JP3895481B2

JP3895481B2 - Ｆｒｐ製屋根構造体

Info

Publication number: JP3895481B2
Application number: JP29477498A
Authority: JP
Inventors: 俊弘伊藤
Original assignee: Toray Industries Inc; Shimizu Corp
Current assignee: Toray Industries Inc; Shimizu Corp
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JP2000120227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰ製屋根構造体に関し、とくに大型の屋根を容易に新築したり葺き替えしたりするのに好適なＦＲＰ製屋根構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、体育館など屋根部の空間が大きい建物の屋根は、鉄骨トラス組の上にモヤを設け、その上に鋼板等を貼る手法によって建造されるのが通常である。また、数十年前には、トラスのないプレキャストコンクリート製の一体屋根材が開発され、それを用いた建物が現在に至っており、葺き替え時期に至っているものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の屋根材、とくにプレキャストコンクリート製の一体屋根材は、単位面積当たりの重量が大きく、屋根部全体の重量も大きくなり、梁や柱への負荷が大きいため、屋根自身や建造物全体としての強度面からの耐用年数に欠けるおそれがある。
【０００４】
また、単位面積当たりの重量が大きいことは、耐用年数に達した屋根材の葺き替えや、新規時においても問題となり、大型の重機を必要としたり大がかりな足場を必要とし、工期が長くなる、施工費が増大する等の問題を招いている。
【０００５】
本発明の課題は、とくに大型の屋根を葺き替えたり新築するに際し、軽くて取扱い性に優れ、大型の重機等を必要としないばかりか建物の梁や柱への負荷も小さく、施工が極めて容易な、しかも耐用年数の大幅な延長が可能な、施工および性能面ともに優れたＦＲＰ製屋根構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のＦＲＰ製屋根構造体は、間隔をもって対向配置されたＦＲＰ層と、両ＦＲＰ層と一体的に接合されたリブとを有し、かつ、単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²以上であり、実質的に一定幅で長手方向に延び、長手方向における単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０ ⁷ ｋｇ・ｍｍ ² 以上であり、かつ、長手方向端部に、他部材への固定用支持部が設けられていることを特徴とするものからなる。対向配置されたＦＲＰ層の間隔は、５〜３０ｃｍの範囲が好ましい。
【０００７】
上記両ＦＲＰ層間のリブ以外の部分は、空間に形成しておくことも可能であり、両ＦＲＰ層間に、発泡体や木材等からなる低比重のコア材を配置しておくこともできる。
【０００８】
このＦＲＰ製屋根構造体においては、長手方向端部に、とくに両端部に、他部材への固定用支持部が設けられていることが好ましい。支持部は、ＦＲＰ製屋根構造体のＦＲＰ層と一体に形成されたＦＲＰ部材であってもよく、別体に成形され、ＦＲＰ製屋根構造体に接合されたＦＲＰ部材、その他の材料からなる部材に構成してもよい。
【０００９】
ＦＲＰ製屋根構造体は、実質的に一定幅で長手方向に延びるが、この場合、断面形状も長手方向において実質的に一定または一様の形状であることが好ましい。
【００１０】
ＦＲＰ製屋根構造体の断面形状はとくに限定しないが、代表的な断面形状として、平板形、Ｖ形（Ｕ形も含む）、ハット形、Ｗ形、逆Ｙ形、波形等を採用できる。
【００１１】
また、優れた耐火、防火性能を付与するために、本発明に係るＦＲＰ製屋根構造体は、その表面に耐火層が設けられていることが好ましい。
【００１２】
