JPH03500792A - 小屋根およびその梁材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 小屋根およびその梁材 技術分野 本発明は、小屋根およびそれに使用する梁材に関する。

背景技術 住宅、および他の家屋および建物の骨組を組立て成工法で作ることは今日の一般 的慣行でありかつ予め組み立てられた小屋根が頻繁に使用されている。木製の小 屋根はこれらが現場で屋根に組み立てる前に幾分不安定であるので時折損傷を生 じる。このため、コストを減じおよび／または強度を増大するために、金属製小 屋根を製造する努力がなされた。現在使用されている最近開発された金属製小屋 根はその木製の小屋根よりもしばしば好まれている。しかしながら、金属製小屋 根は中空断面からなりかつその清楚せうに溶接作業を含んでいる。

発明の開示 本発明の主たる目的は、従来の木製および金属製梁材およびトラスに比して強度 において優れかつ製造コストが安価である金属製小屋根およびその主梁材を提供 することにある。

本発明によれば、小屋根の上弦として使用する構造梁材が設けられかつ該梁材が 断面において複数の長手方向に延在する一体部分を含む形状を有する圧延成形金 属帯片材料から構成され、前記梁材第１屋根目板固定部分、該第１部分の下にか っそれに対してほぼ垂直でかつ第１部分の幅より小さく間隔がおかれモして１ま たはそれ以上の間隔が置かれたウェブ部材の上方端に前記上弦を接続する手段を 備えている１対の平行部分、該平行部分の各々の上方端を前記第１部分の隣接横 方向縁部に相互に接続する一対の傾斜部分、外方折り返しフランジを有しかつ前 記平行部分の各々の下方端からほぼ直角に外方に延在するフランジ部分、および 前記第１部分および各傾斜部分に形成される長手方向に延在する補強リブからな り、前記梁材の設計は小屋根（ルーフトラス）の上弦としての使用中の梁材への 過度の負荷の印加により断面形状のほぼすべての前記部分の破壊が同時に発生す るようになっている。

図面の簡単な説明 本発明を添付図面に関連してより詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明によって達成されることができる小屋根の２つの形 状を示す側面図、 第３図は第１図に示したｒＡＪ部の詳細拡大図、第４図は第１図に示したｒＢＪ 部の詳細拡大図、第５図は第１図に示したｒＣＪ部の詳細拡大図、第６図は小屋 根の上弦を構成する梁材の一定の尺度で描かれた断面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明の主たる目途は小屋根のコストを減じかつ強度を増大することであり、本 発明は以下の方法において開発した。小屋根に現在使用している通常の金属製梁 材が分析されがっ幅２３０ｍＩ１および厚さ０。

９鴫の３００Ｍｐａ軟鋼帯片材料から構成されていることが認められ弦１１から ウェブ部材１２によって支持される、第１図および第２図に示されるごとき小屋 根に適切な強度からなるように管理機関により認可されている。建物に組み立て られるとき下弦１１は壁枠（図示せず）にまたがりかつ屋根用の屋根目板固定部 分として向けられる上弦１０に支持される負荷がウェブ部材１２に係合される場 合に軸方向圧縮力ならびに曲げモーメントを受けるように、壁枠に固定される。

しかしながら、意図される使用から引き出される軸方向圧縮ひずみを制御するよ うな適切な設計により曲げモーメントがウェブ１２の通常の間隔が厳守されるな らば無視されることができることが見い出された。

同一幅、すなわち、２３０ｎｕｎである厚さが０．７ｍｍである３００Ｍｐａ軟 鋼帯片材料が長手方向の線に沿って非常に異なる断面形状に折り畳まれ、その断 面形状においてその連続した平らな部分は以下の式に応じる幅を超えない幅から なった。この式は軸方向に圧縮応力に抗するのに必要な軟鋼帯片の断面積に関連 する。

Ｆａ＝Ｍｐａで表される最大許容量圧縮応力Ω　一　負荷係数 Ｑ　一　有効断面積を考慮する形状係数Ｆｏｃ＝　Ｍｐａで表される弾性座屈応 力この式を使用するためには、ＳＡＡ冷間式形鋼構造コード番号ＡＳ１５３８／ １９７４として知られるオーストラリア規格を参照すべきである。それゆえ、上 記式は、梁材の所望の負荷支持能力に対応する厚さ０．７咽に関連づけられるよ うな平らな部分の幅を決定するのに使用される。かかる部分は第３図に示される 部分１３，１４．１５および１６である。後述されるごとく、ウェブ１２によっ て支持されている表面１４は必ずしも式に従う必要はない。この図から理解され ることは、第１図および第２図の小屋根の構造が部分１４がら離れる間隔を伴っ て部分１４の間に矩形断面金属ウェブ１２を通過させがっその端部１２Ａで部分 １６の下側に係合するということである。固定ボくして、じょうげん１０に課せ られる負荷の支持がボルト１７によって提供される。

