(57)【要約】【課題】  材料コストの上昇を最小限に抑えると共に、木材の特性、特長を十分に活用して、金属部材のもつ優れた構造特性と木材部材のもつ優れた振動性能を合わせもつ建築用複合材料を提供する。  また、上記の建築用複合材料又はその構成部材を用いた高い構造安定性と優れた居住音性能を有する床構造又は床の施工方法を提供する。【解決手段】  閉鎖断面に形成された金属部材２の外表面の少なくとも床面材が接する面の長手方向に、木質材料１０を密接して固定して建築用複合材料１を形成する。  また、木製梁材に、この木製梁材と直交して上記の建築用複合材料１の端部を接合して床構造を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖断面に形成された金属製部材の外表面の少なくとも床面材が接する面の長手方向に、木質材料を密接して固定したことを特徴とする床構造用の建築用複合材料。
【請求項２】
前記金属製部材を、断面ほぼコ字状の一対の金属製形材を組合わせて形成したことを特徴とする請求項１記載の建築用複合材料。
【請求項３】
前記金属製部材を、断面ほぼコ字状の金属製形材と、該金属製形材の開口部を閉塞する閉塞板とによって形成したことを特徴とする請求項１記載の建築用複合材料。
【請求項４】
前記金属製部材の少なくとも一方の側面に吸振性材料を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建築用複合材料。
【請求項５】
木製梁材に、該木材梁材と直交して前記請求項１〜４のいずれかに記載の建築用複合材料の端部を接合して構成したことを特徴とする床構造。
【請求項６】
木製梁材に、該木製梁材と直交して前記請求項１〜４のいずれかに記載の金属製部材の端部を接合し、該金属製部材の上面に木質材料を載置してその端部を前記木製梁材に接合し、ついで該木質材料と前記木製梁材の上に床面材を配設してこれら床面材及び木質材料を前記金属製部材に一体に固定することを特徴とする床の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低層建築物、特に木造住宅等の構造用部材として用いられる建築用複合材料及びこれを用いた床構造並びに床の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木造住宅等の床の構造用部材としては、在来軸組工法、枠組壁工法あるいはその他の工法によらず、通常は木製部材が使用されてきた。これらの木製部材を用いた床の構造については、特に在来軸組工法において、住宅製造業者ごとに多くのバリエーションがある（例えば、（財）日本住宅・木材技術センター発行（旧建設省住宅局木造住宅振興室監修）「第９次木造住宅合理化認定システム梗概集」（１９９８年１０月））が、構造耐力上重要な部分、例えば、床の外壁４周部直下、部屋の界壁直下、階段まわりなどの開口部周りなどには大きな寸法断面の強度の大なる木製部材を使用し、その間の床の面で床上の荷重のみを支える部分には、それより小さい寸法断面の木製部材を使用して床を支持する構造となっている。一般に、前者は大梁、胴差しなどと呼ばれ、後者は床根太、小梁などと呼ばれている。
【０００３】
ところで近年、木製部材の品質低下の流れが止まらない中で、住宅の瑕疵保証対応や性能確保の観点から、木製部材については、構造用集成材や構造用単板積層材（ＬＶＬ）といった新たな部材（エンジニアリングウッドとも呼ばれる）の採用が進められている。しかしながら、このような部材は、価格面（従来材に比べてコスト高）あるいは流通面（業者が限られており、発注から納期までの必要期間が長く、さらに工事現場での緊急対応が必然的に難かしい）での課題を抱えているのが実情である。
【０００４】
このような背景の中で、最近では、住宅床構造用の木製部材に代るべき材料として、価格が手ごろで、品質や製品精度が長期に亘って安定している金属製形材の適用が提案されている。ここでは、従来の木製部材に代えて薄い金属板製の溝形形状の金属製形材を用いることで前述した問題を解決することは勿論、これ以外に耐震性や耐久性をも改善しようとすることが大きな目的となっており、例えば、大梁と小梁からなる在来工法の一般木造住宅の床構造への適用にあたっては、木製の大梁に金属製形材の小梁（根太）を接合金物によって接合するようにしている。
【０００５】
しかしながら、金属製形材を配設した床構造においては、強固な構造と高い耐久性を有するという好適な面と共に、これに反して、上階の居住音（飛び跳ね音に代表される）が階下に伝わりやすいという不適切な面が残っていた。この問題は、木材に比べて金属材料、とりわけ金属薄板製形材の振動減衰性能が劣るという点に起因しているのであるが、薄い金属板製の溝形形材の剛性が不足しているため、上階から瞬発的な衝撃や荷重がかかった際に、床組みを構成する金属製形材自体が倒れたり、ねじれたり、撓んだりすることが原因の一つと考えられている。このような現象は、根太長を大きく（スパンを大きく）した場合に、特に顕著になるのが通例である。
【０００６】
