特開 2015-4254 構造材及び当該構造材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-4254(P2015-4254A)

(43)【公開日】2015年1月8日

(54)【発明の名称】構造材及び当該構造材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/08 20060101AFI20141205BHJP

   E04H 6/02 20060101ALI20141205BHJP

【ＦＩ】

   E04C3/08

   E04H6/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-131529(P2013-131529)

(22)【出願日】2013年6月24日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 平成２５年３月１５日、北海道マイホームセンター・札幌会場にて、公開

(71)【出願人】

【識別番号】597031380

【氏名又は名称】株式会社ショーワ

(74)【代理人】

【識別番号】100106954

【弁理士】

【氏名又は名称】岩城 全紀

(72)【発明者】

【氏名】山崎 三朗

【テーマコード（参考）】

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E163DA02

2E163FA12

2E163FA15

2E163FB02

2E163FB23

2E163FB46

(57)【要約】

【課題】既存のＨ型材を加工して、使用する材料の重量を増やすことなく強度向上を図った構造材を得ることを目的とする。
【解決手段】一対のフランジ材１、２と、フランジ材１、２の間隙に配置されてフランジ材１、２に一体に接合されたウェブ材とからなり、Ｈ字状の断面を有し、断面に直交する材軸線に沿って延出するように構成され、ウェブ材が、材軸線Ｘ−Ｘに沿って、並設方向に凹凸となる開口孔５を有する第１のウェブ部３と第２のウェブ部４とからなり、第１のウェブ部３と第２のウェブ部４が、材軸線を介して対称に配置されて、材軸線上に沿って対向する側縁が接合され、第１のウェブ部３及び第２のウェブ部４の開口孔５が、端部を閉じるように突合せられて、一体に連結される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材と、前記一対のフランジ材の間隙に配置されて前記並設方向に延出して前記一対のフランジ材に一体に接合されたウェブ材とからなり、Ｈ字状の断面を有し、前記断面に直交する材軸線に沿って延出する構造材であって、
前記ウェブ材が、前記材軸線に沿って、前記並設方向に凹凸となる開口孔を有する第１のウェブ部と第２のウェブ部とからなり、前記第１のウェブ部と第２のウェブ部とが、前記材軸線を介して対称に配置されて、前記材軸線上に沿って対向する側縁が接合され、前記第１のウェブ部及び第２のウェブ部の開口孔が、端部を閉じるように突合せられて一体に連結されている、
ことを特徴とする構造材。

【請求項2】

前記構造材が鋼材であって、前記第１のウェブ部と第２のウェブ部が溶接によって接合され、前記端部を閉じられた開口孔は偶数の多角形状である、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造材。

【請求項3】

前記第１のウェブ部及び第２のウェブ部の材軸線方向の両端には、該材軸線方向に開口する開口部が形成され、該開口部に係合する係合片が接合されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造材。

【請求項4】

前記材軸線に沿って所定の間隔で、前記第１、第２のウェブ部と前記フランジ材との間に補強用リブが接合され、該補強用リブを介して前記第１、第２のウェブ部と前記フランジ材とが一体に接合されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の構造材。

【請求項5】

構造材の製造方法であって、
所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材と、前記一対のフランジ材の間隙に配置されて前記並設方向に延出して前記一対のフランジ材を一体に接合するウェブ材とからなり、Ｈ字状の断面を有し、前記材軸線に沿って延出するＨ形材を一対用い、
前記一対のＨ形材の夫々毎に、
前記ウェブ材を、前記材軸線に沿って、前記並設方向に凹凸となる切断線を有するように、前記凹凸状の切断を連続して二つの部材に分離し、前記凹凸状の複数の開口孔を有して断面がＴ字状のＴ形部材を夫々一対形成し、
次いで、前記材軸線を介して対称に配置した際に前記開口孔が対称となる一対のＴ形部材同士を、前記材軸線を介して対称に配置し、前記凹凸状の開口孔の端部を閉じるように突合せて前記材軸線上の切断面を接合し、該接合されて連結してなる連結ウェブ材に複数の開口孔を有する一対の構造材を形成する、
ことを特徴とする構造材の製造方法。

