JP2005089982A - スチールハウス等における、まぐさ等横架材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建物の開口部に設ける、まぐさ等横架材を、まぐさ等横架材受け材を介して薄板軽量溝形鋼整の縦枠材に接合するに際して、かぶせ材の設置を不要とし、施工コストや部数削減を実現する。
【解決手段】薄板軽量溝形鋼を背中合わせに接合してなるリップ付き溝形鋼２ａ、２ｂからなる縦枠材２を開口部６の両側に立設する。開口部６側のリップ付き溝形鋼２ａに、鋼板を凸形状に曲げ形成してなる、まぐさ等横架材取付け金物１７を介して、まぐさ等横架材１０を取付ける。まぐさ等横架材取付け金物１７の両端部２３で、まぐさ等横架材１０の側縁を挟持しドリルねじ５で固定すると共に、凸状部は、リップ付き溝形鋼２ａの溝内に進入させ、その先端部１９をそのウエブ１１にドリルねじ５で結合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スチールハウスを始めとする薄板軽量形鋼部材で構成される住宅における、まぐさ等横架材接合構造に関する。ここでスチールハウスとは、板厚０．４ｍｍ以上、２．３ｍｍ未満の薄板軽量形鋼により構成される鋼構造建築物と定義する。

前記の薄板軽量鋼部材は、薄鋼板をロールフォーミングにより成形して溝形、リップ付き溝形、ボックス形等の断面形状とし、巾寸法なども所定の使用形態に合わせて成形するもので、施工するときは、一本物の部材で使用し、又は複数本の部材をドリルねじ等で接合した組立部材として使用し、これら部材同士をドリルねじ等で接合して建物の主架構を構築する。

スチールハウス等の主架構の構築にあたっては、鉛直部材となる縦枠材に、上下枠材、梁、まぐさ等の横架材を、ドリルねじ等で接合することになる。縦枠材の側面に横架材を接合する場合では、いずれも技術的には同様な接合形態となるといえる。ここでは出入口や窓などの開口部を用いて説明する。

スチールハウス等に形成される出入口や窓には縦枠材が存在しないことから、屋根等の上階からの鉛直荷重を支える支持柱がなく開口部の部位は強度的に弱くなる。

このため、窓あるいは扉などの開口部の上部には、まぐさ等の横架材が配置され、このまぐさ等横架材と開口部両脇の縦枠材との接合部は、所定の強度を確保できる構造とされている。その代表例が、薄板軽量形鋼造建築物設計の手引きのｐ３１（国土交通省国土技術政策綜合研究所および独立行政法人建築研究所監修、社団法人日本鉄鋼連盟編集、技報堂出版、２００２年６月２５日）に示されるものであり、この従来形態は、図５〜図７に示すような構成になっている。

図５において、下枠材１から複数の縦枠材２が所定の間隔をあけて立ち上がっており、各縦枠材２の上端は上枠材３に結合されており、この下枠材１と縦枠材２と上枠材３で構成される壁枠材に構造用合板等の面材４をドリルねじ５で固着して構成されている。

出入口や窓などの開口部６において、開口部両脇に所定の間隔をおいて配置される縦枠材２の上部の間は、開口部上枠材７で結合され、縦枠材２の下部の間は開口部下枠材８で結合され、これらで囲まれる内側が開口部６とされている。

開口部６の上部には、まぐさ等横架材１０が配置される。まぐさ等横架材１０には、種々の構成があるが、図示の従来例のまぐさ等横架材１０は、所定の厚みを有し、所定寸法の組立部材として、または単材として構成される。

開口部６の両側に配置される縦枠材２は、図６、図７に示すような２本のリップ付き溝形鋼２ａ、２ｂのウエブ１１をドリルねじで５で締結してなる組立てＨ形鋼が主に用いられる。さらに開口部両脇の縦枠材２にあっては、２本のリップ付き溝形鋼２ａ、２ｂで強度が十分な場合でも、開口部側のリップ付き溝形鋼２ａには、軽量形鋼からなる、かぶせ材１２が取付けられ、このかぶせ材１２に、まぐさ等横架材１０の両端縁を受けるための軽溝形鋼からなる、まぐさ等横架材受け材１３が接合される。そして、まぐさ等横架材受け材１３に、まぐさ等横架材１０がドリルねじ５で取付けられて開口部上側の、まぐさ等横架材の接合構造が構築されている。

