TWI722312B - 建築用面板之安裝金屬件及使用其之建築用面板之安裝構造 - Google Patents
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Abstract
本發明構成一種可於維持安裝建築用面板之作業性之狀態下,提高安裝金屬件自身之強度而使固定部之耐力提高並且可抑制成本上漲之建築用面板之安裝金屬件。 其於長度方向之中央部分形成有彎曲階部,自長度方向之彎曲階部起之一側形成為卡止於建築物主體之卡止部,自長度方向之彎曲階部起之另一側形成為安裝於建築用面板之安裝部,且安裝部具有:孔部,其用以安裝於建築用面板;及彎折部,其由與建築用面板之接觸面之寬度方向兩端部朝與面板接觸面相反之方向彎折而成。
Description
本發明係關於一種用以將建築用面板安裝於主體之安裝金屬件、及使用該安裝金屬件之建築用面板之安裝構造。
以往,作為用於建築物之外壁材等之建築用面板,係使用擠壓成形水泥板等。擠壓成形水泥板為中空形狀,且為輕量、高強度,故近年來多用作外壁材等之建築用面板。以下,作為建築用面板,以擠壓成形水泥板為例進行說明。
圖11係表示使用習知之擠壓成形水泥板之建築用面板之安裝構造之剖面圖。於用作建築用面板之擠壓成形水泥板100之內表面側,安裝有作為安裝金屬件之Z字夾110。於Z字夾110,設置有安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部112。於安裝部112,設置有長孔113,該長孔113之部分利用固定螺栓130安裝於插入擠壓成形水泥板100之中空部101內之角螺母120。擠壓成形水泥板100利用設置於該Z字夾110之卡止部111卡止於建築物主體150之基材151。
作為關於用以安裝此種建築用面板之安裝金屬件之先前技術,有如下者:由一端側與另一端側於長度方向上透過階差相互平行地連續之金屬板構成,於一端側具有固定面板之通孔,且將另一端側安裝於建築物之主體(例如,參照專利文獻1)。於該安裝金屬件,隔著通孔於寬度方向之兩側設置有朝與面板固定面相反之側突出且於長度方向上連續之突出條。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平09-032167號公報
[發明所欲解決之課題]
且說,外壁等之建築用面板之外表面會受風壓作用。而且,如圖11所示,於擠壓成形水泥板100藉由風壓而受到負壓負載G(將擠壓成形水泥板100朝外側拉之力)作用之情形時,將安裝金屬件(Z字夾110)之部分朝外側拉之拉拔力發揮作用。於本說明書及申請專利範圍之文書中,將擠壓成形水泥板100之外表面側稱為「外側」,將內表面側稱為「內側」。
因此,於將擠壓成形水泥板100用於外壁材等之情形時,要以Z字夾110之固定部160可承受該負壓負載G之方式,選擇支持跨距、及安裝金屬件之種類而進行設計。而且,作為將擠壓成形水泥板100安裝於建築物主體150之安裝金屬件,根據負壓負載G,除可使用Z字夾110以外,還可使用所謂之W型Z字夾。
圖12係Z字夾110之圖式,圖13係W型Z字夾115之圖式。圖12所示之Z字夾110係中間部分彎曲而於側視時呈大致Z字形狀。在安裝於擠壓成形水泥板100之一端側之安裝部112,沿著長度方向設置有長孔113。在另一端側,設置有卡止於建築物主體150之基材151之卡止部111。設於Z字夾110之長孔113,由於長孔113之部分缺損、或因為成為受力時之支點,故成為弱點部分。通常,以不會對長孔113之部分賦予超越耐力之負載之方式決定擠壓成型水泥板100之支持跨距、安裝金屬件之種類。另一方面,圖13所示之W型Z字夾115用於擠壓成形水泥板100之寬度尺寸較大之情形等,在中間部分彎曲而於側視時呈大致Z字形狀之點上與Z字夾110相同,但寬度尺寸形成得較寬。W型Z字夾115係卡止於基材151之卡止部116及安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部117之寬度尺寸較大,且於安裝部117沿著寬度方向設置有2個長孔118。W型Z字夾115例如用於擠壓成形水泥板100之寬度尺寸超出600 mm之情形;以及受風壓作用之擠壓成形水泥板100之受壓面積較大,從而當受到負壓負載G作用時固定於擠壓成形水泥板100之部分所產生之拉拔力較大之情形等。尤其是於高層建築物之情形時,設定之建築物設計用風壓較大,故若使用圖12所示之Z字夾110則固定部160難以承受負壓負載,為了提高固定部160之拉拔耐力,多使用W型Z字夾115。
