JP5284425B2 - 屋根架構体の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根架構体の支持構造に関し、三方または四方を複数の建物で囲まれた中庭や吹き抜け、例えば、ホテルや高層建築などの複数の建物で囲まれた中庭の上に、これら周囲の建物に支持させて屋根の骨組となる屋根架構体を架け渡す場合に適用される。

ホテルや大規模商業施設、あるいはオフィスビル、マンション等の建物の設計に際し、三方または四方を複数の建物で囲まれた広い空間をガラスやアクリルパネル等の光を通す材質の屋根で覆って中庭(アトリウム)として利用する試みが広く行われている。

ところで、三方または四方を複数の建物で囲まれた空間に、これら周囲の建物に支持させて屋根の骨組となる屋根架構体を架け渡すには、各建物の揺れ方(固有周期)が異なることから、屋根架構体の支承部は周囲の建物の揺れに自由に追従できるような構造にする必要がある。

従来、この種の屋根架構体の支承部は、下部構造の建物に対して屋根架構体の相対水平変位を許容するように構成されており、例えば、図７に図示するように建物側に設置された下部支承部３０と建物に対して相対水平変位が可能なように屋根架構体側に設置された上部支承部３１とから構成されている。

下部支承部３０は、建物の梁などの構造体３２に下部ベースプレート３３を設置し、この下部ベースプレート３３の上に複数の下部リブプレート３４を設置し、さらにこの下部リブプレート３４の上に敷きプレート３５を設置することにより構成されている。

下部ベースプレート３３と敷きプレート３５は矩形板状に形成されており、また下部ベースプレート３３はその各四隅部を貫通する複数のアンカーボルト３６によって建物の構造体３２に固定されている。

下部リブプレート３４は、下部ベースプレート３３の上に下部ベースプレート３３および敷きプレート３５の各辺と平行に設置され、全体が平面十字形に形成されている。また、下部リブプレート３４と下部ベースプレート３３および敷きプレート３５は、それぞれ互いに溶接することにより一体的に接合されている。

さらに、敷きプレート３５の隣接する二枚の下部リブプレート３４，３４によって四つの領域に仕切られた各領域部分に下部ルーズ孔３７が形成されている。下部ルーズ孔３７は隣接する二枚の下部リブプレート３４，３４のうちの一方の下部リブプレート３４と平行な長軸を有する長孔に形成されている。

一方、上部支承部３１は、敷きプレート３５の上に上部ベースプレート３８を設置し、この上部ベースプレート３８の上に複数の上部リブプレート３９を設置することにより構成されている。上部ベースプレート３８は敷きプレート３５と同様に矩形板状に形成されている。

また、上部リブプレート３９は、上部ベースプレート３８の各辺と平行に設置され、全体が平面十字形に形成されている。また、上部リブプレート３９は上部ベースプレート３８の上に溶接することにより一体的に接合されている。そして、上部リブプレート３９の上に球継手４２を介して屋根架構体の骨組４３が接合されている。

さらに、上部ベースプレート３８の隣接する二枚の上部リブプレート３９，３９によって仕切られた各領域部分に上部ルーズ孔４０がそれぞれ形成されている。上部ルーズ孔４０は、敷きプレート３５に形成された下部ルーズ孔３７の長軸と直交する方向に長軸を有する長孔に形成されている。

そして、下部ルーズ孔３７と上部ルーズ孔４０を貫通する複数の接合ボルト４１によって下部支承部３０の上に上部支承部３１が連結されており、また下部ルーズ孔３７と上部ルーズ孔４０が互いに直交する方向に長軸を有して形成されていることにより、上部支承部３１は下部支承部３０の上を二方向にスライドすることができ、これにより屋根が周囲の建物の揺れに自由に追従することができる。

特許第３９９２４１０号公報 特開平５−３０６５４７号公報 実公平７−３８４８８号公報

しかし、図７に図示するような構造の支承部では、連結ボルトを通すための下部ルーズ孔３７と上部ルーズ孔４０を上部ベースプレート３８と敷きプレート３５の双方に、互いに直交する方向に長軸を有して設ける必要があるため、下部リブプレート３４を従来通りに平面十字型に設置すると、ルーズ孔３７と４０は支承部の中心から離れた位置に設ける必要がある。

