CN108138493A - 金属屋顶构材以及屋顶铺盖方法 - Google Patents

Abstract

本发明的金属屋顶构材就屋顶的屋檐脊檩方向(6)与屋檐侧的金属屋顶构材(1)重叠配置，其具备：表面基材(2)，以金属板为坯料且具有形成为箱形的主体部(20)；背面基材(3)，以堵塞主体部(20)的开口的方式配置于表面基材(2)的背面侧；芯材(4)，填充于主体部(20)与背面基材(3)之间；以及至少一个板状加强构件(5)，在比主体部(20)的顶板更靠近背面基材(3)的位置嵌入至芯材(4)或与背面基材(3)的外表面相接地配置。

Description

金属屋顶构材以及屋顶铺盖方法

技术领域

本发明涉及一种就屋顶的屋檐脊檩(eaves-ridge)方向与屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置的金属屋顶构材以及屋顶铺盖(roofing)方法。

背景技术

本发明人等正在尝试下述专利文献1所示的金属屋顶构材的实用化，即具备金属制的表面基材、配置于表面基材的背面侧的背面基材、以及填充于表面基材与背面基材之间的由发泡树脂形成的芯材的金属屋顶构材的实用化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5864015号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上所述的金属屋顶构材中，由于将例如铝箔或铝蒸镀纸等薄坯料用于背面基材，因此，背面侧的强度低，有时作为金属屋顶构材整体而言耐风压性能也不足。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种能提高耐风压性能的金属屋顶构材。

用于解决问题的方案

本发明的金属屋顶构材就屋顶的屋檐脊檩方向与屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置，其具备：表面基材，以金属板为坯料且具有形成为箱形的主体部；背面基材，以堵塞主体部的开口的方式配置于表面基材的背面侧；芯材，填充于主体部与背面基材之间；以及至少一个板状加强构件，在比主体部的顶板更靠近背面基材的位置嵌入至芯材或与背面基材的外表面相接地配置。

本发明的金属屋顶构材就屋顶的屋檐脊檩方向与屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置，其具备：表面基材，以金属板为坯料且具有形成为箱形的主体部；背面基材，以金属板为坯料且以堵塞主体部的开口的方式配置于表面基材的背面侧；以及芯材，填充于主体部与背面基材之间，所述金属屋顶构材构成为，在实施金属屋顶构材的强度试验方法时，翘起系数为6N/mm以上，所述金属屋顶构材的强度试验方法包含：将金属屋顶构材紧固于基座的工序；将欲使紧固于基座的金属屋顶构材的端部翘起的载荷施加给端部，测定与载荷对应的端部的翘起量的工序；以及求出由载荷的变化量与所测定的翘起量的变化量之比表示的翘起系数的工序。

发明效果

根据本发明的金属屋顶构材以及屋顶铺盖方法，由于至少一个板状加强构件在比主体部的顶板更靠近背面基材的位置嵌入至芯材或与背面基材的外表面相接地配置，或者背面基材以金属板为坯料，因此，能提高耐风压性能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的金属屋顶构材的主视图。

图2是表示图1的金属屋顶构材1的后视图。

图3是沿着图1的线III-III的金属屋顶构材的剖面图。

图4是表示图1的板状加强构件的立体图。

图5是表示使用了图1的金属屋顶构材的屋顶铺盖方法的说明图。

图6是表示图5中相互重叠的两个金属屋顶构材的侧视图。

图7是表示图1的金属屋顶构材的第一变形例的说明图。

图8是表示图1的金属屋顶构材的第二变形例的说明图。

图9是表示图1的金属屋顶构材的第三变形例的说明图。

图10是图9的翻边孔(burring hole)周边的金属屋顶构材的剖面图。

图11是表示图1的金属屋顶构材的第四变形例的说明图。

图12是表示用于进行图1的金属屋顶构材的强度试验的强度试验设备的立体图。

图13是表示图5的金属屋顶构材的屋檐侧端部翘起后的状态的说明图。

图14是表示通过图13的强度试验设备测定出的端部的翘起量相对于载荷的一例的图表。

图15是表示图14的翘起系数与吹向金属屋顶构材的风的风速的关系的图表。

图16是在考察图15的关系时试制的表示金属屋顶构材的紧固位置的说明图。

图17是在考察图15的关系时试制的表示金属屋顶构材的加强构件的方案的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式.

