(57)【要約】【課題】変動荷重による梁の撓み制限を満足させ、かつ、梁の鉄骨量を減少させる。【解決手段】第１梁１２は上側梁材３４と下側梁材３６を備え、上側梁材３４と下側梁材３６の間には束材３０と斜材３２が取り付けられトラス梁を構成している。上側梁材３４の上面は屋根材２８を支持し、屋根材２８に加わる変動荷重を受ける。また、下側梁材３６で供給室天井材５６を吊り下げている。第２梁１８も上側梁材４２と下側梁材４４を備え、上側梁材４２と下側梁材４４の間を束材３８と斜材４０で接合しトラス梁を構成している。下側梁材４４にはクリーンルーム２２の天井材２０が吊り下げられ、天井材２０と供給室天井材５６の空間をクリーンルーム２２に清浄空気を供給する空気供給室４６としている。第１梁１２の下面４８及び供給室天井材５６と、第２梁１８の上面５０の間には、所定の隙間が空けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱に架けられ上面で屋根材を支持する第１梁と、
前記第１梁の下面と所定の隙間を空けて前記柱に架けられ、前記第１梁から荷重が直接伝達されず、下面で天井材を吊下する第２梁と、
を有する建物構造。
【請求項２】
前記第１梁の下面と前記第２梁の上面の所定の隙間は、前記第１梁が所定の変動荷重を受けて下方に撓んだとき、前記第１梁の下面と第２梁の上面が当接しない寸法である請求項１に記載の建物構造。
【請求項３】
前記第１梁と前記第２梁をトラス梁とし、
前記天井材は、前記第２梁の下方に設けたクリーンルームの天井となるシステム天井材であり、
前記第１梁の下面に、前記クリーンルームへ空気を供給する供給室天井材を設け、
前記システム天井材と前記供給室天井材との間の空間を空気供給室とした請求項１又は２に記載の建物構造。
【請求項４】
前記第１梁と前記第２梁をトラス梁とし、
前記天井材は、前記第２梁の下方に設けたクリーンルームの天井となるシステム天井材であり、
前記第２梁の上面に、前記クリーンルームへ空気を供給する供給室天井材を設け、
前記システム天井材と前記供給室天井材との間の空間を空気供給室とした請求項１又は２に記載の建物構造。
【請求項５】
前記第１梁の両端部の成が同一であり、前記第１梁が支持する屋根材の勾配と、前記第１梁の勾配を同一とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の建物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変動荷重による撓み制限が課せられる建物の建物構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルーム等の微細加工機器類が設置される建物（以下、代表してクリーンルームと呼ぶ。）では、予定される外部の変動荷重（例えば風圧や積雪等）に対し、梁の撓み量を所定値以下に制限する場合がある（例えば、変動荷重に対し１５ｍｍ以下の変形に制限すること、など）。
【０００３】
クリーンルームでは、一般に大スパンの梁が使用されており、この大スパンの梁は、軽量で施工が比較的容易なトラス梁が広く用いられている。この大スパンのトラス梁は、変動荷重の影響が生じ易いため、梁の変形量（撓み量）が制限される場合には、梁の断面積を大きくして剛性を高める方法で対応している。
【０００４】
このため、多雪地帯にクリーンルームを設置する場合には、変動荷重として積雪量に見合う積雪荷重を考慮する必要があり、次のような問題がある。
【０００５】
例えば、想定積雪量を１５０ｃｍとした場合、単位積雪荷重が３０Ｎ／ｍ２／ｃｍであるから、梁の受ける変動荷重は４５００Ｎ／ｍ２となる。
即ち、変動荷重として４５００Ｎ／ｍ２が加わった状態で、梁の撓み量が１５ｍｍ以下であること、という条件を満足させるには、トラス梁の成が８ｍという大きな梁となり、変動荷重を考慮しない建物に比べ、寸法上の納まりの問題に加え、使用する鉄骨量が増大する等の経済的な問題も生じる。
【０００６】
そこで、変動荷重の影響を受けにくい梁構造が求められているところ、トラス梁の屋根梁材と天井梁材が一体として挙動するのを抑制し、屋根材が変動荷重を受けても、屋根梁材の撓みが、天井梁材に及ぼす影響を小さくする技術が提案されている（特許文献１）。
【０００７】
図４に示すように、特許文献１の梁Ｂは、屋根材を支持する屋根梁材８０と天井材を吊下する天井梁材８２を有している。屋根梁材８０は、柱８８、中間柱９０及び柱８８に架けられ、天井梁材８２は、屋根梁材８０の下方に設けられ、屋根梁材８０と所定の隙間を空け、柱８８、中間柱９０及び柱８８に架けられている。
【０００８】
そして、屋根梁材８０と天井梁材８２の柱８８側の端部には、束材８４と斜材８６が取り付けられ、柱８８、斜材８６及び束材８４でトラス部Ｂ１が形成されている。同様に、屋根梁材８０と天井梁材８２の中間柱９０側の端部にも、束材８４と斜材８６が取り付けられ、中間柱９０、斜材８６及び束材８４でトラス部Ｂ１が形成されている。
【０００９】
