JP2002167901A - トラス梁とその構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平度を適正に調整可能であるとともに、揚
重作業を含む施工作業性に優れ、また改修や工場設備の
変更に柔軟に対応でき、さらに設備の配置計画の自由度
も高めることができるトラス梁とその構築方法を提供す
る。 【解決手段】 下弦材５、中間材６、並びにこれら下弦
材５と中間材６との間に多数配設された下斜材７からな
る下層トラス部３と、下層トラス部３上に重ねて設けら
れ、中間材６、上弦材８、並びにこれら中間材６と上弦
材８の端部同士を接続する上斜材９からなる上層トラス
部４とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平度を適正に調
整可能であるとともに、揚重作業を含む施工作業性に優
れ、また改修や工場設備の変更に柔軟に対応でき、さら
に設備の配置計画の自由度も高めることができるトラス
梁とその構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場施設は敷地内に一面にレイア
ウトされていたが、近年にあっては工場建物を低・中層
で構築し、その内部に上下に層をなすように工場施設を
レイアウトするようになってきている。このような工場
建物の採用が特に進んでいる半導体工場などでは、その
工場施設であるクリーンルームに対して図８に示すよう
なトラス梁ａを用いることにより、工場建物内部を多層
化している。

【０００３】トラス梁ａは、下弦材ｂと上弦材ｃとの間
に中間材ｄを備えて形成されて、建物の柱ｅ間に掛け渡
されている。このトラス梁ａにはもちろんその機能上、
斜材ｆが多数配設されている。これら斜材ｆは下弦材ｂ
や上弦材ｃ等の一端から他端に向かって順次、下弦材ｂ
から上弦材ｃにわたって一連に上向き斜めに、もしくは
上弦材ｃから下弦材ｂにわたって一連に下向き斜めに掛
け渡されていて、正面から見ていわゆるジグザグ状に配
列されている。またこれら斜材ｆが、下弦材ｂ、上弦材
ｃおよび中間材ｄそれぞれに対して一体的に接合され
て、トラス梁ａは一体的に構築されている。

【０００４】そしてトラス梁ａの上弦材ｃの上にクリー
ンルームｇが形成されるとともに、また中間材ｄの上下
に補機エリアｈと配管エリアｉとが別々に確保されて、
１つのクリーンルーム施設が全体として３層構造で構成
されるようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のトラ
ス梁ａにあっては、次のような課題があった。

【０００６】上弦材ｃ、中間材ｄ、下弦材ｂ、並びに
複数の斜材ｆを地組みによってすべて接合してトラス梁
ａを完成し、この完成したトラス梁ａを揚重して建物の
柱ｅ間に設置し、その後当該トラス梁ａに床コンクリー
トを打設するようにしていた。ところで、トラス梁ａに
は、その揚重時や掛け渡し状態において、それ自体の重
量でたわみ変形が発生する。また設置後における床コン
クリートの打設などによっても、当該トラス梁ａにはた
わみ変形が発生する。これらたわみ変形の発生は避けが
たい一方で、柱ｅ間への設置完了後におけるトラス梁ａ
の水平度、特にクリーンルームｇの床位置となる上弦材
ｃの水平度は適正に確保することが望ましい。

【０００７】しかしながら従来にあっては、トラス梁ａ
を構成する各部材をすべて地組みで接合して完成状態と
したトラス梁ａを揚重して設置するようにしていたの
で、予期されるたわみ変形量を予め解析してそのたわみ
変形量を見込んでトラス梁ａを完成させる必要がある
が、その解析はきわめて複雑であり、設計上から設置後
のトラス梁ａの水平度を適正に確保することは困難であ
った。そしてまた、設置後に現場施工で水平度を調整し
ようとしても、トラス梁ａは完成状態に組み上げられて
いるためほとんど融通が利かず、このため現場施工上か
らしてもトラス梁ａに適正な水平度を確保することは困
難であった。

【０００８】完成品のトラス梁ａは重量がきわめて重
いので、それを揚重するためには超大型の重機が必要で
あるとともに、その重さのために施工が難しくて工期が
長期化し、かつまた作業安全性も懸念された。

