KR20090100747A - 철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물 - Google Patents

Abstract

철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물이 개시된다. 본 발명의 철근 선조립용 연결체는, 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 구비하는 강관; 및 핀홀에 결합되어 안착홈에 삽입된 주철근을 고정하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 철근콘크리트 구조물 건축시 요구되는 철근 선조립체를 간편하고 신속하게 선조립할 수 있으며, 완성된 구조물 전체의 안전성이 담보될 수 있다.

철근콘크리트, 강관, 고정핀, 주철근, 핀홀

Description

철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물{Connector for pre-fabricating the reinforced bar and pre-fabricating structure using the same}

본 발명은 철근콘크리트 철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 강관 및 고정핀을 활용하여 철근콘크리트 구조물 건축시 요구되는 철근 선조립체를 간편하고 신속하게 선조립할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 완성된 철근콘크리트 구조물 전체의 안전성이 담보될 수 있는 철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물에 관한 것이다.

철근콘크리트 구조물이란 나무, 석재, 강재(Steel), 철근콘크리트(Reinforced Concrete), 알루미늄 및 플라스틱 등의 재료를 사용하여 제조되는 구조물을 말하며, 건물, 교량, 육교, 옹벽, 터널, 댐, 수로 및 탑 등 현대 사회의 거의 모든 건축물에서 활용되는 일반적인 건축양식을 의미한다.

이러한 철근콘크리트 구조물의 경우 압축강도는 높지만 인장강도가 아주 낮은 콘크리트의 특성과, 콘크리트 속에 매립되어 콘크리트의 부족한 인장강도를 보충하는 보강부재(Reinforcing Steel Bars)의 특성이 결합되어 가장 합리적이고 이 상적인 결합체라는 평가를 받을 정도로 우수한 특성을 지니는바, 현대 사회를 대표하는 모든 대규모 건축물에서부터 간단한 구조물에 이르기까지 철근콘크리트 구조물을 활용하지 않는 분야란 거의 없을 정도라 해도 과언은 아닐 것이다.

그러나, 철근콘크리트 구조물은 여러 요인에 의하여 원래의 설계 목적대로 제 기능을 발휘할 수 없게 되며 내구성, 안전성, 기능성이 저하되기도 하는데, 철근콘크리트 구조물이 사용기간 중 유효하게 사용되고 그 기능을 충분히 발휘하기 위해서는 항상 구조물의 안전성을 검토하여야 하며, 노화나 파손부위가 발생할 경우에는 보수 및 보강 등을 실시하여 안전성을 확보해야 한다.

철근콘크리트 구조물의 안전성을 확보하기 위한 노력을 경시하거나 등한시 하는 경우에는 매우 심각한 문제가 발생할 수 있다.

즉, 현대 철근콘크리트 구조물의 초고층화, 대형화, 그리고 구조물 설계시 내진 고려의 비중이 높아지는 등의 결과로 인해 구조물의 하부로 갈수록 자중이 증가하고 부재의 단면이 커짐은 불가피한 현실이라고 할 수 있으며, 이러한 경제적· 구조적 문제점을 해결하기 위해서 고강도-고성능 콘크리트의 생산에 대한 많은 연구와 개발이 진행되어 왔고, 이를 통해 고강도-고성능 콘크리트의 생산을 통한 구조물의 부재 단면의 축소가 가능해지면서 구조물 하부의 자중 증가의 문제점도 일부 해결된 것은 사실이나, 그렇다고 하여 철근콘크리트 구조물의 완전한 안전성이 담보되는 것은 아니며, 철근콘크리트 구조물의 문제점 특히, 슬라브와 기둥 사이에서 빈번하게 발생하는 전단파괴의 문제점은 여전히 상존하는 것이 현실이다.

한편, 상술한 철근콘크리트 구조물의 안전성과는 별도로 철근콘크리트 구조 물 제작에 있어서 공사기간(이하 '공기'라 함)의 단축은 매우 중요한 문제라 볼 수 있다.

건설산업에 있어서의 공기는 사업성(분양성)과 원가적인 측면 등에서 절대적인 경쟁력이 부여되는 분야이며, 공기를 넉넉히 할수록 품질이 보장되는 장점이 있는 반면에 전반적인 사업기간의 장기화로 공사에 투입되는 간접비가 증가되게 되고, 물가상승에 따른 직접비의 증가로 이어지며, 이러한 원가상승 요인들은 결국은 시행자 및 소비자의 부담으로 작용되고, 또한 분양 후 입주시기의 장기화로 분양성에 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

그러나, 공기를 지나치게 단축하고자 하는 경우 다시 한번 앞에서 살핀 철근콘크리트 구조물의 안전성 문제가 대두되게 되며, 결국 철근콘크리트 구조물의 안전성 확보 및 공기단축의 문제는 두 마리의 토끼를 한꺼번에 쫓는 것과 마찬가지로 매우 어려운 문제가 아닐 수 없다.

