JP6322049B2 - シルバークール屋根を持つｒｃ造建物の補強構造 - Google Patents

Description

本発明はシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造に係り、詳しくは、シルバークール屋根およびそれを支える周囲壁に存する柱・梁・耐力壁等の下部構造が備えられている鉄筋コンクリート建造物の補強構造に関するものである。

シルバークール屋根は、図１３（ａ）に示す回転双曲面に成形され略円弧状の断面を持ったシルバークール版３Ａを図１２（ａ）のごとく並べたものである。個々のシルバークール版は図１３（ｂ），（ｃ）にあるように、ＰＣ線（ prestressing wire 高強度鋼線）２１を略対角線状に埋め込んで補強されている長尺なプレキャストコンクリート版であって、屋根スラブ用として大スパンを架けることができる。これは長手方向に曲がり（反り）を持つが、軽量ゆえにクレーンで一本ずつ吊り上げ、容易に施工できるものである。このシルバークール版は工場生産品であるから、現場打ちされるコンクリート屋根に比べれば工期の大幅な短縮や美感の向上などが図られ、学校体育館、倉庫、卸売市場等の大空間建物に採用されることが多い。ちなみに、Wilhelm J. Silberkuhl の発明によるものであるので、その名前に由来した名称となっている。

シルバークール屋根は上記したごとくの波形シェルであるが、これは柱頭で支持された枕梁に並べて置かれた程度のものであって、屋根面内の水平剛性や耐力に乏しいことは否定しがたい。日照による偏った膨張などで複雑な変形が発生することも想定されるからであり、その意味での耐候性を低下させないようにするためにも枕梁とシルバークール版とは剛接されず、端部が枕梁などにアンカー止めされる程度にとどめられる。それゆえ、屋根と建物壁などとの一体性が低い構造となるので、例えば南北方向に大きい地震力が作用した場合に同方向に延びる版のアンカーが外れるなどすると南北に延びる壁体への効果的な力の伝達がなされなくなる。シルバークール屋根が崩落するなどした場合、被害を食い止める手だてもない。

このようなシルバークール屋根を有する建物に対しては幾つかの補強策がある。というのは、シルバークール屋根を除去して鉄骨造屋根に葺き替えるといったことは実質的に不可能であるからである。シルバークール屋根を支持するに見合う程度に作られた壁体では鉄骨造屋根を支える強度や剛性が確保されていないこと、床の撤去と復旧が不可欠となり大掛かりな工事が強いられること、壁体で囲まれた空間に重機を導入することが物理的に不可能であることなどによる。それゆえ、地震対策はシルバークール屋根を残したうえでの建物補強に限られることがほとんどである。

シルバークール版を並べて葺いた建物は、出入口や窓、明かり採りがあるものの枕梁・柱脚もしくはそれに相当する程度の強度や剛性のある壁体で四面を形成した平面視矩形ＲＣ造建物である。このようなシルバークール屋根を支持するとともに屋根面の剛性を上げようとする例が特許文献１に提案されている。これはシルバークール版下面に直接接合具を接着し、弦材をシルバークール版の長手方向に対して斜めに交差するよう配置して接合具ごとに固定しようとするものである。すなわち、シルバークール屋根に平面トラスを裏当てするかたちの屋根補強策を採る。

平面トラスはその端部が枕梁等に接着した接合具に固定されて菱形状網目を呈し、隣り合うシルバークール版の離散が抑制されたり、大きな落下物の発生が回避される。すなわち、弦材がシルバークール版の拘束に直接寄与する。しかし、大地震などに見舞われたときのシルバークール版個々の挙動を抑える手立ては本質的には施されていないため、屋根に対して直接的な作業を施すに当たって予め固定強化しておく場合があるにしても、平面トラスが地震などで発生した力を建物壁体に伝達させ、剛体壁を利用して屋根の変形を抑えるといった作用は発揮させがたい。なお、接合具は屋根下の全面にわたり拡がる格子の交差部をなす位置の全てに配置されるため、その使用数は極めて多くなっている。

