JP4490600B2

JP4490600B2 - 屋根の構造

Info

Publication number: JP4490600B2
Application number: JP2001180147A
Authority: JP
Inventors: 良道河合; 潤清水
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002371663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根の構造に係り、とくに屋根パネルを用いた屋根構造の簡略化、施工の容易性を実現した屋根の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋根の構造に関しては種々の提案がなされており、屋根パネルによって屋根を組立てる先行技術として、（１）特開平９−２５６５３４、（２）特開平９−２６８６８４、（３）特許第２７１３８６１等がある。以下簡単に説明する。
【０００３】
（１）特開平９−２５６５３４では、寄せ棟屋根において、外周梁およびこれとと同じ高さの母屋梁を設けると共に、母屋梁から複数の束を立設し、背丈の高い束に支持された棟梁に取付けた屋根パネル取付け用集合ブラケットによって屋根パネルの上端を支持し、背丈の低い束によって屋根パネルの中間部を支持し、屋根パネルの下端は、母屋梁に取付けたブラケットで支持する屋根構造である。
【０００４】
この特開平９−２５６５３４は、構造面からみた場合、屋根パネルを支えるための棟梁、母屋梁、外周梁、高低複数の束、屋根パネルを支えるため束に設けられた棟梁等の構造を有している点で、従来の屋根構造の延長線上にある。また、この従来例では、前述のとおり複雑な構造枠組みを必要としているため、材料の増大、作業工数増、コスト高につながる。
【０００５】
また、特開平９−２５６５３４を施工面からみた場合、小屋裏側から順に各部材を接合していく点で、従来の屋根施工方法の延長線上にある。そして、屋根パネルと棟梁、束、母屋梁、外周梁等の構造体との接合に際し、小屋裏に入って作業するため、作業空間が狭く、組立てが面倒であるという点で従来の問題点は改良されていない。
【０００６】
（２）次に、特開平９−２６８６８４は、切り妻屋根に係り、屋根パネルのフレームを、矩形に組んだ鋼材の対向２辺の間を立て横の鋼材で連結して構成し、前記屋根パネルは、建物本体に立設された束と軒側に設けられたブラケットで支持されている。
【０００７】
この特開平９−２６８６８４でも、構造面、施工面で従来技術の延長線上にあることに変わりない。すなわち、屋根パネルを支えるため頑強な束が必要であり、さらに、束の自立を支えるために天井面に梁等の構造材が必要となり、このため材料の増大、作業工数増、コスト高につながる。さらに、束は屋根パネルの棟と軒の中間部を内側から支持する構造であり、この屋根パネルと束との接合において、小屋裏に入って作業するため、作業空間が狭く、組立てが面倒となっていた。
【０００８】
（３）特許第２７１３８６１には、屋根パネルを支持する小屋組が開示されている。この先行技術は、下弦材と垂直材と斜材とからなる小屋組部材を一対の屋根梁間に仮設し、斜材の下端側の屋根梁に、下弦材と直角方向に伸びる棟トラスを載置し、他方の屋根梁と棟トラスの上端とで屋根パネルを支持し、下弦材の一側端を屋根パネル枠に接合し、垂直材と斜材の上端部を屋根パネル枠に接合するものである。
【０００９】
しかし、この特許第２７１３８６１でも、構造面、施工面で従来技術の延長線上にあることに変わりない。すなわち、屋根パネルを支えるため棟トラス、下弦材、垂直材、斜材等の構造材が必要であり、さらに、屋根パネルと棟トラス、下弦材、垂直材、斜材等との接合において、小屋裏に入って作業するため、作業空間が狭く、組立てが面倒となっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、（１）、（２）、（３）の先行技術は何れも屋根パネルを使用するが、屋根の構造および施工作業を簡略化する点については、特に考慮されておらず、したがって、何れの先行例も、材料の増大、作業工数増、コスト高、小屋裏での狭小空間での作業の困難性、組立てが面倒等の問題点が残されていた。
