JPS5910448B2 - 床または屋根用フレ−ム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は床または屋根用のフレームに関する。

本発明の主な目的は、工場内の倉庫や建築物を組立てる
敷地において、あまり手間がかからずに迅速に組立てら
れうる構成物として用いられる鋼鉄製の建築材料を提供
するにある。

かかる建築材料が最大限に利用されるにはその構成要素
が大量生産されなければならない。

また構成要素は多様な外装部材を支持する広範囲の構成
物を提供することができなければならない。

本発明の床または屋根用のフレームは背中側（溝側と反
対側）を外に向けて平行に配置されている２本のサイド
ビームと、それらサイドビームの間にそれらと平行に配
置された少なくとも一対の中間ビームと、該中間ビーム
およびサイドビームの端部と連結されているサイドビー
ムより短い横材とからなること、前記すべてのビームお
よび横材が冷間圧延された厚さ１．５〜３．５ｍｍの均
一な鋼鉄板からつくられていること、 前記すべてのビームおよび横材が一体に形成された１つ
の主リムの幅よりも狭い幅を有しかつ主リムの両側端か
ら同方向に伸長している２つのフランジおよび該フラン
ジの端部からたがいに向きあって伸長している２つのリ
ップを有していること、２本の前記中間ビームの主リム
が５０〜１５０ｍ離れて平行でかつ一方の中間ビームの
フランジが他方の中間ビームのフランジと逆向きになる
ように複数のブラケットで固定されていること、前記す
べてのビームおよび横材の主リムの幅がその厚さの少な
くとも４０培であること、前記サイドビームの中心線と
該サイドビームに隣接する中間ビームの中心線との間の
距離が９００〜１８００ｍｍであること、および 長さが少なくとも４．８ｍであることを特徴とする また冷間圧延される鋼鉄板はコイルまたは細長体の形態
であってもよい。

ビームおよび横材は厚さが３．５ｍ以下の鋼鉄板からつ
くられており、さび止め用金属被膜、たとえば亜鉛など
が被覆されていればよい。

それにより亜鉛などがビームおよび横材のボルト開孔お
よび切断端部にまで被覆される。

ビームの幅はその厚さの少なくとも４０陪が必要である
。

たとえばビームはその厚さが３ｍｍであれば２２５〜４
２５ｍｍの幅が好ましい。

個々のサイドビームの中心線とそれらと最も接近した中
間ビームの中心線との間の距離は９００〜１８００ｍｍ
が必要である。

フレームの幅は、好ましくはモジュール長さの２〜３ｆ
＠である２〜４ｍであり、またフレームの長さはモジュ
ール長さの数倍、少なくとも４培であればよい。

柱はＩ字断面、長方形断面またはそれらを輸送する際に
、ビームの幅の範囲内にはいりうるような幅をもつ適当
な断面を有するものが好ましい。

鋼鉄板は、圧延用細片板を３０ｍ／ｍｉｎ以上で冷間圧
延することにより形成される。

従来より、冷間圧延材料が床などの構成全体に用いられ
たことはなく、軽い屋根ふき材料を支持する横材にのみ
用いられていた。

したがって、学校、家および事務所などの建築物の床な
どには熱間圧延された鋼鉄製ビームからなる鋼鉄フレー
ムが用いられている。

このようなビームに亜鉛などのさび土金属被膜を被覆す
ることは実用的ではなく、ビームはペンキを塗布する必
要がある。

それにより費用がかさむことになる。またモジュール長
さの数倍のビームを保管することも、１字型またはＨ字
型断面を有するビームの注文を受けたりして手間がかか
りかつ費用がかさむため実用的でない。

しかしながらサイドビームと間隔をあけて並べられた中
間ビームとからなる冷間圧延板を用いることにより、所
定荷重に対する金属の全重量が従来の構成の鋼鉄フレー
ムと同じＡ１または少し小さいフレームを用いて重い荷
重に耐えられる床を提供することができだ。