또한 철근콘크리트 구조물 건축에 있어서, 균일한 피복두께 확보 및 철근의 일정 간격 유지, 이를 통한 철근콘크리트 구조물의 품질향상의 요청은 전술한 안정성 및 공기단축의 문제와 함께 반드시 고려해야만 할 중요 사항이라고 볼 수 있다.

출원인은 전술한 철근콘크리트 구조물 건축에 있어서의 중요 사항 및 이를 간과하고 있는 종래기술상의 문제점 해결을 위해, '철근 조립용 연결체 및 이를 이용한 철근의 연결방법(출원번호 제10-2007-0114394호)', '철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근의 결속방법(출원번호 제10-2007-0120086호)' 및 '철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근의 결속방법(출원번호 제10-2007-0124575호)'를 출원한 바 있으며, 본원 발명은 상기 특허출원 등에 게재된 발명의 연구과정 지속을 통해 개량된 철근 선조립용 연결체 및 이를 활용한 철근 선조립 구조물을 제공하기 위해 창안된 것이다.

본 발명의 목적은, 철근콘크리트 구조물 건축시 선조립 가능한 철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물을 제공함으로써 공기를 단축시킬 수 있고, 완성된 구조물의 안전성까지 함께 확보할 수 있는 철근 선조립용 연결체 및 이를 이용한 철근 선조립 구조물을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 구비하는 강관; 및 상기 핀홀에 결합되어 상기 안착홈에 삽입된 주철근을 고정하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체에 의해 달성된다.

여기서, 상기 양 측판은 상기 지지판의 양단부에서 연장 절곡되어 마련되며, 상기 강관에는 표면으로부터 돌출 형성되는 적어도 하나의 돌기가 구비될 수 있다.

상기 안착홈은, 상기 지지판 상단부에 형성되는 상부안착홈과, 상기 지지판 하단부에 형성되는 하부안착홈을 포함하며, 상기 핀홀은, 상기 상부안착홈에 인접하여 상기 양 측판 상측에 관통 형성되는 상부핀홀과, 상기 하부안착홈에 인접하여 상기 양 측판 하측에 관통 형성되는 하부핀홀을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 고정핀은 'U'자형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 반원형 단면을 가질 수 있다.

여기서, 상기 고정핀은 사각형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 사각형 단면을 가질 수 있다.

여기서, 상기 고정핀은 원형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 원형 단면을 가질 수 있다.

여기서, 상기 고정핀은 'ㄷ'자형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 사각형 단면 및 'ㄷ'자형 단면 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 고정핀의 일단부에는 표면으로부터 돌출 형성되는 적어도 하나의 고정돌기가 마련될 수 있다.

또한, 상기 고정핀은 일단부에는 단차지게 형성되는 안착턱이 마련될 수 있다.

상기 강관은, 상기 지지판에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀을 더 포함할 수 있다.

상기 강관은, 상기 양 측판 일측에 관통 형성되는 적어도 하나의 제2 조립홀을 더 포함할 수 있다.

상기 철근 선조립용 연결체는, 상기 지지판의 상기 안착홈 외측 영역은 라운드진 형상을 가지며, 상기 안착홈은 상기 주철근의 삽입진행에 따라 폭이 좁아지도 록 경사질 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 각각 구비하는 한 쌍의 강관; 및 상기 제1 조립홀에 삽입되어 상기 한 쌍의 강관을 결합시키는 적어도 하나의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 각각 구비하는 세 개의 강관; 및 상기 제1 조립홀에 삽입되어 상기 세 개의 강관을 결합시키는 적어도 하나의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물에 의해서도 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제2 조립홀과, 상기 양 측판에 관통형성되는 핀홀을 각각 구비하는 두 쌍의 강관; 및 상기 제1 조립홀 및 상기 제2 조립홀에 각각 삽입되어 상기 두 쌍의 강관을 결합시키는 복수의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물에 의해서 도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 철근 선조립 구조물은, 상기 조립부재 상호 간을 연결하는 보강부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 강관 및 고정핀만으로도 삽입된 철근의 유동을 방지할 수 있도록 함으로써, 간편하고 신속하게 철근콘크리트 기초구조물에서 요구되는 철근 선조립체를 선조립할 수 있으며, 완성된 철근콘크리트 구조물 전체의 안전성이 담보될 수 있는 철근콘크리트 구조물의 시공이 가능해진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 철근 선조립용 연결체(1)는 강관 및 고정핀을 포함하며 이하에서 동일하다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 선조립용 연결체(1)에 사용되는 강관의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 강관의 정면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 강관(100)은 지지판(110) 및 지지판(110)의 양단부에서 결합되는 양 측판(130)을 포함한다. 따라서, 본 실시예에 따른 강관(100)은 전체적으로 'ㄷ'자형 단면을 가지나 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 강관의 직립에 문제가 없는 한 'U'자형 단면을 갖는 경우도 무방하다.

