JP2023093204A - 架構構造 - Google Patents

Abstract

【課題】広い開口を確保可能な架構構造を得ることを目的とする。【解決手段】架構構造は、上下方向に互いに対向する一対の第一上梁材３２及び第一下梁材３４を有する第一梁３０と、上下方向に互いに対向する一対の第二上梁材５２及び第二下梁材５４を有し、第一梁３０よりも剛性が低い第二梁５０と、第一上梁材３２と第一下梁材３４とを連結する支柱９２と、第一上梁材３２を介して支柱９２の上端部と剛接合され、第一上梁材３２と第二上梁材５２とを連結する上側支持梁９４と、第一下梁材３４を介して支柱９２の下端部と剛接合され、第一下梁材３４と第二下梁材５４とを連結する下側支持梁９６と、を有する補強フレーム９０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、架構構造に関する。

上下方向に対向する一対の上弦材及び下弦材と、一対の上弦材及び下弦材を連結する斜材とを備えるトラス梁が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００８－２６１１０２号公報 特開２０１７－１９８０２８号公報

トラス梁では、一対の上弦材及び下弦材を斜材で連結することにより剛性が高められる。

しかしながら、トラス梁では、一対の上弦材及び下弦材の間に斜材が存在するため、一対の上弦材及び下弦材の間に広い開口を確保することが難しい。

本発明は、上記の事実を考慮し、広い開口を確保可能な架構構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の架構構造は、上下方向に互いに対向する一対の第一上梁材及び第一下梁材を有する第一梁と、上下方向に互いに対向する一対の第二上梁材及び第二下梁材を有し、前記第一梁よりも剛性が低い第二梁と、前記第一上梁材と前記第一下梁材とを連結する支柱と、前記第一上梁材を介して前記支柱の上端部と剛接合され、該第一上梁材と前記第二上梁材とを連結する上側支持梁と、前記第一下梁材を介して前記支柱の下端部と剛接合され、該第一下梁材と前記第二下梁材とを連結する下側支持梁と、を有する補強フレームと、を備える。

請求項１に係る架構構造によれば、第一梁は、上下方向に互いに対向する一対の第一上梁材及び第一下梁材を有する。また、第二梁は、上下方向に互いに対向する一対の第二上梁材及び第二下梁材を有し、第一梁よりも剛性が低い。

補強フレームは、支柱と、上側支持梁と、下側支持梁とを有する。支柱は、第一上梁材と第一下梁材とを連結する。また、上側支持梁は、第一上梁材を介して支柱の上端部と剛接合され、第一上梁材と第二上梁材とを連結する。これにより、第二上梁材が、上側支持梁を介して第一梁に支持される。したがって、第二上梁材のたわみが低減される。

また、下側支持梁は、第一下梁材を介して支柱の下端部と剛接合され、第一下梁材と第二下梁材とを連結する。これにより、第二下梁材が、下側支持梁を介して第一梁に支持される。したがって、第二下梁材のたわみが低減される。

そのため、本発明では、第二上梁材と第二下梁材とを連結する斜材を低減し、又は斜材を省略することができる。したがって、第二上梁材と第二下梁材との間に広い開口を形成することができる。

また、前述したように、第二上梁材及び第二下梁材のたわみが低減されるため、第二上梁材及び第二下梁材の梁成を低くすることができる。したがって、第二上梁材と第二下梁材との間の開口をさらに広げることができる。

さらに、第二上梁材及び第二下梁材の梁成を低くすることにより、第二梁を側面から見て、第二上梁材及び第二下梁材の線が細くなる。したがって、第二梁の意匠性を高めることができる。

請求項２に記載の架構構造は、請求項１に記載の架構構造において、水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、前記第一上梁材と前記第二上梁材とを連結する上側ねじれ抵抗部材と、水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、前記第一下梁材と前記第二下梁材とを連結する下側ねじれ抵抗部材と、を備える。

請求項２に係る架構構造によれば、上側ねじれ抵抗部材は、水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、第一上梁材と第二上梁材とを連結する。また、下側ねじれ抵抗部材は、水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、第一下梁材と第二下梁材とを連結する。これらの上側ねじれ抵抗部材及び下側ねじれ抵抗部材によって、第一梁のねじれが低減される。

