JPS63134732A

JPS63134732A - 張弦梁床構造を有する建築物

Info

Publication number: JPS63134732A
Application number: JP28124186A
Authority: JP
Inventors: 公男斎藤; 憲英今川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-06-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、建築物の新規な床構造に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来の床構造は、一般的に床、小梁、大梁及び柱で構成
され、小梁及び大梁が曲げモーメント及び剪断力により
床荷重（固定荷重、積載荷重、積雪荷重）を柱まで伝達
するものであった。

従って、柱間隔を増大させることは機能的、経済的及び
材料等に関して制約があり、困難であるという問題を有
していた。

一方、従来の屋根構造に用いられてきた張弦梁構造は、
ケーブル等の引張材によるプレストレス導入により梁材
の応力と変形とを制御する点に最大の特徴がある。

即ち、該張弦梁構造は、第１４図に示す例の如く、所定
間隔をおいて対向立設された一対の柱体１．１間に梁２
を架設するとともに、該梁２の下側位置においてケーブ
ル３を前記柱体１．１間に張設し、梁２とケーブル３と
を略中央部で補助部材４により連結し゛てなるものであ
り、梁２及びケーブル３と一対の柱体１，１との接合部
は、例えば一方かピン支点５で他方かローラー支点６に
なっている。

よって、梁２の自重によりケーブル３に生じる張力を梁
２１１体に軸力として負担させることができ、またいわ
ゆる自碇式であるからアンカーが不要てあり、さらにケ
ーブル３に対する所定のプレストレスの導入により、梁
２に対して最適な応力分布を得ることが可能となる等の
利点を有するものである。

そこで、本発明はト記効果が、付加荷重に比較し゛Ｃ固
定荷重が大きい程、あるいはスパンか大きい程増大する
点に着目し、ＲＣ造の床補強や鉄骨大スパン架構に床構
造として利用することを目的として提案されたものであ
る。

（問題点を解決するための手段）Ｊ−記目的を達成するため本発明においては、所定間隔
をおいて対向立設された各柱体間に大梁を架設して主構
造か形成された床構面内において横架材を前記柱体間も
しくは前記大梁間に架設するとともに、該横架材の下側
位置において引張材を前記柱体間もしくは前記大梁間に
張設し、横架材と引張材とを束材により連結してなる張
弦梁床構造を有する建築物を特徴とするものである。

（実施例）以下、本発明の好適な実施例を図面により説明する。

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すものて、本
実施例に係る床構造は、大梁ＩＯ１横架材１１、床１２
、引張材１３及び束材１４で構成されている。

即ち、第１図及び第２図に示す如く、鉄骨又は鉄骨鉄筋
コンクリート造からなる大梁ｌＯで柱１５．１５間を架
構し、さらに、該柱１５間を鉄骨造からなる横架材１１
で対角方向に連結している。

また、横架材１１の上部には、第３図に示す如く湿式又
は乾式１法で施工される床１２か形成され、横架材１１
の下部に引張材１３が、またＬ部槽架材１１と下部引張
材１３の間には両者を鉛直方向につなぐ束材１４が配設
されている。

即ち、本実施例では引張材１３は、束材１４のド端部と
横架材１１の端部とを連結するとともに、対向する束材
１４の下端部相配をも水平方向に連結してなる。

なお、引張材１３は、本実施例ではケーブルにて成形さ
れているが、この他にも設計条件等に応じて鋼棒や形鋼
等を使用することも可能である。

また、本実施例における横架材ｌｌは、上記の如くいわ
ゆる斜文型に配設されており、また、第３図に示すよう
に、柱１５に設けられた支持部１６に横架材端部１１ａ
かローラー支持状態になるように載置接合されている。

さらに、引張材１３にはプレストレスか導入されるか、
該張力導入は引張材１３に直接張力を導入する方法の他
、束材１４に圧縮力を導入する方法等がある。

第４図は、後者の方法による張力導入装置１７の例を示
すものであり、束材本体１４の下端部には所定長さの円
筒部１７ａか固着されており、その内周面には酸ネジが
刻設されている。

