싸고 커플러를 상기 나사편체와 체결하는 방법으로, 상기 나사편체 또는 커플러가 두 개의 철근을 완전히 감싸기 때문에 철근이 나사편체의 내부 접합면을 완전히 통과하여 결합하였는지를 확인할 수 없게 된다. 또한 한쌍의 나사편체의 나사부가 완전히 일치하지 않으면 커플러를 체결하여 고정하기가 어렵기 때문에, 나사편체는 커플러와의 체결을 쉽게 하기 위해 약간의 유동이 생기도록 제작되었다. 아울러 편체내부에 형성되는 홈 간격은 철근 마디의 폭보다 넓게 제작되어 나사편체와 커플러가 서로 움직여 체결되기 때문에 나사편체와 커플러와의 밀착결합에 문제를 일으켰다.

따라서 본 발명자는 두 개의 철근의 연결상태를 직접 확인할 수 있고 편체와 커플러가 일치하지 않아 생길 수 있는 체결시의 문제를 해결할 수 있는 철근이음장치를 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 두 개의 철근의 연결상태의 적정여부를 직접 확인할 수 있는 철근이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 편체의 일측에만 수나사가 형성됨으로써 한쌍의 편체가 일치하지 않아도 커플러와의 조립을 쉽게 할 수 있는 철근이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근과 결합되는 편체 체결부의 4곳 중 3곳은 철근의 마디와 일치하는 마디홈이 형성되고 나머지 한곳은 철근의 마디폭보다 큰 연결홈이 형성되게 함으로써 편체와 철근이 밀착되어 결합 후 유동이 없게 하는 철근이음장치를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 철근이음장치의 분해 사시도이다.

제2a도 및 제2b도는 본 발명의 철근이음장치에서 편체에 형성되는 마디홈 및 연결홈을 도시한 상세도이다.

제3도는 본 발명의 철근이음장치를 철근에 설치한 상태의 사시도이다.

제4a도 내지 제4c도는 본 발명의 철근이음장치를 철근에 설치한 상태의 평면도(4a), 입면도(4b) 및 단면도(4c)이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

1: 철근 13: 마디

2: 편체 3: 커플러

20: 연결부 21: 슬릿

23A, 23B: 체결부 25A: 마디홈

25B: 연결홈 31: 암나사

본 발명을 도면에 따라 설명한다.

제1도는 본 발명의 철근이음장치의 분해사시도로서 본 발명은 한쌍의 편체(2) 및 한쌍의 커플러(3)로 구성되며, 제2a도 및 제2b도는 철근이음장치에서 편체에 형성되는 마디홈(25A) 및 연결홈(25B)을 도시한 상세도이다.

편체(2)는 반원통형상으로 중앙의 연결부(20)와 양단부의 체결부(23A, 23B)로 구분되는 것으로, 연결하고자 하는 두 개의 철근(1) 양측에 한쌍의 편체(2)가 결합된다.

상기 연결부(20)는 연결되는 두 개의 철근(1)이 위치하는 곳으로, 연결부(20)의 내경을 체결부(23A, 23B)의 내경보다 크게 제작하면 철근절단 작업시 프레스절단으로 인해 휘어지는 철근의 절단부를 연결부(20)의 여유공간으로 충분히 감싸게 되어 별도의 작업없이도 두 개의 철근을 연결할 수 있게 된다. 상기 연결부(20)의 중앙에는 좌우로 기다란 슬릿(21)이 형성되며, 상기 슬릿(21)을 통해 철근(1)과 편체(2)의 결합상태 등 두 개의 철근(1)이 제대로 연결되었는지를 확인할 수 있다. 또한 본 발명의 철근이음장치를 사용하여 철근 배근이 끝난 뒤 콘크리트를 타설하면 상기 슬릿(21)을 통해 콘크리트가 연결부(20) 내부, 즉 철근과 철근사이에 채워진다.