【請求項6】

前記Ｈ形材が鋼材であって、前記凹凸状の切断の際に、レーザ切断機を用いる、
ことを特徴とする請求項５に記載の構造材の製造方法。

【請求項7】

前記連結ウェブ材の材軸線方向の両端には該材軸線方向に開口する開口部が形成され、該開口部に係合する係合片を接合する、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の構造材の製造方法。

【請求項8】

前記材軸線に沿って所定の間隔で、前記第連結ウェブ材と前記フランジ材との間に補強用リブを接合し、該補強用リブを介して前記連結ウェブ材と前記フランジ材とを一体に接合する、
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか一つに記載の構造材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に建築構造物に用いられる構造材およびこの構造材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

カーポート等の建築構造物に用いられる構造材としては、一対のフランジとウェブ部とからなる鋼製のＨ型鋼が使用され、構造物としての強度と共に建築現場への搬送や組み立て時の施工性を配慮して軽量化、又、景観に調和する意匠性等が求められている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

また、従来、アルミ製のカーポートが普及しているが、環境の変化に伴って、降雪が集中的に発生してカーポートへの積雪量が多くなったり、水分を含んだ重い雪が降るなどして、カーポートが屋根ごと、座屈する事故が発生し易くなってきている。

【0004】

そこで、積雪地域におけるカーポートの場合、積雪に対応するためには、屋根を支持する支柱の数を４本から６本、さらに８本へと増やしたり、カーポートの材質をアルミ合金から鋼材に変えたりすることにより、強度向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−３０１５１９号公報

【特許文献2】特開２０００−０８０８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のアルミカーポートのように、強度を向上させるために屋根を支持する支柱の数を増やせば、車の乗り降りの際に、車のドアが支柱にあたる場合があるなど、使用に際しての利便性を損なう虞がある。

【0007】

一方、支柱の数を増やすことなく、支柱や屋根等の材質をアルミ合金から鋼材に変える際には、梁材にもアルミ合金よりも強度の強い鋼材が必要となり、さらには、寸法的にも大きい形状の梁が必要になる。寸法が大きくなると、使用する梁材料の重量が増加して材料コストが高価となり、結果的に構造物を設置する際の施工性を損なったり、デザイン性を損なったりする虞があった。
また、カーポートは、鋼材を多用すれば、鋼製の欠点として、スマートさが失われて威圧感が生じ、景観上その使用を敬遠されることが多い。

【0008】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、使用する鋼材料の重量を増やすことなく、既存のＨ型鋼を加工して、構造材の強度及び耐久性の向上を図ることを目的としたものである。また、カーポートにおける梁として用いる際に、積雪に耐え得る強度を維持しつつ、軽量化と施工性の向上等を図り、ひいては、エコロジーの向上（省資源化、自然や景観との調和）を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材と、前記一対のフランジ材の間隙に配置されて前記並設方向に延出して前記一対のフランジ材に一体に接合されたウェブ材とからなり、Ｈ字状の断面を有し、前記断面に直交する材軸線に沿って延出する構造材であって、前記ウェブ材が、前記材軸線に沿って、前記並設方向に凹凸となる開口孔を有する第１のウェブ部と第２のウェブ部とからなり、前記第１のウェブ部と第２のウェブ部とが、前記材軸線を介して対称に配置されて、前記材軸線上に沿って対向する側縁が接合され、前記第１のウェブ部及び第２のウェブ部の開口孔が、端部を閉じるように突合せられて一体に連結されていることを特徴とする。

【0010】

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造材において、前記構造材が鋼材であって、前記第１のウェブ部と第２のウェブ部が溶接によって接合され、前記端部を閉じられた開口孔は偶数の多角形状であることを特徴とする。

【0011】

次に、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の構造材において、前記第１のウェブ部及び第２のウェブ部の材軸線方向の両端には、該材軸線方向に開口する開口部が形成され、該開口部に係合する係合片が接合されていることを特徴とする。

【0012】

次に、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の構造材において、前記材軸線に沿って所定の間隔で、前記第１、第２のウェブ部と前記フランジ材との間に補強用リブが接合され、該補強用リブを介して前記第１、第２のウェブ部と前記フランジ材とが一体に接合されていることを特徴とする。

