(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根の対向する傾斜面にそれぞれ設けられ、前記建物の支持部にアーチ端部が支持されると共に、アーチ頂部同士が棟部で互いに寄りかかって接合された一対の屋根荷重を支持するアーチ部材と、
前記アーチ部材の前記アーチ端部間を連結し、スラスト力を受ける下弦材と、
を備える建物構造。
【請求項２】
前記屋根の前記棟部に設けられた棟木と、
前記棟木と前記下弦材とに架け渡され、屋根荷重を前記アーチ部材に伝達する垂木と、
を備える請求項１に記載の建物構造。
【請求項３】
前記建物の妻側に梁間方向に沿って設けられた第一耐震壁と、
前記第一耐震壁から桁行方向に突出する第二耐震壁と、
を備える請求項１又は請求項２に記載の建物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物構造及び建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な寄棟屋根や切妻屋根の場合、山形ラーメン構造を構成する柱（鉛直部材）が平側に多く必要となる。よって、柱に遮られ、建物の平側の梁間方向の視線の抜けがよくない。また、山形ラーメン構造の屋根を構成する各部材は曲げ応力を負担する曲げ材として機能するため、曲げ応力を負担できる部材断面が必要となる。
【０００３】
ここで、特許文献１には、脚部にキャタピラー（登録商標）が設けられていると共に頂部同士が連結されて上面視Ｘ状になったアーチ状のエアチューブを所定方向に並べ、エアチューブ間に屋根膜を配した仮設の屋根架構に関する技術が開示されている。
【０００４】
しかし、この先行技術は、ダム工事や道路工事等の屋外の作業現場やイベント空間を覆い且つ移動が容易な仮設屋根架構に関するものであり、寄棟屋根や切妻屋根の建物に適用する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事実を鑑み、建物の鉛直部材を少なくすることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の建物構造は、建物の屋根の対向する傾斜面にそれぞれ設けられ、前記建物の支持部にアーチ端部が支持されると共に、アーチ頂部同士が棟部で互いに寄りかかって接合された一対の屋根荷重を支持するアーチ部材と、前記アーチ部材の前記アーチ端部間を連結し、スラスト力を受ける下弦材と、を備えている。
【０００８】
請求項１の建物構造では、屋根の一方の傾斜面の屋根荷重の鉛直荷重の分力は一方のアーチ部材の軸力として処理される。処理されない分力は、屋根の他方の傾斜面のアーチ頂部で接合された他方のアーチ部材に伝達され、他方のアーチ部材の軸力として処理される。また、下弦材がアーチ部材のスラスト力を処理する。
【０００９】
よって、屋根荷重がアーチ部材のアーチ端部に集中するので、鉛直部材の設置数を少なくすることができる。したがって、建物の視線の抜けがよくなる。
【００１０】
請求項２の建物構造は、前記屋根の前記棟部に設けられた棟木と、前記棟木と前記下弦材とに架け渡され、屋根荷重を前記アーチ部材に伝達する垂木と、を備えている。
【００１１】
請求項２の建物構造では、棟木によって屋根の外形が形成され、垂木によってアーチ部材に屋根荷重が伝達される。
【００１２】
請求項３の建物構造は、前記建物の妻側に梁間方向に沿って設けられた第一耐震壁と、前記第一耐震壁から桁行方向に突出する第二耐震壁と、を備えている。
【００１３】
請求項３の建物構造では、第一耐震壁が梁間方向の地震力を負担し、第二耐震壁が桁行方向の地震力を負担する。このように妻側に耐震壁を集約することで、平側の鉛直部材を更に削減することができる。したがって、建物の平側の梁間方向の視線の抜けが更によくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、建物の鉛直部材を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物の屋根を裏側から見た斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物の屋根における屋根荷重の伝達を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物の屋根における屋根荷重の伝達を説明する説明図である。
【図６】変形例の屋根における屋根荷重の伝達を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態にかかる建物構造が適用された建物１０について説明する。なお、各図において、桁行き方向を矢印Ｘで示し、梁間方向を矢印Ｙで示し、鉛直方向を矢印Ｚで示す。また、建物１０におけるＸ方向（桁行き方向）の両側が妻側であり、Ｙ方向（梁間方向）の両側が平側である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、建物１０の屋根２０は、四方向に傾斜する屋根面２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂを有する寄棟造となっている。具体的には、妻側に三角形の傾斜面２２Ａ、２２Ｂを有し、平側に台形の傾斜面２４Ａ、２４Ｂを有している。また、Ｘ方向（桁行き方向）に見ると、平側の二つの傾斜面２４Ａ、２４Ｂで、屋根２０の桁行き方向に沿った棟部３１から梁間方向に地上に向かった山形を形成している。屋根２０は、隅木３２と棟部３１に設けられた棟木３０とで外形が形成されている。