지지판(110)은 판재형상의 부재로써, 상측 중앙부근을 절개하여 형성되는 상부안착홈(113) 및 이와 대칭으로 형성되는 하부안착홈(115)을 포함한다.

상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)은 철근 선조립체에 사용되는 주철근(3)의 삽입을 위한 부분으로 필요에 따라 어느 하나를 선택적으로 생략하는 것도 가능하며, 이는 슬라브, 기둥, 벽 등의 건축시 요구되는 안전강도에 따라 결정될 문제이다. 즉, 본 실시예에 따라 철근콘크리트 구조물 건축에 앞서 철근 선조립체를 제작하고자 하는 경우, 사전에 구조물의 안정적 지지를 위한 부담하중 등이 먼저 결정되어야 하며 이에 따라 상부안착홈(113) 또는 하부안착홈(115)을 생략하는 것도 가능하다. 그러나 일반적인 경우에는 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115) 모두에 주철근(3)이 삽입될 것이므로 이하에서는 지지판(110) 상측 및 하측에 각각 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)이 대칭적으로 형성된 경우를 가정하여 본 실시예를 설명한다.

상부안착홈(113)은 'U'자 형상을 가지며 충분한 깊이를 지닌 상태로 형성된다. 즉, 후술하는 바와 같이 상부안착홈(113)에 주철근(3)을 삽입한 후에는 고정핀(300)에 의한 주철근(3)의 고정과정을 거치게 되므로, 고정핀(300)의 삽입과정 진행시 상부핀홀(131)과 인접한 강관(100) 상측의 파손이 일어나지 않아야 하는바 이를 고려하여 상부안착홈(113)의 깊이를 결정하는 것이 바람직하다.

도 1c를 참조하면, 상부안착홈(113)은 주철근(3)이 삽입되는 지지판(110)의 양단부에서 라운드형 굴곡이 형성될 수 있으며, 이는 삽입과정의 편의를 위함이다.

즉, 상부안착홈(113)의 시작지점이 지지판(110) 상단과 직각으로 형성된다면 주철근(3)의 원활한 삽입을 도모하기 어려울 수 있는바 전술한 굴곡은 이를 방지하는 기능을 담당한다.

또한, 상부안착홈(113)은 주철근(3)의 삽입과정 진행에 따라 강관(100)의 길이방향으로 형성되는 소정의 경사(b의 길이는 a보다 길다)를 포함할 수 있다. 이러한 경사에 따라 무리한 힘을 가하여 주철근(3)을 삽입할 필요없이, 단지 주철근(3)을 상부안착홈(113)에 위치시키는 것만으로도 주철근(3)은 상부안착홈(113)의 하단까지 미끄러지게 된다.

하부안착홈(115)의 경우 위치 면에서만 차이가 있을 뿐 기타 사항은 상부안착홈(113)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

양 측판(130)은 지지판(110)의 양단부에서 연장되어 대칭적으로 형성되며, 상측 및 하측에 대칭적으로 각각 형성되는 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)을 포함한다.

상부핀홀(131)은 고정핀(300)의 삽입통로가 되는 부분으로 도시된 바와 같이 반원형상을 포함한다. 상부핀홀(131)의 형상 및 크기에 관한 사항은 고정핀(300)의 기능과 연관되므로 자세한 설명은 후술하기로 하며, 하부핀홀(133)의 경우 형성위치에 관한 사항만 상이할 뿐 기타의 사항은 상부핀홀(131)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 강관(100)은 지지판(110) 및 양 측판(130)중 적어도 어느 하나의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기(150)를 더 포함한다.

돌기(150)는 철근 선조립용 연결체(1)의 사용시 콘크리트와 강관(100)을 견고히 결합시키기 위해 갖추어진 구성이므로 위치 및 형상, 개수의 제한은 없다.

