【発明の詳細な説明】
軽量金属のトラスおよびフレームシステム
この出願は、１９９３年３月３１日付で出願された同時係属出願第０８／０４
０,４９４号の一部継続出願である１９９３年６月２５日付で出願された同時係
属出願第０８／０８２,９８９号の一部継続出願である。
背景技術
近年、環境保護のために樹木の伐採が制限された結果、木材の値段が劇的に上
がっている。ここ数年だけでも、木材の値段は２倍以上になっている。この値上
がりは、主に新しい住宅用建物の値段に影響を与え、新しい住宅を建設して適当
な価格で販売するのが一層困難になっている。これは、新たな住宅供給を減少さ
せ、建設業における失業者数を増加させている。
値段の高い木材による費用の増加に加えて、他の幾つかの理由のために、新し
い建物の支持構造の重要な部分について木材に代わり得るものを明らかにするこ
とが望ましい。その理由は、虫害や腐朽に対する木材の弱点および木材の重量に
関するものである。
住宅用および商業用の建設業において、プレハブの屋根や床のトラスおよびフ
レームセグメントが良く知られている。これらのトラスは、最も一般的には、鋼
製ガセットによって互いに接合されたツー・バイ・フォー・ス
タッドによって作られ、フレームセグメントは、しばしば互いにくぎ付けされる
。プレハブの屋根のトラスは、その上に屋根ぶき材を配置できるように、建造物
のフレームの頂部に持ち上げられ、そこに取り付けられる。プレハブの床のトラ
スは、その上に合板およびフローリングを配置して取り付けることができるよう
に、建造物のフレームの基体又は下方部分に取り付けられる。建造物のプレハブ
構成材は建設工程における時間を実質的に削減し、これは、ある地域の気候によ
り建設に適した窓を限られた時間で取り付けなければならない場合に重要なこと
になり得る。一般に、時間の削減はコストの削減になる。それでもなお、木材の
著しい値上がりは、これらのプレハブのトラスおよびフレームでさえ、代替物を
探し求めるほど高価なものにしている。
米国特許出願第０７／５１８５５４号（１９９０年５月３日に出願）および第
０７／６７４５４９号（１９９１年３月２２日に出願）に基づくＰＣＴ出願の公
開番号ＷＯ９１１７３２８に記載されているように、Ｎａｖｏｎによって軽量鋼
ビームが開発されている。この構造のビームは、２つの支承部（上部および底部
）がＣ形であり、ウェブおよびフランジ部が中央で溶接され且つ外側に曲げられ
て三角形のフランジを形成する２片の薄鋼板からなる、４片構造のＩビームであ
る。図１はこのビームの断面を示しており、「従来技術」と表示している。これ
らの三角形のフランジは、Ｃ形の支承部の内側に溶
接されてＩビームを形成する。２つのビームは、ウェブの外面にボルト締め又は
溶接された平形又は山形のガセットによって互いに接合される。
Ｎａｖｏｎのビームは、従来の鋼製ビームよりも５０％以上も軽く、また建造
物の組み立てに比較的使用し易く、従来の鋼製ビームを改良したものであるが、
簡単に組み立てられるものではない。各々のビームは４片からなり、これらは、
ビームの全長にわたって曲げられて互いに溶接されなければならず、製造工程に
おいて幾つかの特殊な片の機械を必要とし、時間がかかる。さらに、ビーム自体
によって接合部の補強をしないで、単にウェブの外側にガセットをはり付けてい
るだけであるので、２つのビーム間の接合部には横方向への過度の応力が加えら
れる。
発明の概要
本発明の利点は、木製スタッドの代わりに建物に使用できる用途の多い軽量鋼
ビームシステムを提供することである。
さらに、本発明の利点は、種々の形状および角度で軽量鋼ビームを互いに容易
に取り付けることができる、屋根や床および他のタイプのトラスおよびフレーム
を組み立てるシステムを提供することである。
また、本発明の他の利点は、木製および伝統的な金属の建設資材の両方の代替
物として、用途の多い軽量鋼ビームシステムを提供することである。
実施例では、屋根や床および他のタイプのトラスおよびフレームを組み立てる
システムは、１片の冷間成形薄鋼板を４つのラインに沿って長手方向に曲げて、
頂点から並列に延びる２つの翼部を有する三角形の断面を形成することによって
、ビームを作ることから始められる。２つの翼部は、ビームが別のビーム又は他
のタイプの建設資材に連結されるまでは、別体の固定手段によって互いに固定さ
れず分離可能になっている。長いビームを補強するために、翼部に切欠きを設け
、翼片を折り重ねるようにすることもできる。１つのビームを別のビームに所定
の角度で取り付けるために、ビームと同様の方法で構成されたブラケットを使用
することができる。このブラケットは、ビーム内又はビーム上に嵌め込まれる三
角形の断面の挿入部又はスリーブを有し、その寸法はブラケットの三角形部とビ
ームの三角形部の相対的な寸法に依存する。１つの実施例では、ブラケットは、
取り付けられる複数のビームのうちの１つのビームの２つの翼部間に挿入される
ガセットを提供する１つの拡張された翼部を備えた１つの三角形部を有し、ねじ
、ボルト又は他の固定手段によって固定される。ブラケットの三角形部は、第２
のビームの端部に挿入されるか又はその端部上に滑り込まれる。その寸法は、ブ
ラケットの三角形部の寸法がビームの三角形部より小さいか又は大きいかに依存
する。他の実施例では、ブラケットは、三角形部の間に延びる１つの翼部を形成
するために２以上のエッジに
形成される三角形部を有する。この三角形部は、連結されて固定されるビームの
端部内に挿入されるか、その端部上に滑り込まれる。２つのビームの端部間を連
結するために、外側の寸法がビームの三角形部の内側の寸法よりわずかに小さい
三角形部からなる入れ子式取付具が使用され、連結される２つのビームの各々の
ビームの端部にこの入れ子式取付具を挿入し、これらのビームと入れ子式取付具
を介して留め具を打ち込むようになっている。同様に、わずかに大きい寸法の三
角形部を接合具として使用して、連結されるビームの端部上を滑り込ませること
もできる。組立て、即ち、接合、寸法決定、切断は、本発明による鋼トラスを組
み立てるためにビームの端部のアングルカット（山形カット）が不要であること
を除いて、標準的な木製のトラス又はフレームの場合と同様である。ビームの端
部のアングルカットは、組込み式アングルを備えたブラケットを使用することに
よって除去される。また、ビームおよび接合具を、骨組み用壁スタッド、ドアお
よび窓の小口、モービルホームトラスを使用できる形状にすることもできる。
多数のビームを相互に連結するための幾つかの異なったブラケットを作るため
、ビームを木製スタッドに取り付けるため、あるいは、建設資材の他のビーム、
スタッド又は薄板を軽量金属建築システムで構成された支持構造から吊す手段を
提供するために、基本的なビームを変形したものを使用することができる。
ビームおよびブラケットを形成する薄鋼板は、特定の構造に必要な重量要求に
従って選択でき、最も一般的な建設用途では２４ゲージから８ゲージ鋼までの範
囲の材料を使用する。建造物の目的に応じて、他の金属（例えば、アルミニウム
又はチタン）や高強度プラスチックのような他の材料を使用することができる。
ツー・バイ・フォーのエッジに適合する幅の三角形部の基部に、壁板又は合板を
釘打ち又はねじ止めすることができる。他の建設資材の取り付けを容易にするた
めに、木材、プラスチック又は他の材料も翼部間のビームに挿入することができ
る。所望の連結を達成するために適当な穴に留め具を挿入するだけで済むように
、ビームおよびブラケットの翼部に予め穴をあけておくことができる。
図面の簡単な説明
添付図面と共に以下の本発明の実施例の詳細な説明を考慮することにより、本
発明を容易に理解できるであろう。図中、同様の参照符号は同様な部品を示して
いる。
図１は従来の軽量鋼ビームの端面図である。
図２は本発明による軽量鋼ビームの端面図である。
図３はブラケットの第１の実施例の斜視図である。
図４は２つのビームを連結する図３のブラケットの側面図である。
図５はブラケットの第２の実施例の斜視図である。
