JP2022109759A - roof structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋根構造に関する。 The present invention relates to roof construction.
下記特許文献1には、山形の屋根梁及び屋根梁に張り渡されたタイバーを補強する屋根梁補強構造が示されている。 Patent Literature 1 below discloses a roof beam reinforcing structure that reinforces mountain-shaped roof beams and tie bars stretched over the roof beams.
上記特許文献1の屋根梁補強構造のように、屋根梁の先端部間に引張材であるタイバーを架け渡した屋根構造では、タイバーが空間を横断するため、屋根本体の下方における有効空間が、タイバーの下方に限定される。 As in the roof beam reinforcement structure of Patent Document 1, in a roof structure in which tie bars, which are tension members, are bridged between the tips of the roof beams, the tie bars cross the space, so the effective space below the roof body is Limited to below tie bars.
本発明は、上記事実を考慮して、屋根本体の下方の有効空間を確保し易い屋根構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a roof structure that facilitates securing an effective space below the roof body.
請求項1の屋根構造は、頂部の両側へ傾斜した屋根本体と、前記屋根本体を支持する支持柱と、前記支持柱の上端部から、前記屋根本体の先端の複数箇所へ架け渡された複数の引張材と、を備えている。 The roof structure of claim 1 comprises a roof body inclined to both sides of a top portion, support columns supporting the roof body, and a plurality of roof columns extending from the upper end of the support columns to a plurality of points at the tip of the roof body. tension members; and
請求項1の屋根構造では、屋根本体が頂部の両側へ傾斜している。このため、屋根本体に自重や積載荷重によるスラスト力が作用して、屋根本体は外側へ開こうとする。 In the roof structure of claim 1, the roof body slopes to both sides of the top. For this reason, the roof main body is subjected to a thrust force due to its own weight and load, and the roof main body tends to open outward.
ここで、この屋根構造では、屋根本体を支持する支持柱の上端部から、屋根本体の先端の複数箇所へ、複数の引張材が架け渡されている。このため、屋根本体に作用するスラスト力は、引張材が引張力を負担することで処理される。 Here, in this roof structure, a plurality of tension members are laid across from the upper ends of the support columns that support the roof body to a plurality of points at the tip of the roof body. Therefore, the thrust force acting on the roof main body is handled by the tensile member bearing the tensile force.
これにより、屋根本体の先端部同士を連結するタイバー等を設ける必要がない。したがって、屋根本体の下方の有効空間を確保し易い。 As a result, it is not necessary to provide a tie bar or the like for connecting the leading ends of the roof bodies. Therefore, it is easy to secure an effective space under the roof body.
請求項2の屋根構造は、請求項1に記載の屋根構造において、前記支持柱は、前記屋根本体における2箇所の妻面寄りの部分にそれぞれ設けられ、前記支持柱の前記上端部間には、圧縮材が架け渡されている。 The roof structure according to claim 2 is the roof structure according to claim 1, wherein the support columns are provided at two portions of the roof main body near the gable surface, and between the upper ends of the support columns, , compression material is bridged.
請求項2の屋根構造では、支持柱が2本設けられている。このため、引張材から支持柱に作用する引張力を分散できる。これにより、支持柱の寸法を小さくできる。 In the roof structure of claim 2, two support columns are provided. Therefore, the tensile force acting on the support column from the tensile member can be dispersed. This makes it possible to reduce the size of the support column.
また、2本の支持柱は、屋根本体の妻面寄りの部分にそれぞれ設けられている。このため、それぞれの支持柱の上端部は、引張材によって屋根本体の中央部側へ、すなわち、それぞれの上端部が近づく方向へ引っ張られる。しかし、支持柱の上端部間には圧縮材が架け渡されているため、支持柱の上端部に作用する引張力に抵抗できる。 Also, the two support columns are provided at the ends of the roof body, respectively. For this reason, the upper end of each support column is pulled toward the central portion of the roof body by the tension member, that is, in a direction in which the upper ends of each support column approach. However, since the compression member is bridged between the upper ends of the support columns, the tensile force acting on the upper ends of the support columns can be resisted.
