JP6306762B1 - 軽量鉄骨の建物構造 - Google Patents

Abstract

【課題】迅速かつ簡便にＣ型鋼を組み合わせて軽量鉄骨の建物の基本骨格を構築する軽量鉄骨の建物構造を提供する。【解決手段】軽量鉄骨の建物構造は、少なくとも２個の第１の固定部材５及び少なくとも２個の第２の固定部材を備える。第１の固定部材５は、２個のＣ型鋼４の長軸方向の両端にそれぞれ設置されて矩形管状の梁柱体２が形成される。梁柱体２を構成するＣ型鋼４は、パネル４１と、パネル４１の両側に設けられた２個の側板４２と、側板４２から互いに対向して延びた翼板４３とを有する。２個の翼板４３間には、開口側４５が形成される。第１の固定部材５は、第１の底面５１と、第１の底面５１の周縁から同じ方向へ延びた第１の側壁５３とを有する。第１の側壁５３の複数個のロック部材６により、開口側４５が互いに対向するように２個のＣ型鋼４のパネル４１と側板４２とが螺着されて梁柱体２が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、建物構造に関し、特にＣ型鋼により構成された軽量鉄骨の建物構造に関する。

近年、環境保護の意識の向上に伴い、生態環境の悪化、温室効果、地球温暖化などの現象を防ぐために、各産業界は資源の消費量が最少で、廃棄物の発生量が最少となる方策を考え出すことに努力を注いできた。建築業界では、求められる構造強度を得ながら、最も経済的な建築材料で建物を作る、いわゆる「緑の建築」が求められている。緑の建築の一つには軽量鉄骨の建物構造がある。軽量鉄骨は、安全で環境を汚染せず、高効率、軽量などの特性を有するため急速に普及した。例えば、アメリカでは１９９８年当時、１２万戸の需要があった。日本では、１９９５年に起きた阪神淡路大震災を契機に、軽量鉄骨に関する技術及び施工規格の研究が急速に進み、日本での利用に適するように、関連対策が施された。このような新しい技術及び工法は、日本にとって有益であるだけでなく、近年、同じように地震地帯に属する台湾にも導入されている。

軽量鉄骨の建物構造にとってＣ型鋼は主要な材料であり、Ｃ型鋼を組み合わせて横梁、立柱又は垂木を構成する。現代の建築工法では、これら横梁、立柱及び垂木は溶接方式で結合される。しかし、溶接作業には、溶接工による高品質の溶接が求められるため、コストが高かった。また、市販のＣ型鋼は、金属電気めっき又は溶融亜鉛めっきにより錆を防いでいたが、溶接作業により防錆層が破壊され、錆びて強度が低下する虞があったため、溶接方式により組み立てることは好ましくなかった。そのため、ボルトでＣ型鋼を組み立てる技術が開発された（例えば、特許文献１〜７）。しかし、従来技術ではＣ型鋼を組み合わせて建物の基本骨格を構築することは容易でない上、組立て強度及び利便性も低かった。

台湾特許第４３７７８２号公報 台湾特許第５１４０８９号公報 台湾特許第５９０１３４号公報 台湾特許第５９０１３５号公報 台湾実用新案登録第２７６０６７号公報 台湾実用新案登録第２９７９７２号公報 台湾実用新案登録第３１４２２２号公報

本発明の第１の目的は、固定部材を利用してＣ型鋼の両端に固定して横梁、立柱又は垂木を構成し、固定部材により横梁、立柱及び垂木のうちの何れか２つを接続し、単純なねじ止め方式により迅速かつ簡便にＣ型鋼を組み合わせて軽量鉄骨の建物の基本骨格を構築する軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。
本発明の第２の目的は、第１の固定部材により２個のＣ型鋼を突き合わせ接続し、矩形管状の立柱又は横梁を形成する以外に、立柱又は横梁間の結合部材として用いることもできるため、使用し易い軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。
本発明の第３の目的は、第２の固定部材によりＣ型鋼を隣り合う立柱又は横梁と組み合わせ、建物の床スラブ、壁面及び屋根の支持骨格を迅速に組み立てて使用し易い軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。
本発明の第４の目的は、第１の固定部材及び第２の固定部材を立柱、横梁及び垂木の両端の端面に固定し、端面の角度を変えて組み合わせるだけで、斜度を有する屋根を形成することができて使用し易い軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。
本発明の第５の目的は、第１の固定部材により２個のＣ型鋼を突き合わせ接続して梁柱体を矩形管体に形成し、第１の固定部材には、ケーブル穿孔が形成され、ケーブルが梁柱体内部に挿通されてＣ型鋼により保護され、２個のＣ型鋼を突き合わせ接続して形成した間隔隙間により通風・断熱効果を得る軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。
本発明の第６の目的は、梁柱体及び垂木の両端に固定部材がそれぞれ設けられているため、建物を随時改築したり増築したりすることができる軽量鉄骨の建物構造を提供することにある。

