JPH0757973B2 - 建築用中空部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、周壁部分によって中空部を形成した建築用中
空部材に関する。

（従来の技術） 従来、この種の建築用中空部材としては、実公昭60-184
91号公報に見られるように多数の木質薄板を多数枚積層
固着して横断面略Ｌ字状又は略コ字状の集成柱半体を形
成すると共に、集成柱半体の両側縁部を内方に折曲して
接着片を一体的に突出し、一対の集成柱半体を接着片同
志を対向させて四角筒状に配置すると共に対向する接着
片の外面同志を接着して成る中空集成柱がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の建築用中空部材は、柱として用いるため
になされたものであるので、これを柱として用いる場合
には問題はないのであるが、これを例えば梁として用い
るような場合には次のような問題がある。

すなわち周知のように、例えば第12図（ａ）に示すよう
に梁ABの両端に曲げモーメントＭを作用させた場合の曲
げモーメント図は同図（ｂ）に示すようになり、このと
きの最大曲げ応力は梁の上下両端面に生じ、上面では圧
縮応力、下面では引っ張り応力となる。

また第13図（ａ）に示すように単純支持梁ABの中央部Ｃ
に横荷重Ｐを作用させた場合の曲げモーメント図は同図
（ｂ）に示すようになり、このときの最大曲げ応力は梁
の中央部Ｃの上下両端面に生じ、上面では圧縮応力、下
面では引っ張り応力となる。

同様に第14図（ａ）に示すような単純支持梁ABに等分布
荷重ｐを作用させた場合の曲げモーメント図は同図
（ｂ）に示すようになり、このときの最大曲げ応力も梁
の中央部Ｃの上下両端面に生じ、上面では圧縮応力、下
面では引っ張り応力となる。

更に第15図（ａ）に示すような固定梁ABの中央部Ｃに横
荷重Ｐを作用させた場合の曲げモーメント図は同図
（ｂ）に示すようになり、このときの最大曲げ応力の生
じる位置は梁の曲げ剛性によって中央部Ｃ又は両端面A,
Bの上下両端面に生じ、中央部Ｃの上面では圧縮応力、
下面では引っ張り応力、両端面A,Bの上面では引っ張り
応力、下面では圧縮応力となる。

なお、これら梁の支持状態及び荷重の作用状態は一例で
あって、他にも多種多様であることは周知の通りであ
る。

さて、このような場合において、上述した従来の建築用
中空部材を用いるときには、この種の材が圧縮強度より
も引っ張り強度の方が小さいことを考慮すれば、その使
用状態において生じる最大引っ張り応力を一つの指標と
して強度を設計する必要がある。

しかしながら、従来の建築用中空部材はその厚さが全部
位に亙って均一であるため、上記最大引っ張り応力を一
つの指標として設計した場合には本来不要である部位ま
で肉厚となって、部材重量が必要以上に大きくなるとい
う問題がある。部材重量が大きくなると、構築物におけ
る他の部位の設計に悪影響を及ぼすばかりでなく、作業
性も悪くなる。

本発明の目的は、以上のような従来部材の問題点を解決
し、所定の強度を得ると共に重量の低減を図ることので
きる建築用中空部材を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため請求項（１）記載の建築用中空
部材は、周壁部分によって中空部が形成された建築用中
空部材であって、この建築用中空部材における必要強度
の大きな部位のみが中空方向に向けて肉厚に形成され、
かつ、前記周壁部分が、薄単板を積層した積層体で形成
されるとともに、前記肉厚部が、前記薄単板の積層によ
って前記周壁部分と同時に形成されることを特徴とす
る。

請求項（２）記載の建築用中空部材は、請求項（１）記
載の建築用中空部材において、前記肉厚部の形状が、前
記建築用中空部材における曲げモーメント図に対応させ
た形状に形成されていることを特徴とする。

なお、ここで「必要強度の大きな部位」とは、建築用中
空部材における他の部位よりも相対的に必要強度が大き
くなる部位の意である。

（作用効果） 請求項１記載の建築用中空部材は、上記の構成としたの
で次のような作用効果を奏する。

即ち、必要強度の大きな部位が肉厚であるので所定の強
度を得ることができ、その他の部位は肉厚ではないので
重量は軽くなる。

しかも、肉厚の方向は中空方向に向けてあるので、内部
形状は変化しても外観は変わらず、構築物の美観が損な
われないという効果がある。

さらに、周壁部分は、薄単板を積層した積層体で形成さ
れるとともに、肉厚部が、前記薄単板の積層によって前
記周壁部分と同時に形成されるので、上記肉厚部を有す
る建築用中空部材を容易に作成することができる。