請求項3の屋根構造は、請求項1又は請求項2に記載の屋根構造において、前記引張材は、前記屋根本体の下方へ突出した束材と、前記束材の下端部に連結された下弦材と、を備えて下側に凸形状とされている。 The roof structure of claim 3 is the roof structure of claim 1 or claim 2, wherein the tension member includes bundle members protruding downward from the roof body and lower chords connected to lower ends of the bundle members. It is provided with a material and has a convex shape on the lower side.
請求項3の屋根構造では、引張材が束材及び下弦材を備えた下側に凸形状とされている。これにより、引張材における下弦梁には梁の撓みによる引張力も作用する。このため、スラスト力を効率よく処理できる。 In the roof structure according to claim 3, the tension member has a downward convex shape with bundle members and lower chord members. As a result, a tensile force due to the bending of the beam also acts on the lower chord beam of the tensile member. Therefore, the thrust force can be efficiently processed.
本発明によると、屋根本体の下方の有効空間を確保し易い屋根構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a roof structure that facilitates securing an effective space below the roof body.
以下、本発明の実施形態に係る屋根構造について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, a roof structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Components shown using the same reference numerals in each drawing mean the same components. However, unless otherwise specified in the specification, each component is not limited to one, and a plurality of components may exist. In addition, descriptions of configurations and reference numerals that are duplicated in each drawing may be omitted. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications, such as omitting the configuration or replacing with a different configuration, within the scope of the purpose of the present invention.
各図において矢印X、Yで示す方向は水平面に沿う方向であり、互いに直交している。また、矢印Zで示す方向は鉛直方向(上下方向)に沿う方向である。各図において矢印X、Y、Zで示される各方向は、互いに一致するものとする。 The directions indicated by arrows X and Y in each figure are directions along the horizontal plane and are orthogonal to each other. Also, the direction indicated by the arrow Z is the direction along the vertical direction (vertical direction). It is assumed that the directions indicated by arrows X, Y, and Z in each figure match each other.
<屋根構造>
図1の分解斜視図に示すように、本発明の実施形態に係る屋根構造は、屋根本体10、支持柱20、ストラット30及びタイバー40を備えて形成されている。
<Roof structure>
As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, a roof structure according to an embodiment of the present invention is formed with a
(屋根本体)
屋根本体10は、Y方向に沿う稜線10Eから、稜線10Eと直交する方向(X方向)の両側へ下向きに傾斜した2枚の平面を備えた屋根(所謂切妻屋根)である。屋根本体10は、X方向において柱の数を少なくするために、X方向に沿うトラス梁12を用いて形成されている。また、Y方向において互いに隣り合うトラス梁12同士は、連結梁14によって連結されている。さらに、トラス梁12及び連結梁14で囲まれる矩形の構面には、ブレース16が架け渡されている。
