【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にスチールハウスの建材用に用いられる高強度ホールダウン金物に関するものである。
【０００２】
ここで、スチールハウス（鋼製住宅ともいう）とは、環境に優しい鋼を材料とした建物として近来注目を浴びている住宅であって、より具体的には、板厚０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ前後の薄板軽量形鋼による縦枠や横枠からなる枠材を建物の骨組みに用い、この枠材と構造用面材をドリルねじで止めつけて構築する鉄鋼系パネル構造の住宅をいう。
【０００３】
【従来の技術】
スチールハウスが我が国で提案されて数年が経ち、構造的強度、居住性、製作コスト等の面で改良技術提案されるとと共に、社会的認知度も急速に高まっており、さらに規格化の面でも整備されつつある。
【０００４】
規格化の面でいえば、スチールハウスの技術的進歩に平行して改定がなされているが、その中で建物の天井高さについても変更されることがある。より具体的には、天井と壁を高くして居住性の向上を図った住宅をスチールハウスで構築する場合など、従来の壁の高さ制限が変更され、従来通常の壁高さが２７３０ｍｍであったのが、新規格によると３０００ｍｍ超まで許容されることになる。
【０００５】
前述のとおり住宅の天井が高いことは、居住者の快適性につながり好ましいのであるが、構造上の強度面で見るとき各部の骨組み構造の見直しが必要となる。その１つとして次の問題がある。すなわち、壁には地震や風などで傾きの応力が作用し、その力は、壁の下端部、つまり縦枠と横枠をホールダウン金物を介し接合しているアンカーボルトに引張り力として作用する。この引張り力は壁が低い場合に比べて、壁の背丈が高くなるのに比例して大きくなり、それ故に、従来基準の強度を持つホールダウン金物では耐えられず、変形ないし破損するおそれが生じるという問題がある。
【０００６】
また、ワンルームの共同住宅などは、間口が狭い割に窓開口が大きく、十分大きな壁を配置できない。このため、従来の壁に比べ高強度の壁が必要となる。壁が高強度となる場合にも、壁の背丈が高くなる場合と同様にアンカーボルト、ホールダウン金物の高強度化が必要になる。
【０００７】
図７、図８で従来のスチールハウスにおける縦枠と横枠を接合するホールダウン金物の例を説明する。図７はスチールハウスの骨組みを構成する縦枠１と横枠２を示し、これらは薄板軽量形鋼からなる、つまり、厚さ約１ｍｍの薄鋼板をロールフォミングにてリップ付き溝形鋼として成形されている。横枠２は溝部を上向きにして、コンクリート製布基礎３の上端面に設置されており、縦枠１の下端部を横枠２の両フランジの内側に入れ、その接合部にドリルねじ５を打設して接合されている。さらに、接合強度が要求される隅部縦枠１においては布基礎３から立上るアンカーボルト４とホールダウン金物６を介して強度補強して接合されている。なお、隅柱を構成する部位では、リップ付き溝形鋼からなる複数の縦枠１をドリルねじ５で接合した補強枠とされている。前記のようにして組まれた縦枠１と横枠２に建物の外側から合板などからなる構造用面材である壁パネル７が当てがわれ、その接合部にドリルねじ５を打設して固着されている。
【０００８】
図８に示すように従来のホールダウン金物６は、フラットな所定厚の鋼板を所定形状に切断したうえ、平面から見てコ字形に曲げ形成することで、複数のドリルねじ挿入孔（以下、ボルト挿入孔という）８を有する背面板１０とその両端に所定の側面形状の補強板１１が成形されて金物本体が形成され、コ字形の金物本体の下部にボルト孔１２を有する所定厚の底板１３が配置され、底板１３の下面のコ字形に沿う隅部が溶接部１４によって固定されている。
【０００９】
そして、図７に示すようにホールダウン金物６は、リップ付き溝形鋼からなる縦枠１内に配置され、布基礎３の上端面および横枠２のウェブのボルト孔を挿通して立上るアンカーボルト４が、さらにホールダウン金物６の底板１３のボルト孔１２を挿通して立上っており、底板１３の上面に座金１５を当てがったうえ、ナット１６を締結することで該ホールダウン金物６を布基礎３に固定している。また背面板１０のボルト挿入孔８を通してドリルねじ５を縦枠１のウェブに内側から打設することでホールダウン金物６が縦枠１に固着される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
天井と壁を高くし居住性の向上を図った住宅において、前記壁パネル７の背丈が高くなると、地震、風などの外力で壁に傾き荷重が掛かるとき、縦枠１と横枠２を布基礎３に固定しているアンカーボルト４とホールダウン金物６に大きな引張り力が作用する。このため天井の高い壁ではホールダウン金物には、従来用いられているホールダウン金物６では対応できない強度が要求される。
【００１１】
壁固定手段の強化対策として、▲１▼壁の高強度化を図ること。▲２▼ホールダウン金物６の強度を上げること、▲３▼アンカーボルト４の径を大きくすることがあるが、何れにも次の問題がある。
【００１２】
▲１▼に関しては、壁の強度を上げても、縦枠１の下部（つまり、柱脚部）にあるホールダウン金物６の強度が十分にないと壁が倒れてしまう。そのためには、ホールダウン金物を大きくしなければならないが、ホールダウン金物６は、リップ付き溝形鋼からなる縦枠１内に配置しなければならないという制限があり、大形化も難しい。
【００１３】
▲２▼に関しては、従来のホールダウン金物６は底板１３を有し、この底板１３に開設したボルト孔１２にアンカーボルト４を通しナット１６で締めるが、壁が倒れることで、アンカーボルト４に引き抜き力が加わる。このとき底板１３が外に変形するため、従来の金物では強度が発揮できない。さらに、底板１３と金物本体（背面板１０と補強板１１）との接合強度は溶接部の長さで決まるが、▲１▼で述べた理由でホールダウン金物６の大形化に制限があることから、コ字状の溶接部１４を長くするにも限界がある。他方、底板１３の板厚を厚くしてその面外変形に対応させるとしても、前記溶接長の限界があるかぎり、溶接部が先に破壊され、厚板底板がもつ強度機能を発揮させることが出来ない。
【００１４】
