JP5422846B2 - 筋交いフレーム - Google Patents

Description

この発明は、鉄骨軸組み構造物の構築に用いるＫ字形の筋交いフレーム、特にフレームを現場で精度よく組立てることができる筋交いフレームに関する。

例えば、鉄骨を用いた建物の軸組構造の一つとして、基礎の上に土台を設置し、この土台のコーナ部分に立設した隅柱間の上部に梁材をかけ渡し、上下に対向する土台と梁材の間に筋交いフレームを配置すると共に、必要に応じて中間柱を立設して構築し、この軸組構造の上に屋根組を設けるようにするものが知られている。

上記のような軸組構造において使用される筋交いフレームは、平行する両側一対の鋼管製縦柱材と、両側縦柱材を互いに結合する鋼管製の筋交い材とからなり、筋交い材は一方縦柱材の上端部に固定した斜め下向きの上部筋交い材と、一方縦柱材の下端部に固定した斜め上向きの下部筋交い材を用い、前記上部筋交い材と下部筋交い材の集合端部を他方縦柱材の上下中間部に溶接することにより、正面から見てＫ字形に組立てられ、この筋交いフレームを両縦柱材が垂直になるよう上下に位置する土台と梁材間に建て込むことにより、軸組構造の剛性を保つようになっている（例えば、特許文献１と２参照）。

上記のような溶接により組立てた筋交いフレームは、両側縦柱材が筋交い材で結合されて幅と長さのある構造に成っているので、どうしても全体の形状が嵩張り、そのままでは輸送や現場への搬入に不便であるため、上部筋交い材及び下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材の結合に、現場での組立てを可能とするボルト結合構造を採用し、両側縦柱材を分離して全体の形状を嵩低くすることで、現場への搬入を容易にした筋交いフレームが提案されている。

上記したボルト結合により組み立てる筋交いフレームは、筋交い材と他方縦柱材の結合が、断面コ字状で上下を同一方向に傾斜状となるよう屈曲させ、中央にボルト挿通孔が設けられたホルダー金具を用い、上部筋交い材及び下部筋交い材の集合側端部をホルダー金具の両端に嵌合し、両者の嵌合部分を溶接により固定化し、他方縦柱材の筋交い材を結合する位置にねじ孔を設け、前記ホルダー金具を他方縦柱材に重ね、ボルトをボルト挿通孔から前記ねじ孔にねじ込み、ホルダー金具を介して他方縦柱材に筋交い材を固定化して組立てるようにしている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−２９１１３９号公報 特開２００１−２２０８１８号公報 特開２００４−１５６２１４号公報

ところで、上記のような筋交いフレームは、軸組構造の剛性を保つために、その組立時に、縦柱材と筋交い材の結合強度と共に、両側縦柱材の上下位置関係や平行精度が要求されるものであるが、上記のようなボルト結合構造は、単純に縦柱材とホルダー金具を一本のボルトで締結するだけであるため、両側縦柱材の平行度は、製作時の各部の加工状態によって決定されることになり、組立て時に両側縦柱材の上下位置関係や並列する左右間隔方向の平行度を微調整することができないという点で改善の余地が見出された。

そこで、この発明の課題は、上記のような点に鑑み、ボルトでの結合による組立て時に、両側縦柱材の並列する間隔方向の平行度を簡単に精度よく微調整することができ、使用時に必要とする軸組構造の剛性確保を可能にすることができる筋交いフレームを提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、平行する縦柱材間に、一方縦柱材の上端部に固定した斜め下向きの上部筋交い材と、一方縦柱材の下端部に固定した斜め上向きの下部筋交い材を設け、前記上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材の上下中間部を調整式結合装置で結合して組立てる筋交いフレームであり、前記調整式結合装置が、上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材の何れか一方に対して、上下に間隔を設けて同軸心状の配置で固定された一対の固定部材と、前記上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材の何れか他方に固定され、上下に位置する前記固定部材間に納めるボルト受け部材と、前記固定部材とボルト受け部材の上下端部を結合するためのボルトの組み合わせからなり、前記ボルトで、固定部材とボルト受け部材を相対的に上下の位置調整ができるようにしたものである。

