(57)【要約】  【課題】  屋根スラブに質量の大きい設備機器を設置する場合に、屋根スラブ直下の梁が受ける負担を軽減する。  【解決手段】  構造物の並列する梁40、もしくは桁上に、または梁40、もしくは桁が接続したスラブ上に並列して設置されるプラスチック成型品からなる梁部材２と、梁部材２、２間に並列して架設され、梁部材２に接合されて設備機器４を直接、もしくは間接的に支持するプラスチック成型品からなる桁部材３、３から設備機器支持用架台１を構成し、梁部材２、または桁部材３を梁40、もしくは桁、またはスラブに定着させる。  桁部材３の材軸方向両端間に引張材11を架設し、引張材11に張力を与える。【選択図】      図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の並列する梁、もしくは桁上に、または梁、もしくは桁が接続したスラブ上に設置され、設備機器を支持するための架台であり、前記並列する梁、もしくは桁、またはスラブの上に並列して設置されるプラスチック成型品からなる梁部材と、梁部材間に並列して架設され、梁部材に接合されて前記設備機器を直接、もしくは間接的に支持するプラスチック成型品からなる桁部材から構成され、梁部材、または桁部材において前記梁、もしくは桁、またはスラブに直接、もしくは間接的に定着される設備機器支持用架台。
【請求項２】
並列する桁部材間にプラスチック成型品からなる小梁部材が架設されている請求項１記載の設備機器支持用架台。
【請求項３】
桁部材の材軸方向両端間に引張材が架設され、引張材に張力が与えられている請求項１、もしくは請求項２記載の設備機器支持用架台。
【請求項４】
桁部材は材軸方向に複数本の桁部材構成材に分割され、隣接する桁部材構成材が互いに連結された状態で全体として上に凸の状態を維持している請求項３記載の設備機器支持用架台。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の設備機器支持用架台を梁、もしくは桁、またはスラブに定着させる定着構造であり、梁部材、または桁部材の下面を梁、もしくは桁、またはスラブの上面に載置し、両者間に充填材を介在させ、梁部材、または桁部材を充填材の付着力により梁、もしくは桁、またはスラブに定着させてある設備機器支持用架台の躯体への定着構造。
【請求項６】
梁部材、または桁部材の下端側の一部が充填材中に埋没している請求項５記載の設備機器支持用架台の躯体への定着構造。
【請求項７】
梁部材、または桁部材の下端側の一部は梁、もしくは桁、またはスラブの上面に形成された空隙内に差し込まれている請求項６記載の設備機器支持用架台の躯体への定着構造。
【請求項８】
梁、もしくは桁、またはスラブの上面に形成された溝内に充填材が充填されると共に、梁部材、または桁部材に一体化した定着材が差し込まれている請求項５記載の設備機器支持用架台の躯体への定着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は既存の、あるいは新設の構造物の屋上階や屋内に空調機器、アンテナその他の設備機器を設置する場合に、その設備機器を支持するための架台、及びその架台を構造物の梁や桁等の躯体に定着させた定着構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存や新設の構造物の例えば屋上階にアンテナ等の軽量の設備機器を設置する場合には屋根スラブの上に鉄骨の架台を組み、架台の回りにコンクリートを打設して架台の移動を拘束すること、あるいは土台としてのコンクリートブロックに鉄骨の架台や支柱をアンカーボルトを用いて定着させることが行われる（特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００３】
一方、空調機器のように１台当たり、数100〜1000kgになる質量の大きい設備機器を設置する場合には、屋根スラブが設備機器の鉛直荷重を負担することによる撓みや振動等の影響が生じないようにする上で、設備機器の鉛直荷重が屋根スラブの直下に位置する梁や桁で負担されるようにする必要があるため、通常は梁に沿ってＨ形鋼等の鉄骨部材（形鋼）を敷設し、これをアンカーボルトやあと施工アンカーによって躯体に定着する方法を採らざるを得ない。
【特許文献１】実公平7-24802号公報
【特許文献２】特開平6-29709号公報
【特許文献３】特開平9-145099号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単位体積当たりの質量（密度）の大きい鉄骨部材に、隣接する梁間に跨る長さを与えた場合には鉄骨部材自身の質量が無視できない大きさになり、設備機器の付加に伴う梁の負担が増すため、既存の構造物においては架構の耐震安全性に影響を与える可能性がある。
【０００５】
