(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直角に連結される第一フレーム部材および第二フレーム部材を複数個有し、前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材は、各々が、主たる二つの表面と、前記二つの表面のうち一方の面に向かって開く一個の中央チャンネル部と、前記中央チャンネル部の両側に形成され、前記二つの表面のうち他方の面に向かって開く側部チャンネル部とを有し、
前記第一フレーム部材は、当該側部チャンネル部の端部を内側に直角に切り起こして相手方となる第二フレーム部材の側部チャンネル部の端部に面接合するタブを有し、
前記第二フレーム部材は、当該中央チャンネル部の端部を内側に直角に切り起こして相手方となる第一フレーム部材の中央チャンネル部の端部に面接合するタブを有し、
前記第一フレーム部材のタブの曲成によって当該第一フレーム部材の端部に形成される中央突出部と、前記第二フレーム部材のタブの曲成によって当該第二フレーム部材の端部に形成される中央没入部とが面接触状態で嵌合し、
前記中央突出部の両側に形成される側部没入部と、前記中央没入部の両側に形成される側部突出部とが面接触状態で嵌合していることを特徴とする建築物用フレーム組立体。
【請求項２】
第一フレーム部材は水平に延びている請求項１に記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項３】
第二フレーム部材は垂直に延びている請求項１または請求項２に記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項４】
前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位は、第一の重なり表面と、この第一の重なり表面と直交する第二の重なり表面と、第一、第二の重なり表面と直交する第三の重なり表面を有している請求項１から請求項３の何れか一つに記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項５】
前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位を締結する締結手段を有する請求項４に記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項６】
前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位の重なり表面は、互いに芯合わせされる孔を規定し、前記締結手段は前記連結部位を互いに確実に締結するために、前記孔を通る締結具を有する請求項５に記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項７】
概ね矩形形状をもつように、垂直方向に離隔し水平方向に延びる二つの前記第一フレーム部材と、該第一フレーム部材と連結されて水平方向に離隔し垂直方向に延びる二つの前記第二フレーム部材とを有する請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項８】
水平方向に延びる前記第一フレーム部材は、当該中央チャンネル部が、当該建築物用フレーム組立体の内側に向かって突出するように配置され、また垂直方向に延びる前記第二フレーム部材は、当該中央チャンネル部が、当該建築物用フレーム組立体の反対側に向かって突出するように配置される請求項７に記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項９】
前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材は、シートスチールで作られ、かつ、それに防錆処置が施され、シートスチールの厚さは０．８ｍｍ−１．５ｍｍである請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の建築物用フレーム組立体。
【請求項１０】
折込線を挟んで隣接する各パネルが当該折込線を境に概ね直角に曲成されることによって、一方の面が開く中央チャンネル部と反対側の面が開く側部チャンネル部とを有するフレーム部材を形成するように、長方形のスチールシートを七つに折り込むステップと、
側部チャンネル部を構成するパネルの両端部にスリットを切り込んで、該側部チャンネル部のそれぞれに二つのタブを形成し、これら二対のタブが側部チャンネル部を構成する残りの部分に概ね直交して内側に延びるように、各タブを内側に折り込むステップとを備えたことを特徴とするフレーム部材の形成方法。
【請求項１１】
折込線を挟んで隣接する各パネルが当該折込線を境に概ね直角に曲成されることによって、一方の面が開く中央チャンネル部と反対側の面が開く側部チャンネル部とを有するフレーム部材を形成するように、長方形のスチールシートを七つに折り込むステップと、
中央チャンネル部を構成するパネルの両端部にスリットを切込んで二つのタブを形成し、これら二つのタブが中央チャンネル部を構成するパネルの残りの部分に概ね直交して内側に延びるように、各タブを内側に折り込むステップを備えたフレーム部材の形成方法。
