JP6548266B2 - 床付き布わく - Google Patents

Description

本発明は、仮設足場等に使用する床付き布わくに関し、より詳しくは下面側に補強用の中間板を備えた床付き布わくに関するものである。

鋼製やアルミ製の床付き布わくは、上面が踏み面となる長尺状の床材の両側方端部に補強用の折返し部を形成し、この折返し部付きの床材の長手方向両端部に断面コ字状の梁材を外嵌する共に、梁材と床材との重なり部分の数箇所をスポット溶接等によって固定した構造になっている。

ところで、床付き布わくは、作業性および安全性向上のため軽量化への要求が高まっている一方、その踏み面に人や資材が載るため、十分な強度が要求され、特に床材は人が歩いても撓むことのないようにしなければならず、したがって、従来の床付き布わくは、踏み面に荷重が加わったときの床材の開きを防止し、断面形状を維持することにより長手方向全体のたわみを小さくするために、下面側に折返し部同士を連結する中間板が設けられており、これに関する文献としては下記特許文献１および２に記載のものがある。

特許文献１には、床材の両側方端部に設けられた折返し部同士を連結する、中間板としての平坦帯状の補鋼部材が開示されており、この補鋼部材は、踏み面に荷重が加わったときの床材の開きを防止して長手方向全体のたわみを小さくするが、床材裏面と補鋼部材との間には空間があり、床材からの荷重を引き受ける構造とはなっていないため、人が歩行した際に床材が局所的に沈みフワフワとした歩行感を与えるという問題がある。

これに対して、特許文献２の図９には、床材の両側方端部に設けられた折返し部同士を連結する、中間板としてのＺ字形状の連結板が開示されており、この連結板は床材裏面に当接する立上がり壁を有していて床材からの荷重を引き受ける構造であるため、床材の長手方向全体のたわみを抑制できる共に床材の局所的な沈み込みに起因したフワフワ感も改善される。

特開２０１４−８０８４５号公報 実開平７−２３１４４号公報

ところが、特許文献２の図９に記載される連結板は、床材からの繰り返し荷重が立上がり壁を通じて直接伝達され、この繰り返し荷重が連結板を折返し部に固定している溶接箇所に集中して、この溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する可能性があり、耐久性の面で改善の余地があった。

それ故、本発明は、軽量化を図りつつ、床材の長手方向全体のたわみのみならず床材の局所的な沈み込みを防止すると共に、床材の折返し部と中間板とを接合する溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する問題を改善あるいは解決可能な床付き布わくを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第１の発明の床付き布わくは、長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも１つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に床材長手方向に沿うその側方端が溶接部を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有し、
前記溶接部は、床材長手方向の少なくとも一方側で、前記横架壁の側方端から５ｍｍ以上延出する肉盛部分を有することを特徴とするものである。

なお、本発明の床付き布わくにあっては、前記肉盛部分は、床材長手方向の両側で、前記横架壁の側方端を超えて５ｍｍ以上延出することが好ましい。

本発明の床付き布わくにあっては、前記折返し部の下面から前記床材の上面までの高さは５０ｍｍ未満であり、かつ前記横架壁の、床材長手方向に沿った長さは２４ｍｍ以上４０ｍｍ未満であることが好ましい。

しかも、本発明の床付き布わくにあっては、前記立上がり壁の幅は４７ｍｍ以上１３０ｍｍ未満であることが好ましい。

本発明の床付き布わくによれば、床材の折返し部を床材の下面側で相互に連結する中間板を設けたことにより、軽量化を図りつつ、床材の踏み面に荷重が加わった際の床材のたわみを有効に低減ないし防止することができる。また、中間板には立上がり壁が設けられ、この立上がり壁が床材の下面を支持して床材の沈み込みを防ぐため、軽量化を図りつつ、歩行感を改善することができる。更に、中間板と折返し部とを接合する溶接部に肉盛部分が設けられた本発明によれば、溶接部の熱影響部を荷重負荷時の応力集中部から離すと共に溶接部を補強することができ、亀裂や破断の発生を効果的に低減ないし防止することができる。