このような問題を解決するために、例えば、Ｃ字形断面の鋼製部材に、錘と粘弾性体とからなる床振動減衰器をその積層方向が振動方向と一致するように鉛直方向に取付けて、床版の振動を低減するような技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、断面形状が溝形又はリップ溝形の鋼材の表面に振動の減衰性又は吸振性を有する被覆材を一体に設けて建材用軽量形鋼を形成し、これを根太に使用することにより、床面に衝撃力が加えられたときに根太の振動が抑制され、階下室への衝撃音を低減するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、建築物の床を支持する横架材にかかる鉛直荷重を支持材に固定した第１の部品で受ける床支持横架材の支持構造において、支持材に固定した第２の部品が横架材の鉛直部の側面に面接触するようにして、安定した振動減衰効果が得られるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
また、金属形材性の大梁を所定形状に組込んだ枠体と、この枠体を構成する大梁のうち対向する大梁間を結合するように平行配置された金属形材製の多数の小梁と、大梁と小梁の上面に接合された床板とを有し、小梁をそれ自体又は床板と共同で中空断面に形成することにより、低い周波数領域でこの衝撃音レベルを下げるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３２８８５８号公報（第２−４頁、図１−図３）
【特許文献２】特開平１１−７１８３９号公報（第２−３頁、図１−図２）
【特許文献３】特開２００２−９７７３６号公報（第２−３頁、図１−図２）
【特許文献４】特開平１０−３２５２００号公報（第２−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の技術では、錘と粘弾性体からなる床振動減衰器を、特許文献２の技術では鋼材の表面に振動の減衰性又は吸振性を有する被覆材を一体に設けており、いずれも特殊な材料を用いているため、コストの上昇という問題が発生する。
また、特許文献３の技術では、第１の部品、第２の部品の金物部材の点数が増加によって施工コストの上昇という問題が発生する。
【００１０】
さらに、特許文献４の技術は、コストの上昇を低いレベルで抑えることができるが、小梁を中空断面（閉鎖断面）の形材としただけでは、上述した振動の原因が完全に抑制されるわけではなく（完全に抑えようとすれば、大断面化、板厚の増加が伴い、重量増加により施工が困難になるばかりでなく、大幅なコストアップや仕上げへの弊害も生じる）、木製部材並みの振動性能の達成は難かしいのが実情である。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、材料コストの上昇を最小限に抑えると共に、木材の特性、特長を十分に活用して、金属部材のもつ優れた構造特性と木材部材のもつ優れた振動性能を合せもつ建築用複合材料を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上記の建築用複合材料を用いた高い構造安定性と優れた居住音性能を有する床構造及び床の施工方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る建築用複合材料は、閉鎖断面に形成された金属製部材の外表面の少なくとも床面が接する面の長手方向に、木質材料を密接して固定したものである。
【００１３】
また、上記の金属製部材を、断面ほぼコ字状の一対の金属製形材を組合わせて形成した。
さらに、上記の金属製部材を、断面ほぼコ字状の金属製形材と、この金属製形材の開口部を閉塞する閉塞板とによって形成した。
また、上記のいずれかの金属製部材の少なくとも一方の側面に吸振性材料を設けた。
【００１４】
また、本発明に係る床構造は、木製梁材に、この木製梁材と直交して前記いずれかの建築用複合材料を接合して構成したものである。
また、本発明に係る床の施工方法は、木製梁材に、この木製梁材と直交して前記いずれかの金属製部材の端部を接合し、この金属製部材の上面に木質材料を載置してその端部を木製梁材に接合し、ついで木質材料と木製梁材の上に床面材を配置してこれら床面材及び木質材料を前記金属製部材に一体に固定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る建築用複合材料によれば、材料の大幅なコストアップや施工性の低下を来すことなく、従来困難であった大スパンの床の床支持構造においても木製部材を用いた場合と同様の優れた居住音性能を確保することができる。
また、本発明に係る床構造又は床の施工方法は、上記の建築用複合材料又はその構成部材を用いることにより、長期にわたって床のたわみや変形を抑制することができ、格段の品質及び性能向上を得ることができる。さらに、梁や小梁の成（せい）の縮小化をはかることができるので、天井を高くできるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の発明者らは、床の構造用材料として金属材料又は木製材料を用いた際の振動特性について、実験的に鋭意詳細な研究を行った結果、金属製形材の弱点である振動抑制性能の低さを補強、補完し、床としての居住音性能を向上させるためには、振動吸収性能の高い他の材料との合成部材とすることにより、振動に対する抑制性能を補強すればよいことを見出した。さらに、この補強用の材料としては、施工性がよく、床構造用面材との接合上の問題がなく、かつ、入手が簡単でコストも抑えられるという点で木材が最も好ましく、これを用いれば目指す性能を実現することができることがわかった。
