JP4152582B2 - 枠材の曲線化構造とそれを用いた曲面壁 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝形鋼を用いた枠材の曲線化構造とそれを横枠材として用いた曲面壁および枠材に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築構造物内に設けられる曲線状通路や部屋の仕切りなどを構成する曲面壁の上下の横枠材を簡易に構成する手段として、従来技術にResidential steel framing handbook[Robert Scharff and the editors of Walls & ceilings magazine(1996)]のP278に開示される横枠材がある(図7および図8参照)。
【0003】
上記従来技術の横枠材11は、溝形鋼12と縦帯板14とからなる。溝形鋼12は、その外側フランジ12aからウエブ12cに及ぶ切り込み13が所要の間隔をおいて入れられ、その切り込み部13にて内側フランジ12bが折り曲げられて、平面視で多角形の湾曲溝状に形成されている。
【0004】
つぎに、縦帯板14が、その湾曲溝の外縁を構成する外側フランジ12aの内側面にあてがわれて、カシメ・ファスナーなどにより接合されている。つまり、縦帯板14は、横枠材11の外側フランジ12aの多角形状に合わせて折り曲げられており、外側フランジ12aの切り込み13部が開いて形成される三角形の底辺のすきまに配置されて間隔を保持している(図8または図9参照)。
【0005】
そして、横枠材11の湾曲した溝内には、リップ付溝形鋼の縦枠材15が嵌め込まれた後、さらに壁板16が横枠材11の外側フランジ12aにあてがわれ、ドリルねじ17などにより共締め接合されて曲面壁が構成される。なお、図10に上記従来技術による曲面壁の縦断面図を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで上記従来技術の構成によると、次のような問題点がある。
まず、横枠材11の組立時においては、溝形鋼12を湾曲させて縦帯板14を取付けなければならないが、組立時に湾曲の形状を正確に維持するためには、治具または型が必要であり、作業が煩雑となる。
【0007】
また、横枠材11の外側フランジ12a部(曲面壁の外側上下端部)では、曲面壁の内側から外側へ向かって、縦枠材15(リップ付溝形鋼)のフランジ15a、縦帯板14、横枠材11の外側フランジ12a、壁板16の4つの板材が重なることになる(図10参照)。
【0008】
したがって、壁板16の外面は、曲面壁の上下端部のみ縦帯板14と外側フランジ12aの2枚の板厚分だけ外側に出っ張ることになり、仕上げ後の曲面壁の美観が著しく損なわれる。しかも、曲面壁の上下端部が出っ張ることにより、接合時に面材や仕上げ材が変形または破壊されることも生じる。
【0009】
本発明は、上記従来技術の欠点を除くためになされたものであり、曲面壁板の外面の出っ張りを抑制すると共に、曲面の形状を維持するための治具または型を不要とする枠材の曲線化構造とそれを用いた曲面壁および枠材の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の発明の枠材の曲線化構造では、溝形鋼3の片側フランジ3aおよびウエブ3cに切り込みを入れて該切り込み部にて他側フランジ3bを折り曲げて湾曲させると共に、ウェブ3cの内面に曲面壁の曲率に合わせた形状の帯板4を重ねて取り付けることにより前記湾曲が該曲率に維持されることを特徴とする。
【0011】
第2の発明は、第1の発明において、前記溝形鋼3のウエブと帯板4とをカシメ、ファスナー、スポット溶接のいずれかの接合手段を用いて接合することを特徴とする。
【0012】
第3の発明は、第1または第2の発明における枠材を横枠材1として用い、該枠材に接合する壁板8の接合部の出っ張りを抑制することを特徴とする曲面壁である。
【0013】
第4の発明は、溝形鋼の片側フランジおよびウエブに切り込みを入れて該切り込み部にて他側フランジを折り曲げて湾曲させると共に、ウェブの内面に曲面壁の曲率に合わせた形状の帯板を重ねて取り付けたことを特徴とする枠材である。
【0014】
<作用>
