JP2757070B2 - 大スパンの屋根架構を備えた建物 - Google Patents

大スパンの屋根架構を備えた建物

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JP2757070B2 JP2216363A JP21636390A JP2757070B2 JP 2757070 B2 JP2757070 B2 JP 2757070B2 JP 2216363 A JP2216363 A JP 2216363A JP 21636390 A JP21636390 A JP 21636390A JP 2757070 B2 JP2757070 B2 JP 2757070B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この出願の発明は、大スパンの屋根架構を備えた建
物、特に、積雪等により屋根に作用する荷重が短期的に
増加した場合に、短期的な増加荷重を屋根架構に取付け
たPC鋼材で負担するようにした大スパンの屋根架構を備
えた建物に関する。
【従来の技術】
最近、多雪地域においても、鉄骨造の大スパンの緩勾
配の屋根を備えた建物が建造されている。 鉄骨造の大スパンの建物は、一対の柱鉄骨の上部にト
ラス梁の両端を固定して大スパンの屋根架構を形成し、
複数の屋根架構を間隔をおいて平行に建て、各屋根架構
を桁材、もや材等で連結し、桁材、もや材等の上に屋根
材を取付けて構成している。そして、その設計に当っ
て、積雪時の雪荷重(450〜600kg/m2)を見込んで解析
し、鉄骨柱、鉄骨トラス梁等を形成している。
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉄骨造の大スパンの屋根を備えた建物は、雪荷
重を見込んで解析し、鉄骨柱、鉄骨トラス梁等を形成す
るため、トラス梁の鉄骨が多く必要になり、建物が高価
なものになってしまう欠点がある。 この発明の解決しようとする課題は、上記の欠点のな
い大スパンの屋根架構を備えた建物を提供すること、換
言すると、鉄骨の使用量が少なく、施工も容易で安価に
建造できる大スパンの屋根架構を備えた建物を提供する
ことにある。
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するための手段として、
次の構成を採用する。 この発明の構成は、大スパンの屋根架構が一対の柱鉄
骨の上部にトラス梁の両端を固定して形成され、複数の
屋根架構が間隔をおいて平行に建てられ、各屋根架構が
桁材、もや材等で連結され、桁材、もや材等の上に屋根
材が取付けられている大スパンの屋根架構を備えた建物
において、各屋根架構のトラス梁の下弦材の中途に間隔
をおいて二つのPC鋼材用受け体が取付けられ、各屋根架
構の一方の柱鉄骨の上部、各屋根架構のトラス梁の下弦
材に取付けた各PC鋼材用受け体および各屋根架構の他方
の柱鉄骨の上部に亘って延在するようにPC鋼材が配設さ
れ、各屋根架構のトラス梁、屋根材等の自重からなる常
時荷重によるトラス梁の撓みが発生した後において、PC
鋼材に張力が加わらない状態で、PC鋼材の両端が鉄骨柱
の上部に固定され、積雪荷重等の短期的な増加荷重をPC
鋼材により負担し得るようにしたことを特徴とする大ス
パンの屋根架構を備えた建物にある。 柱鉄骨は、トラス梁、桁材、もや材、屋根材等の自重
による常時荷重、風荷重、地震荷重、および積雪時等の
短期的な増加荷重を負担し得るように構成する。 トラス梁は、トラス梁、屋根材等の自重による常時荷
重、風荷重および地震荷重を負担し得る構成にする。ト
ラス梁の下弦材は、配線ラック、照明器具のメインテナ
ンス通路の荷重をも負担し得るように構成する。 PC鋼材は、プレキャストコンクリートの緊張材として
用いられる高強度鋼の総称であって、PC鋼線、PC鋼より
線およびPC鋼棒の三種がある。 この発明の好適な実施形態にあっては、PC鋼材として
