JP3763072B2 - 屋根ユニット及び屋根構造 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の屋根を構成する屋根ユニット及びこれを用いた屋根構造に関する
【0002】
【従来の技術】
従来より、現場作業を効率化するために、複数個の屋根ユニットを工場である程度まで組み立てておき、その後にこれらを現場に搬入して建物上で連結する屋根構造ないし屋根構築工法が多数提案されている。一方で、近年の建築基準法の仕様規定から性能規定への改正に起因して、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工やユニット化が容易であるという特長をもったアルミニウム合金製の押出形材を屋根架構の骨組材として用いる要請がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような様々な特長を有するアルミニウム合金製の押出形材を骨組材として用いた屋根ユニットや屋根構造は未だ提案されていない。特に、寄棟屋根や曲り屋の屋根のような複雑な形状部位を有する傾斜屋根の架構をアルミニウム合金製の押出形材からなる骨組材でユニット化したものは皆無である。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑み、金属形材、特に様々な特長を有するアルミニウム合金製の押出形材を骨組材として用いつつ、それ自体の組立性や建物への設置効率に優れた屋根ユニットや、施工性に優れた高品質の屋根構造を提案するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る屋根ユニットは、複数個を連結面で水平方向に連結して建物の屋根を構成する屋根ユニットであって、前記連結面に立設された小屋組トラスと、対向して配置した前記小屋組トラス間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材とを、有し、前記小屋組トラスは上弦材と下弦材と束と方杖とを備え、前記上弦材は、母屋又は野地板を支持する上部フランジと、該上部フランジから下方に垂下するウェブと、該ウェブから内側側方に突出するリブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記上部フランジとで囲まれた保持部を形成し、前記下弦材は、建物の桁又は梁の上面に当接する下部フランジと、該下部フランジから上方に直立するウェブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記下部フランジとで囲まれた保持部を形成し、前記束及び方杖は、一端が前記上弦材の保持部に接合され、他端が前記下弦材の保持部に接合されてなり、前記上弦材接続部材は、前記上弦材の前記上部フランジと前記ウェブの内側面と前記リブとで形成された断面コ字形状の部位に接合されており、前記上弦材接続部材の両端部の高さがその他の部位よりも低く形成されていることを特徴とする。
【0006】
かかる屋根ユニットは、小屋組トラスが組み込まれたものであるので強度が高く、しかも、建物の桁又は梁上で複数個連結するだけで屋根架構を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できるものとなっている。また、小屋組トラスの上弦材が上部フランジを有するので、母屋又は野地板を小屋組トラスに対して簡単に取り付けることができる。また、小屋組トラスの下弦材が下部フランジを有するので、屋根ユニットを建物の桁又は梁上に簡単に設置することができる。さらに、上弦材及び下弦材に保持部が形成されているので、束や方杖を組み込んで簡単に小屋組トラスを組み立てることができる。なお、現場作業の効率化という観点から、屋根ユニットは予め母屋又は野地板が組み込まれたものであることが望ましいが、母屋又は野地板が組み込まれていない屋根ユニットとして、このような屋根ユニットを建物に設置した後に母屋又は野地板を取り付けるようにしてもよい。
【0007】
本発明の請求項2に係る屋根ユニットは、請求項1に記載の屋根ユニットにおいて、前記下弦材のウェブから内側側方に突出するリブを備えることを特徴とする。
【0008】
かかる屋根ユニットでは、小屋組トラスの上弦材及び下弦材がウェブの側方に突出するリブを備えた断面二次モーメントの大きな骨組材となっているので、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニットとなっている。また、リブがウェブの内側側方に突出しているため、保持部に束や方杖を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好である。
【0009】
本発明の請求項3に係る屋根ユニットは、請求項1又は請求項2に記載の屋根ユニットにおいて、束又は方杖が、連結面に沿って張り出すフランジを備えることを特徴とする。
【0010】