１、ム円筒部１７ａには、所定長さを有するボルト１７
ｂの上部が螺合されており、該ボルト１７ｂの下端部は
、引張材１３と一体に形成された有底円筒状の受圧部１
７ｃに嵌合されている。

しかして、ボルト１７ｂには一対のナツト１８ａ、ｉｓ
ｂがあらかじめ螺合しており、上部のナツト１８ａを回
転してボルト１７ｂを図中下方に移動させると、該ボル
ト１７ｂの下端部が前記受圧部１７ｃを所定強さで押圧
することとなり、ボルト１７ｂの下降量に応じて引張材
１３に付与する押圧力が調整できるようになっている。

なお、ナツト１８ｂは元位置から移動しないため、ナツ
ト１８ａの移動量を知り、付与した圧縮力の強さを確認
するためのものである。

よって、ボルト１７ｂか受圧部１７ｃと一体の引張材１
３を押圧することにより、該引張材１３に所定の張力を
発生させるようになっている。

なお、張力導入装置１７は、上記例に限定されず、例え
ば第５図に示すよう構成することもてきる。

即ち、束材本体１４側に第１ボルト１７ｄを上下に移動
自在に螺合しておき、また引張材１３側には第２ボルト
１７ｅの下端を固定しておき、一方、第１ボルト１７ｄ
の下部と第２ボルト１７ｅの１一部とを共通の回転部材
１７ｆに各々上下から螺合するとともに、両ボルトのネ
ジ切り方向を逆に設定しておけば、回転部材１７ｆを所
定方向に回転することにより両ボルトが離間する方向に
動き、１−２例と同様に引張材１３に所定の張力を生じ
させることがてきる。

以りの架構か形成された後、第３図及び第４図に示すよ
うに大梁ｌＯ及び横架材１１上にコンクリートを打設し
て床１２を形成し、本実施例に係る合成床構造の構築が
完了するものである。

ここて、本実施例の特長の１つである、コンクリート打
設に伴なう張弦梁床端部の支承状態の変化につき説明す
る。

上記したように横架材ｌｌは、柱１５に設けられた支持
部１６に横架材端部１１ａがローラー支持状態になるよ
うに載置接合されているが、該横架材１１上に上記の如
く現場打ちコンクリートか打設されると、該コンクリー
トの自重により横架材１１は所定の撓みを生じ、前記横
架材端部１１ａは０′Ｓ３図において図中左方向に所定
寸法分滑動する。

しかして、該状態でコンクリートが硬化し、床１２と横
架材１１及び大梁ｌＯとは一体化されるため、横架材１
１は大梁ｌＯ１柱１５とあらかじめ一体である支持部１
６に対して摺動不能となり、硬化後はピン支持状態に変
化する。

第６図は上記変化を概念図化したものであり、コンクリ
ート打設前は第６図（ａ）に示すように横架材ｉｉの両
端部１１ａは各々ローラー支持状態であるが、コンクリ
ートを打設すると横架材ｌｌに等分布荷重が作用し、第
６図（ｂ）に示すように撓みδが発生するとともに、両
端部１１ａは支持部１６に対して各々内方に若干移動す
る。

次に、コンクリートが硬化すれば上記したように横架材
端部１１ａは支持部１６に対してピン支持状態となり、
これを第６図（Ｃ）に示す。

しかして、本実施例に係る張弦梁床構造が目的とする大
スパン構造においては、スパンか大となる分だけコンク
リート床１２や他の積載物等による鉛直荷重が非常に大
きいものとなるため、当初から横架材端部１１ａか支持
部１６にピン支持状ｊＥとなっている場合には、前記鉛
直荷重か作用すると、支持部１６には大きな曲げモーメ
ントか発生し、これに対抗するためには柱等がいたずら
に大断面となり、構造設計り従来の聞題点となっていた
。

