JP2018123636A - 建物構造 - Google Patents

Abstract

【課題】並設されたトラス梁における下弦材の非連結材接続箇所どうしの間に荷重受け梁が設置される場合でも、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間で鉛直荷重を適切に支持することができる建物構造を提供する。
【解決手段】上弦材と下弦材２ｂとを複数の連結材にて連結して構成されるトラス梁２が並設されている建物構造であって、並設されたトラス梁２の下弦材２ｂどうしの間で鉛直荷重を受ける荷重受け梁３Ａがトラス梁２の延在方向Ｘの複数箇所に備えられ、並設されたトラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材が接続されていない非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁３Ａｂにかかる鉛直荷重を、トラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材が接続されている連結材接続箇所Ｐに対して非連結材接続箇所を経由せずに作用させる荷重作用部材８が備えられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トラス梁が並設された建物構造に関する。

例えば、下記特許文献１に示すように、上弦材と下弦材とを複数の連結材にて連結して構成されるトラス梁が並設され、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間に床スラブが支持されている建物構造が知られている（下記特許文献１の段落［００１０］等参照）。このような建物構造では、トラス梁の内部空間に居室等の床を有する空間を形成することができ、トラス梁の内部空間を利用して建物の床面積を効率良く確保することができる。

ところで、このような建物構造では、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間で床材や積載荷重等の鉛直荷重を受ける荷重受け梁が、トラス梁の延在方向に沿って所定の荷重受けピッチ以下の間隔で備えられている。そして、従来では、各荷重受け梁は、その両端部をトラス梁の下弦材における連結材が接続されている連結材接続箇所の各々に接続する状態で設置されていた。

特開２０１６−１０８８１６号公報

上述した従来の建物構造では、各々の荷重受け梁を通じて、トラス梁の下弦材どうしの間の鉛直荷重を下弦材の連結材接続箇所に作用させて、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間で床スラブの荷重や積載荷重等の鉛直荷重を適切に支持することができる。

しかしながら、トラス梁の内部空間に形成される床を有する空間の利用形態によっては、当該空間内に位置する特定の連結材が邪魔になり、その特定の連結材を削除しなければならない場合がある。このような場合、当該部位の荷重受け梁の両端部を、トラス梁の下弦材における連結材が接続されていない非連結材接続箇所の各々に接続することが考えられるが、このようにすれば、トラス梁の下弦材における非連結材接続箇所に鉛直荷重が作用し、当該非連結材接続箇所が下方に垂れ落ちる状態に下弦材が変形する等の不都合を招く虞がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、並設されたトラス梁における下弦材の非連結材接続箇所どうしの間に荷重受け梁が設置される場合でも、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間で鉛直荷重を適切に支持することができる建物構造を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、上弦材と下弦材とを複数の連結材にて連結して構成されるトラス梁が並設されている建物構造であって、
並設された前記トラス梁の前記下弦材どうしの間で鉛直荷重を受ける荷重受け梁が前記トラス梁の延在方向の複数箇所に備えられ、
並設された前記トラス梁の下弦材における前記連結材が接続されていない非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁にかかる鉛直荷重を、前記トラス梁の下弦材における前記連結材が接続されている連結材接続箇所に対して前記非連結材接続箇所を経由せずに作用させる荷重作用部材が備えられている点にある。

本構成によれば、荷重作用部材により、トラス梁の下弦材における非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁にかかる鉛直荷重を、下弦材の非連結材接続箇所を経由せずに下弦材の連結材接続箇所に作用させることができる。
したがって、トラス梁の下弦材の非連結材接続箇所に鉛直荷重が作用し、当該非連結材接続箇所が下方に垂れ落ちる状態に下弦材が変形する等の不都合が生じるのを回避することができ、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間の鉛直荷重を適切に支持することができる。

本発明の第２特徴構成は、複数の前記連結材として、前記トラス梁の上弦材と下弦材との間にトラス梁の延在方向に並ぶ複数の三角形状の空間を形成する並びで配置される複数の斜材と、複数の三角形状の空間を縦断する状態で配置される複数の束材とが備えられ、
前記非連結材接続箇所が、複数の前記束材のうちの一部の束材を省くことで構成されている点にある。