然而,於對外壁材等使用W型Z字夾115之情形時,由於所使用之構件數較多且金屬器具體積較大,故而成本較高。又,由於要利用2根固定螺栓將W型Z字夾115安裝於擠壓成形水泥板100,故而於在藉由第1根固定螺栓130暫時固定之狀態下,在施工位置藉由W型Z字夾115卡止於基材151之後,需要預先保持於擠壓成形水泥板100之中空部內之專用之角螺母,以便可安裝第2根固定螺栓130。因此,需要2種角螺母。
另一方面,近年來,為了謀求固定部160之高耐力化(拉拔耐力之提高),作為與Z字夾110一起使用之角螺母120,有時使用高耐力化之高耐力角螺母。然而,於使用高耐力角螺母之情形時,若發生了負載加重,則Z字夾上產生之彎曲應力於固定螺栓之位置達到最大,有以該部分作為支點而Z字夾110之卡止部111彎曲而變形之虞。
此外,於上述專利文獻1所記載之安裝金屬件中,可獲得普通Z字夾程度之固定耐力,但若要用於需要高耐力之部位,則必須加厚金屬件之厚度。然而,於維持Z字夾之大小而加厚厚度之情形時難以設置突出條。又,若為了設置突出條而加大安裝金屬件之寬度,則金屬件變大,並且成本上漲。
因此,於決定擠壓成形水泥板100之可施工尺寸(支持跨距)之要素的面板之強度、面板之剛性、及固定部160之耐力此三要素之中,盼望可使固定部之耐力提高之安裝金屬件。 [解決課題之技術手段]
因此,本發明之目的在於:提供一種可於保持安裝建築用面板之作業性之狀態下,使固定部之耐力提高且可抑制成本上漲之建築用面板之安裝金屬件、及使用該安裝金屬件之建築用面板之安裝構造。
為了達成此目的,本發明之建築用面板之安裝金屬件將建築用面板安裝於建築物主體,其於長度方向之中央部分形成有彎曲階部,自長度方向之上述彎曲階部起之一側形成為卡止於上述建築物主體之卡止部,自長度方向之上述彎曲階部起之另一側形成為安裝於上述建築用面板之安裝部,且上述安裝部具有:孔部,其用以安裝於上述建築用面板;及彎折部,其由與上述建築用面板之接觸面之寬度方向兩端部朝與面板接觸面相反之方向彎折而成。
根據該構成,藉由形成於將建築用面板安裝於主體建築物之安裝部之彎折部,可提高安裝金屬件自身之強度,藉此可謀求建築用面板之固定部之耐力提高與可靠性提高。而且,可將安裝金屬件之大小抑制為與習知之安裝金屬件相同之大小,從而可抑制提高強度所導致之成本上漲。此外,可將對建築用面板安裝之作業性保持為與習知情形相同。本說明書及申請專利範圍之文書中之「固定部」係指將安裝金屬件安裝於建築用面板之部分。
又,上述彎折部之彎折角度亦可成為15度〜75度。
若如此構成,則藉由彎折部之彎折角度可以將安裝部設成適合使用之強度。
又,上述彎折部亦可僅設置於上述安裝部之與上述孔部平行之部分之寬度方向兩端部。
若如此構成,則可藉由設於孔部之寬度方向兩端部之最小限之彎折部彌補孔部之部分之強度低下。
又,上述彎折部亦可遍及上述安裝部之長度方向而設於寬度方向兩端部。
若如此構成,則可藉由遍及上述安裝部之寬度方向兩端部而設之彎折部彌補孔部造成之強度低下。
又,亦可為上述彎折部之頂點之高度係與自上述安裝部之面板接觸面至上述卡止部之高度為止之高度同等以下之高度,且成為上述安裝部之厚度之2倍以下之高度。
若如此構成,則可於習知之安裝金屬件之大小與形狀之範圍內使安裝金屬件之強度提高,故可與習知之安裝金屬件同樣地操作,且亦可使成本同等。
又,亦可為上述孔部設置於相較上述安裝部之與上述建築用面板接觸之面板接觸面的長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向。
若如此構成,則可利用安裝金屬件之更靠近彎曲之階部之位置固定於建築用面板,從而謀求安裝金屬件之固定部之耐力提高。
又,亦可為上述孔部係由在上述安裝部之長度方向上延伸之長孔構成,且上述長孔設置於不會使插入該長孔內之固定螺栓之墊圈勾掛到上述安裝部之彎曲之階部的位置。
若如此構成,則即便建築用面板發生了層間移位,固定螺栓之墊圈亦可穩定地移動而不會爬上至安裝部之彎曲之階部之傾斜部分之上。
另一方面,本發明之建築用面板之安裝構造將建築用面板安裝於建築物之主體,上述建築用面板係具有中空部之水泥系建築用面板,於上述建築用面板之內側,具備上述任一建築用面板之安裝金屬件,且上述安裝金屬件中,上述安裝部係利用插入上述建築用面板之上述中空部內之螺母與固定螺栓而安裝,上述卡止部係卡止於設置在上述主體之基材而安裝。
根據該構成,可與以往同樣地將建築用面板卡止於主體之基材,可一方面保持作業性一方面使建築用面板之安裝部之耐力提高。由此,可使建築用面板安裝時之支持跨距實現長跨距化。而且,可使建築用面板之安裝部之可靠性提高。
又,亦可為上述安裝金屬件中,上述孔部係由於相較上述安裝部之與上述建築用面板接觸之面板接觸面的長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向上具有中間點之長孔構成,且構成為於以上述固定螺栓固定上述長孔之長度方向中間點之狀態下,上述安裝金屬件係相較上述安裝部之面板接觸面之長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向由上述固定螺栓固定。
