JPH083203B2

JPH083203B2 - 長大スパンの大屋根架構

Info

Publication number: JPH083203B2
Application number: JP62278281A
Authority: JP
Inventors: 勝人増田
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH01121427A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、工場建屋の屋根又は音楽堂あるいは飛行
機格納庫などの大屋根として採用される長大スパンの大
屋根架構に係り、さらにいえば、梁間方向の柱間隔が10
0m〜200mでこの長大スパンを無柱で建設することができ
る大屋根架構（長大スパン架構又は無柱空間架構）に関
するものである。

従来の技術従来一般の屋根架構は、梁間方向に20m〜30mの短スパ
ンで柱が多数林立した構成になっている。

最近になって、長大スパンを無柱で建設する長大スパ
ン架構（無柱空間架構）が紹介されている。例えば昭和
62年８月６日付日刊工業新聞の記事によれば、清水建設
（株）がスパン175mを無柱で建設した工場大屋根（以下
清水の大屋根という）を完成した旨紹介されている。同
記事に紹介された清水の大屋根架構の構造詳細は不明で
あるが、スパン175mの柱間にトラス梁を架設すると共に
同トラスの下弦材にピアノ線（PC鋼線、PC鋼棒など）を
組込み、これを強く引張ってトラス梁を圧縮するプレス
トレスを導入し、これによってトラス下部が屋根荷重で
下方へ押し拡がるのを元に戻して垂れ下がりを防いだ構
成の屋根になっているものと推定される。

本発明が解決しようとする問題点（Ｉ）上記に述べた如く短スパンで柱が多数林立する
屋根架構の場合は、柱が占める分だけ建物内の有効床面
積が減少し、また、柱がじゃまになって室内空間の使用
に何かと不便が生じていた。

（II）上記に述べた清水の大屋根架構は、有効床面積
が約10％増加し、また、柱のじゃまが無いので室内空間
の使用に制約を受けないという特長を有するが、一方、
トラス梁は垂れ下がりを元に戻す大きさのプレストレス
による圧縮を常時受ける構成なので、同トラス梁の下弦
材は前記圧縮に耐え得る断面積を必要とし、構造が大型
化するという問題点が認められる。

問題点を解決するための手段上記従来技術の問題点を解決するための手段として、
この発明に係る長大スパンの大屋根架構は、図面の第１
図〜第７図に好適な実施例を示したとおり、（ａ）小梁取付け位置Ｈよりも上方に方杖材取付け高さ
ｈをもつ複数の柱材１…が、梁間方向に所要の間隔をあ
けて複数の列状に建てられ、（ｂ）柱材1,1の桁行方向に並ぶ間であって方杖材取付
け高さｈの部位に大梁トラス２が架設されていること、（ｃ）梁間方向に並ぶ柱材1,1同士の小梁取付け位置Ｈ
の間、及び大梁トラス2,2同士の下端付近の間に小梁材
３…が架設されていること、（ｄ）柱材１及び大梁トラス２の天端と前記小梁材３と
の間に方杖材４が斜めに設置され、（ｅ）小梁材３の長手方向に沿って緊張材５が付設さ
れ、該緊張材５の両端は前記方杖材４に沿って斜め上向
きに配置され、柱材１または大梁トラス２の天端おいて
予引張力を導入して定着が行なわれ、長期屋根荷重は緊
張材５により吊り上げていることをそれぞれ特徴とす
る。

作用各柱材１の直立状態は、これに架設した大梁トラス２
及び小梁材３により平面の２軸方向に補剛される。ま
た、大梁トラス２はその間へ組入れた小梁材３により補
剛されており、地震時などの横力はこれら大梁トラス
２、小梁材３と方杖材４とにより処理される。

風圧時に屋根に加わる浮揚力に対しては方杖材４を圧
縮材として働かせ、もって小梁材３の支点間距離を小さ
くした形で処理する。

小梁材３の長手方向に付設されたPC鋼棒等の緊張材５
は、その両端が方杖材４に沿って上方へ向い、柱材１又
は大梁トラス２の天端に適度な緊張状態で定着されてい
るので、小梁材３は緊張材５で引張り上げた形になって
おり、小梁材３に負荷された長期屋根荷重は緊張材５を
引張材として支持される。即ち、屋根荷重は小梁材３が
直接受けるが、同時に同小梁材３に付設した緊張材５が
引張力として支持し、大梁トラス２を経て、又は直接柱
材１が受けて地盤に伝達し処理される。

実施例次に、図示した実施例を説明する。

第１図と第２図は、この発明に係る長大スパンの大屋
根架構の構造の概要を示したもので、図中１が柱材であ
り、これは梁間方向に100m及至200m位の長大な間隔をあ
けて垂直に建てられている。柱材１には角型の鋼管等が
その上端を閉じた形で使用されている。柱材１の桁行方
向の間隔は30m位とされている。柱材１は、小梁取付け
位置（床上高さH,Hは３〜15m位）よりも上方に方杖材取
付け高さｈ（このｈは梁間スパンの大きさにより異な
る。）をもち、よって地上高さが（Ｈ＋ｈ）とされた背
丈の高い柱とされている。

桁行方向に並ぶ柱材1,1間には、梁せいが上記方杖材
取付け高さｈに略等しい大きさで平板状の大梁トラス２
が架設され、もって柱材１が桁行方向に補剛されている
（第２図）。

また、梁間方向に並ぶ柱材1,1同士の前記方杖材取付
け高さｈの下部位置の間、及び大梁トラス2,2の下端付
近の間に小梁材３…を架設し、もって柱材１が梁間方向
に補剛されている。さらに各小梁材３…は、桁行方向に
組入れたつなぎ梁（交叉梁）６…で補剛され、もって平
版状のトラス屋根が組立てられている。

