JP2001140395A - 架構構造及びそれを用いた建築物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で開放的な柱と薄く軽量な屋根床版から
なる架構構造を提案することによって、使用目的の異な
る棟等の構築に適切に対応できる架構構造とそれによっ
て構築される建築物の提供を課題にしている。 【解決手段】 本発明による架構構造は、並列に配置す
る柱２と、柱の頂部にピン接合６によって放射状に配置
されたステイ４及び格子状リブ８、９を備えた屋根床版
３から構成して、ステイ先端７と屋根床版の格子状リブ
８とをピン接合１２にしており、屋根床版は複数に分割
されたプレキャストコンクリート造の床版単体１３から
構成され、格子状リブ９にプリストレス１５を導入して
一体化しており、床版単体は、格子状リブ８にプリスト
レス１７を導入し、格子状リブを居室に露出して直天井
を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄くて軽量な屋根
床版であって梁を省略した屋根床版を柱で直接支持する
架構構造と、この架構構造を最上階に構築して階層毎の
対比性を持たせた建築物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの建物は、一般に建物全体を同
一の使用目的の下に構築されているが、例えば建物の一
階部分は、宝物の展示、研修や講演のように比較的厳粛
な使用に供するように重厚で閉鎖的な棟とし、二階部分
には食堂や懇談、休憩を目的にした棟のように入室し易
く、軽快で開放的な構造を構築するという具合に、建物
によっては、建物全体を同一の目的と機能によって使用
せずに、階層もしくは棟によって異なる使用目的にして
いる場合がある。

【０００３】このような建物の場合には、使用目的の異
なる階層や部位毎に、これに適合した最適な構造を内部
構造だけでなく、外観においてもそれを表現する構造を
採用して、居住者や使用者に建物が提供する機能と雰囲
気を理解させることが構築物としては望ましいことであ
る。

【０００４】重厚な建物部位は、コンクリート造やプレ
キャストコンクリート造（以下、ＰＣａと略称する）の
外壁を採用する等で対応可能であるが、これらのコンク
リート構造では、屋根床版がコンクリート梁によって支
持されていることから、柱間隔を充分に採った軽快な屋
根構造を実現できないという問題があった。又、比較的
軽快で開放的な鉄骨造建築物等においても、屋根床版は
鉄骨梁によって支持されていることから、建物の軽量化
を図るために鉄骨梁を取り付ける柱の相互間隔を大きく
して広い空間を計画しようとすると、屋根床版のスラブ
厚と鉄骨梁の断面を増加させることが必要になり、結果
的に屋根重量、見付け厚さの増大を招来して、柱間隔を
充分に取った軽快な屋根構造を実現できないという問題
があった。

【０００５】又、天井工法においても、構造部材に取り
付けた天井下地材に天井板を貼り付ける工法が一般的で
あるが、このために屋根断面の厚さはさらに増加するこ
とになる。これに対して、構造部材を天井に見立てた直
天という仕上げ工法もあるが、天井に格子等の立体的な
模様を創作したい場合には、天井の形状に合わせた床型
枠の製作に限界があり、重量の増加にもつながる。さら
に、この工法では現場打ちコンクリートはその施工精度
にバラツキがあるので、立体的な模様の着いた仕上げ材
にするためには、相応の補修も必要になってコスト面か
らも望ましいものでなかった。又、施工面においても、
屋根床版を施工した後に、屋根床版の下側に別途に天井
仕上げを施さなけれがならず、このために工期の延長や
コストアップになることから、望ましいものではなかっ
た。

【０００６】さらに、張弦梁構造や格子梁構造の軽量化
での対応も検討されてきたが、張弦梁構造では両端で支
持する柱の本数を増大させる必要があること、格子梁構
造においても、厚鋼板にリブを全溶接して構造材にする
工法では、溶接の歪問題やＨ形鋼によるリブの場合に格
子が太くなり過ぎる点で採用するには困難があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の状況
に鑑みて考案されたものであり、軽量で開放的な柱と屋
根からなる架構構造によって、使用目的の異なる棟等の
構築に適切に対応できる架構構造とそれによって構築さ
れる建築物の提供を課題にしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
ある架構構造は、並列に配置する柱と、柱の頂部にピン
接合によって放射状に配置されたステイ及び棟部分を突
き付けて両軒先に向けて片流れさせる格子状リブを備え
た屋根床版から構成され、屋根床版をステイの先端に載
置してステイ先端と格子状リブとをピン接合にしたこと
を特徴としており、薄く軽量化した屋根床版を柱で直接
支持すると共に、梁を無くしてリブを天井格子に見立て
た直天井を構成することで、重い雰囲気を払拭する開放
的な架構構造を構築している。