かかる屋根ユニットは、束又は方杖が連結面に沿って張り出すフランジを備えるので、束同士又は方杖同士を簡単に接合することができ、しかも接合位置の自由度が高い。
【0011】
本発明の請求項4に係る屋根ユニットは、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の屋根ユニットにおいて、上弦材、下弦材、束、方杖がいずれもアルミニウム合金製押出形材からなることを特徴とする。
【0012】
かかる屋根ユニットは、小屋組トラスがアルミニウム合金製押出形材からなるので、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金製押出形材の特長を最大限に生かした屋根架構を実現することができる。
【0013】
本発明の請求項5に係る屋根構造は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの上弦材同士又は下弦材同士が束又は方杖の接合位置において接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【0014】
かかる屋根構造は、束又は方杖を介在させた位置で上弦材同士及び下弦材同士を接合することにより屋根ユニット同士が連結されているので、屋根ユニット同士の連結部の接合強度が高い強固な屋根構造となる。
【0015】
本発明の請求項6に係る屋根構造は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構成する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束同士又は方杖同士がブラケットで抱持されて連結されてなる、ことを特徴とする。
【0016】
かかる屋根構造は、対向させた束同士又は方杖同士をブラケットで束ねて連結することにより屋根ユニット同士が連結されているので、屋根ユニット同士の接合位置の自由度が高く、施工性がよい。
【0017】
本発明の請求項7に係る屋根構造は、請求項5又は請求項6に記載の屋根構造において、連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブと、他方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブとの間に筒状スペーサが介設され、該筒状スペーサ内を挿通して前記ウェブ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【0018】
かかる屋根構造は、上弦材同士及び下弦材同士を接合する位置に筒状スペーサが介設されているので、当該接合位置の接合強度が高く、しかも束材や方杖の位置とは無関係な任意の位置で上弦材同士、下弦材同士を接合でき、施工性がよい。
【0019】
本発明の請求項8に係る屋根構造は、請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の屋根構造において、連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凹部と、他方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凸部とが嵌合してなる、ことを特徴とする。
【0020】
かかる屋根構造では、対向する束材同士、方杖同士が凹凸をもって嵌合しているので、屋根ユニット同士の位置決めが簡単かつ正確になされ、さらに屋根ユニット同士が連結面方向にずれにくい。
【0021】
本発明の請求項9に係る屋根構造は、請求項8に記載の屋根構造において、凸部の幅が根元から先端に向けて徐々に小さくなることを特徴とする。
【0022】
かかる屋根構造では、凸部の先端を少しだけ凹部に挿入すれば自動的に凸部全体を凹部内に挿入して両者を嵌合させることができるので、屋根ユニットの位置決めがさらに簡単となる。なお、凹部についても、凸部と対応するように、入口から奥に向けて徐々に幅狭となるように形成してあることが望ましい。
【0023】
本発明の請求項10に係る屋根構造は、請求項3に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束のフランジ同士又は方杖のフランジ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする。
【0024】
かかる屋根構造は、束同士又は方杖同士を連結面に沿ったフランジで接合することにより屋根ユニット同士を連結してあるため、接合位置の自由度が高く、施工性がよい。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略するものとする。
【0026】
(屋根ユニット)
本発明に係る屋根ユニットを、切妻形式の屋根構造Y1に適用する場合を例に説明する。屋根ユニット101は、図1に示すように、対向して設置された小屋組トラス10,10と、小屋組トラス10,10間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材15aおよび下弦材接続部材15bと、小屋組トラス10,10に設置された野地板16と、から構成されている。また、小屋組トラス10は、屋根ユニット101の側端面(連結面J1)に配置される。