本発明の一実施形態の床付き布わくを仮設足場の腕木材間に架け渡した 状態で示す斜視図である。 図１の床付き布わくの底面図である。 図２中のＡ−Ａ線に沿う断面斜視図である。 図２中のＢ部拡大底面図である。 従来の床付き布わくにおける、Ｂ部と同様の位置での拡大底面図である。 中間板の横架壁の側方端の前端または後端の位置と、溶接部の熱影響部（床材長手方向における前端または後端）の位置との間の距離を様々に変えて、溶接部の熱影響部に生じる応力をＦＥＭ解析により求めた結果を示すグラフである。 中間板の横架壁の長さと床付き布わくのねじり変位（ねじり剛性）との関係をＦＥＭ解析により求めた結果を示すグラフである。 図７のＦＥＭ解析に用いた中間板の半分モデルである。 図１の床付き布わくの横断面図である。 中間板の立上がり部の幅と床材のたわみ量との関係をＦＥＭ解析により求めた結果を示すグラフである。 図１０のＦＥＭ解析に用いた床材の半分モデルである。 床付き布わくの、図２中のＢ部と同様の部分を拡大して示す底面図である。 床付き布わくの、図２中のＢ部と同様の部分を拡大して示す底面図である。 本発明の他の実施形態の床付き布わくを示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここで、図１は、第１の発明の一実施形態の床付き布わくを仮設足場の腕木材間に架け渡した状態で示す斜視図であり、図２は、図１の床付き布わくの底面図であり、図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿う断面斜視図であり、図４は、図２中のＢ部拡大図である。

図１および２に示すように、床付き布わく１は、概して、長尺状に延びる床材３と、この床材３の長手方向各端部に外嵌されると共に床材３にスポット溶接等で固定された梁材５と、この梁材５の端部近傍でボルトやリベット等で床材３に固定されたつかみ金具７を備えており、これらのつかみ金具７を仮設足場Ｓの一部材として平行配置された２つの腕木材ｓ１，ｓ２に引っ掛けることで床付き布わく１を敷設することができる。

床材３は、例えば鋼板からなり、その上面が踏み面を構成する平板状の本体部３ａと、この本体部３ａの下面側で該本体部３ａの両側方端部にそれぞれ一体に設けられた折返し部３ｂとを有し、本体部３ａには、図３に示すように、上面側から下面側に突出すると共に床材長手方向に延びる補強用のリブ９と、下面側から上面側に突出した滑り止め用の多数のエンボス１１が形成されている。補強用のリブ９は図示例では、中央と各端部とに計３本設けられ、その深さは中央のリブ９が端部のリブ９よりも深いが、これに限定されず、例えばリブ９の本数は２本以下としたり４本以上としたりしてもよく、またリブ９の深さも適宜変更することができる。

床材３の折返し部３ｂは、本体部３ａの長手方向に沿う側端縁から下方に延出した側壁３ｂ_１と、側壁３ｂ_１の下端から本体部３ａに沿って床材幅方向内側に向けて延出された底壁３ｂ_２と、底壁３ｂ_２の内端縁から上方向に延出した起立壁３ｂ_３とが一体に形成されている。これらの壁３ｂ_１，３ｂ_２，３ｂ_３は、床材３を形成するための素材鋼板にエンボス加工を施した後、ロールフォーミング成形することにより形成することができる。折返し部３ｂは図示例に限定されず、起立壁３ｂ_３を有さない形状や起立壁３ｂ_３が床材３の本体部３ａの下面近傍位置まで延出した形状等とすることができる。折返し部３ｂの底壁３ｂ_２から床材３の上面までの高さは５０ｍｍ未満とすることが好ましい。

また、床付き布わく１は、図２および図３に示すように、床材３の折返し部３ｂ同士を連結する中間板１３を備えている。中間板１３の個数は床材３の板厚や長さにもよるが、３個以上とすることが好ましく、４個とすることがより好ましい。また、中間板１３は床材長手方向で略等間隔に配置することが好ましい。本実施形態の中間板１３は、後述のように、その機能を損なうことなく従来のものに対して軽量化されているため、中間板１３を４個配置しても床付き布わく１の重量増加への影響は小さい。

各中間板１３は、例えば鋼板から所定形状のブランクに打ち抜かれてそのブランクをプレス曲げ加工することによりＺ字形状に成形される。すなわち、中間板１３は、折返し部３ｂの底壁３ｂ_２間に水平に架け渡される帯板状の横架壁１３ａと、床材長手方向を前後方向として、横架壁１３ａの前端縁または後端縁から上方に立ち上がる立上がり壁１３ｂとを有し、立上がり壁１３ｂの上端部分１３ｂ_１は前方または後方に折曲されると共に床材３の本体部３ａの下面に当接している。立上がり壁１３ｂの上端部分１３ｂ_１は本体部３ａの下面にスポット溶接等により接合することが好ましい。立上がり壁１３ｂには、本体部３ａに形成された中央のリブ９との干渉を避けるための切欠きｐが形成されている。