図１は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の梁と垂木とを組み合わせて構築した建物構造を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の梁を示す分解斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の梁を示す斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の垂木を示す分解斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の垂木を示す斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の梁を互いに結合して建物の横梁と立柱とを結合した状態を示す分解斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の垂木に梁を結合して建物の壁面を支持する骨格を形成する結合状態を示す分解斜視図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の梁に垂木を結合して建物の屋根を形成する結合状態を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１〜図５を参照する。図１〜図５に示すように、本発明の一実施形態に係る軽量鉄骨の建物構造の建物１は、少なくとも複数個の梁柱体２と、複数個の垂木３と、から構成されてなる。梁柱体２は、互いに結合されて建物１の主架構の横梁１１及び立柱１２が形成される。垂木３は、横梁１１と立柱１２との間に設置され、閉鎖板として用いて骨格を支え、建物１の床スラブ１３、壁面１４及び屋根１５を形成する。

本実施形態の梁柱体２は、２個のＣ型鋼４と、少なくとも２個の第１の固定部材５とから構成されてなる。Ｃ型鋼４は、パネル４１と、パネル４１の両側に設けられた２個の側板４２と、２個の側板４２から互いに対向して延びた翼板４３と、を有する。２個の翼板４３間には、開口側４５が形成される。第１の固定部材５は、方形状の第１の底面５１と、第１の底面５１の周縁から同じ方向へ延びた第１の側壁５３と、を有する。２個のＣ型鋼４は、開口側４５が互いに対向する。２個の第１の固定部材５は、２個のＣ型鋼４の長軸方向の両端にそれぞれ設けられ、第１の固定部材５の第１の側壁５３が２個のＣ型鋼の各パネル４１及び側板４２にそれぞれ対応する。第１の側壁５３には、Ｃ型鋼４の翼板４３に対応するように、２個の切欠溝５２と２個の切欠溝５２との間に挿通した片当て５７が設けられる。片当て５７は、Ｃ型鋼４の翼板４３を当止するために用い、２個のＣ型鋼４の互いに対向した両側には間隔隙間２２がそれぞれ形成され、複数個のロック部材６を介して第１の固定部材５の第１の側壁５３及び２個のＣ型鋼４が対応した各パネル４１と側板４２とに螺着し、２個のＣ型鋼４が固着されて矩形管状の梁柱体２が形成され、梁柱体２の端面には第１の固定部材５の第１の底面５１が位置し、他の梁柱体２と結合可能な結合点２１が設けられ、複数個のロック部材６を介して複数個の梁柱体２は、結合点２１で建物１の主架構の横梁１１及び立柱１２に結合する。

梁柱体２が長めである場合、２個のＣ型鋼４の軸方向の両端間の適宜な箇所に複数個の第１の固定部材５が螺設され、梁柱体２が竹の子のような竹の節状に形成されているため、梁柱体２の強度が向上し、横梁１１又は立柱１２を支える梁柱体２の支持性能を高めることができる。

また、第１の固定部材５の第１の底面５１の中心部には、電線、ＬＡＮケーブル、電話線など各種ケーブルを挿通させて横梁１１又は立柱１２中に隠すことができるため、見た目が良くなる上、ケーブルを保護することもできるケーブル穿孔５６が形成されている。

垂木３は、Ｃ型鋼４と、少なくとも２個の第２の固定部材７とから構成される。本実施形態のＣ型鋼４は、前述した梁柱体２を構成するＣ型鋼４と同じである。第２の固定部材７は、第２の底面７１と、第２の底面７１に隣り合う３個の周縁から同じ方向へ突き出た第２の側壁７２と、を有する。第２の側壁７２は、複数個のロック部材６により、Ｃ型鋼４の端部のパネル４１と側板４２とが螺着され、垂木３が形成される。第２の固定部材７の第２の底面７１は、垂木３の端面に位置して取付点３１が形成され、複数個のロック部材６を介して複数個の垂木３の両端が隣り合う梁柱体２間に取り付けられ、建物１の床スラブ１３、壁面１４及び屋根１５の支持骨格が構築される。

