建筑物的单元结构构件与使用该单元结构构件的地板结构

摘要

本发明的目的在于提供一种实现钢制房屋的标准化、强度提高的由M形槽钢构成的单元结构构件与使用该单元结构构件的地板结构。建筑物的单元结构构件(20)使用M形槽钢(1)，该M形槽钢1具备中央コ形槽钢部(2)、及以共用该中央コ形槽钢部(2)的左右侧板(3、4)的方式而连续设置的左右コ形槽钢部(5、6)，且中央コ形槽钢部(2)的槽钢槽(7)与左右コ形槽钢部(5、6)的槽钢槽(8、9)向彼此相反方向开口，该建筑物的单元结构构件由一对纵骨(15)及多根横骨(16)构成，所述一对纵骨(15)是使该M形槽钢(1)的长条材料隔开固定的间隔而平行配置而形成，所述多根横骨(16)是将所述M形槽钢(1)的短条材料横设在所述平行配置的纵骨(15)间且在纵骨(15)的长度方向上隔开间隔而平行配置而形成，地板结构使用该单元结构构件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用由金属构成的M形槽钢(channel)的建筑物的 单元结构构件与使用该单元结构构件的地板结构。

背景技术

本案申请人发现，由金属构成的M形槽钢与其他形的槽钢(型钢) 相比，可有效用作建筑物的承重材料，因而长年反复研究使用该M形槽 钢来作为结构组件的钢制房屋(steel house)。专利文献1至专利文献7便 是作为其成果而申请的申请案。

钢制房屋的耐久性、抗震性和耐火性优异，有望成为所谓的两百年住 宅，作为不依赖于会损害自然环境的木制房屋的建筑物式样，其实现备受 期待。

而且，钢制房屋有可分拆后反复使用或再生为金属等的优点(merit)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-309993号公报

专利文献2：日本专利特开2000-309992号公报

专利文献3：日本专利特开2000-017766号公报

专利文献4：日本专利特开2000-008542号公报

专利文献5：日本专利特开平11-280203号公报

专利文献6：日本专利特开平11-001993号公报

专利文献7：日本专利再公表01/009451号公报

但是，使用由金属构成的M形槽钢来作为结构组件的钢制房屋难以 像木制房屋那样通过切割木材，或实施各种接头机构等的加工来装配结构 体，要使钢制房屋在工业上、经济上可普及，钢制房屋的结构构件的单元 (unit)化、标准化是不可避免的。

该钢制房屋的结构构件的单元化、标准化还会带来建筑物建造作业的 简化、均质化、成本降低(cost down)。

发明内容

本发明提供一种使用M形槽钢来作为钢制房屋的结构构件且发挥了 M形槽钢所具有的强度上的优势的高强度的单元结构构件与使用该单元 结构构件的地板结构。

而且，本发明提供一种能够达成上述钢制房屋的结构构件的单元化、 标准化与建筑物建造作业的简化、均质化、成本降低的建筑物的单元结构 构件与使用该单元结构构件的地板结构。

而且，本发明提供一种既能适当地确保楼上的地板与楼下的顶板之间 的空间又能确保强度的、使用M形槽钢来作为结构组件的地板结构。

本发明所使用的M形槽钢是以钢为代表的金属制的异形槽钢，该异 形槽钢具有以下结构，即，其具备中央コ形槽钢部、及以共用该中央コ形 槽钢部的左右侧板的方式而连续设置的左右コ形槽钢部，且中央コ形槽钢 部的槽钢槽与左右コ形槽钢部的槽钢槽向彼此相反方向开口。

本发明提供一种所述建筑物的单元结构构件，其由一对纵骨及多根横 骨构成，所述一对纵骨是使所述M形槽钢的长条材料隔开间隔而平行配 置而形成，所述多根横骨是将所述M形槽钢的短条材料横设在所述平行 配置的纵骨间且在纵骨的长度方向上隔开间隔而平行配置而形成。