このようなＦＲＰ製屋根構造体は、幅方向に複数個連結して所定の屋根材に構成できる。このＦＲＰ製屋根構造体が、実質的に一定幅で長手方向に延びているので、単に幅方向に連接していくだけで、所望の面積の屋根が容易に形成できる。
【００１３】
複数個連結する場合には、連結部において、隣接するＦＲＰ製屋根構造体間に間隙を形成しておくこともできる。このように間隙を設けると、組付誤差や熱変形（熱膨張や熱収縮）が容易に吸収される。また、雨漏れ等を防止するために、連結部が防水部材（たとえば、防水シート状部材）で被覆されていることが好ましい。
【００１４】
このような本発明に係るＦＲＰ製屋根構造体においては、単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²以上とされることにより、とくに長手方向における単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²以上とされることにより、屋根構成部材として十分に高い剛性が確保される。そしてＦＲＰを主体とした屋根材であるため、単位面積当たりの重量を従来品の１／２以下に小さくすることができ、運搬や施工が容易になるとともに、施工後の建物への負荷も大幅に軽減される。また、屋根全体を大幅に軽量化できるため、柱や梁のスパンを長くすることも可能になる。また、大型の重機や大がかりな足場が不要になり、施工期間が短縮されるとともに施工費も低減される。なお、単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性や、長手方向における単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性は、通常２０×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²以下であれば、本発明の目的、効果を奏する上で十分である。
【００１５】
また、実質的に一定幅で長手方向に延びるので、とくに幅方向に容易に複数個連接することができ、個々のＦＲＰ製屋根構造体は小さいサイズ（幅）のものでありながら、連接により容易に大型の屋根に構成できる。したがって、運搬や施工時には比較的小さなサイズのＦＲＰ製屋根構造体として取扱い性を向上しつつ、最終的には所望の形状の大面積の大型の屋根を実現できる。その結果、新築のみならず、屋根の葺き替えの作業が大幅に容易化される。
【００１６】
さらに、外面がＦＲＰで形成されるので、基本的に錆発生の問題がなく、耐食性にも優れているので、耐久性の大幅な向上が可能となり、耐用年数の大幅な延長が可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製屋根構造体を示している。図１において、１はＦＲＰ製屋根構造体１個分を示しており、該ＦＲＰ製屋根構造体１は、本実施態様ではＵ形の断面形状を有している。ＦＲＰ製屋根構造体１は、間隔をもって対向配置されたＦＲＰ層２と、表裏の両ＦＲＰ層２間にわたって延び両ＦＲＰ層と一体的に接合されたリブ３とを有している。リブ３は、ＦＲＰ層２とは別の材質から構成することもできるが、同一の、あるいは同種のＦＲＰから構成することが、接合性、軽量性の面から好ましい。リブ３をＦＲＰ層２と異種の材料から構成する場合、同一または同種のＦＲＰから構成する場合のいずれにおいても、ＦＲＰ層２とは一体成形によって所定位置に配置することが好ましい。本実施態様では、ＦＲＰ層２間のリブ３のない部分は、空間４に形成されている。リブ３は、とくに、ＦＲＰ製屋根構造体１の長手方向における単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が６×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²となるように、配置位置、ピッチ等が決められている。
【００１８】
このＦＲＰ製屋根構造体１は、実質的に一定幅Ｗで長手方向に延びている。本実施態様では、断面形状も一定または一様のまま長手方向に延びているが、実質的に一定の幅Ｗを有する限り、断面形状は必要に応じて多少変化してもよい。
【００１９】
