JP2012167517A - Building material and construction structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端部などを互いに接続して用いられる建材、およびこの建材を複数備える建設構造体に関する。 The present invention relates to a building material used by connecting ends and the like, and a construction structure including a plurality of the building materials.
従来、鋼を用いた構造分野では、H形鋼などを有する建材を用いて建設構造体を構成することが行われている。
たとえば、特許文献1に記載された建設構造体では、H型鋼の端部にエンドプレート(板状体)を設けて建材を構成し、一対の建材をエンドプレート同士を当接させた状態で接続することで建設構造体を構成している。
エンドプレート同士の接続には、高い引っ張り応力にも耐えられる高力ボルトが用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the structural field using steel, a construction structure is configured using a building material having H-shaped steel or the like.
For example, in the construction structure described in Patent Document 1, an end plate (plate-like body) is provided at the end of an H-shaped steel to form a building material, and a pair of building materials are connected in a state where the end plates are in contact with each other. This constitutes the construction structure.
For the connection between the end plates, a high-strength bolt that can withstand high tensile stress is used.
また、橋梁などの分野では、ウェブを平面視で波形に形成するともにウェブの上部および下部に板状部材を取り付け、両板状部材間の圧縮強度などを高めたものがある。
特許文献1に記載された建材においても、H型鋼のウェブを波形に形成してウェブの剛性を高めると同時にウェブの板厚を薄くして、建材を軽量化および低コスト化することが検討されている。
Also, in the field of bridges and the like, there is a type in which a web is formed into a corrugated shape in plan view and plate members are attached to the upper and lower portions of the web to increase the compressive strength between both plate members.
Also in the building material described in Patent Document 1, it is considered to increase the rigidity of the web by forming an H-shaped steel web into a corrugated shape and at the same time to reduce the thickness of the web to reduce the weight and cost of the building material. ing.
しかしながら、建材におけるウェブの板厚を薄くすると、ウェブとエンドプレートとの溶接量が少なくなるため、ウェブとエンドプレートとの接続面積が少なくなる。このため、ウェブとエンドプレートとの接続強度が低下し、建材全体としての強度が低下してしまうという問題がある。 However, if the thickness of the web in the building material is reduced, the amount of welding between the web and the end plate is reduced, so that the connection area between the web and the end plate is reduced. For this reason, there exists a problem that the connection strength of a web and an end plate will fall and the intensity | strength as the whole building material will fall.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、ウェブを波形に形成した場合であってもウェブと板状体との接続強度を維持することができる建材、および、この建材を複数備える建設構造体を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a problem, Comprising: Even if it is a case where a web is formed in a waveform, the building material which can maintain the connection intensity | strength of a web and a plate-shaped object, and this An object is to provide a construction structure having a plurality of building materials.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の建材は、基準方向に延びる板状に形成されるとともに厚さ方向に変位することで波形に形成されたウェブと、前記ウェブの前記基準方向に直交する直交方向の両端部に設けられた一対のフランジ部と、前記ウェブの前記基準方向における端部に、自身の法線が前記基準方向に対して鋭角をなすように設けられ、一対の前記フランジ部にそれぞれ接続された板状体と、を有し、前記ウェブにおける前記直交方向に直交する平面による断面形状が、前記基準方向に平行な基準平面に対して前記厚さ方向の一方側に変位した山部と、他方側に変位した谷部と、が前記基準方向に交互に配置されるとともに、前記山部と前記谷部とを前記基準平面に対して交差する斜面部で接続した形状とされ、前記板状体は、前記斜面部の少なくとも一部に接続されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The building material of the present invention is formed in a plate shape extending in the reference direction and formed in a waveform by being displaced in the thickness direction, and provided at both ends of the web in the orthogonal direction perpendicular to the reference direction. A pair of flange portions and plate-like bodies provided at the ends of the web in the reference direction so that their normals form an acute angle with respect to the reference direction, and connected to the pair of flange portions, respectively. And a cross-sectional shape of a plane perpendicular to the orthogonal direction in the web is displaced to one side of the thickness direction with respect to a reference plane parallel to the reference direction, and displaced to the other side. And the valleys are alternately arranged in the reference direction, and the ridges and the valleys are connected by slopes intersecting the reference plane, and the plate-like body is On at least part of the slope It is characterized by being continued.