【0027】
上弦材接続部材15aおよび下弦材接続部材15bは、例えば、図3(b)に示すような断面横H字形状の形材や、図3(c)に示すような断面逆L字形状の形材からなる。また、これらには、好適にはアルミニウム合金製の押出形材が使用される。
【0028】
野地板16は、木製の板材またはアルミニウム合金製の板材などの金属板からなる。
【0029】
小屋組トラス10は、図1に示すように、屋根勾配に合わせて傾斜するとともに、野地板16を支持する上弦材11と、桁材K,Kに架設される下弦材12と、上弦材11を支持する束13と、方杖14と、から構成される。
【0030】
上弦材11は、図5(a)に示すように、野地板16の下面に当接する上部フランジ11aと、上部フランジから下方に垂下するウェブ11bと、ウェブ11bから屋根ユニット101の内側側方に突出するリブ11cと、により断面横h字形状に形成されている。リブ11cにより、上弦材11を断面二次モーメントの大きな骨組材とすることができる。したがって、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニット101を形成することができる。また、リブ11cがウェブ11bから屋根ユニット101の内側側方に突出しているため、束13や方杖14を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好になる。
【0031】
下弦材12は、建物の桁材Kの上面に当接する下部フランジ12aと、下部フランジ12aから上方に直立するウェブ12bと、ウェブ12bから内側側方に突出するリブ12cと、により断面横h字形状に形成されている。リブ12cにより、断面二次モーメントの大きな骨組材とすることができる。したがって、上下に撓みにくい高強度の屋根ユニット101を形成することができる。また、リブ12cがウェブ12bの内側側方に突出しているため、束13や方杖14を取り付ける際の邪魔にならず、組立性が良好になる。
【0032】
束13は、図5(b)に示すように、断面矩形の中空の形材からなる。
【0033】
方杖14は、図示は省略するが、束13と同様に、断面矩形の中空の形材からなる。
【0034】
また、小屋組トラス10を構成する上弦材11、下弦材12、束13および方杖14は、いずれもが好適にはアルミニウム合金製の押出形材からなる。なお、アルミニウム合金製の押出形材に限定されることはなく、他の金属製形材であってもよい。小屋組トラス10の各部材をアルミニウム合金製の押出形材とすることで、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金の特長を最大限に活かすことができる。
【0035】
そして、小屋組トラス10は、図5(a)に示すように、上弦材11のウェブ11bの外側面と上部フランジ11aとで囲まれてなる保持部11dに束13あるいは方杖14の上端を接合するとともに、下弦材12のウェブ12bの外側面と下部フランジ12aとで囲まれてなる保持部12dに束13あるいは方杖14の下端を接合することで構築される。また、各部材は、ボルト・ナット、ドリルスクリューあるいは溶接などの適宜な方法により接合される。
【0036】
そして、屋根ユニット101は、図1に示すように、対向して配置した小屋組トラス10,10間を、上弦材接続部材15aと下弦材接続部材15bにより接合し、小屋組トラス10,10上に野地板16を設置することにより構築される。各部材は、それぞれ、ボルト・ナット、ドリルスクリューあるいは溶接などの適宜な方法により接合される。
【0037】
より詳細には、上弦材接続部材15aは、図3(a)に示すように、上弦材11の上部フランジ11aとウェブ11bとリブ11cにより断面コ字形状に形成された部位に接合され、下弦材接続部材15bは、図5(a)に示すように、下弦材12の下部フランジ12aとウェブ12bとリブ12cにより断面コ字形状に形成された部位に接合される。
【0038】
また、屋根ユニット101の側端部(連結面J1)では、図5(a)に示すように、上弦材11、下弦材12、束13(方杖14)および野地板16の側端部を面一に揃える。
【0039】
このような構成の屋根ユニット101は、小屋組トラス10が組み込まれたものであるので強度が高く、しかも、工場などで予め構築しておくことで、現場作業を大幅に削減できる。また、小屋組トラス10の上弦材11が上部フランジ11aを有するので、母屋(図示せず)又は野地板16を小屋組トラス10に対して簡単に取り付けることができる。また、小屋組トラス10の下弦材12が下部フランジ12aを有するので、屋根ユニット101を建物の桁材Kに簡単に設置することができる。
【0040】
