(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材をフランジ同士交互に重ね合わせて接合するのに際して、干渉するリップの少なくとも一方をフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とする鋼製トラスの接合部構造。
【請求項２】
短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を内法寸法が木製材の外形寸法と略等しい略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材をフランジ同士交互に重ね合わせて接合するのに際して、干渉するリップの少なくとも一方をフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とする鋼製トラスの接合部構造。
【請求項３】
短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を内法寸法が木製材の外形寸法と略等しい略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材に木製材を嵌め込んで行うトラス部材の接合に際して、リップをフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とするトラスの接合部構造。
【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およびこれ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、フランジ外形寸法を木造ツーバイフォー製材断面の短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、フランジ内法寸法を木造ツーバイフォー製材断面の短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、あるいはこれらの組み合わせ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、請求項３のように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大きく取れないため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）短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材をフランジ同士交互に重ね合わせて接合するのに際して、干渉するリップの少なくとも一方をフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とする鋼製トラスの接合部構造。
（２）短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を内法寸法が木製材の外形寸法と略等しい略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材をフランジ同士交互に重ね合わせて接合するのに際して、干渉するリップの少なくとも一方をフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とする鋼製トラスの接合部構造。。
（３）短辺のウェブと長辺のフランジとにより断面を略コ字形状に構成し、さらに長辺のフランジの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部を形成し、断面を内法寸法が木製材の外形寸法と略等しい略Ｃ字形状に構成した鋼製トラス用形鋼部材に木製材を嵌め込んで行うトラス部材の接合に際して、リップをフランジと平行に折りつぶしてなることを特徴とするトラスの接合部構造。
【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、本発明の鋼製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、断面を、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し、さらに長辺のフランジ２ａおよび２ｂの先端部を内側に９０°以上折り曲げてリップ部２ａ´および２ｂ´を形成し、略Ｃ字形状に構成している。リップ角度は９０°〜１８０°（内側に折りつぶした状態）の範囲で任意でよい。鋼材としては、例えば板厚１．０ｍｍ程度の溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛アルミ合金めっき鋼板、あるいはプレコート鋼板等が用いられ、鋼材強度は少なくとも２７０Ｎ以上で、４００Ｎクラスが望ましい。
【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、リップ長さ＝１５ｍｍ、リップ角度＝９０°である。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】
この形鋼部材を使用してトラスを構成する場合、必要な部分のみリップ部を内側に折り込み、平らにつぶして組み立てる。板厚が薄いため、加工は容易である。形鋼部材同士を接合する場合には、干渉するリップの少なくとも一方を折りつぶす。
【００１３】
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は図２のIV−IV線に沿う矢視図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
トラス頂部は、図２および図４に示すように開口側がともに下向きである上弦材３ａおよび３ｂの片側のリップを折りつぶしフランジを重ね合わせて両側面のフランジを接合することで必要なビス本数を打つことができる。ここでは、各フランジ毎に例えば呼び径４．２ｍｍのタッピンねじ５を２本用いて接合している。
【００１７】
トラス端部は、図２および図５に示すように開口側が向かい合う上弦材３ａまたは３ｂと下弦材４との接合となり、片側のリップを折りつぶしフランジを重ね合わせて、同じく例えばタッピンねじ５を各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。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、図５のように、開口部分を向かい合わせてフランジを交互に重ねて全てを閉鎖断面に構成することも可能である。このように組み立てた閉鎖断面は、曲げ材としての断面性能を有効に使用するために長辺を縦にした方向で用いられる。
【００２０】
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た場合には、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。
【００２１】
図６〜図８は、本発明の鋼製トラスの接合部構造における他の実施形態を示しており、図６は正面図、図７は下面図、図８は図６のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【００２２】
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。
【００２３】
これに対して、図６〜図８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、形鋼部材の断面内法寸法に略等しい断面外形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。
【００２４】
この場合、図８に示すように、上弦材３ａまたは３ｂは木製材６と干渉するリップを内側に折り込むが、予め鋭角的に折り込んでおいて木製材６を嵌挿し、外側から加力してリップ部分をつぶしてもよい。
【００２５】
一方、下弦材４は木製材６の断面外形寸法に略等しい断面内法寸法をもつので、図１のようにリップを内側に折り込むことなく木製材６を嵌め込むことができる。
【００２６】
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である。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。
【００２７】
また、図９（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。
【００２８】
また、図９（ｂ）に示すように、図９（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の端部の干渉するリップを折り込んだ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。
【００２９】
図１０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干渉するリップ部分を内側に折りつぶして嵌め込まれ、タッピンねじ５や釘５ａで接合される。
【００３０】
また、図１１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。当該部分に干渉するリップ部分を内側に折りつぶして木製材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。
【００３１】
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。
【００３２】
【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。
鋼製トラス用形鋼部材の断面形状を請求項１または２のように構成することで、設けられたリップ部によって形鋼部材の断面性能が向上する。また、該リップ部はフランジの内側に容易に折りつぶすことが可能なため、請求項１〜３の何れかに示すように、形鋼部材同士または形鋼部材と木製材との接合時に干渉する少なくとも一方のリップを折りつぶしてフランジ同士を重ね合わせて接合することにより、下記のような利点をもつ接合部を構成することができる。
【００３３】
▲１▼  トラス接合部の切り欠き加工あるいは接合部品（ガセットプレート等）が不要となってコストや手間が低減でき、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が不要となる。
▲２▼  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ことにより、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る。これらは形鋼部材内に嵌め込まれるため、組み立てられたトラスの厚さは形鋼部材の厚さ程度に収まり、搬送効率が向上する。
▲３▼  形鋼部材の両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や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。
▲４▼  熱橋を小さくする効果が大きい、軒先に木製材を嵌め込んだ形態も実施可能である。
【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IV−IV線に沿う矢視図
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】本発明のトラスの他の実施形態を示す正面図
【図７】図６のトラスの下面図
【図８】図６のVIII−VIII線に沿う断面図
【図９】本発明のトラスの他の実施形態を示す正面図
【図１０】本発明のトラスの他の実施形態を示す正面図
【図１１】本発明の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
２ａ´  リップ
２ｂ´  リップ
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】
0004352582.tif 000002
【図２】
0004352582.tif 000003
【図３】
0004352582.tif 000004
【図４】
0004352582.tif 000005
【図５】
0004352582.tif 000006
【図６】
0004352582.tif 000007
【図７】
0004352582.tif 000008
【図８】
0004352582.tif 000009
【図９】
0004352582.tif 000010
【図１０】
0004352582.tif 000011
【図１１】
0004352582.tif 000012