しかしながら、本実施例のような構成を採用すれば、当
初は横架材端部１１ａは支持部材１６にローラー支持さ
れているため、該支持部材１６には上記床荷重による＋
１１口ず応力は発生せず、単に鉛直力が作用するのみと
なるため、支持部材１６は従来例に比較して格段に経済
的な断面性能の部材てよいことになる。

しかして、コンクリートの打設硬化後は、横架材１１は
該コンクリートの荷重を受けて所定の変形状態にて固定
されたものであるから、両端部ｌｌａかピン支持状態と
なっても該コンクリート等の当初の積載荷重により支持
部材１６に曲げ力か加わることはなく、該支持部材１６
は積雪荷重等の短期荷重による曲げ力のみを想定し、こ
れに対抗しつるものとすればよいこととなる。

よって、従来例に比較して非常に合理的な構造設計か１
４ス齢になるものである。

なお、第６図（ａ）の状態において横架材１１の一］二
記撓みｒ５δをあらかしめ想定して、該横架材１１の中
央部をコンクリート打設前にδ分だけＬ方に変形させて
おけば、コンクリートの硬化後に横架材１１及び床１２
を丁度水平な面に形成することがてき、この場合も」−
記したと同様の作用効果を奏しつる。

なお、床１２は全部を現場打ちコンクリートとする他、
横架材１１と柱体１５や大梁１０との接合部のみを現場
打ちとし、他の部分はプレキャストコンクリート板とす
ることもできる。

本実施例に係る床構造は上記のように構成された合成構
造であり、柱、大梁等の主構造としては鉄骨造又は鉄骨
鉄筋コンクリート造を対象とじている。

また、第７図及び第８図は本発明の第２実施例を示すも
のであり、本実施例は横架材１１か大梁ｌ０１１０間を
相互に並行して結ぶ、いわゆる並行型の例である。

未実施例では、第８図に示すように各横架材ｌｌ毎に２
本の束材１４．１４か配設されており、該一対の束材下
端部相互を引張材１３で連結するとともに、束材１４の
下端部と横架材１１の両端部とを各々引張材１３で連結
することにより、いわゆる２本束タイプの張仏梁か形成
されている。

その他の構成は、上記第１実施例と同様である。

しかして、本構造の内、上記斜文型の第１実施例におい
ては、荷重の大部分を大梁１０を介さずに柱１５に伝達
する機能を持っており、該大梁ｌＯの荷重負担を大幅に
軽減することができ、また、に記並行型の第２実施例て
は、長手方向の大梁１０の床負担面積か減少するため、
いずれも梁断面の低減か図れる。

また、引張材１３に導入する張力の大きさを調節するこ
とにより、床面の応力分布、変形量を制御することか可
能であるため、従来の床構造では実現か困難であった大
スパン構造が経済的に形成てきる。

また、従来の鉄骨床構造ては地震、風荷重等の水平荷重
の対する床面内の水モ剛性を確保するためには、水平プ
レース等を床構造以外に設ける必要があったが、上記第
１実施例に係る斜交型横架材１１は、水平荷重に対する
床面内の剛性確保のためにも有効に利用することかでき
、水平プレースを別構造として設ける必要かないという
特長を有する。

つぎに、施工面では、従来の床構造はコンクリート打設
時に支保工等の仮設材が不要であり、この仮設材撤去時
には、床スラブの自重による応力及び変形が生じる等の
問題かある。

ところか、本発明に係る床構造を採用すれば、仮設材か
不要であることや、上記した如く、コンクリート打設時
に自重に相当する変形が生じているため、コンクリート
硬化後の応力のみか横架材１１や柱１５等の設計対象と
なることなどの利点もある。

−・方、張弦梁構造は固定荷重に対して効果的な架構で
あるから、地震力や風荷重といった水モカに対する抵抗
要素が建物の外周に配置されたとき、ピロティ、スポー
ツ空間、工場等に適用しうる大スパンの床構造としてそ
の性１駈を発揮することかできる。

