JP3542067B2 - 薄鋼板製支持枠部材とその製作方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に鋼製住宅において、耐力耐震構造の屋根下地を構成する鋼製たるきとして使用するのに適し、その他の建築用部材としても使用可能な薄鋼板製支持枠部材とその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼製住宅においては、屋根下地を支持する薄鋼板を用いた鋼製たるきとして、図８に示すＨ形鋼１、図９（Ａ），（Ｂ）に示すＣ形鋼２、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すＺ形鋼３、図１１（Ａ），（Ｂ）に示す箱形断面の形鋼１４などが使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すＨ形鋼１では、ウエブ４とフランジ５との接合のため、溶接等の接合作業を伴なうため、簡単に成形することができない。また、下フランジ５が邪魔になり、Ｈ形鋼１の下地構造への取付けが困難であるという問題がある。
【０００４】
図９に示すＣ形鋼２では、成形と、下部構造物への取付けも容易であるが、次の欠点がある。つまり、図９（Ｂ）に示すように脚部６を介して下部構造物７に固着した取付金物８へウエブ９を当てがい、ウエブ９と取付金物８に開設のボルト挿入孔１０に取付ボルト１１を挿入し、ナット１２を締結して両部材を固着する。このとき、Ｃ形鋼２のフランジ１３の中心線Ｌ_１ が、取付金物８の中心線Ｓ、すなわちこれと合致するように設計された設計図面上のモジュール線Ｌからずれる。このため、設計，施工とも困難になり、さらに、前記のずれにより取付金物８とＣ形鋼２は曲げモーメントを受けてねじれやすく、構造的にも不利であるという問題がある。
【０００５】
図１０（Ａ），（Ｂ）に示すＺ形鋼３では、そのウエブ１５を取付金物８に固定したとき、フランジ１６を中心線Ｌ_１ が取付金物８の中心線Ｓ（すなわち設計図面上のモジュール線Ｌ）と合致せず、ずれてしまうため、前記と同様設計，施工ともに困難となると共に、構造上も不利であるという問題がある。
【０００６】
図１１に示す箱形断面の形鋼１４では、各側面板（ウエブに相当）１７と、取付金物８に開設のボルト挿通孔１０にわたって、長尺のボルト１１を挿通し、ナット１２により締付固定する。このとき、箱形形鋼１４のフランジ１８の中心線Ｌ_１ が、取付金物８の中心線Ｓ、すなわち設計図面のモジュール線Ｌからずれる。また一方の側面板１７が２点鎖線で示すように内側に撓むので、設計，施工とも困難になり、さらに前記のずれにより取付金物８は曲げモーメントを負担することになるので、構造的にも不利であるという問題がある。
【０００７】
また、前記従来例の有する問題点を解決したものとして、図６及び図７に示した薄鋼板製支持部材が提案されている（但し、未公開特許出願中）。
同上図に示した如く、この支持部材１９は、ウエブ２０の端部を折り曲げて第１フランジ２１と第２フランジ２２を設け、第１フランジ２１の先端を上側に折返して第３フランジ２３を設けてなり、前記第３フランジ２３の先端から前記ウエブ２０までの寸法ａ、第３フランジ２３の折り曲げ側の基端から前記ウエブ２０までの寸法ｂ、第２フランジ２２と第３フランジ２３間の寸法ｃ、ウエブ２０から第２フランジ２２の先端までの寸法ｄの比率を、
ａ≦ｃ／２、 ｂ≦ｃ／２、 ｄ≦ｂ
とした構成である。
【０００８】
しかし、前記支持部材１９では、断面の強度に関し、中立軸Ｏが水平方向にずれが生じて強度的に強い部分と弱い部分が発生しており、強い部分には余分な力が生じても断面は弱い部分で決定されるため、断面形状に無駄が発生する。また、中立軸Ｏの水平方向のずれにより、第３フランジ２３を目掛けてねじ等のファスニング部材を施工する際、断面そのものにねじれが発生し、施工性の悪化をまねきやすい。
【０００９】
さらに、前記断面形状を製作する場合、第１フランジ２１の先端と第３フランジ２３の基端の折り曲げ部分が密着折り曲げ部分であるため、プレメッキ材を使用した場合にメッキ層の割れが発生し、錆が発生して耐食性問題が発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は、前記従来技術の有するこのような問題点を解決したもので、第３フランジの先端のリップと、基端の円弧形状折り曲げ部の曲率半径を変えてバランスさせることで、中立軸の水平方向のずれを極力抑制することができて、構造的及び施工性に優れた断面が形成できると共に、前記円弧形状折り曲げ部を介して第３フランジを折り返して形成することで、