なお、本実施形態では、現場作業の効率化という観点から、屋根ユニット101には予め野地板16が組み込まれているが、これに限定されることはなく、小屋組トラス10を建物に設置した後に野地板16などを取り付けるような構成であってもよい。また、小屋組トラス10の形状、これを構成する部材の配置および本数などは、図示の実施形態に限定されることはなく、屋根構造などに合わせて、適宜変更してよい。また、小屋組トラス10,10を、上弦材接続部材15aと下弦材接続部材15bとにより連結する構成としたが、これらの配置および本数なども、図示の実施形態に限定されることはない。また、上弦材接続部材15aや下弦材接続部材15bのような棒状の部材に限らず、板状の部材により、小屋組トラス10,10を連結してもよい。
【0041】
なお、上弦材接続部材15aとして、図3(a)(b)(c)に示すように、断面が長手方向に一様な形材を使用する場合には、上弦材接続部材15aと野地板16との間に隙間が生じる。この隙間を無視して野地板16を接合してもよいが、より安定した状態で固定するために、上弦材接続部材15aと野地板16との間にスペーサSを介設してもよい。また、図4(a)(b)に示すように、両端部の高さがその他の部位よりも低く形成された上弦材接続部材15cを使用してもよい。このような形状の上弦材接続部材15cは、図4(c)に示すような上部のフランジが断面略逆Ω字形状に形成された形材15c’の両端部において、逆Ω字形状の部位を潰すことにより形成することができる。上弦材接続部材15cによると、野地板16との間に隙間が生じないので、スペーサSを用いずとも、野地板16を安定した状態で固定することができる。
【0042】
(第1の屋根構造)
次に、前記のように構成された屋根ユニット101の複数を連結して構成した屋根構造Y1について説明する。
【0043】
なお、以下では、便宜上、桁材K,K間の所定の位置に先行して設置された屋根ユニットに符号101を付し、これに連結する屋根ユニットに符号101’を付して区別するが、屋根ユニット101と屋根ユニット101’は同一の構成である。また、屋根ユニット101’を構成する部材にも「’」を付して、屋根ユニット101を構成する部材と区別する。
【0044】
屋根構造Y1は、図2に示すように、水平方向に連結された複数の屋根ユニット101(101’)からなる。すなわち、隣り合う屋根ユニット101,101’の小屋組トラス10,10’が連結面J1で対向し、小屋組トラス10,10’を構成する各部材が接合されてなる。
【0045】
連結面J1では、下弦材12と下弦材12’(上弦材11と上弦材11’)とが接合される。なお、下弦材12と下弦材12’とは、束13と束13’との接合位置(もしくは、方杖14と方杖14’との接合位置)において接合される場合(接合構造P)と、それ以外の位置において接合される場合(接合構造R)と、がある。
【0046】
下弦材12と下弦材12’とが、束13と束13’(方杖14と方杖14’)との接合位置において接合される場合(接合構造P)とは、図5(a)に示すように、束13と束13’(方杖14と方杖14’)が下弦材12と下弦材12’との間に介在する位置において下弦材12と下弦材12’とが接合される場合であり、下弦材12のウェブ12bと下弦材12’のウェブ12b’とが、ボルトB・ナットNなどの接合具により接合される。下弦材12と下弦材12’との間に束13,13’(方杖14,14’)が介設されているので、屋根ユニット101と屋根ユニット101’との連結部の接合強度が高い強固な屋根構造となる。
【0047】
また、下弦材12と下弦材12’(上弦材11と上弦材11’)とを、束13と束13’(方杖14と方杖14’)との接合位置以外の位置において接合する場合(接合構造R)は、図6に示すように、下弦材12のウェブ12bと下弦材12’のウェブ12b’との間に筒状のスペーサ17を介設し、これにボルトBを挿通させて、ナットNで締め付けることにより下弦材12と下弦材12’とを接合する。下弦材12と下弦材12’との間にスペーサ17が介設されているので、接合位置の接合強度が向上し、しかも束13や方杖14の位置とは無関係な任意の位置で下弦材12と下弦材12’(上弦材11と上弦材11’)を接合できるので、施工性がよい。
【0048】
なお、上弦材11と上弦材11’との接合は、下弦材12と下弦材12’との接合と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0049】
また、束13と束13’とを接合して屋根ユニット101と屋根ユニット101’とを連結してもよい(接合構造Q)。この場合、図7(a)に示すように、束13と束13’とは、断面ハット形状のブラケット18,18’により抱持されて接合される。ブラケット18,18’の設置位置は自由度が高く、すなわち、束13と束13’とが接合される位置の自由度が高いので施工性がよい。
【0050】
なお、方杖14と方杖14’との接合は、束13と束13’との接合と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0051】
