(57)【要約】【課題】木造住宅の梁材であって、梁断面の上下側に小径な木材が載置でき、梁中央部はめっき鋼板を使用して、効率的な断面性能を有する低コストの合成梁を提供すること。【解決手段】予めメッキされた鋼板を、長手方向に沿って折曲形成された梁材用の軽ミゾ形鋼であって、前記軽ミゾ形鋼の上部フランジ先端から上向きに、下部フランジの先端から下向きに延在するリップ３に、所定の間隔でビス穴９を有してなる略軽ミゾ形鋼において、前記略軽ミゾ形鋼ウェブ背の相互間に、長手方向に所定の間隔でプレ−ト片５を挿入し重合して、前記ウェブ相互とプレ−ト片５をカシメ加工７で一体化固定することにより、断面が略Ｈ字形状に形成され、前記上下フランジから延在するリップ３間に木材６を挿入し、前記リップに有するビス穴９から前記木材６をビス１０で固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。【選択図】図１
2011174314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めメッキされた鋼板を、長手方向に沿って折曲形成された梁材用の軽ミゾ形鋼であって、前記軽ミゾ形鋼の上部フランジ先端から上向きに、下部フランジの先端から下向きに延在するリップに、所定の間隔でビス穴を有してなる略軽ミゾ形鋼において、前記略軽ミゾ形鋼ウェブ背の相互間に、長手方向に所定の間隔でプレ−ト片を挿入し重合して、前記ウェブ相互とプレ−ト片をカシメ加工で一体化固定することにより、断面が略Ｈ字形状に形成され、前記上下フランジから延在するリップ間に木材を挿入し、前記リップに有するビス穴から前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【請求項２】
予めメッキされた鋼板を、長手方向に沿って折曲形成された梁材用の軽ミゾ形鋼であって、前記軽ミゾ形鋼はウェブに所定の間隔でハット状に開口部方向に突起部を設け、上部フランジ先端から上向きに、下部フランジの先端から下向きに延在されたリップを有し、前記リップに所定の間隔でビス穴を有してなる略軽ミゾ形鋼において、前記略軽ミゾ形鋼のウェブ背の相互を重合し所定の間隔で長手方向にカシメで固定し、前記下部フランジに、長手方向に沿って全体または一部にコ字状補強プレ−トを挿入し、断面が略Ｈ字形状に形成され、前記上下フランジから延在するリップ間には、木材を挿入し前記リップに有するビス穴から前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【請求項３】
予めメッキされた鋼板が折曲形成され、梁材用の軽Ｈ形鋼の下部フランジとウェブ部が二重層状で、上部フランジと、前記上部フランジ部の先端から上向きに延在されたリップは単層の板で形成され、前記リップに所定の間隔でビス穴を有してなる略軽Ｈ形鋼において、前記ウェブ相互を所定の間隔で長手方向にカシメ加工で固定し、前記略軽Ｈ形鋼の上部フランジから延在するリップ間に、木材を挿入し前記リップに有するビス穴から、前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【請求項４】
予めメッキされた鋼板を折曲形成した梁材用の軽ミゾ形鋼を、一対の略Ｈ字形状におけるウェブの相互を重合しカシメ固定して、梁部材相互を溶接することなく一体化することを特徴とする略軽量Ｈ形鋼の製造方法に関する請求項１〜３に記載の合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低層鉄骨造や木造住宅での在来軸組構法、枠組構法、およびパネル構法等における構造材として用いられる梁材等であって、効率的な断面性能を有し、梁断面の中央部はめっき鋼板を使用し、端部には小径な木材を載置できる合成梁用軽量Ｈ形鋼梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅建築は大半が木造建築であり、その大部分が軸組構法である。その木造の軸組構法は、３階建以外は法的規制も少なく、設計段階から、構造設計者が介入せずに自由に実務者が設計・施工ができていたため、構造のばらつきが非常に多いのが現状である。しかし、阪神・淡路大震災以降は、被害の多かった在来軸組構法の研究が急増し、詳細な設計法が完備されつつある。一方大径の木材や質的に優秀な木材が天然に得られなくなってきており、自然保護・資源保護の立場から木材の伐採が制限されるようにもなってきている。
【０００３】
近年、このような問題に対処するために、２次林や間伐材のような小径木の丸太を有効利用し、これらの丸太から切り出した帯状板材（ラミナ、或いはひき板とも称されている）を複数積層接着してなる集成材が、木造建築における柱、梁等の構造材に用いられるようになってきている。しかし、集成材を構成するラミナに残存した節その他の欠点により、集成材の強度に、ばらつきが生じる場合があり、また、特に構造材として使用される集成材は、ラミナに使用される樹種が特定（高強度樹種）のものに限定されており、無垢材に比較して高価なものとなる傾向があった。そこで、強度特性のばらつきが小さく、経済的に生産することができる複合集成材が特開２０００−１５３５０８号公報（第１公知例）で開示されている。
【０００４】
また、特開２００７−１９６５６３号公報（第２公知例）では、建築用構造材の用途（例えば、柱、梁等）に応じて、集成材の強度設計で樹種の組み合わせ方を変えて、杉をはじめとする低強度樹種の活用を促進する異樹種集成材が開示されている。
【０００５】
さらに、特開２００７−２８４９４２号公報（第３公知例）では、集成材は製材と比較して高価で高コストのため、集成材の長所（無垢材のような割れによる強度低下の心配がなく、製材では困難であった大断面の木製梁を実現することが可能で、さらに、弱点部が分散することにより強度や剛性のばらつきが小さいため、設計を合理的に行うことができる等）を生かしながら、ロ−コスト化を図る目的での複数の製材を組み合わせ鋼板で補強した木製梁が開示されている。
【０００６】
一方、予めメッキされた鋼板が折り曲げ加工されて梁部材が形成され、一対の前記梁部材におけるウェブ相互を重合し、前記各ウェブ相互をカシメ固定して梁部材を一本化し、座屈し難くした複合梁部材が特開２００２−００４４９５号公報（第４公知例）で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３５０８号
【特許文献２】特開２００７−１９６５６３号
【特許文献３】特開２００７−２８４９４２号
【特許文献４】特開２００２−００４４９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１および第２の公知例の場合は、集成材は、ラミナ（挽き板）の高強度樹種のみでは高コストになるため、強度の弱い樹種から強い樹種まで広い範囲の樹種の中から選択して効率的な断面形状にしている。そのため、管理が広範囲になり在庫も増える。さらに、ラミナの反り・割れ・節等の管理も必要であり、強度の確保（強度特性のばらつきが少さい）と経済性とは反比例し発明の効果とは矛盾する可能性がある。また、木質が、水を小口から吸水する可能性があり、施工現場での雨天時の雨に対応する管理、例えば、雨天時の建て方中止、材料置き場の養生等の管理が必要になる。
【０００９】
次いで、第３公知例の場合は、複数の製材が梁成方向に重ねられ、該複数の製材の側面に配置された鋼板に、鋲で固定する工法であるが、各製材は反り・割れ・節・曲がり・捻れ等を有しており、当然製材の癖を考慮して組み立てられるが、寸法精度を守るのはコスト的に難しく、また、前記組み立て時製材の癖に鋼板が馴染み固定され、部材の形状寸法・曲がり・捻れ等の問題が発生する可能性がある。
【００１０】
また、第４公知例の場合は、予めメッキされた鋼板が折り曲げ加工されて梁部材が形成され、一対の前記梁部材におけるウェブ相互を重合し、前記各ウェブ相互をカシメ固定での梁部材が製作されているが、枠組構法、およびパネル構法には使用可能だが、在来軸組構法においては、他の木製部材との納まりで無理が生じる。
【００１１】
本発明の解決すべき課題は、上述した従来の梁の強度とコストの問題点を解決することであり、杉をはじめとする低強度樹種の活用を促進するとともに、効率的な断面形状を作り、断面性能が高い合成梁用軽量Ｈ形鋼を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、曲げ強度および引張強度が必要な当該部に鋼板を使用し、圧縮強度および納まりが必要な当該部には小径な木材を使用することでの技術的知見を得た。具体的には、木造住宅の梁は、住宅内部の家具、居住者等の荷重が梁にかかり、曲げ応力となり、梁成の中心を境に梁の上側に圧縮応力、下側には引張応力が生じている。そのため、従来の木造住宅の梁では高強度樹種のベイマツ等が使用されている。本発明の技術では、曲げ応力・引張応力に対処するため略Ｈ形鋼を使用し、圧縮応力には低強度樹種と略Ｈ形鋼の上側フランジ等で対処し、各資材の特徴を生かすことで、強度の確保と低強度樹種の活用の両立が可能にすることができることに想到した。その要旨とするところは以下の通りである。
【００１３】
（１）予めメッキされた鋼板を、長手方向に沿って折曲形成された梁材用の軽ミゾ形鋼であって、前記軽ミゾ形鋼の上部フランジ先端から上向きに、下部フランジの先端から下向きに延在するリップに、所定の間隔でビス穴を有してなる略軽ミゾ形鋼において、前記略軽ミゾ形鋼ウェブ背の相互間に、長手方向に所定の間隔でプレ−ト片を挿入し重合して、前記ウェブ相互とプレ−ト片をカシメ加工で一体化固定することにより、断面が略Ｈ字形状に形成され、前記上下フランジから延在するリップ間に木材を挿入し、前記リップに有するビス穴から前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【００１４】
（２）予めメッキされた鋼板を、長手方向に沿って折曲形成された梁材用の軽ミゾ形鋼であって、前記軽ミゾ形鋼はウェブに所定の間隔でハット状に開口部方向に突起部を設け、上部フランジ先端から上向きに、下部フランジの先端から下向きに延在されたリップを有し、前記リップに所定の間隔でビス穴を有してなる略軽ミゾ形鋼において、前記略軽ミゾ形鋼のウェブ背の相互を重合し所定の間隔で長手方向にカシメで固定し、前記下部フランジに、長手方向に沿って全体または一部にコ字状補強プレ−トを挿入し、断面が略Ｈ字形状に形成され、前記上下フランジから延在するリップ間には、木材を挿入し前記リップに有するビス穴から前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【００１５】
（３）予めメッキされた鋼板が折曲形成され、梁材用の軽Ｈ形鋼の下部フランジとウェブ部が二重層状で、上部フランジと、前記上部フランジ部の先端から上向きに延在されたリップは単層の板で形成され、前記リップに所定の間隔でビス穴を有してなる略軽Ｈ形鋼において、前記ウェブ相互を所定の間隔で長手方向にカシメ加工で固定し、前記略軽Ｈ形鋼の上部フランジから延在するリップ間に、木材を挿入し前記リップに有するビス穴から、前記木材をビスで固定することを特徴とする合成梁用軽量Ｈ形鋼。
【発明の効果】
【００１６】
（Ａ）本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼によれば、異種資材の組み合わせにより各々の特徴を生かすことで、強度の確保と低強度樹種の活用の両立ができる合成梁である。例えば、曲げ強度・引張強度が必要な当該部に鋼板を加工して使用し、圧縮応力のかかる梁上側の略Ｈ形鋼上部（フランジ）には、曲げ強度には弱いが圧縮強度が比較的強い杉等を載置し効率的な断面を形成する。したがって、断面性能が高くて低コストの極めて実用性の高い合成梁を得ることができる。
【００１７】
（Ｂ）本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼によれば、ウェブの相互間に鋼板（ガセットプレ−ト）を挿入し、前記ガセットプレ−トに、ブレ−スを取付けて軸力系の耐力壁を作ることができる。また、従来軸組構法の通し柱は、小断面での仕口の欠損が大きいため、曲げ耐力を期待することができなかったが、本発明技術では仕口の欠損が少なく曲げ耐力が期待できる。したがって、耐震性、耐久性を重要視した設計を合理的に行うことができ、粘り強い構造となる。さらに、従来の木造梁と異なりクリ−プ現象（床のたわみが進行して元に戻らない）が少ない等の効果も得られる。
【００１８】
（Ｃ）本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼によれば、通し柱を大断面にすると、半剛接合でラ−メン系の耐力壁を作ることができる。具体的には、通し柱の梁接合部に接する柱の中心部に鋼板を設置し、その鋼板に、合成梁ウェブ相互の鋼板を挟み込みボルト等で固定し、鋼板（ガセットプレ−ト）を曲げ応力に抵抗させる。したがって、木造住宅での大スパンが可能になり、耐震性、耐久性を重要視した設計を合理的に行うことができて粘り強い構造を得ることができる。
【００１９】
（Ｄ）本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼によれば、曲げ強度に関係する梁の一部に、低強度樹種を使用することができる。例えば、圧縮強度が比較的強い杉等を、圧縮応力のかかる略Ｈ形鋼上部（フランジ）に載置し合成梁を形成して使用する。したがって、国内人口林資源の豊富な杉をはじめとする低強度樹種の活用を促進し有効活用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼の第１実施例を示す模式図である。
【図２】第１実施例の略軽ミゾ形鋼の形状とプレ−ト片形状の一例を示す説明図であり、（ａ）略軽ミゾ形鋼の模式図、（ｂ）プレ−ト片の模式図である。
【図３】第１実施例のカシメ固定の加工工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図であり、（ａ）接合初期位置の断面図、（ｂ）深絞り時の断面図、（ｃ）カシメ固定時の断面図、（ｄ）接合部の完成、（ｅ）カシメ固定部形態の縦断面図である。
【図４】本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼の第１実施例の施工時の一例を示す説明図であり、（ａ）軸力系（ブレ−ス）の耐力壁、（ｂ）半剛接合（ラ−メン系）耐力壁の模式図である。
【図５】本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼の第２実施例を示す模式図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第２の実施例の略軽ミゾ形鋼の形状と補強プレ−トの一例を示す説明図であり、（ａ）略軽ミゾ形鋼の模式図、（ｂ）補強プレ−トの模式図である。
【図７】第２実施例のカシメ固定の加工工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図であり、（ａ）接合初期位置の断面図、（ｂ）深絞り時の断面図、（ｃ）カシメ固定時の断面図、（ｄ）接合部の完成、（ｅ）カシメ固定部形態の縦断面図である。
【図８】本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼の第３実施例を示す模式図である。
【図９】第３実施例のカシメ固定の加工工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図であり、（ａ）接合初期位置の断面図、（ｂ）深絞り時の断面図、（ｃ）カシメ固定時の断面図、（ｄ）接合部の完成、（ｅ）カシメ固定部形態の縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１〜図９に基づいて、本発明を実施するための最良の形態を実施例で説明する。
なお、合成梁用軽量Ｈ形鋼の材質としては、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融５５％アルミニュウム−亜鉛合金めっき鋼板等の金属材料で、１．０〜３．２ｍｍ程度の厚みが望ましいが、特に限定されるものではない。作製する機械については特に問わないが、例えば、軽ミゾ形鋼の形状を成形加工する方法としては、引き抜き成形方法、プレス加工方法、ロ−ル成形方法等のいずれかで成形することができるし、カシメ加工はプレス機で、また、各々の機械を組み合わせた複合機械設備で作製することもできる。木材に関しては、施工会社の調達となる。
【００２２】
（実施例１）
図１は、本発明に係わる第１実施例の合成梁用軽量Ｈ形鋼の一例を示す模式図である。この例において、フランジ１、ウェブ２ａ、ウェブ２ｂ、リップ３，プレ−ト片５、木材６，カシメ固定７，ビス穴９およびビス１０から構成される。以下、これに沿って説明する。
【００２３】
図２は、第１実施例の略軽ミゾ形鋼の形状とプレ−ト片５形状の一例を示す説明図である。まず、略軽ミゾ形鋼を作製するが、予めメッキされた長尺鋼板を作製する前に、メッキ長尺鋼板両側端近傍に約３００ｍｍ前後の間隔で、直径４．５ｍｍ程度のビス穴９の穴加工を行い、次工程で、図２（ａ）に示すように、前工程でビス穴加工されているメッキ長尺鋼板を長手方向に沿って、コ字形上部のフランジ１の先端を上向きに、下部フランジ１の先端から下向きに直角折曲したリップ３を有する形状にする。また、別工程では、図２（ｂ）に示すようにプレ−ト片５を抜き加工する。前記プレ−ト片５の形状は矩形状とし、長辺方向の寸法はリップ２のサイズと同程度とする。短辺方向の寸法と板厚は、設計時の諸条件により決められるが、標準値として、短辺方向は５０〜１２０ｍｍ程度、板厚は２．３〜９．０ｍｍ程度にする。
【００２４】
つづいて、前記既述で作製された略軽ミゾ形鋼の背中を合わせて略Ｈ字形状に組み立てる。まず、図１に示すように、背中合わせに配置した略軽ミゾ形鋼相互のウェブ２ａおよびウェブ２ｂ間に、長手方向に２５０〜４００ｍｍ程度の間隔でプレ−ト片５を挿入し、前記プレ−ト片５とウェブ２の接触状況を確認し、並列にカシメ加工７を行う。これにより、強固に固定された合成梁用軽量Ｈ形鋼が製造される。前記合成梁用軽量Ｈ形鋼のサイズは、ウェブ寸法１５０〜３５０ｍｍ程度、フランジ寸法１００〜２００ｍｍ程度、長さは３〜６ｍ程度である。
【００２５】
図３は、重合部のカシメ固定の製造工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図である。（ａ）はウェブ２ａとウェブ２ｂの間に、プレ−ト片５が位置している加工前の断面図であり、（ｂ）はプレ−ト片５が中央でウェブ２ａとウェブ２ｂが深絞りされる状況の断面図であり、（ｃ）は前記該当部がカシメ固定７される瞬時の断面図であり、（ｄ）は接合部の完成時の断面図である。また、（ｅ）は、カシメ固定部７を拡大して示す縦断面図であり、以下、これに沿って説明する。
【００２６】
図３（ｃ）に示すように、ダイ１５に向かって断面円形のパンチ１４を押し込み、該当部が押圧変形されて、図３（ｅ）に示すように、円形凹部７ａが形成されると共に反対側において突出部７ｂが形成される。また、同時に外側係止フランジ７ｃが形成される。すなわち、突出部７ｂの周辺部が、図３（ｃ）および（ｅ）に示すように、ダイ１５の機能により各々の板厚断面が変形し、ウェブ２ｂの該当部が円形で外側に広がり、外側係止フランジ７ｃが形成される。したがって、ウェブ２ｂ側に、プレ−ト片５とウェブａの該当部が食い込む形状となり、各ウェブ２とプレ−ト片５が合体する。これにより、剪断に対処した梁材の強度を十分に確保できる効果が得られる。クリンチカシメのサイズは直径８〜１０ｍｍ程度である。
【００２７】
なお、ウェブ２とプレ−ト片５の接合として、クリンチカシメ７を代表として示したが、本発明ではこれに限ることなく、ウェブとプレ−ト片との接触面積が十分確保でき、満足すべき応力対処強度が得られることが出来れば、他の接合方法でも適用可能である。例えば、バ−リングカシメ、ブラインドリベット、ボルト、ねじ等を挙げることができる。
【００２８】
次に、本発明技術の梁使用の施工実施例を説明する。図４は柱と合成梁用軽量Ｈ形鋼の組み立て状態の一例を示す説明図であり、（ａ）軸力系（ブレ−ス）の耐力壁、（ｂ）半剛接合（ラ−メン系）耐力壁の模式図である。以下、これに沿って説明する。
【００２９】
まず、軸力系（ブレ−ス）の耐力壁の場合は、図４（ａ）に示すように、まず、柱１１に、ガセットプレ−ト１２ａが挿入できるミゾ加工を施し、その加工ミゾにガセットプレ−ト１２ａを挿入して、柱１１側面からドリフトピン（図示せず）を複数打ち込み、柱１１にガセットプレ−ト１２ａを固定する。つづいて、前記柱１１に固定されているガセットプレ−ト１２ａに、本発明による梁の両端部ウェブ２ａおよびウェブ２ｂを挿入し嵌め合わせる。すなわち、ガセットプレ−ト１２ａが、各ウェブ２で挟み込まれる構造にする。次に、ウェブ２ａのボルト孔側からガセットプレ−ト１２ａのボルト孔を通じ、ウェブ２ｂ方向にボルト（図示せず）を複数挿入し、ウェブ２ｂ側でナット（図示せず）を複数締めて固定する。以上の手順で柱と梁との接合を完成させ、次に水平荷重に抵抗するブレ−スを取付ける。取付ける手順は、前記柱１１および梁で固定されているガセットプレ−ト１２ａに加工されているボルト孔（ブレ−ス用）孔に、ブレ−ス１３の羽子板孔を当接しボルト・ナット（図示せず）で固定する。すなわち、水平力に対して柱と梁およびブレ−スが一体となって対処する工法である。これにより、建物平面に耐力壁（ブレ−ス）をバランス良く配置することにより構造的に安定し強固な建物となる。また、従来の筋かいタイプは、筋かい部材の厚みと節などの決点の有無のほか、端部の止め方で耐力が異なり、特に管理が重用であるが（圧縮力を受ける場合と引張力を受ける場合とでは抵抗性状が異なる）本発明技術により、管理が極めて容易になり、建物の性能の向上に貢献できる。ガセットプレ−ト１２ａの形状・寸法は、設計時の諸条件により決められるが板厚は２．３〜４．５ｍｍ程度である。
【００３０】
次に、半剛接合（ラ−メン系）耐力壁の場合は、図４（ｂ）に示すように、まず、柱１１に、ガセットプレ−ト１２ｂが挿入できるミゾ加工を施し、その加工ミゾにガセットプレ−ト１２ｂを挿入して、柱１１側面からドリフトピン（図示せず）を複数打ち込み、柱１１にガセットプレ−ト１２ｂを固定する。つづいて、柱１１に固定されているガセットプレ−ト１２ｂに、本発明による梁の両端部ウェブ２ａおよびウェブ２ｂを挿入し嵌め合わせる。すなわち、ガセットプレ−ト１２ｂが、各ウェブ２で挟み込まれる構造とする。次に、ウェブ２ａのボルト孔側からガセットプレ−ト１２ｂのボルト孔を通じ、ウェブ２ｂ方向にボルト（図示せず）を複数挿入し、ウェブ２ｂ側でナット（図示せず）を複数締めて固定する。要するに、曲げ応力に対処する構造にすることで、粘り強い高度な性能が発揮でき信頼性の高い門型架構ができ、耐震性、耐久性を重要視した設計を合理的に行うことができる。ガセットプレ−ト１２の形状・寸法は、設計時の諸条件により決められるが板厚は４．５〜９．０ｍｍ程度とする。
【００３１】
（実施例２）
図５は、本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼の第２実施例を示す模式図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。この例において、フランジ１、ウェブ２ａ、ウェブ２ｂ、リップ３，補強加工プレ−ト４、木材６，カシメ固定７，スチフナ−８ａ、スチフナ−８ｂ、ビス穴９およびビス１０から構成される。以下、これに沿って説明する。
【００３２】
図６は、第２実施例の略軽ミゾ形鋼の形状と補強加工プレ−ト４の形状の一例を示す説明図であり、（ａ）略軽ミゾ形鋼の模式図、（ｂ）補強プレ−トの模式図である。まず、略軽ミゾ形鋼を作製するが、予めメッキされた長尺鋼板を成形する前に、長尺両側端近傍に約３００ｍｍ前後の間隔で、直径４．５ｍｍ程度のビス穴９の穴加工を行う。次に、図２（ａ）に示すように、前工程でビス穴加工されたメッキ長尺鋼板を長手方向に沿って、コ字形上部のフランジ１の先端を上向きに、下部フランジ１の先端から下向きに直角折曲したリップ３を有する形状にする。つづいて、図６（ａ）に示すように、長手方向に２５０〜４００ｍｍ程度の間隔でスチフナ−８の角筒絞り加工を行う。サイズは製造時の加工条件と応力設計時の諸条件により形成される。
【００３３】
補強加工プレ−ト４は、成形する前にメッキ長尺鋼板両側端近傍にビス穴をあけるが、図５に示すように、前記補強加工プレ−ト４は略Ｈ字形状の下フランジ１とリップ２の内径に位置しているため、ビス穴ピッチは前記リップ２のビス穴９に合致させ、ビス径は前記リップビス穴より、製作誤差を考慮して、少し大きめの穴加工を施して、次工程で、図６（ｂ）に示すコ字状の断面形状に作製する。サイズは、設計時の諸条件により決められるが、標準値として、板厚は１．６〜６．０ｍｍ程度、ウェブ寸法９５〜１９５ｍｍ程度、フランジ寸法４０〜９５ｍｍ程度、長さは３〜６ｍ程度である。
【００３４】
つづいて、前記既述で作製された略軽ミゾ形鋼の背中を合わせて略Ｈ字形状に組み立てる。まず、図５に示すように、背中合わせに配置した略軽ミゾ形鋼相互のウェブ２ａとウェブ２ｂを合わせ、スチフナ−８ａとスチフナ−８ｂの合わせ位置状況も確認し、長手方向に２５０〜４００ｍｍ程度の間隔で、並列にカシメ加工７を行い略Ｈ字形の形状に形成する。次に、図５に示すように、前記略Ｈ字形状の下フランジ１とリップ２のコ字状空間にコ字形状の補強加工プレ−ト４を嵌め込む。これにより、強固に補強固定された合成梁用軽量Ｈ形鋼が製造される。前記合成梁用軽量Ｈ形鋼のサイズは、ウェブ寸法１５０〜３５０ｍｍ程度、フランジ寸法１００〜２００ｍｍ程度、長さは３〜６ｍ程度である。
【００３５】
前記略Ｈ字形状の下フランジ側をコ字形状の補強加工プレ−ト４で補強することにより、梁成を小さくすることができる。これにより、建物の梁下の空間を僅かながら大きき取れることもできる。また、スチ−ル製のブレ−スが必要な耐力壁設計の場合は、ウェブ２間にプレ−ト片５およびガセットプレ−ト１２ａを挿入することも可能である。
【００３６】
図７は、重合部のカシメ固定の製造工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図である。（ａ）はウェブ２ａとウェブ２ｂが位置している加工前の断面図であり、（ｂ）はウェブ２ａとウェブ２ｂが深絞りされる状況の断面図であり、（ｃ）は前記該当部がカシメ固定７される瞬時の断面図であり、（ｄ）は接合部の完成時の断面図である。また、（ｅ）は、カシメ固定部７を拡大して示す縦断面図であり、以下、これに沿って説明する。
【００３７】
図７（ｃ）に示すように、ダイ１５に向かって断面円形のパンチ１４を押し込み、該当部が押圧変形されて、図７（ｅ）に示す円形凹部７ａが形成されると共に反対側において突出部７ｂが形成される。また、同時に外側係止フランジ７ｃが形成される。すなわち、突出部７ｂの周辺部が、図７（ｃ）および（ｅ）に示すように、ダイ１５の機能により各々の板厚断面が変形し、ウェブ２ｂの該当部が円形で外側に広がり、外側係止フランジ７ｃが形成される。したがって、ウェブ２ｂ側に、ウェブａの該当部が食い込む形状となり、ウェブ２ａと、ウェブ２ｂが合体する。これにより、剪断に対処した梁材の強度を十分に確保できる効果が得られる。クリンチカシメのサイズは直径８〜１０ｍｍ程度である。
【００３８】
なお、ウェブ２ａとウェブ２ｂとの接合として、クリンチカシメ７を代表として示したが、本発明ではこれに限ることなく、ウェブとプレ−ト片との接触面積が十分確保でき、満足すべき応力対処強度が得られることが出来れば、他の接合方法でも適用可能である。例えば、バ−リングカシメ、ブラインドリベット、ボルト、ねじ等を挙げることができる。
【００３９】
（実施例３）
図８は、本発明に係わる第３実施例の合成梁用軽量Ｈ形鋼の一例を示す模式図である。この例において、フランジ１、フランジ１ａ、ウェブ２、リップ３，木材６，カシメ固定７，ビス穴９およびビス１０から構成される。以下、これに沿って説明する。
【００４０】
図８に示すように、第３実施例の合成梁用軽量Ｈ形鋼を作製するが、まず、メッキ長尺鋼板両側端近傍に約３００ｍｍ前後の間隔で、直径４．５ｍｍ程度のビス穴９の穴加工を施す。次に、前工程で穴あけ加工されているメッキ長尺鋼板の、短辺中央部近傍から断面略逆Ｔ字形の形状で、下側のフランジ１とウェブ２を折曲形成する。つづいて、ウェブ２を背面に直角に折曲形成し上側のフランジ１ａを作製し、さらに、フランジ１ａから突出したリップ３を有する形状に形成する。
【００４１】
次に、前記既述で作製された略軽Ｈ形鋼のウェブ２の相互を固定する。図８に示すように、ウェブ相互の接触状況を確認し、長手方向に２５０〜４００ｍｍ程度の間隔で、並列にカシメ加工７を行う。これにより、強固に固定された合成梁用軽量Ｈ形鋼が製造される。前記合成梁用軽量Ｈ形鋼のサイズは、ウェブ寸法１５０〜３５０ｍｍ程度、フランジ寸法１００〜２００ｍｍ程度、長さは３〜６ｍ程度である。
【００４２】
図９は、重合部のカシメ固定の製造工程を説明するフロ−と接合形態の一例を示す断面図である。（ａ）は複数のウェブ２が位置している加工前の断面図であり、（ｂ）は複数のウェブ２が深絞りされる状況の断面図であり、（ｃ）は前記該当部がカシメ固定７される瞬時の断面図であり、（ｄ）は接合部の完成時の断面図である。また、（ｅ）は、カシメ固定部７を拡大して示す縦断面図であり、以下、これに沿って説明する。
【００４３】
図９（ｃ）に示すように、ダイ１５に向かって断面円形のパンチ１４を押し込み、該当部が押圧変形されて、図３（ｅ）に示す円形凹部７ａが形成されると共に反対側において突出部７ｂが形成される。また、同時に外側係止フランジ７ｃが形成される。すなわち、突出部７ｂの周辺部が、図９（ｃ）および（ｅ）に示すように、ダイ１５の機能により各々の板厚断面が変形し、複数のウェブ２の該当部が円形で外側に広がり、外側係止フランジ７ｃが形成される。したがって、ウェブ２左側に、ウェブ右の該当部が食い込む形状となり、２枚のウェブ２が合体する。これにより、剪断に対処した梁材の強度を十分に確保できる効果が得られる。クリンチカシメのサイズは直径８〜１０ｍｍ程度である。
【００４４】
なお、複数のウェブ２の接合として、クリンチカシメ７を代表として示したが、本発明ではこれに限ることなく、ウェブとプレ−ト片との接触面積が十分確保でき、満足すべき応力対処強度が得られることが出来れば、他の接合方法でも適用可能である。例えば、バ−リングカシメ、ブラインドリベット、ボルト、ねじ等を挙げることができる。
【００４５】
以上説明したように本発明に係わる合成梁用軽量Ｈ形鋼によれば、異種資材の組み合わせにより、各々の特徴を生かすことで、強度の確保と間伐材等の小径低強度樹種活用の両立が可能の合成梁であり、断面性能が高く低コストの極めて実用性の高いため、耐震性、耐久性を重要視した設計を合理的に行うことができ、住宅産業界および森林資源の保護活用等で社会に与える効用は極めて大きい。
【符号の説明】
【００４６】
１      フランジ
１ａ    フランジ
２      ウェブ
２ａ    ウェブ
２ｂ    ウェブ
３      リップ
４      補強加工プレ−ト
５      プレ−ト片
６      木材
７      カシメ加工
７ａ    円形凹部
７ｂ    円形突出部
７ｃ    外側係止フランジ部
８ａ    スチフナ−
８ｂ    スチフナ−
９      ビス穴
１０    ビス
１１    柱
１２ａ  ガセットプレ−ト
１２ｂ  ガセットプレ−ト
１３    ブレ−ス
１４    パンチ
１５    ダイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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