また、発明者らは、本発明に係る建築用複合材料を用いて従来技術にそって施工すれば、施工性の低下をきたすことなく、居住音性能を改善できることを確認した。
【００１７】
本発明に係る床構造用の建築用複合材料は、閉鎖断面形状の金属製部材を基本的な材料とする。以下、この金属製部材について詳細に説明する。
本発明に係る金属製部材は、それ自体で閉鎖断面形状であることが目的を達するための必須要件である。前述のように、床の振動性能が梁部材の剛性の強弱に影響されるため、部材の剛性を高めて、倒れ、ねじれ、撓みへの抵抗力を充分なものとするためには、部材自体を閉鎖断面形状とするか、あるいは、コ字状の開放断面の金属製形材では形材断面寸法を大きくとって（断面性能を上げて）対処することになる。
【００１８】
しかしながら、スチールハウスで用いられる薄板軽量形鋼を例にとって閉鎖断面形材と開放断面形材の断面係数を比較したところ、同じ成（せい、部材のウェブ高さ）の材料でのＹ軸方向（床荷重方向）の断面係数Ｚは、成が１４０ｍｍ（板厚１．２ｍｍ）の場合、閉鎖断面〔１４０ＢＭ１２（記号については、（社）日本鉄鋼連盟編  国土交通省国土技術政策総合研究所・独立行政法人  建築研究所監修「薄板軽量形鋼造建築物設計の手引き」（技法堂出版  ２００２年６月２５日発行）ｐ１０４〜１１０参照）〕で６．９２ｃｍ3に対して、開放断面（１４０ＬＣＮ１２）では１．７６ｃｍ3、また、同じく（１４０ＣＮ１２）では０．９９２ｃｍ3となり、閉鎖断面の形状は開放断面の形材に比べて４〜７倍の剛性を有しているこが確認された。
【００１９】
さらに、この観点からみれば、開放断面の形材において、１４０ＢＭ１２と同じレベルのＹ軸方向（床荷重方向）の断面係数Ｚを得ようとすれば、３００ｍｍを超える成の形材をもってしても追いつかないのである。これでは実用上の材料として適用することは困難で、合理的かつ適切なコストでの施工を考えれば、閉鎖断面形状の形鋼とすることが適切で有利である。
【００２０】
閉鎖断面に形成された金属製部材の構成にはいくつかの方法が考えられる。例えば、一対の溝形形状の金属製形材である溝形鋼を開断面側を相対して嵌め合せ、両溝形鋼のフランジどうしを接合して角形形状とすれば、求める閉鎖断面形状の金属製部材が得られる。また、一つの溝形鋼の開断面側を一つの金属製閉塞板で閉鎖、固定して角形形状の閉鎖断面形状の金属製部材を構成してもよく、さらには、工業的に角形形状の金属製形鋼を一体成形して閉鎖断面の形状の金属製部材を構成してもよい。
【００２１】
ここで、前二者の溝形鋼どうし又は溝形鋼と金属製閉塞板との接合は、例えばねじやかしめを用いての機械的な接合、スポット溶接を初めとする各種の溶接接合、あるいは接着等の化学的な手段により比較的容易に達成できる。また、工業的な角形形状の金属製形鋼の一体成形にあたっては、重なり部をかしめやシーム溶接などの手段などの手法も適用できる。
【００２２】
また、本発明の金属製部材に使用される金属材料の材質については、薄板鋼板が強度や加工性の面で最も相応しく、その他コスト、流通性等の面でも一般的な材料であるが、アルミニウム（又は、アルミニウム合金）やチタンなど各種の金属材料を用いてもよい。
金属材料の強度は、形鋼の強度に関係するので重要ではあるが、実際には本発明の目的を実現するために特に指定する必要はなく、当該部材に望まれる強度性能を達成し、満足するに必要と考えられるものを予め計算等で吟味し、選択して適用すればよい。表面処理についても同様に、特に規定しなくても本発明の目的上なんら問題はない。
【００２３】
さらに、本発明の金属製部材の寸法形状及び板厚については、上述した閉鎖断面であることが満たされれば、後は施工性を考慮した上で、必要とされる断面性能が得られる寸法、板厚で適宜製作すればよいのであって、特に限定する必要はない。
材料面でみれば、例えば、（社）日本鉄鋼連盟製品規定「建築構造用表面処理薄板軽量形鋼」に軽角形鋼として記載されている鋼製の形材は問題なく使用できる好適な材料であるが、これについては、前述の「薄板軽量形鋼造建築物設計の手引き」の中で断面性能諸表も準備されており、使い易い。ここでは、４００Ｍｐａ級の程度の鋼材が適用されており、表面処理も溶融亜鉛めっき、溶融亜鉛−５％アルミめっき、５５％アルミ−亜鉛めっき等の表面処理材料が含まれているが、これに限定するものではない。
【００２４】
次に、本発明に係る床構造用の建築用複合材料においては、上述の閉鎖断面形状の金属製部材の外周表面のうち、少なくとも床面材との接触面側の表面（上フランジ面）の長手方向の全面に亘って木質材料を密接させて固定し、当該表面全体に木部を形成させることが重要かつ必須である。
発明者らの研究によれば、床からの衝撃（荷重）に起因する構造部材の変形を十分に抑止するためには、金属製部材への衝撃力を吸収し、緩衝作用を有する材料を床面材と金属製部材との間に配設することで最大の効果が発現できるのである。
【００２５】
