TWI608148B - Light steel building structure - Google Patents

Description

輕鋼構建築物結構

本發明與建築物結構有關，尤指一種利用Ｃ型鋼材組成之輕鋼構建築物結構。

按，近年來環保意識提升，為了避免生態環境惡化、溫室效應及地球暖化等現象，產業各界均有相關的因應做法，達到消耗最少量資源而製造最少量廢棄物的目標。以建築業而言，當以在達到結構強度要求之前提下，尋求最經濟的建材材料及結構為目標，亦即所謂的「綠建築」。輕鋼構建築結構即為上述綠建築之其中一種。由於輕型鋼構具有安全、環保、高效率、重量輕等特性，因此發展相當快速，例如以美國地區為例，一九九八年就有十二萬戶的需求量，而日本在經歷了一九九五年阪神大地震的刺激後，更加速其對於輕型鋼構相關技術及施工規範的研究，並建立相關配套措施，以符合適合日本地區使用，而此種新技術、新工法不僅讓全日本受益，近年來亦引進同屬地震區的台灣。

輕鋼構建築物結構中係以Ｃ型鋼材為主要構件，並可透過組接而構成各種橫樑、立柱或椽。現今的建築工法中，這些橫樑、立柱或椽彼此係以焊接方式相互結合，惟實施焊接需要雇用專業的焊工以及要求極高的焊接品質，造成較高的成本；另一方面，由於市售Ｃ型鋼會經金屬電鍍或熱浸鍍鋅來防鏽，而焊接作業會破壞該防鏽層，而易鏽蝕造成強度受損，因此不建議使用焊接方式組接；因此在業界有人開發一些構件而以螺鎖方式來組接Ｃ型鋼材，如專利第４３７７８２、５１４０８９、５９０１３４、５９０１３５、Ｍ２７６０６７、Ｍ２９７９７２及Ｍ３１４２２２號，然要利用這些構件來將Ｃ型鋼材組接成一建築物的基本骨架是有困難的，而且在組接的強度及方便性仍有不足。

有鑑於此，如何改進上述問題即為本發明所欲解決之首要課題。

本發明之主要目的在於提供一種輕鋼構建築物結構，其利用固定件固定於Ｃ型鋼之兩端以構成橫樑、立柱或椽體，再藉由固定件連接橫樑、立柱或椽其中任二，利用單純的螺鎖方式即可非常快速及簡便的將Ｃ型鋼材組合成一輕鋼構建築物的基本骨架。

本發明之再一目的在於，以一種結構的第一固定件可將二Ｃ型鋼材對接成一方管狀之立柱或橫樑之外，同時可作為立柱或橫樑之間的結合件，在使用上非常便利。

本發明之次一目的在於，以一種結構的第二固定件可將一Ｃ型鋼材與相鄰的立柱或橫樑組接，而可快速組成建築物的樓板面、牆面及屋頂的支撐骨架，在使用上非常便利。

本發明之另一目的在於，第一、二固定件係固定於立柱、橫樑及椽體兩端的端面，只要改變端面的角度即可組接成具有斜度的屋頂或屋簷，使其組接更加便利。

本發明之又一目的在於，樑柱體係以第一固定件將二Ｃ型鋼材對接成一方管體，且第一固定件設有穿線孔，使得管線得以穿伸於樑柱體內部並受Ｃ型鋼材的保護，而且利用二Ｃ型鋼材對接產生的間隔縫達到通風隔熱之效果。

本發明之又一目的在於，樑柱體及椽體的兩端都具有固定件，因此，建築物要臨時變更或要增築都是非常的容易。

為達前述之目的，本發明提供一種輕鋼構建築結構，其包括有： 　　至少二第一固定件分別固定於二相對C型鋼材長軸向的兩端，以供形成一方管狀的樑柱體，且各該第一固定件會分別於樑柱體的兩端面形成一結合點，藉由該結合點將數樑柱體結合成一建築物主架構的橫樑與立柱； 　　至少二第二固定件分別固定於一C型鋼材長軸向的兩端，以供形成一椽體，且各該第二固定件會分別於椽體的兩端面形成一組接點，藉由組接點將數椽體固定於相鄰之樑柱體間，藉以組合成該建築物的樓板面、牆面及屋頂的支撐骨架。