そのばあい、建築物の全高はコストの点において低い方
が好ましいのでフレームの深さが浅くなっている。

フレームはまた重い荷重がかかる屋根にも用いることが
できる。

本発明においてはビーム、横材およびそれらからなるフ
レームはすべて公的基準、たとえば英国標準規格（Ｂｒ
１ｔｉｓｈ ５ｔａｎｄａｔｄ ５ｐｅｃｉｆｉｃａｔ
ｉｏｎ）４４９パート２，１９６９のアデンダム、（Ａ
ｄｄｅｎｄｕｍ ）ＡＩ （１９７５年３月）に合致す
るように設計されている。

共通のモジュール長さを１．２ｍとして本発明のフレー
ムの長さは１２．０ｍ、 ９．６ｍ 、 ８．４ ｍ
、 ７．２ｍ、５．Ｑｍおよび４．８ｍに、そしてその
幅は２ｍ〜４ｍ、たとえば２．４ｍ〜３．６ｍのものが
好ましい。

というのは、このような長さのフレームは取引に都合よ
く、シかもボルトで締結することによって多種多様な大
きさおよび形状の床を形成することができるからである
。

このように本発明のフレームはその使用目的、すなわち
床用または屋根用のフレームであることからおのずとそ
の全体寸法が定まるのであり、フレームの長さ、すなわ
ちサイドビームの長さは少なくとも４．８ｍ以上必要と
なる。

またフレームの幅が２〜４ｍであることに基づき、サイ
ドビームの中心線と該サイドビームに隣接する中間ビー
ムの中心線との間の距離も前記フレームの幅の２〜４等
分し、これに中間ビーム間の距離を考慮した寸法、すな
わち９００〜１８００ｍｍとなる。

なお通常使用されている床張り材料または屋根材料の強
度、および床または屋根用のフレームとして必要な単位
面積あたりの支え重量が通常５ＫＮ／ｍ″程度であるこ
とを考慮すれば、前記中心線間の距離を９００ｍｍより
も小さくする必要はない。

建築物の最大部分には、長さが７．２ｍそして幅が２．
４’ｍ、すなわち長さが幅の約３培、つまり少なくとも
７ｍのフレームを用いるのが好ましい。

従来より、冷間加工された屈曲性を有する部材はしばし
ば単一ビーム理論（ｓｉｍｐｌｅ ｂｅａｍｔｈｅｏｒ
ｙ ）どおりには適用できないことが知られている。

かかるビームのたわみ剛性率は、高荷重のときには低荷
重のときよりも実質的に小さく、単一ビーム理論を適用
して計算したストレスの予想値は実験値よりもかなり小
さい。

マタ本発明のフレームにおいて中間ビームの主リムが５
０〜１５０ｍｍ離れて平行でかつ一方の中間ビームのフ
ランジと逆向きになるように複数のブラケットで固定さ
れているため、中間ビームの間には５０〜１５０ｍｍの
すき間が形成される。

このすき間はフレームのサイドビームと隣接するフレー
ムのサイドビームの間に形成されるすき間と同寸法であ
って、いくつものフレームが柱部材ヲそのすき間に介在
させながら連続されたときには、はぼ等ピッチで形成さ
れるすき間となり、屋根積載用の構造部材を支持するだ
めのブラケットを等ピッチで取りつけうる。

なお本発明のフレームにおいてビームおよび横材に用い
られる冷間圧延鋼板は、フレームを軽量化するため、リ
ールに巻きやすくするため薄いものが好ましいが、床ま
たは屋根用のフレームとして使用するばあいに公的な建
築物規則に合致しうる強度およびたわみ剛性をうるため
に厚さ１．５〜３．５ｍｍのものが採用されている。

すなわち板厚が１．５ｍｍ以下のものは充分な剛性、耐
座屈性（部分的または全体的な耐座屈性）、ねじれ荷重
に対する抗力などに劣り、本発明の目的とする床または
屋根用のフレームとして充分ではない。

また３、５ｍｍ以上の板厚のものは、重量が過大である
と共にリールに巻きにくいという欠点がある。

また本発明におけるビームの断面形状が対称形に構成さ
れているのは、垂直および水平の変位が同時に生ずるこ
とを避けるためである。

たとえば２形断面を有するビームのばあい、与えられた
曲げモーメントに対し大きい水平方向および垂直方向の
変位をもたらす。

なおビームの幅が少なくとも板厚の４０倍であるため、
ビームの断面二次モーメントが大きく、フレームによっ
て構成される面、すなわち床面または屋根の面に垂直方
向の荷重が付加されたばあいに剛性が犬で変形しにくい
。

