JP2004251002A - 重量鉄骨造による軽量建築物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このような諸課題は、構造物の強度向上のため、引張強度が弱いコンクリートの使用を極力避けて、強度の高いリサイクル性の高い厚肉の鉄鋼を多用し、該厚肉の鉄鋼の耐熱性・耐火性を向上させるため、軽くて断熱性があり環境に良い無機・有機の多孔質材料と、該材料の形状保持及び燃焼防止のため薄板鉄鋼板を用いることにより、解決することが可能であることを見いだした。
【選択図】 図7
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、重量鉄骨造の建築構造物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の重量鉄骨造の建築構造物の技術では、柱は角形鋼管又はH形鋼を芯としてコンクリート、発泡コンクリート等で耐火被覆されており、壁は形鋼及びコンクリート、発泡コンクリート等で構成されており、床は鋼製薄板デッキと鉄筋とコンクリート、発泡コンクリート等で構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の重量鉄骨造の建築構造物の技術では、鋼材と組み合わせて耐火性及び強度を持たせる為にコンクリートが多用されている。その場合、従来の重量鉄骨造の建築構造物では、1平方メートル当たりの鉄骨重量は100乃至200Kgであるのに対し、コンクリートは1000乃至1500Kg用いられている。コンクリートは引張強度が弱いため鉄筋等で補強されるのが通常である。しかし、コンクリート厚さが大きくなって重量が増加し、該重量増加のため、柱・梁・デッキプレート・鉄筋等の補強が必要不可欠になる。また、コンクリートを用いた場合、建築物を解体した場合、コンクリートが大量の建築廃材となり、廃棄に問題となる。更に、コンクリートの製造には、砂・砂利等が用いられるがこれらは河川・海岸等の環境を破壊する要因となりうる。
【0004】
【目的】
本発明は、引張強度が弱く環境問題を引き起こすコンクリートを大幅に軽減し、強度の高い重量鉄骨造で軽量な建築構造物を建設することを可能にすることを目的にする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような諸課題は、鋭意研究の結果、構造物の強度向上のため、引張強度が弱いコンクリートの使用を極力避けて、強度の高いリサイクル性の高い厚肉の鉄鋼を多用し、該厚肉の鉄鋼の耐熱性・耐火性を向上させるため、軽くて断熱性があり環境に良い無機・有機の多孔質材料と、該材料の形状保持及び燃焼防止のため薄板鉄鋼板を用いることにより、解決することが可能であることを見いだした。
【0006】
そこで、請求項1に係る発明では、柱、梁、壁、又は床の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材、及び、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保し外気からの保温性・吸湿性・防音性・室内遠赤外線加熱効果を持たせる多孔質炭化物を主体とする保温材、及び、該鋼材及び該炭化物を主体とする断熱材を物理的又は化学的に接合させることから構成されている。本発明の新規性は、鋼材に対し耐熱性・断熱性・保温性・吸湿性・防音性・遠赤外放射能力等が高く軽量な多孔質炭化物を使用していること、及び該構成の組み合わせにある。特に、壁や床などには引張強度の低いコンクリートなどが多量に使用されているので、本発明は建築物の重量を軽減するのには効果的である。
【0007】
即ち、請求項1に係る発明では、芯となる3mm以上の厚肉の鋼材で柱、梁、壁、又は床を構造物としての強度を持たせて製作・建設し、該厚肉の鋼材に多孔質炭化物を主体とする断熱材を取り付けて、構造物としての強度・耐熱性・環境性を持たせ、且つ、外気からの保温性・吸湿性・室内遠赤外線加熱効果を持たせることを特徴としている。この場合、厚肉の鋼材の肉厚は3mm乃至50mm程度であり、該厚肉の鋼材に取り付ける炭化物を主体とする断熱材は、練り製品・板状であり、該鋼材に吹き付け、塗装、ボルト、スタッド、型枠などによる機械的貼り付け、又は接着等により取り付ける。
【0008】