(roof body)
The roof
(支持柱)
支持柱20は、屋根本体10における稜線10Eの下方において、Y方向における両端部(所謂妻面)にそれぞれ配置された構造部材であり、屋根本体10の荷重を支持している。支持柱20としては、鉄骨製、鉄筋コンクリート製、鉄骨鉄筋コンクリート製など、各種の構造形式を適用することができる。
(support column)
The
なお、屋根本体10の荷重を支持する柱は、この2本の支持柱20に限定されるものではなく、例えば破線で示した柱20Aのように、屋根本体10の下方に適宜配置することができる。本実施形態においては、支持柱20は、稜線10Eの下方において屋根本体10を支持する柱のうち、Y方向における最も外側に設けられた柱である。
The pillars that support the load of the
(ストラット)
ストラット30は、支持柱20の上端部間に架け渡された梁である。後述するタイバー40から、支持柱20には、引張力Tが作用する。これにより、2本の支持柱20の上端部は、互いに近づく方向へ動こうとする。これにより、ストラット30には、支持柱20から圧縮力Cが作用する。ストラット30は、この圧縮力Cに抵抗する圧縮材として機能する。
(strut)
The
ストラット30は、一例としてH形鋼を用いて形成されるが、圧縮力Cによる座屈を抑制するために、ストラット30を鋼管によって形成したり、H形鋼のストラット30を鋼管で取り囲んで補剛したりすることができる。また、ストラット30は、鉄骨鉄筋コンクリート等を用いて形成しても好適である。
As an example, the
なお、支持柱20間に、屋根本体10を支持する他の柱(例えば柱20A)を配置する場合は、ストラット30は、この柱20Aに連結することもできる。なお、支持柱20の間に配置する柱20Aは、間柱としてもよい。
Note that if another pillar (e.g.,
(タイバー)
図2、図3に示すように、タイバー40は、支持柱20の上端部から、屋根本体10の先端の複数箇所へ傾斜して架け渡された引張材である。タイバー40としては、例えばPC鋼棒やワイヤー、H形鋼、T形鋼、チャンネル材、アングル材など、各種の鋼材を用いることができる。なお、図2、5、6においては、タイバー40の配置を分かりやすくするため、屋根本体10の図示は簡略化されている。
(tie bar)
As shown in FIGS. 2 and 3 , the tie bars 40 are tension members that extend from the upper ends of the
ここで、支持柱20の「上端部」とは、図3に示すように、支持柱20の上端から支持柱20の長さの(1/3)の範囲に含まれる部分で、かつ、少なくとも、屋根本体10の先端の高さH1より高い部分のことである。また、この「上端部」とは、好ましくは、屋根の上下方向の寸法H2(屋根本体10の先端から屋根本体10の稜線10EまでのZ方向の寸法)における上半分の範囲E1に含まれる部分のことである。
Here, the “upper end portion” of the
また、屋根本体10の「先端」とは、屋根本体10のX方向における先端を指すが、必ずしも屋根本体10のX方向における「最先端」を指すものではなく、軒先部分全体を含む。この「軒先部分」は、例えば、屋根本体10の下方においてX方向の最も外側に設けられた柱20B又は外壁の中心線から、屋根本体10のX方向における最先端まで、の範囲E2を含む。なお、柱20Bは屋根本体10から作用する鉛直力を支持する柱である。柱20Bは、屋根本体10の最先端の下部に設けてもよい(すなわち、軒下がない構成)。
Also, the "tip" of the
また、屋根本体10の先端の「複数箇所」とは、図2に示すように、屋根本体の先端における、Y方向に沿う複数箇所のことを指す。本実施形態において、タイバー40は、それぞれの支持柱20の上端部から、屋根本体の先端の3箇所(X方向の片側の3箇所。両側では6箇所)へ架け渡されているが、この箇所数は特に限定されるものではない。
In addition, "multiple points" at the tip of the
ここで、それぞれの支持柱20から延出されたタイバー40のうち少なくとも1本は、屋根本体10の先端において、Y方向における中心(中心線CLYで示す位置)に近い位置に架け渡すことが好ましい。「中心に近い位置」とは、支持柱20のスパン中央における概ね1/3に含まれる範囲である。
Here, at least one of the tie bars 40 extending from each
屋根本体10の中心に近い位置「以外」、すなわち、端部に近い位置におけるスラスト力は、屋根本体を形成する水平ブレース(ブレース16)を介して、妻面付近における図示しない構造躯体に伝達される。このため、中心に近い位置に発生するスラスト力は、他の部分に発生するスラスト力より大きい。
The thrust force at positions “other than” near the center of the
また、それぞれの支持柱20からは、図3に示すように、X方向の両側へタイバー40が延出されている。これにより、支持柱20に作用するX方向への引張力Tが相殺されて、支持柱20がX方向へ変形又は移動することが抑制されている。
As shown in FIG. 3, tie bars 40 extend from each