【0013】

次に、請求項５に記載の発明は、構造材の製造方法であって、所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材と、前記一対のフランジ材の間隙に配置されて前記並設方向に延出して前記一対のフランジ材を一体に接合するウェブ材とからなり、Ｈ字状の断面を有し、前記材軸線に沿って延出するＨ形材を一対用い、前記一対のＨ形材の夫々毎に、前記ウェブ材を、前記材軸線に沿って、前記並設方向に凹凸となる切断線を有するように、前記凹凸状の切断を連続して二つの部材に分離し、前記凹凸状の複数の開口孔を有して断面がＴ字状のＴ形部材を夫々一対形成し、次いで、前記材軸線を介して対称に配置した際に前記開口孔が対称となる一対のＴ形部材同士を、前記材軸線を介して対称に配置し、前記凹凸状の開口孔の端部を閉じるように突合せて前記材軸線上の切断面を接合し、該接合されて連結してなる連結ウェブ材に複数の開口孔を有する一対の構造材を形成することを特徴とする。

【0014】

次に、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構造材の製造方法において、前記Ｈ形材が鋼材であって、前記凹凸状の切断の際に、レーザ切断機を用いることを特徴とする。

【0015】

次に、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の構造材の製造方法において、前記連結ウェブ材の材軸線方向の両端には該材軸線方向に開口する開口部が形成され、該開口部に係合する係合片を接合することを特徴とする。

【0016】

次に、請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７の何れか一つに記載の構造材の製造方法において、前記材軸線に沿って所定の間隔で、前記連結ウェブ材と前記フランジ材との間に補強用リブを接合し、該補強用リブを介して前記連結ウェブ材と前記フランジ材とを一体に接合することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の構造材の構成によれば、Ｈ字状の断面を有する構造材において、ウェブ材が、材軸線に沿って、並設方向に凹凸となる開口孔を有する第１のウェブ部と第２のウェブ部とからなり、第１のウェブ部と第２のウェブ部とが、材軸線を介して対称に配置されて、材軸線上に沿って対向する側縁が接合され、この第１のウェブ部及び第２のウェブ部の開口孔が、端部を閉じるように突合せられて、一体に連結されていることにより、重量を増やすことなく、断面係数や曲げモーメント値の向上が得られる。

【0018】

また、本発明の構造材の構成によれば、構造材が鋼材であって、第１のウェブ部と第２のウェブ部が溶接によって接合されていることにより強度の向上が得られ、かつ、開口孔の角部が偶数の多角形状であることにより、打抜金型を必要とせずに、切断機を用いて容易に開口孔を形成できる。また、構造材に荷重を受けた際に、開口孔が奇数の多角形状であるよりも開口孔周辺の応力分布が均一になって耐久性の向上が得られる。

【0019】

また、本発明の構造材は、第１のウェブ部および第２のウェブ部の材軸線方向の両端には、材軸線方向に開口する開口部が形成されて、この開口部に係合する係合片が接合され、材軸線に沿って所定の間隔で、接合された第１、第２のウェブ部とフランジ材との間に補強用リブが接合され、この補強用リブを介して第１、第２のウェブ部とフランジ材とが一体に接合されていることにより、一層強度が強く耐久性の向上が得られる。

【0020】

また、カーポートにおいて本発明の構造材を用いれば、積雪に耐え得る強度を維持しつつ、軽量化と施工性の向上等を図ることができ、延いては、エコロジーの向上（省資源化及び自然、景観との調和）を図ることができる。

【0021】

また、本発明の構造材の製造方法によれば、Ｈ字状の断面を有し材軸線に沿って延出するＨ形材を一対用い、一対のＨ形材の夫々毎に、ウェブ材を、材軸線に沿って、並設方向に凹凸となる切断線を有するように、凹凸状の切断を連続して二つの部材に分離し、凹凸状の複数の開口孔を有して断面がＴ字状のＴ形部材を夫々一対形成し、次いで、材軸線を介して対称に配置した際に開口孔が対称となる一対のＴ形部材同士を、材軸線を介して対称に配置し、凹凸状の開口孔の端部を閉じるように突合せて材軸線上の切断面を接合し、この接合されて連結されてなる連結ウェブ材に複数の開口孔を有する一対の構造材を形成することにより、既存のＨ型材を加工して、このＨ形材よりも使用する重量を増やすことなく、断面係数や断面２次曲げモーメント値を上げた構造材を能率良く製造できる。