本実施形態においては、横架壁１３ａの側方端は溶接部１５を介して折返し部３ｂの底壁３ｂ_２に接合されている。溶接部１５はアーク溶接法等の既知の溶接法により形成され、図４に示すように、床材長手方向の少なくも一方側（図示例では両側）において、横架壁１３ａの側方端から５ｍｍ以上延出する、肉盛溶接により形成された肉盛部分１５ａを有している。すなわち、図示例では、床材長手方向を前後方向として、横架壁１３ａの側方端の前端から前方に５ｍｍ以上の肉盛部分１５ａが形成されると共に、横架壁１３ａの側方端の後端から後方に５ｍｍ以上の肉盛部分１５ａが形成されている。

ここで、溶接部１５の両端部に所定長の肉盛部分１５ａを設けたことは次の理由による。つまり、発明者らは、図５に示すような、溶接部１５に肉盛部分を設けていない従来の床付き布わくのモデルにおいて、床材３の踏み面に所定荷重を加えたときの応力分布をＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）解析した結果、中間板１３の横架壁１３ａの側方端の前端または後端の位置（図５中のａ部）で過大な応力が集中していることが判明した。また、実際に、この従来の床材３の踏み面に、溶接部１５またはその周辺に亀裂や破断が発生するまで所定荷重を繰り返し負荷する疲労実験を行い、クラックの破断面およびその位置を観察したところ、クラックが溶接部１５の前端または後端の熱影響部（図５中のｂ部）を起点に発生していることが確認された。そこで発明者らは、溶接部１５の長さを横架壁１３ａの側方端の長さよりも長くし、これらのａ部とｂ部とを床材長手方向に離間させることで応力集中を緩和し、クラックの発生を低減ないし防止できることを見出し、第１の発明を完成した。

図６は、ａ，ｂ部間の距離（床材長手方向に沿った水平距離）を様々に変えて上記同様のＦＥＭ解析を行った結果を示すグラフであり、横軸はａ，ｂ部間距離、縦軸はｂ部における応力の大きさをしている。このグラフから、ａ，ｂ部間距離を５ｍｍ以上にすることでｂ部における応力が大幅に低減されることが分かる。また実際の実験によっても溶接部１５の両端部に５ｍｍ以上の肉盛部分１５ａを設けることで、クラックの発生を低減ないし防止できることが確認されている。また、図６のグラフでは、ａ，ｂ部間距離が６ｍｍを超えるとｂ部における応力の低減効果は飽和しているが、実際にはａ，ｂ部間距離が６ｍｍを超えてもクラックの発生抑制効果は飽和せず、より高い抑制効果が得られることが確認されている。よって、ａ，ｂ部間距離、つまり肉盛部分１５ａの長さは、５ｍｍ以上とするのが好ましく、６ｍｍ以上とするのがより好ましい。また、肉盛部分１５ａの長さが過度に長いと溶接時間が長くなり生産性が低下するため、１５ｍｍ以下とすることが好ましく、１０ｍｍ以下とすることがより好ましい。

また、上述した疲労試験の結果、折返し部３ｂおよび中間板１３の横架壁１３ａの板厚が薄いと、溶接部１５の前端または後端位置（ｂ部）において、折返し部３ｂ（特に底壁３ｂ_２）および中間板１３の横架壁１３ａに早期にクラックが生じることが分かった。折返し部３ｂおよび中間板１３の横架壁１３ａの板厚を大きくすればクラックの発生を低減ないし防止することができるが、重量が増大する。よって、クラックの発生を低減ないし防止すると共に、軽量化を図るため、折返し部３ｂの板厚は０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることが好ましい。また、中間板１３の板厚は０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることが好ましい。