金属製部材の他の面（両側面や下フランジ面）に木質材料を配設してもある程度の効果は得られるが、その効果は、本発明で期待しているレベルに到達しないので、コストアップを勘案すればそのコストパフォーマンスは低いと云わざるを得ない。ただし、金属製部材の床面材との接触面に加えて、さらに他の面にも木質材料を配設すれば、効果が相乗されてきわめて大きな効果を発揮できるようになるので、本発明の主旨に合致するものとなる。なお、床面材との接触面以外の面に配設する材料も木質材料が適切な材料であるが、木質材料以外でも期待される作用効果を発揮できる材料であれば適用することができる。このような材料としては、例えば、ゴム系材料や樹脂系材料など、一定の強度と耐久性をもつものが考えられる。
【００２６】
次に、上記の木質材料の樹種（材質）については特に規定するものではなく、従来から構造用に用いられている木材（まつ、ひのき、つが、すぎその他）のムク製材は勿論、その他樹種材料を含めた集成材料等（単板積層材、いわゆるＬＶＬ等も含む）を用いても、本発明の目的を達成する上でなんら問題はない。ここで、木質材料に求める性能は構造材として一定レベル以上であればよく、あえて云えば、衝撃による振動を抑止するという木材がもともと備えている性質を発揮できる材料であればよい。
【００２７】
また、木質材料の厚みや寸法についても特に限定するものではない。厚みについては、厚みが小さくても本発明の目的を達成するために有効であり、厚みが増せばその分材料のコストアップや施工性、部材製作面での悪影響もでるので、コストパフォーマンスを勘案すれば１００ｍｍ以内の厚みとするのが現実的である。
寸法については、木質材料を密接させる金属製部材の上フランジにあたる面の寸法（幅、長さ）に合わせればよいが、幅については金属製部材のフランジ面の幅より多少は狭くても、また、フランジ面の幅より多少広くしても本発明の効果は同様であるが、最適な幅はコスト面や施工性を考えて適宜決めればよい。
【００２８】
金属製部材の表面への木質材料の接合手段については多様な技術が適用可能であるが、長期の品質安定性を考えると、現状では、ボルト、ねじ、くぎなどによる接合、あるいは接着のような技術を利用することが確実であり、望ましい。
【００２９】
次に、本発明に係る床構造は、前述の建築用複合材料を周辺の木製床支持部材（いわゆる木製梁材）に連結して構成される。
前述の建築用複合材料を周辺の木製梁材に連結するための接合方法としては、例えば、木製梁材の側面に、受け用金物として溝形鋼のウェブの背面を当接して固定し、その開口部に建築用複合材料の端部を挿入して溝形鋼の上下のフランジとの間でねじ、くぎ等で接合する方法、あるいは、木製梁材に固定したアングル状（Ｌ型状）の接合金物を介して建築用複合材利用を固定する方法などが考えられ、従来の技術以上に特別な技術を必要としない。
【００３０】
この場合、木製梁材の上面と建築用複合材料の上面との間にできるだけ段差を生じることがなく、面一（つらいち）となるようにすることが床の居住音性能を確保するために重要であり、このような施工を行うことは、同時に床面材の仕上げにおける凹凸（不陸）をなくすことになるので、きわめて望ましい施工手順となる。
【００３１】
また、本発明に係る床の施工方法は、施工現場において、閉鎖断面形状の金属製部材と床面材との間に木質材料を配設し、木製梁材に前述した方法で固定したのち、床面材側から木質材料、金属製部材に向けてねじ、くぎ等を貫通させて一体に固定するようにしたものである。この場合も結果として本発明に係る建築複合材料を用いた場合と全く同様の効果が得られることになる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る建築用複合材料の斜視図、図２は図１の縦断面図、図３は図１の分解斜視図である。
図において、１は建築用複合材料で、第１の金属製形材である断面コ字状の溝形鋼３の開口部に、第２の金属製形材であるリップ４３ａ，４３ｂを有する断面ほぼコ字状の溝形鋼４（以下、リップ溝形鋼といい、以下の説明では、溝形鋼３とリップ溝形鋼４を合わせてほぼコ字状の金属製形材ということがある）の開口部側を嵌入して閉鎖断面形状に形成された金属製部材２と、この金属製部材２の上面（溝形鋼３の上フランジ３２ａの上面）に密接されて一体に固定されたムク製材からなる木質材料１０とによって構成されている。
【００３３】
金属製部材２を構成する溝形鋼３は、長さがＬ1、成（せい、ウェブ３１の高さ）がｈ1、フランジ３２ａ，３２ｂの幅がｗ1で、板厚がｔ1の形状を有し、リップ溝形鋼４は、長さがＬ2、成（ウェブ４１の高さ）がｈ2、フランジ４２ａ，４２ａの幅がｗ2で、板厚がｔ2であって、溝形鋼３内にリップ溝形鋼４を嵌入して金属製部材２を構成するために、両者の寸法は、Ｌ1＝Ｌ2、ｗ1≒ｗ2、（ｈ1−２ｔ1）≧ｈ2なる関係を満足するようになっている。
また、木質材料１０は、長さがＬ3、幅がｗ3、厚みがｔ3で、Ｌ3＝Ｌ1、ｗ3≒ｗ1の関係を満すことが必要である。
【００３４】
溝形鋼３とリップ溝形鋼４とにより閉鎖断面形状の金属製部材２を形成するに当たっては、溝形鋼３の開口部にリップ溝形鋼４の開口部を挿入して嵌合する。この場合、溝形鋼３のウェブ３１の内のり高さ（ｈ1−２ｔ1）と、リップ溝形鋼４のウェブ４１の高さｈ2との関係は前述の通りであるが、できるだけｈ2が（ｈ1−２ｔ2）に近い関係にあることが望ましい。ｈ2が（ｈ1−２ｔ2）より極端に小さいと両者の嵌合性が低下し、金属製部材２の剛性に悪影響を及ぼすことになる。なお、リップ溝形鋼４に代えて、同形状の溝形鋼を用いてもよい。
【００３５】