【0022】

また、本発明の構造材の製造方法によれば、Ｈ形材が鋼材等の金属製の場合、凹凸状に切断する際にレーザ切断機を用いることにより、設計データを入力するだけで任意の形状の開口孔（例えば、多角形）を精度よく形成できる。また、Ｈ形材が鋼材である場合は、プレス加工に比べて、打抜金型の製作を必要としないので、短期間で開口孔を形成できる。

【0023】

また、本発明の構造材の製造方法によれば、接合されたウェブ板の材軸線方向の両端に形成されて材軸線方向に開口する開口部に、開口部に係合する係合片を接合し、材軸線に沿って所定の間隔で、連結された連結ウェブ材とフランジ材との間に補強用リブを接合し、補強用リブを介して連結ウェブ材とフランジ材とを一体に接合することにより、一層強度が強く耐久性の良好な構造材を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態における構造材の構成を表した外観図である。

【図2】図１における符号ＩＩ―ＩＩ断面図である。

【図3-1】同実施形態の構造材における構造材の製造方法を表した説明図であって、Ｈ形材の切断し一対のＴ形材を形成する際の説明図である。

【図3-2】同実施形態の構造材における構造材の製造方法を表した説明図であって、一対のＴ形部材同士を接合する説明図である。

【図4】同実施形態の構造材を用いたカーポートの製造法を表した説明図であって、（ａ）図が構造材と支柱の接合図、（ｂ）図が構造材と屋根材の接合図である。

【図5】同実施形態の構造材を用いたカーポートの完成図である。

【図6】図５の（ａ）図における矢視Ｂ図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、本発明の構造材及び構造材の製造方法の一実施形態を図面にもとづいて説明する。本実施形態の構造材（梁）は、材軸線に垂直な方向の荷重を支持する働きをするものであって、一例として、後述のカーポートの屋根材の支持に使用される。

【0026】

図１は、本発明の構造材（梁）の実施形態を表した外観図であって、（ａ）図が正面図、（ｂ）図が（ａ）図における矢印Ａ方向から視た平面図である。また、図２は、図１における符号ＩＩ−ＩＩで切断した際の断面図である。

【0027】

図１に表したように、構造材（梁）１００は、鋼材からなり、所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材１、２と、一対のフランジ材１、２の間隙に配置されてフランジ材１、２の並設方向に延出して一対のフランジ材に一体に接合された第１のウェブ部３、第２のウェブ部４とから構成されている。なお、図１は、構造材（梁）１００を材軸線方向の途中で破断して示している。

【0028】

構造材（梁）１００は、図２に表したようにＨ字状の断面を有し、断面に直交する材軸線（図ａにおけるＸ―Ｘ方向である）に沿って延出した構成を有している。

【0029】

また、図１に表したように、第１のウェブ部３，第２のウェブ部４は、材軸線を介して対称に配置されて、凹凸状の開口孔５を閉じるように突合せられ、材軸線上に沿って対向する側縁が溶接によって接合されている。この接合により、構造材（梁）１００には、第１のウェブ部３と第２のウェブ部４によって、正六角形状（偶数の多角形状である）の複数の開口孔５が形成されている。また、これにより、構造材（梁）１００は、正六角形の開口孔５を材軸方向に並設したハニカム構造が形成されていることから、少ない材料で座屈強度を向上させることができる。

【0030】

第１のウェブ部３と第２のウェブ部４の材軸線方向の両端には、後述の構造材の製造方法によって材軸線方向に開口する開口端６が形成され、係合片７が開口端６に係合して溶接されている。

【0031】

また、構造材（梁）１００には、材軸線に沿って所定の間隔で、第１のウェブ部３、第２のウェブ部４とフランジ材１、２との間に一対の補強用リブ８が溶接されている。そして、構造材（梁）１００は、補強用リブ８を介して第１のウェブ部３、第２のウェブ部４、フランジ材１，２等が一体的に接合されている。

【0032】

フランジ１の上面には、複数のブラケット９ａ〜９ｃが接合されている。ブラケット９ａ〜９ｃには、後述の屋根部の桁材を係合して固定するための間隙Ｗとボルト締め孔（図２中の符号ｆ）が形成されている。そして、構造材（梁）１００は、ブラケット９ａ〜９ｃを介して、後述の屋根部を支持するように構成されている。

