JP4061681B2

JP4061681B2 - 床骨組み部材用合成梁

Info

Publication number: JP4061681B2
Application number: JP33413997A
Authority: JP
Inventors: 義仁坂本; 昇金子
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: JPH11166293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは建築物の梁部材に係り、さらに詳しくは、極薄鋼板製軽量形鋼を使用した建築物の梁部材に実施して特に有効な床骨組み部材用合成梁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
極薄鋼板製軽量形鋼を使用した建築物においては、床骨組み部材として、リップ薄形鋼や軽溝形鋼による根太が用いられている。
このような根太は、通常は、図１４に示すように、リップ溝形鋼１１又は軽溝形鋼１２を単体で使用し、そのフランジにドリリングタッピンねじ２１（以下単にねじという）で床合板３７を固定して床構造としている。
【０００３】
また、壁の直下や床のスパンが大きい場合、あるいは床振動の低減など、構造上、強度、剛性が要求される場合は、リップ溝形鋼又は軽溝形鋼あるいはその両者を複数組合わせて、組合わせ梁を構成している。最も簡単な組合わせ梁としては、図１５に示すように、一対のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂ又は軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを背中合わせに当接し、ウェブ部分をねじ２１で接合してほぼＨ形形状に構成したものがある。
【０００４】
また、耐力壁の直下でかつ下階に壁がない場合や、床面に開口がある場合など、さらに強度、剛性が必要な場合には、図１５（ａ）によって構成されたリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂからなる組合わせ梁１ａの両側に、図１６に示すように、軽溝形鋼１２ａ，１２ｂをウェブを外側にして嵌合して箱形断面を構成し、上下のフランジ部をねじ２１によってそれぞれ接合して組合わせ梁１Ｘを構成したもの、あるいは、図１５（ｂ）によって構成された軽溝形鋼１２ａ，１２ｂからなる組合わせ梁１ｂの上下フランジ間に、図１７に示すように、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂをウェブを外側にして嵌入して箱形断面を構成し、上下のフランジ部をそれぞれねじ２１で接合した組合わせ梁１Ｙが用いられている。
【０００５】
このような組合わせ梁１Ｘ，１Ｙ（以下組合わせ梁１Ｘを例にとって説明する）を挟んで上下階の壁を接続する場合は、図１８、図１９に示すように、上端部に上枠３６が取付けられた下階の縦枠３５上に組合わせ梁１Ｘをねじで接合し、組合わせ梁１Ｘの上に床合板３７及び下端部に下枠３９が取付けられた上階の縦枠３８を載置し、これら組合わせ梁１Ｘの上部フランジ、床合板３７及び下枠３９をねじにより一体に接合する。そして、その外側に帯金物４３を添わせて上下階の縦枠３８，３５及び組合わせ梁１Ｘを一体に連結している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような組合わせ梁１Ｘ，１Ｙを構成する部材の板厚は、０．８〜１．６mm程度できわめて薄く、板厚に対して長さが長いことからウェブの弾性座屈が先行するため、ウェブの大部分が構造耐力上無効として評価されている。そのため、これらの部材をねじにより組合わせてほぼＨ形形状に構成しても、ウェブの補剛が有効になされていないため、計算上の耐力はそれ程向上しないのが実情である。また、これらにリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂ又は軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを組合わせて箱形断面の組合わせ梁１Ｘ，１Ｙを構成しても、ウェブの補剛が不十分のままであるため、同様の問題を抱えている。床振動についても、部材の板厚が薄いため衝撃に対して部材が共振し、びびり音が発生する。
【０００７】
また、これらの梁部材は、その幅方向の中心に構成部材のウェブが存在するため、軸ボルトあるいはアンカーボルトを用いて上下階の壁又は基礎とを接続することが困難である。
