(57)【要約】【課題】薄板軽量形鋼を建築材料として用いる際に、ヤング率と降伏耐力（ＹＳ）を所定値に設定することにより、ロール成形性に優れて、成形時にスプリングバックや成形不良が起こらず、且つ、建材としての必要な耐座屈性能を確保できるものを提供する。【解決手段】板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼による枠材３５と構造用面材をドリルねじで止め付けて構築する鉄鋼系パネル構造に用いる成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼であって、前記枠材３５、３２、３１を構成する薄板軽量形鋼は、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２、望ましくは、１２０Ｎ／ｍｍ２　＜降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　の材料からなる成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼である。【選択図】図１
2004036315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼による枠材と構造用面材をドリルねじで止め付けて構築する鉄鋼系パネル構造に用いる鋼製建材であって、前記薄板軽量形鋼は、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２の材料を用いたことを特徴とする成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材。
【請求項２】
前記薄板軽量形鋼は、１２０Ｎ／ｍｍ２　＜降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　を用いたことを特徴とする請求項１記載の成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材。
【請求項３】
前記薄板軽量形鋼の材料の成分が、ＩＦ鋼の成分中、Ｃ＜０．００４％、Ｓｉ＜０．３％、Ｍｎ＜０．２％、Ｐ＜０．２％、Ｓ＜０．０１５％、Ａｌ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．１０％、さらにＴｉ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０８％、Ｎｂ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０６％、Ｂ＜０．００３％のうち１種又は２種以上の成分を含む鋼材を用いたことを特徴とする請求項１または２記載の成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の薄板軽量形鋼で所定長の枠材を形成し、該枠材に断面Ｕ形、Ｖ形などのスティフナーを長手方向に延長して形成したことを特徴とする成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の薄板軽量形鋼で枠材を形成すると共に、該枠材は、間仕切り壁用枠、天井用枠、胴縁用枠、母屋材用枠、たる木などの建築物における構造上主要とならない部位の枠を構成すること特徴とする成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材、特に、スチールハウス等の建築物用鋼製建材などに適した薄板軽量形鋼製の鋼製建材に関するものである。
【０００２】
ここで、スチールハウス（鋼製住宅ともいう）とは、環境に優しい鋼を材料とした建物として近来注目を浴びている住宅であって、より具体的には、板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼による枠材と構造用面材をドリルねじで止めつけて構築する鉄鋼系パネル構造の住宅をいう。
【０００３】
【従来の技術】
前記スチールハウスが我が国で提案されて数年が経ち、その間に居住性、構造的強度、製作コスト等の面で多くの改良技術が特許出願されている。本発明は、前記改良技術の中で、特に、今後のスチールハウス普及のかぎを握ると予想される製作コスト面での改良に関するものである。
【０００４】
