JP5946199B2 - スチールハウス用構造部材 - Google Patents

Description

本発明はスチールハウス等の構造物に使用する構造部材であり、板材を折り曲げて凹凸断面とした構造部材に関する。より詳細には仕上げ材の取り付け面積を大きくすると共に、部材強度の向上を図ったスチールハウス用構造部材に関する。

一般的に、スチールハウス用構造部材は、低コストで製造できるので仮設住宅、工場、倉庫などの構造物に広く使われている。また、太陽光発電所の太陽光発電モジュールの設置架台としても利用可能なものである。
スチールハウス用構造部材は、構造物の荷重及び地震などにも耐えられるように十分な強度を有し、また、組立てやすいものである。

図１及び図２に示す従来のスチールハウス用構造部材１は、長尺の鋼板、鉄板またアルミ板などの金属製の板材の短辺を折り曲げて凹凸断面としたものである。
長手方向に平行に形成した第１折り曲げ部〜第６折り曲げ部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆにおいて板材が折り曲げられて第１板部〜第７板部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇからなる凹凸断面の構造部材１としたものである。

折り曲げ部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆにおいて、板材は、直角に折り曲げられて第１板部３ａ、第２板部３ｂ、第３板部３ｃ、第４板部３ｄ、第５板部３ｅ、第６板部３ｆ、及び第７板部３ｇからなる断面凹凸の構造部材部としてある。
図示の従来の凹凸断面の構造部材１の一般的な大きさは、第１板部３ａ、第３板部３ｃ、第５板部３ｅ及び第７板部３ｇは、同じ高さｈであり、２９ｍｍ程度を標準としている。

第１板部３ａと第３板部３ｃを結ぶ第２板部３ｂ及び第５板部３ｅと第７板部３ｇを結ぶ第６板部３ｆは、同じ幅Ｗ_１で凸形状であり、第３板部３ｃと第４板部３ｄ及び第５板部３ｅによって凹溝が形成され、全体として凹凸断面が形成される。凹溝の底部を構成する第４板部３ｄの幅Ｗ_３は、凸部の上辺を構成する第３板部３ｂ及び第６板部３ｆの幅Ｗ_１より僅かに幅を狭くしてある。
第２板部３ｂ及び第６板部３ｆの幅Ｗ_１は標準で約３２ｍｍ、中央の第４板部３ｄの幅Ｗ_３は約２８ｍｍであり、中央の溝の幅Ｗ_２は２６ｍｍである。

しかし、従来のスチールハウス用構造部材同士を接合して骨組みを構成し、この骨組、または、構造部材本体にスチールパネルまたは石膏ボードなどの仕上げ材を直接取り付けて仕上げとする場合、仕上げ材を固定することができる構造部材１の板部の断面幅が狭く、内装材または外装材などの仕上げ材の取り付けが困難な場合があった。
特に、幅が狭い中央部の第４板部３ｄに仕上げ材を取り付ける場合には更に難しいものであった。
勿論、板部の幅を広いものとすることは可能であるが、その分の材料費が増大するので経済的とはいえず、そのため、構造部材の使用個所に制限があり、また、取り付け作業に厳密性が要求されて高度な技術を必要とするため作業効率が低下するという問題があった。
更に、凹凸断面構造部材からなるフレームは荷重に対して強度が十分でない場合があった。

この構造部材１を間隔をあけて逆向きに対向配置し、それらの間に溝形鋼を配置して接合することによって閉断面の中空構造部材を形成することができる。この閉断面の空間内には必要に応じて空間とほぼ同じ形状の充填部材が充填される。充填材としては、発泡スチロール等の断熱材及び遮音材、吸音材が挙げられる。
構造部材と溝型鋼は、リベット、ボールねじ、タッピングねじ、スクリュー釘、もしくはボルト等の接合具、または、溶接によって接合されて一体化される。

特開昭５１−１０６２６号公報 大韓民国登録特許第１０−０６３４８９５号

本発明が解決すべき課題は、構造部材の材料費の増大を最小限に抑えて仕上げ材の取り付け面積を増大させることによって内装、または、外装仕上げ材の取り付けを容易とし、かつ、強度が増大されたスチールハウス用構造部材を提供することである。

前記の課題を解決するため、長尺の金属製板材の短辺を折り曲げ加工して両側が凸部、中央が凹部である凹凸断面のスチールハウス用構造部材であって、中央の凹部の上端部の幅より溝の底辺の幅を大きくして仕上げ材の取り付け面積を大きくしたものである。
具体的には、中央の凹部の側壁を構成する板材は、その中間部から凹部の外側に向かって傾斜させて凹部の底辺を拡大することによって仕上げ材の取り付け面積を大きくしたことを特徴とするスチールハウス用構造部材である。
また、中央の凹部の側壁を構成する板材の端部を側方に折り曲げて膨出部を形成することによって底辺を拡大して仕上げ材の取り付け面積を大きくしたことを特徴とするスチールハウス用構造部材である。

