(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が、短辺のウェブと長辺のフランジとにより略コ字形状に構成された形鋼部材を用いたトラスであって、トラス上弦材が前記形鋼部材の開口側を下向きにしたものからなり、トラス下弦材が前記形鋼部材の開口側を上向きにしたものからなり、上弦材と下弦材を構成する形鋼部材の接合部の少なくとも一箇所が、断面形状の短辺寸法が形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材の一部を、接合すべき両形鋼部材のフランジ間に嵌め込み、該嵌め込み部の住宅用木製材とフランジとを接合したものであることを特徴とする鋼製トラス。
【請求項２】
断面が、短辺のウェブと長辺のフランジとにより略コ字形状に構成された形鋼部材を用いたトラスであって、トラス上弦材が前記形鋼部材の開口側を下向きにしたものからなり、トラス下弦材が前記形鋼部材の開口側を上向きにしたものからなり、トラス斜材またはトラス束材が、断面形状の短辺寸法が前記形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材で構成されたことを特徴とする鋼製トラス。
【請求項３】
トラス頂部が、左右の上弦材を構成する形鋼部材のフランジを重ね合わせ、該重ね合せ部を接合した構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼製トラス。
【請求項４】
トラス端部が、上弦材と下弦材を構成する形鋼部材のフランジを重ね合わせ、該重ね合せ部を接合した構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋼製トラス。
【請求項５】
トラス斜材またはトラス束材が、断面形状の短辺寸法が前記形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の鋼製トラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の屋根骨組に好適な鋼製トラス用形鋼部材を用いた鋼製トラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄鋼板製形鋼部材による屋根骨組として、Ｃ字形断面で、そのウェブ外形寸法を木造ツーバイフォー製材断面の長辺寸法と略同一とし、長辺の一辺が開口した形鋼部材と、コ字形断面で、そのウェブ内法寸法を木造ツーバイフォー製材断面の長辺寸法と略同一とし、長辺の一辺が開口した形鋼部材とから構成した鋼製枠組壁構法建築物の屋根トラスが用いられている。このトラスは一般的には上弦材、下弦材、ラチス材をＣ字形断面の形鋼部材により構成し、▲１▼ウェブ面を背中合わせにして直接ビス接合する、▲２▼ウェブ面を揃えて、ガセットプレートを介してビス接合する、▲３▼形鋼部材のフランジ部分を切り落とし重ね合わせてビス接合する、のいずれかにより構成されている。コ字形断面の形鋼部材は、トラス部材としてＣ字形断面、即ち開断面形状の鋼材を使用するため、開口側に壁部材との固定用金物等を取り付ける部分に箱型閉鎖断面を形成する際、カバー材として組み合わせて使用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記屋根トラスは、木製トラスよりも重量が軽く強度が高いメリットがあり、また、鉄骨プレファブ住宅に用いられる鋼製トラスよりも板厚が薄く、ボルトや溶接ではなくビスにより組み立てるため、軽量でしかも加工や接合が容易である等のメリットがある。
【０００４】
しかし、上記▲１▼の方法は、ガセットプレートなどの接合部材が不要となるメリットはあるが、形鋼部材を背中合わせに接合して構成するため、構成されたトラスの幅がトラス部材のフランジ高さの２倍になり、運搬効率が低下する欠点があり、上記▲２▼の方法は、ガセットプレートの取り付け、ビス本数の増加などコスト、手間が増大することになり、上記▲３▼の方法は、フランジ切り落としに手間がかかるなどの問題がある。
【０００５】