スチールハウスの製作コストについてさらに説明すれば、鋼材自体のコスト低減の問題と、鋼の持つ材料特性に影響される薄板軽量鋼の製作の難易性に基づく製作コストとの問題がある。本発明は、薄板軽量鋼の製作の容易性を追求することで、製作コストの低減を狙うものであって、前記製作の難易性に関係するところの、鋼材料自体が有するヤング率および降伏応力（ＹＳ）を適切な範囲に設定することにより、加工性と局部座屈耐力を兼ね備えた鋼製建材の実用化に関する発明である。
【０００５】
前記に関連して、スチールハウスの骨組みの概要と、骨組みの各部をなす薄板軽量形鋼からなる枠材の断面形状の工夫による局部座屈耐力の向上と、そのロールフォーミングによる成形工程につき説明する。
【０００６】
従来のスチールハウスにおける骨組み構造としては、図６に示すものが一般的である。同図において、布基礎上に組まれる柱、梁、根太その他のたて枠とよこ枠は、いずれも厚さ、１．０ｍｍ程度の一枚の薄鋼板を、その強度を補強すべくロールフォーミングにより各種断面形状に曲げ加工して成形された枠材が使用される。
【０００７】
図６（ａ）おいて、布基礎（図示せず）上にアンカーボルトによって固定された下枠ランナー１から１階を構成する複数のたて枠２、３、４が立設され、この１階を構成する複数のたて枠２，３、４の上端には、頭つなぎ、上枠ランナー５等が設けられている。また、１階用窓開口部６を形成するため、まぐさ７とまぐさ受が設けられている。上枠ランナー５には、頭つなぎ１０、ころび止め、あおり止め金物、ガセットプレート１２、腕木９を介して屋根トラス１３が取付けられている。
【０００８】
前記薄板軽量形鋼によって構成されているたて枠は、大きな荷重に対しては座屈強度を補強するため、例えば、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の断面構造とされる。
【０００９】
図６（ｂ）の場合は、２つの溝形鋼１８のウェブ１９を背中合わせに当接し、両ウェブ１９を貫通してドリルねじ２０を打設して両溝形鋼１８を結合することにより、部材２１ａとして溝形鋼の座屈強度を向上するものである。
【００１０】
図６（ｃ）の場合は、３つの溝形鋼１８を用いて、その内２つの溝形鋼１８の両ウェブ１９をドリルねじ２０で結合し、さらに、その一方の溝形鋼１８の開口部を閉じるように第３の溝形鋼１８を抱き合わせて各フランジ２３同士を重ね合わせ、この重合部にドリルねじ２０を打設して、長方形の箱形断面を構成し、部材２１ｂとして溝形鋼の座屈強度を向上するものである。
【００１１】
図６（ｄ）は、箱形断面の薄板軽量形鋼製の部材２１ｃの例を示す。この例では、薄板軽量鋼板をロールフォーミングにより４つの辺と、直角コーナ部２９とからなる箱形断面形状に曲げ形成し、両端をかしめ部３４でシームして部材（角形鋼）２１ｃを構成する。この場合も、図６（ｂ）、（ｃ）の場合と同様、部材２１ｃを箱形断面形状とすることにより、その座屈強度を向上するものである。ここで部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃを総称して枠材２２という。
【００１２】
枠材２２は、熱間圧延された帯状の薄板軽量鋼板を冷間成形手段としてのロールフォーミングにより所定形状に加工される。本発明は、そのロール加工の容易性に関係する鋼材の材料特性が主要素をなしているので、その理解を助けるため、ロールフォーミング工程の簡単な一例を図を参照して説明する。
【００１３】
図７、図８は、熱間圧延によって製造され、ロール状に巻き取られた所定幅の薄板軽量鋼板（以下、素材２２ａという）を使用して、冷間加工として多段のロールフォーミング加工を採用して成形し、最終状態のＣ形溝形鋼（以下、枠材２２という）を製造する場合の説明図である。
【００１４】
図７（ａ）において、所定幅の薄板軽量鋼板からなる素材２２ａが、横軸により回転可能に設けられている上下部の搬送支承ロール２４ａ、２４ｂにより、一定のレベルに保持されて先工程に搬送される。続いて、図７（ｂ）において、Ｃ形の枠材２２のウェブ部２２ｂとなる部分を形成する上下部のウェブ支承ロール２５ａ、２５ｂが横軸により回転可能に設けられ、駆動装置により駆動される。さらに、その先方には、Ｃ形の枠材２２の左右両側のフランジ部２２ｃとなる部分を形成する一対の第１段のフランジ部支承ロール２６ａ、２６ｂが傾斜軸により回転可能に設けられ、駆動装置により駆動される。
【００１５】
