JP7040721B2 - トラス架構及び屋根架構 - Google Patents

Description

本発明は、トラス架構及び屋根架構
に関する。

特許文献１には、木造建築において床組または梁組等として使用するのに適している単位角材によって組み立てた木造格子梁に関する技術が開示されている。

特許文献２には、寄棟屋根や半切妻屋根等の各種屋根構造に適用することができきるベント梁に関する技術が開示されている。

特許文献３には、大空間を備えた建築物を得るために好適な屈曲架構ユニットに関する技術が開示されている。

特許文献４には、建築物の床組や屋根組等の平面構造物を構築するために用いられる木製トラス梁ユニットに関する技術が開示されている。

特開昭６２―１９５２号公報 特開平４－１４５５０号公報 特開２００８―１３３６７３号公報 特開２０１５―２０９７２５号公報

木質のトラス屋根架構やトラス梁等のトラス架構が知られている。このようなトラス架構の剛性や強度を向上させるためには、各部材を大断面化する必要がある。しかし、トラス架構を構成する各部材を大断面化するとコストが大幅にアップする。

本発明は、上記事実を鑑み、コストアップを抑制しつつ、木質のトラス架構を大断面化することが目的である。

第一態様は、間隔をあけて配置された木質の上部材及び下部材が連結材で連結されたトラス構造の複数のユニットが、軸方向に連続すると共に、前記軸方向にずれて幅方向に重ね合わされて接合されたトラス架構である。

第一態様のトラス架構では、複数のユニットが軸方向に連続すると共に軸方向にずれて幅方向に重ね合わされて接合されることでトラス架構が大断面化する。また、ユニットを構成する木質の上部材、下部材及び連結材が重なり接合されることで、大断面化するので、各部材を大断面化するよりも低コストである。

第二態様は、前記ユニット同士は、前記連結材が配置された間隔又はその整数倍で前記軸方向にずれて幅方向に重ね合わされて接合されている、第一態様に記載のトラス架構である。

第二態様のトラス架構では、連結材が配置された間隔又はその整数倍でユニット同士が軸方向にずれて幅方向に重ね合わされて接合されているので、トラス架構の剛性・強度が向上する。

第三態様は、前記ユニット同士は、互いに異なる仰角で重ね合わされて接合され、アーチ状を成している、第一態様又は第二態様に記載のトラス架構である。

第三態様のトラス架構では、ユニット同士を互いに異なる仰角で幅方向に重ね合わせて接合することで、低コストでアーチ状のトラス架構を構成できる。

本発明によれば、コストアップを抑制しつつ、木質のトラス架構を大断面化することができる。

本発明の一実施形態のトラス架構を用いた屋根架構の斜視図である。 本発明の一実施形態のトラス架構を構成するトラス構造のユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態のトラス架構をＺ方向から見た平面視した図である。 本発明の一実施形態のトラス架構を構成するユニットが非接合状態の斜視図である。 （Ａ）は、本発明の一実施形態のトラス架構をＹ方向から見た図であり、（Ｂ）はＸ方向から見た図である。 図１の屋根架構をＸ方向から見た拡大図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態のトラス架構について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。

［構造］
先ず、一実施形態のトラス架構及びこのトラス架構を用いた屋根架構の構造について説明する。

図１に示す屋根架構１０は、体育館等の内部に大空間を有する構造物の屋根を構成している。この屋根架構１０は、本実施形態のトラス架構１００がＹ方向に間隔をあけて配置され、繋ぎ機構５０（図６も参照）によって繋がれた構造となっている。

本実施形態のトラス架構１００は、上側凸に湾曲したアーチ状となっている。つまり、トラス架構１００の軸線Ｇは、上側凸に湾曲したアーチ状となっている。なお、このアーチ状の軸線Ｇに沿った方向を軸方向とする。また、トラス架構１００は、上下方向に間隔をあけて配置された木質の上弦材１１０及び下弦材１２０が、軸方向に間隔をあけて配置された束材１３０で連結され、更に束材１３０と束材１３０との間にはＸ字状に配置された金属製のブレース１５０が設けられたトラス構造となっている。