▲３▼に関しては、布基礎３から立ち上がるアンカーボルト４の径は、アンカーボルト４の据え付け誤差の大きさと、ホールダウン金物６の底板１３のボルト孔１４の大きさ、補強板１２等の関係でボルト径を大きくするにも制限があり、アンカーボルト４の径がＭ１６程度までは対応できるが、ボルト径がそれ以上になると対応が出来ない。
【００１５】
すなわち、コンクリートの布基礎３では、アンカーボルト４の据え付けのバラツキが５ｍｍくらいは普通であり、本発明で使用するアンカーボルトのように、ボルト径が、Ｍ２２、Ｍ２４と大きくなると、従来のホールダウン金物６の底板１３では対応できず、この点で施工性が劣る。つまり、軸径が２０ｍｍ以上のアンカーボルト４を使用することは、補強板１２が邪魔となってナット１６の締め付けスペースが確保できないことから、実施工上極めて困難となる。
【００１６】
他方、強度確保のための溶接長を確保できる金物として、木造２×４（ツーバイフォー）の用途に用いるパイプ引き寄せ金物がある（図示せず）。これは取付プレートの下部前面にＵ字金物またはパイプ金物を溶接してなり、各金物内にアンカーボルトを挿通し、金物の上端でナットを締結するものである。この金物は用途が木造であることから、構造上強度的に不十分であり、本発明が予定するスチールハウスにおいて、背丈が高い壁パネルが取付けられるの薄板軽量形鋼製の縦枠と横枠を接合するホールダウン金物としては強度が不十分で、取り付けプレートの面外曲げ剛性が低く、金物に大きな引張り力が作用した場合に対応できない。
【００１７】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたもので、特にスチールハウスにおいて、薄板軽量形鋼製の縦枠と横枠を接合するために用いられる金物であって、短期許容耐力の向上、軸径が大きいアンカーボルトでの施工性の確保を低コストで実現できる高強度ホールダウン金物を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【００１９】
第１の発明は、薄板軽量形鋼にて溝形断面に成形された縦枠と横枠を接合して建物の骨組みを構成し、布基礎に配設された前記横枠の溝部に前記縦枠の下部を挿入して、前記布基礎から立上るアンカーボルトを介して前記縦枠と横枠を接合するホールダウン金物であって、前記ホールダウン金物は、前記アンカーボルトの設置誤差を吸収できる内径を有するボルト挿通台座と、該ボルト挿通台座をその高さ方向に延びる当接部に沿って接合した縦枠取付け部材とからなり、前記縦枠取付け部材は、該縦枠取付け部材の面外変形を拘束する補強リブを具備し、該補強リブは、前記ボルト挿通台座の上端に配置される座金が前記アンカーボルトとともに移動できるスペースを有して前記ボルト挿通台座の外側を取り囲んで設けられており、また縦枠取付け部材は複数のドリルねじ挿通孔を有し、前記縦枠の溝部に収まるように設けられていることを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明における前記ボルト挿通台座を、所定長さのパイプ金物またはＵ字金物等で構成し、前記補強リブは縦枠取付け部材に設ける縦枠取付けプレートの両側を折り曲げて形成し、該補強リブには、少なくともボルト挿通台座の高さの範囲にわたって接合リブ部分を絞り加工にて一体成形したうえ、該接合リブ部分を前記ボルト挿通台座に当接し、ボルト挿通台座の高さ方向に延びる当接部を溶接したことを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、第１の発明における前記ボルト挿通台座を、所定長さのＵ字金物で構成し、その両側縁を縦枠取付け部材に当てがって溶接用の接合部とし、Ｕ字金物の長さ方向に接合したことを特徴とする。
【００２２】
【作用】
本発明に係る建材用の高強度ホールダウン金物によると、背丈の高い壁に傾斜荷重が作用する場合等において、縦枠を介して当該金物の縦枠取付け部材に曲げ応力が作用したとき、補強リブにより縦枠取付け部材の面外変形を拘束できると共に、アンカーボルト固定用の台座であるパイプまたはＵ字などのボルト挿通台座を所定長に設けることで縦枠取付け部材との強度上必要な溶接長を容易に確保できる。つまり、ボルト挿通台座の全長にわたって縦枠取付け部材との接合部分を溶接できるので、溶接長で決まるホールダウン金物の強度を大幅に向上できる。また、ボルト挿通台座はホールダウン金物に作用する引張り応力に対して支圧で抵抗し、従来の底板のように曲げ変形しない。前記補強リブは、ボルト挿通台座の高さより上に任意の長さ立ち上げることで縦枠取付け部材の面外変形の拘束機能をより向上できる。
【００２３】
また、縦枠取付け部材の接合リブ部分を絞り加工にて一体形成することで、縦枠から金物の縦枠取付け部材に伝わる荷重をパイプ金物またはＵ字金物のボルト挿通台座にスムーズに伝達できる。
【００２４】
さらに、ボルト挿通台座の内径は、所定径のアンカーボルトの設置誤差を吸収できる寸法に設けてあり、かつ、縦枠取付け部材の補強リブは、ボルト挿通台座の上端に設置の座金がアンカーボルトの移動に伴って台座上端で移動できるスペースを有して前記台座の外側を取り囲んで設けられているので、該ホールダウン金物は大径アンカーボルトの設置誤差にも円滑に対応操作でき施工性が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１、２、３を図を参照して順に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態１に係る高強度ホールダウン金物の斜視図、図２（ｂ）は、図１の正面図、（ｄ）は、同側面図、（ａ）は、同平面図、（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２７】
図１、図２において、実施形態１に係る高強度ホールダウン金物１７は、ボルト挿通台座であるパイプ金物１８と、該パイプ金物１８を固着する縦枠取付け部材１９とから構成される。縦枠取付け部材１９は、所定厚、所定形状の鋼板を曲げ形成することで、縦枠取付けプレート２０と、その両端を前側に折り曲げてなる補強リブ２１とから平面コ字形に構成されている。縦枠取付けプレート２０には、多数のドリルねじ挿通孔２７が開設されている。
【００２８】
