JP2024070376A - Unit construction of spiral staircase and assembly method for spiral staircase - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、「桁構造の螺旋階段(Helical Stairs)」のユニット構造およびその組立方法に関する。
尚、本発明の対象は、「桁構造の螺旋階段」であり、煉瓦や大理石などのステップは含まない。また、Stairsであっても、桁構造でない「直接壁に段板の外縁を取り付ける階段」及び「支柱の外周に段板の内縁を組付ける螺旋階段」は含まない。
The present invention relates to a unit structure of "helical staircases with girder structure" and an assembly method thereof.
The subject of this invention is "spiral staircases with girder structure" and does not include steps made of bricks, marble, etc. Also, even if it is Stairs, it does not include "staircases in which the outer edge of the steps is directly attached to the wall" or "spiral staircases in which the inner edge of the steps is attached to the outer periphery of the support" that are not girder structure.
本発明の背景技術について、「桁構造の直線階段(Direct Stairs)」と「桁構造の螺旋階段(Helical Stairs)」の、「分類と構成」、「歴史背景」および「技術背景」を、順に以下に説示する。 The background technology of the present invention will be explained below in the following order: "Classification and structure," "Historical background," and "Technical background" of "Direct staircases with girder structure" and "Helical staircases with girder structure."
「桁構造の直線階段」の「分類と構成」について、図33を参照しながら、以下に示す。
・「桁構造の直線階段」には、「力桁階段1」と「側桁階段2」がある。
・「力桁階段1」と「側桁階段2」の材質には、鉄製、木製、に加えRC製(Reinforced Concrete製)がある。
・「力桁階段1」は、1列乃至複数列の桁材の力桁4と、その上側に水平に固定される段板20とから構成される。
・「側桁階段2」は、2枚の板材の側桁5と、その狭隘で水平に固定される段板20とから構成される。
・「力桁階段1」及び「側桁階段2」は、意匠により、力桁4及び側桁5がギザギザのささら桁6の態様になっている場合があり、これを「ささら桁階段3」と呼ぶ。
The classification and configuration of the "straight staircase with girder structure" is shown below with reference to Figure 33.
- "Straight stairs with girder structure" include "
- The materials used for the "Strength
The "
- The "
- Depending on the design, the "
「桁構造の直線階段」の「歴史背景」について、以下に示す。
・「桁構造の直線階段」の黎明は、約2000前の弥生時代の登呂遺跡にある。丸太をえぐって足をかける体の原始的な丸木梯子が高床式住居に使われた。これが、「力桁階段1」に発展したと考えられる。
・鉄製の「力桁階段」や「側桁階段」は、18世紀半ばから19世紀にかけて起こった鉄骨技術が普及する産業革命以降、製作の機械化及び施工のユニット化が実現し、屋内外に広く普及した。
・RC製は、19世紀以降に普及したようである。
The historical background of the "straight staircase with girder structure" is as follows:
The dawn of the "straight staircase with girder structure" can be found at the Toro ruins from the Yayoi period, about 2000 years ago. Primitive log ladders, which were carved into logs and used as footholds, were used in stilt houses. It is believed that this developed into the "
- After the Industrial Revolution, which took place from the mid-18th century through to the 19th century, when steel frame technology became widespread, steel "strength girder stairs" and "side girder stairs" became widely used both indoors and outdoors as their production became mechanized and their construction became unitized.
・RC models seem to have become popular after the 19th century.
先ず、「桁構造の直線階段」の「技術背景」について、以下に示す。
・「力桁階段」及び「側桁階段」は、段板の固定において、夫々、所定の剛性を有する、進行方向へ斜めに渡す「桁材」及び「板材」を用いる。
・「力桁階段」の「桁材」は、1列乃至複数列の「桁状断面」であるのに対し、「側桁階段」の「板材」は、2列の「板状断面」である点が異なる。
First, the "technical background" of the "straight staircase with girder structure" is described below.
- "Force girder stairs" and "side girder stairs" use "girders" and "plates" respectively that have a certain rigidity and are placed diagonally in the direction of travel to secure the steps.
- The difference is that the "girders" of a "force girder staircase" have a "girder-shaped cross-section" of one or more rows, while the "plates" of a "side girder staircase" have a "plate-shaped cross-section" of two rows.
続いて、「桁構造の螺旋階段」の「分類と構成」について、以下に示す。
・「桁構造の螺旋階段」には、「側桁階段の螺旋階段」と「箱断面の螺旋階段」とがあり、「力桁階段の螺旋階段」の事例は少ない。少ない理由は、力桁となる桁材の螺旋への加工が難しいからである。
・「側桁階段の螺旋階段」は、2枚の螺旋の板材と、その狭隘で水平に固定される段板とから構成され、材質には、鉄製、木製がある。
・「箱断面の螺旋階段」は、側桁と段板と底板とからなる箱断面から構成され、材質には、「中空の木製」と「密実なRC製」があり、「中空の鉄製」の事例は見当たらない。見当たらない理由は、箱断面の螺旋への形成が難しいからである。
・「側桁階段の螺旋階段」及び「箱断面の螺旋階段」は、意匠により、側桁にあたる部分がギザギザのささら桁状になっている場合もある。
Next, the "classification and configuration" of "spiral staircases with girder structures" is shown below.
・There are two types of "spiral staircases with girder structures": "spiral staircases with side girder stairs" and "spiral staircases with box sections." There are few examples of "spiral staircases with force girder stairs." The reason for this is that it is difficult to process the girder material that will become the force girder into a spiral.
- A "spiral staircase with side beams" is made up of two spiral boards and a narrow, horizontally fixed step, and is available in steel or wood.
・"Box section spiral staircases" are made of a box section consisting of stringers, steps, and a bottom board, and are made of either "hollow wood" or "solid reinforced concrete." There are no examples of "hollow steel" staircases. The reason is that it is difficult to form a box section into a spiral.
- In the case of "spiral staircases with stringer stairs" and "box-section spiral staircases", depending on the design, the parts that correspond to the stringers may have jagged stringer shapes.
「桁構造の螺旋階段」の「歴史背景」について、以下に示す。
・「鉄製」及び「木製」の「側桁階段の螺旋階段」は、第2次世界大戦以降の民生技術の発展に伴い、国内外で普及した。
・「鉄製」及び「木製」の「側桁階段の螺旋階段」は、「鋼板の螺旋加工技術」あるいは「合板加工と電動工具による木工技術」などの、第2次世界大戦以降の民生技術の発展がないと螺旋を描く「側桁」が製作できなかったようである。
・中世黎明期、「桁構造の螺旋階段」は、「中空の木製」の「箱断面の螺旋階段」でなければ、製作できなかった。希少な黎明期の事例として、産業革命前の18世紀半ばの「サンタフェのロレット礼拝堂の木製の聖ヨゼフの螺旋階段」が有名である。しかし現代、この「中空の木製」の「箱断面の螺旋階段」は、製作技術が廃れた。
・「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、中華人民共和国のRC造(Reinforced Concrete造)の高級住宅において、昨今事例が増える。
・要するに、「桁構造の螺旋階段」の歴史は、「中空の木製」の「箱断面の螺旋階段」が産業革命前に黎明し、その後これが廃れ、第2次世界大戦以降の民生技術の発展につれ、「鉄製」や「木製」の「側桁階段の螺旋階段」あるいは、「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」が発展して、現在に至る。
The historical background of the "spiral staircase with girder structure" is given below.
- Iron and wooden spiral staircases with side beams became popular both domestically and internationally with the development of civilian technology after World War II.
- It seems that the spiral staircases with side girders made of iron and wood could not have been made without the development of civilian technologies after World War II, such as spiral processing technology for steel plates or woodworking technology using plywood processing and power tools.
・At the dawn of the Middle Ages, "beam-structured spiral staircases" could only be made of "hollow wood" and "box-section spiral staircases." A rare example from the early days is the famous "St. Joseph's Wooden Spiral Staircase at the Loretto Chapel in Santa Fe," built in the mid-18th century before the Industrial Revolution. However, in modern times, the technology to make "hollow wood" and "box-section spiral staircases" has fallen into disuse.
- "Box-section spiral staircases" made of "solid reinforced concrete" are becoming more and more common in high-end homes made of reinforced concrete in the People's Republic of China these days.
In short, the history of "girder-structured spiral staircases" begins with the "hollow wooden""box-section spiral staircase" before the Industrial Revolution, which then fell out of use, and with the development of civilian technology after World War II, "iron" or "wooden""spiral staircases with side girder stairs" or "solid reinforced concrete""box-section spiral staircases" were developed, and continue to the present day.
次に、「桁構造の螺旋階段」の「技術背景」について、以下に示す。
・「木製」の「側桁階段の螺旋階段」は、側桁となる木材の螺旋への曲げ加工において、「円筒状の原寸の仮枠」に対し、電動工具を用いつつ、薄板を順に糊で螺旋状に張り合わせて合板加工すれば、製作できる。しかし、この方法は、専門の木工技能者によるもので工数も多く、工期工費が嵩むから一般的でない。
・「木製」の「力桁階段の螺旋階段」は、力桁となる木材の螺旋への曲げ加工において、「側桁階段の螺旋階段」の側桁の場合よりさらに難しく、事例を見ない。
Next, the "technical background" of the "spiral staircase with girder structure" is presented below.
・A "wooden""spiral staircase with stringers" can be made by bending the stringers into a spiral shape using power tools on a "full-size cylindrical temporary frame" and gluing thin boards in order into a spiral shape, then processing them into plywood. However, this method is not common because it requires a specialized woodworker, and requires a lot of work, which increases the construction time and costs.
- A "wooden""strength girder spiral staircase" is even more difficult to bend into a spiral the wooden beams that serve as the strength beams than a "strength girder spiral staircase," and no examples have been seen of this.
・「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、側桁となる鋼板の螺旋への曲げ加工において、工場にて短冊状の鋼板を螺旋へロール加工すれば、製作できる。ここで、段板は、側桁となる鋼板へ接続する両縁端において、平面視、大小の異なる曲率の単曲線で、精度よく切断加工できる。しかし、ロール加工する大小の異なる螺旋を描く2列の側桁となる鋼板の表面精度がでない。このため、両者の接合面は容易に合致せず、品質や精度が安定しない。
・鉄製の「力桁階段の螺旋階段」の力桁は、通常形鋼が考えられる。従来、螺旋への加工において、機械設備上、鋼板及び小径の鋼管では可能な、螺旋へのロール加工が、形鋼では一般にできない。したがって、鉄製の「力桁階段の螺旋階段」は、製作が難しい。
- A "steel""spiral staircase with side beams" can be manufactured by rolling rectangular steel plates into a spiral in a factory, during which the steel plates that will become the side beams are bent into a spiral. Here, the step plates can be cut with high precision to form single curves of different curvatures in plan view at both edges where they connect to the steel plates that will become the side beams. However, the surface precision of the steel plates that will become the two rows of side beams that draw different spirals of different sizes that are rolled cannot be achieved. For this reason, the joint surfaces of the two do not easily match, and the quality and precision are not stable.
