JP6072594B2

JP6072594B2 - 高剛性ビーム

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Publication number: JP6072594B2
Application number: JP2013086761A
Authority: JP
Inventors: 晃弘深田
Original assignee: 晃弘深田
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: JP2014211016A

Description

本発明は、建設現場などで好適に使用することができる高剛性ビームに関するものである。

建設現場で使用されるビームとして、丸パイプなどを溶接により組み合わせて立体形（角筒状）に形成したものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。この立体形のビームは、四角形の四つの角位置に各端部を配置させて互いに平行に設けられる４本の長尺管材と、互いに隣接する長尺管材間の長手方向複数箇所を当該長手方向と垂直に連結する連結材と、これら連結材の相互間で両側の長尺管材同士を筋交い状に連結する斜材（ブレース）とを有した構造となっている。

このような立体形のビームは、作業足場や作業スペースの囲い壁などを構築するに際して、ビーム長さ方向を水平方向にして使用するのが一般的である。なお、場合によってはビーム長さ方向を鉛直方向にして（支柱用などとして）使用することもある。このなかで、殊にビーム長さ方向を水平方向にして使用する場合では、曲げ強度を高めるため（撓み難くするため）に２本のビームを抱き合わせ状に並べて一体に連結させることがあった。

特開２００９―２０８１４２号公報

ビームを２本並べて使用する場合、当然のことながら一つの現場で必要とするビームの本数も増加する。従って当然に、ビームの運搬、組み立て、分解などに必要とされる作業も倍増する。ビームは一辺４５０ｍｍ、長さ数ｍなどという大きさを有しており、２本並べることで占有スペースが増大することは言うまでもなく、また使用本数が増えればこのビームを支持する構築体としての重量負担も増加するといったことから、作業全体に派生する負担も大きく膨らむものとなっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、運搬や組立、分解などに関して作業量の増大や負担が増えることがないようにしつつ、曲げ強度の向上を促進させることができ、更には占有スペースの浪費をも防止できるようにした高剛性ビームを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る高剛性ビームは、角筒状に形成された立体形ビームと、この立体形ビームの相反する二側面を挟持する配置で併設された一対の平形ビームとを有しており、前記立体形ビームは、四角形の四つの角位置に各端部を配置させて互いに平行に設けられる４本の長尺管材と、互いに隣接する長尺管材間の長手方向複数箇所を当該長手方向と垂直に連結する連結材と、これら連結材の相互間で両側の長尺管材同士を筋交い状に連結する斜材とを有し、前記平形ビームは、互いに平行に設けられる２本の長尺管材と、両長尺管材間の長手方向複数箇所を当該長手方向と垂直に連結する連結材と、これら連結材の相互間で両側の長尺管材同士を筋交い状に連結する斜材とを有したものとされており、前記立体形ビームと前記平形ビームとが併設される方向及びこれら両ビームの長手方向をいずれも水平方向に沿わせて設置使用されることを特徴とする。

前記立体形ビームと前記平形ビームとの併設間隔は、これら各ビームが併設される方向において前記立体形ビームに設定される規格幅寸法の１／２を超えない長さに離れて設定されたものとするのがよい。
前記平形ビームの２本の長尺管材は、前記立体形ビームにおいて併設面側で並ぶ２本の長尺管材の相互間隔と同じ間隔で配置されたものとするのがよい。

この場合、前記立体形ビームにおける各長尺管材の端部及び前記平形ビームにおける各
長尺管材の端部には当該端部の外周方向へ張り出したフランジ部が設けられ且つこのフランジ部に接続用孔が形成されており、前記立体形ビーム及び前記平形ビームの各フランジ部にはこれら各ビームの併設方向に並んだ全てのフランジ部にわたる長さの間隔保持材が当接配置され、前記間隔保持材には前記立体形ビーム及び前記平形ビームの各フランジ部に設けられた接続用孔と合致する貫通孔が形成されて、前記接続用孔と前記貫通孔とにより串刺し状にボルト結合又は分離が可能なものとすることができる。