また、連結面J1において、小屋組トラス10を構成する各部材は、前記した「接合構造P」又は「接合構造Q」の少なくとも一方により接合され、必要に応じて「接合構造R」を併用すればよい。
【0052】
次に、屋根ユニット101(101’)と桁材Kとの接合について説明する。図8に示すように、下弦材12,12’の下フランジ12a,12a’の上面に設置された板状の接合部材19aにボルトを挿通し、このボルトを桁材Kに貫設して締め付けて、接合部材19aで下弦材12,12’を下方に押さえ込むことで、屋根ユニット101(101’)と桁材Kとを接合する。なお、屋根ユニット101,101’と桁材Kとの接合は、これに限定されることはなく、例えば、図9に示すように、断面横L字形状の接合部材19b,19bにより、下弦材12,12’の下フランジ12a,12a’をそれぞれ押さえ込んで接合してもよい。また、桁材Kが金属材料であれば溶接などにより接合することもできる。
【0053】
(第1の屋根構築工法)
次に、屋根構造Y1の構築工法について説明する。
【0054】
まず、図2に示すように、桁材K,K間の所定の位置に設置された屋根ユニット101の隣に、連結面J1で小屋組トラス10と小屋組トラス10’とを対向させた状態で、屋根ユニット101’を設置する。
【0055】
次に、上弦材11と上弦材11’(下弦材12と下弦材12’)とを、束13と束13’との接合位置(もしくは、方杖14と方杖14’との接合位置)において、ボルト・ナットなどの接合具により接合する(接合構造P)。また、図6に示すように、その他の位置においては、上弦材11と上弦材11’(下弦材12と下弦材12’)との間にスペーサ17を介設し、スペーサ17を利用して上弦材11と上弦材11’(下弦材12と下弦材12’)とを接合する(接合構造R)。また、図7に示すように、ブラケット18,18’を用いて、束13と束13’(方杖14と方杖14’)を接合(接合構造Q)してもよい。
【0056】
そして、図8に示すように、接合部材19aなどを用いて屋根ユニット101,101’と桁材Kとを接合する。
【0057】
以上のように、屋根ユニット101(101’)により屋根構造Y1を構築すれば、建物の桁材K上で複数個の屋根ユニット101を連結するだけで容易に屋根構造Y1を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【0058】
(第2の屋根構造)
以上においては、本発明に係る屋根ユニットおよび屋根構造を、切妻形式の屋根に適用する場合を例に説明したが、これに限定されることはなく、様々なタイプの屋根構造に適用が可能である。以下では、他の屋根構造の例として、図10に示すような、寄棟形式の屋根であって、平面形状がL字形状を有する屋根構造Y2に適用した場合について説明する。
【0059】
屋根構造Y2は、図10に示すように、複数の屋根ユニット101と、寄棟部分の屋根ユニット102,103,104とからなる。
【0060】
屋根ユニット102は、図11(a)に示すように、小屋組トラス20Aおよび20Bと、隅木部材21と、隅木部材21と小屋組トラス20Aあるいは隅木部材21と小屋組トラス20Bとを連結する上弦材接続部材25aと、小屋組トラス20Aと小屋組トラス20Bとを連結する下弦材接続部材25bと、小屋組トラス20A、小屋組トラス20Bおよび隅木部材21に設置された野地板26と、から構成されている。
【0061】
小屋組トラス20A,20B、上弦材接続部材25a、下弦材接続部材25b、野地板26は、屋根ユニット101のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【0062】
隅木部材21は、図12に示すように、野地板26の下面に当接する上部フランジ21aと、上部フランジから下方に垂下するウェブ21bと、ウェブ21bから両側に突出するリブ21cと、からなり、上部フランジ21aとリブ21cは、屋根面の傾斜に合わせて形成されている。
【0063】
屋根ユニット103は、図11(b)に示すように、小屋組トラス30A,30B,30C、隅木部材31a、谷木部材31b、野地板36などを有し、曲り屋根の張出部分の屋根ユニット104は、図11(c)に示すように、小屋組トラス40、隅木部材41、野地板46などを有する。これらの詳細な説明は省略するが、屋根ユニット102と同様に適宜屋根形状に合わせて構築されている。
【0064】
そして、屋根ユニット102の隣に、連結面J2で小屋組トラス20Aと小屋組トラス30Aとを対向させた状態で、屋根ユニット103を設置する。同様に、屋根ユニット103の隣に、連結面J3で小屋組トラス30Bと小屋組トラス40とを対向させた状態で、屋根ユニット104を設置する。このとき、図10に示すように、小屋組トラス20Bおよび小屋組トラス30Cは、連結面J1で小屋組トラス10と対向している。そして、各連結面で小屋組ユニットを連結することで、屋根構造Y2が構築される。
【0065】
屋根ユニット同士の連結方法、あるいは、屋根ユニットと桁材Kとの接合方法は、第1の実施形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【0066】