前記の通り、開口部６両脇の縦枠材２には、２本のリップ付き溝形鋼２ａ、２ｂで強度が十分な場合でも、まぐさ等横架材受け材１３を取り付けるために、もう１本の軽溝形鋼を、かぶせ材１２として縦枠材２の開口部６に面する側に接合しているのが現状である。

以下に、図７（ａ）〜（ｄ）に従来技術における施工手順を説明する。

（１）リップ付き溝形鋼２本から構成される縦枠材２を配置する。（２）縦枠材２に、かぶせ材１２をドリルねじ５で接合する。（３）″かぶせ材″１２のウエブ１４に溝形鋼からなる、まぐさ等横架材受け材１３のウエブ１５をドリルねじ５で接合する。（４）まぐさ等横架材受け材１３のフランジ１６で、まぐさ等横架材１０を挟み、ドリルねじ５を打設して接合する。

薄板軽量形鋼造建築物設計の手引きｐ３１（国土交通省国土技術政策綜合研究所および独立行政法人建築研究所監修、社団法人日本鉄鋼連盟編集、技報堂出版、２００２年６月２５日）

解決しようとする課題は、従来、主に住宅の壁に設けられる開口部等において、まぐさ等横架材受け材を介して、まぐさ等横架材を開口部両脇の縦枠材に接合するに際し、まぐさ等横架材受け材を縦枠材に取り付けるために溝形鋼からなる、かぶせ材を必要とした。このかぶせ材を設置する施工コストおよび部材数が増加するので、本発明ではこの点を改良し、かぶせ材の設置を不要とし、施工コストおよび部材数削減を実現し、経済的な設計を可能とすることである。

前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。

第１の発明は、薄板軽量リップ付き溝形鋼からなる縦枠材のリップのある形鋼側面に、横架材取付け用枠材を固着し、この横架材取付け用枠材を介して、横架材を配設してなる接合構造において、前記横架材取付け用枠材を鋼板を所定形状に形成してなる、横架材取付け金物で構成し、当該金物の両端部に、横架材の側縁を挟持する挟持部を形成し、中間部は、前記縦枠材におけるリップ付き溝形鋼内に進入する凸部とし、縦枠材と固着すると共に、横架材取付け金物の両端部と、横架材とを固着することを特徴とする。

第２の発明は、薄板軽量溝形鋼を背中合わせに接合してなるリップ付き溝形鋼からなる縦枠材を開口部の両側に立設し、前記両縦枠材の開口部側に、まぐさ等横架材取付け用枠材を固着し、このまぐさ等横架材取付け用枠材を介して両縦枠材の間に、まぐさ等横架材を配設してなるスチールハウス等の開口部に配置される、まぐさ等横架材接合構造において、前記まぐさ等横架材取付け用枠材を鋼板を所定形状に曲げ形成してなる、まぐさ等横架材取付け金物で構成し、当該金物の両端部に、まぐさ等横架材の側縁を挟持する挟持部を形成し、中間部は、前記両縦枠材における開口部側のリップ付き溝形鋼内に進入する凸部とし、この凸部の先端部と縦枠材のウエブをドリルねじ等で結合すると共に、まぐさ等横架材取付け金物の両端部と、まぐさ等横架材をドリルねじ等で結合することを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記凸部の先端部と縦枠材のウエブのドリルねじ等による結合に加えて、まぐさ等横架材取付け金物の両裾部と縦枠材のリップとをドリルねじ等で結合することを特徴とする。

第４の発明は、前記凸部の先端部と縦枠材のウエブのドリルねじ等による結合に加えて、両縦枠材の外側に配置の構造用面材を貫通し、縦枠材における開口部側のリップ付き溝形鋼のフランジを貫通するドリルねじ等を、前記まぐさ等横架材取付け金物の両側部を貫通するように打設したことを特徴とする。