上記の各柱材１…及び大梁トラス２の天端と、小梁材
３との間に、方杖材４が設置されている。方杖材４と小
梁材３との交点位置は、柱材１からの長さＳを、小梁材
３の全長Ｌ（つまり、柱材1,1間のスパン）の約L/5程度
に構成されている。方丈材４の勾配は10°〜30°位とさ
れている。

ところで、小梁材３の構造は、第３図A,Bに一例を示
したように、プレートの溶接組立て加工によりせいが高
いＩ形に形成されたＩビーム材又は同様なせいの高さを
有する市場Ｉ形鋼による構成とされている。

この小梁材３と柱材１及び方丈材４との関係構造は、
第４図に詳示したとおり、方丈材４としてはＨ形鋼を使
用し、小梁材３の方に溶接したＨ形鋼4a及び柱材１の方
に溶接したＨ形鋼4bとの間に長い方丈材４を高力ボルト
継手で接合した構成とされている。小梁材３において、
Ｈ形鋼4aの溶接箇所にはスティフナー10,10を入れて補
強が行なわれている。また、小梁材３のウェブ両側面に
は、方丈材４の延長線上に形鋼11が溶接されている。

そして、小梁材３のウェブの両側であって下フランジ
近傍の位置に緊張材としてのPC鋼棒５（又はPC鋼線）を
沿わせ（第３図Ｂ）、これが小梁材３の長手方向に付設
されている。このPC鋼棒５の両端部は、第４図に詳示し
たようにまず形鋼11の中に通し、さらに方杖材４たる
Ｈ形鋼のウェブ両側面に沿わせて上方へ導き、柱材１又
は大梁トラス２の天端部に定着機構を設け、適度な大き
さの予引張力を導入して定着し、もって小梁トラス材３
…に加えられる載荷重（長期荷重）を吊り上げる構成と
されている。つまり、小梁材３…が受ける屋根荷重の大
部分をPC鋼棒５の引張応力として負担せしめ、これを柱
材１…に伝達して処理されるのである。なお、方杖材４
は荷重の大きさ、向きにより引張材又は圧縮材として働
き、小梁材３の負荷を処理する。

例えば、風圧時の吹上げ、即ち屋根の浮揚力に対して
は、方杖材４を圧縮材又は引張材として働かせる。この
ときは小梁材３の支点間距離が小さくなるので、その分
小梁鋼材使用量の節減が図れるのである。

また、強風時あるいは地震時に生ずる横力は、梁間方
向には小梁材３と方杖材４に、そして桁行方向には大梁
トラス２とつなぎ梁６…とにそれぞれ応力伝達をさせて
抵抗させる。この時も方杖材４は圧縮材又は引張材とし
て働く。

小梁材３とつなぎ梁６とで構成したトラス屋根の上面
には、屋根仕上材７が敷設されている。但し、方杖材４
に沿う傾斜屋根部分にはワイヤーウェーブ等の透明仕上
げ材７′を敷設して建物内に自然採光が図られている。
また、斜め屋根部分の一部には、開閉自在な窓となる突
出し部分８を設けて自然換気を行なう構成とされてい
る。方杖材４と小梁材３とが形成する三角形状の屋根裏
空間９は、設備スペースとして利用しダクト、配線及び
配管類が敷設されている。

異なる実施態様小梁材としては、上記Ｉビーム材のほかに、第５図A,
Bに示したように、上下弦材3a,3bとしてＨ形鋼を横向き
に使用し、その間の斜材3cとしてＨ形鋼又はアングルを
組入れたトラス（組立梁）で実施することもできる。こ
の場合にも下弦材3bたるＨ形鋼の両溝内に緊張材として
のPC鋼棒５を沿わせて付設した構成とされる。また、方
丈材４としてはパイプ材を使用することもできる本発明が奏する効果以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この
発明に係る長大スパンの大屋根架構によれば、100m〜20
0mの長大スパンを柱無し空間とした建物を構築できるの
で、工場とか音楽堂あるいは飛行機格納庫などの建屋と
して、有効床面積が広く、そして、じゃま物が無くて見
通しが良く広い大空間を種々便利に経済的に使用するこ
とを可能ならしめる。

しかも、この大屋根架構は、常時荷重を緊張材５で吊
り支える構造であるため、特に小梁材３の部材断面積を
小さくでき、その鋼材使用量を節減して軽量で安価な無
柱大空間建物の建設に寄与するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る大屋根架構の概要を示した正面
図、第２図は同前の斜視図、第３図A,Bは小梁材の構造
例を示した正面図と横断面図、第４図は小梁材と方丈材
及び柱材の架構部分を詳示した正面図、第５図ＡとＢは
小梁材の異なる例を示した正面図と横断面図である。１……柱材、２……大梁トラス、３……小梁材４……方丈材、５……緊張材（PC鋼棒）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）小梁取付け位置よりも上方に方杖材
取付け高さをもつ複数の柱材が、梁間方向に所要の間隔
をあけて複数の列状に建てられ、（ｂ）柱材の桁行方向に並ぶ間であって方杖材取付け高
さの部位に大梁トラスが架設されていること、（ｃ）梁間方向に並ぶ柱材同士の小梁取付け位置の間及
び大梁トラス同士の下端付近の間に小梁材が架設されて
いること、（ｄ）柱材及び大梁トラスの天端と前記小梁材との間に
方杖材が斜めに設置され、（ｅ）小梁材の長手方向に沿って緊張材が付設され、該
緊張材の両端は前記方杖材に沿って斜め上向きに配置さ
れ、柱材または大梁トラスの天端において予引張力を導
入して定着が行なわれ、長期屋根荷重は緊張材により吊
り上げていること、をそれぞれ特徴とする長大スパンの
大屋根架構。