なお、屋根ユニット101、102、103が集まる部分T(図10参照)では、図7(b)に示すように、屋根ユニット102の束23および屋根ユニット103の束33の幅をそれぞれ屋根ユニット101の束13の半分にして、これらを束ねたときに矩形形状になるように形成しておくことで、ブラケット18,18’で抱持して接合することができる。
【0067】
以上のように、屋根構造Y2のような複雑な形状を有する屋根架構であっても、建物の桁材K上で複数個の屋根ユニット101,102,103,104を連結するだけで容易に屋根構造Y2を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【0068】
(束、方杖の第1の変形例)
断面矩形の中空角柱からなる束や方杖に替えて、図13に示すように、連結面で対向する小屋組トラス10,10’において、凸部13aが形成された束13を一方の小屋組トラス10に組み込み、前記の凸部13aに嵌合しうる凹部13bが形成された束13’を他方の小屋組トラス10’に組み込んでもよい。また、凸部14aが形成された方杖14を小屋組トラス10に組み込み、凹部14bが形成された方杖14’を小屋組トラス10’に組み込んでもよい。
【0069】
このような構成とすることで、対向する束13,13’あるいは方杖14,14’が凹凸をもって嵌合するので、屋根ユニット101,101’の位置決めが簡単かつ正確になされ、さらに屋根ユニット101,101’が連結面方向にずれにくくなる。
【0070】
なお、凸部13aと凹部13bとの組み合わせには、様々なものがある。例えば、図14(a),(d)に示すように、中空角柱から張り出したリブ13cからなる凸部13aと、これに嵌合する凹部13bであってもよい。また、図14(b),(e)に示すように、中空角柱から張り出したリブ13d,13dからなる凹部13bと、リブ13d,13d間に嵌合する凸部13aであってもよい。
【0071】
また、図14(c),(f)は、前記の屋根構造Y2のように、複数の束が集まる部分T(図10参照)で、束23と束33が付き合わされる面にそれぞれリブ13eを形成し、これを束13の凹部13bに嵌合させればよい。
【0072】
また、図15(a),(d)に示すように、束13の凸部13aの幅を根元から先端に向けて徐々に小さくなるように形成してもよい。
【0073】
このようにすると、束13の凸部13aの先端を少しだけ束13’の凹部13bに挿入すれば自動的に凸部13a全体を凹部13b内に挿入して両者を嵌合させることができるので、屋根ユニットの位置決めがさらに簡単となる。なお、図15(b),(e)に示すように、凹部13bについても、凸部13aと対応するように、入口から奥に向けて徐々に幅狭となるように形成してあることが望ましい。
【0074】
このような形状の束や方杖も、アルミニウム合金製の押出形材を利用して容易に製作することができる。
【0075】
また、図15(c),(f)に示すように、凹部13bが形成された形材を突き合わせた際に生じる隙間と等しい断面形状を有する形材13f(図15(c)では断面6角形)を、凹部13bに嵌め込んで凸部13aを形成してもよい。このような束や方杖を製作すると、同一形状の形材で束や方杖を形成できる上に、屋根ユニットを構築するときに、凹凸の配置を悩まずに済む。
【0076】
(束、方杖の第2の変形例)
断面矩形の中空角柱からなる束や方杖に替えて、連結面に沿って張り出すフランジを備えた束又は方杖を使用した小屋組トラスで屋根構造を構築してもよい。
【0077】
すなわち、図16(a),(d)に示すような、断面ハット形状に形成した束13(方杖14)を小屋組トラスに組み込むものである。また、このような束や方杖の断面形状は、これに限定されることはなく、図16(b),(e)に示すように、断面矩形の中空角柱からなる束13(方杖14)の側方に連結面に沿ってフランジ13g(14g)を張り出してもよい。また、図16(c),(f)は、図10の屋根構造Y2のように、複数の束が集まる部分Tにおける例を示したものである。
【0078】
このような形状の束13(方杖14)を使用して小屋組トラス10を構築しておくと、連結面で付き合わせたフランジ13gにおいて、ボルト・ナットなどの接合具により簡単に接合することができ、しかも接合位置の自由度が高いので、施工性がよい。
【0079】
(第2の屋根構築工法)
前記した屋根構築工法は、屋根ユニットを隣接させて連結するものであるが、図17に示すように、水平方向に互いに隙間をあけて屋根ユニット105を桁材K上に設置した後に、これらの屋根ユニット105,105間に野地板ユニット106を架設してもよい。
【0080】
屋根ユニット105の野地板ユニット106との連結面J5には小屋組トラス50が立設され、小屋組トラス50は上弦材51と下弦材52と束53と方杖54とを備えている。
【0081】