而且，本发明提供一种单元结构构件，其在由所述纵骨和横骨形成的 框的大致对角线上配设有由所述M形槽钢的短条材料构成的斜骨。

而且，形成所述纵骨的M形槽钢与形成横骨的M形槽钢使各自的左 右コ形槽钢部的底板彼此重合，在该重合面上将纵骨与横骨予以结合而形 成单元结构构件。

所述单元结构构件是用作支撑地板用板或顶板用板的地板框架 (frame)，且采用如下结构，即，该单元结构构件是以形成一对纵骨的M 形槽钢呈上下平行配置的姿势而在水平面上隔开间隔而并列配置，将地板 用板支撑于该并列配置的单元结构构件的上位的纵骨，或者将地板用板支 撑于上位的纵骨且将顶板用板支撑于下位的纵骨。即，使单元结构构件在 短边宽度方向(横骨的长度方向)上竖立且并列配置，从而形成地板框架 或地板及顶板框架。

发明的效果

由以所述平行配置的M形槽钢构成的一对纵骨、及横设在该纵骨间 且在纵骨的长度方向上隔开间隔而平行配置的多根横骨构成的单元结构 构件，成为发挥了M形槽钢所具有的强度上的优势的极为牢固的高强度 的结构体。

除了有效用作钢制房屋中的地板框架、或地板框架和顶板框架的单元 材料以外，还能作为用于壁框架或屋顶框架的躯干单元材料而有效地发挥 功能。

通过在由所述纵骨与横骨形成的框的大致对角线上配设由所述M形 槽钢构成的斜骨以进行加强，从而能够大幅提高单元结构构件整体的强 度。

所述斜骨配置在由所述纵骨与横骨形成的多个框中的所有框内或所 选择的框内。

借助形成所述纵骨的M形槽钢与形成横骨的M形槽钢使各自的左右 コ形槽钢部的底板相互重合，且在该重合面上将纵骨与横骨予以结合的结 构，既能实现单元结构构件的薄形化，又能确保横骨与纵骨的结合强度， 即单元结构构件的强度。

所述单元结构构件能够有效用作对地板用板或顶板用板进行支撑的 地板框架。单元结构构件是以形成一对纵骨的M形槽钢呈上下平行配置 的姿势而在水平面上隔开间隔而并列配置，从而形成地板框架或地板及顶 板框架。

即，借助使单元结构构件如上所述般在短边宽度方向，即横骨的长度 方向上竖立，并使其在水平面上并列配置而形成地板框架或地板及顶板框 架，将地板用板支撑于所述并列配置的单元结构构件的上位的纵骨，或者 将地板用板支撑于上位的纵骨且将顶板用板支撑于下位的纵骨的结构，能 够确保对垂直荷重或横向荷重的强度，而且能够充分确保地板下空间或地 板与顶板之间的空间。

而且，能够达成建筑物的结构构件的单元化、标准化和建筑物建造作 业的简化、均质化、成本降低。

附图说明

图1A是本发明的建筑物的单元结构构件中所用的M形槽钢的平面 图，图1B是该M形槽钢的背面图，图1C是该M形槽钢的正面图，图1D 是该M形槽钢的左右侧面图。

图2A是表示在由所述M形槽钢构成的本发明的单元结构构件的端部 设有纵骨的余长端的例子的立体图，图2B是表示在该单元结构构件上配 设有斜骨的例子的立体图。

图3A是表示在由所述M形槽钢构成的本发明的单元结构构件的端部 未设置纵骨的余长端而设有横骨的例子的立体图，图3B是表示在该单元 结构构件上配设有斜骨的例子的立体图。

图4A是图2A、图2B、图3A、图3B所示的单元结构构件的平面图， 图4B是该单元结构构件的背面图，图4C是该单元结构构件的正面图，图 4D是该单元结构构件的左右侧面图。