請求項2に係る発明では、柱、梁、壁、又は床の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材、及び、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保する多孔質有機材料を主体とする断熱材、及び、該断熱材を火炎等から保護して耐熱性を確保する1mm以下の薄板の鋼材、及び、該鋼材と該断熱材と該薄板の鋼材とを物理的又は化学的に接合させることから構成させている。本発明の新規性は、鋼材の耐熱性確保に、耐熱性は低いが断熱性の高い多孔質有機材料を用い、耐熱性の低い多孔質有機材料を火炎等から保護して耐熱性を確保する薄板の鋼材を用いること、及び、該構成の組み合わせにある。多孔質有機材料は直接の耐熱性はないが、薄板鋼材により火炎等からの燃焼を防ぎ、多孔質有機材料は熱により炭化することにより耐熱性・断熱性が確保されて、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保することに新規性がある。
【0009】
即ち、請求項2に係る発明では、芯となる3mm以上の厚肉の鋼材で柱、梁、壁、又は床を構造物としての強度を持たせて製作・建設し、該厚肉の鋼材に多孔質有機材料を主体とする断熱材及び耐熱性を確保する薄板の鋼材を取り付けて、構造物としての強度・耐熱性・環境性を持たせ、且つ、外気からの保温性効果を持たせることを特徴としている。この場合、厚肉の鋼材の肉厚は3mm乃至50mm程度であり、該厚肉の鋼材に取り付ける多孔質有機材料を主体とする断熱材は、ブロック状又は板状であり、該厚肉の鋼材にボルト・スタッドなどによる機械的貼り付け、又は接着等により取り付ける。
【0010】
請求項3に係る発明では、柱、梁、壁、又は床の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材、及び、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保する多孔質ガラス又は石膏を主体とする断熱材、及び、該厚肉の鋼材と該断熱材とを物理的又は化学的に接合させることから構成させている。本発明の新規性は、厚肉の鋼材の耐熱性確保に、リサイクル性の高い断熱性の高い多孔質ガラス又は石膏を用いることにある。
【0011】
請求項1及び2及び3に係る発明では、該厚肉の鋼材は、柱の場合角形鋼管又はH形鋼の形態であり、梁の場合H形鋼が主体であり、壁及び床はH形鋼、L形鋼、又はC形鋼と鋼板との組み合わせの形態であり、該鋼材のそれぞれの肉厚は建築物の大きさにより3mm乃至50mmの範囲であり、3乃至10階建て建築物では8mm乃至30mm程度である。
【0012】
請求項4に係る発明では、柱、梁、壁、又は床の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材、
及び、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保する炭化物を主体とする断熱材、多孔質有機材料を主体とする断熱材、多孔質ガラスを主体とする断熱材、石膏、漆喰のうちの2種類以上の断熱材、又は、該二つ以上の断熱材を覆う2mm以下の厚さの薄板の鋼材、
及び、該厚肉の鋼材と該断熱材とを、場合により薄肉の鋼材を含めて、物理的又は化学的に接合させること
から構成させている。
【0013】
請求項4に係る発明の新規性は、厚肉鋼材の耐熱性確保のために、3mm以上の厚肉の鋼材と2種類以上の断熱材を組み合わせて、その要求度に合わせて1mm以下の厚さの薄板の鋼材により該2種類以上の断熱材を覆うことにある。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施例1
請求項1の実施例であるが、図4から図7にわたり示すように、柱1、梁3又は4、壁5、又は床12の3mm以上の厚肉の鋼材に対し、杉・檜等の木炭、竹炭、又は稲の籾殻を炭化させたくん炭、ユズ、野菜屑などを炭化させた炭化物を砕いた粉末、鱗片、又は塊状態の多孔質炭化物をバインダーとして微量のセメント、モルタル、漆喰、にかわ、又は水ガラスを加えて練った状態にして塗布するか、又は、固めて板状に敷設して、練った状態の多孔質炭化物又は接着剤で該厚肉の鋼材と接合させて、構造物の強度・構造物の耐熱性・外気からの保温性・室内遠赤外線加熱効果を持たせることを特徴とする建築鉄骨構造物を建設することが出来る。図1、図2、及び図3に示すように、従来工法による柱・梁・床等では、角形鋼管柱1・H形鋼梁3又は4・デッキプレート等にコンクリート2、5、6等を被覆乃至敷設させており、該コンクリートの引張強度が低いために厚肉となり鉄筋等で補強する場合がある。その場合、コンクリートの重量が大きくなる。一例で言えば、鉄骨造の建物では1平方メートル当たりの重量は通常1〜1.2トンであり、そのうち鉄骨だけの重量は100乃至200Kgである。このようにして建設した鉄骨造の重量は1平方メートル当たり約500Kg程度の重量をえることが出来る。本発明に係る建築物は、従来のコンクリートを主体とした工法による建物の約半分の重量となる。なお、木炭、竹炭、くん炭はそれ自身が多孔質であり、また、粒子間の隙間も多孔質の効果をもつので、軽量化と断熱性に寄与する。