其中，該樑柱體之Ｃ型鋼材具有一面板、二位於面板兩側的側板及由二側板相向延伸的翼板，且二翼板間形成一開口側，而該第一固定件具有一第一底面及由該第一底面四周邊同向凸伸之第一側牆，該第一側牆係以數鎖固件與二開口側相對之C型鋼材所對應的面板及側板相互鎖固，以供組成該樑柱體，而該第一固定件之第一底面會位於該樑柱體的端面形成該結合點，以供數鎖固件將數樑柱體利用該第一底面結合成建築物主架構的橫樑與立柱。

另一方面，構成該椽體之Ｃ型鋼具有一面板，該面板兩側分別設有一側板，各側板設有一翼板，藉此包圍有一插入空間以供設置該第二固定件，該第二固定件具有一第二底面及由該第二底面相鄰三周邊同向凸伸之第二側牆，該第二側牆係以數鎖固件與該C型鋼材端部的面板及側板相互鎖固，以供形成該椽體，而該第二固定件之第二底面會位於該椽體的端面形成該組接點，且該第二底面設有數穿孔，以供數鎖固件將數椽體的兩端組接於相鄰的樑柱體之間，藉此組成建築物的樓板面、牆面及屋頂的架構。

於一實施例中，該第一固定件之相對的第一側牆分別具有一供C型鋼材之翼板穿伸之二缺槽及二缺槽間的一檔片，該檔片係供檔止該C型鋼材之翼板，以供該樑柱體相對的兩側分別形成一間隔縫。

於一實施例中，該第一固定件之第一底面中央設有一管線穿孔。

於一實施例中，該鎖固件由一拉帽及一螺絲組成。

而本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。

請參閱第１圖至第５圖所示，其中第１圖所示者為本發明提供之輕鋼構建築物結構，本圖僅為本發明之其中一種例示，非可侷限本發明之涵括範圍。該建築物１結構包括有複數個樑柱體２及複數個椽體３所組成，其中，該樑柱體２係相互結合成為該建築物１主架構的橫樑１１與立柱１２，該椽體３則設置於橫樑１１及立柱１２之間，其係做為封板的支撐骨架，而可形成該建築物１的樓層的樓板面１３、牆面１４及屋頂１５。

於本發明中，該樑柱體２係由二Ｃ型鋼材４及至少二第一固定件５所組成，其中，該Ｃ型鋼材４具有一面板４１、二位於該面板４１兩側的側板４２及由二側板４２相向延伸的翼板４３，且二翼板４３間形成一開口側４５，而該第一固定件５具有一呈方形之第一底面５１及由該第一底面５１四周邊同向凸伸之第一側牆５３，藉此將二Ｃ型鋼材４以其開口側４５相對，再將二第一固定件５分別設於二Ｃ型鋼材４長軸向的兩端內，使該第一固定件５之第一側牆５３分別對應二Ｃ型鋼材之各面板４１及側板４２，且該第一側牆５３對應該Ｃ型鋼材４之翼板４３具有供穿伸之二缺槽５２及二缺槽５２間的一檔片５７，該檔片５７係供檔止該Ｃ型鋼材４之翼板４３，以供二Ｃ型鋼材４相對的兩側分別形成一間隔縫２２，之後再以數鎖固件６將該第一固定件５之第一側牆５３與二Ｃ型鋼材４對應之各面板４１及側板４２相互鎖固，使二Ｃ型鋼材４固接成一方管狀的樑柱體２，並使該第一固定件５之第一底面５１位於該樑柱體２的端面形成一可結合其他樑柱體２之結合點２１，而可以數鎖固件６將數樑柱體２利用該結合點２１結合成建築物１主架構的橫樑１１與立柱１２。

在該樑柱體２之長度較長的場合中，更可於二Ｃ型鋼４的軸向兩端之間的適當位置上鎖固數個第一固定件５，使該樑柱體２形成如竹子一般的竹節狀結構，以強化樑柱體２的強度，進而可提升該樑柱體２作為橫樑１１或立柱１２之支撐能力。

另外，該第一固定件５之第一底面５１中心設有一管線穿孔５６，可供電線、網路線或電話線等管線穿伸而藏於各橫樑１１或立柱１２中，不但美觀更可保護管線。

該椽體３係由一Ｃ型鋼材４及至少二第二固定件７所組成，其中，該Ｃ型鋼４與前述構成該樑柱體２之Ｃ型鋼材４相同，而該第二固定件７具有一第二底面７１及由該第二底面７１相鄰三周邊同向凸伸之第二側牆７２，該第二側牆７２係以數鎖固件６與該C型鋼材４端部的面板４１及側板４２相互鎖固，以供形成該椽體３，而該第二固定件７之第二底面７１會位於該椽體３的端面形成一組接點３１，以供數鎖固件６將數椽體３的兩端組接於相鄰的樑柱體２之間，藉此組成建築物１的樓板面１３、牆面１４及屋頂１５的支撐骨架。