またアンカーボルトやあと施工アンカーによって鉄骨部材を躯体に定着する方法によれば、躯体にドリル等によって孔を明けることになるが、質量の大きい鉄骨部材を地震時に躯体から独立して挙動しないように定着させるにはアンカーの深さを大きくするか、多数のアンカーを設置する必要があるため、既存の構造物においてはコンクリートに対する損傷が大きい上、鉄筋を損傷させる可能性も高く、躯体の安全性を低下させる恐れがある。
【０００６】
この発明は上記背景より、例えば屋根スラブに質量の大きい設備機器を設置する場合に、屋根スラブ直下の梁が受ける負担を軽減する架台と、躯体への損傷を最小に留める架台の定着構造を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１では構造物の並列する梁、もしくは桁上に、あるいは梁、もしくは桁が接続したスラブ上に並列して設置される梁部材と、梁部材間に並列して架設され、梁部材に接合されて設備機器を直接、もしくは間接的に支持する桁部材から架台を構成し、この梁部材と桁部材として、単位体積当たりの質量（密度）が鉄骨部材の密度の１/10〜２/10程度のプラスチック成型品を用いることにより、架台自体の軽量化を図り、梁や桁の負担を軽減し、既存構造物の耐震安全性への影響を最小に抑える。
【０００８】
架台と架台上の設備機器の荷重による負担をスラブに与えないよう、梁部材、または桁部材は梁、もしくは桁の上に配置され、梁や桁が接続したスラブ上においては梁や桁の直上位置に配置される。
【０００９】
桁部材は梁部材に直交する方向等、交差する方向に架設されるが、梁部材の上に配置される場合と、梁部材の下に配置される場合があり、前者の場合は梁部材が直接、もしくは間接的に梁、もしくは桁、またはスラブに定着され、後者の場合は桁部材が直接、もしくは間接的に梁、もしくは桁、またはスラブに定着される。
【００１０】
プラスチック成型品は例えばプラスチック廃材を粉砕して溶融させた後、型に流し込み、冷却後に脱型することにより、または溶融させて型に流し込んだ後に加圧し、冷却して脱型することにより0.7〜1.5g/cm3程度の密度の中実断面材として製作される。このプラスチック成型品は切削や孔明け加工等を含め、構造材として用いられる木材と同等に取り扱われる。木材と同等に取り扱われながらも、プラスチック成型品の特性として木材と異なり、雨水に曝されても腐食が生じない利点を有する。
【００１１】
架台を構成する梁部材と桁部材が共に、密度が鉄骨部材（鋼材）の密度（7.85 g/cm3）の１/10〜２/10程度のプラスチック成型品であることで、梁部材と桁部材に中実断面材を使用しても単位長さ当たりの質量はせいぜい鉄骨部材の２/10〜４/10程度に留まるため、鉄骨部材（形鋼）を用いた場合より架台自体の大幅な軽量化が図られ、梁や桁の負担の軽減により既存構造物の耐震安全性への影響が最小に抑えられる。
【００１２】
架台の構成材が軽量化される結果としてこれらを躯体に定着させる上で、鉄骨部材の場合のような深さの大きい、または多数のアンカーを用いる必要がなくなり、定着手段が簡略化されるため、既存の構造物においてはコンクリートと鉄筋の損傷が回避されるか、軽微で済むことになる。
【００１３】
図22に、図21に示すように単純支持された、ほぼ1000mmの長さのプラスチック成型品の試験体Ａ、Ｂに２点載荷したときの荷重−撓み曲線を示す。表１に示すように試験体Ａの幅ｂはほぼ116mm、高さｈはほぼ150mmであり、試験体Ｂの幅ｂはほぼ150mm、高さｈはほぼ117mmである。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
図22に示す試験体Ａ、Ｂの破断時の曲げ荷重Ｐと撓みδの関係から（δ＝23Ｐl3/648ＥI）、試験体Ａの曲げ弾性係数（ヤング係数）が795Ｎ/mm２、試験体Ｂの曲げ弾性係数（ヤング係数）が940Ｎ/mm２となり、また試験体Ａ、Ｂの破断時の曲げモーメントＭと断面係数Ｚの関係から（σ＝Ｍ／Ｚ）、試験体Ａの曲げ強度が11.3Ｎ/mm２、試験体Ｂの曲げ強度が12.6Ｎ/mm２であり、共に木材の半分程度の曲げ強度と1/10程度の曲げ剛性を有することが分かる。
【００１６】
表１からは試験体Ａ、Ｂの単位体積当たりの質量（密度）は共に0.79ｇ/cm3であり、木材の密度（0.6〜1.0ｇ/cm3）と同等程度であり、運搬や組み立て等の面で木材と同等の取扱い易さを有することが分かる。
【００１７】
請求項１において並列する梁部材間距離が大きく、桁部材の断面積に対して桁部材の長さが大きくなることで桁部材の水平剛性が小さくなり、そのために地震時の横揺れや撓みが問題になる場合には請求項２に記載のように並列する桁部材間にプラスチック成型品からなる小梁部材が架設されることにより、桁部材の剛性不足が補われ、横揺れと撓みが抑制される。小梁部材は１本、もしくは桁部材の長さ方向に並列して複数本架設される。
【００１８】
また桁部材の長さが断面積に対して大きいために、その撓みによってスラブに接触する可能性がある場合には請求項３に記載のように桁部材の材軸方向両端間に引張材が架設され、引張材に張力が与えられることにより、桁部材の撓みが抑制され、桁部材のスラブへの接触が回避される。
【００１９】
