JP5651674B2 - 屋根梁補強構造および屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、倉庫や工場建屋等の建造物の屋根に用いる屋根梁補強構造および屋根構造に関する。

山形の屋根は、倉庫や工場建屋等の大きな建造物によく用いられている。そして、山形の屋根を支持する山形の屋根梁は、その材料自体を重量化して、積雪等の上方からの荷重や自重に耐えられるようにしている。一方、山形の屋根梁の下部にタイバーを設けることによって、上方からの荷重による梁の変形を抑える構造物がある（特許文献１）。特許文献１に記載の構造物のように、屋根梁にタイバーを設ければ、屋根梁自体の軽量化が図れるという利点もある。

しかしながら、タイバーを設けた屋根梁は、タイバーが伸びるような上方からの荷重に強いものの、タイバーが縮む方向の荷重には弱い。したがって、タイバーを設けた屋根梁をクレーン等で持ち上げて建屋を組み立てるときに、屋根梁が狭まる方向に大きく変形するおそれがある。また、竜巻等の下方から吹き上げる大きな力がタイバーを設けた屋根梁に加わるときも、屋根梁が狭まる方向に変形するのを防ぐのは困難である。

特開２００３−９００８４号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上方からだけでなく、下方や横方向から加わる力に対しても耐久性に優れた屋根構造およびそのための屋根梁補強構造を提供することを目的とする。

本発明の屋根梁補強構造は、山形の屋根梁と、山形の屋根梁に張り渡されたタイバーとを補強する屋根梁補強構造であって、タイバーの上方に配置され、山形の屋根梁にその両端が接合される第一支持材と、屋根梁と第一支持材の一端との接合部付近にその一端が、タイバーにその他端が接合される第二支持材と、屋根梁と第一支持材の他端との接合部付近にその一端が、タイバーと第二支持材との接合部付近にその他端が接合される第三支持材と、を有する。

本発明の屋根梁補強構造において、第一支持材と、第二支持材と、第三支持材とで、山形の屋根梁とタイバーとを連結する逆三角形状の補強連結部を形成するのが好ましい。本発明の屋根梁補強構造において、補強連結部は、ほぼ同一長さ形状の第二支持材および第三支持材と、それより長い形状の第一支持部材とで逆二等辺三角形を形成するのが好ましい。

本発明の屋根梁補強構造において、第一支持材がタイバーとほぼ平行に設置されるのが好ましい。本発明の屋根梁補強構造において、山形の屋根梁は、一対の屋根梁部材が頂上で接合部材を介して接合されていてもよい。

本発明の屋根構造は、山形の屋根梁と、山形の屋根梁の内側に設けられたタイバーと、上記の屋根梁補強構造とを有する。

本発明の屋根梁補強構造によれば、簡単な構造でありながら、補強効果の高い屋根梁が得られる。

また、本発明の屋根構造によれば、上下、左右の多方向から加わる力に対して耐久性に優れる屋根構造が得られる。

本発明の実施形態に係る屋根構造の正面図である。 図１におけるＡ部拡大図である。 図１におけるＢ部拡大図である。 図１におけるＣ部拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る屋根構造を用いた建造物の斜視図である。

以下、本発明の屋根梁補強構造および屋根構造について、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、本発明の屋根梁補強構造は、本発明の屋根構造を構成する部材として説明する。図面は屋根梁補強構造、屋根構造、屋根梁補強構造および屋根構造を構成する部材、ならびに屋根梁補強構造および屋根構造の周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る屋根構造１０の正面図である。図２は、図１に示す屋根構造１０のＡ部を拡大した正面図である。図３は、図１に示す屋根構造１０のＢ部を拡大した正面図である。図４は、図１に示す屋根構造１０のＣ部を拡大した斜視図である。屋根構造１０は、屋根梁１２と、タイバー１４と、屋根梁補強構造としての補強連結部１６とを備える。

屋根梁１２は山形の形状を有しており、ともにＨ鋼から構成される一対の屋根梁部材２０，２２が頂上で接合部材２４を介してボルトとナットで接合されている。本実施形態では一対のＨ鋼を連結して山形の屋根梁１２を構成しているが、山形の形状を有する一体の屋根梁であってもよい。また、屋根梁１２の材料は、Ｌ鋼やＴ鋼等のＨ鋼以外の形鋼であってもよいし、Ｈ字形状、Ｌ字形状、またはＴ字形状等を有する鉄合金以外の材料であってもよい。

屋根梁部材２０は、接合部材２６を介してボルトとナットで柱２８に接合されている。同様に、屋根梁部材２２は、接合部材３０を介してボルトとナットで柱３２に接合されている。屋根梁部材２０と柱２８および屋根梁部材２２と柱３２との接合方法は、本実施形態に限定されない。例えば、屋根梁部材２０と柱２８または屋根梁部材２２と柱３２とを溶接してもよいし、接合部材を介さずにボルトとナット等で直接接合してもよい。