本実施形態のロック部材６は、リベットナット６１とボルト６２との組み合わせからなり、実際に使用する際、まず、Ｃ型鋼４及び固定部材５，７に円孔４６，５５，７３を形成した後、適切な円孔４６，５５，７３にリベットナット６１を固定してからボルト６２を螺合する。

上述の構造により、建物１を組み立てるとき、建物１の架構に基づき、コンピュータのソフトウェアを利用して必要なＣ型鋼４の数及びサイズならびに必要な固定部材５，７の個数を算出し、予め工場内で製作してから現地へ運んで組み立ててもよい。

現地で組み立てる場合、まず、複数個の梁柱体２を第１の固定部材５の第１の底面５１に形成した結合点２１を利用し、建物１の主架構の横梁１１及び立柱１２に結合する。詳細に述べると、図６は、横梁１１と立柱１２とが結合された状態を示し、梁柱体２の一側のＣ型鋼４のパネル４１上に直立し、もう一つの横置き配置された梁柱体２の第１の固定部材５の第１の底面５１がロック部材６により螺着され、第１の固定部材５の第１の側壁５３を利用し、横置き配置された梁柱体２の２個のＣ型鋼４がロック部材６を介して第１の固定部材５に螺着される。このように直立した梁柱体２と横置きに配置された梁柱体２とを結合し、建物１の主架構の横梁１１及び立柱１２が構築される。

建物１の主架構の横梁１１と立柱１２との組立てが完了した後、建物１の床スラブ１３、壁面１４及び屋根１５の垂木３に位置する支持骨格を組み立てることができる。例えば、壁面１４を例にとると、図７に示すように、垂木３両端の第２の固定部材７を、第２の底面７１に設けられた取付点３１を利用し、２個の梁柱体２の対向側のＣ型鋼４上に当接させてロック部材６で螺着した後、垂木３のＣ型鋼４の両端がロック部材６により第２の固定部材７の第２の側壁７２に螺着され、複数個の垂木３により構成された壁面１４の支持骨格を完成させ、垂木３を設置することにより後続の閉鎖板の工程を行い、建物１の壁面１４が形成される。勿論、床スラブ１３及び屋根１５の垂木３の支持骨格は、同様に前述の方式により完成させてもよい。

建物１の屋根を傾けて設ける場合、図８に示すように、屋根の立柱１２の両側に結合した梁柱体２と、垂木３と、屋根を支持する直立した梁柱体２との端面が斜面状に切欠され、その傾斜角度に合致し、第１の固定部材５に形成した結合点２１と、第２の固定部材７に形成した取付点３１とに固定すると斜度を有する屋根が組み立てられ、他の固定部材は必要無く、全体の組立てを容易に行うことができる。

上述したことから分かるように、本発明の軽量鉄骨の建物構造は、以下（１）〜（４）の効果を有する。
（１）固定部材をＣ型鋼の両端に固定して横梁、立柱又は垂木を構成し、同一構造の固定部材により横梁、立柱及び垂木のうちの何れか２つを接続し、単純なねじ止め方式により迅速かつ簡便にＣ型鋼を組み合わせて軽量鉄骨の建物の基本骨格を構築する。
（２）第１の固定部材及び第２の固定部材によりＣ型鋼を組み合わせて建物の梁、柱及び垂木を形成してから、第１の固定部材及び第２の固定部材により組み立てるため、施工者は、建物の架構に基づき、コンピュータのソフトウェアを用いて必要なＣ型鋼の数及びサイズならびに必要な第１の固定部材及び第２の固定部材の数を算出し、予め工場内で製作してから現地へ運んで組み立てると、現地で組み立てる工程を簡素化し、組立効率を高めることができる。
（３）第１の固定部材及び第２の固定部材を立柱、横梁及び垂木の両端の端面に固定し、端面の角度を変えて組み合わせるだけで、斜度を有する屋根を形成することができるため、その他の固定部材を別途用いる必要がなく、使用し易い。
（４）梁柱体は、第１の固定部材により２個のＣ型鋼を突き合わせ接続して矩形管体を形成し、第１の固定部材にケーブル穿孔を形成し、ケーブルが梁柱体内部に挿通されてＣ型鋼により保護され、２個のＣ型鋼を突き合わせ接続して形成した間隔隙間により通風・断熱効果を得る。