したがって、本発明では、第一梁のねじれを低減しつつ、第二上梁材と第二下梁材との間に広い開口を形成することができる。

請求項３に記載の架構構造は、請求項１又は請求項２に記載の架構構造において、前記支柱と対向する位置で、前記第二上梁材と前記第二下梁材とを連結する連結材を備える。

請求項３に係る架構構造によれば、連結材は、支柱と対向する位置で、第二上梁材と第二下梁材とを連結する。これにより、上側支持梁及び下側支持梁が、第二上梁材及び第二下梁材のたわみに対して協同して抵抗可能になるため、第二上梁材及び第二下梁材のたわみがさらに低減される。したがって、第二上梁材及び第二下梁材の梁成をさらに低くすることができる。

また、上側支持梁及び下側支持梁の負担が軽減されるため、上側支持梁及び下側支持梁の梁成も低くすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、広い開口を確保可能な架構構造を得ることができる。

一実施形態に係る架構構造が適用された連絡通路を示す斜視図である。 図１に示される第一架構の立面図である。 図１に示される第二架構の立面図である。 図１に示される第一上梁材及び第二上梁材の平面図である。 図１に示される第一下梁材及び第二下梁材の平断面である。 図１に示される連絡通路の横断面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る架構構造について説明する。

（架構構造）
図１には、本実施形態に係る架構構造が適用された連絡通路１０が示されている。連絡通路（連絡橋）１０は、例えば、図示しない構造物と構造物とを連結している。この連絡通路１０は、互いに対向する第一架構２０及び第二架構４０と、第一架構２０と第二架構４０とを連結する複数の補強フレーム９０とを備えている。

なお、各図に適宜示される矢印Ｘは、連絡通路１０の長手方向（第一梁３０及び第二梁５０の材軸方向）を示している。また、矢印Ｙは、連絡通路１０の幅方向（第一梁３０及び第二梁５０の対向方向）を示している。さらに、矢印Ｚは、連絡通路１０の高さ方向（上下方向）を示している。

（第一架構）
図２に示されるように、第一架構２０は、一対の第一柱２２と、第一梁３０とを有するラーメン架構とされている。一対の第一柱２２は、鋼管鋼等の鉄骨部材（鉄骨柱）によって形成されている。また、一対の第一柱２２は、連絡通路１０の長手方向に間隔を空けて配置されている。この一対の第一柱２２には、鉄骨造の第一梁３０が架設されている。

第一梁３０は、一対の第一上梁材３２及び第一下梁材３４と、複数の斜材３６とを有するトラス梁とされている。一対の第一上梁材３２及び第一下梁材３４は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨梁）によって形成されており、上下方向に互いに対向して配置されている。各第一上梁材３２及び第一下梁材３４は、トラス梁の上弦材及び下弦材として機能する。

第一上梁材３２及び第一下梁材３４は、一対の第一柱２２に架設されており、その両端部が一対の第一柱２２にそれぞれ剛接合されている。この一対の第一上梁材３２及び第一下梁材３４は、複数の斜材３６、及び後述する支柱９２によって連結されている。なお、斜材３６は、繋ぎ材（第一繋ぎ材）の一例である。

複数の斜材３６は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材によって形成されている。これらの斜材３６は、隣り合う支柱９２の間に斜めに配置されており、その上端部が第一上梁材３２にピン接合され、その下端部が第一下梁材３４にピン接合されている。なお、本実施形態では、一対の斜材３６が、隣り合う支柱９２の間にＸ字状に配置されている。

なお、第一梁３０の種類は、特定に限定されず、ハウトラスや、ワーレントラス、フィーレンディールトラス等でも良い。

（第二架構）
図３に示されるように、第二架構４０は、一対の第二柱４２と、第二梁５０とを有するラーメン架構とされている。一対の第二柱４２は、鋼管鋼等の鉄骨部材（鉄骨柱）によって形成されている。また、一対の第二柱４２は、連絡通路１０の長手方向（矢印Ｘ方向）に間隔を空けて配置されている。この一対の第一柱２２には、鉄骨造の第一梁３０が架設されている。