图5是将所述单元结构构件中的纵骨与横骨的结合结构(螺固结构) 放大表示的剖面图。

图6是使所述单元结构构件并列而形成的地板框架的立体图。

图7是使所述单元结构构件并列而形成的地板框架的平面图。

图8是在所述地板框架上螺固地板用板而形成的地板结构的剖面图。

图9是表示使用所述图2A、图2B所示的单元结构构件来构成地板框 架时的、该单元结构构件的余长端与壁框架的纵框架的安装结构的立体 图。

图10是表示使用所述图3A、图3B所示的单元结构构件来构成地板 框架时的、该单元结构构件的端部横骨与壁框架的纵框架的安装结构的剖 面图。

图11是表示使用所述图2A、图2B所示的单元结构构件来建造建筑 物的地板的状态的剖面图。

图12A是表示在M形槽钢的左右槽钢槽内填充有砂浆(mortar)的状 态的剖面图，图12B是表示在该中央槽钢槽内填充有砂浆的状态的剖面 图。

符号的说明：

1：M形槽钢

2：中央コ形槽钢部

3：中央コ形槽钢部的左侧板

4：中央コ形槽钢部的右侧板

5：左コ形槽钢部

6：右コ形槽钢部

7：中央コ形槽钢部的槽钢槽/中央槽钢槽

8：左コ形槽钢部的槽钢槽

9：右コ形槽钢部的槽钢槽

10：中央コ形槽钢部的底板

11：左コ形槽钢部的左侧板(外侧板)

12：右コ形槽钢部的右侧板(外侧板)

13：左コ形槽钢部的底板

14：右コ形槽钢部的底板

15：纵骨

16：横骨

17：斜骨

18：地板用板或地板版

19：顶板用板

20：单元结构构件

21：螺丝

22：外螺纹

23：毛刺片

24：壁框架

25：格子窗

26：横框架

27：纵框架

28：纵骨的余长端

29：托梁或加强框架

30：模框

31：加强钢筋(金属网、钢丝网等)

32：砂浆或混凝土等

具体实施方式

以下，根据图1A、图1B、图1C、图1D至图10来说明用于实施本 发明的形态。

本发明中所用的M形槽钢1如图1A、图1B、图1C、图1D所示， 是以钢为代表的金属制的异形槽钢，该异形槽钢具有以下结构，即，其具 备中央コ形槽钢部2、及以共用该中央コ形槽钢部2的左右侧板3、4的方 式而连续设置的左右コ形槽钢部5、6，且中央コ形槽钢部2的槽钢槽7 与左右コ形槽钢部5、6的槽钢槽8、9向彼此相反方向开口。

所述中央コ形槽钢部2具有左右侧板3、4及将该左右侧板3、4的一 端间予以连结的底板10，由左右侧板3、4和底板10形成所述槽钢槽7。

而且，左コ形槽钢部5具有左右侧板11、3及将该左右侧板11、3的 一端间予以连结的底板13，由该左右侧板11、3和底板13形成所述槽钢 槽8，共用所述中央コ形槽钢部2的左侧板3来作为该左コ形槽钢部5的 内侧板，且固有与该左侧板3相向的外侧板(左侧板)11。

同样地，右コ形槽钢部6具有左右侧板4、12及将该左右侧板4、12 的一端间予以连结的底板14，由该左右侧板4、12和底板14形成槽钢槽 9，共用所述中央コ形槽钢部2的右侧板4来作为该右コ形槽钢部6的内 侧板，且固有与该右侧板4相向的外侧板(右侧板)12。

如上所述，M形槽钢1具有以下结构，即，在所述中央コ形槽钢部2 的一个侧板3的开放侧端部连结着左コ形槽钢部5的底板13，在另一个侧 板4的开放侧端部连结着右コ形槽钢部6的底板14，所述底板10与左右 コ形槽钢部的底板13、14彼此位于相反侧，且所述中央コ形槽钢部2的 槽钢槽7与左右コ形槽钢部5、6的槽钢槽8、9向彼此相反方向开口。

本发明提供使用所述由金属构成的M形槽钢1的建筑物的单元结构 构件20与使用该单元结构构件20的地板结构。

作为一例，使所述侧板3、4、11、12与底板10、13、14的短边宽度 为等宽。因而，使所述所有侧板3、4、11、12与槽钢槽7、8、9的短边 宽度为等宽，从而成为横向的M形槽钢1的侧板可嵌合于纵向的M形槽 钢1的槽钢槽7、8、9内的结构。

所述单元结构构件20具有使所述M形槽钢1的长条材料隔开间隔而 平行配置而形成的一对纵骨15，进而具有多根横骨16，所述多根横骨16 是将所述M形槽钢1的短条材料横设在该纵骨15间且在纵骨15的长度 方向上隔开间隔而平行配置而形成。

形成所述一对纵骨15的两M形槽钢1为大致等长，同样地，形成多 根横骨16的M形槽钢1彼此为大致等长。而且，横骨16的两端面以与 一对纵骨15的左右外侧面成为大致同一平面的方式而终结，通过将横骨 16结合于纵骨15而设定纵骨15的间隔。