上記方法で構成された梁材の種々の断面形状の負荷支持脳力の結果は基準として 考えられた従来の形状の梁材を超える改良を示したけれども、第３図および第６ 図に示した断面形状が他のすべてより意外に良好な能力を有することが見い出さ れた。これは、平らな部分１３゜１４．１５または１６が上記式によって決定さ れるような幅を超えず一方最大の使用が補強リブ１８から作られそれにより過度 の負荷が梁材に課せられるとき断面形状のほぼすべての部分の破壊が同時に発生 することを保証することにより主として可能となされたと思われる。

すなわち形状の部分が前記式によって決定されるような幅を超えないことである 。さらに、最大の使用は上弦ｌｏ上の軸方向圧縮力に抗するような金属帯片材料 の合計幅２３０ｍ＋＋ｎについてなされた。

上弦１０を形成する梁材の設計において以下の特徴が特定理由により含まれた。

上弦１０は小屋根に組み込まれるようなその通常の位置において第６図に示され 、そして本明細書および添付請求の範囲において使用される「上方」および「下 方」のごとき相対的位置に関する用語はこの図面に示されたように配置される梁 材に依存する。第１の特徴として、長手方向に延在する屋根目板固定部分１９は 固定手段の位置において良好な範囲を設ける支持幅と屋根固定子を設けるように 約５０Ｍの幅からなる。第２に、１対の平行に延在するウェブ部材固定部分２０ および２１は部分１９の下にかつそれに対して実質り垂直に位置決めされること を必要とする。部分２０および２１の幅は、ウェブ１２用の固定ボルトが上弦１ ０の長さに沿って間隔を置いて部分２０及び２１を通って導入されるとき、補強 リブを含まないのが望ましいので、上記式によって決定された幅を超えないよう になっている。

第３に、部分２０および２１の底部において露出縁部に沿う座屈傾向を回避する ために、外方折り返しフランジを有するフランジ部分２３が縁部２５と一体に形 成されかつそれから実質上直角に外方に延在ずろ。

上記特徴を達成することにおいて、原材料帯片の幅２３０關のバランスが長平方 向に延在するリブ１８（第３図）および平行部分２０および２１のそれぞれの上 方部分１９の隣接する横方向縁部に相互に接続する１対の長平方向に延在する傾 斜部分２６および２７の形成において利用される。単一金属帯片から形成されて いる上弦１０は単一または一体構造からなる。傾斜部分２６および２７は好まし くは、平らな部分１５（第３図）が上記式によって決定されたような材料の幅を 超えないことを保証するのに適する単一リブ１８を含んでいる。１つの形状にお いて、上方部分１９は幅が５４馴であり、一方各平行部分２０及び２１は幅が２ ０即である。

オーストラリア規格協会によって許容された式は本発明についての参考として使 用された従来の梁材の、ならびに本発明によって構成された梁材の強度を決定す るのに利用された。２本の梁材は３００Ｍｐａ軟鋼から形成された長さ１．８５ Ｍおよび通常の梁材については、０゜９＋＋＋＋＋＋でかつ本発明の梁材に関し ては０．７ｎｕｎである材料の厚さから作られた。通常の梁材は６４ＯＮの軸方 向圧縮にっての能力を有するように計算され一方本発明の梁材は １．０２５Ｎの能力を有した。

したがって、本発明の梁材はより少ない材料を利用することに加えて、圧延成形 によって製造可能である開放断面からなるので構成が安価であり、一方通常の基 準梁材よりかなり強固である。本発明から引き出された改良された強度は所望さ れるかまたはこのような小屋根（トラス）を使用する屋根構造において他の経済 性をもたらすことができるならばより広いトラスの間隔を許容する。屋根構造に おけるより大きな強度が強風、降雪等を受ける建築現場において要求される場合 に、本発明による小屋根およびその上弦から構成される屋根構造は利益を与える ことが認められる。

第４図に示されるように、ウェブ１２の下方端はトラスの下弦１１内に載置する 。この場合に上弦１１は溝が付けられかつ長平方向に延在する下方天井固定部分 ３０、およびウェブ１２に跨がりかつその端部１２Ｂを下方部分３０の内面に当 接させるように１９胴だけ間隔が置かれる１対の長平方向に延在する部分３１お よび３２を備えている。

ウェブ１２用の固定ボルト３３は平行部分３１および３２を貫通する。

１対の長手方向に延在傾斜部分３４および３５は部分３１および３２の下方縁部 を下方部分３０の反対側の長手方向縁部に接合する。下弦１１全体はシート金属 から形成される。