PC鋼棒を使うが、PC鋼線やPC鋼より線も使用できる。 PC鋼材は、短期的な増加荷重を負担し得るように、屋
根架構のトラス梁の一方の側のみに配置しても良いが、
好適な実施形態においては、屋根架構のトラス梁の両方
の側に配設する。 なお、PC鋼材はトラス梁の一方の側に2本以上配設す
ることもできる。 PC鋼材用受け体は、たとえば、通常トラス梁の両側に
配設するPC鋼材を一つのPC鋼材用受け体で受け得るよう
に構成する。すなわち、PC鋼材用の支持部の幅を下弦材
の幅よりも大きくし、下弦材から両方の側に突出した支
持部に受け管または受け片を取付けて構成する。 PC鋼材の端部は、トラス梁、屋根材等の自重による常
時荷重によりトラス梁の撓みが発生した後に、PC鋼材に
張力が加わらない状態で、各鉄骨柱の上部に固定する。
すると、屋根に積雪荷重等の増加荷重が作用したとき
に、トラス梁を構成する鋼材とPC鋼材を構成する鋼材と
の伸びの差により、PC鋼材に張力が発生し、上弦材とPC
鋼材とにより形成される逆台形の構造体により増加荷重
が支持される。 なお、トラス梁は、積雪時の撓みを考慮して、所定の
ムクリを取って形成する。
【作 用】
この発明の大スパンの屋根架構を備えた建物は、各屋
根架構のトラス梁の下弦材の中途に間隔をおいて二つの
PC鋼材用受け体が取付けられ、各屋根架構の一方の柱鉄
骨の上部、各屋根架構のトラス梁の下弦材に取付けた各
PC鋼材用受け体および各屋根架構の他方の柱鉄骨の上部
に亘って延在するようにPC鋼材が配設され、各屋根架構
のトラス梁、屋根材等の自重からなる常時荷重によるト
ラス梁の撓みが発生した後において、PC鋼材に張力が加
わらない状態で、PC鋼材の両端が鉄骨柱の上部に固定さ
れ、積雪荷重等の短期的な増加荷重をPC鋼材により負担
し得るようにしたため、常時荷重を負担するトラス梁を
軽量化することができる。
【実施例】
この発明の建物の実施例を第1図ないし第6図を使っ
て説明する。 第1図には、二つの単位屋根架構10をその長手方向に
連結し、中央の鉄骨柱を一本にした例が示され、単位屋
根架構10は、トラス梁1、柱鉄骨2、鋼棒受け体3、PC
鋼棒4等により構成されている。 トラス梁1は、トラス梁、桁材、もや材、屋根材等の
自重からなる通常の荷重を十分支持し得るように構成す
る。トラス梁1は、上弦材1aおよび下弦材1bに溶接等に
よりガセットプレート1eを結合し、上弦材1aと下弦材1b
との間につか材1cと斜材1dを配し、これらの端部を溶接
等によりガセットプレート1eに結合し、所定のムクリ
(たとえば、100mm)を取って形成する。上弦材1aとし
て、たとえば、H形鋼を使い、下弦材1bとして、たとえ
ば、二つのL形鋼の辺を重ねて結合して⊥形断面にした
鋼材を使う。なお、下弦材1bが水平になり、上弦材1aが
水平に対して少々傾斜すように、トラス梁1を形成し、
上弦材1aの上に緩勾配の屋根を形成し得るようにする。 柱鉄骨2は、通常の荷重および積雪荷重等の短期的な
増加荷重を十分負担し得るようなH形鋼で構成する。両
側の柱鉄骨2は同じ長さであり、中央の柱鉄骨2は両側
の柱鉄骨より少々長くなっている。 第2図(A)に示すように、鉄骨柱2の上方のH形鋼
のフランジ間に、間隔をおいて鋼板2aを介装し、鋼板2a
の周囲をフランジおよびウェブに溶接して、鉄骨柱2の
上部を補強する。両側に位置する鉄骨柱2の上方のウェ
ブの内側の両側のフランジの外側にナットを受ける座2b
を溶接し、この座2bおよびフランジにPC鋼棒4を通す斜
めの孔をあける。中央の鉄骨柱2の上方のウェブの両側
のフランジの内側にもナットを受ける座を溶接し、該座
およびフランジにもPC鋼棒4を通す斜めの孔をあける。 PC鋼材用受け体を構成する鋼棒受け体3は、第3図に
示すように、下弦材1bの幅よりも長い6枚の鋼板3a、3b
を格子状に溶接等により結合して支持部を造り、この支
持部を構成する各鋼板3aの両側の下部に円弧状の凹部を
形成し、短い管体を円弧状に曲げて形成した受け管3dを