图1是表示本发明的实施方式的金属屋顶构材1的主视图，图2是表示图1的金属屋顶构材1的后视图，图3是沿着图1的线III-III的金属屋顶构材1的剖面图，图4是表示图1的板状加强构件5的立体图。

图1～3所示的金属屋顶构材1是具有短尺寸方向1S(进深方向)以及长尺寸方向1L(宽度方向)的俯视大致矩形的构件，例如在房屋等的屋顶配置于屋顶基底上。之后将使用附图进行说明，金属屋顶构材1以短尺寸方向1S沿着屋顶的屋檐脊檩方向6、长尺寸方向1L沿着与屋檐脊檩方向6正交的屋檐方向7(与屋檐平行的方向)的方式配置于屋顶基底上(参照图5)。如图1～图3所示，金属屋顶构材1具有表面基材2、背面基材3、芯材4以及多个板状加强构件5。

<关于表面基材>

表面基材2是以金属板为坯料的金属制构件，是在金属屋顶构材1配置于屋顶基底上时出现在屋顶的外表面的构件。特别是，如图3所示，在表面基材2设有具有顶板20a以及周壁20b的箱状的主体部20。

作为表面基材2的坯料即金属板，可以使用热镀Zn系钢板、热镀Al钢板、热镀Zn系不锈钢板、热镀Al不锈钢板、不锈钢板、Al板、Ti板、涂装热镀Zn系钢板、涂装热镀Al钢板、涂装热镀Zn系不锈钢板、涂装热镀Al不锈钢板、涂装不锈钢板、涂装Al板或者涂装Ti板。在将表面基材2设为箱状时，优选对钢板进行拉深加工来构成表面基材2。这是因为，通过对钢板进行拉深加工，会在周壁20b产生加工硬化，能提高金属屋顶构材1的耐风压性能。此外，还因为能设为周壁20b在表面基材2的周向连续的壁面。

在表面基材2，沿金属屋顶构材1的长尺寸方向1L互相分离地设有多个紧固孔21。紧固孔21表示紧固构件8(参照图6)向金属屋顶构材1的打入位置。紧固构件8例如由螺钉或钉子等构成，用于将金属屋顶构材1紧固于屋顶基底。在本实施方式中，以在表面基材2设有紧固孔21的方式进行说明，但也可以在表面基材2的表面设有例如印刷的记号、凹凸等表示紧固构件的打入位置的非开口状的印记来代替紧固孔21。

<关于背面基材>

背面基材3是以堵塞主体部20的开口的方式配置于表面基材2的背面侧的构件。主体部20的开口由主体部20的周壁20b的反顶板侧端部的内缘包边。作为背面基材3，可以使用铝箔、铝蒸镀纸、氢氧化铝纸、碳酸钙纸、树脂膜或者玻璃纤维纸等轻量坯料。通过将这些轻量坯料用于背面基材3，能避免金属屋顶构材1的重量增大。

<关于芯材>

芯材4例如由发泡树脂等构成，填充于主体部20与背面基材3之间。作为芯材4的坯料，没有特别限制，可以使用聚氨酯(urethane)、苯酚(phenol)、脲酸酯树脂(nurateresin)等。不过，在屋顶构材中必须使用不燃认定材料。不燃材料认定试验是依据ISO5660-1锥形量热仪(Cone Calorimeter)试验法实施的发热性试验。在作为芯材4的发泡树脂为发热量多的聚氨酯等的情况下，可以减薄芯材4的厚度或者使发泡树脂中含有无机发泡粒子。通过在主体部20与背面基材3之间填充有发泡树脂，与在表面基材2的背面侧粘贴树脂片等衬材的方案相比，能使芯材4牢固地紧贴于表面基材2的背面，能提高抗雨声性、绝热性、以及耐踩塌性等屋顶构材所要求的性能。