次に、図８（ａ）において、Ｃ形の枠材２２の左右両側のフランジ部２２ｃとなる部分を最終的に形成する一対の第２段のフランジ部支承ロール２７ａ、２７ｂが縦軸により回転可能に設けられ、駆動装置により駆動される。続いて、図８（ｂ）において、Ｃ形の枠材２２のリップ部２２ｄとなる部分を形成する一対の第１段のリップ部支承ロール３０ａ、３０ｂが傾斜軸により回転可能に設けられ、駆動装置により駆動される。さらに、図８（ｃ）に示すように、その先方には、左右両側のフランジ部２２ｃに対し直角のリップ部２２ｄとなる部分を形成する一対の第２段のフランジ部支承ロール３１ａ、３１ｂが横軸により回転可能に設けられ、駆動装置により駆動される。
【００１６】
前述のようにして、薄板軽量鋼板の素材２２ａが、上流側から下流側にかけて複数段に設けた支承ロール間を通過することにより、各段のロールにより所定形状に曲げ形成されて、フラットな所定幅の薄板軽量鋼板が最終的に、Ｃ字形断面を有する枠材２２に形成される。Ｃ字形断面の枠材２２は一例であって、その他各種断面形状の枠材も同様の多段のロールフォーミングにより成形される。
【００１７】
本発明の主要素に関係する事項について、さらに説明する。
【００１８】
前記建材用の枠材２２を薄板軽量形鋼で構成する場合、加工性の問題と、局部座屈耐力の問題がある。加工性は降伏応力（ＹＳ）に関係し、局部座屈耐力はヤング率に関係する。つまり、加工性を向上することは、降伏応力（ＹＳ）の低下につながり、また、局部座屈耐力を大きくすることは、ヤング率を高くすることにつながる。そして、加工性向上をめざす上では降伏応力（ＹＳ）が低い鋼材を使い、また、局部座屈耐力が大をめざすときはヤング率が高い鋼材を使うことになる。通常の鋼材（ＳＰＣＣ）のヤング率（Ｅ）は、Ｅ＝１８０〜１９０ｋＮ／ｍｍ２程度である。板の座屈耐力は、ヤング率に比例するので、１０％向上すると、耐力は５％向上する。
【００１９】
前記から、ロール成形による加工性をより多く考慮するときは、降伏応力（ＹＳ）が低い鋼材を使うことになる。これは、ヤング率が低い材料で、局部座屈耐力を犠牲にすることになり易い。例えば、ヤング率（Ｅ）が低い、Ｅが１８０〜１９０ｋＮ／ｍｍ２などの普通鋼を使用することになる。この場合、スプリングバックが少なく、加工性がよく歩留りがよい。局部座屈耐力低下の問題は、枠材の断面形状を工夫することで強度確保している。
【００２０】
前記と反対に、局部座屈耐力が大きい鋼材の使用に重点をおくときは、ヤング率（Ｅ）が高い鋼材を使用することになり、ヤング率（Ｅ）は、Ｅ＞２１０ｋＮ／ｍｍ２などの鋼材料を使用することになるが、ロール成形時にスプリングバックが発生し、加工性、成形性の面で問題が起こりやすい。この問題を解決するため、より多段のロール成形装置を設けたり、成形装置を大型にすることなどで解決することになるが、これは製作コストアップにつながる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、スチールハウス等の建築物における製作コストの低減という課題を解決する観点から、薄板軽量形鋼の加工性の向上と局部座屈耐力確保の問題を同時に解決すべく研究した結果、薄板軽量形鋼の加工性に関係する降伏応力（ＹＳ）と、局部座屈耐力確保に関係するヤング率を関係づけ、それぞれを所定の値に設定することで、解決の余地があるとの知見を得た。
【００２２】
本発明者が検討した問題点をさらに詳しく説明する。建材の耐座屈性を向上させるためにヤング率を上げることが行われるが（例えば、通常の鋼材（ＳＰＣＣ）のヤング率（Ｅ）は、Ｅ＝１８０〜１９０ｋＮ／ｍｍ２であるのに対し、Ｅ＞２１０ｋＮ／ｍｍ２の鋼材を使う）、ヤング率を上げると降伏応力（ＹＳ）も上がり、前述の薄板軽量鋼板からなる素材２２ａにより枠材２２をロール成形するときにスプリングバックが起り易くなり、成形不良が起こりやすい。
【００２３】
本発明者は、前記の問題点に鑑みて種々研究を行った。その結果、所定の降伏応力（ＹＳ）と、所定のヤング率の値を適切に設定することにより、必要な加工容易性と局部座屈耐力を併せ持つ鋼材料が開発できる。そしてこの材料を用いたロールフォーミングによるとスプリングバックが起こらず、それ故、成形不良が起こりにくくて歩留りが向上し、しかも実用に耐えうる局部座屈耐力を持つ建材の実現が可能との知見を得た。さらに、成形の容易性が加わることで、複雑な断面構造を持たせることができ、それにより局部座屈耐力の問題を補うべく強度向上が可能な鋼製建材の実現が可能との知見を得た。
【００２４】