<作用及び効果>
本発明の実施形態に係る屋根構造では、図3に示すように、屋根本体10が頂部(稜線10E)の両側へ傾斜している。このため、屋根本体10に自重や積載荷重によるスラスト力Fが作用して、屋根本体10は外側へ開こうとする。
<Action and effect>
In the roof structure according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the
ここで、この屋根構造では、図2に示すように、屋根本体10の頂部を支持する支持柱20の上端部から、屋根本体10の先端の複数箇所へ、複数の引張材としてのタイバー40が架け渡されている。このため、図3に示すように、屋根本体10に作用するスラスト力Fは、タイバー40が引張力Tを負担することで処理される。
Here, in this roof structure, as shown in FIG. 2, a plurality of tie bars 40 as tension members are provided from the upper end of the
これにより、屋根本体10の先端部同士を連結するタイバー、すなわち図3に二点鎖線で示す、比較例であるタイバー100等を設ける必要がない。したがって、屋根本体10の下方の有効空間を確保し易い。
As a result, there is no need to provide a tie bar that connects the front ends of the
また、本発明の実施形態に係る屋根構造では、図1に示すように、支持柱20が2本設けられている。このため、タイバー40から支持柱20に作用する引張力Tを分散できる。これにより、支持柱20の一本当たりの寸法を小さくできる。
Moreover, in the roof structure according to the embodiment of the present invention, two
また、2本の支持柱20は、屋根本体10のY方向における両端部にそれぞれ設けられている。このため、それぞれの支持柱20の上端部は、タイバー40によって屋根本体10の中央部側へ、すなわち、それぞれの上端部が近づく方向へ引っ張られる。
Also, the two
しかし、支持柱20の上端部間には圧縮材であるストラット30が架け渡されているため、支持柱20の上端部に作用する引張力T、すなわち支持柱20間に作用する圧縮力Cに抵抗できる。
However, since the
<変形例>
(タイバーの変形例)
上記実施形態においては、タイバー40を、支持柱20の上端部から屋根本体10の先端へ架け渡しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばこのタイバー40に代えて、図4に示す張弦梁50を設けてもよい。
<Modification>
(Modification of tie bar)
In the above embodiment, the
張弦梁50は、屋根本体10の下方へ突出した束材52と、束材52の下端部に連結された下弦材54と、を備えており、下側に凸形状とされている。下弦材54は、支持柱20の上端部から屋根本体10の先端へ架け渡されている。
The
この構成により、屋根本体10に荷重が作用した際における屋根本体10の変形により、下弦材54に引張力が生じる。この引張力により、スラスト力に抵抗できる。なお、下弦材54には、張弦梁50を組み付ける段階で、予め引張力PTを導入してもよい。
With this configuration, tensile force is generated in the
(支持柱の変形例)
上記実施形態においては、2本の支持柱20を、屋根本体10のY方向における両端部で、かつ、稜線10Eの下方にそれぞれ配置しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。
(Modified example of support column)
In the above embodiment, the two
例えば図5(A)に示す支持柱22のように、本発明における支持柱は、屋根本体10のY方向における両端部の近く(妻面寄りの位置)にそれぞれ配置することができる。
For example, like the
ここで、両端部の「近く」とは、屋根本体10のY方向における寸法を長さWとしたときに、Y方向の端部から概ね(0.25W)程度以内の範囲E3に含まれる部分のことである。支持柱20をこの範囲E3に配置することで、支持柱は屋根本体10を安定して支持することができる。
Here, “near” both ends means a portion included in a range E3 within about (0.25 W) from the ends in the Y direction, where W is the dimension of the
また、例えば図5(B)に示す支持柱24のように、支持柱(タイバー40が架け渡される支持柱)を1本のみ設ける構成としてもよい。この場合、支持柱24からは、Y方向の両側及びX方向の両側へ、タイバー40を延出する。これにより、支持柱24へタイバー40から作用する引張力の方向を分散させる。また、ストラット30を設けない構成とすることができる。
Also, for example, like the
さらに、例えば図5(C)に示す支持柱26のように、支持柱は、X方向において稜線10Eの下方以外の部分に、2本設ける構成としてもよい。この場合、それぞれの支持柱26の上端部から、屋根本体10のX方向における一方の先端へ、タイバー40が架け渡される。