第９図及び第１０図は本発明の第３実施例及び第４実施
例を示すものであり、第９図の実施例は、建築物２０の
外周壁面にプレース材２１を配設するとともに、第７図
すに示すように鉛直構面では横架材１１、引張材１３及
び２本の束材１４により構成される２木東タイプの張弦
梁構造を採用した。いわゆる外周プレース型の例である
。

即ち、鉛直筒用抵抗系としての張弦梁構造と、水４ｉ荷
重抵抗系としての周辺支持構造とを明確に分周した構造
システムになっている。

二Ｅだ、第１０図の実施例は外周壁面にフレーム材２２
を配設した例であり、鉛直構面の構成は第７図の第３実
施例と同様な、いわゆる外周フレーム型の例である。

さらに、第１１図は第１Ｏ図の第４実施例の変形例であ
り、１階部分のみに外周フレーム２２か配設されている
。

なお、１一体温３実施例及び第４実施例においても、張
弦梁構造の横架材１１（ビーム）には、鉄骨トラスや形
鋼、集成材等か、また、引張材１３（ストリング）には
、ケーブル、鋼棒、形鋼か適応できる。

また、束材１４の配置（位置と本数）には種々の形式が
設定しうるが、引張材１３の天井面からの下りを小さく
抑え、かつ応力変形の制御を図るためには、第９図及び
第１θ図に示す二本束タイプが最も合理的である。

しかして、本実施例に係る張弦梁構造では、特長の一つ
として引張材１３の脱着の容易さかある。

即ち、第１２図（ａ）に示すように、工場等の既存建物
２３があってその改築を計画しているか、周辺に改築時
の建物内の設備類の仮保存場所がない場合には、従来は
建（＋えか困難てあった。

しかしながら、第１２図（ｂ）に示すように既存建物２
３を囲んて新しい建物の所定の骨組２４を構築し、仮設
用ケーブル２５及び上記束材の役割を果たす仮設柱２６
とで張弦梁を構成した横架材ｉｔをスライト工法等によ
って所定の位置に配置１りずれば、構造的に完結した骨
組となり、既存建物２３を覆う大スパンの構造が可能と
なる。

よって、既存建物２３内の設備類等を２階部分に移動し
た後、該既存建物２３を解体撤去し、次に第１２図（ｃ
）の如く仮設柱２６Ｆ部に支持柱２７を連結、一体化し
た後に仮設ケーブル２５を撤去すれば、第１２図（ｄ）
のように横架材１１は中間支持柱２７によって支持され
た状態となり、充分な階高（天井高）か確保される。

また、１階部分を高さ方向に２分割して２層分を確保す
ることも１１丁能である。

第１３図は、同様な既存建物の改築工法の他の例を示す
ものであり、本実施例では第１３図（ａ）の如く、既存
建物２３を覆って新規建物の骨組２４を構築する際に仮
設用ケーブル２５を２階柱２８下端から直りの大梁、横
架材等の端部に架構することにより、該２階部分に張弦
梁構造を形成しておき、既存建物２３解体後に１階部分
の支持柱２９を取付け、ケーブル２５を撤去するように
しだものである。

このように、将来機部的な変化か生じ、スパンの変更か
可能となった場合（例えば、上記既存建屋の建替えや都
市再開発等）あるいは、中間部の作業性に問閣がある場
合（例えば、軌道空間建築の建設等）などには、第１２
図及び第１３図に示した工法の有効性か発揮されるもの
である。