第５図は下弦１１を上弦１０および壁構造の頂板（図示せず）ｉ固定するための 屈曲方形管の１形状を示す。ブラケット３６の固定はボルト３７によって行われ かつ上方部分３８は上弦１ｏの構内を貫通する。

上弦材料の厚さを０．７＋＋＋ｍから０．　４２ｍｒａ　（５００Ｍｐ　ａ）に 減じかつ各々トラスの頂部の各側でウェブ１２の包含された角度内に配置される ２つのウェブを付加することにより、材料の低減にさらに利益が得られかつ、そ れゆえ、上弦およびトラスのコストは全体として前述の実施例について２１％の トラスの材料節約を示す。

好適な実施例が前記議論において説明されたが、理解されるべきことは、他の形 状、変更および改良が本発明の範囲内で実行可能であるということである。

国際調査報告 特表千３−５００７！□）２（５） 入Ｕ　７１［＋９９／７４　ＢＥ　８１８３２０Ｇｉｌ　１４８１７９２　ａ　 ７４１０１５１　ハ　７４０４９２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．小屋根の上弦として使用しかつ断面において複数の長手方向に延在する一体 部分を含む形状を有する圧延成形金属帯片材料から構成される構造梁材において 、該梁材が第１屋根目板固定部分、該１部分の下にかつそれに対してほぼ垂直で かつ前記第１部分の幅より小さく間隔が直かれそして１またはそれ以上の間隔が 置かれたウエブ部材の上方端に前記上弦を接続する手段を備えている１対の平行 部分、該平行部分の各々の上方端を前記第１部分の隣接横方向縁部に相互に接続 する１対の傾斜部分、および折り返しフランジを有しかつ前記平行部分の各々の 下方端からほぼ直角に外方に延在するフランジ部分からなることを特徴とする構 造梁材。 ２．小屋根の上弦として使用しかつ断面において複数の長手方向に延在する一体 部分を含む形状を有する圧延成形金属帯片材料から構成される構造梁材において 、該梁材が第１屋根目板固定部分、該第１部分の下にかつそれに対してほぼ垂直 でかつ前記第１部分の幅より小さく間隔が直かれそして１またはそれ以上の間隔 が置かれたウエブ部材の上方端に前上弦を接続する手段を備えている１対の平行 部分、該平行部分の各々の上方端を前記第１部分の隣接横方向縁部に相互に接続 する１対の傾斜部分、折り返しフランジを有しかつ前記平行部分の各々の下方端 からほぼ直角に外方に延在するフランジ部分、および前記第１部分および各傾斜 部分に形成される長手方向に延在する補強リブからなり、前記梁材の設計が小屋 根の上弦としての使用中梁材への過度の負荷の印加により断面形状のほぼすべて の前記部分の破壊が同時に発生するようになっていることを特徴とする構造梁材 。 ３．連続する平らな表面を有する前記平行部分を除く前記部分またはその部材の すべてが以下の式に従う幅を超えない幅を有し、前記式は、 ▲数式、化学式、表等があります▼ であり、ここで、 Ｆａ＝Ｍｐａで表される最大許容圧縮力Ω＝負荷係数 Ｑ＝有効断面積を考慮する形状係数 Ｆｏｃ＝Ｍｐａで表される弾性座屈応力Ｆｙ＝Ｍｐａで表される降伏応力 であり、この式を使用するためには、ＳＡＡ冷間成形鋼構造コード番号ＡＳ１５ ３８／１９７４として知られるオーストラリア規格を参照すべきであることを特 徴とする請求の範囲第２項に記載の構造梁材。 ４．前記式は前記梁材の所望の負荷支持能力に対応する前記平らな部分に関連づ けられるような該平らな部分の幅を決定するのに使用されることを特徴とする請 求の範囲第３項に記載の構造梁材５．前記１対の平行ウエブ固定部分間の間隔は 前記ウエブ部材の寸法に対応することを特徴とする前項請求の範囲のいずれか１ 項に記載の構造梁材。６．前記梁材は３００Ｍｐａ軟鋼から形成されかつ材料の 厚さが０．７ｍｍであることを特徴とする前項請求の範囲のいずれか１項に記載 の構造梁材。 ７．前記梁材は５００Ｍｐａ軟鋼から形成されかつ材料の厚さが０．４２ｍｍで あることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の構 造梁材。 ８．下弦、前記請求の範囲のいずれか１項に記載の構造梁材からなる上弦、およ び前記下弦および上弦間に固定される支持ウエブからなることを特徴とする小屋 根。 ９．実質上添付図面に関連して説明されたと同様な構造梁材。 １０．実質上添付図面に関連して説明されたと同様な小屋根。