(57)【要約】【課題】  耐荷重性に優れた屋根構造体を構築することができ、また、施工作業の容易性や安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、製造面でも材料費を節減できる耐荷重性に優れた屋根トラス材及びそれを用いた屋根構築方法を提供すること。【解決手段】  山形に組み合わされた合掌材11・11の下側に陸梁材12が横架連結されると共に、前記両合掌材11・11の頂部と前記陸梁材12とが真束材13により結合されて成るトラス本体１と；このトラス本体１の内側に設けられた横架材21、方杖材22・22および小屋束材23・23とから成るトラス骨格材２と；前記トラス本体１とトラス骨格材２とが形成するトライアングル部の前後両面に重ね合わせて固定されたトップガセット板31・31、ボトムガセット板32・32、並びにサイドガセット板33・33とから成る面状補強体３とを包含して構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形に組み合わされた合掌材11・11の下側に陸梁材12が横架連結され、かつ、前記両合掌材11・11の頂部と前記陸梁材12とが真束材13により結合されて成るトラス本体１と；
このトラス本体１における真束材13の両側部と前記合掌材11との間に架け渡された横架材21、同真束材13の下方部両側から前記陸梁材12側に斜設された方杖材22・22、および前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12との間に立設された小屋束材23・23とから成るトラス骨格材２と；
前記合掌材11の頂部と真束材13の両側に位置する横架材21とが形成するトライアングル部Ｔ1の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のトップガセット板31・31、前記陸梁材12と真束材13と方杖材22・22とが形成するトライアングル部Ｔ2の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のボトムガセット板32・32、並びに前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12と前記両袖に位置する小屋束23とが形成するトライアングル部Ｔ3の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のサイドガセット板33・33とから成る面状補強体３とを包含して構成されており、
前記トラス本体１の合掌材11・11の上方からの荷重による、当該トラス本体１の各節点部と前記各々の構成材に対する負荷を、前記トラス骨格材２と面状補強体３とが補完補強し合って分散吸収することを特徴とする屋根組み用トラスユニット。
【請求項２】
面状補強体３であるトップガセット板31・31、ボトムガセット板32・32及びサイドガセット板33・33に構造用合板を使用したことを特徴とする請求項１記載の屋根組み用トラスユニット。
【請求項３】
トラス本体１とトラス骨格材２とが成すトライアングル部Ｔの内側に補助斜材24を配設してトラス節点部を補強可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の屋根組み用トラスユニット。
【請求項４】
トラス本体１の両端下部及び面状補強体３のサイドガセット板33の所定箇所に軒桁Ｂに嵌合させるための嵌合溝Ｄが設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の屋根組み用トラスユニット。
【請求項５】
山形に組み合わされた合掌材11・11の下側に陸梁材12が横架連結され、かつ、前記両合掌材11・11の頂部と前記陸梁材12とが真束材13により結合されて成るトラス本体１と；
このトラス本体１における真束材13の両側部と前記合掌材11との間に架け渡された横架材21、同真束材13の下方部両側から前記陸梁材12側に斜設された方杖材22・22、および前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12との間に立設された小屋束材23・23とから成るトラス骨格材２と；
前記合掌材11の頂部と真束材13の両側に位置する横架材21とが形成するトライアングル部Ｔ1の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のトップガセット板31・31、前記陸梁材12と真束材13と方杖材22・22とが形成するトライアングル部Ｔ2の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のボトムガセット板32・32、並びに前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12と前記両袖に位置する小屋束23とが形成するトライアングル部Ｔ3の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のサイドガセット板33・33から成る面状補強体３とを包含して構成された屋根トラスユニット材Ｒを所要の間隔をもって列立し横木材５・５…で連結したことを特徴とする屋根組みブロック。
【請求項６】
山形に組み合わされた合掌材11・11の下側に陸梁材12が横架連結され、かつ、前記両合掌材11・11の頂部と前記陸梁材12とが真束材13により結合されて成るトラス本体１と；