また、トラス部材としてＣ字形断面、即ち開断面形状の鋼材を使用するため、部材同士の接合はウェブ部分にビスを多数打ち込むことによって行われる。このように構成されたトラスは、接合部にビス頭が多く存在するため、トラス固定用の金物が取り付けにくくなる欠点があり、さらに、そのままでは開断面側にトラス固定用金物等を取り付けることができない問題がある。そのため、壁部材との固定用金物等を取り付ける部分にカバー材としてコ字形断面の形鋼部材を組み合わせて箱型閉鎖断面を形成し、コ字形断面の形鋼部材側に金物を取り付ける方法が採られるが、部材点数の増加、手間の増加を招いている。
【０００６】
また、さらに上記のような長辺の一辺が開口したコ字形断面の形鋼部材を用いて、フランジを重ねて接合する方法を採用した場合、フランジ寸法が木製材の短辺寸法となっていることから、フランジの重ね代が多く取れず、即ち接合部面積が小さくなり、構造耐力上必要なビス本数を打つことができない場合がある。また、トラス形状を構成した場合でも、部材断面高さが小さいため断面性能が小さく構造耐力上不利である。従って、必要な断面性能を確保するために板厚を厚くする、ラチス材の数量を増やすなどの対策をとらなければならず、重量増、部材点数増など、加工、コストの面で不利である。
【０００７】
本発明は、上述のような問題点の解決を図ろうとするもので、建築物の屋根骨組等に好適な、接合の容易な形鋼部材を用いた鋼製トラス構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明は次のような構成を有する。
１．断面が、短辺のウェブと長辺のフランジとにより略コ字形状に構成された形鋼部材を用いたトラスであって、トラス上弦材が前記形鋼部材の開口側を下向きにしたものからなり、トラス下弦材が前記形鋼部材の開口側を上向きにしたものからなり、上弦材と下弦材を構成する形鋼部材の接合部の少なくとも一箇所が、断面形状の短辺寸法が形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材の一部を、接合すべき両形鋼部材のフランジ間に嵌め込み、該嵌め込み部の住宅用木製材とフランジとを接合したものであることを特徴とする鋼製トラス。
２．断面が、短辺のウェブと長辺のフランジとにより略コ字形状に構成された形鋼部材を用いたトラスであって、トラス上弦材が前記形鋼部材の開口側を下向きにしたものからなり、トラス下弦材が前記形鋼部材の開口側を上向きにしたものからなり、トラス斜材またはトラス束材が、断面形状の短辺寸法が前記形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材で構成されたことを特徴とする鋼製トラス。
３．トラス頂部が、左右の上弦材を構成する形鋼部材のフランジを重ね合わせ、該重ね合せ部を接合した構造を有することを特徴とする１または２に記載の鋼製トラス。
４．トラス端部が、上弦材と下弦材を構成する形鋼部材のフランジを重ね合わせ、該重ね合せ部を接合した構造を有することを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の鋼製トラス。
５．トラス斜材またはトラス束材が、断面形状の短辺寸法が前記形鋼部材のウェブの内法寸法と略同一である住宅用木製材で構成されたことを特徴とする１に記載の鋼製トラス。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図示し、説明する。
図１は、本発明のトラス用形鋼部材の一実施形態を示す説明図である。
【００１０】
この形鋼部材は、断面が、短辺のウェブ１と長辺のフランジ２ａおよび２ｂとにより略コ字形状に構成されており、鋼材としては、例えば板厚１．０ｍｍ程度の亜鉛めっき鋼板、亜鉛アルミ合金めっき鋼板、あるいはプレコート鋼板等を成形加工したものであって、鋼材強度は少なくとも３４０Ｎ以上で、望ましくは４００Ｎクラスとする。
【００１１】
この形鋼部材の断面寸法の一例は、ウェブ内法寸法ｗ＝３８ｍｍ、フランジ内法寸法ｈ＝８９ｍｍであり、この内法寸法は木造ツーバイフォー製材の２０４材の断面外形寸法と等しいので、図１に示すように２０４材を嵌め込むことができる。また、２０６材、２０８材等、任意の木製材に対応するものも実施可能である。
【００１２】
図２〜図５は、上記の形鋼部材を用いた本発明の鋼製トラスの一実施形態を示しており、図２は正面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は上面図、
図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
