(57)【要約】【課題】柱スパンの異なる複数のスパン部を備えた架構において、合理的な応力分担を叶えて経済性の向上を図る。【解決手段】柱スパンＬの異なる複数種のスパン部Ｓを配して隣り合う柱１どうしを梁２で接合してある建物構造であって、各梁２に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａと地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂとの和である各曲げモーメント合算値Ｍｃに基づいてスパン割を調整することで、複数種のスパン部Ｓの梁２に作用する曲げモーメント合算値Ｍｃを均等化してある。【選択図】図３
2014066087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱スパンの異なる複数種のスパン部を配して隣り合う柱どうしを梁で接合してある建物構造であって、
各梁に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値と地震荷重時の設計曲げモーメント値との和である各曲げモーメント合算値に基づいてスパン割を調整することで、複数種の前記スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してある建物構造。
【請求項２】
柱スパンの異なるスパン部を隣接させて隣り合う柱どうしを梁で接合してある建物構造であって、
各梁に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値と地震荷重時の設計曲げモーメント値との和である各曲げモーメント合算値に基づいて隣接するスパン部の長さ関係を調整することで、隣接する各スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してある建物構造。
【請求項３】
柱スパンの異なる前記スパン部の各々の梁成を揃えてある請求項１又は２記載の建物構造。
【請求項４】
柱スパンの異なる前記スパン部の各々の梁の部材断面を共通化してある請求項３記載の建物構造。
【請求項５】
柱スパンの異なる複数種の前記スパン部を平面視で交差する複数方向の夫々に沿って並設するとともに、
各梁に作用する前記曲げモーメント合算値に基づいて前記複数方向の夫々のスパン割を調整することで、前記複数方向に沿って並ぶ前記スパン部の各梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してある請求項１記載の建物構造。
【請求項６】
柱スパンの異なる前記スパン部を平面視で交差する複数方向の夫々に沿って隣接させるとともに、
各梁に作用する前記曲げモーメント合算値に基づいて前記複数方向の夫々において隣接する前記スパン部の長さ関係を調整することで、前記複数方向に沿って隣接する前記スパン部の各梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してある請求項２記載の建物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱スパンの異なる複数種のスパン部を配して隣り合う柱どうしを梁で接合してある建物構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、広い空間を形成して建物平面としてのフレキシビリティを確保するには、柱スパンを大きく設定することが例として挙げられ、この設定によって、大きく離間した柱どうしの間を、連続した広い空間として使用したり、又は、用途に応じて間仕切りを入れて分割空間として使用したり、自由な使い方ができるようになる。また、将来のレイアウト変更も容易になる。しかしながら、柱スパンを大きくすることで、梁の長期荷重時の曲げモーメント値が大きくなるから、大きな内部応力に耐えられるようにするために梁成（又は梁幅又は鉄筋量等）を増加させることが必要となる。
従来のこの種の建物構造としては、柱スパンの長いスパン部（以後、単に「大スパン部」という）と、柱スパンの短いスパン部（以後、単に「小スパン部」という）とを混在させたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６２９８２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の建物構造によれば、前記大スパン部と、前記小スパン部とは、建物平面の平面区画等の観点からそのスパン長やスパン配置が決定されることが多い。そして、各スパン部における梁断面の設計は、各梁に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値と地震荷重時の設計曲げモーメント値との和である曲げモーメント合算値に基づいて行われる。
従って、大きな曲げモーメント合算値が作用するスパン部においては、小さな曲げモーメント合算値が作用するスパン部に比べて大きな梁成が設定され、スパン部によって梁成が異なることが生じる。
また、曲げモーメント値とは別の意匠的な観点から、最大の梁成に全てのスパン部の梁成を揃える場合もある。
上述の「スパン部によって梁成が異なる」場合には、どの部分でも所定の天井高を確保するためには、一番大きな梁成のスパン部を基準にして階高を決定する必要があり、階高そのものが高くなるから、部材設計における合理性の向上が望まれる。