図６は２つのビームを連結する図５のブラケットの側面図である。
図７は３つのビームを連結ためのブラケットの斜視図である。
図８は２つのビームの端部間を連結するブラケットの一部を切欠いた斜視図で
ある。
図９は木製スタッドに取り付けるためのビーム部の斜視図である。
図１０は木製スタッドに取り付けるための他の実施例の斜視図である。
図１１は２つのビームを並列に連結するブラケットの側面図である。
図１２は２つのビームの一方を他方の上に連結するためのブラケットの側面図
である。
図１３は追加の支持体を提供するために変形したビームの斜視図である。
図１４はスタッドをビームから吊るすためのブラケットの側面図である。
図１５はビームの上方で建設資材を支持するためのブラケットの端面図である
。
図１６は２つのビームを平行な配置に連結するための接合具の斜視図である。
図１７は一方のビームを他方のビームに対して垂直な配置に連結するための第
１のジョイントの斜視図である。
図１８は一方のビームを他方のビームに対して垂直な配置に連結するための第
２のジョイントの側面図である。
図１９は第２のジョイントの端面図である。
図２０はフレーム部の概略図である。
図２１は図２０の２１−２１線断面図である。
図２２は他の補強手段を備えたビームの斜視図である。
図２３は図２２の２３−２３線断面図である。
図２４は補強したビームの端面図である。
図２５は木製スタッドの取り替え用組立品の端面図である。
実施例の説明
本発明の軽量金属建築システムの構成材は、参照用のためにのみ、上部、底部
および側面を有するように描かれていることに留意すべきである。これらの名称
は、建築システムをそのような配置に使用する場合に制限するものではない。
図２に示されるように、基本的な軽量鋼ビーム２は、三角形部１０の頂点８か
ら延びる一対の翼部４および６を備えた三角形の形状である。三角形部１０は、
冷間成形鋼の薄板を翼部４および６のエッジが略均等になるように４箇所で、即
ち、底部の角部１２および１４と肩部１６および１８で曲げることによって作ら
れる。三角形部１０は、頂点８から基部に垂直に引いた線に対して対称である。
底部の角部１２および１４は、屈曲部において金属を弱めるのを避けるために、
わずかに丸みがつけられている。ビーム２には、溶接又は他の固定作業を行わず
、翼部４および６ははり付けられていない。ビームを互いに連結するための留め
具の挿入を容易にするため
に、ビームに予め穴をあけておくことができる。
２以上のビームを互いに連結するための第１のタイプのブラケットは、ビーム
のために使用されるブラケットと同様の手順で形成される。図３および図５に示
すように、ブラケット２０および３０は、冷間成形鋼の薄板を曲げて薄板の少な
くとも１つのエッジに三角形部を形成することによって作られる。図示されたブ
ラケット２０では、ブラケットのエッジ２２および２４は、ビームの場合のよう
に第２の翼部を形成しないで、それらの端部が三角形部の頂点２６又は２７に配
置するように内側に曲げられる。薄板は、エッジが所望の角度を有するように予
め切断される。この図では、薄鋼板の形状は台形である。ブラケットの三角形部
の寸法は、その三角形部がビームの三角形部内に密接に取り付けられるように、
ビームの三角形部の寸法よりもわずかに小さいのが好ましい。あるいは、ブラケ
ットの三角形部をビームの三角形部よりも大きくして、ビームをブラケット内に
挿入するようにしてもよい。ビームの形成において作られる２つの翼部と異なり
、２つの三角形部２１および２３の間には、１つの翼部２５が延びている。これ
により、ブラケットを単一の薄板から形成して、屈曲部の数を最少にし、製造を
簡単且つ経済的にすることができる。ブラケットの自体の締付けは不要であり、
ビームとブラケットを組み立てるときに留め具のみが用いられる。図４は、ブラ
ケット２０と２つのビーム２および２’との組立品を示
している。留め具４０は、薄板ねじとして示されているが、溶接、リベット又は
ボルトでもよい。組み立てを容易にするために、ブラケットに予め穴をあけてお
くことができる。
図５は、屋根の先端を形成するブラケット３０、即ち、２つのビーム２および
２’を取り付けることによって同様の角度をなす構造を示している。示されてい
る角度は比較的大きいが、実際に必要な角度になるようにブラケット３０を形成
することができる。ブラケット２０について上述したように、冷間成形鋼の薄板
は予め所望の角度に切断され、この場合は六角形を形成している。頂点３５には
切欠き部３３が設けられ、三角形部を互いに独立して形成できるようにしている
。三角形部３１および３１’は、アングルカットエッジ（山形エッジ）３２およ
び３４に平行に３つの折り曲げ部を形成し、エッジが頂点３５に配置するように
して形成される。三角形部３１および３１’の側面部は、ビームの三角形部の内
側の寸法よりわずかに小さくなっている。あるいは、接合されるビームの端部の
外側にブラケットが取り付けられるように、三角形部３１および３１’の寸法を
ビームの外側の寸法より大きくすることもできる。ブラケット３０とビーム２お
よび２’は、図６に示すように取り付けられ、それぞれのビームの翼部およびブ
ラケットの単一の翼部３６に留め具が打ち込まれる。あるいは、他の連結方法と
して、互いに溶接することもできる。所望の留め
具のために予め穴をあけておくことができる。
図７に示される形状のブラケットを用いて、３つのビームを互いに連結するこ
とができる。金属薄板のエッジ４２および４４は、所望の角度に切断され、内側
に折り曲げられて三角形部４３および４５を形成する。また、エッジ４６も内側
に折り曲げられて三角形部４７を形成する。ブラケット３０の場合と同様に、そ
れぞれの三角形部の間には切欠きが設けられている。連結されるビームの端部は
、適当な三角形部の上を滑り込み、上述したように固定される。金属薄板を予め
切断することによって、必要とされる場合に角度を変えることができる。
各々のビーム２および２’の端部に入れ子式接合ブラケットを挿入するか、あ
るいはビームの端部を入れ子式接合具に挿入することによって、２つのビームの
端部間を互いに取り付けることができる。図８は前者のタイプの接合を示してい
る。入れ子式接合ブラケット６２は、１片の薄板を長手方向の３つのラインに沿
って、ビームの三角形部１０の内側の寸法よりもわずかに小さい寸法に曲げるこ
とによって形成された三角形の管からなる。あるいは、連結されるビームの端部
の上にブラケットが取り付けられるように、三角形の管の寸法をビームの三角形
部１０の外側の寸法より大きくすることもできる。最適な支持を提供するために
、ブラケット６２は三角形部１０内に密接に取り付けられるべきである。各々の
ビーム２および２’を接合具６２に取り付けるために、留
め具５０又は溶接が使用される。図示されるように、接合具およびビームのそれ
ぞれの翼部に留め具が打ち込まれる。ビームの端部が入れ子式の接合具に挿入さ
れる場合には、接合具の三角形部の寸法は、ビームの外側の寸法よりわずかに大
きくなっている。
図９に示される接合具又はエンドジョイントは、ビームを木製スタッド（又は
他の建設資材）に直接取り付ける手段を提供するものである。三角形部６３はビ
ーム自体か、あるいは、図８の実施例と同様にビームに嵌め込まれる接合具とな
り得る。いずれの場合にも、三角形部６３は、図２のビームと同様の方法で形成
される。ビームの端部付近には、三角形部の下方の角部６５の各々に沿って長手
方向の切欠き部を設け、三角形部の基部のみを残すことによって、三角形部の一
部が切り離されている。これは、（三角形部の下方の角部に対応するエッジ６６
の湾曲部を除いて）略平坦な延長部６４を形成している。２×４スタッドのため
に、延長部６４の端部は上方に曲げられ、切欠き部６６の位置と上方に曲げられ
た端部６８との間に２インチの空間を形成している。２×４スタッドはこの空間
内にはめ込まれ、釘や木ねじのような留め具を使用してビームをスタッドに取り
付ける。延長部６４は、ビームと、この例では木製スタッドのような他の建設資