上弦材51は、図18に示すように、野地板56を支持する上部フランジ51aと、上部フランジ51aから下方に垂下するウェブ51bと、ウェブ51bから屋根ユニット105の内側側方に突出するリブ51cとを有するとともに、ウェブ51bの外側面と上部フランジ51aとにより保持部51dが形成されている。
【0082】
下弦材52は、桁材Kの上面に当接する下部フランジ52aと、下部フランジ52aから上方に直立するウェブ52b,52bとを有し、ウェブ52b,52bと下部フランジ52aとで囲まれた断面U字形状の保持部52dが形成されている。また、ウェブ52b,52bの上端から、保持部52dと反対の方向にリブ52c,52cがそれぞれ突出する。
【0083】
束53及び方杖54は、断面の一部が上部フランジ51aよりも外側に張り出すように上端が上弦材51の保持部51dに接合され、下端が下弦材52の保持部52dに接合される。
【0084】
野地板ユニット106は、骨組材61と野地板56とを備える。
【0085】
骨組材61は、野地板56を支持する上部フランジ61aと、上部フランジ61aから下方に垂下するウェブ61bと、ウェブ61bから野地板ユニット106の内側側方に突出するリブ61cと、を有するとともに、上部フランジ61aとウェブ61bの外側面とで囲まれた保持部61dが形成されている。
【0086】
そして、桁材K上に隙間をあけて屋根ユニット105,105を設置したあとに、図18に示すように、小屋組トラス50の上弦材51よりも外側に張り出している束53(方杖54)上に、野地板ユニット106の保持部61dを載せて連結することで、屋根構造Y3が構築できる。また、図示は省略するが、屋根ユニット105とこれと隙間をあけて設置されるもう一つの屋根ユニット105とを接続する下弦材接続部材を、対向する小屋組トラス50,50の下弦材52,52間(野地板ユニット106の下方)に設置してもよく、これにより、屋根構造Y3の強度を向上させることができる。
【0087】
屋根構造Y3は、桁材K上に隙間をあけて設置された屋根ユニット105,105に野地板ユニット106を架設するだけで構築することができるので、野地板ユニット106の位置決めが簡単で、施工性がよい。また、現場作業を大幅に省力化することができる。さらに、屋根ユニット105が水平方向に隙間をあけて設置されているので、屋根ユニット105の数を減らして屋根架構の構築の手間を大幅に軽減することができる。また、輸送時に嵩張る屋根ユニットの数が減るので、輸送効率も向上する。
【0088】
【発明の効果】
本発明の屋根ユニット及び屋根構造によれば、屋根ユニットを建物の桁又は梁上で複数個連結するだけで屋根架構を構築することができるので、現場作業を大幅に削減できる。
【0089】
また、屋根ユニットおよび野地板ユニットを構成する各部材をアルミニウム合金製の押出形材とすることで、強度の割に軽量で、腐食しにくく、加工が容易であり、ユニット化しやすいというアルミニウム合金の特長を最大限に活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る屋根ユニットの斜視図である。
【図2】図1の屋根ユニットを用いた屋根構造(第1の屋根構造)の組立斜視図である。
【図3】(a)は図1の屋根ユニットのA1−A1断面図、(b)は(a)に示す上限材接続部材を表す斜視図、(c)は上限材接続部材の他の形態を表す斜視図である。
【図4】(a)は図1の屋根ユニットのA1−A1断面における他の形態を表す断面図であり、(b)は(a)に示す上弦材接続部材を表す斜視図、(c)は(b)の上弦材接続部材の製造方法を示す斜視図である。
【図5】(a)は図2の屋根構造の連結面付近の拡大断面図、(b)は(a)のA2−A2断面図である。
【図6】(a)は下弦材同士の接合の一形態を表す斜視図であり、(b)は(a)のA3−A3断面図である。
【図7】(a),(b)は束材同士の連結の一形態を表す断面図である。
【図8】屋根ユニットと桁材との接合の一形態を表す斜視図である。
【図9】屋根ユニットと桁材との接合の他の形態を表す斜視図である。
【図10】本発明に係る第2の屋根構造を表す斜視図である。
【図11】(a),(b),(c)は図10に示す屋根構造を構築するための屋根ユニットを表す斜視図である。
【図12】図11(a)のA4−A4断面図である。
【図13】束材同士もしくは方杖同士の連結の他の形態を表す斜視図である。
【図14】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、(a)〜(c)は組立前の状態、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)の組立後の状態を表す。
【図15】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、(a)〜(c)は組立前の状態、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)の組立後の状態を表す。
【図16】束材同士もしくは方杖同士の連結のさらに他の形態を表す断面図であり、(a)〜(c)は組立前の状態、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)の組立後の状態を表す。