【請求項１２】
長方形のスチールシートを折り込む前記ステップに先立って前記長方形のスチールシートを七つの平行なパネルに分割するステップをさらに備える請求項１０または請求項１１に記載のフレーム部材の形成方法。
【請求項１３】
前記フレーム部材を構成するパネルのうち、相手方のフレーム部材と重なり合う複数の部位に孔を開けるステップを有する請求項１０から請求項１２のいずれか一つに記載のフレーム部材の形成方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載された複数のフレーム組立体を含み、各フレーム組立体は周壁を形成するために衝き合わされて横に並ぶように配置されるフレーム建築物。
【請求項１５】
建築物は家屋であり、周壁に支持された屋根を有する請求項１４に記載のフレーム建築物。
【請求項１６】
前記フレーム組立体が衝き合わされて横に並ぶことに加えて、それらは周壁を形成する際に二層のパネルを形成するために、上端に繋がれる請求項１４または請求項１５に記載のフレーム建築物。
【請求項１７】
建築物は上部および下部の階を持ち、上部階の床は周壁で支持され、次に屋根もまた周壁で支持される請求項１６に記載のフレーム建築物。
【請求項１８】
隣接して衝き合わされたフレーム組立体間に置かれた補強支持柱を有する請求項１４から１７のいずれか一つに記載のフレーム建築物。
【請求項１９】
前記補強支持柱は木製であり、その補強支持柱は隣接して垂直に延びるフレーム部材の側部チャンネル部内に受け入れられる請求項１８に記載のフレーム建築物。
【請求項２０】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載された第一フレーム部材を構成するスチールフレームにおいて、
一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七に分割された帯状のパネルから形成されており、
少なくとも第一、第三、第五および第七のパネルは同じ幅で形成され、
第一、第三、第五および第七のパネルが残りの第二、第四および第六のパネルに対して垂直であるようにそれらは前記第一および第二の折込線並びに第五および第六の折込線で谷折りに、また残りの第三および第四の折込線で山折りに曲げられて開放端矩形凸部と開放端矩形凹部とが交互に形成され、
第二のパネルの長手方向両端に、第一および第二の折込線に沿ったスリットが形成され、かつ、各スリットの長さが前記第二のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第二のパネルの端部にタブが形成されるとともに、第六のパネルの長手方向両端に、第五および第六の折込線に沿ったスリットが形成され、かつ、第五および第六の折込線に沿った各スリットの長さが前記第六のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第六のパネルの端部にタブが形成され、
各タブはそれぞれ前記第二のパネルおよび第六のパネルが構成する側部チャンネル部の内側に概ね直角に折り曲げられ、それによって前記第二のパネルの各タブ並びに第一および第三のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の側部没入部と、前記第六のパネルの各タブ並びに第五および第七のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の側部没入部とが形成されることを特徴とするスチールフレーム。
【請求項２１】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載された第二フレーム部材を構成するスチールフレームにおいて、
一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七に分割された帯状のパネルから形成されており、
少なくとも第一、第三、第五および第七のパネルは同じ幅で形成され、
第一、第三、第五および第七のパネルが残りの第二、第四および第六のパネルに対して垂直であるようにそれらは前記第一および第二の折込線並びに第五および第六の折込線で山折りに、また残りの第三および第四の折込線で谷折りに曲げられて開放端矩形凹部と開放端矩形凸部とが交互に形成され、
第四のパネルの長手方向両端に、第三および第四の折込線に沿ってスリットが形成され、かつ、各スリットの長さが前記第四のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第四のパネルの端部にタブが形成され、
各タブは前記第四のパネルが構成する中央チャンネル部の内側に直角に曲げられ、それによって前記タブ並びに第三および第五のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の中央没入部を形成されることを特徴とするスチールフレーム。
【請求項２２】