第二梁５０は、一対の第二上梁材５２及び第二下梁材５４を有している。一対の第二上梁材５２及び第二下梁材５４は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨梁）によって形成されており、上下方向に互いに対向して配置されている。また、各第二上梁材５２及び第二下梁材５４は、一対の第二柱４２に架設されており、その両端部が一対の第二柱４２にそれぞれ剛接合されている。

なお、第二梁５０には、第二上梁材５２と第二下梁材５４とを連結する斜材が設けられていないため、第一梁３０よりも剛性（鉛直剛性）が低くなっている。

図１に示されるように、一対の第一柱２２と一対の第二柱４２とは、連絡通路１０の幅方向（矢印Ｙ方向）にそれぞれ対向している。対向する第一柱２２と第二柱４２とは、上側交差梁６０及び下側交差梁６２によって連結されている。

上側交差梁６０及び下側交差梁６２は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨梁）によって形成されており、上下方向に互いに対向して配置されている。上側交差梁６０及び下側交差梁６２は、対向する第一柱２２と第二柱４２とに架設されており、その両端部が第一柱２２及び第二柱４２にそれぞれ剛接合されている。

第一上梁材３２と第二上梁材５２とは、連絡通路１０の幅方向に対向している。この第二上梁材５２の両端部は、上側交差梁６０を介して、第一上梁材３２の両端部とそれぞれ剛接合されている。そして、図４に示されるように、第一上梁材３２、第二上梁材５２、及び上側交差梁６０によって、平面視にて、矩形状の上側平面架構７０が形成されている。この上側平面架構７０には、後述する複数の水平ブレース７２が設けられている。

図１に示されるように、第一下梁材３４と第二下梁材５４とは、連絡通路１０の幅方向に対向している。この第二下梁材５４の両端部は、下側交差梁６２を介して、第一下梁材３４の両端部とそれぞれ剛接合されている。そして、図５に示されるように、第一下梁材３４、第二下梁材５４、及び下側交差梁６２によって、平面視にて、矩形状の下側平面架構８０が形成されている。この下側平面架構８０には、後述するスラブ８２が設けられている。

（補強フレーム）
図１に示されるように、複数の補強フレーム９０は、第二梁５０の荷重（鉛直荷重）を第一梁３０に伝達し、第二梁５０を第一梁３０に支持させる支持フレームとして機能する。これらの補強フレーム９０は、第一梁３０及び第二梁５０の材軸方向の間隔を空けて配置されている。なお、補強フレーム９０は、少なくとも１つあれば良い。

図６に示されるように、補強フレーム９０は、第一梁３０及び第二梁５０の材軸方向から見て、第二梁５０側が開口したＣ字形状（コ字形状）を成している。この補強フレーム９０は、支柱９２、上側支持梁９４、及び下側支持梁９６を有している。

支柱９２は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨柱）によって形成されている。また、支柱９２は、第一上梁材３２と第一下梁材３４との間に上下方向に沿って配置されており、第一上梁材３２と第一下梁材３４とを連結している。この支柱９２は、その上端部が第一上梁材３２に剛接合されるとともに、その下端部が第一下梁材３４に剛接合されている。

上側支持梁９４は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨柱）によって形成されている。また、上側支持梁９４は、第一上梁材３２と第二上梁材５２との間に、連絡通路１０の幅方向に沿って配置されており、第一上梁材３２と第二上梁材５２とを連結している。

上側支持梁９４の一端部は、第一上梁材３２における支柱９２との接合部（仕口部）に剛接合されている。つまり、上側支持梁９４の一端部は、第一上梁材３２を介して支柱９２の上端部と剛接合されている。また、上側支持梁９４の他端部は、第二上梁材５２に接合（剛接合又はピン接合）されている。この上側支持梁９４を介して、第二上梁材５２が第一上梁材３２に支持されている。

下側支持梁９６は、Ｈ形鋼等の鉄骨部材（鉄骨柱）によって形成されている。また、下側支持梁９６は、第一下梁材３４と第二下梁材５４との間に、連絡通路１０の幅方向に沿って配置されており、第一下梁材３４と第二下梁材５４とを連結している。