さらに、箱形断面を構成して外側に帯金物４３を設けて接合する場合は、図２０に示すように、室内に帯金物４３が露出し、あるいは壁下地材４１と壁フレームを構成する上下の縦枠３８，３５との間に帯金物４３が介在するため壁面に不陸４４が生じ、仕上げ上好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、耐力壁の下に用いることが可能で、曲げ強度、剛性を有し、かつ室内の仕上げ上問題のない床骨組み部材用合成梁を得ることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る床骨組み部材用合成梁は、一対のリップ溝形鋼又は軽溝形鋼を背中合わせにしてそのウェブの少なくとも一方の面に面材を当接し、該面材側から該面材及び前記ウェブをねじ又はボルトにより一体に接合したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、リップ溝形鋼及び軽量形鋼を組合わせて構成した組立て梁のウェブ部分に、面材を一体に組合わせて合成梁を構成したものである。ウェブ部分に剛性の高い面材を組合わせて、ねじ、ボルト等で接合して一体化することにより、面材によるリップ溝形鋼又は軽量形鋼の補剛効果によって、鋼材の有効断面積を大きくとることができるため、同じ鋼材の組み合わせでもより大きな耐力を得ることができる。
【００１３】
構造用合板等の強度上も有効な面材を使用した場合は、その強度を累加することができるため、さらに大きな耐力が得られる。また、面材に減衰性を有するものを用いた場合は、鋼材の共振を抑制してびびり音を防止することができる。
さらに、これら面材の板厚を、アンカーボルト又は上下階を連結する軸ボルトの径以上の厚みにして、ウェブ間に挟んで構成した場合は、当該ボルトの部分のみ面材を不連続とすることによりこれらボルトの挿通が可能になり、上階の耐力壁と下階の耐力壁又は基礎とを通常の軸ボルト又はアンカーボルトで接続することができる。
【００１４】
すなわち、本発明は、少なくとも一対のリップ溝形鋼又は軽溝形鋼のウェブを背中合せに当接したほぼＨ形状に形成し、そのウェブの外側の少なくとも一方の面に面材を当接し、これらウェブ及び面材をねじ又はボルトにより一体に接合して合成梁を構成したものである。
【００１５】
また、鋼材のウェブと面材との接合にあたっては、鋼材のウェブをあらかじめ背中合せに当接し、ねじ、ボルト、スポット溶接、かしめ、リベット、釘等で接合し、ついで、ウェブの一方の面に面材をねじ、ボルト等により一体に接合してもよい。
なお、合成梁を構成するリップ溝形鋼又は軽溝形鋼は、要求性能に対して必要な板厚、数量を適切に組合わせればよく、また、アンカーボルト、軸ボルトは、当該合成梁に挟み込む面材の板厚を、使用するボルト径以上の厚みにして、ボルトの貫通部分のみ面材を不連続とすることにより、容易に使用することができる。以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の第１の例に係る合成梁の断面図である。本例においては、一対のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを背中合わせにしてウェブを当接し、スポット溶接により接合してほぼＨ形断面に形成する。そして、ウェブの一方の面に面材である構造用合板１５を当接し、ねじ２１で接合して合成梁１Ａを構成したものである。なお、必要に応じてウェブの両面に面材１５を接合してもよい。
【００１７】
実施例では、ウェブ高さ：２３５mm、フランジ幅：４０mm、リップ幅：２０mm、板厚：１．０mm（以下、Ｃ−２３５×４０×２０×１．０と記す）のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂのウェブを当接してスポット溶接により接合し、ウェブ部分の一方の面に高さ１９５mm程度の構造用合板１５を当接して、構造用合板１５側からねじ２１を縦方向に２本、長手方向に３００mm間隔で打ち込み、一体化した。
【００１８】
この場合、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂどうしの接合は、ねじ、ボルト等他の手段を用いてもよく、使用する面材１５は構造用合板以外のものでもよい。また、組立て手順は、上述のように、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂのウェブを接合したのち面材１５を取付けてもよく、あるいは、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂと面材１５を、ねじ、ボルト等により一工程で接合してもよい。
