JP3174283B2 - 合成梁および合成梁と母屋との結合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として屋根構
造に用いられ、その他の各種構造物にも適用可能な合成
梁、および合成梁と母屋との結合方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、体育館や工場棟などの床面積が広
く、かつ柱のスパンが広い建築物では、柱間に渡された
大梁や、この大梁に直交して大梁に取り付けられる小梁
として、Ｈ形鋼やＩ形鋼あるいは組み立て梁が使用され
ている。

【０００３】組み立て梁は、形鋼、軽量型鋼あるいは鋼
管を上下に２本配置し、これらの鋼材をラチス状等に結
合したものである。これらの大梁や小梁には、梁部材を
格子状に突き合わせて、その突き合わせ部分を接合して
形成した格子状骨組みの母屋ユニットが取り付けられて
いる。

【０００４】前述したように、母屋ユニットは大梁と小
梁に取り付けられているため、建築物の屋根材や積雪等
の重量による垂直荷重と、地震や強風等による水平荷重
は、大梁と小梁の両者に作用する。小梁はさらに大梁に
取り付けられているため、大梁にはより大きな垂直荷重
や水平荷重が作用する。

【０００５】柱のスパンが広い建築物では、屋根材等の
重量による垂直荷重に起因する曲げモーメントが大きく
なるため、これらの建築物では大梁や小梁を所要の大き
な高さ寸法にして、垂直方向の曲げ剛性を確保してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の大梁や小梁の高
さ寸法を大きくした柱のスパンが広い建築物では、地震
や強風等による水平荷重で、大梁や小梁が傾斜したり、
ねじれ変形や水平方向の曲げ変形を生じやすくなる。

【０００７】すなわち、従来の大梁や小梁は、高さ寸法
は大きいが、幅寸法が小さいため、垂直方向の荷重や曲
げモーメントに対する剛性は高いが、水平方向の荷重や
曲げモーメントに対する剛性が低い問題点がある。

【０００８】上記の問題点に対して、大梁や小梁に母屋
ユニットを取り付けたのちに、大梁や小梁の下部と母屋
ユニットとの間に、筋交い状の補強材を取り付ける場合
がある。この筋交い状の補強材の取り付けは、屋根の下
面側での作業となるため、精度のよい取り付け施工が難
しく、かつ多大の手間を要する問題がある。

【０００９】そこで、この発明の第１の課題は、垂直方
向のみならず、水平方向の荷重や曲げモーメントに対す
る剛性も高い大梁や小梁用の合成梁を提供することであ
り、第２の課題は、この合成梁と母屋の結合を容易に精
度よく行う施工方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の課題を解決するた
めに、この発明は、所要の高さを有する芯材を中央に配
置し、この芯材の両側に、芯材と所要の間隔を有して平
行な通し材を、芯材の上面の高さ位置に合わせて配置
し、芯材の上部とこの通し材とを格子状に組み立てられ
た部材で結合するとともに、芯材の下部と通し材とを筋
交い状に結合した構成を採用したのである。

【００１１】すなわち、前記芯材の両側に、芯材と平行
で所要の間隔を有する通し材を、芯材の上面の高さ位置
に合わせて配置し、芯材の上部とこの通し材とを格子状
に組み立てられた部材で結合するとともに、芯材の下部
と通し材とを筋交い状に結合することにより、水平方向
の荷重や曲げモーメントに対する大梁の剛性を確保する
ことができる。芯材と通し材との間隔は、作用する水平
方向の荷重や曲げモーメントの大きさを考慮して、十分
な剛性を確保できるように設計される。

【００１２】また、前記芯材としては、形鋼もしくは軽
量形鋼、複数の形鋼もしくは軽量形鋼を並列に結合した
部材、または上下に配置した２本の鋼材をラチス状もし
くはトラス状に結合した部材を採用することができ、前
記通し材としては、鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数
の軽量形鋼を並列に結合した部材を採用することができ
る。前記上下に配置した２本の鋼材としては、鋼管、形
鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽量形鋼を並列に結合した
部材を採用することができ、上下で異なる鋼材の組み合
わせとすることもできる。

