(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリートにより形成された大スパンを構築することができる二層構造屋根を提供する。【解決手段】支持部間３４、３６に架設され湾曲した木質層１２と、木質層の上面に形成されたコンクリート層１４と、を有する二層構造屋根１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部間に架設され湾曲した木質層と、
前記木質層の上面に形成されたコンクリート層と、
を有する二層構造屋根。
【請求項２】
既設構造物に設けられた既設屋根部を解体するとともに、請求項１に記載の二層構造屋根を構築する既設構造物の改修方法において、
前記既設屋根部を解体した後に、前記既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成する既設構造物の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートにより形成された屋根、及びこの屋根を用いた既設構造物の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大スパンの屋根としては、さまざまなものがある。例えば、特許文献１には、間隔をおいて設けられた支柱間に支持ケーブルが架設され、この支持ケーブルに吊り支持された補剛大梁に膜材からなる屋根体が取り付けられた膜屋根が開示されている。
【０００３】
一方、コンクリートにより形成された屋根があるが、重量が重くなるので、大スパンの屋根にするのは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は係る事実を考慮し、コンクリートにより形成された大スパンの屋根を構築することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様に係る二層構造屋根は、支持部間に架設され湾曲した木質層と、前記木質層の上面に形成されたコンクリート層と、を有する。
【０００７】
第１態様に係る二層構造屋根では、支持部間に架設され湾曲した木質層と、木質層の上面に形成されたコンクリート層とを有することにより、木質層とコンクリート層とを有して構成される屋根部が軽量となり、大スパンとすることができる。すなわち、コンクリートにより形成された大スパンの屋根を構築することができる。
【０００８】
また、木質層を型枠として利用することにより、コンクリート層を形成するための型枠作業の手間を低減することができる。
【０００９】
第２態様に係る既設構造物の改修方法は、既設構造物に設けられた既設屋根部を解体するとともに、第１態様に係る二層構造屋根を構築する既設構造物の改修方法において、前記既設屋根部を解体した後に、前記既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成する。
【００１０】
第２態様に係る既設構造物の改修方法では、既設屋根部を解体した後に、既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成するので、既設屋根部を支持する構造躯体に補強を施さないで部屋空間を形成することができる。すなわち、既設構造物を構成する構造躯体の補強手間を低減して既設構造物に部屋空間を形成するとともに、二層構造屋根を構築することができる。
【００１１】
また、二層構造屋根を大スパンの屋根にすることによって、既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して形成される部屋空間を大きなものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記構成としたので、コンクリートにより形成された大スパンの屋根を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る二層構造屋根を示す正面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る二層構造屋根の屋根部を示す正面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る二層構造屋根を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る既設構造物を示す正面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法の支持部設置工程及び木質層形成工程を示す正面断面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法のコンクリート層形成工程を示す正面断面図であり、図５（ｃ）は、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法の支保工撤去工程及び既設屋根部解体工程を示す正面断面図であり、図５（ｄ）は、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法の部屋空間形成工程を示す正面断