１ 建物
２ 梁柱体
３ 垂木
４ Ｃ型鋼
５ 第１の固定部材
６ ロック部材
７ 第２の固定部材
１１ 横梁
１２ 立柱
１３ 床スラブ
１４ 壁面
１５ 屋根
２１ 結合点
２２ 間隔隙間
３１ 取付点
４１ パネル
４２ 側板
４３ 翼板
４５ 開口側
４６ 円孔
５１ 第１の底面
５２ 切欠溝
５３ 第１の側壁
５５ 円孔
５６ ケーブル穿孔
５７ 片当て
６１ リベットナット
６２ ボルト
７１ 第２の底面
７２ 第２の側壁
７３ 円孔

Claims (3)

1. 少なくとも２個の第１の固定部材及び少なくとも２個の第２の固定部材を備えた軽量鉄骨の建物構造であって、
   前記第１の固定部材は、２個のＣ型鋼の長軸方向の両端にそれぞれ設置されて矩形管状の梁柱体が形成され、
   前記梁柱体を構成する前記Ｃ型鋼は、パネルと、前記パネルの両側に設けられた２個の側板と、前記側板から互いに対向して延びた翼板と、を有し、２個の前記翼板間には、開口側が形成され、前記第１の固定部材は、第１の底面と、前記第１の底面の周縁から同じ方向へ延びた第１の側壁と、を有し、前記第１の側壁の複数個のロック部材により、前記開口側が互いに対向するように２個の前記Ｃ型鋼の前記パネルと前記側板とが螺着されて前記梁柱体が形成され、
   前記第１の固定部材の前記第１の底面は、前記梁柱体の両端面に結合点が形成され、前記ロック部材を介して前記梁柱体が結合点で建物の主架構の横梁及び立柱に結合され、
   前記第２の固定部材は、前記Ｃ型鋼の長軸方向の両端にそれぞれ設置されて垂木が形成され、
   前記梁柱体を構成する前記Ｃ型鋼は、前記パネルを有し、前記パネルの両側には、前記側板がそれぞれ設けられ、前記側板には翼板がそれぞれ設けられ、前記翼板により画成された挿入空間には、前記第２の固定部材が設置され、前記第２の固定部材は、第２の底面と、前記第２の底面に隣り合う３個の周縁から同じ方向へ突き出た第２の側壁と、を有し、前記第２の側壁は、前記複数個のロック部材により、前記Ｃ型鋼の端部の前記パネルと前記側板とが螺着されて前記垂木が形成され、
   前記第２の固定部材の前記第２の底面は、前記垂木の両端面に取付点が形成され、前記第２の底面には、前記複数個のロック部材を挿通する複数個の穿孔が形成され、複数個の前記垂木の両端は、前記ロック部材により隣り合う前記梁柱体間に取り付けられて建物の床スラブ、壁面及び屋根の架構が構成されることを特徴とする軽量鉄骨の建物構造。
2. 前記第１の固定部材の前記第１の側壁は、前記Ｃ型鋼の前記翼板を入り込ませる２個の切欠溝と、前記切欠溝間に設けられた片当てと、を有し、
   前記片当てには、前記Ｃ型鋼の前記翼板が当止めされ、前記梁柱体の互いに対向する側には間隔隙間がそれぞれ形成され、
   前記第１の固定部材の前記第１の底面の中央部には、ケーブル穿孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軽量鉄骨の建物構造。
3. 前記ロック部材は、リベットナットとボルトとの組み合わせからなり、
   前記梁柱体の前記Ｃ型鋼の前記パネル及び前記側板には、前記第１の固定部材の前記第１の底面及び前記第１の側壁に対応するように、前記リベットナット及び前記ボルトを挿通する円孔がそれぞれ形成され、
   前記垂木の前記Ｃ型鋼の前記パネル及び前記側板には、前記第２の固定部材の前記第２の底面及び前記第２の側壁に対応するように、前記リベットナット及び前記ボルトを挿通する円孔がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軽量鉄骨の建物構造。