本構成によれば、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間の鉛直荷重を適切に支持しながら、トラス梁に形成された三角形状の空間を縦断する束材を削除し、当該三角形状の空間を開放することができ、当該三角形状の開放空間を利用して物品運搬用の通路等の床を有する空間を構築することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記荷重作用部材は、前記非連結材接続箇所どうしの間に位置する前記荷重受け梁の両端部を、前記非連結材接続箇所には接続せずに前記連結材接続箇所どうしの間に位置する前記荷重受け梁に接続するように構成されている点にある。

本構成によれば、トラス梁の下弦材の非連結材接続箇所にかかる鉛直荷重を、下弦材の非連結材接続箇所は経由しない状態で、下弦材の連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁を経由して下弦材の連結材接続箇所に確実に作用させることができ、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間の鉛直荷重を一層適切に支持することができる。

（ａ）建物構造の軸組図、（ｂ）建物構造の梁伏図 建物構造の要部の梁伏図 建物構造の要部の梁伏図

本発明に係る建物構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る建物構造の軸組の状態を模式的に表した図である。図１（ｂ）は、同建物構造におけるトラス梁２の下弦材２ｂの設置高さの梁組の状態を模式的に表した梁伏図であり、便宜上、床スラブＳの構築部位をグレーで表示している。

この建物構造は、図１（ａ）に示すように、複数の柱構造１にトラス梁２が架設された鉄骨造のトラス梁架構Ｋと、トラス梁２の内部に床を有する空間を形成可能な状態でトラス梁２に構築された鉄筋コンクリート造の床スラブＳとを備えて構成され、トラス梁２の内部空間を利用して居室や通路等を形成可能に構成されている。

この建物構造では、前記柱構造１として、耐震要素となる第１柱構造１Ａと、それよりも地震力への抵抗力が小さい第２柱構造１Ｂとが備えられている。
第１柱構造１Ａは、建物幅方向Ｘの中央部に備えられ、第２柱構造１Ｂは建物幅方向Ｘの両端部に備えられている。そのため、トラス梁架構Ｋは、建物幅方向Ｘの中央位置を中心とする対称形の架構バランスの良い形状に構成されている。
第１柱構造１Ａは、下端が固定端となる柱脚構造にて第１基礎５に支持され、第２柱構造１Ｂは、下端がピン端となる柱脚構造にて第２基礎６に支持されている。

耐震要素となる第１柱構造１Ａは、面剛性の高い幅広なコア部として形成され、主として地震力に抵抗する耐震要素を構成している。この第１柱構造１Ａは、例えば、建物幅方向Ｘで間隔を空けて並ぶ鉛直姿勢の複数の鋼材製等の柱材を、鋼材製等の梁及び鋼材製等のブレースにて剛に一体連結して構成されている。
また、第１柱構造１Ａの建物幅方向Ｘの両側部の上端側と、トラス梁２の下弦材２ｂとを斜め姿勢で接続する左右一対の鋼材製等の方杖７が設けられている。これらの方杖７により、トラス梁２の支持スパンを縮めることができ、トラス梁２の部材を低減することができる。

