(57)【要約】【課題】積載荷重の大きい建物において、大スパンを実現する場合に、標準Ｈ形鋼などの汎用の梁材を用いて強度及び振動性状を満足する梁構造が得られると共に、梁貫通孔を無くし、コストの低減、自由な配管計画、配管ルートの増設変更に対するフレキシブルな対応が可能となる二段梁構造を提供する。【解決手段】標準Ｈ形鋼からなる上梁３と下梁４と束材５により二段梁２を形成し、二段梁２により鉛直剛性を向上させて床振動を低減し、上梁３と下梁４との間に設備配管類６の設備用開口７を設け、梁貫通孔を無くす。上梁３と下梁４は、ＣＦＴ柱１に溶接で剛接合し、高性能のＣＦＴ柱１と二段梁２の組合せで地震時の変形を低減する。束材５の上下端部は上梁３と下梁４にボルトでピン接合し、軸力のみを負担し、曲げモーメントを負担しない構造とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁材が上下方向に間隔をおいて配設され、これら上梁と下梁とが束材により連結一体化されて二段梁が形成されていることを特徴とする二段梁構造。
【請求項２】
請求項１に記載の二段梁構造において、上梁と下梁とがそれぞれ柱に剛接合されていることを特徴とする二段梁構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の二段梁構造において、束材の上下端部がそれぞれ上梁と下梁とにピン接合されていることを特徴とする二段梁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載荷重の大きい建物などに適用される二段梁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積載荷重の大きい建物において、大スパンを実現する場合、平行フランジとウェブを溶接で組立ててなる組立Ｈ形鋼を用い、この単体の梁の断面性能を変化させることにより強度や振動性状を確保した梁構造が採用されてきた。その際、設備計画によって配管類が必要となる場合は、予めウェブに孔を開けて貫通孔を設けている。この貫通孔は、通常、建方工事前に製作され、必要に応じて補強が施される。
【０００３】
例えば倉庫や物流センター等の建物では、▲１▼  天井が無い、▲２▼  積載荷重が２ｔｏｎ／ｍ２  程度の重量床、▲３▼    フォークリフトが頻繁に走行する振動源のある床（フォークリフトが荷を降ろした時に生じる  ５００ｋｇ程度の衝撃力による振動を対象とする）、などの特徴があり、このような建物の一般的な解決方法は、（１）  柱スパンを縮小する方法（５〜  ８ｍ程度）、（２）  梁せいを大きくとる方法（１０００〜２０００ｍｍ程度）がある。
【０００４】
柱スパンを縮小する方法では、柱スパンが小さいことによる建物機能性の低下の問題があるため、梁せいを大きくとる方法が採用される。また、荷物を積み上げるという用途上、梁下に天井は無く、梁下目一杯まで利用して荷物を保管し、一方、大きな空間の空調や電気・消防設備のために、配管やラックが多数発生し、これらは、梁下を有効に使いたいというニーズから、立面計画上は大きい梁せい部分に配置する。
【０００５】
また、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１がある。これは、倉庫等の平面的に広がりのある建築物の架構に関するものであり、鉄筋コンクリート造の耐力壁からなるコア壁及び鉄骨柱と鉄骨梁とをピン接合し、建築物全体の水平力をコア壁に全て負担させ、鉄骨小梁を支持する鉄骨大梁は鉛直荷重が大きいので鉄骨柱と剛接合するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２７９２４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来の組立Ｈ形鋼を用いて梁せいを大きくとり、ウェブに貫通孔を設ける方法の場合、次のような問題点がある。
【０００８】
（１）  柱スパンを大きくし、梁せいを大きくとると、柱に発生する応力が大きくなり、柱の断面が大きくなって建物機能が低下する。
【０００９】
（２）  梁せいが大きくなると、組立Ｈ形鋼の製作コストがアップする。
【００１０】
（３）  梁貫通孔が多数発生することにより、コストがアップする。
【００１１】
（４）  早い時期（梁製作段階）における梁貫通孔の位置確定と、配管計画決定による設計スケジュールとに不一致が発生する。近年の時流の変化の速さから、竣工時に望まれる配管計画を早期の着工直後に見極めるのは困難であり、通常、配管設計サイドは決定しきれない場合は予備貫通孔を要求するため、竣工時に結果的に不要となった貫通孔が残ることや、梁貫通孔の位置や大きさが問題となって配管計画に制約を受けることがある。
【００１２】
（５）  建物の長寿命化により、竣工後に設備計画のルート変更や配管の追加を行う場合、供用中の建物に新たな梁貫通孔を施工することは、孔開けと補強にコストがかかるだけでなく、使用中の部屋の養生を始め、施工の作業性も悪く、難しい工事となる。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、積載荷重の大きい建物において、大スパンを実現する場合に、標準Ｈ形鋼などの汎用の梁材を用いて強度及び振動性状を満足する梁構造が得られると共に、梁貫通孔を無くし、コストの低減、自由な配管計画、配管ルートの増設変更に対するフレキシブルな対応が可能となる二段梁構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、梁材が上下方向に間隔をおいて配設され、これら上梁と下梁とが束材により連結一体化されて二段梁が形成されていることを特徴とする二段梁構造である。
【００１５】
本発明は、倉庫や物流センター等の積載荷重の大きい建物などにおいて、大スパンを実現する場合に有効に適用されるものであり、Ｈ形鋼やその他の類似形鋼など、一般に梁に用いられている梁材を束材で連結一体化して二段梁を形成し、上梁と下梁の間に設備配管類の設備用開口を形成する。束材は、水平方向に間隔をおいて複数配設し、例えばスパン中央部と両端部に配置する。上梁と下梁は、同一または異なる梁せいの梁材を用いることができるが、鉛直荷重を直接受ける上梁の梁せいを大きくし、下梁の梁せいを小さくして設備用開口が下方に位置するようにするのが好ましい。