折り曲げ部に発生する耐食上有害なメッキ層の割れの幅を最小限に抑えることができ、腐食性にも優れる薄鋼板製支持枠部材と、その製作方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、厚さ０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの一枚のプレメッキした薄鋼板をロールフォーミングにより曲げ加工して形成され、所定の長さを有し、取付金物に固着する薄鋼板製支持枠部材であって、その端面形状は、ウェブの端部を直角に折り曲げて第１フランジと第２フランジを設け、第２フランジの先端を直角に折り曲げて上向きのリップを設け、さらに第１フランジの一部を下側に折り曲げた上でその先端を、円弧形状の折り曲げ部を介して上側に折り返し、ウェブを越えて延長して第３フランジを設け、第３フランジの先端を直角に折り曲げて下向きのリップを設け、円弧形状折り曲げ部の曲率半径が板厚の２倍以上であり、第１フランジと第３フランジの水平部が密着しており、前記円弧形状の折り曲げ部の曲率半径と第３フランジのリップの長さを変えて形成することにより、当該支持枠部材の中立軸の位置が調整されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の薄鋼板製支持枠部材によると、第３フランジの先端のリップと、基端の円弧形状折り曲げ部の曲率半径とをバランスさせることで中立軸の水平方向のずれを極力抑制できる。もし、中立軸にずれがある場合は、ねじ等のファスニングを施工した場合、部材の支持点を中心に断面のねじれが発生し、それによる施工効率悪化を未然に防ぐことができる。
【００１５】
前記円弧形状折り曲げ部の曲率半径が板厚の２倍程度であれば、第３フランジを１８０°折り返して形成しても耐食上有害なメッキ層の割れが発生しないことが試作実験の結果確認されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１及び図２並びに図４には、本発明の薄鋼板製支持枠部材と、その製作方法によって製作した当該支持枠部材の第１実施形態の一具体例としての鋼製たるき２４が示されている。この鋼製たるき２４は、厚さ０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、多くの場合、１．０ｍｍ厚で所定長さの一枚の薄鋼板（プレメッキ材）を、ロールフォーミングにより曲げ加工して図示の端面形状に成形されている。即ち、ウエブ２５と、ウエブ２５の上下両端に、同一方向へ直角に折り曲げて第１フランジ（上部フランジ）２６と、第２フランジ（下部フランジ）２７が形成され、第１フランジ２６の先端を、円弧形状の折り曲げ部２９を介して上に折り返して前記第１フランジ２６の上面に重合させて第３フランジ２８を形成して、鋼製たるき２４が構成されている。
【００１７】
また、前記第２フランジ２７の先端と、第３フランジ２８の先端には各々リップ（上向き）３０と、リップ（下向き）３１が形成され、第３フランジ２８のリップ３１と前記円弧形状の折り曲げ部２９の曲率半径ｒをバランスさせることで中立軸Ｐの水平方向のずれを抑制することができる。第１例の鋼製たるき２４では、前記第２フランジ２７側とは反対側のウエブ２５の一側面（背面）上に中立軸Ｐが位置するように、第３フランジ２８の幅寸法を設定して鋼製たるき２４が構成されている。
【００１８】
つまり、図２に示すように、ウエブ２５の一側面から第３フランジ２８の先端までの寸法ａ、折り曲げ部２９側の基端までの寸法ｂ、第２フランジ２７と第３フランジ２８間の寸法ｃ、ウエブ２５から第２フランジ２７の先端までの寸法ｄとし、これら寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄの比率を
ａ≦ｃ／２、 ｂ≦ｃ／２、 ｄ≦ｂ
に設定して構成されている。
【００１９】
また、前記円弧形状折り曲げ部２９の曲率半径ｒは、第３フランジ２８が前記折り曲げ部２９から１８０度折り曲げて形成される際に、耐食上有害なメッキ層の割れが発生しないように、板厚ｔの２倍（２ｔ）、または２倍以上に設定されており、また、前記円弧形状折り曲げ部２９の上面は第３フランジ２８の上面と同一平面に形成して、これら上面に図示しない構造用合板等が密着重合固定されるように鋼製たるき２４は構成されている。
【００２０】