・The force beams of the "spiral staircase with force beams" made of steel are usually made of shaped steel. Conventionally, in terms of machinery and equipment, rolling into a spiral is possible with steel plates and small diameter steel pipes, but with shaped steel, it is generally not possible. Therefore, it is difficult to manufacture a "spiral staircase with force beams" made of steel.
・「側桁階段の螺旋階段」は、「木製」「鉄製」を問わず、2列の側桁を上下の床に固定後、段板を順に取り付ける。このため、構造上、両者は全強に剛結できず、構造上の弱点となる。
・また、2列の側桁の上下の床への固定箇所には、大きな捩じりモーメントが発生し、構造上の弱点となる。このため、当該構造の品質は安定せず、総じて耐久性は低下する。
・Whether the "spiral staircase with stringer stairs" is made of "wood" or "iron", two rows of stringers are fixed to the upper and lower floors, and then the steps are attached in order. Therefore, the two cannot be rigidly connected to each other structurally, which creates a structural weakness.
・In addition, a large torsional moment occurs at the fixing points of the two stringers to the floor above and below, which become weak points in the structure. This makes the quality of the structure unstable and reduces the durability overall.
・「桁構造の螺旋階段」の黎明期、「中空の木製」の「箱断面の螺旋階段」の希少な事例として、産業革命前の18世紀半ばの「サンタフェのロレット礼拝堂のゴシック様式の「聖ヨゼフの螺旋階段」」が有名である。約7mの高低差で、コイル状に720度(2周)の螺旋を描く。
・「聖ヨゼフの螺旋階段」は、箱断面の各ピースを「円筒状の原寸の仮枠」に対し、螺旋に繋ぎ合わせれば、製作できたと考えられる。
・「聖ヨゼフの螺旋階段」は、段板と2列のささら桁と底板による箱断面の形成が、断面二次モーメントとばね定数を増大させ、また、非常に固い種類の木材の精密な組木細工が、ヤング係数とばね定数を増大させ、変形低減と耐久性向上に寄与している。
・現代、優美なゴシック調の「聖ヨゼフの螺旋階段」のような、「中空木製」の「箱断面の螺旋階段」は、職人の技量に依存するから、製作技術が廃れた。
・The Gothic-style St. Joseph's Spiral Staircase at the Loretto Chapel in Santa Fe, from the mid-18th century before the Industrial Revolution, is a rare example of a hollow wooden box-section spiral staircase from the early days of girder-structure spiral staircases. It has a height difference of about 7m and spirals in a coil shape of 720 degrees (2 revolutions).
-It is believed that the "St. Joseph's Spiral Staircase" could have been created by connecting each piece of box cross-section in a spiral on a "full-scale cylindrical template."
- The St. Joseph's Spiral Staircase's box cross-section formed by the steps, two rows of stringers, and base plate increases the second moment of area and spring constant, and the precise joinery using very hard types of wood increases the Young's modulus and spring constant, contributing to reduced deformation and improved durability.
-Today, hollow wooden box-section spiral staircases, such as the elegant Gothic St. Joseph's Spiral Staircase, depend on the skill of the craftsman, so the production techniques have fallen into disuse.
・一方、「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、特に中華人民共和国におけるRC造(Reinforced Concrete造)の高級住宅において、昨今事例が増えている。
・「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」の構築は、まず螺旋に底型枠と型枠支保工を組み、続いて格子状に複鉄筋を組み、側面型枠と蹴上型枠を取り付け、現場打コンクリートを打設する。その後、養生期間を経て硬化後、脱型し装飾する。したがって、工数と工期が著しくかかる。
・「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、RC造であるから、高剛性な反面、引っ張り変形に脆弱で、コイル状に720度(2周)の螺旋を描くような「聖ヨゼフの螺旋階段」には適用できない。また、揺れは少ないものの、地震や建物自体の変形や歪みに対して、著しく脆弱である。
On the other hand, the number of examples of "box-section spiral staircases" made of "solid reinforced concrete" has been increasing recently, especially in high-end houses made of reinforced concrete (RC) in the People's Republic of China.
・The construction of a "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete" involves first assembling the bottom formwork and formwork supports on the spiral, then assembling the reinforced concrete in a lattice pattern, attaching the side formwork and riser formwork, and pouring the cast-in-place concrete. After that, after a curing period, the staircase hardens, and is then demolded and decorated. This requires a significant amount of man-hours and construction time.
- The "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete" is highly rigid, but vulnerable to tensile deformation, and cannot be applied to the "St. Joseph's Spiral Staircase" which spirals in a coil shape with 720 degrees (2 turns). Although it does not shake much, it is extremely vulnerable to earthquakes and deformation and distortion of the building itself.
本発明は、「桁構造の螺旋階段(Helical Stairs)」として、インテリア性に優れ、構造合理性が高く製作が容易なユニット構造および組立方法を提供するものである。 The present invention provides a unit structure and assembly method for "helical staircases with girder structure" that are excellent for interior design, have a highly rational structure, and are easy to manufacture.
以上では、従来の、桁構造の、直線階段及び螺旋階段の背景技術について説示した。これらを踏まえ、本発明が解決しようとする、「桁構造の螺旋階段」のユニット構造と組立方法に関する課題を、以下の1)から17)に総括する。
1)「側桁階段の螺旋階段」は、段板の側桁側の両縁端において、平面視、大小の異なる曲率の単曲線で切断加工する。一方、大小の異なる螺旋を描く2列の側桁のロール加工の精度が出ない。このため、両者の接合面は容易に合致せず、構造上の弱点となる。
2)2列の側桁の上下の床への固定箇所には、大きな捩じりモーメントが発生し、構造上の弱点となる。このため、当該構造の品質は安定せず、総じて耐久性は低下する。
3)「側桁階段の螺旋階段」は、製作精度が悪く固定の難しい板材を先に固定してから、これに段板を組付ける。このため、効率が悪く精度が出ないほか、この手順を前提とした構造上、両者は全強に剛結できず、品質や精度が安定しない。
4)「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、側桁において、フランジがないから捩じり変形に弱いので、極厚にして上下の床に強固に剛結しなければならない。このため、構造合理性に乏しく、設置費用が増大する。
5)「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、側桁において、長い一本ものでは、螺旋への加工精度が低下するほか、運搬や架設にコストがかかる。一方、分割すると、接合箇所が桁構造上の弱点になり、揺れが出て、耐久性が低下する。
6)そうすると、「側桁階段の螺旋階段」は、スケルトンで美しい構造形式ではあるが、合理的なユニット構造と組立方法が見出されていない。
The above describes the background technology of conventional straight and spiral staircases with girder structure. Based on the above, the problems regarding the unit structure and assembly method of the "spiral staircase with girder structure" that the present invention aims to solve are summarized as follows: 1) to 17).
1) "Spiral staircase with stringer stairs" is cut and processed with a single curve with different curvatures in plan view at both ends of the stringer side of the step board. On the other hand, the precision of rolling the stringers that draw two rows of spirals with different sizes is not achieved. For this reason, the joint surfaces of the two do not easily match, which becomes a structural weakness.
2) A large torsional moment occurs at the fixing points of the two stringers to the floor at the top and bottom, which become weak points in the structure, making the quality of the structure unstable and reducing the durability overall.
3) In the "spiral staircase with side beams," the plate material, which is difficult to fix and has poor manufacturing precision, is fixed first, and then the steps are attached to it. This makes it inefficient and inaccurate, and because of the structure based on this procedure, the two cannot be rigidly connected together, resulting in unstable quality and precision.
4) The "steel""spiral staircase with side beams" is vulnerable to torsional deformation because the side beams do not have flanges, so they must be made extremely thick and firmly connected to the upper and lower floors. This makes the structure less rational and increases the installation costs.
5) In the case of a "steel""spiral staircase with side beams," if the side beam is a single long piece, the processing precision into the spiral is reduced, and transportation and erection are costly. On the other hand, if it is divided, the joints become weak points in the girder structure, causing shaking and reducing durability.
6) Although the “spiral staircase with stringer stairs” is a beautiful structural form with a skeleton, a rational unit structure and assembly method have not yet been found.
7)「力桁階段の螺旋階段」は、力桁の加工の際に、木製の場合、「円筒状の原寸の仮枠」に対し、電動工具を用いつつ、薄板を順に糊で螺旋状に張り合わせて合板加工すれば、製作できる。しかし、合板加工は、製作が煩雑かつ高価となる。
8)鉄製の「力桁階段の螺旋階段」の力桁は、通常、形鋼が考えられる。従来、螺旋へのロール加工において、機械設備上、鋼板及び小径の鋼管では可能な加工が、形鋼では一般にできない。したがって、鉄製の「力桁階段の螺旋階段」は、製作が難しい。
9)そうすると、「力桁階段の螺旋階段」は、機能美に優れる構造形式ではあるが、合理的なユニット構造と組立方法が見出されていない。
7) A "spiral staircase with braced beams" can be made by using power tools to process the braced beams of wood, by gluing thin boards in a spiral pattern in order using glue on a "cylindrical, full-size temporary frame," and then processing the boards into plywood. However, processing plywood makes the process complicated and expensive.
8) The force beams of the "spiral staircase with force beams" made of iron are usually made of steel sections. Conventionally, in terms of rolling into a spiral, the processing that is possible with steel plates and small diameter steel pipes is generally not possible with steel sections due to the machinery and equipment. Therefore, it is difficult to manufacture "spiral staircase with force beams" made of iron.
9) Therefore, although the “spiral staircase with braced girders” is a structural form that excels in functional beauty, a rational unit structure and assembly method have not yet been found.
10)18世紀半ばの優美なゴシック調の「聖ヨゼフの螺旋階段」のような、木製の「箱断面の螺旋階段」は、職人の技量に依存するから、製作技術が廃れ、現在製作できない。 10) Wooden box-section spiral staircases, such as the elegant Gothic St. Joseph's Staircase from the mid-18th century, rely on the skill of artisans, so the technology for making them has fallen into disuse and they can no longer be made today.
11)「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、変形に脆弱なRC造なので、揺れは少ないものの、地震や建物自体の変形や歪みに対して、著しく脆弱である。
12)「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、変形に脆弱なRC造なので、精々270度の螺旋しか描けず、コイル状に720度(2周)の螺旋を描くような「聖ヨゼフの螺旋階段」には適用できない。
13)「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」の構築は、まず螺旋に底型枠と型枠支保工を組み、続いて格子状に複鉄筋を組み、側面型枠と蹴上型枠を取り付け、現場打コンクリートを打設する。そして、養生期間を経て硬化後、脱型し装飾する。したがって、工期が著しくかかる。
11) The "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete" is made of reinforced concrete, which is vulnerable to deformation, so although it does not shake much, it is extremely vulnerable to earthquakes and deformation and distortion of the building itself.