第１柱構造１Ａよりも地震力への抵抗力が小さい第２柱構造１Ｂは、上方側が方杖状に建物幅方向Ｘの中央側に張り出した形状に構成されている。この第２柱構造１Ｂは、例えば、鉛直姿勢の鋼材製等の柱材と、上方側ほど建物幅方向Ｘの中央側に位置する斜め姿勢の鋼材製等の柱材と、これらの柱材を連結する斜材や水平材等の鋼材製等の連結材等から構成されている。このように、第２柱構造１Ｂの上方側を建物幅方向Ｘの中央側に張り出すことで、トラス梁２の支持スパンを更に縮めることができ、トラス梁２の部材を更に低減することができる。また、第２柱構造１Ｂの下方側の幅を絞ることで、建物の内部空間を適切に確保するとともに、重心を１点に集中させて第２基礎６の形状の単純化や小型化を図ることができる。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、床スラブＳは、建物奥行き方向Ｙの全範囲で、且つ、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の中央側に位置する一部の床スラブ構築範囲Ａに構築されている。このように、床スラブＳの構築範囲を絞ることで、耐震性に不利となるトラス梁２側の重量の増加を極力抑えることができる。
床スラブＳの構築位置は、建物幅方向Ｘにおける床スラブＳの中心が第１柱構造１Ａの建物幅方向Ｘの中心の直上位置となるように設定されている。そのため、トラス梁架構Ｋと床スラブＳからなる建物構造も、建物幅方向Ｘの中央位置を中心とする対称形の構造バランスの良い形状に構成されている。

前記トラス梁２は、図１（ａ）に示すように、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の複数箇所に設けられた複数の柱構造１の上部に亘る状態で設けられ、複数の柱構造１に下方から支持されている。
各トラス梁２は、鋼材製等の上弦材２ａ、鋼材製等の下弦材２ｂ、上弦材２ａと下弦材２ｂとを連結する鋼材製等の連結材２ｃ等から構成されている。
複数の連結材２ｃとしては、トラス梁２の上弦材２ａと下弦材２ｂとの間に、トラス梁２の延在方向Ｘに沿って並ぶ複数の三角形状の空間を形成する並びで配置される複数の斜材２ｄと、複数の三角形状の空間を縦断する状態で配置される複数の束材２ｅとが備えられている。

トラス梁架構Ｋは、図１（ｂ）に示すように、複数の柱構造１に架設された状態のトラス梁２を建物奥行き方向Ｙに沿って複数並設して構成されている。建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂどうしの間には、鋼材製等の複数の梁３が建物幅方向Ｘで間隔を空けた状態で設けられ、この梁３により複数のトラス梁２が接続されている。そして、床スラブＳの構築部位では、当該梁３の上に床スラブＳが支持されている。なお、床スラブＳが構築されていない部位には、鋼材製等のブレース４等が適宜に設けられている。

この建物構造では、図１（ａ）に示すように、建物奥行き方向Ｙに沿って並設された複数のトラス梁２において、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の同一位置にある特定の束材２ｅ（図中の点線で表示した束材２ｅ）を省いて設計されている。このようにすることで、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の同一位置にある各トラス梁２の上弦材２ａと下弦材２ｂとの間に形成された特定の下方広がりの三角形状の空間Ｄを開放し、当該三角形状の開放空間Ｄを建物奥行き方向Ｙに沿って連続させることができる。
そのため、この建物構造では、建物奥行き方向Ｙに沿って連続する三角形状の開放空間Ｄを利用し、建物幅方向Ｘにおいて開放空間Ｄに対応する通路構築範囲Ｂに、建物奥行き方向Ｙに沿って延びる通路を好適に形成することができる。

図１（ｂ）に示すように、建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂどうしの間の梁３のうち、床スラブＳの構築範囲Ａに配置される複数の荷重受け梁３Ａは、トラス梁２の延在方向Ｘで所定の荷重受け間隔以下の間隔で設置され、コンクリート板等の床スラブＳの構成部材に損傷を生じさせずに床スラブＳの荷重（鉛直荷重の一例）を適切に支持するように構成されている。

ここで、トラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材２ｃが接続されていない非連結材接続箇所に鉛直荷重を作用させると、当該非連結材接続箇所が下方に垂れ落ちる状態にトラス梁２の下弦材２ｂが変形するなどの不都合を招く虞がある。
そのため、本建物構造では、建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂどうしの間における各荷重受け梁３Ａの位置条件の相違にかかわらず、各荷重受け梁３Ａにかかる鉛直荷重を、非連結材接続箇所には作用させずに、トラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材２ｃが接続された連結材接続箇所Ｐに作用させるように構成されている。以下、本建物構造における荷重受け梁３Ａの具体的な設置形態について説明を加える。