【００１９】
このようにして構成した合成梁１Ａは、同一線上に間隔をおいて配置された耐力壁を構成する縦枠の上枠上に掛け渡して設置され、ねじにより接合される。そして、合成梁１Ａ上には床合板が敷設され、上面からねじにより当該合成梁１Ａに接合され、さらに、その上に上階耐力壁を構成する縦枠の下枠をねじ接合して取付ける。
【００２０】
図２は実施形態１の第２の例の断面図である。本例は、一対の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを背中合わせにウェブを当接し、スポット溶接により接合してＨ形断面に形成し、そのウェブの一方の面に面材である構造用合板１５をねじ２１で接合して合成梁１Ｂを構成したものである。なお、必要に応じてウェブの両面に面材１５を接合してもよい。
【００２１】
実施例では、ウェブ高さ：２３７mm、フランジ幅：４０mm、板厚：１．０mm（以下、Ｕ−２３７×４０×１．０と記す）の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂのウェブをスポット溶接により接合し、ウェブ部分の一方の面に高さ２３５mm程度の構造用合板１５を当接して、構造用合板１５側からねじ２１を縦方向に２本、長手方向に３００mm間隔で打込み、一体化したものである。以下、第１の側の場合と同様である。
【００２２】
［実施形態２］
図３は本発明の実施形態２の第１の例の断面図である。本例は、一対のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを背中合わせにして、そのウェブの間に面材である構造用合板１５を挟み、ウェブ及び構造用合板１５をねじ２１で一体に接合し、ほぼＨ形断面の合成梁１Ｃを構成したものである。
【００２３】
実施例では、Ｃ−２３５×４０×２０×１．０のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂのウェブの間に高さ２３５mm程度の構造用合板１５を挟んで、ねじ２１を縦方向に２本、長手方向に３００mm間隔で打込んで一体化した。この場合、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂと構造用合板１５とはボルトその他の手段で接合してもよく、構造用合板１５に代えて他の面材を使用してもよい。
【００２４】
このようにして組立てられた合成梁１Ｃは、同一線上に間隔をおいて配置された耐力壁を構成する縦枠の上枠上に掛け渡して設置され、ねじにより接合される。そして、合成梁１Ｃの上に床面材が敷設され、上面からねじにより当該合成梁１Ｃに接合され、さらに、その上に上階耐力を構成する縦枠の下枠をねじ接合して取付ける。
【００２５】
図４は実施形態２の第２の例の断面図である。本例は、一対の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを背中合わせにして、そのウェブの間に面材である構造用合板１５を挟み、ウェブ及び構造用合板１５をねじ２１で一体に接合し、Ｈ形鋼断面の合成梁１Ｄを構成したものである。
実施例では、Ｕ−２３７×４０×１．０の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂのウェブの間に高さ２３５mm程度の構造用合板１５を挟んで、ねじ２１を縦方向に２本、長手方向に３００mm間隔で打込んで一体化した。この場合、軽溝形鋼１２ａ，１２ｂと構造用合板１５とは、ボルトその他の手段によって接合してもよく、面材は構造用合板以外のものを用いてもよい。以下、第１の例の場合と同様である。
【００２６】
［実施形態３］
図５は本発明の実施形態３の第１の例の断面図である。本例は、実施形態１の第１の例（図１）の合成梁１Ａの強度を向上させるために、同一寸法シリーズの軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを組合わせて箱形断面の合成梁１Ｅを構成したものである。
実施例では、実施形態１の第１の例にＣ−２３５×４０×２０×１．０のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを用い、Ｕ−２３７×４０×１．０の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂをウェブを外側にして合成梁１Ａの両側（又は片側）に嵌合し、上下のフランジをねじ２１によりそれぞれ一体に接合した。