材とからなる複合構造のために、追加の支持および安定性を提供するものである
。この空間は、切欠き部６６と屈曲部６７の位置を調節することによっ
て、どのような建設資材の取り付けにも適合させることができる。
図１０は図９のエンドジョイントの他の実施例を示している。この実施例は、
延長部を画定した後に三角形部７２を形成する点で図９の実施例と異なっている
。ステンレス鋼の平坦な薄板が、幅Ｌ１の２つの端部７３および７４と、（一点
鎖線によって折り曲げない状態で示される）三角形部７２の外側の幅にＬ１を加
えたものと等しい幅Ｌ２の中央部を有するように切断される。
三角形部７２の第１の角部７５となるラインに沿って端部から長手方向の切欠
き部を形成し、幅Ｌ３の延長部７６および７７を残す。金属薄板を長手方向のラ
インに沿って折り曲げて角部７５を形成する。中央部を長手方向のラインに沿っ
て再び折り曲げて角部７８を形成し、ライン７９で折り曲げてリップ８０を形成
する。エンドタブ８１および８２は、三角形部７２の端部に対向するように内側
に折り曲げられ、強度を高めるとともに、２×４スタッド又は他の建設資材の一
方の側への取付けのための手段を提供する。例として、（破線で示される）スタ
ッド８４に木ねじで取り付けられるタブ８２を示している。スタッド８４は、タ
ブ８２と、このタブ８２と平行になるように上方に曲げられた延長部の端部８６
との間の空間に取り付けられる。端部８６の外側からスタッド８４に留め具を打
ち込むこともできる。（他の構成材の場合のように、組み立てを容易にするため
に薄板に
予め穴をあけておいてもよい。）延長部７６は、上方に曲げられた端部を有しな
いように示されている。この形状では、延長部７６を介して上方に留め具を打ち
込むとともに、タブ８１を介して外側に留め具を打ち込むことによって、（図示
しない）木製スタッドへの取り付けを行うことができる。端部を上方に曲げない
ことによって、大きいビーム又は他の大きい寸法の構造物、例えば、コンクリー
トブロックのエッジに接合することができる。また、タブ８１と延長部７６との
組み合わせを曲げて、管や他の丸い表面に取り付けるための湾曲した接触面を形
成することもできる。図１０に示されるような形状のエンドジョイントは、三角
形ビームの強度が高く且つ製造が簡単であるという利点を有するとともに、他の
建造物の表面に適用するための融通性がある。
図１１に示されるブラケット９０は、薄鋼板のストリップから形成され、隣接
する２つのビームの連結に使用できる長さを有する。連結されるビームの外形お
よび寸法と一致させるために、薄鋼板は、ブラケット９０の各端部で横方向に曲
げられる。ここで、両方のビーム９２および９４は同じ方向に向けられており、
基部９６および９７は下方に向いている。ブラケット９０の端部は、ビーム９２
および９３の側面部と一致させるために曲げられ、次に、ビームの翼部９８およ
び９９を覆い包むように中央で下方に曲げられる。ブラケットおよび各々のビー
ムの翼部には、留め具、ここでは小ねじ１００が打
ち込まれる。ブラケット９０の延長部９３を必要な長さだけ残し、連結される各
々のビームについてビームの上方の外形に一致するようにブラケットを曲げるこ
とによって、ビームの側げたを連結することができる。例えば、ビーム９２およ
び９４の間に第３のビームを取り付けなければならない場合には、第３のビーム
の翼部と側面に一致させるように延長部９０の中央に横方向の３つの屈曲部を作
ればよい。
図１２に示されるブラケット１０２は、他方のビーム（１つのビームのみを示
している）の方に向いた翼部１０４を有する２つのビームを連結するために使用
される。上述したブラケットと同様に、ブラケット１０２は、薄鋼板のストリッ
プを横方向に曲げることによって作られる。ブラケット１０２の端部１０６およ
び１０７の各々は、ビーム１０３の側面部１０８および基部１０９を覆い、リッ
プ１１０が側面部１１１の側で部分的に上方に延びるようにし、各端部１０６お
よび１０７がビームを支持するようになっている。ブラケット１０２と翼部１０
４の相対的な位置を固定するために、ブラケット１０２と翼部１０４に留め具１
１２、ここでは薄板ねじが打ち込まれる。２つの三角形部の間の延長部１０５は
、２つのビーム間に必要な長さにすることができる。
図１３には、長いビームを補強する手段が示されている。数メートルの長さの
ビームがその中央に支持又は連結を有しない場合には、ビームの端部に加わる力
によっ
てビームの中央に裂け目が生じ得る。この裂け目は、一方の翼部１１４の一部１
１２を切断して、他方の翼部１１６を覆うように曲げ、追加の留め具を設ける必
要なくこのような互いに翼部を保持する手段を提供することによって、軽減する
ことができる。図１３に示されるように、この補強を容易にするために、翼部１
１４は翼部１１６より長くなっている。あるいは、翼部１１４および１１６が同
じ長さの場合には、部分１１２が折り曲げられるように翼部１１６に切欠きを設
けることもできる。
図２２および図２３は、長いビームを補強するための別の手段を示している。
ビームの両方の翼部２００および２０１を貫通する略Ｕ字形の切欠き部２０４を
設けて、舌部２０２を形成している。図２３に示されるように、各々の翼部から
形成された舌部２０２は、両方の切欠き部を介して互いに押圧され、翼部の外側
に折り返される。あるいは、内側の舌部（図示では右側の翼部の舌部）を切り離
して、図示されるように残りの舌部を反対側に曲げることもできる。切欠き部の
形状はＵ字形に制限されず、二つの翼部を互いに保持するために隣接する翼部内
に切欠きを介して曲げることができる一方の翼部に舌状の突出部を形成するどの
ような切欠き部でもよい。
図２４はビームを長手方向に補強する第３の手段を示している。ここでは、三
角形部の側面部２１２と基部２１４に溝部２１０を形成して、曲げおよび裂け目
に対する強度を高めている。製造を容易にするために、薄板の
表面を押圧又は曲げることによって、三角形部自体を形成する前に溝部が形成さ
れる。このように、波形の大きい薄板が形成され、次いで三角形のビームを作る
ために必要とされる形状に切断する。
図１４は他のビームを含む木製スタッド１２０又は他のタイプの建設資材をビ
ーム１２２から吊るすためのブラケット１１８を示している。ブラケット１１８
は、薄鋼板のストリップを横方向に５回曲げて、ビーム１２２の翼部１２６が嵌
め込まれる開放スロット１２４を含む略三角形の断面を上部に形成することによ
って作られる。ブラケット１２２の２つの延長部１２８は、スタッド１２０とビ
ーム１２２との間に適当な空間を確保するために必要なだけ長くしたり又は短く
することができる。ブラケット１１８内にスタッド１２０を固定するために、ね
じ１３０又は他の固定手段が使用される。スタッド１２０は、実際にビーム１２
２によって吊るされる必要はなく、単にその上端部がビーム１２２およびブラケ
ット１１８によって支持されるようにすることもできる。
図１５に示されるブラケット１３２は、空間１３４内の（図示しない）建設資
材を（図示しない）ビームに取り付けるために使用され、ビームの上部が、図１
４に示されるビームと接合具との間の関係と同様に略三角形部１３６内に嵌め込
まれる。ブラケット１３２は、他のブラケットとほぼ同様の方法で形成される。
空間１３４は、木製スタッド又は他の材料を受け入れるために拡張する
ことができ、図１４に示される場合と同様に、建設資材を接合具１３２に取り付
けるために延長部１３８に（図示しない）留め具を打ち込むことができる。
図１６に示されるエンドジョイント１４０は、１つのビームを第２のビームに
直接垂直に取り付けることができる別体の接合片又は全ビームの変形した端部か
らなる。ここでは、別体の接合片として示されている。エンドジョイント１４は
、（図２に示すような）基本的なビームと同様の構成である。三角形部の下方の
角部１４２および１４３に沿って長手方向の切欠き部が設けられ、三角形部の上
方の翼部が取り除かれている。サイドフラップ１４４、１４５は、延長された基