この場合、引張材は張力が与えられることで、桁部材の下面側に元圧縮力を与え、桁部材に上に凸のむくりを与えるように作用するため、桁部材が設備機器を負担することによる撓みを抑制、あるいは防止する。
【００２０】
請求項３のように桁部材の材軸方向両端間に引張材が架設される場合において、請求項４に記載のように桁部材を材軸方向に複数本の桁部材構成材に分割し、隣接する桁部材構成材が互いに連結された状態で全体として上に凸の状態を維持するように隣接する桁部材構成材を連結すれば、引張材への張力導入により平常時に設備機器をスラブの上面から浮かせた状態を維持することができる。
【００２１】
直線状の桁部材に上に凸のむくりを与えるように引張材に張力を与えるには、通常は引張材の中間に束を立てる等により下に凸の状態で架設されることが必要になるが、請求項４の場合は、平常時に桁部材が上に凸に変形した状態になるため、引張材を下に凸の状態で架設する必要がなく、直線状に架設すれば足りる。
【００２２】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の設備機器支持用架台は鉄骨部材を用いた場合より１/10〜２/10程度に軽量化されていることから、躯体への定着手段が簡略化されるものの、単純に梁や桁上、またはスラブ上に載置されるのみでは地震時に滑動と浮き上がりが生じ易い。一方、滑動と浮き上がりを防止するためにアンカーボルト等を多用すれば既存の躯体のコンクリートと鉄筋に損傷を与えることになる。
【００２３】
そこで請求項５では梁部材、または桁部材の下面を梁や桁、またはスラブの上面に載置し、梁部材、または桁部材と梁や桁、またはスラブとの間に接着剤やモルタル等の充填材を介在させ、梁部材、または桁部材を充填材の付着力により梁や桁、またはスラブに定着させることにより、地震時の滑動と浮き上がりに対する安全性を確保しながら、躯体への損傷を回避するか、損傷を最小に留める。この場合、梁部材、または桁部材の滑動と浮き上がりに対しては梁部材、または桁部材の下端部における充填材の付着力が抵抗する
充填材が梁部材、または桁部材と梁や桁、またはスラブとの間に介在させられるのみでは付着力が不足する場合には請求項６に記載のように梁部材、または桁部材の下端側の一部が充填材中に埋没するように設置される。
【００２４】
更に設備機器支持用架台の設置対象が既存の構造物であり、梁や桁、またはスラブが鉄筋コンクリート造である場合において、充填材の付着力のみによっては滑動と浮き上がりに対する安全性が不十分である場合には、請求項７に記載のように梁や桁、またはスラブの上面から、梁部材、または桁部材の少なくとも下端側の一部が納まる空隙を形成し、その空隙内に梁部材、または桁部材を差し込むと共に、充填材を充填することにより、躯体に対する損傷を最小に留めながら、滑動と浮き上がりに対する安全性の向上を図る。
【００２５】
空隙は梁部材、または桁部材の下端部が空隙の側面に係止し得るのに十分な程度の深さに躯体の表面側から形成されるが、空隙の深さはコンクリート中の鉄筋のかぶりに影響しない程度の大きさに留められる。設備機器支持用架台の設置場所が屋上階である場合、一般的には屋根スラブの表面側に防水層を保護するためのシンダーコンクリートが打設されているため、空隙の深さがこのシンダーコンクリートの厚さ以内に留まれば、屋根スラブ本体の鉄筋に影響することはない。
【００２６】
この場合、空隙内に充填材と共に梁部材、または桁部材の下端部が差し込まれることで、梁部材、または桁部材の下端部自身がアンカーとして機能し、滑動に対しては梁部材、または桁部材の下端部における付着力に加え、その下端部が躯体に係合しようとする支圧力で抵抗し、浮き上がりに対しては梁部材、または桁部材の、空隙内に位置する部分の表面積分の付着力が抵抗するため、空隙を形成しない場合より滑動と浮き上がりに対する安全性が向上する。
【００２７】
また梁や桁、またはスラブが鉄筋コンクリート造である場合において、請求項８に記載のように梁、もしくは桁、またはスラブの上面に形成された溝内に充填材を充填すると共に、梁部材、または桁部材に一体化した定着材を差し込めば、定着材がアンカーとして機能し、滑動に対しては梁部材、または桁部材の下端部における付着力に加え、定着材が躯体に係合しようとする支圧力で抵抗し、浮き上がりに対しては梁部材、または桁部材の下端部における付着力に加え、定着材の表面積分の付着力が抵抗するため、滑動と浮き上がりに対する安全性が向上する。この場合も溝の深さはコンクリート中の鉄筋のかぶりに影響しない程度の大きさに留められる。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１では梁や桁、またはスラブ上に並列して設置される梁部材と、梁部材上に並列して設置されて梁部材に接合され、設備機器を支持する桁部材から架台を構成し、この梁部材と桁部材に、単位体積当たりの質量（密度）が鉄骨部材の密度の１/10程度のプラスチック成型品を用いることで架台自体の軽量化を図るため、梁や桁の負担を軽減でき、既存構造物の耐震安全性への影響を最小に抑えることができる。