さらに説明すると、ボルト挿通台座であるパイプ金物１８の上下の高さ（長さ）Ｌは、所定の寸法に設けてある。また、縦枠取付け部材１９における縦枠取付けプレート２０と補強リブ２１は、パイプ金物１８の外側を間隔を置いて取囲むように設けられている。このように縦枠取付けプレート２０と補強リブ２１が間隔を置いてパイプ金物１８を大きく取囲むのは、アンカーボルト２３の設置誤差を吸収するため、パイプ金物１８内で該アンカーボルト２３を移動させるのに伴って、パイプ金物１８の上端に設置の平座金２６が移動できるスペースを確保し、以ってアンカーボルト２３の設置誤差に円滑に対応して操作でき施工性を向上させるためである。
【００２９】
すなわち、本発明では、布基礎３（図２ｂに示す）に打設するアンカーボルト２３は、Ｍ２２型またはＭ２４型など、従来よりも太いボルトが用いられる。また、アンカーボルト２３の布基礎３への打設誤差は通常５ｍｍ前後あるので、そのアンカーボルト２３に対し、パイプ金物１８の芯を最大５ｍｍ程度移動させて前記アンカーボルト２３の設置誤差を吸収した上で、所定位置に設置し得るように、前記パイプ金物１８の内径をアンカーボルト２３より大きく設けてある。パイプ金物１８に挿入したアンカーボルト２３の上部は、パイプ金物１８の上端面に配置した平座金２６を挿通する。そして平座金２６の上側でナット２４を締結することで、パイプ金物１８を布基礎３に固定する。
【００３０】
前記パイプ金物１８と縦枠取付け部材１９は溶接部２２を介して固着される。この場合、縦枠取付けプレート２０と補強リブ２１が間隔を置いてパイプ金物１８を取り囲んでおり、そのままではパイプ金物１８との間に間隙が生じて溶接できないので、本実施形態１では、溶接用の接合リブ部分２５を折り曲げて補強リブ２１の下部にこれと一体的に設けてある。そして、この接合リブ部分２５の先端をパイプ金物１８の外周対称位置において上下方向に線状に接触させており、この接触部を隅肉溶接して溶接部２２を設けている。
【００３１】
縦枠取付け部材１９とパイプ金物１８との溶接部を形成するため、縦枠取付け部材１９の補強リブ２１に設ける接合リブ部分２５は、本実施形態１では、当該補強リブ２１の下部を前に張り出させると共に、絞り加工することによりパイプ金物１８の側に折り曲げて形成してある（絞り加工部２５ａで示す）。そして接合リブ部分２５の先端を溶接部２２とする。なお、接合リブ部分２５は、別部材を補強リブ２１に溶接して構成する方法があるが、前述の絞り加工の方法によると、製作が容易であると共に、縦枠１に固着される縦枠取付けプレート２０からパイプ金物１８へ荷重をスムーズに伝達できる。
【００３２】
補強リブ２１とパイプ金物１８の接合強度は、溶接部２２の溶接長によって決まり、この接合強度が、ホールダウン金物１７自体の強度に大きく関係する。実施形態１では、パイプ金物１８の長さ寸法Ｌ（図１に示す）を適切に設定することで、溶接部２２の長さＬ１を必要長さに設定でき、補強リブ２１とパイプ金物１８との接合強度を容易に確保できる。また、壁が傾斜する時の荷重は、アンカーボルト２３に引張り力として作用するが、このとき実施形態１のホールダウン金物１７では、パイプ金物１８がボルト挿通台座として機能するので、従来のホールダウン金物の底板のように面外曲げ力が作用することがなく、大きな引張り力に耐えることができ高強度化が図れる。
【００３３】
図のように接合リブ部分２２の高さ（つまり溶接長Ｌ１）は、パイプ金物１８の高さに近い長さに設けてあるので、平座金２６の配置の邪魔にならない。しかも前述のように、パイプ金物１８内でアンカーボルト２３を相対的に移動調整してナット締めする際も、縦枠取付けプレート２０と補強リブ２１はパイプ金物１８の外側を間隔をあけて取囲むように設けられているので、平座金２６を移動させる上で邪魔にならず、また、ナット２４の締結作業に支障が生じない。補強リブ２１は、縦枠取付けプレート２０が縦枠１から曲げ力を受けたときの面外変形を拘束する機能を有するものである。この補強リブ２１を立ち上げる長さは、任意に変更してよい。また、図示の接合リブ部分２２の上方部分を、平座金２６の移動や、ナット締め作業の邪魔にならないように、パイプ金物１８の外側に曲げ成形して上方に立ち上げている。
【００３４】
実施形態１に係るホールダウン金物１７は、図２（ｂ）に示すように、薄板軽量形鋼製のリップ付き溝形鋼からなる縦枠１の溝部と、溝形鋼からなる横枠２の溝内に配置され、縦枠取付けプレート２０のドリルねじ挿通孔２７から縦枠１のウェブ部に多数本のドリルねじを打設することで縦枠取付け部材１９と縦枠１が固着される。またパイプ金物１８の上端において、平座金２６を介してアンカーボルト２３にナット２４を締結することで、ホールダウン金物１７を介して、縦枠１と横枠２、２ａが強固に接合され、大きな短期許容耐力が得られ、軸径が大きいアンカーボルト２３での施工性の確保を低コストで実現できる。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態２に係る高強度ホールダウン金物の斜視図、図４
（ａ）は、図３の正面図、（ｂ）は、同側面図、（ｃ）は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は、図４（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００３６】
実施形態２が、実施形態１と異なる主な構成は、実施形態１のパイプ金物１８に代えて、ボルト挿通台座として機能する金物をＵ字金物２８で構成したことである。両金物の機能は基本的には同じである。なお、実施形態２では、Ｕ字金物２８としたのに伴い他部の構成も若干相異しているので、この相異する部分につき、共通要素には共通符号を付して説明する。
【００３７】
実施形態２では、縦枠取付けプレート２０に設ける補強リブ２９は、上部３０と下部３１の範囲を縦枠取付けプレート２０の両外側に広げた上、前側に折り曲げて形成し、それによりＵ字金物２８の上方を間隔を置いて取囲むように設けてある。補強リブ２９の上方は傾斜部３２から上を切除してあるが、図４ｂの点線３３で示すように縦枠取付けプレート２０の上端まで補強リブ２９を延長することは構わない。また、補強リブ２９の下部３１から下側をＵ字金物２８に近づくように絞り加工（絞り加工部２５ａで示す）することで、接合リブ部分２５を形成しており、その先端接合部にＵ字金物２８との溶接部２２を設けている。
【００３８】