図３、図４及び図５に示すように、トラス架構１００は、複数のトラス構造のユニット２００で構成されている。また、図２、図４、図５及び図６に示すように、各ユニット２００は、上弦材１１０（図１、図４及び図５参照）を構成する上部材２１０と、下弦材１２０（図１、図４及び図５参照）を構成する下部材２２０と、が、束材１３０を構成する連結材２３０によって連結されている。言い換えると、ユニット２００は、平行配置された上部材２１０及び下部材２２０が、これらに対して直交配置され且つ長手方向に間隔をあけて配置された複数の連結材２３０で連結されることで、梯子状を成している。なお、本実施形態の上部材２１０、下部材２２０及び連結材２３０は、木質の長尺平板形状の集成材で構成されている。

図２、図５及び図６に示すように、本実施形態では、ユニット２００における上部材２１０及び下部材２２０と、連結材２３０とは、ホゾパイプ２０２によって接合されている。しかし、接合方法は、これに限定されない、例えば、Ｌ字状の金物によって接合されていてもよい。

また、図２、図４及び図５（Ａ）に示すように、ユニット２００における連結材２３０と連結材２３０との間には、前述したＸ字状に配置されたブレース１５０が設けられている。なお、図２及び図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、ブレース１５０は、上部材２１０及び下部材２２０の側面に埋め込まれた山型の定着金物２０４に連結されているが、これに限定されるものではない。

図４及び図５に示すように、このようなトラス構造のユニット２００（図２参照）を軸方向にずらして幅方向に重ね合わせて接合し、更に軸方向に連続させることで、トラス架構１００が構成されている。別の観点から説明すると、上部材２１０が軸方向に連続し、且つ軸方向にずれて幅方向（Ｙ方向）に重ねられ接合されることで大断面の上弦材１１０となる。同様に、下部材２２０が軸方向に連続し、且つ軸方向にずれて幅方向に重ねられ接合されることで大断面の下弦材１２０となる。また、連結材２３０が幅方向に重ねられ接合することで、大断面の束材１３０となる。

図３、図４、図５（Ｂ）及び図６に示すように、本実施形態では、三つのユニット２００が軸方向にずれ幅方向（Ｙ方向）に重ねられている。なお、「幅方向」とは、Ｚ方向から見た平面視で、軸方向と直交する方向であり、本実施形態ではＹ方向である。また、本実施形態では、三つのユニット２００が、それぞれ軸方向にずれているが、これに限定されない。例えば、幅方向の両外側の二つユニット２００は軸方向に対して同位置で、中央の一つのユニット２００のみが軸方向にずれていてもよい。

図４及び図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、ユニット２００同士は、連結材２３０が配置された間隔（連結材２３０と連結材２３０の間隔）又はその整数倍で軸方向にずれて接合されている。よって、連結材２３０同士が幅方向に重なり接合されている。

図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、ユニット２００同士は、互いに異なる仰角で（別の観点から説明すると、水平方向（Ｘ方向）に対して角度をつけて）、重ね合わされて接合されているので重ね合わされて接合されているので、前述のようにトラス架構１００はアーチ状を成している（図１参照）。

図５及び図６に示すように、本実施形態では、幅方向に重ねられたユニット２００を構成する上部材２１０、下部材２２０及び連結材２３０は、ドリフトピン２０６で接合されているが、これに限定されない。例えば、ラグスクリューで接合されていてもよいし、接着剤で接合されていてもよい。或いは、ビスと接着剤とを併用して接合されていてもよい。

なお、本実施形態では、軸方向に隣接するユニット２００の上部材２１０同士及び下部材２２０同士は、直接的には連結されていないが、引きボルト等で直接的に連結されていてもよい。

そして、前述したように、図１に示す屋根架構１０は、本実施形態のトラス架構１００がＹ方向に間隔をあけて配置され、繋ぎ機構５０によって繋がれている。繋ぎ機構５０は、軸方向に間隔をあけて設けられている。

図６に示すように、本実施形態の繋ぎ機構５０は、木質の角材で構成された横材５２及び逆Ｖ字状に配置された斜材５４で構成されている。本実施形態では、横材５２の長手方向の中間部５２Ａと斜材５４の上端部５４Ａとは、引きボルト６０で接合されている。なお、図示されていないが、斜材５４の下端部５４Ｂと下弦材１２０とも、引きボルトで接合されている。

また、図示されていないが、横材５２の長手方向の端部５２Ｂと上弦材１１０とは、平板状の板金が平面視Ｕ字形状に加工された接続金物及びピンで接合されている。なお、繋ぎ機構５０の横材５２及び斜材５４の接合方法は、一例であってこれに限定されるものではない。また、繋ぎ機構５０は、横材５２及び逆Ｖ字に配置された斜材５４以外の構成であってもよい。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

