JP2002030760A - 梁の構造 - Google Patents

梁の構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大スパンの屋根架構を形成でき変形や振動の
影響を及ぼし難い梁の構造を実現する。 【解決手段】 屋根面を支持するための屋根梁材１１
と、それとは実質的に独立に架設されて天井面を支持す
るための天井梁材１２と、それら屋根梁材と天井梁材の
端部どうしを連結する連結材１３とにより構成され、そ
の端部においては屋根梁材と天井梁材とが連結材を介し
て一体に挙動し、中間部においてはそれらが各々独立に
挙動する構成とする。連結材は束材１３ａと斜材１３ｂ
からなり、それら連結材と屋根梁材の端部および天井梁
材の端部により高剛性のトラス部Ｂ１を形成する。クリ
ーンルーム７を用途とする建物に適用して屋根梁材と天
井梁材との間に形成される天井裏空間８をプレナムチャ
ンバーとして使用可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建物における梁の構
造、特に大スパン建物に適用して好適な梁の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】無柱あるいはごく少数の柱のみで大空間
を形成することのできる建物の構造としては、鉄骨造の
大スパンのトラス梁を用いるものが広く採用されてい
る。
【０００３】鉄骨造の大スパンのトラス梁は軽量で施工
も比較的容易であるが、外力による変形や振動が生じや
すいので、極度に振動を嫌うような特殊用途の建物、た
とえばクリーンルームや精密加工を行う工場等に適用す
る場合にはトラス梁の変形や振動が問題とされ、その制
御が必要となる場合もある。
【０００４】図２は通常のトラス梁Ｔを大規模なクリー
ンルームを用途とする建物の屋根架構に適用した場合の
一例を示す。このトラス梁Ｔは、上弦材１、下弦材２、
束材３、斜材４からなる大梁成で大スパンのもので、外
周柱５および中間柱６により支持されて架設され、上弦
材１に屋根材を取り付けてこの建物の屋根面を形成し、
下弦材２には天井材を取り付けてクリーンルーム７の天
井面を形成するようにしたものである。その天井面はク
リーンルーム７に要求される高度の清浄度を維持するべ
くエアタイトを維持可能な構造とされるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な鉄骨造のトラス梁Ｔによる屋根架構では、トラス梁Ｔ
全体が構造的に一体に挙動するものであるから、図示し
ているように屋根面に大きな風圧が作用して上弦材１が
変形を受けたような場合には、下弦材２も同様に変形し
てしまい、したがって下弦材２に支持されている天井面
も同様に変形してエアタイト性能を維持できなくなる懸
念がある。そのため、従来においてはそのような変形を
防止するためにトラス梁Ｔ全体を十分に高剛性化するし
かないが、そのようなことはトラス梁Ｔの本来の利点で
ある軽量性を損なうものであるし、変形抑制の限界から
大スパン化にも限界がある。
【０００６】また、クリーンルーム７においては天井裏
空間をダクト等の諸設備を設置するためのプレナムチャ
ンバーとして利用することが通常であるが、上記のよう
なトラス梁Ｔにより形成される天井裏空間８は束材３お
よび斜材４により細かく分断されてしまうことが不可避
であるので、プレナムチャンバーとしては使用し難いと
いう問題もある。
【０００７】上記事情に鑑み、本発明は、大スパンが可
能でありかつ変形や振動の影響を及ぼし難い有効な梁の
構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、大ス
パンの屋根架構を形成するための梁の構造であって、屋
根面を支持するための屋根梁材と、その下方に該屋根梁
材とは実質的に独立に架設されて天井面を支持するため
の天井梁材と、それら屋根梁材と天井梁材の端部どうし
を連結する連結材とにより構成されていて、当該梁の端
部は前記屋根梁材と前記天井梁材の端部どうしが前記連
結材を介して一体に挙動し、かつ当該梁の中間部におい
ては前記屋根梁材と前記天井梁材とが各々独立に挙動す