実施形態２でも、Ｕ字金物２８内にアンカーボルト２３を挿通し、Ｕ字金物２８の上端で平座金２６を介してナット２４を締結することで、ホールダウン金物１７を布基礎に強固に固定できることは、実施形態１と同じである（図４では、アンカーボルト、ナットは図示省略する）。また、補強リブ２９が縦枠取付けプレート２０の面外変形を拘束すること、Ｕ字金物２８の長さと接合リブ部分２５とで必要な溶接長を確保できること、Ｕ字金物２８内で大径のアンカーボルト２３の据え付け誤差を相対的に移動調整できることなども、実施形態１と同様である。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態３に係る高強度ホールダウン金物の斜視図、図６（ａ）は、図５の正面図、（ｂ）は、一部破断側面図、（ｃ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００４０】
実施形態３は、実施形態２の変形例である。実施形態３が実施形態２と異なる主要な点は、ボルト挿通台座として機能するＵ字金物２８と縦枠取付け部材１９との溶接部位および、縦枠取付けプレート２０と補強リブ３４との固着構造である。実施形態３は、Ｕ字金物２８の両端部を縦枠取付けプレート２０の前面下部に当てがい、その当接部を隅肉溶接することで溶接部２２を形成している。この実施形態３においても、Ｕ字金物２８の高さ寸法を適切に設けることで、必要な溶接長を確保できる。
【００４１】
実施形態３では、Ｕ字金物２８を縦枠取付けプレート２０の前面に直接溶接しているので、補強リブ３４の下部に接合部分は設けなくてよい。また、この補強リブ３４は、縦枠取付けプレート２０の前面両側縁に沿う溶接部３５で溶接することで固着している。さらに、左右の補強リブ３４の間隔は、Ｕ字金物２８内で大径のアンカーボルト２３の据え付け誤差を相対的に移動調整する際、一緒に移動する平座金２６の邪魔にならず、ナット締めの邪魔にもならないように、Ｕ字金物２８の外側を間隔をあけて取り囲んで設けてある。この点は、実施形態１、２と同じである。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る建材用の高強度ホールダウン金物によると、縦枠取付け部材は補強リブで補強されていると共に、縦枠取付け部材とパイプまたはＵ字などのボルト挿通台座とは強度上必要な溶接長を確保しているので、金物強度が大幅に向上し、背丈の高い壁に傾斜荷重が作用するなどホールダウン金物に大きな荷重が作用しても十分耐え破損するおそれがない。また、大径のアンカーボルトを使用した場合も、その据え付け誤差を容易に吸収しながら円滑なナット締結作業でホールダウン金物を所定位置に設置できるので施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る高強度ホールダウン金物の斜視図である。
【図２】（ｂ）は、図１の高強度ホールダウン金物の正面図、（ｄ）は、同側面図、（ａ）は、同図（ｂ）の平面図、（ｃ）は、図（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る高強度ホールダウン金物の斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３の高強度ホールダウン金物の正面図、（ｂ）は、同側面図、（ｃ）は、図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は、図（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る高強度ホールダウン金物の斜視図である。
【図６】（ａ）は、図５の高強度ホールダウン金物の正面図、（ｂ）は、一部破破断図、（ｃ）は、図（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】スチールハウスの骨組みにおいて、従来のホールダウン金物で接合された縦枠と横枠を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７のホールダウン金物の正面図、（ｄ）は、同側面図、（ｂ）は、図（ａ）の座金の平面図、（ｃ）は、図（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｅ）は、図（ｄ）の底面図である。
【符号の説明】
１ 縦枠
２ 横枠
３ 布基礎
４ アンカーボルト
５ ドリルねじ
６ ホールダウン金物
７ 構造用面材
８ ドリルねじ
１０ 背面板
１１ 補強板
１２ ボルト孔
１３ 底板
１４ 溶接部
１５ 座金
１６ ナット
１７ ホールダウン金物
１８ パイプ金物
１９ 縦枠取付け部材
２０ 縦枠取付けプレート
２１ 補強リブ
２２ 溶接部
２３ アンカーボルト
２４ ナット
２５ 接合リブ部分
２５ａ 絞り加工部
２６ 平座金
２７ ドリルねじ挿通孔
２８ Ｕ字金物
２９ 補強リブ
３０ 上部
３１ 下部
３２ 傾斜部
３３ 点線
３４ 補強リブ
３５ 溶接部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-strength hole-down metal used mainly for building materials of a steel house.
[0002]
Here, a steel house (also referred to as a steel house) is a house that has recently attracted attention as a building made of environmentally friendly steel, and more specifically, a sheet thickness of 0.3 mm to 2 mm. It refers to a steel-panel-structured house constructed by using a frame composed of a vertical frame and a horizontal frame made of a thin, lightweight section steel of about 3 mm in the frame of a building, and fastening the frame and the structural panel with a drill screw.
