JP7520579B2 - Roof structure - Google Patents
Roof structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7520579B2 JP7520579B2 JP2020096838A JP2020096838A JP7520579B2 JP 7520579 B2 JP7520579 B2 JP 7520579B2 JP 2020096838 A JP2020096838 A JP 2020096838A JP 2020096838 A JP2020096838 A JP 2020096838A JP 7520579 B2 JP7520579 B2 JP 7520579B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roof
- column
- planar structural
- structural member
- roof structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
本発明は、屋根構造に関する。 The present invention relates to a roof structure.
下記特許文献1には、剛性梁を吊り支持する柱に、方杖が連結された屋根架構が示されている。 The following Patent Document 1 shows a roof structure in which diagonal braces are connected to columns that support and suspend rigid beams.
上記特許文献1の柱は、通常時には剛性梁から引張力が作用しないものとされている。一方、積雪時などにおいては、この柱には、剛性梁から引張力(スラスト力)が作用する。そこで、このスラスト力を処理するために、柱には方杖(バックステイ)が連結されている。このバックステイは、上端部が柱の頂部に連結され、斜め下方向に向かって延設されて、下端部が地盤等に対して連結されている。 The pillars in Patent Document 1 are not normally subjected to tensile forces from the rigid beams. However, when there is snowfall, etc., tensile forces (thrust forces) act on the pillars from the rigid beams. Therefore, in order to handle this thrust force, backstays are connected to the pillars. The upper end of the backstay is connected to the top of the pillar, extends diagonally downward, and the lower end is connected to the ground, etc.
しかしながら、このようなバックステイは、柱の周囲の空間を斜めに横断する。このため、柱の周囲の空間を有効に利用することが難しい。 However, such backstays cross the space around the pillars diagonally, making it difficult to effectively utilize the space around the pillars.
本発明は、上記事実を考慮して、スラスト力が作用する支柱の周囲の空間を有効に利用できる屋根構造を提供することを目的とする。 Taking the above facts into consideration, the present invention aims to provide a roof structure that can effectively utilize the space around the pillars on which thrust forces act.
請求項1の屋根構造は、下部構造体から立設され対向して複数並列に配置された支柱と、前記支柱に架設され上方又は下方へ湾曲して前記支柱へスラスト力を伝達する屋根部材と、前記支柱の外側へ連結されて水平方向へ延設され、前記スラスト力を面内方向の水平力として受ける面構造部材と、前記支柱と離間した位置において、前記下部構造体と前記面構造部材との間に設けられ前記面構造部材へ伝達された水平力を前記下部構造体へ伝達する耐震要素と、を有する。 The roof structure of claim 1 comprises: pillars arranged in parallel facing each other and erected from a lower structure; roof members that are erected on the pillars and curve upward or downward to transmit thrust forces to the pillars ; planar structural members that are connected to the outside of the pillars and extend horizontally, receiving the thrust force as an in-plane horizontal force; and an earthquake-resistant element that is arranged between the lower structure and the planar structural member at a position spaced from the pillars and transmits the horizontal force transmitted to the planar structural member to the lower structure.
請求項1に記載の屋根構造では、上方又は下方へ湾曲した屋根部材から支柱へスラスト力が伝達される。支柱には面構造部材が連結されており、この面構造部材は、スラスト力を面内方向の水平力として受ける。この水平力は、耐震要素によって下部構造体へ伝達される。 In the roof structure described in claim 1, thrust force is transmitted from the roof member curved upward or downward to the support pillar. A planar structural member is connected to the support pillar, and this planar structural member receives the thrust force as a horizontal force in the in-plane direction. This horizontal force is transmitted to the substructure by the seismic element.
このように、支柱に伝達されたスラスト力は、水平方向へ延設された面構造部材と耐震要素とを介して下部構造体へ伝達される。このため、支柱には斜め方向に延設されるバックステイなどを取り付ける必要がない。これにより、スラスト力が作用する支柱の周囲の空間を有効に利用できる。例えば、支柱の周囲に、居室空間や施設空間を構築できる。 In this way, the thrust force transmitted to the pillars is transmitted to the substructure via the horizontally extending planar structural members and earthquake-resistant elements. For this reason, there is no need to attach backstays or other components extending diagonally to the pillars. This makes it possible to effectively utilize the space around the pillars where the thrust force acts. For example, living space or facility space can be constructed around the pillars.
また、スラスト力の処理機構を、面構造部材及び耐震要素と兼用してバックステイなどを省略できるため、屋根構造を簡略化できる。 In addition, the thrust force handling mechanism can be used in conjunction with the planar structural members and earthquake-resistant elements, eliminating the need for backstays and other components, simplifying the roof structure.