【００１８】
建物１０の四つの隅部には、隅柱５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが設けられている。また、妻側の隅柱５０Ａと隅柱５０Ｂとの間及び隅柱５０Ｄと隅柱５０Ｃとの間には、それぞれ梁６０Ａ、６０Ｂが設けられ、平側の隅柱５０Ａと隅柱５０Ｄとの間及び隅柱５０Ｂと隅柱５０Ｃとの間には、それぞれ梁６２Ａ、６２Ｂが設けられている。
【００１９】
屋根２０の平側の対向する傾斜面２４Ａ及び傾斜面２４Ｂには、それぞれアーチ部材７０Ａ及びアーチ部材７０Ｂが設けられている。アーチ部材７０Ａは、アーチ端部７２Ａが隅柱５０Ａ、５０Ｄに接合されることで支持されている。同様にアーチ部材７０Ｂは、アーチ端部７２Ｂが隅柱５０Ｂ、５０Ｃに接合されることで支持されている。また、アーチ部材７０Ａ及びアーチ部材７０Ｂは、アーチ頂部７４Ａ、７４Ｂ同士が棟部３１で棟木３０を介して互いに寄りかかって接合されている（図３及び図４も参照）。
【００２０】
また、アーチ部材７０Ａのアーチ端部７２Ａ間及びアーチ部材７０Ｂのアーチ端部７２Ｂ間は、それぞれ前述した梁６２Ａ、６２Ｂで連結され、梁６２Ａ、６２Ｂがアーチ部材７０Ａ、７０Ｂのスラスト力を受ける下弦材として機能する（図４も参照）。また、アーチ部材７０Ａのアーチ端部７２Ａとアーチ部材７０Ｂのアーチ端部７２Ｂとの間はそれぞれ前述した梁６０Ａ、６０Ｂで連結され、梁６０Ａ、６０Ｂもアーチ部材７０Ａ、７０Ｂのスラスト力を受ける下弦材として機能する（図４も参照）。
【００２１】
なお、本実施形態では、棟木３０、隅木３２、梁６０Ａ、６０Ｂ、梁６２Ａ、６２Ｂ、及びアーチ部材７０Ａ、７０Ｂは、それぞれ金属製のパイプで構成され、溶接によって接合されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂの上側には梁間方向に沿って配置された垂木８０が梁間方向に間隔をあけて設けられている。垂木８０は、梁６２Ａ、６２Ｂと棟部３１に設けられた棟木３０とに架け渡されている。また、隅木３２と梁６０Ａ、６０Ｂとに垂木８２が架け渡されている。なお、垂木８０、８２の上には、図示していない瓦等の屋根材が設けられている。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態では、アーチ部材７０Ａのアーチ頂部７４Ａ及びアーチ部材７０Ｂのアーチ頂部７４Ｂと、棟木３０との当接部位及びその近傍は、板状の接合部材７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃによって溶接接合されている。また、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂ、棟木３０、隅木３２、及び梁６０Ａ、６０Ｂ、６２Ａ、６２Ｂには支持材９０が接合され、この支持材９０に前述した垂木８０、８２が固定されている。
【００２４】
図１及び図２に示すように、建物１０の妻側における隅柱５０Ａと隅柱５０Ｂとの間及び隅柱５０Ｃと隅柱５０Ｄとの間には、それぞれ梁間方向に沿って第一耐震壁１００が設けられている。また、第一耐震壁１００から建物１０内側に向けて桁行方向に第二耐震壁１１０が突出している。第二耐震壁１１０は隅柱５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄから梁間方向中央側にずれて設けられている。
【００２５】
＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２６】
図１〜図３に示すように、建物１０の屋根２０の屋根荷重が垂木８０（図１〜図３を参照）を介してアーチ部材７０Ａ、７０Ｂに伝達される。また、図１、図２、及び図４に示すように、下弦材として機能する梁６２Ａ、６２Ｂ及び梁６０Ａ、６０Ｂが、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂのスラスト力を処理する。
【００２７】
図５に示すように、屋根２０の対向する一方の傾斜面２４Ａの屋根荷重の鉛直荷重ＫＡ１の傾斜面２４Ａに沿った分力ＫＡ２は、一方のアーチ部材７０Ａの軸力Ｇ（図４参照）として処理される。処理されない傾斜面２４Ａに対して法線方向の分力ＫＡ３は、対向する他方の傾斜面２４Ｂの他方のアーチ部材７０Ｂに、棟木３０、及び接合部材７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ（図３参照）を介して伝達され、他方のアーチ部材７０Ｂの軸力Ｇ（図４参照）として処理される。
【００２８】
同様に、屋根２０の対向する他方の傾斜面２４Ｂの屋根荷重の鉛直荷重ＫＢ１の傾斜面２４Ｂに沿った分力ＫＢ２は、他方のアーチ部材７０Ｂの軸力Ｇ（図４参照）として処理され、処理されない傾斜面２４Ｂに対して法線方向の分力ＫＢ３は、対向する一方のアーチ部材７０Ａに、棟木３０、及び接合部材７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ（図３参照）を介して伝達され、一方のアーチ部材７０Ａの軸力Ｇ（図４参照）として処理される。