【００１３】さらに、鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複
数の軽量形鋼を並列に結合した部材のいずれかからなる
２本の通し材を、所要の間隔をもって平行に配置すると
ともに、前記２本の通し材の下方に、これらの通し材と
等距離で平行な、鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の
軽量形鋼を並列に結合した部材のいずれかからなる下部
通し材を配置し、前記２本の通し材を格子状に組み立て
られた部材で結合するとともに、前記下部通し材と２本
の通し材とを筋交い状に結合した構成も採用することが
できる。

【００１４】前記格子状に組み立てられた部材として
は、鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽量形鋼を並
列に結合した部材のいずれかからなる梁材を、格子状に
突き合せ、この突き合わせ部分に上下両側から結合プレ
ートを重ねて、この上下の結合プレートと前記各梁材を
溶接もしくはボルトで接合したものを採用することがで
きる。

【００１５】第２の課題を解決するために、この発明
は、前記通し材の上面の、前記格子状に組み立てられた
部材の端部が結合される部位に、通し材の上面に垂直
で、通し材の長手方向に平行な基盤プレートを接合する
とともに、前記格子状に組み立てられた部材の端面を、
通し材の上面と垂直で、かつ通し材の長手方向と平行に
形成して、この端面に合わせプレートを接合し、前記基
盤プレートとこの合わせプレートとを仮結合した合成梁
を用い、梁部材を格子状に突き合わせて、その突き合わ
せ部分を接合して形成した格子状骨組みの母屋ユニット
の、合成梁に結合される外周の梁部材の端面を、前記合
成梁の通し材の上面と垂直で、かつ通し材の長手方向と
平行に形成して、この端面に合わせプレートを接合し、
この合わせプレートを前記通し材の上面に接合したプレ
ートに仮結合したのち、前記母屋ユニットの位置決め調
整を行い、しかるのちに、母屋ユニットに接合した合わ
せプレートと、格子状に組み立てられた部材に接合した
合わせプレートとを、通し材の上面に接合した基盤プレ
ートに本結合する構成を採用したのである。

【００１６】すなわち、予め工場あるいは建築現場の地
上で、前記合成梁の通し材の上面に、通し材の上面に垂
直で、通し材の長手方向に平行な基盤プレートを接合す
るとともに、芯材とこの通し材とを結合する前記格子状
に組み立てられた部材の端面に接合された合わせプレー
トを、この基盤プレートに仮結合しておく。一方、前記
母屋ユニットの合成梁に結合される外周の梁部材の端面
にも、予め合わせプレートを接合しておく。

【００１７】前記合成梁を大梁に使用する場合は、建築
現場で、大梁用の合成梁をクレーン等で吊り上げて、建
築物の柱間に差し渡して取り付ける。小梁にも前記合成
梁を使用する場合は、小梁用の合成梁も同様にクレーン
等で吊り上げて、前記大梁用の合成梁に直交するように
取り付ける。つぎに、母屋ユニットもクレーン等で吊り
上げて、その外周の梁部材の端面に接合された合わせプ
レートを、前記各合成梁上で、前記通し材に接合された
基盤プレートに仮結合する。

【００１８】最後に、母屋ユニットの位置決め調整を行
い、しかるのちに、母屋ユニットに接合した合わせプレ
ートと、格子状に組み立てられた部材に接合した合わせ
プレートとを、前記基盤プレートに本結合する。

【００１９】基盤プレートと各合わせプレートとの仮結
合および本結合は、溶接もしくはボルト結合のいずれを
採用してもよい。ボルト結合を採用する場合は、基盤プ
レートと各合わせプレートに、予めボルト取り付け用の
貫通孔を設けておけばよく、この貫通孔は、仮結合およ
び本結合に共用できる。