第５の発明は、第１〜４の発明において、まぐさ等横架材取付け金物の両側部は拡開側にバネ付勢されていて、両裾部が縦枠材の開口部側のリップ付き溝形鋼のリップに係合可能に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る、まぐさ等横架材受け金物は、従来の、かぶせ材、まぐさ等横架材受け材の両者の機能を併せ持つ断面形状を有する形鋼材からなり、凸形状を基本としており、凸形部分が、縦枠材における開口部側に位置するリップ付き溝形鋼の溝部に嵌められ、凸形先端部がウエブに当接したうえドリルねじ等で接合するため、従来の、かぶせ材を設置する必要がなく、施工コストおよび部材数削減が実現され、経済的な設計が可能になる。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、従来例と同一の要素には同一符号を付して重複説明を省略する。

図１、図２は実施形態１を示す。各図において、開口部６の両側辺を構成する各縦枠材２は、２本のリップ付き溝形鋼２ａ、２ｂを背中合わせに配置し、ウエブ１１同士をドリルねじ５で接合して構成すること、縦枠材２の上下端を上枠材３と下枠材１に接合すること、まぐさ１０が、所定寸法の組立部材として、または単材として構成される点は、従来と同じである。

開口部６の上部に設ける、まぐさ等横架材１０の両側縁を、まぐさ等横架材受け金物１７を介して縦枠材２における、開口部６側に位置するリップ付き溝形鋼２ａに接合する点が本発明の主要素である。

さらに詳細に説明すると、まぐさ等横架材取付け金物１７は、鋼板を凸形状に曲げ形成することによって構成し、両裾部１８と先端部１９を有し、両裾部１８と先端部１９の間を両側部２０とする。

実施形態１のまぐさ等横架材取付け金物１７においては、その凸形状部を開口部６側に位置するリップ付き溝形鋼２ａの溝部に嵌合し、かつ、フラットな先端部１９を、前記リップ付き溝形鋼２ａのウエブ１１に接合し、この接合部にドリルねじ５を打設し、さらに、両裾部１８とリップ付き溝形鋼２ａのリップ２１との当接部にドリルねじ５を打設することで、まぐさ取付け金物１７を縦枠材２に固着している。

こうして縦枠材２における開口部６側のリップ付き溝形鋼２ａに、まぐさ等横架材受け金物１７を固着した後、当該まぐさ等横架材受け金物１７の両端部２２で、まぐさ等横架材１０の両側縁を挟み、この挟持部にドリルねじ５を打設することで、まぐさ等横架材１０とまぐさ等横架材受け金物１７を固着する。

こうして実施形態１に係る凸形状のまぐさ等横架材受け金物１７は、先端部を縦枠材２に接合すると共に、両端部で、まぐさ等横架材１０を固着する。つまり、まぐさ等横架材受け金物１７は従来のかぶせ材と、まぐさ等横架材受け材の両者の機能を併せ持つ断面形状を有する形鋼で構成されているから、従来のかぶせ材を設置する必要がなくなり、施工コストおよび部材数削減が実現され、経済的な設計が可能になる。

図２を用いて、本発明の基本となる実施形態１の施工手順を説明する。
（１）リップ付き溝形鋼２ａ、２ｂの２本から構成される縦枠材２（組み立てＨ形鋼）を配置する。
（２）縦枠材２に本発明の″まぐさ等横架材受け金物″１７を接合する。
（３）″まぐさ等横架材受け金物″１７に、まぐさ等横架材１０を接合する。
前記から、本発明のまぐさ等横架材受け金物１７を用いることで、従来技術と比較して施工工程が１ステップ省かれていることが明確に分る。

実施形態１に係るまぐさ等横架材受け金物１７は、縦枠材２に当てがう構造用合板等面材２３（図３以下で示す）を取付けるドリルねじ５がこの部位においては、まぐさ等横架材受け金物１７を貫通しない面材ドリルねじ非貫通型の例である。このドリルねじ非貫通型の例では、面材を接合するドリルねじの回転が、まぐさ受け金物１７によって拘束されないため、壁のせん断剛性は、後述の実施形態２に比べて低下するが、変形性能が良くなる。