【０００９】設置後に判明したトラス梁ａの曲げ剛性
不足に起因する揺れの発生などに対し補強部材を増設す
るなどの改修作業を行うに際しても、完成品のトラス梁
ａであるためその融通性に乏しかった。

【００１０】また改修に対する融通性が乏しいため
に、設計段階から各種設備の増設や撤去、その他の改変
をも考慮した設計仕様となり、不必要にオーバースペッ
クなトラス梁ａとなりがちで、建設の初期コストが高か
った。

【００１１】上弦材ｃと下弦材ｂとの間に一連に斜め
に横切る斜材ｆが多数配設される構造であったため、補
機エリアｈ、配管エリアｉいずれにあってもこれら斜材
ｆをぬって補機を接続したり配管を配置する必要があ
り、設備の配置計画の制限となっていた。

【００１２】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、水平度を適正に調整可能であるとと
もに、揚重作業を含む施工作業性に優れ、また改修や工
場設備の変更に柔軟に対応でき、さらに設備の配置計画
の自由度も高めることができるトラス梁とその構築方法
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明のトラス梁にあっては、上弦材と下弦材との
間に中間材を設けて、該中間材の上下に上設備空間と下
設備空間とを形成するようにしたトラス梁において、上
記下弦材、上記中間材、並びにこれら下弦材と中間材と
の間に多数配設された下斜材からなる下層トラス部と、
上記下層トラス部上に重ねて設けられ、上記中間材、上
記上弦材、並びにこれら中間材と上弦材の端部同士を接
続する上斜材からなる上層トラス部とから構成されたこ
とを特徴とする。

【００１４】また、前記上層トラス部には、その高さを
調整するための高さ調整手段が備えられていることを特
徴とする。

【００１５】また、前記上層トラス部の前記上斜材間に
縦材を設けたことを特徴とする。

【００１６】さらに、前記縦材が前記上層トラス部に着
脱自在であることを特徴とする。

【００１７】また、前記上層トラス部の前記上斜材間に
着脱自在な補助斜材を設けたことを特徴とする。

【００１８】また、前記上弦材がプレキャストコンクリ
ート製であることを特徴とする。

【００１９】さらに、本発明に係るトラス梁の構築方法
にあっては、上弦材と下弦材との間に中間材を設けて、
該中間材の上下に上設備空間と下設備空間とを形成する
ようにしたトラス梁の構築方法において、上記下弦材、
上記中間材、並びにこれら下弦材と中間材との間に多数
配設された下斜材からなる下層トラス部を先組みし、次
いで該下層トラス部を揚重して設置し、その後、上記下
層トラス部上に、上記中間材、上記上弦材、並びにこれ
ら中間材と上弦材の端部同士を接続する上斜材からなる
上層トラス部を構築することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態にかか
るトラス梁１の基本構造の正面図、図２はその平面配置
を示す図、図３はその斜視図、図４は当該トラス梁１
を、例えばクリーンルームを備える工場建物２内に配置
した状況を示す図である。図示するように本実施形態の
トラス梁１は、異なる構造を備えた下層トラス部３と上
層トラス部４とを上下に重ねて構成される。

【００２１】下層トラス部３は、最も下方に配置された
下弦材５と、その直上に配置された中間材６と、これら
中間材６と下弦材５との間に多数配設された下斜材７と
から構成される。これら下弦材５や中間材６、下斜材７
は例えば、Ｈ型鋼等の型鋼やフレームパイプなどから構
成される。下弦材５と中間材６とはともにその長手方向
が水平となるように配置されるとともに、下斜材７は下
弦材５および中間材６の長手方向に沿ってその一端から
他端にわたって順次、下弦材５から中間材６に向かって
上向き斜めに、もしくは中間材６から下弦材５に向かっ
て下向き斜めに、その傾斜方向を交互に代えて掛け渡さ
れていて、正面から見ていわゆるジグザグ状に配列され
る。これら下斜材７はそれぞれ、その上端が中間材６
に、また下端が下弦材５に溶接接合やボルト接合などに
よって接合される。