この結果、柱８８側のトラス部Ｂ１と、中間柱９０側のトラス部Ｂ１の間の中間部Ｂ２では、屋根梁材８０の変動荷重が天井梁材８２に及ぼす影響を小さくできる。
【００１０】
しかし、トラス部Ｂ１では、屋根梁材８０の撓みの影響を、束材８４と斜材８６を介して天井梁材８２が直接受けるため、屋根梁材８０の変動荷重が天井梁材８２に及ぼす影響を小さくできない。
【特許文献１】特開２００２−３０７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事実に鑑み、変動荷重による梁の撓み制限を満足し、かつ、梁の鉄骨量を減少させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項1に記載の発明に係る建物構造は、柱に架けられ上面で屋根材を支持する第１梁と、前記第１梁の下面と所定の隙間を空けて前記柱に架けられ、前記第１梁から荷重が直接伝達されず、下面で天井材を吊下する第２梁と、を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項1に記載の発明によれば、第１梁の上面が屋根材を支持し、第１梁の下方に架けられた第２梁の下面が天井材を吊下する。このとき、第１梁の下面と第２梁の上面との間には所定の隙間が空けられ、第１梁から第２梁には荷重が直接伝達されない。
【００１４】
これにより、第１梁が屋根材の変動荷重を支える専用の梁となり、第２梁が天井材を吊下して撓み制限を満足させる専用の梁となる。
このように、第１梁と第２梁に、それぞれ梁の機能を分担させることで、撓み制限を受ける第２梁の撓みを小さくでき、変動荷重を受けても撓み制限を満足できる。
【００１５】
更に、２つの梁の断面積を、それぞれ最適化することで、１つの梁の断面積を大きくして撓み制限を満足させる従来の梁に比べ、梁に使用する鉄骨量を低減できる。
また、第２梁に天井材を吊下することで、天井材に施され気密性を高めるためのシールの長期信頼性を確保することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明に係る、請求項１に記載の建物構造は、前記第１梁の下面と前記第２梁の上面の所定の隙間は、前記第１梁が所定の変動荷重を受けて下方に撓んだとき、前記第１梁の下面と第２梁の上面が当接しない寸法であることを特徴としている。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、第１梁の下面と第２梁の上面の所定の隙間が、第１梁が所定の変動荷重を受けて下方に撓んだとき、第１梁の下面が第２梁の上面に当接しない寸法とされている。
これにより、第１梁が変動荷重の影響を受けて撓んでも、第２梁が、変動荷重の影響を直接受けることはなく、第２梁は撓み制限を満足した状態を維持できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明に係る、請求項１又は２に記載の建物構造は、前記第１梁と前記第２梁をトラス梁とし、前記天井材は、前記第２梁の下方に設けたクリーンルームの天井となるシステム天井材であり、前記第１梁の下面に、前記クリーンルームへ空気を供給する供給室天井材を設け、前記システム天井材と前記供給室天井材との間の空間を空気供給室としたことを特徴としている。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、第１梁と第２梁はトラス梁で構成され、第２梁の下方にはクリーンルームが設けられ、第２梁がクリーンルームの天井であるシステム天井材を吊り下げている。また、第１梁の下面には供給室天井材が設けられ、供給室天井材とシステム天井材の間の空間を、クリーンルームへ空気を供給する空気供給室としている。
これにより、供給室天井材とシステム天井材の間の空間を利用して清浄空気の供給が可能となり、空気供給室として有効活用できる。
【００２０】
請求項４の発明に係る、請求項１又は２に記載の建物構造は、前記第１梁と前記第２梁をトラス梁とし、前記天井材は、前記第２梁の下方に設けたクリーンルームの天井となるシステム天井材であり、前記第２梁の上面に、前記クリーンルームへ空気を供給する供給室天井材を設け、前記システム天井材と前記供給室天井材との間の空間を空気供給室としたことを特徴としている。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、第１梁と第２梁はトラス梁で構成され、第２梁の下にはクリーンルームが設けられ、第２梁がクリーンルームの天井であるシステム天井材を吊り下げている。また、第２梁の上面には供給室天井材が設けられ、供給室天井材とシステムの天井材の間の空間を、クリーンルームへ空気を供給する空気供給室としている。
これにより、供給室天井材とシステム天井材の間の空間を利用して清浄空気の供給が可能となり、空気供給室として有効活用できる。
【００２２】