これに伴い、上部ベースプレート３８と敷きプレート３５のサイズをかなり大きくする必要があり、また、アンカーボルト３６と接合ボルト４１が平面上同じ位置に設置されるため、その干渉を避ける必要から敷きプレート３５を高く設置する必要があり、このため、支承部全体が大型化して設置が困難になることがあるだけでなく、製作コストが大幅に嵩む等の課題があった。

本発明は、以上の課題を解決すべく従来の支持構造を改良発展させたもので、下部構造の揺れに対する追従効果が大きく、しかもコンパクトにかつ廉価に製作できる屋根架構体の支持構造を提供することを目的とするものである。

本願の請求項１記載の発明は、下部構造体に設置される下部支承部と当該下部支承部において前記下部構造体に対する相対水平変位を許容するように前記下部構造体に支持される屋根架構体に設置される上部支承部とから構成されてなる屋根架構体の支持構造において、
下部支承部は下部構造体に複数のアンカーボルトによって固定された下部ベースプレートと、当該下部ベースプレートの上に設置された下部リブプレートと、当該下部リブプレートの上に設置された敷きプレートを備え、前記上部支承部は前記敷きプレートの上に設置された上部ベースプレートを備え、前記敷きプレートと上部ベースプレートには互いに交差する方向に長軸を有する下部ルーズ孔と上部ルーズ孔をそれぞれ備え、前記上部支承部は上部ルーズ孔と下部ルーズ孔を貫通する接合ボルトによって下部支承部の上にスライド可能に接合され、前記下部リブプレートは交差する複数のウェブプレートから構成され、前記下部ルーズ孔は下部リブプレートの隣接する二枚のウェブプレートの間に前記アンカーボルトと重ならないように設けられていることを特徴とするものである。

本発明は、屋根架構体の支承部を可能な限りコンパクトな形態にすることにより、支承部の設置を容易にすると共に製作コストの低減を可能にしたものである。

本発明によれば、下部リブプレートの隣接する二枚のウェブプレートの間に下部ルーズ孔を設けることにより、下部ルーズ孔を支承部の中心部近くに設けることができ、これにより敷きプレートを小さくでき支承部全体をコンパクトな形態にすることができる。

さらに、下部リブプレートの中心（複数のウェブプレートの交差部）を通る線上に長軸を有するように下部ルーズ孔を設ければ、下部ルーズ孔は支承部のさらに中心近くに設けることができ、敷きプレートをさらに小さくすることができて支承部全体をコンパクトにすることができる。

また、接合ボルトとアンカーボルトが平面上重ならないように配置することで、敷きプレートを嵩上げしてアンカーボルトをかわす必要もないので、支承部全体の高さもかなり低く抑えることができる。

なお、この場合の下部リブプレートは、平面に見てＸ型または十字型などの配置があるが、Ｘ型配置が最も好ましい。また、アンカーボルトは、下部リブプレートがＸ型配置の場合、各ウェブプレートの延長線上に配置することにより接合ボルトとの重なりを容易に回避することができる。

また特に、下部リブプレートがＸ型配置の場合、接合ボルトは原則４本
配置とするのが望ましいが、強度的に特に問題がないときは支承部中心の両側に対称に２本配置でもよい。

本願の請求項２記載の発明は、下部構造体に設置される下部支承部と当該下部支承部において前記下部構造体に対する相対水平変位を許容するように前記下部構造体に支持される屋根架構体に設置される上部支承部とから構成されてなる屋根架構体の支持構造において、
下部支承部は下部構造体に複数のアンカーボルトによって固定された下部ベースプレートと、当該下部ベースプレートの上に設置された下部リブプレートと、当該下部リブプレートの上に設置された敷きプレートを備え、前記上部支承部は前記敷きプレートの上に設置された上部ベースプレートを備え、前記敷きプレートと上部ベースプレートにはそれぞれ互いに交差する方向に長軸を有する下部ルーズ孔と上部ルーズ孔を備え、前記上部支承部は上部ルーズ孔と下部ルーズ孔を貫通する接合ボルトによって下部支承部の上にスライド可能に接合され、前記下部リブプレートはリング状または井桁状に形成され、前記下部ルーズ孔は下部リブプレートの外側に前記アンカーボルトと重ならないように設けられていることを特徴とするものである。