上記調整式結合装置は、固定部材にねじ孔が設けられ、このねじ孔にねじ込むボルトの軸部が固定部材を貫通する長さを有し、上記ボルト受け部材の上下端部にボルトの軸部が納まる嵌合孔が設けられ、固定部材のねじ孔に螺合した上下ボルトの軸部を嵌合孔に嵌め込むことで、上下固定部材間にボルト受け部材を上下位置調整可能に結合するようになっている構造とすることができる。

上記調整式結合装置は、固定部材にボルト挿通孔が設けられ、このボルト挿通孔に挿通するボルトの軸部が固定部材を貫通する長さを有し、上記ボルト受け部材の上下端部にボルトの軸部をねじ込むねじ孔が設けられ、固定部材に挿通した上下ボルトの軸部をねじ孔にねじ込むことで、上下固定部材間にボルト受け部材を上下位置調整可能に結合するようになっている構造とすることができる。

上記他方縦柱材に固定した補強プレートの両側に二枚の補強板を平行する対向状態に溶接し、前記二枚の補強板間の上下端部に上記固定部材がそれぞれ溶接によって固定され、上記ボルト受け部材は、上下部筋交い材の集合端部を上下に固定する取り付けプレートに溶接によって固定され、このボルト受け部材が前記二枚の補強板間に納まるようになっているようにしてもよい。

ここで、上記縦柱材と上下部筋交い材は角形の鋼管を用い、上下部筋交い材は両端を斜めにカットし、一方縦柱材の一面における上端部と下端部にＶ字状の配置となるよう溶接により固定し、上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材を調整式結合装置で結合することにより、例えば、高さ２７００ｍｍ、外幅が１０００ｍｍ程度となる大きさの筋交いフレームを形成することになる。

上記調整式結合装置は、上下の固定部材に螺合又は挿通したボルトで、角軸材を用いて形成されたボルト受け部材を上下から保持し、上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材を結合すると共に、上下ボルトのねじ込み量を調整することにより、上下固定部材とボルト受け部材を相対的に上下に移動させ、この移動を利用して、両縦柱材の上下位置及び垂直度の調整を行うことになる。

この発明によると、一方縦柱材に固定した上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材を調整式結合装置で結合し、この調整式結合装置が、上下の固定部材にねじ込み又は挿通したボルトでボルト受け部材を上下から保持することで、上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材を結合するように形成されているので、ボルトのねじ込み量を調整することにより、上下固定部材とその間に位置するボルト受け部材を相対的に異動させることができ、これによって、筋交いフレームの組み立て時に、両縦柱材の左右の垂直度や平行度及び上下の位置を精度よく調整することができ、建て込んだ軸組構造に必要とする剛性を確保する筋交いフレームとすることができる。

また、ボルト受け部材の両端部に、ボルトの軸部を嵌合又は螺合することで、固定部材とボルト受け部材を結合するので、上下部筋交い材の集合端部と他方縦柱材の結合に必要とする機械的強度を確保でき、筋交いフレームの組立てがボルト操作によって円滑に行えると同時に、組立て強度の向上を図ることができる。

この発明に係る第１の実施の形態の筋交いフレームの使用状態を示す軸組構造の一例を示す正面図 第１の実施の形態の筋交いフレームの組立てに用いる調整式結合装置を示す分解斜視図 第１の実施の形態の筋交いフレームにおける調整式結合装置の結合前の分解状態を示す縦断正面図 第１の実施の形態の筋交いフレームにおける調整式結合装置の結合状態を示す一部切欠き正面図 この発明に係る第２の実施の形態の筋交いフレームにおける調整式結合装置の結合前の分解状態を示す縦断正面図 第２の実施の形態の筋交いフレームにおける調整式結合装置の結合状態を示す一部切欠き正面図

以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１乃至図４に示す第１の実施の形態の筋交いフレーム１は、平行する一対の縦柱材２、３と、両縦柱材２、３間に配置され、一方縦柱材２の上端部に固定した斜め下向きの上部筋交い材４及び、一方縦柱材２の下端部に固定した斜め上向きの下部筋交い材５と、前記上部筋交い材４と下部筋交い材５の集合端部と他方縦柱材３の上下中間部を結合する調整式結合装置６と、前記一対の縦柱材２、３を上部と下部の位置で結合した横桟部材７、８とで形成されている。

