JP2003013546A - 建築用梁材 - Google Patents
建築用梁材Info
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Abstract
効果的に防止することのできる建築用梁材を提供するも
のである。 【解決手段】薄板鋼材11にて連続的に曲成加工される
梁材1のフランジ部2側が閉鎖断面形態を有し、他方の
フランジ部3側とウエブ部4とが開放断面形態を有する
一方、ウエブ部4は、2枚の薄板鋼材41A,41B同
士を相互に重ね合わせた接合形態を有するとともに、ウ
エブ部4の鉛直軸O−Oに対して左右対称な形態を有す
る。
Description
ハウス等の住宅に代表される小規模な鋼構造建築物にお
ける床板支持用梁材などに用いられる建築用梁材に関す
る。
を構築する建築用梁材としては、木材よりも軽量、成形
が容易で、安価かつ耐久性に優れた溝形鋼が好適に用い
られている。この溝形鋼は、板厚が約1mm程度の薄鋼
板を冷間成形することにより製作され、スチールハウス
等の小規模鋼構造建築物以外でも、屋根や壁などを支持
する二次的な構造部材として使用されて来ている。
うに、薄鋼板aを連続的に曲成加工することにより、上
下一対のリップ付フランジ部b,cとウエブ部dとから
なる開放断面形態を有する。例えば、床下地を構成する
床板支持用梁材として使用した場合、支持スパンの増大
に伴って上下両フランジ部b,c間のウエブ部dの高さ
を大きくする必要が生ずるが、ウエブ部dの厚さと高さ
との比(高さ/厚さ)が増大するため、溝形鋼の耐力が
ウエブ部dの剪断座屈により支配される傾向が強くな
る。結果として、溝形鋼の場合、剪断座屈発生のため、
断面の性能を十分に活用できない状況が生ずる。
曲げモーメントや剪断力が作用した場合、捩じれ易く、
断面形状が変形し易いため、図6(b),(c)に点線
で示すような断面形態のゆがみ変形を伴う特殊な座屈
や、図6(d)に点線で示すような捩じれに伴う座屈
(横座屈)などが発生し、強度を低下させるという問題
もある。
(e)に点線で示すように、溝形鋼のウエブ部dに局部
破壊(クリップリング)が発生し易くなるため、このク
リップリングに対する補強が必要となり、費用が嵩むと
いう課題もある。
的に解消するために、図7に示すような種々の建築用梁
材の例が提案されている。図7(a)に示す第1の例は
豪州で開示されているものであるが、薄鋼板aにて形成
される上下両フランジ部b,cがウエブ部dに対して上
下および左右非対称な閉鎖断面形態を有する梁材であ
り、屋根材や柱材等に使用されている。図7(b)に示
す第2の例は豪州や米国などで開示されており、第1の
構造例とほぼ同様に、薄板鋼材aにて形成される上下両
フランジ部b,cがウエブ部dを介してI型形状に上下
および左右対称な閉鎖断面構造を有する梁材である。こ
のような従来例は、断面内に閉鎖部を構成することによ
り、捩じれに対する抵抗を向上させて座屈耐力を増大さ
せるところに共通した特徴がある。
うな従来の建築用梁材では、形状が複雑化するため製造
コストが嵩むという課題がある。加えて、図6(e)に
点線で示したようなウエブのクリップリングに対する抵
抗の向上は実現できておらず、断面によっては、逆に従
来よりもクリッピングに対する抵抗が低下するケースも
ある。図7(a)や図7(b)の断面では、そのウエブ
部dに図7(c)に示すような接合部を有している。こ
の接合は、典型的にはプレス式のカシメ接合eが適用さ
れる。このウエブ部dでは、図7(c)に見られるよう
に接合部以外のウエブ部dの部位d1が1枚の薄鋼板の
みとなるのが一般である。使用される薄鋼板aの板厚が
0.5〜3.2mm程度の薄鋼板であると、部位d1の
剛性および耐力が弱くなり、ウエブ部dのクリップリン
グが発生し易くなる。また、図7(a)や図7(b)の
梁材では、支点部分に発生する反力が断面下部の閉鎖部
cに作用して、それがウエブ部dに伝達される機構とな
るため、その反力により閉鎖部cが潰れたり、局部変形
し易いといった問題もある。
もので、部材としての座屈耐力、ウエブのクリップリン
グ耐力に優れ、加えて製造コストに優れた建築用梁材を