前記にもとづく研究をさらに進めた結果、スチールハウス等の建築物においては、骨組みとして用いられる多くの薄板軽量形鋼製の枠材のうち、荷重を支持するなど大きな強度が必要な部位に用いられる枠材と、大きな強度が要求されない部位に用いられる枠材がある。この大きな強度が要求されない部位に用いられる枠材は、スチールハウス１棟に平均５トンの鋼材が使用されるとして、その内の１トン程度あることも確認した。そして、大きな強度が要求されない部位には、強度的には若干劣るが、成形の容易性からコスト面で安く作れる枠材を用いることで、建物全体の大幅な製作コスト低減に寄与できるとの知見を得た。
【００２５】
本発明は、前記の観点から提案するもので、ロール成形性に優れて、且つ、建材としての特性も優れたスチールハウス等の建築物用の建材、その他に適用可能な成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼からなる鋼製建材を提供するものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【００２７】
第１の発明は、板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼による枠材と構造用面材をドリルねじで止め付けて構築する鉄鋼系パネル構造に用いる鋼製建材であって、前記薄板軽量形鋼は、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２の材料を用いてなり、成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼であることを特徴とする。
【００２８】
第２の発明は、第１の発明における前記薄板軽量形鋼は、１２０Ｎ／ｍｍ２　＜降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　を用いたことを特徴とする。
【００２９】
第３の発明は、第１または第２の発明における、前記薄板軽量形鋼の材料の成分が、ＩＦ鋼の成分中、Ｃ＜０．００４％、Ｓｉ＜０．３％、Ｍｎ＜０．２％、Ｐ＜０．２％、Ｓ＜０．０１５％、Ａｌ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．１０％、さらにＴｉ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０８％、Ｎｂ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０６％、Ｂ＜０．００３％のうち１種又は２種以上の成分を含む鋼材を用いたことを特徴とする。
【００３０】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明に記載の薄板軽量形鋼で所定長の枠材を形成し、該枠材に断面Ｕ形、Ｖ形などのスティフナーを長手方向に延長して形成したことを特徴とする。
【００３１】
第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明に記載の薄板軽量形鋼で枠材を形成すると共に、該枠材は、間仕切り壁用枠、天井用枠、胴縁用枠、母屋材用枠、たる木などの建築物における構造上主要とならない部位の枠を構成すること特徴とする。
【００３２】
【作用】
本発明に係る鋼製建材用の薄板軽量形鋼は、降伏応力（ＹＳ）とヤング率の値を適切に組み合わせた材料からなるので、ロールフォーミングによる成形時のスプリングバックが小さく加工性に優れると共に、成形ラインを小くできる。しかも、成形された薄板軽量形鋼は、必要な局部座屈耐力は有しており、かつ、複雑断面を伴うスチフナーの成形性の容易性などに優れ、複雑断面形状の成形が容易で、この点でも座屈耐力を向上させた建材の容易な製作に大きく寄与するものである。
【００３３】
また、スチールハウス等の建築物に用いられる多くの薄板軽量形鋼製の枠材のうち、大きな荷重を支持するため大きな強度が必要な部位に用いられる枠材と、強度が余り要求されない部位に用いられる枠材とを区別し、大きな強度が要求されない部位には強度的には他のものより若干劣るが、成形の容易性からコスト面では安く作れる前述の枠材を用いることで、住宅全体の製作コスト低減に大きく寄与できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００３５】