部１４６から離れる方向にビームの側面と同じ角度に曲げられる。ここでは、点
線で示されるビーム１４８は、エンドジョイント１４０が取り付けられるビーム
の折り返されるサイドフラップとそのビームの側面との間の関係を示している。
延長された基部１４６は、ビーム１４８の底部（基部）を支持するとともに、サ
イドフラップ１４４および１４５はビーム１４８の側面部１５０に当接している
。エンドジョイント１４０をビーム１４８の側面部に垂直に固定するために、基
部１４６およびサイドフラップ１４４および１４５を介してビーム１４８に（図
示しない）留め具を打ち込むことができる。エンドジョイント１４０の反対側の
端部には、ビームは示されていないが、ビーム１４８に平行な別のビームにサイ
ドフラップ１４４’，１
４５’および基部延長部１４６が取り付けられるようになっている。
図１７に示されるエンドジョイントは、別体の接合具とするか、あるいはビー
ムの端部に形成することができる。ここでは、エンドジョイントは、ビーム１５
４に垂直に取り付けられるビーム１５２の端部に形成されるように示されている
。ジョイントを形成するために、基礎となるビームには、基部１５６の中央にビ
ーム１５４の高さとほぼ等しい長さの長手方向の切欠き部１５８が設けられてい
る。切欠き部の下部に隣接して、角部１５７が基部１５６から離れるように曲げ
られ、ビーム１５４の断面に対応する三角形の開口部を形成し、フラップ１５３
がビーム１５４の側面１６１に当接している。
両方の翼部１６０を横切って横方向に第２の切欠き部１５９が設けられ、下方
の角部１６２は外側に曲げられて、ビーム１５４の断面に対応する三角形の開口
部を形成し、フラップ１６３はビーム１５４の側面部１６１に当接している。ビ
ーム１５２は、翼部１６４が切欠き部１５８内に十分に収容されるようにして、
ビーム１５４上に嵌め込まれる。フラップ１５３および１６３を介して側面部１
６１に留め具１６５を打ち込むことができる。
図１８および図１９は、一方のビームの端部を他方のビームの頂部に取り付け
るための他のジョイントを示している。このジョイントは、２つのビームの翼部
が当接しない点で図１７のジョイントと異なっている。その代
わりとして、ビーム１７０が連結されるビームの翼部が、スロット１７４に挿入
される。スロット１７４は、ビームの端部から長手方向に側面部１７０を切り込
み、スロット１７４の角部を折り返してフラップ１７６および１７８を形成する
ことによって形成される。フラップ１７６および１７８は、図２に示すような基
本的なビームの三角形の断面に対応する寸法の三角形の開口部を形成するために
折り返される。ビーム１７０が取り付けられるビーム上にジョイントが嵌め込ま
れると、ビーム間の接合を強めるために、フラップ１７６および１７８を介して
隣接するビームの側面部に（図示しない）留め具を打ち込むことができる。
図２０および図２１は、長さを延長したビームを有する構造物に強度を加える
ために使用できる支持ブレース１８０を示している。ブレース１８０は、ビーム
１８４および１８６を覆うＬ字形の端部１８２を有する金属ストリップであり、
ビームの端部間のほぼ中央で各々のビームに固定される。図２０はフレームの一
部を示し、このフレームでは、本発明のビームは、図９に示されるようなエンド
ジョイント１９２によって基部において２×４木製スタッド１８８に取り付けら
れる縦に延びる部分（ビーム１８４および１８６）を提供している。ビームの頂
部には、図１７に示されるようなエンドジョイント１９４によって取り付けられ
る第３の金属ビーム１９０が取り付けられる。
本発明の実施例では、ビームの三角形部１０の基部の幅は、ツー・バイ・フォ
ー・スタッドの幅と同じであり、壁板、合板、屋根ぶき材のようなスタッドのエ
ッジから支持する必要があるものをビーム２によって同様に支持することができ
る。同様に、木製スタッドとともに使用するために特殊な接合具を上述したが、
本発明のビームをそのスタッドに代えることができる。支持される材料を取り付
けるために三角形部３のいずれの側面部からも釘又は他の留め具を打ち込むこと
ができる。また、他の建設資材を翼部４および６の間でビームに挿入することも
できる。例えば、釘を打ち込むための木材面を提供するために三角形部を広げる
ことによって、ツー・バイ・フォー・スタッドを挿入することができる。同様に
、プラスチックの建設資材又は複合建設資材をビームに挿入することもできる。
典型的な２×４の寸法よりも大きいビーム又は小さいビームなど種々の大きさの
ビームを使用できる。
図２５に示されるビームの組み合わせは、２×４木製スタッド（又は他の標準
的な木製構造ビーム）に代わるものであり、他の建設資材を直接取り付けられる
特徴を有している。この「金属２×４」は、２つの対称的に曲げられた三角形の
ビーム２２０および２２２から形成される。これらのビーム２２０および２２２
は、他の建設資材を支持するために留め具を打ち込むことができる２×４木製ス
タッドの２インチのエッジに適合できる平坦
面２２６を形成するために、頂点から延びる脚部２２１および２２３を有する。
２つのビーム２２０および２２２は、溶接又は他の固定手段（溶接の場合が示さ
れているが参照符号はない）により各々のビームの内側の翼部２３０に取り付け
られた略Ｌ字形の接合具２２８によって互いに連結される。ビームのより広い側
面に建設資材を取り付けるために、２つの三角形部の基部２３２および２３４を
介して留め具を打ち込むことができる。この「金属２×４」の使用例として、図
１０に示される木製スタッド８４を置き換えて使用することができる。「金属２
×４」の脚部２２１は、留め具によって延長部７７に取り付けられ、エンドタブ
８２を介して基部２３２にねじが打ち込まれる。
ビームおよび様々なブラケットを作る材料は、建設計画の要求に適合するよう
にすることができる。２４ゲージから８ゲージの範囲の冷間成形鋼を使用するこ
とができ、また、アルミニウム、チタンおよび多数の合金鋼などの他の金属も使
用することができる。最も一般的な建設目的のためには、材料として鋼を選択す
るのが適当である。
上述したブラケットは、ビームの端部に設けられるアングルカットを設けるこ
となく建造物を作るために必要な実際のどのような角度にも形成できる。これは
、建設作業員の訓練レベルがアングルカットがしばしば誤差源となるような場合
に特に重要である。
本発明のビーム、ブラケットおよび組立て方法は、伝統的なツー・バイ・フォ
ーを組み立てるスタッド、ドアおよび窓の小口、および伝統的に木材の骨組みが
使用される他の応用技術の幾つかに代用することができる。実際のＩビームは、
長いガセットを使用して２つのビームをそれらの全長にわたって互いに連結する
ことによって形成することができ、本発明のシステムを従来の金属の骨組みに代
用することができる。軽量鋼ビームシステムは、製造費用が安く、伝統的な木製
建造物と同様に組立て易く且つ取扱いも容易である。木材の代用として鋼ビーム
を使用することにより、建設業に重大な衝撃を与えていた問題に取り組み、高品
質の環境的に安全な材料を提供することができる。さらに、鋼ビームは、虫害や
木材の腐朽とは関係ないので、木材建造物の問題の多くは生じない。
上述していないが明らかに本発明の範囲内にある他の具体例があることは明ら
かである。従って、上記の説明および図面は、典型的な例を示したにすぎず、本
発明の範囲は添付した請求の範囲のみによって制限されるべきである。Detailed Description of the Invention
Lightweight metal truss and frame system
This application is Co-pending Application No. 08/04 filed March 31, 1993
0, Co-pending application filed on June 25, 1993, which is a partial continuation application of No. 494.