【００２２】他方、上層トラス部４は、中間材６を下層
トラス部３と兼用して、当該中間材６直上の最も上方に
配置された上弦材８と、これら上弦材８と中間材６との
間に配設された上斜材９とから構成される。上弦材８も
その長手方向が水平となるように配置される。これら上
弦材８や上斜材９も例えば、Ｈ型鋼等の型鋼やフレーム
パイプなどから構成される。またトラス梁１に上方から
のみ載荷荷重を加えるように設計する場合には、周知の
ように上弦材８には圧縮力が作用するので、当該上弦材
８をプレキャストコンクリート製としてもよく、この場
合にはトラス梁１の耐力を格段に向上させることができ
る。

【００２３】特に上斜材９は、中間材６および上弦材８
の両端部のみに左右一対設けられる。これら上斜材９
は、上弦材８から中間材６に向かって下向き斜めに、も
しくは中間材６から上弦材８に向かって上向き斜めに、
その傾斜方向を反対向きにして掛け渡され、またそれら
の上端が上弦材８に、また下端が中間材６に接合され
る。この上斜材９の上下端の接合は、少なくとも中間材
６に対しては、着脱可能なボルト接合等とされる。

【００２４】また上層トラス部４には必要に応じて、こ
れら上斜材９間において、互いに間隔を隔てて複数の柱
様の縦材１０が上下方向に立てて設けられる。これら縦
材１０は、その上端が上弦材８に、また下端が中間材６
に接合されるとともに、それらの上下端の接合は上斜材
９と同様に、少なくとも中間材６に対しては、着脱可能
なボルト接合等とされる。これら縦材１０は、後から取
り付けたり撤去したりすることができるように、その上
下端とも上弦材８および中間材６にボルト接合等で着脱
自在に接合することが好ましい。

【００２５】さらに図３に示すように、上層トラス部４
には必要に応じて、上斜材９間に適宜に補助斜材１１を
設けるようにしてもよい。この補助斜材１１は好ましく
は、隣接する縦材１０の一方の下端と他方の上端との間
に斜めに掛け渡して設けられる。また、これら補助斜材
１１と縦材１０との組み合わせ配置は、構造力学の分野
において教授される種々のレイアウトを適用することが
できる。またこの補助斜材１１の上端および下端は、後
から取り付けたり撤去したりすることができるように、
上弦材８や中間材６、もしくは縦材１０等にボルト接合
等によって着脱自在に接合される。これら縦材１０や補
助斜材１１も例えば、Ｈ型鋼等の型鋼やフレームパイプ
などから構成される。

【００２６】以上説明したように本実施形態のトラス梁
１は、下弦材５、中間材６、並びにこれら下弦材５と中
間材６との間に多数配設された下斜材７からなる下層ト
ラス部３と、下層トラス部３上に重ねて設けられ、中間
材６、上弦材８、並びに少なくともこれら中間材６と上
弦材８の端部同士を接続する上斜材９、さらに必要に応
じて配設される縦材１０や補助斜材１１からなる上層ト
ラス部４とから構成され、上弦材８と下弦材５との間に
設けた中間材６の上下に上設備空間１２と下設備空間１
３とが形成されるようになっている。

【００２７】そして特に、少なくとも上斜材９、そして
また縦材１０や補助斜材１１も中間材６に対して着脱自
在に接合されることから、上弦材８も下層トラス部３に
対して別途取り付けることが可能に構成されており、従
って、下層トラス部３に対して上層トラス部４を別途構
築することができるようになっている。

【００２８】さらに、上層トラス部４には、その高さ、
すなわち最も高い位置に位置する上弦材８の高さ位置を
調整するための高さ調整手段１４が備えられる。図５に
はその一例が示されており、例えば縦材１０の下端と中
間材６とのボルト接合部分に関して、中間材６のフラン
ジ上面に起立させて設けたＬ字型ブラケット１５と、こ
れに重ね合わされるＨ型鋼で形成した縦材１０のウエブ
とを締結するために両者に形成されたボルト挿通穴１
６，１７のうち、いずれか一方を上下方向の長穴１６と
してこれにボルト１８を挿通して締結することにより、
この長穴１６の長さの範囲で中間材６に対する縦材１０
の接合位置を調整することができ、これにより上弦材８
の高さ位置の調整を行うことができる。