このようにして、溝形鋼３にリップ溝形鋼４を嵌合して得られた金属製部材２は、その上下のフランジ部３２ａと４２ａ、３２ｂと４２ｂをそれぞれねじ１５等で固定してもよいが、上フランジ部３２ａと４２ａの固定は、その後木質材料１０の固定時に兼ねることができるので、必ずしも必要としない。
【００３６】
ついで、上記のようにして構成した金属製部材２の上面（溝形鋼３の上フランジ３２ａの上面）に木質材料１０を載置し、木質材料１０側から上フランジ部３２ａ，４２ａに向けてねじ１５により一体に固定する。これにより、金属製部材２の上フランジ部３２ａ，４２ａが固定されると同時に木質材料１０が一体に結合され、建築用複合材料１が完成する。なお、金属製部材２の下フランジ部３２ｂ，４２ｂは、木質材料１０を固定したのちねじ１５で固定してもよい。
【００３７】
ここで用いるねじ１５は特に限定するものではないが、例えば、ＪＩＳＢ１０５９−２００１に規定されるドリリングタッピンねじや、（社）日本鉄鋼連盟製品規定にある「スチールハウス用ドリルねじ」など品質の確認ができるものが望ましい。ねじ１５の留めつけ間隔や本数については、構造計算をして決定すればよいのであるが、例えば、前述の「薄板軽量形鋼造建築物設計の手引き」ｐ１８〜１９に記載されている薄板軽量形鋼を組み合わせる場合の緊結方法をそのまま適用してもよい。
なお、ここで用いられるねじ１５、特に木質材料１０側から螺入されるネジ１５については、例えば、頭部の形状を皿状又は平状とし、あるいは木製材料５の上面にざぐりを設けるなどして、木質材料の上面からの突出をできるだけ避けるようにすることが、床面材の仕上げ施工の面から望ましい。
【００３８】
本実施の形態は、上述のように、剛性、特に曲げ剛性に優れた閉鎖断面形状の金属製部材２に、振動特性に優れた木質材料１０を密接して固定して一体化して複合材料を構成したので、高い剛性を有し、かつ上階からの衝撃による振動を十分抑制することのできる床構造用の建築用複合材料１を実現することができる。
【００３９】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る建築用複合材料の斜視図、図５はその縦断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、リップ溝形鋼４の開口部に鋼板からなる閉塞板５を当接し、リップ溝形鋼４のリップ４３ａ，４３ｂに溶接等により接合して、閉鎖断面形状の金属製部材２を構成したものである。
【００４０】
リップ溝形鋼４のリップ４３ａ，４３ｂへの閉塞板５の接合にあたっては、薄い鋼板のの接合に適したスポット溶接で行ってもよいが、例えばねじ止め、場合によってはかしめなど、他の技術を用いてもよい。
そして、この金属製部材２の上フランジ４２ａ上に木質材料１０を載置し、実施の形態１の場合と同様に、ねじ１５により上フランジ４２ａに一体に固定する。
本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４１】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３に係る建築用複合部材の斜視図、図７はその縦断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、閉鎖断面形状の金属製部材２を構成する金属製形材として、工業的に一体のものとして製造された角形形状の鋼製形材６を用いたものである。この鋼製形材６は、工業的な連続製造ラインにおいて、鋼板を曲げ加工して角形鋼管状に形成したもので、外周の下フランジ６１ｂにかしめ部６２が設けられている。なお、かしめ部６２に代えて、シーム溶接、抵抗溶接その他の溶接手段や、場合によっては、鋼板の重なり部を接着などにより接合してもよい。
【００４２】
このようにして形成した鋼製形材６の上フランジ６１ａ上に木質材料１０を載置して固定する。この場合、本実施の形態においては、木質材料１０をくぎ１６により鋼製形材６に固定した。ここで使用するくぎ１６は特に限定するものではないが、前述の（社）日本鉄鋼連盟製品規定にある「スチールハウス用スクリューくぎ」など、品質の確認できるものが望ましい。くぎ１６の留め付け間隔や本数については、実施の形態１の場合と同様に処理すればない。なお、本実施の形態においても、くぎ１６に代えてねじ１５を用いてもよい。
本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４３】
［実施の形態４］
図８は本実施の形態４に係る建築用複合材料の斜視図、図９はその縦断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、閉鎖断面形状の金属製部材２を、第１の金属製形材である溝形状のアルミニウム合金製形材７（以下、アルミ合金製形材という）に、第２の金属製形材であるアルミ合金製形材８を嵌合して構成したものである。なお、両アルミ合金製形材７，８及び木質材料１０の寸法関係は、実施の形態１の場合と同様である。この場合、溝形状の第２のアルミ合金製形材８に代えて、フランジ８２ａ，８２ｂの端部にリップを有するリップ付きアルミ合金製形材を用いてもよい。
【００４４】
上記のように金属製部材２においては、木質材料１０を固定する前に、第１のアルミ合金製形材７に第２のアルミ合金製形材８を嵌合し、両者の上下フランジ７２ａと８２ａ、７２ｂと８２ｂをそれぞれねじ１５により一体に固定する。ここで使用するねじ１５は、実施の形態１で用いたねじ１５と同じものでもよいが、アルミ合金との接触を考慮すると、例えば、アルミめっきなど適当に表面処理を施してあるものが望ましい。なお、かしめ、溶接など、ねじ１５以外による固定が可能であれば、それらを採用してもよい。
