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

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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は標準で約32mm、中央の第4板部3dの幅Wは約28mmであり、中央の溝の幅W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。
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