<关于板状加强构件>

板状加强构件5是在比主体部20的顶板20a更靠近背面基材3的位置嵌入至芯材4的板体。与主体部20的顶板20a部分相比，金属屋顶构材1的背面侧、即主体部20的开口部分以及背面基材3部分的强度低。通过板状加强构件5在靠近背面基材3的位置嵌入至芯材4，金属屋顶构材1的背面侧通过板状加强构件5而被加强，能提高金属屋顶构材1的耐风压性能。耐风压性能是指对于欲使金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E翘起的载荷的抵抗性能。这样的载荷会由吹向紧固于屋顶基底的金属屋顶构材1的风引起而产生。

板状加强构件5既可以如图4的(a)所示那样由平板构成，也可以如图4的(b)所示那样由具有凹凸部5a的板体构成。在由具有凹凸部5a的板体来构成板状加强构件5的情况下，以凹凸部5a的延伸方向5b沿着屋檐脊檩方向6的方式配置有板状加强构件5。通过以这样的朝向来配置具有凹凸部5a的板状加强构件5，能更可靠地提高耐风压性能。

板状加强构件5的坯料可以使用金属或纤维强化塑料。作为金属坯料，可以使用镀覆钢板、不锈钢板以及涂装钢板。作为纤维强化塑料，可以使用分散有玻璃纤维或碳纤维的树脂。作为树脂，优选使用作为树脂的阻燃性认证基准的UL94标准的等级V-0以上的树脂(例如聚偏氟乙烯、硅酮、特氟龙(注册商标)、交联聚乙烯等)。通过使用树脂坯料，能在切断金属屋顶构材1来调整金属屋顶构材1的大小时，避免板状加强构件5阻碍金属屋顶构材1的切断。

在图1～图3所示的方案中，板状加强构件5构成为：在金属屋顶构材1配置于屋顶基底上时，就屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7遍及主体部20的开口的整个区域地延伸。板状加强构件5就屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7遍及主体部20的开口的整个区域地延伸是指：板状加强构件5就屋檐脊檩方向6的延伸宽度为主体部20的开口就相同方向的延伸宽度的90％以上，并且，板状加强构件5就屋檐方向7的延伸宽度为主体部20的开口就相同方向的延伸宽度的90％以上。通过板状加强构件5就屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7遍及主体部20的开口的整个区域地延伸，能更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。

板状加强构件5可以在与背面基材3分离的位置嵌入至芯材4，但优选如图3所示那样在与背面基材3相接的位置嵌入至芯材4。通过板状加强构件5与背面基材3相接地配置，在金属屋顶构材1与其他金属屋顶构材1重叠时，能在其他金属屋顶构材1的角部所抵接的位置提高金属屋顶构材1的背面的强度。由此，能避免因其他金属屋顶构材1的角部的抵接而在金属屋顶构材1的背面产生垮塌。当在金属屋顶构材1的背面产生垮塌时，恐怕会在例如因强风等而对金属屋顶构材1施加较大的力时，在金属屋顶构材1产生以垮塌为起点的折断。因此，在与背面基材3相接的位置配置板状加强构件5并通过此板状加强构件5来加强金属屋顶构材1的背面有助于金属屋顶构材1的耐风压性能的提高。从避免这样的垮塌的产生的观点考虑，板状加强构件5构成为比构成芯材4的发泡树脂更硬。需要说明的是，通过板状加强构件5嵌入至芯材4，板状加强构件5与金属屋顶构材1被更可靠地一体化，并且会避免板状加强构件5暴露于外部。此外，会避免因板状加强构件5而在金属屋顶构材1的背面侧形成有凹凸或空隙，会避免金属屋顶构材1的耐风压性能的降低。

<关于屋顶铺盖方法>

接着，图5是表示使用了图1的金属屋顶构材1的屋顶铺盖方法的说明图，图6是表示在图5中相互重叠的两个金属屋顶构材1的侧视图。如图5所示，在使用图1的金属屋顶构材1来进行屋顶铺盖的情况(制作屋顶的情况)下，一边就与建筑物的屋檐平行的屋檐方向7将相互的侧端对接一边将多个金属屋顶构材1排列配置于屋顶基底上。此时，各金属屋顶构材1以长尺寸方向1L沿着屋檐方向7、短尺寸方向1S沿着屋顶的屋檐脊檩方向6的方式配置于屋顶基底上。在将金属屋顶构材1配置于屋顶基底上后，将例如螺钉或钉子等紧固构件8打入金属屋顶构材1，将紧固构件8固定于屋顶基底。此时，紧固构件8穿过紧固孔21并且贯通板状加强构件5而到达屋顶基底。