若如此構成,則可將安裝金屬件於靠近彎曲階部之位置固定於建築用面板,從而謀求安裝金屬件之固定部之耐力提高。而且,即便建築用面板發生了層間移位,固定螺栓亦可於長孔之範圍內移動而吸收移位。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種能使固定部之耐力提高並且可抑制成本上漲之建築用面板之安裝金屬件、及使用該安裝金屬件之建築用面板之安裝構造。
以下,根據圖式說明本發明之實施形態。於以下之實施形態中,作為建築用面板,以係水泥系建築用面板之擠壓成形水泥板100為例進行說明。又,以將於擠壓成形水泥板100之擠壓成形方向上延伸之中空部101作為上下方向安裝之縱向鋪設為例進行說明。此外,將縱向鋪設之擠壓成形水泥板100之中空部101延伸之上下方向稱為縱向,將左右方向稱為橫向。
(第1實施形態之安裝金屬件之構成) 圖1係表示第1實施形態之安裝金屬件之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係Ⅰ-Ⅰ剖面圖。該實施形態之安裝金屬件10中,於長度方向之中央部分形成有彎曲階部16,且於長度方向之側視時形成為與習知之Z字夾110相同之大致Z字形狀。安裝金屬件10中,自長度方向之彎曲階部16起之一側(圖之上方)形成為卡止於建築物主體150之卡止部11,自彎曲階部16起之另一側(圖之下方)形成為安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部12。作為安裝金屬件10,例如可使用厚度T為6 mm〜12 mm左右之金屬板材。
於安裝部12之寬度方向之中央部分,設置有作為孔部之長孔13。而且,於安裝部12之寬度方向兩端部,設置有遍及長度方向延伸之彎折部14。彎折部14朝與安裝部12之面板接觸面15相反之方向彎折。作為設置此實施形態之彎折部14之範圍,設為自安裝金屬件10之長度方向中央部分之彎曲階部16遍及至安裝部12之端部為止。如此,安裝金屬件10藉由使安裝部12之寬度方向兩端部沿著長度方向彎折變形而設置彎折部14,來提高彎曲應力變大之部分之剖面剛性,使安裝金屬件10自身之剛性提高,從而防止彎曲降伏變形,藉此使固定部160之耐力提高。
作為上述彎折部14,彎折角度θ較佳為15度〜75度之範圍。若彎折角度θ小於30度,則剛性提高之效果較小,若大於60度,則有產生形變之情形。彎折角度θ更佳為30度〜60度之範圍,藉此,於使用大小與習知之Z字夾110(安裝金屬件)相同之金屬板材進行加工之情形時,可製成與習知之Z字夾之形狀接近、且形狀與強度取得了平衡之安裝金屬件10。關於該彎折角度θ係根據後述安裝部12之剖面係數之研究(圖9(A)〜(F))。
此實施形態之上述彎折部14之彎折角度θ係45度。又,圖1所示之安裝金屬件10因為彎曲階部16之階差小,彎折部14之頂點之高度設為與自安裝部12之面板接觸面15至卡止部11之高度為止之高度同等的程度。藉此,於習知之安裝金屬件(Z字夾110)之大小之範圍內(包括卡止部11及安裝部12在內之安裝金屬件10整體之厚度之範圍內)使安裝金屬件之強度提高。
此外,於安裝金屬件10之彎曲階部16之階差大於安裝金屬件10之厚度之情形(用於後述圖6之上部所示之間隙S2之部分之安裝金屬件10)時,藉由設為安裝金屬件10之厚度T之2倍左右之高度,可獲得相同之剛性提高之效果。
又,安裝金屬件10中,對於整體之寬度尺寸N,除了形成於寬度方向之兩端部之彎折部14之中央部分之平坦部之寬度尺寸M形成為相較容納固定螺栓130之墊圈131之寬度大。彎折部14以可確保平坦部之寬度尺寸M之方式,決定上述彎折角度θ等。
進而,安裝金屬件10之彎折部14較佳為自彎曲階部16之位置彎折,且自相較長孔13之長度方向中間點E1更靠彎曲階部16側之位置L以既定角度形成。即,安裝金屬件10,於以固定螺栓130固定長孔13之長度方向中間點E1之情形時,設為形成自相較固定螺栓130之位置更靠彎曲階部16側呈既定角度彎折而成之彎折部14。藉此,可謀求利用固定螺栓130固定之部分之剛性提高。
此外,安裝金屬件10之長度方向之大小為至少可使卡止部11卡止至基材151之既定範圍之長度,安裝部12之長度只要為可自後述之力點與作用點承受必要之耐力之長度即可。