図２、図３は、本建物構造におけるトラス梁２の下弦材２ｂの設置高さの要部の梁組の状態を模式的に表した梁伏図である。
図２は、図１中の右側の通路構築範囲Ｂを示しており、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の通路構築範囲Ｂ内に荷重受け梁３Ａが一本配置されている場合を例示している。図３は、図１中の左側の通路構築範囲Ｂを示しており、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）の通路構築範囲Ｂ内に荷重受け梁３Ａが二本配置されている場合を例示している。しかし、両図における荷重受け梁３Ａの設置の考え方は基本的に同じであるので、特段、区別する必要がない限りは纏めて説明する。
なお、便宜上、これら図２、図３では、下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐのうち、斜材２ｄの接続箇所Ｐ１に実線の丸形状を付し、束材２ｅの接続箇所Ｐ２に実線の四角形状を付している。また、下弦材２ｂの非連結材接続箇所における束材２ｅを省いた箇所に点線の四角形状を付している。

図２、図３に示すように、この建物構造では、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）で所定の荷重受け間隔以下の間隔にて各荷重受け梁３Ａを配置するにあたり、通路構築範囲Ｂを除く床スラブ構築範囲Ａ（図１参照）は、建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材接続箇所Ｐどうしの間に各荷重受け梁３Ａａを配置している。そして、荷重受け梁３Ａａの端部の各々を隣接するトラス梁２の下弦材２ｂにおける連結材接続箇所Ｐの夫々に接続する状態で、荷重受け梁３Ａａを設置している。

一方、通路構築範囲Ｂでは、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）において、トラス梁２の下弦材２ｂにおける束材２ｅを省いた箇所（図２、図３中の点線部分）の両脇に位置する連結材接続箇所Ｐどうしの間隔が、所定の荷重受け間隔を超えることになる。
そこで、本例では、建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂにおいて、通路構築範囲Ｂ内の非連結材接続箇所どうしの間に荷重受け梁３Ａｂを配置するとともに、当該荷重受け梁３Ａｂにかかる鉛直荷重を、各下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに対して非連結材接続箇所を経由せずに作用させる荷重作用部材８を設置している。

この荷重作用部材８は、建物奥行き方向Ｙで隣接する下弦材２ｂの非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁３Ａｂの両端部を、下弦材２ｂの非連結材接続箇所には接続せず、下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐどうしの間で下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに接続されている荷重受け梁３Ａａに接続して構成され、荷重受け梁３Ａａを介して下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに鉛直荷重を作用させるように構成されている。

具体的には、荷重作用部材８は、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）に沿って延びる鉄骨製等の一対（複数の一例）の荷重作用梁８ａ、８ｂにて構成されている。一対の荷重作用梁８ａ、８ｂは、建物奥行き方向Ｙ（図中のトラス梁２の直交方向Ｙ）で隣接する下弦材２ｂの非連結材接続箇所どうしの間の空間に、トラス梁２の直交方向Ｙで間隔を空けた状態で平行に配置されている。

各荷重作用梁８ａ、８ｂは、隣接する下弦材２ｂの非連結材接続箇所どうしの間の空間における建物奥行き方向Ｙの中央位置よりも下弦材２ｂに接近する側に配置されている。
一方側の荷重作用梁８ａは、図中上方側の一方側のトラス梁２の下弦材２ｂから離れた状態で、一方側のトラス梁２の下弦材２ｂの近傍箇所に配置されている。他方側の荷重作用梁８ｂは、図中下方側の他方側のトラス梁２の下弦材２ｂから離れた状態で、他方側のトラス梁２の下弦材２ｂの近傍箇所に配置されている。

各荷重作用梁８ａ、８ｂの端部の各々は、トラス梁２の延在方向Ｘで当該非連結材接続箇所の両脇に位置する連結材接続箇所Ｐに接続された一対の荷重受け梁３Ａａの各々に接続されている。そして、各荷重作用梁８ａ、８ｂの延在方向の中間部の各々に対して、非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁３Ａｂの端部の各々が接続されている。