上記両縦柱材２、３は、例えば、１００ｍｍ角で長さが２７００ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼管を用い、上下の端部は、溶接した端板９、１０によって閉鎖され、両縦柱材２、３は左右配置時の中心間隔を９００ｍｍ前後とすると共に、上部筋交い材４と下部筋交い材５は、５０ｍｍ角で厚さ３．２ｍｍの鋼管を用いて両端を斜めにカットし、一方縦柱材２の一面における上端部と下端部にベース板１１を介して溶接固定することにより、両縦柱材２、３間に傾斜角度が３３°となるＶ字状とすることで、この上下部筋交い材４、５と他方縦柱材３がＫ形の配置となり、高さ２７００ｍｍ、外幅が１０００ｍｍ程度となる大きさの筋交いフレーム１を形成することになる。

上記調整式結合装置６は、図２乃至図４に示すように、他方縦柱材３の上下中間部の上下に固定した一対の固定部材１２、１３と、前記一対の固定部材１２、１３に対して上下の相反する端部からねじ込んで取付け、固定部材１２、１３を貫通する長さの軸部を有するボルト１４と、前記一対の固定部材１２、１３間に余裕を持って納まる長さを有し、両端部にボルト１４の軸部１４ａが納まる嵌合孔１５、１５が同軸心状の配置で設けられ、上下部筋交い材４、５の集合端部に固定されるボルト受け部材１６とで形成されている。

上記補強プレート１８は上下に長く他方縦柱材３に溶接で固定され、この補強プレート１８の両側に長い帯板状となる二枚の補強板２０を平行する対向状態に溶接し、前記二枚の補強板２０間の上下端部に上記固定部材１２、１３がそれぞれ溶接によって固定され、この固定部材１２、１３は、４０ｍｍ角、長さ５０ｍｍの角軸材を用い、その軸心に沿ってねじ孔１７が貫通し、上下に１４０ｍｍの間隔を設けた配置となり、ねじ孔１７が上下に同軸心の配置となっている。

従って、他方縦柱材３に対して固定部材１２、１３は、補強プレート１８と二枚の補強板２０を介して、補強プレート１８から少し浮いた状態で固定され、固定部材１２、１３にかかる負荷の支持強度が優れた構造になっている。

上記ボルト１４の軸部１４ａは、固定部材１２、１３を貫通して上記嵌合孔１５に納まる程度の長さを有し、上下の固定部材１２、１３に対して上下の相反する端部からねじ込むようになっている。

上記ボルト受け部材１６は、上下の固定部材１２、１３間に余裕を持って納まる長さの上下に長い角軸材を用いて形成され、その両端部に底面が平坦となる深さ２５ｍｍの嵌合孔１５、１５が設けられ、上下部筋交い材４、５の集合端部を上下に固定する取付けプレート１９に対して溶接により固定されている。

なお、筋交いフレーム１は、一対の縦柱材２と３を上部筋交い材４と下部筋交い材５で結合したものが基本構造であるが、図１のように、他方縦柱材３の両面に調整式結合装置６を用いて上下部筋交い材４、５と一方縦柱材２を結合することにより、三本の縦柱材２、２と３が同一面で並列する複合筋交いフレームとしたり、他方縦柱材３の隣接する二面又は三面に調整式結合装置６を用いて上下部筋交い材４、５と一方縦柱材２を結合することにより、三本の縦柱材２、２、３を用いた平面Ｌ形のコーナ用筋交いフレームや平面Ｔ形の三方用筋交いフレームを構成することができる。

第１の実施の形態の筋交いフレーム１は、上記のような構成であり、次に、この筋交いフレーム１の組み立て及びこれを用いた鉄骨軸組み構造物の組み立て方法を説明する。

一方縦柱材２の一面側で上下両端部の位置に上部筋交い材４と下部筋交い材５を傾斜状に溶接し、この上部筋交い材４と下部筋交い材５の集合端部に、ボルト受け部材１６を備えた取付けプレート１９を一方縦柱材２と平行するように溶接した一方縦柱材２と、他方縦柱材３の一面側で上下の中間部位置に、上下に固定部材１２、１３が設けられた補強プレート１８を溶接した他方縦柱材３を工場で製作し、このような両縦柱材２と３を分解状態のままで建築現場に搬入する。