請求項１から請求項９の何れか一つに記載の前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材を有し、各フレーム部材を一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七の帯状のパネルに曲成されたスチールフレームで構成し、第一フレーム部材の側部チャンネル部を構成する第二および第六のパネルは、第一フレーム部材の側部チャンネル部を構成する第二および第六のパネルよりも少なくとも僅かに広く、第一フレーム部材の中央チャンネル部を構成する第四のパネルは、第二フレーム部材の中央チャンネル部を構成する第四のパネルよりも少なくとも僅かに狭いことを特徴とするスチールフレーム構造。
【請求項２３】
所定の間隔で上下方向に並列に設けられた二つの第一フレーム部材を有し、各第一フレーム部材の上端の連結部位および下端の連結部位に、第一フレーム部材に対して直角に延びる第二フレーム部材が設けられ、第一フレーム部材の第三から第五のパネルによって形成される開放端矩形凸部の突出部と第二フレーム部材中央の開放端矩形凹部の端部に形成された没入部とが嵌合することに加えて、第二フレーム部材の第一から第三のパネルの開放端矩形凸部の端部と第五から第七のパネルの開放端矩形凸部の端部とによって形成される突出部が第一から第三のパネルの開放端矩形凹部の端部と第五から第七のパネルの開放端矩形凹部の端部とに形成される没入部に嵌合し、第一フレーム部材および第二フレーム部材の嵌合部分は互いに連結される請求項２２に記載のスチールフレーム構造。
【請求項２４】
請求項１から９の何れか一つに記載のフレーム組立体を複数個用いてスチール建築物を構築するフレーム構造であって、二つのフレーム組立体が、当該第二フレーム部材同士を接合して配置されるとともに、これら接合された第二フレーム部材の各中央チャンネル部が区画する凸部同士が背合せ状態に結合され、この結合部を挟んだ両側に当該第二フレーム部材の側部チャンネル部が区画する凹部同士からなるボックス部が形成されていることを特徴とするフレーム構造。
【請求項２５】
請求項１から９の何れか一つに記載のフレーム組立体を複数個用いてスチール建築物を構築するフレーム構造であって、二つのフレーム組立体が、当該第一フレーム部材同士を接合して配置されるとともに、これら接合された第一フレーム部材の各側部チャンネル部が区画する凸部同士が背合せ状態に結合され、この結合部に挟まれた中央部に当該第一フレーム部材の中央チャンネル部が区画する凹部同士からなるボックス部が形成されていることを特徴とするフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
本発明は、建築物用フレームシステムに関する。より詳細には本発明はフレーム部材、このようなフレーム部材を組み合わせるフレーム組立体、およびこのフレーム組立体を組み合わせるフレーム建築に関する。
【背景技術】
多くの金属フレームシステムが、金属構造で可能な正確な製作という利益のために過去に提案されてきた。このような金属フレームシステムは、構成方法を単純化し、かつレンガ、コンクリートまたは材木構造では容易に得られない正確さを提供する可能性を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
金属フレームはまた、硬直な周辺フレームが筋交いの必要性なしに構成されるという利点を持つ。一般的にこの硬直性は、フレームの水平および垂直部材間の溶接結合と関連している。このことは特に、鍍金または塗装された金属フレーム部材を使用する製作に適していない。希望する剛性はボルトまたはねじ結合で達成されるが、今日まで提案された殆どのシステムは、それらを材木枠組み構造に対しての普及性のある代替物にさせるような望ましい程度の単純性および/または汎用性を備えていなかった。
出願人の知るスチール建築物には、スチールフレームの結合によって作られる倉庫および類似の物の建造に使用されるフレーム構造物がある。フレーム構造物はベース部材、およびこのベース部材の両側から立ち上り、端部開放矩形を形成する垂直部材を有する。一般的にこのフレーム構造物は、次に防錆処理される。しかしながら、現場で水平部材を垂直部材に取り付けることは容易に完成されない。建設現場に運ばれるためには重機を必要とするようなある形式の圧入機械が必要である。
あるいは、フレーム構造物は互いに溶接される。しかしながら、溶接に対して二個のフレーム構造物が互いに垂直に置かれることが必要であり、こうして溶接は複雑である。その上、溶接は防錆処理に損傷を与える。従って、もし建設現場で迅速にかつ効率的にスチールフレーム構造物を組み上げる手段が見付かれば、それは好都合である。
本発明は、互いに信頼性をもって、かつ、効率的に取り付けられるフレーム組立体の垂直部材および水平部材を提供することを目的とする。
本発明はまた、壁を形成するために予め製作された複数のフレーム組立体が端部を衝合させた状態で立てられ、またもし必要ならば単純かつ効率的な方法で一方のフレーム組立体が他方のフレーム組立体の上に設置される構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