【００２０】したがって、この施工方法では、垂直およ
び水平方向の外力に対する剛性を有する合成梁が、予め
地上で組み立てられるので、屋根の下面側で補強材を取
り付ける作業を必要としないため、容易にかつ精度よく
母屋ユニットを大梁等に結合することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図９に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図１は第１の実施形態で
あり、上下に配置された２本のＴ形鋼１、２を、各２本
の軽量形鋼３でラチス状に結合した芯材を中央に配置
し、この芯材の両側に、芯材と平行で、その高さ位置を
芯材の上面に合わせて、通し材としてのＨ形鋼４を配置
し、この芯材と通し材の各上面を格子状部材５で溶接に
より結合するとともに、芯材の下部と通し材を軽量形鋼
６で筋交い状に溶接により結合した合成梁である。

【００２２】前記格子状部材５は、４本の角鋼管７を格
子状に突き合わせ、この突き合わせ部分に上下両側から
結合プレート８、９が重ねられ、この上下の結合プレー
ト８、９と前記４本の角鋼管７が溶接により接合された
ものである。上側の結合プレート８には、複数のスリッ
ト１０が設けられ、結合プレート８が各角鋼管７と重な
る外周縁とスリット１０の内周縁とが角鋼管７と溶接さ
れている。下側の結合プレート９は、その上面側の各角
鋼管７が重なる長手方向縁に沿って、角鋼管７と溶接さ
れている。

【００２３】前記芯材の上面には、芯材と直交する渡し
材１１が、長手方向に等間隔で溶接され、その両端に通
し材のＨ形鋼４が溶接されている。この渡し材１１は、
通し材の位置を予め固定して、この通し材と芯材を前記
格子状部材５で結合する作業を容易にするためのもので
ある。すなわち、この渡し材１１は前記格子状部材５の
下側の結合プレート９と等厚な鋼板であり、前もって通
し材に溶接された渡し材１１の両端部の上面に、前記格
子状部材５を形成する各角鋼管７の端部が溶接されてい
る。また、格子状部材５の下側の結合プレート９は、芯
材を形成する上側のＴ形鋼１の上面に溶接され、通し材
と芯材が格子状部材５で結合されている。

【００２４】芯材を形成する下側のＴ形鋼２の上面に
は、取り付け金具１２が溶接され、この取り付け金具１
２と通し材であるＨ形鋼４の下面に溶接された取り付け
金具に、前記軽量形鋼６の両端部が溶接され、芯材の下
部と通し材とが筋交い状に結合されている。

【００２５】図２は第２の実施形態であり、この場合
は、芯材が上下に配置された２本の丸鋼管１３、１４を
同じく丸鋼管１５でラチス状に結合したものであり、通
し材にも丸鋼管１６が使用されている。格子状部材１７
は、図１の場合と同様に、４本の角鋼管１８が突き合わ
せられた格子点に、上下両側から結合プレート１９、２
０が溶接されたものである。

【００２６】芯材を形成する上側の丸鋼管１３の上面に
は、図３に示すように、下側に円弧状の切欠き２１を有
する台座金具２２が溶接されている。この台座金具２２
は、前記格子状部材１７の格子点を、丸鋼管１３に結合
するためのものである。

【００２７】また、芯材の上面には、図１と同様に、芯
材と直交する渡し材２３が、長手方向に等間隔で溶接さ
れ、その両端に通し材の丸鋼管１６が溶接されている。
この場合の渡し材２３は軽溝形鋼が用いられ、芯材およ
び通し材の丸鋼管１３、１６と溶接される部位には、円
弧状の切欠き２４、２５が設けられている。

【００２８】前記格子状部材１７は、格子点を前記台座
金具２２に溶接され、各角鋼管１８の端部が前記渡し材
２３の両端部に溶接されて、通し材と芯材を結合してい
る。芯材を形成する下側の丸鋼管１４と通し材の丸鋼管
１６は、同じく丸鋼管２６で筋交い状に溶接結合されて
いる。