12) A "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete" is vulnerable to deformation, so it can only spiral at most 270 degrees, and cannot be used for the "St. Joseph's Spiral Staircase," which spirals at 720 degrees (2 revolutions) in a coil shape.
13) The construction of a "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete" involves first assembling the bottom formwork and formwork supports on the spiral, then assembling the reinforcing bars in a lattice pattern, attaching the side formwork and riser formwork, and pouring the cast-in-place concrete. After the curing period, the staircase is removed and decorated. This means that the construction period is extremely long.
14)従来一般に、側桁階段は側桁の製作と組立上、線形が、螺旋か直線に限定され、両者の複合の線形に対応しない。住宅内の壁側に螺旋階段を配する場合、スペース上、どうしても、両者の複合の線形が必要となるが、この構造の実現には、一般に、工期のかかる「密実なRC製」によるほかなく、利便性が低い。 14) In the past, side girder stairs were generally limited to a spiral or straight line shape due to the manufacturing and assembly of the side girders, and could not accommodate a combination of both. When placing a spiral staircase on the wall side of a house, a combination of both lines is unavoidable due to space limitations, but to realize this structure, generally there is no other way than to use "dense reinforced concrete" which takes a long time to construct, and is not very convenient.
15)「桁構造の螺旋階段」は、いずれの構造様式も、事前に工場で組立検査を行うことが難しく、現地での試行錯誤が発生し品質が安定しない。仮に、工場で組立検査を行うとしても、すべての部品を解体して再現することが難しく、一体のままの運搬となり、運搬費がかかる。 15) Regardless of the structural style of the "spiral staircase with girder structure," it is difficult to perform assembly inspections in advance at the factory, which leads to trial and error on-site and unstable quality. Even if assembly inspections were performed at the factory, it would be difficult to disassemble and reassemble all the parts, so the staircase would have to be transported in one piece, which would incur transportation costs.
16)一般に「桁構造の螺旋階段」は、螺旋の幾何学的性質上、平面視、大小の曲率の単曲線を描き、全体として異なる螺旋を描く2列一組の板材が、夫々の自らの側面を螺旋中心から放射方向の鉛直面との交線において、鉛直にしつつ等離隔にて並ぶことになるにも拘らず、2列一組の板材の狭隘に、段板が無造作に固定される。したがって、段板の形状や、段板と板材との固定には、何ら螺旋の幾何学的性質が生かされず、脆弱な構造にとどまる。
17)そもそも、螺旋階段の先行技術は、特許文献1を含め、ほとんど全てが、「支柱の外周に段板の内縁を組付ける螺旋階段」に関するものであり、「桁構造の螺旋階段」は皆無に近い。したがって、現在、「桁構造の螺旋階段」の、ユニット構造と組立方法に関する課題は、十分に解決に至っていない。
16) Generally, "beam-structured spiral staircases" have two rows of boards that, due to the geometrical properties of a spiral, form a single curve with varying curvature in plan view and draw different spirals as a whole, with each row having its own side perpendicular to the line of intersection with the vertical plane radiating from the center of the spiral and spaced apart at equal intervals, yet the steps are haphazardly fixed into the narrow space between the two rows of boards. Therefore, the geometrical properties of the spiral are not utilized in the shape of the steps or in the fixing of the steps to the boards, resulting in a fragile structure.
17) In the first place, almost all of the prior art for spiral staircases, including
上記課題を解決するために、本発明の第一の手段は、螺旋階段のユニット構造であって、上側に踏み面を有する水平部材と当該水平部材の下方へ垂直に接続する1または複数の鉛直部材とから成る複数の段板部材と、複数列の板材と、から構成され、複数の段板部材は、自らの水平部材夫々を水平にし、かつ、自らの鉛直部材を鉛直にするとともに、全体として螺旋を呈して並び、前記複数列の板材は、自らの側面を概鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並び、複数列の板材の少なくとも2列以上が、鉛直部材の何れかの側端面及び水平部材の下辺に面して固定される態様であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention is a unit structure for a spiral staircase, which is composed of multiple step members consisting of a horizontal member with a tread on the upper side and one or more vertical members connected vertically to the lower side of the horizontal member, and multiple rows of plate materials, the multiple step members are arranged in a spiral as a whole with each of their horizontal members horizontal and their vertical members vertical, the multiple rows of plate materials are arranged in a spiral as a whole with their sides approximately vertical, and at least two or more rows of the multiple rows of plate materials are fixed facing either side end face of the vertical member and the lower edge of the horizontal member.
上記課題を解決するために、本発明の第二の手段は、ユニット構造の螺旋階段の組立方法であって、上側に踏み面を有する水平部材と当該水平部材の下方へ垂直に接続する1または複数の鉛直部材とから成る複数の段板部材及び複数列の板材を用意し、予め基面に円弧状に立設する複数の仮支柱材に、複数の段板部材の、鉛直部材を鉛直にし、かつ、水平部材を水平にして固定することで、全体として螺旋を構成して並べる第一の工程と、複数列の板材の少なくとも2列以上を、鉛直部材の何れかの側端面及び水平部材の下辺に面して固定することで、全体として螺旋を構成する第二の工程と、複数の仮支柱材を、複数の段板部材から離脱させる第三の工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the second aspect of the present invention is a method for assembling a spiral staircase with a modular structure, which comprises the steps of: preparing multiple step members and multiple rows of plate materials, each consisting of a horizontal member with a tread on the upper side and one or more vertical members connected vertically to the lower side of the horizontal member; and arranging the multiple step members in a spiral shape as a whole by fixing the vertical members of the multiple step members vertically and the horizontal members horizontally to multiple temporary support members that are previously erected in an arc shape on a base surface; fixing at least two or more rows of the multiple rows of plate materials facing either side end face of the vertical member and the lower edge of the horizontal member to form a spiral as a whole; and detaching the multiple temporary support members from the multiple step members.
本発明の第一の手段の螺旋階段のユニット構造によれば、「桁構造の螺旋階段」への適用において、以下の1)から6)の効果を奏することができる。 The unit structure of the spiral staircase according to the first aspect of the present invention can achieve the following effects 1) to 6) when applied to a "spiral staircase with a girder structure."
1)水平部材と鉛直部材から成る段板部材は、螺旋を呈して並ぶ複数列の板材の少なくとも2列以上が、鉛直部材の何れかの側端面に束ねて、水平部材の下辺に抑え込み、固定される。ここで、当該2列一組の板材にとって、これらを束ねるための部材の挿入を直線状に許すのは、幾何学的に唯一、螺旋中心から放射方向の鉛直面の自らの狭隘のみである。そして、段板部材の鉛直部材は、これに合致する。このため、段板部材は、2列一組の板材を、組木細工のように精度よくかつ効率よく固定する。 1) A step member made up of a horizontal member and a vertical member has at least two or more rows of board materials arranged in a spiral, bound to one of the side end faces of the vertical member and pressed down and fixed to the lower edge of the horizontal member. Here, the only thing that geometrically allows the insertion of a member to bind the two rows of board materials in a straight line is the narrowness of the vertical plane radiating from the center of the spiral. The vertical member of the step member matches this. For this reason, the step member secures the two rows of board materials precisely and efficiently, like joinery.
2)従来、「鉄製」「木製」を問わず、「側桁階段の螺旋階段」は、側桁への段板の取り付けにおいて精度がでず、また、全強接合できないので、構造上の弱点となっていたが、本発明により、曲線加工が不要な段板部材は、直線状に、2列一組の板材を精度よくかつ効率よく全強接合できる。 2) In the past, whether made of steel or wood, "spiral staircases with side beams" had structural weaknesses because the steps could not be attached to the side beams accurately and could not be fully joined. However, with this invention, the step members do not require curved processing, and two rows of plate members can be joined in a straight line with high precision and efficiency.
3)段板部材の複数は、螺旋中心から放射方向かつ水平方向に並ぶ水平部材と、水平部材に下方へ垂直に接合し螺旋中心から放射方向かつ鉛直方向に並ぶ鉛直部材と、から成る。そして、複数列の板材を、鉛直部材の側端面と、水平部材の下辺に面して縦横に固定する。このため、複数列の板材を、所定の螺旋に矯正できる。 3) The multiple step plate members are composed of horizontal members aligned horizontally and radially from the spiral center, and vertical members joined vertically downward to the horizontal members and aligned vertically and radially from the spiral center. The multiple rows of plate members are then fixed lengthwise and widthwise, facing the side end faces of the vertical members and the bottom edges of the horizontal members. This allows the multiple rows of plate members to be straightened into the specified spiral.
4)上側に踏み面を有する水平部材は、踏み面を一体に有してもよく、分離して有してもよい。前者の場合、水平部材を扁平の山型鋼材として幅広のフランジ面を踏み面側にして扇状にカットすれば安価に製作できる。また、後者の場合、踏み面部材は、グレーチングや縞鋼板など用途に応じて選択でき、意匠の自由度を拡大する。 4) Horizontal members with treads on the upper side may have the treads as an integral part or as separate parts. In the former case, the horizontal members can be made inexpensively by cutting them into a fan shape with the wide flange surface on the tread side as flat angle steel material. In the latter case, the tread material can be selected depending on the application, such as grating or checkered steel plate, which increases the freedom of design.
5)従来、「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、2列の側桁が、捩じり変形に弱いため極厚化し、螺旋への加工費、設置費用が増大したが、本発明により、鉛直部材は自らの側端面において、螺旋に並ぶ板材を2列一組に、橋軸(縦断)方向及び横断方向の縦横に拘束し、捩じり変形に対し強い。このため、螺旋階段は、剛性が上がり軽量化することができる。 5) Conventionally, "steel" "spiral staircases with side girder steps" have two rows of side girders that are weak against torsional deformation and are therefore extremely thick, which increases the costs of processing the spiral and installation. However, with this invention, the vertical members restrain the plate members arranged in the spiral in two rows on their own side end faces, both vertically and horizontally in the bridge axis (longitudinal) direction and the transverse direction, making them resistant to torsional deformation. This increases the rigidity of the spiral staircase and allows it to be made lighter.
6)本発明のユニット構造は、段板部材の形状や板材との組み合わせによって自在に桁剛性を増強できる。そして、段板部材は直線加工で、板材は帯状鋼板のロール加工で製作する。したがって、任意の剛性の螺旋階段を、安価かつ自在に製作できる。 6) The unit structure of the present invention can freely increase the stiffness of the beams by changing the shape of the step members and combining them with plate materials. The step members are manufactured by straightening, and the plate materials are manufactured by rolling strip steel. Therefore, spiral staircases of any stiffness can be manufactured inexpensively and freely.