【００４５】
このように構成したアルミ合金製形材７，８からなる閉断面形状の金属製部材２の上フランジ７２ａ上に木質材料１０を載置し、くぎ１６（又はねじ１５）により固定する。くぎ１６に関する留意事項も上記ねじ１５の場合と同様である。
本実施の形態においても実施の形態１の場合とほぼ同様の作用、効果が得られるが、さらに、建築用複合材料１を軽量化することができる。
【００４６】
［実施の形態５］
図１０は本発明の実施の形態５に係る建築用複合材料の斜視図、図１１はその縦断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、閉鎖断面形状の金属製部材２を構成する金属製形材に、実施の形態３に係る四角形状の鋼製形材６、又は一体ものとして形成された四角形状の鋼製形材６（図には後者の場合が示してある）を用い、その上フランジ６１ａの上面に木質材料１０をねじ１５（又はくぎ１６）で固定すると共に、下フランジ６２ｂの下面に木質材料１０ａを当接してねじ１５（又はくぎ１６）で固定し、建築用複合材料１を構成したものである。
【００４７】
この場合、鋼製形材６の上下のフランジ６１ａ，６１ｂに固定する木質材料１０，１０ａは同じ樹種で同じ厚みのものでもよく、あるいは異なる樹種、異なる厚みのものでもよい。また、木質材料１０，１０ａを固定するねじ１５は、実施の形態１のねじ１５と同じものを用いればよい。
上記の説明では、図示の鋼製形材６の上下のフランジ６１ａ，６１ｂに木質材料１０，１０ａを固定した場合を示したが、実施の形態１〜４の建築用複合材料１においても、同様に上下のフランジに木質材料１０，１０ａを固定してもよい。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができるが、さらに、閉鎖断面形状の鋼製形材６の下フランジ６１ｂ面にも木質材料１０ａを密接固定したので、効果をより向上することができる。
【００４８】
［実施の形態６］
図１２は本発明の実施の形態６に係る建築用複合材料の斜視図、図１３はその縦断面図である。なお、実施の形態３と同じ部材にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態３に係る金属製部材２を構成する金属製形材に、実施の形態３に係る鋼製形材６又は一体ものとして形成された角形の鋼製形材６（図には後者の場合が示してある）を有し、一方のウェブの外面に吸振性材料１１を接合したものである。この場合、両方のウェブの外面に吸振性材料１１を接合すれば、振動抑制効果はより向上するが、一方のウェブの外面だけでも十分な効果が得られるので、本実施の形態では一方のウェブの外面に吸振性材料１１を接合した場合が示してある。
【００４９】
吸振性材料１１として、木質系の材料、ゴム系の材料、樹脂系の材料など各種の材料が使用できるが、振動吸収効果を有するものであればどのような材料でもよく、使い易さ耐久性、それにコストを考慮して選べばよい。
金属製部材２への吸振性材料１１の接合方法は最適な手段を用いればよく、例えば、木質系材料であればねじ、接着その他、ゴム系材料であれば接着（粘着）や塗装、樹脂系材料であれば接着（粘着）などによって行うことができる。また、吸振性材料１１は金属製部材２の全長に亘って連続して接合すれば最適であるが、必ずしも連続的でなくても効果は発現されるので、適当な位置に適当な寸法、形状で接合すればよい。
【００５０】
上記の説明では、角形の鋼製形材６からなる金属製部材２に吸振性材料１１を接合した場合を示したが、実施の形態１〜５に係る建築用複合部材１の金属製部材２に吸振性材料１１を設けてもよい。
また、上記の説明では金属製部材２のウェブの外面に吸振性材料１１を接合した場合を示したが、金属製部材２の内側の四周面（ウェブ内面、フランジ内面）に吸振性材料１１を接合しても同様の効果を得ることができる。
本実施の形態においても実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができるが、さらに、金属製部材２に吸収性材料１１を接合したことにより、振動抑制効果をより向上することができる。
【００５１】
［実施の形態７］
図１４は本発明の実施の形態７に係る床構造の説明図である。
図において、１は本発明の実施の形態１に係る建築用複合材料であるが、これに限定するものではなく、他の実施の形態に係る建築用複合材料であってもよい。
２０は周辺の木製梁材で、その側面（建築用複合材料１を接合する側）には、受け用溝形鋼２１のウェブ２２が、その上フランジ２３ａの上面が木製梁材２０の上面と面一（つらいち）になるように当接され、ネジ２４により一体に固定されている。この場合、受け用溝形鋼２１は木製梁材２０の全長に亘って設けてもよいが、所定の間隔（例えば、建築用複合材料１の接合位置に対応して）で設けてもよい。
【００５２】
建築用複合材料１は木製梁材２０に直交して配設され、その端部が受け用溝形鋼２１の上下フランジ２３ａ，２３ｂの間に挿入され、その木質材料１０及び金属製部材２の下フランジ３２ｂをねじ２４により、受け用溝形鋼２１の上下フランジ２３ａ，２３ｂに固定して一体に接合される。