Affiliation application 08/082, It is a partial continuation application of No. 989.
Background technology
recent years, As a result of restrictions on tree felling due to environmental protection, The price of wood is dramatically higher
I am stingy. In the last few years alone, The price of wood has more than doubled. Above this value
The bittern is Mainly affecting the price of new residential buildings, Suitable for building a new house
It is becoming more difficult to sell at reasonable prices. this is, New housing supply reduced
Let It is increasing the number of unemployed in the construction industry.
In addition to the increased costs of expensive timber, For several other reasons, new
To identify possible alternatives to timber for important parts of a building's support structure.
Is desirable. The reason is, Weakness of wood against insect damage and decay and weight of wood
It is related.
In the residential and commercial construction industry, Prefabricated roof and floor trusses and frames
The Lame segment is well known. These trusses Most commonly, steel
Two-by-fours joined together by steel gussets
Made by Tad, The frame segment is Often nailed together
. Prefabricated roof truss So that the roofing material can be placed on it Building
Lifted to the top of the frame of It can be installed there. Prefabricated floor tiger
Su So that plywood and flooring can be placed and mounted on it
To It is attached to the base or lower part of the building frame. Prefabricated building
The components save time in the construction process, this is, Depending on the climate of a region
Important if you need to install windows suitable for construction in a limited time
Can be. In general, Time savings translate into cost savings. Still, yet, furthermore, Of wood
Significant price increase, Even these prefabricated trusses and frames, An alternative
It's expensive enough to look for.
US Patent Application No. 07 / 518,554 (filed May 3, 1990) and
Publication of PCT applications based on 07/674549 (filed March 22, 1991)
As described in the open number WO 9117328, Light steel by Navon
Beams are being developed. The beam of this structure is Two bearings (top and bottom
) Is C-shaped, The web and flange are welded in the center and bent outwards
Consists of two pieces of thin steel plate forming a triangular flange, It is a 4-piece I-beam
It Figure 1 shows a cross section of this beam, "Prior art" is displayed. this
These triangular flanges Melted inside the C-shaped bearing
Contacted to form an I-beam. The two beams are Bolted to the outer surface of the web or
They are joined together by welded flat or chevron gussets.
The Navon beam 50% lighter than traditional steel beams, Build again
Relatively easy to use for assembling things, It is a modification of the conventional steel beam,
Not easy to assemble. Each beam consists of 4 pieces, They are,
Must be bent over the entire length of the beam and welded together, In the manufacturing process
I need some special pieces of machinery, take time. further, Beam itself
Do not reinforce the joint by Just glue the gusset to the outside of the web
Because it is only The junction between the two beams is not subject to excessive lateral stress.
Be done.
Summary of the invention
The advantages of the present invention are: A versatile lightweight steel that can be used in buildings instead of wooden studs
It is to provide a beam system.
further, The advantages of the present invention are: Easily light weight steel beams with each other in various shapes and angles
Can be attached to the Roofs and floors and other types of trusses and frames
Is to provide a system for assembling.
Also, Another advantage of the present invention is that An alternative to both wooden and traditional metal construction materials
As a thing It is to provide a versatile lightweight steel beam system.
In the example, Assemble roofs and floors and other types of trusses and frames
the system, Bend one piece of cold-formed steel sheet along four lines in the longitudinal direction,
By forming a triangular cross section with two wings extending in parallel from the apex
, You can start by making a beam. The two wings are Beam is another beam or others
Until it is connected to this type of construction material, Secured to each other by separate securing means
It is separable without fail. To reinforce long beams, Notch on the wing
, It is also possible to fold the wings. Predetermine one beam into another
To install at an angle of Uses a bracket constructed in a similar way to the beam
can do. This bracket is Three fitted in or on the beam
Having an insert or sleeve of rectangular cross section, Its dimensions are
Depends on the relative dimensions of the triangular portion of the arm. In one embodiment, The bracket is
Inserted between two wings of one of the attached beams
Having one triangular section with one expanded wing providing a gusset, screw
, It is fixed by bolts or other fixing means. The triangular part of the bracket is Second
Inserted into or slid onto the end of the beam. Its dimensions are Bu
Depending on whether the racket's triangular section is smaller or larger than the beam's triangular section
To do. In another embodiment, The bracket is Forming a single wing extending between triangles
To 2 or more edges to do
It has a triangular portion formed. This triangular part is Of beams that are connected and fixed
Inserted in the end, It is slipped over its end. Connect the ends of the two beams
To tie Outer dimension is slightly smaller than the inner dimension of the beam triangle
A telescopic fitting consisting of a triangular part is used, Each of the two beams being connected
Insert this telescopic fitting at the end of the beam, These beams and telescoping fixtures
It is designed to drive fasteners through. Similarly, Three of slightly larger dimensions
Using the square part as a connector, Sliding over the ends of the beams to be joined
You can also Assembly, That is, Joining, Sizing, Disconnection Assembling a steel truss according to the present invention
No need for angled cuts at the end of the beam to stand up
except, As for a standard wooden truss or frame. Beam end
The angle cut of the part is To use brackets with built-in angles
Therefore, it is removed. Also, Beam and splicer, Skeleton wall studs, Door
And window edge, It can also be shaped so that a mobile home truss can be used.
To make several different brackets for interconnecting multiple beams
, To attach the beam to the wooden studs, Alternatively, Other beams of construction materials,
A means of suspending studs or lamellas from a support structure composed of a lightweight metal building system.