[0003]
[Prior art]
Several years have passed since the steel house was proposed in Japan, and improved technologies were proposed in terms of structural strength, livability, manufacturing costs, etc., and social recognition was rapidly increasing. But it is being improved.
[0004]
In terms of standardization, the revision has been made in parallel with the technological progress of steel houses, but the height of the ceiling of the building may be changed. More specifically, the height limit of the conventional wall is changed, for example, in the case of constructing a house with a raised ceiling and walls to improve the livability with a steel house, and the conventional normal wall height is 2730 mm. However, according to the new standard, it is allowed to exceed 3000 mm.
[0005]
As described above, a high ceiling in a house is preferable because it leads to occupant comfort, but it is necessary to reconsider the frame structure of each part in terms of structural strength. One of the problems is as follows. In other words, an inclination stress acts on the wall due to an earthquake, wind, etc., and the force acts as a pulling force on the lower end of the wall, that is, the anchor bolt connecting the vertical frame and the horizontal frame via the hole-down hardware. . This pulling force increases in proportion to the height of the wall as compared with the case where the wall is low, and therefore, the hole-down hardware having the conventional standard strength cannot withstand, and may be deformed or broken. There is a problem.
[0006]
Also, in a one-room apartment, the window opening is large despite the narrow frontage, and a sufficiently large wall cannot be arranged. For this reason, a wall having higher strength than a conventional wall is required. Even when the wall has high strength, the anchor bolts and the hole-down hardware need to have high strength, as in the case where the height of the wall is high.
[0007]
7 and 8, an example of a hole-down metal fitting for joining a vertical frame and a horizontal frame in a conventional steel house will be described. FIG. 7 shows a vertical frame 1 and a horizontal frame 2 constituting a framework of a steel house, which are made of a thin steel plate, that is, a thin steel plate having a thickness of about 1 mm is formed as a grooved steel with a lip by roll forming. Is molded. The horizontal frame 2 is installed on the upper end surface of the concrete fabric foundation 3 with the groove part facing upward, the lower end of the vertical frame 1 is inserted inside both flanges of the horizontal frame 2, and a drill screw 5 is inserted into the joint thereof. It is cast and joined. Further, in the corner vertical frame 1 where the bonding strength is required, the corner vertical frame 1 is joined with the anchor bolts 4 rising from the cloth foundation 3 and the hole-down hardware 6 for reinforcing the strength. In addition, at the site | part which comprises a corner post, it is set as the reinforcement frame which joined the several vertical frame 1 which consists of channel steel with a lip with the drill screw 5. FIG. The vertical frame 1 and the horizontal frame 2 assembled as described above are applied from the outside of the building to a wall panel 7 as a structural surface material made of plywood or the like, and a drill screw 5 is driven into the joint. It is fixed.
[0008]
As shown in FIG. 8, a conventional hole-down metal member 6 is formed by cutting a flat steel plate having a predetermined thickness into a predetermined shape and bending the steel plate into a U-shape when viewed from a plane, thereby forming a plurality of drill screw insertion holes (hereinafter, referred to as “holes”). A back plate 10 having bolt insertion holes 8 and reinforcing plates 11 having predetermined side shapes are formed at both ends thereof to form a metal body, and a bottom plate having a predetermined thickness having a bolt hole 12 at a lower portion of the U-shaped metal body. 13 is provided, and a corner of the lower surface of the bottom plate 13 along the U-shape is fixed by a welded portion 14.
[0009]
Then, as shown in FIG. 7, the hole-down hardware 6 is arranged in the vertical frame 1 made of the lip-shaped channel steel, and rises through the upper end surface of the cloth base 3 and the bolt holes of the web of the horizontal frame 2. The anchor bolt 4 is further raised by inserting the bolt hole 12 of the bottom plate 13 of the hole-down metal member 6. The washer 15 is applied to the upper surface of the bottom plate 13, and the nut 16 is fastened to the hole. The down hardware 6 is fixed to the cloth base 3. The hole-down metal member 6 is fixed to the vertical frame 1 by driving the drill screw 5 into the web of the vertical frame 1 from the inside through the bolt insertion hole 8 of the back plate 10.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
When the height of the wall panel 7 is increased, the vertical frame 1 and the horizontal frame 2 are clothed when a load is applied to the wall by an external force such as an earthquake or wind when the height of the wall panel 7 is increased. A large tensile force acts on the anchor bolt 4 and the hole-down hardware 6 fixed to the foundation 3. For this reason, the hole-down hardware on the high ceiling wall needs to have a strength that cannot be handled by the conventionally used hole-down hardware 6.
[0011]
(1) Enhance the strength of the wall as a measure to strengthen the wall fixing means. (2) Increasing the strength of the hole-down hardware 6 and (3) Enlarging the diameter of the anchor bolt 4 may cause the following problems.
[0012]
Regarding (1), even if the strength of the wall is increased, if the strength of the hole-down hardware 6 at the lower part of the vertical frame 1 (that is, the column base) is not sufficient, the wall falls. For this purpose, the hole-down hardware must be enlarged, but the hole-down hardware 6 must be arranged in the vertical frame 1 made of a lip-shaped channel steel, and it is difficult to increase the size.
[0013]
Regarding (2), the conventional hole-down hardware 6 has a bottom plate 13, and the anchor bolt 4 is passed through a bolt hole 12 formed in the bottom plate 13 and tightened with the nut 16. A pulling force is applied. At this time, since the bottom plate 13 is deformed outward, the strength cannot be exhibited with the conventional hardware. Furthermore, the joining strength between the bottom plate 13 and the metal body (the back plate 10 and the reinforcing plate 11) is determined by the length of the welded portion, but there is a limit to the size of the hole-down metal hardware 6 for the reason described in (1). For this reason, there is a limit in lengthening the U-shaped welded portion 14. On the other hand, even if the thickness of the bottom plate 13 is increased so as to cope with the out-of-plane deformation, as long as the welding length is limited, the welded portion is broken first and the strength function of the thick bottom plate can be exhibited. Can not.