提供することを目的とするものである。
めに、本発明は、次のように構成する。
部とウエブ部が連続的に曲成加工された建築用梁材にお
いて、前記一方のフランジ部側が閉鎖断面形態を有し、
前記他方のフランジ部側とウエブ部とが開放断面形態を
有することを特徴とする。
て、前記ウエブ部に対して左右対称な形態を有すること
を特徴とする。
発明に対して、前記ウエブ部が2枚の薄板鋼材同士を相
互に重ね合わせて接合することを特徴とする。
第3の発明において、前記ウエブ部の重合せ部が少なく
とも1個所でカシメ接合されていることを特徴とする。
または第4の発明において、前記一方のフランジ部の前
記ウエブ部側基端から左右に分岐する両辺が、前記ウエ
ブ部の鉛直軸に対し20°〜50°の傾斜角度を有する
ことを特徴とする。
的に曲成加工される一方のフランジ部側が閉鎖断面形態
を有し、他方のフランジ部側とウエブ部とが開放断面形
態を有する一方、ウエブ部が2枚の薄板鋼材同士を相互
に重ね合わせた接合形態を有するものである。断面の一
部に閉鎖部を有することから捩じれ抵抗が高く、結果と
して座屈耐力が大きい特徴を有する。また、図7に示す
閉鎖断面を持つ既存の建築用梁材と比較して、支点部で
の反力がウエブに直接伝達され、加えてウエブが2枚に
より構成されるため、図7で問題として指摘した下方閉
鎖部分の潰れや局部変形に対する抵抗も高い。また、本
発明に係る建築用梁材では、ウエブに相当する部分が2
枚の薄鋼板によって構成されるため、溝形鋼のような梁
材を使用した時に生ずるウエブの剪断座屈の問題も回避
できる特徴もある。
が、座屈耐力などの観点から、より望ましい。
に重ね合わせた形態となっているため、図7に示したよ
うな従来の閉鎖断面部材よりも、ウエブ部におけるカシ
メ接合部の数を少なくすることも可能となる。結果とし
て、製造コストの低減も図ることができる。
から左右に分岐する両辺が、ウエブ部の鉛直軸に対して
20°〜50°の傾斜角度を有するため、特に、部材の
支点部で作用する上向き反力を、ウエブ部から一方のフ
ランジ部側に円滑に伝達することが可能になる。これに
より、支点部で断面形態を変形させることがなく、強度
の向上を図ることが出来る。
図5に示す図面を参照して説明する。図1〜図3は、本
発明に係る建築用梁材であり、例えば、スチールハウス
用に用いられる床板支持用梁材の一実施形態を示す。
ンジ部2,3と、これら両フランジ部2,3間を連結す
るウエブ部4とで構成されている。そして、上フランジ
部2は、断面略ホッパ形に造形された閉鎖断面形態を有
し、下フランジ部3とウエブ部4とは、開放断面形態を
有するとともに、ウエブ部4の鉛直軸O−Oに対して左
右対称な形態を有する。この場合、下フランジ部3は、
ウエブ部4に対して左右水平方向に分岐し、その端部に
は、リップ3aが鉛直方向に立上り形成されている。
に示すように、板厚が0.5〜3.2mm、好ましく
は、1.2〜1.6mmの薄板鋼材11を用い、この薄
板鋼材11を冷間成形にて上フランジ部2、下フランジ
部3およびウエブ部4を左右対称な一対の薄板鋼材21
A,21B,31A,31Bおよび41A,41Bに連
続的に曲成加工する。次いで、これら左右対称な各薄板
鋼材21A,21B,31A,31Bおよび41A,4
1B同士を相互に重ね合わせ接合する。
ジ部2側の薄板鋼材21A,21B同士が断面略ホッパ
形の閉鎖断面を呈するような形態に造形し、下フランジ
部3側の薄板鋼材31A,31B同士が左右水平方向に
分岐するような開放断面に造形する。この後、ウエブ部
4側の薄板鋼材41A,41B同士を2枚重ね状態にし
て、その重合せ部42をカシメ部5にてカシメ接合して
梁材1を構成する。
の左右相互に重ね合わされてウエブ部4側の基端4aか
ら左右に分岐する両底辺2a,2bが、図3に示すよう
に、所定範囲の開き角度(傾斜角度)θを有するととも
に、その開き角度θは、実験結果に基づいてウエブ部4
の鉛直軸O−Oに対して20°〜50°の範囲に設定さ
れている。
きの荷重Fが作用した際、下フランジ部3側の支点Pで
は、反作用として鉛直上向きの反力Gが作用する。この
反力Gは、ウエブ部4を介して上フランジ部2の左右両