パネルは多層建築物用に、または積み重ねができて取り扱いが容易な小さな壁パネルにするために、上端を繋げるようにしてもよい。パネルは壁構造あるいは床または屋根構造を形成するために衝き合わされて横に並ぶようにしてもよい。
本発明の一の態様によれば、互いに直角に連結される第一フレーム部材および第二フレーム部材を複数個有し、前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材は、各々が、主たる二つの表面と、前記二つの表面のうち一方の面に向かって開く一個の中央チャンネル部と、前記中央チャンネル部の両側に形成され、前記二つの表面のうち他方の面に向かって開く側部チャンネル部とを有し、前記第一フレーム部材は、当該側部チャンネル部の端部を内側に直角に切り起こして相手方となる第二フレーム部材の側部チャンネル部の端部に面接合するタブを有し、前記第二フレーム部材は、当該中央チャンネル部の端部を内側に直角に切り起こして相手方となる第一フレーム部材の中央チャンネル部の端部に面接合するタブを有し、前記第一フレーム部材のタブの曲成によって当該第一フレーム部材の端部に形成される中央突出部と、前記第二フレーム部材のタブの曲成によって当該第二フレーム部材の端部に形成される中央没入部とが面接触状態で嵌合し、前記中央突出部の両側に形成される側部没入部と、前記中央没入部の両側に形成される側部突出部とが面接触状態で嵌合していることを特徴とする建築物用フレーム組立体が提供される。
第一フレーム部材は水平に延び、第二フレーム部材は垂直に延びることが好ましい。
前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位は、第一の重なり表面と、この第一の重なり表面と直交する第二の重なり表面と、第一、第二の重なり表面と直交する第三の重なり表面を有している。
一般的に、前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位を締結する締結手段を有する。
好ましい態様において、前記第一フレーム部材と前記第二フレーム部材との連結部位の重なり表面は、互いに芯合わせされる孔を規定し、前記締結手段は前記連結部位を互いに確実に締結するために、前記孔を通る締結具を有する。
一般的に、概ね矩形形状をもつように、垂直方向に離隔し水平方向に延びる二つの前記第一フレーム部材と、該第一フレーム部材と連結されて水平方向に離隔し垂直方向に延びる二つの前記第二フレーム部材とを有する。
随意的に、水平方向に延びる前記第一フレーム部材は、当該中央チャンネル部が、当該建築物用フレーム組立体の内側に向かって突出するように配置され、また垂直方向に延びる前記第二フレーム部材は、当該中央チャンネル部が、当該建築物用フレーム組立体の反対側に向かって突出するように配置される。
一般的に、前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材は、シートスチールで作られ、かつ、それに防錆処置が施され、シートスチールの厚さは０．８ｍｍ−１．５ｍｍである。
本発明の更に別の態様は、折込線を挟んで隣接する各パネルが当該折込線を境に概ね直角に曲成されることによって、一方の面が開く中央チャンネル部と反対側の面が開く側部チャンネル部とを有するフレーム部材を形成するように、長方形のスチールシートを七つに折り込むステップと、中央チャンネル部を構成するパネルの両端部にスリットを切込んで二つのタブを形成し、これら二つのタブが中央チャンネル部を構成するパネルの残りの部分に概ね直交して内側に延びるように、各タブを内側に折り込むステップを備えたフレーム部材の形成方法を提供する。
本発明の更に別の態様は、折込線を挟んで隣接する各パネルが当該折込線を境に概ね直角に曲成されることによって、一方の面が開く中央チャンネル部と反対側の面が開く側部チャンネル部とを有するフレーム部材を形成するように、長方形のスチールシートを七つに折り込むステップと、側部チャンネル部を構成するパネルの両端部にスリットを切り込んで、該側部チャンネル部のそれぞれに二つのタブを形成し、これら二対のタブが側部チャンネル部を構成する残りの部分に概ね直交して内側に延びるように、各タブを内側に折り込むステップを備えたフレーム部材の形成方法を提供する。
一般的に上述した各方法は、長方形のスチールシートを折り込む前記ステップに先立って前記長方形のスチールシートを七つの平行なパネルに分割するステップをさらに備える。
一般的に、本方法は、前記フレーム部材を構成するパネルのうち、相手方のフレーム部材と重なり合う複数の部位に孔を開けるステップを有する。
本発明の更に別の態様は、上に規定した複数のフレーム組立体を有し、各フレーム組立体は周壁を形成するために衝き合わされて横に並ぶように配置されるフレーム建築物である。
各フレーム組立体は、本発明の第一の態様に関連して上述したいずれか一つ以上の随意的な特徴を有する。
一般的に、建築物は家屋であり、周壁に支持された屋根を有する。
前記フレーム組立体が衝き合わされて横に並ぶことに加えて、それらは周壁を形成する際に二層のパネルを形成するために、上端が繋がれる。