[0014]
Regarding (3), the diameter of the anchor bolt 4 rising from the cloth foundation 3 depends on the magnitude of the installation error of the anchor bolt 4, the size of the bolt hole 14 of the bottom plate 13 of the hole-down metal fitting 6, the reinforcing plate 12, and the like. There is a limitation in increasing the diameter of the bolt, and it is possible to cope with the diameter of the anchor bolt 4 up to about M16.
[0015]
That is, in the concrete cloth foundation 3, the variation in the installation of the anchor bolts 4 is about 5 mm, and when the bolt diameters are increased to M22 and M24 like the anchor bolts used in the present invention, the conventional hole down The bottom plate 13 of the metal piece 6 cannot cope with it, and in this respect, the workability is poor. In other words, it is extremely difficult to use the anchor bolt 4 having a shaft diameter of 20 mm or more because the reinforcing plate 12 hinders the space for fastening the nut 16.
[0016]
On the other hand, as hardware that can secure a welding length for ensuring strength, there is a pipe drawing hardware used for a wooden 2 × 4 (two-by-four) application (not shown). In this method, a U-shaped metal member or a pipe metal member is welded to a lower front surface of a mounting plate, an anchor bolt is inserted into each metal member, and a nut is fastened at an upper end of the metal member. Since the metal is used for wooden purposes, it is structurally inadequate in structural strength. In the steel house planned by the present invention, a vertical frame and a horizontal frame made of a thin lightweight steel plate to which a tall wall panel can be attached. The strength of the hole-down metal fitting for joining the metal pieces is insufficient, the out-of-plane bending rigidity of the mounting plate is low, and it cannot cope with a case where a large tensile force acts on the metal fitting.
[0017]
The present invention has been made in view of the above problems, particularly in a steel house, a metal used for joining a vertical frame and a horizontal frame made of a thin and lightweight steel shape, an improvement in short-term allowable strength, It is an object of the present invention to provide a high-strength hole-down metal fitting capable of realizing the workability with an anchor bolt having a large shaft diameter at low cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
[0019]
According to a first aspect of the present invention, a vertical frame and a horizontal frame formed into a groove-shaped cross section by a thin lightweight steel plate are joined to form a framework of a building, and the vertical frame is provided in a groove of the horizontal frame provided on a cloth foundation. A hole-down metal fitting that inserts a lower part of a frame and joins the vertical frame and the horizontal frame via an anchor bolt rising from the cloth foundation, wherein the hole-down metal can absorb an installation error of the anchor bolt. A bolt insertion pedestal having an inner diameter, and a vertical frame attachment member joined along the contact portion extending in the height direction of the bolt insertion pedestal, wherein the vertical frame attachment member is out of the plane of the vertical frame attachment member. A reinforcing rib for restraining deformation is provided, the reinforcing rib surrounding the outside of the bolt insertion pedestal with a space in which a washer disposed at an upper end of the bolt insertion pedestal can move together with the anchor bolt. And vertical The mounting member has a plurality of drill screw insertion hole, and being provided to fit into the groove of the vertical frame.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the bolt insertion pedestal is formed of a pipe hardware or a U-shaped hardware having a predetermined length, and the reinforcing ribs are formed by bending both sides of a vertical frame mounting plate provided on a vertical frame mounting member. The reinforcing ribs are formed integrally with the reinforcing ribs by drawing at least over the range of the height of the bolt insertion pedestal, and then the joining ribs are brought into contact with the bolt insertion pedestal. The contact portion extending in the height direction is welded.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, the bolt insertion pedestal in the first aspect is formed of a U-shaped metal having a predetermined length, and both side edges thereof are applied to a vertical frame mounting member to form a joint for welding, and a U-shape is provided. It is characterized in that it is joined in the length direction of the hardware.
[0022]
[Action]
According to the high-strength hole-down hardware for building materials according to the present invention, when a tall wall is subjected to an inclined load, etc., when a bending stress acts on the vertical frame mounting member of the metal via the vertical frame, the reinforcement is performed. The ribs can restrain the out-of-plane deformation of the vertical frame mounting member, and the necessary welding with the vertical frame mounting member by providing a pipe or U-shaped bolt insertion pedestal for anchor bolt fixing at a predetermined length. The length can be easily secured. That is, since the joint portion with the vertical frame mounting member can be welded over the entire length of the bolt insertion pedestal, the strength of the hole-down hardware determined by the welding length can be greatly improved. Further, the bolt insertion pedestal resists the tensile stress acting on the hole-down metal by supporting pressure, and does not bend and deform unlike the conventional bottom plate. By raising the reinforcing rib to an arbitrary length above the height of the bolt insertion pedestal, the function of restraining out-of-plane deformation of the vertical frame mounting member can be further improved.
[0023]
Further, by integrally forming the joining rib portion of the vertical frame mounting member by drawing, the load transmitted from the vertical frame to the vertical frame mounting member of the metal can be smoothly transmitted to the bolt insertion base of the pipe metal or the U-shaped metal.
[0024]
Further, the inner diameter of the bolt insertion pedestal is set to a dimension capable of absorbing the installation error of the anchor bolt having a predetermined diameter, and the reinforcing rib of the vertical frame attachment member is provided at the upper end of the bolt insertion pedestal with the washer of the anchor bolt. Since there is a space that can be moved at the upper end of the pedestal as it moves, it is provided so as to surround the outside of the pedestal, so that the hole-down hardware can smoothly respond to the installation error of the large-diameter anchor bolt and the workability is improved. I do.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments 1, 2, and 3 of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
[0026]
1 is a perspective view of a high-strength hole-down metal according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2B is a front view of FIG. 1, FIG. 2D is a side view thereof, and FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[0027]
1 and 2, the high-strength hole-down metal member 17 according to the first embodiment includes a pipe metal member 18 serving as a bolt insertion pedestal, and a vertical frame mounting member 19 to which the pipe metal member 18 is fixed. The vertical frame mounting member 19 is formed into a flat U-shape by bending a steel plate having a predetermined thickness and a predetermined shape to form a vertical frame mounting plate 20 and reinforcing ribs 21 having both ends bent forward. A number of drill screw insertion holes 27 are formed in the vertical frame mounting plate 20.
