JP2017160666A - 床付き布わく - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量化を図りつつ、床材全体のたわみのみならず床材の局所的な沈み込みを防止すると共に、床材の折返し部と中間板との溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する問題を改善ないし解決する。【解決手段】床付き布わく1は長尺状に延びる本体部3aおよび該本体部3aの両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部3bを有する床材3と、床材3の長手方向各端部に固定された梁材5と、床材3の下面側において、折返し部3b同士を床材幅方向に連結する少なくとも1つの中間板13と、を備える。中間板13は折返し部3b間に架け渡される共に床材長手方向に沿うその側方端が溶接部15を介して該折返し部3bにそれぞれ接合された横架壁13aと、該横架壁13aから本体部3aの下面に向けて立ち上がり、その上端部分3b1が該下面に当接する立上がり壁13bと、を有し、溶接部15は、床材長手方向の少なくとも一方側で、横架壁13aの側方端から5mm以上延出する肉盛部分15aを有する。【選択図】図4

Description

本発明は、仮設足場等に使用する床付き布わくに関し、より詳しくは下面側に補強用の中間板を備えた床付き布わくに関するものである。
鋼製やアルミ製の床付き布わくは、上面が踏み面となる長尺状の床材の両側方端部に補強用の折返し部を形成し、この折返し部付きの床材の長手方向両端部に断面コ字状の梁材を外嵌する共に、梁材と床材との重なり部分の数箇所をスポット溶接等によって固定した構造になっている。
ところで、床付き布わくは、作業性および安全性向上のため軽量化への要求が高まっている一方、その踏み面に人や資材が載るため、十分な強度が要求され、特に床材は人が歩いても撓むことのないようにしなければならず、したがって、従来の床付き布わくは、踏み面に荷重が加わったときの床材の開きを防止し、断面形状を維持することにより長手方向全体のたわみを小さくするために、下面側に折返し部同士を連結する中間板が設けられており、これに関する文献としては下記特許文献1および2に記載のものがある。
特許文献1には、床材の両側方端部に設けられた折返し部同士を連結する、中間板としての平坦帯状の補鋼部材が開示されており、この補鋼部材は、踏み面に荷重が加わったときの床材の開きを防止して長手方向全体のたわみを小さくするが、床材裏面と補鋼部材との間には空間があり、床材からの荷重を引き受ける構造とはなっていないため、人が歩行した際に床材が局所的に沈みフワフワとした歩行感を与えるという問題がある。
これに対して、特許文献2の図9には、床材の両側方端部に設けられた折返し部同士を連結する、中間板としてのZ字形状の連結板が開示されており、この連結板は床材裏面に当接する立上がり壁を有していて床材からの荷重を引き受ける構造であるため、床材の長手方向全体のたわみを抑制できる共に床材の局所的な沈み込みに起因したフワフワ感も改善される。
特開2014−80845号公報 実開平7−23144号公報
ところが、特許文献2の図9に記載される連結板は、床材からの繰り返し荷重が立上がり壁を通じて直接伝達され、この繰り返し荷重が連結板を折返し部に固定している溶接箇所に集中して、この溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する可能性があり、耐久性の面で改善の余地があった。
それ故、本発明は、軽量化を図りつつ、床材の長手方向全体のたわみのみならず床材の局所的な沈み込みを防止すると共に、床材の折返し部と中間板とを接合する溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する問題を改善あるいは解決可能な床付き布わくを提供することを目的とする。
第1の発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第1の発明の床付き布わくは、長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも1つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に床材長手方向に沿うその側方端が溶接部を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有し、
前記溶接部は、床材長手方向の少なくとも一方側で、前記横架壁の側方端から5mm以上延出する肉盛部分を有することを特徴とするものである。
なお、第1の発明の床付き布わくにあっては、前記肉盛部分は、床材長手方向の両側で、前記横架壁の側方端を超えて5mm以上延出することが好ましい。