【００１１】
本発明者は、屋根パネルを用いた屋根の構造および、施工作業を簡略化する点について種々研究した。その結果、支持梁等により自立させる必要がある複数の束、束に設けられ、屋根パネルの荷重を支持する棟梁や隅木、複数の前記束を支持する母屋梁等が屋根構造を複雑化する原因であり、また、これらの部材を接合するために、狭小空間である小屋裏での困難な作業が必要になり、これが施工性を低下させる原因であることに気付いた。
【００１２】
そこで、本発明者は、従来の複雑に組合わされる各部材を不要とし、かつ、面倒な施工作業を不要とする屋根パネルを用いた屋根構造と構築方法について検討した。
【００１３】
その結果、従来の複雑な屋根構造に変えて、４方から交わる前後、左右の屋根パネルの同士をしっかりと接合することで、この接合部に棟部梁や隅部梁機能を持たせ、しかも、その接合作業を屋根パネルの外側から行えること、および屋根パネルの下部と軒梁との接合作業も屋根外側から行えることが出来れば従来の課題を解決できるとの知見を得た。
【００１４】
本発明は、前記の知見に基づいて従来の課題を解決したもので、すなわち、屋根パネルを用いた屋根の構造と施工を簡略化した、屋根の構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【問題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【００１６】
第１の発明は、屋根パネル枠に屋根板を取付けてなる屋根パネル同士を組合わせて構築する屋根構造であって、前記屋根パネル枠における棟部枠材と隅部枠材に屋根パネル取付け用枠材を取付け、相対向する前記屋根パネル取付け用枠材を接合することで棟部梁又は隅部梁を構成し、前記相対向する屋根パネル取付け用枠材は、棟部又は隅部に接合する際拡径部が屋根パネルの外側に位置する略Ｖ状をなし、Ｖ字の底部を両取付け用枠材の接合部とし、前記拡径部を屋根パネルの外側からのファスナー打設作業用空間とすることを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、前記相対向する屋根パネル取付け用枠材を接合することで、前記屋根パネルの補剛枠材が弦材となって屋根トラスを形成することを特徴とする。
【００１９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記拡径部にかぶせ板を外側から接合することで、Ｖ字の空間を閉塞した棟部梁または隅部梁を構成していることを特徴とする。
【００２０】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明において、仮設の束にて屋根パネル置き材を支持し、当該屋根パネル置き材によって棟部、隅部を含む屋根の輪郭を形成し、前記屋根パネル置き材に、屋根パネルを取り付けることで屋根を構成することを特徴とする。
【００２１】
第５の発明は、第４の発明において、前記屋根パネル置き材、屋根パネル枠、屋根パネル取付け用枠材、かぶせ板を一体に接合することで、棟部梁と隅部梁を構成することを特徴とする。
【００２２】
第６の発明は、第１〜第５の何れかの発明において、屋根パネルに取付けた軒部金物を軒部梁に当接し、軒部梁側からワンサイドボルト等のファスナーを打設することで屋根パネルと軒部梁を接合したことを特徴とする。
【００２３】
【作用】
本発明によると、屋根パネル枠における棟部枠材と隅部枠材に取付けた屋根パネル取付け用枠材同士を接合することで棟部梁又は隅部梁を構成するので、従来のように、棟部梁や隅部梁や複数の束等を予め組立てておかなくてよく、その分従来に比し構造が簡潔である。また、施工面では、屋根パネルの外側からのファスナーによる接合の作業のみで屋根を完成させることができるので、従来のような狭い小屋裏での作業も不要となる。
【００２４】
前記屋根パネルを組立てる際、仮設の束で支持するパネル置き材によって、棟部、隅部等の屋根の輪郭を形成し、パネル置き材に屋根パネルを設置して前記の接合作業をする時は、作業性が一層向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２６】