【０００９】請求項２に記載の発明である架構構造は、
請求項１に記載の架構構造において、 屋根床版が、複
数に分割されたＰＣａ床版単体から構成されていること
を特徴としており、上記機能に加えて、屋根床版を取り
扱い容易にして簡易な構成にしている。

【００１０】請求項３に記載の発明である架構構造は、
請求項２に記載の架構構造において、屋根床版が、上記
床版単体の配列方向に形成された格子状リブにプレスト
レス（以下、ＰＣと略称する）を導入することで一体化
することを特徴としており、上記機能に加えて、屋根床
版を簡易かつ強固に構築している。

【００１１】請求項４に記載の発明である架構構造は、
請求項２又は３に記載の架構構造において、床版単体が
上記配列方向に直交する格子状リブにＰＣを導入してい
ることを特徴としており、上記機能に加えて、床版単体
を梁無しで屋根床版を形成できる堅固な軽量体に構成し
ている。

【００１２】請求項５に記載の発明である建築物は、請
求項１乃至４のいずれかに記載の架構構造で構築してお
り、屋根床版の下面の格子状リブを居室に露出させるこ
とを特徴としており、梁を無くしてリブを天井格子に見
立てた直天井を構成することで、開放的な建築物を構築
している。

【００１３】

【発明の実施の形態】軽量で開放的な架構構造を構築す
るためには、梁を無くして屋根床版を薄くし、これを柱
で直接支持することによって、梁部材で固められた重い
雰囲気を払拭する工法が考えられる。しかし、この工法
を確立させるためには、次の問題点を解決しなければな
らない。 屋根床版の支点間距離の確保に限界があることか
ら、屋根床版を支持する柱材又はこれに変わるものが必
要になる。 屋根床版の鉛直荷重と地震力等による水平荷重を支
持することで、柱断面が大きくなる。 柱と屋根床版との接合部を剛なものにすると、屋根
床版が大きな曲げモーメントを負担することで、屋根床
版を薄くできない。 柱に均等な水平力を分担させるために、屋根床版を
面内で剛な版と見なせる部材にする必要がある。

【００１４】本発明による架構構造は、上記の各問題点
を解決しているものであり、並列に配置する柱の頂部に
ステイをピン接合によって放射状に配置し、このステイ
の先端に棟部分を突き付けて両軒先に向けて片流れさせ
る屋根床版を載置して、ステイ先端と屋根床版に設けた
格子状リブとをピン接合にしている。屋根床版は、長辺
方向に設けた格子状リブにＰＣを導入したＰＣａ製床版
単体を複数個配列することで構成しており、配列方向の
格子状リブにＰＣを導入して一体化している。これによ
って、リブを天井格子に見立てた天井を構成し、梁を無
くし屋根床版を薄くして、これを柱で直接支持すること
で軽量で開放的な架構構造を構築している。以下に、本
発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明による架構構造を採用した
建築物を示す斜視図である。図において、建築物の架構
構造１は、一階から伸張している柱２の頂部にステイ４
を放射状に配置してピン接合で結合しており、ステイの
先端には屋根床版３を載置している。ステイ先端と屋根
床版とはピン接合で結合しており、屋根床版３は長辺方
向にＰＣを導入しているＰＣａ製床版単体１３を複数個
配列することで構成しており、配列方向のＰＣ導入で一
体化している。

【００１６】図２は、図１において（ａ）−（ａ）矢視
で示した本発明による架構構造の断面図（a）と屋根の
平面図（ｂ）を示している。架構構造１は、柱２と屋根
床版３から構成されており、屋根床版３は柱２に接合さ
れたステイ４で結合している。図示のように柱２は、広
い間隔で配置されており、梁を省いて屋根床版３を直接
支持している。従って、柱２は屋根床版の鉛直荷重と地
震力等による水平荷重を支持することになるが、下記に
おいて詳細に説明するように、全ての柱が均等に水平力
を分担するようにステイ４を活用し、屋根床版３を面内
に剛な版と見なせる部材とすることで、柱本数を増やす
ことなく、太くなる柱の径を制限するように対処してい
る。