この発明によれば、斜面部は、板状体に対して傾斜しているだけでなく、基準方向に対しても傾斜しているため、板状体に斜面部の少なくとも一部を接続することで、板状体に山部および谷部を接続する場合に比べて、板状体に接続されるウェブの面積が大きくなる。 According to this invention, since the slope portion is not only inclined with respect to the plate-like body, but also with respect to the reference direction, at least a part of the slope portion is connected to the plate-like body. Thus, the area of the web connected to the plate-like body is increased as compared with the case where the peak portion and the valley portion are connected to the plate-like body.
また、本発明の建設構造体は、上記に記載の建材を一対備え、一対の前記建材は、それぞれの前記基準平面が同一平面上に配置されるとともに互いの前記板状体を当接させた状態で接続されていることを特徴としている。この場合、それぞれの建材において、同一平面上に配置された基準平面を挟んで山部と谷部とが配置されるように構成されている。
また、上記の建設構造体において、一対の前記建材は、一対の前記板状体同士が当接する当接面に直交する方向に平行に見たときに、一方の前記建材における前記板状体と前記山部との接続部と、他方の前記建材における前記板状体と前記谷部との接続部とが、前記基準平面を挟んで対向するように接続されていることがより好ましい。
Moreover, the construction structure of the present invention includes a pair of the building materials described above, and the pair of building materials are arranged such that the reference planes are arranged on the same plane and the plate-like bodies are brought into contact with each other. It is characterized by being connected in a state. In this case, each building material is configured such that a peak portion and a valley portion are arranged across a reference plane arranged on the same plane.
Further, in the above construction structure, the pair of building materials, when viewed in parallel to a direction orthogonal to the contact surfaces with which the pair of plate-like bodies abut, and the plate-like body in one of the building materials, It is more preferable that the connecting portion with the mountain portion and the connecting portion between the plate-like body and the valley portion in the other building material are connected to face each other across the reference plane.
本発明において、請求項1に記載の建材によれば、ウェブの厚さを薄くした場合であっても、ウェブと板状体との接続面積を確保してウェブと板状体とを確実に接続することで、建材全体としての強度、剛性を高めることができる。
請求項2に記載の建設構造体によれば、それぞれの建材において、両板状体間の接触面と基準平面との交線回りの曲げ剛性を高めることができる。
請求項3に記載の建設構造体によれば、互いに接続された一対の建材において、山部と谷部とを板状体を挟んで基準平面の一方側に片寄ることなくバランス良く配置することで、両板状体間の接触面と基準平面との交線回りの建設構造体全体の曲げ剛性を高めることができる。
In this invention, according to the building material of Claim 1, even if it is a case where the thickness of a web is made thin, the connection area of a web and a plate-shaped object is ensured, and a web and a plate-shaped object are ensured. By connecting, the strength and rigidity of the entire building material can be increased.
According to the construction structure of the second aspect, in each building material, the bending rigidity around the intersection line between the contact surface between the two plate-like bodies and the reference plane can be increased.
According to the construction structure of the third aspect, in the pair of building materials connected to each other, the peak portion and the valley portion are arranged in a well-balanced manner without being shifted to one side of the reference plane with the plate-like body interposed therebetween. The bending rigidity of the entire construction structure around the intersection line between the contact surface between the two plate-like bodies and the reference plane can be increased.