シルバークール版には接触や固定を一切行うことなく、すなわち屋根を対象とするよりは匡体の補強に主眼を置いた補強法がある。図１４に示すように、柱脚や壁の内側または外側でラチスを平置きした恰好となる平面矢視帯状の狭幅平面トラス２２を配置する。シルバークール版３Ａが載る枕梁１４を支持する下部構造４を建物の内側から補強する例が図１５に示される。室内側へ張り出す平面トラス２２は方杖２３などによって安定が図られ、壁体に作用した力を平面トラスの剛性を利して変形を抑制し、シルバークール屋根を支持する下部構造を補強しようとしたものである。

シルバークール版３Ａを支持する枕梁１４等を建物の外側から補強する例が図１６に示される。図１５の例と同じく帯状の平面トラス２２による壁体の補強である。特許文献２には同趣旨の構造が開示されている。ちなみに、図１２（ｂ）はシルバークール版３Ａの相互連結を金具２４で果たすことによって屋根の一体性を強化する例であり、このようなことは特許文献３にも紹介されている。

特開２００４−２０４６７８ 特開２００７−１６２３５４ 特開２００１−１８２１７１の〔００５２〕および図１５

上記した図１５および図１６の例では四面全ての壁体に沿うようにトラスが配置されるが、隣壁のトラスとの一体性は高くないことから、個々の狭幅平面トラスは極めて剛強なものであることが要求される。それゆえ、工事では断面係数の大きい重量物を扱うことになりがちで重機の導入が避けられず、図１５の例では床の撤去や復旧が不可避となり、工事規模がますます大きくなって、工期も長期化する。図１６の場合には補強構造が風雨に曝され、定期的な再塗装などの保守作業が課せられる。隣接建屋がある場合などでは工事対象建物の周囲に重機を配置できなくなり、寄付きスペースの不足は施工自体を不可能とする。なお、前者では方杖が圧迫感を与えかつ室内の見栄えを損ないまた室内空間の狭小化も印象づける。後者では建物の外観が損なわれるのを許容しなければならなくなる。

本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、シルバークール屋根を撤去することなくその面剛性の低い屋根に直接補強を施すこともなく、屋根を支持する匡体に対しては、軽量部材を採用しながらも所望する剛性が得られまた高い力伝達性能を発揮できる補強構造を適用することによって、工事規模の抑制を図りつつ見栄えの低下も可及的に回避できるシルバークール屋根を持ったＲＣ造建物の補強構造を提供することである。

本発明は、シルバークール屋根およびそれを支える柱・梁体もしくはそれに相当する程度の強度や剛性のある梁・壁体等の下部構造が備えられている鉄筋コンクリート構造物の補強構造に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、屋根スラブを形成する個々のシルバークール版３Ａを除去することなく、シルバークール屋根３の直下の下部構造４の室内側に、トラスを支持するトラス取付座５が、周囲壁で包囲される空間の上部を取り巻くように並べて固定される。このトラス取付座５を介して支えられ建造物の内部空間に嵌め込まれるように、上弦材６、下弦材７、斜材８とそれらを接合する節点材９とからなる立体トラス２が、シルバークール屋根３を直接支持することなく懸架される。その立体トラス２により建造物の屋根直下における面内剛性が増強されることにより、地震等により建物上部に作用した力を建物下部構造４に伝達できるようにしたことである。

図４に示すように、上弦材（図示せず）、下弦材７および斜材８は節点材９にねじ接合される。

図８（ａ）に示すごとく、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて上弦材６を接合する節点材のうち端部に位置する節点材９Ｙ_UEは、一直線上に配置される他の節点材９Ｙ_UMよりは低い位置に配置され、シルバークール版の長手方向に直交して配列され上弦材６を接合する節点材９Ｘ_U は、図１に示すごとく、全て一直線上に配置される。一方、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて下弦材７を接合する節点材９Ｙ_L は全て一直線上に配置され、シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され下弦材７を接合する節点材９Ｘ_L も図１のように全て一直線上に配置される。

図８（ｂ）に示すように、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて上弦材６を接合する節点材９Ｙ_U は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線３ａに沿って配置され、シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され上弦材６を接合する節点材９Ｘ_U は、図１に表されているように全て一直線上に配置される。一方、シルバークール版の長手方向に配列されて下弦材７を接合する節点材９Ｙ_L は全て一直線上に配置され、シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され下弦材７を接合する節点材９Ｘ_L も、図１のように全て一直線上に配置されてもよい。