【００１６】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の二段梁構造において、上梁と下梁とがそれぞれ柱に剛接合されていることを特徴とする二段梁構造である。即ち、上梁、下梁とも柱に溶接等による剛接合とすることにより、地震力に対して抵抗できるようにするのが好ましい。柱には高性能のＣＦＴ柱（コンクリート充填鋼管柱）を用いるのが好ましい。
【００１７】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の二段梁構造において、束材の上下端部がそれぞれ上梁と下梁とにピン接合されていることを特徴とする二段梁構造である。即ち、上梁と下梁を連結する束材は、上梁側、下梁側ともボルト等によるピン接合とし、軸力のみを負担し、曲げモーメントを負担しない構造とし、上下の梁が鉛直荷重に対して抵抗できるようにするのが好ましい。
【００１８】
以上のような本発明の二段梁構造によれば、倉庫や物流センター等の積載荷重の大きい建物などにおいて、大スパンを実現する場合に、上梁と下梁が束材により一体となって鉛直剛性が向上し、床振動が低減される。また、高性能のＣＦＴ柱等と二段梁の組合せにより高い水平耐力が得られ、地震時の変形を低減することができる。さらに、梁が二段構造となることにより、柱に生じる最大曲げモーメントの低減が可能となり、柱断面を小さく設計することができ、建物機能性の向上を図ることができる。また、振動及び応力を満足させた上で梁せいを縮小することができ、標準Ｈ形鋼を用いる可能性が増し、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
また、上梁と下梁の間に設備配管類の設備用開口が形成され、従来のような加工や補強等にコストのかかる貫通孔が不要となるため、コストダウンを図ることができる。また、梁貫通孔を必要としないことから、従来のような配管設計スケジュールのミスマッチが解消され、設備配管計画の自由度が大幅に増す。さらに、竣工後にルート変更や配管類の追加がある場合にも、鉄骨工事や養生等が不要となり、容易に、フレキシブルに、低コストで対応することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、倉庫や物流センター等の積載荷重の大きい建物に適用した例である。図１は、本発明の二段梁構造の概略的な実施形態を示したものである。図２は、具体的な実施形態の一例を示したものである。
【００２１】
図１において、柱１はＣＦＴ柱（コンクリート充填鋼管柱）であり、標準Ｈ形鋼からなる上梁３と下梁４と束材５により二段梁２を形成し、上梁３と下梁４との間に設備配管類６の設備用開口７を設ける。
【００２２】
上梁３と下梁４は、ＣＦＴ柱１に溶接により剛接合し、地震力に対して抵抗できるようにする。束材５の上下端部は、上梁３と下梁４にボルトによりピン接合し、軸力のみを負担し、曲げモーメントを負担しない構造とする。上梁３の梁せいと下梁４の梁せいは、同じでもよいが、鉛直荷重を直接受ける上梁３の梁せいを大きくし、下梁４の梁せいを小さくして設備用開口７が下方に位置するようにする。
【００２３】
図２において、ＣＦＴ柱１の接合部には、一対の通しダイヤフラム１０，１０が上梁３と下梁４の梁フランジに対応させて設けられており、この通しダイヤフラム１０，１０に上梁３と下梁４の梁ブラケット３Ａと４Ａが溶接接合される。この梁ブラケット３Ａと４Ａに梁本体３Ｂと梁本体４Ｂが継手板１１を介してボルト接合される。
【００２４】
束材５の取付位置における上梁３の下フランジ下面および下梁４の上フランジ上面には、ガセット板１２がそれぞれ突設されており、このガセット板１２に束材５の上下端部がボルト接合される。束材５の配置は、梁中央部に１箇所、梁端部に１箇所または２箇所とされている。
【００２５】
なお、以上は、倉庫等の建物に適用した例を示したが、これに限らず、その他の建物にも適用できることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏する。
【００２７】
（１）  倉庫や物流センター等の積載荷重の大きい建物などにおいて、大スパンを実現する場合に、上梁と下梁が束材により一体となって鉛直剛性が向上し、床振動が低減される。
【００２８】
（２）  高性能のＣＦＴ柱等と二段梁の組合せにより高い水平耐力が得られ、地震時の変形を低減することができる。
【００２９】
（３）  梁が二段構造となることにより、柱に生じる最大曲げモーメントの低減が可能となり、柱断面を小さく設計することができ、建物機能性の向上を図ることができる。
【００３０】
（４）  振動及び応力を満足させた上で梁せいを縮小することができ、標準Ｈ形鋼を用いる可能性が増し、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
（５）  上梁と下梁の間に設備配管類の設備用開口が形成され、従来のような加工や補強等にコストのかかる貫通孔が不要となるため、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
（６）  梁貫通孔を必要としないことから、従来のような配管設計スケジュールのミスマッチが解消され、設備配管計画の自由度が大幅に増す。
【００３３】
（７）  竣工後にルート変更や配管類の追加がある場合にも、鉄骨工事や養生等が不要となり、容易に、フレキシブルに、低コストで対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二段梁構造の概略的な実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の二段梁構造の具体的な実施形態の一例を示したものであり、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は水平断面図である。
【符号の説明】
１……柱
２……二段梁
３……上梁
４……下梁
５……束材
６……設備配管類
７……設備用開口
１０……通しダイヤフラム
１１……継手板
１２……ガセット板
【図１】
2004270216.tif 000003
【図２】
2004270216.tif 000004