本発明にしたがって床および建築材料の組立を行ない、
ビーム、一対のビーム、床構成物および２段組立フレー
ムについて引張試験を行なった。

その結果、これらのすべては公的な建築物規則に合致す
るのに必要とされる荷重に対して耐えることが判明した
。

本発明はつぎのような利点を有する。

（１）建築物のフレームのすべての部分の大量生産が可
能である。

（１１）ビームは軽量であるため取扱いが容易である。

（ｉｉｉ） 不熱線労働者でも工場内または建築物敷
地において迅速に組立てることができる。

４Ｖ） 保管および輸送が経済的である。

（ψ 多種多様な床のサイズおよび形状に対して標準サ
イズの部材の組立に応することができる。

■ 通常のＩ型ビームおよびＨ型ビームはキワメて限ら
れた長さのものしかつくることができないのに対して本
発明においてはビーム製造用の細片は非常に長く、かつ
リールに巻くことができる。

（ｖｉｉ）ビーム製造用の細片は建築物の敷地で用いう
るように標準の長さに切断されうる。

（ｖｉｉｉ）柱は、たがいに間隔をあけて並べられたコ
ンクリートブロック上に配置され、それとともに下部床
を地面の上方で柱に係止された状態にしておくことがで
き、それにより建築物の骨組を組立てたのちにも水道お
よび他の供給源を配設しうるように地面の主要な領域を
自由にしておくことができる。

このように本発明の実用適応性が開発され、かつ長期間
にわたる建築、設計およびコストの計算ならびに全体的
な規模の生産および試験により証明された。

つぎに本発明を図面により説明する。

第１図は本発明のフレームの一実施例を示す平面図、第
２図は第１図に示す実施例の応用例を示す平面図、第３
図は第１図および第２図において符号Ａで示されている
継手を示す詳細図、第４図は第３図の４−４面断面図、
第５図は第１図および第２図において符号Ｂで示されて
いる継手を示す詳細図、第６図は第５図の６−６面断面
図、第７図は第１図および第２図において符号Ｃで示さ
れている継手を示す詳細図、第８図は第７図の８−８面
断面図、第９図はサイドビームを示す側面図、第１０図
は第９図に示すサイドビームの平面図、第１１図は第９
図に示すサイドビームの端面図、第１２図、第１３図お
よび第１４図はそれぞれ第９図、第１０図および第１２
図に示すサイドビームの実施例の応用例を示す側面図、
平面図および端面図、第１５図、第１６図および第１７
図は横材の一実施例を示す第９図、第１０図および第１
１図と同様の側面図、平面図および端面図、第１８図お
よび第１９図はブラケットの一実施例を示す側面図およ
び端面図、第２０図および第２１図はブラケットの他の
実施例を示す側面図および端面図、第２２図および第２
３図は連結ブラケットのさらに他の実施例を示す側面図
および端面図、第２４図は建築部材を示す斜視図、第２
５図は床を示す断面図である。

本発明を図面によって説明すれば、第１図は縦方向の外
側のサイドビーム３０，３１と横方向の横材３２，３３
とから構成されているフレームを示している。

これらのビームは断面り字形の継手Ａにより連結されて
おり、１２００！Ｉｍ＋を１モジユール（基準寸法）と
する長方形、すなわち長さが８モジユール、幅が２モジ
ユールの長方形を形成している。

かかるフレームは２本の縦方向の中間ビーム３６．３７
を有しており、該中間ビームが５０〜１５０ｍｍまたと
えば９０ｍｍの間隔をあけて並んでいる主リムを有し、
横方向の横材３２゜３３の中間に配置され、該サイドビ
ームに継手Ｂにより連結されている。

ビーム３０，３６とビーム３１，３７の中央線間の間隔
は９００〜１８００ｍまたとえば１０２０ｍｍであれば
よい。

内側の縦方向の中間ビーム３６．３７は、その長手方向
に間隔をあけてブラケットＣにより一体に接合されてお
り、また該ブラケットにより縦方向のサイドビーム３０
，３１が、隣接したフレームの縦方向のサイドビーム３
０Ａと接合されている。