此外，一边就屋檐脊檩方向6在屋檐侧(图6中下侧)的金属屋顶构材1(10)的脊檩侧端部1U上重叠脊檩侧(图6中上侧)的金属屋顶构材1(11)的屋檐侧端部1E，一边将各金属屋顶构材1配置于屋顶基底上。此时，脊檩侧的金属屋顶构材1配置为：与背面基材3相接配置的板状加强构件5与屋檐侧的金属屋顶构材10的脊檩侧角部10a重叠。由此，即使脊檩侧角部10a被过度推撞至脊檩侧的金属屋顶构材11的背面，在脊檩侧的金属屋顶构材11的背面也难以产生垮塌。

<关于第一变形例>

接着，图7是表示图1的金属屋顶构材1的第一变形例的说明图。图7所示的第一变形例在板状加强构件5与背面基材3的外表面相接配置这一点上与图1的方案不同。在这样的方案中，在金属屋顶构材1的背面侧，板状加强构件5也能加强金属屋顶构材1。其他的构成与图1的方案相同。

<关于第二变形例>

接着，图8是表示图1的金属屋顶构材1的第二变形例的说明图。图8所示的第二变形例在板状加强构件5就屋檐脊檩方向6不遍及主体部20的开口的整个区域地延伸这一点上与图1的方案不同。如图8所示，也可以是在屋檐方向7连续地延伸的板状加强构件5从紧固构件打入金属屋顶构材1的位置延伸至金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E。在金属屋顶构材1紧固于屋顶基底时，欲使金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E翘起的载荷欲在从金属屋顶构材1的紧固部分至屋檐侧端部1E的区域使金属屋顶构材1翘曲。通过板状加强构件5从紧固构件打入金属屋顶构材1的位置延伸至金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E，能避免金属屋顶构材1的重量增大，并且能更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。

在此，板状加强构件5延伸至紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置。换言之，板状加强构件5配置为在俯视观察时与紧固孔21(打入紧固构件8的位置)重叠。通过紧固构件8将在金属屋顶构材1的厚度方向分离的硬质的两个构件(表面基材2以及板状加强构件5)这两者贯通，会防止紧固构件8的振摆，紧固构件8难以从金属屋顶构材1脱落。不过，板状加强构件5可以不必延伸至紧固构件8的打入位置，也可以延伸至偏离紧固孔21的位置。其他的构成与图1的方案相同。

<关于第三变形例>

接着，图9是表示图1的金属屋顶构材1的第三变形例的说明图，图10是表示图9的翻边孔50周边的金属屋顶构材1的剖面图。图9以及图10所示的第三变形例在板状加强构件5就屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7这两者不遍及主体部20的开口的整个区域地延伸这一点上与图1的方案不同。换言之，板状加强构件5在屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7可以比第二变形例更小。如图9所示，板状加强构件5可以仅在紧固构件打入金属屋顶构材1的位置的周边延伸。由于板状加强构件5在金属屋顶构材1的宽度方向连续地延伸，因此，金属屋顶构材1的背面的宽广区域由一个板状加强构件5进行加强。因此，与在宽度方向分离地配置多个板状加强构件的方案(后述的第四变形例)相比，制造工序得到简化。在这样的方案中，也能避免因其他金属屋顶构材1的角部的抵接而在金属屋顶构材1的背面产生垮塌。

此外，图9以及图10所示的第三变形例在板状加强构件5设有多个翻边孔50这一点上与图1的方案不同。各翻边孔50可以通过对板状加强构件5实施翻边加工而形成，如图10所示，分别具有孔开口50a和从此孔开口50a的边缘直立设置的纵壁部50b。纵壁部50b既可以由沿着孔开口50a边缘的连续的壁体构成，也可以由沿着孔开口50a的边缘相互分离的多个壁体构成。通过在板状加强构件5设有这样的翻边孔50，板状加强构件5以及金属屋顶构材1的弯曲刚性增大。