また、上述の「最大の梁成に全てのスパン部の梁成を揃える」場合には、応力的に過剰設計となる梁も出現し、やはり部材設計における合理性の向上が望まれる。
即ち、従来の建物構造によれば、各スパン部での部材設計において合理性に欠ける問題点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、柱スパンの異なる複数のスパン部を備えた架構において、合理的な応力分担を叶えて経済性の向上を図ることができる建物構造を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、柱スパンの異なる複数種のスパン部を配して隣り合う柱どうしを梁で接合してある建物構造であって、各梁に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値と地震荷重時の設計曲げモーメント値との和である各曲げモーメント合算値に基づいてスパン割を調整することで、複数種の前記スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してあるところにある。
【０００７】
長期荷重時の曲げモーメント値と、地震荷重時の曲げモーメント値とは、スパンの長短によって作用の仕方が異なり、長期荷重時の曲げモーメント値は、スパンの長さと比例関係にあることから、前記大スパン部では大きな値となる一方、前記小スパン部では小さな値となる。また、地震荷重時の曲げモーメント値は、スパンの長さと反比例関係にあることから、前記大スパン部では小さな値となる一方、前記小スパン部では大きな値となる。
【０００８】
従って、これら長期荷重時の曲げモーメント値と地震荷重時の曲げモーメント値の和である曲げモーメント合算値は、スパン割を調整することで、均一化を図ることができる。
つまり、前記大スパン部では、大きな長期荷重時の曲げモーメント値と、小さな地震荷重時の曲げモーメント値とが作用するのに対して、前記小スパン部では、小さな長期荷重時の曲げモーメント値と、大きな地震荷重時の曲げモーメント値とが作用するから、夫々のスパン割を適切に設定することで、大スパン部でも小スパン部でも同値（又はほぼ同値）の曲げモーメント合算値が作用する建物構造を作ることができる。
【０００９】
本発明の第１の特徴構成によれば、柱スパンの異なる複数種のスパン部の各梁に作用する各曲げモーメント合算値（長期荷重時＋地震荷重時）に基づいてスパン割を調整することで、各スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化するから、梁に作用する長期時荷重と地震時荷重とを合理的に架構に配分することができ、大スパン部でも小スパン部でも、それぞれの梁の断面性状を共通化することが可能となる。
その結果、無駄のない部材断面の設定が可能となり、建物建設での工期短縮やコストダウンを叶えることができる。
【００１０】
更には、大スパン部では、柱間の広い空間を備えた建物平面を確保できながら、小スパン部では、高い剛性によって大スパン部をも含めた梁端部の固定度を維持でき、建物全体とした層間変位の抑制を図ることができる。
尚、ここで言う「スパン割」とは、隣接する大スパン部と小スパン部との２種類のスパン長さ関係の調整に限るものではなく、例えば、３種類以上のスパン長さを設定することも含むものである。更には、柱スパンの異なるスパン部の総数や、それらの隣接の有無は、固定的なものではない。
【００１１】
本発明の第２の特徴構成は、柱スパンの異なるスパン部を隣接させて隣り合う柱どうしを梁で接合してある建物構造であって、各梁に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値と地震荷重時の設計曲げモーメント値との和である各曲げモーメント合算値に基づいて隣接するスパン部の長さ関係を調整することで、隣接する各スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してあるところにある。
【００１２】
本発明の第２の特徴構成によれば、柱スパンの異なる複数種のスパン部の各梁に作用する各曲げモーメント合算値（長期荷重時＋地震荷重時）に基づいて隣接するスパン部の長さ関係を調整することで、隣接する各スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化するから、梁に作用する長期時荷重と地震時荷重とを合理的に架構に配分することができ、大スパン部でも小スパン部でも、それぞれの梁の断面性状を共通化することが可能となる。
【００１３】
その結果、無駄のない部材断面の設定が可能となり、建物の建設において工期短縮やコストダウンをも叶えることができる。
更には、大スパン部では、柱間の広い空間を備えた建物平面を確保できながら、小スパン部では、高い剛性によって大スパン部をも含めた梁端部の固定度を維持でき、建物全体とした層間変位の抑制を図ることができる。
【００１４】
本発明の第３の特徴構成は、柱スパンの異なる前記スパン部の各々の梁成を揃えてあるところにある。
【００１５】
本発明の第３の特徴構成によれば、柱スパンの異なるスパン部の梁成を揃えてあるから、各スパン部で同様の天井高を確保できる。
その結果、天井のフラット化によって美観性の向上を図れるようになることに加えて、例えば、天井裏の梁間空間に配管やダクト等を設置する際にも高さが揃っていることで利用性が向上する。
更には、階高の設定においても、無駄のない高さ設定が可能となる。
【００１６】