る構成とされているものである。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の梁の
構造であって、前記連結材は束材と斜材からなり、それ
ら連結材と前記屋根梁材の端部および前記天井梁材の端
部とにより当該梁の端部に高剛性のトラス部が形成され
ているものである。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の梁の構造であって、当該梁はクリーンルームを用途
とする建物に架設され、かつ前記屋根梁材と前記天井梁
材との間に形成される天井裏空間がプレナムチャンバー
を構成しているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の構造の梁を大規模
なクリーンルーム７の屋根架構として適用した場合の実
施形態を示すものである。
【００１２】本実施形態の梁ＢはＨ形鋼や鋼管等の鋼材
からなる鉄骨造のもので、屋根梁材１１と、天井梁材１
２と、それらの端部どうしを連結している連結材１３と
により構成されている。屋根梁材１１および天井梁材１
２はそれぞれが外周柱５および中間柱６に対して独立に
架設されており、屋根梁材１１には屋根材が取り付けら
れてこの建物の屋根面を形成しており、天井梁材１２に
は天井材が取り付けられてクリーンルーム７の天井面を
形成している。
【００１３】連結材１３は束材１３ａと斜材１３ｂとか
らなり、これら連結材１３により屋根梁材１１と天井梁
材１２の端部どうしが連結されることでこれら連結材１
３によりこの梁Ｂ全体の両端部には高剛性のトラス部Ｂ
１が形成されているが、この梁Ｂ全体の中間部は屋根梁
材１１と天井梁材１２とが実質的にそれぞれ独立の梁と
して挙動する独立二重梁部Ｂ２とされている。
【００１４】上記構造の本実施形態の梁Ｂは、図２に示
した従来のトラス梁Ｔにおける中間部の束材３と斜材４
とを省略した形態であるといえるが、構造的には従来の
トラス梁Ｔとは大きく異なるものである。すなわち、従
来のトラス梁Ｔはその全体が一体に挙動するものである
のに対し、本実施形態の梁Ｂはその中間部においては屋
根梁材１１と天井梁材１２とが独立に挙動するものであ
るから、図示しているように屋根梁材１１に変形が生じ
たとしてもその変形が天井梁材１２にそのまま及ぶこと
はなく、したがって従来のトラス梁Ｔによる場合におい
ては屋根面の変形に伴って生じることが不可避である天
井面の変形が防止され、その結果、クリーンルーム７に
要求される高度のエアタイト性能が損なわれる懸念がな
い。なお、屋根梁材１１の変形は従来のトラス梁Ｔにお
ける上弦材１の変形よりも大きくなることが想定され、
したがって屋根面の変形は従来より大きくなることも想
定されるが、屋根面の変形自体はクリーンルーム７の性
能に悪影響を及ぼすものではない。
【００１５】また、この梁Ｂは両端部が高剛性のトラス
部Ｂ１とされていて、このトラス部Ｂ１においては屋根
梁材１１と天井梁材１２とが構造的に一体化して一体に
挙動するものとなるから、そのようなトラス部Ｂ１を設
けない場合、つまり単に屋根梁材１１と天井梁材１２の
みにより構成されている場合に比較すれば、端部が高剛
性化されかつ支点間距離が実質的に小さくなっているの
で、その分、梁Ｂ全体の梁成を小さくできるし大スパン
とすることができる。すなわち、本実施形態の梁Ｂは、
端部のみをトラス部Ｂ１とし中間部を独立二重梁部Ｂ２
としたことにより、軽量で大スパンが可能であるという
従来のトラス梁Ｔと同様の利点を損なうことなく、クリ
ーンルーム７の性能を維持するうえで重要である天井梁
材１２の変形を十分に抑制することが可能となったもの
である。勿論、従来のトラス梁Ｔと比較すると部材の節
減と加工費の節約が可能であるのでコストダウンを図る
こともできる。
【００１６】しかも、従来のトラス梁Ｔによる場合に
は、その全長にわたって束材３および斜材４により天井
裏空間８が分断されてしまうことから、天井裏空間８を
プレナムチャンバーとする際の有用性やフレキシビリテ
ィの点で好ましくないが、本実施形態の梁Ｂではその中
間部の独立二重梁部Ｂ２においては束材１３ａや斜材１
