JP3984798B2

JP3984798B2 - 建築用合成部材

Info

Publication number: JP3984798B2
Application number: JP2001109788A
Authority: JP
Inventors: 良一菅野
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: JP2002303019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、スチールハウス等の小規模建築物における床板支持用梁材などに用いられる建築用合成部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅用構造物として、耐力耐震構造を有するスチールハウスが注目されている。そして、このようなスチールハウスを構築する骨組み構造体、例えば、床下地を構成する床板支持用梁材としては、通常、木材よりも軽量で、反りや捩じれ等に対して耐久性に優れた鋼材からなる溝形鋼が好適に用いられている。
【０００３】
従来、この種のスチールハウスなどに用いられる梁材では、図８（ａ）に示すような溝形鋼ａや、大きな耐力や剛性が要求される部位では、図８（ｂ）に示すような一対の溝形鋼ａのウエブ部ｂ同士を背中合わせに組合せて、ウエブ部ｂと上下両フランジ部ｃ，ｄとがＩ型の断面形態を有するようにドリルネジｅなどにて互いに接合してなる組立材が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した従来の梁材にあっては、溝形鋼ａのウエブ部ｂの厚さと高さとの比（高さ／厚さ）が大きくなることから、部材の耐力がウエブ部の剪断座屈により決定されて設計される場合が多いため、許容スパンが小さく、溝形鋼断面の性能を十分に活かしきれない状況が起きている。しかも、薄板鋼材の板厚が約１ｍｍ程度の溝形鋼ａからなるが故に、荷重の載荷点や支点部での大きな圧縮力の作用に伴って、図８（ａ），（ｂ）にそれぞれ点線で示すようなウエブ部ｂの局部破壊（クリップリング）が生じやすいといった問題もある。加えて、ウエブ部が薄いため、この部分から振動や異音などが発生し易いという問題もあった。
【０００５】
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたもので、高剛性かつ高耐力で、振動や異音などの発生防止に効果的な建築用合成部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するための第１の発明は、建築用合成部材であって、形鋼からなる一対のフランジ部と、該両フランジ部間に配置されて互いに接合される非金属系ボードからなるウエブ部とを有することを特徴としたことにある。
【０００７】
この場合、両フランジ部とウエブ部とは、略Ｉ型形状、溝形あるいはＺ型形状の断面形態に形成される。
【０００８】
第２の発明は、前記した第１の発明において、前記両フランジ部に前記ウエブ部の両端部が嵌合保持される嵌合凹部を形成してなることを特徴とした点である。
【０００９】
第３の発明は、前記した第２の発明において、前記両フランジ部に形成される嵌合凹部は、前記ウエブ部の両端部が圧嵌状態で弾性的に嵌合保持される形態を有することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、前記した第１乃至第３の発明において、前記両フランジ部とウエブ部とを接着剤にて接合してなることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、前記した第１乃至第４の発明において、前記両フランジ部とウエブ部とをねじや釘等のメカニカルな接合材を用いて接合してなることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、前記した第５の発明において、前記ウエブ部の両端部の接合部位に相当する前記両フランジ部のフランジ面を部分的に凹み形成してなることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、前記した第１乃至第６の発明において、前記非金属系ボードからなるウエブ部に、構造用合板、構造用パネル、ミディアムデンシティファイバーボード、パーティクルボードあるいはプラスチックを用いてなることを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、前記した第１の発明のフランジ部に適用される形鋼であって、ウエブ部との接合を容易にするために、ウエブ部との接合位置に凹部を設けることを特徴とする点にある。
【００１５】
【作用】
本発明に係る建築用合成部材は、曲げモーメントに対する抵抗要素としての両フランジ部を形鋼にて形成する一方、剪断力に対する抵抗要素としてのウエブ部を高剛性で局部変形に対する高い抵抗性を有する非金属系ボードにて構成してなるため、従前のように、ウエブ部の剪断座屈により耐力が決定されることがなくなり、許容スパンの増大化を図ることが可能になる。しかも、ウエブ部が高剛性化されるため、従前のようなウエブ部の局部破壊（クリップリング）が抑制されとともに、振動や異音などがウエブ部から発生し難く、遮音性能にも優れるという特徴もある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に示す図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に係る建築用合成部材、例えば、スチールハウスの骨組み構造体として用いられる床板支持用梁材の第１の実施形態を示す。
【００１７】
図１に示すように、梁材１は、形鋼の中でも最も典型的な溝形鋼２１からなる上下一対のフランジ部２と、これら上下両フランジ部２間に配置されて接合される高剛性の非金属系ボード３１からなるウエブ部３とで略Ｉ型形状の断面形態に組み立てられている。
【００１８】
この場合、梁材１の上下両フランジ部２を形成する溝形鋼２１としては、厚さが０．５〜３．２ｍｍ、好ましくは、１．２〜１．６ｍｍの薄板鋼材からなる。一方、梁材１のウエブ部３を形成する非金属系ボード３１としては、例えば、厚さ９ｍｍ程度のＪＡＳ規格で規定された構造用合板、ＯＳＢ／ＪＡＳ規格で規定された構造用パネル、ＪＩＳ−Ａ５９０５で規定されたミディアムデンシティファイバーボード（ＭＤＦ：中質繊維板）、ＪＩＳ−Ａ５９０８で規定されたパーティクルボードあるいはプラスチックなどが好適に用いられる。