図８（ｃ）に示すように、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて上弦材６を接合する節点材９Ｙ_U は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線３ａに沿って配置され、シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され上弦材６を接合する節点材９Ｘ_U は、図１のごとく全て一直線上に配置される。一方、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて下弦材７を接合する節点材９Ｙ_L は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線３ａに等距離を隔てて配置され、シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され下弦材７を接合する節点材９Ｘ_L は図１のように全て一直線上に配置されるようにしてもよい。

図９（ａ），（ｂ）を参照して、下弦材７の全部が木製トラス部材１２であり、上弦材６の全部および斜材８の全部もしくは一部が鋼製トラス部材１１とされる。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上弦材６および下弦材７は木製トラス部材１２であり、斜材８の全部もしくは一部が鋼製トラス部材１１とされてもよい。

例えば図１０（ｂ）のごとく斜材８の一部が鋼製である場合は、その鋼製トラス部材１１はトラス取付座５の近傍においてのみ採用される（図９（ｂ）も参照）。

例えば図８（ａ）に示すように、トラス取付座５に設けられる節点材９は上弦材６と斜材８を接合する位置に配設される。

本発明によれば、シルバークール屋根直下の建物下部構造に、トラス取付座を周囲壁で包囲される空間の上部を取り巻くように並べて固定しておき、上弦材、下弦材、斜材とそれらを接合する節点材からなる立体トラスを、シルバークール屋根を直接支持することなく、その直下の建物内部空間の全面に嵌め込まれるようトラス取付座に懸架させるので、全方向に向くトラス部材が寄与して水平方向の応力伝達も可能としている立体トラスが建造物の屋根直下の面内剛性を増強し、地震等により建物上部に作用した荷重が立体トラスを介して下部ＲＣ造骨組に伝達される。

立体トラスは周囲壁で包囲される空間内の上部全面に、上弦材と下弦材と斜材が短小軽量でありながらも厚みをもって拡がるゆえ、必然的に高い剛性のトラスが創成される。弦材などは軽量ゆえ人力運搬が可能であり、その軽量化は床を傷めずまた補強等をほとんど伴うことなく室内工事を可能にし、工事の短期化や工事費の低廉化を促す。弦材・斜材は大きい断面係数を必要としなく、構造材として細径化は圧迫感や室内空間の狭小化印象をおおいに和らげる。

上弦材、下弦材および斜材は節点材にねじ接合されるようにしておけば、溶接等に比べて現場組立が著しく手軽なものとなりまた工事機材も大きいものにならなくて済む。各材の短小化・低嵩化・軽量化も図られる。

シルバークール版の長手方向に配列されて上弦材を接合する節点材のうち端部に位置する節点材は、一直線上に配置される他の節点材よりは低い位置に配置されるか、全てがシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿って配置されるようにしておけば、立体トラスにはシルバークール版の反りに合わせたむくりを与えやすくなる。天井下スペースの有効利用を図りながら嵩高くしておくことができ、トラスの立体剛性を可及的に強めておくことができる。

シルバークール版の長手方向に配列される上弦材を接合する節点材および同版の長手方向に配列される下弦材を接合する節点材が、シルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿いまたは等距離を隔てて配置されるようにしておけば、立体トラスは室内中央で高位配置となり、上部空間の消費を可及的に抑えることができる。

上弦材の全部および斜材の全部もしくは一部が鋼製トラス部材とされていても、下弦材の全部を木製トラス部材としておけば、室内空間上部から室内全体に木質の温かみと落ちついた自然感溢れる雰囲気が醸しだされる。

上弦材および下弦材の全部が木製トラス部材とされていれば、室内空間上部に木質感が漂う傾向が強まり、空間の上質化が助長される。斜材の全部も木製トラス部材が使用されるなら、ますますコンクリートの冷硬感を和らげ、落ちついた雰囲気の屋内スペースとなる。

斜材の一部が鋼製である場合に、それがトラス取付座の近傍に位置するものだけとしておけば、鋼製トラス部材はますます目立たなくなる。鋼製トラス部材は、その構成上から木製トラス部材よりも安価に製作できるものであるから、目立たない箇所には積極的に採用して、工費の節減にも寄与させることができる。