下側支持梁９６の一端部は、第一下梁材３４における支柱９２との接合部（仕口部）に剛接合されている。つまり、下側支持梁９６の一端部は、第一下梁材３４を介して支柱９２の下端部と剛接合されている。また、下側支持梁９６の他端部は、第二下梁材５４に接合（剛接合又はピン接合）されている。この下側支持梁９６を介して、第二下梁材５４が第一下梁材３４に支持されている。

（連結材）
第二上梁材５２と第二下梁材５４とは、連結材１００によって連結されている。連結材１００は、例えば、フラットバーやＨ形鋼等の鋼材によって形成されている。また、連結材１００は、第二上梁材５２と第二下梁材５４との間に上下方向に沿って配置されており、第二上梁材５２と第二下梁材５４とを連結している。

連結材１００は、支柱９２と連絡通路１０の幅方向に対向しており、その上端部が第一上梁材３２に接合（ピン接合）されるとともに、その下端部が第一下梁材３４に接合（ピン接合）されている。図３に示されるように、隣り合う連結材１００の間には、第二上梁材５２と第二下梁材５４とに亘る矩形状の開口５６がそれぞれ形成されている。

（水平ブレース）
図４に示されるように、上側平面架構７０には、複数の水平ブレース７２が設けられている。水平ブレース７２は、隣り合う上側支持梁９４の間に斜めに配置されており、第一上梁材３２と第二上梁材５２とを連結している。これらの水平ブレース７２によって、上側平面架構７０の剛性（面内剛性及び面外剛性）が高められている。また、上側平面架構７０には、図示しない屋根材が設けられる。

なお、水平ブレース７２は、上側ねじれ抵抗部材の一例である。

（スラブ）
図５に示されるように、下側平面架構８０には、鉄筋コンクリート造のスラブ８２が設けられている。スラブ８２は、鉄筋コンクリート造とされており、連絡通路１０の床を形成している。このスラブ８２によって、下側平面架構８０の剛性（面内剛性及び面外剛性）が高められている。

なお、図１～図４では、スラブ８２の図示が省略されている。また、スラブ８２は、下側ねじれ抵抗部材の一例である。

第一梁３０には、例えば、壁（外壁）３８が設けられる。一方、第二梁５０の開口５６には、図示しないガラス窓等が設けられる。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

図１に示されるように、第一梁３０は、上下方向に互いに対向する一対の第一上梁材３２及び第一下梁材３４を有している。また、第二梁５０は、上下方向に互いに対向する一対の第二上梁材５２及び第二下梁材５４を有し、第一梁３０よりも剛性が低い。この第一梁３０と第二梁５０とは、複数の補強フレーム９０を介して連結されている。

図６に示されるように、補強フレーム９０は、支柱９２と、上側支持梁９４と、下側支持梁９６とを有している。支柱９２は、第一上梁材３２と第一下梁材３４とを連結している。

上側支持梁９４は、第一上梁材３２を介して支柱９２の上端部と剛接合され、第一上梁材３２と第二上梁材５２とを連結している。これにより、第二上梁材５２が、上側支持梁９４を介して第一梁３０に支持される。したがって、第二上梁材５２のたわみが低減される。

また、下側支持梁９６は、第一下梁材３４を介して支柱９２の下端部と剛接合され、第一下梁材３４と第二下梁材５４とを連結している。これにより、第二下梁材５４が、下側支持梁９６を介して第一梁３０に支持される。したがって、第二下梁材５４のたわみが低減される。

そのため、本実施形態では、図１及び図３に示されるように、第二上梁材５２と第二下梁材５４とを連結する斜材を低減し、又は斜材を省略することができる。したがって、第二上梁材５２と第二下梁材５４との間に広い開口５６を形成することができる。

また、前述したように、第二上梁材５２及び第二下梁材５４のたわみが低減されるため、第二上梁材５２及び第二下梁材５４の梁成を低くすることができる。したがって、第二上梁材５２と第二下梁材５４との間の開口５６をさらに広げることができる。

さらに、第二上梁材５２及び第二下梁材５４の梁成を低くすることにより、第二梁５０を側面から見て、第二上梁材５２及び第二下梁材５４の線が細くなる。したがって、第二梁５０の意匠性を高めることができる。