このトラス本体１における真束材13の両側部と前記合掌材11との間に架け渡された横架材21、同真束材13の下方部両側から前記陸梁材12側に斜設された方杖材22・22、および前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12との間に立設された小屋束材23・23とから成るトラス骨格材２と；
前記合掌材11の頂部と真束材13の両側に位置する横架材21とが形成するトライアングル部Ｔ1の前後両面に面合固定された略同形状のトップガセット板31・31、前記陸梁材12と真束材13と方杖材22・22とが形成するトライアングル部Ｔ2の前後両面に面合固定された略同形状のボトムガセット板32・32、並びに前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12と前記両袖に位置する小屋束23とが形成するトライアングル部Ｔ3の前後両面に面合固定された略同形状のサイドガセット板33・33とから構成された屋根トラスユニット材Ｒを所要の間隔をもって列立し横木材５・５…で連結して構成した屋根組みブロックＵを使用し、
この屋根組みブロックＵを、築造中の建物構造体Ｈにおける最上部の軒桁Ｂ・Ｂ上に桁行方向に順々に配置固定して、屋根全体の骨組みを施工することを特徴とする建物の屋根施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根トラス材の改良、詳しくは、耐荷重性に優れた屋根構造体を構築することができ、また、施工作業の容易性と安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、製造面でも材料費を節減できる耐荷重性に優れた屋根トラス材及びそれを用いた屋根構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、木造住宅の構法は、木造軸組構法(在来工法)や木造枠組壁構法(２×４工法)が主流となっているが、これらの構法において小屋組の構築する際には、高度な技巧が要求される継手や仕口などの複雑な加工を予め工場で行い、このプレカットした構造材を現場で組み立てる方法が採用されていた。
【０００３】
ところが、上記プレカットした構造材を用いる方法は、依然として大量の構造材を現場で組み立てる作業が必要であったため、作業者は長時間高所で作業しなければならず、施工作業の効率性や安全性の面において問題があった。
【０００４】
そこで、従来においては、トラス型の屋根ユニット部材(以下、「屋根トラス」)またはこの屋根トラスを複数並べて連結した屋根組みブロックを工場で製造し、現場ではこの屋根トラスや屋根組みブロックをクレーンで吊り上げて天井梁等に据え付けるだけで効率的に小屋組を構築できるようにした技術が提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記屋根トラスについては、一定以上のスパンで作製する場合に、耐荷重性の観点から真束材(キングポスト)の両側に小屋束材を設けて、その小屋束材と真束材とを斜材で連結したハウトラスや、斜材をＷ型に取り付けるフィンクトラス等の形態をとる必要があったが、トラス骨格に使用する斜材は真束材以上の長さになることもあったため、端材から斜材を切り出すことは困難で無駄に木材費がかかるという不満があった。
【０００６】
また、上記従来の屋根トラスに関しては、剛接合したトラス節点部にガセット部材を添設してトラス節点部に作用する曲げモーメントを吸収可能とすることで、建築基準法における垂直積雪量０.６ｍをクリアする程度の耐荷重に設定することはできたものの、積雪量が多い地域などで垂直積雪量２.５ｍ以上に設定したい場合などには、構造的に耐力が不足しがちであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−６３７６４号公報（第２−１５頁、第１〜９図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、耐荷重性に優れた屋根構造体を構築することができ、また、施工作業の容易性や安全性の向上および工期の短縮も図れ、しかも、製造面でも材料費を節減できる耐荷重性に優れた屋根トラス材及びそれを用いた屋根構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１０】
即ち、本発明は、山形に組み合わされた合掌材11・11の下側に陸梁材12が横架連結されると共に、前記両合掌材11・11の頂部と前記陸梁材12とが真束材13により結合されて成るトラス本体１と；
このトラス本体１における真束材13の両側部と前記合掌材11との間に架け渡された横架材21、同真束材13の下方部両側から前記陸梁材12側に斜設された方杖材22・22、および前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12との間に立設された小屋束材23・23とから成るトラス骨格材２と；
前記合掌材11の頂部と真束材13の両側に位置する横架材21とが形成するトライアングル部Ｔ1の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のトップガセット板31・31、前記陸梁材12と真束材13と方杖材22・22とが形成するトライアングル部Ｔ2の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のボトムガセット板32・32、並びに前記合掌材11・11の両袖側と陸梁材12と前記両袖に位置する小屋束材23とが形成するトライアングル部Ｔ3の前後両面に重ね合わせて固定された略同形状のサイドガセット板33・33とから成る面状補強体３とを包含して構成し、