３ｂが無いので、天井裏空間８のほぼ全体をそのままプ
レナムチャンバーとして支障なく使用することが可能で
あり、この点においても極めて有効である。
【００１７】なお、上記実施形態のように、連結材１３
としては束材１３ａと斜材１３ｂを用いてそれら連結材
１３により梁Ｂの端部にトラス部Ｂ１を形成することが
好ましいが、連結材１３はこの梁Ｂ全体の端部剛性を高
めるように設ければ良いのであり、場合によっては斜材
１３ｂのみ、あるいは束材１３ａのみとすることも不可
能ではない。また、この梁Ｂの端部にハンチ部を形成し
たり、端部のみをＳＲＣ造とすることも考えられる。さ
らに、本発明の梁Ｂはクリーンルーム７を主用途とする
建物に適用することが最適であるが、それに限るもので
もなく、変形制御が必要な大スパンの梁として広く適用
できるものであるし、屋根梁材１１、天井梁材１２、連
結材１３の断面形状や寸法、素材に関しては本発明の主
旨を逸脱しない範囲で自由な設計的変更が可能であるこ
とは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明は、屋根梁材と天井梁材
とを独立に架設してそれらの端部どうしを連結材により
連結することにより、端部のみを一体に挙動せしめると
ともに中間部においては屋根梁材と天井梁材とを各々独
立に挙動せしめる構成であるから、端部剛性を支障なく
確保し得て大スパンが可能であり、かつ屋根梁材の変形
に伴う天井梁材の変形を有効に抑制でき、したがって変
形や振動を嫌う用途の建物に適用して好適である。
【００１９】請求項２の発明は、連結材として束材と斜
材を採用してそれら連結材と屋根梁材の端部および天井
梁材の端部とにより高剛性のトラス部を形成したので、
端部剛性を十分に確保でき十分な大スパンとすることが
できる。
【００２０】請求項３の発明は、クリーンルームを用途
とする建物に適用し、屋根梁材と天井梁材との間に形成
される天井裏空間をプレナムチャンバーとする構成であ
るので、クリーンルームの天井面の変形や振動を確実に
防止でき、かつこの梁によりプレナムチャンバーが分断
されることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構造の梁を採用した建物の概要を示
す立面図である。
【図２】 従来のトラス梁を採用した建物の概要を示す
立面図である。
【符号の説明】
Ｂ 梁 Ｂ１ トラス部 Ｂ２ 独立二重梁部 ７ クリーンルーム ８ 天井裏空間（プレナムチャンバー） １１ 屋根梁材 １２ 天井梁材 １３ 連結材 １３ａ 束材 １３ｂ 斜材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大スパンの屋根架構を形成するための梁
    の構造であって、屋根面を支持するための屋根梁材と、
    その下方に該屋根梁材とは実質的に独立に架設されて天
    井面を支持するための天井梁材と、それら屋根梁材と天
    井梁材の端部どうしを連結する連結材とにより構成され
    ていて、当該梁の端部は前記屋根梁材と前記天井梁材の
    端部どうしが前記連結材を介して一体に挙動し、かつ当
    該梁の中間部においては前記屋根梁材と前記天井梁材と
    が各々独立に挙動する構成とされていることを特徴とす
    る梁の構造。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の梁の構造であって、前記
    連結材は束材と斜材からなり、それら連結材と前記屋根
    梁材の端部および前記天井梁材の端部とにより高剛性の
    トラス部が形成されていることを特徴とする梁の構造。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の梁の構造であっ
    て、当該梁はクリーンルームを用途とする建物に架設さ
    れ、かつ前記屋根梁材と前記天井梁材との間に形成され
    る天井裏空間がプレナムチャンバーを構成していること
    を特徴とする梁の構造。
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