進而,作為上述孔部之長孔13於安裝部12之長度方向上延伸,且設置於相較安裝部12之面板接觸面15之長度方向之中間點E2更靠卡止部11側。長孔13設置於不會使插入長孔13內之固定螺栓130之墊圈131(圖8(B))勾掛到安裝部12與卡止部11之間之彎曲階部16之位置。該長孔13之長度方向之長度成為於將固定螺栓130在長孔13之中央部固定於擠壓成形水泥板100之情形時,層間移位時固定螺栓130可於該長孔13之範圍內移動之長度。
如此,使長孔13之位置靠近卡止於建築物主體150之卡止部11側,將安裝金屬件10之更靠近彎曲階部16之位置固定於擠壓成形水泥板100。由此,利用此點亦可謀求安裝金屬件10之固定部160之耐力提高。即,使插入安裝部12之長孔13內而固定之固定螺栓130(作用點)根據槓桿原理靠近力點(在卡止於基材151之情形時受到拉拔力之部位:卡止部11與基材151之接觸部分(圖10)),以此使固定螺栓130(作用點)上所產生之拉力降低而謀求固定部之耐力提高。
又,即便因地震等而使擠壓成形水泥板100發生了層間移位,使固定螺栓130之墊圈131穩定地移動而不會爬上至彎曲階部16之傾斜部之上(圖8)。
(第2實施形態之安裝金屬件之構成) 圖2係表示第2實施形態之安裝金屬件30之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。第2實施形態之安裝金屬件30亦與上述第1實施形態之安裝金屬件10相同地,於長度方向之中央部分形成彎曲階部36,且於長度方向之側視時形成為與習知之Z字夾110相同之大致Z字形狀。安裝金屬件30之長度方向中,自彎曲階部36起之一側(圖之上方)形成為卡止於建築物主體150之卡止部31,自彎曲階部36起之另一側(圖之下方)形成為安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部32。安裝金屬件30亦可使用例如厚度T為6 mm〜12 mm左右之金屬板材。
於安裝部32之寬度方向之中央部分,設置有作為孔部之長孔33。而且,僅於與安裝部32之長孔33平行之部分之寬度方向兩端部,設置有於長度方向延伸之彎折部34。彎折部34朝與安裝部32之面板接觸面35相反之方向彎折。此實施形態之彎折部34由於係安裝部32之長孔33之部分之寬度方向兩端部,以最小限之彎折部34之加工提高彎曲應力變大之部分之剖面剛性,使安裝金屬件30自身之剛性提高,從而防止彎曲降伏變形,藉此使固定部160之耐力提高。彎折部34之彎折角度θ等與上述安裝金屬件10相同,故省略說明。
(第3實施形態之安裝金屬件之構成) 圖3係表示第3實施形態之安裝金屬件40之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。第3實施形態之安裝金屬件40亦與上述第1實施形態之安裝金屬件10相同地,於長度方向之中央部分形成彎曲階部46,且於長度方向之側視時形成為與習知之Z字夾110相同之大致Z字形狀。安裝金屬件40之長度方向中,自彎曲階部46起之一側(圖之上方)形成為卡止於建築物主體150之卡止部41,自彎曲階部46起之另一側(圖之下方)形成為安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部42。安裝金屬件40亦可使用例如厚度T為6 mm〜12 mm左右之金屬板材。
於安裝部42之寬度方向之中央部分,設置有作為孔部之長孔43。而且,於安裝部42之寬度方向兩端部,設置有遍及長度方向而自安裝部42向兩寬度方向突出且於長度方向延伸之彎折部44。彎折部44朝與安裝部42之面板接觸面45相反之方向彎折。此實施形態之彎折部44由於係以遍及安裝部42之長度方向而自寬度方向兩端部突出之方式設置,遍及安裝部42之長度方向提高剖面剛性,使安裝金屬件40自身之剛性提高,從而防止彎曲降伏變形,藉此使固定部160之耐力提高。彎折部44之彎折角度θ等與上述安裝金屬件10相同,故省略說明。
(第4實施形態之安裝金屬件之構成) 圖4係表示第4實施形態之安裝金屬件50之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。第4實施形態之安裝金屬件50亦與上述第1實施形態之安裝金屬件10相同地,於長度方向之中央部分形成彎曲階部56,且於長度方向之側視時形成為與習知之Z字夾110相同之大致Z字形狀。安裝金屬件50之長度方向中,自彎曲階部56起之一側(圖之上方)形成為卡止於建築物主體150之卡止部51,自彎曲階部56起之另一側(圖之下方)形成為安裝於擠壓成形水泥板100之安裝部52。安裝金屬件50亦可使用例如厚度T為6 mm〜12 mm左右之金屬板材。