各翻边孔50在板状加强构件5的长尺寸方向以及短尺寸方向相互隔开间隔地配置。具体而言，翻边孔50配置于沿着长尺寸方向以及短尺寸方向的板状加强构件5的端部(四角)、中央以及中央附近。配置于中央附近的两个翻边孔50的孔开口50a与紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置(紧固孔21)重叠。因此，紧固构件8能容易地贯通板状加强构件5，能减小操作者的负担。需要说明的是，在紧固构件8向金属屋顶构材1的打入方案与本实施方式的方案不同的情况下，也可以是一个或三个以上的翻边孔50的孔开口50a与紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置重叠。

各翻边孔50的纵壁部50b抵接于表面基材2的背面。由此，能增大金属屋顶构材1的压缩强度，能提高耐雪性，并且能抑制落冰时或搭载太阳能面板时的表面基材2的变形。其他的构成与图1的方案相同。

<关于第四变形例>

接着，图11是表示图1的金属屋顶构材1的第四变形例的说明图。图11所示的第四变形例在多个板状加强构件5在金属屋顶构材1的长尺寸方向1L(宽度方向)相互分离地配置这一点上与图1的方案不同。板状加强构件5以其长尺寸方向沿着屋檐脊檩方向6(金属屋顶构材1的短尺寸方向1S)的方式延伸。如此，通过板状加强构件5在宽度方向相互分离地配置，能确保所需的耐力，并且能抑制金属屋顶构材1的重量增大。

此外，图11所示的第四变形例在板状加强构件5设有多个翻边孔50这一点上与图1的方案不同。各翻边孔50在板状加强构件5的长尺寸方向相互隔开间隔地配置。具体而言，翻边孔50配置于板状加强构件5的两端以及中央。配置于中央的翻边孔50的孔开口50a与紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置(紧固孔21)重叠。各翻边孔50的具体方案与第三变形例(图10)相同。其他的构成与图1的方案相同。

<关于第五变形例>

虽未图示，但作为第五变形例，也可以不使用板状加强构件5而将背面基材3的坯料设为与表面基材2相同的金属板。

例如可以将翻边孔50应用于第二变形例等，将第一至第五变形例与图1的方案不同的点组合起来进行实施。

<关于强度试验设备>

接着，图12是表示用于进行图1的金属屋顶构材1的强度试验的强度试验设备9的立体图，图13是表示图5的金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E翘起后的状态的说明图。如图12所示，强度试验设备9具有基座90、框体91、载荷施加装置92、连接构件93、载荷计94以及位移计95。

基座90是载置并紧固要进行强度试验的金属屋顶构材1的构件。该基座90是模仿实际紧固金属屋顶构材1的屋顶基底的构件，例如可以由木材板等构成。金属屋顶构材1向基座90的紧固优选根据金属屋顶构材1向屋顶基底的实际的紧固来进行。即，优选根据如上述的图5以及图6所示将金属屋顶构材1实际紧固于屋顶基底的方案，通过在规定位置将紧固构件8打入金属屋顶构材1的主体部20来将金属屋顶构材1紧固于基座90。

框体91是装配于金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E的构件。框体91包含在金属屋顶构材1的长尺寸方向1L延伸的长尺寸状的基体910和罩体911。虽未图示，但在基体910以及罩体911中的至少一方设有适合金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E的外形的凹部，在屋檐侧端部1E嵌入至该凹部的状态下，基体910以及罩体911相互连结。即，通过由基体910和罩体911来夹持金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E，框体91装配于金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E。

框体91就金属屋顶构材1的长尺寸方向1L(宽度方向)的延伸宽度比金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E就金属屋顶构材1的长尺寸方向1L的延伸宽度宽，就宽度方向，框体91与金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E整体呈一体化。由此，在经由框体91向金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E施加载荷时，此载荷会均等地作用于金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E整体。

载荷施加装置92是经由框体91连接于金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E，并用于向此屋檐侧端部1E施加欲使金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E翘起的载荷92L的装置。作为载荷施加装置92，例如可以使用冲压机(press machine)等致动器(actuator)。在本实施方式的强度试验设备9中，载荷施加装置92构成为：配置于框体91的上方，经由线材(wire)等连接构件93连接于框体91，并经由连接构件93以及框体91来提拉屋檐侧端部1E。然而，载荷施加装置92也可以构成为：配置于框体91的下方，经由框体91来上推屋檐侧端部1E。