【００２７】
図６は実施形態３の第２の例の断面図である。本例は、実施形態１の第２の例（図２）の合成梁１Ｂに、同一寸法シリーズのリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを組合わせて箱形断面の合成梁１Ｆを構成したものである。
実施例では、実施形態１の第２の例にＵ−２３７×４０×１．０の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを用い、Ｃ−２３５×４０×２０×１．０のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂをウェブを外側にして合成梁１Ｂの両側（又は片側）に嵌入し、上下のフランジをねじ２１によりそれぞれ一体に接合した。
なお、上記第１、第２の何れの例においても、必要に応じてさらに合成梁１Ａ，１Ｂのウェブの他方の面に、高さ２３５mm程度の構造用合板の如き面材を接合してもよい。
【００２８】
［実施形態４］
図７は本発明の実施形態４の第１の例の断面図である。本例は、実施形態２の第１の例（図３）の合成梁１Ｃの強度をさらに向上させるために、同一寸法シリーズの軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを組合わせて、断面箱形の合成梁１Ｇを構成したものである。
実施例では、実施形態２の第１の例にＣ−２３５×４０×２０×１．０のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを用い、Ｕ−２３７×４０×２０の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂをウェブを外側にして合成梁１Ｃの両側（又は片側）に嵌入し、上下のフランジをねじ２１でそれぞれ一体に接合した。
【００２９】
図８は実施形態４の第２の例の断面図である。本例は、実施形態２の第２の例（図４）の合成梁１Ｄの強度をさらに向上させるために、同一寸法シリーズのリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂを組合わせて、断面箱形の合成梁１Ｈを構成したものである。
実施例では、実施形態２の第２の例にＵ−２３７×４０×１．０の軽溝形鋼１２ａ，１２ｂを用い、Ｃ−２３５×４０×２０×１．０のリップ溝形鋼１１ａ，１１ｂをウェブを外側にして合成梁１Ｄの両側（又は片側）に嵌入し、上下のフランジをそれぞれねじ２１で接合した。なお、上記第１、第２の何れの例においても、必要に応じて、合成梁１Ｇ，１Ｈのウェブの両側又は片側に、高さ１９５mm程度の構造用合板の如き面材を接合してもよい。
【００３０】
このように、本発明においては、ウェブ部分に任意の強度、剛性を有する面材を接合したことにより、任意の剛性、耐力を有する梁部材を得ることができる。特に、強度、剛性の優れた面材を取付けることにより、ウェブの補剛が有効になされてウェブの弾性座屈による耐力の低下を防止し、剛性、耐力の高い梁部材が得られる。
また、面材をウェブの間に挟み込んで構成した場合は、通常の鋼材のみによる組立て梁と同じ工程により強い梁部材を得ることができる。
【００３１】
［実施形態５］
本発明の実施形態５を図９〜図１３により説明する。本実施形態は、前述の実施形態２（図３、図４）又は実施形態４（図７、図８）の合成梁１Ｃ，１Ｄ、１Ｇ，１Ｈにおいて、これら合成梁１Ｇ（以下合成梁１Ｇを例にとって説明する）に、基礎から立上るアンカーボルト３２又は上下階を接続する軸ボルト３３を貫通させるようにしたものである。
【００３２】
図において、３５は例えばリップ溝形鋼からなり、同一線上に間隔をおいて立設された下階の耐力壁を構成する縦枠で、その上端部には軽溝形鋼からなる上枠３６がねじにより取付けられている。なお、４０は縦枠３５のウェブにねじ止めされたホールダウン金物である。
１Ｇは上枠３６を介して縦枠３５上に掛け渡された合成梁で、本実施形態においては、面材を構成する構造用合板１５に、使用する軸ボルト３３の外径より厚いものを用い、図１１、図１２に示すように、軸ボルト３３が貫通する部分を不連続として空間部１６を設けたものである。
【００３３】
このような合成梁１Ｇの下部フランジを上枠３６にねじにより接合し、上部フランジ上に上階の床を構成する床合板３７を敷設する。そして、その上に、下端部に下枠３９がねじ止めされ、ウェブにホールダウン金物４０が固定されて上階の耐力壁を構成する縦枠３８を設置する。
【００３４】