（発明の効果）以上詳述した如く、本発明においては所定間隔をおいて
対向立設された各柱体間に大梁を架設して主構造が形成
された床構面内に横架材を架設するとともに、該横架材
の下側位置において引張材をＩｉｉ記柱体柱体間くは前
記大梁間に張設し、横架材と引張材とを束材により連結
してなる張弦梁床構造を右するものであるため、主構造
としての大梁の荷重負担の軽減を図り、床面の応力分布
、変形ｊ、ｋを設計条件に応じて任意に制御することが
可能となり、従来の如く複雑かつ大規模な設備、作業を
必要とうることなく、大スパン床構造か低コストて実現
できる等、種々の有用な効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例としての斜交型の
張弦梁床構造を示すもので、第１図ａ及び第１図すは各
々はその要部側面及び構面を示す概念図、第°２図は要
部斜視図、第３図は横架材端部の接合方式例を示す要部
概念図、第４図は束材と引張材の構成及び張力導入装こ
の例を示す要部概念図、第５図は張力導入装置の他の例
を示す要部概念図、第６Ｕ；Ａ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
は各々本実施例に係る横架材の支持状態の変化を示す概
念１・！：、第７図及び第８図は本発明の第２実施例を
示し、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）は各々その要部側
面及び平面を示ずＩ！念図、第８図は要部斜視図、第９
図は発明の第３実施例を示し、第９図（ａ）は全体構成
を示す概念図、第９図（ｂ）は鉛直構面の概念図、第１
０図は発明の第４実施例を示し、第１０図（ａ）は全体
構成を示す概念図、第１Ｏ図（ｂ）は鉛直構面の概念図
、第１１図は第１Ｏ図の実施例の変形例を示す概念図、
第１２図（ａ）乃至（ｄ）は第９図もしくは第１０図の
実施例に示す構造を利用した既存建物の改築り法のトｊ
１を各々示す説明図、第１３図（ａ）乃至（ｃ）は第１
２図の改築Ｔ法の他の実施例を各々示す説明図、第１４
図は従来の屋根構造例を示す概念図である。１０・・・大梁、　　　　　１１・・・横架材、１２・
・・床、　　　　　　　１３・・・引張材、１４・・・
束材、　　　　　１５・・・柱体、２０・・・建築物、
　　　　２１・・・プレース材、２２・・・フレーム材
、　　２３・・・既存建物、２４・・・新規骨組、　　
　２５・・・架設ケーブル、２６・・・架設柱、　　２
７．２９・・・支持柱。特許出願人　　　斉　藤　公　刀（外１名）代理人　　弁理士　　藤　原　宏　２第１図（ａ）第２図第３図第４図第５百第６図第７図第８図第９図　　　　　第１０図（Ｑ）　　　　　　　（０）第１１図第１２図（ｂ）（Ｃ）　　　　　　　　　　　（ｄ）第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定間隔をおいて対向立設された各柱体間に大梁
を架設して主構造が形成された床構面内に横架材を架設
するとともに、該横架材の下側位置において引張材を前
記柱体間もしくは前記大梁間に張設し、横架材と引張材
とを束材により連結してなることを特徴とする張弦梁床
構造を有する建築物。
（２）前記横架材は前記柱体間に架設されている特許請
求の範囲第１項記載の張弦梁床構造を有する建築物。
（３）前記横架材は前記大梁間に架設されている特許請
求の範囲第１項記載の張弦梁床構造を有する建築物。
（４）前記横架材は前記柱体もしくは大梁に対してロー
ラー支持状態にて載架されており、上部に床コンクリー
トを打設することにより自重に相当する変形が生じた状
態で、コンクリート硬化後はピン支持状態となることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいづれか
に記載の張弦梁床構造を有する建築物。
（５）前記建築物は、外周壁面にフレーズ材を配設する
ことにより鉛直荷重抵抗系としての張弦梁構造と、水平
荷重抵抗系としての周辺支持構造とを分離してなる、特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいづれかに記載の張弦
梁床構造を有する建築物。
（６）前記建築物は、外周壁面にフレーム材を配設する
ことにより鉛直荷重抵抗系としての張弦梁構造と、水平
荷重抵抗系としての周辺支持構造とを分離してなる、特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいづれかに記載の張弦
梁床構造を有する建築物。