【0033】

ブラケット９ａ〜９ｃは、９ａ〜９ｃに向かって徐々に高くなるように形成されて、このブラケット９ａ〜９ｃを介して支持される屋根部に勾配を持たせるように構成されている。これにより、後述のカーポートにおいて、屋根部の水たまりを防止できる。

【0034】

また、第１のウェブ部３、第２のウェブ部４の軸方向両端側には、図示されない支柱に固定するためのボルト締め孔１０が形成され、かつ、フランジ材２にも、前記支柱に固定するためのボルト締め孔（図示せず）が形成されている。

【0035】

次に、図３−１、図３−２を用いて本発明の構造材（梁）の製造方法の一実施形態を説明する。図３−１の（ａ）図は構造材（梁）の製造に用いる一対のＨ形材を表した図、図３−１の（ｂ）図はＨ形材の切断し一対のＴ形材を形成する際の説明図である。図３−２の（ｃ）図および（ｄ）図は、一対のＴ形部材同士を接合する説明図である。なお、図３−１、図３−２では一対のＨ形材のうちの一方のみを図示し、一対のＨ形材の一方を符号３０Ａ、他方を符号３０Ｂと付与して、以下に記述する。また、図１で表した構造材（梁）１００の構成要素と同一となる構成要素には同一の符号を付与する。

【0036】

図３−１に示されるように、Ｈ形材３０Ａ、３０Ｂは、所定の間隙を介し相対向して並設された一対のフランジ材１、２と、一対のフランジ材１、２の間隙に配置されてフランジ材１、２の並設方向に延出しフランジ材１、２と一体に接合されたウェブ材３１とから形成され、Ｈ字状の断面を有し、材軸線Ｘ−Ｘに沿って延出するように構成されている。

【0037】

本実施形態におけるＨ形材３０Ａ、３０Ｂの寸法は、図３−１（ａ）における、Ｂが９９ｍｍ、Ｈが１９８ｍｍ、ｂが９４．５ｍｍ、ｈが１８４ｍｍである。また、Ｈ形材の軸線（材軸）方向の全長が、５３１５ｍｍである。

【0038】

まず、図３−１（ｂ）に表したように、一対のＨ形材３０Ａ、３０Ｂの夫々毎に、レーザ切断機を用い、ウェブ材３１を、材軸線Ｘ−Ｘに沿って、フランジ材１、２の並設方向に凹凸となる切断線Ｑを有するように、連続して切断して二つの部材に分離し、断面がＴ字状となる一対のＴ形部材３２、３３を夫々形成する。分離されたＴ形部材３２、３３には、切断線Ｑに沿って凹凸となる開口部が形成される。また、Ｔ形部材３２、３３の夫々に、構造材（梁）１００の構成で説明したボルト締め孔１０を形成する。

【0039】

次いで、図３−２（ｃ）、（ｄ）に表したように、一対のＨ形材において材軸線を介して対称に配置した際に、凹凸の開口部が対称となる一対のＴ形部材３２、３３同士を、材軸線を介して対称に配置し、凹凸状の開口部を閉じるように突合せて材軸線上の切断面を接合し、連結ウェブ材３４を形成する。この接合により、連結ウェブ材３４には複数の開口孔５が形成される。また、この接合により、連結ウェブ材３４の両端には、材軸線方向に開口する開口端６ａ、６ｂが形成される。

【0040】

詳しくは、図３−２（ｃ）に表したように、Ｈ形材３０Ａから形成されたＴ形部材３３とＨ形材３０Ｂから形成されたＴ形部材３３とを材軸線Ｘ−Ｘを介して対称に配置して接合し、一方、図３−２（ｄ）に表したように、Ｈ形材３０Ａから形成されたＴ形部材３２とＨ形材３０Ｂから形成されたＴ形部材３２とを材軸線Ｘ−Ｘを介して対称に配置して接合する。

【0041】

次いで、連結ウェブ材３４の材軸線方向の両端に形成されて材軸線方向に開口する開口端６ａ、６ｂに、係合片７ａ、７ｂを係合して溶接する。また、材軸線に沿って所定の間隔で、連結ウェブ材３４とフランジ材１、２との間に補強用リブ８を配設し、この補強用リブ８を介して連結ウェブ材３４とフランジ材１、２とを一体に接合する。この際、補強リブ８は、連結ウェブ材３４を介して両側の夫々において接合される。