철근콘크리트 구조물 건축시 타설되는 콘크리트와 함께 결합·경화되는 강관(100)의 접촉면적은 돌기(150)를 통해 확대되므로, 본 실시예에 따른 철근 선조립용 연결체(1) 활용시 철근콘크리트 구조물 전체의 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 기타 지지판(110), 상부안착홈(113), 하부안착홈(115), 양 측판(130), 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)에 관한 사항은 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예와 동일하다.

도 3a를 참조하면, 고정핀(300)은 반원형상을 포함하며, 일단에서 타단으로 진행하는 경우 소정의 경사가 형성되는 테이퍼 핀을 활용한다. 다만 고정핀(300)의 기능을 수행할 수 있는 한, 그 형상은 'U'자형 기타 어느 것을 따라도 무방하고, 상부안착홈(113)에 삽입된 주철근(3) 상측 및 상부핀홀(131) 하측이 일정부분 오버랩되어 형성되는 경우 일반적인 평행핀을 고정핀(300)으로 사용하는 것도 가능하다.(평행핀의 삽입시 주철근(3)은 강제로 하측으로 이동되게 되므로 결국 후술하는 테이퍼 핀의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.)

또한, 고정핀(300)의 상측 및 하측 모두에 경사를 형성시킬 필요는 없으며 고정핀(300) 상측은 평행하게 형성하되 주철근(3)과 직접 접촉하는 고정핀(300) 하측에만 경사를 포함시키는 것도 가능하고, 이는 후술하는 주철근(3)의 고정방법에서 설명될 것이다.(도 3a 내지 도 3d에 도시된 고정핀(300,301,302)의 경우 도면의 후방에서부터 고정핀(300,301,302)의 삽입이 개시된다.)

도 3b를 참조하면, 고정핀(300)은 일단부가 단차지게 형성되는 안착턱(310)을 더 포함할 수 있다.

안착턱(310)은 고정핀(300)의 삽입과정 편의를 도모하기 위해 추가될 수 있는 구성으로, 후술하는 주철근(3)의 고정방법에서 그 기능이 상술될 것이다.

도 3c를 참조하면, 고정핀(301)은 길이방향으로 테이퍼 진 일반적인 사각핀을 활용할 수 있으며 기타 사항은 도 3a에 도시된 고정핀(300)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 3d를 참조하면, 고정핀(302)은 길이방향으로 테이퍼 진 원형핀이 될 수 있다. 다만 원형핀의 경우 주철근(3)과의 접촉면적이 감소하게 되므로, 외부 충격등에 의해 고정핀(302)이 핀홀로부터 이탈되는 미끄러짐 현상이 발생할 소지가 있는바, 이를 방지하기 위해 도시된 바와 같이 고정돌기(320)를 추가하는 것이 바람직하다.

고정돌기(320)는 고정핀(302) 삽입시 최초 삽입부위가 되는 고정핀(302) 일단부를 돌출시켜 적어도 하나를 포함시키는 것이 바람직한데, 예컨대 두 개의 고정돌기(320)를 포함시키는 경우, 고정돌기(320) 간의 간격은 양 측판(130)의 두께보다 약간 크도록 함으로써, 고정핀(302)의 이동가능 범위를 줄이도록 한다.

다만, 주철근(3)과 접촉하는 단면적 증대를 통해 삽입된 주철근(3)을 견고히 고정시키는 것이 고정핀(300,301,302)의 주 역할임을 고려할 때, 고정핀(300,301,302)은 원형핀을 사용하기보다 반원형 테이퍼 핀 또는 사각 테이퍼 핀을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3c에 따른 사각 테이퍼 핀을 고정핀(301)으로 활용하는 경우 및 도 3d에 따른 원형핀을 고정핀(302)으로 활용하는 경우, 강관(100)의 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)의 형상은 고정핀(301,302)의 형상에 대응하는 형상으로 제작되어야 한다.

도 3e를 참조하면, 고정핀(303)은 'ㄷ'자형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼진 테이퍼 핀일 수 있으며, 이 경우 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)은 고정핀(303)의 형상에 대응하여 'ㄷ'자형 단면으로 형성되거나 사각형 단면으로 형성되어야 한다. 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)이 'ㄷ'자형 단면으로 형성되는 경우 고정핀(303)의 삽입과정이 어려울 수 있으나, 고정핀(303) 자체의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 도모되고, 사각형 단면의 경우 고정핀(303)의 삽입과정의 편의가 도모될 수 있으므로, 이를 종합적으로 고려하여 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)의 형상을 결정하도록 한다.