本発明の第４の特徴構成は、柱スパンの異なる前記スパン部の各々の梁の部材断面を共通化してあるところにある。
【００１７】
本発明の第４の特徴構成によれば、柱スパンの異なるスパン部の梁の部材断面を共通化してあるから、梁の断面設計、及び、梁の施工、及び、柱との仕口部分の設計や施工等を、手間を掛けずに効率的に行うことが可能となる。
その結果、建物設計から施工を含めた建設全般でのコストダウンを叶えることができる。
【００１８】
本発明の第５の特徴構成は、柱スパンの異なる複数種の前記スパン部を平面視で交差する複数方向の夫々に沿って並設するとともに、各梁に作用する前記曲げモーメント合算値に基づいて前記複数方向の夫々のスパン割を調整することで、前記複数方向に沿って並ぶ前記スパン部の各梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してあるところにある。
【００１９】
本発明の第５の特徴構成によれば、スパン部の各並設方向のスパン割調整により、複数方向に沿って並ぶ各スパン部の梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化するから、前述した本発明の第１の特徴構成による作用効果を、建物平面での一方向のみならず、交差する複数方向にも拡大させることが可能となり、建物全体として、無駄のない部材断面の設定が可能となり、建物建設での工期短縮やコストダウンを叶えることができる。
【００２０】
本発明の第６の特徴構成は、柱スパンの異なる前記スパン部を平面視で交差する複数方向の夫々に沿って隣接させるとともに、各梁に作用する前記曲げモーメント合算値に基づいて前記複数方向の夫々において隣接する前記スパン部の長さ関係を調整することで、前記複数方向に沿って隣接する前記スパン部の各梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化してあるところにある。
【００２１】
本発明の第６の特徴構成によれば、スパン部の各隣接方向のスパン長さ関係の調整により、複数方向に沿って隣接するスパン部の各梁に作用する曲げモーメント合算値を均等化するから、前述した本発明の第２の特徴構成による作用効果を、建物平面での一方向のみならず、交差する複数方向にも拡大させることが可能となり、建物全体として、無駄のない部材断面の設定が可能となり、建物建設での工期短縮やコストダウンを叶えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】建物の構造伏図
【図２】建物の構造軸組図
【図３】梁の曲げモーメント図
【図４】別実施形態における梁の曲げモーメント図
【図５】別実施形態における梁の曲げモーメント図
【図６】別実施形態の建物の構造伏図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１、図２は、本発明の建物構造の一実施形態を示すもので、建物Ｂは、複数階層を備え、各階毎に、多数の柱１と、隣接する柱１にそれぞれ架設された梁２とからなるラーメン架構によって構成されている。
【００２５】
隣接する一対の柱１と、それら一対の柱１に架設された梁２とでスパン部Ｓが構成されている。因みに、当該実施形態においては、図１に示す構造伏図における上下方向（図中のＹ方向）に沿っては、柱スパンＬが一定値のスパン部Ｓの複数が並設してあると共に、図の左右方向（図中のＸ方向）に沿っては、長い柱スパンＬ１の大スパン部Ｓ１と、短い柱スパンＬ２の小スパン部Ｓ２とを交互に配置してある。
また、前記Ｘ方向に長手方向を沿わせて並設してある梁２どうしにわたる状態に小梁３が設けられている。
【００２６】
柱１は、上下の階層を通じて同じ位置に立設してある。従って、大スパン部Ｓ１と小スパン部Ｓ２との配列も、各階層毎に共通している。
【００２７】
前記大スパン部Ｓ１の柱スパンＬ１と、小スパン部Ｓ２の柱スパンＬ２との設定は、夫々のスパン部の梁２の端部に作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａと、地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂとの和である曲げモーメント合算値Ｍｃが、同値（又はほぼ同値）となるように設定してある（図３参照）。
【００２８】
この関係を、図３によって説明する。
図３（ａ）は、大スパン部Ｓ１の梁２Ａと、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂとに作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａ１，Ｍａ２を示している。
図から見られるように、大スパン部Ｓ１の梁２Ａの端部においては、長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａ１は、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂの端部の長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａ２に比べて大きな値となっている。
【００２９】
図３（ｂ）は、大スパン部Ｓ１の梁２Ａと、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂとに作用する地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂ１，Ｍｂ２を示している。