複数のユニット２００が軸方向に連続すると共に軸方向にずれて幅方向（Ｙ方向）に重ね合わされて接合されることでトラス架構１００が大断面化する。また、ユニット２００を構成する集成材である上部材２１０、下部材２２０及び連結材２３０が重なり接合されることで、大断面化するので、各部材を大断面化するよりも低コストである。つまり、コストアップを抑制しつつ、木質のトラス架構１００が大断面化される。

また、連結材２３０が配置された間隔（連結材２３０と連結材２３０の間隔）又はその整数倍でユニット２００同士が軸方向にずれているので、連結材２３０が重ね合わされて接合され大断面の束材１３０となっているので、トラス架構１００の剛性・強度が向上する。

また、ユニット２００同士を互いに異なる仰角で重ね合わせて接合することで、低コストでアーチ状のトラス架構１００を構成できる。

また、幅方向に重ね合せるユニット２００の個数を調整することで、所望する断面積のトラス架構１００を容易に得ることができる。また、軸方向に連続するユニット２００の個数を調整することで、所望する長さのトラス架構１００を得ることできる。つまり、トラス架構１００は、幅方向に重ねるユニット２００の個数及び軸方向に連続させるユニット２００の個数を適宜設定することで、軸方向と直交する断面積及び軸方向に沿った長さを自由に設定することができる。

また、ユニット２００の重ね合せの接合にドリフトピン２０６やラグスクリュー等を用いた場合は、接着工程が不要になるので、トラス架構１００の製作期間が短縮され、また、この結果、屋根架構１０の施工期間が短縮される。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、本実施形態では、三つのユニット２００が幅方向（Ｙ方向）に重ねて接合されていたが、これに限定されない。二つユニット２００が幅方向（Ｙ方向）に重ねられて接合されていてもよいし、四つ以上のユニット２００が幅方向（Ｙ方向）に重ねられて接合されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、トラス架構１００は、水平方向に対して上側凸のアーチ状を成していたが、これに限定されない。水平方向に沿った直線状のトラス架構であってもよい。

また、上記実施形態では、トラス架構１００は、屋根架構１０に用いられたが、これに限定されない。例えば、トラス梁に直線状のトラス架構を用いてもよい。

また、上記実施形態では、連結材２３０が配置された間隔（連結材２３０と連結材２３０の間隔）又はその整数倍でユニット２００同士が軸方向にずれているので、連結材２３０は重ね合わされて接合され束材１３０となったが、これに限定されない。他の間隔でユニット２００同士が接合され、連結材２３０同士が重ね合わされていなくてもよい。また、上記実施形態では、連結材２３０は、平行配置された上部材２１０及び下部材２２０に対して直交配置されていたが、これに限定されない。連結材２３０は、上部材２１０及び下部材２２０に対して斜めに配置された斜材であってもよい。なお、連結材２３０が斜材の場合は、ブレース１５０が設けられていなくてもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ 屋根架構
１００ トラス架構
１１０ 上弦材
１２０ 下弦材
１３０ 束材
２００ ユニット
２１０ 上部材
２２０ 下部材
２３０ 連結材

Claims (6)

1. 間隔をあけて配置された木質の上部材及び下部材が軸方向に間隔をあけて配置された木質の複数の連結材で連結されたトラス構造の複数のユニットを有し、
   複数の前記ユニットが幅方向に重ね合わされ且つ軸方向に複数連続して配置され、
   幅方向に隣り合う前記ユニットの軸方向の端部が軸方向にずれて接合されて構成されている、
   トラス架構。
2. 前記ユニット同士は、前記連結材が配置された間隔又はその整数倍で前記軸方向にずれて前記連結材同士が幅方向に重ね合わされて接合されている、
   請求項１に記載のトラス架構。
3. 前記ユニット同士は、互いに異なる仰角で幅方向に重ね合わされて接合され、アーチ状を成している、
   請求項１又は請求項２に記載のトラス架構。
4. 前記ユニットにおける前記連結材と前記連結材との間にブレースが設けられている、
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のトラス架構。
5. 間隔をあけて配置された請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の複数のトラス架構と、
   隣り合う前記トラス架構を繋ぐ繋ぎ機構と、
   を備えた屋根架構。
6. 前記繋ぎ機構は、
   前記上部材が重ねられて構成された上弦材同士を接合する横材と、
   前記下部材が重ねられて構成された下弦材と、前記横材の長手方向の中間部と、に接合された斜材と、
   を有して構成されている、
   請求項５に記載の屋根架構。
   

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