この鋼製トラスは、図２に示すように２本の上弦材３ａおよび３ｂと下弦材４とで構成されており、その寸法は一例としてスパン２．７ｍ、高さ０．８１ｍである。また、上弦材３ａおよび３ｂと下弦材４との接合部から上弦材３ａおよび３ｂがそれぞれ例えば０．５ｍずつ延長され、軒を構成している。
【００１３】
トラスの組立に際しては、図３に示すように上弦材３ａおよび３ｂは形鋼部材の開口側を下向きに配し、下弦材４は形鋼部材の開口側を上向きに配している。
【００１４】
トラス頂部は、図２および図４に示すように、左右の上弦材３ａおよび３ｂを構成する形鋼部材のフランジが重ね合わされ、この重ね合せ部を例えば呼び径４．２ｍｍのタッピンねじ５を２本ずつ用いて接合している。このように、フランジを重ね合わせて接合することで必要なビス本数を打つことができるようになり、形鋼部材の切り欠きやガセットプレートが不要となる。
【００１５】
トラス端部は、図２および図５に示すように、上弦材３ａまたは３ｂと下弦材４とを構成する形鋼部材のフランジが重ね合わされ、この重ね合せ部を同じくタッピンねじ５を３本ずつ用いて接合している。このように構成することで、組み立てられたトラスは、壁との接合部分が箱型断面となるため、金物を取り付けるためのカバー材も不要となるなど、加工手間の低減、部品点数の削減が可能となり、施工の合理化が図られ、従来に比べて低コストでトラスの供給が可能となる。
【００１６】
上述のように組み立てられたトラスは、別途組み立てられた壁上にトラス部材芯と壁縦枠芯をそろえて配置され、壁上枠とトラス部材のフランジ面とを例えばアングル金物（Ｌ−８９板厚１．０ｍｍ）を介してタッピンねじにより固定することによって据え付けられる。さらに、軒部分と壁をあおり止め金物によって緊結して取り付けを完了する。
【００１７】
なお、従来のように長辺側が開口部となった形鋼部材を組み合わせる場合には、短辺部分にビスを打って閉鎖断面を構成するが、例えばそれを天井根太に使用すると、壁上に配置するのに際してビス頭が干渉する場合がある。また、天井面材を取り付ける際にもビス頭が干渉し使用しにくい。これに対して本発明の鋼製トラスでは、上述のように短辺側の開口部を向かい合わせ、長辺のフランジを重ねてビスを打って閉鎖断面を構成し、曲げ材としての断面性能が高い長辺のフランジを縦にした方向で用いられる。したがって、ビス頭は側面に位置するため使用上の障害とはならないメリットがある。
【００１８】
図６および図７は、本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示しており、図６は正面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。
従来鋼製トラスにおいて形鋼部材同士を接合する場合、通常、平板からなるガセットプレートが用いられる。従来用いられているような断面の長辺側が開口する形鋼部材では、ウェブ部分にガセットプレートを添えてビス止めするか、形鋼部材にガセットプレートを嵌め込んでビス止めするが、ガセットプレートは面外剛性が弱く、応力点が重心からずれているためねじれが生じ易い。このような問題はガセットプレートをより剛性の高い部材とすることによりある程度改善されるが、鋼板の板厚が厚くなり取付け用のビスの本数も増加するため、重量が増加し、施工能率も著しく低下する。
【００１９】
これに対して、図６および図７に示すように、本発明の形鋼部材を用いたトラスの上弦材３ａまたは３ｂと下弦材４との接合部を、形鋼部材のウェブ内法寸法に略等しい断面短辺寸法をもつ既成の木製材６の両端部を接合すべき両形鋼部材の内側に嵌め込んで、外側からタッピンねじ５あるいは釘５ａ等で接合することにより構成すると、施工性がよい上に、ねじれが生じにくい剛性の高い接合部とすることができる。
【００２０】
寸法例を示すと、形鋼部材の断面内法寸法が長辺８９ｍｍ、短辺３８ｍｍの場合、木製材６の断面外形寸法は長辺８９ｍｍ、短辺３８ｍｍで、長さは２５０ｍｍとする。この長さは接合部の必要強度により変化する。このように接合部を構成することで、容易に接合部の曲げ、せん断、座屈強度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、図８（ａ）に示すように、トラスの軒部分に木製材６を嵌め込むことも可能である。この形態は、軒先のように熱橋となる部分を鋼材から熱伝導抵抗の大きい木材に置き換えるため、トラスと壁の接合部の熱損失を減少させることができる。木製軒材は現場で取り付けてもよい。この場合、現場に搬入するトラスの寸法が小さくできるので、輸送効率が上がるメリットもある。