本発明の第二の手段の螺旋階段の組立方法によれば、「桁構造の螺旋階段」への適用において、予め、基面に仮支柱材を立設し段板部材を螺旋に固定する第一の工程と、板材が段板部材に螺旋に固定される第二の工程と、複数の仮支柱材を段板部材から離脱させる第三の工程とを経るから、以下の7)の効果を奏することができる。 According to the spiral staircase assembly method of the second aspect of the present invention, when applied to a "spiral staircase with a girder structure", the method first goes through a first step of erecting temporary supports on the base surface and fixing the step members to the spiral, a second step of fixing the board members to the spiral and a third step of detaching the multiple temporary supports from the step members, thereby achieving the following effect 7).
7)従来、製作精度が悪い板材のみ先に固定してから段板を組付けるので、効率が悪く精度が出ない。しかし、第一の工程で、基面に仮支柱材と一体に段板部材を螺旋に固定してから、第二の工程で、板材を段板部材に固定する従来と逆の手順を踏む。このため、螺旋の精度が先に決まった段板部材に、製作精度が出ない板材を、螺旋に効率よく矯正できる。 7) Conventionally, only the plate material with poor manufacturing precision was fixed first and then the step plate was assembled, which was inefficient and did not achieve the desired precision. However, in the first step, the step plate member is fixed in a spiral together with the temporary support material to the base surface, and then in the second step, the plate material is fixed to the step plate member, reversing the conventional procedure. As a result, plate material with poor manufacturing precision can be efficiently corrected into a spiral on the step plate member, whose spiral precision has already been determined.
本発明の実施例1として、本発明の第一の手段である、「螺旋階段のユニット構造」において、「力桁階段の螺旋階段」を例に説示する。
続いて、本発明の第二の手段である、「螺旋階段の組立方法」において、実施例1の各ステップを説示する。
さらに、本発明のバリエーションについて、「側桁階段の螺旋階段」を例に、異なる意匠の実施例2及び実施例3を説示する。
As a first embodiment of the present invention, a "spiral staircase with a beam staircase" will be described as an example of the "unit structure of a spiral staircase", which is the first aspect of the present invention.
Next, in the second aspect of the present invention, "a spiral staircase assembly method," each step of the first embodiment will be explained.
Furthermore, regarding variations of the present invention, examples 2 and 3 of different designs will be explained using a "spiral staircase with stringer stairs" as an example.
実施例1について、本発明の第一の手段である「螺旋階段のユニット構造」において、図1から図15を参照しながら、「力桁階段の螺旋階段」を例に説示する。 In Example 1, the first aspect of the present invention, the "unit structure of a spiral staircase," will be explained using an example of a "spiral staircase with a beam staircase" with reference to Figures 1 to 15.
(1)段板部材と板材の位置関係(図1を参照)
図1は、実施例1の段板部材と板材の位置関係を示す図である。
A-A’断面、C-C’断面、D-D’断面に見るように、実施例1は、中央の鉛直部材24を板材(内側)31及び板材(外側)32で挟む、「力桁階段の螺旋階段」である。
冒頭の図に、踏み面2段分の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、A-A’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、B-B’断面、C-C’断面、D-D’断面、E-E’断面を順に示す。螺旋の進行方向が縦断で、これに直交の放射方向が横断である。
ここで、段板部材21は、螺旋中心から放射方向かつ水平方向に並ぶ水平部材22と、水平部材22の下方へ垂直に接合し螺旋中心から放射方向かつ鉛直方向に並ぶ鉛直部材24と、から成る。
そして、2列一組の板材36にとって、これらを束ねるための部材の挿入を直線状に許すのは、幾何学的に唯一「水平部材22と板材31,32の接点71を含む放射方向の鉛直面72の自らの狭隘」のみである。
水平部材22と鉛直部材24から成る段板部材21は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材24の側端面25に束ねて、水平部材22の下辺の「水平部材22と板材31,32の接点71」に抑え込み、固定する。
(1) Positional relationship between the step plate member and the plate material (see Figure 1)
FIG. 1 is a diagram showing the positional relationship between a step member and a plate material in the first embodiment.
As can be seen in the AA', CC', and DD' cross sections, Example 1 is a "forced girder spiral staircase" in which a central
The first figure shows a plan view of two tread steps, and below that is the A-A' cross section, as well as the B-B', C-C', D-D', and E-E' cross sections, as viewed vertically from the inside to the outside of the spiral. The direction of the spiral is the vertical section, and the radial direction perpendicular to that is the horizontal section.
Here, the
Furthermore, for the set of two rows of
The
(2)段板部材の構造(図2を参照)
図2は、実施例1の段板部材21の構造を示す図である。冒頭のF-F’断面に、段板部材21の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、G-G’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、H-H’断面、I-I’断面、を示す。
段板部材21は、平面及びこれら断面に見るように、水平部材22とその下方へ垂直に接続する鉛直部材24から成る。
実施例1の段板部材21は、2列一組の板材31,32に対し、夫々の鉛直部材の側端面25において、板材固定孔33のボルト固定にて、全強接合する。
このように、実施例1の「1列の力桁階段」は、2列の板材31,32を、1の鉛直部材24の、断面視、概T字断面の段板部材21にて、水平部材22の下辺23で抑えつつ鉛直部材の側端面25に束ねれば構成できる(図5も併せて参照)。
鉛直部材24は、自らの側端面25が互いをウェブで接続するフランジ面同士である、溝形鋼とし、水平部材22は、鉛直部材24の上端においてそのウェブの背面に背合わせで溶接固定し、板材31,32に片方の先端を鉛直下方へ向けて面し接する山形鋼とした。
そうすると、「「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」と「水平部材と板材の接点を含む水平面73」との交線74」が、鉛直下方へ向ける山形鋼の先端となる(図1も併せて参照)。
このように段板部材21は、構成する形鋼を、鉛直部材24は溝形鋼とし、水平部材22は山形鋼とし、鉛直部材24及び水平部材22は直線状の加工にて製作する。
(2) Structure of the step member (see Figure 2)
2 is a diagram showing the structure of the
The
The
In this way, the "single row force beam staircase" of Example 1 can be constructed by bundling two rows of
The
In this case, the intersection 74 between the "radial
In this way, the
(3)踏み面部材の構造(図3を参照)
図3は、実施例1から3に共通して、踏み面部材11の構造を共通に示す拡大図である。冒頭の図に、平面図を示し、その下の左側に、J-J’断面に矢視する横断の断面と、右側に、K-K’断面に矢視する縦断の断面を示す。
踏み面部材11は、自らの側端面14が、螺旋内側は外側に比して幅の狭い、全体に概等脚台形の形状である。
踏み面部材11は、平面及びこれら断面に見るように、山形鋼によるフレーム15で囲うグレーチング16から構成する。
そして、段板部材21の水平部材22に、踏み面部材11側の踏み面固定孔12と、これと連通する、水平部材22側の踏み面固定孔13とをボルト固定する(図2を合わせて参照)。
(3) Structure of the tread member (see Figure 3)
3 is an enlarged view showing the structure of the
The
As seen in plan and cross section, the
Then, the
(4)段板部材と板材の固定状況(図4を参照)
図4は、実施例1の段板部材21と板材31,32の固定状況を示す図である。冒頭のL-L’断面に、段板部材21の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、M-M’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、N-N’断面、O-O’断面、を示す。
N-N’断面、O-O’断面には、M-M’断面に対するレベル位置の段板部材21とは別にその上段側の段板部材21において、板材31,32の狭隘へ上方から鉛直方向下方へ挿入する状況を矢印にて示す。
水平部材22と鉛直部材24から成る段板部材21は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材の側端面25に束ねて、水平部材22の下辺に抑え込み、両者を、組木細工のように全強にボルト固定できる。
(4) Fixing condition of the step plate member and the plate material (see Figure 4)
4 is a diagram showing the state of fixing the
In the NN' and OO' cross sections, arrows show the state in which the
The
(5)段板部材及び板材と踏み面部材の固定状況(図5を参照)
図5は、実施例1の段板部材21及び板材31,32と踏み面部材11の固定状況を示す図である。冒頭のP-P’断面に、段板部材21と板材31,32と踏み面部材11の固定状況の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、Q-Q’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、R-R’断面、S-S’断面、を示す。
R-R’断面、S-S’断面は、Q-Q’断面に対するレベル位置の段板部材21とは別にその上段側の段板部材21において、その水平部材22に、踏み面部材11が上方から固定する状況を矢印にて示す。
(5) Fixing state of step plate member and plate material to tread member (see Figure 5)
5 is a diagram showing the state of fixing the
The RR' and SS' cross sections show, by arrows, a situation in which the
(6)下床固定材の構造(図6を参照)
図6は、実施例1の下床固定材50の構造を示す図である。冒頭の図に、平面を示し、その下に、横断に矢視する、T-T’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、U-U’断面、V-V’断面、を示す。
下床固定材50は、下床コンクリート上面に、2列の板材を固定する部材にて、平面及びこれら断面に見るように、円弧部材51とその上方へ垂直に接続する鉛直部材52から成る。
下床固定材50は、2列一組の板材31,32に対し、円弧部材51及び鉛直部材52の側端面において、板材固定孔33、35のボルト固定にて、全強接合する。
そして、螺旋を呈して並ぶ2列一組の板材31,32にとって、これらを束ねるための部材の挿入を曲線状に許すのは、幾何学的に唯一、2列の板材の平面視大小の曲率の円弧の形状のみである。そして、円弧部材51は、これに合致する。このため、下床固定材50は、2列一組の板材を、組木細工のように精度よくかつ効率よく下床コンクリートへ固定する。
円弧部材51は、自らの側端面が互いをウェブで接続するフランジ面同士の、単曲線に曲げ加工した溝形鋼とし、同じく同幅同形状の溝形鋼である、鉛直部材52を、鉛直上方へ向けて溶接固定する。
鉛直部材52は、段板部材21と同様、自らの側端面が互いをウェブで接続するフランジ面同士の、溝形鋼とし、水平部材53は、当該鉛直部材52の上端においてそのウェブの背面に背合わせで溶接固定し、板材に片方の先端を鉛直下方へ向ける山形鋼とした。
そうすると、「「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」と「水平部材と板材の接点を含む水平面73」との交線74」が、鉛直下方へ向ける山形鋼の先端となる(図1も併せて参照)。
