JP2594299B2 - 構造棒材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２個の弦材およびこれらの弦材を相互に連
結している直立ウェブを有する構造棒材であって、一方
の弦材が構造棒材の上部弦材そして他方が構造棒材の下
部弦材であり、ウェブが構造棒材の長手端縁の一方およ
び他方に互い違いに張り出す複数のバルジを含む構造棒
材に関する。

この種の構造棒材は、例えば、西独実用新案公報DE−
GM 84 20 684.5号により知られている。この先行技術公
報の図３の実施態様においては、ウェブの外側部分に施
工された限定された長さの局部的な溶接部によりウェブ
が両弦材に連結されている。この先行技術公報の図２の
実施態様においては、ウェブのバルジ−バルジ間のウェ
ブの部分に施工され、かつ限定された長さを有する両面
溶接部により、ウェブが両弦材に連結されている。

このような構造棒材すなわち金属梁は多くの用途に使
用することができるが、実際にはそのような構造棒材に
負荷可能な荷重を正確に計算することは不可能であるの
で、それらは大きめの寸法にしなければならないことが
判っている。しかしながら、大きめの寸法にすることは
構造棒材の重量を増大させるので、これらは取り扱い上
および実用上において非常に不経済である。

本発明の目的は、DE−GM 84 20 684.5号で知られる構
造棒材を改良すること、すなわち構造棒材の載荷重量を
正確に計算できるようにすることにより、構造棒材を不
必要な大きさにすること、すなわち過大寸法にすること
を回避することである。

したがって、本発明は、両弦材間に準備されたウェブ
の上端と下端とに両弦材が連結された構造棒材、すなわ
ち両弦材の長手長さに沿ってウェブが両弦材に間断なく
連続的に連結された構造棒材を提供する。したがって、
構造棒材が鋼材のような金属の場合でさえも構造棒材の
軽量化構造を得ることができる。このような軽量化構造
の構造棒材は過度に大きくする、すなわち過大寸法にす
る必要なしに全ての静止系においてあらゆるタイプの荷
重に対して普遍的に使用することができる。したがっ
て、そのような構造棒材を簡便にかつ有利な方法で製造
すること、および莫大な量の材料および容積ならびに重
量を節減することが可能である。このような構造棒材は
複雑な製造手段なしに何処でも製造することができるの
で、開発途上国においても経済的な方法でかつ良好な品
質の構造棒材を製造することができる。

例えば、弦材が金属からなるならば、この実施態様に
おいては金属からなるウェブに少なくとも１連の連続溶
接部により連結することができ、連続溶接部はウェブの
少なくとも一方の側面に、またはウェブの一方の側面の
互い違いになっている部分すなわち両側面に施工され
る。別の実施態様は、弦材が、ウェブの両側面に施工さ
れ、かつ連続的なすなわち間断のない２連の対向してい
る溶接部によりウェブに連結される態様を提供する。

本発明の他の特徴によれば、ウェブは平鋼材からな
り、そしてバルジ形状に湾曲され、その結果平鋼材の一
部は連結部において他の一部に達し円の部分すなわち湾
曲して相互連結される結果、鋭角的な連結部が回避され
る。このような鋭角的な連結部は材料構造を変形させ、
そしてそのためにバルジの連結部を脆弱化することにな
り、さらにまた弦材とウェブ間の連結を弱体化しそして
不確実にする。本発明によれば、そのような制御できな
い脆弱化を回避でき、構造棒材の全長にわたり均一な特
性を得ることが可能であり、かつ複雑な製造法および制
御手段または機械を使用する必要なしに、中央ウェブと
ウェブにより相互連結される弦材とを連結するための溶
接すなわち溶接線を施工することができる。

本発明により、例えば金属からなる構造用梁を製造す
ることが可能であり、それらの荷重を苦もなく調査しそ
して計算できるので、それらの載荷重量を正確に計算す
ることができる。直線部、角部、円錐状の広がり部、さ
もなければ湾曲した連結部を有する構造棒材を製造する
ことが可能であり、それらの構造棒材においてウェブの
横断面は実質的に台形である。構造棒材はアルミニウ
ム、鋼または適当な材料で製造することができ、各々の
場合において軽量化構造が得られる。完全自動製造が可
能である。ウェブの台形または波のような部分間の湾曲
した連結は、構造棒材の全長にわたる均一な特性および
その結果としての均一な強度を保証する。そのために、
本発明の構造棒材はあらゆる種類の荷重に対して最適の
方法で使用することができる。横断面は対称または非対
称にさえすることができる。したがって、上部弦材およ
び下部弦材は相互に平行に配列することができ、または
他に対して角度を付けてすなわち傾斜させて配列するこ
とさえできる。