载荷计94是夹存于框体91与载荷施加装置92之间，测定由载荷施加装置92施加给金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E的载荷92L的传感器。在本实施方式中，载荷计94固定于载荷施加装置92的下部。连接构件93连接于载荷计94。

位移计95是用于在由载荷施加装置92向金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E施加载荷92L时测定此屋檐侧端部1E的翘起量1R的传感器。在本实施方式中，位移计95由以位于框体91的上方的方式被未图示的支承体支承的激光位移计构成。然而，作为位移计95，例如也可以使用与框体91或端部1E接触地配置并机械地测定端部1E的翘起量的传感器等其他方案的传感器。

在此，在金属屋顶构材1紧固于屋顶基底时，当风吹向金属屋顶构材1时，欲使金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E翘起的载荷作用于金属屋顶构材1。载荷施加装置92的载荷92L模拟了这样的风的载荷。

此外，当金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E因过度的强风而翘起固定量时，风会进入金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E与屋顶基底之间的间隙。如此进入间隙的风会作用于金属屋顶构材1的背面的宽广区域而急剧地破坏金属屋顶构材1。即，金属屋顶构材1的强度与金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E的翘起难度之间具有很大的关联。通过用载荷计94以及位移计95来测定载荷92L以及翘起量1R，能对金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E的翘起难度、即金属屋顶构材1的强度进行评价。

<关于翘起系数>

接着，图14是表示通过图13的强度试验设备9测定出的端部1E的翘起量1R相对于载荷92L的一例的图表。在向金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E施加了欲使此屋檐侧端部1E翘起的载荷92L的情况下，在载荷92L达到规定值之前，金属屋顶构材1发生弹性变形。如图14所示，在金属屋顶构材1发生弹性变形时，随着载荷92L的增大，翘起量1R大致呈线性增大。

该翘起量1R的线性增大区域的斜率、即载荷92L的变化量与所测定的翘起量1R的变化量之比为表示金属屋顶构材1的端部1E的翘起难度的指标。以下，将载荷92L的变化量与翘起量1R的变化量之比称为翘起系数[N/mm]。通过求出这样的翘起系数，能更可靠地评价金属屋顶构材1的强度。需要说明的是，在图14的例子中，翘起系数为2.7[N/mm]。

<关于翘起系数与金属屋顶构材的强度的关系>

接着，图15是表示图14的翘起系数与吹向金属屋顶构材1的风的风速的的关系的图表，图16是在考察图15的关系时试制的表示金属屋顶构材1的紧固位置的说明图，图17是在考察图15的关系时试制的表示金属屋顶构材1的板状加强构件5的方案的说明图。需要说明的是，在图16中，附图标记TP表示紧固位置。在图16中表示在四个部位紧固金属屋顶构材1。本发明人等试制了下述表1所示的No.1-No.35的金属屋顶构材1，并将它们作为试验材料进行送风试验，考察翘起系数与破坏风速的关系。

在送风试验中，在以5寸(约26.6°)的坡度设置的宽度2000mm×进深1184mm的基底材料上配置宽度908mm×进深414mm的15块试验材料(金属屋顶构材1)来制成模拟屋顶。如图5那样进行模拟屋顶上的试验材料的配置。具体而言，在屋檐方向7配置2块或3块试验材料来形成试验材料列，并且将此试验材料在屋檐脊檩方向6重叠地配置6列。以就屋檐脊檩方向6，屋檐侧的试验材料从脊檩侧的试验材料突出154mm的方式，在屋檐侧的试验材料上重叠脊檩侧的试验材料。将就屋檐方向7从试验材料的基底材料露出的部分切掉。然后，在模拟屋顶的前方设置送风喷嘴，从送风喷嘴向模拟屋顶吹风。送风喷嘴配置于距离模拟屋顶的中心1m的前方位置，送风喷嘴的中心的高度与模拟屋顶的中心的高度一致。需要说明的是，试验材料的表面基材2的材质是0.30mm的涂装热镀Zn-Al合金钢板，芯材4的材质是发泡聚氨酯。破坏风速是指，在从上述送风喷嘴向金属屋顶构材1吹风时，金属屋顶构材1被破坏时的风速。在图15中，用“×”来表示金属屋顶构材1被破坏，用“○”来表示金属屋顶构材1未被破坏。