請求項2の屋根構造は、請求項1に記載の屋根構造において、前記面構造部材は、スラブ、又は梁で構成された水平架構と前記水平架構に設けられた水平ブレースであり、前記耐震要素は、前記屋根部材の架設方向へ延設された耐震壁、又は前記屋根部材の架設方向を構面方向とする柱梁架構と前記柱梁架構に設けられた鉛直ブレースである。 The roof structure of claim 2 is the roof structure of claim 1, in which the planar structural members are horizontal structures made of slabs or beams and horizontal braces attached to the horizontal structures, and the earthquake-resistant elements are earthquake-resistant walls extending in the installation direction of the roof members, or column-beam structures with the installation direction of the roof members as the structural direction and vertical braces attached to the column-beam structures.
請求項2に記載の屋根構造では、スラブ又は水平ブレースと、耐震壁又は鉛直ブレースとによって、スラスト力に抵抗することができる。つまり、スラスト力を処理するための特別な構成を設けることなく、建物を構成する一般的な部材によって、スラスト力を処理できる。 In the roof structure described in claim 2, thrust forces can be resisted by the slab or horizontal brace and the earthquake-resistant wall or vertical brace. In other words, thrust forces can be handled by ordinary members that make up the building, without the need for a special structure to handle thrust forces.
請求項3の屋根構造は、請求項1又は請求項2に記載の屋根構造において、前記支柱において前記面構造部材が接合される部分の断面積が、他の部分の断面積より大きく形成されている。 The roof structure of claim 3 is the roof structure of claim 1 or claim 2, in which the cross-sectional area of the portion of the support where the surface structural member is joined is larger than the cross-sectional area of the other portions.
支柱において面構造部材が接合される部分は、面構造部材から反力を受ける。このため、この部分には応力が集中する。請求項3に記載の屋根構造では、この部分の断面積が、他の部分の断面積より大きく形成されている。これにより、効率的にスラスト力を処理できる。
請求項4の屋根構造は、請求項2に記載の屋根構造において、前記面構造部材における前記梁と前記下部構造体との間には、前記支柱と離間した位置に柱が立設され、前記耐震要素は、前記梁、前記柱及び前記下部構造体で形成される架構の構面を補剛する。
請求項5の屋根構造は、請求項1~4の何れか1項に記載の屋根構造において、前記面構造部材は、上下に2層配置されている。
請求項6の屋根構造は、請求項1~5の何れか1項に記載の屋根構造において、前記面構造部材及び前記耐震要素は、前記屋根部材の一方側にのみ設けられている。
The portion of the support where the planar structural member is joined receives a reaction force from the planar structural member. Therefore, stress is concentrated in this portion. In the roof structure of claim 3, the cross-sectional area of this portion is made larger than the cross-sectional area of the other portions. This allows the thrust force to be efficiently handled.
The roof structure of claim 4 is the roof structure described in claim 2, in which a pillar is erected between the beam and the substructure in the planar structural member at a position spaced from the support, and the earthquake-resistant element stiffens the structural surface of the frame formed by the beam, the pillar and the substructure.
A roof structure according to a fifth aspect of the present invention is the roof structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the planar structural members are arranged in two layers, one above the other.
A roof structure according to a sixth aspect of the present invention is the roof structure according to any one of the first to fifth aspects, in which the planar structural member and the earthquake-resistant element are provided on only one side of the roof member.
本発明によると、スラスト力が作用する支柱の周囲の空間を有効に利用できる。 This invention makes it possible to effectively utilize the space around the support pillar on which the thrust force acts.
以下、本発明の実施形態に係る屋根構造について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。 Below, a roof structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Components indicated with the same reference numerals in each drawing are the same components. However, unless otherwise specified in the specification, each component is not limited to one, and may exist in multiples. Also, explanations of configurations and reference numerals that are duplicated in each drawing may be omitted. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications, such as omitting configurations or replacing them with different configurations, within the scope of the purpose of the present invention.
<屋根構造>
図1には、本発明の実施形態に係る屋根構造の一例が示されている。この図に示すように、屋根構造は、下部構造体10の上方に構築され、支柱20(柱22及び柱24)、屋根部材30、面構造部材40及び耐震要素50を備えて形成されている。本実施形態において、下部構造体10は屋根構造の基礎を含む構造体である。本明細書においては、図1に示された屋根構造及び下部構造体10を総称して建物と称すことがある。
<Roof structure>
Fig. 1 shows an example of a roof structure according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the roof structure is constructed above a substructure 10 and is formed with supports 20 (columns 22 and 24), a roof member 30, a planar structural member 40, and an earthquake-resistant element 50. In this embodiment, the substructure 10 is a structure including the foundation of the roof structure. In this specification, the roof structure and the substructure 10 shown in Fig. 1 may be collectively referred to as a building.