このように下床固定材50は、構成する形鋼を、鉛直部材52は溝形鋼とし、水平部材53は山形鋼とし、円弧部材51は、鉛直部材52と同幅同形状の溝形鋼とし、鉛直部材52及び水平部材53は直線状の加工にて、円弧部材51は単曲線状の加工にて、製作する。
(6) Structure of the sub-floor fixing material (see Figure 6)
6 is a diagram showing the structure of the
The
The lower
For the two rows of
The
The
In this case, the intersection 74 between the "radial
In this way, the constituent structural steel of the lower
(7)上床固定材の構造(図7を参照)
図7は、実施例1の上床固定材60の構造を示す図である。冒頭の図に、平面を示し、その下に、横断に矢視する、X-X’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、Y-Y’断面、Z-Z’断面、を示す。
上床固定材60は、上床コンクリート下面に、2列の板材を固定する部材にて、平面及びこれら断面に見るように、円弧部材61とその下方へ垂直に接続する鉛直部材62から成る。
上床固定材60は、2列一組の板材31,32に対し、円弧部材61及び鉛直部材62の側端面において、板材固定孔33、35のボルト固定にて、全強接合する。
そして、螺旋を呈して並ぶ2列一組の板材31,32にとって、これらを束ねるための部材の挿入を曲線状に許すのは、幾何学的に唯一、2列の板材の平面視大小の曲率の円弧の形状のみである。そして、円弧部材61は、これに合致する。このため、上床固定材60は、2列一組の板材を、組木細工のように精度よくかつ効率よく下床コンクリートへ固定する。
円弧部材61は、自らの側端面が互いをウェブで接続するフランジ面同士の、単曲線に曲げ加工した溝形鋼とし、同じく同幅同形状の溝形鋼である、鉛直部材62を、鉛直下方へ向けて溶接固定する。
上床固定材60の鉛直部材62は、段板部材21と異なり、水平部材を有さない。
このように上床固定材60は、構成する形鋼を、鉛直部材62は溝形鋼とし、水平部材を有さず、円弧部材61は、鉛直部材62と同幅同形状の溝形鋼とし、鉛直部材62は直線状の加工にて、円弧部材61は単曲線状の加工にて、製作する。
(7) Structure of upper floor fixing material (see Figure 7)
7 is a diagram showing the structure of the upper
The upper
The upper
For the two rows of
The
Unlike the
In this way, the upper
(8)下床固定材と板材の固定状況(図8を参照)
図8は、実施例1の下床固定材50と板材31,32の固定状況を示す図である。冒頭の平面に、下床固定材50の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、A1-A1’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、B1-B1’断面、C1-C1’断面、を示す。
B1-B1’断面、C1-C1’断面には、A1-A1’断面に対するレベル位置の水平部材53及び鉛直部材52とは別にその上段側の水平部材53及び鉛直部材52が、円弧部材51を介して両者一体となる状況を示す。
水平部材53と鉛直部材52と円弧部材51から成る下床固定材50は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材52の側端面25及び円弧部材51の側端面に束ねて、水平部材53の下辺に抑え込み、組木細工のように全強にボルト固定できる。
(8) Fixing status of the subfloor fixing material and the board material (see Figure 8)
8 is a diagram showing the state of fixing of the lower
The B1-B1' and C1-C1' cross sections show the
The lower
(9)下床固定材及び板材と踏み面部材の固定状況(図9を参照)
図9は、実施例1の下床固定材50及び板材31、32と踏み面部材11の固定状況を示す図である。冒頭の平面に、下床固定材50と板材31,32と踏み面部材11の固定状況の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、D1-D1’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、E1-E1’断面、F1-F1’断面、を示す。
E1-E1’断面、F1-F1’断面は、D1-D1’断面に対するレベル位置の水平部材53とは別にその上段側の水平部材53に、踏み面部材11が上方から固定する状況を矢印にて示す。
(9) Fixing conditions of the subfloor fixing material and the plate material to the tread member (see Figure 9)
9 is a diagram showing the fixing state of the lower
In the E1-E1' and F1-F1' cross sections, arrows indicate a state in which the
(10)上床固定材と板材の固定状況(図10を参照)
図10は、実施例1の上床固定材60と板材31,32の固定状況を示す図である。冒頭のG1-G1’断面に、上床固定材60の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、H1-H1’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、I1-I1’断面、J1-J1’断面、を示す。
I1-I1’断面、J1-J1’断面には、G1-G1’断面に対するレベル位置の鉛直部材62とは別に、その下段側の段板部材21の自らを構成する水平部材22及び鉛直部材24が、板材31、32に一体となる状況を示す。
鉛直部材62と円弧部材61から成る上床固定材60は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材62の側端面及び円弧部材61の側端面に束ねて、組木細工のように全強にボルト固定できる。
(10) Fixing status of upper floor fixing material and board material (see Figure 10)
10 is a diagram showing the fixing state of the upper
The I1-I1' and J1-J1' cross sections show that, apart from the
The upper
(11)上床固定材及び板材と踏み面部材の固定状況(図11を参照)
図11は、実施例1の上床固定材60及び板材と踏み面部材11の固定状況を示す図である。冒頭のK1-K1’断面に、上床固定材60と板材31,32と、下段側の段板部材21に取りつく踏み面部材11の固定状況の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、L1-L1’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、M1-M1’断面、N1-N1’断面、を示す。
M1-M1’断面、N1-N1’断面は、L1-L1’断面に対するレベル位置の下段側の段板部材21及び自らを構成する水平部材22に、踏み面部材11が上方から固定する状況を矢印にて示す。
(11) Fixing condition of upper floor fixing material and plate material to tread member (see Figure 11)
11 is a diagram showing the fixing state of the upper
In the M1-M1' and N1-N1' cross sections, arrows indicate the state in which the
(12)内側の板材の螺旋構造、及び、外側の板材の螺旋構造(図12と図13を参照)
図12は、実施例1の、内側の板材31の螺旋構造を示す図であり、図13は、外側の板材32の螺旋構造を示す図である。
両図において、中央上側に、全段数の「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」のラインともに、異なる曲率の単曲線を描く2列一組の板材36の平面図を示す。
・両図において、中央下側に、全段数の「水平部材と板材の接点を含む水平面73」のラインとともに、板材(板材31及び板材32)の、螺旋を描く側面図を示す。
両図において、中央上側の平面図において、「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」のラインと、板材(板材31及び板材32)の単曲線の交点から、側面図の「水平部材と板材の接点を含む水平面73」のラインへ下す垂線の足が、板材(板材31及び板材32)の上端の螺旋のラインとなり、当該上端の螺旋のラインから、板材(板材31及び板材32)の幅を下方へ取った位置が、板材(板材31及び板材32)の下端の螺旋のラインとなる。
両図において、螺旋を描く側面図において、板材(板材31及び板材32)は上下の2分割とし、添接材(添接材41及び添接材42)が双方をラップして板材固定孔34でボルト接合する。
a部とc部において、上床コンクリート81へ固定する上床固定材60、並びに、最上段の段板部材21に対する、板材(板材31及び板材32)の固定状況を、「水平部材と板材の接点を含む水平面73」のラインに合わせて、示す。また、b部とd部に、下床コンクリート82へ固定する下床固定材50、に対する、板材(板材31及び板材32)の固定状況を、「水平部材と板材の接点を含む水平面73」のラインに合わせて、示す。
a部とc部、b部とd部において、示すように、板材(板材31及び板材32)の螺旋の最上辺は、上床コンクリート下面76に合致してここに終わり、板材(板材31及び板材32)の螺旋の最下辺は、下床コンクリート上面77に合致してここに終わる。このように、2列一組の板材36は、上床固定材60と下床固定材50によって、上床コンクリート81と下床コンクリート82へ強固に固定する(図8及び図10を合わせて参照)。
(12) Spiral structure of the inner plate and the outer plate (see Figures 12 and 13)
FIG. 12 is a diagram showing the spiral structure of the
In both figures, a plan view of a set of two rows of
In both figures, a spiral side view of the plate materials (
In both figures, in the plan view at the top center, the foot of the perpendicular line drawn from the intersection of the line of "radial
In both figures, in the side view depicting a spiral, the plate material (
In parts a and c, the upper
As shown in parts a and c, and parts b and d, the uppermost edge of the spiral of the plate materials (
(13)内側の板材の螺旋への加工、及び、外側の板材の螺旋への加工(図14と図15を参照)
図14は、実施例1の内側の板材の螺旋への加工を示す図であり、図15は、実施例1の外側の板材の螺旋への加工を示す図である。
両図において、左側の板材の、二次元の短冊状鋼板から、右側の板材の、三次元の螺旋状へ、ロール加工する。板材の鋼板は、ロール加工前の二次元の短冊状鋼板において、所定の位置に板材固定孔34を加工しておき、所定の形状にカットする。
(13) Machining the inner plate into a spiral and the outer plate into a spiral (see Figures 14 and 15)
FIG. 14 is a diagram showing the machining of the inner plate material of Example 1 into a spiral, and FIG. 15 is a diagram showing the machining of the outer plate material of Example 1 into a spiral.
In both figures, the plate material on the left is a two-dimensional rectangular steel plate, which is rolled into a three-dimensional spiral shape on the right. The plate material steel plate is cut into a predetermined shape after plate
続いて、本発明の第二の手段である、「螺旋階段の組立方法」において、実施例1の各ステップを、図16から図28を参照しながら、説示する。
そして、図16、図19、図22、図25、図28、の各図は、上側の図に、「平面図」を、螺旋中心に対し描く単曲線の「中心線」とともに示し、下側の図に、当該「中心線」で側面に展開する「展開図」を、示す。ここで、板材30は、形状の異なる各板材の総称で、板材(内側)31と板材(外側)32を、合わせて示す。
また、図17、図20、図23、図26、の各図は、「平面状況」の一部を拡大して示す図であり、図18、図21、図24、図27、の各図は、「側面状況」の一部を拡大して示す図である。
ここで各ステップは以下の手順である。
・ステップ1:上床固定材60と下床固定材50の固定
・ステップ2:仮支柱材90と、段板部材21の間欠配置
・ステップ3:板材31,32の取り付け
・ステップ4:段板部材21及び踏み面部材11の取り付け、仮支柱材90の離脱
・ステップ5:完成
Next, in the second aspect of the present invention, the "spiral staircase assembly method", each step of the first embodiment will be explained with reference to Figs. 16 to 28.
16, 19, 22, 25, and 28, the upper figures show a "plan view" together with a "center line" of a simple curve drawn with respect to the center of the spiral, and the lower figures show a "developed view" developed to the side at the "center line." Here,
In addition, each of Figures 17, 20, 23, and 26 is an enlarged view of a portion of the "planar situation", and each of Figures 18, 21, 24, and 27 is an enlarged view of a portion of the "side situation".
