JPH11324221A - 軽量化金属構造材及びその製造方法 - Google Patents

軽量化金属構造材及びその製造方法

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JPH11324221A
JPH11324221A JP14071998A JP14071998A JPH11324221A JP H11324221 A JPH11324221 A JP H11324221A JP 14071998 A JP14071998 A JP 14071998A JP 14071998 A JP14071998 A JP 14071998A JP H11324221 A JPH11324221 A JP H11324221A
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JP
Japan
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flat portion
structural material
metal structural
cutting line
lightweight
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JP14071998A
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English (en)
Inventor
Haruo Arima
治雄 有馬
Takeshi Teratani
孟司 寺谷
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Showa Aluminum Can Corp
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/08Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with apertured web, e.g. with a web consisting of bar-like components; Honeycomb girders
    • E04C3/083Honeycomb girders; Girders with apertured solid web
    • E04C3/086Honeycomb girders; Girders with apertured solid web of the castellated type

Abstract

(57)【要約】 【課題】 梁(ビーム)及び柱材(ポール)のための金
属構造材の剛性の向上と軽量化を目的とした金属構造材
の構造及びそのための安価な製造方法の提供。 【解決手段】 H型金属製押出材1のフラット部2を水
平または斜めのジクザク状のカッティングライン4に沿
ってカッティングし、該カッティングラインの凸部6同
士を付け合わせ、該部分を接合し、フラット部2に空間
部5を設けた軽量化I型金属構造材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】道路、橋梁、ダム、トンネル
などの建設またはビル、アパート、一部のプレファブ住
宅などの建築には多量の金属構造材が使用されている
が、この分野では軽量で強度の高い梁(ビーム)、柱
(ポール)などが要求されており、そのために材質的に
は各種の金属材が使用されている。本発明は、製造が容
易でコストが安く、同一の材質であっても軽量化され、
剛性の高い金属構造材の構造及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、大型の建設、建築などの分野にお
いては、構造材として鉄筋、H型鋼、L型鋼などを組み
合わせたチャンネル材などの金属構造材を使用し、多量
のコンクリートで固めた重量のある建設物、建築物など
が作られていたが、近年は建築分野においては、高層化
と共に金属構造材とアルミニウムパネルなどを用いたカ
ーテンウォールなどの組み合わせによる建物自体の軽量
化が行われ、また建物の保守のコスト削減のために各種
の材料の転換も進行している。このため、保守の容易性
から金属構造材においても鋼材からステンレススチール
へ、あるいは保守の容易性と軽量化のためにアルミニウ
ム材への転換も行われている。アルミニウム材またはア
ルミニウム合金材(以下両者を「アルミニウム材等」と
いう。)は、ヤング率が鉄鋼材の約1/3程度しかな
く、剛性が低いためせっかくの軽比重が使用材料を増す
ことにより失われ、逆にコストアップになるなどの問題
があった。
【0003】ヤング率は材質の物性であり、焼き入れが
同じであれば同一の材質ではこれを変えることは不可能
であるが、材料の断面2次モーメントを変えることによ
り金属構造材としての剛性を変えることは可能である。
また特に金属構造材としての柱材においては、柱材基部
と柱材先端部は同じ断面積の金属構造材を使用していた
が、これでは柱材先端部の強度が、先端部より高い強度
を必要とする柱材基部と同じ強度を有しており、過剰な
強度を付与していることとなり意味のない強度を与えて
いることとなっていた。このように、梁(ビーム)及び
柱材(ポール)に使用する金属構造材の剛性の向上と軽
量化は継続して要求されている問題であり、永遠の課題
でもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、梁(ビー
ム)及び柱材(ポール)のための金属構造材の剛性の向
上と軽量化を目的とした金属構造材の構造及びそのため
の安価な製造方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、[1] フラ
ット部において接合されておりかつフラット部に空間部
を有する軽量化I型金属構造材、[2] フラット部中
央部に接合部を有し、一方の端部から他方の端部に向か
ってフラット部の幅が一方的に増加する形状の軽量化金
属構造材、[3] 接合されたフラット部に空間部を有
する上記[2]記載の軽量化金属構造材、
【0006】[4] H型金属製押出材のフラット部を
ジクザク状のカッティングラインに沿ってカッティング
し、該カッティングラインの凸部同士を付け合わせ、該
部分を接合することを特徴とする軽量化I型金属構造材
の製造方法、[5] H型金属製押出材のフラット部を
斜めにカットし、このカットされた両辺を逆にして付け
合わせ、次いで接合することを特徴とする軽量化金属構
造材の製造方法、[6] 斜めにカットしたカッティン