【0015】
実施例2
請求項1の発明に係る建築鉄骨構造物において、実施例1における練った状態の多孔質炭化物を塗布する代わりに厚肉鋼材に吹き付けて付着させ建設することも可能である。
【0016】
実施例2
請求項1の発明に係る建築鉄骨構造物では、実施例1において、固めて板状に敷設して練った状態の多孔質炭化物又は接着剤で該厚肉の鋼材と接合させる代わりに、型枠をはめて物理的に取り付けることも可能である。
【0017】
実施例3
請求項1の発明に係る建築鉄骨構造物では、実施例1において、発泡剤を用いて更に多孔質な炭化物を製造して、厚板鋼材に塗布、吹き付け、又は板状のものを貼り付けることも可能である。
【0018】
実施例4
請求項2の発明に係る建築鉄骨構造物では、
柱、梁、壁、又は床を、3mm以上の厚肉の鋼材と、図8に1例として床の場合に示すように、少なくとも多発砲ウレタン、発砲スチレン又は木材又はもみ殻等の多孔質有機材料を主体とする断熱材と、該断熱材を覆う1mm以下の厚さの薄板の鋼材とから構成させる該厚肉の鋼材と、該断熱材と該薄板の鋼材とを、物理的又は化学的に接合させることを特徴とする建築鉄骨構造物
【0019】
実施例5
請求項2の発明に係る建築鉄骨構造物では、図8に1例として床の場合に示すように、柱、梁、壁、又は床12を、3mm以上の厚肉の鋼材と、木材又はもみ殻を無加工又はチップ化又は粉砕化しバインダーとして微量のセメント、モルタル、漆喰、にかわ、又は水ガラスを加えて加圧・固化した断熱材9と、該断熱材9を覆う1mm以下の厚さの薄板の鋼材13とから構成させ、該厚肉の鋼材と該断熱材と該薄板の鋼材とを、物理的又は化学的に接合させることを特徴とする建築鉄骨構造物
【0020】
実施例6
実施例4及び5において、薄板の鋼材に、20μm乃至1mm厚さのステンレス鋼又は炭素鋼をもちいたもの。薄板の鋼材は、空気中の酸素を遮断し中の有機材料を燃やさず炭化させて耐熱性・耐火性を持たせる特徴がある。
【0021】
実施例7
請求項3に係る発明では、図4乃至図7において、
柱、梁、壁、又は床の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材、及び、リサイクルされたガラスの破砕片、リサイクルされた鉱滓の破砕片、又は発泡ガラスの破砕片、又は石膏を主成分として、
及び、バインダーとして微量のセメント、モルタル、漆喰、にかわ、又は水ガラスを加えて固化した断熱材9を用いて、
該厚肉の鋼材と該断熱材とを物理的又は化学的に接合させることから構成させている。
【0022】
実施例7
請求項3に係る発明の実施例7において、物理的には、型枠、アンカー、釘打ちなどで接合を行い、化学的には、接着剤、水ガラス等で接合を行う。
【0023】
実施例7
請求項4に係る発明では、一例で図9に示すように、
柱、梁、壁、又は床12の構造物としての強度を確保する3mm以上の厚肉の鋼材3、4、10
及び、該厚肉の鋼材の耐熱性を確保する炭化物を主体とする断熱材9
及び、多孔質有機材料を主体とする断熱材14
及び、二つ以上の断熱材を覆う1mm以下の厚さの薄板の鋼材13、
及び、該厚肉の鋼材と該断熱材とを、場合により薄肉の鋼材を含めて、物理的又は化学的に接合させること
から構成させている。
【0024】
実施例8
請求項4に係る発明の実施例7において、物理的には、型枠、アンカー、釘打ちなどで接合を行い、化学的には、セメント、接着剤、水ガラス、漆、漆喰等で接合を行う。
【発明の効果】
本発明による効果は、従来方法に比較し次の通りである。
1. 強度部材として、強度の高い鋼材をコンクリートの代わりに、用いるので建築鉄骨造の重量が半減する。
2. 建築鉄骨造の重量が半減するので、地震荷重に対する負荷が小さくなり、安全な建築鉄骨構造物が得られる。
3. コンクリートを使わないので、産業廃棄物が出ず、環境破壊が起こらない。
【符号の説明】
1 角形鋼管
2 コンクリート被覆