図から見られるように、大スパン部Ｓ１の梁２Ａの端部においては、地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂ１は、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂの端部の地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂ２に比べて小さな値となっている。
【００３０】
図３（ｃ）は、大スパン部Ｓ１の梁２Ａと、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂとに作用する曲げモーメント合算値Ｍｃ１，Ｍｃ２を示している。
図から見られるように、大スパン部Ｓ１の梁２Ａの端部に作用する曲げモーメント合算値Ｍｃ１も、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂの端部に作用する曲げモーメント合算値Ｍｃ２も、同値（又はほぼ同値）となっている。
【００３１】
このように、当該実施形態の建物構造においては、各梁２Ａ，２Ｂに作用する長期荷重時の設計曲げモーメント値Ｍａ１，Ｍａ２と地震荷重時の設計曲げモーメント値Ｍｂ１，Ｍｂ２との和である各曲げモーメント合算値Ｍｃ１，Ｍｃ２に基づいて柱スパンＬ１，Ｌ２を調整することで、複数種の前記スパン部Ｓ１，Ｓ２の梁２Ａ，２Ｂに作用する曲げモーメント合算値Ｍｃ１，Ｍｃ２を均等化してある。
【００３２】
よって、大スパン部Ｓ１の梁２Ａも、小スパン部Ｓ２の梁２Ｂも、共に梁成ｈ（図２参照）、及び、梁幅ｗ（図１参照）、及び、鉄筋量が同じとなるように形成してある。つまり、部材断面の共通化が図られている。
【００３３】
当該実施形態の建物構造によれば、無駄のない部材断面の設定が行われており、建物建設での工期短縮やコストダウンを叶えることができる。
更には、大スパン部Ｓ１では、柱１間の広い空間を備えた建物平面を確保できながら、小スパン部Ｓ２では、高い剛性によって大スパン部Ｓ１をも含めた梁２端部の固定度を維持でき、建物Ｂ全体とした層間変位の抑制を図ることができる。
【００３４】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００３５】
〈１〉  建物構造は、鉄筋コンクリート造や、鉄骨鉄筋コンクリート造や、鉄骨造等、何れの構造形式のものにも適用できる。また、現場打設によって構成する方式や、プレキャスト部材を組み立てて形成する方式であってもよい。
また、先の実施形態では、耐震壁やブレースを備えてないラーメン架構を例に挙げて説明したが、耐震壁やブレース等の強度部材を備えた建物構造であってもよい。この場合、耐震壁やブレース等の強度部材が負担する地震時せん断力を差し引いたラーメン架構の負担分をもとにしてスパン割を考えればよい。
【００３６】
〈２〉  「スパン割」は、先の実施形態で説明したように、大スパン部Ｓ１と小スパン部Ｓ２とを交互に配置することに限るものではなく、例えば、図４、図５に示すように、大スパン部Ｓ１どうし、又は、小スパン部Ｓ２どうし、又は、何れもが隣接するように配置するものであってもよい。図に示すように、各曲げモーメント合算値Ｍｃの均等化が図られている。
更には、図５に示すように、大スパン部Ｓ１の群と、小スパン部Ｓ２の群とを設けるように配置するものであってもよい。
また、図には示さないが、柱スパンＬは、大小の２種類に限るものではなく、例えば、大中小の３種類や、それ以上の種類を備えたスパン割であってもよい。
【００３７】
〈３〉  「スパン割」は、先の実施形態で説明したように平面視での一方向に沿って配置される複数種のスパン部を対象とすることに限らず、平面視で交差する複数方向の夫々に沿って複数種のスパン部を並設するものであってもよい。
その一例を挙げると、図６に示すように、紙面での左右方向と、上下方向との両方向に沿って複数種のスパン部を並設してあってもよい。この実施形態の建物構造によれば、先に説明した各実施形態における作用効果を、建物平面での一方向のみならず、直交方向にも拡大させることが可能となり、建物全体として、無駄のない部材断面の設定が可能となり、建物建設での工期短縮やコストダウンを叶えることができる。
【００３８】
〈４〉  各スパン部Ｓでの梁２は、先の実施形態で説明した梁成ｈや梁幅ｗや鉄筋量を同じとして部材断面の共通化を図ることに限るものではなく、梁成ｈや梁幅ｗや鉄筋量の何れか又はすべてが異なるものであってもよく、要するに、均等化された曲げモーメント合算値Ｍｃを基に設計された断面諸元を満たすものであればよい。
【００３９】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１      柱
２      梁
ｈ      梁成
Ｌ      柱スパン
Ｍａ    長期荷重時の設計曲げモーメント値
Ｍｂ    地震荷重時の設計曲げモーメント値
Ｍｃ    曲げモーメント合算値
Ｓ      スパン部
【図１】
2014066087.tif 000003
【図２】
2014066087.tif 000004
【図３】
2014066087.tif 000005
【図４】
2014066087.tif 000006
【図５】
2014066087.tif 000007
【図６】
2014066087.tif 000008