本発明に係る高剛性ビームは、運搬や組立、分解などに関して作業量の増大や負担が増えることがないようにしつつ、曲げ強度の向上を促進させることができ、更には占有スペースの浪費をも防止できるようになっている。

本発明に係る高剛性ビームを示した斜視図である。図１のＡ−Ａ線矢視図（正面図）である。間隔保持材の正面図である。間隔保持材を介して高剛性ビームを連結した状態を示した側面図である。本発明に係る高剛性ビームを示した分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図５は本発明に係る高剛性ビーム１を示したものである。この高剛性ビーム１は建物の内、外部、或いは橋や塔などの構築物の外側など、種々様々な現場において作業足場や作業スペースの囲い壁などを構築する際に好適に使用できるものである。
この高剛性ビーム１は、角筒状の立体形ビーム２と、この立体形ビーム２の相反する二側面を挟持する配置で併設された一対の平形ビーム３とを有して構成されている。また、これら立体形ビーム２と平形ビーム３は、互いの端部同士に間隔保持材４を取り付けることで、結合間隔を一定に保持させるようになっている。

立体形ビーム２は、４本の長尺管材７と、これら長尺管材７を連結する連結材８及び斜材９とを有して立体的に構成されている。長尺管材７は丸パイプであり、連結材８及び斜材９についても長尺管材７より細い丸パイプが用いられており、中実の棒材や形鋼などを用いた場合に比して、立体形ビーム２全体としての軽量化が図られている。
長尺管材７は、四角形の四つの角位置に各端部を配置させて互いに平行に設けられている。本実施形態では、図２に示す上下方向の辺長と、図２に示す左右方向の辺長とが同じ（即ち、正方形）としてある。これら長尺管材７に対し、連結材８は、互いに隣接する長尺管材７間の長手方向に沿った複数箇所に、互いに所定間隔をおいて設けられたもので、長尺管材７をその長手方向と垂直に連結している。また斜材９は、連結材８と連結材８との相互間に配置され、両側の長尺管材７同士を筋交い状（斜め）に連結している。長尺管材７に対する連結材８及び斜材９の連結は溶接による。

この立体形ビーム２の端部には、各長尺管材７の端部から外周方向へ張り出すようにして円板形のフランジ部１０が設けられている。また、このフランジ部１０には、周方向に均等間隔をおいて複数個（図例では４個）の接続用孔１１が形成されている。
平形ビーム３は、２本の長尺管材７と、これら長尺管材７を連結する連結材８及び斜材９とを有して扁平に（梯子状に）構成されている。長尺管材７、連結材８及び斜材９には、立体形ビーム２の場合と同じものを用いることができる。

２本の長尺管材７は互いに平行に設けられている。この平形ビーム３における両長尺管材７の相互間隔は、立体形ビーム２において併設面側で並ぶ２本の長尺管材７（図２において上下方向に並んだ長尺管材７）の相互間隔と同じ間隔となるように配置されている。この他、長尺管材７に対して連結材８や斜材９が設けられる構造、及び平形ビーム３の端部（両長尺管材７の端部）にフランジ部１０が設けられ、これらフランジ部に接続用孔１１が形成されている構造は、立体形ビーム２の場合と略同様である。

間隔保持材４は、立体形ビーム２と平形ビーム３とが併設される方向で並んだ全てのフランジ部１０にわたって当接し得る長さを有したものであって、フラットバーなどにより
帯板状に形成されている。この間隔保持材４には、各ビーム２，３のフランジ部１０に設けられた接続用孔１１とそれぞれ一対一対応で合致する貫通孔１２が形成されている。
従って、図４に示すように、高剛性ビーム１同士を連結する際には、高剛性ビーム１と高剛性ビーム１との間へこの間隔保持材４を挟んで、両側からフランジ部１０を当接させるようにしてその片側からボルト１５を貫通させ、反対側へ突出したボルト端へナット１６を螺合することで締結する。

この間隔保持材４を用いて連結することで、立体形ビーム２と平形ビーム３とは離れた状態に固定され、その併設間には長手方向にわたって隙間が保持されるようになる。この間隔保持材４によって立体形ビーム２と平形ビーム３とを併設させる併設間隔は、各ビーム２，３の併設方向（図２の左右方向）で立体形ビーム２に設定される規格幅寸法に対して１／２、更に好ましくは１／３を超えない長さに設定されるようになっている。