(支柱)
支柱20は、屋根部材30を支持する支持構造体である。また、支柱20は、下部構造体10から立設され互いに対向配置された一対の柱22及び柱24の総称である。なお、本明細書においては、柱22、24の対向方向を、X方向と称す場合がある。X方向は、屋根部材30の架設方向やスパン方向等と称すこともできる。
(Support)
The pillars 20 are support structures that support the roof members 30. The pillars 20 are also a collective term for a pair of pillars 22 and 24 that are erected from the lower structure 10 and arranged opposite each other. In this specification, the opposing direction of the pillars 22 and 24 may be referred to as the X direction. The X direction may also be referred to as the installation direction or span direction of the roof members 30.
図2に示すように、柱22及び柱24は、それぞれX方向と交わる方向に、所定の間隔を空けて複数並列配置されている。本明細書においては、このX方向と交わる方向を、Y方向と称す場合がある。X方向とY方向とは、略直交する方向である。 As shown in FIG. 2, columns 22 and columns 24 are arranged in parallel at a predetermined interval in a direction intersecting with the X direction. In this specification, the direction intersecting with the X direction may be referred to as the Y direction. The X direction and the Y direction are approximately perpendicular to each other.
柱22は、例えばH形鋼で形成された鋼製柱である。図1に示すように、柱22の上端部(柱頭)22Aにはバックステイ26の上端部が接合されている。バックステイ26の下端部(柱脚)は、下部構造体10に埋設(根入れ)されている。バックステイ26は、X方向に沿って、かつ、柱22の外側へ向かって延設されている。 The column 22 is a steel column formed, for example, of an H-shaped steel. As shown in FIG. 1, the upper end portion (capital) 22A of the column 22 is joined to the upper end portion of the backstay 26. The lower end portion (base) of the backstay 26 is embedded (embedded) in the substructure 10. The backstay 26 extends in the X direction and toward the outside of the column 22.
なお、本明細書において、柱22の「外側」とは、柱22から見て柱24と反対側のことを指すものとする。同様に、及び柱24の「外側」とは柱24から見て柱22と反対側のことを指すものとする。「内側」は「外側」の反対側のことを指す。 In this specification, the "outside" of column 22 refers to the side opposite column 24 when viewed from column 22. Similarly, the "outside" of column 24 refers to the side opposite column 22 when viewed from column 24. "Inside" refers to the side opposite "outside."
バックステイ26は、屋根部材30から柱22に作用するスラスト力(本実施形態においては、柱22の内側へ向かう引張力)に抵抗するための方杖である。バックステイとしては、H形鋼、丸鋼、角型鋼管、ワイヤーなど、引張力に抵抗できる各種の材料を用いることができる。 The backstay 26 is a diagonal brace for resisting the thrust force acting on the column 22 from the roof member 30 (in this embodiment, the tensile force toward the inside of the column 22). For the backstay, various materials capable of resisting tensile forces, such as H-shaped steel, round steel, square steel pipes, and wires, can be used.
柱24は、例えばH形鋼(所謂ビルドH形鋼)で形成された鋼製柱である。柱24は、上下方向で断面積(水平方向に沿う平面で切断した断面積)が変化して形成されている。具体的には、柱24の上端部(柱頭)24A及び下端部(柱脚)24Bは、断面積がその他の部分より小さい。また、柱24において面構造部材40が接合される部分(接合部24C)は、断面積が接合部24Cより上端部24A側の部分及び下端部24B側の部分より大きい。 The column 24 is a steel column made of, for example, H-shaped steel (so-called built H-shaped steel). The column 24 is formed so that its cross-sectional area (cross-sectional area cut along a horizontal plane) changes in the vertical direction. Specifically, the upper end (capital) 24A and lower end (base) 24B of the column 24 have smaller cross-sectional areas than the other parts. In addition, the part of the column 24 where the planar structural member 40 is joined (joint 24C) has a larger cross-sectional area than the part on the upper end 24A side and the part on the lower end 24B side of the joint 24C.
柱22及び柱24の下端部は、求められる固定度に応じた各種の固定方法によって下部構造体10に固定することができる。各種の固定方法とは、例えば露出柱脚による固定方法、埋め込み柱脚による固定方法及び根巻き柱脚による固定方法等である。 The lower ends of the columns 22 and 24 can be fixed to the substructure 10 by various fixing methods according to the required degree of fixation. Examples of various fixing methods include fixing using exposed column bases, fixing using embedded column bases, and fixing using root-wrapped column bases.