また、上記課題を解決するための第2の発明の床付き布わくは、長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも1つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に該折返し部に当接する側方端部が接着剤または固定具を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有することを特徴とするものである。
第1または第2の発明の床付き布わくにあっては、前記折返し部の下面から前記床材の上面までの高さは50mm未満であり、かつ前記横架壁の、床材長手方向に沿った長さは24mm以上40mm未満であることが好ましい。
しかも、第1または第2の発明の床付き布わくにあっては、前記立上がり壁の幅は47mm以上130mm未満であることが好ましい。
第1および第2の発明の床付き布わくによれば、床材の折返し部を床材の下面側で相互に連結する中間板を設けたことにより、軽量化を図りつつ、床材の踏み面に荷重が加わった際の床材のたわみを有効に低減ないし防止することができる。また、中間板には立上がり壁が設けられ、この立上がり壁が床材の下面を支持して床材の沈み込みを防ぐため、軽量化を図りつつ、歩行感を改善することができる。更に、中間板と折返し部とを接合する溶接部に肉盛部分が設けられた第1の発明によれば、溶接部の熱影響部を荷重負荷時の応力集中部から離すと共に溶接部を補強することができ、亀裂や破断の発生を効果的に低減ないし防止することができる。また、溶接部に代えて接着剤または固定具により中間板と折返し部とが接合された第2の発明によれば、溶接に起因した亀裂や破断の問題を解決することができる。
第1の発明の一実施形態の床付き布わくを仮設足場の腕木材間に架け渡した状態で示す斜視図である。 図1の床付き布わくの底面図である。 図2中のA−A線に沿う断面斜視図である。 図2中のB部拡大底面図である。 従来の床付き布わくにおける、B部と同様の位置での拡大底面図である。 中間板の横架壁の側方端の前端または後端の位置と、溶接部の熱影響部(床材長手方向における前端または後端)の位置との間の距離を様々に変えて、溶接部の熱影響部に生じる応力をFEM解析により求めた結果を示すグラフである。 中間板の横架壁の長さと床付き布わくのねじり変位(ねじり剛性)との関係をFEM解析により求めた結果を示すグラフである。 図7のFEM解析に用いた中間板の半分モデルである。 図1の床付き布わくの横断面図である。 中間板の立上がり部の幅と床材のたわみ量との関係をFEM解析により求めた結果を示すグラフである。 図10のFEM解析に用いた床材の半分モデルである。 第2の発明の一実施形態の床付き布わくの、図2中のB部と同様の部分を拡大して示す底面図である。 第2の発明の他の実施形態の床付き布わくの、図2中のB部と同様の部分を拡大して示す底面図である。 第1または第2の発明の他の実施形態の床付き布わくを示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここで、図1は、第1の発明の一実施形態の床付き布わくを仮設足場の腕木材間に架け渡した状態で示す斜視図であり、図2は、図1の床付き布わくの底面図であり、図3は、図2中のA−A線に沿う断面斜視図であり、図4は、図2中のB部拡大図である。
図1および2に示すように、床付き布わく1は、概して、長尺状に延びる床材3と、この床材3の長手方向各端部に外嵌されると共に床材3にスポット溶接等で固定された梁材5と、この梁材5の端部近傍でボルトやリベット等で床材3に固定されたつかみ金具7を備えており、これらのつかみ金具7を仮設足場Sの一部材として平行配置された2つの腕木材s1,s2に引っ掛けることで床付き布わく1を敷設することができる。
床材3は、例えば鋼板からなり、その上面が踏み面を構成する平板状の本体部3aと、この本体部3aの下面側で該本体部3aの両側方端部にそれぞれ一体に設けられた折返し部3bとを有し、本体部に3aは、図3に示すように、上面側から下面側に突出すると共に床材長手方向に延びる補強用のリブ9と、下面側から上面側に突出した滑り止め用の多数のエンボス11が形成されている。補強用のリブ9は図示例では、中央と各端部とに計3本設けられ、その深さは中央のリブ9が端部のリブ9よりも深いが、これに限定されず、例えばリブ9の本数は2本以下としたり4本以上としたりしてもよく、またリブ9の深さも適宜変更することができる。
床材3の折返し部3bは、本体部3aの長手方向に沿う側端縁から下方に延出した側壁3bと、側壁3bの下端から本体部3aに沿って床材幅方向内側に向けて延出された底壁3bと、底壁3bの内端縁から上方向に延出した起立壁3bとが一体に形成されている。これらの壁3b,3b,3bは、床材3を形成するための素材鋼板にエンボス加工を施した後、ロールフォーミング成形することにより形成することができる。折返し部3bは図示例に限定されず、起立壁3bを有さない形状や起立壁3bが床材3の本体部3aの下面近傍位置まで延出した形状等とすることができる。折返し部3bの底壁3bから床材3の上面までの高さは50mm未満とすることが好ましい。