かかる隣接したサイドビーム３０Ａは、中間ビーム３６
゜３７と同様に５０〜１５０ｍｍの間隔をあけて並べら
れている。

垂直の柱は符号４２で示されている。サイドビーム３０
が外壁に隣接するばあい、筋違（すじかい） （ｂｒａ
ｃｉｎｇ ５ｔｒｕｔｓ ）がサイドビーム３０および
中間ビーム３６に、その長手方向に沿って間隔をあけて
接合されてもよい。

かかる筋違はサイドビーム３０のフランジ５５および中
間ビーム３６のフランジ５４（第１１図参照）にボルト
で締着されていてもよい。

第２図は第１図と類似のフレームを示している。

かかるフレームは、それらの中心線が、たがいにかつサ
イドビーム３０，３１かラ一定のモジュール間隔をあけ
て並んでいる２列の縦方向のビーム３６．３７，３６Ａ
、３７Ａを有する。

これらのビームはみそ形断面を有し、ボルト開孔が設け
られている（詳細は第９図〜第１７図に示されている）
。

第３図および第４図は継手Ａを示している。

かかる継手Ａはプレート４１に溶着された断面形状がＬ
字形のブラケット４０からなり、該プレート４１が垂直
の断面形状が箱形の柱４２に溶接されている。

敷地で組立てられるには、プレート４１はサイドビーム
３０とボルト開孔４３でボルトにより締着され、断面り
字形のブラケット４０は横材３２とボルト開孔４４でボ
ルトによね締着される。

床が下部壁よりも張出しているばあいは、サイドビーム
の突出端部がブラケットにより横材に連結されてもよい
。

同様に隣接フレームのサイドビーム３０Ａおよび横材３
２Ａはブラケツ）４０Ａおよびプレート４１Ａにより断
面箱形の柱４２に連結されている。

第３図に示す破線４２Ａは、断面箱形の柱４２の大きさ
がかなり大きくなっても連結することができることを示
している。

継手Ｂ（第１図および第２図参照）が第５図および第６
図に示されている。

かかる継手Ｂは、横材３２、ビーム３６および３７とボ
ルト開孔４８でボルトにより締着されている断面Ｕ字形
のブラケットからなる。

また継手Ｃは第７図および第８図に示されており、断面
Ｕ字形のブラケット４９からなる。

屋根積載用の構造部材５０Ａの取付けに際しては、固定
プレート５０がビームにボルトで締着される。

該プレートはビームの上に配置される伸長部５１ヲ有し
ている。

ブラケット４９はビームの全奥行にわたり伸長している
。

なおプレート５０および伸長部５１は第７図においては
図示されていない。

第９図、第１０図および第１１図はサイドビームを示し
ている。

かかるサイドビームは、その端部に直角に配設されてい
るフランジ５４．５５と、該フランジの端部で、該フラ
ンジに対して直角に内側に曲っているリップ５６．５７
とを有する主リム５３をもっている。

サイドビームの横幅は、中間ビーム間の間隔（５０〜１
５０ｍｍ）とほぼ等しく、たとえば９０ｍｍである。

主リム５３は、サイドビームの一方から他方へ伸長しう
るように部分的に垂直かつ傾斜していてもよい。

また主リム５３は、個々の列がビームの端部近くに少な
くとも４個（たとえば６個）の孔を有する少なくとも２
列のボルト開孔５８，５８Ａと、サイドビームに沿って
間隔をあけて設けられた補助ボルト開孔５９と、個々の
列がサイドビームの一端にボルト開孔５８Ａよりも接近
した間隔で並んでいる３個の孔およびサイドビームの他
端の同様の３個の孔とからなる一列のボルト開孔６０，
６０Ａとを有している。

これらすべての開孔は主リムに存在する。

フランジ５４．５５はビームに沿って等間隔をあけて設
けられたボルト開孔６２と、ボルト開孔６０，６０Ａ列
に対応するように間隔をあけて設けられたサイドビーム
の個々の端部の３個の孔からなるボルト開孔列６３．６
３ａ、６３Ａを有する。

最後のボルト開孔列６３，６３ａ、６３Ａが必要な理由
は、種々のサイズ、たとえば８０ｍｍＸ８０ｍｍ、 １
２０ｍｍＸ ８０ｍｍまたは１６０ｍｍＸ８０皿の柱４
２を用いることができるようにと意図したことによる。