상기 체결부(23A, 23B) 양측 내면에는 철근의 마디가 끼워지는 내부홈(25A, 25B)이 형성되며 일측의 체결부(23B) 외면에는 수나사가 형성된다. 상기 체결부(23A, 23B)를 테이퍼(경사처리) 가공하면 철근과의 밀착결합이 더욱 효과적이다. 한쌍의 편체 체결부(23A, 23B)의 내면에 형성되는 내부홈 4곳 중 3곳은 제2a도에서 도시한 바와 같이 철근의 마디와 일치하는 마디홈(25A)이고, 나머지 한곳은 제2b도에서와 같이 철근의 마디의 폭의 2배의 크기로 하여 연결홈(25B)으로 한다. 상기 마디홈(25A)은 전단에 견디기 위해 마디홈의 폭(26)보다 큰 간격(27)을 유지하면서 형성되고, 마디홈(25A)의 수는 허용되는 전단강도 내에서 가능한 한 많이 형성하는 것이 좋다. 이는 철근의 마디(13)를 편체의 마디홈(25A)에 쉽게 맞추고, 상기 철근(1)과 상기 편체(2)와의 결합위치를 적절하게 조절하기 위함이다. 상기 연결홈(25B)은 철근(1)과 편체(2)의 결합시 3곳의 마디홈(25A)과 철근의 마디를 일치시키는 쉬우나 나머지 한곳은 일치시키기 어려우므로 충분한 여유를 두어 형성된 것으로, 이 부분은 철근마디에 인장 또는 압축이 작용하지 않고 마찰력(지압력 포함)만 작용한다.

커플러(3)는 원통형상으로 내면에는 암나사(31)가 형성되는 것으로, 상기 한쌍의 편체(2)가 연결하고자 하는 두 개의 철근(1)에 결합되면 상기 한쌍의 편체(2)의 체결부(23B)의 수나사와 한쌍의 커플러(3)는 체결된다. 편체의 체결부(23A, 23B)를 테이퍼 가공하면 한쌍의 커플러(3)의 암나사(31) 또한 테이퍼 가공한다. 상기 커플러(3)의 외면을 6각 또는 8각 등으로 가공하여 각을 형성시키면 손이나 공구로 쉽게 조일 수 있어 편리하다.

제3도 및 제4a도 내지 제4c도는 본 발명의 철근이음장치를 이용하여 두 개의 철근을 연결한 상태의 사시도, 평면도, 입면도 및 단면도로서, 본 발명의 철근이음장치를 이용한 철근이음방법을 상기 도면에 따라 설명한다.

먼저 연결하고자 하는 두 개의 철근(1)에 커플러(3) 한쌍을 끼운다. 반원통형의 편체(2) 한쌍을 준비하고 체결부 양측 내면에 철근의 마디와 일치하는 마디홈(25A)이 형성된 하나의 편체를 상기 두 개의 철근(1)에 결합한다. 이때 철근 마디(13)에 작용하는 전단응력은 철근 단면에 작용하는 인장응력보다 같거나 커야 하므로 이를 고려하여 접촉되는 마디의 수를 결정한다. 나머지 다른 하나의 편체(2)의 체결부 일측에 형성된 마디홈(25A)과 철근의 마디(13)를 결합하고 체결부의 다른 일측에 형성된 연결홈(25B)을 다른 철근의 마디와 결합한다. 상기 연결홈(25B)은 철근 마디(13)의 폭의 2배의 크기이므로 3곳의 마디홈(25A)과 철근의 마디가 일치하도록 결합되면 연결홈(25B)에서는 지압력만으로 결합되어 체결이 용이하도록 하며, 결국 편체와 철근은 유동성이 전혀 없이 결합된다. 편체의 일측 체결부(23B)에만 수나사가 형성되므로 한쌍의 편체(2)는 상기 수나사의 위치가 엇갈리도록 하여 철근에 결합한다.