前記トラス本体１の合掌材11・11の上方からの荷重による、当該トラス本体１の各節点部と前記各々の構成材に対する負荷を、前記トラス骨格材２と面状補強体３の補完補強により分散吸収可能とした点に特徴がある。
【００１１】
また本発明は、上記手段に加えて、面状補強体３であるトップガセット板31・31、ボトムガセット板32・32及びサイドガセット板33・33に構造用合板を使用するという技術的手段を採用することもできる。
【００１２】
そしてまた本発明は、上記手段において、トラス本体１とトラス骨格材２とが成すトライアングル部Ｔの内側に補助斜材24を配設してトラス節点部を補強するという技術的手段を採用することもできる。
【００１３】
他方また本発明は、上記手段に加えて、トラス本体１における陸梁材12の両端下部及び面状補強体３のサイドガセット板33の所定箇所に軒桁Ｂに嵌合させるための嵌合溝Ｄを設けて屋根トラスユニット材Ｒを軒桁Ｂ上に位置決め固定できるようにするという技術的手段を採用することもできる。
【００１４】
一方、本発明は、上記構成による屋根トラスユニット材Ｒを所要の間隔をもって列立して横木材５・５…で連結することにより屋根組みブロックを作製するという技術的手段を採用することもできる。
【００１５】
また本発明は、上記構成による屋根組みブロックＵを、築造中の建物構造体Ｈにおける最上部の軒桁Ｂ・Ｂ上に桁行方向に順々に配置固定して、屋根全体の骨組みを施工するという技術的手段を採用することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、合掌材、陸梁材及び真束材から成るトラス本体の内側に、横架材、方杖材及び小屋束材等のトラス骨格材を設けると共に、トラス本体と骨格材とで三角形状を成す所定部位に面状補強体としてガセット板を固定して屋根トラスを構成したことによって、トラス本体の合掌材が上方から荷重を受けた際に、前記トラス骨格材と面状補強体とを配設した三角形状の部位で、トラス節点部に作用する負荷を効果的に分散して吸収することができる。
【００１７】
そして更に、上記構成においてはトラス本体の半分以上の部位に面状補強体を重ね合わせることでその部位の断面積を増大できるため、トラス本体の各構成材に作用する軸方向力についても分散吸収効果を得ることができ、それによって屋根トラスの耐荷重性を垂直積雪量２.５ｍ〜４ｍに耐え得る程度まで向上することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る屋根トラスでは、トラス骨格材に真束材以上の長さの板材を使用する必要がないことから、トラス本体の構成材を切り出した後の端材からトラス骨格材を作製することも容易となり、これによって材料費の節減を図ることができる。
【００１９】
そしてまた、本発明に係る屋根トラスを使用すれば、屋組施工に高度な技能や高所での長時間の作業も不要となるため、施工作業の容易化による人件費の削減や安全性の向上および工期の短縮も図れる。
【００２０】
したがって、本発明により、積雪荷重等の耐荷重性に優れた屋根組みを、簡単かつ迅速にそして低コストで構築できる屋根ユニット部材を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１における屋根組み用トラスユニットを表わす全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における屋根組み用トラスユニットを表わす全体前面図である。
【図３】本発明の実施例１における屋根組み用トラスユニットを表わす分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例１における屋根組みブロックを用いた屋根構造を表わす説明斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における屋根組みブロックを用いて屋根を施工した建築構造物を表わす全体側面図である。
【図６】本発明の実施例１における屋根組みブロックを用いた屋根構造を表わす拡大側面図である。
【図７】本発明の実施例１における屋根組みブロックの建築構造物に対する連結構造を表わす拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
『実施例１』
本発明の実施例１を、図１から図５に基いて以下に説明する。ちなみに同図において、符号１で指示するものは、トラス本体であり、符号２で指示するものは、トラス骨格材である。また符号３で指示するものは、面状補強体であり、符号４で指示するものは、横木材である。符号５で指示するものは、煽止め金具である。
【００２３】
まず実施例１では、二枚の板材が山形に組み合わせた合掌材11・11の両端に陸梁材12を横架連結すると共に、前記上弦材11の頂点部と陸梁材12の中央部とを真束材13を連結してキングポスト型のトラス本体１を作製している(図１、図２参照)。なお、実施例１では、トラス本体１の陸梁材13を中央で二つに分割してその間を真束材が通るように配置することによって、陸梁材12に使用する板材の長さを短縮できるようにしている。
【００２４】
そして、上記トラス本体１には、真束材13の両側部と合掌材11・11の間にトラス骨格材２の一つである横架材21・21を架け渡すと共に、同真束材13の下方部両側から陸梁材12側にはトラス骨格材２の一つである方杖材22・22を斜設し、また更に合掌材11・11の両袖側と陸梁材12との間にはトラス骨格材２の一つである小屋束材23・23を立設している。
【００２５】