そのため、この通路構築範囲Ｂでは、隣接するトラス梁２の非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁３Ａｂにかかる鉛直荷重を、各荷重作用梁８ａ、８ｂ、下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに接続された一対の荷重受け梁３Ａａの順に伝達し、下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに対して非連結材接続箇所を経由せずに作用させることができる。

なお、図２、図３に示すように、一対の荷重作用部材８どうしの間に架設する荷重受け梁３Ａｂの本数は、当該非連結材接続箇所の両脇の連結材接続箇所Ｐどうしの間隔、想定される鉛直荷重の大きさ、床スラブＳの構造等に応じて変更することができる。ちなみに、図３に示すように、一対の荷重作用部材８の延在方向の中間部どうしの間に複数本の荷重受け梁３Ａｂが架設する場合は、隣接する荷重受け梁３Ａｂの中間部どうしを接続する接続梁９を適宜に設置することができる。
また、図示は省略するが、本建物構造における各部材どうしの接続は、ボルト・ナット等の締結具や溶接等の適宜の接続手段にて行うことができる。

〔別実施形態〕
（１）前述の実施形態では、トラス梁２の内部空間に床を有する通路を形成するにあたり、トラス梁２において複数の束材２ｅのうちの一部の束材２ｅを省く場合を例に示したが、これに代えて、又は、これに加えて、トラス梁２において複数の斜材２ｄのうちの一部の斜材２ｄを省くようにしてもよい。

（２）前述の実施形態では、荷重作用部材８が、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の延在方向Ｘ）に沿って延びる荷重作用梁８ａ、８ｂから構成されている場合を例に示したが、荷重作用部材８は、トラス梁２の下弦材２ｂの非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁３Ａｂにかかる鉛直荷重を、下弦材２ｂの連結材接続箇所Ｐに対して非連結材接続箇所を経由せずに作用させることができれば、如何なる構造であってもよい。

（３）前述の実施形態では、上弦材２ａと下弦材２ｂとの上下二本のみの弦材を備えたトラス梁２を例に示したが、トラス梁２としては、上下方向で間隔を空けて並ぶ三本以上の弦材が備えられたものであってもよい。この場合、三本以上の弦材のうち、連結材で連結された特定の二本の弦材において、相対的に上方側に位置する弦材が上弦材に該当し、相対的に下方側に位置する弦材が上弦材に該当することになる。

２ トラス梁
２ａ 上弦材
２ｂ 下弦材
２ｃ 連結材
２ｄ 斜材
２ｅ 束材
３Ａ 荷重受け梁
８ 荷重作用部材
Ｐ 連結材接続箇所
Ｓ 床スラブ
Ｘ トラス梁の延在方向

Claims (3)

1. 上弦材と下弦材とを複数の連結材にて連結して構成されるトラス梁が並設されている建物構造であって、
   並設された前記トラス梁の前記下弦材どうしの間で鉛直荷重を受ける荷重受け梁が前記トラス梁の延在方向の複数箇所に備えられ、
   並設された前記トラス梁の下弦材における前記連結材が接続されていない非連結材接続箇所どうしの間に位置する荷重受け梁にかかる鉛直荷重を、前記トラス梁の下弦材における前記連結材が接続されている連結材接続箇所に対して前記非連結材接続箇所を経由せずに作用させる荷重作用部材が備えられている建物構造。
2. 複数の前記連結材として、前記トラス梁の上弦材と下弦材との間にトラス梁の延在方向に沿って並ぶ複数の三角形状の空間を形成する並びで配置される複数の斜材と、複数の三角形状の空間を縦断する状態で配置される複数の束材とが備えられ、
   前記非連結材接続箇所が、複数の前記束材のうちの一部の束材を省くことで構成されている請求項１記載の建物構造。
3. 前記荷重作用部材は、前記非連結材接続箇所どうしの間に位置する前記荷重受け梁の両端部を、前記非連結材接続箇所には接続せずに前記連結材接続箇所どうしの間に位置する前記荷重受け梁に接続するように構成されている請求項１又は２記載の建物構造。

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