トラス取付座に設けられる節点材を上弦材と斜材とを接合する位置に配設しておけば、面内剛性の増強が建造物の屋根の可及的直下でなされ、建物周囲構造の補強効果をより一層向上させることができる。

本発明に係るシルバークール屋根を持つＲＣ造の補強をなす立体トラスの一例の平面図。 立体トラスの一適用例で、（ａ）はシルバークール版の長手方向（ｙ方向）を望んだ補強建物であって図１中のＡ−Ａ線矢視図、（ｂ）はシルバークール版の長手方向に直交した方向（ｘ方向）を望んだ補強建物であって図１中のＢ−Ｂ線矢視図。 立体トラスを俯瞰したもので、（ａ）は全体組み上げ図、（ｂ）は一つの壁面に沿った部分のみを表した組み上げ図。 一つの節点材に臨む鋼製トラス部材および木製トラス部材の接合図。 トラス部材の一接合例の詳細であって、（ａ）は外面図、（ｂ）は接合構造を示した断面図。 建物下部構造の上方部位に設けられたトラス取付座およびトラス部材の接合状態の仰観図。 地震力の作用とその力の対面壁への伝達を示し、（ａ）はシルバークール版の長手方向への作用とその伝達図、（ｂ）はシルバークール版の長手方向に直交した方向への作用とその伝達図。 （ａ）はシルバークール版の長手方向に配列されて上弦材を接合する節点材のうち端部に位置する節点材が、一直線上に配置される他の節点材よりは少し低い位置に配置されている立体トラス図、（ｂ）はシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿って配置された節点材により上弦材を接合した立体トラス図、（ｃ）はシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿って配置された節点材により上弦材を接合し、同様にして下弦材も接合した立体トラス図。 （ａ）は下弦材が全て木製トラス部材とし、他を全て鋼製トラス部材とした立体トラス図、（ｂ）は上弦材の全てとトラス取付座の近傍における斜材とを鋼製トラス部材とし、他を全て木製トラス部材とした立体トラス図。 上弦材と下弦材の全てを木製トラス部材とし、（ａ）は斜材の全てが鋼製トラス部材とした立体トラス図、（ｂ）はトラス取付座の近傍における斜材のみが鋼製トラス部材とされ、他の斜材を木製トラス部材とした立体トラス図、（ｃ）は上弦材、下弦材、斜材の全てを木製トラス部材とした立体トラス図。 （ａ）は上弦材、下弦材、斜材の全てを鋼製トラス部材とし、トラス取付座に設けられる節点材が上弦材と斜材を接合する位置に配設された立体トラス図、（ｂ）はトラス取付座に設けられる節点材が下弦材と斜材を接合する位置に配設されている立体トラス図。 （ａ）はシルバークール屋根を備えた一体育館の正面図（ｘ方向）、（ｂ）はシルバークール版の連結形態における一例説明図。 シルバークール版の単体を示し、（ａ）は回転双曲面に成形され略円弧状の断面を持っていることを示す斜視図、（ｂ）はＰＣ線を略対角線状に埋め込んで補強されているプレキャストコンクリート版の平面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ線縦断面図。 （ａ）は室内側で柱脚や壁を帯状平面トラスによって建物補強する模式的断面図、（ｂ）は室外側で柱脚や壁を帯状平面トラスにより補強する模式的断面図。 シルバークール版を支持する建物の内側から帯状平面トラスにより補強する例の斜視図。 シルバークール版を支持する建物の外側から帯状平面トラスにより補強する例の斜視図。

以下に、本発明に係るシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、シルバークール屋根とその下部構造が備わっている鉄筋コンクリート構造物１に適用された立体トラス２の一例の平面図である。シルバークール屋根３は曲面屋根版、ＳＣＳ版、プレキャスト曲面版などとも称されるが、これを支えるのは、周囲に四面を有する建物のうちの柱・梁体もしくはそれに相当する程度の強度のある梁・壁体等であって、枕梁や耐力壁等を含めての下部構造４である。これは壁付きの下部ラーメン構造で、シルバークール屋根や補強構造としての立体トラス２の自重や揺れの負荷に対しての面内耐力は一応備わっているものである。