タイバー１４は、屋根梁１２に張り渡される。タイバー１４の一端は、図２に示すように、接合部材３４を介してボルトとナットで屋根梁部材２０に接合されている。接合部材３４は、Ｌ字形状を有する金属板で、屋根梁部材２０の下部に溶接されている。タイバー１４の他端は、接合部材３６を介してボルトとナットで屋根梁部材２２に接合されている。接合部材３６もＬ字形状を有する金属板で、屋根梁部材２２の下部に溶接されている。タイバー１４は、棒状のストリング材３８，４０から構成される。

ストリング材３８，４０は、図３に示すように、ボルトとナットによって接合部材４２に接合されている。すなわち、ストリング材３８，４０は、接合部材４２を介して接続されている。ストリング材３８は、その途中に張力調整部としてのターンバックル４４を備える。同様に、ストリング材４０は、その途中に張力調整部としてのターンバックル４６を備える。ターンバックル４４，４６の内部にあるナットが回転することによってストリング材３８，４０の長さが伸縮し、屋根梁部材２０，２２の間の張力が調整される。本実施形態ではタイバー１４が２本のストリング材３８，４０で一列に構成されているが、タイバー１４は、一本のストリング材から構成されてもよいし、二列以上のストリング材から構成されてもよい。また、ターンバックルによる張力調整を不要とする場合には、ターンバックルを用いずにアングル材のみでタイバー１４を構成することもできる。

屋根梁補強構造は、屋根梁１２とタイバー１４を補強する。屋根梁補強構造としての補強連結部１６は、図１に示すように、第一支持材５０と、第二支持材５２と、第三支持材５４とを備える。第一支持材５０、第二支持材５２、および第三支持材５４は、Ｌ鋼から構成されるが、Ｔ鋼や平鋼等から構成されてもよい。第一支持材５０は、タイバー１４の上方に配置され、屋根梁１２にその両端が接合される。より具体的には、図１および図４に示すように、第一支持材５０の一端が接合部材５６を介してボルトとナットで屋根梁部材２０に接合され、第一支持材５０の他端が接合部材５８を介してボルトとナットで屋根梁部材２２に接合される。なお、接合部材５６，５８は、Ｌ字形状を有する金属板で、それぞれ屋根梁部材２０，２２に溶接されている。

第二支持材５２の一端は、屋根梁１２と第一支持材５０の一端との接合部付近に接合される。より具体的には、図１および図４に示すように、屋根梁部材２０に溶接されるとともに、第一支持材５０の一端が接合されている接合部材５６に、第二支持材５２の一端がボルトとナットで接合されている。また、第二支持材５２の他端はタイバー１４に接合される。より具体的には、図１および図３に示すように、タイバー１４に接合されている接合部材４２に、第二支持材５２の他端がボルトとナットで接合される。すなわち、第二支持材５２の他端は、接合部材４２を介してタイバー１４に接合される。

第三支持材５４の一端は、第二支持材４２の一端と同様に、屋根梁１２と第一支持材５０の他端との接合部付近に接合される。より具体的には、図１に示すように、屋根梁部材２２に溶接されるとともに、第一支持材５０の他端が接合されている接合部材５８に、第三支持材５４の一端がボルトとナットで接合されている。また、第三支持材５４の他端はタイバー１４に接合される。より具体的には、図１および図３に示すように、タイバー１４に接合されている接合部材４２に、第三支持材５４の他端がボルトとナットで接合される。すなわち、第三支持材５４の他端は、接合部材４２を介してタイバー１４に接合される。

第一支持材５０と、第二支持材５２と、第三支持材５４とが、上記のように屋根梁１２とタイバー１４に接合されているため、積雪等の上からの荷重による屋根梁１２の広がりおよび吹き上げ等の下からの荷重による屋根梁１２の狭まりが抑えられる。すなわち、山形の屋根梁１２の頂上の角度を維持することができる。本実施形態のように、第一支持材５０と、第二支持材５２と、第三支持材５４とで、山形の屋根梁１２とタイバー１４とを連結する逆三角形状の補強連結部１６を形成すれば、屋根梁１２およびタイバー１４に加わる荷重をバランスよく支持することができるため、多方向から加わる力に対して耐久性に優れる。

屋根梁１２およびタイバー１４に加わる荷重をバランスよく支持する観点から、この補強連結部１６は、ほぼ同一長さ形状の第二支持材５２および第三支持材５４と、それより長い形状の第一支持材５２とで逆二等辺三角形を形成するのがより好ましい。一対の屋根梁部材２０，２２に接合される第一支持材５２を長くすることで、屋根梁部材２０，２２との接合位置を屋根梁１２の頂上部からより離れた位置に設けることができ、屋根梁１２に掛かる力に対して抵抗力を増すことができる。また、本実施形態のように、第一支持材５０をタイバー１４とほぼ平行に設置することでバランスよく屋根梁１２が補強され、屋根梁１２への横方向からの荷重に対する屋根梁１２の耐久性が向上する。また、本実施形態のように、第二支持材５２および前記第三支持材５４が、前記山形の屋根梁１２に張り渡されたタイバー１４のほぼ中央で接合されれば、下方向から加わる力に対する耐久性が向上すると共に、一対の屋根梁部材２０，２２をバランスよく補強することができる。