図3(A)、(B)には柱24における接合部24Cの一例が示されている。接合部24Cでは、梁42における上フランジ及び下フランジの延長線上に、鋼製のスチフナSが配置されている。スチフナSは、柱24のウェブ及びフランジに溶接されて、柱24を補剛する補剛板材である。 Figures 3(A) and (B) show an example of a joint 24C in a column 24. In the joint 24C, a steel stiffener S is placed on the extension line of the upper flange and the lower flange of the beam 42. The stiffener S is a stiffening plate material that is welded to the web and flange of the column 24 to stiffen the column 24.
なお、柱24はH形鋼ではなく、図4(A)、(B)に示すように、例えば角型鋼管やCFT(Concrete Filled Steel Tube)等によって形成してもよい。この場合、接合部24Cには、梁42における上フランジ及び下フランジの延長線上に、ダイアフラムDを設けることが好適である。ダイアフラムDは、通しダイアフラム、外ダイアフラム及び内ダイアフラム等とすることができる。 In addition, the column 24 may be formed not of H-shaped steel but of, for example, a square steel pipe or a CFT (Concrete Filled Steel Tube), as shown in Figures 4(A) and (B). In this case, it is preferable to provide a diaphragm D at the joint 24C on the extension line of the upper flange and the lower flange of the beam 42. The diaphragm D may be a through diaphragm, an outer diaphragm, an inner diaphragm, etc.
(屋根部材)
図2に示すように、屋根部材30は、H形鋼の大梁32及び小梁34を備えて形成されている。図1に示すように、大梁32は、両端が柱22及び柱24にそれぞれ接合されている。大梁32における両端以外の部分は他の構造部材によって支持されていない。
(Roofing material)
As shown in Fig. 2, the roof member 30 is formed with an H-shaped steel girder 32 and a minor girder 34. As shown in Fig. 1, both ends of the girder 32 are joined to the columns 22 and 24, respectively. The portions of the girder 32 other than both ends are not supported by other structural members.
このため大梁32は、両端を支持点として、中央部が下方へ向かって湾曲した(横から見て下方へ凹むように湾曲した)状態で配置されている。つまり大梁32は、両端が柱22及び柱24によって支持された吊り構造の部材である。 For this reason, the girder 32 is positioned with both ends supported and the center curved downward (curved downward as if concave when viewed from the side). In other words, the girder 32 is a member of a suspended structure with both ends supported by the columns 22 and 24.
図2に示すように、小梁34は、互いに隣り合う大梁32に架け渡された連結梁である。小梁34は、X方向に所定の間隔を空けて複数配置されている。これらの大梁32及び小梁34によって、屋根部材30が格子状の架構に形成されている。なお、大梁32及び小梁34によって囲まれる構面には、ブレースなどを配置して面内剛性を高くしてもよい。また、大梁32及び小梁34の上方には、図示しない板状の屋根材が葺かれている。 As shown in FIG. 2, the small beams 34 are connecting beams that span adjacent girders 32. A plurality of small beams 34 are arranged at a predetermined interval in the X direction. These girders 32 and small beams 34 form the roof member 30 into a lattice-like structure. Note that braces or the like may be placed on the structural surface surrounded by the girders 32 and small beams 34 to increase the in-plane rigidity. In addition, a plate-shaped roof material (not shown) is laid above the girders 32 and small beams 34.
(面構造部材)
図1に示すように、面構造部材40は、梁42及びスラブ44を備えて形成されている。また、面構造部材40は、上下に2層配置されている。梁42はH形鋼によって形成され、柱24の外側へ延設されている。梁42は、一方の端部が柱24に接合され、他方の端部が柱27に接合されている。柱27は、柱24の外側において下部構造体10から立設されたH形鋼の柱である。
(Surface structural members)
As shown in Fig. 1, the planar structural member 40 is formed with a beam 42 and a slab 44. The planar structural member 40 is arranged in two layers, one above the other. The beam 42 is formed of an H-shaped steel and extends to the outside of the column 24. One end of the beam 42 is joined to the column 24, and the other end is joined to the column 27. The column 27 is an H-shaped steel column erected from the substructure 10 outside the column 24.
梁42には、スラブ44が架設されている。スラブ44はコンクリートを用いて形成されたスラブであり、梁42との間で互いに応力を伝達できる。この応力伝達手段としては、例えば梁42に溶接されたスタッドボルト等を用いることができる。 A slab 44 is installed on the beams 42. The slab 44 is a slab made of concrete, and can transmit stress between the beams 42 and the slab 44. As a means for transmitting stress, for example, a stud bolt welded to the beams 42 can be used.
なお、スラブ44としては、デッキプレート等の鋼板とコンクリートとを一体化させた合成スラブを用いることができる。また、コンクリートとしては、現場打ちコンクリートの他、部分的に又は全体的にALCパネル等のプレキャストコンクリートを用いることができる。 The slab 44 can be a composite slab made by integrating steel plates such as deck plates with concrete. In addition, the concrete can be cast in place or precast concrete such as ALC panels can be used partially or entirely.