前記鋼製たるき２４は図１及び図４に示されるように、所定の間隔Ｌに並設した母屋材等の下部構造物３２，３２に取付金物３３を介して取付けられる。つまり、母屋材等の下部構造物３２，３２の上面に、取付金物３３下端の水平な脚部３４を溶接、またはボルト等の固定手段により固定することで取付金物３３は垂直に立設されており、該取付金物３３の一側面に水平配置の鋼製たるき２４のウエブ２５の背面が当てがわれ、取付金物３３とウエブ２５のボルト挿入孔３５，３６に取付ボルト３７を挿通し、ナット３８を締結することで、鋼製たるき２４が取付金物３３に固着される。
【００２１】
図３は、第１実施形態の変形例として示す第２実施形態である。この第２実施形態の鋼製たるき２４ａでは、第２フランジ２７の先端に、リップ３１を上向きに直角に折曲連設させてあるのに対し、第３フランジ２８の先端ではリップを省略してある。
【００２２】
図５は、本発明の第３実施形態である鋼製たるき２４ｂが示されている。この鋼製たるき２４ｂは、ウエブ２５の一端側（図示では下端側）の第２フランジ２７が、第１，第２両実施形態の第２フランジ２７と逆向きに折り曲げて形成されている。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る薄鋼板製支持枠部材によると、円弧形状の折り曲げ部の曲率半径を変えて、該折り曲げ部と第３フランジの横幅寸法とをバランスさせることで中立軸の水平方向のずれを極力抑制できるので、もし、中立軸にずれがある場合は、ねじ等のファスニング施工した場合、部材の支持点を中心に断面のねじれが発生しても、それによる施工効率悪化を未然に防ぐことができ、また、断面の強度に関し、断面形状に無駄がないので、当該支持枠部材を取付金物を介して下部構造物に固定する際、設計図通りの施工が可能となって、構造的及び施工的にも優れる効果がある。
また、折り曲げ加工だけで成形できるため容易に加工できる。
【００２４】
さらに、第１フランジの先端を、円弧形状の折り曲げ部を介して折り返すことで第３フランジを設ける際、前記折り曲げ部の曲率半径を板厚の２倍以上とするので、折り曲げ部に発生する耐食上有害なメッキ層割れの幅を最小限に抑えることができて防食的にも優れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼製たるきの取付金物を介して下部構造物への取付状態を示す斜視図である。
【図２】図１の鋼製たるきの拡大端面図である。
【図３】第２実施形態に係る鋼製たるきの斜視図である。
【図４】図２の鋼製たるきの取付金物を介して下部構造物への取付状態を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係る鋼製たるきの端面図である。
【図６】薄鋼板製支持部材の比較例を示す端面図である。
【図７】図６の薄鋼板製支持部材の斜視図である。
【図８】薄鋼板製支持部材の第１従来例として示すＨ形鋼の端面図である。
【図９】（Ａ）は第２従来例として示すＣ形鋼の端面図、（Ｂ）は取付金物への取付状態を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は第３従来例として示すＺ形鋼の端面図、（Ｂ）は取付金物への取付状態を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）は第４従来例として示す箱形鋼の端面図、（Ｂ）は取付金物への取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２４，２４ａ，２４ｂ 鋼製たるき
２５ ウエブ
２６ 第１フランジ
２７ 第２フランジ
２８ 第３フランジ
２９ 円弧形状の折り曲げ部
３３ 取付金物
ｔ 板厚
ｒ 折り曲げ部の曲率半径

Claims (1)

1. 厚さ０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの一枚のプレメッキした薄鋼板をロールフォーミングにより曲げ加工して形成され、所定の長さを有し、取付金物に固着する薄鋼板製支持枠部材であって、その端面形状は、ウェブの端部を直角に折り曲げて第１フランジと第２フランジを設け、第２フランジの先端を直角に折り曲げて上向きのリップを設け、さらに第１フランジの一部を下側に折り曲げた上でその先端を、円弧形状の折り曲げ部を介して上側に折り返し、ウェブを越えて延長して第３フランジを設け、第３フランジの先端を直角に折り曲げて下向きのリップを設け、円弧形状折り曲げ部の曲率半径が板厚の２倍以上であり、第１フランジと第３フランジの水平部が密着しており、前記円弧形状の折り曲げ部の曲率半径と第３フランジのリップの長さを変えて形成することにより、当該支持枠部材の中立軸の位置が調整されていることを特徴とする薄鋼板製支持枠部材。

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