本実施形態では、屋根構造１０の設置現場で、第一支持材５０、第二支持材５２、および第三支持材５４を、接合部材を介して屋根梁１２とタイバー１４に取り付けたが、第一支持材５０、第二支持材５２、および第三支持材５４を、接合部材が各頂点に配置されるような三角形に予め組み立てておき、屋根構造１０の設置現場で、３つの接合部材を屋根梁１２とタイバー１４に取り付けてもよい。

図５は、本実施形態に係る屋根構造１０を用いた建造物６０の斜視図である。建造物６０は、柱２８，３２に接合された屋根構造１０を複数備える。すなわち、建造物６０は、図５に示すように、柱２８，３２と屋根構造１０から構成されるユニットが梁６２によって複数連結され、柱２８，３２を覆うように壁材６４が設けられ、屋根梁１２の上には屋根材６６が設けられている。

第一支持材５０と、第二支持材５２と、第三支持材５４とが、屋根梁１２とタイバー１４に接合されているため、吹き上げ等の下からの荷重による屋根梁１２の狭まりを抑えられる。第一支持材５０、第二支持材５２、および第三支持材５４を有する屋根梁補強構造を用いない屋根構造では、吹き上げ等の下からの荷重に対する耐久性を上げるために、山形の屋根梁の頂点を溶接していた。

この溶接は建設現場で行わなければならない上、溶接を確認する非破壊検査も必要であるため、屋根構造の設置に時間と労力がかかっていた。しかし、本発明のように第一支持材５０、第二支持材５２、および第三支持材５４とで形成される逆三角形状の補強連結部１６を有する屋根梁補強構造を用いることにより、一対の屋根梁部材２０，２２を頂上で溶接しなくても、接合部材２４を介してボルトとナットで接合すれば、下からの荷重に対して耐久性がある。

以上、実施形態に基づいて本発明の屋根構造および屋根梁補強構造を説明したが、本発明の屋根構造および屋根梁補強構造は上記実施形態に限定されない。すなわち、第一支持材５０、第二支持材５２、または第三支持材５４は、接合部材を介さず直接屋根梁１２やタイバー１４に接合してもよい。また、第一支持材５０と第二支持材５２、第一支持材５０と第三支持材５４、または第二支持材５２と第三支持材５４の端部同士を重ね合わせた状態で、接合部材にボルトとナットで固定してもよい。また、第一支持材５０の端から少しだけ中央にずれた位置に、第二支持材５２や第三支持材５４の端部を接合してから、第一支持材５０の端部を屋根梁１２に接合してもよい。

１０ 屋根構造
１２ 屋根梁
１４ タイバー
１６ 補強連結部
２０，２２ 屋根梁部材
２４，２６，３０，３４，３６，４２，５６，５８ 接合部材
２８，３２ 柱
３８，４０ ストリング材
４４，４６ ターンバックル
５０ 第一支持材
５２ 第二支持材
５４ 第三支持材
６０ 建造物

Claims (7)

1. 山形の屋根梁と、前記山形の屋根梁に張り渡されたタイバーとを補強する屋根梁補強構造であって、
   前記タイバーの上方に配置され、前記山形の屋根梁にその両端が接合される第一支持材と、
   前記屋根梁と前記第一支持材の一端との接合部付近にその一端が、前記タイバーにその他端が接合される第二支持材と、
   前記屋根梁と前記第一支持材の他端との接合部付近にその一端が、前記タイバーと前記第二支持材との接合部付近にその他端が接合される第三支持材と、
   を有する屋根梁補強構造。
2. 請求項１において、
   前記第一支持材と、前記第二支持材と、前記第三支持材とで、前記山形の屋根梁と前記タイバーとを連結する逆三角形状の補強連結部を形成する屋根梁補強構造。
3. 請求項２において、
   前記補強連結部は、ほぼ同一長さ形状の前記第二支持材および前記第三支持材と、それより長い形状の前記第一支持材とで逆二等辺三角形を形成する屋根梁補強構造。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記第一支持材が前記タイバーとほぼ平行に設置される屋根梁補強構造。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記第二支持材および前記第三支持材が、前記山形の屋根梁に張り渡されたタイバーのほぼ中央で接合される屋根梁補強構造。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記山形の屋根梁は、一対の屋根梁部材が頂上で接合部材を介して接合されている屋根梁補強構造。
7. 山形の屋根梁と、
   前記山形の屋根梁に張り渡されたタイバーと
   屋根梁とタイバーとを連結する請求項１乃至６のいずれかの屋根梁補強構造と、
   を有する屋根構造。

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