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る木質層を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の実施形態に係る板部材を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る板部材同士の繋ぎ合わせ方を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る木質層を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る二層構造屋根のバリエーションを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る二層構造屋根について説明する。
【００１５】
図１の正面断面図に示すように、二層構造屋根１０は、屋根部４６を有して構成され、屋根部４６は、木質層１２と、コンクリート層１４とを有して構成されている。
【００１６】
二重構造屋根１０は、鉄筋コンクリート造の構造物１６の上部に構築されている。構造物１６は、地盤１８上に建てられており、平面視にて中央部に形成された部屋空間２０と、部屋空間２０の左右に配置された構造物１６Ａ、１６Ｂとを有して構成されている。
【００１７】
構造物１６Ａ、１６Ｂは、柱部材２２、梁部材２４、床スラブ２６、及び屋根部２８を有して構成されている。屋根部２８は、梁部材３０と、この梁部材３０に支持された屋上スラブ３２とを有して構成されている。柱部材２２、梁部材２４、床スラブ２６、梁部材３０、及び屋上スラブ３２は、鉄筋コンクリートによって形成されている。そして、二層構造屋根１０は、屋根部４６が部屋空間２０を覆うようにして設けられている。
【００１８】
図１に示すように、木質層１２は、厚さが一定のＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber）により形成され、上方へ凸となるように単一曲率の円弧状に湾曲した形状になっている。ＬＶＬは、製材された単板を、繊維方向を揃えて積層接着した木質材料（所謂、単板積層材）である。
【００１９】
支持部としての支柱３４、３６は、構造物１６の桁行方向（梁間方向３８と直交する水平方向）に対して複数配置され、構造物１６に形成された部屋空間２０の外周部に位置する柱部材２２上に立設されている。そして、支柱３４と支柱３６との間に木質層１２が架設されている。
【００２０】
図１、及び図２の正面断面図に示すように、コンクリート層１４は、木質層１２の上面に、鉄筋コンクリートによって木質層１２と一体に形成されている。コンクリート層１４の端部と頂部の上面付近には、上端筋４０、４２が埋設されている。
【００２１】
木質層１２は、円周方向４４に対して一定の厚さを有し、コンクリート層１４は、頂部から端部へ向けて徐々に厚さが増大して、端部の厚さが頂部の厚さよりも大きくなっている。これにより、屋根部４６は、端部の厚さが厚く頂部の厚さが薄いシェル構造を構成している。
【００２２】
図３の斜視図に示すように、二層構造屋根１０は、構造物１６の桁行方向５６（梁間方向３８と直交する水平方向）に対して２つのシェル構造４８、５０（屋根部４６）を連ねたようにして形成されている。シェル構造４８、５０の縁部にはリブ５２、５４が設けられており、これによって、屋根部４６に生じる主応力をスムースに流して支柱３４、３６（図１を参照のこと）へ伝達することができる。
【００２３】
次に、二層構造屋根１０を用いた、既設構造物の改修方法について説明する。
【００２４】
ここでは、図４の正面図に示す、地盤５８上に建てられた既設構造物としての構造物６０に部屋空間を形成するとともに、この部屋空間の上方へ新設屋根部としての二層構造屋根１０を構築する既設構造物の改修方法の一例を示す。
【００２５】
構造物６０は、柱部材６２、梁部材６４、床スラブ６６、及び既設屋根部としての屋根部６８を有して構成されている。屋根部６８は、梁部材７０と、この梁部材７０に支持された屋上スラブ７２とを有して構成されている。構造物６０は、鉄筋コンクリート造の建物であり、柱部材６２、梁部材６４、床スラブ６６、梁部材７０、及び屋上スラブ７２は、鉄筋コンクリートによって形成されている。
【００２６】
既設構造物の改修方法では、まず、図５（ａ）の正面断面図に示すように、支持部設置工程において、支持部としての支柱３４、３６を、後に構造物６０に形成される部屋空間７４（図５（ｄ）を参照のこと）の外周部に位置する柱部材６２上に立設する。支柱３４、３６は、構造物６０の桁行方向（梁間方向７６と直交する水平方向）に対して複数配置する。
【００２７】
次に、図５（ａ）の正面図に示すように、木質層形成工程において、足場等からなる支保工７８を屋上スラブ７２上に設置し、この支保工７８により仮支持させた状態で木質層１２を形成して、支柱３４と支柱３６との間に木質層１２を架設する。
【００２８】
次に、図５（ｂ）の正面断面図に示すように、コンクリート層形成工程において、木質層１２を型枠として、木質層１２上にコンクリートを打設して、コンクリート層１４を形成する。
【００２９】
次に、図５（ｃ）の正面断面図に示すように、支保工撤去工程において、コンクリート層１４が硬化して屋根部４６が構築された後に、支保工７８を撤去する。