ついで、上下階の縦枠３８，３５に取付けたホールダウン金物４０の間に、下階の上枠３６、合成梁１Ｇの構造用合板１５に設けた空間部１６、床合板３７及び上階の下枠３９に軸ボルト３３を貫挿し、ナットで固定してこれらを一体に結合する。これにより、上下階の耐力壁を構成する縦枠３８，３５を、合成梁１Ｇを介して一体に接続することができる。
【００３５】
この場合、例えば、Ｍ９の軸ボルト３３を使用してその間隔を１６００mmとした場合、長さ１５８０mm程度、板厚９mm以上の構造用合板１５を、軸ボルト３３の外径以上の間隔をあけて空間部１６を形成し、リップ溝形鋼１１ａ，１１ｂ又は軽溝形鋼１２ａ，１２ｂのウェブの間に配設して合成梁１Ｃ，１Ｄ、１Ｇ，１Ｈを構成すればよい。
【００３６】
図１３は基礎３１上に本実施形態に係る合成梁１Ｃ（又は１Ｄ，１Ｇ，１Ｈ）を土台として敷設し、その構造用合板１５の空間部１６にアンカーボルト３２を挿通して縦枠３５に設けたホールダウン金物４０に固定したものである。なお、３６ａは縦枠３５の下端部に取付けた下枠である。
【００３７】
上記の説明では、合成梁１Ａ〜１Ｈを構成する面材に構造用合板１５を用いた場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、構造用パネル、石膏ボード、珪酸カルシウム板、ＡＬＣ、押し出し成形セメント板等、建築一般に使用される面材をその目的に応じた任意に選択することができる。また、グラスウールボード、ロックウールボード、シージングボード等の減衰性を有する材料を用いてもよい。
【００３８】
また、上記の実施形態では、本発明に係る合成梁を、主として、同一線上に間隔をおいて配設された耐力壁を構成する縦枠の上枠上に掛け渡し、さらに、その上に上階の耐力壁を構成する縦枠を取付ける場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、上部に耐力壁がない場合、床のスパンが大きい場合、床の開口部を補強する場合等、通常補強を必要とする部分のすべてに使用することができる。
また、根太をアングルに代表される取付け金物を介して、本発明に係る合成梁に直交して取付けることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る床骨組み部材用合成梁は、一対のリップ溝形鋼又は軽溝形鋼を背中合わせにしてそのウェブの少なくとも一方の面に面材を当接し、面材及びウェブをねじ又はボルトにより一体に接合するようにしたので、ウェブ部分に任意の強度、剛性を有する面材を接合したことにより、任意の剛性、耐力を有する合成梁を得ることができる。特に、強度、剛性の優れた面材を取付けることにより、ウェブの補剛が有効になされてウェブの弾性座屈による耐力の低下を防止し、剛性、耐力の高い床骨組み部材用合成梁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の第１の例の断面図である。
【図２】同じく実施形態１の第２の例の断面図である。
【図３】本発明の実施形態２の第１の例の断面図である。
【図４】同じく実施形態２の第２の例の断面図である。
【図５】本発明の実施形態３の第１の例の断面図である。
【図６】同じく実施形態３の第２の例の断面図である。
【図７】本発明の実施形態４の第１の例の断面図である。
【図８】同じく実施形態４の第２の例の断面図である。
【図９】本発明の実施形態５の全体構成を示す正面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１０の合成梁の平面図、正面図及び側面図である。
【図１２】図１１の斜視図である。
【図１３】実施形態５の他の例の正面図である。
【図１４】従来のスチールハウスの根太の一例を示す断面図である。
【図１５】従来のスチールハウスの根太の他の例を示す断面図である。
【図１６】従来の補剛した根太の一例の断面図である。
【図１７】従来の補剛した根太の他の例の断面図である。
【図１８】従来の上下階の接続構造を示す断面図である。
【図１９】図１８の側面図である。
【図２０】図１８に壁下地材を取付けた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｈ合成梁
１１ａ，１１ｂリップ溝形鋼
１２ａ，１２ｂ軽溝形鋼
１５構造用合板（面材）
１６空間部
３１アンカーボルト
３３軸ボルト

Claims

一対のリップ溝形鋼又は軽溝形鋼を背中合わせにしてそのウェブの少なくとも一方の面に面材を当接し、該面材側から該面材及び前記ウェブをねじ又はボルトにより一体に接合したことを特徴とする床骨組み部材用合成梁。