本発明は、請求項１記載の発明と同様に屋根架構体の支承部を可能な限りコンパクトな形態にすることにより、支承部の施工を容易にすると共に製作コストの削減を可能にしたものである。

本発明によれば、下部リブプレートが強度的にきわめて有効な環状（リング状）に形成されていることにより敷きプレートを小さくすることができ、これにより支承部全体をコンパクトな形態にすることができる。

また、接合ボルトとアンカーボルトが平面上重ならないように配置することで、敷きプレートを嵩上げしてアンカーボルトをかわす必要もないので、支承部全体の高さもかなり低く抑えることができる。

なお、この場合の下部リブプレートは、平面に見て矩形配置や円形配置、あるいは井桁配置、さらには五角形、六角形、八角形など多角形配置があるが、特に矩形配置と円形配置は、円形鋼管や角形鋼管を適当な寸法に切断することにより容易に得ることが可能なため好ましい。また、アンカーボルトと接合ボルトとの重なりも容易に回避することができる。

請求項１記載の発明によれば、下部リブプレートの隣接する二枚のウェブプレートの間に下部ルーズ孔を設けることにより、下部ルーズ孔を支承部の中心部近くに設けることができ、これにより敷きプレートを小さくでき支承部全体をコンパクトな形態にすることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、下部リブプレートが強度的にきわめて有効な環状（リング状）に形成されていることにより、敷きプレートを小さくすることができ、これにより支承部全体をコンパクトな形態にすることができる。

また、いずれの発明においても、接合ボルトとアンカーボルトが平面上重ならないように配置することで、敷きプレートを嵩上げしてアンカーボルトをかわす必要もないので、支承部全体の高さもかなり低く抑えることができる。

複数の建物で囲まれた中庭の上に周囲の建物に支持させて設置された屋根の骨組となる屋根架構体を示す側面図である。 屋根架構体の支承部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。 屋根架構体の支承部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。 屋根架構体の支承部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。 屋根架構体の支承部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。 屋根架構体の支承部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。 屋根架構体の支承部の従来例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）におけるイ−イ線断面図、（ｃ）はロ−ロ線断面図、（ｄ）はハ−ハ線断面図である。

図１と図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態を示し、図において、隣接する建物１と建物２との間に中庭(アトリウム)３が設けられ、中庭３の上方に屋根の骨組となるトラス構造の屋根架構体４が架け渡されている。

屋根架構体４の一端側は、建物１の屋上部分にローラ支持構造の支承部５によって支持され、他端側は建物２の屋上部分にピン支持構造の支承部６によって支持されており、特に支承部５は建物１側に設置された下部支承部７と屋根架構体４側に設置された上部支承部８とから構成されている。

下部支承部７は、梁や柱などの構造体９に設置された下部ベースプレート１０と、下部ベースプレート１０の上に設置された下部リブプレート１１と、下部リブプレート１１の上に設置された敷きプレート１２とから構成されている。

下部ベースプレート１０は矩形板状に形成され、四隅を貫通する複数のアンカーボルト１３によって構造体９に固定されている。下部リブプレート１１は、一枚のウェブプレート１１ａと二枚のウェブプレート１１ｂ，１１ｂとから平面に見てほぼＸ形状に形成されている。

ウェブプレート１１ａは、側面から見て上端側を底辺とすると等辺台形状に形成され、下部ベースプレート１０の中心を通る一方の対角線上に設置されている。

ウェブプレート１１ｂは、側面から見て上端側を底辺とする直角台形状に形成され、下部ベースプレート１０の中心を通る他方の対角線上に設置されている。二枚のウェブプレート１１ｂ，１１ｂはウェブプレート１１ａの両側にウェブプレート１１ａを挟んでウェブプレート１１ａとＸ形状に交差した状態で設置されている。

そして、ウェブプレート１１ａとウェブプレート１１ｂは下部ベースプレート１０の上に一体的に溶接され、さらに二枚のウェブプレート１１ｂはウェブプレート１１ａの側面部にそれぞれ一体的に溶接されている。