【００２９】
また架台構成材の軽量化により梁部材や桁部材を躯体に定着させるための手段が簡略化されるため、既存の構造物においてはコンクリートと鉄筋の損傷を回避できるか、軽微で済ませることができる。
【００３０】
請求項２では並列する桁部材間にプラスチック成型品からなる小梁部材を並列させて架設することで、桁部材の剛性不足を補うため、並列する梁部材間距離が大きく、桁部材の長さが大きい場合に、桁部材の地震時の横揺れを抑制することができる。
【００３１】
請求項３では並列する梁部材間に引張材を架設し、引張材に張力を与えることで、桁部材に撓みが生ずる可能性がある場合に桁部材の撓みを抑制するため、桁部材のスラブへの接触を回避することができる。
【００３２】
請求項４では桁部材を複数本の桁部材構成材に分割し、桁部材が全体として上の凸の状態を維持するように隣接する桁部材構成材を互いに連結するため、引張材への張力導入により平常時に設備機器をスラブの上面から浮かせた状態を維持することができる。また平常時に桁部材が上に凸に変形した状態になるため、引張材を下に凸の状態で架設する必要がない。
【００３３】
請求項５では梁部材、または桁部材の下面を梁や桁、またはスラブの上面に載置し、梁部材と梁や桁、またはスラブとの間に充填材を介在させ、梁部材、または桁部材を充填材の付着力により梁や桁、またはスラブに定着させるため、地震時の滑動と浮き上がりに対する安全性を確保しながら、躯体のコンクリートと鉄筋への損傷を回避するか、損傷を最小に留めることができる。
【００３４】
請求項６では梁部材、または桁部材の下端側の一部を充填材中に埋没させるため、充填材を梁部材、または桁部材と梁や桁、またはスラブとの間に介在させるのみの場合より付着力を増すことができる。
【００３５】
請求項７では梁や桁、またはスラブが既存の鉄筋コンクリート造である場合において、梁や桁、またはスラブの上面から形成された空隙内に梁部材、または桁部材を差し込むと共に、充填材を充填するため、躯体に対する損傷を最小に留めながら、滑動と浮き上がりに対する安全性を高めることができる。
【００３６】
請求項８では梁や桁、またはスラブが既存の鉄筋コンクリート造である場合において、梁、もしくは桁、またはスラブの上面に形成された溝内に充填材を充填すると共に、梁部材、または桁部材に一体化した定着材を差し込むため、請求項７と同様に滑動と浮き上がりに対する安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
請求項１に記載の発明は図１〜図３に示すように構造物の並列する梁40、もしくは桁上に、または梁40、もしくは桁が接続したスラブ（以下梁40等と言う）上に並列して設置されるプラスチック成型品からなる梁部材２、２と、梁部材２、２間に並列して架設され、梁部材２に接合されて設備機器４を直接、もしくは間接的に支持するプラスチック成型品からなる桁部材３、３から構成され、梁部材２、または桁部材３において前記梁40等に定着される設備機器支持用架台（以下架台と言う）１である。図１は架台１の全体と梁40との関係を、図２は梁40上に配置された梁部材２を、図３は梁部材２、２間に架設された桁部材３を示す。
【００３８】
請求項５に記載の発明は図４、図５に示すように架台１の梁部材２、または桁部材３の下面（下端）を梁40等の上面（上端）に載置し、両者間に充填材15を介在させ、梁部材２、または桁部材３を充填材15の付着力により梁40等に定着させた定着構造である。
【００３９】
図面では既存の鉄筋コンクリート造構造物の屋上階の梁40等（屋根スラブ）の上に架台１を設置した場合を示しているが、架台１の設置対象は既存の構造物であるか、新規の構造物であるかを問わず、構造物が鉄筋コンクリート造であるか、鉄骨造であるかの構造種別も問わない。架台１の設置層も問わず、中間層の場合もある。また図面では梁部材２、２上に、または梁部材２、２間に４本の桁部材３を架設しているが、桁部材３の本数は２本以上であればよい。
【００４０】
図示するように梁40、もしくは桁が接続したスラブの上に架台１を設置する場合、梁40や桁が接続した部分を除いたスラブの負担を軽減する上で、梁部材２や桁部材３は梁40や桁の上に配置される。図示の例では梁部材２の長さに対して並列する梁部材２、２（梁40、40）間距離が大きく、桁部材３の長さが大きいことから、並列する桁部材３、３間にプラスチック成型品からなる小梁部材５を梁部材２に平行に並列させて架設しているが（請求項２）、例えば桁部材３の長さが梁部材２の長さ程度に留まり、桁部材３の長さが架台１の水平剛性に影響しない程度の大きさであれば、小梁部材５を不在にすることもある。
【００４１】
小梁部材５は桁部材３上に載置され、桁部材３に交差して架設される場合もあるが、図示するように上面が桁部材３の上面に揃えられる場合には、梁部材２の長さ方向両側に位置する桁部材３、３間に連続して架設される場合と、隣接する桁部材３、３間単位で架設される場合がある。前者の場合、梁部材２の長さ方向両側より内側に位置する桁部材３は小梁部材５の側面に突き合わせられ、後者の場合は小梁部材５が桁部材３の側面に突き合わせられる。