【００２９】図４は第３の実施形態であり、芯材がＩ形
鋼２７、通し材が山形鋼２８の合成梁である。芯材と通
し材の結合は、図１の場合と同様であり、渡し材２９で
通し材の位置決めを行った後、格子状部材３０で芯材と
通し材が結合されている。また、芯材としてのＩ形鋼２
７の下部と通し材の山形鋼２８は、取り付け金具３１を
介して軽量形鋼３２で筋交い状に溶接結合されている。

【００３０】図５は第４の実施形態であり、芯材が２本
の軽溝形鋼３３を背中合わせにボルト３４で結合した部
材、通し材が軽山形鋼３５の合成梁である。格子状部材
３６は、芯材と同様に各２本の軽溝形鋼３７をボルトで
結合した部材を、格子状に突き合わせて、この突き合わ
せた格子点を上下の結合プレート３８、３９でボルト接
合したものである。

【００３１】この場合は、前記格子状部材３６が軽量で
あるので、渡し材を使用せず、芯材と通し材とを直接格
子状部材３６で結合している。ただし、格子状部材３６
の各２本の軽溝形鋼３７の端部が結合される通し材の部
位には、前記下側の結合プレート３９と等厚の台座金具
４０が設置され、通し材および前記軽溝形鋼３７の端部
が、この台座金具４０を挟んでボルト４１で結合されて
いる。格子状部材３６の格子点も芯材の２本の軽溝形鋼
３３とボルトで結合されている。また、芯材の下部と通
し材も、取り付け金具４２を介して軽量形鋼４３で筋交
い状にボルトで結合されている。

【００３２】図６は、小梁用の合成梁としての第５の実
施形態であり、通し材としての２本の丸鋼管５８が格子
状部材５９で結合されるとともに、前記通し材の下方
に、これらの通し材と等距離で平行な下部通し材として
の丸鋼管６０が配置され、この丸鋼管６０が通し材の２
本の丸鋼管５８と、同じく丸鋼管６１で筋交い状に結合
されている。

【００３３】前記格子状部材５９は、図１の場合と同様
に、４本の角鋼管６２が突き合わせられた格子点に、上
下両側から結合プレート６３、６４が溶接されたもので
ある。前記通し材の２本の丸鋼管５８の上面には、下側
に円弧状の切欠き６５を有する台座金具６６が溶接さ
れ、この台座金具６６に格子状部材５９を形成する角鋼
管６２の端部が結合されている。

【００３４】図１乃至図６に示した実施形態では、いず
れも芯材の下部あるいは下部通し材と通し材との筋交い
状の結合を、筋交い材が結合される各部材と直交するよ
うにおこなったが、さらに筋交い材の本数を増やして、
筋交いをラチス状もしくはトラス状に結合してもよい。

【００３５】図７は第１の実施形態と同様の合成梁にお
いて、通し材のＨ形鋼４４の上面に溶接された渡し材４
５の上に、通し材の上面に垂直で通し材の長手方向に平
行な基盤プレート４６を溶接接合するとともに、格子状
部材４７を形成する角鋼管４８の端面を、通し材の上面
と垂直で、かつ通し材の長手方向と平行に形成して、こ
の端面に合わせプレート４９を溶接接合し、前記基盤プ
レート４６とこの合わせプレート４９をボルト５０とナ
ット５１で仮結合した第６の実施形態を示す。

【００３６】図８は、図７に示した合成梁５２を格子状
骨組みの母屋ユニット５３に結合した実施形態であり、
図９は、その結合部を拡大して示す。図９（ａ）は平面
図、図９（ｂ）は横断面図である。母屋ユニット５３
は、複数の角鋼管５４を格子状に突き合わせて、その突
き合わせ部分を上下の結合プレート５５、５６で接合し
て形成されたものであり、合成梁５２に結合される外周
の各角鋼管５４の端面は、合成梁５２と結合したとき
に、通し材の上面と垂直で、かつ通し材の長手方向と平
行になるように形成され、この端面に合わせプレート５
７が溶接接合されている。

【００３７】この合わせプレート５７には、前記合わせ
プレート４９を仮結合したボルト５０を通すための貫通
孔が設けられており、この貫通孔はボルト５０の取り付
け位置を調整できるように長孔形状になっている。