[表1]

○：无破坏、×：有破坏

如图15所示，翘起系数小于6N/mm的金属屋顶构材1无法经受50m/s以下的风而被破坏。另一方面，翘起系数为6N/mm以上的金属屋顶构材1即使吹50m/s的风也未被破坏。因此，可知，通过判定金属屋顶构材1的翘起系数是否为6N/mm以上，能判定此金属屋顶构材1是否能经受50m/s的风。

通过实施使表面基材2的板厚增加、使芯材4的密度增加、将芯材4的坯料变更为强度更强的坯料、使背面基材3的强度增加(背面基材的金属化以及板厚增加)、使用板状加强构件5、以及在板状加强构件5设置翻边孔50的方法中的至少一种，能使翘起系数增大。

在如图1的方案以及第一至第四变形例那样使用板状加强构件5的情况下，通过考虑表面基材2的板厚限制等条件并且以翘起系数为6N/mm以上的方式设置板状加强构件5，能够以能经受50m/s的风的方式构成金属屋顶构材1。此外，在如第五变形例那样将背面基材3设为金属板的情况下，通过考虑包含有背面基材3的金属屋顶构材1整体的条件并以翘起系数为6N/mm以上的方式构成金属屋顶构材1，能够以能经受50m/s的风的方式构成金属屋顶构材1。

在这样的金属屋顶构材1中，由于至少一个板状加强构件5在比主体部20的顶板20a更靠近背面基材3的位置嵌入至芯材4或与背面基材3的外表面相接地配置，或者背面基材3以金属板为坯料，因此，能提高耐风压性能。特别是，通过将翘起系数设为6N/mm以上，能够以能经受50m/s的风的方式构成金属屋顶构材1。

此外，由于板状加强构件5就屋檐脊檩方向6以及屋檐方向7遍及主体部20的开口的整个区域地延伸，因此，能更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。

而且，由于板状加强构件5以与背面基材3相接的状态在与屋檐脊檩方向6正交的屋檐方向7连续地延伸，因此，能降低在背面产生垮塌而使耐风压性能降低的可能性。特别是，与在宽度方向分离地配置多个板状加强构件5的方案相比，能简化制造工序。

再者，由于多个板状加强构件5以与背面基材3相接的状态在屋檐方向7互相分离地配置，因此，能降低在背面产生垮塌而使耐风压性能降低的可能性。特别是，通过板状加强构件5在宽度方向互相分离地配置，能确保所需的耐力，并且能抑制金属屋顶构材1的重量增大。

此外，由于板状加强构件5就屋檐脊檩方向6从紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置延伸至金属屋顶构材1的屋檐侧端部1E，因此，能避免金属屋顶构材1的重量增大，并且能更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。此外，能防止紧固构件8的振摆，能使紧固构件8难以从金属屋顶构材1脱落。

而且，由于板状加强构件5嵌入至芯材4，因此，能更可靠地使板状加强构件5与背面基材3一体化，并且能避免板状加强构件5暴露于外部。此外，能避免因板状加强构件5而在金属屋顶构材1的背面侧形成有凹凸或空隙，能避免金属屋顶构材1的耐风压性能的降低。

再者，由于在板状加强构件5设有分别具有孔开口50a和从孔开口50a的边缘直立设置的纵壁部50b的多个翻边孔50，因此，能增大板状加强构件5的弯曲刚性。通过增大板状加强构件5的弯曲刚性，金属屋顶构材1整体的弯曲刚性也会提高。

此外，由于至少一个翻边孔50的孔开口50a与紧固构件8打入金属屋顶构材1的位置重叠，因此，紧固构件8能容易地贯通板状加强构件5，能减小操作者的负担。

而且，由于纵壁部50b抵接于表面基材2的背面，因此，能增大金属屋顶构材1的压缩强度，能提高耐雪性，并且能抑制落冰时或搭载太阳能面板时的表面基材2的变形。

再者，由于板状加强构件5的坯料是金属或纤维强化塑料，因此，能更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。

此外，由于板状加强构件5是平板或具有凹凸部5a的板体，因此，能抑制成本增加并且更可靠地提高金属屋顶构材1的耐风压性能。特别是，通过使用具有凹凸部5a的板体，能进一步提高金属屋顶构材1的耐风压性能。