【００２９】このような接合構造を中間材６に対して着
脱自在にボルト接合される上斜材９や補助斜材１１に対
しても備えることにより、上弦材８の高さ位置をその長
手方向に沿って自在に調整することができ、上弦材８の
水平度を適正に確保することができる。

【００３０】このように構成されたトラス梁１は図２お
よび図３に示すように、隣接する柱１９間に掛け渡され
て、水平一方向に互いに間隔を隔てて複数配列される。
そしてこれらトラス梁１相互は、それら間に縦横に配設
される鋼材等によって連結されるようになっている。

【００３１】図４に示したクリーンルーム２０への適用
を例にとって説明すると、トラス梁１を揚重して柱１９
に掛け渡した後にあっては、隣接するトラス梁１の下弦
材５間にはコンクリート床２１が設けられ、中間材６間
にはこれに接合して縦横に組まれた鉄骨組み２２の上に
鉄板床２３やコンクリート床が設けられ、さらに上弦材
８間には、中間材６に下端が着脱自在に接合された支持
材２４に支持されて、トラス梁１の配列方向と直交する
方向に掛け渡された鉄骨材２５上に根太２６を敷き、そ
の上に多数設けたペデスタル２７を介して、下降気流を
通すための穴あきフロアパネルで形成した床２８が設け
られるようになっている。

【００３２】そして、上弦材８上に形成した床２８上が
クリーンルーム２０として用いられ、中間材６上のスペ
ースが上設備空間として各種補機類２９をレイアウトす
る補機エリア１２として用いられ、下弦材５上のスペー
スが下設備空間として配管３０を引き回す配管エリア１
３として用いられるようになっている。なお、図４中、
３１は屋根支持構造であり、３２は地盤である。

【００３３】次に上記トラス梁１の構築方法について、
図６を用いて説明する。まず、下層トラス部３を地組み
で構築する。この際には、下弦材５に下斜材７の下端を
一体的に接合してこれらを組み上げ、その上に中間材６
を載せて下斜材７の上端に一体的に接合し、これにより
一体的な下層トラス部３を製作する。これにより下層ト
ラス部３の先組みが完了する。

【００３４】次いで、重機を用いて、下層トラス部３の
みの状態でこれを揚重し、柱１９間に掛け渡して設置す
る。その後は必要に応じて、下層トラス部３の姿勢が落
ち着くまで養生する。このように養生することで、下層
トラス部３に発生する現実のたわみ変形量を把握でき、
これをその後の上層トラス部４の施工における高さ調整
に反映させて、トラス梁１全体としての施工精度を向上
させることができる。

【００３５】その後下層トラス部３を足場として利用し
て、その上に上層トラス部４を構築する。上層トラス部
４を構築する際には、これを構成する上弦材８や上斜材
９、その他の縦材１０や補助斜材１１を個々の部品とし
て下層トラス部３上へ揚重して施工してもよいし、上弦
材８に上斜材９等を接合してこれらを地組みでユニット
４ａとして組み上げ、このユニット４ａを、重機を用い
て揚重して下層トラス部３上に設置するようにしてもよ
い。

【００３６】上層トラス部４と下層トラス部３との接合
は、上斜材９や縦材１０等を中間材６に接合することで
達成される。本実施形態にあってはいずれにしても、予
め完成させた下層トラス部３のみを揚重して設置し、そ
の後別途、上層トラス部４を下層トラス部３上に構築す
るという、２段階の施工手順となる。このような２段階
施工によれば、例えば本実施形態と従来とでトラス梁自
体の高さが同じである場合、必要揚重高さは、従来より
も本実施形態の方が上層トラス部４の高さ分だけ低くな
り、揚重作業性も向上する。