各鋼板3aの凹部に当て、受け管3dを各鋼板3aに溶接して
形成する。 なお、受け管3dの代わりに、短い半円形断面の樋状体
を円弧状に曲げて形成した受け片を使用することもでき
る。 PC鋼棒4は、PC鋼棒を所定長さに切断して構成し、そ
の両端4aにねじ部を形成す。そして、たとえば、PC鋼棒
4を第5図のADCBの形状と略一致する形状に曲げて、二
つの鋼棒受け体3の受け管3dの孔にPC鋼棒4を通す。 第2図(B)に示すように、各トラス梁1の下弦材1b
の中途の適当な位置の下面に、間隔をおいたPC鋼棒4を
通した鋼棒受け体3を溶接等により固定する。たとえ
ば、鋼棒受け体3を固定する適当な位置はつか材1cの下
部である。 次ぎに、鉄骨柱2を建て、鉄骨柱2の上端間にトラス
梁1を架け渡し、PC鋼棒4の両端を鉄骨柱2のPC鋼棒4
を通す斜めの孔に通し、トラス梁1の上弦材1aおよび下
弦材1bの両端を鉄骨柱2に溶接し、単位屋根架構10を構
成する。 前記と同様なやり方にて、複数の単位屋根架構10を平
行に配設する。そして、各単位屋根架構10を桁材5、も
や材等で連結し、桁材5、もや材等の上に屋根材を取付
ける。 トラス梁1、桁材5、もや材、屋根材等の自重による
常時荷重により、トラス梁1に撓みを発生させた後に、
PC鋼棒4の両端4aのねじ部にナット4bをねじ込み、PC鋼
棒4に張力が加わらない状態にて、ナット4bの締め付け
を止め、PC鋼棒4の端部を鉄骨柱2の上端に固定する。
すなわち、トラス梁1に通常の荷重が作用しているとき
には、PC鋼棒4に張力が発生せず、トラス梁1に通常の
荷重と積雪荷重等の短期的な増加荷重とが作用したとき
に、PC鋼棒4に張力が発生し、短期的な増加荷重をPC鋼
棒4で負担し得るようにする。 なお、トラス梁1の下弦材1bに鋼棒受け体3を固定し
てから、そのトラス梁1を鉄骨柱2に固定し、下弦材1b
に固定した鋼棒受け体3の受け管3dにPC鋼棒4を通し、
PC鋼棒4を撓ませて、その両端を鉄骨柱2のPC鋼棒の通
す孔に通すようにしてもよい。また、受け管3dの代わり
に、短い半円形断面の樋状体を円弧状に曲げて形成した
受け片を使用する場合は、長いPC鋼棒4の中途を受け片
に係合させるだけでよく、孔に通す必要がなくなるか
ら、PC鋼棒4の配設作業は非常に容易になる。 常時荷重により撓みが発生した後に、PC鋼棒4に張力
が加わらない範囲で、PC鋼棒4の端部を鉄骨柱2の上部
に固定してあるため、積雪荷重等の短期的な増加荷重に
対して、トラス梁1がさらに撓もうとすると、トラス梁
1を構成する鋼材(SS−41)とPC鋼棒4を構成する鋼材
(PC材)との伸びの差により、PC鋼棒4に張力が発生
し、第5図に示すような上弦材1aとPC鋼棒4とにより形
成されるADCBの逆台形の構造体で応力を伝達することが
できる。
【発明の効果】
この発明の大スパンの屋根架構を備えた建物は、各屋
根架構のトラス梁の下弦材の中途に間隔をおいて二つの
PC鋼材用受け体が取付けられ、各屋根架構の一方の柱鉄
骨の上部、各屋根架構のトラス梁の下弦材に取付けた各
PC鋼材用受け体および各屋根架構の他方の柱鉄骨の上部
に亘って延在するようにPC鋼材が配設され、各屋根架構
のトラス梁、屋根材等の自重からなる常時荷重によるト
ラス梁の撓みが発生した後において、PC鋼材に張力が加
わらない状態で、PC鋼材の両端が鉄骨柱の上部に固定さ
れ、積雪荷重等の短期的な増加荷重をPC鋼材により負担
し得るようにしたから、トラス梁を軽量化することがで
き、鉄骨の使用量を削減(全体鉄骨量の約20%削減)で
きる。そのため、多雪地域においても、大スパン(たと
えば、20m〜30m)の緩勾配の屋根を備えた建物を安価に
建造することができる。 この発明は、PC鋼材の両端を鉄骨柱の上部に固定し、
トラス梁自体に固定するものでないから、トラス梁自体
を強化する必要が全くない。そのため、PC鋼材の両端を
鉄骨柱の上部に固定し、PC鋼材の中途の部分をトラス梁
の下弦材に間隔をおいて取付けた二つのPC鋼材用受け体