【００３０】
次に、図５（ｃ）に示すように、既設屋根部解体工程において、屋根部４６の下方に位置し、後に形成される部屋空間７４（図５（ｄ）を参照のこと）の上方に位置する、構造物６０に設けられた屋根部６８（以下、「屋根部６８Ａ（図５（ｂ）を参照のこと）」とする）を解体する。
【００３１】
次に、屋根部６８Ａを解体した後に、図５（ｄ）に示すように、部屋空間形成工程において、屋根部６８Ａの下方に配置されていた、柱部材６２、梁部材６４、及び床スラブ６６を撤去して、平面視にて構造物６０の中央部に部屋空間７４を形成する。図５（ｄ）では、１〜４階の柱部材６２、梁部材６４、及び床スラブ６６を撤去して部屋空間７４が形成されている。
【００３２】
これにより、構造物６０は、部屋空間７４と、部屋空間７４の左右に配置された構造物６０Ａ、６０Ｂとを有して構成される。そして、二層構造屋根１０は、構造物６０Ａと構造物６０Ｂの間に架設されるようにして、構造物６０の上部に構築された状態となる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態に係る二層構造屋根の作用と効果について説明する。
【００３４】
本実施形態の二層構造屋根１０では、図１に示すように、支柱３４、３６間に架設され湾曲した木質層１２と、木質層１２の上面に木質層１２と一体に形成されたコンクリート層１４とを有して屋根部４６を構成することにより、屋根部４６が軽量となり、大スパンとすることができる。すなわち、コンクリートにより形成された大スパンの屋根を構築することができる。
【００３５】
また、本実施形態の二層構造屋根１０では、図５（ｂ）に示すように、木質層１２を型枠として利用することにより、コンクリート層１４を形成するための型枠作業の手間を低減することができる。また、型枠として利用した木質層１２は、そのまま屋根部４６になるので、型枠を解体する手間を省くことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の二層構造屋根１０では、図１及び図２に示すように、木質層１２を、円周方向４４に対して一定の厚さとし、コンクリート層１４を、頂部から端部へ向けて徐々に厚さを増大させて、端部の厚さを頂部の厚さよりも大きくすることによって、屋根部４６を、端部の厚さが厚く頂部の厚さが薄いシェル構造とすることができる。なお、木質層１２を、頂部から端部へ向けて徐々に厚さを増大させて、端部の厚さを頂部の厚さよりも大きくすることによって、屋根部４６を、端部の厚さが厚く頂部の厚さが薄いシェル構造とするようにしてもよい。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法の作用と効果について説明する。
【００３８】
本実施形態の既設構造物の改修方法では、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、既設屋根部としての屋根部６８Ａを解体した後に、屋根部６８Ａの下方に配置されていた柱部材６２、梁部材６４、及び床スラブ６６を撤去して部屋空間７４を形成するので、屋根部６８Ａを支持する構造躯体（柱部材６２）に補強を施さないで部屋空間７４を形成することができる。すなわち、構造物６０を構成する構造躯体（柱部材６２）の補強手間を低減して構造物６０に部屋空間７４を形成するとともに、新設屋根部としての二層構造屋根１０を構築することができる。
【００３９】
また、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、二層構造屋根１０を大スパンの屋根にすることによって、既設屋根部としての屋根部６８Ａの下方に配置されていた柱部材６２、梁部材６４、及び床スラブ６６を撤去して形成される部屋空間７４を大きなものとすることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、既設屋根部としての屋根部６８上で、二層構造屋根１０を構築するので、効率よく安全に二層構造屋根１０を構築することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【００４２】
なお、本実施形態の二層構造屋根１０では、図１に示すように、構造物１６の上部に二層構造屋根１０が構築されている例を示したが、二層構造屋根１０は、新設の構造物１６に構築してもよいし、改修された構造物１６や改修される構造物１６に構築してもよい。
【００４３】
新設の構造物１６の上部に二層構造屋根１０を構築する場合には、例えば、まず、図１に示す構造物１６Ａ、１６Ｂを新設で構築し、この構造物１６Ａと構造物１６Ｂとの間に木質層１２を架設する。次に、木質層１２の上面にコンクリートを打設することにより木質層１２と一体にコンクリート層１４を形成して屋根部４６を構成し、構造物１６の上部に二層構造屋根１０を構築する。
【００４４】
また、本実施形態の二層構造屋根１０では、図１及び図２に示すように、木質層１２をＬＶＬにより形成した例を示したが、木質層１２は、木質の板材により形成すればよい。例えば、木質層１２を、ＣＬＴ（Cross Laminated Timber）により形成してもよい。ＣＬＴは、ひき板を繊維方向が直交するように積層接着したパネル材（所謂、直交集成材）である。