ＦＲＰ層２を構成するＦＲＰの強化繊維やマトリックス樹脂はとくに限定されず、周知のいかなるものも採用できる。たとえば強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等を使用でき、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の他、各種熱可塑性樹脂も使用できる。
【００２０】
図２は、上記図１に示した形態の空間４部分に、コア材５を配置（充填）したサンドイッチ構造のＦＲＰ製屋根構造体６を示している。コア材５としては、木材や発泡体、ハニカム体等を使用でき、軽量性の点からは、比重の小さい発泡体がより好ましい。とくにこのようなコア材５の使用により、剛性のみならず、断熱性や遮音性も向上できる。
【００２１】
図３は、断面形状が図１や図２に示したものとは若干異なる、Ｖ形のＦＲＰ製屋根構造体７を示している。本実施態様においては、ＦＲＰ製屋根構造体７の長手方向端部、とくに両端部に、他部材への固定用支持部８が設けられている。支持部８は、別体に成形したものをＦＲＰ製屋根構造体７に接着等により接合してもよく、ＦＲＰ製屋根構造体７のＦＲＰ層と一体に成形してもよい。とくに一体成形することにより、ＦＲＰ製屋根構造体７の本体部と強固に接合され、全体として強度、剛性の高い構造に構成できる。支持部８は、必要に応じて、とくにＦＲＰ製屋根構造体が長手方向に長い場合には、途中にさらに追加して設けるようにしてもよい。
【００２２】
また、上記のような個々のＦＲＰ製屋根構造体は、複数個幅方向に連結することができる。個々のＦＲＰ製屋根構造体が実質的に一定幅に形成されているので、次々に幅方向に連接するだけで、容易に所望の面積の屋根材に形成される。
【００２３】
連結構造は、たとえば図４に示すように、互いに隣接するＦＲＰ製屋根構造体１を、所定の間隙１１をもって、適当な締結部材１２（たとえば、ボルト）を介して連結することができる。このような間隙１１を形成しておくことにより、ＦＲＰ製屋根構造体１個々の寸法誤差や、組付時の誤差、さらには、日射の有無等による屋根の熱膨張、熱収縮などの熱変形を容易に吸収できるようになる。
【００２４】
上記のような連結部１３は、たとえば図５に示すように、防水シート材等からなる防水部材１４で被覆しておくことにより、容易に防水構造を実現でき、雨漏れ等は容易に防止される。
【００２５】
また、上記各実施態様では、断面形状がＵ形またはＶ形のＦＲＰ製屋根構造体を示したが、断面形状としては、実質的に自由に任意の形状を採用できる。たとえば図６の（Ａ）に示すような単なる平板形のＦＲＰ製屋根構造体２１、（Ｂ）に示すようなハット形のＦＲＰ製屋根構造体２２、（Ｃ）に示すようなＷ形のＦＲＰ製屋根構造体２３、（Ｄ）に示すような逆Ｙ形のＦＲＰ製屋根構造体２４、（Ｅ）に示すような波形のＦＲＰ製屋根構造体２５とすることができる。
【００２６】
さらに、屋根材としての適性をより向上し、耐火性能を高めるために、たとえば図７に示すように、ＦＲＰ製屋根構造体３１の表面（片面または両面）に、耐火層３２を設けることが好ましい。耐火層３２を構成する耐火材としては、耐火塗料や発泡性の耐火性プラスチック材を使用できる。発泡性耐火性プラスチック材は、所定の温度に加熱されると発泡して断熱性能を発揮するものである。
【００２７】
上記のような構成を有する本発明に係るＦＲＰ製屋根構造体においては、まず、ＦＲＰを主体とした構成であるため、単位面積当たりの重量が従来品の１／２〜１／３と大幅に低減されるので、運搬が容易で、施工に際しても大型の重機や大がかりな足場が不要であり、工期が短くなるとともに、施工費が大幅に低減される。また、一定幅を有するＦＲＰ製屋根構造体を所定個数容易に連接でき、所望の大面積の屋根を容易に形成できるとともに、屋根全体の重量を大幅に低減できる。したがって、建物の梁や柱への負荷が小さくなり、これら梁や柱のサイズを小さくしたり、スパンを拡げたりすることが可能になり、材料費が節約されるとともに設計の自由度も増大する。
【００２８】
また、図２に示すようなサンドイッチ構造を採用すれば、軽量性を維持しつつ、強度、剛性をさらに高めることが可能で、梁や柱のスパンをさらに拡げることも可能になる。また、サンドイッチ構造により、断熱性や遮断性の向上をはかることもできる。
【００２９】