梁42及びスラブ44は、柱24の延設方向(上下方向、略鉛直方向)と直交する構面、すなわち横方向(略水平方向)に沿う構面内に形成されている。図2に示すように、スラブ44は、複数の梁42に跨って配置されている。このため、スラブ44の上方には、X方向及びY方向に拡がりを持った空間が形成される。 The beams 42 and the slabs 44 are formed within a structural plane that is perpendicular to the extension direction (up-down direction, approximately vertical direction) of the columns 24, i.e., along the lateral direction (approximately horizontal direction). As shown in FIG. 2, the slab 44 is disposed across multiple beams 42. Therefore, a space that expands in the X and Y directions is formed above the slab 44.
なお、梁42の上方を歩行空間として利用しない場合は、必ずしもスラブ44を配置する必要はない。例えば互いに隣り合う梁42間に小梁及び水平ブレース(不図示)を架設して、スラブ44を設けない構成としてもよい。水平ブレースは、例えば梁42と小梁との接合部同士を連結するように、X方向及びY方向と交わる方向へ延設される。この場合、梁42及び小梁で形成された水平架構と、水平ブレースと、を総称して面構造部材と称す。 If the space above the beams 42 is not used as a walking space, it is not necessary to place a slab 44. For example, a small beam and horizontal brace (not shown) may be installed between adjacent beams 42, and a slab 44 may not be installed. The horizontal brace extends in a direction intersecting the X direction and Y direction, for example, so as to connect the joints between the beams 42 and the small beams. In this case, the horizontal structure formed by the beams 42 and the small beams and the horizontal brace are collectively referred to as planar structural members.
また、梁を必要としない構造(フラットスラブ等)によってスラブ44を構築する場合は、梁42を省略してもよい。すなわち、本発明における面構造部材40は、略水平方向の面内に応力を伝達できるものであればよい。 In addition, if the slab 44 is constructed using a structure that does not require beams (such as a flat slab), the beams 42 may be omitted. In other words, the planar structural member 40 of the present invention only needs to be capable of transmitting stress within a substantially horizontal plane.
(耐震要素)
耐震要素50は、上下方向に隣り合う梁42間、又は、梁42と下部構造体10との間に配置された耐震ブレース(鉛直ブレース)である。上下方向に隣り合う梁42間、又は、梁42と下部構造体10との間には、柱28が立設されている。耐震要素50は、梁42又は下部構造体10と、柱28と、で形成される柱梁架構の構面Hを補剛して、地震力に抵抗することができる。構面Hは、屋根部材30の架設方向(X方向)に沿う構面である。
(earthquake-resistant elements)
The earthquake-resistant elements 50 are earthquake-resistant braces (vertical braces) arranged between adjacent beams 42 in the vertical direction, or between the beams 42 and the substructure 10. Columns 28 are erected between adjacent beams 42 in the vertical direction, or between the beams 42 and the substructure 10. The earthquake-resistant elements 50 stiffen the structural plane H of the column-beam frame formed by the beams 42 or the substructure 10 and the columns 28, and can resist earthquake forces. The structural plane H is a structural plane that runs along the installation direction (X direction) of the roof member 30.
図2に示すように、梁42及び柱28はY方向に複数配置されている。このため、構面HもY方向に複数配置されている。耐震要素50は、これらの構面Hのうち、任意の構面に配置することができる。換言すると、耐震要素50は全ての構面Hに配置する必要はない。また、耐震要素50は、耐震ブレースに代えて又は加えて、耐震壁(不図示)としてもよい。なお、この耐震壁は、鉄筋コンクリートや鋼板など各種の構造を採用することができる。すなわち、耐震壁の構造は特に限定されるものではない。 As shown in FIG. 2, multiple beams 42 and columns 28 are arranged in the Y direction. Therefore, multiple structural planes H are also arranged in the Y direction. The earthquake-resistant elements 50 can be arranged on any of these structural planes H. In other words, it is not necessary to arrange the earthquake-resistant elements 50 on all structural planes H. Furthermore, the earthquake-resistant elements 50 may be earthquake-resistant walls (not shown) instead of or in addition to earthquake-resistant braces. Note that this earthquake-resistant wall can employ various structures such as reinforced concrete and steel plates. In other words, the structure of the earthquake-resistant wall is not particularly limited.
なお、図1においては梁42が通し梁とされ、柱28が梁42に接合された例が記載されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば柱28を通し柱として、梁42を柱28に接合してもよい。 Note that, although FIG. 1 shows an example in which the beam 42 is a through beam and the column 28 is joined to the beam 42, the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the column 28 may be a through column, and the beam 42 may be joined to the column 28.