【００１７】屋根床版３は、図２（ｂ）に見られるよう
に複数に分割された床版単体１３から構成されている。
床版単体１３は、その棟部分を突き付けてからＰＣ鋼棒
を通して締め付けており、棟部分の両側に配置した後に
ＰＣ鋼より線を床版単体の桁方向の補強リブに挿通して
ＰＣにすることで一体化している。

【００１８】図３は、屋根床版の側面図（ａ）と屋根床
版を裏面から見た（ｂ）−（ｂ）矢視図（ｂ）であり、
上記したステイと屋根床版を一体化するＰＣの配置状態
を示している。ステイ４は、中空の円筒鋼管から構成さ
れており、本実施の形態では、柱２と屋根床版３との間
に４本配置されている。ステイ４は、その先端を板状に
形成してあり、その一方端５は柱２の頂部にピン接合６
によって設置されている。又、ステイ４は２組になっ
て、互いにその長さを異にしているので、傾斜させた状
態で柱２の先端から放射状に伸張しており、その他方端
７は屋根床版２に直交して形成されている補強リブ８、
９の交差点１０に設けられた鋼板１１にピン接合１２に
よって結合している。

【００１９】以上の構成によって、屋根床版３の支持間
隔が短縮されることから、上記の問題点を解決して柱
２の本数を増やすことなく屋根床版を薄く形成すること
が可能になっている。又、柱２とステイ４を結合して一
体に採用したことで、柱２の先端をステイが歩行の障害
にならない高さまで下げることが出来ることになり、径
を大きくせざるを得ない柱の背を低くし、これに対応す
るようにステイ４を伸長して視界を広げることによっ
て、柱による圧迫感を解消して上記の問題点も解決し
ている。さらに、ステイ４の接合は両端とも全てピン接
合になっているので、ステイ４は軸力のみを負担すれば
よくなると共に屋根床版の鉛直荷重を分散して負担して
いるので、上記の問題点を解決すると同時に、比較的
細身な部材を形成することになって軽快感を増強してい
る。尚、本実施の形態では、柱を鉄骨造にしてステイの
本数を４本にしたが、柱はＲＣ造であっても支障をきた
すものでなく、ステイにおいても構造的に安全な支持が
できれば本数はこれに限定されるものでなく、３本であ
ってもそれ以上でも設置できるものである。

【００２０】図３（ｂ）に示されているように、屋根床
版３は複数に分割されている床版単体１３を並行に配列
し、接合面１４で一体に結合することで構成されてい
る。床版単体１３は、屋根床版を構成するものとして特
に限定されるものでないが、本実施の形態では工場生産
されるＰＣａ製であり、その中央部分に形成され長手方
向に延在している補強リブ８と、これに直交して床版単
体の配列方向に形成された複数の補強リブ９を備えてい
る。尚、両補強リブ８、９は、共に断面の輪郭線を明確
にした台形状に形成しており、天井面に形成された格子
としての機能も備えている。

【００２１】補強リブ８、９は、隣接する床版単体の同
様の補強リブと合体して格子状態を形成していることか
ら、屋根床版３の裏面は、格子模様を形成した天井とし
ての効能を呈している。又、この屋根床版はＰＣａで表
面を平滑に仕上げてあるので、必要によってはペンキ塗
り等の仕上げ施工も可能になっている。

【００２２】補強リブ８、９には、底部の肉厚部分にＰ
Ｃ鋼より線を挿通させるための穿孔を形成している。補
強リブ８については後述するが、補強リブ９には、床版
単体１３を並行に配列して接合面１４で一体に結合する
ためのＰＣ鋼より線１５が挿通されている。ＰＣ鋼より
線１５は、建築現場で床版単体１３を所定の位置に設置
してから片側に４本ずつ挿通されるもので、屋根床版３
の桁方向の両端部において緊張力を加えることで、柱２
とステイ４に支持される一体化した屋根床版の形状及び
強度を維持している。