【００２２】
また、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の上下弦材接合用木製材６と軒先用木製材６とを一体化し、一本の木製材６の一端を上弦材３ａの端部フランジ間に嵌め込んで固定し、該木製材６の中央部を下弦材４の端部フランジ間に嵌め込んで固定した実施形態をとることもできる。
【００２３】
図９は、本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示す正面図である。
ここでは、一例としてトラススパンを３．６ｍとし、トラスに斜材を取り付ける場合を示している。斜材の材料は木造ツーバイフォー製材で、断面外形寸法は長辺８９ｍｍ、短辺３８ｍｍである。斜材の両端部は上弦材３ａまたは３ｂの内側と下弦材４の内側とにそれぞれ嵌め込まれ、タッピンねじ５や釘５ａで接合される。
【００２４】
また、図１０に示すように、トラスの中心に束材として木製材６を取り付ける場合には、トラス頂部で上弦材３ａおよび３ｂのフランジを重ね合わせることをせずに、重なり部分を垂直に切り落として合わせる。当該部分に木製材６を嵌め込み、タッピンねじ５あるいは釘５ａ等で接合する。このように構成すれば、ガセットプレートのようなトラスの組立用補助部材を用いることなく容易にトラスが構成でき、部品点数の削減、施工の合理化が図られ、従来に比べて低コストでトラスの供給が可能となる。
【００２５】
なお、以上に述べたトラス部材の板厚やトラスのサイズはこれに限定するものではなく、建物の規模あるいは荷重条件によって随時設計が可能であるが、形鋼部材の板厚は０．５ｍｍ〜１．６ｍｍ程度とするのが、施工が容易で望ましい形態である。
【００２６】
【発明の効果】
以上に述べた本発明によれば、次のような効果が得られる。形鋼部材の形状を前述のように構成することで、鋼製トラスの接合部の加工、あるいは接合部品が不要となり、コストと手間が低減できる。
【００２７】
組み立てられた鋼製トラスは、壁との接合部分が箱型断面となるため、金物を取り付けるためのカバー材が不要となる。また、形鋼部材の両外側面から釘やねじが打ち込めるため、一つの面に打ち込む釘あるいはねじの本数を減らすことができ、壁との接合に用いる金物と干渉しにくくなり、施工性が向上する効果がある。
【００２８】
さらに、形鋼部材の内法寸法を木製材（例えば木造ツーバイフォー製材）の外形寸法と略同一にしたので、斜材、束材に接合部材兼用で木製材を使用することができ、これらは形鋼部材内に嵌め込まれるため、組み立てられた鋼製トラスの厚さは形鋼部材の厚さ程度に収まり、輸送効率が向上する。また、軒先に木製材を嵌め込んだ場合には、熱橋を小さくする効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形鋼部材の一実施形態を示す説明図
【図２】本発明の鋼製トラスの一実施形態を示す正面図
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図
【図４】図２の鋼製トラスの上面図
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示す正面図
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図
【図８】本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示す正面図
【図９】本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示す正面図
【図１０】本発明の鋼製トラスの他の実施形態を示す正面図
【符号の説明】
１      ウェブ
２ａ    フランジ
２ｂ    フランジ
３ａ    上弦材
３ｂ    上弦材
４      下弦材
５      タッピンねじ
５ａ    釘
６      木製材
【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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