請求項（２）記載の建築用中空部材によれば、請求項
（１）記載の建築用中空部材において、前記肉厚部の形
状が、前記建築用中空部材における曲げモーメント図に
対応させた形状に形成されているので、上記請求項
（１）記載の建築用中空部材により得られる作用効果に
加え、より一層合目的的に所定強度を得るとともに、軽
量化を図ることができる。

（実施例） 以下図示の実施例について説明する。

〈実施例１〉 第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る建築用中空部
材の第１実施例を示す平面図、側面図、一側壁を省略し
た正面図である。

1,1は側壁部、２は底壁部、３は天壁部であり、それぞ
れ薄単板1a,2a,3aを複数枚積層固着することにより形成
されている。Ａは中空部である。

本実施例は、主として第12図に示した単純曲げ又は第13
図に示した単純支持の場合に適しており、この種の材が
圧縮強度よりも引っ張り強度の方が小さいことを考慮し
て、底壁部２のみを他の部位に比べて中空部Ａの方向に
向けて肉厚に形成してある。肉厚部は、前記薄単板（本
実施例では2a）の積層によって前記周壁部分（本実施例
では底壁部２）と同時に形成される。なお、以下に説明
する各実施例のいずれにおいても、肉厚部は薄単板を積
層することによって周壁部分と同時に形成される。

〈実施例２〉 第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２実施例を示す平面図、
側面図、一側壁を省略した正面図である。

本実施例は、主として第13,14図に示した単純支持の場
合に適しており、この場合の最大曲げ応力が梁の中央部
Ｃに生じることを考慮して、底壁部２の中央部2cのみを
他の部位に比べて中空部Ａの方向に向けて肉厚に形成し
てある。尚、（ｃ）図仮想線で示すように天壁部３の中
央部3cも肉厚としてもよい。

本実施例によれば、第１実施例に比べてより一層合目的
的に所定強度を得るとともに軽量化を図ることができ
る。

〈実施例３〉 第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第３実施例を示す平面図、
側面図、一側壁を省略した正面図である。

本実施例は、主として第13図に示した単純支持の場合に
適しており、この場合の曲げモーメント図が同図（ｂ）
に示すような三角形状になることに対応させて、底壁部
２の形状を（ｃ）図に明示するようにその頂点が中空部
Ａの方向に向かう三角形状とし、中央部2cが最も他の部
位に比べて肉厚となるように形成してある。尚、（ｃ）
図仮想線で示すように天壁部３も三角形状としてもよ
い。

本実施例によれば、第２実施例に比べてより一層合目的
的に所定強度を得るとともに軽量化を図ることができ
る。

〈実施例４〉 第４図は第４実施例の一側壁を省略した正面図である。

本実施例は、主として第14図に示した単純支持の場合に
適しており、この場合の曲げモーメント図が同図（ｂ）
に示すような放物線形状になることに対応させて、底壁
部２の形状をその頂点が中空部Ａの方向に向かう放物線
形状とし、中央部2cが最も他の部位に比べて肉厚となる
ように形成してある。尚、仮想線で示すように天壁部３
も放物線形状としてもよい。

本実施例によれば、第３実施例同様第２実施例に比べて
より一層合目的的に所定強度を得るとともに軽量化を図
ることができる。

〈実施例５〉 第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第５実施例を示す平面図、
側面図、一側壁を省略した正面図である。

本実施例は、主として第15図に示した両端固定の場合に
適しており、この場合の曲げモーメント図が同図（ｂ）
に示すような状態になることを考慮して、底壁部２の中
央部2cを中空部Ａの方向に向けて肉厚に形成すると共
に、天壁部３の両端部分3d,3dを中空部Ａの方向に向け
て肉厚に形成してある。

〈実施例６〉 第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第６実施例を示す平面図、
側面図、一側壁を省略した正面図である。

本実施例は、主として第15図に示した両端固定の場合に
適しており、この場合の曲げモーメント図が同図（ｂ）
に示すような状態になることに対応させて、（ｃ）図に
明示するように、底壁部２の中央部分の形状をその頂点
が中空部Ａの方向に向かう三角形状として中央部2cが最
も他の部位に比べて肉厚となるように形成すると共に、
天壁部３の両端部分3e,3eも三角形状としたものであ
る。

本実施例によれば、第５実施例に比べてより一層合目的
的に所定強度を得るとともに軽量化を図ることができ
る。

〈実施例７〉 本実施例は、上記実施例の変形例を示す。

すなわち、上記第１〜第６の実施例は何れもその外観形
状が四角筒状であったが、本発明はこれに限るものでは
なく、第７図（ａ）に示すような三角筒、同図（ｂ）に
示すような円筒、同図（ｃ）に示すような五角筒、同図
（ｄ）に示すような六角筒、同図（ｅ）に示すような略
十字形筒、同図（ｆ）に示すような楕円筒にもそれぞれ
適用し得る。