ＲＣ造建物１の補強構造はシルバークール屋根３の直下のトラス取付座５を介して支えられる立体トラス２であり、これが建造物の内部空間に嵌め込まれるように懸架される。そのトラス取付座５は周囲の四壁４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに固定され、この周囲壁で包囲される空間の上部を取り巻くように並べられる。この立体トラスは上弦材６、下弦材７、斜材８とそれらを接合する節点材（球形ノード）９とからなるが、シルバークール屋根３を直接支持することはなく、すなわち、屋根スラブを形成する個々のシルバークール版３Ａと一体化や固定化されることもない上下に厚みを呈した補強構造物となっている。

この立体トラス２により建造物の屋根直下における面内剛性が増強され、地震等により建物の上部に作用した大きい力を平行する二つの対面下部構造（下部ＲＣ造骨組）４に伝達することができる。立体トラスは、全方向に向く部材からなるため水平方向の応力伝達も可能であるからである。このような補強によって屋根空間をより一層豊かに演出できるような木質感漂う後述する策を適用することもできる。立体トラスの単材（弦材や斜材）は例えば数十ｋｇ程度で人力による小運搬が可能であり、床はコンパネ養生で工事に起因する損傷を抑えることができる。トラス成を１メートル未満とすることもでき、占有空間は大きくならず、元の空間を高く広く残すことができる。

図２には立体トラスの一例が示される。（ａ）はシルバークール版３Ａの長手方向（ｙ方向）を望んだ補強済み建物図であり、（ｂ）はシルバークール版の長手方向に直交した方向（ｘ方向）を望んだ補強図である。これは、具体的には後に説明する図９（ａ）の立体トラスである。上弦材、下弦材および斜材は全て鋼製トラス部材であってもよいし（図１１（ａ）を参照）、それら全てが木製トラス部材であってもよい（図１０（ｃ）を参照）。ここで例にする図２では、下弦材７の全てが木製トラス部材（実線二本で表示）であり、上弦材６の全ておよび斜材８の全てが鋼製トラス部材（一本線で表示）である。

ちなみに、図３はこのような立体トラス２を俯瞰したもので、（ａ）は全体組み上げ図を、（ｂ）は壁面の一つに沿った部分のみ表したものを示している。上記した節点材９に接合される木製の下弦材７と鋼製の斜材８の一例が後述する図４に示される。木製トラス部材は鋼製トラス部材より直径が大きくなるのは資質上やむを得ないが、節点材に接合される金具類は後で示すごとく共通化を図っておくこともできる。

各部材のうち節点材に着目して幾何学的な配置・配列を以下に説明する。なお、他の形態も可能であり、それらについては他の図を基にして後で詳しく述べる。本例では図２（ａ）に示すように、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて上弦材６を接合する節点材９Ｙ_U は全てが水平をなす一直線上に配置されている。シルバークール版３Ａの長手方向に直交して配列され上弦材６を接合する節点材９Ｘ_U も図２（ｂ）に示すように、全て水平をなす一直線上に配置される。前者すなわち９Ｙ_U の並びは対向する二つの壁面（手前に位置する壁面と奥に位置する壁面（図１中の壁４Ｂ、４Ａに相当））に平行しており、後者すなわち９Ｘ_U の並びは対向する他の二つの壁面（図１中の壁４Ｄ、４Ｃに相当）に平行している。

上弦材の場合と同様に、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて対向する二つの壁面４Ａ，４Ｂに平行な列をなして下弦材７を接合する節点材９Ｙ_L は、図２（ａ）のごとく全てが水平をなす一直線上に配置されている。シルバークール版の長手方向に直交して配列されて対向する他の二つの壁面４Ｃ，４Ｄに平行な列をなして下弦材７を接合する節点材９Ｘ_L も、図２（ｂ）のように全て水平をなす一直線上に配置されている。なお、上弦材６と下弦材７が全て同じ長さであれば節点材９は上弦側・下弦側ともに正方形の頂点をなす位置となる。この場合、上弦材が接合される節点材と下弦材が接合される節点材とは、共通する接合孔位置やねじ軸角度のものを使用することができる。