【００３８】前記母屋ユニット５３を合成梁５２に取り
付けるに際しては、まず、母屋ユニット５３をクレーン
等で吊り上げ、その外周に接合された前記合わせプレー
ト５７の概略の位置を、前記通し材取り付けた基盤プレ
ート４６の位置に合わせ、前記合わせプレート４９を仮
結合したボルト５０とナット５１を外して、このボルト
５０とナット５１で基盤プレート４６と２枚の合わせプ
レート４９、５７を緩く仮結合する。

【００３９】つぎに、母屋ユニット５３の位置決め調整
を行い、この後に前記ボルト５０を締め込んで基盤プレ
ート４６と２枚の合わせプレート４９、５７とを本結合
して母屋ユニット５３の取り付け施工を完了する。

【００４０】この実施形態では、合成梁５２の芯材と通
し材を結合する格子状部材の格子と、格子状骨組みの母
屋ユニット５３の格子の大きさが同じものについて述べ
たが、必ずしも両者の格子の大きさは同じである必要は
ない。両者の格子の大きさが異なる場合は、基盤プレー
トを通し材の全長に渡って接合するか、格子状部材に取
り付ける合わせプレートと母屋ユニットに取り付ける合
わせプレートの各々の結合位置に合わせて、それぞれ別
の基盤プレートを接合し、格子状部材と母屋ユニットの
結合位置を通し材の長手方向で異なる位置とすればよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明の合成梁は、所
要の高さを有する芯材の両側に芯材と所要の間隔を有す
る通し材を配置し、芯材の上部とこの通し材とを格子状
部材で結合するとともに、芯材の下部と通し材とを筋交
い状に結合したので、垂直方向のみでなく、水平方向の
荷重や曲げモーメントに対する剛性も確保できる。作用
する荷重が比較的小さい小梁用の合成梁では、２本の通
し材を格子状部材で結合するとともに、これらの通し材
の下方に下部通し材を配置して、２本の通し材とこの下
部通し材とを筋交い状に結合したので、垂直および水平
方向の剛性を確保できる。また、前記通し材に基盤プレ
ートを接合するとともに、前記格子状部材の端面と母屋
ユニットの端面に合わせプレートを接合し、この基盤プ
レートと２枚の合わせプレートを仮結合したのち、前記
母屋ユニットの位置決め調整を行って本結合する方法を
採用したので、合成梁を用いた大梁や小梁と母屋を容易
にかつ精度よく結合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の合成梁の外観斜視図

【図２】第２の実施形態の合成梁の横断面図

【図３】図２の要部を拡大した外観斜視図

【図４】第３の実施形態の合成梁の外観斜視図

【図５】第４の実施形態の合成梁の外観斜視図

【図６】第５の実施形態の合成梁の横断面図

【図７】第６の実施形態の要部を拡大した外観斜視図

【図８】図７の合成梁と母屋とを結合した実施形態を示
す平面図

【図９】ａは図８の要部を拡大した平面図、ｂはその横
断面図

【符号の説明】

１、２ Ｔ形鋼 ３ 軽量形鋼 ４ Ｈ形鋼 ５ 格子状部材 ６ 軽量形鋼 ７ 角鋼管 ８、９ 結合プレート １０ スリット １１ 渡し材 １２ 取り付け金具 １３、１４、１５、１６ 丸鋼管 １７ 格子状部材 １８ 角鋼管 １９、２０ 結合プレート ２１ 切欠き ２２ 台座金具 ２３ 渡し材 ２４、２５ 切欠き ２６ 丸鋼管 ２７ Ｉ形鋼 ２８ 山形鋼 ２９ 渡し材 ３０ 格子状部材 ３１ 取り付け金具 ３２ 軽量形鋼 ３３ 軽溝形鋼 ３４ ボルト ３５ 軽山形鋼 ３６ 格子状部材 ３７ 軽溝形鋼 ３８、３９ 結合プレート ４０ 台座金具 ４１ ボルト ４２ 取り付け金具 ４３ 軽量形鋼 ４４ Ｈ形鋼 ４５ 渡し材 ４６ 基盤プレート ４７ 格子状部材 ４８ 角鋼管 ４９ 合わせプレート ５０ ボルト ５１ ナット ５２ 合成梁 ５３ 母屋ユニット ５４ 角鋼管 ５５、５６ 結合プレート ５７ 合わせプレート ５８ 丸鋼管 ５９ 格子状部材 ６０、６１ 丸鋼管 ６２ 角鋼管 ６３、６４ 結合プレート ６５ 切欠き ６６ 台座金具

