JP6951079B2 - 建物構造 - Google Patents

Description

本発明は、トラス梁が並設された建物構造に関する。

例えば、下記特許文献１に示すように、上弦材と、下弦材と、上弦材と下弦材との間に梁延在方向に並ぶ複数の三角形を形成する並びで備えられた複数の斜材とで構成される複数のトラス梁が並設され、並設されたトラス梁の下弦材どうしの間に床スラブが支持されている建物構造が知られている（下記特許文献１の段落［００１０］等参照）。
このような建物構造では、トラス梁の内部空間に居室等の床を有する空間を形成することができ、トラス梁の内部空間を利用して建物の床面積を効率良く確保することができる。

特開２０１６−１０８８１６号公報

ところで、このような建物構造では、トラス梁の内部空間へのエレベーターや階段等の縦動線の設置位置等の要因に原因して、並設される複数のトラス梁の斜材の並びパターンを相互に異ならせる必要が生じる場合がある。
しかしながら、このように、並設される複数のトラス梁の斜材の並びパターンを相互に異ならせると、並設される複数のトラス梁の斜材の位置がトラス梁の並設方向で揃わずにバラバラになる。そのため、トラス梁の内部の床を有する空間の統一感が低下するとともに、例えば、トラス梁の内部の床を有する空間にトラス梁の並設方向に沿って延びる通路を形成する場合に何れかのトラス梁の斜材が邪魔になるなど、トラス梁の内部の床を有する空間が利用し難いものとなる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、並設される複数のトラス梁の斜材の並びパターンを相互に異ならせる必要がある場合でも、トラス梁の梁延在方向において斜材の並びパターンが相互に異なる範囲を小さくすることができる建物構造を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、上弦材と、下弦材と、上弦材と下弦材との間に梁延在方向に並ぶ複数の三角形を形成する並びで備えられた複数の斜材とで構成される複数のトラス梁が並設され、前記トラス梁が複数の柱構造体に架設されている建物構造であって、
前記トラス梁の内部に床を有する空間を形成可能な状態で前記トラス梁の前記下弦材どうしの間に支持された床スラブを備え、
前記床スラブは、前記トラス梁の梁延在方向において前記トラス梁が存在する範囲の一部である床スラブ構築範囲に構築され、
複数の前記トラス梁として、前記斜材の並びパターンが異なる第１トラス梁と第２トラス梁が備えられ、
前記第２トラス梁には、前記斜材の並びパターンが前記第１トラス梁と異なる切替前並び部分と、前記斜材の並びパターンが前記第１トラス梁と同じ切替後並び部分とがあり、
前記第２トラス梁における前記切替前並び部分と前記切替後並び部分との間に位置する途中箇所に、前記斜材の並びパターンを切り替える斜材切替部が備えられ、
前記斜材切替部が、前記切替前並び部分と前記切替後並び部分との間に設けられた剛体部にて構成され、
前記剛体部は、前記切替前並び部分及び前記切替後並び部分より高い剛性を有し、
前記剛体部及び前記切替前並び部分は、前記トラス梁の梁延在方向において前記床スラブ構築範囲のみに備えられ、
前記切替後並び部分は、前記床スラブ構築範囲及び前記床スラブ構築範囲以外に備えられている点にある。

本構成によれば、斜材切替部により第２トラス梁の梁延在方向の途中箇所以降の斜材の並びパターンを第１トラス梁に揃えることで、第２トラス梁における第１トラス梁とは斜材の並びパターンが異なる部分を、第２トラス梁における梁延在方向の途中箇所以前の範囲に絞ることができる。
したがって、並設される複数のトラス梁の斜材の並びパターンを相互に異ならせる必要がある場合でも、トラス梁の梁延在方向において斜材の並びパターンが相互に異なる範囲を小さくすることができ、例えば、トラス梁の内部の床を有する空間の統一感の低下や利用し易さの低下等を抑制することが可能となる。

また、本構成によれば、斜材切替部を構成する剛体部により、第２トラス梁における切替前の斜材の並び部分と切替後の斜材の並び部分との間での応力の伝達を適切に行わせることができ、第２トラス梁の全体におけるトラス構造としての利点を維持することができる。