[0028]
More specifically, the vertical height (length) L of the pipe fitting 18, which is the bolt insertion pedestal, is set to a predetermined size. The vertical frame mounting plate 20 and the reinforcing ribs 21 of the vertical frame mounting member 19 are provided so as to surround the outside of the pipe fitting 18 at intervals. The reason that the vertical frame mounting plate 20 and the reinforcing ribs 21 surround the pipe fitting 18 with a space therebetween is to move the anchor bolt 23 within the pipe fitting 18 in order to absorb an installation error of the anchor bolt 23. Accordingly, a space in which the installed flat washer 26 can be moved is secured at the upper end of the pipe fitting 18, so that the operation can be smoothly performed in response to the installation error of the anchor bolt 23 and the workability is improved.
[0029]
That is, in the present invention, as the anchor bolts 23 to be cast on the cloth foundation 3 (shown in FIG. 2B), bolts thicker than before, such as M22 type or M24 type, are used. In addition, since an error in placing the anchor bolt 23 on the cloth foundation 3 is usually about 5 mm, the core of the pipe fitting 18 is moved at most about 5 mm with respect to the anchor bolt 23 to absorb the installation error of the anchor bolt 23. Above, the inner diameter of the pipe fitting 18 is provided to be larger than the anchor bolt 23 so that it can be installed at a predetermined position. The flat washer 26 arranged on the upper end surface of the pipe fitting 18 is inserted into the upper part of the anchor bolt 23 inserted into the pipe fitting 18. By fastening the nut 24 above the flat washer 26, the pipe fitting 18 is fixed to the cloth base 3.
[0030]
The pipe fitting 18 and the vertical frame attachment member 19 are fixed via a welded portion 22. In this case, the vertical frame mounting plate 20 and the reinforcing ribs 21 surround the metal pipe 18 at intervals, and a gap is formed between the metal pipe 18 and the pipe metal 18 as it is, so that welding cannot be performed. The joint rib portion 25 is bent and provided integrally below the reinforcing rib 21. The distal end of the joining rib portion 25 is linearly contacted in the vertical direction at the outer peripheral symmetric position of the metal pipe 18, and the contact portion is fillet-welded to form a welded portion 22.
[0031]
In order to form a weld between the vertical frame mounting member 19 and the pipe fitting 18, the joining rib portion 25 provided on the reinforcing rib 21 of the vertical frame mounting member 19 in the first embodiment has the lower part of the reinforcing rib 21 facing forward. It is formed so as to be protruded and bent toward the pipe hardware 18 by drawing (shown by a drawn portion 25a). The tip of the joining rib portion 25 is referred to as a welded portion 22. In addition, there is a method in which the joining rib portion 25 is formed by welding another member to the reinforcing rib 21. However, according to the drawing method described above, the manufacturing is easy and the vertical frame fixed to the vertical frame 1 is used. The load can be smoothly transmitted from the mounting plate 20 to the pipe fitting 18.
[0032]
The joint strength between the reinforcing rib 21 and the metal pipe 18 is determined by the welding length of the welded portion 22, and this joint strength is greatly related to the strength of the hole-down metal piece 17 itself. In the first embodiment, by appropriately setting the length dimension L (FIG. 1) of the pipe fittings 18, it can be set to require long length L 1 of the welded portion 22, the reinforcing rib 21 and the pipe fittings 18 The bonding strength with the metal can be easily secured. The load when the wall is inclined acts as a pulling force on the anchor bolt 23. At this time, in the hole-down hardware 17 of the first embodiment, the pipe hardware 18 functions as a bolt insertion pedestal. Unlike a bottom plate made of metal, an out-of-plane bending force does not act, and it can withstand a large tensile force, thereby achieving high strength.
[0033]
As shown in the drawing, the height of the joining rib portion 22 (that is, the welding length L 1 ) is set to a length close to the height of the pipe fitting 18, and does not hinder the arrangement of the flat washer 26. Moreover, as described above, even when the anchor bolt 23 is relatively moved and adjusted within the pipe fitting 18 to tighten the nut, the vertical frame mounting plate 20 and the reinforcing rib 21 surround the outside of the pipe fitting 18 with a space therebetween. As a result, it does not hinder the movement of the flat washer 26, and does not hinder the fastening operation of the nut 24. The reinforcing ribs 21 have a function of restraining out-of-plane deformation when the vertical frame mounting plate 20 receives a bending force from the vertical frame 1. The length by which the reinforcing ribs 21 are raised may be arbitrarily changed. In addition, the upper part of the joining rib portion 22 shown in the drawing is bent upward to the outside of the metal pipe 18 so as not to hinder the movement of the flat washer 26 and the work of tightening the nut, and rises upward.
[0034]
As shown in FIG. 2B, the hole-down metal fitting 17 according to the first embodiment includes a groove portion of the vertical frame 1 made of a lip-shaped channel steel made of a thin and lightweight section steel and a horizontal frame 2 made of a channel steel. The vertical frame mounting member 19 and the vertical frame 1 are fixed by driving a large number of drill screws through the drill screw insertion holes 27 of the vertical frame mounting plate 20 into the web portion of the vertical frame 1. Further, by fastening the nut 24 to the anchor bolt 23 via the flat washer 26 at the upper end of the pipe metal member 18, the vertical frame 1 and the horizontal frames 2, 2a are firmly joined via the hole-down metal member 17, so that a large Short-term allowable strength is obtained, and workability with the anchor bolt 23 having a large shaft diameter can be realized at low cost.
[0035]
FIG. 3 is a perspective view of a high-strength hole-down hardware according to the second embodiment of the present invention, and FIG.
3A is a front view of FIG. 3, FIG. 3B is a side view of the same, FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4B, and FIG. It is C sectional drawing.