도 4를 참조하면, 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)에 주철근(3)을 삽입한 뒤 고정핀(300)에 의하여 이를 고정한 상태를 알 수 있다.

즉, 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)에 주철근(3)을 삽입한 후, 고정핀(300)을 상부핀홀(131) 및 하부핀홀(133)에 따라 개략적으로 위치시키고 망치 등의 타격도구를 이용하여 이를 강제로 삽입시키는 과정을 거치게 되며, 도 3b에 도시된 바와 같이 고정핀(300)에 안착턱(310)을 포함시킨 경우, 양 측판(130)을 관통하여 고정핀(300)을 개략적으로, 용이하게 위치시킬 수 있다.

이와 같이 고정핀(300)을 상부핀홀(131)에 개략적으로 위치시킨 후에는 고정 핀(300)을 강제로 삽입하는 과정을 거치게 되는데, 주철근(3)과 밀착된 고정핀(300) 하측에 형성된 경사면의 특성상 주철근(3)은 점차 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)에 밀착되게 되며, 삽입과정이 종료되는 경우 더 이상 움직일 수 없을 정도로 견고하게 고정되게 된다.

따라서, 고정핀(300)에 형성된 경사의 정도는 주철근(3)을 견고히 고정시킬 수 있으면서도 무리한 힘에 의해 고정핀(300) 자체가 파손되지 않을 정도로 형성되어야 하며 이는 고정핀(300)의 제작 전에 결정될 문제라고 볼 수 있다.

또한, 원형철근과 달리 이형철근에는 철근 자체에 마디가 포함되어 있는바 반원형 고정핀(300)의 경우에는 반원의 내측 직경, 사각형 고정핀(301)의 경우에는 사각형 단면적 밑면의 길이, 원형핀(302)의 경우 주철근(3)과 접하는 부분이 마디에 의해 간섭되지 않도록 고정핀(300,301,302)을 설계해야 한다.(도 4참조)

이제, 이하에서는 전술한 철근 선조립용 연결체(1)에 관한 사항의 이해를 바탕으로 철근 선조립용 연결체(1)를 이용한 철근 선조립 구조물에 관한 사항을 상술한다. 이하에서, 철근 선조립 구조물은 본 발명의 여러 실시예에 따라 선조립된 구조물(한 쌍 또는 두 쌍의 강관을 사용하여 완성된 구조물)을 의미하며, 철근 선조립체는 상기 철근 선조립 구조물을 활용하여 완성된 철근 결속구조(주철근(3) 및 고정핀(300)을 포함한 상태)를 의미한다.

도 5a를 참조하면, 철근 선조립용 연결체(1)를 이용한 철근 선조립 구조물에 사용되는 강관은 도 1a에 도시된 강관(100)을 바탕으로 하며, 지지판(110) 중앙 또는 양 측판(130) 중앙 부근에 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀(171)을 더 포함 한다. 물론 도 2에 도시된 강관(100)을 사용하는 것도 가능하며 앞서 살핀 강관에 관한 모든 사항은 본 철근 선조립 구조물에 그대로 적용가능함을 미리 밝혀둔다.

제1 조립홀(171)은 두 개의 강관(100)을 상호연결하기 위한 조립부재(7)의 통로가 되는 부분으로 지지판(110) 중앙 또는 양 측판(130) 중앙 부근에 형성된다.

조립부재(7)는 도 5b에 도시된 바와 같이 철근을 사용하거나 기타 강성 재질 부재로 선택하여 변형이 일어나지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이는 상호 결속된 강관(100)의 간격을 일정하게 유지시킴으로써 철근의 피복두께를 안정적으로 확보하기 위함이다.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 선조립 구조물은 한 쌍의 강관(100)을 적절한 위치에 위치시킨 후, 제1 조립홀(171)에 조립부재(7)를 끼워넣어 강관(100) 상호간의 일정한 이격거리를 확보함으로써 완성된다. (도 5b의 경우, 지지판(110)의 중앙에 제1 조립홀(171)이 형성된 경우를 알 수 있다.)

도면의 검은 부분은 용접부위를 나타내는 것으로, 조립부재(7)를 제1 조립홀(171)에 삽입한 후에는 용접에 의해 부재 상호 간을 견고히 고정하도록 한다.

즉, 철근콘크리트 구조물 내측에 위치되어 콘크리트 속으로 매립되는 철근 선조립 구조물의 특성상 강관(100) 상호 간의 이격 거리가 충분히 확보되지 않는 경우 철근 피복두께를 적절히 유지하지 못하는 문제점이 생길 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 용접 등의 고정방법을 사용하는 것이다.