ウェブのバルジと両弦材とは10゜〜170゜、好ましく
は60゜〜120゜の間の角度を形成する。バルジの第二直
線部、すなわちフランク（以下「フランク」と称する）
７の側面は、構造棒材の長手軸すなわちそれらのウェブ
の長手軸に対して１゜〜89゜の間の角度で広がってい
る。

再も単純な実施態様において、構造棒材のウェブは、
バンド状またはストリップ状の材料またはその他の平鋼
からなる。しかしながら、またウェブの最適配列を提供
する開放したまたは閉鎖した形状を有する型材で構成す
ることもできる。例えば、平板材は金属ブロックを熱間
圧延することにより製造することができる。

本発明により、構造棒材の変形およびその結果として
の載荷重量は、信頼できる方法で検出または試験できる
ので、最良の方法によりそのような棒材の寸法決定が可
能になる。さらに、あらゆる可能な横断面および／また
は形状を有するそのような棒材を経済的な方法で製造す
ることができる。

添付図面に、本発明の構造棒材のいくつかの実施態様
を概略的に示す。

第１図は、本発明の一実施態様による構造棒材の一端
の斜視図である。

第２図は、第１図の構造棒材の部分水平断面図であ
る。

第３図ないし第９図は、本発明のその他の実施態様の
第２図と同様の部分水平断面図である。

第１図に示すように、構造棒材（１）は上部弦材
（２）および下部弦材（３）を有し、これらは直立ウェ
ブ（４）により相互に連結される。第１図においては、
両弦材（２および３）は、相互に平行にかつウェブ
（４）に実質的に垂直に延びているが、両弦材が相互に
平行にならないように両弦材はまたウェブ（４）に対し
て90゜とは異なる角度で延びることができる。このよう
なウェブ（４）に対する両弦材の角度は、10゜〜170゜
の間にすることができ、好ましくは60゜〜120゜、最も
好ましくは75゜〜105゜の間にすることができる。

第１図および第２図の実施態様において、両弦材は、
バンド状材料または平鋼材で構成される。しかしなが
ら、これらの弦材はまたＵ型、Ｈ型、角型またはその他
の断面を有する公知の型材で構成することもできる。ま
た、両弦材は、円形、方形またはその他の中空断面を有
する閉鎖した型材で構成することもできる。

ウェブ（４）は、その長手方向に例えば構造棒材の長
手端の一方または他方の方向に互い違いに張り出したバ
ルジ（５および６）を形成するように湾曲されている。
そのようなバルジのフランク（７）すなわち側面は、構
造棒材（１）の長手軸に対して１゜〜89゜の間の角度で
広がり、一方、各バルジ（５および６）のフランク
（７）と相互に連結する部分、すなわち第一直線部
（９）は構造棒材（１）の長手方向に実質的に延びてい
る。

各バルジのフランク（７）すなわち第二直線部（７）
と第一直線部（９）との間の移行部すなわち連結部は、
好ましくはウェブ（４）の厚さの少なくとも1.5倍の大
きさの曲率半径で曲げられた湾曲した連結部（８）の形
状を有する。

このように、制御不可能なウェブ（４）材料の取り換
えをもたらすバルジ（５および６）間およびそれらの各
部間の鋭角的な連結が回避される。

第２図において、両弦材（２および３）はウェブ（各
４）の上端および下端に間断のない連続的な溶接（10）
の手段により溶接される。第３図の実施態様において
は、連結はウェブ（４）の対向する側面に付与される２
連の連続溶接部により得られる。各バルジ（５および
６）の各部（７および９）間の湾曲した連結部（８）の
ために、それぞれの溶接線（10、11および12それぞれ）
は、一様にかつ間断なく延びているので、なんの苦もな
く一様に形成できることが理解されよう。

第４図の実施態様においては、制限された長さの溶接
部（13および14′）が互い違いにウェブ（４）の一方の
側面または他方の側面に付与されているが、全体的には
ウェブ（４）と両弦材（２および３）の連続的な連結を
形成する。

第１図ないし第４図の実施態様において、構造棒材は
曲げ加工により形成された平鋼材からなる１個のウェブ
（４）を有するが、一方、第５図および第６図の実施態
様においては、両弦材（２および３）にそれぞれウェブ
の外側から溶接されている溶接（16および17のそれぞ
れ）の手段により連結された２個の平行なウェブ（14お
よび15）に両弦材（２および３）が相互に連結されてい
る。第５図の実施態様においては、ウェブ（14および1
5）のバルジ（18および19）は相互に対向しているが、
第６図の実施態様においてはそのようなバルジは相互に
偏位させて配置されている。また、これらの実施態様に
おいては、ウェブ（14および15）は平鋼材からなり、か
つ鋭いすなわち鋭角的な辺端がウェブに現出しないよう
に所望の形状に湾曲されている。