柱４２のサイズが小さいばあいは、３個の孔を有するす
べてのボルト開孔列が用いられる。

柱４２のサイズが大きいばあい、柱により覆われる一対
の孔か、または柱４２にかなり近い一対の開孔が用いら
れる。

このように、いかなるサイズの柱のばあいにも、ビーム
フレームラ柱ニ固定させるには、少なくとも２対のボル
ト開孔が用いられる。

これらの種類のビームは通常の長方形面を有する建築物
に用いられる標準ブームである。

しかしながら建築物がたがいに長方形の段差からなる不
規則な面を有するならば、第１２図、第１３図および第
１４図に示されているように一端から他端にかけてその
全長にわたり一定の間隔をあけて設けられた補助用の４
〜６個のボルト開孔列を有する特殊のビームを用いても
よい。

標準および特定のビームは種々のモジュール長さを有す
るものが提供される。

横材（横ビーム）３２は第１５図、第１６図および第１
７図に示されており、主リム６６、端部フランジ６７、
リップ６８、主フランジ６６の個々の端部で一直線上に
横切るように設けられた３個のボルト開孔およびこれら
の開孔間の中はどに設けられたボルト開孔７０を有する
。

またフランジ６７には一定の間隔をあけてボルト開孔７
１が設けられている。

第１８図および第１９図は第８図に符号５０で示されて
いる部分を示している。

第２０図および第２１図と第２２図および第２３図は長
さが違うブラケット４９（第８図参照）とブラケット４
６（第６図参照）を示している。

前述した本発明のフレームのすべての部分は、たとえば
亜鉛などの保護被膜が被覆された厚さ１．５〜４．０ｍ
ｍの鋼鉄板からつくられており、冷間圧延されて形状が
形成される。

第２４図は、それらすべてが垂直の柱８０゜８１に取付
けられうる床フレーム７６、中間床フレーム７７および
屋根フレーム７９を有する建築物を示す斜視図である。

柱８０，８１はこれらフレームと隣接するフレーム列と
の間に配設され、それにより柱８０．８１はサイドビー
ムと、それと同じ距離はなれている同種の隣接するサイ
ドビームとの間に配設される。

柱８０．８１の下端はコンクリートブロックまだは最終
的にはコンクリートで満たされるコンクリート基材のポ
ケットに埋め込められてもよい。

ベースプレート８５が柱８０．８１の下端に溶着されて
もよい。

組立てる際、すべてのビームおよびブラケットはナツト
とボルトにより締着される。

まだすべてのフレームを、それらの頂部および下部パネ
ル（ただしパネル端片を除く）を用いて地面上で組立て
、ついで柱を必要な高さまですべらせ、フレームがその
位置で適当にボルトにより締着され、ついでパネル端片
が被覆されるようにしてもよい。

第２５図は床を被覆する方法を示している。

符号８７，８８は本発明の方法によりつくられた２本の
ビームを示す。

該ビーム間の間隙は１枚以上の浅いだな板８９により覆
われており、該だな板が断熱材９０を収容している。

また断熱材９１゜９２は隣接するだな板により収容され
ている。

波形金属板９４が、ビーム８７，８８の長手方向に対し
て直角方向の波形を有しており、隣接する一対のビーム
８７．８８の間をまたがってビーム上に配置されている
。

波形金属板９４の９４Ａ−９４Ａ面断面は符号９４Ｂで
示されている。

波形金属板９４は板張りでおおわれるか、または地面９
５にまで達しているコンクリートを詰め込まれていても
よい。

気体を通さない絶縁板が床の下、たとえばビーム８７．
８８上に配置されていてもよい。

（ビームの外郭と保持様式） ふちがありみそを有する標準のビームの外郭（ビームの
長さと厚さ）が、柱と柱との最大寸法（以下、径間とい
う）および最大荷重にもとづいて屋根または床用に設定
される。

もつとも経済的なデザインをするために比較的小さな径
間のビームにおいてつぎのように金属板（冷間圧延され
た鋼鉄板）の厚さとビームの長さとが決定される。

Ｃ） ビームに適用される共通の保持様式においては、
柱をビームの長さ方向に６００ｍｍまで位置をずらして
取りつけることが許容される。

したがって建築物面の形状を広範囲にかえることができ
、かつ基本のビーム構成要素を用いながら建築物の屋根
および床の高さを変えることができる。

■）比較的規則的な形状の建築物、たとえば１階以上の
長方形の棟などに対しては、縮小した（強度計算上で劣
った）保持様式を使用しているビームを用いることがで
きる。

なお、骨組建築物が壁材、たとえばれんが造り、あるい
はブラケット、れんが止めまたは他の手段によりれんが
造りに連結されるパネルなどによって一面におおわれて
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフレームの一実施例を示す平面図、第
２図は第１図に示す実施例の応用例を示す平面図、第３
図は第１図および第２図において符号Ａで示されている
継手を示す詳細図、第４図は第３図の４−４面断面図、
第５図は第１図および第２図において符号Ｂで示されて
いる継手を示す詳細図、第６図は第５図の６−６面断面
図、第７図は第１図および第２図において符号Ｃで示さ
れている継手を示す詳細図、第８図は第７図の８−８面
断面図、第９図はサイドビームを示す側面図、第１０図
は第９図に示すサイドビームの平面図、第１１図は第９
図に示すサイドビームの端面図、第１２図、第１３図お
よび第１４図はそれぞれ第９図、第１０図および第１２
図に示すサイドビームの実施例の応用例を示す側面図、
平面図および端面図、第１５図、第１６図および第１７
図は横材の一実施例を示す第９図、第１０図および第１
１図と同様の側面図、平面図および端面図、第１８図お
よび第１９図はブラケットの一実施例を示す側面図およ
び端面図、第２０図および第２１図はブラケットの他の
実施例を示す側面図および端面図、第２２図および第２
３図は連結ブラケットのさらに他の実施例を示す側面図
および端面図、第２４図は建築部材を示す斜視図、第２
５図は床を示す断面図である。 図示の主要符号 Ａ、Ｂ、Ｃ：継手、３０゜３１．３Ｏ
Ａ、３１Ａ：サイドビーム、３２゜３３：横材、３６，
３７，３６Ａ、３７Ａ：中間ビーム、４０ニブラケツト
、４１，４１Ａニブレート、４２，４２Ａ：柱、４３，
４４，４８ ：ボルト開孔、４９：Ｕ断面ブラケット、
５４，５５：フランジ、５６．５７：リップ、５９：補
助ボルト開孔、７６：床フレーム、７７：中間床フレー
ム、７９：屋根フレーム、８９：だな板、９０゜９１．
９２：断熱材、９４：波形金属板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 背中側を外に向けて平行に配置される２本のサイド
   ビームと、それらサイドビームの間にそれらと平行に配
   置されている少なくとも一対の中間ビームと、該中間ビ
   ームおよびサイドビームの端部と連結されているサイド
   ビームより短い横材とからなること、前記すべてのビー
   ムおよび横材が冷間圧延された厚さ１．５〜３．５ｍｍ
   の均一な鋼鉄板からつくられていること、 前記すべてのビームおよび横材が一体に形成された１つ
   の主リム、該主リムの幅よりも狭い幅を有しかつ主リム
   の両側端から同方向に伸長している２つのフランジおよ
   び該フランジの端部からたがいに向き合って伸長してい
   る２つのリップを有していること、 ２本の前記中間ビームの主リムが５０〜１５０口離れて
   平行でかつ一方の中間ビームのフランジが他方の中間ビ
   ームのフランジと逆向きになるように複数のブラケット
   で固定されていること、前記すべてのビームおよび横材
   の主リムの幅がその厚さの少なくとも４０＠であること
   、前記サイドビームの中心線と該サイドビームに隣接す
   る中間ビームの中心線との間の距離が９００〜１８００
   ｍｍであること、オヨび 長さが少なくとも４．８ｍであること を特長とする床まだは屋根用のフレーム。 ２ 前記各ビームおよび横材が、その長手方向に等間隔
   で設けられた多数の孔と、種々の大きさの柱に連結させ
   るためにより接近した間隔でビームおよび横材の端部に
   設けられた一列の孔とを有する特許請求の範囲第１項記
   載のフレーム。 ３ 前記ビームが冷間圧延された亜鉛引き細長体からつ
   くられている特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   フレーム。