【００３７】また上層トラス部４を構築する際には、高
さ調整手段１４、図示例に従えば、長穴１６で融通を利
かせて上斜材９や縦材１０等の取付位置調整を行うこと
により上弦材８の高さ位置が調整され、その水平度が適
正に確保される。

【００３８】さらに、トラス梁１は工場建物２内に多数
配設されるものなので、地組みで完成した下層トラス部
３の揚重作業を順次に実施してそれを継続しながら、他
方で、揚重設置を終えた下層トラス部３に対して順次に
上層トラス部４の構築作業を実施でき、下層トラス部３
と上層トラス部４の施工を並行処理できて、短工期化す
ることができる。

【００３９】各トラス梁１が完成されたならば、隣接す
るトラス梁１間で上述した各種床２１，２３，２８の施
工を実施することにより、工場建物２内に３層構造の床
面が形成され、それらの上にクリーンルーム２０や補機
エリア１２、配管エリア１３が形成されることになる。

【００４０】さらに、補強もしくは改修例について図７
を用いて説明する。設置したトラス梁１を後から補強し
たり、あるいは工場施設の増設、撤去もしくは改変など
に対応させる場合には、上層トラス部４に対して、既設
の縦材１０等に加えて、新たな縦材１０や補強斜材１１
を増設するようになっている。これら縦材１０や補強斜
材１１は上述したように、上弦材８および中間材６に対
して着脱自在であって、いつでも取り付けたり、取り外
すことができ、補強したい場合には増設し、他方、工場
施設のレイアウト上邪魔になる場合には、撤去したり、
あるいは他の部分へ移設することが可能で、トラス梁１
に必要な強度を維持しつつ、設備配置の自由度を高く確
保することができる。

【００４１】以上のように本実施形態にあっては、従来
のように上弦材と下弦材との間に一連に斜材を配設せず
に、中間材部分で分けて、トラス梁１を下層トラス部３
と上層トラス部４という上下２層構造としたので、下層
トラス部３を先組みして設置し、その後に下層トラス部
３上で上層トラス部４を構築することを可能にして、柱
１９間に架設した下層トラス部３上への上層トラス部４
の設置の際に、その水平度を調整することが可能とな
り、当該トラス梁１を適正な水平度で構築することがで
きる。

【００４２】また、トラス梁１を下層トラス部３と上層
トラス部４との２つの部分に分けたので、必要揚重能力
を載荷荷重的にも高さ的にも軽減することができて大型
重機での揚重作業が可能となり、また揚重重量の軽減に
よって施工性を向上できて短工期化できるとともに、作
業安全性も向上できる。

【００４３】また、トラス梁１全体の中で、下層トラス
部３は一体完成品とする一方で、上層トラス部４には中
間材６と上弦材８の端部同士を接続する上斜材９を備
え、この上斜材９間に広いスペースを確保するようにし
たので、このスペースに必要に応じて縦材１０や補強斜
材１１を適宜に設けることが可能で、補強などの改修に
あたり高い融通性を確保することができる。

【００４４】また、このように上層トラス部４に対する
縦材１０や補強斜材１１などの各種部材の配置自由度を
高く確保するようにしたので、トラス梁１の設置当初は
必要最小限の部材を組み込むようにし、その後の工場建
物２の使用状態おける工場施設の変更に対しては各種部
材を増設したり移設でき、さらには元に戻すなどの柔軟
な対応が可能となり、設計段階における設計仕様を必要
最小限として、建設の初期コストを抑えることができ
る。

【００４５】さらに、上層トラス部４に関しては上斜材
９を必要要素とするだけであってこれら上斜材９間に遮
るもののない広いスペースを創り出すことができるとと
もに、縦材１０にあっても上下に立てて配設されるもの
であるので平面計画がしやすく、上層トラス部４におけ
る設備の配置計画の自由度をきわめて高いものとするこ
とができる。

【００４６】なお、上記実施形態では、上弦材８の水平
度を高さ調整手段１４によって確保するようにしたが、
設置した下層トラス部３のたわみ変形量を考慮した寸法
で上斜材９や縦材１０を製作することで、これら部材自
体の製作寸法の調整で上弦材８の水平度を確保するよう
にしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るトラス
梁とその構築方法にあっては、トラス梁を下層トラス部
と上層トラス部という上下２層構造としたので、柱間に
架設した下層トラス部上への上層トラス部の設置の際
に、その水平度を調整することが可能となり、当該トラ
ス梁を適正な水平度で構築することができる。