図４は一つの節点材９に臨む鋼製トラス部材１１および木製トラス部材１２の接合形態図であり、上弦材（図示せず）、下弦材７および斜材８はねじ孔１０ａを介して節点材９にねじ接合される。図５（ａ）はトラス部材の接合例の外面図であって、（ｂ）は詳細な接合構造を示した断面図である。この接合機構は例えば特開２００５−９７８３８号公報によって公知であるねじ接合構造が採用されているので、現場組立が溶接等に比べて著しく手軽なものとなりまた工事機材も大きいものが必要でなくなる。各材の短小化・軽量化・低嵩化が図られ、部材群の運搬や室内搬入の負担を可及的に少なくする。なお、構造の詳しい説明は公知であるため省くが、図５（ａ），（ｂ）において左の鋼製弦材１１と右の木製弦材１２における接合金具１３，１３Ａの構成品のうちかなりのものが共通化された例となっている。

ところで、図６には、建物下部構造４に設けられたトラス取付座５およびトラス部材の接合外観図が示される。シルバークール版３Ａの直下の梁１４に取付座が一体化され、ベースプレート１５上にステー１６によって補強されたアーム１７が室内側に張り出され、その先端に節点材９を取りつけている。このように立体トラス２は建物壁で囲まれた屋根下全域に一つの面をなして施工されるので、シルバークール版３Ａの万一の落下も防止でき、意匠性向上と野趣醸成とがあいまって落ちついた空間を実現する。

以上の説明から分かるように、シルバークール屋根直下の建物下部構造４に、トラス取付座５が周囲壁で包囲される空間の上部を取り巻くように並べて固定され、上弦材、下弦材、斜材とそれらを接合する節点材とからなる立体トラスが、シルバークール屋根を直接支持することなく、その直下の建物内部空間の全面に嵌め込まれるように上記トラス取付座を介して懸架されるので、建造物の屋根直下の面内剛性が増強され、地震等により建物上部に作用した力を厚みを利した立体トラスを介して下部ＲＣ造骨組４に伝達することができる。これは、立体トラスが部材を全方向に向かわす配置としているため水平方向の応力伝達も可能なっているからである。

立体トラスは、周囲壁で包囲される空間内の上部全面に厚みをもって拡がるので、上弦材、下弦材、斜材が短小軽量品であるにもかかわらず必然的に高い剛性のトラスが創成される。図７は、地震力の作用とその力に平行する二つの対面壁への伝達を分かりやすく示している。（ａ）はシルバークール版３Ａの長手方向に作用する力と壁体４Ａ，４Ｂへの伝達を、（ｂ）はシルバークール版の長手方向に直交した方向へ作用する力と壁体４Ｃ，４Ｄへの伝達を示している。シルバークール屋根は面内の水平剛性や耐力が乏しく屋根スラブとしての一体性も十分でないため、とりわけ図７（ａ）のような方向に力が作用した場合、ｙ方向に延びる壁体４Ａ，４Ｂへは有効に伝達されない。本発明に係る立体トラスの補強構造によれば、屋根面の直下に構造面を形成させることができ、これによって水平力を有効に壁体に伝達できることになる。

弦材などは軽量で人力運搬が可能であり、その軽量化は床を傷めずまた補強等を伴うことなく室内工事を可能にし、工事の短期化や工事費の低廉化を促す。弦材・斜材は図１５や図１６で述べた弦材のような大きい断面係数や剛強さを必要としなく、構造材の細径化・小断面積化は圧迫感や室内空間の狭小化印象を和らげる。

トラスの構築に供される構造材は軽量なものばかりであり、人力での施工が容易であって総足場上での作業を可能にする。なお、足場下はコンパネ（合板）で養生すればよい程度で済む。シルバークール屋根の撤去もないため、重機の導入も必要とされない。重機なしでの立体トラス構築工事は高額を要する床の撤去や復旧も回避する。シルバークール屋根を撤去した場合に課せられる廃棄物処理もなく、工費のさらなる圧縮が図られる。屋外に部材が露出したり突出することもないから、構造材の耐用期間は長くなり保守点検の負担が軽減される。シルバークール屋根を貫通したり付着させる部材や部品が存在しなく、面内水平剛性や耐力に乏しい屋根を残したままではあるが、原則として予め補強したり固定を強化しておく必要もない。