本発明は、前記剛体部が、前記第２トラス梁の前記斜材を用いて構成されていると好適である。

本構成によれば、第２トラス梁の上弦材と下弦材とを連結する斜材を利用して剛体部を効率的に構成することができる。

本発明は、前記剛体部が、前記第２トラス梁における切替前の並びパターンで構成される前記斜材と、切替後の並びパターンで構成される前記斜材とを交差させて構成されていると好適である。

本構成によれば、交差する一対の斜材により剛体部の適切な剛性を効率的に実現することができる。しかも、剛体部を構成する一対の斜材は、切替前の並びパターンで構成される斜材と、切替後の並びパターンで構成される斜材であるので、更に別の並びパターンで斜材を設置する場合に比べて斜材の並びパターンを少なくすることができ、しかも、一対の斜材を交差させるという簡易な手法をとるだけでよく、第２トラス梁の製作作業の作業性を向上させることができる。

（ａ）建物構造における第１トラス梁の設置位置の軸組図、（ｂ）建物構造における第２トラス梁の設置位置の軸組図 建物構造の梁伏図

本発明に係る建物構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明に係る建物構造の軸組の状態を模式的に表した図である。図２は、同建物構造におけるトラス梁２の下弦材２ｂの設置高さの梁組の状態を模式的に表した梁伏図である。なお、図２では、便宜上、床スラブＳの構築部位をグレーで表示している。また、図２では、トラス梁２の下弦材２ｂにおける斜材２ｄの接続箇所に実線の丸形状を付している。

この建物構造は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、複数の柱構造１にトラス梁２が架設された鉄骨造のトラス梁架構Ｋと、トラス梁２の内部に床を有する空間を形成可能な状態でトラス梁２に構築された鉄筋コンクリート造の床スラブＳとを備えて構成され、トラス梁２の内部空間を利用して居室や通路等を形成可能に構成されている。

この建物構造では、前記柱構造１として、耐震要素となる第１柱構造１Ａと、それよりも地震力への抵抗力が小さい第２柱構造１Ｂとが備えられている。
第１柱構造１Ａは、建物幅方向Ｘの中央部に備えられ、第２柱構造１Ｂは建物幅方向Ｘの両端部に備えられている。そのため、トラス梁架構Ｋは、建物幅方向Ｘの中央位置を中心とする対称形の架構バランスの良い形状に構成されている。
第１柱構造１Ａは、下端が固定端となる柱脚構造にて第１基礎５に支持され、第２柱構造１Ｂは、下端がピン端となる柱脚構造にて第２基礎６に支持されている。

耐震要素となる第１柱構造１Ａは、面剛性の高い幅広なコア部として形成され、主として地震力に抵抗する耐震要素を構成している。この第１柱構造１Ａは、例えば、建物幅方向Ｘで間隔を空けて並ぶ鉛直姿勢の複数の鋼材製等の柱材を、鋼材製等の梁及び鋼材製等のブレースにて剛に一体連結して構成されている。
また、第１柱構造１Ａの建物幅方向Ｘの両側部の上端側と、トラス梁２の下弦材２ｂとを斜め姿勢で接続する左右一対の鋼材製等の方杖７が設けられている。これらの方杖７により、トラス梁２の支持スパンを縮めることができ、トラス梁２の部材を低減することができる。

第１柱構造１Ａよりも地震力への抵抗力が小さい第２柱構造１Ｂは、上方側が方杖状に建物幅方向Ｘの中央側に張り出した形状に構成されている。この第２柱構造１Ｂは、例えば、鉛直姿勢の鋼材製等の柱材と、上方側ほど建物幅方向Ｘの中央側に位置する斜め姿勢の鋼材製等の柱材と、これらの柱材を連結する斜材や水平材等の鋼材製等の連結材等から構成されている。このように、第２柱構造１Ｂの上方側を建物幅方向Ｘの中央側に張り出すことで、トラス梁２の支持スパンを更に縮めることができ、トラス梁２の部材を更に低減することができる。また、第２柱構造１Ｂの下方側の幅を絞ることで、建物の内部空間を適切に確保するとともに、重心を１点に集中させて第２基礎６の形状の単純化や小型化を図ることができる。