以下、本発明に係る建設構造体の一実施形態を、図1から図7を参照しながら説明する。図1に示すように、本建設構造体1は、たとえば、平屋建ての工場や倉庫などをラーメン構造にて構成する場合に用いられるものである。
本実施形態の建設構造体1は、水平面G上に鉛直方向に平行に配置された一対の柱(建材)10Aと、一対の柱10Aの上端部同士を架橋するように接続した梁(建材)10Bとを備えている。なお、本実施形態では、柱10Aと梁10Bとは、建設構造体1において使用されている位置および一方の端部の形状が異なるだけで、同一の構成となっている。以下では、柱10Aおよび梁10Bにおいて、同一の構成の部分には、符号において同じ数字を付して示し、さらに、柱10Aの要素については数字の後に「A」、梁10Bの要素については数字の後に「B」を付して区別するとする。
柱10Aの下方側の端部は、たとえば、水平面Gに設けられた鉄筋コンクリートなどの不図示の基礎に固定されている。
Hereinafter, an embodiment of a construction structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. As shown in FIG. 1, the construction structure 1 is used when, for example, a one-story factory or warehouse is configured with a ramen structure.
The construction structure 1 of the present embodiment includes a pair of columns (building material) 10A arranged on the horizontal plane G in parallel to the vertical direction and beams (building materials) connected so as to bridge the upper ends of the pair of
The lower end of the
図2および図3に示すように、柱10Aは、基準方向Xに延びる板状に形成されるとともに厚さ方向Yに変位することで略波形に形成されたウェブ20Aと、ウェブ20Aの基準方向Xおよび厚さ方向Yにそれぞれ直交する直交方向Zの両端部に設けられた一対のフランジ部30A、31Aと、ウェブ20Aの基準方向Xにおける上方側の端部に設けられたエンドプレート(板状体)40Aとを有している。
ウェブ20Aは、基準方向Xが鉛直方向に平行になるように配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the column 10 </ b> A is formed in a plate shape extending in the reference direction X and is displaced in the thickness direction Y to form a substantially waveform, and the reference direction of the
The
ウェブ20Aにおける、図3に示す直交方向Zに直交する仮想平面100Aによる断面形状を図4に示す。
この断面形状は、基準方向Xに平行な基準平面101Aに対して、厚さ方向Yの一方側Y1に変位した山部21Aと、他方側Y2に変位した谷部22Aとが基準方向Xに交互に配置されるとともに、山部21Aと谷部22Aとを基準平面101Aに対して交差する斜面部23Aで接続した形状となっている。
本実施形態では、山部21Aおよび谷部22Aの仮想平面100Aによる断面形状は、基準平面101Aに平行な線状に形成され、斜面部23Aは基準平面101Aに交差する線状に形成されている。ウェブ20Aは、たとえば、1枚の鋼板を折り曲げ加工することで、山部21A、斜面部23A、谷部22A、斜面部23A、山部21A、‥、と形状が繰り返して形成され、全体として略波形に形成されている。
FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the
This cross-sectional shape is such that a
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
フランジ部30A、31Aは、図2に示すように、ウェブ20Aより幅(厚さ方向Yの長さ)の広い平板状に形成され、ウェブ20Aと溶接などにより接続されている。
エンドプレート40Aは、図4に示すように、フランジ部30A、31Aより幅の広い平板状に形成されている。図3に示すように、エンドプレート40Aは、自身の法線41Aが基準方向Xに対して鋭角をなすように配置されるとともに、斜面部23Aに接続されるように配置されている。エンドプレート40Aは、厚さ方向Yに平行になるように配置され、ウェブ20Aおよびフランジ部30A、31Aと溶接などにより接続されている。この例では、法線41Aが基準方向Xに対してなす角度θAは、約45°に設定されている。
エンドプレート40Aには、フランジ部30Aとの接続部、およびフランジ部31Aとの接続部を挟むように、それぞれ複数の貫通孔42Aが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 4, the
A plurality of through