また、床付き布わく1は、図2および図3に示すように、床材3の折返し部3b同士を連結する中間板13を備えている。中間板13の個数は床材3の板厚や長さにもよるが、3個以上とすることが好ましく、4個とすることがより好ましい。また、中間板13は床材長手方向で略等間隔に配置することが好ましい。本実施形態の中間板13は、後述のように、その機能を損なうことなく従来のものに対して軽量化されているため、中間板13を4個配置しても床付き布わく1の重量増加への影響は小さい。
各中間板13は、例えば鋼板から所定形状のブランクに打ち抜かれてそのブランクをプレス曲げ加工することによりZ字形状に成形される。すなわち、中間板13は、折返し部3bの底壁3b間に水平に架け渡される帯板状の横架壁13aと、床材長手方向を前後方向として、横架壁13aの前端縁または後端縁から上方に立ち上がる立上がり壁13bとを有し、立上がり壁13bの上端部分13bは前方または後方に折曲されると共に床材3の本体部3aの下面に当接している。立上がり壁13bの上端部分13bは本体部3aの下面にスポット溶接等により接合することが好ましい。立上がり壁13bには、本体部3aに形成された中央のリブ9との干渉を避けるための切欠きpが形成されている。
本実施形態においては、横架壁13aの側方端は溶接部15を介して折返し部3bの底壁3bに接合されている。溶接部15はアーク溶接法等の既知の溶接法により形成され、図4に示すように、床材長手方向の少なくも一方側(図示例では両側)において、横架壁13aの側方端から5mm以上延出する、肉盛溶接により形成された肉盛部分15aを有している。すなわち、図示例では、床材長手方向を前後方向として、横架壁13aの側方端の前端から前方に5mm以上の肉盛部分15aが形成されると共に、横架壁13aの側方端の後端から後方に5mm以上の肉盛部分15aが形成されている。
ここで、溶接部15の両端部に所定長の肉盛部分15aを設けたことは次の理由による。つまり、発明者らは、図5に示すような、溶接部15に肉盛部分を設けていない従来の床付き布わくのモデルにおいて、床材3の踏み面に所定荷重を加えたときの応力分布をFEM(Finite Element Method)解析した結果、中間板13の横架壁13aの側方端の前端または後端の位置(図5中のa部)で過大な応力が集中していることが判明した。また、実際に、この従来の床材3の踏み面に、溶接部15またはその周辺に亀裂や破断が発生するまで所定荷重を繰り返し負荷する疲労実験を行い、クラックの破断面およびその位置を観察したところ、クラックが溶接部15の前端または後端の熱影響部(図5中のb部)を起点に発生していることが確認された。そこで発明者らは、溶接部15の長さを横架壁13aの側方端の長さよりも長くし、これらのa部とb部とを床材長手方向に離間させることで応力集中を緩和し、クラックの発生を低減ないし防止できることを見出し、第1の発明を完成した。
図6は、a,b部間の距離(床材長手方向に沿った水平距離)を様々に変えて上記同様のFEM解析を行った結果を示すグラフであり、横軸はa,b部間距離、縦軸はb部における応力の大きさをしている。このグラフから、a,b部間距離を5mm以上にすることでb部における応力が大幅に低減されることが分かる。また実際の実験によっても溶接部15の両端部に5mm以上の肉盛部分15aを設けることで、クラックの発生を低減ないし防止できることが確認されている。また、図6のグラフでは、a,b部間距離が6mmを超えるとb部における応力の低減効果は飽和しているが、実際にはa,b部間距離が6mmを超えてもクラックの発生抑制効果は飽和せず、より高い抑制効果が得られることが確認されている。よって、a,b部間距離、つまり肉盛部分15aの長さは、5mm以上とするのが好ましく、6mm以上とするのがより好ましい。また、肉盛部分15aの長さが過度に長いと溶接時間が長くなり生産性が低下するため、15mm以下とすることが好ましく、10mm以下とすることがより好ましい。
また、上述した疲労試験の結果、折返し部3bおよび中間板13の横架壁13aの板厚が薄いと、溶接部15の前端または後端位置(b部)において、折返し部3b(特に底壁3b)および中間板13の横架壁13aに早期にクラックが生じることが分かった。折返し部3bおよび中間板13の横架壁13aの板厚を大きくすればクラックの発生を低減ないし防止することができるが、重量が増大する。よって、クラックの発生を低減ないし防止すると共に、軽量化を図るため、折返し部3bの板厚は0.8mm以上1.2mm以下とすることが好ましい。また、中間板13の板厚は0.8mm以上1.6mm以下とすることが好ましい。