To provide A modified version of the basic beam can be used.
The steel sheets that form the beam and bracket are For the weight requirements of specific constructions
So you can choose, The most common construction applications range from 24 gauge to 8 gauge steel.
Use the surrounding material. Depending on the purpose of the building, Other metals (eg, aluminum
Alternatively, other materials such as titanium) or high strength plastics can be used.
At the base of the triangular part of the width that fits the edge of the two-by-four, Wallboard or plywood
It can be nailed or screwed. To facilitate installation of other construction materials
In order to wood, Plastic or other material can also be inserted into the beam between the wings
It All you have to do is insert the fasteners into the appropriate holes to achieve the desired connection
, The beam and wings of the bracket can be pre-drilled.
Brief description of the drawings
By considering the following detailed description of embodiments of the invention in conjunction with the accompanying drawings, Book
The invention will be easily understood. In the figure, Like reference numerals indicate like parts
There is.
FIG. 1 is an end view of a conventional lightweight steel beam.
FIG. 2 is an end view of a lightweight steel beam according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of the first embodiment of the bracket.
4 is a side view of the bracket of FIG. 3 connecting the two beams.
FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment of the bracket.
6 is a side view of the bracket of FIG. 5 connecting the two beams.
FIG. 7 is a perspective view of a bracket for connecting three beams.
FIG. 8 is a perspective view in which a part of the bracket that connects the ends of the two beams is cut away.
is there.
FIG. 9 is a perspective view of a beam portion for attaching to a wooden stud.
FIG. 10 is a perspective view of another embodiment for mounting on a wooden stud.
FIG. 11 is a side view of a bracket that connects two beams in parallel.
FIG. 12 is a side view of a bracket for connecting one of the two beams over the other
Is.
FIG. 13 is a perspective view of a beam that has been modified to provide additional support.
FIG. 14 is a side view of a bracket for suspending the stud from the beam.
FIG. 15 is an end view of a bracket for supporting construction material above the beam.
.
FIG. 16 is a perspective view of a connector for connecting two beams in a parallel arrangement.
FIG. 17 shows a first arrangement for connecting one beam to an arrangement perpendicular to the other beam.
It is a perspective view of the joint of FIG.
FIG. 18 shows a first arrangement for connecting one beam to an arrangement perpendicular to the other beam.
It is a side view of the joint of FIG.
FIG. 19 is an end view of the second joint.
FIG. 20 is a schematic view of the frame portion.
21 is a sectional view taken along line 21-21 of FIG.
FIG. 22 is a perspective view of a beam provided with another reinforcing means.
23 is a sectional view taken along line 23-23 of FIG.
FIG. 24 is an end view of the reinforced beam.
FIG. 25 is an end view of the wooden stud replacement assembly.
Example description
The components of the lightweight metal building system of the present invention are For reference only, Upper part, bottom
It should be noted that and are drawn to have sides. These names
Is It does not limit the use of the building system in such an arrangement.
As shown in FIG. The basic lightweight steel beam 2 is Is it the vertex 8 of the triangular part 10?
It has a triangular shape with a pair of wings 4 and 6 extending from it. The triangular part 10 is
A thin sheet of cold-formed steel is placed at four points so that the edges of the wings 4 and 6 are substantially even, Immediately
Chi, Made by bending at the bottom corners 12 and 14 and shoulders 16 and 18
Be done. The triangular part 10 is It is symmetrical with respect to a line drawn from the apex 8 perpendicular to the base.
The bottom corners 12 and 14 are To avoid weakening the metal at the bend,
It is slightly rounded. Beam 2 Without welding or other fixing work
, The wings 4 and 6 are not attached. Fasteners to connect the beams to each other
To facilitate the insertion of the tool
To The beam can be pre-drilled.
The first type of bracket for connecting two or more beams together is beam
It is formed in the same procedure as the bracket used for. Shown in Figures 3 and 5
So that The brackets 20 and 30 are Bending a cold-formed steel sheet
It is made by forming a triangle on at least one edge. Illustrated
In the racket 20, The edges 22 and 24 of the bracket are As in the case of beams
Without forming a second wing on Place their ends at the vertices 26 or 27 of the triangle.
Bent inward to place. The thin plate is Make sure the edges have the desired angle.
Is cut off. In this figure, The shape of the thin steel plate is trapezoidal. Triangular part of bracket
The dimensions of So that the triangle fits closely within the triangle of the beam,
It is preferably slightly smaller than the dimensions of the triangular portion of the beam. Alternatively, Braque
Make the triangle part of the beam larger than the triangle part of the beam, Beam in bracket
It may be inserted. Unlike the two wings created in the formation of the beam
, Between the two triangular parts 21 and 23, One wing 25 extends. this
Due to Form the bracket from a single sheet, Minimize the number of bends, Manufacturing
Can be simple and economical. It is not necessary to tighten the bracket itself,
Only fasteners are used when assembling the beam and bracket. Figure 4 bra
Shown is an assembly of a bracket 20 and two beams 2 and 2 '.
are doing. The fastener 40 is Although shown as a thin plate screw, welding, Rivets or
It may be a bolt. To facilitate the assembly, Pre-drill holes in the bracket
You can
Figure 5 Bracket 30, which forms the tip of the roof, That is, Two beams 2 and
2'shows a similar angled structure. Shown
Angle is relatively large, Form the bracket 30 so that it is at the actually required angle
can do. As mentioned above for the bracket 20, Cold-formed steel sheet
Is cut in advance to the desired angle, In this case, a hexagon is formed. At the apex 35
A notch 33 is provided, Triangles can be formed independently of each other
. The triangular parts 31 and 31 'are Angle cut edge (mountain edge) 32 and
3 folds are formed in parallel with So that the edge is placed at vertex 35
Formed. The side surfaces of the triangular portions 31 and 31 'are Within the triangular part of the beam
It is slightly smaller than the side dimension. Alternatively, Of the ends of the beams being joined
So that the bracket can be attached to the outside, The dimensions of the triangles 31 and 31 '
It can also be larger than the outer dimensions of the beam. Bracket 30 and beam 2
And 2'are Attached as shown in FIG. The wings and wings of each beam
The fastener is driven into the single wing 36 of the racket. Alternatively, With other connection methods
do it, It can also be welded together. Desired closure
Pre-drilling can be done for the tool.
Using the bracket of the shape shown in FIG. 7, Connect the three beams to each other
You can The edges 42 and 44 of the sheet metal are Cut to the desired angle, Inside
To form triangular portions 43 and 45. Also, Edge 46 is also inside
Is bent to form a triangular portion 47. As with the bracket 30, So
A notch is provided between the triangular parts. The ends of the beams to be joined are
, Slide on the appropriate triangle, It is fixed as described above. Metal sheet in advance
By cutting The angle can be changed if needed.
Insert a telescoping bracket at the end of each beam 2 and 2 ', or Ah
By inserting the end of the beam or beam into the telescoping joint, Of two beams
The ends can be attached to each other. Figure 8 shows the former type of joining
It The telescopic joint bracket 62 is Place one thin plate along the three longitudinal lines.
I mean Bend to a dimension slightly smaller than the inner dimension of the triangular portion 10 of the beam.
It consists of a triangular tube formed by and. Alternatively, Beam ends to be articulated
So that the bracket can be attached on top of Beam Triangular Dimension of Triangular Tube
It can also be larger than the outer dimensions of the part 10. To provide optimal support
, The bracket 62 should be mounted closely within the triangular portion 10. Each
To attach the beams 2 and 2'to the connector 62, Stay
A tool 50 or welding is used. As shown, That of joints and beams
A fastener is driven into each wing. The end of the beam is inserted into a telescoping connector.