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要の高さを有する芯材を中央に配置
   し、この芯材の両側に、芯材と所要の間隔を有して平行
   な通し材を、芯材の上面の高さ位置に合わせて配置し、
   芯材の上部とこの通し材とを格子状に組み立てられた部
   材で結合するとともに、芯材の下部と通し材とを筋交い
   状に結合した合成梁。
2. 【請求項２】 前記芯材が、形鋼もしくは軽量形鋼、複
   数の形鋼もしくは軽量形鋼を並列に結合した部材、また
   は上下に配置した２本の鋼材をラチス状もしくはトラス
   状に結合した部材のいずれかであり、前記通し材が、鋼
   管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽量形鋼を並列に結
   合した部材のいずれかである請求項１に記載の合成梁。
3. 【請求項３】 前記芯材を形成する上下に配置した２本
   の鋼材が、鋼管、形鋼、軽量形鋼、複数の軽量形鋼を並
   列に結合した部材、もしくはこれら鋼材の組み合わせの
   いずれかである請求項２に記載の合成梁。
4. 【請求項４】 鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽
   量形鋼を並列に結合した部材のいずれかからなる２本の
   通し材を、所要の間隔をもって平行に配置するととも
   に、前記２本の通し材の下方に、これらの通し材と等距
   離で平行な、鋼管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽量
   形鋼を並列に結合した部材のいずれかからなる下部通し
   材を配置し、前記２本の通し材を格子状に組み立てられ
   た部材で結合するとともに、前記下部通し材と２本の通
   し材とを筋交い状に結合した合成梁。
5. 【請求項５】 前記格子状に組み立てられた部材が、鋼
   管、形鋼、軽量形鋼もしくは複数の軽量形鋼を並列に結
   合した部材のいずれかからなる梁部材が、格子状に突き
   合わされ、その突き合わせ部分に上下両側から結合プレ
   ートが重ねられ、この上下の結合プレートと前記各梁部
   材が溶接もしくはボルトにより接合されたものである請
   求項１乃至請求項４のいずれかに記載の合成梁。
6. 【請求項６】 前記通し材の上面の、前記格子状に組み
   立てられた部材の端部が結合される部位に、通し材の上
   面に垂直で、通し材の長手方向に平行な基盤プレートを
   接合するとともに、前記格子状に組み立てられた部材の
   端面を、通し材の上面と垂直で、かつ通し材の長手方向
   と平行に形成して、この端面に合わせプレートを接合
   し、前記基盤プレートとこの合わせプレートとを仮結合
   した請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の合成梁。
7. 【請求項７】 梁部材を格子状に突き合わせて、その突
   き合わせ部分を接合して形成した格子状骨組みの母屋ユ
   ニットを、合成梁に取り付けるに際して、請求項６に記
   載の合成梁を使用するとともに、前記母屋ユニットの、
   合成梁に結合される外周の梁部材の端面を、前記合成梁
   の通し材の上面と垂直で、かつ通し材の長手方向と平行
   に形成して、この端面に合わせプレートを接合し、前記
   通し材の上面に接合した基盤プレートと、この合わせプ
   レートとを仮結合したのち、母屋ユニットの位置決め調
   整を行い、しかるのちに、母屋ユニットに接合した合わ
   せプレートと、格子状に組み立てられた部材に接合した
   合わせプレートとを、前記基盤プレートに本結合するこ
   とを特徴とする合成梁と母屋との結合方法。