於安裝部52之寬度方向之中央部分,設置有作為孔部之長孔53。而且,僅於與安裝部52之長孔53平行之部分之寬度方向兩端部,設置有自安裝部52向兩寬度方向突出且於長度方向延伸之彎折部54。彎折部54朝與安裝部52之面板接觸面55相反之方向彎折。此實施形態之彎折部54由於係以於安裝部52之長孔53之部分自寬度方向兩端部突出之方式設置,以最小限之彎折部54提高彎曲應力變大之部分之剖面剛性,使安裝金屬件50自身之剛性提高,從而防止彎曲降伏變形,藉此使固定部160之耐力提高。彎折部54之彎折角度θ等與上述安裝金屬件10相同,故省略說明。
(高耐力角螺母之構成) 圖5係安裝上述安裝金屬件10、30、40、50之高耐力角螺母20之一例,(A)係前視圖,(B)係V一V剖面圖。該實施形態之高耐力角螺母20形成為沿著擠壓成形水泥板100之中空部101延伸之長度方向成長邊且中空部101之寬度方向成為短邊之矩形形狀。於中央部分,設置有供固定螺栓130螺合之母螺紋部21。而且,寬度方向之兩端部之長度方向兩邊成為朝一側彎折之彎折部22。如此,藉由於板狀之角螺母之兩端部設置朝一側彎折之彎折部22,提高長度方向之剛性而成高耐力角螺母20。作為高耐力角螺母20,例如可使用厚度T為6 mm〜12 mm左右之金屬板材。
(使用安裝金屬件之建築用面板之安裝構造之構成) 圖6係表示將圖1所示之安裝金屬件10利用圖5所示之高耐力角螺母20安裝於建築物主體150之狀態之建築用面板之安裝構造1的縱剖面圖。圖7係沿著圖6所示之VII箭頭方向觀察之圖式。於圖7中,省略了建築物主體150之圖示。根據該等圖,對縱向鋪設之擠壓成形水泥板100之安裝構造1進行說明。此外,擠壓成形水泥板100與建築物主體150之構成係以與上述圖11相同之構成表示。對於相同構成標註相同符號,並省略其說明。
如圖所示,將高耐力角螺母20插入擠壓成形水泥板100之中空部101內,而將安裝金屬件10安裝於擠壓成形水泥板100之內表面。安裝金屬件10係藉由透過安裝部12之長孔13螺合於高耐力角螺母20之固定螺栓130而安裝於擠壓成形水泥板100。而且,安裝金屬件10之卡止部11卡止於建築物主體150之基材151,擠壓成形水泥板100作為建築物主體150之外壁材而安裝。
於該例中,設置於擠壓成形水泥板100之上部之安裝金屬件10與設置於下部之安裝金屬件10兩種情況下,因為基底之構成不同,擠壓成形水泥板100之內表面與卡止部11之間隙不同。安裝於擠壓成形水泥板100之上部之安裝金屬件10中,上述間隙成為卡止設置於建築物主體150之基材151之間隙S1。安裝於擠壓成形水泥板100之下部之安裝金屬件10中,上述間隙成為卡止設置於建築物主體150之基材151、及用以調整該基材151與擠壓成形水泥板100之空間之硬質填料152之間隙S2。
根據該建築用面板之安裝構造1,安裝於擠壓成形水泥板100之安裝金屬件10具有安裝部12之長度方向兩端部朝與面板接觸面15相反之方向彎折而成之彎折部14。由此,於將安裝金屬件10之卡止部11卡止於建築物主體150之基材151之狀態下,自卡止部11至安裝部12之剛性變高,可使固定部160之耐力提高。
此外,於擠壓成形水泥板100之間之接縫部140設置有襯墊材141,且於其外表面側填充有堵塞接縫部140之密封材142。又,於下側之擠壓成形水泥板100之上端與基材151之間填充有岩絨143作為填充材。擠壓成形水泥板100之接縫部140之構成並不限定於該構成。
(安裝金屬件之安裝狀態) 圖8(A)、(B)係表示圖6所示之安裝金屬件10之安裝狀態下之長孔13與墊圈131之關係之圖式。如圖8(A)所示,長孔13之長度方向中間點E1設置於相較安裝部12之面板接觸面15(圖1)之長度方向之中間點E2更靠卡止部11側。因此,以固定螺栓130使長孔13之中間位置安裝於擠壓成形水泥板100之狀態下,安裝金屬件10係被安裝在靠近卡止於建築物主體150之基材151之卡止部11之位置。藉此,使安裝部12之長孔13靠近成為力點之卡止部11與基材151之接觸部分(圖10),從而謀求固定部160之耐力提高。
又,如圖8(B)所示,長孔13之卡止部11側之端部成為不會使固定螺栓130之墊圈131勾掛到安裝部12之彎曲階部16之位置。因此,即便於地震時等情況下擠壓成形水泥板100發生層間移位而使固定螺栓130朝長孔13之端移動,設置於固定螺栓130與安裝金屬件10之間之墊圈131亦不會勾掛到彎曲階部16之傾斜部。由此,可穩定地保持擠壓成形水泥板100之安裝狀態。
(安裝金屬件之安裝部之剖面係數之研究) 圖9(A)〜(F)係對圖1所示之安裝金屬件10之安裝部12之寬度方向之剖面係數進行研究之剖面圖。圖9(A)係習知之安裝金屬件110之安裝部112之無長孔113之部分之剖面圖;圖9(B)係有長孔113之部分之剖面圖。例如,於將板厚T設為6 mm、安裝部112之寬度尺寸N設為600 mm之情形,圖9(A)所示之無長孔113之位置之剖面係數成為360 mm3