ここにおいて、「立体形ビーム２に設定される規格幅寸法」とは、いわゆる呼び寸法であって、立体形ビーム２における実際の一辺長さとは異なる場合がある。例えば、長尺管材７と長尺管材７との平行間隔（中心間距離）Ｗが４５０ｍｍであるときに立体形ビーム２の規格幅寸法を４５０ｍｍと呼称する場合などである（すなわち、この場合、立体形ビーム２の実際の一辺長さは４５０ｍｍに長尺管材７の直径を加えた寸法である）。

このように立体形ビーム２の規格幅寸法に対し、立体形ビーム２と平形ビーム３との併設間隔（中心間距離）Ｈを１／２とすることで、高剛性ビーム１の全体としての幅寸法Ｔ（Ｔ＞Ｗ＋２Ｈ）は、立体形ビーム２を２本並べて使用した場合（２Ｗ超え）よりも大きくなることはない。具体的には、規格幅寸法（長尺管材７の平行間隔Ｗ）を４５０ｍｍとする場合、併設間隔Ｈは１４０ｍｍなどとするのがよい。

間隔保持材４は、現場で必要とされるスパンに応じて、高剛性ビーム１の必要本数を連結する際に使用したり、高剛性ビーム１を支柱や壁材などと連結する際に使用したりする。
このようにして構成される高剛性ビーム１は、立体形ビーム２と平形ビーム３とが併設される方向（図２の左右方向）及びこれら両ビーム２，３の長手方向がいずれも水平方向に沿うような向きにして設置使用するとよい。

この場合、立体形ビーム２と平形ビーム３とが併設される方向で観察すれば、立体形ビーム２において鉛直方向を向くようになる連結材８の本数（２本）と、２本の平形ビーム３の連結材８（同じく鉛直方向を向いている）の本数（２本）とを合計した本数は４本である。すなわち、立体形ビーム２を２本並べて（抱き合わせて）使用する場合と同じであることがわかる。

加えて、間隔保持材４は、立体形ビーム２と平形ビーム３との隣接間（離された部分）をも連結し、一体化させていることになる。そのため、立体形ビーム２を中立軸と想定して高剛性ビーム１全体の断面二次モーメントを考察した場合、この中立軸（立体形ビーム２）よりも離れた箇所（平形ビーム３の位置）で断面積を集中させることができることになる。このように、高剛性ビーム１全体としての断面二次モーメントは、立体形ビーム２による四角形枠の断面二次モーメントと、平形ビーム３によるＩ形の断面二次モーメントとを単純に加算したものよりも大きくなり、長手方向両端間で生じようとする撓みに対して強くなっていると言うことができる。

結果的に、この高剛性ビーム１は、立体形ビーム２の両側が平形ビーム３によって挟持されている構成を備えることにより、立体形ビーム２を２本並べて（抱き合わせて）使用する場合と同等、又はそれ以上の曲げ強度を有するものとなっている。
高剛性ビーム１の設置後にはその上部に条材（丸パイプなど）２０を添え付け、クランプなどで抱き合わせ状に固定したうえで、更にその上部に作業床２１を設けるようにすればよい。

この高剛性ビーム１は、言うまでもなく、建設現場などへの搬入、搬出を行う際の運搬時には、立体形ビーム２と平形ビーム３とに分解して別々に運搬することが可能である、また、立体形ビーム２を２本並べて（抱き合わせて）使用する場合に比べて、立体形ビーム２の必要本数を減らすことができるので、運搬に係る作業量は減少し、作業負担も軽減
される。従って当然に、運搬コストの低コスト化も図れるものとなる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、立体形ビーム２において長尺管材７は長方形の４つの角位置に配置するようにしてもよい。この場合、短辺側を水平方向とし長辺側を鉛直方向とするように用いるのが断面二次モーメントを大きくさせるうえで好適である。