[0036]
The second embodiment is different from the first embodiment mainly in that a hardware functioning as a bolt insertion pedestal is formed of a U-shaped hardware 28 instead of the pipe hardware 18 of the first embodiment. The function of both hardware is basically the same. In the second embodiment, the configuration of the other parts is slightly different due to the use of the U-shaped hardware 28, and therefore, for the different parts, the common elements will be denoted by the common reference numerals.
[0037]
In the second embodiment, the reinforcing ribs 29 provided on the vertical frame mounting plate 20 are formed by expanding the range of the upper part 30 and the lower part 31 to both outer sides of the vertical frame mounting plate 20 and bending the front side, thereby forming a U-shaped metal part. It is provided so as to surround the upper side of 28 at intervals. Although the upper part of the reinforcing rib 29 is cut off from the inclined part 32, the reinforcing rib 29 may be extended to the upper end of the vertical frame mounting plate 20 as shown by a dotted line 33 in FIG. In addition, the joining rib portion 25 is formed by drawing (shown by a drawn portion 25a) from the lower portion 31 of the reinforcing rib 29 so as to approach the U-shaped metal piece 28, and the joining rib portion 25 is formed at the tip joining portion. A welded portion 22 with the metal fitting 28 is provided.
[0038]
Also in the second embodiment, the hole-down hardware 17 is firmly fixed to the cloth base by inserting the anchor bolt 23 into the U-shaped hardware 28 and fastening the nut 24 via the flat washer 26 at the upper end of the U-shaped hardware 28. What can be done is the same as in the first embodiment (an anchor bolt and a nut are not shown in FIG. 4). Further, the reinforcing rib 29 restrains the out-of-plane deformation of the vertical frame mounting plate 20, the required welding length can be secured by the length of the U-shaped metal 28 and the joining rib portion 25, and the large diameter inside the U-shaped metal 28 It is also the same as the first embodiment that the installation error of the anchor bolt 23 can be relatively moved and adjusted.
[0039]
5 is a perspective view of a high-strength hole-down metal according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 6A is a front view of FIG. 5, FIG. 5B is a partially broken side view, and FIG. It is EE sectional drawing of FIG.5 (a).
[0040]
The third embodiment is a modification of the second embodiment. The main differences between the third embodiment and the second embodiment are the welded portions between the U-shaped hardware 28 functioning as a bolt insertion pedestal and the vertical frame mounting member 19, and the fixing structure between the vertical frame mounting plate 20 and the reinforcing ribs 34. is there. In the third embodiment, the welded portion 22 is formed by applying both ends of the U-shaped metal piece 28 to the lower portion of the front surface of the vertical frame mounting plate 20 and welding the contact portion with a fillet. Also in the third embodiment, a necessary welding length can be ensured by appropriately setting the height of the U-shaped hardware 28.
[0041]
In the third embodiment, since the U-shaped metal member 28 is directly welded to the front surface of the vertical frame mounting plate 20, a joining portion does not need to be provided below the reinforcing rib 34. The reinforcing ribs 34 are fixed by welding at welding portions 35 along both side edges of the front surface of the vertical frame mounting plate 20. Further, the distance between the left and right reinforcing ribs 34 does not hinder the flat washer 26 that moves together when the installation error of the large-diameter anchor bolt 23 is relatively moved and adjusted in the U-shaped hardware 28, and the nut is tightened. The outside of the U-shaped metal piece 28 is provided so as not to be in the way of the above. This is the same as the first and second embodiments.
[0042]
【The invention's effect】
According to the high-strength hole-down hardware for building materials according to the present invention, the vertical frame mounting member is reinforced by the reinforcing ribs, and the vertical frame mounting member and the bolt insertion pedestal such as a pipe or U-shape are welded in terms of strength. Since the length is ensured, the metal strength is greatly improved, and even if a large load is applied to the hole-down metal, such as an inclined load applied to a tall wall, there is no danger of damage. Further, even when a large-diameter anchor bolt is used, the hole-down hardware can be installed at a predetermined position by a smooth nut fastening operation while easily absorbing the installation error, so that the workability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a high-strength hole-down hardware according to Embodiment 1 of the present invention.
2 (b) is a front view of the high-strength hole-down hardware of FIG. 1, (d) is a side view thereof, (a) is a plan view of FIG. 1 (b), and (c) is a view thereof. It is AA sectional drawing of (b).
FIG. 3 is a perspective view of a high-strength hole-down hardware according to Embodiment 2 of the present invention.
4A is a front view of the high-strength hole-down hardware of FIG. 3, FIG. 4B is a side view of the same, FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a high-strength hole-down hardware according to Embodiment 3 of the present invention.
6 (a) is a front view of the high-strength hole-down hardware of FIG. 5, (b) is a partially broken cutaway view, and (c) is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 6 (b).
FIG. 7 is a perspective view showing a vertical frame and a horizontal frame joined by a conventional hole-down metal fitting in a framework of a steel house.
8 (a) is a front view of the hole-down hardware of FIG. 7, (d) is a side view thereof, (b) is a plan view of the washer of FIG. 7 (a), and (c) is a view of FIG. (a) is an FF sectional view, and (e) is a bottom view of (d).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical frame 2 Horizontal frame 3 Cloth foundation 4 Anchor bolt 5 Drill screw 6 Hole down hardware 7 Structural surface material 8 Drill screw 10 Back plate 11 Reinforcement plate 12 Bolt hole 13 Bottom plate 14 Welding part 15 Washer 16 Nut 17 Hole down hardware 18 Pipe hardware 19 Vertical frame mounting member 20 Vertical frame mounting plate 21 Reinforcement rib 22 Welding part 23 Anchor bolt 24 Nut 25 Joint rib part 25a Drawing part 26 Flat washer 27 Drill screw insertion hole 28 U-shaped metal 29 Reinforcement rib 30 Upper part 31 Lower part 32 inclined part 33 dotted line 34 reinforcing rib 35 welded part