【００２３】これによって、後述する床版単体１３の長
手方向に導入されるＰＣと相俟って、屋根床版３を薄く
しても面内に剛な版として見なせる状態を形成できるこ
とから、全ての柱が均等に水平力を分担できることにな
り、上記の問題点を解消している。

【００２４】図４は、床版単体の断面図（ａ）と裏面図
（ｂ）を示しており、床版単体における長手方向のＰＣ
導入を示している。床版単体１３は、工場において製造
するＰＣａ製であり、長手方向に延在させて形成してい
る補強リブ８を中央部分に設けている。又、補強リブ８
に直交して桁方向に並行に配置される４本の補強リブ９
が形成されている。

【００２５】補強リブ８には、図４（ａ）の断面図で示
すように台形の底部に床版単体１３の両端に抜ける穿孔
１６を形成してあり、穿孔１６にはＰＣ鋼より線１７を
挿通して両端をボルト１８で締め付けることで、床版単
体１３に長手方向のＰＣを導入している。床版単体への
ＰＣの導入は、工場において床版単体を製造した時に実
施することによって、運搬中の損傷と吊り込み作業時の
衝撃に対しても対処できるようにしている。

【００２６】尚、床版単体１３の棟端側には、ＰＣ鋼棒
孔１９と、ボルトを締め付けるナットを配置するための
切欠窪み２０を形成してある。屋根床版の組立に際して
は、棟で床版単体１３を付き合わせてから、互いのＰＣ
鋼棒孔に亘ってＰＣ鋼棒を挿入してナット締めをするこ
とで屋根床版を形成している。

【００２７】以上のように、本発明による架構構造は、
並列に配置している柱の頂部にステイをピン接合によっ
て放射状に配置し、このステイの先端に棟部分を突き付
けて片流れさせる屋根床版を載置しており、ステイ先端
と屋根床版に設けた格子状リブとをピン接合にしなが
ら、屋根床版を長辺方向にＰＣを導入しているＰＣａ製
床版単体を複数個配列して構成し、配列方向のＰＣ導入
で一体化している。これによって、梁を無くして薄い屋
根床版を柱で直接支持することを可能にし、梁部材で固
められた重い雰囲気を払拭しているので、軽量で開放的
な架構構造を構築している。

【００２８】そして、本発明による建築物は、図５にそ
の側面を示すように上記架構構造を採用して、建物の二
階部分を開放感の付加された階層として構築している。
建築物３０は、架構構造として、並列に配置した柱３１
の頂部にステイ３２を放射状に配置して結合しており、
ステイの先端には棟部分を突き付けて片流れさせる屋根
床版３３を載置している。ステイ先端と屋根床版とはピ
ン接合で結合しており、特に図示していないが、屋根床
版は長辺方向にＰＣを導入しているＰＣａ製床版単体を
複数個配列して構成しており、配列方向のＰＣ導入で一
体化している。

【００２９】上記屋根床版３３の上には、瓦葺き、金属
屋根葺き、スレート葺き、アスファルト葺き等の屋根３
４を構築しており、建物の外面はガラス張り３５にして
軽量感のある屋根床版との調和を図っている。又、屋根
床版の下面は天井を設けずに屋根床版を開放状態にする
ことで、屋根床版に形成されている格子状リブを天井格
子として空間に露出させている。

【００３０】以上のように、本発明による建築物は、上
記架構構造を採用することによって、建物の二階部分に
広い空間を確保すると同時に軽快な開放感を醸し出し
て、食堂や懇談室に適した居室を形成している。

【００３１】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明してきたが、本発明による架構構造とこれを用い
た建築物は、上記実施の形態に何ら限定されるものでな
く、各発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更
が可能であることは当然のことである。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明である架構構造
は、並列に配置する柱と、柱の頂部にピン接合によって
放射状に配置されたステイ及び棟部分を突き付けて片流
れさせる格子状リブを備えた屋根床版から構成され、屋
根床版をステイの先端に載置してステイ先端と格子状リ
ブとをピン接合にしたことを特徴としているので、薄く
軽量化した屋根床版を柱で直接支持し梁を無くして梁関
連の施工作業を省略すると共に、リブを天井格子に見立
てた直天井を構成して開放的な架構構造を構築できる効
果を発揮している。