Here, each step is as follows:
Step 1: Fixing the upper
尚、実施例1は「力桁階段の螺旋階段」である。また、当該「力桁階段の螺旋階段」は、段板部材21、板材31,32、添接材41,42、踏み面部材11、下床固定材50、上床固定材60からなり、仮設材として、仮支柱材90、離隔調整材93、ジャッキベース91、クランプ92を使用する。
The first embodiment is a "forced beam spiral staircase." The "forced beam spiral staircase" is made up of
(14)ステップ1:下床固定材50と上床固定材60の固定(図16から図18を参照)
螺旋の始端と終点となる、下床固定材及び上床固定材を、夫々、下床コンクリート上面77及び上床コンクリート下面76の所定の位置に、アンカー固定する。
水平部材53と鉛直部材52と円弧部材51から成る下床固定材50は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材52の側端面25及び円弧部材51の側端面に束ねて、水平部材53の下辺23に抑え込み、組木細工のように全強にボルト固定できる(図8も併せて参照)。
鉛直部材62と円弧部材61から成る上床固定材60は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材62の側端面及び円弧部材61の側端面に束ねて、組木細工のように全強にボルト固定できる(拡大図は図示せず、図10も併せて参照)。
(14) Step 1: Fixing the lower
The lower floor fixing material and the upper floor fixing material, which form the starting and ending points of the spiral, are anchored at predetermined positions on the
The lower
The upper
(15)ステップ2:仮支柱材と、段板部材の間欠配置(図19から図21を参照)
間欠に段板部材21を、同じ放射方向の2本1組の仮支柱材90にクランプ92で固定しつつ、隣り合う段板部材21同士を順に離隔調整材93で、下床固定材50から上床固定材60へ一連に繋いで、全体に所定の螺旋へ固定する。
段板部材21は、螺旋中心から放射方向かつ水平方向に並ぶ水平部材22と、水平部材22に下方へ垂直に接合し螺旋中心から放射方向かつ鉛直方向に並ぶ鉛直部材24と、から成る(図1も併せて参照)。
段板部材21は、下床コンクリート上面77上に予め大小の円弧に位置出しし固定するジャッキベース91に立設する2本1組の仮支柱材90の上部のクランプ92で、放射方向に固定し、隣り合う段板部材同士を離隔調整材93で螺旋に繋ぐ。
段板部材21は、ジャッキベース91で高さを調整し、離隔調整材93で螺旋線形に合わせ、全体に安定させる。
仮支柱材90は、ジャッキベース91に立設しクランプ92にて段板部材21に固定するから、脱着容易であり、離隔調整材93は、段板部材21の水平部材22上面中央にボルト固定する、アングル状小片の離隔調整材固定金具97にボルト固定するから、脱着容易である。
尚、離隔調整材93は、中央から両端へ、ターンバックル94、有孔板付き棒鋼95、有孔板96、から構成する。そして、離隔調整材93は、ターンバックル94にて離隔を調整し、有孔板96の有孔板固定金具連通孔98において、離隔調整材固定金具97に、有孔板固定金具連通ボルトナット99で、固定する。
アングル状小片の離隔調整材固定金具97は、予め、固定金具水平部材連通孔100において、水平部材22の中央へ、固定金具水平部材連通ボルトナット101で固定しておく。
(15) Step 2: Intermittent placement of temporary support members and step members (see Figures 19 to 21)
The
The
The
The height of the
The
The
The small angle-shaped piece of distance adjusting
(16)ステップ3:板材の取り付け(図22から図24を参照)
全体に2列の螺旋を呈する、上半下半の2分割の板材(板材31及び板材32)を、下半から上半へ順に段板部材21へ取り付ける。
下半の板材には予め、上半をラップして取り付けられるよう、添接材(添接材41及び添接材42)を溶接固定してあり、双方をラップして板材固定孔34でボルト接合する。
2列一組の板材36にとって、これらを束ねるための部材の挿入を直線状に許すのは、幾何学的に唯一、「水平部材22と板材31,32の接点を含む放射方向の鉛直面72の自らの狭隘」のみである(図1も併せて参照)。
水平部材22と鉛直部材24から成る段板部材21は、側面を鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並ぶ2列の板材31、32を、鉛直部材の側端面25に束ねて、水平部材22の下辺の「水平部材と板材の接点71」に抑え込み、固定する(図4も併せて参照)。
段板部材21は、2列一組の板材31,32に対し、夫々の鉛直部材24の側端面25において、板材固定孔(鉛直部材側)33のボルト固定にて、全強接合する(図2も併せて参照)。
下床固定材50は、2列一組の板材31,32に対し、円弧部材51及び鉛直部材52の側端面において、板材固定孔33、35のボルト固定にて、全強接合する(図6も併せて参照)。
上床固定材60は、2列一組の板材31,32に対し、円弧部材61及び鉛直部材62の側端面において、板材固定孔33、35のボルト固定にて、全強接合する(拡大図は図示せず、図7も併せて参照)。
(16) Step 3: Attaching the boards (see Figures 22 to 24)
The two-part plate member (
The lower half of the plate material has splices (splices 41 and 42) welded to it in advance so that the upper half can be wrapped around it and attached. The two are then wrapped around each other and bolted together at the plate material fixing holes 34.
For the set of two rows of
The
The
The lower
The upper
(17)ステップ4:段板部材及び踏み面部材の取り付け、仮支柱材の離脱(図25、図26及び図27を参照)
螺旋に定まった、間欠の段板部材21及び2列の板材31、32から、離隔調整材93及び固定のためのアングル状小片の離隔調整材固定金具97を離脱解体後、残りの段板部材21をボルト固定する。
踏み面部材11は、水平部材22とは後でボルト固定する分離構造とすることで、段板部材21と板材31,32とのボルト固定による組立作業が簡便容易となる(図5及び図9を合わせて参照)。
そして、段板部材21の水平部材22に、踏み面部材11側の踏み面固定孔12と、水平部材22側の踏み面固定孔13とをボルト固定する(図2と図3を合わせて参照)。
残る、段板部材21及び踏み面部材11の取り付けが終わったら、仮支柱材90及びジャッキベース91を離脱解体する。
(17) Step 4: Installation of step plate members and tread members, removal of temporary support members (see Figures 25, 26 and 27)
After removing and dismantling the
The
Then, the
Once the remaining installation of the
(18)ステップ5:完成(図28を参照)
以上の工程を経て、実施例1の「1列の力桁階段」が完成する。
「1列の力桁階段」は、2列1組の板材の1組分すなわち2列の板材を、1の鉛直部材の概T字断面の段板部材にて、水平部材の下辺で抑えつつ鉛直部材の側端面に束ねれば構成できる。
当該「力桁階段の螺旋階段」は、段板部材21、板材31,32、添接材41,42、踏み面部材11、下床固定材50、上床固定材60からなる。
螺旋の始端と終点となる、下床固定材50、上床固定材60を、夫々、下床コンクリート上面77及び上床コンクリート下面76の所定の位置に、アンカー固定し、後は、残る部材を全てボルト固定で組み立てる。
(18) Step 5: Completion (see Figure 28)
Through the above steps, the "single row of force beam stairs" of Example 1 is completed.
A "single-row force beam staircase" can be constructed by bundling one set of two rows of board materials, i.e., two rows of board materials, with a step board member having an approximately T-shaped cross-section of a single vertical member, while holding them down at the bottom edge of the horizontal member, and bundling them against the side end face of the vertical member.
The “forced beam spiral staircase” comprises a
The lower
実施例2について、本発明の第一の手段である「螺旋階段のユニット構造」において、実施例1において、既に説示した(1)から(13)のうち、特に相違する(2)、(5)について、図29、図30を参照しながら、「側桁階段の螺旋階段」を例に説示する。
また、本発明の第二の手段である「螺旋階段の組立方法」については、実施例1と概ね同じであるので省略する。尚、ここで、板材30は、形状の異なる各板材の総称を示す。
In the second embodiment, which is the first aspect of the present invention, the "unit structure of a spiral staircase", the differences between the first embodiment (1) to (13) and the first and second aspects (2) and (5) will be explained with reference to Figs. 29 and 30 using a "spiral staircase with side beams".
The second aspect of the present invention, the "method of assembling a spiral staircase", is omitted here because it is generally the same as in Example 1. Here, the
(2)段板部材の構造(図29を参照)
図29は、実施例2の段板部材21の構造を示す図である。冒頭の平面に、段板部材21の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、T1-T1’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、U1-U1’断面、V1-V1’断面、W1-W1’断面、X1-X1’断面、を示す。
段板部材21は、平面及びこれら断面に見るように、水平部材22とその下方へ垂直に接続する2の鉛直部材24から成る。
実施例2の2の段板部材21は、2列1組の板材の2組の都合4列の板材30に対し、夫々の鉛直部材の側端面25において、板材固定孔33のボルト固定にて、全強接合する。
このように実施例2の「側桁階段」は、2列1組の板材の2組の都合4列の板材30の中央の2列の板材を、2の鉛直部材24の、断面視、概π字断面の段板部材21にて、水平部材22の下辺23で抑えつつ鉛直部材の側端面25に束ねれば構成できる(図30も併せて参照)。
実施例1と同様に、鉛直部材24は、自らの側端面25が互いをウェブで接続するフランジ面同士である、溝形鋼とし、水平部材22は、鉛直部材24の上端においてそのウェブの背面に背合わせで溶接固定し、板材30に片方の先端を鉛直下方へ向けて面し接する山形鋼とした。
そうすると、「「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」と「水平部材と板材の接点を含む水平面73」との交線74」が、取りも直さず、鉛直下方へ向ける山形鋼の先端となる(図30も併せて参照)。
このように段板部材21は、構成する形鋼を、鉛直部材24は溝形鋼とし、水平部材22は山形鋼とし、鉛直部材24及び水平部材22は直線状の加工にて製作する。
(2) Structure of the step member (see FIG. 29)
29 is a diagram showing the structure of the
The
The
In this way, the "side girder staircase" of Example 2 can be constructed by bundling the central two rows of board materials of the four rows of board materials 30 (two sets of two rows each) with the
As in Example 1, the
In this case, the intersection 74 between the "radial
In this way, the
(5)段板部材及び板材と踏み面部材の固定状況(図30を参照)
図30は、実施例2の段板部材21及び板材30と踏み面部材11の固定状況を示す図である。冒頭の平面に、段板部材21と板材30と踏み面部材11の固定状況の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、Y1-Y1’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、Z1-Z1’断面、A2-A2’断面、B2-B2’断面、C2-C2’断面、を示す。
Z1-Z1’断面、A2-A2’断面、B2-B2’断面、C2-C2’断面は、Y1-Y1’断面に対するレベル位置の段板部材21とは別にその上段側の段板部材21において、その水平部材22に、踏み面部材が上方から固定する状況を矢印にて示す。
実施例2の、中央の2列の板材30でない、両外の2列の板材30は、踏み面部材11に被るため、水平部材22の下辺23で抑えることはない。しかし、中央の2列の板材30は幅狭として、この機能を有するので、実施例1と同様の効果を有する。
(5) Fixing status of step plate member and plate material to tread member (see Figure 30)
30 is a diagram showing the state of fixing the
The Z1-Z1', A2-A2', B2-B2', and C2-C2' cross sections show with arrows the situation in which the tread member is fixed from above to the
In the second embodiment, the two outer rows of
実施例3について、本発明の第一の手段である「螺旋階段のユニット構造」において、実施例1において、既に説示した(1)から(13)のうち、特に相違する(2)、(5)について、図31、図32を参照しながら、「側桁階段の螺旋階段」を例に説示する。尚、実施例3の「側桁階段の螺旋階段」は、実施例2の「側桁階段の螺旋階段」に対し、段板部材の構造と板材の構成が異なる意匠を有する。
また、本発明の第二の手段である「螺旋階段の組立方法」については、実施例1と概ね同じであるので省略する。尚、ここで、板材30は、形状の異なる各板材の総称を示す。
In the third embodiment, the first aspect of the present invention, the "unit structure of a spiral staircase", will be explained with reference to Figures 31 and 32, taking a "spiral staircase with side beams" as an example, with particular differences (2) and (5) from (1) to (13) already explained in the first embodiment. The "spiral staircase with side beams" in the third embodiment has a different design from the "spiral staircase with side beams" in the second embodiment, in terms of the structure of the step members and the composition of the boards.