建築現場において、両縦柱材２と３を平行状に配置し、上下の固定部材１２、１３間にボルト受け部材１６を嵌め合わせ、上下の固定部材１２、１３にねじ込んだボルト１４の軸部１４ａの先端をボルト受け部材１６の上下に位置する嵌合孔１５に嵌挿し、前記固定部材１２、１３とボルト受け部材１６及びボルト１４からなる調整式結合装置６の結合によって、両縦柱材２と３が平行になる筋交いフレーム１の仮組み立てを行う。

上記調整式結合装置６は、上下の固定部材１２、１３に螺合したボルト１４をねじ込むことにより、ボルト１４の平坦となる軸部１４ａの先端が嵌合孔１５の底面に当接することにより、上下のボルト１４でボルト受け部材１６を上下から軸方向に挟み、上下のねじ筒１２、１３とボルト受け部材１６が上下に結合されると同時に、軸部１４ａと嵌合孔１５の嵌合部分が横方向に対する結合を保持することになる。

上記のような仮組み立ての筋交いフレーム１を図１のように、基礎ａ上に設けた土台ｂと、隅柱ｃ間の上部にかけ渡した梁材ｄの間に起立状となるよう建て込み、両縦柱材２と３の平行度を調整した状態で、両縦柱材２と３の下端は土台ｂと端板１０をボルト結合し、上端は梁材ｄと端板９をボルト結合することで建物の軸組構造を構築する。

上記両縦柱材２と３の平行度の調整は、上下ボルト１４のねじ込み量を調整することにより、上下の固定部材１２、１３とボルト受け部材１６を相対的に上下動させるようにすればよく、これによって、例えば、一方縦柱材２に対して他方縦柱材３の上下の位置や左右平行度の調整が行えることになり、両縦柱材２、３の左右の平行度や垂直度及び上下の位置を精度よく調整することで、建て込んだ軸組構造の必要とする剛性を確保することができる。

次に、図５と図６は、第２の実施の形態の筋交いフレーム１を示している。なお、上述した第１の実施の形態の筋交いフレーム１と同一部分には同一符号を付すことによって説明に代える。

この第２の実施の形態の筋交いフレーム１の調整式結合装置６は、固定部材１２、１３にボルト挿通孔２１が設けられ、このボルト挿通孔２１に挿通するボルト１４の軸部１４ａが固定部材１２、１３を貫通する長さを有し、上記ボルト受け部材１６の上下端部にボルト１４の軸部１４ａをねじ込むためのねじ孔２２が設けられ、固定部材１２、１３に挿通した上下ボルト１４の軸部１４ａをねじ孔２２にねじ込むことで、上下固定部材１２、１３間にボルト受け部材１６を上下位置調整可能に結合するようになっている。

従って、上記第１の実施の形態に対して第２の実施の形態の相違点は、第１の実施の形態は固定部材１２、１３にねじ孔１７を設けていたのに対して、第２の実施の形態ではボルト挿通孔２１とし、また、第１の実施の形態はボルト受け部材１６の上下端部に嵌合孔１５を設けたのに対し、第２の実施の形態ではねじ孔２２とした点であるが、上下ボルト１４の操作によって、固定部材１２、１３とボルト受け部材１６を相対的に移動させる点で共通している。

第２の実施の形態の筋交いフレーム１を組み立てる場合は、建築現場において、両縦柱材２と３を平行状に配置し、上下の固定部材１２、１３間にボルト受け部材１６を嵌め合わせ、上下の固定部材１２、１３に挿通したボルト１４の軸部１４ａをボルト受け部材１６の上下に位置するねじ孔２２に、ボルト１４の頭部が固定部材１２、１３に当接する状態にまで螺合し、前記固定部材１２、１３とボルト受け部材１６及びボルト１４からなる調整式結合装置６の結合によって、両縦柱材２と３が平行になる筋交いフレーム１の仮組み立てを行う。

上記調整式結合装置６は、上下の固定部材１２、１３に挿通したボルト１４をねじ孔２２にねじ込むことにより、上下のボルト１４で固定部材１２、１３とボルト受け部材１６を結合することになる。