底辺2a,2b側の分岐部に作用することになる。この
とき、図4(a)に示すように、上フランジ部2の左右
両底辺2a,2bの開き角度θが、50°以上である
と、各底辺2a,2bに作用する反力Gの各分力G1,
G2が大き過ぎるため、各底辺2a,2bが局部変形し
たり、座屈したりし易い傾向がある。
変形して、下フランジ部3側の支点Pからの反力Gを有
効に伝達することができず、耐荷性能の低下を招くこと
になる。一方、上フランジ部2の左右両底辺2a,2b
の開き角度θが20°以下であると、図4(b)に示す
ように、下フランジ部3側の支点Pからの反力Gを有効
に伝達させることは可能であるが、各底辺2a,2bの
長さが大きくなる。これにより、ウエブ部4の長さが短
くなり、その長さを十分に確保することができない問題
が発生する。
例を示す。図5(a)に示す第1の変形例は、上フラン
ジ部2のフランジ面中央部位に断面V字形の凹部22を
形成してなる形態を有するもので、上フランジ部2のフ
ランジ面の補強効果を図っている。図5(b)に示す第
2の変形例は、下フランジ部3の端部に立ち上がり形成
されるリップ3aを外開き状に傾斜させてなる形態を有
する。図5(c)に示す第3の変形例は、下フランジ部
3がリップ無しの形態を有する。
ねの薄板鋼材41A,41Bからなるウエブ部4の重合
せ部42をカシメ接合部5としたが、ねじやリベットな
どにより接合してもよい。また、カシメ接合による場合
には、梁材製造時の成形ライン上に連続的なカシメ接合
が可能な装置を設置して、接合工程を連続的に組み込め
ば、製造コストの低減化が図れる。
えば、スチールハウスに用いられる床板支持用梁材を例
にして説明したが、他の建築用の部材として用いること
も可能である。その他、本発明は、発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更実施可能なことは云うまでもない。
用梁材によれば、薄板鋼材にて連続的に曲成加工される
一方のフランジ部側が閉鎖断面形態を有し、他方のフラ
ンジ部側とウエブ部とが開放断面形態を有する一方、ウ
エブ部が2枚の薄板鋼材同士を左右相互に重ね合わせた
接合形態を有するとともに、ウエブ部に対して左右対称
な形態を有するので、大きな高軸力や曲げモーメントの
作用による捩じれや局部破壊(クリップリング)に対す
る抵抗性などを増大させることができる。またこれによ
り、従来みられたような断面形態のゆがみ変形を伴う特
殊な座屈やウエブ部の剪断座屈、捩じれに伴う全体座屈
の発生などを確実に防止することができる。
互に重ね合わせた接合形態を有するので、従来のような
ウエブ部におけるカシメ接合部位を減少させることがで
きる。これにより、製造時の成形ライン上での接合工程
を簡略化し、製造コストの低減を図ることができる。
から左右に分岐する両辺が、ウエブ部の鉛直軸に対して
20°〜50°の傾斜角度を有するため、支点部におけ
る鉛直上向きの反力の伝達を円滑化することができる。
これにより、断面形態を変形を抑止できるため、結果と
して強度特性の向上を図ることができる。
に示す断面図である。
部との接合形態を概略的に展開して示す説明図である。
ジ部からの反力の伝達状態を示す説明図である。
度による荷重に対する下フランジ部からの反力の伝達状
態をそれぞれ示す説明図である。
は第1の変形例を示す説明図、図(b)は第2の変形例
を示す説明図、図(c)は第3の変形例を示す説明図で
ある。
鋼の説明図、図(b)および図(c)はフランジ部−ウ
エブ部の荷重に対するゆがみ座屈状態を示す説明図、図
(d)は横座屈(全体座屈)状態を示す説明図、図
(e)はウエブ部の局部破壊(クリップリング)状態を
示す説明図である。
の構造例を示す説明図、図(b)は第2の構造例を示す
説明図、図(c)は第3の構造例を示す説明図、図
(d)は接合状態を示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 薄鋼板にて一対のフランジ部とウエブ部
が連続的に曲成加工された建築用梁材において、前記一
方のフランジ部側が閉鎖断面形態を有し、前記他方のフ