本発明の薄板軽量形鋼をスチールハウス等の建築物の建材に用いた１例を説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、たて枠その他に用いられる枠材３５は、箱形断面形状に構成されており、その４辺の中間部には、当該枠材３５の長手方向に沿って内側に突出したＵ形、あるいはＶ形のスティフナー３６が設けられている。
【００３６】
この枠材３５は、板厚が０．３〜２．３ｍｍの薄平鋼板をロールフォーミングにより箱形断面形状に曲げ形成するもので、両端をかしめ部３７でシームして、外形（４つの辺）４０ｍｍ〜１２０ｍｍに形成してなり、その４辺の中間部には、前記ロールフォーミングの工程に際して、内側に凸の断面略Ｕ字形またはＶ字形にスティフナー３６を形成するものである。ここで、特に、スティフナー３６の内側突出寸法Ｌを適切な値に設定することにより、当該スティフナー３６の保有剛性に必要剛性を付与することができる。
【００３７】
次に、図１（ｃ）は、薄板軽量鋼板をロールフォーミングで成形してなる枠材３２の例を示し、ウェブ３３の部分が略半円弧状に形成され、その両端にフランジ部３４を介してリップ部３９が形成され、かつ先端３９ａを介して一方には雄側係合部４０が形成され、他方には雌側係合部４１が形成されたリップ付き略Ｃ字形の断面形状に形成されている。また、図１（ｄ）は、前記一対の枠材３２を向かい合わせた上、相手側の凸部および凹部からなる雄側係合部４０と雌側係合部４１を互いに係合させることで、外形が円筒形状の枠材３１が構成されている。
【００３８】
図１に示した各枠材３５、３２、３１は、本発明に係る成形性と建材特性に優れた薄板軽量形鋼、すなわち、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２の材料で成形されている。これにより、各枠材は、ロールフォーミングによる加工性に優れ、図示のような断面形状を容易に成形でき、かつ、必要な局部座屈耐力を具備させることができる。
【００３９】
再度説明すると、スチールハウス等の建築物などに用いる枠材を薄板軽量形鋼で構成する場合、加工性の問題と、局部座屈耐力の問題がある。加工性、成形性の面をより多く考慮するときは、ヤング率（Ｅ）が低い、（Ｅ）＝１８０〜１９０ｋＮ／ｍｍ２などの普通鋼を使用し、したがって、スプリングバックが少なくて成型性がよく、歩留りがよく製作コスト低減につながる。この場合、局部座屈耐力の問題は、枠材の厚さや断面形状で強度確保することになる。
【００４０】
反対に、局部座屈耐力を大きくする面を重要視するときは、ヤング率（Ｅ）が高い、（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２などの鋼を使用するが、降伏応力（ＹＳ）もそれに伴って高くなり、ロール成形時スプリングバックが起こりやすく加工性、成形性が低下する。この問題を解決するためには、より多段のロール成形装置を設けたり、成形装置を大型にすることなどで解決することになるが、その分製作コストはアップする。
【００４１】
本発明では、加工性に関係する降伏応力（ＹＳ）と、局部座屈耐力に関係するヤング率を関連つけて考慮し、加工性と局部座屈耐力の向上を同時に達成するという所期目的の下に、前記の各値を一定値に設定した。つまり、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２の材料とすることで、前記加工性と局部座屈耐力の両方の面で求められる条件を同時に満たし得るようにし、それにより前記の問題を解決した。この点が本発明の主要素である。
【００４２】
本発明において、板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼の材料特性につき、降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２　、かつ、ヤング率（Ｅ）＞２１０ｋＮ／ｍｍ２に数値を限定した根拠は、本発明者が、各種断面の枠材を多段のロール成形装置を使って実験を繰り返して得られた経験に基づく値である。つまり、降伏応力（ＹＳ）とヤング率（Ｅ）を関係つけたうえで、それぞれの数値が異なる組み合わせからなる多数種の材料につき、シミュレーションし、かつ、既存の鋼材との比較試験も行った。その結果、既存の材料、つまり、ロール成形に際して、降伏応力（ＹＳ）とヤング率を関連させず、何れか一方を基準に選択し、しかも、前記の数値を外れた鋼材を用いてロール成形する場合に比べて、前記降伏応力（ＹＳ）とヤング率（Ｅ）を前記の数値に設定した材料を使用するとき、ロール成形時のスプリングバックを少なくできて、加工性を大幅向上できることが確認された。しかも、この鋼材からなる枠材をスチールハウス等の建築物において、比較的強度が要求されない部位用いる場合、その部位に求められる必要な局部座屈耐力が十分確保できることも確認された。