敷きプレート１２は、下部ベースプレート１０より大きい矩形板状に形成されている。また、二枚のウェブプレート１１ａと１１ｂによって仕切られた各領域部分に下部ルーズ孔１４がそれぞれ形成されている。下部ルーズ孔１４は、敷きプレート１２の中心を通り、かつウェブプレート１１ａとウェブプレート１１ｂ間を二等分する線上に長軸を有して形成されている。

上部支承部８は、敷きプレート１２の上に設置された上部ベースプレート１５と、この上部ベースプレート１５の上に設置された上部リブプレート１６とから構成されている。

上部ベースプレート１５は、敷きプレート１２より小さい矩形板状に形成されている。上部リブプレート１６は、下部リブプレート１１と同様に一枚のウェブプレート１６ａと二枚のウェブプレート１６ｂとから平面に見てほぼＸ形状に形成されている。

ウェブプレート１６ａは、側面から見て下端側を底辺とすると等辺台形状に形成され、上部ベースプレート１５の中心を通る一方の対角線上に設置されている。ウェブプレート１６ｂは、側面から見て下端側を底辺とすると直角台形状に形成され、上部ベースプレート１５の中心を通る他方の対角線上に、ウェブプレート１６ａを挟んでかつウェブプレート１６ａと交差した状態で設置されている。

そして、ウェブプレート１６ａとリブプレート１６ｂは上部ベースプレート１５の上に一体的に溶接され、さらに二枚のウェブプレート１６ｂはウェブプレート１６ａの側面部にそれぞれ一体的に溶接されている。

そして、上部リブプレート１６の上に球継手１９を介して屋根架構体４の骨組４ａが接合されている。なお、屋根架構体４を形鋼で形成し、上部リブプレート１６の上に形鋼からなる弦材などを介して接合することも可能である。

また、ウェブプレート１６ａと１６ｂによって仕切られた各領域部分に上部ルーズ孔１７が形成されている。上部ルーズ孔１７は、上部ベースプレート１５の各辺と平行に、かつ下部ルーズ孔１４と直角に交差する方向に長軸を有して形成されている。

そして、下部支承部７と上部支承部８は、双方の対応する下部ルーズ孔１４と上部ルーズ孔１７間を貫通する複数の接合ボルト１８によって接合されている。

また、下部ルーズ孔１４と上部ルーズ孔１７が互いに直交する方向に長軸を有して形成されていることにより、上部支承部８は下部支承部７の上を二方向にスライドすることができ、これにより屋根架構体４が建物１，２の揺れに自由に追従することができる。

なお、下部支承部７と上部支承部８間のスライド部は、敷きプレート１２と上部ベースプレート１５との間にシートプレートとスライデングパットを介在する等して水平方向の摩擦抵抗が低減されるように構成されている。

図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施形態を示し、図１，２で説明した実施形態において敷きプレート１２と上部ベースプレート１５を入れ替え、図１，２の実施形態における敷きプレート１２が上部ベースプレート１５として、上部ベースプレート１５が敷きプレート１２としてそれぞれ設置されている。その他の構成は、図１，２の実施形態で説明した通りである。

図４（ａ）〜（ｄ）は、同じく本発明の他の実施形態を示し、下部リブプレート１１は平面に見て井桁状に形成され、敷きプレート１２の下部ルーズ孔１４は下部リブプレート１１の外側に形成されている。

詳しく説明すると、下部リブプレート１１は複数のウェブプレートから形成され、各辺のウェブプレートは下部ベースプレート１０および敷きプレート１２の周縁部近くに、下部ベースプレート１０および敷きプレート１２の各辺と平行に、かつ両端部が下部ベースプレート１０および敷きプレート１２の各四隅部分において直角に交差した状態で設置されている。

また、敷きプレート１２の下部ルーズ孔１４は、下部リブプレート１１の外側領域部分に敷きプレート１２の各辺と平行な長軸を有して形成されている。そして、下部ルーズ孔１４と上部ベースプレート１５の対応する各上部ルーズ孔１７間に接合ボルト１８が装着されている。その他の構成は、図２（ａ）〜（ｄ）の実施形態で説明した通りである。

図５（ａ）〜（ｄ）は、同じく本発明の他の実施形態を示し、下部リブプレート１１は平面に見て正方形状に形成され、敷きプレート１２の下部ルーズ孔１４は下部リブプレート１１の外側に形成されている。