また、上記トラス本体１の合掌材11の頂部とトラス骨格材２の横架材21・21とが形成するトライアングル部Ｔ1の前後両面には、当該部位と略同形状のトップガセット板31・31を面状補強体３として重ね合わせて固定し、上記トラス本体１の陸梁材12と真束材13とトラス骨格材２の方杖材22・22とが形成するトライアングル部Ｔ2の前後両面には当該部位と略同形状のボトムガセット板32・32を固定している。
【００２６】
そして更に、上記トラス本体１の合掌材11・11の両袖部と下弦材12とトラス骨格材２の小屋束材23とが形成するトライアングル部Ｔ3の前後両面には当該部位と略同形状のサイドガセット板33・33を固定して屋根トラスユニットＲを構成している。
【００２７】
なお実施例１では、面状補強体３であるトップガセット板31、ボトムガセット板32、及びサイドガセット板33・33に安価で耐久性に優れた構造用合板を使用し、この構造用合板製の面状補強体３をトラス本体１とトラス骨格材２を仮止めした状態でトライアングル部Ｔに重ね合わせて周縁部を10cm間隔で釘打ちして固定している(図３参照)。
【００２８】
そして、上記のように屋根トラスユニット材Ｒを構成したことにより、トラス本体１とトラス骨格材２と面状補強体３とから成るトライアングル部Ｔでトラス本体１の節点部に作用する曲げモーメントを効果的に吸収することが可能となる。
【００２９】
なお実施例１では、トラス本体１の合掌材11・11と真束材13とトラス骨格材２の横架材21・21とが形成するトライアングル部Ｔ1の内側に補助斜材24を配設することによって、トライアングル部Ｔ1の剛性を一層高めている。
【００３０】
ちなみに、実施例１では、屋根トラスユニット材Ｒの上部のトライアングル部Ｔ1にのみ上記補助斜材24を設けているが、必要に応じてその他のトライアングル部Ｔ2・Ｔ3に取り付けることも勿論可能である。
【００３１】
また更に、上記屋根トラスユニット材Ｒのトラス本体１には、半分以上の部位に面状補強体３を添合させているため、その部位の断面積の増大によってトラス本体１の各構成材に作用する軸方向力を分散吸収することもできる。
【００３２】
また、実施例１に係る屋根トラスユニット材Ｒでは、トラス骨格材２にトラス本体１を構成する真束材13以上の長さの板材を使用する必要はないため、トラス本体１の構成材を切り出した後の端材からトラス骨格材２を作製することができ、製造コストの低減も図れる。
【００３３】
次に、上記屋根トラスユニット材Ｒを用いて屋根を構築する方法を説明する。まず、工場において木材及び構造用合板から上記屋根トラスユニット材Ｒを作製すると共に、屋根トラスユニット材Ｒを所要の間隔で列立して横木材４・４…で連結し屋根組みブロックＵを作製する(図４参照)。
【００３４】
また、上記屋根トラスユニット材Ｒを製造する際には、トラス本体１の両端下部及び補強面材に軒桁Ｂに嵌合させるための嵌合溝Ｄを設けて建築物の軒桁Ｂ上に前記ユニット材Ｒを位置決め装着できるようにする。
【００３５】
そして、上記屋根組みブロックＵを現場に搬送した後、クレーン等で屋根組みブロックＵを持ち上げて築造中の建築構造体Ｈの軒桁Ｂ上に載置し、屋根組みブロックＵの各屋根トラスユニット材Ｒの両端部に取着した煽止め金具５を軒桁Ｂに固定して据え付けを行う(図５、図６、図７参照)。
【００３６】
これを順次繰り返して屋根組みブロックＵを桁行方向に並べて据え付けた後、上部に野地板Ｎを取り付けて屋根施工を行う。なお、この際、屋根組みブロックＵ同士を釘打ちして連結し易くするために、隣接する屋根組みブロックＵの横木材４・４…の位置は互い違いにしておくのが望ましい。
【００３７】
上記の方法により屋根構築を行えば、職人の高度な技能や高所での長時間の作業も不要となるため、施工作業の容易化や安全性の向上並びに工期の短縮を実現できる。
【００３８】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、トラス本体１のサイズは屋根の間隔や高さに合わせて自由に設計を変更することができ、また、トラス骨格材２や面状補強体３の位置やサイズも求められる耐荷重性に合わせて自由に変更することが可能である。
【００３９】
また、面状補強体３の材料についても、構造用合板に限らず金属プレート等を使用することもでき、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
近年、建築業界の競争激化により工期が短くかつ低コストで住宅施工を行える技術が求められており、また同時に、政府の「２００年住宅」構想によって、耐久性に優れた建築構造の要請も高まっている。
【００４１】
そのような中で、本発明の屋根組み用トラスユニット、屋根組みブロック及び建築の屋根施工方法は、積雪等に対する耐荷重性に優れる上に、施工作業の効率化やコスト削減も実現できる有用な技術であることから、市場における需要は大きく、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００４２】
１  トラス本体
11  合掌材
12  陸梁材
13  真束材
２  トラス骨格材
21  横架材
22  方杖材
23  小屋束材
24  補助斜材
３  面状補強体
31  トップガセット
32  ボトムガセット
33  サイドガセット
４  横木材
５  煽止め金具
Ｒ  屋根トラスユニット材
Ｔ  トライアングル部
Ｕ  屋根組みブロック
Ｂ  軒桁
Ｈ  建築構造体
Ｎ  野地板
Ｄ  嵌合溝
【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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