随意的に、建築物は上部および下部の階を持ち、上部階の床は周壁で支持され、次に屋根もまた周壁で支持される。
フレーム建築物は、隣接して衝き合わされたフレーム組立体間に置かれた補強支持柱を有することが好ましい。
前記補強支持柱は木製であり、その補強支持柱は隣接して垂直に延びるフレーム部材の側部チャンネル部内に受け入れられる。
本発明の更に別の態様は、上述した第一フレーム部材を構成するスチールフレームにおいて、一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七に分割された帯状のパネルから形成されており、少なくとも第一、第三、第五および第七のパネルは同じ幅で形成され、第一、第三、第五および第七のパネルが残りの第二、第四および第六のパネルに対して垂直であるようにそれらは前記第一および第二の折込線並びに第五および第六の折込線で谷折りに、また残りの第三および第四の折込線で山折りに曲げられて開放端矩形凸部と開放端矩形凹部とが交互に形成され、第二のパネルの長手方向両端に、第一および第二の折込線に沿ったスリットが形成され、かつ、各スリットの長さが前記第二のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第二のパネルの端部にタブが形成されるとともに、第六のパネルの長手方向両端に、第五および第六の折込線に沿ったスリットが形成され、かつ、第五および第六の折込線に沿った各スリットの長さが前記第六のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第六のパネルの端部にタブが形成され、各タブはそれぞれ前記第二のパネルおよび第六のパネルが構成する側部チャンネル部の内側に概ね直角に折り曲げられ、それによって前記第二のパネルの各タブ並びに第一および第三のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の側部没入部と、前記第六のパネルの各タブ並びに第五および第七のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の側部没入部とが形成されることを特徴とするスチールフレームを提供する。
本発明の更に別の態様は、上述した第二フレーム部材を構成するスチールフレームにおいて、一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七に分割された帯状のパネルから形成されており、少なくとも第一、第三、第五および第七のパネルは同じ幅で形成され、第一、第三、第五および第七のパネルが残りの第二、第四および第六のパネルに対して垂直であるようにそれらは前記第一および第二の折込線並びに第五および第六の折込線で山折りに、また残りの第三および第四の折込線で谷折りに曲げられて開放端矩形凹部と開放端矩形凸部とが交互に形成され、第四のパネルの長手方向両端に、第三および第四の折込線に沿ってスリットが形成され、かつ、各スリットの長さが前記第四のパネルの幅と概ね同じにされて、両スリット間の前記第四のパネルの端部にタブが形成され、各タブは前記第四のパネルが構成する中央チャンネル部の内側に直角に曲げられ、それによって前記タブ並びに第三および第五のパネルによって囲まれる開放端矩形形状の中央没入部を形成されることを特徴とするスチールフレームを提供する。
本発明のさらに別の態様は、交互の開放端矩形形状凹部と凸部を持つ部分を備える前記第一フレーム部材および前記第二フレーム部材を有し、各フレーム部材を一方向に平行に延びる第一から第六の折込線によって第一から第七の帯状のパネルに曲成されたスチールフレームで構成し、第一フレーム部材の側部チャンネル部を構成する第二および第六のパネルは、第一フレーム部材の側部チャンネル部を構成する第二および第六のパネルよりも少なくとも僅かに広く、第一フレーム部材の中央チャンネル部を構成する第四のパネルは、第二フレーム部材の中央チャンネル部を構成する第四のパネルよりも少なくとも僅かに狭いことを特徴とするスチールフレーム構造である。
このスチールフレーム構造は、所定の間隔で上下方向に並列に設けられた二つの第一フレーム部材を有し、各第一フレーム部材の上端の連結部位および下端の連結部位に、第一フレーム部材に対して直角に延びる第二フレーム部材が設けられ、第一フレーム部材の第三から第五のパネルによって形成される開放端矩形凸部の突出部と第二フレーム部材中央の開放端矩形凹部の端部に形成された没入部とが嵌合することに加えて、第二フレーム部材の第一から第三のパネルの開放端矩形凸部の端部と第五から第七のパネルの開放端矩形凸部の端部とによって形成される突出部が第一から第三のパネルの開放端矩形凹部の端部と第五から第七のパネルの開放端矩形凹部の端部とに形成される没入部に嵌合し、第一フレーム部材および第二フレーム部材の嵌合部分は互いに連結されることが好ましい。
本発明のさらに別の態様は、上述したフレーム組立体を複数個用いてスチール建築物を構築するフレーム構造であって、二つのフレーム組立体が、当該第二フレーム部材同士を接合して配置されるとともに、これら接合された第二フレーム部材の各中央チャンネル部が区画する凸部同士が背合せ状態に結合され、この結合部を挟んだ両側に当該第二フレーム部材の側部チャンネル部が区画する凹部同士からなるボックス部が形成されていることを特徴とするフレーム構造である。