3 鋼製H形鋼
4 鋼製H形鋼小梁
5 コンクリート壁
6 コンクリートスラブ
7 鉄筋
8 デッキプレート
9 本発明に係る耐熱被覆又は耐火被覆
10 厚肉鋼板
11 厚肉鋼板と梁を接合する溶接
12 床
13 炭素鋼又はステンレス鋼の薄板
14 本発明に係る符号9とは別の耐熱被覆又は耐火被覆
【図面の簡単な説明】
【図1】角形鋼管柱にコンクリート等耐火被覆の断熱材を巻いた従来方法の断面図
【図2】部屋の間仕切りにコンクリート製の壁を設置した従来方法の壁
【図3】H形鋼梁又は小梁の上に敷設されたデッキプレートとコンクリートスラブとそれを補強する鉄筋を示す床の断面図
【図4】角形鋼管柱に本発明に係る耐火被覆の断熱材を巻いた場合の断面図
【図5】H形鋼梁に本発明に係る耐熱・耐火被覆の断熱材を巻いた場合の断面図
【図6】壁に厚板鋼材又は鋼板を用いて耐熱・耐火被覆の断熱材を接合させた場合の断面図
【図7】床に厚板鋼材又は鋼板を用いて耐熱・耐火被覆の断熱材を接合させた場合の断面図
【図8】床に厚板鋼材又は鋼板を用いて耐熱・耐火被覆の断熱材を設置し薄い鋼材で覆い接合させた場合の断面図
【図9】床に厚板鋼材又は鋼板を用いて2種類以上の耐熱・耐火被覆の断熱材を設置し薄い鋼材で覆い接合させた場合の断面図
Claims (4)
- 柱、梁、壁、又は床を、3mm以上の厚肉の鋼材と、少なくとも多孔質炭化物を主体とする断熱材とから構成させ、該厚肉の鋼材と該断熱材とを、物理的又は化学的に接合させて、構造物の強度・構造物の耐熱性・外気からの保温性・吸湿性・防音性・室内遠赤外線加熱効果を持たせることを特徴とする建築鉄骨構造物
- 柱、梁、壁、又は床を、3mm以上の厚肉の鋼材と、少なくとも多孔質有機材料又は木材又はもみ殻を主体とする断熱材と、該断熱材を覆う1mm以下の厚さの薄板の鋼材とから構成させる該厚肉の鋼材と、該断熱材と該薄板の鋼材とを、物理的又は化学的に接合させることを特徴とする建築鉄骨構造物
- 柱、梁、壁、又は床を、3mm以上の厚肉の鋼材と少なくとも多孔質ガラス又は石膏を主体とする断熱材とから構成させ、該厚肉の鋼材と該断熱材とを物理的又は化学的に接合させることを特徴とする建築鉄骨構造物
- 柱、梁、壁、又は床を、
3mm以上の厚肉の鋼材と、炭化物を主体とする断熱材、多孔質有機材料を主体とする断熱材、多孔質ガラスを主体とする断熱材、石膏、漆喰のうちの2種類以上の断熱材、
又は、該2種類以上の断熱材を覆う1mm以下の厚さの薄板の鋼材とを
組み合わせて構成させ、
物理的又は化学的に接合させることを特徴とする建築鉄骨構造物
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JP2003042753A JP2004251002A (ja) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | 重量鉄骨造による軽量建築物 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019092115A1 (de) * | 2017-11-11 | 2019-05-16 | Liaver Gmbh & Co.Kg | Schallabsorbierende dachkonstruktion einer halle mit reduzierter nachhallzeit |
-
2003
- 2003-02-20 JP JP2003042753A patent/JP2004251002A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019092115A1 (de) * | 2017-11-11 | 2019-05-16 | Liaver Gmbh & Co.Kg | Schallabsorbierende dachkonstruktion einer halle mit reduzierter nachhallzeit |
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RU2769015C2 (ru) * | 2017-11-11 | 2022-03-28 | Лиавер Гмбх & Цо.Кг | Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации |
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