図１（Ａ）は、本発明に係る寄せ棟屋根の構築途中の斜視説明図、同（Ｂ）は、屋根完成後の斜視図である。図２は、屋根パネル枠の平面展開図、図３は、前記枠材に屋根板を取付けた屋根パネルの平面展開図、図４は、本発明に係る屋根の断面図、図５、図６、図７、図８は、棟部取付け金物の第１、第２、第３、第４（最終）取付け工程の拡大断面図、図９、図１０、図１１は、軒部金物による屋根と軒梁との第１、第２、第３の接合工程の拡大断面図である。
【００２７】
図１、図４において、両側軒梁１と両端軒梁２が矩形に組まれており、両端軒梁２の間に縦梁３が架設され、両側軒梁１の間に横梁４が架設され、縦梁３と横梁４の２つの各交差部から所定間隔をあけて２つの束５が起立している。前記２つの束５によりリップ溝形鋼製の棟部パネル置き材６の両端が支持されていると共に、左右の束５と直角に交わる軒梁１、２の隅部７により、束５と隅部７との間に伸びるリップ溝形鋼製の隅部パネル置き材８が支持されている。
【００２８】
束５は、屋根パネル１０を組立てる前段階において、棟部パネル置き材６と隅部パネル置き材８とを仮置きするためのもので、各パネル置き材６、８に屋根パネル１０を取付けて棟部と隅部が組立てられた後は、束５を撤去するのを主とするが、そのまま残置しても構わない。
【００２９】
図１（Ａ）のように、仮置き用の束５を介して棟部パネル置き材６と隅部パネル置き材８を組立てて屋根の輪郭（棟部、隅部）を形成した後、図１（Ｂ）示すように、各パネル置き材６、８に、４方から屋根パネル１０、１０・…を取付けて寄せ棟屋根を構築する。
【００３０】
図２に示される屋根パネル枠１１…・と、図３に示される屋根パネル１０…・を説明する。まず、図２に示すように、４枚の屋根パネル枠１１…・のうち、前後の２つの屋根パネル枠１１ａ、１１ｂは、薄鋼板の溝形鋼製の棟部枠材１２と、軒部枠材１３と、隅部枠材１４を台形に組立ててパネル枠外形が構成されている。前記軒部枠材１３には、複数の補剛枠材１５の一端が平行間隔をあけてファスナー等の固定手段で固着されていると共に、各補剛枠材１５の他端は、棟部枠材１２と隅部枠材１４の何れかにファスナー等の固定手段で固着されている。溝形鋼製の棟部枠材１２と隅部枠材１４のウェブ背面には、屋根パネル取付け用枠材１６、１６が取付けられている（詳細は後述する）。
【００３１】
左右の２つの屋根パネル枠１１ｃ、１１ｄにあっては、薄鋼板の溝形鋼製の軒部枠材１３と隅部枠材１４とを３角形に組立ててパネル枠外形が構成されている。さらに、軒部枠材１３には、複数の補剛枠材１５の一端が平行間隔をあけてファスナー等の固定手段で固着されていると共に、各補剛枠材１５の他端は、隅部枠材１４にファスナー等の固定手段で固着されている。前記溝形鋼製の隅部枠材１４のウェブ背面には、屋根パネル取付け用枠材１６、１６が取付けられている（詳細は後述する）。
【００３２】
図３に示されるように、各屋根パネル枠１１…・には、それぞれ屋根板１７を取付けて屋根パネル１０…・が構成される。前後左右の４枚の屋根パネル１０ａ〜１０ｄは、図１（Ａ）に示した棟部パネル置き材６と隅部パネル置き材８に載置した後、各屋根パネル１０ａ〜１０ｄの棟部接合部と隅部接合部は、図４の屋根全体の断面図および、図５〜図８に示すように接合金物を用いて、屋根の外側からの接合作業で接合される。
【００３３】
図４、図５〜図７を参照してさらに説明する。なお、棟部接合部と隅部接合部は同一の接合構造であるので、以下では、棟部接合構造の例で説明する。
【００３４】
各図において、溝形鋼製の棟部枠材１２内にリップ溝形鋼製の補剛枠材１５の端部が挿入され、側面の重合部がドリルねじなどのファスナー１８にて固着されている。棟部枠材１２のウエブ背面１２ａには、変形溝形の屋根パネル取付け用枠材１６のウェブ背面１６ａがファスナー１８により固定されている。すなわち、屋根パネル取付け用枠材１６は、傾斜ウェブ１６ａと、リップ付きの上部折曲げ接合部１６ｂと、リップ付きの下部折曲げ接合部１６ｃとから構成され、枠材１２、１６のウェブ１２ａと傾斜ウェブ１６ａの背面同士を当接し、当接部にファスナー１８を打設することで両部材間が固着されている。
【００３５】