使所述横骨16的两端从纵骨15的左右外侧面以限定的长度而突出， 从而不排除将该突出部用于接头等的情况。

所述单元结构构件20是由M形槽钢1分别形成纵骨15和横骨16， 且具有使两者15、16组成梯子形的梯子形结构。

图5例示了形成所述纵骨15的M形槽钢1与形成横骨16的M形槽 钢1的优选结合结构，如图所示，使形成纵骨15的M形槽钢1的左右コ 形槽钢部5、6的底板13、14与形成横骨16的M形槽钢1的左右コ形槽 钢部5、6的底板13、14相互重合，在该重合面上将纵骨15与横骨16予 以结合。

因而，纵骨15的两片底板13、14与横骨16的两片底板13、14成大 致直角地交叉重合，从而成为在各重合面上结合的结构。

作为所述结合方式，可使用贯穿所述各重合面的铆固、螺固。

而且，可不使用铆钉或螺丝而通过点焊(spot welding)等的焊接来结 合，或者，可通过以下方法来结合两者，即，从一个板强制地锻造出突起， 且在另一个板上锻造出凹部，并将突起压入凹部内。

图5表示无螺母(nut less)的结合结构，即，使用周面具有外螺纹22 且具有尖尖的前端的金属制螺丝21，使该螺丝21以贯穿所述重合面的方 式而强制性地钻入，使外螺纹22卡止于因钻入而形成的毛刺片 (burring)23。

为了使所述螺丝21的钻入和毛刺片23的形成变得容易，可采用如下 所述的无螺母的结合结构，即，在螺丝21要钻入的位置开设直径稍小的 辅助孔，或刻出十字形等的裂纹，使螺丝21钻入该裂纹的中心部而使裂 片张开，即形成毛刺片23，并且使螺丝21的外螺纹22咬住并卡止于该毛 刺片23的前端。

因而，纵骨15与横骨16实现了由在四个重合面上强制钉入的螺丝21 带来的牢固的结合，以确保单元结构构件20整体的强度。

即，借助使所述纵骨15的两根底板13、14与所述横骨16的两根底 板13、14重合结合的结构，从而既能确保横骨16与纵骨15的结合强度， 即单元结构构件20的强度，又能实现单元结构构件20的薄形化。

所述单元结构构件20除了有效地用作钢制房屋中的地板框架或地板 框架及顶板框架以外，还能作为用于壁框架、屋顶框架的单元材料而使用， 从而有效地发挥功能。

图2B、图3B表示在图2A、图3A所示的所述梯子形的单元结构构件 20中设有斜骨17的实例。斜骨17由所述M形槽钢1构成，通过将该斜 骨17配设在由所述纵骨15及横骨16形成的框的大致对角线上以进行加 强，从而能够实现单元结构构件20的整体强度的提高。

所述斜骨17是配置在由所述纵骨15及横骨16形成的多个框中的所 有框内或所选择的框内。斜骨17将其两端结合于纵骨15。作为适当的示 例，使用图5所示的借助螺丝21的结合方式来进行结合。

当将所述斜骨17配置于由所述纵骨15及横骨16形成的多个框内时， 可并用左倾斜斜骨17及右倾斜斜骨17。例如，在单元结构构件20的左半 部设置左倾斜斜骨17(或右倾斜斜骨17)，在右半部设置右倾斜斜骨17 (或左倾斜斜骨17)。或者，采用交替隔置左倾斜斜骨17与右倾斜斜骨17 的结构。

图6至图8表示将所述单元结构构件20有效地用作支撑地板用板18 或顶板用板19的地板框架的情况。如图所示，单元结构构件20是以形成 一对纵骨15的M形槽钢1呈上下平行配置的姿势而竖立，并于水平面上 隔开间隔而并列配置，从而形成地板框架或地板及顶板框架。

即，使单元结构构件20在短边宽度方向，即横骨16的长度方向上竖 立，并使其在水平面上并列配置而形成地板框架或地板及顶板框架，将地 板用板18支撑于所述并列配置的单元结构构件20的上位的纵骨15，或者 将地板用板18支撑于上位的纵骨15并将顶板用板19支撑于下位的纵骨 15。