본 실시예에 따른 철근 선조립 구조물은 조립부재(7)에 의하여 연결된 한 쌍의 강관(100)에 의하여 완성되나, 철근콘크리트 구조물 건축시 실제로 요구되는 철 근 선조립체의 경우에는 주철근(3)이 포함되어 고정된 상태여야 한다.

즉, 벽체(Wall), 슬라브, 보, 기둥 등의 철근콘크리트 구조물을 건축하고자 하는 경우, 본 실시예에 따라 철근 선조립 구조물을 사전에 제작하고 이를 시공현장으로 운반하며, 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)을 따라 주철근(3)을 삽입하고, 고정핀(300)에 의하여 고정된 상태로 건축하고자 하는 구조(벽체, 슬라브 등)에 배치되어야 하며, 이는 두 쌍의 강관(100)을 사용하여 선조립되는 철근 선조립 구조물의 경우에도 동일하다.

도 5c를 참조하면, 강관(100)의 양 측판(130)에 두 개의 제1 조립홀(171)을 형성시키고, 각각 조립부재(7)를 삽입한 후 용접에 의하여 이를 고정시킨 철근 선조립체의 모습을 알 수 있다. 시공하고자 하는 구조의 부담하중 등을 고려하여 도 5c와 같은 철근 선조립체를 제작하는 것도 가능하며, 특히 기둥 건축의 경우 지면에서 철근 선조립체를 제작하여 이를 기중기에 의해 양중한 후 직립시킬 때, 하측 철근 선조립 구조물에 가해지는 하중이 매우 크다는 것을 고려할 때, 도 5c에 도시된 실시예를 활용하는 것이 바람직하다. 물론 부담하중이 더욱 큰 경우에는 세 개의 조립부재(7)를 활용하는 것도 생각해 볼 수 있으며 그 이상의 조립부재(7)를 활용하는 것도 가능함은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

도 5d를 참조하면, 세 개의 강관(100)을 이용하여, 강관(100)의 양 측판(130)에 두 개의 제1 조립홀(171)을 형성시키고, 각각 조립부재(7)를 삽입한 후 용접에 의하여 이를 고정시킨 철근 선조립체의 모습을 알 수 있으며, 도 5c에 도시된 철근 선조립체에 유사하게 본 실시예의 경우 기둥건축시 그 활용도가 높다고 볼 수 있다. 즉, 너비가 큰 기둥의 경우 도 5c에 도시된 철근 선조립체 수 개를 가로방향으로 위치시키는 것보다 도 5d에 도시된 철근 선조립체를 위치시키는 것이 강도 측면에서 보다 바람직하다 할 수 있다.

도 5c 및 도 5d의 경우 모두에 있어서, 두 개 또는 세 개의 강관(100)은 가로 방향으로 위치된 후 조립부재(7)를 통해 상호 결속됨으로써 철근 선조립 구조물이 완성되며, 이러한 철근 선조립 구조물 수 개를 앞뒤(지면에 수직인 방향)로 위치시킨 후 주철근(3)을 삽입함으로써 철근 선조립체가 완성되게 된다. 물론 주철근(3)과 교차하는 방향으로 고정핀(300,301,302,303)이 삽입되게 된다.

또한, 제1 조립홀(171)의 위치는 도 5b의 경우에 있어서 지지판(110)의 중앙 부근에 형성될 것이나, 도 5c 및 도 5d에 있어서는 도시된 바와 같이 양 측판(130)의 중앙 부근에 형성되게 된다.

도 6a를 참조하면, 두 쌍의 강관(100)을 사용하여 완성되는 철근 선조립 구조물에 사용되는 강관(100)의 모습을 알 수 있다.

도 6a에 도시된 강관(100)은 제1 조립홀(171) 외에도 지지판 또는 양 측판(130) 중앙 부근을 관통하여 형성되는 적어도 하나의 제2 조립홀(172)을 더 포함한다.

제2 조립홀(172)의 경우 제1 조립홀(171)과 마찬가지로 조립부재(7)가 삽입되기 위한 통로의 역할을 담당하며, 조립부재(7) 및 제2 조립홀(172)의 결속방법 등에 관한 사항은 제1 조립홀(171)만 형성된 경우와 동일하다.