【００４２】
１本のプラスチック成型品が梁部材２と桁部材３を構成するのに十分な長さを有する場合には連続した１本のプラスチック成型品が梁部材２と桁部材３として使用されるが、並列する梁部材２、２（梁40、40）間距離が１本のプラスチック成型品の長さより大きい場合のように桁部材３の長さが大きくなる場合には、図４、図５に示すように材軸方向に複数本の、プラスチック成型品からなる桁部材構成材30を連結金物６により連結することにより桁部材３が製作される。
【００４３】
連結金物６の形状は小梁部材５の有無によって異なり、梁部材２の長さ方向両側に位置する桁部材３に使用されるか、その内側に位置する桁部材３に使用されるかによって、または小梁部材５が配置される場合に小梁部材５が桁部材構成材30に突き合わせられるか、桁部材構成材30が小梁部材５に突き合わせられるによっても異なるが、連結金物６はプレートや形鋼等を組み立てることによりそれぞれの場合に適した任意の形状に形成される。
【００４４】
架台1を構成する梁部材２と桁部材３、及び小梁部材５には強度と剛性の面から中実断面材が使用されることから、小梁部材５がない場合には例えば材軸方向に隣接する桁部材構成材30、30が両端側から挿入可能な角形鋼管をある長さで切断した部材や溝形鋼を組み合わせた部材を連結金物６として使用すればよい。
【００４５】
小梁部材５がある場合には例えば図４、図５に示すように梁部材２の長さ方向両側においては桁部材構成材30、30が挿入される角形鋼管等の一方の側面に小梁部材５が挿入される角形鋼管等を溶接した部材を使用すればよく、内側においては桁部材構成材30、30が挿入される角形鋼管等の両側面に小梁部材５が挿入される角形鋼管等を溶接した部材を使用すればよい。
【００４６】
いずれの場合も連結金物６はそれを貫通し、桁部材構成材30や小梁部材５に螺入するボルト等によって桁部材構成材30と小梁部材５に接合される。
【００４７】
桁部材３の端部は梁部材２の側面に突き合わせられた状態で、または図４〜図７に示すように梁部材２の上面に載置された状態で、あるいは図17に示すように桁部材３の上面に梁部材２が載置された状態で梁部材２に接合される。
【００４８】
図４〜図７のように梁部材２が梁40等の上に敷設された接着剤やモルタル等の充填材15上に設置される場合のように梁部材２の下面が梁40等の天端から浮いた状態で設置される場合には桁部材３が梁部材２の側面に突き合わせられて接合されるか、梁部材２の上面に載置されて接合される。梁部材２が梁40等上に直接設置される場合のように梁部材２の下端が梁40等の天端に密着している場合には、桁部材３が梁部材２の上面に載置されて接合される。
【００４９】
桁部材３と梁部材２は図４〜図８に示すように両者を同時に挟み込む形にプレートや形鋼から組み立てられた接合金物７と、接合金物７を貫通し、桁部材３や梁部材２に到達する、あるいは桁部材３や梁部材２を貫通するボルト８を用いることによって接合される。
【００５０】
図４〜図７では図８に示すように梁部材２を両面側から挟み込む、高さの相違する２枚のプレート7a、7bに、一対の溝形鋼7c、7cを双方のフランジが互いに外側を向いた状態で溶接し、更にその上側のフランジ上に、桁部材３の上面を押さえ込むプレート7dをボルト7eにより接合して接合金物７を組み立て、２枚のプレート7a、7bにおいて梁部材２を挟み込み、プレート7a、7bと梁部材２を貫通するボルト８により接合金物７を梁部材２に接合している。
【００５１】
この場合、桁部材３はプレート7dをボルト7eにより溝形鋼7c、7cの上側のフランジに接合することにより接合金物７に圧縮され、拘束された状態で接合される。２枚のプレート7a、7bの内、高さの大きいプレート7aには後述の引張材11が挿通するための孔が明けられており、このプレート7aに引張材11が定着される。
【００５２】
図５、図７は架台１の中央部に位置する、並列する小梁部材５、５上に設備機器４を設置した様子を示すが、設備機器４は小梁部材５上に固定される、溝形鋼等を用いた受け材14上に載置され、受け材14に連結されることにより固定される。受け材14は平面上、方形状に組み立てられる。架台１上の、設備機器４の設置箇所以外の領域にはエキスパンドメタル等を用いた床材９が敷設され、梁部材２と桁部材３とで区画される領域には架台１の水平剛性を確保するために、必要により水平ブレース10が架設される。
【００５３】
図４〜図７ではまた、設備機器４を支持することによる桁部材３の撓みを抑制し、桁部材３の水平を維持するために桁部材３の材軸方向両端間に引張材11を架設し、引張材11に張力を与えている（請求項３）。引張材８にはＰＣ鋼材の他、ガラスやグラファイト、アラミド、金属の繊維を用いた繊維強化材料が使用される。
【００５４】
引張材11は桁部材３が水平な状態を維持するよう、桁部材３に上に凸のむくりを与えるように図４に示すように桁部材３の下面側に部分的に突設される突起12を経由することにより下に凸に架設される。