上記のような仮組み立ての筋交いフレーム１で建物の軸組構造を構築するときの上記両縦柱材２と３の平行度の調整は、上下ボルト１４の一方を少し緩め、このボルト１４の頭部と固定部材１２又は１３との間に隙間を形成した状態で、他方ボルト１４を回動させ、前記隙間の範囲でボルト受け部材１６を上昇又は下降させ、これによって、例えば、一方縦柱材２に対して他方縦柱材３の上下の位置や左右平行度の調整が行い、両縦柱材２、３の左右の平行度や垂直度及び上下の位置を精度よく調整した後、他方ボルト１４を頭部が固定部材１２又は１３に当接するまでねじ込めば、固定部材１２、１３とボルト受け部材１６が固定化され、建て込んだ軸組構造の必要とする剛性を確保することができる。

１ 筋交いフレーム
２、３ 縦柱材
４ 上部筋交い材
５ 下部筋交い材
６ 調整式結合装置
７、８ 横桟部材
９ 端板
１０ 端板
１１ ベース板
１２ 固定部材
１３ 固定部材
１４ ボルト
１４ａ 軸部
１５ 嵌合孔
１６ ボルト受け部材
１７ ねじ孔
１８ 補強プレート
１９ 取付けプレート
２０ 補強板
２１ ボルト挿通孔
２２ ねじ孔

Claims (4)

1. 平行する縦柱材（２）と（３）間に、一方縦柱材（２）の上端部に固定した斜め下向きの上部筋交い材（４）と、一方縦柱材（２）の下端部に固定した斜め上向きの下部筋交い材（５）を設け、前記上下部筋交い材（４）、（５）の集合端部と他方縦柱材（３）の上下中間部を調整式結合装置（６）で結合して組立てる筋交いフレームであり、
   前記調整式結合装置（６）が、上下部筋交い材（４）、（５）の集合端部と他方縦柱材（３）の何れか一方に対して、上下に間隔を設けて同軸心状の配置で固定された一対の固定部材（１２）、（１３）と、
   前記上下部筋交い材（４）、（５）の集合端部と他方縦柱材（３）の何れか他方に固定され、上下に位置する前記固定部材（１２）、（１３）間に納めるボルト受け部材（１６）と、
   前記固定部材（１２）、（１３）とボルト受け部材（１６）の上下端部を結合するためのボルト（１４）の組み合わせからなり、
   前記ボルト（１４）で、固定部材（１２）、（１３）とボルト受け部材（１６）を相対的に上下の位置調整ができるように結合した筋交いフレーム。
2. 上記調整式結合装置（６）は、固定部材（１２）、（１３）にねじ孔（１７）が設けられ、このねじ孔（１７）にねじ込むボルト（１４）の軸部（１４ａ）が固定部材（１２）、（１３）を貫通する長さを有し、上記ボルト受け部材（１６）の上下端部にボルト（１４）の軸部（１４ａ）が納まる嵌合孔（１５）が設けられ、固定部材（１２）、（１３）のねじ孔（１７）に螺合した上下ボルト（１４）の軸部（１４ａ）を嵌合孔（１５）に嵌め込むことで、上下固定部材（１２）、（１３）間にボルト受け部材（１６）を上下位置調整可能に結合するようになっている請求項１に記載の筋交いフレーム。
3. 上記調整式結合装置（６）は、固定部材（１２）、（１３）にボルト挿通孔（２１）が設けられ、このボルト挿通孔（２１）に挿通するボルト（１４）の軸部（１４ａ）が固定部材（１２）、（１３）を貫通する長さを有し、上記ボルト受け部材（１６）の上下端部にボルト（１４）の軸部（１４ａ）をねじ込むねじ孔（２２）が設けられ、固定部材（１２）、（１３）に挿通した上下ボルト（１４）の軸部（１４ａ）をねじ孔（２２）にねじ込むことで、上下固定部材（１２）、（１３）間にボルト受け部材（１６）を上下位置調整可能に結合するようになっている請求項１に記載の筋交いフレーム。
4. 上記他方縦柱材（３）に固定した補強プレート（１８）の両側に二枚の補強板（２０）、（２０）を平行する対向状態に溶接し、前記二枚の補強板（２０）、（２０）間の上下端部に上記固定部材（１２）、（１３）がそれぞれ溶接によって固定され、上記ボルト受け部材（１６）は、上下部筋交い材（４）、（５）の集合端部を上下に固定する取り付けプレート（１９）に溶接によって固定され、このボルト受け部材（１６）が前記二枚の補強板（２０）、（２０）間に納まるようになっている請求項２又は３に記載の筋交いフレーム。

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