<作用及び効果>
本発明の実施形態に係る屋根構造では、図1に矢印Tで示すように、下方へ湾曲した屋根部材30から支柱20(柱22及び柱24)へスラスト力が伝達される。この支柱20のうち、柱24には面構造部材40としての梁42及びスラブ44が連結されている。この面構造部材40は、スラスト力を面内(X方向及びY方向に沿う面内)方向の水平力として受ける。この水平力は、耐震要素50によって下部構造体10へ伝達される。
<Action and Effects>
In the roof structure according to the embodiment of the present invention, as shown by the arrow T in Fig. 1, a thrust force is transmitted from the downwardly curved roof member 30 to the support columns 20 (columns 22 and 24). Of these support columns 20, a beam 42 and a slab 44 serving as a planar structural member 40 are connected to the column 24. This planar structural member 40 receives the thrust force as a horizontal force in the in-plane direction (in the plane along the X and Y directions). This horizontal force is transmitted to the substructure 10 by the seismic element 50.
このように、柱24に伝達されたスラスト力は、面構造部材40と耐震要素50とで下部構造体10へ伝達される。このため、柱24には斜め方向に延設されるバックステイなどを取り付ける必要がない。これにより、スラスト力が作用する柱24の周囲の空間、例えばスラブ44の上方の空間を有効に利用できる。 In this way, the thrust force transmitted to the column 24 is transmitted to the substructure 10 by the planar structural member 40 and the seismic element 50. Therefore, there is no need to attach a backstay or the like that extends diagonally to the column 24. This makes it possible to effectively utilize the space around the column 24 on which the thrust force acts, for example, the space above the slab 44.
また、スラスト力の処理機構を、面構造部材40及び耐震要素50と兼用してバックステイなどを省略できるため、屋根構造を簡略化できる。 In addition, the thrust force handling mechanism can be combined with the planar structural member 40 and the seismic element 50, eliminating the need for backstays and the like, simplifying the roof structure.
また、本発明の実施形態に係る屋根構造では、面構造部材40(スラブ44又は水平ブレース)と、耐震要素50(耐震ブレース又は耐震壁)とによって、スラスト力に抵抗することができる。つまり、スラスト力を処理するための特別な構成を設けることなく、建物を構成する一般的な部材によって、スラスト力を処理できる。 In addition, in the roof structure according to the embodiment of the present invention, thrust forces can be resisted by the planar structural members 40 (slabs 44 or horizontal braces) and the seismic elements 50 (seismic braces or seismic walls). In other words, thrust forces can be handled by the general members that make up the building, without the need for a special structure to handle thrust forces.
さらに、本発明の実施形態に係る屋根構造では、柱24において面構造部材40の梁42が接合される部分(接合部24C)の断面積が、他の部分の断面積より大きく形成されている。 Furthermore, in the roof structure according to the embodiment of the present invention, the cross-sectional area of the portion (joint portion 24C) where the beam 42 of the surface structural member 40 is joined to the column 24 is formed to be larger than the cross-sectional area of the other portions.
柱24において面構造部材40が接合される部分は、面構造部材40から反力を受ける。このため、この部分には応力が集中する。本実施形態に係る屋根構造では、この部分の断面積が、他の部分の断面積より大きく形成され、さらにスチフナS又はダイアフラムDによって補剛されている。これにより、効率的にスラスト力を処理できる。 The portion of the column 24 where the planar structural member 40 is joined receives a reaction force from the planar structural member 40. As a result, stress is concentrated in this portion. In the roof structure according to this embodiment, the cross-sectional area of this portion is made larger than the cross-sectional area of the other portions, and is further stiffened by a stiffener S or a diaphragm D. This allows thrust forces to be handled efficiently.
なお、本実施形態においては、屋根部材30における大梁32が、中央部が下方へ向かって湾曲した吊り構造の部材とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。 In this embodiment, the girder 32 of the roof member 30 is a suspended member with a central portion curved downward, but the embodiment of the present invention is not limited to this.
例えば大梁32は、中央部が上方へ向かって湾曲した(横から見て上方へ盛り上がるように湾曲した)アーチ構造の部材としてもよい。この場合、スラスト力は、屋根部材30から、柱22及び24へ、矢印Tで示す方向と反対方向(柱22及び24の外側)に作用する。 For example, the girder 32 may be an arch-structured member with a central portion curved upward (curved upward when viewed from the side). In this case, the thrust force acts from the roof member 30 to the columns 22 and 24 in the opposite direction to the direction indicated by the arrow T (to the outside of the columns 22 and 24).