【００５５】
突起12は例えば図４に示すように桁部材構成材30を連結する連結金物６等に突設されるか、図10に示すように連結金物６に連続してその一部に形成される。桁部材３を水平に保つ場合、引張材11は１箇の、または複数箇の突起12に係止する、あるいは突起12の孔を挿通することにより全体として下に凸に架設され、架台１を組み立てた後の張力を調整する場合には引張材11の一部にカプラー13が接続される。引張材11の端部は梁部材２と桁部材３を接合している接合金物７に定着される。図17に示すように桁部材３が上に凸の状態を維持する場合には引張材11は直線状に架設される。
【００５６】
図９は１本の桁部材３に付き、２本の引張材11を架設した場合の様子を、図10〜図12は２本の引張材11を架設した場合に、図４〜図８と異なる連結金物６を用いて桁部材構成材30を連結した場合を示す。
【００５７】
桁部材構成材30、30が連結された部分の側面に小梁部材５が突き合わせられる図９のＡの部分においては図10−(a)に示すように材軸方向に隣接する桁部材構成材30、30に跨る２本の溝形鋼6a、6aと、両溝形鋼6a、6aを貫通するボルト6b、及び溝形鋼6aのウェブの外側に対になって接合され、引張材11が挿通する突起12としての山形鋼6c、6cから連結金物６を構成している。
【００５８】
この場合、隣接する桁部材構成材30、30は２本の溝形鋼6a、6aによって挟み込まれ、両溝形鋼6a、6aを貫通するボルト6bが締め付けられることにより互いに連結され、小梁部材５は対になった山形鋼6c、6cで挟み込まれ、両山形鋼6c、6cを貫通するボルト6bが締め付けられることにより連結金物６に接合される。図10−(b)は(a)のＡ−Ａ線の断面を、(c)はＢ−Ｂ線の断面を示す。図10−(b)中、山形鋼6cの最下部の孔は水平ブレース10を接続するために用いられる。突起12としての山形鋼6cには引張材11を保護するためのスリーブ11ａが取り付けられる。
【００５９】
連続する小梁部材５の側面に桁部材構成材30が突き合わせられる図９のＢの部分においては図11−(a)に示すように直交する桁部材構成材30と小梁部材５に跨る４本の山形鋼6cと、対向する山形鋼6c、6cを貫通するボルト6bから連結金物６を構成し、対向する山形鋼6c、6cによって桁部材構成材30と小梁部材５を挟み込み、小梁部材５を貫通するボルト6bによって山形鋼6cを小梁部材５に接合し、桁部材構成材30を貫通するボルトによって桁部材構成材30を山形鋼6cに接合することにより小梁部材５に接合している。図11−(b)は(a)のＣ−Ｃ線の断面を、(c)はＤ−Ｄ線の断面を示す。図11中、14ａは受け材14を桁部材３や梁部材２に止めるためのボルトを、14ｂはボルト14ａを受ける山形鋼を示す。
【００６０】
梁部材２の長さ方向両側に位置する桁部材３が梁部材２上に載置される図９のＣの部分においては図８に示す形態の接合金物７が使用されるが、図12では (a)に示すように梁部材２の外側の側面と桁部材３の端面に重なるプレート7aと、プレート7aに溶接され、桁部材３を両側面から挟み込む一対の溝形鋼7c、7cと、プレート7aに対向し、梁部材２の内側の側面に重なり、一対の溝形鋼7c、7cを受ける山形鋼7f（図８のプレート7bに相当）と、一対の溝形鋼7c、7c上に載り、桁部材３を上方から押さえ込む山形鋼7g（図８のプレート7dに相当）、及び対向するプレート7aと山形鋼7fを貫通するボルト８と、溝形鋼7c、7cとその上の山形鋼7fを貫通するボルト7eから接合金物７を構成している。
【００６１】
梁部材２はそれを挟み込むプレート7aと山形鋼7fを貫通するボルト８によって接合金物７に接合され、桁部材３は一対の溝形鋼7c、7cに挟まれ、その上に載る山形鋼7gに保持された状態で、両者を貫通するボルト7eによって圧縮された状態で接合金物７に接合される。図12−(b)は(a)のプレート側の側面を、(c)は(a)のＥ−Ｅ線の断面を、(d)はＦ−Ｆ線の断面を、(e)は(c)のＧ−Ｇ線の平面を示す。
【００６２】
図１、図３に示すように梁部材２と桁部材３とで区画される領域に水平ブレース10が架設される場合、水平ブレース10の端部は図12−(e)に示すように接合金物７を構成するプレートや形鋼の内、前記領域の内周寄りに位置するプレートや形鋼に連結される。
【００６３】
図13は既存の梁40等に全く損傷を与えることなく、梁部材２をエポキシ樹脂系その他の接着剤やモルタル、あるいは接着剤を配合したモルタル等の充填材15によって既存の梁40等に定着させた例を示す。
【００６４】
充填材15は梁40等の表面に塗布、または敷設され、充填材15上に梁部材２が設置され、基本的には充填材15の付着力によって梁40等に定着させられるが、図13では付着力を増すために梁部材２の下面にスタッドボルト16を突設すると共に、梁部材２の幅方向両側に山形鋼からなる定着プレート17をボルト17ａ等により接合した上で、定着プレート17を含む梁部材２の下端側の一部を充填材15中に埋没させている（請求項６）。この場合、図19のように梁40等の上面に梁部材２の下端側の一部が納まる空隙を形成し、空隙内に梁部材２を差し込み、充填材15を充填することもある（請求項７）。