発明者らは中間板13についての更なる研究により、中間板13の横架壁13aの、床材長手方向の長さが床付き布わく1のねじり剛性に寄与することを発見した。図7のグラフを参照して、中間板13の横架壁13aの当該長さと床付き布わく1のねじり変位(ねじり剛性)との関係をFEM解析した結果について述べる。FEM解析では、図8に示す中間板13の半分モデルを含む床材3の半分モデルを用い、床材3の厚みを0.95mm、梁材5の厚みを1.15mm、中間板13の厚みを1.15mmとし、横架壁13aの長さcを変化させて解析を行った。図7のグラフ中、横軸は中間板13の横架壁13aの、床材長手方向の長さcであり、縦軸は床付き布わく1のねじり変位である。また、「シングル」とは図1に示すように、一組の梁材5間に1枚の床材3を張り渡した床付き布わく1を指し、「ダブル」とは、一組の梁材5間に2枚の床材3を互いに平行に張り渡した床付き布わく1を指す(図14)。このグラフから、シングルの床付き布わく1では、中間板13の横架壁13aの床材長手方向の長さcが24mm以上で所定の目標値(規格で示される基準に試験時のバラツキ等を考慮した目標値)、ここでは労働安全衛生法第42条の規定に基づき定められた「鋼管足場用の部材及び附属金属の規格」(労働省告示第120号)の第25条に規定する基準を満たすこと分かる。また、ダブルの床付き布わく1では、横架壁13aの床材長手方向の長さcを26mm以上とすることで上記所定の目標値、ここでは上記基準を満たすことが分かる。なお、中間板13の横架壁13aの床材長手方向の長さcを大きくすると重量の増加を招くため、当該長さcは40mm未満とすることが好ましい。
中間板13の立上がり壁13bは、床材3の下面を支持して歩行感を向上させる機能を有するが、重量の増加を伴う。そこで可能な限り不要な部分を削除した形状を目指し研究を行った結果、図9に示すように、立上がり壁13bの幅(立上がり部13bの、床材幅方向の長さ)dは、床材3の剛性(たわみ量)で評価される歩行感へ与える影響は小さいことが確認された。図10に示すグラフは、立上がり壁13bの幅dを様々に変更し、そのときの床材のたわみ量をFEM解析した結果を示し、横軸は中間板13の立上がり壁13bの幅dであり、縦軸は床材3のたわみ量である。FEM解析では、図11に示す床材3の半分モデル(中間板13を含む)を用い、床材3の上面の幅方向中央部に40kgfの荷重を負荷し、そのときの床材3の中央部のたわみ量(変位量)δ1、折返し部のたわみ量(変位量)δ2を算出した。床材3の荷重作用部の局部たわみ量δは、δ=δ1−δ2により算出する。図10のグラフからも分かるように、立上がり壁の幅が約47mm以上で各たわみ量δ,δ1,δ2に大きな変化は見られなくなり、定常化する。よって、中間板13の立上がり壁13bの幅は47mm以上とするのが好ましい。また、軽量化のため、中間板13の立上がり壁13bの幅は130mm未満とするのがより好ましい。
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の床付き布わく1によれば、床材3の折返し部3bを床材3の下面側で相互に連結する中間板13を設けたことにより、床材3の踏み面に荷重が加わった際の床材3のたわみを有効に低減ないし防止することができる。また、中間板13には立上がり壁13bが設けられ、この立上がり壁13bが床材3の下面を支持して床材3の沈み込みを防ぐため、歩行感を改善することができる。また、中間板13と折返し部3bとを接合する溶接部15に肉盛部分15aが設けられていることで、溶接部15の熱影響部(b部)を荷重負荷時の応力集中部(a部)から離すと共に溶接部15を補強することができ、亀裂や破断の発生を効果的に低減ないし防止することができる。
更に、床材3の折返し部3bの下面から床材3の上面までの高さを50mm未満とし、かつ中間板13の横架壁13aの、床材長手方向に沿った長さcを24mm以上40mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。
更に、中間板13の立上がり壁13bの幅を47mm以上130mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。
次に、第2の発明の実施形態について説明する。図12は、第2の発明の一実施形態の床付き布わくの、図2中のB部と同様の部分を拡大して示す底面図であり、図13は、第2の発明の他の実施形態の床付き布わくの、図2中のB部と同様の部分を拡大して示す底面図である。
図12に示す実施形態の床付き布わく1では、前述の実施形態の床付き布わく1における溶接部15に代えて、中間板13の横架壁13aの側方端部と折返し部3bとは、その相互間に設けられた接着剤17を介してそれぞれ接合されており、これによれば、床材3の折返し部3bと中間板13との接合箇所において溶接による熱影響がなく、溶接に起因した亀裂や破断の問題を解決することができる。接着剤17は、横架壁13aの側方端部と折返し部3bとを接合するものであれば特に限定されず、金属同士を接合可能な市販品を用いることができる。更に、床材3の折返し部3bの下面から床材3の上面までの高さを50mm未満とし、かつ中間板13の横架壁13aの、床材長手方向に沿った長さcを24mm以上40mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。更に、中間板13の立上がり壁13bの幅を47mm以上130mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。