発明者らは中間板１３についての更なる研究により、中間板１３の横架壁１３ａの、床材長手方向の長さが床付き布わく１のねじり剛性に寄与することを発見した。図７のグラフを参照して、中間板１３の横架壁１３ａの当該長さと床付き布わく１のねじり変位（ねじり剛性）との関係をＦＥＭ解析した結果について述べる。ＦＥＭ解析では、図８に示す中間板１３の半分モデルを含む床材３の半分モデルを用い、床材３の厚みを０．９５ｍｍ、梁材５の厚みを１．１５ｍｍ、中間板１３の厚みを１．１５ｍｍとし、横架壁１３ａの長さｃを変化させて解析を行った。図７のグラフ中、横軸は中間板１３の横架壁１３ａの、床材長手方向の長さｃであり、縦軸は床付き布わく１のねじり変位である。また、「シングル」とは図１に示すように、一組の梁材５間に１枚の床材３を張り渡した床付き布わく１を指し、「ダブル」とは、一組の梁材５間に２枚の床材３を互いに平行に張り渡した床付き布わく１を指す（図１４）。このグラフから、シングルの床付き布わく１では、中間板１３の横架壁１３ａの床材長手方向の長さｃが２４ｍｍ以上で所定の目標値（規格で示される基準に試験時のバラツキ等を考慮した目標値）、ここでは労働安全衛生法第４２条の規定に基づき定められた「鋼管足場用の部材及び附属金属の規格」（労働省告示第１２０号）の第２５条に規定する基準を満たすこと分かる。また、ダブルの床付き布わく１では、横架壁１３ａの床材長手方向の長さｃを２６ｍｍ以上とすることで上記所定の目標値、ここでは上記基準を満たすことが分かる。なお、中間板１３の横架壁１３ａの床材長手方向の長さｃを大きくすると重量の増加を招くため、当該長さｃは４０ｍｍ未満とすることが好ましい。

中間板１３の立上がり壁１３ｂは、床材３の下面を支持して歩行感を向上させる機能を有するが、重量の増加を伴う。そこで可能な限り不要な部分を削除した形状を目指し研究を行った結果、図９に示すように、立上がり壁１３ｂの幅（立上がり部１３ｂの、床材幅方向の長さ）ｄは、床材３の剛性（たわみ量）で評価される歩行感へ与える影響は小さいことが確認された。図１０に示すグラフは、立上がり壁１３ｂの幅ｄを様々に変更し、そのときの床材のたわみ量をＦＥＭ解析した結果を示し、横軸は中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅ｄであり、縦軸は床材３のたわみ量である。ＦＥＭ解析では、図１１に示す床材３の半分モデル（中間板１３を含む）を用い、床材３の上面の幅方向中央部に４０ｋｇｆの荷重を負荷し、そのときの床材３の中央部のたわみ量（変位量）δ１、折返し部のたわみ量（変位量）δ２を算出した。床材３の荷重作用部の局部たわみ量δは、δ＝δ１−δ２により算出する。図１０のグラフからも分かるように、立上がり壁の幅が約４７ｍｍ以上で各たわみ量δ，δ１，δ２に大きな変化は見られなくなり、定常化する。よって、中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅は４７ｍｍ以上とするのが好ましい。また、軽量化のため、中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅は１３０ｍｍ未満とするのがより好ましい。

以上の説明からも明らかなように、本実施形態の床付き布わく１によれば、床材３の折返し部３ｂを床材３の下面側で相互に連結する中間板１３を設けたことにより、床材３の踏み面に荷重が加わった際の床材３のたわみを有効に低減ないし防止することができる。また、中間板１３には立上がり壁１３ｂが設けられ、この立上がり壁１３ｂが床材３の下面を支持して床材３の沈み込みを防ぐため、歩行感を改善することができる。また、中間板１３と折返し部３ｂとを接合する溶接部１５に肉盛部分１５ａが設けられていることで、溶接部１５の熱影響部（ｂ部）を荷重負荷時の応力集中部（ａ部）から離すと共に溶接部１５を補強することができ、亀裂や破断の発生を効果的に低減ないし防止することができる。

更に、床材３の折返し部３ｂの下面から床材３の上面までの高さを５０ｍｍ未満とし、かつ中間板１３の横架壁１３ａの、床材長手方向に沿った長さｃを２４ｍｍ以上４０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。

更に、中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅を４７ｍｍ以上１３０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。

図１２、図１３は、図２中のＢ部と同様の部分を拡大して示す底面図である。

図１２に示す床付き布わく１では、前述の実施形態の床付き布わく１における溶接部１５に代えて、中間板１３の横架壁１３ａの側方端部と折返し部３ｂとは、その相互間に設けられた接着剤１７を介してそれぞれ接合されており、これによれば、床材３の折返し部３ｂと中間板１３との接合箇所において溶接による熱影響がなく、溶接に起因した亀裂や破断の問題を解決することができる。接着剤１７は、横架壁１３ａの側方端部と折返し部３ｂとを接合するものであれば特に限定されず、金属同士を接合可能な市販品を用いることができる。更に、床材３の折返し部３ｂの下面から床材３の上面までの高さを５０ｍｍ未満とし、かつ中間板１３の横架壁１３ａの、床材長手方向に沿った長さｃを２４ｍｍ以上４０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。更に、中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅を４７ｍｍ以上１３０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。