If The dimensions of the triangular part of the connector are Slightly larger than the outer dimensions of the beam
I'm getting better.
The connector or end joint shown in FIG. Beam the wooden stud (or
Other construction materials). The triangular part 63 is
Itself or Alternatively, As with the embodiment of FIG.
Can be In either case, The triangular portion 63 is Formed in the same way as the beam in Figure 2
To be done. Near the end of the beam, Longitudinal along each of the lower corners 65 of the triangle
Direction notch is provided, By leaving only the base of the triangle, One of the triangle
The parts are separated. this is, (The edge 66 corresponding to the lower corner of the triangle
A substantially flat extension 64 is formed (except for the curved portion of FIG. For 2x4 studs
To The end of the extension 64 is bent upwards, Bending upward with the position of the notch 66
A two-inch space is formed between the end 68 and the end 68. 2x4 stud is this space
Fit inside, Secure the beam to the stud using fasteners such as nails or wood screws.
wear. The extension 64 is Beam, In this example, other construction materials such as wooden studs
Due to the composite structure consisting of wood and To provide additional support and stability
. This space is By adjusting the positions of the notch 66 and the bend 67,
hand, It can be adapted for mounting any construction material.
FIG. 10 shows another embodiment of the end joint of FIG. This example
It differs from the embodiment of FIG. 9 in that the triangular portion 72 is formed after the extension is defined.
. The flat thin plate of stainless steel Two ends 73 and 74 of width L1, and (Single point
Add L1 to the outer width of the triangular portion 72 (shown unfolded by chain lines)
It is cut so as to have a central portion with a width L2 equal to the one obtained.
A notch in the longitudinal direction from the end along the line that becomes the first corner 75 of the triangular portion 72.
To form a part, Leave extensions 76 and 77 of width L3. Place the thin metal plate in the longitudinal direction.
The corner portion 75 is formed by bending along the in. Center along the longitudinal line
And bend it again to form a corner 78, Bend at line 79 to form lip 80
To do. The end tabs 81 and 82 are Inside so as to face the end of the triangular portion 72
Folded into While increasing strength, 2x4 studs or other construction material
Provide a means for mounting on one side. As an example, Star (indicated by dashed lines)
The tab 82 is shown attached to the lid 84 with wood screws. The stud 84 is Ta
And 82 The end portion 86 of the extension portion bent upward so as to be parallel to the tab 82.
It is attached to the space between. From the outside of the end 86 hit the stud 84 with a fastener.
You can also insert it. (As with the other components, For easy assembly
On a thin plate
You may make a hole in advance. ) Extension 76 is Do not have the end bent upwards
Is shown. With this shape, Hit the fastener up through the extension 76
As well as By hammering the fasteners out through the tab 81, (Illustration
No) can be attached to a wooden stud. Do not bend the ends upward
By Large beams or other large sized structures, For example, Concree
Can be joined to the edge of the block. Also, Of the tab 81 and the extension 76
Bend the combination, Shape curved contact surfaces for mounting on tubes and other rounded surfaces
It can also be done. The end joint having the shape as shown in FIG. triangle
In addition to having the advantage that the shaped beam has high intensity and is easy to manufacture, other
Flexible for application to building surfaces.
The bracket 90 shown in FIG. Formed from strips of sheet steel, adjacent
It has a length that can be used to connect two beams. The outline of the beam to be connected
And to match the dimensions, The thin steel plate is Bend laterally at each end of bracket 90
You can here, Both beams 92 and 94 are oriented in the same direction,
The bases 96 and 97 face downward. The end of the bracket 90 is Beam 92
And bent to match the sides of 93, next, Beam wings 98 and
And 99 are bent downward at the center so as to wrap around. Bracket and each bee
In the wings of Mu, Fastener, Here, the small screw 100 is tapped.
Be put in. Leave the extension 93 of the bracket 90 for the required length, Each linked
For each beam, bend the bracket to match the outline above the beam.
By Beam side girders can be connected. For example, Beam 92 and
If a third beam has to be installed between Third beam
Make three lateral bends in the center of the extension 90 to match the wings and sides of the
Just do it.
The bracket 102 shown in FIG. The other beam (only one beam shown
Used to connect two beams with wings 104 facing towards
To be done. Like the brackets described above, The bracket 102 is Strip of thin steel sheet
It is made by bending the cup laterally. The end 106 of the bracket 102 and
And each of 107 Covering the side surface 108 and the base 109 of the beam 103, Li
So that the cap 110 partially extends upward on the side surface 111 side, Each end 106
And 107 support the beam. Bracket 102 and wings 10
To fix the relative position of 4, Fasteners 1 on bracket 102 and wings 104
12, Here, thin plate screws are driven. The extension 105 between the two triangles
, It can be as long as required between the two beams.
In FIG. Means to reinforce long beams are shown. A few meters long
If the beam has no support or connection in its center, Force on the end of the beam
By
A split may occur in the center of the beam. This rift is Part 1 of one wing 114
Cut 12 Bend to cover the other wing 116, Must have additional fasteners
By providing such a means of holding the wings to each other without need, Reduce
be able to. As shown in FIG. To facilitate this reinforcement, Wing 1
14 is longer than the wings 116. Alternatively, Wings 114 and 116 are the same
If the length is the same, A notch is provided in the wing 116 so that the portion 112 can be bent.
You can also kick.
22 and 23 show Figure 6 shows another means to reinforce a long beam.
A substantially U-shaped notch 204 is formed through both wings 200 and 201 of the beam.
Provided, The tongue portion 202 is formed. As shown in FIG. 23, From each wing
The formed tongue 202 is Pressed against each other via both notches, Outside of wings
Folded back to. Alternatively, Separate the inner tongue (the tongue of the right wing in the figure)
do it, The remaining tongue can also be bent to the opposite side as shown. Notch
The shape is not limited to U shape, In adjacent wings to hold two wings together
Which forms a tongue-like protrusion on one wing that can be bent through a notch in which
Such a notch may be used.
FIG. 24 shows a third means for longitudinally reinforcing the beam. here, three
Forming the groove portion 210 in the side surface portion 212 and the base portion 214 of the square portion, Bends and tears
To increase the strength against. To facilitate manufacturing, Thin
By pressing or bending the surface, Grooves are formed before the triangles themselves are formed.
Be done. in this way, A large corrugated thin plate is formed, Then make a triangular beam
Cut into the shape needed for.
FIG. 14 shows a wooden stud 120 including another beam or other type of construction material.
A bracket 118 for hanging from a boom 122 is shown. Bracket 118
Is Bend the strip of steel sheet 5 times in the lateral direction, Wing 126 of beam 122 fits
By forming a generally triangular cross section at the top that includes an open slot 124 that fits into it.
Is made. The two extensions 128 of the bracket 122 are Stud 120 and bi
Lengthened or shortened as necessary to secure a proper space between the frame 122 and
can do. To secure the stud 120 in the bracket 118, Right
130 or other fastening means is used. The stud 120 is Beam 12
No need to be hung by two, The upper end is simply the beam 122 and the bracket
It may also be supported by the hood 118.
The bracket 132 shown in FIG. Construction material (not shown) in the space 134
Used to attach the material to the beam (not shown), The upper part of the beam FIG.
4 fits into the generally triangular portion 136 similar to the relationship between the beam and connector shown in FIG.