柱10Aは、図3および図4に示すように、フランジ部30A、31Aとエンドプレート40Aとを接続する補強板51Aを備えている。補強板51Aは、エンドプレート40Aとフランジ部30Aに溶接などで接続されている。
図5に示すように、補強板51Aには、法線41Aに平行に見たときに補強板51Aが貫通孔42Aに重ならないように、切り欠き52Aが形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the column 10 </ b> A includes a reinforcing plate 51 </ b> A that connects the flange portions 30 </ b> A and 31 </ b> A and the end plate 40 </ b> A. The reinforcing
As shown in FIG. 5, the
柱10Aおよび梁10Bは、それぞれの基準平面101A、101Bが同一平面上に配置されるとともに、図3に示す互いのエンドプレート40A、40Bを当接させた状態で接続されている。
柱10Aおよび梁10Bは、図5に示すように、エンドプレート40A、40B同士が当接する当接面に直交する方向、すなわち法線41Aに平行に見たときに、柱10Aにおけるエンドプレート40Aと山部21Aとの接続部と、梁10Bにおけるエンドプレート40Bと谷部22Bとの接続部とが、基準平面101Aを挟んで対向するように接続されている。同様に、柱10Aにおけるエンドプレート40Aと谷部22Aとの接続部と、梁10Bにおけるエンドプレート40Bと山部21Bとの接続部とが、基準平面101Aを挟んで対向するように接続されている。
The
As shown in FIG. 5, the
図3に示すように、エンドプレート40Aの貫通孔42Aと、エンドプレート40Bの貫通孔42Bとは、互いに連通するように配置されている。エンドプレート40A、40Bは、貫通孔42A、42Bに挿通された高力ボルト56をナット57で固定することで、互いに接続されている。
As shown in FIG. 3, the through
以上のように構成された建設構造体1は、たとえば、梁10Bに上方から荷重が作用した場合に、梁10Bの両端部で接続された柱10Aにより梁10Bを下方から支持する。
For example, when a load is applied to the
以上説明したように、本実施形態の柱10Aおよび建設構造体1によれば、斜面部23Aは、エンドプレート40Aに対して傾斜しているだけでなく、基準方向Xに対しても傾斜しているため、エンドプレート40Aに斜面部23Aを接続することで、エンドプレート40Aに山部21Aおよび谷部22Aを接続する場合に比べて、エンドプレート40Aに接続される面積が大きくなる。
したがって、ウェブ20Aの厚さを薄くした場合であっても、ウェブ20Aとエンドプレート40Aとの接続面積を確保してウェブ20Aとエンドプレート40Aとを確実に接続することで、柱10A全体としての強度、剛性を高めることができる。
As described above, according to the
Therefore, even when the thickness of the
エンドプレートとウェブとの接続面積が小さくなると、これらの接続強度を高めるために、たとえば、ウェブの板厚を大きくして、溶接サイズを大きくした隅肉溶接または部分溶け込み溶接としたり、完全溶け込み溶接などの多大な熟練度と労力を要する溶接が必要になる。これに対して、本発明では、厚さの薄い鋼板で構成されたウェブを全体として略波形に形成することでエンドプレートとウェブとの接続面積を確保したために、エンドプレートとウェブとを溶接サイズを小さくした隅肉溶接などの比較的簡単な溶接により接続しても、接続強度を確保することができる。
また、ウェブ20Aを全体として略波形に形成することで、ウェブ20Aが直交方向Zに座屈するのを防止したり曲げ剛性を大きくすることができる。
To reduce the connection area between the end plate and the web, in order to increase their connection strength, for example, fillet welding or partial penetration welding with increased web thickness and increased weld size, or complete penetration welding. Therefore, welding that requires great skill and labor is required. On the other hand, in the present invention, since the connection area between the end plate and the web is ensured by forming the web composed of the thin steel plate as a whole into a substantially corrugated shape, the end plate and the web are welded to each other. Even if the connection is made by relatively simple welding such as fillet welding with a small diameter, the connection strength can be ensured.