また、本発明のさらに別の態様は、請求項１に記載のフレーム組立体を複数個用いてスチール建築物を構築するフレーム構造であって、二つのフレーム組立体が、当該第一フレーム部材同士を接合して配置されるとともに、これら接合された第一フレーム部材の各側部チャンネル部が区画する凸部同士が背合せ状態に結合され、この結合部に挟まれた中央部に当該第一フレーム部材の中央チャンネル部が区画する凹部同士からなるボックス部が形成されていることを特徴とするフレーム構造である。
あるいは、内側に折り込まれたパネルは結合されたフレーム部材間に傾斜した接続を提供するために、鋭角または鈍角で折り込まれる。結合部の結合面は構成要素と共に正確なボルト締めをするために下孔を開けることが好ましい。
好ましい態様は、直交座標系のそれぞれの軸に沿って互いに直交するように延びる複数のボルトを含むボルト接続構造である。各ボルトは、堅固な結合構造を提供し、この結合構造を介してフレーム部材間で曲げモーメントを伝達可能とするために、水平または垂直な平面に配置され、横軸または縦軸に沿って延びるもの、或いは水平または垂直な平面と交差して配置されるものである。
フレーム部材は圧延されたスチールシートから折り曲げ加工されていることが好ましいが、それらは他の材料で、および押し出しのような他の方法によっても形成され得る。矩形に形成されたフレーム組立体の水平なフレーム部材は中央チャンネル部が、当該フレーム組立体の外側へ開くように配置され、および垂直なフレーム部材は側部チャンネル部が当該フレーム組立体の外側へ開くように配置されることが好ましい。
この構成により、複数のフレーム組立体を構成する下側のフレーム部材をそれぞれ中心が共通するレールに配置し、このレールを下側のフレーム部材の中央チャンネル部の窪みにぴったりと嵌合して、壁面に沿って連続的に芯合わせすることができる。同様に、複数のフレーム組立体を構成する上側のフレーム部材が、当該フレーム部材間の連結構造として連続的に配設されたトッププレートまたはトッププレートセクションを支持するものであってもよい。隣接する複数のフレーム組立体の垂直なフレーム部材同士を互いに連結してもよい。その際、垂直なフレーム部材の側部チャンネル部同士が反対向きに接合されることによって形成されるボックス部の中に嵌入される一または複数の部材とともに、これら垂直なフレーム部材同士を連結してもよい。勿論、もし必要であれば、垂直なフレーム部材は、水平なフレーム部材のように側部チャンネル部が外側に開くように配置されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明が一層容易に理解され、および実施されるために、本発明の好ましい実施例を図示する添付図面を参照する。
本発明の建築物用フレーム組立体２３は図１０に図示されるような矩形のフレーム構造であって、図８および９に図示されるようなボルト結合２２によって隅部が互いに接続された四個の第一、第二フレーム部材１２、１１から形成される。
第一、第二フレーム部材１２、１１は概ね同一の断面であるが、しかしながら水平な第一フレーム部材１２は、以下の記述から明らかとなるように垂直な第二フレーム部材１１内に緊密に嵌合するように形成されている。
第一、第二フレーム部材１２、１１はそれぞれ、一方の面に向かって開く中央チャンネル部５と、この中央チャンネル部５の両側に隣接して形成され、他方の面に向かって開く側部チャンネル部４を持つ。
図１から７に図示するように、第一、第二フレーム部材１２、１１は半製品１から折込線２ａから２ｆに沿って直角に曲げまたは圧延して形成される。
垂直な第二フレーム部材１１用半製品１はタブ７を形成するために中央チャンネル部５を構成するパネル３ｄの折込線２ｃおよび２ｄに沿って各端部から内側に６で示すスリットが入れられる。第二フレーム部材１１が成形された時、タブ７は図４（ｂ）および図４（ｃ）に図示するように隣接する側壁となるパネル３ｃおよび３ｅ間で内側に折り込まれる。
水平な第一フレーム部材１２用半製品１はタブ１４および１６を形成するために側部のパネル３ｂおよび３ｆの折込線２ａ、２ｂおよび２ｅ、２ｆに沿って各端部から内側に１３および１５で示すスリットが入れられる。第一フレーム部材１２が成形された時、タブ１４，１６は図６（ｂ）および６（ｃ）に図示するように隣接する側壁となるパネル３ａ，３ｃ間および３ｅ，３ｇ間で内側に折り込まれる。
タブ７の長さＬ１は、内側に折り込まれた時、側部突出部９と第一フレーム部材１２の中央突出部１９とが嵌合する中央没入部８を区画するように形成されている。
第一フレーム部材１２のタブ１４および１６の長さＬ３からＬ５は、同一寸法に設定されており、タブ１４および１６が内側に折り込まれた時、中央チャンネル部５の端部に形成された中央突出部１９の両側に対応する側部没入部１７，１８を設けるように形成されている。側部没入部１７，１８は、側部突出部９を受け入れる。