도 6b를 참조하면, 두 쌍의 강관(100)을 사용하여 완성된 철근 선조립 구조 물 및 철근 선조립체의 모습을 알 수 있으며, 조립 순서는 도 5b의 경우와 유사하게 먼저 도 6a의 강관(100) 네 개를 적절한 위치에 위치시키고, 제1 조립홀(171) 및 제2 조립홀(172)에 조립부재(7)를 끼워 넣음으로써 강관(100) 상호 간을 결속시켜 철근 선조립 구조물을 완성하고, 이를 운반한 후 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)을 따라 주철근(3)을 삽입하고 고정핀(300)을 사용하여 주철근(3)을 결속시켜 철근 선조립체를 완성하는 방법을 따르게 된다.

다만, 이러한 순서는 엄격히 정해진 것이 아니며, 편의에 따라 우선 순위가 변경될 수 있는 사항이므로 고정핀(300)에 의해 주철근(3) 견고히 고정되고, 강관(100) 상호 간의 이격거리가 충분히 확보될 수 있는 한 어떤 순서를 따르더라도 본 발명의 권리범위에 속한다고 봄이 타당하다.

도 7을 참조하면, 도 6b에 도시된 철근 선조립체를 보강하여 보강부재(5)를 결속시킨 모습을 알 수 있다.

보강부재(5)는 조립부재(7) 상호 간을 용접 등의 방법에 따라 결속시킴으로써 철근 선조립체에 고정되게 되는데, 보강부재(5)의 사용목적이 철근 선조립용 연결체(1)를 사용하여 완성된 철근 선조립 구조물이 콘크리트의 타설에 따라 뒤틀리거나 변형되는 일이 없도록 하기 위한 것이므로, 그 재질은 반드시 철근에 한정되는 것이 아니고 다양하게 구성될 수 있다. 다만 콘크리트와의 부착력이 낮은 재질을 선택하는 경우 철근콘크리트 구조물 자체의 안전성이 저하될 수 있으므로 이를 고려하여 선택되어야 한다.

또한 보강부재(5)의 위치 및 형상에도 제한이 없으며, 보강부재(5)의 재질을 철근으로 하는 경우, 도 7에 도시된 것과 같이 조립부재(7) 상호 간을 'X'자 형태로 가로지르며 용접에 의해 고정되는 방법을 따를 수 있으며, 기타 조립부재(7) 사이에서 평행하게 배치되어 용접에 의해 고정될 수도 있을 것이다. 그뿐만 아니라 도 5c와 같이 두 개의 조립부재(7)를 활용한 경우, 상측 조립부재(7)와 대각으로 위치한 하측 조립부재(7) 상호 간을 용접에 의해 고정시키는 것도 가능하며, 이 경우 보다 향상된 결합강도를 유지할 수 있는 장점을 지닌다.

도 8을 참조하면, 벽체(Wall) 건축시 요구되는 철근 선조립체 제작시, 도 6b에 도시된 철근 선조립체를 활용한 상태를 알 수 있다.

먼저, 도 6b와 같이 조립부재(7)를 통해 네 개의 강관(100)을 상호 결속시킨 수 개의 철근 선조립 구조물을 마련한 뒤, 이를 운반하고, 건축하고자 하는 벽체 면의 적절한 위치에 배치한 후, 강관(100)들의 상부안착홈(113) 및 하부안착홈(115)을 따라 주철근(3)을 삽입하고, 고정핀(300)을 사용하여 이를 고정시킨다.

또한 기초 프레임역할을 하는 철근 선조립체가 완성되면, 도시된 바와 같이 가로방향으로 배근된 주철근(3) 상호 간을 가로 및 세로방향으로 보충 결속시키는 주철근(3)을 배근하며, 이를 연결부재(9)를 통해 상호 결속시킴으로써 철근 선조립체 제작이 완료되게 된다. 연결부재(9)는 일반적으로 결속선(예컨대 '철사')가 사용된다. 바람직하게는 도시된 모든 주철근(3)은 상호 등 간격으로 배치된다.

물론, 철근 선조립 구조물만을 사전에 제작한 후 이를 운반하고 다시 주철근(3) 및 고정핀(300)을 사용하여 철근 선조립체를 완성하는 방법 외에도, 주철근(3)까지 배근된 전체 철근 선조립체를 조립하는 것도 가능하며, 운반무게 및 비 용증가 등을 고려하여 적절한 방법을 따르도록 한다.

본 발명에 따라 선조립된 철근 선조립체를 벽체 면에 배치한 후, 콘크리트만 타설하면 전체공정이 완료되게 되므로 공기단축의 효과를 도모할 수 있으며, 벽체 뿐만 아니라 슬라브, 기둥, 보 등의 구조에서도 전술한 모든 사항들이 적용가능한 것은 자명하다고 볼 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 선조립용 연결체에 사용되는 강관의 사시도이다.