また、ＦＲＰ層を主体とした屋根材であるため、耐久性に優れるとともに、本質的に錆発生や腐朽などのおそれがなくなり、寿命が延びて、耐用年数の大幅な延長が可能となる。
【００３０】
また、図４に示したような連結構造を採用すれば、所定個数のＦＲＰ製屋根構造体を容易に連接できるとともに、組付誤差や熱変形を容易に吸収できるようになり、さらに施工の容易化、耐久性の向上をはかることができる。また、図５に示したような防水構造を採用すれば、雨漏れ等に対しても完全に手当てできる。
【００３１】
また、図３に示したような支持部８を一体に形成することにより、施工に際しての他部材との取り合いや他部材への取り付けが容易化される。また、支持部８の設置部分に、特別に強化繊維を配して補強する等の必要もない。
【００３２】
また、図７に示したような耐火層３２を設けておくことで、優れた防火性能を有する屋根材を実現できる。
【００３３】
さらに、図６に各種断面形状を例示したように、Ｖ形やＵ形の他、ハット形、Ｗ形、逆Ｙ形、波形等の断面形状を採用することができ、これらの断面形状を採用することによって、建物内部で発生した音が、屋根部材からの反射音と打ち消し合い、静かな居住空間を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＦＲＰ製屋根構造体によれば、リブを有し、曲げ剛性が特定値以上のＦＲＰ製屋根構造体としたので、十分な強度、剛性を確保しつつ軽量で取扱い性に優れ、施工が容易で工期も短く建物への負荷を小さく抑えることができ、所望の大面積の屋根も容易に新築、葺き替え可能で、かつ、耐用年数の長い、施工面、性能面ともに優れた屋根材を提供できる。とくに、一定幅で長手方向に延び、長手方向における曲げ剛性が特定値以上のＦＲＰ製屋根構造体とすることにより、これらの効果を一層助長できる。
【００３５】
また、このＦＲＰ製屋根構造体にコア材を含むサンドイッチ構造を採用したり、ＦＲＰ製屋根構造体同士の連結部に特定の構造を採用したり、あるいは、表面に耐火層を設けた構造を採用すれば、一層優れた性能の屋根材を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製屋根構造体の部分斜視図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ製屋根構造体の断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施態様にかかるＦＲＰ製屋根構造体の斜視図である。
【図４】ＦＲＰ製屋根構造体同士の連結構造の一例を示す断面図である。
【図５】連結部の別の構造例を示す断面図である。
【図６】各種断面形状の例を示す概略断面図である。
【図７】耐火層を設けた例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、６、７、２１、２２、２３、２４、２５、３１ＦＲＰ製屋根構造体
２ＦＲＰ層
３リブ
４空間
５コア材
８支持部
１１間隙
１２締結部材
１３連結部
１４防水部材
３２耐火層

Claims

間隔をもって対向配置されたＦＲＰ層と、両ＦＲＰ層と一体的に接合されたリブとを有し、かつ、単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０⁷ｋｇ・ｍｍ²以上であり、実質的に一定幅で長手方向に延び、長手方向における単位幅（１ｍｍ）あたりの曲げ剛性が５×１０ ⁷ ｋｇ・ｍｍ ² 以上であり、かつ、長手方向端部に、他部材への固定用支持部が設けられていることを特徴とするＦＲＰ製屋根構造体。
両ＦＲＰ層間にコア材が配置されている、請求項１のＦＲＰ製屋根構造体。
断面形状が、平板形、Ｖ形、ハット形、Ｗ形、逆Ｙ形、波形のいずれかである、請求項１または２のＦＲＰ製屋根構造体。
表面に耐火層が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰ製屋根構造体。
幅方向に複数個連結されている、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰ製屋根構造体。
連結部において、隣接するＦＲＰ製屋根構造体間に間隙が形成されている、請求項５のＦＲＰ製屋根構造体。
連結部が防水部材で被覆されている、請求項５または６のＦＲＰ製屋根構造体。