図１、図２に示すように、床スラブＳは、建物奥行き方向Ｙの全範囲で、且つ、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）の中央側に位置する一部の床スラブ構築範囲Ａに構築されている。このように、床スラブＳの構築範囲を絞ることで、耐震性に不利となるトラス梁２側の重量の増加を極力抑えることができる。
床スラブＳの構築位置は、建物幅方向Ｘにおける床スラブＳの中心が第１柱構造１Ａの建物幅方向Ｘの中心の直上位置となるように設定されている。そのため、トラス梁架構Ｋと床スラブＳからなる建物構造も、建物幅方向Ｘの中央位置を中心とする対称形の構造バランスの良い形状に構成されている。

前記トラス梁２は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）の複数箇所に設けられた複数の柱構造１の上部に亘る状態で設けられ、複数の柱構造１に下方から支持されている。
各トラス梁２は、鋼材製等の上弦材２ａ、鋼材製等の下弦材２ｂ、上弦材２ａと下弦材２ｂとを連結する鋼材製等の連結材２ｃ等から構成されている。複数の連結材２ｃとしては、トラス梁２の上弦材２ａと下弦材２ｂとの間に、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）に沿って並ぶ複数の三角形を形成する並びで配置される複数の斜材２ｄと、その三角形を縦断する状態で配置される複数の束材２ｅとが備えられている。

トラス梁架構Ｋは、図１（ｂ）に示すように、複数の柱構造１に架設された状態のトラス梁２を建物奥行き方向Ｙに沿って複数並設して構成されている。建物奥行き方向Ｙで隣接するトラス梁２の下弦材２ｂどうしの間には、鋼材製等の複数の梁３が建物幅方向Ｘで間隔を空けた状態で設けられ、この梁３により複数のトラス梁２が接続されている。そして、床スラブＳの構築範囲Ａでは、当該梁３の上に床スラブＳが支持されている。なお、床スラブＳが構築されていない部位には、鋼材製等のブレース４等が適宜に設けられている。

そして、この建物構造では、図１、図２に示すように、複数のトラス梁２として、斜材２ｄの並びパターンが異なる第１トラス梁２Ａ（図１（ａ）参照）と第２トラス梁２Ｂ（図１（ｂ）参照）が備えられているとともに、第２トラス梁２Ｂの梁延在方向Ｘの途中箇所にて斜材２ｄの並びパターンを切り替えて、その途中箇所以降の斜材２ｄの並びパターンを第１トラス梁２Ａに揃える斜材切替部１０が備えられている。ちなみに、図２中、上方側に位置する二本のトラス梁２が第１トラス梁２Ａとなり、下方側に位置する一本のトラス梁２が第２トラス梁２Ｂとなっている。

以下、第１トラス梁２Ａ、第２トラス梁２Ｂ、斜材切替部１０の詳細について説明を加える。なお、本建物構造は、建物幅方向Ｘの中央位置を中心にして左右対称であるので、建物幅方向Ｘの中央位置よりも右側の部分のみを説明し、建物幅方向Ｘの中央位置よりも左側の部分の説明は省略する。

図２に示すように、例えば、複数のトラス梁２が並設される建物奥行き方向Ｙで一部の箇所にエレベーター１１の昇降路等が構築されており、第２トラス梁２Ｂは、建物奥行き方向Ｙでエレベーター１１の昇降路の構築位置等に対応して配置されている。第１トラス梁２Ａは、並設される複数のトラス梁２のうち、第２トラス梁２Ｂ以外のトラス梁２となっている。

第１トラス梁２Ａは、図１（ａ）に示すように、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）の全長に亘り、第１柱構造１側の端部ｔ１（建物中央側端部ｔ１）から第２柱構造１Ｂ側の端部ｔ２（建物外側端部ｔ２）に向かって、外方下がり傾斜の斜材２ｄ、外方上がり傾斜の斜材２ｄが順番に並ぶ第１並びパターンＰ１にて斜材２ｄが備えられている。