で受けるようにするという簡単な構成の付加ですむか
ら、積雪荷重等の短期的な増加荷重に耐え得る建物を安
価に提供することができる。しかも、PC鋼材にプレスト
レスを導入しないから、特別な装置や設備が全く不要
で、その施工も容易になる。 屋根架構のトラス梁の両方の側にPC鋼材をそれぞれ配
設するようにすると、屋根架構に作用する大きな短期的
な増加荷重を両方の側のPC鋼材によりバランスよく負担
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図はこの発明の実施例を説明するもの
で、第1図は単位屋根架構の正面図、第2図(A)
(B)は第1図の要部を拡大して示す正面、第3図
(A)は鋼棒受け体の側面図、第3図(B)は鋼棒受け
体の平面図、第3図の(C)は鋼棒受け体の正面図、第
4図は第3図(B)のI−Iで断面した鋼棒受け体と下
弦材との関係を示す側面図、第5図は上弦材とPC鋼棒と
により形成される逆台形の構造体を概略的に示す正面
図、第6図はトラス梁と鉄骨柱の関係等を示す大スパン
の屋根架構を備えた建物の平面図である。 1……トラス梁、1a……上弦材 1b……下弦材、1c……つか材 1d……斜材、1e……ガセットプレート 2……柱鉄骨、2b……ナットを受ける座 3……鋼棒受け体(PC鋼材用受け体)、3d……受け管 4……PC鋼棒(PC鋼材)、4b……ナット 5……桁材、10……単位屋根架構

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大スパンの屋根架構が一対の柱鉄骨の上部
    にトラス梁の両端を固定して形成され、複数の屋根架構
    が間隔をおいて平行に建てられ、各屋根架構が桁材、も
    や材等で連結され、桁材、もや材等の上に屋根材が取付
    けられている大スパンの屋根架構を備えた建物におい
    て、各屋根架構のトラス梁の下弦材の中途に間隔をおい
    て二つのPC鋼材用受け体が取付けられ、各屋根架構の一
    方の柱鉄骨の上部、各屋根架構のトラス梁の下弦材に取
    付けた各PC鋼材用受け体および各屋根架構の他方の柱鉄
    骨の上部に亘って延在するようにPC鋼材が配設され、各
    屋根架構のトラス梁、屋根材等の自重からなる常時荷重
    によるトラス梁の撓みが発生した後において、PC鋼材に
    張力が加わらない状態で、PC鋼材の両端が鉄骨柱の上部
    に固定され、積雪荷重等の短期的な増加荷重をPC鋼材に
    より負担し得るようにしたことを特徴とする大スパンの
    屋根架構を備えた建物。
  2. 【請求項2】一対の柱鉄骨の上部にトラス梁の両端を固
    定して形成される大スパンの屋根架構において、トラス
    梁の下弦材の中途に間隔をおいて二つのPC鋼材用受け体
    が取付けられ、屋根架構の一方の柱鉄骨の上部、トラス
    梁の下弦材に取付けた各PC鋼材用受け体および屋根架構
    の他方の柱鉄骨の上部に亘って延在するようにPC鋼材が
    配設され、屋根架構のトラス梁、屋根材等の自重からな
    る常時荷重によるトラス梁の撓みが発生した後におい
    て、PC鋼材に張力が加わらない状態で、PC鋼材の両端が
    鉄骨柱の上部に固定され、積雪荷重等の短期的な増加荷
    重をPC鋼材により負担し得るようにしたことを特徴とす
    る大スパンの屋根架構。
  3. 【請求項3】屋根架構のトラス梁の両方の側にそれぞれ
    PC鋼材が配設されていることを特徴とする請求項1記載
    の大スパンの屋根架構を備えた建物。
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JPS63171947A (ja) * 1987-01-09 1988-07-15 鹿島建設株式会社 プレストレスを導入した立体トラス梁
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