In addition, by forming the
柱10Aおよび梁10Bは、それぞれの基準平面101A、101Bが同一平面上に配置されるように互いのエンドプレート40A、40Bを当接させた状態で接続されている。
柱10Aは同一平面上に配置された基準平面101A、101Bを挟んで山部21Aと谷部22Aとが配置され、梁10Bは同一平面上に配置された基準平面101A、101Bを挟んで山部21Bと谷部22Bとが配置されている。このため、柱10Aおよび梁10Bにおいて、エンドプレート40A、40B間の接触面と基準平面101A、101Bとの交線L(図2参照)回りの曲げ剛性を高めることができる。
The
The
法線41Aに平行に見たときに、柱10Aにおけるエンドプレート40Aと山部21Aとの接続部と、梁10Bにおけるエンドプレート40Bと谷部22Bとの接続部とが、基準平面101Aを挟んで対向するように接続されている。したがって、互いに接続された柱10Aおよび梁10Bにおいて、山部21A、21Bと谷部22A、22Bとをエンドプレート40A、40Bを挟んで基準平面101Aの一方側に片寄ることなくバランス良く配置することで、建設構造体1全体の交線L回りの曲げ剛性を高めることができる。
柱10Aは補強板51Aを備えているため、フランジ部30A、31Aとエンドプレート40Aとの接続長さを確保することができる。
補強板51Aがない場合、フランジ部30A、31Aで伝達可能な軸方向力を全てエンドプレート40Aに伝えるには、全断面が有効な完全溶け込み溶接が必要である。しかしながら補強板51Aを備えることで、フランジ部30A、31Aとエンドプレート40Aとの接続長さを長くすることができるため、より簡易的な隅肉溶接または部分溶け込み溶接で接続が可能となる。
そして、エンドプレート40Aと補強板51Aとの接続部を挟むようにエンドプレート40A、40B同士を高力ボルト56で接続することで、板の曲げ性能を利用して接合部の剛性を高めることができる。
法線41Aに平行に見たときに、柱10Aにおけるエンドプレート40Aと山部21Aとの接続部と、梁10Bにおけるエンドプレート40Bと谷部22Bとの接続部とが、基準平面101Aを挟んで対向するように接続されている。したがって、互いに接続された柱10Aおよび梁10Bにおいて、山部21A、21Bと谷部22A、22Bとをエンドプレート40A、40Bを挟んで基準平面101Aの一方側に片寄ることなくバランス良く配置することで、建設構造体1全体の交線L回りの曲げ剛性を高めることができる。
柱10Aは補強板51Aを備えているため、フランジ部30A、31Aとエンドプレート40Aとの接続長さを確保することができる。そして、エンドプレート40Aと補強板51Aとの接続部を挟むようにエンドプレート40A、40B同士を高力ボルト56で接続することで、板の曲げ性能を利用して接合部の剛性を高めることができる。
When viewed in parallel to the
Since the
When the reinforcing
Then, by connecting the
When viewed in parallel to the
Since the
また、柱10Aと梁10Bとを接続するときには、エンドプレート40A、40Bを当接させた状態で貫通孔42A、42Bに高力ボルト56を挿通し、挿通した高力ボルト56をナット57で固定する。この際、補強板51Aには切り欠き52Aが形成されているため、高力ボルト56およびナット57を、たとえば電動レンチなどで締結しやすくすることができる。
Further, when connecting the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。
たとえば、前記実施形態では、ウェブ20Aの仮想平面100Aによる断面形状は、基準方向Xに平行な山部21Aおよび谷部22Aと、山部21Aと谷部22Aとを接続する斜面部23Aとにより全体として略波形に形成されていた。しかし、この断面形状を正弦波のような形状としてもよい。ウェブをこのように構成することで、ウェブにおける基準方向Xに交差する部分が多くなり、ウェブにおけるエンドプレート40Aに接続される面積を大きくすることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The change of the structure of the range which does not deviate from the summary of this invention, etc. are included.
For example, in the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the
また、前記実施形態では、柱10Aのフランジ部30A、31Aは平板状に形成されているとした。しかし、フランジ部30A、31Aの形状はこれに限定されず、たとえば、図6に示すように、基準方向Xに直交する平面による断面形状が、矩形の管状に形成されたフランジ部32A、33Aであってもよい。また、図7に示すように、基準方向Xに直交する平面による断面形状が、ウェブ20Aとは反対側に溝が形成されたフランジ部34A、35Aであってもよい。
フランジ部をこのように構成することで、柱の剛性を高めることができる。
Moreover, in the said embodiment, the
By configuring the flange portion in this way, the rigidity of the column can be increased.