。另一方面,於圖9(B)所示之有長孔113之位置,若將長孔113之寬度尺寸設成13 mm,則剖面係數成為282 mm3
。因此,於設有長孔113之位置,剖面係數成為282/360=0.783,相較於無長孔113之位置下降約22%。因此,為了彌補長孔113造成之剖面係數之下降,將設有長孔113之部分之剖面係數設為360 mm3
以上,便可使安裝部112之整體成為與無長孔113之位置相同強度以上。
因此,如圖9(C)〜圖9(F)所示,於安裝金屬件10之安裝部12設置遍及寬度方向兩端部之長度方向之彎折部14,並對使此彎折部14之彎折角度θ變化時之剖面係數之變化進行了研究。並獲得如下知識:若將彎折部14之彎折角度θ設為15度,則剖面係數成為350 mm3
,接近與無長孔13之情形之剖面係數。若將彎折部14之彎折角度θ設為30度,則剖面係數成為410 mm3
;若將彎折部14之彎折角度θ設為45度,則剖面係數成為420 mm3
;若將彎折部14之彎折角度θ設為60度,則剖面係數成為530 mm3
。因此,可藉由彎折部14之彎折角度θ使形成彎折部14後之安裝部12之剖面係數成為至少與無長孔13之情形之剖面係數同等或以上。
(安裝金屬件之強度確認實驗) 圖10(A)、(B)係表示上述安裝金屬件10與習知之安裝金屬件(於強度試驗中,將Z字夾110亦稱為安裝金屬件110)之拉拔試驗之圖式。(A)係圖12所示之Z字夾110之試驗之構成圖。(B)係上述安裝金屬件10之試驗之構成圖。兩者之拉拔試驗均係於將擠壓成形水泥板100橫向配置之狀態下進行試驗。又,將安裝金屬件10、110與基材151之接觸部分之中央位置設為「力點A」,將使安裝金屬件10、110安裝於擠壓成形水泥板100之固定螺栓130之位置設為「作用點B」,將各安裝金屬件10、110之一端設為支點C。於該試驗中,將擠壓成形水泥板100固定於試驗機,對基材151施加朝上之負載(相對於擠壓成形水泥板100,成為拉拔之負載)而進行試驗。
作為該拉拔試驗中之安裝金屬件10、110之一例,使用板厚為6 mm之金屬板,並將長度方向之全長尺寸設為135 mm,寬度尺寸設為60 mm,整體之厚度(自面板接觸面至卡止部之反面之厚度)設為11.3 mm。又,關於將安裝金屬件10、110卡止至基材151之尺寸,把30〜40 mm之範圍設定為適當之尺寸,故將與基材151相接之卡止部11、111之長度設定為45 mm。
進而,擠壓成形水泥板100面對地震時等情況下所產生之建築物搖晃,需要擠壓成形水泥板100搖擺或滑動以吸收移位。該移位吸收係藉由安裝金屬件10、110而進行。因此,設計成如下情況,即,將安裝金屬件10、110之孔部設為長孔13(鬆孔),使固定螺栓130於長孔13中滑動而不會對擠壓成形水泥板100施加過剩之力。於寬度為900 mm之擠壓成形水泥板100中,通常預計層間移位角為1/100 rad。因此,搖擺或滑動之尺寸最大為900/100=9(mm)。若將固定螺栓130之直徑設為10 mm,則需要設計成於固定螺栓130之兩側具有9 mm以上裕度之長孔13。然而,由於實際上亦會產生施工誤差(5 mm左右),故而需要10+9+9+5=33(mm)以上之長孔13。因此,於該例中,將長孔13之尺寸設為12 mm×35 mm。又,為了於層間移位時固定螺栓130之墊圈131不會勾掛於安裝部12與卡止部11之間之彎曲階部16,長孔13之端部與彎曲階部16之階差開始位置之最小間距為10 mm,故使長孔13朝卡止部11、111之方向(力點A之方向)靠近直至達到該尺寸為止。
然後,於圖10(A)、(B)中,根據自支點C至力點A與作用點B之距離而比較各者之力之大小。
圖10(A)所示之習知之Z字夾110(圖12)中,根據作用於力點A之力P1、自支點C至卡止部111與基材151之間之力點A之距離(120.2)、及自支點C至長孔13之位置之作用點B之距離(37.5),作用於作用點B之力P2成為「P2=120.2P1/37.5=3.21P1」。
另一方面,圖10(B)所示之上述安裝金屬件10中,安裝金屬件10自身之剛性提高,且長孔13靠近彎曲階部16。藉此,根據作用於力點之力P1、自支點C至卡止部11與基材151之間之力點A之距離(120.2)、及自支點C至長孔13之位置之作用點B之距離(52.5),作用於作用點B之力P2成為「P2=120.2P1/52.5=2.29P1」。
因此,安裝金屬件10係將長孔13之長度方向中間點E1之位置朝相較面板接觸面15之長度方向之中間點E2更靠卡止部11之方向偏移而設置,由此與Z字夾110相比,可使作用於作用點B之力降低約29%(2.29/3.21=0.71)。