このように構成した床構造の上に、床の下地材として構造用合板又はこれに類する床下地材３０を張りつける。この場合、図１５に示すように、建築用複合材料１の木質材料１０の端部を、受け用溝形鋼２１のフランジ２３ａの幅に対応する長さ及びフランジ２３ａの板厚に対応する深さ分だけ切除して挫彫部１２を設けておけば、建築用複合材料１を木製梁材２０の受け用溝形鋼２１に接合したときに、これらの上面を面一にできるので、床下地材３０を張りつけたときに不陸を防止でき、仕上げ面でなんら問題のない床構造を達成することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、強い曲げ剛性を有し、長期にわたって安定すると共に、上階の衝撃に起因する振動を十分に抑制することのできる床構造を得ることができる。
【００５４】
［実施の形態８］
図１６は本発明の実施の形態８に係る床構造の説明図である。なお、実施の形態７と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
図において、１は本発明の実施の形態３に係る建築用複合材料であるが、これに限定するものではなく、他の実施の形態に係る建築用複合材料であってもよい。
本実施の形態においては、建築用複合材料１の端部を木製梁材２０の側面にこれと直交し、かつその木製梁材１０の上面を木製梁材２０の上面と面一にして当接し、両者をＬ字状の接合金物２５を用いてねじ２４により一体に固定したものである。この場合、建築用複合材料１の両側面を接合金物２５により木製梁材２０に固定してもよく、状況によっては、一方の側面だけを固定してもよい。
本実施の形態によれば、実施の形態７の場合と同様の効果が得られるが、さらに、木製梁材２０の上面と建築用複合材料１の木製梁材１０の上面とを、なんらの加工を要することなく容易に面一にできるので、施工が容易である。
【００５５】
［実施の形態９］
図１７は本発明の実施の形態９に係る床構造の説明図である。なお、実施の形態７と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
図において、１は本発明の実施の形態５に係る建築用複合材料であるが、これに限定するものではなく、他の実施の形態の建築用複合材料１であってもよい。
【００５６】
本実施の形態は、実施の形態７と同様に、木製梁材２０の側面に全長に亘って又は所定の間隔で接合した受け用溝形鋼２１の上下のフランジ２３ａ，２３ｂの間に、木製梁材２０と直交して建築用複合材料１を挿入し、上下の木質材料１０，１０ａをねじ２４により上下のフランジ２３ａ，２３ｂに一体に固定したものである。なお、本実施の形態においても、建築用複合材料１の上部の木質材料１０の端部、又は上下の木質材料１０，１０ａの端部に、図１５に示すような挫彫部１２を設ければ、木製梁材２０、受け用溝形鋼２１及び建築用複合材料１の木質材料１０の上面を面一にすることができる。
本実施の形態においても、実施の形態７の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
［実施の形態１０］
図１８は本発明の実施の形態１０に係る床の施工方法の説明図である。なお、実施の形態８と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
図において、１は本発明の実施の形態３に係る建築用複合材料１とほぼ同じ構成のものであるが、これに限定するものではなく、他の実施の形態に係る建築用複合材料１も本実施の形態に適用することができる。
【００５８】
本実施の形態において、周辺の木製梁材２０に建築用複合材料１を接合するにあたっては、先ず、上面に木質材料１０が接合されていない金属製部材２を木製梁材２０の側面に直交して配設する。この場合、実施の形態５のように、金属製部材２の下面に木質材料１０ａが接合されている場合、実施の形態６のように金属製部材２の側面などに吸振性材料１１が接合されている場合は、これらは接合したままの状態で配設する。
ついで、金属製部材２の端部を木製梁材２０の側面に当接し、接合金物２５を用いてねじ２４により固定する。このとき、金属製部材２の上面を、木製梁材２０の上面より木質材料１０の厚み分だけ下方に位置させる。
【００５９】
次に、木質材料１０を金属製部材２の上面に載置し、その端部をねじ２４により接合金物２５に固定する。このとき、木質材料１０の上面は、木製梁材２０の上面と面一になる。
この状態で木製梁材２０と木質材料１０と木製梁材２０の上に床下地材３０を載置し、ねじ１５により床下地材３０、木質材料１０及び金属製部材２の上フランジ６１ａを共締めし、これらを一体に固定する。これにより、建築用複合材料１が完成すると同時に、床下地材３０の張りつけが完了する。
本実施の形態によれば、実施の形態７とほぼ同様の効果が得られるばかりでなく、床の施工が簡単になり工数を低減することができる。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明の実施の形態１に係る建築用複合材料及びこれを使用した床構造の実施例につき、図１〜図３及び図１４を参照して説明する。