さらに成形された平鋼材からなる２個よりも多いウェ
ブにより両弦材（２および３）を相互に連結することも
可能である。

湾曲した連結部（８）は、それらの半径がウェブ
（４、14および15）の材料の厚さの少なくとも1.5倍と
なるように形成される。このようにして、連続ウェブの
撓みによるウェブ材料の脆弱化を回避することができ
る。

本発明の重要な特徴は、ウェブ（４、14および15）が
継ぎ目のないすなわち連続した平鋼材、シート材、バン
ド材またはストリップ材からなり、かつウェブが曲線的
に湾曲した連結部（８）を有する台形に形成されている
ので、構造棒材の載荷重量や可能な荷重およびそれらの
最適寸法や大きさにする計算が可能になる。

本発明において、第７図ないし第９図に記載した実施
態様のように、構造棒材の両弦材にウェブが部分的に、
すなわちある部分のみが連結される場合においてもまた
構造棒材の載荷重量を計算することができることが見出
された。

第７図において、限定された長さの溶接部（21）が、
構造棒材（１）の長手方向に延びる台形ウェブ（４）の
第一直線部（22）の一方の側面に提供される。この実施
態様においては、したがってウェブ（４）は限定された
長さの溶接部（21）の手段によってのみ両弦材（２およ
び３）と連結される。ウェブ（４）の第二直線部（23）
は両弦材（２および３）に連結されない。このような構
造棒材でもまた、支持重量すなわち載荷重量を計算で
き、その結果構造棒材を平鋼材で構成できそして軽量化
構造を製造できることが見出された。

第８図によれば、第７図と同様に、両弦材（２および
３）の間に直立して張り巡らせているウェブ（４）は構
造棒材（１）の長手方向に延びる第一直線部（22）のみ
で両弦材（２および３）に溶接される。しかしながら、
この実施態様においては限定された長さの溶接部（21）
はウェブ（４）の一方の側面および他の側面に互い違い
に提供される。

また第９図の実施態様によれば、構造棒材（１）の長
手方向に延びるウェブ（４）の第一直線部（22）のみが
両弦材（２および３）に連結される。しかしながら、こ
の実施態様において溶接部（21）は第一直線部（22）の
両側面に提供される。

たとえ本発明がここに金属からなる構造棒材について
記載したとしても、このような構造棒材はまたプラスチ
ック、プラスチックと木材との組み合わせまたはプラス
チックと金属の組み合わせから構成することができる。
どの場合においても、基本的に台形ウェブ（４）が断続
していない、すなわち連続したバンド材またはストリッ
プ材で構成され、それらの強度を低下させるようないか
なる欠陥や破損を含有しないことである。換言すれば、
ウェブ材料は構造棒材の全長にわたって均一な特性を有
する。

構造棒材の部品がプラスチックおよび／または木材で
構成されるか、金属との組み合わせで製造される場合に
は、そのような部品は適当な接着の手段によって相互に
連結される。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施態様による構造棒材の一端の
斜視図であり、第２図は第１図の構造棒材の部分水平断
面図であり、そして第３〜９図は本発明のその他の実施
態様の第２図と同様の部分水平断面図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】均一な載荷特性を付与するために相互に溶
   接された弦材要素およびウェブ要素からなる所定の長手
   長さおよび横幅を有する構造棒材であって、 弦材要素は、溶接可能な金属で形成され、構造棒材の長
   手長さおよび幅を有し、かつ全長および全幅にわたって
   実質的に均一な厚さを有する上部弦材および下部弦材か
   らなり、 ウェブ要素は、溶接可能な実質的に連続した継ぎ目のな
   い所定の厚さを有する金属の平板で形成され、そして連
   続した溶接部により上部弦材および下部弦材のそれぞれ
   に連結された上端および下端間に延びる実質的に均一な
   高さを有し、さらに構造棒材の両端に向かって横方向に
   互い違いに張り出し底部の開いた台形形状に配列された
   バルジを有する直立ウェブを有し、 バルジは、上部弦材および下部弦材の各横端に実質的に
   平行に長手方向に延びる第一直線部、第一直線部の両側
   に第一直線部の存在する面に対して傾斜して配置された
   第二直線部および第一直線部と第二直線部とを相互に連
   結する連結部からなり、連結部が金属平板厚さの少なく
   とも1.5倍の曲率半径で湾曲している、 それによりウェブ要素には、バルジの第一直線部とそれ
   に隣り合った第二直線間に、ウェブの特性や構造棒材の
   載荷特性に制御できない変動を生じさせる可能性のある
   鋭く尖った連結部が存在しないことを特徴とする構造棒
   材。
2. 【請求項２】ウェブ要素が、第一の直立ウェブに平行な
   第二の直立ウェブを有する請求項１記載の構造棒材。
3. 【請求項３】バルジの第一直線部が構造棒材の幅にほぼ
   等しい長手長さだけ長手方向に延びている請求項１記載
   の構造棒材。