Furthermore, two supporting columns may be provided at a portion other than below the
また、この場合、支持柱26の上端部間にY方向に沿って架け渡すストラット32に加えて、X方向に沿って架け渡すストラット34を設けることが好ましい。なお、このストラット34は、例えばX方向に隣り合う支持柱26間に形成する壁体で代用してもよい。これにより、X方向に隣り合う支持柱26同士が互いに離れる方向へ変形又は移動することを抑制できる。
Further, in this case, in addition to the
(その他の変形例)
上記の実施形態においては、2本の支持柱20、又は、2本の支持柱を含むその他の柱によって屋根本体10が支持されているが、屋根本体10の支持構造はこれに限らない。
(Other modifications)
In the above embodiment, the
例えば図6(A)に示すように、支持柱20が設置された屋根本体10の妻面に、壁体60を配置してもよい。
For example, as shown in FIG. 6A, a
また、上記の実施形態においては、支持柱20に作用する引張力Tに対して、ストラット30によって抵抗しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばストラット30に代えて、図6(B)に示すようにバックステー62を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the tensile force T acting on the
バックステー62は、一端が支持柱20の上端に接合された引張材であり、Y方向に沿って、かつ、2本の支持柱20の外側へ延出され、他端が基礎G等に固定される。
The
また、上記の実施形態においては、屋根本体10の形状を、稜線10Eから両側へ傾斜した2枚の平面を備えた屋根(所謂切妻屋根)として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。
Further, in the above-described embodiment, the shape of the
例えば屋根本体は、図6(C)に示す屋根本体18のように、頂部18E(屋根本体18において、最上部に位置する線状の部分)から両側へ曲線状に傾斜した半割筒状(ヴォールト形状、蒲鉾状)の屋根としてもよい。このような形状においても、タイバー40等を適用すれば、スラスト力を処理しつつ、屋根本体18の下方の有効空間を確保し易い。
For example, the roof main body has a half-cylindrical shape (the roof
さらに、上記で説明した屋根本体10、18には、Y方向に連続して屋根本体10、18と同様の形状の屋根を一体的に連結してもよい。このとき、屋根本体10、18に連結された屋根の下部構造は、必ずしも支持柱22及びタイバー40を備えている必要はなく、当該屋根を支持できる各種の構造を選択することができる。
Furthermore, the
10 屋根本体
18 屋根本体
20 支持柱
22 支持柱
24 支持柱
26 支持柱
30 ストラット(圧縮材)
40 タイバー(引張材)
50 張弦梁
52 束材
54 下弦材
10
40 tie bar (tension material)
50
Claims (3)
前記屋根本体を支持する支持柱と、
前記支持柱の上端部から、前記屋根本体の先端の複数箇所へ架け渡された複数の引張材と、
を備えた屋根構造。 a roof body sloping to both sides of the top;
a support column for supporting the roof body;
a plurality of tension members spanning from the upper end of the support column to a plurality of locations at the tip of the roof body;
roof structure with
前記支持柱の前記上端部間には、圧縮材が架け渡されている、請求項1に記載の屋根構造。 The support pillars are provided at two portions of the roof main body near the gable surface,
2. The roof structure of claim 1, wherein a compression member spans between said upper ends of said support posts.
前記屋根本体の下方へ突出した束材と、
前記束材の下端部に連結された下弦材と、
を備えて下側に凸形状とされている、
請求項1又は請求項2に記載の屋根構造。 The tension member is
a bundle member protruding downward from the roof body;
a lower chord member connected to the lower end of the bundle;
It has a convex shape on the lower side with
A roof structure according to claim 1 or claim 2.
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