図１３に示す床付き布わく１では、前述の実施形態の床付き布わく１における溶接部１５に代えて、中間板１３の横架壁１３ａの、折返し部３ｂに当接する側方端部が固定具としてのリベット１９を介して該折返し部３ｂにそれぞれ接合されており、これによれば、床材３の折返し部３ｂと中間板１３との接合箇所において溶接による熱影響がなく、溶接に起因した亀裂や破断の問題を解決することができる。固定具としては、リベット１９に限られず、ネジやボルト・ナット、クランプ等を使用することができる。更に、床材３の折返し部３ｂの下面から床材３の上面までの高さを５０ｍｍ未満とし、かつ中間板１３の横架壁１３ａの、床材長手方向に沿った長さｃを２４ｍｍ以上４０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつねじり剛性を高めることができる。更に、中間板１３の立上がり壁１３ｂの幅を４７ｍｍ以上１３０ｍｍ未満とすることで、床付き布わく１の軽量化を実現しつつ歩行感を改善することができる。

図１４は、本発明の他の実施形態の床付き布わくを示す斜視図である。本実施形態では、一組の梁材５間に２枚の床材３が相互に並んで張り渡されている。左右の床材３は各々、図２および図３で示したものと同様に、下面に少なくとも１つの中間板１３を備えている。中間板１３は、折返し部３ｂ間に架け渡された横架壁１３ａと、該横架壁１３ａから床材３の本体部３ａの下面に向けて立ち上がり、その上端部分１３ｂ_１が該下面に当接する立上がり壁１３ｂと、を有しており、横架壁１３ａと折返し部３ｂとは、図４に示したような溶接部１５を介して互いに接合されている。上述の実施形態において説明した中間板１３や溶接部１５等に関するその他の事項もこの床付き布わく１に同様に該当するため、詳細な説明は省略する。

本発明によれば、軽量化を図りつつ、床材の長手方向全体のたわみのみならず床材の局所的な沈み込みを防止すると共に、床材の折返し部と中間板とを接合する溶接箇所またはその近傍において亀裂や破断が発生する問題を改善あるいは解決可能な床付き布わくを提供することができる。

１ 床付き布わく
３ 床材
３ａ 本体部
３ｂ 折返し部
３ｂ_１ 側壁
３ｂ_２ 底壁
３ｂ_３ 起立壁
５ 梁材
７ つかみ金具
９ リブ
１１ エンボス
１３ 中間板
１３ａ 横架壁
１３ｂ 立上がり壁
１３ｂ_１ 立上がり壁の上端部分
１５ 溶接部
１５ａ 肉盛部分
１７ 接着剤
１９ リベット

Claims (4)

1. 長尺状に延びる本体部および該本体部の下面側で該本体部の両側方端部にそれぞれ設けられた折返し部を有する床材と、
   前記床材の長手方向各端部に固定された梁材と、
   前記床材の下面側において、前記折返し部同士を床材幅方向に連結する少なくとも１つの中間板と、を備える床付き布わくにおいて、
   前記中間板は、前記折返し部間に架け渡される共に床材長手方向に沿うその側方端が溶接部を介して該折返し部にそれぞれ接合された横架壁と、該横架壁から前記本体部の下面に向けて立ち上がり、その上端部分が該下面に当接する立上がり壁と、を有し、
   前記溶接部は、床材長手方向の少なくとも一方側で、前記横架壁の側方端から５ｍｍ以上延出する肉盛部分を有することを特徴とする床付き布わく。
2. 前記肉盛部分は、床材長手方向の両側で、前記横架壁の側方端を超えて５ｍｍ以上延出する、請求項１に記載の床付き布わく。
3. 前記折返し部の下面から前記床材の上面までの高さは５０ｍｍ未満であり、かつ前記横架壁の、床材長手方向に沿った長さは２４ｍｍ以上４０ｍｍ未満である、請求項１または２のいずれか一項に記載の床付き布わく。
4. 前記立上がり壁の幅は４７ｍｍ以上１３０ｍｍ未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の床付き布わく。

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