本発明のスチールハウス用構造部材は、仕上げ材の取り付け面の断面幅を増大させているが、材料費の増大を最小限に抑えてあり、仕上げ材の取付け面積の増大によって取り付けが容易となり、作業効率をあげることによって施工期間を短縮し、非熟練者であっても効率よく仕上げ材の取り付け作業が可能となるので、コストの低減効果が得られる。

また、モルタル仕上げの場合は、構造部材に形成された凹凸によってモルタル仕上げ材との一体化が強化され、更に、部材の断面係数が増大されるので構造部材の強度を高めるという効果が得られる。

従来のスチールハウス用構造部材の断面図。 従来のスチールハウス用構造部材の斜視図。 本発明のスチールハウス用構造部材の断面図。 本発明のスチールハウス用構造部材の斜視図。 本発明の構造部材を組み合わせた閉断面部材の断面図。 本発明の他の実施例の構造部材の断面図。 本発明の他の実施例の構造部材の斜視図。 本発明の他の実施例の構造部材を組み合わせた閉断面部材の断面図。 本発明の拡大辺に仕上げ部材を取付けた状態の断面図。 本発明の他の実施例の拡大辺に仕上げ部材を取付けた状態の断面図。

以下、添付の実施例の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

図３及び図４に示すように、本発明の構造部材１０は、長尺の鋼板、鉄板、または、アルミ板などの金属製板の短辺側を第１折り曲げ部１１ａ〜第４折り曲げ部１１ｄにおいて、ほぼ直角に折り曲げてあり、これらの折り曲げ部は長手方向に平行に形成してあり、幅Ｗ_１の第１板部１２ａ、第２板部１２ｂ、第３板部１２ｃ、第４板部１２ｄ、第５板部１２ｅ及び第６板部１２ｆから構成された凹凸断面が形成されている。

ここで、第１板部１２ａ、第３板部１２ｃ、第４板部１２ｄ及び第６板部１２ｆは、その他の第２板部１２ｂ及び第５板部１２ｅに対してほぼ直角に第１折り曲げ部１１ａ〜第４折り曲げ部１１ｄで折り曲げてあり、折り曲げ部にはアールが形成してある。

そして、中央の凹溝を構成する第３板部１２ｃと第４板部１２ｄは、その底部に向かって所定の割合で凹溝の外側に傾斜させることによって凹溝の底部の左右に拡大折り曲げ部１３ａ、１３ｂが形成してある。これら拡大折り曲げ部１３ａ、１３ｂによって第３板部１２ｃ及び第４板部１２ｄの間に第２板部１２ｂ及び第５板部１２ｅより広い幅Ｗｅの拡大板部１４が形成されている。

拡大折り曲げ部１３ａ、１３ｂは、拡大板部１４に対してθの角度となるように斜めに折り曲げられており、従来の凹凸断面の構造部材に比較して断面係数が増大されている。よって、本発明の構造部材１０は、断面係数の増大によって強度が高められたものとなる。角度θは、ほぼ６０度前後とするのが好ましい。

構造部材１０の左右の外側辺の第１板部１２ａ、第６板部１２ｆの高さｈ_１を、第３板部１２ｃ及び第４板部１２ｄと拡大板部１４で構成される中央部の底部拡大溝の高さｈより小さくすることによって、仕上げ部材を構造部材１０の拡大板部１４に取り付け易くしてある。この高さの差は、１〜２ｍｍ程度である。

また、第２板部１２ｂ及び第５板部１２ｅは、同じ幅Ｗ_１で断面が形成され、拡大板部１４の幅は第３板部１２ｃ及び第４板部１２ｄ間の幅Ｗ_２より幅が広くなり、仕上げ材取り付け面積が増大され、取り付け作業を容易なものとしている。
具体的には、拡大板部１４の幅Ｗｅは約３５ｍｍ、第３板部１２ｃ及び第４板部１２ｄ間の幅Ｗ_２は２６ｍｍである。

本実施例で上記形状の構造部材１０を製作するのに要する板材の幅は、約１９７ｍｍとなり、従来の構造部材より材料に対してのコスト負担がそれほど大きくなく、材料費を大きく増大させることなく仕上げ材の取り付け可能な面積を増大させることになる。

図５は、構造用部材１０を利用した閉断面中空部材の組み立て途中を示すものであり、４本の構造部材１０を組み合わせて接合した閉断面構造部材である。４本の構造部材の中で第１構造部材１０ａに対して直角に配置した第２構造部材１０ｂが接合され、第２構造部材１０ｂの側面に第３構造部材１０ｃが接合され、第３構造部材１０ｃの側面に第４構造部材１０ｄが接合され、第４構造部材１０ｄの他の側面には第１構造部材１０ａの他の側面が接合された構造であり、閉断面の中空構造部材である。