【００６５】
図14は梁40等の上面の、梁部材２の幅方向両側位置に溝18を形成し、溝18内に充填材15を充填すると共に、梁部材２に一体化した定着材19を差し込んだ場合（請求項８）を示す。定着材19は例えば図13における定着プレート17に接続されることにより梁部材２に一体化する。溝18はグラインダー等を用いて梁部材２に沿って連続的に、または断続的に形成される。溝18の深さは梁40等中の鉄筋のかぶりに影響しない大きさ、例えば10数mm〜数10mm程度以内に留められる。
【００６６】
図14では(b)、(c)に示すようにプレート19ａの下面にジベル19ｂが、上面にボルト19ｃがそれぞれ一体化した形の定着材19を定着プレート17に接合し、定着材19を梁部材２に沿って断続的に溝18内に定着させているが、図15のように連続したプレートを定着材19として用いる場合もある。
【００６７】
図15は梁部材２の両側面に釘を打つ等によりジベル20を突設し、その梁部材２の側面から僅かに距離を隔てて定着材19としてのプレートをボルト17ａによって直接接合し、プレートと梁部材２の側面との間に接着剤やモルタル等の充填材15を充填し、プレートの溝18内に位置する部分と溝18から露出した部分の付着力により梁部材２を梁40等に定着させた場合を示す。
【００６８】
図16は定着材19として山形鋼を用い、山形鋼のウェブを溝18内に差し込み、フランジを梁部材２の上面に密着させることにより梁部材２の浮き上がりを定着材19によって拘束するようにした場合である。この場合、山形鋼のフランジには充填材15を充填するための注入孔19ｄが明けられる。
【００６９】
図17は桁部材３を複数本の桁部材構成材30に分割した場合に、引張材11への張力導入により平常時に設備機器４が梁40等の上面から浮いた状態を維持するよう、桁部材３が全体として上の凸の状態を維持するようにした場合（請求項４）を、図18は図17の場合の設備機器４を受ける部分の接続例を、図19は梁部材２の梁40等への定着例を示す。この場合、梁部材２は端部に位置する桁部材構成材30上に載り、両者を貫通するボルト2aにより互いに接合される。
【００７０】
図17、図19では引張材11への張力の導入によって桁部材３を上に凸の状態にするために、梁40等の上に敷設された充填材15の上に桁部材３の端部を載せ、桁部材３の上に梁部材２を載せてボルト2aにより接合しているが、必ずしも桁部材３の上に梁部材２を載せる必要はない。図17のように桁部材３が全体として上の凸の状態を維持するように隣接する桁部材構成材30、30が互いに連結された場合、引張材８は下に凸の状態で架設される必要がないため、直線状に架設されるが、引張材11を架設した状態で、設備機器４を載置することで、自然に引張材11に張力が導入される。
【００７１】
隣接する桁部材構成材30、30が連結された状態で、桁部材３が上に凸の状態を維持する上では、桁部材構成材30、30は材軸方向に直交する水平軸回りに回転自在に連結され、引張材11の架設と張力導入後に回転が拘束された状態に接合される。
【００７２】
図17、図18では隣接する桁部材構成材30、30の端部を切欠き、その切欠き部分に筒状、または球状の連結材21を介在させることにより互いに回転自在に連結し、引張材11の架設と張力導入後に切欠きと連結材21との間の空隙にガスケットや楔等の詰め物22を挿入することにより回転を拘束している。筒状、または球状の連結材21は予め加熱された状態で桁部材構成材30、30間に介在させられることで、桁部材構成材30の切欠き側の端面が溶けるため、そのまま桁部材構成材30に接着する。
【００７３】
回転の拘束はまた、隣接する桁部材構成材30、30間にガセットプレート23を跨設し、ボルト23ａによって接合すると共に、桁部材構成材30、30の端部間に楔状の連結材を挿入することによっても可能になる。その場合、例えばガセットプレート23の一方のボルト孔を長孔状に形成しておき、そのボルト孔を貫通するボルト23ａを仮締めしておくことで、ボルト23ａの本締め前に桁部材構成材30、30が互いに回転自在に連結された状態になる。
【００７４】
並列する桁部材３、３の各桁部材構成材30、30の連結部分間には設備機器４の荷重を桁部材３、３に伝達するための小梁部材５、５が並列して架設されるが、図17では図18に示すように連結材21の外周面に溶接されたボルト21ａにプレート21ｂを接続し、その上に小梁部材５を載せた上で、並列する小梁部材５、５間に受け材14を架設し、小梁部材５と受け材14を貫通するボルトを用いて小梁部材５と受け材14をプレート21ｂ（連結材21）に接合している。
【００７５】