이어 두 개의 철근(1) 양쪽에 끼워진 커플러(3)와 상기 편체(2)의 수나사를 체결한다. 상기 수나사는 편체 일측 체결부(23B)에만 형성되기 때문에 한쌍의 편체가 완전히 일치하지 않아도 상기 커플러(3)와 상기 편체(2)를 쉽게 체결할 수 있다. 토크렌치로 일정수준의 토크계수까지 조이면 편체의 연결부(20)를 사이에 두고 양쪽에 있는 철근(1)과 편체의 체결부(23A, 23B) 및 커플러(3)는 서로 압착하면서 단단하게 결속되고 두 개의 철근(1)은 서로 연결된다. 따라서 상기와 같은 방법에 의해 두 개의 철근이 연결되면 철근의 응력은 하나의 철근에서 커플러로, 한쌍의 편체를 거쳐 다시 다른 쪽의 커플러로, 철근으로 전달된다.

본 발명의 철근이음장치를 사용하여 철근 배근이 완성되면 콘크리트 타설이 이루어지는데, 이때 타설되는 콘크리트는 철근이음장치의 편체 연결부(20)에 형성된 슬릿(21)과 편체(2) 사이의 틈을 통해 연결부(20) 내부 공간, 즉 철근과 철근의 사이공간에 채워지면서 연결되는 두 개의 철근(1)을 더욱 일체화시키고 결국 철근의 이음부는 높은 강도를 유지하게 된다.

본 발명의 철근이음장치는 한쌍의 편체와 한쌍의 커플러로 구성되는 것으로,구성 부품의 수가 적어 철근이음작업을 간편하게 수행할 수 있다. 또한 편체에는 좌우로 긴 슬릿이 형성되어 철근의 연결상태를 직접 확인할 수 있으며, 편체의 일측에만 수나사가 형성됨으로써 한쌍의 편체가 일치하지 않아도 커플러와의 조립을 쉽게 할 수 있다. 또한 철근과 결합되는 편체 체결부의 4곳 중 3곳은 철근의 마디와 일치하는 마디홈이 형성되고 나머지 한곳은 철근의 마디폭보다 큰 연결홈이 형성되게 함으로써 편체와 철근이 밀착되어 결합 후 유동이 없게 하였다.

Claims (5)

1. 반원통형상으로 중앙의 연결부(20)와 양단부의 체결부(23A, 23B)로 구분되는 것으로, 상기 연결부(20)의 중앙에는 좌우로 긴 슬릿(21)이 형성되며, 상기 체결부(23A, 23B)의 내면에는 철근의 마디(13)가 끼워지는 내부홈(25A, 25B)이 형성되고 일측 체결부(23B) 외면에는 수나사가 형성되는 한쌍의 편체(2); 및,

   원통형상으로 내면에는 암나사(31)가 형성되어, 상기 편체(2) 일측의 체결부(23B)에 형성된 수나사가 서로 엇갈리도록 한쌍의 편체를 설치하면 상기 수나사에 각각 체결되는 한쌍의 커플러(4);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
2. 제1항에서, 상기 편체의 체결부(23A, 23B) 및 커플러의 암나사(31)는 테이퍼 가공되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
3. 제1항에서, 상기 연결부(20)의 내경이 체결부(23A, 23B)의 내경보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
4. 제1항에서, 한쌍의 편체의 체결부(23A, 23B)에 형성된 내부홈의 4곳 중 3곳은 그 폭이 철근마디의 폭과 일치하는 마디홈(25B)이고, 나머지 한곳은 철근마디의 폭보다 크게 형성되는 연결홈(25B)인 것을 특징으로 하는 철근이음장치.
5. 제4항에서, 상기 마디홈(25A)은 마디홈의 폭(26)보다 큰 간격(27)을 유지하면서 상기 편체의 체결부(23A, 23B) 내면에 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 철근이음장치.