도 1b는 도 1a의 강관의 정면도이다.

도 1c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강관의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관의 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정핀의 사시도이다.

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정핀의 사시도이다.

도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정핀의 사시도이다.

도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정핀의 사시도이다.

도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정핀의 사시도이다.

도 4는 도 1a에 도시된 강관 및 도 3a에 도시된 고정핀을 사용하여 주철근을 고정한 모습을 나타낸 사시도이다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 선조립 구조물에 사용되는 강관의 사시도이다.

도 5b는 한 쌍의 강관을 사용하여 완성된 철근 선조립체의 사시도이다.

도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철근 선조립체의 정면도이다.

도 5d는 세 개의 강관을 사용하여 완성된 철근 선조립체의 정면도이다.

도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철근 선조립 구조물에 사용되는 강관의 사시도이다.

도 6b는 도 6a에 도시된 두 쌍의 강관을 사용하여 완성된 철근 선조립체의 사시도이다.

도 7은 도 6b에 도시된 철근 선조립체에 보강부재를 추가한 모습을 나타낸 사시도이다.

도 8은 도 6b의 철근 선조립체 수 개를 활용하여 벽체 건축시 요구되는 철근 선조립체를 제작한 모습을 나타내는 평면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 강관 110 : 지지판

113 : 상부안착홈 115 : 하부안착홈

130 : 측판 131 : 상부핀홀

133 : 하부핀홀 150 : 돌기

171 : 제1 조립홀 172 : 제2 조립홀

300,301,302 : 고정핀 310 : 안착턱

320 : 고정돌기 1 : 철근 선조립용 연결체

3 : 주철근 5 : 보강부재

7 : 조립부재 9 : 연결부재

Claims (15)

1. 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 구비하는 강관; 및

   상기 핀홀에 결합되어 상기 안착홈에 삽입된 주철근을 고정하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 양 측판은 상기 지지판의 양단부에서 연장 절곡되어 마련되며,

   상기 강관에는 표면으로부터 돌출 형성되는 적어도 하나의 돌기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 안착홈은, 상기 지지판 상단부에 형성되는 상부안착홈과, 상기 지지판 하단부에 형성되는 하부안착홈을 포함하며,

   상기 핀홀은, 상기 상부안착홈에 인접하여 상기 양 측판 상측에 관통 형성되는 상부핀홀과, 상기 하부안착홈에 인접하여 상기 양 측판 하측에 관통 형성되는 하부핀홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 고정핀은 'U'자형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 반원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 고정핀은 사각형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 고정핀은 원형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 원형 단면을 포함하고, 상기 고정핀의 일단부에는 표면으로부터 돌출 형성된 적어도 하나의 고정돌기가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 고정핀은 'ㄷ'자형 단면을 가지고 길이방향으로 테이퍼 진 테이퍼 핀이며, 상기 상부핀홀 및 상기 하부핀홀은 사각형 단면 및 'ㄷ'자형 단면 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
8. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 고정핀의 일단부에는 단차지게 형성되는 안착턱이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 강관은,

   상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 강관은,

    상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제2 조립홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 지지판의 상기 안착홈 외측 영역은 라운드진 형상을 가지며, 상기 안착홈은 상기 주철근의 삽입진행에 따라 폭이 좁아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 철근 선조립용 연결체.
12. 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결 합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 각각 구비하는 한 쌍의 강관; 및

    상기 제1 조립홀에 삽입되어 상기 한 쌍의 강관을 결합시키는 적어도 하나의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물.
13. 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 양 측판에 관통 형성되는 핀홀을 각각 구비하는 세 개의 강관; 및

    상기 제1 조립홀에 삽입되어 상기 세 개의 강관을 결합시키는 적어도 하나의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물.
14. 주철근이 삽입되는 안착홈을 포함하는 지지판과, 상기 지지판의 양단부에 결합되는 양 측판과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제1 조립홀과, 상기 지지판 및 상기 양 측판 중 적어도 어느 하나에 관통 형성되는 적어도 하나의 제2 조립홀과, 상기 양 측판에 관통형성되는 핀홀을 각각 구비하는 두 쌍의 강관; 및

    상기 제1 조립홀 및 상기 제2 조립홀에 각각 삽입되어 상기 두 쌍의 강관을 결합시키는 복수의 조립부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 조립부재 상호 간을 연결하는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 선조립 구조물.

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