つぎに、図３（ａ）を用いて、本発明の実施形態２として、面材ドリルねじ貫通型の、まぐさ受け金物１７の例について説明する。

実施形態２に係る、まぐさ等横架材受け金物１７の構成は、実施形態１と同じであるが、構造用合板等の面材２３を接合するためのドリルねじ５が、まぐさ等横架材受け金物１７の両側部２０を貫通している例である。この例では、面材２３を接合するドリルねじ５の回転をまぐさ等横架材受け金物１７が拘束するため、壁のせん断剛性が実施形態１に比べて向上する。なお、実施形態２では、まぐさ取付け金物１７の両裾部１８と、リップ付き溝形鋼２ａのリップ２１との当接部は、ドリルねじ５が打設されていない点が実施形態１と相異している。

図３（ｂ）は、本発明の実施形態３として、面材ドリルねじ非貫通型の、まぐさ等横架材受け金物１７の例を示す。

実施形態３に係る、まぐさ等横架材受け金物１７の基本構成は、実施形態１、２と同じであるが、まぐさ等横架材受け金物１７の両側部２０を、中央部寄りに位置させており、構造用合板等の面材２３を縦枠２に接合するドリルねじ５が、まぐさ等横架材受け金物１７の両側部２０を貫通しない例である。この例では、ドリルねじ５により面材２３と縦枠材２が固着され、かつ、ドリルねじ５の回転が、まぐさ等横架材受け金物１７によって拘束されないため、壁のせん断剛性は、後述の実施形態２に比べて低下するが、変形性能が良くなる。

図４（ａ）は実施形態４として、面材ドリルねじ非貫通型の、まぐさ等横架材受け金物１７の例を示す。

実施形態４に係る、まぐさ等横架材受け金物１７の基本構成は、先の各実施形態と同じであるが、まぐさ等横架材受け金物１７の両側部２０を、中央部寄りにＶ字状２０ａに曲げ形成することにより、構造用合板等の面材２３を接合するためのドリルねじ５が、まぐさ等横架材受け金物１７の両側部２０を貫通しない構成としている。この実施形態４によると、凸状の先端部１９の平面部を大きくし、縦枠材２のウエブ１１との接触面積を大きくできるので、当該接合部に打設するドリルねじ５の本数を多くしたい場合に効果がある。

図４（ｂ）は実施形態５として、面材固定用ドリルねじ貫通型で、かつ、嵌め込み固定型のまぐさ受け金物１７の例を示す。

実施形態５に係る嵌め込み固定型の、まぐさ等横架材受け金物１７の基本構成は、先の各実施形態と同じであるが、まぐさ等横架材受け金物１７の両裾部１８にリップ係合部１８ａを形成し、このリップ係合部１８ａを、弾性拡開力を利用してリップ付き溝形鋼２ａのリップ２１に嵌め込んで固定する形式のものである。

実施形態５のまぐさ等横架材受け金物１７によると、その凸状部を図４（ｃ）の実線で示すように中央部寄りに弾性変形させて、リップ係合部１８ａをリップ付き溝形鋼２ａのリップ２１に嵌め込んで、弾性拡開力を利用してリップ２１に仮固定できる。他の構成は、ドリルねじ５による接合構造は実施形態２と同じである。

なお、本発明は、実施形態１〜５に示した構成を設計変更して実施することは構わないもので、この場合は本発明に含まれる。また、鉛直部材となる縦枠材に、上下枠材、梁の横架材を接合する場合で、上述してきた開口部における、縦枠材とまぐさ等横架材の接合構造と同等の構造となるものについては本発明に含まれる。