The second aspect of the present invention, the "method of assembling a spiral staircase", is omitted here because it is generally the same as in Example 1. Here, the
(2)段板部材の構造(図31を参照)
図31は、実施例3の段板部材21の構造を示す図である。冒頭の平面に、段板部材21の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、D2-D2’断面と、これに対する螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、E2-E2’断面、F2-F2’断面、G2-G2’断面、H2-H2’断面、を示す。
段板部材21は、平面及びこれら断面に見るように、水平部材22とその下方へ垂直に接続する鉛直部材24から成る。
実施例3の板材は、2列1組の板材の各列を2枚重ねとし、外側の板材は幅広にて踏み面部材に被せ、外側の板材に接する内側の板材は幅狭として、水平部材22の下辺23の縁端で抑え鉛直部材の側端面に固定する。
実施例3の2の段板部材21は、2列1組の板材の各列を2枚重ねの板材30に対し、夫々の鉛直部材の横断方向で最縁端の側端面25において、板材固定孔33のボルト固定にて、接合する。
このように、実施例3の「側桁階段」は、2列1組の板材の各列を2枚重ねとし、外側の板材は幅広にて踏み面部材に被せ、外側の板材に接する内側の板材は幅狭として、2の鉛直部材24の、断面視、概π字断面の段板部材21にて、水平部材22の下辺23の縁端で抑えつつ鉛直部材の側端面25に束ねれば構成できる(図32も併せて参照)。
実施例1と同様に、鉛直部材24は、自らの側端面25が互いをウェブで接続するフランジ面同士である、溝形鋼とし、水平部材22は、鉛直部材24の上端においてそのウェブの背面に背合わせで溶接固定し、板材30に片方の先端を鉛直下方へ向けて面し接する山形鋼とした。
そうすると、「「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面72」と「水平部材と板材の接点を含む水平面73」との交線74」が、鉛直下方へ向ける山形鋼の先端となる(図32も併せて参照)。
このように段板部材21は、構成する形鋼を、鉛直部材24は溝形鋼とし、水平部材22は山形鋼とし、鉛直部材24及び水平部材22は直線状の加工にて製作する。
(2) Structure of the step plate member (see FIG. 31)
31 is a diagram showing the structure of the
The
In Example 3, the plate material is made of two plates stacked on top of each other in each set of two rows, with the outer plate material being wide and covering the tread member, and the inner plate material in contact with the outer plate material being narrower and held down by the edge of the
In the
In this way, the "side girder staircase" of Example 3 can be constructed by stacking two boards in each row of a set of two rows, with the outer board being wide and covering the tread member, and the inner board contacting the outer board being narrow, and bundling the two
As in Example 1, the
In this case, the intersection 74 between the "radial
In this way, the
(5)段板部材及び板材と踏み面部材の固定状況(図32を参照)
図32は、実施例3の段板部材21及び板材30と踏み面部材11の固定状況を示す図である。冒頭の平面に、段板部材21と板材30と踏み面部材11の固定状況の平面図を示し、その下に、横断に矢視する、I2-I2’断面と、螺旋内側から外側へ順に縦断に矢視する、J2-J2’断面、K2-K2’断面、L2-L2’断面、M2-M2’断面、を示す。
J2-J2’断面、K2-K2’断面、L2-L2’断面、M2-M2’断面は、I2-I2’断面に対するレベル位置の段板部材21とは別にその上段側の段板部材21において、その水平部材22に、踏み面部材11が上方から固定する状況を矢印にて示す。
実施例3の、2枚重ねの外側の板材30は幅広にて踏み面部材に被るため、水平部材22の下辺23で抑えることはない。しかし、外側の板材30に接する内側の板材30は幅狭として、この機能を有するので、実施例1と同様の効果を得る。
(5) Fixing state of step plate member and plate material to tread surface member (see Figure 32)
32 is a diagram showing the state of fixing the
The J2-J2', K2-K2', L2-L2', and M2-M2' cross sections show with arrows the situation in which the
In the third embodiment, the two overlapping
以上では、本発明を実施するための形態として、実施例1,実施例2、実施例3、を説示した。そうすると、本発明の第一の手段において、以下の8)~11)の追加的な効果を、また、本発明の第二の手段において、以下の12)~14)の追加的な効果を、夫々奏することができる。 Above, Examples 1, 2, and 3 have been described as embodiments for implementing the present invention. As a result, the first aspect of the present invention can achieve the following additional effects 8) to 11), and the second aspect of the present invention can achieve the following additional effects 12) to 14).
8)段板部材は、板材の列数に合わせ、適数の鉛直部材を自在に具備できる。このため、「力桁階段の螺旋階段」「側桁階段の螺旋階段」「箱断面の螺旋階段」の各構造形式に対し、以下の方策にて、合理的なユニット構造を提供する。
「1列の力桁階段」は、2列1組の板材の1組分すなわち2列の板材を、1の鉛直部材の概T字断面の段板部材にて、水平部材の下辺で抑えつつ鉛直部材の側端面に束ねれば構成できる(実施例1を参照)。
8) The step plate members can be equipped with an appropriate number of vertical members according to the number of plate rows. Therefore, for each structural type of "spiral staircase with braced staircase", "spiral staircase with side beam staircase", and "spiral staircase with box section", a rational unit structure can be provided by the following measures.
A "single-row force beam staircase" can be constructed by bundling one set of two rows of board materials, i.e., two rows of board materials, with a step board member having an approximately T-shaped cross-section of a single vertical member, while holding them down at the bottom edge of a horizontal member, and binding them to the side end face of the vertical member (see Example 1).
「2列の力桁階段」は、2列1組の板材の2組分すなわち4列の板材を、2の鉛直部材の概π字断面の段板部材にて、水平部材の下辺で抑えつつ夫々の鉛直部材の側端面に束ねれば構成できる(図示せず)。 A "two-row force beam staircase" can be constructed by bundling two sets of two-row boards (i.e., four rows) of boards with two vertical members, each of which has a roughly π-shaped cross section, against the side end faces of the respective vertical members while holding them down at the bottom edges of the horizontal members (not shown).
「側桁階段」は、2列1組の板材の2組分すなわち4列の板材を、2の鉛直部材の概π字断面の段板部材の、水平部材の下辺で抑えつつ夫々の鉛直部材の側端面に束ねれば構成できる。この際、最外縁の2列の板材のみを踏み面の側端面に被るよう幅広にしても精度よく固定できる(実施例2を参照)。 A "side girder staircase" can be constructed by bundling two sets of two-row boards (i.e., four rows) of boards with the bottom edge of the horizontal member of the step board member with an approximately π-shaped cross section of the two vertical members, while holding them down. In this case, the boards can be fixed precisely even if only the outermost two rows of boards are made wide enough to cover the side end faces of the treads (see Example 2).
「側桁階段」の一形態の「ささら桁階段」は、「側桁階段」の構成において、最外縁の板材を踏み面の側端面に被るよう幅広にし、かつ、踏み面と蹴上に合わせギザギザのささら桁状にカットすれば、構成できる(図示せず)。 A "stringer staircase," which is one form of "side girder staircase," can be constructed by making the outermost boards wider so that they cover the side end faces of the treads, and cutting them into a jagged stringer shape to match the treads and risers (not shown).
「箱断面の螺旋階段」は、前記の「ささら桁階段」において、底版を加えればよい。底版は、剛性に貢献する鋼板でも、意匠表現に優れる樹脂板でもよい。この方法にて、「聖ヨゼフの螺旋階段」のような、木製調かつゴシック調の「箱断面の螺旋階段」も、装飾により自在に製作できる(図示せず)。また、工期遅延性と変形脆弱性の大きい「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」は、工期短縮性と変形追随性に優れる本発明にて代替できる。 A "box section spiral staircase" can be made by adding a base plate to the above-mentioned "stringer staircase." The base plate can be a steel plate that contributes to rigidity, or a resin plate that excels in design expression. Using this method, a wooden and Gothic style "box section spiral staircase" like the "St. Joseph's Spiral Staircase" can be freely created with decoration (not shown). In addition, "box section spiral staircases" made of "solid reinforced concrete," which have long construction times and are vulnerable to deformation, can be replaced by the present invention, which has excellent construction time reduction and deformation followability.
9)鉛直部材は、自らの側端面が互いをウェブで接続するフランジ面同士である、汎用性と加工性に優れる形鋼とすれば、段板部材を、安価かつ精度よく製作できる。尚、形鋼は、溝型鋼、H形鋼、I形鋼などによればよい。 9) If the vertical members are made of shaped steel, which has flange surfaces whose side end faces are connected to each other by webs and is highly versatile and easy to process, the step members can be manufactured inexpensively and with high precision. The shaped steel can be a channel steel, H-shaped steel, I-shaped steel, etc.
10)従来、「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、側桁において、一本ものでは、運搬や架設にコストがかかり、逆に分割すると、接合箇所が応力集中にて桁構造上の弱点になり、揺れが出て、耐久性も低下した。しかし、板材が、分割しても、複数の鉛直部材の側端面に対し添接板を介しボルト固定する。そうすると、応力は滑らかに伝達し、構造上の弱点にならない。 10) Conventionally, "steel" "spiral staircases with side girder stairs" have a single side girder, which is costly to transport and erect, and conversely, if it is divided, the joints become weak points in the girder structure due to stress concentration, causing shaking and reducing durability. However, even if the plate material is divided, it is fixed with bolts to the side end faces of multiple vertical members via splice plates. This allows stress to be transmitted smoothly and does not become a structural weak point.