グラインがジクザク状であり、該カッティングラインの
凸部同士を付け合わせ、次いで接合する上記[5]記載
の軽量化金属構造材の製造方法、および[7] 金属製
押出材がアルミニウムまたはアルミニウム合金製押出材
である上記[4]ないし[6]のいずれかに記載の軽量
化金属構造材の製造方法、を開発することにより上記の
目的を達成した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の対象とする金属構造材の
材質は、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等など
その材質は特に限定する必要はなく、軽量化、剛性の向
上の効果を得ることができる。特に軽比重で、剛性が小
さいアルミニウム材等に適用する時に効果が発揮でき
る。以下材質の代表として、軽量金属材として最も広く
使用されているアルミニウム材等を用いて説明するが、
特に断らないかぎり鉄、ステンレススチールなどの剛性
のある他の金属構造材においても同様な効果が期待でき
ることは当然である。
【0008】以下図面を参照しながら本発明を説明す
る。本発明のアルミニウム等の軽量化I型金属構造材
は、まず通常のH型押出材1を材料として用い、このフ
ラット部2を図1に示すようにカッティングライン4に
沿ってカットする。カッティングライン4はカッティン
グライン4の凸部の長さを合わせられるように揃えるこ
とは必要であるが、必ずしもフラット部2の中央線を挟
んで対象にする必要はない。しかし後で凸部同士を付け
合わせる工程の容易性からは該中央線を挟んで対称的に
することが好ましい。またカッティングライン4のジク
ザク状の形状は空間部5の形状を決めるだけである程度
の自由度があり、アルミニウム等押出材のフラット部2
の長さの方向に対して垂直にしても、またある程度斜め
にしてもよい。ジクザク状の幅は接合後のフラット部の
幅と空間部5の幅を決める。空間部5の形状が六角形あ
るいは矩形にするようにすればデザイン的に良い。
【0009】次に、図2に示すようにカットされたそれ
ぞれのアルミニウム等押出材を、フラット部のカッティ
ングラインの凸部6同士を一致するように付け合わせ、
この部分をF.S.W法(Friction Stir
Welding)、MIG法あるいはTIG法などの
溶接方法により接合する。この結果得られたフラット部
において接合部6(カッティングラインの凸部と同じ)
を有するアルミニウム等構造材は、材料のアルミニウム
等押出材と補強部3は同一であるが、フラット部2は空
間部5を有しかつ広くなり、結果として簡単な工程を経
ることにより軽量化され、かつフラット部2に対する横
方向の剛性は変わらないが、フラット部2の縦方向に対
する剛性が大きく向上したアルミニウム等構造材が得ら
れる。このような操作はアルミニウム材等に限らず、鋼
材、ステンレススチールでも同様に簡単に操作できるも
のであり、得られた金属構造材も同様な効果(軽量化及
び剛性の向上)を有し、金属製梁(ビーム)材として有
効に使用できる。
【0010】上記の梁(ビーム)材においては、構造材
の強度がアルミニウム等構造材全体に均一であることが
必要であるが、柱(ポール)材においては、下部ほど剛
性が高く、上部になるに従い剛性は小さくとも良い。円
柱状のカラムにおいてはすでに下部が太く上部になるに
従い細くなったものが知られているが、金属構造材とし
てはほとんど使用されていない。この理由は、無駄であ
っても構造材全体の剛性が均一である金属構造材を使用
する方がコストが低くて済むこと、わざわざこのような
構造材を製造する効率的な製造方法がなかったことのた
めと考えられる。しかし、このために建築物全体の重量
が大きくなり、更にこの重量の増加が更に柱(ポール)
材の耐荷重を大きくする悪循環を引き起こしている。し
たがって柱材においても剛性は必要最小限とすることが
好ましいことは言うまでもない。このためには、柱(ポ
ール)材の下部において太く、上部ほど細い金属構造材
を必要とする。
【0011】本発明の柱材においても、安価に得られる
H型アルミニウム材等製押出材1を用い、図3に示すよ
うにそのフラット部2を斜めのカッティングライン7に
沿ってカッティングする。このカッティングライン7
は、柱材の必要とする強度に合わせてあらかじめ計算し
ておいた角度のカッティングラインである。次に、図4
に示すようにカッティングしたそれぞれのアルミニウム
材等製押出材1を逆にして、カットしたフラット部7の
幅の広い方は広い方同志を、狭い方は狭い方同志を付け
合わせ、その部分をF.S.W法、MIG法あるいはT
IG法などにより接合部6において接合する。なお必要
に応じて上下の余分の部分はカットして柱(ポール)用
構造材とする。この場合は、フラット部の幅は平均値と
して材料のH型材と同一であるが、フラット部の幅の広
い方(柱材の下部になる。)の剛性は、材料のH型アル
ミニウム材等構造材の剛性よりは大きくなるが、フラッ
ト部の幅の狭い方(柱材の上部になる。)の剛性は材料
のH型アルミニウム材等構造材の剛性より小さいものと
なる。
【0012】なお斜めにカッティングするとしても、カ
ッティングラインを前記の梁材の時と同様にジクザク状
とし、図5に示すようにカッティングしたアルミニウム
材等製押出材を逆にしてカッティングラインの凸部同士
を合わせ、付け合わせた部分6を接合する時は、フラッ
ト部の幅の広い方はもちろん材料のH型材の剛性より高
くなるが、幅の狭い方も空間部を設けたことにより、材
料としたアルミニウム材等製押出材のそれより剛性を大
きくすることができる。接合(溶接)方法は梁材と同一
の方法が用いられる。
【0013】
【発明の効果】本発明のフラット部において接合されて
おりかつフラット部に空間部を有する軽量化I型金属構
造材及びフラット部中央部に接合部を有し、一方の端部
から他方の端部に向かってフラット部の幅が一方的に増
加する形状の軽量化金属構造材は、共にH型材をカッテ
ィングし、それを接合することにより容易に製造できる
もので、製造が容易であるだけでなく、得られた構造材
は材料としたH型材に比較して同一重量でありながら剛
性が強化されたものとなっている。特に柱材(ポール)
は、基礎となる部分(フラット部の幅の広い方を接合し
た部分)は、材料としたH型材に比して極度に強度が大
きく、同一の重量であってもより高い強度を付与するこ
とが可能である。本発明の構造材は特にアルミニウムな
どの構造材において効果が高く、広い範囲の建築材、建
設材としての利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】H型金属製押出材から梁材を製造するための、