ランジ部側とウエブ部とが開放断面形態を有することを
特徴とする建築用梁材。 - 【請求項2】 前記ウエブ部に対して左右対称な形態を
有することを特徴とする請求項1に記載の建築用梁材。 - 【請求項3】 前記ウエブ部は、2枚の薄板鋼材同士が
相互に重ね合わされる接合形態を有することを特徴とす
る請求項1または2に記載の建築用梁材。 - 【請求項4】 前記ウエブ部の重合せ部が、少なくとも
1個所でカシメ接合されていることを特徴とする請求項
1,2または3に記載された建築用梁材。 - 【請求項5】 前記一方のフランジ部の前記ウエブ部側
基端から左右に分岐する両辺が、前記ウエブ部の鉛直軸
に対し20°〜50°の傾斜角度を有することを特徴と
する請求項1,2,3または4に記載の建築用梁材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001196767A JP2003013546A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 建築用梁材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001196767A JP2003013546A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 建築用梁材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003013546A true JP2003013546A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19034508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001196767A Pending JP2003013546A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 建築用梁材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003013546A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020535331A (ja) * | 2017-08-18 | 2020-12-03 | クナウフ ギプス カーゲー | モジュラ構造およびモジュラ構造建物のためのフレーム、基本フレームワーク、モジュール、プロファイル、および建造物要素のセット |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196767A patent/JP2003013546A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020535331A (ja) * | 2017-08-18 | 2020-12-03 | クナウフ ギプス カーゲー | モジュラ構造およびモジュラ構造建物のためのフレーム、基本フレームワーク、モジュール、プロファイル、および建造物要素のセット |
JP7125475B2 (ja) | 2017-08-18 | 2022-08-24 | クナウフ ギプス カーゲー | モジュラ構造およびモジュラ構造建物のためのフレーム、基本フレームワーク、モジュール、プロファイル、および建造物要素のセット |
JP2022163177A (ja) * | 2017-08-18 | 2022-10-25 | クナウフ ギプス カーゲー | モジュラ構造およびモジュラ構造建物のためのフレーム、基本フレームワーク、モジュール、プロファイル、および建造物要素のセット |
JP7411740B2 (ja) | 2017-08-18 | 2024-01-11 | クナウフ ギプス カーゲー | モジュラ構造およびモジュラ構造建物のためのフレーム、基本フレームワーク、モジュール、プロファイル、および建造物要素のセット |
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