ちなみに、シルバークール屋根には特に対策を施さないため版の簡便な固定が地震等で外れたとしても、上記したごとく立体トラスの部材が織りなす網目格子が長尺物の落下を阻止し、または軽減する。立体トラスの成りは１メートル高程度までで可能であり、天井直下のスペースの大幅な減少をきたすことはない。体育館である場合などはボールが高く上がることの多いバレーボール競技も差し支えなくなる。上記したトラス取付座は各壁に沿って配列されるだけであるから、特許文献１で提案されているシルバークール版下全面の格子交差部に配置される接合具に比べれば格段に数は少なく、言うまでもなく工事の手間が抑えられ工期の短縮化も図られる。

図２（ａ）および図９（ａ）には節点材９の上下いずれもが、水平をなす一直線上にそれぞれ配置されている例を示した。下弦材７を接合する節点材の全てとシルバークール版の長手方向に直交して配列される上弦材６を接合する節点材の全てはそれぞれ水平をなす一直線上に配置されるが、図８（ａ）に示すように、シルバークール版３Ａの長手方向に配列されて上弦材６を接合する節点材のうち端部に位置する節点材９Ｙ_UEを、水平をなす一直線上に配置される他の節点材９Ｙ_UMより低い位置に配置してもよい。また、図８（ｂ）のように、上弦材６を接合する全ての節点材９Ｙ_UAがシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線３ａ線に沿って配置されるようにすることもできる。立体トラスにはシルバークール版の反りに合わせたむくりを与えることができ、天井下スペースでの占有域を上方に拡大して嵩高さを発揮させ、トラスの立体剛性を可及的に高めることができる。

図８（ｃ）では、シルバークール版の長手方向に配列された上弦材６を接合する節点材９Ｙ_UAおよびシルバークール版の長手方向に配列された下弦材７を接合する節点材９Ｙ_LAが、シルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線３ａに沿いまたは等距離を隔てて配置されている。この場合は立体トラスが室内中央で高位配置となり、上部空間の占有容積を可及的に抑えることができる。

図９（ａ）は下弦材７の全部が木製トラス部材１２であり、上弦材６の全部および斜材８の全部が鋼製トラス部材１１とした例である。図９（ｂ）は下弦材７の全部が木製トラス部材１２であり、上弦材６の全部および斜材８の一部が鋼製トラス部材１１とされている例である。このようにしておけば、上弦材６や斜材８が鋼製トラス部材であっても下弦材７の全部が木製トラス部材であるから、室内空間上部から室内全体に木質の温かみと落ちついた自然感溢れる雰囲気が醸し出される。また、鋼製トラス部材は木製トラス部材よりも細くて済むからトラスを仰ぎ見ても目立ち方は少なく、木製の平面格子体が浮漂するかのような造形美を呈する。

図９（ｂ）や図１０（ｂ）のごとく斜材８の一部が鋼製である場合は、その鋼製トラス部材１１をトラス取付座５の近傍においてのみ採用しておけば、鋼製トラス部材はほとんど目立たなくなる。ちなみに、鋼製トラス部材は、その構成上から木製トラス部材よりも安価に製作できるものであるから、目立たない箇所には積極的に採用して、工費の節減に寄与させることができる。

図１０（ａ）は上弦材６および下弦材７は木製トラス部材１２であり、斜材８の全部が鋼製トラス部材１１とされている例である。図１０（ｂ）では、上弦材６および下弦材７は木製トラス部材１２であり、斜材８の一部が鋼製トラス部材１１とされている。このように、斜材８の全部もしくは一部が鋼製トラス部材とされていても、上弦材６および下弦材７の全部が木製トラス部材とされているから、室内空間上部は木質感があふれ、空間の上質化が促進される。なお、図１０（ｃ）のように、斜材８の全部にも木製トラス部材１２が使用されるなら版の冷硬なコンクリート肌を和らげ、落ちついた風合ある雰囲気の居住もしくは活動スペースを創出する。