再者，由于以与背面基材3相接的板状加强构件5与屋檐侧的金属屋顶构材1(10)的角部10a重叠的方式配置脊檩侧的金属屋顶构材1(11)，因此，即使脊檩侧角部10a被过度推撞至脊檩侧的金属屋顶构材11的背面，也能使在脊檩侧的金属屋顶构材11的背面难以产生垮塌。

Claims (14)

1.一种金属屋顶构材，就屋顶的屋檐脊檩方向与屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置，所述金属屋顶构材具备：

表面基材，以金属板为坯料且具有形成为箱形的主体部；

背面基材，以堵塞所述主体部的开口的方式配置于所述表面基材的背面侧；

芯材，填充于所述主体部与所述背面基材之间；以及

至少一个板状加强构件，在比所述主体部的顶板更靠近所述背面基材的位置嵌入至所述芯材或与所述背面基材的外表面相接地配置。

2.根据权利要求1所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件就所述屋檐脊檩方向以及与所述屋檐脊檩方向正交的屋檐方向遍及所述主体部的所述开口的整个区域地延伸。

3.根据权利要求1所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件以与所述背面基材相接的状态在与所述屋檐脊檩方向正交的屋檐方向连续地延伸。

4.根据权利要求1所述的金属屋顶构材，其中，

多个所述板状加强构件以与所述背面基材相接的状态在与所述屋檐脊檩方向正交的屋檐方向互相分离地配置。

5.根据权利要求3或4所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件就所述屋檐脊檩方向从紧固构件打入所述金属屋顶构材的位置延伸至所述金属屋顶构材的屋檐侧端部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件嵌入至所述芯材。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属屋顶构材，其中，

在所述板状加强构件设有：多个翻边孔，分别具有孔开口和从所述孔开口的边缘直立设置的纵壁部。

8.根据权利要求7所述的金属屋顶构材，其中，

至少一个所述翻边孔的所述孔开口与紧固构件打入所述金属屋顶构材的位置重叠。

9.根据权利要求7或8所述的金属屋顶构材，其中，

所述纵壁部抵接于所述表面基材的背面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件的坯料是金属或纤维强化塑料。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的金属屋顶构材，其中，

所述板状加强构件是平板或具有凹凸部的板体。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的金属屋顶构材，其构成为，

在实施金属屋顶构材的强度试验方法时，翘起系数为6N/mm以上，所述金属屋顶构材的强度试验方法包含：将所述金属屋顶构材紧固于基座的工序；将欲使紧固于所述基座的所述金属屋顶构材的端部翘起的载荷施加给所述端部，测定与所述载荷对应的所述端部的翘起量的工序；以及求出由所述载荷的变化量与所测定的所述翘起量的变化量之比表示的翘起系数的工序。

13.一种金属屋顶构材，就屋顶的屋檐脊檩方向与屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置，所述金属屋顶构材具备：

表面基材，以金属板为坯料且具有形成为箱形的主体部；

背面基材，以金属板为坯料且以堵塞所述主体部的开口的方式配置于所述表面基材的背面侧；以及

芯材，填充于所述主体部与所述背面基材之间，

所述金属屋顶构材构成为，在实施金属屋顶构材的强度试验方法时，翘起系数为6N/mm以上，所述金属屋顶构材的强度试验方法包含：将所述金属屋顶构材紧固于基座的工序；将欲使紧固于所述基座的所述金属屋顶构材的端部翘起的载荷施加给所述端部，测定与所述载荷对应的所述端部的翘起量的工序；以及求出由所述载荷的变化量与所测定的所述翘起量的变化量之比表示的翘起系数的工序。

14.一种屋顶铺盖方法，就屋顶的屋檐脊檩方向在屋檐侧的金属屋顶构材重叠配置脊檩侧的金属屋顶构材，其中，

所述脊檩侧的金属屋顶构材是权利要求1所述的金属屋顶构材，所述板状加强构件与所述背面基材相接地配置，

所述屋顶铺盖方法包含：以所述板状加强构件与所述屋檐侧的金属屋顶构材的角部重叠的方式配置所述脊檩侧的金属屋顶构材。