エンドプレート40Aの法線41Aが基準方向Xに対してなす角度θAについては制限はなく、エンドプレート40Aが斜面部23Aの少なくとも一部に接続されている限りは、角度θAは0°より大きく180°より小さい範囲の角度であればよい。
建設構造体1全体としての剛性が比較的高い場合には、法線41Aに平行に見たときに、柱10Aにおけるエンドプレート40Aと山部21Aとの接続部と、梁10Bにおけるエンドプレート40Bと谷部22Bとの接続部とが、基準平面101Aを挟んで対向するように接続されていなくてもよい。
The angle θ A formed by the normal 41A of the
When the rigidity of the construction structure 1 as a whole is relatively high, when viewed parallel to the
1 建設構造体
10A 柱(建材)
10B 梁(建材)
20A、20B ウェブ
21A、21B 山部
22A、22B 谷部
23A 斜面部
30A、30B、31A、31B、32A、33A、34A、35A フランジ部
40A エンドプレート(板状体)
101A、101B 基準平面
X 基準方向
Y 厚さ方向
Z 直交方向
1
10B Beam (building material)
20A,
101A, 101B Reference plane X Reference direction Y Thickness direction Z Orthogonal direction
Claims (3)
前記ウェブの前記基準方向に直交する直交方向の両端部に設けられた一対のフランジ部と、
前記ウェブの前記基準方向における端部に、自身の法線が前記基準方向に対して鋭角をなすように設けられ、一対の前記フランジ部にそれぞれ接続された板状体と、
を有し、
前記ウェブにおける前記直交方向に直交する平面による断面形状が、前記基準方向に平行な基準平面に対して前記厚さ方向の一方側に変位した山部と、他方側に変位した谷部と、が前記基準方向に交互に配置されるとともに、前記山部と前記谷部とを前記基準平面に対して交差する斜面部で接続した形状とされ、
前記板状体は、前記斜面部の少なくとも一部に接続されていることを特徴とする建材。 A web formed into a waveform by being displaced in the thickness direction while being formed in a plate shape extending in the reference direction,
A pair of flange portions provided at both ends of the web in a direction orthogonal to the reference direction;
A plate-like body provided at an end of the web in the reference direction so that its normal is at an acute angle with respect to the reference direction, and connected to a pair of flange portions,
Have
A cross-sectional shape by a plane orthogonal to the orthogonal direction in the web has a peak portion displaced to one side of the thickness direction with respect to a reference plane parallel to the reference direction, and a valley portion displaced to the other side. Alternatingly arranged in the reference direction, and a shape in which the ridges and the valleys are connected by slopes intersecting the reference plane,
The plate-like body is connected to at least a part of the slope portion.
一対の前記建材は、それぞれの前記基準平面が同一平面上に配置されるとともに互いの前記板状体を当接させた状態で接続されていることを特徴とする建設構造体。 A pair of building materials according to claim 1,
A pair of the building materials are connected in a state in which the reference planes are arranged on the same plane and the plate-like bodies are in contact with each other.
一対の前記建材は、一対の前記板状体同士が当接する当接面に直交する方向に平行に見たときに、
一方の前記建材における前記板状体と前記山部との接続部と、他方の前記建材における前記板状体と前記谷部との接続部とが、前記基準平面を挟んで対向するように接続されていることを特徴とする建設構造体。 The construction structure according to claim 2,
When the pair of building materials is viewed in parallel to the direction orthogonal to the contact surfaces with which the pair of plate-like bodies abut,
The connecting portion between the plate-like body and the mountain portion in one of the building materials and the connecting portion between the plate-like body and the valley portion in the other building material are connected so as to face each other across the reference plane. Construction structure characterized by being made.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11190100A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Zipangu Housing:Kk | Long construction member and its manufacture |
JP2007284912A (en) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Pole/beam joint of rahmen frame |
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- 2011-02-16 JP JP2011030981A patent/JP5715846B2/en active Active
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JPH11190100A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Zipangu Housing:Kk | Long construction member and its manufacture |
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