また、第８図に示すように軸線Ｃも、直線的なものに限
らず、同図（ａ）に示すようなクランク形状、同図
（ｂ）に示すようなＬ字形状のものにも適用し得る。

更に薄単板の積層方向も同一方向に限るものではなく、
第９図（ａ）〜（ｏ）に示すように、異なる方向に形成
したものにも適用し得る。

〈製造方法１〉 薄単板の積層方向が同一方向のもの、すなわち第１図〜
第７図に示したものについては、各単板を順次同一方向
に積層固着することにより容易に作成することができ
る。例えば第１図に示したものについては、先ず単板1a
・・・を積層固着して一方の側壁部１を形成、次いでこ
の側壁部に単板2a・・・及び3a・・・を積層固着して底
壁部２及び天壁部３を形成し、その後さらに単板1a・・
・を積層固着することにより他方の側壁部を形成して作
成することができる。

〈製造方法２〉 第９図（ａ）〜（ｏ）に示したものように、薄単板の積
層方向が異なっているものについては、先ず薄単板を同
一方向に積層固着することにより各壁部分を作成し、次
いでこれら各壁部分を接合することにより作成すること
ができる。

以上本発明の実施例について説明したが、何れの実施例
も必要強度の大きな部位が肉厚であるので所定の強度を
得ることができ、その他の部位は肉厚ではないので重量
は軽くなる。

しかも、肉厚の方向は中空方向に向けてあるので、内部
形状は変化しても外観は変わらず、構築物の美観が損な
われないという効果がある。

さらに、周壁部分は、薄単板を積層した積層体で形成さ
れるとともに、肉厚部が、前記薄単板の積層によって前
記周壁部分と同時に形成されるので、上記肉厚部を有す
る建築用中空部材を容易に作成することができる。

また、外形状が四角筒等の筒状となるので、中空部Ａに
ジョイント部材を圧嵌入することにより他部材との接続
は極めて容易に且つ堅固に行なうことができる。

第10図及び第11図に四角等中空部材の場合の接続状態を
示す。

これらの図において、Ｄが四角筒中空部材、Ａが中空部
分、Ｊがジョイント部材である。

第10図（ａ）に示すように、接続すべき両四角筒中空部
材D,Dの中空部分Ａにジョイント部材Ｊを圧嵌入し、必
要に応じて接着することにより両部材を容易且つ堅固に
接続できる。

この結果、同図（ｂ）に示すように多数の四角筒中空部
材Ｄをジョイント部材Ｊで接続することにより、従来は
実現不可能であったような極めて長い部材を実現するこ
とができる。しかも、ジョイント部材Ｊで接続する前に
あっては部材Ｄが単体であるので、建設現場への搬送及
び構築物内への搬入が容易であり好適な作業性をもって
構築物を建造することができる。

また、第11図に示すように直交する両部材D,Dも同様に
ジョイント部材Ｊを用いて容易且つ堅固に接続できる。

そしてこのような接続状態においては、ジョイント部材
Ｊが中空部分Ａに収容されて外部に露見しないので、外
観を損なうことがない。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内において適宜変形実施可能であることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る建築用中空部
材の第１実施例を示す平面図、側面図、一側壁を省略し
た正面図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２実施例を示
す平面図、側面図、一側壁を省略した正面図、第３図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は第３実施例を示す平面図、側面
図、一側壁を省略した正面図、第４図は第４実施例の一
側壁を省略した正面図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第
５実施例を示す平面図、側面図、一側壁を省略した正面
図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第６実施例を示す平面
図、側面図、一側壁を省略した正面図、第７図（ａ）〜
（ｆ）はそれぞれ変形例を示す部分斜視図、第８図
（ａ）（ｂ）はそれぞれ変形例の正面図と平面図とを同
時に示した図、第９図（ａ）〜（ｏ）はそれぞれ第７図
とは異なる変形例の部分斜視図、第10図（ａ）（ｂ）及
び第11図はそれぞれ部材の接続例を示す図、第12図
（ａ）（ｂ）、第13図（ａ）（ｂ）、第14図（ａ）
（ｂ）、及び第15図（ａ）（ｂ）はそれぞれ梁への荷重
状態とその曲げモーメント図の代表例を示す図である。 Ａ……中空部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周壁部分によって中空部が形成された建築
   用中空部材であって、この建築用中空部材における必要
   強度の大きな部位のみが中空方向に向けて肉厚に形成さ
   れ、かつ、前記周壁部分が、薄単板を積層した積層体で
   形成されるとともに、前記肉厚部が、前記薄単板の積層
   によって前記周壁部分と同時に形成されることを特徴と
   する建築用中空部材。
2. 【請求項２】前記肉厚部の形状が、前記建築用中空部材
   における曲げモーメント図に対応させた形状に形成され
   ている請求項（１）記載の建築用中空部材。