【0042】

次いで、必要に応じて、後述の屋根部を支持するためブラケット（図１における９ａ〜９ｃである）をフランジ１の上部に接合する、

【0043】

次いで、メッキ処理（例えば、溶融亜鉛メッキ処理）を行い、さらに、電着塗装、若しくは粉体塗装や溶剤塗装などの塗装を施して防錆処理を行い、一対の構造材（梁）１００Ａ、１００Ｂを製造する。

【0044】

前述によって製造された構造材（梁）１００Ａ、１００Ｂは、図３−１（ａ）における、Ｂが９９ｍｍ、Ｈが２８８ｍｍ、ｂが９４．５ｍｍ、ｈが２７４ｍｍとなり、ＨおよびｈがＨ形材３０Ａ、３０Ｂよりも９０ｍｍ大きく形成される。これにより、１００Ａ、１００Ｂは、原材料となったＨ形材のウェブ材３１に較べて、連結ウェブ材３４のフランジ方向に延出するサイズが開口端６ａ、６ｂの幅の分だけ大きくなって、強度の向上が得られる。

【0045】

次に、下記の（式１）、（式２）を用いて、本発明の製造方法によって得られた構造材（梁）１００Ａ、１００Ｂと原材料のＨ形材との強度を比較する。（式１）において、Ｉは荷重に対する構造材（梁）の変形のしにくさを表した断面２次モーメントである。

【0046】

また、（式２）において、Ｚは構造材（梁）に生じる曲げ応力の大きさを計算する基準として、構造材（梁）の断面の形状から算出される係数である。断面係数Ｚの大きい構造材（梁）を用いることにより、構造材（梁）に荷重が加えられた際に、構造材（梁）に発現する曲げ応力を小さくすることができる。

【0047】

また、（式１）、（式２）における符号Ｂ、Ｈ、ｈ、ｂは、図３−１（ａ）の各部の寸法に対応する。

【0048】

Ｉ＝（ＢＨ^３−ｂｈ^３）／１２…（式１）
Ｚ＝（ＢＨ^３−ｂｈ^３）／（６Ｈ）…（式２）

【0049】

まず、原材料となったＨ形材３０Ａ、３０Ｂでは、Ｂが９９ｍｍ、Ｈが１９８ｍｍ、ｂが９４．５ｍｍ、ｈが１８４ｍｍであって、この数値を（式１）、（式２）に代入すると、
Ｉ＝（９９×１９８^３−９４．５×１８４^３）／１２＝１４９８ｃｍ^４
Ｚ＝（９９×１９８^３−９４．５×１８４^３）／（６×１９８）＝１５１ｃｍ^３
となり、Ｉ＝１４９８ｃｍ^４、Ｚ＝１５１ｃｍ^３が算出される。

【0050】

一方、本発明の実施形態の構造材（梁）では、Ｂが９９ｍｍ、Ｈが２８８ｍｍ、ｂが９４．５ｍｍ、ｈが２７４ｍｍであって、この数値を（式１）、（式２）に代入すると、
Ｉ＝（９９×２８８^３−９４．５×２７４^３）／１２＝３５０８ｃｍ^４
Ｚ＝（９９×２８８^３−９４．５×２７４^３）／（６×２８８）＝２４４ｃｍ^３
となり、Ｉ＝３５０８ｃｍ^４、Ｚ＝２４４ｃｍ^３が算出される。

【0051】

（式１）、（式２）の算出結果より、本実施形態の構造材（梁）および構造材（梁）の製造方法によれば、既存のＨ型材３０Ａ、３０Ｂを加工して、重量を増やすことなく、断面２次曲げモーメントＩや断面係数Ｚを向上させた構造材（梁）を製造できることがわかる。

【0052】

また、本実施例の構造材（梁）は、従来のＨ形材を用いるよりも軽量化が実現できた。詳しくは、従来は強度確保のために、Ｂ＝２４８ｍｍ、Ｈ=１２４ｍｍ、ｂ＝２４３ｍｍ、ｈ＝１０８ｍｍ、材軸方向の全長５３１５ｍｍのＨ形鋼を２本用い、その重量が２６６．８ｋｇであった。一方、本発明の実施形態の構造材（梁）１００の２本の重量が１８９．６ｋｇとなり、７７．２ｋｇの重量軽減を達成することができた。