【００４８】また、必要揚重能力を載荷荷重的にも高さ
的にも軽減することができて大型重機での揚重作業が可
能となり、また揚重重量の軽減によって施工性を向上で
きて短工期化できるとともに、作業安全性も向上でき
る。

【００４９】また、上層トラス部では中間材と上弦材の
端部同士を上斜材で接続するようにしたので、この上斜
材間に広い設備スペースを確保できるとともに、このス
ペースに必要に応じて縦材や補強斜材を適宜に設けるこ
とが可能で、補強などの改修にあたり高い融通性を確保
することができる。

【００５０】また、このように上層トラス部に対する縦
材や補強斜材などの各種部材の配置自由度を高く確保す
るようにしたので、工場建物使用状態おいて工場施設の
変更に対して各種部材を増設したり移設するなど柔軟な
対応が可能となり、設計段階における設計仕様を必要最
小限として、建設の初期コストを抑えることができる。

【００５１】さらに、上層トラス部に広いスペースを創
り出すことができるとともに、縦材にあっても上下に立
てて配設されるものであるので平面計画がしやすく、上
層トラス部における設備の配置計画の自由度をきわめて
高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトラス梁の一実施形態の基本構造
を示す正面図である。

【図２】図１のトラス梁の平面配置を示す図である。

【図３】図１のトラス梁の要部斜視図である。

【図４】図１のトラス梁を工場建物内に配置した状況を
示す概略斜視図である。

【図５】図１のトラス梁に適用可能な高さ調整手段を示
す要部拡大図である。

【図６】本発明に係るトラス梁の構築方法を説明するた
めの図である。

【図７】図１のトラス梁の改修・補強例を説明するため
の図である。

【図８】従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

３ 下層トラス部 ４ 上層トラス部 ５ 下弦材 ６ 中間材 ７ 下斜材 ８ 上弦材 ９ 上斜材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上弦材と下弦材との間に中間材を設け
   て、該中間材の上下に上設備空間と下設備空間とを形成
   するようにしたトラス梁において、 上記下弦材、上記中間材、並びにこれら下弦材と中間材
   との間に多数配設された下斜材からなる下層トラス部
   と、上記下層トラス部上に重ねて設けられ、上記中間
   材、上記上弦材、並びにこれら中間材と上弦材の端部同
   士を接続する上斜材からなる上層トラス部とから構成さ
   れたことを特徴とするトラス梁。
2. 【請求項２】 前記上層トラス部には、その高さを調整
   するための高さ調整手段が備えられていることを特徴と
   する請求項１に記載のトラス梁。
3. 【請求項３】 前記上層トラス部の前記上斜材間に縦材
   を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のト
   ラス梁。
4. 【請求項４】 前記縦材が前記上層トラス部に着脱自在
   であることを特徴とする請求項３に記載のトラス梁。
5. 【請求項５】 前記上層トラス部の前記上斜材間に着脱
   自在な補助斜材を設けたことを特徴とする請求項１〜４
   いずれかの項に記載のトラス梁。
6. 【請求項６】 前記上弦材がプレキャストコンクリート
   製であることを特徴とする請求項１〜５いずれかの項に
   記載のトラス梁。
7. 【請求項７】 上弦材と下弦材との間に中間材を設け
   て、該中間材の上下に上設備空間と下設備空間とを形成
   するようにしたトラス梁の構築方法において、 上記下弦材、上記中間材、並びにこれら下弦材と中間材
   との間に多数配設された下斜材からなる下層トラス部を
   先組みし、次いで該下層トラス部を揚重して設置し、そ
   の後、上記下層トラス部上に、上記中間材、上記上弦
   材、並びにこれら中間材と上弦材の端部同士を接続する
   上斜材からなる上層トラス部を構築することを特徴とす
   るトラス梁の構築方法。