建築用複合材料１の金属製部材２を構成する第１の金属製形材である溝形鋼３は、長さＬ1＝４．５５ｍ、成（ウェブ３１の高さ）ｈ1＝２０４ｍｍ、上下のフランジ３２ａ，３２ｂの幅ｗ1＝４０ｍｍ、板厚ｔ1＝１．６ｍｍのものを用い、また、第２の金属製形材であるリップ溝形鋼４は、長さＬ2＝４．５５ｍ、成（ウェブ４１の高さ）ｈ2＝２００ｍｍ、上下のフランジ４２ａ，４２ｂの幅ｗ2＝４０ｍｍ、板厚ｔ2＝１．６ｍｍのものを用いた。なお、これらの部材は薄鋼板を曲げ加工して形成した。
【００６１】
そして、リップ溝形鋼４の開口部側を溝形鋼３の開口部から嵌入して閉鎖断面形状の金属製部材２を形成し、この金属製部材２の上面に、長さＬ3＝４．５５ｍ、幅ｗ3＝４０ｍｍ、厚みｔ3＝３３ｍｍで、その両端部に、端部側から４５ｍｍの部分を１．６ｍｍの深さで削除して挫彫部１２を設けた米つぎ材からなる木質材料１０を載置し、木質材料１０と金属製部材２の上フランジ３２ａ，４２ａ、下フランジ３２ｂ，４２ｂをそれぞれ複数本のねじ１５で一体に固定し、長さ４．５５ｍ、幅４０ｍｍ、成２３７ｍｍ（両端部の成のみ２３５ｍｍ）の建築用複合材料１を構成した。
【００６２】
ここで、木質材料１０から金属製部材２の上フランジ３２ａ，４２ａを貫通して接合すねじ１５は、（社）日本鉄鋼連盟規定（スチールハウス用ドリルねじ」の皿頭ねじ（ねじ径４．８ｍｍ、ねじ長さ５０ｍｍ）を用い、３００ｍｍ以内の間隔で２列に打ち付けて留めつけた。また、下フランジ３２ｂ，４２ｂを固定するねじ１５は、同じく「スチールハウス用ドリルねじ」の平頭ねじ（ねじ径４．８ｍｍ、ねじ長さ１９ｍｍ）を用いて、同様に３００ｍｍ以内の間隔で２列で留めつけた。
【００６３】
一方、木製梁材２０は、長さ４．５５ｍ、成２４０ｍｍ、幅１０５ｍｍの米つが製材を用い、その側面に、長さ４．５５ｍ、成２３９ｍｍ（上下のフランジ２３ａ，２３ｂの板厚分を差引いたウェブの内のり成は約２３５ｍｍである）、フランジ幅４０ｍｍ、板厚１．６ｍｍの受け用溝形鋼２１を、その上フランジ２３ａの上面を木製梁材２０の上面と面一にして、ねじ２４を用いて固定した。
【００６４】
そして、木製梁材２０と直交して、建築用複合材料１の端部を受け用溝形鋼２１の上下のフランジ２３ａ，２３ｂの間に差込み、上下のフランジ２３ａ，２３ｂからねじ２４を打ちつけて固定し、接合した。このとき、建築用複合材料１の木質材料１０の端部には挫彫部１２が設けてあるため、受け用溝形鋼２１のフランジ２３ａ，２３ｂは出っ張りとならず、建築用複合材料１、木製梁材２０及び受け用溝形鋼２１の上面を面一にすることができた。最後にこれらの上に床下地材３０を張って床構造を完成した。
【００６５】
［比較例］
上記のように構成した本発明に係る床構造と、角形鋼製形材をそのまま用いた従来の床構造とを、落重衝撃試験を行って振動の特性を測定し、比較した。
落重衝撃試験は、４ｋｇの錘を垂直高さ２５ｃｍから落下させ、床の振動波形を測定する方法で行い、そのときの初期振動の大きさと一定時間経過後の振動の大きさを観測した。
【００６６】
測定結果を図１９に示す。図から明らかなように、本発明にかかる床構造における初期振動の大きさは、従来の床構造のそれに比べて大きく低下し、特に、０．３秒以降の振動についてみると、従来の床構造では０．０５〜０．１ｍｍ前後の変位が残るのに対して、本発明の床構造ではほぼゼロとなるなど、大幅な性能改善効果があることが明らかである。
このように、本発明に係る建築用複合材料１を用いた床構造は、従来の床構造に比べて格段の振動抑制効果を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図１の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図５】図４の縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図１１】図１０の縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る建築用複合材料の斜視図である。
【図１３】図１２の縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る床構造の説明図である。
【図１５】図１４の要部の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態８に係る床構造の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態９に係る床構造の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態１０に係る床構造の説明図である。
【図１９】本発明に係る床構造と、従来の床構造の時間と加振点変位の関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  建築用複合材料
２  金属製部材
３  溝形鋼
４  リップ溝形鋼
５  閉塞板
６  角形形状の鋼製形材
７，８  アルミ合金製形材
１０，１０ａ  木質材料
１１  吸振性材料
１２  挫彫部
１５  ねじ
１６  くぎ
２０  木製梁材
２１  受け用溝形鋼
２５  接合金物
３０  床下地材
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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