また、図１に示されるように、連結材１００は、補強フレーム９０の支柱９２と対向する位置で、第二上梁材５２と第二下梁材５４とを連結している。これにより、上側支持梁９４及び下側支持梁９６が、第二上梁材５２及び第二下梁材５４のたわみに対して協同して抵抗可能になるため、第二上梁材５２及び第二下梁材５４のたわみがさらに低減される。したがって、第二上梁材５２及び第二下梁材５４の梁成をさらに低くすることができる。

また、上側支持梁９４及び下側支持梁９６の負担が軽減されるため、上側支持梁９４及び下側支持梁９６の梁成も低くすることができる。

ここで、図６に示されるように、複数の補強フレーム９０を介して第一梁３０に第二梁５０を支持させると、第一梁３０にねじりモーメントＭが作用し、第一梁３０がねじれる可能性がある。

この対策として本実施形態では、図４に示されるように、上側平面架構７０に、複数の水平ブレース７２が設けられている。複数の水平ブレース７２は、第一上梁材３２と第二上梁材５２とを連結している。これらの水平ブレース７２がねじりモーメントＭに抵抗することにより、第一梁３０のねじれが低減される。

また、図５に示されるように、下側平面架構８０には、スラブ８２が設けられている。スラブ８２は、第一下梁材３４と第二下梁材５４とを連結している。このスラブ８２がねじりモーメントＭに抵抗することにより、第一梁３０のねじれがさらに低減される。

このように本実施形態では、第一梁３０及び第二梁５０のねじれを低減しつつ、第二上梁材５２と第二下梁材５４との間に広い開口５６を形成することができる。

さらに、上側交差梁６０及び下側交差梁６２によって、対向する第一柱２２と第二柱４２とを連結することにより、第一梁３０及び第二梁５０のねじれをさらに低減することができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、上側ねじれ抵抗部材が、水平ブレース７２とされている。しかし、上側ねじれ抵抗部材は、水平ブレース７２及びスラブの少なくとも一方を含むことができる。これと同様に、下側ねじれ抵抗部材は、水平ブレース及びスラブ８２の少なくとも一方を含むことができる。また、上側ねじれ抵抗部材及び下側ねじれ抵抗部材は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

また、上記実施形態では、第二梁５０に連結材１００が設けられている。しかし、連結材１００は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

また、上記実施形態では、第一梁３０がトラス梁とされている。しかし、第一梁３０は、トラス梁に限らない。第一梁３０は、第二梁５０よりも剛性（鉛直剛性）が高ければ良く、例えば、第一梁３０から斜材３６を省略し、第一上梁材３２及び第一下梁材３４の梁成を高くしても良いし、第一上梁材３２と第一下梁材３４との間に耐力壁等を設けても良い。

また、上記実施形態に係る架構構造は、連絡通路１０に限らず、種々の架構に適用可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

３０ 第一梁
３２ 第一上梁材
３４ 第一下梁材
５０ 第二梁
５２ 第二上梁材
５４ 第二下梁材
７２ 水平ブレース（上側ねじれ抵抗部材）
８２ スラブ（下側ねじれ抵抗部材）
９０ 補強フレーム
９２ 支柱
９４ 上側支持梁
９６ 下側支持梁
１００ 連結材

Claims (3)

1. 上下方向に互いに対向する一対の第一上梁材及び第一下梁材を有する第一梁と、
   上下方向に互いに対向する一対の第二上梁材及び第二下梁材を有し、前記第一梁よりも剛性が低い第二梁と、
   前記第一上梁材と前記第一下梁材とを連結する支柱と、前記第一上梁材を介して前記支柱の上端部と剛接合され、該第一上梁材と前記第二上梁材とを連結する上側支持梁と、前記第一下梁材を介して前記支柱の下端部と剛接合され、該第一下梁材と前記第二下梁材とを連結する下側支持梁と、を有する補強フレームと、
   を備える架構構造。
2. 水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、前記第一上梁材と前記第二上梁材とを連結する上側ねじれ抵抗部材と、
   水平ブレース及びスラブの少なくとも一方を有し、前記第一下梁材と前記第二下梁材とを連結する下側ねじれ抵抗部材と、
   を備える請求項１に記載の架構構造。
3. 前記支柱と対向する位置で、前記第二上梁材と前記第二下梁材とを連結する連結材を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の架構構造。
   

Images