【００３３】請求項２に記載の発明である架構構造は、
請求項１に記載の架構構造において、 屋根床版が、複
数に分割されたＰＣａ床版単体から構成されていること
を特徴としているので、上記効果に加えて、屋根床版を
取り扱い容易にして工期短縮とコスト低減できる効果を
発揮している。

【００３４】請求項３に記載の発明である架構構造は、
請求項２に記載の架構構造において、屋根床版が、上記
床版単体の配列方向に形成された格子状リブにＰＣを導
入することで一体化することを特徴としているので、上
記効果に加えて、屋根床版をＰＣによって一体化して簡
易かつ剛に構築することで、配列方向の曲げモーメント
に対応させており、工期短縮とコスト低減を図れる効果
を発揮している。

【００３５】請求項４に記載の発明である架構構造は、
請求項２又は３に記載の架構構造において、床版単体が
上記配列方向に直交する格子状リブにＰＣを導入してい
ることを特徴としているので、上記効果に加えて、床版
単体を剛にして現場に運搬する際の損傷を少なくし、屋
根床版を構築した際には、配列方向に直交する方向の曲
げモーメントに対応するので、屋根床版を梁無しで形成
できると共に堅固な軽量体に構成してコスト低減を図れ
る効果を発揮している。

【００３６】請求項５に記載の発明である建築物は、請
求項１乃至４のいずれかに記載の架構構造で構築してお
り、屋根床版下面の格子状リブを居室に露出させること
を特徴としているので、屋根床版を施工した後に、別途
に天井仕上げを施すことを省略して、工期短縮とコスト
低減を図れると共に、梁を無くしてリブを天井格子に見
立てた直天井に構成することで、開放的な建築物を構築
できる効果を発揮している。

【図面の簡単な説明】

【 図１】本発明による架構構造を採用した建築物の斜
視図

【 図２】本発明による架構構造の断面図（ａ）と平面
図（ｂ）

【図３】本発明による架構構造の屋根床版の側面図
（ａ）と（ｂ）−（ｂ）矢視の裏面図（ｂ）

【 図４】本発明による架構構造を構成している床版単
体の断面図（ａ）と裏面図（ｂ）

【 図５】本発明による建築物の側面図

【符号の説明】

１ 架構構造、 ２ 柱、 ３ 屋根床版、 ４ ステ
イ、５ ステイの一方端、 ６ ピン接合、 ７ ステ
イの他方端、８ 床版単体の長手方向のリブ、 ９ 床
版単体の桁（配列）方向のリブ、１０ リブの交差点、
１１ 鋼板、 １２ ピン接合、 １３ 床版単体、
１４ 接合面、 １５、１７ ＰＣ鋼より線、 １６
穿孔、１８ ＰＣボルト、 １９ ＰＣ鋼棒孔、 ２０
切込窪み、３０ 瓦葺き鉄骨造建築物、 ３１ 柱、
３２ ステイ、３３ 屋根床版、 ３４ 屋根、 ３
５ ガラス張り、

フロントページの続き (72)発明者 山本 民生 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 数見 泰秀 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 桝田 宗孝 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に配置する柱、該柱の頂部にピン接
   合によって放射状に配置されたステイ及び棟部分を突き
   付けて片流れさせる格子状リブを備えた屋根床版から構
   成され、該屋根床版を該ステイの先端に載置してステイ
   先端と格子状リブとをピン接合にしたことを特徴とする
   架構構造。
2. 【請求項２】 屋根床版が、複数に分割されたプレキャ
   ストコンクリート造床版単体から構成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の架構構造。
3. 【請求項３】 屋根床版が、上記床版単体の配列方向に
   形成された格子状リブにプレストレスを導入することで
   一体化していることを特徴とする請求項２に記載の架構
   構造。
4. 【請求項４】 床版単体が、上記配列方向に直交する格
   子状リブにプレストレスを導入していることを特徴とす
   る請求項２又は３に記載の架構構造。
5. 【請求項５】 屋根床版下面の格子状リブを居室に露出
   させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の架構構造で構築する建築物。