図２に示すように、例えば、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）の第１柱構造１側（建物中央側）にエレベーター１１が配置されているので、第２トラス梁２Ｂにおいて、エレベーター１１に対応する位置には、エレベーター１１のかご出入口を設置するための空間を確保する必要が生じる。よって、第１トラス梁２Ａと同様に第１並びパターンＰ１にて複数の斜材２ｄを配置すると、エレベーター１１に対応する位置に、外方下がり傾斜の斜材２ｄ、外方上がり傾斜の斜材２ｄが順番に並ぶようになり、かご出入口を設置するための空間を確保できなくなる。

そこで、第２トラス梁２Ｂは、図１（ｂ）に示すように、エレベーター１１に対応する位置となる第１柱構造１側（建物中央側）において、第１柱構造１側の端部ｔ１（建物中央側端部ｔ１）から建物外側に向かって、第１並びパターンＰ１とは逆に、外方上がり傾斜の斜材２ｄ、外方下がり傾斜の斜材２ｄが順番に並ぶ第２並びパターンＰ２にて斜材２ｄが備えられている。
そのため、エレベーター１１に対応する位置に下方広がりの三角形状の空間を適切に確保して、エレベーター１１のかご出入口を設置することができる。
この第２並びパターンＰ２にて斜材２ｄが備えられている部分は、切替前の斜材２ｄの並び部分Ｎ２（以下、切替前並び部分Ｎ２と略称する場合がある）に該当する。

第２トラス梁２Ｂにおける切替前並び部分Ｎ２の第２柱構造１Ｂ側（建物外方側）には、斜材切替部１０を介して、第１トラス梁２Ａと同一の第１並びパターンＰ１にて斜材２ｄが備えられている。
そのため、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）における第１、第２トラス梁２Ａ、２Ｂ間での斜材２ｄの並びパターンが異なる部分の範囲を縮小することができ、トラス梁２の内部の床を有する空間の統一感の低下や利用し易さの低下等を抑制することができる。
しかも、斜材切替部１０は、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）において、第１柱構造１Ａに接近する側（建物中央側に接近する側）に配置されているので、第２並びパターンＰ２となる斜材２ｄの数を最小限に抑えて、建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）における第１、第２トラス梁２Ａ、２Ｂ間での斜材２ｄの並びパターンが異なる部分の範囲を極力小さくしている。
この第１並びパターンＰ１にて斜材２ｄが備えられている部分は、切替後の斜材２ｄの並び部分Ｎ１（以下、切替後並び部分Ｎ１と略称する場合がある）に該当する。

前記斜材切替部１０は、例えば、図１（ｂ）に示すように、第２トラス梁２Ｂの切替前並び部分Ｎ２と切替後並び部分Ｎ１との間に設けられた剛体部１０Ａにて構成されている。この剛体部１０Ａは、例えば、切替前並び部分Ｎ１と切替後並び部分Ｎ２との間での応力伝達を適切に行える高い剛性を有するように構成されている。

本実施形態では、剛体部１０Ａは、第２トラス梁２Ｂの連結材２ｃを用いて構成されている。具体的には、剛体部１０Ａは、一対の束材２ｅを建物幅方向Ｘ（トラス梁２の梁延在方向Ｘ）で所定間隔を空けて配置するとともに、その一対の束材２ｅと上弦材２ａと下弦材２ｂとで囲まれる矩形空間の交差する一対の対角線に沿って、切替前の第２並びパターンＰ２で構成される斜材２ｄと、切替後の第１並びパターンＰ１で構成される斜材２ｄとを交差させる状態に配置して構成されている。
このように構成された剛体部１０Ａは、適切な剛性を効率的に実現することができ、第２トラス梁２Ｂにおける切替前並び部分Ｎ２と切替後並び部分Ｎ２との間での応力の伝達を適切に行わせて、第２トラス梁２Ｂの全体におけるトラス構造としての利点を良好に維持することができる。

〔別実施形態〕
（１）前述の実施形態では、斜材切替部１０が、第２トラス梁２Ｂにおける切替前並び部分Ｎ２と切替後並び部分Ｎ１との間に設けられた剛体部１０Ａにて構成されている場合を例に示したが、第２トラス梁２Ｂの梁延在方向Ｘの途中箇所で斜材２ｄの並びパターンを切り替えることができれば、如何なる構造であってもよい。