【００２９】
よって、図４に示すように、屋根荷重はアーチ部材７０Ａ、７０Ｂの軸力Ｇとしてアーチ端部７２Ａ、７２Ｂに伝達され、アーチ端部７２Ａ、７２Ｂから隅柱５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ（図１及び図２参照）に伝達される。つまり、屋根荷重は、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂのアーチ端部７２Ａ、７２Ｂに集中すると共に、隅柱５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ（図１及び図２参照）が支持する。よって、隅柱５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ以外の屋根荷重を支持する柱（鉛直部材）、特に平側の柱の設置数を少なくすることができる。したがって、建物１０の平側の梁間方向の視線の抜け（図２の矢印Ｓを参照）が良くなる。
【００３０】
また、図１及び図２に示す妻側の第一耐震壁１００が梁間方向（建物短手方向）の地震力を負担し、第二耐震壁１１０が桁行方向（建物長手方向）の地震力を負担する。このように建物１０の妻側に耐震要素を集約することで、平側の鉛直部材を更に削減することができる。したがって、建物１０の平側の梁間方向の視線の抜けが更に良くなる。
【００３１】
また、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂは主に軸力Ｇ（図４参照）を負担し、曲げ応力の負担は少ないので、その分、アーチ部材７０Ａ、７０Ｂの部材断面（軸方向と直交する断面）を小さくすることができる。
【００３２】
＜変形例＞
次に、本実施形態の変形例について、図６を用いて説明する。
【００３３】
図６に示すように、変形例の建物１１の屋根２１の平側の対向する二つの傾斜面２５Ａ、２５Ｂは、水平に対する角度が略４５°に設定されている。
【００３４】
よって、屋根２１の対向する一方の傾斜面２５Ａの屋根荷重の一方のアーチ部材７０Ａの軸力Ｇ（図４参照）として処理されない傾斜面２５Ａに対する法線方向の分力ＫＡ３は、他方のアーチ部材７０Ｂに伝達される。この伝達された法線方向の分力ＫＡ３は他方の傾斜面２５Ｂに沿っているので、他方のアーチ部材７０Ｂの軸力Ｇ（図４参照）として効率的に処理することができる。
【００３５】
同様に、対向する他方の傾斜面２５Ｂの屋根荷重の他方のアーチ部材７０Ｂの軸力Ｇ（図４参照）として処理されない傾斜面２５Ｂに対する法線方向の分力ＫＢ３は、一方のアーチ部材７０Ａに伝達される。この伝達された法線方向の分力ＫＢ３は一方の傾斜面２５Ａに沿っているので、一方のアーチ部材７０Ａの軸力Ｇ（図４参照）として効率的に処理することができる。
【００３６】
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００３７】
例えば、上記実施形態では、寄棟造の屋根２０、２１に本発明を適用したが、これに限定されない。切妻造の屋根に本発明を適用してもよい。或いは、複数の寄棟や切妻が組み合わされた複雑な形状の屋根にも適用してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、棟木３０、隅木３２、梁６０Ａ、６０Ｂ、梁６２Ａ、６２Ｂ、及びアーチ部材７０Ａ、７０Ｂは、金属製のパイプで構成され、溶接によって接合されていたが、これに限定されない。中空のパイプでなく金属製の中実の棒状の部材であってもよいし、金属以外、例えば木製や樹脂製の部材であってもよい。また、棟木３０、隅木３２、梁６０Ａ、６０Ｂ、梁６２Ａ、６２Ｂ、及びアーチ部材７０Ａ、７０Ｂは、溶接以外の方法で接合されていてもよい。例えば、ボルト接合であってもよい。
【００３９】
更に、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言うまでもない
【符号の説明】
【００４０】
１０      建物
１１      建物
２０      屋根
２１      屋根
３０      棟木
３１      棟部
２４Ａ    傾斜面
２４Ｂ    傾斜面
２５Ａ    傾斜面
２５Ｂ    傾斜面
５０Ａ    隅柱（支持部の一例）
５０Ｂ    隅柱（支持部の一例）
５０Ｃ    隅柱（支持部の一例）
５０Ｄ    隅柱（支持部の一例）
６２Ａ    梁（下弦材の一例）
６２Ｂ    梁（下弦材の一例）
７０Ａ    アーチ部材
７０Ｂ    アーチ部材
７２Ａ    アーチ端部
７２Ｂ    アーチ端部
７４Ａ    アーチ頂部
７４Ｂ    アーチ頂部
８０      垂木
１００      第一耐震壁
１１０      第二耐震壁
【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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