このときバックステイ26は、圧縮力に抵抗できる部材で構成することが好適である。圧縮力に抵抗できる部材としては、H形鋼、角型鋼管(CFT)及びコンクリートなどを利用できる。または、引張力に抵抗できるバックステイ26を、柱22の内側へ向かって延設してもよい。 In this case, it is preferable that the backstay 26 is made of a material that can resist compressive forces. Examples of materials that can resist compressive forces include H-shaped steel, rectangular steel pipes (CFT), and concrete. Alternatively, the backstay 26 that can resist tensile forces may be extended toward the inside of the column 22.
また、本実施形態においては、柱22にバックステイ26を設けているが、本発明の実施形態はこれに限らない。柱22にも面構造部材40を接合し、さらに当該面構造部材40と下部構造体10とを耐震要素50で連結してもよい。このようにすることで、柱22の周囲の空間も有効に利用できる。 In addition, in this embodiment, the backstay 26 is provided on the column 22, but the embodiment of the present invention is not limited to this. A planar structural member 40 may also be joined to the column 22, and the planar structural member 40 and the lower structure 10 may be further connected with an earthquake-resistant element 50. In this way, the space around the column 22 can also be effectively utilized.
また、図1に示された実施形態においては、柱24と柱27との間に屋根が架設されていない状態が示されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば柱24と柱27との間に屋根を架け渡してもよい。 In addition, in the embodiment shown in FIG. 1, a roof is not installed between pillars 24 and 27, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, a roof may be installed between pillars 24 and 27.
この場合、柱24と柱27との間に架け渡す屋根は、一例として、屋根部材30と同様に、吊り構造の屋根とすることができる。なお、柱24と柱27との間のスパンは、柱24と柱22との間のスパンより小さい。すなわち、柱24と柱27との間に架け渡す屋根の重量は、屋根部材30の重量より軽い。 In this case, the roof spanning between columns 24 and 27 can be, as an example, a suspended roof, similar to roof member 30. The span between columns 24 and 27 is smaller than the span between columns 24 and 22. In other words, the weight of the roof spanning between columns 24 and 27 is lighter than the weight of roof member 30.
このため、柱24と柱27との間に吊り構造の屋根を架設したとしても、柱24に作用するスラスト力は、矢印Tの向きに作用する。したがって、このような構造の屋根を形成しても、面構造部材40及び耐震要素50によって、スラスト力の処理効果を発揮できる。 For this reason, even if a suspended roof is erected between columns 24 and 27, the thrust force acting on column 24 will act in the direction of arrow T. Therefore, even if a roof with this type of structure is formed, the planar structural member 40 and earthquake-resistant element 50 can effectively handle the thrust force.
なお、柱24と柱27との間に架け渡す屋根は、吊り構造とする必要はない。例えば柱24及び柱27に梁を接合したラーメン架構に屋根スラブを架け渡した屋根としてもよい。また、この梁には耐震要素50を接合できる。さらに、この屋根を、本発明における面構造部材として機能させることができる。本発明における「水平方向」とは、屋根に形成する水勾配程度の傾斜を備えている状態を含むものとする。 The roof spanning between columns 24 and 27 does not need to be a suspended structure. For example, the roof may be a rigid frame structure with beams joined to columns 24 and 27, to which a roof slab is spanned. Earthquake-resistant elements 50 can also be joined to the beams. Furthermore, this roof can function as a planar structural member in the present invention. In the present invention, the "horizontal direction" includes a state in which the roof has a slope that is approximately the same as the water gradient formed on the roof.
10 下部構造体
20 支柱
22 柱(支柱)
24 柱(支柱)
30 屋根部材
32 大梁(屋根部材)
40 面構造部材
44 スラブ(面構造部材)
50 耐震要素
10 Lower structure 20 Pillar 22 Pillar (pillar)
24 Pillars (supports)
30 Roof member 32 Beam (roof member)
40 Planar structural member 44 Slab (planar structural member)
50 Earthquake-resistant elements
Claims (6)
前記支柱に架設され上方又は下方へ湾曲して前記支柱へスラスト力を伝達する屋根部材と、
前記支柱の外側へ連結されて水平方向へ延設され、前記スラスト力を面内方向の水平力として受ける面構造部材と、
前記支柱と離間した位置において、前記下部構造体と前記面構造部材との間に設けられ前記面構造部材へ伝達された水平力を前記下部構造体へ伝達する耐震要素と、
を有する屋根構造。 A plurality of columns are arranged in parallel and opposed to each other, the columns being erected from the lower structure;
A roof member that is installed on the support and curves upward or downward to transmit a thrust force to the support ;
a planar structural member that is connected to the outer side of the support column and extends in a horizontal direction, and receives the thrust force as a horizontal force in a plane direction;
a seismic element provided between the lower structure and the planar structural member at a position spaced from the support column, the seismic element transmitting a horizontal force transmitted to the planar structural member to the lower structure;
A roof structure having:
前記耐震要素は、前記屋根部材の架設方向へ延設された耐震壁、又は前記屋根部材の架設方向を構面方向とする柱梁架構と前記柱梁架構に設けられた鉛直ブレースである、
請求項1に記載の屋根構造。 The planar structural member is a horizontal frame composed of a slab or a beam and a horizontal brace provided on the horizontal frame,
The earthquake-resistant element is a seismic wall extending in the erection direction of the roof member, or a column-beam structure with the erection direction of the roof member as the structural direction and a vertical brace provided on the column-beam structure,
The roof structure of claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の屋根構造。 The cross-sectional area of the portion of the support to which the planar structural member is joined is larger than the cross-sectional area of the other portion.