（２）前述の実施形態では、剛体部１０Ａが、第２トラス梁２Ｂの連結材２ｃにて構成されている場合を例に示したが、剛性を有する鋼材製のパネル等にて構成されていてもよい。

（３）前述の実施形態では、上弦材２ａと下弦材２ｂとの上下二本のみの弦材を備えたトラス梁２を例に示したが、トラス梁２としては、上下方向で間隔を空けて並ぶ三本以上の弦材が備えられたものであってもよい。この場合、三本以上の弦材のうち、連結材で連結された特定の二本の弦材において、相対的に上方側に位置する弦材が上弦材に該当し、相対的に下方側に位置する弦材が上弦材に該当することになる。

（４）前述の実施形態では、第１トラス梁２Ａとは斜材２ｄの並びパターンが異なる第２トラス梁２Ｂを、エレベーター１１に対応する位置に配置し、その他の位置に第１トラス梁２Ａを配置する場合を例に示したが、第１トラス梁２Ａや第２トラス梁２Ｂの位置や本数等は、種々の事情に応じて適宜に変更することができる。また、第２トラス梁２Ｂにおいて斜材２ｄの並びパターンを切り替える斜材切替部１０の位置や個数も、種々の事情に応じて適宜に変更することができる。

２ トラス梁
２Ａ 第１トラス梁
２Ｂ 第２トラス梁
２ａ 上弦材
２ｂ 下弦材
２ｄ 斜材
１０ 斜材切替部
１０Ａ 剛体部
Ｎ１ 切替後の斜材の並び部分
Ｎ２ 切替前の斜材の並び部分
Ｐ１，Ｐ２ 斜材の並びパターン

Claims (3)

1. 上弦材と、下弦材と、上弦材と下弦材との間に梁延在方向に並ぶ複数の三角形を形成する並びで備えられた複数の斜材とで構成される複数のトラス梁が並設され、前記トラス梁が複数の柱構造体に架設されている建物構造であって、
   前記トラス梁の内部に床を有する空間を形成可能な状態で前記トラス梁の前記下弦材どうしの間に支持された床スラブを備え、
   前記床スラブは、前記トラス梁の梁延在方向において前記トラス梁が存在する範囲の一部である床スラブ構築範囲に構築され、
   複数の前記トラス梁として、前記斜材の並びパターンが異なる第１トラス梁と第２トラス梁が備えられ、
   前記第２トラス梁には、前記斜材の並びパターンが前記第１トラス梁と異なる切替前並び部分と、前記斜材の並びパターンが前記第１トラス梁と同じ切替後並び部分とがあり、
   前記第２トラス梁における前記切替前並び部分と前記切替後並び部分との間に位置する途中箇所に、前記斜材の並びパターンを切り替える斜材切替部が備えられ、
   前記斜材切替部が、前記切替前並び部分と前記切替後並び部分との間に設けられた剛体部にて構成され、
   前記剛体部は、前記切替前並び部分及び前記切替後並び部分より高い剛性を有し、
   前記剛体部及び前記切替前並び部分は、前記トラス梁の梁延在方向において前記床スラブ構築範囲のみに備えられ、
   前記切替後並び部分は、前記床スラブ構築範囲及び前記床スラブ構築範囲以外に備えられている建物構造。
2. 前記切替後並び部分が、前記切替前並び部分よりも前記トラス梁の梁延在方向に長い請求項１に記載の建物構造。
3. 複数の前記柱構造体は、一対の前記柱構造体であり、
   前記トラス梁の梁延在方向において、一対の前記柱構造体の一方である第１柱構造体が存在している側を第１柱側とし、その反対側を第２柱側として、
   前記剛体部は、前記トラス梁の梁延在方向において前記トラス梁の中央より前記第１柱側に配置され、
   前記床スラブ構築範囲は、前記トラス梁が存在する範囲における前記トラス梁の中央より前記第１柱側に位置する範囲であり、
   前記切替前並び部分は、前記剛体部に対して前記第１柱側に配置され、
   前記切替後並び部分は、前記剛体部に対して前記第２柱側に配置されている請求項２に記載の建物構造。

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