本発明によると、湾曲形成した溝形鋼3のウエブ3cの内面に曲面壁2の曲率に合わせた帯板4を重ねて接合するため、容易かつ正確に所定の曲率を有する横枠材1を組み立てることができる。
【0015】
また、帯板4によって溝形鋼3の曲率が維持されるため、曲率を維持するための新たな治具が不要となり、作業の能率化を図ることができる。
【0016】
また、曲面壁2の上下端部において、縦枠材7と壁板8の間には、フランジ3aが1枚挟まるだけであり、壁板8の出っ張りは、従来技術に比べて抑制される(図5参照)。すなわち、仕上げ後の曲面壁2は、美観に優れ、かつ接合時に面材や仕上げ材が変形または破壊されることも抑制される。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図1〜図6を参照して説明する。図1、図2は本実施形態の曲面壁に用いられる横枠材の構成を示す斜視図である。図3、図4はそれぞれ縦枠材との組立状態を示す斜視図、平面図である。図5は曲面壁の縦断面図である。図6は変曲点を有する曲面壁に適用する場合の横枠材を示す説明図である。
【0018】
横枠材1は、曲面壁2(図5参照)の上下端に用いられ、図1に示すように溝形鋼3と帯板4とから構成される。
【0019】
溝形鋼3は、0.5〜2.3mm程度の薄鋼板に折り曲げ加工が施されて溝状に形成されると共に、一方のフランジに切り込み5が施されて形成され、平面視で多角形の湾曲溝状に形成され、湾曲溝の外縁を構成する外側フランジ3aからウエブ3cの全幅に及ぶ切り込み5が、間隔をおいて平行に入れられる。この切り込み5の間隔は、多角形状等の曲面壁の曲率に対応して定まる。そして、内側フランジ3bが切り込み端において折り曲げられて、所定の曲率壁面に接する多角形の湾曲溝状に形成される。なお、直線壁に移行するに伴い、切り込み5は不要となる。
【0020】
帯板4は、内周側面または外周側面の一方または両方の曲率が、所定の壁面曲率と同じ曲率に形成されている。帯板4の材質としては、特に限定するものではないが、例えば0.5〜2.3mm程度の厚さを有する薄鋼板・プラスチック板などが挙げられる。
【0021】
帯板4は、ウエブ3c(湾曲溝の底部)内面に重ね合わせるようにして溝形鋼3の内側に挿入され、湾曲溝の所定の曲率を保持するための治具(すなわち定規)の役割を果たす。つまり、帯板4を溝形鋼3に挿入すると、外側フランジ3aの内側面の中間部と帯板4の外周面が点接触するか、内側フランジ3bの切り込み端と帯板4の内周面が点接触するか、あるいは帯板4の外周面と内周面の両方がそれぞれフランジ3a、3bに点接触することで、横枠材1の湾曲溝の曲率は所定の曲率に矯正維持される。
【0022】
そして、溝形鋼3と帯板4が、例えばカシメ、スポット溶接、リベット等のファスナー6などにより接合され、横枠材1が構成される。曲面壁の上下端用としては、線対称形状の横枠材1が一対必要となるが、帯板4は同一形状のものを使用すればよい。
【0023】
次に、図3に示すように、横枠材1に、薄鋼板を折り曲げ加工して形成したリップ付溝形鋼を用いた縦枠材7を立設する。ここで、図4は横枠材1の湾曲溝内に帯板4を接合し、さらに縦枠材7を立設した状態を示した拡大平面図である。なお、図4では多角形の各辺毎に縦枠材7を立設している。
【0024】
図3、図4のいずれの場合も、縦枠材7は所定の間隔で湾曲溝に挿入され、縦枠材7は後述する壁板8と共に、ドリルねじなどのファスナー6(図5)で横枠材1の両側フランジ3a、3bに接合されている。
【0025】
なお、曲面壁にかかる応力は、内側フランジ3bと帯板4により壁全体が負担するため、曲面壁の強度は十分担保される。
【0026】
図5は壁板8を取付けた状態の曲面壁2の縦断面を示す。なお、曲面壁2の内側面の壁板8は図示を省略している。
【0027】
曲面壁2の外側面(曲率大側面)には、6mm厚程度の石膏ボード、木質合板などの壁板8がドリルねじ6により縦枠材7および上下端の横枠材1に接合されている。このとき、外側面の上下端における板材の重ね合わせは、内部側から外側へ向かって、縦枠材フランジ7a、横枠材1の外側フランジ3a、壁板8の3枚である。つまり、壁板8の外面は横枠材1のフランジ1枚分のみ出っ張ることになり、従来技術に比べて仕上げ後の美観に優れ、また面材や仕上げ材が変形または破壊するおそれも抑制される。
【0028】