屋根パネル１０の棟部を組立てる工程を説明する。先ず、図５のように２つの屋根パネル１０の上端が近づくように対向させ、さらに、棟部パネル置き材６に向け斜め下方向に移動させる。次に、図６のように、左右の屋根パネル取付け用枠材１６の下部折曲げ接合部１６ｃを、棟部パネル置き材６のウェブ背面６ａに載置し、各部材のウェブを貫通してドリルねじ等のファスナー１８を打設する。このファスナー１８の打設作業は、作業者が屋根の外側から行うことできる。
【００３６】
すなわち、図６から分かるように、所定の勾配で相対向する屋根パネル１０の棟部において、左右の屋根パネル取付け用枠材１６はＶ字状に配置されており、両取付け用枠材１６間は上部が開いているので、作業者が棟部の上方、つまり屋根の外側から作業できる。したがって、本実施形態によると、従来のように狭い小屋裏空間での作業が不要となり、屋根の組立て作業が楽で、作業効率が上がるという利点がある。
【００３７】
次に、図７に示すように、屋根パネル取付け用枠材１６のＶ字配置のリップ付きの上部折曲げ接合部１６ｂに跨ってかぶせ板１９を載置し、その当接部を貫通してファスナー１８を打設して両部材を固着する。これにより、左右の屋根パネル取付け用枠材１６と、かぶせ板１９とで逆３角形の棟部２０が構築される。ファスナー１８の打設等かぶせ板１９の取付け作業も屋根の外側からできるので、その取付け作業が楽で、作業効率が上がるという利点がある。
【００３８】
なお、棟部パネル置き材６と隅部パネル置き材８は、屋根パネル１０を組立てる際の組立作業を円滑にするための仮置き機能を主とし、Ｖ字をなして相対する屋根パネル取付け用枠材１６同士をファスナー１８を介して接合する際の連結部材の機能を兼用している。さらに、屋根パネル取付け用枠材１６、棟部枠材１２又は隅部枠材１４およびかぶせ板１９と一体となって、棟部梁または隅部梁を構成する。
【００３９】
本発明では、屋根完成後は、ファスナー１８で接合した屋根パネル取付け用枠材１６同士が、棟梁（や隅木）として機能するので、前述のように屋根パネル取付け用枠材１６から束５を取り除いて構わない。なお、この場合は、パネル枠材１１のＶ字をなして相対する屋根パネル取付け用枠材１６同士を接合する際の他の連結部材として、例えば、両取付け用枠材１６に重なり部を設け、この重なり部を貫通してファスナー１８を打設してもよいし、または、両取付け用枠材１６に跨って連結板を配置し、連結板と両取付け用枠材１６との重なり部を貫通してファスナー１８を打設しても構わない。
【００４０】
左右の屋根パネル１０ｃ、１０ｄと前後の屋根パネル１０ａ、１０ｂとを接合する隅部接合部は、前述のとおり棟部接合部と同一の接合構造であるので、説明を省略する。
【００４１】
次に、図９〜図１１によって、屋根パネル１０の下部と軒梁との軒部接合構造を説明する。以下では、軒部接合構造の例を説明する。なお、屋根パネル１０と両側軒梁１および両端軒梁２の接合構造は同じであるので、以下では、屋根パネル１０と両側軒梁１の接合構造を説明する。
【００４２】
屋根パネル枠の一部材である補剛枠材１５の下部の内側には軒部金物２１が取付けられ、この軒部金物２１を介して屋根パネル１０が両側軒梁１に接合される。軒部金物２１は、所定長の金属板を断面直角に曲げ形成されてなり、水平部２１ａと垂直接合部２１ｂの先端にそれぞれ傾斜接合部２１ｃが形成されている。このように形成された長尺の軒部金物２１を、所定間隔で平行に配設されている各補剛枠材１５にわたって配設したうえ、リップ溝形鋼製の前記補剛枠材１５のフランジ背面に軒部金物２１の傾斜接合部２１ｃを当てがい、その当接部にファスナー１８を打設することで当該軒部金物２１を補剛枠材１５に固着できる。
【００４３】
次に、図１１に示すように、屋根パネル１０を両側軒梁１に支持させる。このとき、軒部金物２１の下部水平部２１ａをリップ溝形鋼製の両側軒梁１の上フランジ１ａに載置したうえ、その当接部を貫通してワンサイドボルト２２を下から上に向けて打設することで、軒部金物２１を介して屋根パネル１０を両側軒梁１に固着できる。このとき、図から分かるように、リップ溝形鋼製の両側軒梁１の開口部１ｂは、小屋裏の外側に位置しているので、この開口部１ｂを利用して屋根の外側からワンサイドボルト２２を打設すればよく、したがって、屋根軒部の組立て作業が楽で、小屋裏側での作業は不要である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、屋根パネル枠における棟部枠材と隅部枠材に取付けた屋根パネル取付け用枠材同士を接合することで、当該接合部が棟部梁又は隅部梁として機能するので、従来のように、棟部梁や隅部梁や複数の束等を予め組立てておかなくてよく、従来に比し構造が簡潔であり、また、施工面では、屋根パネルの外側からのファスナーによる接合の作業のみで屋根を完成させることができるので、従来のような狭い小屋裏での作業も不要となって施工性が向上する。