11)従来、「鉄製」の「側桁階段の螺旋階段」は、線形が、螺旋か直線かに限定され、両者の複合線形に対応しない。しかし、板材が、螺旋と直線に分割しても、複数の鉛直部材の側端面に対し添接板を介しボルト固定する。そうすると、応力は滑らかに伝達し、螺旋と直線の複合の線形に、連続した桁構造として、組み立てることができる。 11) Traditionally, "steel" "spiral staircases with side beams" are limited to either a spiral or straight line shape, and do not support a combination of both. However, even if the plate material is divided into a spiral and straight line shape, it is fixed with bolts to the side end faces of multiple vertical members via splice plates. This allows stress to be transmitted smoothly, and the structure can be assembled as a continuous beam structure with a combination of spiral and straight lines.
12)基面に大小異なる曲率の円弧上に立設する2本1組の複数組の仮支柱材は、夫々の組毎に螺旋中心から放射方向の鉛直面を共有し、ジャッキベースを下端に有し、当該鉛直面を共有する段板部材の水平部材の2か所においてクランプ固定する。そして、当該水平部材と同様に固定する隣接の水平部材と離隔調整材にて固定の上、夫々の水平部材が水平となり夫々の鉛直部材が鉛直となり両者が夫々の放射方向の鉛直面に合致するよう、立体視で螺旋に並ぶよう、ジャッキベースで高さを調整し、離隔調整材で平面位置を調整する。そうすると、段板部材は精度よく効率的に所定の螺旋を描く。 12) Multiple pairs of temporary support members are erected on the base surface on arcs of differing curvature, each pair sharing a vertical plane radially from the spiral center, with a jack base at the bottom end, and the horizontal members of the step members sharing the vertical plane are clamped at two points. The horizontal members are then fixed to adjacent horizontal members, which are fixed in the same way, with spacing adjustment members, and the heights are adjusted with the jack bases and the planar positions are adjusted with the spacing adjustment members so that the horizontal members are horizontal and the vertical members are vertical, and so that they match the vertical planes in the radial directions, and so that they line up in a spiral in a stereoscopic view. In this way, the step members draw the specified spiral with precision and efficiency.
13)従来、螺旋と直線の複合の線形は、一般に、工期が著しくかかる「密実なRC製」の「箱断面の螺旋階段」の構造でなければ、製作が難しかった。しかし、仮支柱材を、螺旋区間は円弧状、直線区間は直線状に連続に配することで、螺旋と直線の複合の線形にも自在に対応できる。 13) Conventionally, it was difficult to create a combination of spiral and straight lines unless it was a "box-section spiral staircase" made of "solid reinforced concrete," which would take a significant amount of construction time. However, by continuously arranging the temporary support materials in an arc shape for the spiral section and in a straight line for the straight section, it is possible to easily create a combination of spiral and straight lines.
14)従来の「側桁階段の螺旋階段」及び「力桁階段の螺旋階段」は、「事前に工場で組立検査を行うことはできず、品質が安定しない。しかし、第一の工程で、仮支柱材に段板部材をクランプ固定し、第二の工程で、段板部材と板材をボルト固定にて組み立てれば、組立には再現性がある。したがって、事前に工場で組立検査が実施でき、品質や精度が安定する。また、螺旋の板材の一体のままの運搬は不要なので、運搬費が低廉化する。 14) Conventional "spiral staircases with side beams" and "spiral staircases with tension beams" "cannot be assembled and inspected in advance at the factory, and quality is not stable. However, if the step plate members are clamped to the temporary supports in the first step, and the step plate members and plate members are bolted together in the second step, assembly is reproducible. Therefore, assembly inspection can be carried out in advance at the factory, and quality and precision are stable. In addition, there is no need to transport the spiral plate members as a single unit, which reduces transportation costs.
1 力桁階段、2 側桁階段、3 ささら桁階段、4 力桁、5 側桁、6 ささら桁、10 踏み面、11 踏み面部材、12 踏み面固定孔(踏み面部材側)、13 踏み面固定孔(水平部材側)、14 踏み面の側端面、15 フレーム、16 グレーチング、20 段板、21 段板部材、22 水平部材、23 水平部材の下辺、24 鉛直部材、25 鉛直部材の側端面、26 鉛直部材の下辺、30 板材、31 板材(内側)、32 板材(外側)、33 板材固定孔(鉛直部材側)、34 板材固定孔(板材側)、35 板材固定孔(円弧部材側)、36 2列一組の板材、39 板材固定用ボルトナット、40 添接材、41 添接材(内側)、42 添接材(外側)、50 下床固定材、51 円弧部材(下床固定材)、52 鉛直部材(下床固定材)、53 水平部材(下床固定材)、60 上床固定材、61 円弧部材(上床固定材)、62 鉛直部材(上床固定材)、70 水平部材と板材の接点を含む「放射方向の鉛直面」と「水平面」との交線、71 水平部材と板材の接点、72 水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面、73 水平部材と板材の接点を含む水平面、74 「水平部材と板材の接点を含む放射方向の鉛直面」と「水平部材と板材の接点を含む水平面」との交線、75 螺旋中心、76 上床コンクリート下面、77 下床コンクリート上面、基面、81 上床コンクリート、82 下床コンクリート、83 床表装材、90 仮支柱材、91 ジャッキベース、92 クランプ、93 離隔調整材、94 ターンバックル、95 有孔板付き棒鋼、96 有孔板、97 離隔調整材固定金具、98 有孔板固定金具連通孔、99 有孔板固定金具連通ボルトナット、100 固定金具水平部材連通孔、101 固定金具水平部材連通ボルトナット 1 Force beam staircase, 2 Side beam staircase, 3 Stringer staircase, 4 Force beam, 5 Side beam, 6 Stringer, 10 Tread, 11 Tread member, 12 Tread fixing hole (tread member side), 13 Tread fixing hole (horizontal member side), 14 Side end face of tread, 15 Frame, 16 Grating, 20 Step plate, 21 Step plate member, 22 Horizontal member, 23 Bottom edge of horizontal member, 24 Vertical member, 25 Side end face of vertical member, 26 Bottom edge of vertical member, 30 Plate material, 31 Plate material (inner side), 32 Plate material (outer side), 33 Plate material fixing hole (vertical member side), 34 Plate material fixing hole (plate material side), 35 Plate material fixing hole (arc member side), 36 Set of two rows of plate material, 39 Plate material fixing bolts and nuts, 40 Splice material, 41 Splice material (inner side), 42 Splice material (outside), 50 Lower floor fixing material, 51 Circular arc member (Lower floor fixing material), 52 Vertical member (Lower floor fixing material), 53 Horizontal member (Lower floor fixing material), 60 Upper floor fixing material, 61 Circular arc member (Upper floor fixing material), 62 Vertical member (Upper floor fixing material), 70 Intersection line between "radial vertical plane" including junction point between horizontal member and plate material and "horizontal plane", 71 Junction point between horizontal member and plate material, 72 Radial vertical plane including junction point between horizontal member and plate material, 73 Horizontal plane including junction point between horizontal member and plate material, 74 Intersection line between "radial vertical plane including junction point between horizontal member and plate material" and "horizontal plane including junction point between horizontal member and plate material", 75 Spiral center, 76 Underside of upper floor concrete, 77 Upper surface of lower floor concrete, base surface, 81 Upper floor concrete, 82 Lower floor concrete, 83 Floor covering material, 90 Temporary support material, 91 Jack base, 92 clamp, 93 distance adjustment material, 94 turnbuckle, 95 perforated plate attached steel bar, 96 perforated plate, 97 distance adjustment material fixing bracket, 98 perforated plate fixing bracket connecting hole, 99 perforated plate fixing bracket connecting bolt nut, 100 fixing bracket horizontal member connecting hole, 101 fixing bracket horizontal member connecting bolt nut
Claims (2)
上側に踏み面を有する水平部材と当該水平部材の下方へ垂直に接続する1または複数の鉛直部材とから成る複数の段板部材と、
複数列の板材と、
から構成され、
前記複数の段板部材は、自らの前記水平部材夫々を水平にし、かつ、自らの前記鉛直部材を鉛直にするとともに、全体として螺旋を呈して並び、
前記複数列の板材は、自らの側面を概鉛直にしつつ全体として螺旋を呈して並び、
前記複数列の板材の少なくとも2列以上が、前記鉛直部材の何れかの側端面及び前記水平部材の下辺に面して固定される態様である
ことを特徴とする螺旋階段のユニット構造。 A unit structure of a spiral staircase,
A plurality of step members each including a horizontal member having a tread surface on an upper side and one or more vertical members vertically connected to a lower side of the horizontal member;
A plurality of rows of planks;
It is composed of
The plurality of step members are arranged in a spiral as a whole, with the horizontal members of each step member being horizontal and the vertical members of each step member being vertical,
The plurality of rows of plate members are arranged in a spiral shape as a whole with their side surfaces generally vertical,
A unit structure of a spiral staircase, characterized in that at least two of the multiple rows of boards are fixed facing either side end face of the vertical member and the lower edge of the horizontal member.
上側に踏み面を有する水平部材と当該水平部材の下方へ垂直に接続する1または複数の鉛直部材とから成る複数の段板部材及び複数列の板材を用意し、
予め基面に円弧状に立設する複数の仮支柱材に、前記複数の段板部材の、前記鉛直部材を鉛直にし、かつ、前記水平部材を水平にして固定することで、全体として螺旋を構成して並べる第一の工程と、
前記複数列の板材の少なくとも2列以上を、前記鉛直部材の何れかの側端面及び前記水平部材の下辺に面して固定することで、全体として螺旋を構成する第二の工程と、
前記複数の仮支柱材を、前記複数の段板部材から離脱させる第三の工程と
を有するユニット構造の螺旋階段の組立方法。 A method for assembling a modular spiral staircase, comprising the steps of:
A plurality of step plate members and a plurality of rows of plate members each including a horizontal member having a tread surface on an upper side and one or more vertical members vertically connected to a lower side of the horizontal member are prepared;
A first step is to fix the vertical members of the plurality of step members vertically and the horizontal members horizontally to a plurality of temporary support members that are erected in an arc shape on a base surface in advance, thereby forming a spiral as a whole;
a second step of fixing at least two or more rows of the plurality of rows of plate materials to face either side end surface of the vertical member and the lower side of the horizontal member to form a spiral as a whole;
and a third step of detaching the plurality of temporary support members from the plurality of step members.
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