今まで述べたいずれの例においても、トラス取付座５に設けられる節点材９は上弦材６と斜材８を接合する位置に配設されている（例えば図８（ａ）を参照）。面内剛性の増強が建造物の屋根の可及的直下でなされ、建物周囲構造の補強効果をより一層発揮させることができる。一方、図１１（ｂ）のように、トラス取付座５に設けられる節点材９_L は下弦材７と斜材８を接合する位置に配設しておくこともできる。トラス取付座の上下位置の選定は、建物の構造や付設機器など室内環境等を勘案して決めればよい。

ところで、建物の縦横比によっては節点材を正方形の頂点に位置させることができるとは限らない。トラス取付座の近くでは長方形化を許容したり、全ての箇所で長方形としておいたりといったことも不可能ではない。節点材に臨む斜材の寸法や設置角度が正方形配置される節点材におけるそれらとは異なることになって節点材の大幅な共通化は崩れることになるが、この球形ノードは現代のＮＣ加工技術をもってすれば、その箇所ごとの接合角度を可能にする部材突き当て面１０（図５を参照）の形成や、その面におけるねじ孔１０ａの加工などに過剰な負担を伴わせるものでない。

１…鉄筋コンクリート構造物（ＲＣ造建物）、２…立体トラス、３…シルバークール屋根、３Ａ…シルバークール版、３ａ…版横断面最下点が長手方向に形成する曲線、４…下部構造（下部ＲＣ造骨組）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…壁、５…トラス取付座、６…上弦材、７…下弦材、８…斜材，９，９Ｘ_U ，９Ｘ_L ，９Ｙ_U ，９Ｙ_L ，９Ｙ_UE，９Ｙ_UM，９Ｙ_UA，９Ｙ_LA，９_L …節点材、１０ａ…ねじ孔、１１…鋼製トラス部材、１２…木製トラス部材、１４…梁（枕梁）。

Claims (9)

1. シルバークール屋根およびそれを支える柱・梁体もしくはそれに相当する程度の強度や剛性のある梁・壁体等の下部構造が備えられている鉄筋コンクリート構造物の補強構造において、
   屋根スラブを形成する個々のシルバークール版を除去することなく、シルバークール屋根直下の前記下部構造の室内側に、トラスを支持するトラス取付座が、周囲壁で包囲される空間の上部を取り巻くように並べて固定され、
   該トラス取付座を介して支えられ建造物の内部空間に嵌め込まれるように、上弦材、下弦材、斜材とそれらを接合する節点材とからなる立体トラスが、前記シルバークール屋根を直接支持することなく懸架され、
   該立体トラスにより建造物の屋根直下における面内剛性が増強されることにより、地震等により建物上部に作用した力を建物下部構造に伝達できるようにしたことを特徴とするシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
2. 前記上弦材、下弦材および斜材は前記節点材にねじ接合されていることを特徴とする請求項１に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
3. 前記シルバークール版の長手方向に配列されて上弦材を接合する節点材のうち端部に位置する節点材は、一直線上に配置される他の節点材よりは低い位置に配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に直交して配列され上弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に配列されて下弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に直交して配列され下弦材を接合する節点材も全て一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
4. 前記シルバークール版の長手方向に配列されて上弦材を接合する節点材は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿って配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に直交して配列され上弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に配列されて下弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置され、
   前記シルバークール版の長手方向に直交して配列され下弦材を接合する節点材も全て一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造の補強構造。
5. 前記シルバークール版の長手方向に配列されて上弦材を接合する節点材は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に沿って配置され、
   シルバークール版の長手方向に直交して配列され上弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置され、
   シルバークール版の長手方向に配列されて下弦材を接合する節点材は、全てシルバークール版の横断面最下点が長手方向に形成する曲線に等距離を隔てて配置され、
   シルバークール版の長手方向に直交して配列されて下弦材を接合する節点材は全て一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
6. 前記下弦材の全部が木製トラス部材であり、前記上弦材の全部および斜材の全部もしくは一部が鋼製トラス部材とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
7. 前記上弦材および下弦材は木製トラス部材であり、前記斜材の全部もしくは一部が鋼製トラス部材とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
8. 前記斜材の一部が鋼製である場合は、その鋼製トラス部材は前記トラス取付座の近傍においてのみ採用されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。
9. 前記トラス取付座に設けられる節点材は上弦材と斜材を接合する位置に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載されたシルバークール屋根を持つＲＣ造建物の補強構造。