【００１９】
図２は、梁材１のフランジ部２とウエブ部３との接合状態を示す。すなわち、溝形鋼２１と非金属系ボード３１の端部３１ａとを接合するには、図２（ａ）に示すように、例えば、木工用接着剤４にて単に突合せ接合するか、あるいは、図２（ｂ）に示すように、ドリルねじや釘等の接合材５の打込みによるメカニカルな接合にて行われる。また、このようなドリルねじや釘等の接合材５による場合には、フランジ部２のフランジ面２ａを形成する溝形鋼２１に凹み２２を、非金属系ボード３１の端部３１ａの接合部位に相当する部位に設け、この凹み２２によって接合材５の頭部５ａの突出を避けるようにすることが好ましい。
【００２０】
図３及び図４（ａ）〜（ｃ）は、梁材の第２の実施形態を示す。この梁材１は、上下両フランジ部２を形成する溝形鋼２１に嵌合凹部２３をフランジ面２ａと面一に設け、この嵌合凹部２３にウエブ部３を形成する非金属系ボード３１の端部３１ａを嵌合させてなる構成を有する。そして、溝形鋼２１と非金属系ボード３１の端部３１ａとの接合は、図４（ａ）に示すように、例えば、木工用の接着剤４を介して接合するか、あるいは、図４（ｂ）に示すように、ドリルねじや釘等の接合材５の打込みによるメカニカルな接合にて行われる。このドリルねじや釘等の接合材５による接合の場合には、前記した第１の実施形態と同様に、溝形鋼２１に形成される嵌合凹部２３をフランジ部２のフランジ面２ａから凹ませることにより、接合材５の頭部５ａの突出を避けるようにすることが好ましい。
【００２１】
また、接着剤４による接合の場合には、図４（ｃ）に示すように、溝形鋼２１に形成される嵌合凹部２３の間口幅Ｗ１を非金属系ボード３１の厚さＷ０と同等か狭くし（Ｗ１≦Ｗ０）、その奥行幅Ｗ２を非金属系ボード３１の端部３１ａの厚さＷ０よりも広くする（Ｗ０＜Ｗ２）ことにより、嵌合凹部２３に非金属系ボード３１の端部３１ａが圧嵌状態で弾性的に嵌合保持されるようにすることが好ましい。これにより、梁材１の上下両フランジ部２とウエブ部３との組立段階における非金属系ボード３１の保持が容易になり、施工効率を大幅に向上させることが可能になる。
【００２２】
図５は、梁材の第３の実施形態を示す。この梁材１は、上下両フランジ部２とウエブ部３とを溝形の断面形態に接合してなる構成を有する。
【００２３】
図６は、梁材の第４の実施形態を示す。この梁材１は、上下両フランジ部２とウエブ部３とをＺ型形状の断面形態に接合してなる構成を有する。
【００２４】
そして、これら第３、第４の実施形態では、上下両フランジ部２とウエブ部３とが、前記した第２の実施形態と同様な接合形態を有し、接着剤４による接合の場合には、図７に示すように、嵌合凹部２３の間口幅Ｗ１を非金属系ボード３１の端部３１ａの厚さＷ０よりも狭くし（Ｗ１＜Ｗ０）、その奥行幅Ｗ２を非金属系ボード３１の端部３１ａの厚さＷ０よりも広く（Ｗ０＜Ｗ２）することによって、嵌合凹部２３に非金属系ボード３１の端部３１ａが圧嵌状態で弾性的に嵌合保持されるように構成されている。
【００２５】
なお、前記した本発明に係る建築用合成部材の各実施形態において、例えば、スチールハウスの骨組み構造体として用いられる床板支持用梁材を例にして説明したが、他の建築用骨組み構造体として用いることも可能である。その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能なことは云うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る建築用合成部材によれば、曲げモーメントに対する抵抗要素としての両フランジ部を薄板溝形にて形成する一方、剪断力に対する抵抗要素としてのウエブ部を高剛性の非金属系ボードにて形成してなるため、従前のように、ウエブ部の剪断座屈により耐力が決定されることがなくなり、許容スパンの増大化を図ることができる。しかも、ウエブ部が高剛性化されるため、従前のようなウエブ部の局部破壊（クリップリング）が抑制され、振動や異音などの遮音性能にも優れるとともに、全体の曲げ剛性も増大する。
【００２７】
そして、このような建築用合成部材を、例えば、住宅用構造物として構築されるスチールハウスの骨組み構造体として用いることにより、低コスト化と居住性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建築用合成部材の第１の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】同じくフランジ部とウエブ部との接合形態を示し、図２（ａ）は接着剤による接合形態の説明図、図２（ｂ）は、ねじや釘等の接合材による接合形態の説明図である。
【図３】本発明に係る建築用合成部材の第２の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図４】同じくフランジ部とウエブ部との嵌合よる接合形態を示し、図４（ａ）は接着剤による接合形態の説明図、図４（ｂ）は、ねじや釘等の接合材による接合形態の説明図、図４（ｃ）は圧嵌状態での弾性保持による接合形態の説明図である。
【図５】本発明に係る建築用合成部材の第３の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る建築用合成部材の第３の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図７】同じくフランジ部とウエブ部との嵌合よる接合形態を示す説明図である。
【図８】従来の床板支持用梁材をそれぞれ示し、図８（ａ）は溝形鋼の形態を概略的に示す断面図、図８（ｂ）は溝形鋼を背中合わせに接合してなる形態を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１建築用合成部材（梁材）
２フランジ部
２ａフランジ面
２１溝形鋼
２２凹み
２３嵌合凹部
３ウエブ部
３１非金属系ボード
３１ａ端部
４接着剤
５接合材（ねじ、釘等）
Ｗ０非金属系ボードの厚さ
Ｗ１嵌合凹部の間口幅
Ｗ２嵌合凹部の奥行幅