図6は、実施形態の1変形例として、曲面壁2(横枠材1)が変曲点9を有する場合の横枠材1の平面形状を示す。変曲点9を境に横枠材1の外側面(曲率大側面)が内側面に切り替わるだけで曲面壁2の連続性が維持される。また、変曲点9を境に曲面壁2の曲率が変わる場合には帯板4の曲率を調整し、溝形鋼3に入れる切り込み5の間隔を調整することにより対応可能である。
【0029】
なお、このように曲面壁2の曲率の変化に対応するためにも、切り込み5部にて溝形鋼3を分離して個々に独立した溝形ブロック(図示を省略する)とすることもできる。この場合、帯板4の曲率を調整し、溝形ブロックに組み合わせることにより曲面壁2の曲率の変化に対応した横枠材1を形成することも容易である。
【0030】
以上、実施形態にもとづき本発明における枠材の曲線化構造と曲面壁を説明したが、上記横枠材1の用途は建物の曲面壁に限定されるものではない。例えば、容易かつ正確に所定の曲率を有する横枠材が組み立てることができる特性を生かして、博覧会などで用いられる組立式仮設曲面壁の部材に横枠材1を用いることもできる。さらに別の用途として、曲面天井の構成材に横枠材1を縦向きあるいは傾斜した状態で用いることもできる。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、湾曲形成した溝形鋼のウエブ内面に重ね合わせて接合される帯板が溝形鋼の曲率を維持する治具の役割を兼ねる。したがって、曲率を維持するための新たな治具が不要となることから施工能率が上がり、かつ設計通りの施工ができるため施工精度が向上する。
【0032】
また、曲面壁の上下端部において、縦枠材と壁板の間にはフランジが1枚挟まるだけであり、壁板の出っ張りは従来技術に比べて抑制される。すなわち、仕上げ後の曲面壁は美観に優れ、かつ接合時に面材や仕上げ材が変形または破壊されることも抑制される。
【0033】
さらに、接合される鋼板の枚数の減少によりドリルねじ等による接合作業が容易化され、施工能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の曲面壁に用いられる横枠材の構成を示す斜視図である。
【図2】一実施形態の曲面壁に用いられる横枠材の接合状態を示す斜視図である。
【図3】一実施形態の縦枠材との組立状態を示す斜視図である。
【図4】一実施形態の縦枠材との組立状態を示す平面図である。
【図5】(a)は一実施形態の曲面壁の縦断面図であり、(b)は溝形鋼のウエブと帯板とのカシメ接合の例を示す縦断面図である。
【図6】一実施形態の変曲点を有する曲面壁に適用する場合の横枠材の平面形状を示す説明図である。
【図7】従来例の曲面壁に用いられる横枠材の構成を示す斜視図である。
【図8】従来例の曲面壁に用いられる横枠材の組立状態を示す斜視図である。
【図9】従来例の縦枠材との組立状態を示す平面図である。
【図10】従来技術の曲面壁の縦断面図である。
【符号の説明】
1 横枠材
2 曲面壁
3 溝形鋼
3a 外側フランジ
3b 内側フランジ
3c ウエブ
4 帯板
5 切り込み
6 ファスナー、ドリルねじ
7 縦枠材
7a 縦枠材フランジ
8 壁板
9 変曲点
11 横枠材
12 溝形鋼
12a 外側フランジ
12b 内側フランジ
12c ウェブ
13 切り込み
14 縦帯板
15 縦枠材(リップ付溝形鋼)
15a フランジ
16 壁材
17 ドリルねじ
Claims (4)
- 溝形鋼の片側フランジおよびウエブに切り込みを入れて該切り込み部にて他側フランジを折り曲げて湾曲させると共に、ウェブの内面に曲面壁の曲率に合わせた形状の帯板を重ねて取り付けて枠材が構成され、かつ前記湾曲が該曲率に維持されることを特徴とする枠材の曲線化構造。
- 前記溝形鋼のウエブと帯板をカシメ、ファスナー、スポット溶接のいずれかの接合手段を用いて接合することを特徴とする請求項1に記載の枠材の曲線化構造。
- 請求項1または2に記載の枠材を横枠材として用い、該枠材に接合する壁板の接合部の出っ張りを抑制することを特徴とする曲面壁。
- 溝形鋼の片側フランジおよびウエブに切り込みを入れて該切り込み部にて他側フランジを折り曲げて湾曲させると共に、ウェブの内面に曲面壁の曲率に合わせた形状の帯板を重ねて取り付けたことを特徴とする枠材。
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