実施形態１に係る、まぐさ等横架材の取り付け態様を示す拡大部分正面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施形態１に係るまぐさ等横架材受け金物により、まぐさ等横架材を縦枠材へ接合する手順を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施形態２、３に係るまぐさ等横架材受け金物により、まぐさ等横架材を縦枠材へ接合した態様を示す平面部分拡大図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施形態４、５に係るまぐさ等横架材受け金物により、まぐさ等横架材を縦枠材へ接合した態様を示す平面部分拡大図、（ｃ）は、（ｂ）のまぐさ等横架材受け金物をリップ付き溝形鋼へ嵌合する態様の工程図である。 窓など開口部のある壁構造の正面説明図である。 （ａ）は、まぐさ等横架材を取り付けた開口部の拡大正面部分図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、従来例に係るまぐさ受け材により、まぐさ等横架材を縦枠材へ接合する手順を示す平面図である。

符号の説明

１ 下枠材
２ 縦枠材
２ａ リップ付き溝形鋼
２ｂ リップ付き溝形鋼
３ 上枠材
４ 構造用合板等面材
５ ドリルねじ
６ 開口部
７ 開口部上枠材
８ 開口部下枠材
１０ まぐさ等横架材
１１ ウエブ
１２ かぶせ材
１３ まぐさ等横架材受け材
１４ かぶせ材のウエブ
１５ まぐさ等横架材受け材のウエブ
１６ まぐさ等横架材受け材のフランジ
１７ まぐさ等横架材受け金物
１８ 両裾部
１８ａ リップ係合部
１９ 先端部
２０ 両側部
２０ａ Ｖ字状部
２１ リップ
２２ 両端部
２３ 構造用合板等の面材

Claims (5)

1. 薄板軽量リップ付き溝形鋼からなる縦枠材のリップのある形鋼側面に、横架材取付け用枠材を固着し、この横架材取付け用枠材を介して、横架材を配設してなる接合構造において、前記横架材取付け用枠材を鋼板を所定形状に形成してなる、横架材取付け金物で構成し、当該金物の両端部に、横架材の側縁を挟持する挟持部を形成し、中間部は、前記縦枠材におけるリップ付き溝形鋼内に進入する凸部とし、縦枠材と固着すると共に、横架材取付け金物の両端部と、横架材とを固着することを特徴とするスチールハウス等における、横架材接合構造。
2. 薄板軽量溝形鋼を背中合わせに接合してなるリップ付き溝形鋼からなる縦枠材を開口部の両側に立設し、前記両縦枠材の開口部側に、まぐさ等横架材取付け用枠材を固着し、このまぐさ等横架材取付け用枠材を介して両縦枠材の間に、まぐさ等横架材を配設してなるスチールハウス等の開口部に配置される、まぐさ等横架材接合構造において、前記まぐさ等横架材取付け用枠材を鋼板を所定形状に曲げ形成してなる、まぐさ等横架材取付け金物で構成し、当該金物の両端部に、まぐさ等横架材の側縁を挟持する挟持部を形成し、中間部は、前記両縦枠材における開口部側のリップ付き溝形鋼内に進入する凸部とし、この凸部の先端部と縦枠材のウエブをドリルねじ等で結合すると共に、まぐさ等横架材取付け金物の両端部と、まぐさ等横架材をドリルねじ等で結合することを特徴とするスチールハウス等における、まぐさ等横架材接合構造。
3. 前記凸部の先端部と縦枠材のウエブのドリルねじ等による結合に加えて、まぐさ等横架材取付け金物の両裾部と縦枠材のリップとをドリルねじ等で結合することを特徴とする、請求項２記載のスチールハウス等における、まぐさ等横架材接合構造。
4. 前記凸部の先端部と縦枠材のウエブのドリルねじ等による結合に加えて、両縦枠材の外側に配置の構造用面材を貫通し、縦枠材における開口部側のリップ付き溝形鋼のフランジを貫通するドリルねじ等を、前記まぐさ等横架材取付け金物の両側部を貫通するように打設したことを特徴とする、請求項２記載のスチールハウス等における、まぐさ等横架材接合構造。
5. まぐさ等横架材取付け金物の両側部は拡開側にバネ付勢されていて、両裾部が縦枠材の開口部側のリップ付き溝形鋼のリップに係合可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載のスチールハウス等における、まぐさ等横架材接合構造。

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