Claims

形鋼からなるフランジ部と、該両フランジ部間に配置されて互いに接合される非金属系ボードからなるウエブ部とを有することを特徴とする建築用合成部材。
前記両フランジ部に前記ウエブ部の両端部が嵌合保持される嵌合凹部を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の建築用合成部材。
前記両フランジ部に形成される嵌合凹部は、前記ウエブ部の両端部が圧嵌状態で弾性的に嵌合保持される形態を有することを特徴とする請求項２に記載の建築用合成部材。
前記両フランジ部とウエブ部とを接着剤にて接合してなることを特徴とする請求項１、２または３に記載の建築用合成部材。
前記両フランジ部とウエブ部とをねじや釘等のメカニカルな接合材を用いて接合してなることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の建築用合成部材。
前記ウエブ部の両端部の接合部位に相当する前記両フランジ部のフランジ面を部分的に凹み形成してなることを特徴とする請求項５に記載の建築用合成部材。
前記非金属系ボードからなるウエブ部に、構造用合板、構造用パネル、ミディアムデンシティファイバーボード、パーティクルボードあるいはプラスチックを用いてなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の建築用合成部材。
請求項１に記載される建築用合成部材のフランジ部に適用される形鋼であって、ウエブ部と接合される部分に嵌合用の凹部を有する合成部材用フランジ形鋼。