【００４３】
さらに、実験を繰り返した結果、前記値は、一層望ましくは、１２０Ｎ／ｍｍ２　＜降伏応力（ＹＳ）＜１８０Ｎ／ｍｍ２を選択するのがよいことも実験的に確認できた。
【００４４】
またさらに、前記の建材特性を有する薄板軽量形鋼の成分は、下記表１に示す、ＩＦ鋼の成分中、Ｃ＜０．００４％、Ｓｉ＜０．３％、Ｍｎ＜０．２％、Ｐ＜０．２％、Ｓ＜０．０１５％、Ａｌ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．１０％、さらにＴｉ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０８％、Ｎｂ＝（ｍｉｎ）０．００３〜（ｍａｘ）０．０６％、Ｂ＜０．００３％のうち１種又は２種以上の成分を含む鋼材が該当することも確認した。
【００４５】
ＩＦ鋼の成分表を以下に示す。なお、下の表は、スペースの都合上分割してあり、上側の分割表の右端に、下側の分割表の左端が接続する。
【００４６】
【表１】
2004036315.tif 000003
なお、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｍｇ、ＲＥＭをトータル２％以下含んでも、本特性は満足する。
【００４７】
なお、参考比較技術として、特開２０００−８７１８１が存在するので、これを簡単に説明する。この先行技術は、ＩＦ鋼成分の極低炭鋼〜低炭鋼の成分値を特定することで、圧延方向に直角な方向のｒ値が、０．７以下であるように成形し、もってポケットウェーブが発生しにくいロール成形用薄鋼板を製作する技術である。このように先行技術は、ＩＦ鋼成分の値を特定することでｒ値を一定以下にしてポケットウェーブの発生を防止するもので、本発明とは解決しようとする課題と手段を異にしている。
【００４８】
前記のように、本発明に係る薄板軽量形鋼製の枠材は、加工性がよく、かつ必要な局部座屈耐力は具備しているが、特に、スチールハウス等の建築物において大きな強度が要求されない部位に使用するに適している。このような部位に用いられる枠材の具体例としては、間仕切り壁用枠材、天井用枠材、胴縁用枠材、母屋材用枠材などがある。しかも、枠材の断面を工夫することで、局部座屈耐力の大きさは一層向上する。
【００４９】
前記の加工性がよいという利点を生かして、局部座屈耐力を補強すべく断面形状を工夫した枠材で、図１に示したもの以外の他の例を図２〜図５に示す。これらは、前述の大きな強度が要求されない部位に使用するのに適している。
【００５０】
図２、図３（ａ）、（ｂ）には、枠材の一具体例として鋼板たるき４９が示されている。この鋼製たるき４９は、例えば、１．０ｍｍ厚で、所定長さの一枚の薄板軽量形鋼を、ロールフォーミングにより曲げ加工して図示の端面形状（略逆Ｊ形と略称する）に成形されている。すなわち、ウェブ５０と、ウェブ５０の上下両端にそれぞれ第１フランジ（上部フランジ）４４と第２フランジ（下部フランジ）４５が形成され、第１フランジ４４の先端を上に折り返して前記第１フランジ４４の上面に重合させて第３フランジ４２の幅寸法の中心線Ｌ１が、後述の取付金物４８の中心線と同一直線上に配置されるように、前記第２フランジ４５側と反対側のウェブ５０の一側面（後述の背面）から取付け金物４８の厚さの１／２ｔの距離だけ変位する位置になるように、当該第３フランジ４２の幅寸法を設定して鋼製たるき４９が構成されている。
【００５１】
前記鋼製たるき４９は、図２に示されるように所定の長さ寸法Ｌ２を有し、取付金物４８を介して母屋材である下部構造物４６に取付けられる。つまり、母屋材等の下部構造物４６の上面に、垂直に起立する取付け金物４８の下端の水平な脚部４７が溶接またはボルト等の固着手段により固定されており、取付け金物４８の一側面に水平配置の鋼製たるき４９のウェブ５０の背面が当てがわれ、取付け金物４８とウェブ５０のボルト挿入孔５３にわたって取付けボルト５４を挿通し、ナット５５を締結することで、鋼製たるき４９が取付け金物４８に固定される。
【００５２】