Get caught The bracket 132 is It is formed in substantially the same manner as other brackets.
The space 134 is Expand to accept wooden studs or other materials
It is possible, Similar to the case shown in FIG. 14, Attach construction materials to the connector 132
A fastener (not shown) can be driven into the extension 138 for kicking.
The end joint 140 shown in FIG. One beam into a second beam
Is it a separate splice that can be mounted directly vertically or the deformed end of the whole beam?
Consists of here, Shown as a separate splice piece. The end joint 14
, It is similar in construction to a basic beam (as shown in FIG. 2). Below the triangle
Longitudinal notches are provided along the corners 142 and 143, Above the triangle
One of the wings has been removed. Side flaps 144, 145 is Extended group
Bent away from section 146 at the same angle as the sides of the beam. here, point
Beam 148, shown as a line, Beam to which the end joint 140 is attached
Shows the relationship between the folded back side flaps and the sides of the beam.
The extended base 146 is While supporting the bottom (base) of the beam 148, Service
The id flaps 144 and 145 abut the side surface 150 of the beam 148.
. To fix the end joint 140 vertically to the side surface of the beam 148, Base
To the beam 148 via the section 146 and the side flaps 144 and 145 (see FIG.
Fasteners (not shown) can be driven in. On the opposite side of the end joint 140
At the end, The beam is not shown, Another beam parallel to beam 148
Do flap 144 ', 1
45 'and the base extension 146 are adapted for attachment.
The end joint shown in FIG. Whether to use a separate connector, Or bee
Can be formed at the end of the frame. here, The end joint is Beam 15
4 is shown formed at the end of beam 152 mounted vertically.
. To form a joint The underlying beam is In the center of the base 156
A longitudinal notch 158 having a length approximately equal to the height of the boom 154 is provided.
It Adjacent to the bottom of the notch, Bend the corner 157 away from the base 156.
The Forming a triangular opening corresponding to the cross section of the beam 154, Flap 153
Is in contact with the side surface 161 of the beam 154.
A second notch 159 is provided laterally across both wings 160, Downward
The corners 162 of the are bent outward, A triangular aperture corresponding to the cross section of beam 154
Forming a part, The flap 163 is in contact with the side surface portion 161 of the beam 154. B
The dome 152 is Ensure that the wings 164 are fully contained within the notches 158,
It is fitted on the beam 154. Side portion 1 via flaps 153 and 163
A fastener 165 can be driven into 61.
18 and 19 show Attach the end of one beam to the top of the other beam
2 shows another joint for use. This joint is Wings of two beams
Is different from the joint shown in FIG. Instead
As an alternative, The wing of the beam to which the beam 170 is connected is Insert into slot 174
To be done. Slot 174 Cut the side part 170 longitudinally from the end of the beam
See The corners of slot 174 are folded back to form flaps 176 and 178.
Formed by. Flaps 176 and 178 are The base as shown in FIG.
To form a triangular opening of dimensions corresponding to the triangular cross section of the main beam
Will be folded back. The joint is fitted on the beam to which the beam 170 is attached.
When To strengthen the bond between the beams, Via flaps 176 and 178
Fasteners (not shown) can be driven into the flanks of adjacent beams.
20 and 21 show Adding strength to a structure with an extended beam
2 shows a support brace 180 that can be used for this purpose. The brace 180 is beam
A metal strip having an L-shaped end 182 covering 184 and 186,
Fixed to each beam approximately midway between the ends of the beam. Figure 20 shows one of the frames
Parts, In this frame, The beam of the present invention is End as shown in Figure 9
Attached to a 2x4 wooden stud 188 at the base by joint 192
Longitudinally extending portions (beams 184 and 186) are provided. Beam top
In the department, Mounted by an end joint 194 as shown in FIG.
A third metal beam 190 is attached.
In the embodiment of the present invention, The width of the base of the triangular portion 10 of the beam is Two by four
The same as the width of the stud, Wallboard, plywood, For studs like roofing materials
Anything that needs to be supported from the bridge can likewise be supported by the beam 2.
It Similarly, Although we have described a special fitting for use with wooden studs,
The beam of the present invention can replace the stud. Mount the material to be supported
Driving nails or other fasteners from either side of the triangular part 3 to kick
Can be. Also, It is also possible to insert other construction materials into the beam between wings 4 and 6.
it can. For example, Widen the triangle to provide a wood surface for nailing
By You can insert a two-by-four stud. As well
, It is also possible to insert plastic construction materials or composite construction materials into the beam.
Beams of various sizes, such as larger or smaller beams than the typical 2x4 dimensions
Beams can be used.
The combination of beams shown in FIG. 2x4 wooden studs (or other standard)
Wooden beam) Other construction materials can be attached directly
It has features. This "metal 2x4" is Of two symmetrically bent triangles
Formed from beams 220 and 222. These beams 220 and 222
Is 2x4 wooden boots that can be studded to support other construction materials
Flat to fit the 2-inch edge of the tod
To form surface 226, It has legs 221 and 223 extending from the apex.
The two beams 220 and 222 are Welding or other fastening means (shown for welding)
Attached to the wing 230 inside each beam.
They are connected to each other by a substantially L-shaped connector 228. Wider side of the beam
To attach construction materials to the surface, The two triangular bases 232 and 234
A fastener can be driven in through. As an example of using this “metal 2 × 4”, Figure
The wooden stud 84 shown in 10 can be used instead. "Metal 2
× 4 ”legs 221 Attached to the extension 77 by fasteners, End tab
A screw is driven into the base 232 via 82.
The materials that make up the beam and various brackets are To meet the requirements of the construction plan
Can be Use cold-formed steel in the range of 24 to 8 gauge.
And Also, aluminum, Other metals such as titanium and many alloy steels are also used.
Can be used. For the most common construction purposes, Select steel as the material
Is appropriate.
The above bracket is Provide an angle cut provided at the end of the beam.
It can be formed at virtually any angle needed to build a structure. this is
, When the level of training for construction workers is such that angle cuts are often the source of error
Especially important to.
The beam of the invention, Bracket and assembly method, Traditional two by four
-The stud that assembles the Door and window edge, And traditionally the timber skeleton
Some of the other application techniques used can be substituted. The actual I-beam is
Use long gussets to connect two beams to each other along their entire length
Can be formed by The system of the present invention replaces the conventional metal framework.
Can be used. Lightweight steel beam system Cheap manufacturing costs, Traditional wooden
It is as easy to assemble and handle as a building. Steel beams as a substitute for wood
By using Addressing issues that had a major impact on the construction industry, High quality
We can provide quality environmentally safe materials. further, Steel beam Insect damage
It has nothing to do with the decay of wood, Many problems with timber construction do not occur.
It will be clear that there are other embodiments not explicitly mentioned above but which are clearly within the scope of the invention.
It is. Therefore, The above description and drawings Only a typical example is shown, Book
The scope of the invention should be limited only by the attached claims.
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フロントページの続き
(31)優先権主張番号 ０８／１９０，６４３
(32)優先日 1994年２月２日
(33)優先権主張国 米国（ＵＳ）
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，
ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ
Ｋ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ
，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ
【要約の続き】
─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number 08 / 190,643 (32) Priority date February 2, 1994 (33) Priority claiming country United States (US) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AU, BB, BG, BR, BY, CA, CN, CZ, FI, HU, JP, KP, KR, KZ, LK, MG, MN, MW, NO, NZ, PL, RO, RU, SD, SK, UA, VN [Continued summary]