A roof structure according to claim 1 or 2.
前記耐震要素は、前記梁、前記柱及び前記下部構造体で形成される架構の構面を補剛する、The seismic element stiffens the structural surface of the frame formed by the beam, the column, and the substructure.
請求項2に記載の屋根構造。The roof structure of claim 2.
請求項1~4の何れか1項に記載の屋根構造。A roof structure according to any one of claims 1 to 4.
請求項1~5の何れか1項に記載の屋根構造。A roof structure according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020096838A JP7520579B2 (en) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | Roof structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020096838A JP7520579B2 (en) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | Roof structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021188439A JP2021188439A (en) | 2021-12-13 |
| JP7520579B2 true JP7520579B2 (en) | 2024-07-23 |
Family
ID=78849122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020096838A Active JP7520579B2 (en) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | Roof structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7520579B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003268915A (en) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Shimizu Corp | Roof frame |
| JP2005264499A (en) | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Taisei Corp | Dome structure |
| JP2019070291A (en) | 2017-10-11 | 2019-05-09 | 株式会社竹中工務店 | Two-layer structure roof and repair method of existing structure |
-
2020
- 2020-06-03 JP JP2020096838A patent/JP7520579B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003268915A (en) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Shimizu Corp | Roof frame |
| JP2005264499A (en) | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Taisei Corp | Dome structure |
| JP2019070291A (en) | 2017-10-11 | 2019-05-09 | 株式会社竹中工務店 | Two-layer structure roof and repair method of existing structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021188439A (en) | 2021-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101186062B1 (en) | Connection of concrete filled steel tube column and H-shaped steel beam and constructing method of the same | |
| KR100698608B1 (en) | Double prestressed roof-ceiling structure with grid-like flat bottom for large spans | |
| EP2076637B1 (en) | Building floor structure comprising framed floor slab | |
| KR100626544B1 (en) | Steel plate-concrete composite beam and high rigid composite structural system using it | |
| JP7520579B2 (en) | Roof structure | |
| KR102163560B1 (en) | Girdir and bridge having soundproof wall using the same | |
| JP4837145B1 (en) | Seismic retrofitting structure | |
| JP3109029B2 (en) | Frame construction method using void beams | |
| KR100588193B1 (en) | Steel frame and reinforced concrete composite system for slim floor system and construction method | |
| KR101878762B1 (en) | Coupling structure of double type for girder and column capable of reducing girder height | |
| JP3043938B2 (en) | Joint structure between reinforced concrete columns and steel beams | |
| JP6905927B2 (en) | How to build a seismic isolated building and a seismic isolated structure | |
| KR102835311B1 (en) | Girder-integrated lightweight PC slab that can be modularized | |
| KR102082334B1 (en) | Flat slab system using wide beam and construction mehtod thereof | |
| KR101984211B1 (en) | Wide composite structure for reinforcing the connecting part of girders and column | |
| JP7692325B2 (en) | building | |
| KR101579037B1 (en) | Sandwich precast concrete composite beam assembly and method of manufacturing the same | |
| KR102843762B1 (en) | Covered structure of rahmen type having half wall and girder, and construction method for the same | |
| JP5342886B2 (en) | Unit building | |
| JP7592403B2 (en) | roof | |
| KR102003286B1 (en) | Wide composite structure for reinforcing the connecting part of girders and column | |
| KR20040078441A (en) | Joint between steel superstructure and reinforced concrete substructure of rahmen typed hybrid bridge | |
| KR102349442B1 (en) | Coupling structure of column and girder having single girder in lateral direction, double girder in backward direction and concrete part around the column | |
| JP2659329B2 (en) | Construction method of PC structure | |
| JP2005299138A (en) | Reinforcement structure for ramen frames |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230330 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240307 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240702 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7520579 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |