(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を内設し、前記小梁間に架設したことを特徴とするアーチ状湾曲屋根の構築方法。
【請求項２】
柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を、前記連続する波起伏部を一つ飛ばしあるいは複数飛ばしの状態で内設し、前記小梁間に架設したことを特徴とするアーチ状湾曲屋根の構築方法。
【請求項３】
柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を内設し、前記小梁間に架設してなり、前記補強部材は前記小梁上に固定された断面略逆Ｕ字状をなすジョイント部材の端部に補強部材の端部が嵌まり込んで接続され、前記波形屋根パネルをアーチ状に立ち上げる際に生じる前記嵌り込み長さの伸長を吸収可能としたことを特徴とするアーチ状湾曲屋根の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物のアーチ状湾曲屋根の構築方法に関するものである。
【０００２】
近年では、施工が簡単でしかも強度が高く、かつ連続する波型形状と直交する方向へ強制的に湾曲させて、アーチ状屋根を形成できるいわゆるストラーチ工法によるアーチ型屋根パネルの構造方法が提案され、各方面で反響を呼んでいる。
【従来の技術】
従来、ストラーチ工法によるこの種のアーチ型屋根パネル構造方法としては、波高の小さい小波状の屋根パネルユニット又は多角形状の折板で形成し略凸状角波形をなした屋根パネルユニットをハゼ閉め又はボルト接合して屋根パネルを形成し、この屋根パネルを小梁に取り付け、その後いわゆるストラーチ工法によってアーチ状に湾曲させた屋根の構築方法が一般に知られている。
【０００３】
しかし、湾曲しやすい屋根パネル、例えば波高の小さい小波状の屋根パネルは、換言すれば強度性能が劣ってしまうことを意味し、また前記屋根パネルの載荷性能も低くなってしまうことを意味する。
【０００４】
そして、前記のような湾曲しやすい屋根パネルを使用する場合には、強度上の問題から前記小梁の配置間隔を狭めて設置しなければならず、そのため屋根パネル施工上の納まりが複雑になってしまうと共に、屋根パネル施工も比較的困難なものとなっていた。
【０００５】
また、小梁の配置間隔を狭めて設置すると、その分鉄骨量が増えてコスト高になるとの課題もあった。
【０００６】
ここで、湾曲しにくいいわゆる山高の高い波形屋根パネルは強度性能には優れており、小梁の配置間隔をある程度広く取ることが可能である。
【０００７】
しかし、この湾曲しにくい山高の高い波形屋根パネルでは、いわゆるストラーチ工法によって強制的な湾曲を開始した時点で、座屈が発生してしまい、アーチ型屋根にしにくいとの課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の発明者らは先に「屋根パネル構造及び屋根パネルの形成方法」なる発明につき特許出願をし（特願平５−９９２０８号）、最終的に特許を取得した（特許番号第３０５７１２９号）。
【０００９】
そして、前記特許による屋根パネル構造であると、曲率半径３０ｍ程度、載荷性能が屋根梁配置間隔３ｍで約３００ｋｇ/ｍ２（約３ＫＮ/ｍ２）の性能が得られていた。
【発明が解決しようとする課題】
かくして本発明は前記従来の課題に対処するために創案され、また前記の特許をさらに改良してなされたものであり、小梁の配置間隔をある程度広くとっても充分にアーチ型屋根パネルの強度性能を保持でき、しかも波形屋根パネルの長手方向側（連続する波形状と直交する方向）に強制的に湾曲させてアーチ型屋根を形成する、いわゆる湾曲形成作業がスムーズに行えるアーチ状湾曲屋根の構築方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明によるアーチ状湾曲屋根の構築方法は、柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、
前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を内設し、前記小梁間に架設したことを特徴とし、または、柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、
上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を、前記連続する波起伏部を一つ飛ばしあるいは複数飛ばしの状態で内設し、前記小梁間に架設したことを特徴とし、または、柱材間に上弦材と下弦材と斜材とを有する鉄骨トラスを架構し、
前記上弦材上に波形屋根パネルを載置して取り付け、その後、下弦材に通したケーブルを緊張することにより、上弦材上に載置した波形屋根パネルを、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるアーチ状湾曲屋根の構築方法において、前記上弦材と略直交する方向に小梁を配置し、上弦材と小梁上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁の延出方向と平行となるようにして波形屋根パネルを設置し、前記連続する波の起伏部内側には、長手方向に向かってあらかじめアーチ状に湾曲された断面略逆Ｕ字状をなす補助部材を内設し、前記小梁間に架設してなり、前記補強部材は前記小梁上に固定された断面略逆Ｕ字状をなすジョイント部材の端部に補強部材の端部が嵌まり込んで接続され、前記波形屋根パネルをアーチ状に立ち上げる際に生じる前記嵌り込み長さの伸長を吸収可能としたことを特徴とするものである。
【作用】
ここで、いわゆる大空間構築工法と称されるストラーチ工法とは、低く平らな状態で上弦材と下弦材及びその間に配置される斜材とにより鉄骨トラスを組み立て、前記上弦材の上に屋根パネルを載置して屋根工事、あるいはその他の設備工事等を行い，その後下弦材に通したＰＣケーブルを油圧ジャッキ等で緊張することにより架構がアーチ状に建ちあがり、内部に大空間を有する構築物を構築する工法をいう。
【００１０】
しかして、このようなストラーチ工法では平らな状態で屋根を葺くため、屋根材にはアーチ状に湾曲する性能が求められる。しかしながら、一般的には湾曲しやすい屋根材は載荷性能が低く、小梁間隔を細かくとらなければならない。
【００１１】
小梁間隔を細かくとるとその分鉄骨量が増えてコスト高になるこのことはすでに述べたとおりである。
【００１２】
この相反する性能を解決するため屋根パネルの波突起部内側へ、あらかじめアーチ状に湾曲した補強部材を入れ、その後に設置した屋根パネルをアーチ状にする湾曲作業を行うことにより、湾曲性能、載荷性能共に優れたアーチ状湾曲屋根の構築方法を発明したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明によるアーチ状湾曲屋根の構築方法につき説明する。まず、ストラーチ工法によって屋根パネルをアーチ型の湾曲屋根にするのであるが、図７，図５から理解されるように、まず柱１と柱１との間に上弦材２と下弦材３と斜材１５とを有する鉄骨トラスを架構する。
【００１４】
そして上弦材２及び小梁５上に波形屋根パネル４を載置して取り付け（図６参照）、その後、下弦材３に通したＰＣケーブルを緊張することにより、上弦材２及び小梁５上に載置した波形屋根パネル４を、連続する波方向と直交する方向に向けてアーチ状に立ち上げるのである（図８参照）。
【００１５】
ここで、上弦材２と略直交する方向には格子状をなして複数本の小梁５が配置されている（図６参照）。
【００１６】
そしてこの上弦材２と小梁５上に、波形屋根パネルの連続する波方向が小梁５の延出方向（長手方向）と平行となるようにして波形屋根パネル４が設置される。
【００１７】
ところで、本発明においては、前記小梁５上には該小梁５の長手方向と直交する方向に端部を向けてジョイント部材７が溶接等により固定されている（図１参照）。
【００１８】
このジョイント部材７は図３から理解されるように、水平面を有する頂部８と該頂部８より急勾配で下降する傾斜面を有する両側面９，９とから断面山形をなして構成されている。さらに、頂部８には上下に貫通する長孔１０が長手方向に向かって穿設されている。
【００１９】
しかして、図１に示すように小梁５，５に固定されたジョイント部材７，７に亘っては補強部材１２が接続される。
【００２０】
この補強部材１２は図４から理解されるようにジョイント部材８とほぼ同様の断面形状をなしており、小梁５，５間に架設できるように長尺に形成されている。しかもこの補強部材１２はあらかじめアーチ状に上側に湾曲して形成されている。
【００２１】
この補強部材１２とジョイント部材７との接続は、ジョイント部材７の両端部に前記補強部材１２の端部をたんに挿入して嵌め込んだ状態での接続とされている（図１参照）。
【００２２】
すなわち、補強部材１２の端部は両側面９，９の下側が連結板１３で繋がれて形成されており、その補強部材１２の端部が前記ジョイント部材７の端部に挿入されて嵌り込んだ状態となっている。
【００２３】
よって、取り付けた波形屋根パネル４をアーチ状に立ち上げる際には、接続したジョイント部材７及び補強部材１２がその長さ方向に伸長されることになり、その伸長幅を前記ジョイント部材７と補強部材１２との嵌まり込み長さの伸縮調整で吸収するよう構成されているのである。
【００２４】
ところで、本実施例では、波形屋根パネル４の連続するすべての波突起部１１内側に補強部材１２を内設して取り付けてはいない。
【００２５】
何故なら、連続するすべての波突起部１１内側に補強部材１２を取り付けると強度は充分となるが、その分補強部材１２を多く使用しなければならずかなりのコスト高となってしまうからである。
【００２６】
よって、本実施例では図２に示すように連続する波突起部１１を２つ飛ばした状態で補強部材１２を設置することとしている。
【００２７】
このように補強する補強部材１２を間引きして設置すれば、安価なコストで最良の湾曲性能、載荷性能が得られ、コストパフォーマンスが極めて向上させることが出来る。
【００２８】
ちなみに、連続する波突起部１１を２つ飛ばした状態で補強部材１２を設置した場合、曲率半径１５ｍ程度まで湾曲させることが出来、しかも載荷性能が小梁配置間隔３ｍで約４００ｋｇ/ｍ２（約４ＫＮ/ｍ２）以上の性能とすることが出来る。
【００２９】
ここで、小梁５に固定されたジョイント部材７の上方には波形屋根パネル４の波突起部１１内側が被さって設置される。
【００３０】
そして取付ボルト６がジョイント部材７の長孔１０及び波形屋根パネル４の取付孔１４を貫通して突出され、その取付ボルト６に取付ナットが螺挿され、ジョイント部材７及び波形屋根パネル４が固定される。
【００３１】
従って、波形屋根パネル４をアーチ状に湾曲させるとき、前記取付ボルト６はジョイント部材７の長孔１０内を移動し、ジョイント部材７等の取付移動幅を吸収するものとなる。
【００３２】
かくして、本実施例のアーチ状湾曲屋根の構築方法によれば、台風や大雪等でおきる大荷重が生じたとしても、その積載量に対して、例えば小梁間隔３ｍで約４ＫＮ/ｍ２程度まで耐えられ、かつ屋根パネルを曲率半径１５ｍ程度まで座屈変形することなく強制的に湾曲できる。
【００３３】
さらに、強度の低い屋根パネルを使用することにより生じるストラーチ工法上の曲率半径の制限をも撤廃可能となると共に、比較的強度の低い屋根材質のものであっても補強部材による補強によって小梁間隔を長くすることができるため使用する鉄骨量（小梁量）をかなり低減することができ、もってコストを安価にして施工できることとなる。
【発明の効果】
本実施例のアーチ状湾曲屋根の構築方法によれば、水平に設置した屋根パネルを強制的にアーチ状に湾曲させ、例えば曲率半径１５ｍ程度のアーチ状屋根を座屈、変形させることなく確実、スムーズに構築することができる。
【００３４】
従って、曲率半径の小さなアーチ屋根の建物でも、いわゆるストラーチ工法のような工法での施工が可能となる。
【００３５】
さらに、小梁間隔が約３ｍの場合でも約４００ｋｇ/ｍ２（約４ＫＮ/ｍ２）程度の雪などの荷重に耐えられることができる。
【００３６】
従って、多雪地域等でも母屋間隔を従来より広くとりうるため、鉄骨量が低減されその面でのコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使用状態を説明する説明図である。
【図２】本発明による波形屋根パネルの取り付け状態を示す説明図である。
【図３】ジョイント部材の構成説明図である。
【図４】補強部材の概略構成説明図である。
【図５】上弦材上に水平に取り付けられた屋根パネルを示す側面図である。
【図６】上弦材と小梁上に水平に取り付けられた屋根パネルを示す平面図である。
【図７】湾曲前の状態を示す説明図である。
【図８】湾曲後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ 上弦材
３ 下弦材
４ 波形屋根パネル
５ 小梁
６ 取付ボルト
７ ジョイント部材
８ 頂部
９ 側面
１０ 長孔
１１ 波突起部
１２ 補強部材
１３ 連結板
１４ 取付孔
１５ 斜材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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