鋼製たるき４９の各部の寸法関係を前記のように設けてあるので、図２のように、取付け金物４８に取付けたとき、取付け金物４８の中心線Ｓと、第３フランジ４２の中心線（Ｌ１）が合致する。また、同図に示すように鋼製たるき４９の第３フランジ４２の上面に野地板５６を載置し、野地板５６を貫通してドリルねじ５７を第３フランジ４２に打設することにより、野地板５６が鋼製たるき４９に固着される。そして、鋼製たるき４９が野地板５６の荷重を受けるとき、第３フランジ４２の中心線（Ｌ１）が設計上のモジュール線と一致しているので、第３フランジ４２の左右にほぼバランスして野地板５６からの荷重が加わり、それによりウェブ５０では、その幅方向に沿って力が作用して、ウェブ５０を曲げる方向には作用せず、したがって、強度的に最も望ましい態様で荷重を受けることができる。本発明に係る枠材は、前記鋼製たるき４９として構成してもよい。
【００５３】
次に、図４（ａ）は、本発明に係る薄板軽量形鋼の他の適用例の図である。同図において、薄板軽量形鋼の枠材６１は、直角折り曲げ部６７を有し、その先端にフランジ６４の内側に沿って折り曲げた平行な折り返し部６８を有している。また、図４（ｂ）では、直角折り曲げ部６７の先端にフランジ６４の内側に向けた湾曲の折り曲げ部６８ａを有している。各図において、薄板軽量形鋼フレーム６１のフランジ６４に内装材６２を当てがい、内装材６２とフランジ６４および、平行な折り返し部６８又は、湾曲の折り返し部６８ａを貫通して釘６６を打設する。このとき、釘６６はフランジ６４と各折り返し部６８又は６８ａの２枚の薄板軽量形鋼を貫通することで、釘６６には、その傾きを阻止し、かつ２点支持で、この支持部が抜けに対しても抵抗するように作用するので、打設後の釘６６が安定し、フランジ６４および内装材６２から抜けにくくなる。
【００５４】
次に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、本発明に係る薄板軽量形鋼のさらに他の適用例としての鋼製力板の５例を示す。鋼製力板とは、壁に絵、時計、装飾品を掛け、あるいは手すりを付けるため室内側から壁を貫通して釘打ちする場合の下地となり、壁内部に位置して柱間に渡って横方向に架け渡される部材をいう。
【００５５】
図５（ａ）は、鋼製力板７１の基本形として、上下両端部７９、７３にフラットなかしめ部を有し、中間部両側に平行なウェブ７２ａ、７２ｂを有する台形の力板の例を示す。図５（ｂ）〜（ｅ）は、その変形例を示す。例えば、図５（ｂ）に示すように、かしめ部がなく、ウェブ７２ａ、７２ｂを有する台形の鋼製力板７７の断面形状にしてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、薄鋼板を上端部７９で折り返すことで、後側にフラットなウェブ７２ａを有し、前側には、中央頂部７２を境として、その上下に緩い傾斜のあるウェブ７２ｂを有する、略山形の鋼製力板８３の断面形状にしてもよい。
【００５６】
さらに、図５（ｄ）に示すように、薄鋼板を上端部７９で折り返すことで、後側にフラットなウェブ７２ａを有し、その上下に小盛り上がり部７４のある断面略ハット形の鋼製力板７５の断面形状にしてもよい。さらに、図５（ｅ）に示すように、薄鋼板を上端部７９で折り返すことで、後側にフラットなウェブ７２ａを有し、前側に中央部が円弧状に盛り上がったウェブ７２ｂを有する断面略円形の鋼製力板７６の断面形状を構成してもよい。
【００５７】
図１〜図５では、本発明に係る薄板軽量形鋼の適用例として各種断面形状の枠材の例を示したが、コ型、ロ型、エ型など何れでも良い。特に、本発明の主要素は、これら枠材の材料である薄板軽量形鋼の特性を請求の範囲記載の数値に限定したことで、ロールフォーミング成形工程の簡易化、合理化、複雑断面成形の容易化により、トータルとして薄板軽量鋼板製の枠部材の製作コスト低減を図ったものである。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に係る鋼製建材用の薄板軽量形鋼は、降伏応力（ＹＳ）とヤング率の値を適切に組み合わせた材料からなるので、ロールフォーミングによる成形時のスプリングバックが小さく加工性に優れると共に、成形ラインを小さくできる。しかも、成形された薄板軽量形鋼は、必要な局部座屈耐力は有しており、かつ、複雑断面を伴うスチフナーの成形性の容易性などに優れ、複雑断面形状の成形が容易で、この点でも座屈耐力を向上させた建材の容易な製作に大きく寄与するものである。さらに、本発明によると構造材としての特性が向上することで、耐力を同じにして、板厚を従来に比べ２．５％減らして軽量化することができる。