【図17】実施形態に係る屋根構築工法の他の実施形態を説明する組立斜視図である。
【図18】図17の屋根構造の連結面付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
101〜105 屋根ユニット
106 野地板ユニット
10,20A,20B,30A,30B,30C,40,50 小屋組トラス
11,51 上弦材
12,52 下弦材
13,53 束
14,54 方杖
15a,15c,25a 上弦材接続部材
15b,25b 下弦材接続部材
16,26,36,46,56 野地板
17 筒状スペーサ
18 ブラケット
19a,19b 接合部材
K 桁材
S スペーサ
Y1〜Y3 屋根構造

Claims (10)

  1. 複数個を連結面で水平方向に連結して建物の屋根を構成する屋根ユニットであって、
    前記連結面に立設された小屋組トラスと、
    対向して配置した前記小屋組トラス間に架け渡されて、これらを連結する上弦材接続部材とを、有し、
    前記小屋組トラスは上弦材と下弦材と束と方杖とを備え、
    前記上弦材は、母屋又は野地板を支持する上部フランジと、該上部フランジから下方に垂下するウェブと、該ウェブから内側側方に突出するリブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記上部フランジとで囲まれた保持部を形成し、
    前記下弦材は、建物の桁又は梁の上面に当接する下部フランジと、該下部フランジから上方に直立するウェブとを有するとともに、該ウェブの外側面と前記下部フランジとで囲まれた保持部を形成し、
    前記束及び方杖は、一端が前記上弦材の保持部に接合され、他端が前記下弦材の保持部に接合されてなり、
    前記上弦材接続部材は、前記上弦材の前記上部フランジと前記ウェブの内側面と前記リブとで形成された断面コ字形状の部位に接合されており、
    前記上弦材接続部材の両端部の高さがその他の部位よりも低く形成されていることを特徴とする屋根ユニット。
  2. 前記下弦材のウェブから内側側方に突出するリブを備えることを特徴とする請求項1に記載の屋根ユニット。
  3. 前記束又は方杖が、前記連結面に沿って張り出すフランジを備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の屋根ユニット。
  4. 前記上弦材、下弦材、束、方杖がいずれもアルミニウム合金製押出形材からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の屋根ユニット。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、
    隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの上弦材同士又は下弦材同士が束又は方杖の接合位置において接合具で接合されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
  6. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構成する屋根構造であって、
    隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束同士又は方杖同士がブラケットで抱持されて連結されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
  7. 連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブと、他方の小屋組トラスの上弦材のウェブ又は下弦材のウェブとの間に筒状スペーサが介設され、該筒状スペーサ内を挿通して前記ウェブ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の屋根構造。
  8. 連結面で対向する小屋組トラスの一方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凹部と、他方の小屋組トラスの束又は方杖の外側面に形成された凸部とが嵌合してなる、ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の屋根構造。
  9. 前記凸部の幅が根元から先端に向けて徐々に小さくなることを特徴とする請求項8に記載の屋根構造
  10. 請求項3に記載の屋根ユニットを水平方向に複数個連結して建物の屋根を構築する屋根構造であって、
    隣り合う屋根ユニットの小屋組トラス同士が連結面で対向し、両小屋組トラスの束のフランジ同士又は方杖のフランジ同士が接合具で接合されてなる、ことを特徴とする屋根構造。
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