在本實施例中，該鎖固件６為一拉帽６１與一螺絲６２之組合，使用時係先於要鎖固鎖固件６位置的Ｃ型鋼材４及第一、二固定件５、７上開設圓孔４６、５５、７３，再將拉帽６１固定於適當的圓孔４６、５５、７３中，再將螺絲６２穿伸鎖固。

藉由上述結構，在組裝建築物１時，可依該建築物１的架構先用電腦軟體計算出所需要的Ｃ型鋼材４數量及尺寸，並可同時計算出所需第一、二固定件５、７的數量，而可於工廠內預先製作，之後再運送至現地組裝。

現地組裝時，係先將多數樑柱體２利用該第一固定件５之第一底面５１所形成之結合點２１結合成建築物１主架構的橫樑１１與立柱１２，細言之，第６圖所示者為一橫樑１１與一立柱１２結合之狀態，其係於一直立的樑柱體２一側之Ｃ型鋼材４的面板４１上，再將另一橫置的樑柱體２的第一固定件５之第一底面５１以鎖固件６鎖固，並利用該第一固定件５之第一側牆５３以鎖固件６將該橫置之樑柱體２的兩Ｃ型鋼材４鎖固於該第一固定件５上，如此，即可將直立的樑柱體２與橫置的樑柱體２相互結合成該建築物１主架構的橫樑１１與立柱１２。

當該建築物１主架構的橫樑１１與立柱１２組裝完成時，即可組裝位於該建築物１樓板面１３、牆面１４及屋頂１５之椽體３的支撐骨架，以該牆面１４為例，如第７圖所示，其係將椽體３兩端的第二固定件７利用其第二底面７１所形成之組接點３１靠合於兩樑柱體２相向側之Ｃ型鋼材４上並以鎖固件６鎖固，之後再將椽體３之Ｃ型鋼材４兩端以鎖固件鎖固於該第二固定件７之第二側牆７２，即完成由數椽體３所組成之牆面１４的支撐骨架，利用該椽體３的設置而進行後續的封板工程，使其成為該建築物１之牆面１４，當然，樓板面１３及屋頂１５之椽體３的支撐骨架同樣如前述方式完成。

當該建築物１的屋頂設計有斜度時，如第８圖所示，可將結合於該屋頂橫梁１２兩側的樑柱體２及椽體３及支撐屋頂直立的樑柱體２的端面切成斜面，以符合其傾斜之角度，同樣可以利用該第一固定件５形成之結合點２１及第二固定件７形成之組接點３１相互固定組裝成具有斜度的屋頂，而不用再多設計其它的固定件，使其整體組裝相當的便利。

綜合上述，本發明係利用固定件固定於Ｃ型鋼之兩端以構成橫樑、立柱或椽體，再進而藉由同一結構的固定件連接橫樑、立柱或椽其中任二，利用單純的螺鎖方式即可非常快速及簡便的將Ｃ型鋼材組合成一輕鋼構建築物的基本骨架。

再者，本發明係利用第一、二固定件將Ｃ型鋼材組成可作為建築物之樑、柱及椽，並再利用第一、二固定件將其互相組合，因此施工者，即可依該建築物１的架構先用電腦軟體計算出所需要的Ｃ型鋼材數量及尺寸，並可同時計算出所需第一、二固定件的數量，而於工廠內一次性的預先製作，之後再運送至現地組裝，可簡化現地組裝的施工程序，以提昇組裝之效率。

除此，本發明之第一、二固定件係固定於立柱、橫樑及椽體兩端的端面，只要改變端面的角度即可組接成具有斜度的屋頂或屋簷，而不用再多設計其它的固定件，使其組接更加便利。

另外，本發明之樑柱體係以第一固定件將二Ｃ型鋼材對接成一方管體，且第一固定件設有穿線孔，使得管線得以穿伸於樑柱體內部並受Ｃ型鋼材的保護，而且利用二Ｃ型鋼材對接產生的間隔縫達到通風隔熱之效果。