詳しく説明すると、下部リブプレート１１は複数のウェブプレートから形成され、各辺のウェブプレートは下部ベースプレート１０および敷きプレート１２の周縁部近くに、下部ベースプレート１０および敷きプレート１２の各辺と平行に設置されている。

また、敷きプレート１２の下部ルーズ孔１４は、下部リブプレート１１の外側領域部分に敷きプレート１２の各辺と平行な方向に長軸を有して形成されている。そして、下部ルーズ孔１４と上部ベースプレート１５の対応する各上部ルーズ孔１７間に接合ボルト１８が装着されている。その他の構成は、図２（ａ）〜（ｄ）の実施形態で説明した通りである。

図６（ａ）〜（ｄ）は、同じく本発明の他の実施形態を示し、下部リブプレート１１は、平面に見て円形状に形成され、敷きプレート１２の下部ルーズ孔１４は下部リブプレート１１の外側に形成されている。

また、下部ルーズ孔１４は、下部リブプレート１１の外側領域部分に敷きプレート１２の各辺と平行な方向に長軸を有して形成されている。そして、下部ルーズ孔１４と上部ベースプレート１５の対応する各上部ルーズ孔１７間に接合ボルト１８が装着されている。その他の構成は、図２（ａ）〜（ｄ）の実施形態で説明した通りである。

本発明は、下部構造の建物の揺れに対する追従効果が大きく、しかもコンパクトにかつ低コストで製作できる屋根架構体の支持構造を提供することができる。

１ 建物（下部構造体）
２ 建物（下部構造体）
３ 中庭(アトリウム)
４ 屋根架構体
５ 支承部
６ 支承部
７ 下部支承部
８ 上部支承部
９ 構造体
１０ 下部ベースプレート
１１ 下部リブプレート
１２ 敷きプレート
１３ アンカーボルト
１４ 下部ルーズ孔
１５ 上部ベースプレート
１６ 上部リブプレート
１７ 上部ルーズ孔
１８ 接合ボルト
１９ 球継手

Claims (2)

1. 下部構造体に設置される下部支承部と当該下部支承部において前記下部構造体に対する相対水平変位を許容するように前記下部構造体に支持される屋根架構体に設置される上部支承部とから構成されてなる屋根架構体の支持構造において、
   下部支承部は下部構造体に複数のアンカーボルトによって固定された下部ベースプレートと、当該下部ベースプレートの上に設置された下部リブプレートと、当該下部リブプレートの上に設置された敷きプレートを備え、前記上部支承部は前記敷きプレートの上に設置された上部ベースプレートを備え、前記敷きプレートと上部ベースプレートには互いに交差する方向に長軸を有する下部ルーズ孔と上部ルーズ孔をそれぞれ備え、前記上部支承部は上部ルーズ孔と下部ルーズ孔を貫通する接合ボルトによって下部支承部の上にスライド可能に接合され、前記下部リブプレートは交差する複数のウェブプレートから構成され、前記下部ルーズ孔は下部リブプレートの隣接する二枚のウェブプレートの間に前記アンカーボルトと重ならないように設けられていることを特徴とする屋根架構体の支持構造。
2. 下部構造体に設置される下部支承部と当該下部支承部において前記下部構造体に対する相対水平変位を許容するように前記下部構造体に支持される屋根架構体に設置される上部支承部とから構成されてなる屋根架構体の支持構造において、
   下部支承部は下部構造体に複数のアンカーボルトによって固定された下部ベースプレートと、当該下部ベースプレートの上に設置された下部リブプレートと、当該下部リブプレートの上に設置された敷きプレートを備え、前記上部支承部は前記敷きプレートの上に設置された上部ベースプレートを備え、前記敷きプレートと上部ベースプレートにはそれぞれ互いに交差する方向に長軸を有する下部ルーズ孔と上部ルーズ孔を備え、前記上部支承部は上部ルーズ孔と下部ルーズ孔を貫通する接合ボルトによって下部支承部の上にスライド可能に接合され、前記下部リブプレートはリング状または井桁状に形成され、前記下部ルーズ孔は下部リブプレートの外側に前記アンカーボルトと重ならないように設けられていることを特徴とする屋根架構体の支持構造。

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