図19では端部に位置する桁部材構成材30を梁40等の天端面に対して傾斜させて梁40等に定着させるために、梁40等の天端面を斫り、空隙を形成した上で充填材15を充填し、充填材15の上にベースプレート24を浅いアンカーボルトのような定着材19で固定すると共に、引張材11に与えられる張力に対して桁部材構成材30の端面を保護する端面プレート30ａを、フィラー25等を用いてベースプレート24に対して傾斜させた状態で安定させ、端面プレート30ａに引張材11を挿通させ、その端部を定着させている。
【００７６】
図20−(a)は端部に位置する桁部材構成材30の両側面位置において図15の要領で梁40等の天端面に形成した溝18に定着材19としてのプレートを差し込み、これを充填材15によって定着させ、両プレート間に桁部材構成材30を貫通するボルト17ａを挿通させて締め付けることにより桁部材構成材30を梁40等に定着させた場合を示す。図20−(b)は図19におけるフィラー25として梁部材２や桁部材３と同じプラスチック成型品の端材を利用した場合を示す。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】設備機器支持用架台の構成例を示した平面図である。
【図２】図１に示す架台の内の梁部材のみを示した平面図である。
【図３】図１に示す架台の内の桁部材と小梁部材を示した平面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】(a)は図１で使用されている接合金物を示した平面図、(b)は立面図、(c)は(a)のＡ−Ａ線断面図、(d)は(c)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】(a)は１本の桁部材に付き、２本の引張材を架設した場合の架台を示した平面図、(b)は(a)の断面図である。
【図１０】(a)は図９−(a)のＡ部の拡大図、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】(a)は図９−(a)のＢ部の拡大図、(b)は(a)のＣ−Ｃ線断面図、(c)は(a)のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】(a)は図９−(a)のＣ部の拡大図、(b)は(a)の側面図、(c)は(a)のＥ−Ｅ線断面図、(d)は(a)のＦ−Ｆ線断面図、(e)は(c)のＧ−Ｇ線の平面図である。
【図１３】充填材を用いて梁部材を梁等の天端に定着させた様子を示した断面図である。
【図１４】(a)は充填材と定着材を用いて梁部材を梁等の天端に定着させた様子を示した断面図、(b)は(a)の拡大図、(c)は定着材を示した斜視図である。
【図１５】(a)は充填材と定着材を用いて梁部材を梁等の天端に定着させた他の例を示した斜視図、(b)は(a)で使用している梁部材を示した斜視図である。
【図１６】(a)は図15の変形例を示した斜視図、(b)は(a)の平面図である。
【図１７】桁部材を複数本の桁部材構成材に分割し、桁部材が全体として上の凸の状態を維持するようにした場合の架台を示した立面図である。
【図１８】(a)は図17の桁部材構成材の連結部分を示した拡大図、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図である。
【図１９】(a)は図17の桁部材端部の梁等への定着例を示した拡大図、(b)は(a)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２０】(a)は桁部材構成材をその両面に定着された定着材で挟み込んで梁等に定着させた様子を示した平面図、(b)は図20−(a)の変形例を示した斜視図である。
【図２１】２種類のプラスチック成型品の試験体Ａ、Ｂに２点載荷したときの様子を示した立面図である。
【図２２】図21の試験体Ａ、Ｂの荷重−撓み関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１……設備機器支持用架台、２……梁部材、３……桁部材、30……桁部材構成材、30ａ……端面プレート、４……設備機器、５……小梁部材、
６……連結金物、6a……溝形鋼、6b……ボルト、6c……山形鋼、
７……接合金物、7a……プレート、7b……プレート、7c……溝形鋼、7d……プレート、7e……ボルト、
８……ボルト、９……床材、10……水平ブレース、
11……引張材、11ａ……スリーブ、12……突起、13……カプラー、
14……受け材、14ａ……ボルト、14ｂ……山形鋼、15……充填材、
16……スタッドボルト、17……定着プレート、17ａ……ボルト、18……溝、
19……定着材、19ａ……プレート、19ｂ……ジベル、19ｃ……ボルト、19ｄ……注入孔、
20……ジベル、21……連結材、21ａ……ボルト、21ｂ……プレート、22……詰め物、
23……ガセットプレート、23ａ……ボルト、
24……ベースプレート、25……フィラー、
40……梁。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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