惟，以上實施例之揭示僅用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

綜上所述，可使熟知本項技藝者明瞭本發明確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

1‧‧‧建築物

11‧‧‧橫樑

12‧‧‧立柱

13‧‧‧樓板面

14‧‧‧牆面

15‧‧‧屋頂

2‧‧‧樑柱體

21‧‧‧結合點

22‧‧‧間隔縫

3‧‧‧椽體

31‧‧‧組接點

4‧‧‧C型鋼

41‧‧‧面板

42‧‧‧側板

43‧‧‧翼板

45‧‧‧開口側

46‧‧‧圓孔

5‧‧‧第一固定件

51‧‧‧第一底面

52‧‧‧缺槽

53‧‧‧第一側牆

55‧‧‧圓孔

56‧‧‧管線穿孔

6‧‧‧鎖固件

61‧‧‧拉帽

62‧‧‧螺絲

7‧‧‧第二固定件

71‧‧‧第二底面

72‧‧‧第二側牆

73‧‧‧圓孔

第１圖為本發明中以樑柱體及椽體組成之建築結構的舉例示意圖； 第２圖為本發明之樑柱體的立體分解示意圖； 第３圖為本發明之樑柱體的立體示意圖； 第４圖為本發明之椽體的立體分解示意圖； 第５圖為本發明之椽體的立體示意圖； 第６圖為本發明之樑柱體相互結合成建築物之橫樑與立柱的結合狀態分解示意圖； 第７圖為本發明之椽體結合樑柱體成為建築物之牆面支撐骨架的結合狀態分解示意圖； 第８圖為本發明之樑柱體與椽體相互結合成建築物之屋頂的結合狀態分解示意圖；

1‧‧‧建築物

11‧‧‧橫樑

12‧‧‧立柱

13‧‧‧樓板面

14‧‧‧牆面

15‧‧‧屋頂

2‧‧‧樑柱體

21‧‧‧結合點

3‧‧‧椽體

31‧‧‧組接點

Claims (6)

1. 一種輕鋼構建築結構，其包括有：至少二第一固定件分別固定於二相對C型鋼材長軸向的兩端，以供形成一方管狀的樑柱體，且各該第一固定件會分別於樑柱體的兩端面形成一結合點，藉由該結合點將數樑柱體結合成一建築物主架構的橫樑與立柱；至少二第二固定件分別固定於一C型鋼材長軸向的兩端，以供形成一椽體，且各該第二固定件會分別於椽體的兩端面形成一組接點，藉由組接點將數椽體固定於相鄰之樑柱體間，藉以組合成該建築物的樓板面、牆面及屋頂的架構；其中，該樑柱體之C型鋼材具有一面板、二位於面板兩側的側板及由二側板相向延伸的翼板，且二翼板間形成一開口側，而該第一固定件具有一第一底面及由該第一底面四周邊同向凸伸之第一側牆，該第一側牆係以數鎖固件與二開口側相對之C型鋼材所對應的面板及側板相互鎖固，以供組成該樑柱體，而該第一固定件之第一底面會位於該樑柱體的端面形成該結合點，以供數鎖固件將數樑柱體利用該結合點結合成建築物主架構的橫樑與立柱。
2. 如請求項1所述之輕鋼構建築結構，其中，該第一固定件之相對的第一側牆分別具有一供該C型鋼材之翼板穿伸之二缺槽及二缺槽間的一檔片，該檔片係供檔止該C型鋼材之翼板，以供該樑柱體相對的兩側分別形成一間隔縫。
3. 如請求項1所述之輕鋼構建築結構，其中，該第一固定件之第一底面中央設有一管線穿孔。
4. 如請求項1所述之輕鋼構建築結構，其中，該鎖固件由一拉帽及一螺絲組成，該C型鋼材之面板及側板與第一固定件之第一底面及第一側牆對應處分別開設圓孔，以供固定該拉帽及穿伸該螺絲鎖固。
5. 如請求項1所述之輕鋼構建築結構，其中，構成該椽體之C型鋼具有一面板，該面板兩側分別設有一側板，各側板設有一翼板，藉此包圍有一插入空間以供設置該第二固定件，該第二固定件具有一第二底面及由該第二底面相鄰三周邊同向凸伸之第二側牆，該第二側牆係以數鎖固件與該C型鋼材端部的面板及側板相互鎖固，以供形成該椽體，而該第二固定件之第二底面會位於該椽體的端面形成該組接點，且該第二底面設有數穿孔，以供數鎖固件將數椽體的兩端組接於相鄰的樑柱體之間，藉此組成建築物的樓板面、牆面及屋頂的架構。
6. 如請求項5所述之輕鋼構建築結構，其中，該鎖固件由一拉帽及一螺絲組成，該C型鋼材之面板及側板與第二固定件之第二底面及第二側牆對應處分別開設圓孔，以供固定該拉帽及穿伸該螺絲鎖固。