【0053】

本実施形態に記載の構造材（梁）１００（１００Ａ，１００Ｂ）は、屋根材などの荷重を支持する構造物に使用することが好ましい。次に、図４〜図６を用いて、本実施形態の構造材（梁）１００（１００Ａ，１００Ｂ）が使用されたカーポートの構成を説明する。図４において、（ａ）図が構造材（梁）１００と支柱５１の接合図、（ｂ）図が構造材（梁）５１と屋根部５２の接合図である。図５、図６は、カーポートの完成図でって、において、（ａ）図が正面図、（ｂ）図が（ａ）図における矢視Ａ図である。また、図６は、（ａ）図における矢視Ｂ図である。

【0054】

図４（ａ）に表したように、本発明の実施形態の構造材（梁）１００は、両端が支柱５１に固定され、上方に（ｂ）に表した屋根部５２が固定される。

【0055】

図５、図６に表したように、カーポート５０には、間隔をおいて並設する４本の支柱５１と、支柱５１の上方に固定された構造材（梁）１００と、構造材（梁）１００を介して支柱５１で支持された屋根部５２とが備えられている。

【0056】

支柱５１は、下部が土中Ｇに埋設されて立設し、その上方に本実施形態の構造材（梁）１００が固定されている。

【0057】

構造材（梁）１００は、材軸線Ｘ−Ｘ方向の両端側が支柱５１にボルト締めによって固定されている。また、構造材（梁）１００に設けられたブラケット９（図１中の９ａ、９ｂ、９ｃに相当する）を介して上方に屋根部５２が固定されている。

【0058】

屋根部５２は、上面が山形に連続して折り返されて形成され、その下面には、構造材（梁）１００の材軸線に直交する複数の桁材５３が備えられ、１．５〜２ｍ程度の積雪量であっても耐えるように構成されている。

【0059】

複数本の桁材５３と構造材（梁）１００のブラケット９の位置は、互いの位置が合うように対応付けて設けられ、桁材５３がブラケット９の間隙（図１（ａ）中の符号ｗ）に係合して固定されている。また、構造材（梁）１００の材軸線Ｘ−Ｘ方向両端に備えられた桁材５３は、構造材（梁）１００に固定されると共に支柱５１にも固定されている。

【0060】

前述のカーポート５０によれば、本実施形態の構造材（梁）１００を用いているので、構造材（梁）の重量を増やすことなく強度及び耐久性を向上できた。また、構造材（梁）１００が求められる強度に対して軽量化されているので、建築現場への搬送や組み立ての施工性が良好となった。また、エコロジーの向上（省資源化及び自然、景観との調和）につながり、ひいては環境にやさしいものとなった。

【0061】

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、各種の態様をとることができる。例えば、本願の実施形態では、連結ウェブ材３４を形成した後に補強リブ８を接合したが、必要に応じて、連結ウェブの形成と同時に補強リブ８を接合したり、連結ウェブ材３４の形成前に一対のＴ型部材３２、３３に補強リブ８を接合し、その後に、一対のＴ形部材３２、３３のウェブ部同士を接合したりしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明に係る構造材および構造材の製造方法は、構造材の重量を増やすことなく断面２次曲げモーメントや断面係数の向上、さらには省資源化等のエコロジーの向上が求められる構造物に好適である。例えば、カーポートのほかに、物置や家屋、トンネル、橋等の構造材にも適用できる。

【符号の説明】

【0063】

１００、１００Ａ、１００Ｂ…構造材（梁）
１，２、３１…フランジ材
３…第１のウェブ部
４…第２のウェブ部
５…開口孔
６、６ａ、６ｂ…開口端
７、７ａ、７ｂ…係合片
８…補強用リブ
９、９ａ〜９ｃ…ブラケット
３０Ａ，３０Ｂ…Ｈ形材
３２、３３…Ｔ形部材
３４…連結ウェブ材
Ｑ…切断線

【図1】

【図2】

【図3-1】

【図3-2】

【図4】

【図5】

【図6】