フラット部に設けたジクザク状のカッティングラインを
示す。
【図2】フラット部にジクザク状にカッティングしたH
型金属製押出材を組み合わせた金属構造材。
【図3】H型金属製押出材から柱材を製造するための、
フラット部に設けた斜めのカッティングラインを示す。
【図4】フラット部に斜めにカッティングしたH型金属
製押出材を組み合わせた金属構造材。
【図5】斜めのカッティングラインがジクザク状とした
場合の金属構造材。
【符号の説明】
1 H型金属製押出材 2 フラット部 3 補強部 4 カッティングライン 5 空間部 6 接合部またはカッティングラインの凸部 7 斜めのカッティングライン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラット部において接合されておりかつ
    フラット部に空間部を有する軽量化I型金属構造材。
  2. 【請求項2】 フラット部中央部に接合部を有し、一方
    の端部から他方の端部に向かってフラット部の幅が一方
    的に増加する形状の軽量化金属構造材。
  3. 【請求項3】 接合されたフラット部に空間部を有する
    請求項2記載の軽量化金属構造材。
  4. 【請求項4】 H型金属製押出材のフラット部をジクザ
    ク状のカッティングラインに沿ってカッティングし、該
    カッティングラインの凸部同士を付け合わせ、該部分を
    接合することを特徴とする軽量化I型金属構造材の製造
    方法。
  5. 【請求項5】 H型金属製押出材のフラット部を斜めに
    カットし、このカットされた両辺を逆にして付け合わ
    せ、次いで接合することを特徴とする軽量化金属構造材
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 斜めにカットしたカッティングラインが
    ジクザク状であり、該カッティングラインの凸部同士を
    付け合わせ、次いで接合する請求項5記載の軽量化金属
    構造材の製造方法。
  7. 【請求項7】 金属製押出材がアルミニウムまたはアル
    ミニウム合金製押出材である請求項4ないし6のいずれ
    かに記載の軽量化金属構造材の製造方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007077658A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd 橋桁の構築方法
CZ300350B6 (cs) * 2005-09-06 2009-04-29 Mareš@Jirí Zpusob výroby prolamovaného nosníku
CN102587574A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 王全良 腹板梁及制备方法及由其构成的csi住宅用架空结构
CN102628265A (zh) * 2012-04-24 2012-08-08 天津二十冶建设有限公司 一种用于基坑支护的格构式钢板桩及其制造方法
CN103362250A (zh) * 2013-05-13 2013-10-23 谢合清 格构式薄钢板檩条
CN104234314A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状腹板十字形截面异形钢柱
CN104234322A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面t形柱
CN104234318A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面十字形柱
JP2015004254A (ja) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社ショーワ 構造材及び当該構造材の製造方法
CN105544860A (zh) * 2015-12-22 2016-05-04 中国一冶集团有限公司 正六边形蜂窝梁制作方法
CN110976612A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 武金峰 一种h型钢制造加工方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300350B6 (cs) * 2005-09-06 2009-04-29 Mareš@Jirí Zpusob výroby prolamovaného nosníku
JP2007077658A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd 橋桁の構築方法
CN102587574A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 王全良 腹板梁及制备方法及由其构成的csi住宅用架空结构
CN102628265A (zh) * 2012-04-24 2012-08-08 天津二十冶建设有限公司 一种用于基坑支护的格构式钢板桩及其制造方法
CN103362250A (zh) * 2013-05-13 2013-10-23 谢合清 格构式薄钢板檩条
JP2015004254A (ja) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社ショーワ 構造材及び当該構造材の製造方法
CN104234314A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状腹板十字形截面异形钢柱
CN104234322A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面t形柱
CN104234318A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 南京工业大学 蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面十字形柱
CN105544860A (zh) * 2015-12-22 2016-05-04 中国一冶集团有限公司 正六边形蜂窝梁制作方法
CN110976612A (zh) * 2019-12-27 2020-04-10 武金峰 一种h型钢制造加工方法
CN110976612B (zh) * 2019-12-27 2021-03-26 诸暨泰泽机械有限公司 一种h型钢制造加工方法

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