図13に示す実施形態の床付き布わく1では、前述の実施形態の床付き布わく1における溶接部15に代えて、中間板13の横架壁13aの、折返し部3bに当接する側方端部が固定具としてのリベット19を介して該折返し部3bにそれぞれ接合されており、これによれば、床材3の折返し部3bと中間板13との接合箇所において溶接による熱影響がなく、溶接に起因した亀裂や破断の問題を解決することができる。固定具としては、リベット19に限られず、ネジやボルト・ナット、クランプ等を使用することができる。更に、床材3の折返し部3bの下面から床材3の上面までの高さを50mm未満とし、かつ中間板13の横架壁13aの、床材長手方向に沿った長さcを24mm以上40mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。更に、中間板13の立上がり壁13bの幅を47mm以上130mm未満とすることで、床付き布わく1の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。
図14は、第1または第2の発明の他の実施形態の床付き布わくを示す斜視図である。本実施形態では、一組の梁材5間に2枚の床材3が相互に並んで張り渡されている。左右の床材3は各々、図2および図3で示したものと同様に、下面に少なくとも1つの中間板13を備えている。中間板13は、折返し部3b間に架け渡された横架壁13aと、該横架壁13aから床材3の本体部3aの下面に向けて立ち上がり、その上端部分13bが該下面に当接する立上がり壁13bと、を有しており、横架壁13aと折返し部3bとは、図4に示したような溶接部15を介して、あるいは図12、13に示したような接着剤17またはリベット19を介して互いに接合されている。上述の実施形態において説明した中間板13や溶接部15等に関するその他の事項もこの床付き布わく1に同様に該当するため、詳細な説明は省略する。
本発明によれば、軽量化を図りつつ、床材の長手方向全体のたわみのみならず床材の局所的な沈み込みを防止すると共に、床材の折返し部と中間板とを接合する溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する問題を改善あるいは解決可能な床付き布わくを提供することができる。
1 床付き布わく
3 床材
3a 本体部
3b 折返し部
3b 側壁
3b 底壁
3b 起立壁
5 梁材
7 つかみ金具
9 リブ
11 エンボス
13 中間板
13a 横架壁
13b 立上がり壁
13b 立上がり壁の上端部分
15 溶接部
15a 肉盛部分
17 接着剤
19 リベット

Claims (5)

  1. 長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
    前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
    前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも1つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
    前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に床材長手方向に沿うその側方端が溶接部を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有し、
    前記溶接部は、床材長手方向の少なくとも一方側で、前記横架壁の側方端から5mm以上延出する肉盛部分を有することを特徴とする床付き布わく。
  2. 前記肉盛部分は、床材長手方向の両側で、前記横架壁の側方端を超えて5mm以上延出する、請求項1に記載の床付き布わく。
  3. 長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
    前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
    前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも1つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
    前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に該折返し部に当接する側方端部が接着剤または固定具を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有することを特徴とする床付き布わく。
  4. 前記折返し部の下面から前記床材の上面までの高さは50mm未満であり、かつ前記横架壁の、床材長手方向に沿った長さは24mm以上40mm未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の床付き布わく。
  5. 前記立上がり壁の幅は47mm以上130mm未満である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の床付き布わく。
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