この目的のために、第二フレーム部材１１の中央チャンネル部を構成するパネル３ｄの幅Ｌ２は、第一フレーム部材１２の中央チャンネル部を構成するパネル３ｄの幅よりも大きく、また第一フレーム部材１２の側部のパネル３ｂおよび３ｆの幅Ｌ４およびＬ６は、第二フレーム部材１１の側部チャンネル部を構成するパネル３ｂおよび３ｆの幅よりも大きい。
図８に示すように、第二フレーム部材１１の結合端部においてタブ７および壁パネル３ａ、３ｂ、３ｆおよび３ｇには、それぞれ幅方向中央に開口する孔２０が形成され、また第二フレーム部材１１に対して相補的な第一フレーム部材１２の端部のタブ１４、１６並びに隣接するパネル３ａ、３ｄ、３ｇには孔２１が形成される。孔２０と孔２１とは、第一、第二フレーム部材１２、１１の端部が図９に図示するように結合された時に重なり合い、第一、第二フレーム部材１２、１１を互いに堅固に一体化するために自己押さえボルトまたはネジ（締結具）２２によってボルト締めされる。
この目的のために、孔２０、２１は動力ネジ回し等のシャフトで締着具２２を通し得るような配置でパネルに形成される。
矩形に組み立てられた建築物用フレーム組立体２３は、壁面沿いに作用する荷重に耐え得る結合部または外装構造体で剛性が確保される。しかしながら、もし希望するならば、締着具２２や必要に応じて追加される締着具によって横支柱を建築物用フレーム組立体２３に接合してもよい。
好ましくは、図１１に図示すように、複数の建築物用フレーム組立体２３はそれぞれ壁の高さであり、それぞれの第一フレーム部材１２は、中央チャンネル部５を連続させている。各中央チャンネル部５は断面が当該中央チャンネル部５の輪郭に対応する矩形のレールを嵌合させるために連続して外側に開いている。第一フレーム部材１２の上部を共締めするため、および／或いは、屋根トラスか類似のものへの接続を提供するために、中央チャンネル部５に対応するトッププレートを使用してもよい。
図１１（ｂ）に明示されるように、側部チャンネル部４の立ち上がり部分は、対になって接続部材または配管類を収容することのできる筒形ボックス部２５を形成する。中央チャンネル部を構成するパネル３ｄは、対になってネジまたは類似のものによって相互に接続される。
図１３は，隣接して向かい合わせに並べられた建築物用フレーム組立体２３の第二フレーム部材１１の一部を図示する。側部チャンネル部４は外に面し、それによって二つの第二フレーム部材１１の側部チャンネル部４は、直角に延びるチャンバー、すなわち導管３０を規定するように互いに開いて向き合っている。
補強支持柱３１を支持表面に据え付け、導管３０を通して上方へ延ばしてもよい。補強支持柱３１は一般的には木材で作られるが、他の材料で作ることもまた当然可能である。補強支持柱３１の主な機能は、それがスチール製の第二フレーム部材１１が溶解する原因となるような火災事件において構造的支持を維持することである。この追加の構造上の安全特徴は重要である。
補強支持柱３１の別の利点は、外部から見た時の璧表面の連続性を保つことである。隣接した第二フレーム部材１１は、組付が進んで追加の建築物用フレーム組立体２３が加えられるにつれて、互いから引き離される傾向があるので、このことは特に重要である。補強支持柱３１によって得られる壁表面の連続性は、建築物の美学および断熱にとって非常に重要である。
多層建築物については、図１２に見られるように、背中合わせに重なり合わされた第一フレーム部材１２は、側部チャンネル部４を構成するパネル３ｂおよび３ｆが面同士を重ね合わせ、それによってそれらが対向する中央チャンネル部５によって形成されたボックス部２８の反対の側部で一緒にネジ止めされる。
第一、第二フレーム部材１２、１１を使用している建築物用フレーム組立体２３が迅速に組み立てられ、かつ壁の構造的要求性能を提供するための追加の材料が最小限となるように、ボックス部２５および２８は、通常加えられる水平および垂直荷重に適応するために相対的に大柄な構造部材を各連結部位に提供する。
第一、第二フレーム部材１２、１１は、接着され、および／またはネジ止めされた少なくとも一つの外板を持つ完成した形で支給される。一般的に外板はクラフトウッド（CRAFTWOOD）または合板パネルのようなパーティクル・ボードである。
図面に示したような断面（発明品（CDS Section））の出願人の第一、第二フレーム部材の構造的強度を、従来型の断面（“C”断面（C Section））のフレーム部材と比較する試験が、クィーンズランド大学の技術構造研究所によって実施された。両タイプのものは、１．０ｍｍの商標名G550 ジンカリューム（Zincalume）から製造された。従来品は約１９４ｍｍ幅のスチールシートから形成され、一方、発明品は１９７ｍｍ幅のスチールシートから形成された。試験を単純化するために、端部および荷重点で生じる不可避の拘束以外に拘束装置はない。
下記の試験が行われた。
ａ）スタッド圧縮試験
ｂ）スタッド曲げ試験
ｃ）プレート曲げ試験
スタッド圧縮試験
スタッド圧縮試験において、２，７００ｍｍ長の個別のスタッド部が軸方向荷重で試験された。スタッドは、各端部でのプレートの荷重による以外に、横または捻りモーメントに対して拘束されなかった。荷重は、出来る限り均等に加えられた。