立体形ビーム２において、規格幅寸法（長尺管材７の平行間隔Ｗ）をはじめ、そのビーム長さなど（長尺管材７、連結材８、斜材９の外径などを含む）は、特に限定されるものではない。平形ビーム３についても同様である。また立体形ビーム２と平形ビーム３との併設間隔Ｈについても同様である。
平形ビーム３において、２本の長尺管材７は、必ずしも、立体形ビーム２において併設面側で並ぶ２本の長尺管材７の相互間隔（図２に上下方向で示した間隔）と同じ間隔で配置する必要はなく、異なる間隔寸法を設定可能である。この場合、間隔保持材４を幅広に形成（図３の上下方向を拡大）させたり、或いは間隔保持材４を一直線状ではなくクランク状に屈曲した形状にしたりすることで対応させればよい。

立体形ビーム２や平形ビーム３の長尺管材７に設けられるフランジ部１０は、角形などとしてもよく、また接続用孔１１の個数なども限定されるものではない。
立体形ビーム２と平形ビーム３との結合は、溶接やリベット止めなどを行って分離不能なものとする（すなわち、高剛性ビーム１として一体形成する）ことも可能である。このようにしても立体形ビーム２を２本並べて（抱き合わせて）結合する場合に比べれば、大型化が抑制されたものであり、また軽量化されたものであると言える。

立体形ビーム２と平形ビーム３との結合に間隔保持材４を用いることは必ずしも限定されるものではない。例えば、立体ビーム２と平形ビーム３とに渡るように（交差させて）他の条材（丸パイプなど）を添え付け、クランプなどで抱き合わせ状に固定することによっても両ビーム２，３の結合は可能である。
本発明に係る高剛性ビーム１は、その長手方向を鉛直方向に設置することで支柱や壁材として使用することも可能である。

１高剛性ビーム
２立体形ビーム
３平形ビーム
４間隔保持材
７長尺管材
８連結材
９斜材
１０フランジ部
１１接続用孔
１２貫通孔
１５ボルト
１６ナット
２０条材
２１作業床

Claims

角筒状に形成された立体形ビームと、この立体形ビームの相反する二側面を挟持する配置で併設された一対の平形ビームとを有しており、
前記立体形ビームは、四角形の四つの角位置に各端部を配置させて互いに平行に設けられる４本の長尺管材と、互いに隣接する長尺管材間の長手方向複数箇所を当該長手方向と垂直に連結する連結材と、これら連結材の相互間で両側の長尺管材同士を筋交い状に連結する斜材とを有し、
前記平形ビームは、互いに平行に設けられる２本の長尺管材と、両長尺管材間の長手方向複数箇所を当該長手方向と垂直に連結する連結材と、これら連結材の相互間で両側の長尺管材同士を筋交い状に連結する斜材とを有したものとされており、
前記立体形ビームと前記平形ビームとが併設される方向及びこれら両ビームの長手方向をいずれも水平方向に沿わせて設置使用されることを特徴とする高剛性ビーム。
前記立体形ビームと前記平形ビームとの併設間隔は、これら各ビームが併設される方向において前記立体形ビームに設定される規格幅寸法の１／２を超えない長さに離れて設定されていることを特徴とする請求項１記載の高剛性ビーム。
前記平形ビームの２本の長尺管材は、前記立体形ビームにおいて併設面側で並ぶ２本の長尺管材の相互間隔と同じ間隔で配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高剛性ビーム。
前記立体形ビームにおける各長尺管材の端部及び前記平形ビームにおける各長尺管材の端部には当該端部の外周方向へ張り出したフランジ部が設けられ且つこのフランジ部に接続用孔が形成されており、
前記立体形ビーム及び前記平形ビームの各フランジ部にはこれら各ビームの併設方向に並んだ全てのフランジ部にわたる長さの間隔保持材が当接配置され、
前記間隔保持材には前記立体形ビーム及び前記平形ビームの各フランジ部に設けられた接続用孔と合致する貫通孔が形成されて、
前記接続用孔と前記貫通孔とにより串刺し状にボルト結合又は分離が可能とされていることを特徴とする請求項３記載の高剛性ビーム。