【００５９】
また、スチールハウス等の建築物に用いられる多くの薄板軽量形鋼製の枠材のうち、大きな荷重を支持するため強度が必要な部位に用いられる枠材と、大きな強度が余り要求されない部位に用いられる枠材とを区別し、大きな強度が要求されない部位には強度的には他のものより若干劣るが、成形の容易性からコスト面では安く作れる前述の枠材を用いることで、建築物全体の製作コスト低減に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る薄板軽量形鋼をスチールハウス等の建築物の建材に用いる角形枠材として構成した例の破断斜視図、（ｂ）は、（ａ）の横断面図、（ｃ）は、半円状枠材として構成した例の端面図、（ｄ）は、図（ｃ）の部材を２つ組み合わせて半円状枠材として構成した例の端面図である。
【図２】本発明に係る薄板軽量形鋼を用いた鋼製たるきの取付け金物への取付け状態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２の鋼製たるきの斜視図、（ｂ）は、鋼製たるきの取付け金物への取付け状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る薄板軽量形鋼を用い釘止め性能に優れた鋼製フレーム部材を内装部材へ取付けた状態の２例を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、本発明に係る薄板軽量形鋼を用いて構成した鋼製力板の５例を示す端面図である。
【図６】（ａ）は、従来のスチールハウス等の建築物の骨組みの斜視図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、前記骨組みの各部位に用いられるたて枠の３つの例の断面図である。
【図７】（ａ）は、薄板軽量形鋼でＣ形枠材をロールフォーミング加工により製造する場合の第１工程におけるロール配置を示す縦断正面図、（ｂ）は、同じく両フランジを曲げ成形する途中である第２工程におけるロール配置を示す縦断正面図である。
【図８】（ａ）は、図８の工程が進み、Ｃ形枠材の両フランジの曲げ成形が終了する第３工程におけるロール配置を示す縦断正面図、（ｂ）は、続いてリップ部を曲げ成形する途中である第４工程におけるロール配置を示す縦断正面図、（ｃ）は、リップ部の曲げ成形が終了する第５工程におけるロール配置を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１　下枠ランナー
２　たて枠
３　たて枠
４　たて枠
５　上枠ランナー
６　１階用窓開口部
７　まぐさ
９　腕木
１３　屋根トラス
１８　溝形鋼
１９　ウェブ
２０　ドリルねじ
２１ａ　たて枠
２１ｂ　たて枠
２２ａ　素材
２２ｂ　ウェブ部
２２ｃ　フランジ部
２２ｄ　リップ部
２３　フランジ
２４　搬送支承ロール
２４ａ　上部搬送支承ロール
２４ｂ　下部搬送支承ロール
２５　ウェブ支承ロール
２６ａ　第１段上フランジ支承ロール
２６ｂ　第１段下フランジ支承ロール
２７ａ　第２段上フランジ支承ロール
２７ｂ　第２段下フランジ支承ロール
２９　直角コーナ部
３０ａ　第１段上リップ部支承ロール
３０ｂ　第１段下リップ部支承ロール
３１　枠材
３１ａ　第２段上リップ部支承ロール
３１ｂ　第２段下リップ部支承ロール
３２　枠材
３３　ウェブ
３５　枠材
３６　スティフナー
３７　かしめ部
３９　リップ部
４０　雄側係合部
４１　雌側係合部
４２　第３フランジ
４４　第１フランジ
４５　第２フランジ
４６　下部構造物
４７　水平な脚部
４８　取付け金物
４９　鋼製たるき
５０　ウェブ
５３　ボルト挿入孔
５４　取付けボルト
５５　ナット
５６　野地板
５７　ドリルねじ
６１　枠材
６２　内装材
６４　フランジ
６７　直角折曲げ部
６８　折返し部
６８ａ　折返し部
７２　中央頂部
７２ａ　ウェブ
７２ｂ　ウェブ
７３　下端部
７４　小盛り上がり部
７７　鋼製力板
７９　上端部
８３　鋼製力板
【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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