另一方面,根據因為自力點A至固定螺栓130之距離而產生之彎曲力矩與剖面係數之關係,固定螺栓130之部分所產生之彎曲應力如下所述。此外,用於該試驗之Z字夾110中,長孔部分之寬度方向之X軸(圖12(C)所示之X)上之剖面係數為282。又,安裝金屬件10中,長孔部分之寬度方向之X軸(圖1(C)所示之X)上之剖面係數為420。該等剖面係數係根據上述尺寸之安裝金屬件10、110之剖面形狀計算所得。
根據彎曲力矩/剖面係數,於習知之Z字夾110中,彎曲應力成為82.7P1/282=0.293P1,於安裝金屬件10中,彎曲應力成為67.7P1/420=0.161P1。因此,相同負載(P1)作用於力點A時,安裝金屬件10上所產生之彎曲應力相對於習知之Z字夾110,成為0.161/0.293=0.55,降低約45%。故而,安裝金屬件10之彎曲極限負載上升。
又,將圖1所示之安裝金屬件10利用圖5所示之高耐力角螺母20安裝於擠壓成形水泥板100,測定拉拔負載。其結果,擠壓成形水泥板100遭到破壞之負載為3.51〜3.95 kN。
另一方面,將圖13所示之W型Z字夾115利用普通角螺母安裝於擠壓成形水泥板100,測定拉拔負載。其結果,擠壓成形水泥板100遭到破壞之負載為3.77〜4.79 kN。
進而,將圖12所示之Z字夾110利用普通角螺母安裝於擠壓成形水泥板100,測定拉拔負載。其結果,擠壓成形水泥板100遭到破壞之負載為2.40〜2.72 kN。
又,將圖12所示之Z字夾110利用圖5所示之高耐力角螺母20安裝於擠壓成形水泥板100,測定拉拔負載。其結果,Z字夾110於3.1〜3.4 kN下發生彎曲降伏變形,無法獲得上述值以上之負載值。
此外,容許耐力係針對試驗結果之平均值(μ)減去標準偏差(s)之3倍(3s)所得之值考慮1.5倍之安全率計算所得。因此,若差異較大,則標準偏差變大,容許值變小。
上述W型Z字夾115中,將設計容許值設為2.25 kN。而且,上述圖1所示之安裝金屬件10中,由於差異較小,故而可與W型Z字夾115同樣地將設計容許值設為2.25 kN。
基於此種拉拔試驗結果,根據上述安裝金屬件10,可構成具有與習知之Z字夾110同等之大小且與W型Z字夾115同等之設計容許值(相對於上述W型Z字夾115之2.25 kN,安裝金屬件10亦為同等之2.25 kN)之安裝金屬件10。
此外,上述安裝金屬件30、40、50亦與安裝金屬件10相同地,可形成具有與習知之Z字夾110同等之大小且與W型Z字夾115同等之強度之安裝金屬件。
(總結) 綜上所述,根據上述安裝金屬件10、30、40、50,可使安裝部12、32、42、52之強度提高;根據使用該安裝金屬件10之建築用面板之安裝構造1,可使安裝金屬件10之固定部160之耐力提高。由此,與具有同等耐力之W型Z字夾115等安裝金屬件相比可使成本降低。而且,安裝金屬件10係對於1塊擠壓成形水泥板100安裝在4個部位(4角),故藉由安裝金屬件10之成本降低,可降低建築用面板之安裝構造1之總成本。
又,可使安裝金屬件10之大小與習知之Z字夾110同等,故可保持與以往相同之作業性。
進而,與習知之W型Z字夾115相比,零件數(角螺母之種類)變少。由此,除成本降低以外,還可減輕對擠壓成形水泥板100(建築用面板)實施之開孔作業及安裝作業,安裝金屬件10之設置亦變得簡單,故與使用W型Z字夾115之情形相比,可有助於施工效率之提高。
(變形例) 上述實施形態中之安裝金屬件10僅為一例,大小、厚度等僅為一例而並不限定於上述實施形態。
又,於上述實施形態中,作為建築用面板,以擠壓成形水泥板100為例進行了說明,但只要為可使用安裝金屬件10進行安裝之建築用面板,即便是輕量氣泡混凝土板等水泥系面板、或含有金屬等之其他素材之面板亦可同樣地使用,建築用面板並不限定於上述實施形態,且建築用面板之安裝方向亦不僅縱向鋪設,亦可用於橫向鋪設。
進而,上述實施形態表示一例,孔部並不限定於長孔13,可於不損及本發明之主旨之範圍內進行各種變更,本發明並不限定於上述實施形態。
1‧‧‧建築用面板之安裝構造10‧‧‧安裝金屬件11‧‧‧卡止部12‧‧‧安裝部13‧‧‧長孔(孔部)14‧‧‧彎折部15‧‧‧面板接觸面16‧‧‧彎曲階部20‧‧‧高耐力角螺母21‧‧‧母螺紋部22‧‧‧彎折部100‧‧‧擠壓成形水泥板101‧‧‧中空部110‧‧‧Z字夾(安裝金屬件)115‧‧‧W型Z字夾(安裝金屬件)120‧‧‧角螺母130‧‧‧固定螺栓131‧‧‧墊圈140‧‧‧橫向接縫部150‧‧‧建築物主體151‧‧‧基材152‧‧‧硬質填料160‧‧‧固定部