二つの従来品および二つの発明品が、試験された。結果は下表に示されている。
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このように、発明品は従来品の荷重の約２倍で破損するに過ぎなかった。
スタッド曲げ試験
スタッド曲げ試験において、２，７００ｍｍ長の個別のスタッド部が、曲げ荷重で試験された。
一つの従来品および一つの発明品が、試験された。結果は下表に示されている。
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試験結果は、スパン／１５０の撓みを生み出す荷重に対して当該部分の性状を示すものとして合理的に理解される。結果の表に示されるように、１５０で除したスパンの撓みにおいて発明品スタッドは従来品スタッドによって支えられる荷重の約１．５倍を支える。両部分に対して経験された破損のモードは使用状態を表すものではないので、当該部分の極限強度に関しては、有効な比較は行うことができない。
プレート曲げ試験
プレート曲げ試験において、８００ｍｍ長の個別のプレート部が曲げ荷重で試験された。撓みにおける曲げ荷重は、プレートが破損に至るまで増分毎に荷重されながら測定された。プレート部はその曲げ軸に関して対称性はないので、試験は上方および下方の両方に面したプレートで行われた。プレート曲げ試験の結果を下に示す。
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この試験において、一つの従来品プレートを除いた総ての試験部分は点荷重下で局部的に破損した。従って、局部的破損を除去するために荷重がより広い面積に加えられれば、異なる結果が得られていたであろう。
要約すると、そのフランジアップ発明品プレートは、曲げにおいてフランジアップ従来品プレートの約２．５倍の強度である。
フランジダウン発明品プレートは、フランジダウン従来品プレートよりも曲げにおいて僅かに強い。試験されたような単純な支持プレートとは別の連続したプレートに対しては、発明品は従来品が支える荷重の約１．３倍を支えることができる。
まとめ
試験は、２７００ｍｍ長の発明品スタッドが従来品スタッドの二倍の圧縮荷重に耐えることを示した。
試験は、２７００ｍｍ長の発明品スタッドが、従来品スタッドが耐用限界に至る約１．５倍の曲げ荷重に耐えることも示した。
６００ｍｍスパンの連続したプレートのためのプレート曲げ試験は、発明品プレートが従来品によって支える荷重の１．３倍の荷重を支え、発明品プレートが従来品と略同じ光度を有することを示した。
最後に、試験結果はそれ故、発明品の断面形状が同一材料で概ね同一質量のスチールから作られた従来品の断面形状と同様またはそれ以上に良好であることを示した。
【発明の効果】
上述したフレーム組立体の利点は、このフレーム組立体が、荷重の作用している場合でさえ偏位や変形に抗して連結されるフレーム部材を備えていることである。このことは、スチール建築物の適切な強度の容易かつ効率的な構築を可能にする。ボックス構造や直交座標系のそれぞれに沿った重なり表面等の構造的な特徴は、フレーム強度を向上するとともに、軸方向荷重や捻り荷重に対するフレーム組立体の耐性を向上する。フレーム部材の接合作業は、特別なスキルのない作業者でも、工事の間は非常にシンプルであり、迅速に完了することができ効率的である。
フレーム部材が中空に形成するボックス部に、水道管や電気線、或いは空調機の冷媒管といったユーティリティを挿通することができる。
もちろん、上述したものは、本発明を図示したほんの一例に過ぎず、当業者がなし得るであろう全ての変形やバリエーションは、本件発明の特許請求の範囲内に含まれるものであると認識されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフレーム部材用展開半製品を図示する。
【図２】形成されたフレーム部材の断面形状を図示する。
【図３】形成されたフレーム部材の中間形態を示す透視図である。
【図４】フレーム部材形成用カットを示し、（ａ）は、展開半製品、図４（ｂ）および４（ｃ）は終端部を図示する。
【図５】図４のフレーム部材拡大透視図である。
【図６】フレーム部材形成用カットを示し、（ａ）は、展開半製品、図６（ｂ）および６（ｃ）は終端部を図示する。
【図７】図６のフレーム部材拡大透視図である。
【図８】相補型フレーム部材の嵌合状態を図示する分解透視図である。
【図９】相補型フレーム部材間の嵌合後の状態を図示する透視図並びに対応する端部図である。
【図１０】先に図示したフレーム部材および締結部材で作られた矩形に形成されたフレーム組立体の側面である。
【図１１】図１０に図示したタイプの隣接するフレーム組立体の結合例を図示する。
【図１２】図１０に図示したタイプの隣接するフレーム組立体の別の結合例を図示する。
【図１３】フレーム組立体の部分を一部破断して図示する拡大透視図である。
【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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