組み立てられた第１構造部材１０ａ、第２構造部材１０ｂ、第３構造部材１０ｃ、第４構造部材１０ｄの左右両外側、対向する第１板部１２ａと第６板部１２ｆの間の間隔Ｇは拡大板部１４の幅Ｗｅより狭いので、組み立て時には拡大折り曲げ部１３ａ、１３ｂを押し込んで第１板部１２ａと第６板部１２ｆを変形させながら拡大板部１４を内部に押し込んで組み立てる。

閉断面に組み合わされた構造部材の内部の中空部には発砲スチロールのような断熱材を充填したり、消音材などを充填する。この閉断面の構造体はスチールハウス等の建築物、または、太陽光電池モジュールの架台の柱または梁として使用することができる。

図６及び図７は、本発明の他の実施例であり、構造部材２０は、長尺の鋼板、鉄板またはアルミ板などの金属製の板材を、その長さの方向に平行に伸びた第１折り曲げ部２１ａ、第２折り曲げ部２１ｂ、第３折り曲げ部２１ｃ及びは第４折り曲げ部２１ｄと、これらの折り曲げ部２１ａ〜２１ｄによる所定幅の第１または第６板部２２ａ〜２２ｆで構成される凹凸断面の構造部材である。

第１板部２２ａ、第３板部２２ｃ、第４板部２２ｄ及び第６板部２２ｆは、他の第２板部２２ｂ、第５板部２２ｅに対して第１折り曲げ部２１ａ第４折り曲げ部２１ｄにおいてほぼ直角に折り曲げられている。
本発明の構造部材２０は、第３板部２２ｃ及び第４板部２２ｄの底部の端部が溝の外側に向けて曲面形状で突出するように折り曲げ加工されて拡大折り曲げ部２３ａ、２３ｂが形成され、他の辺の幅より広い幅の拡大板部２４が形成されている。
拡大折り曲げ部２３ａ、２３ｂは、第３板部２２ｃ及び第４板部２２ｄの下端部を約３ｍｍ外側に膨出させたものである。

構造部材２０の左右の側面に位置する第１板部２２ａ及び第６板部２２ｆの高さｈ_１は、それらの間に位置する第２板部２２ｂ及び第５板部２２ｅの高さｈ_２より、僅かに低くしてある。拡大板部２４の幅Ｗｅは第３板部２２ｃ及び第４板部２２ｄ間の幅より幅が広くなり、仕上げ材取り付け面積が増大されている。

本実施例で、上記形状の構造部材２０を製作するにあたって、材料幅は約２００ｍｍ程度で従来の構造部材より余分に必要であるが、実施例１と同様に従来の構造部材に比較して材料コストの増大負担がそれほど大きくなく、仕上げ材の取り付け面積を増大させることができる。

図８は本発明の他の実施例によるスチールハウス用構造部材の組み合わせ接合構造を示す断面図であり、本発明の閉断面構造体は、４本の構造部材２０を組み合わせて接合した閉断面構造材である。
４本の構造部材２０のうち、第１構造部材２０ａの側面に第２構造部材２０ｂが接合される構造で、第２構造部材２０ｂの側面に第３構造部材２０ｃが接合され、第３構造部材２０ｃの側面に第４構造部材２０ｄが接合され、第４構造部材２０ｄの他の面には第１構造部材２０ａの他の面が接合されている。

構造部材２０ａ〜２０ｄの両側、つまり、第１また第６板部２２ａ、２２ｆの間隔Ｇを短くすることによって拡大折り曲げ部２３ａ、２３ｂを強く押し込んで変形させ、容易に組合せ接合させることができる。
上記のように接合した構造部材は長尺の中空断面の柱材や梁材として使用可能となる。

図９及び図１０は、本発明の構造部材１０への仕上げ材１００の取り付け状態を示す断面図である。
図９及び図１０に示すように、仕上げ材１００を固定する部分が拡大板部１４にあたるようにすれば、構造部材１０、２０の拡大板部の取り付け面積は十分に広いので、仕上げ材１００の継ぎ目であっても余裕をもって容易に固定することが可能である。

１０、２０ 構造部材
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 折り曲げ部
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ：拡大折り曲げ部
１４、２４： 拡大板部

Claims (3)

1. 長尺の金属製板材の短辺を折り曲げ加工して両側が凸部、中央が凹部である凹凸断面のスチールハウス用構造部材であって、左右外側の板材の高さを中央部の凹部の高さより１〜２ｍｍ小さくしてあり、かつ、中央の凹部の側壁をその中間より下側から外側に傾斜させて拡幅し、上端部の幅より底辺の幅を大きなものとして仕上げ材の取り付け面積を拡大すると共に強度（断面係数）を高めたことを特徴とするスチールハウス用構造部材。
2. 請求項１において、側壁の外側への傾斜の開始位置が側壁の底端部であり、側壁底部が外側に膨出させてあることを特徴とするスチールハウス用構造部材。
3. 請求項１または請求項２の構造部材４個を外側面として組み立てた閉断面部材であり、各構造部材の接合面を接合部のみで接合してあることを特徴とするスチールハウス用構造部材。