地板用板18和顶板用板19使用所述螺丝21等而直接结合于左右コ 形槽钢部5、6的外侧板11、12。或者，在左右コ形槽钢部5、6的外侧板 11、12上，使由M形槽钢1或其他形的槽钢或棒材等构成的托梁29以横 穿整个单元结构构件20的方式而延伸，且在整个单元结构构件20的长度 方向上间隔地配设，将地板用板18或顶板用板19间接地结合于该托梁29 上(作为适当的示例，结合于所有M形槽钢1上)。

建筑物的垂直的壁框架24是使所述M形槽钢1组合成格子状而形成， 形成所述地板框架或地板及顶板框架的各单元结构构件20从相向的一个 壁框架24的格子窗25插入而插入至另一个壁框架24的格子窗25，并在 所述横竖立状态下将两端支撑于形成壁框架24的横框架26(M形槽钢1) 上。

并且，使单元结构构件20以与形成壁框架24的纵框架27重合的方 式而沿横向移动，并在重合面上进行图5所示的螺丝21的固定。

即，如图9所示，使图2A、图2B所示的形成单元结构构件20的左 右コ形槽钢部5、6的余长端28的底板13、14两端与形成壁框架24的纵 框架27的左右コ形槽钢部5、6的一个侧板11或12重合，并使用所述螺 丝21的固定等而结合。

或者，如图10所示，将形成图3A、图3B所示的形成单元结构构件 20的端部横骨16的左右コ形槽钢部5、6的一个外侧板11或12嵌合于形 成壁框架24的纵框架27的左右コ形槽钢部5、6的一个槽钢槽8或9，并 使用所述螺丝21的固定等而将重合的单元结构构件20的底板13或14与 纵框架的外侧板11或12予以结合。

图9、图10所示的任一情况下，均可将形成壁框架24的纵框架27(M 形槽钢1)的形成板、与构成地板框架的单元结构构件20的形成板予以重 合并进行螺丝21的固定。

使用所述单元结构构件20的地板框架结构能够确保对垂直荷重或横 荷重的强度，同时能够充分确保地板下空间或地板与顶板之间的空间。

所述单元结构构件20除了能够用作所述地板框架或地板及顶板框架 的单元材料以外，还能够用作构成壁框架24或屋顶框架的单元材料。例 如，所述单元结构构件20能够用作对壁框架24的开口部进行强化的门形 框架、或对壁框架24的角落部进行强化的单元结构构件20。

如上所述，当使用所述单元结构构件20来作为构成壁框架24的单元 材料时，单元结构构件20在纵骨15的长度方向上垂直地竖立，从而构成 壁框架24。

如图2A、图2B、图4A、图4B、图4C、图4D所示，可采用如下结 构，即，在纵骨15的长度方向的一端部或两端部形成未横设横骨16的余 长端28，顺着该余长端28来与壁框架24结合。

或者，可使所述余长端28从壁框架24突出而用作阳台(veranda)、 二楼等的悬梁(overhang)部的地板骨形成材料、或他们的接头材料。

或者，如图3A、图3B、图4A、图4B、图4C、图4D所示，所述横 骨16中的端部横骨以与纵骨15的末端面一致的方式而横设。

其次，对使用所述单元结构构件20来实际建造建筑物的地板的情况 的一例进行说明，首先，如刚才所说明的(参照图6)，使多个单元结构构 件20以形成其一对纵骨15的M形槽钢1呈上下平行配置的方式而竖立， 将该竖立的各单元结构构件20在水平面上隔开间隔而并列配置，从而形 成地板框架之后，在并列配置的各单元结构构件20的上位的纵骨15上隔 开间隔来支撑由M形槽钢1构成的多个托梁29。

然后，如图11所示，使由合板等构成的模框30固定在邻接的单元结 构构件20的各上位的纵骨15间，另一方面，在所述各托梁29的上表面 侧铺设由网(net)等构成的加强钢筋31，使砂浆32从其上方流入并固化 之后，拆除模框30，便可形成地板版18，因此，可建造牢固的建筑物的 地板。

并且，此时，虽建筑物的地板自身的强度会根据托梁29对纵骨15的 支撑姿势而发生变化，但由于将如图12A所示向形成托梁29的M形槽钢 1的左右槽钢槽8、9内填充所述砂浆32，或者如图12B所示向中央槽钢 槽7内填充砂浆32，因此，无论如何，建筑物的地板自身的强度都能够大 幅提高。