【００４５】
さらに、屋根パネルを組立てる際、仮設の束で支持するパネル置き材によって、棟部、隅部等の屋根の輪郭を形成し、パネル置き材に屋根パネルを設置して前記の接合作業をするときは、作業性が一層向上する。このように、本発明によると、従来問題であった、材料の増大、作業工数増、コスト高、小屋裏での狭小空間での作業の困難性、組立てが面倒等の課題が解決された。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明に係る寄せ棟屋根の構築途中の斜視説明図、同（Ｂ）は、屋根完成後の斜視図である。
【図２】屋根パネル枠の平面展開図である。
【図３】前記枠材に屋根板を取付けた屋根パネルの平面展開図である。
【図４】本発明に係る屋根の断面図である。
【図５】図４（イ）部の拡大図で、棟部取付け金物の第１取付け工程の拡大断面図である。
【図６】棟部取付け金物の第２取付け工程の拡大断面図である。
【図７】棟部取付け金物の第３取付け工程の拡大断面図である。
【図８】棟部取付け金物の第４（最終）取付け工程の拡大断面図である。
【図９】図４（ロ）の拡大図で、軒部金物による屋根と軒梁との第１の接合工程の拡大断面図である。
【図１０】軒部金物による屋根と軒梁との第２の接合工程の拡大断面図である。
【図１１】軒部金物による屋根と軒梁との第３の接合工程の拡大断面図である。
【符号の説明】
１両側軒梁
２両端軒梁
３縦梁
４横梁
５束
６棟部パネル置き材
７隅部
８隅部パネル置き材
１０屋根パネル
１０ａ〜１０ｄ屋根パネル
１１屋根パネル枠
１１ａ〜１１ｄ屋根パネル枠
１２棟部枠材
１３軒部枠材
１４隅部枠材
１５補剛枠材
１６屋根パネル取付け用枠材
１６ａ傾斜ウェブ
１６ｂ上部折曲げ接合部
１６ｃ下部折曲げ接合部
１７屋根板
１８ファスナー
１９かぶせ板
２０棟部
２１軒部金物
２１ａ水平部
２１ｂ垂直部
２１ｃ傾斜接合部
２２ワンサイドボルト

Claims

屋根パネル枠に屋根板を取付けてなる屋根パネル同士を組合わせて構築する屋根構造であって、前記屋根パネル枠における棟部枠材と隅部枠材に屋根パネル取付け用枠材を取付け、相対向する前記屋根パネル取付け用枠材を接合することで棟部梁又は隅部梁を構成し、前記相対向する屋根パネル取付け用枠材は、棟部又は隅部に接合する際拡径部が屋根パネルの外側に位置する略Ｖ状をなし、Ｖ字の底部を両取付け用枠材の接合部とし、前記拡径部を屋根パネルの外側からのファスナー打設作業用空間とすることを特徴とする屋根の構造。
前記相対向する屋根パネル取付け用枠材を接合することで、前記屋根パネルの補剛枠材が弦材となって屋根トラスを形成する請求項１記載の屋根の構造。
前記拡径部にかぶせ板を外側から接合することで、Ｖ字の空間を閉塞した棟部梁または隅部梁を構成していることを特徴とする請求項１又は２記載の屋根の構造。
仮設の束にて屋根パネル置き材を支持し、当該屋根パネル置き材によって棟部、隅部を含む屋根の輪郭を形成し、前記屋根パネル置き材に、屋根パネルを取り付けることで屋根を構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の屋根の構造。
前記屋根パネル置き材、屋根パネル枠、屋根パネル取付け用枠材、かぶせ板を一体に接合することで、棟部梁と隅部梁を構成することを特徴とする請求項４記載の屋根の構造。
屋根パネルに取付けた軒部金物を軒部梁に当接し、軒部梁側からワンサイドボルト等のファスナーを打設することで屋根パネルと軒部梁を接合したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の屋根の構造。