【００４５】
さらに、本実施形態の二層構造屋根１０では、図１及び図２に示すように、木質層１２をＬＶＬによって形成した例を示したが、木質層１２は、複数の木製の板部材を繋ぎ合わせて形成してもよい。
【００４６】
図６の斜視図には、ＬＶＬからなる略三角形状の木製の板部材８０を繋ぎ合わせて形成された木質層８２の例が示されている。図７（ａ）の斜視図に示すように、板部材８０の上面には、一端部８４を板部材８０から外側へ跳ね出すようにして、接着剤等により木製の角材８６が取り付けられている。なお、説明の都合上、図６には角材８６が省略されている。
【００４７】
そして、図７（ｂ）の斜視図に示すように、板部材８０同士（以下、左側に配置された板部材８０を「板部材８０Ａ」とし、右側に配置された板部材８０を「板部材８０Ｂ」とする）を並べた状態にして、図８の断面図に示すように、角材８６の一端部８４を板部材８０Ｂにビス８８で固定することによって、板部材８０同士（板部材８０Ａと板部材８０Ｂ）を繋ぎ合わせている。
【００４８】
なお、図９の平面図に示すように、板部材８０の割り付けは、木質層１２に生じる主応力の方向９０と板部材８０の繊維方向（不図示）が略合うようにするのが好ましい。
【００４９】
また、板部材８０同士は、角材８６以外のもので繋ぎ合わせるようにしてもよい。板部材８０同士は、角材８６によって繋ぎ合わせるようにすれば、角材８６がコッターとして機能して、木質層１２（板部材８０）と、木質層１２（板部材８０）の上面に形成されたコンクリート層１４との一体性を高めることができる。
【００５０】
また、本実施形態の二層構造屋根１０では、図３に示すように、構造物１６の桁行方向５６（梁間方向３８と直交する水平方向）に対して２つのシェル構造４８、５０を連ねたようにして二層構造屋根１０を形成した例を示したが、３つ以上のシェル構造を連ねたようにして二層構造屋根を形成するようにしてもよい。図１０の斜視図には、３つのシェル構造４８、５０、９２を連ねたようにして二層構造屋根９６を形成した例が示されている。
【００５１】
さらに、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、まず、構造物６０の上に、新設屋根部としての二層構造屋根１０を構築し、二層構造屋根１０の構築が完了した後に既設屋根部としての屋根部６８Ａを解体し、屋根部６８Ａの解体が完了した後に部屋空間７４を形成した例を示したが、既設屋根部を解体した後に部屋空間が形成されれば、どのような手順であってもよい。すなわち、部屋空間の形成に先行して既設屋根部が解体されていればよい。
【００５２】
例えば、新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に既設屋根部を解体しながら、解体された部分の下方から部屋空間を順次形成していくようにしてもよい。また、例えば、新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に部屋空間を形成していくようにしてもよい。さらに、例えば、既設屋根部を解体しながら、解体された部分の下方から部屋空間を順次形成していき、この部屋空間の形成が完了した後に新設屋根部を構築するようにしてもよい。また、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に部屋空間を形成し、この部屋空間の形成が完了した後に新設屋根部を構築するようにしてもよい。さらに、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根の解体が完了した後に新設屋根部を構築しながら部屋空間を形成するようにしてもよい。また、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に部屋空間を形成するようにしてもよい。
【００５３】
また、本実施形態の二層構造屋根１０、及び既設構造物の改修方法では、図１及び図４に示すように、構造物１６、６０を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、構造物は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模のものであってもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、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】
【００５５】
１０、９６  二層構造屋根
１２、８２  木質層
１４  コンクリート層
３４、３６  支柱（支持部）
６０  構造物（既設構造物）
６２  柱部材
６８  屋根部（既設屋根部）
７４  部屋空間
【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】
2019070291.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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