圖1係表示本發明之第1實施形態之安裝金屬件之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係Ⅰ-Ⅰ剖面圖。 圖2係表示本發明之第2實施形態之安裝金屬件之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。 圖3係表示本發明之第3實施形態之安裝金屬件之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。 圖4係表示本發明之第4實施形態之安裝金屬件之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係仰視圖。 圖5係安裝本發明之安裝金屬件之高耐力角螺母之一例,(A)係前視圖,(B)係V-V剖面圖。 圖6係表示將圖1所示之安裝金屬件利用圖5所示之高耐力角螺母安裝於建築物主體之狀態之建築用面板之安裝構造的縱剖面圖。 圖7係沿著圖6所示之VII箭頭方向觀察之圖式。 圖8(A)、(B)係表示圖6所示之安裝金屬件之安裝狀態下之長孔與墊圈之關係之圖式。 圖9(A)~(F)係針對圖1所示之安裝金屬件之安裝部之剖面係數之變化進行研究之剖面圖。 圖10(A)、(B)係表示本發明之安裝金屬件與習知之安裝金屬件之負載試驗之圖式。 圖11係表示將安裝有習知之Z字夾之建築用面板安裝於主體之狀態之剖面圖。 圖12係表示習知之Z字夾之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖,(C)係XII-XII剖面圖。 圖13係表示習知之W型Z字夾之圖式,(A)係前視圖,(B)係側視圖。
10‧‧‧安裝金屬件
11‧‧‧卡止部
12‧‧‧安裝部
13‧‧‧長孔(孔部)
14‧‧‧彎折部
15‧‧‧面板接觸面
16‧‧‧彎曲階部
E1‧‧‧長孔之長度方向中間點
E2‧‧‧面板接觸面之長度方向中間點
L‧‧‧靠彎曲階部側之位置
M‧‧‧寬度尺寸
N‧‧‧寬度尺寸
T‧‧‧厚度
θ‧‧‧彎折角度
Claims (8)
- 一種建築用面板之安裝金屬件,其將建築用面板安裝於建築物主體,其特徵在於:於長度方向之中央部分形成有彎曲階部,自長度方向之上述彎曲階部起之一側形成為卡止於上述建築物主體之卡止部,自長度方向之上述彎曲階部起之另一側形成為安裝於上述建築用面板之安裝部,且上述安裝部具有:孔部,其用以安裝於上述建築用面板;及彎折部,其由與上述建築用面板之接觸面之寬度方向兩端部朝與面板接觸面相反之方向彎折而成,上述彎折部之彎折角度成為15度~75度。
- 如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,其中上述彎折部僅設置於上述安裝部之與上述孔部平行之部分之寬度方向兩端部。
- 如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,其中上述彎折部遍及上述安裝部之長度方向而設於寬度方向兩端部。
- 如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,其中上述彎折部之頂點之高度係與自上述安裝部之面板接觸面至上述卡止部之高度為止之高度同等以下之高度,且成為上述安裝部之厚度之2倍以下之高度。
- 如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,其中上述孔部設置於相較上述安裝部之與上述建築用面板接觸之面板接觸面的長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向。
- 如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,其中上述孔部係由在上述安裝部之長度方向上延伸之長孔構成,且上述長孔設置於不會使插入該長孔內之固定螺栓之墊圈勾掛到上述安裝部之彎曲之階部的位置。
- 一種建築用面板之安裝構造,其將建築用面板安裝於建築物之主體,其特徵在於:上述建築用面板係具有中空部之水泥系建築用面板,於上述建築用面板之內側,具備如請求項1所述之建築用面板之安裝金屬件,且上述安裝金屬件中,上述安裝部係利用插入上述建築用面板之上述中空部內之螺母與固定螺栓而安裝,上述卡止部係卡止於設置在上述主體之基材而安裝。
- 如請求項7所述之建築用面板之安裝構造,其中上述安裝金屬件中,上述孔部由於相較上述安裝部之與上述建築用面板接觸之面板接觸面的長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向上具有中間點之長孔構成,且構成為於以上述固定螺栓固定上述長孔之長度方向中間點之狀態下,上述安裝金屬件係相較上述安裝部之面板接觸面之長度方向之中間點更靠上述卡止部之方向由上述固定螺栓固定。
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