請求項５の発明に係る、請求項１〜４のいずれか１項に記載の建物構造は、前記第１梁の両端部の成が同一であり、前記第１梁が支持する屋根材の勾配と、前記第１梁の勾配を同一としたことを特徴としている。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、第１梁の両端部の成が同一とされ、第１梁が支持する屋根の勾配と、第１梁が同一勾配で傾斜している。
これにより、第１梁で屋根材を直接支持することで屋根材が傾斜するので、屋根材を傾斜させるための補助部材を、第１梁と屋根材の間に設ける必要がない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上記構成としてあるので、変動荷重による梁の撓み制限を満足させ、かつ、梁の鉄骨量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る建物構造１０には、大スパンの大梁である第１梁１２が架けられている。
【００２６】
第１梁１２の左端部１２Ｌは柱１４Ｌに接合され、右端部１２Ｒは柱１４Ｒに接合され、中間部１２Ｍは中間の柱１６に接合されている。
【００２７】
第１梁１２は、Ｈ型鋼からなる上側梁材３４と、同じくＨ型鋼からなる下側梁材３６が所定の隙間を空けて架け渡され、上側梁材３４と下側梁材３６の間には束材３０と斜材３２が接合されている。束材３０と斜材３２は左側の柱１４Ｌと中間の柱１６の間、及び中間の柱１６と右側の柱１４Ｒの間に、所定の間隔で複数個設けられ、上側梁材３４、下側梁材３６、束３０及び斜材３２でトラス梁が構成されている。なお、第１梁１２の左端部１２Ｌの成、中間部１２Ｍの成、及び右端部１２Ｒの成は、いずれも同じ高さとされている。
【００２８】
第１梁１２は、左端部１２Ｌが最も高い位置に接合され、次いで中間部１２Ｍ、右端部１２Ｒの順に低くなる傾斜（勾配θ）で接合されている。
【００２９】
また、上側梁材３４の上面には屋根材２８が、上側梁材３４と平行に取り付けられ、第１梁１２が屋根材２８を支持している。この結果、第１梁１２の傾斜と屋根材２８の傾斜は、いずれも同じ勾配θである。
【００３０】
このような構成とすることにより、強風時の風圧や積雪時の積雪荷重などの屋根材２８に加えられる変動荷重を、第１梁１２が直接受けて、柱１４Ｒ、柱１４Ｌ及び柱１６に伝えることができる。
また、下側梁材３６の下面には、後述する空気供給室の天井となる、供給室天井材５６が図示しない吊り下げ材で吊り下げられている。
【００３１】
第１梁１２の下方には、大スパンの大梁である第２梁１８が水平に架けられている。
第２梁１２は、右端部１８Ｒが柱１４Ｒに接合され、左端部１８Ｌが柱１４Ｌに接合され、中間部Ｍが中間の柱１６に接合されている。
第２梁１８は、Ｈ型鋼で形成された上側梁材４２と、同じくＨ型鋼で形成された下側梁材４４が所定の隙間を空けて架け渡され、上側梁材４２と下側梁材４４の間に束材３８と斜材４０が接合されている。束材３８と斜材４０は左側の柱１４Ｌと中間の柱１６の間、及び中間の柱１６と右側の柱１４Ｒの間に、所定の間隔で複数個設けられ、上側梁材４２、下側梁材４４、束材３８及び斜材４０でトラス梁が構成されている。
【００３２】
第１梁１２の下面４８及び供給室天井材５６と、第２梁１８の上面５０の間には、所定の隙間が空けられており、第１梁１２が変動荷重を受けて撓んでも、第１梁１２の下面４８及び供給室天井材５６と、第２梁１８の上面５０が直接接触することはなく、第１梁から第２梁へ荷重が直接伝達されることはない。
【００３３】
この結果、第２梁１８は、変動荷重を受けず、第２梁１８が受ける荷重が低減される分、第２梁１８の断面積を小さくでき、撓み量も少なくできる。
第２梁１８の下部にはクリーンルーム２２が設けられ、クリーンルーム２２の天井材２０が図示しない吊り材で第２梁１８から吊り下げられている。
【００３４】
クリーンルーム２２には微細加工機器類（図示せず）が設置されており、建物の外部の環境変化等に基づく変動荷重による、第２梁１８の撓み量が制限されている。
【００３５】
また、第１の実施の形態では、撓み量が少ない第２梁１８でクリーンルーム２２の天井材２０を吊り下げており、天井材の接合部に施されたシール材の損傷を低減でき、クリーンルーム２２の気密性能の長期信頼性が確保できる。
【００３６】
また、第１梁の下面４８に供給室天井材５６を設けることで、クリーンルーム２２の天井材２０と供給室天井材５６の間の空間を清浄に維持することができ、空気供給室４６として活用できる。即ち、空気供給室４６に清浄空気の供給機器類（図示せず。）を設置すれば、空気供給室４６からクリーンルーム２２に清浄空気を供給できる。
【００３７】
また、クリーンルーム２２の下部の空間が、クリーンルーム２２を出たリターン空気用の空気戻り室２４とされている。
これにより、清浄な空気を空気供給室４６からクリーンルーム２２へ送り、クリーンルーム２２からのリターン空気を空気戻り室２４へ戻す、連続した空気流れを作ることができ、クリーンルーム２２の空気を清浄に保つことができる。
【００３８】
なお、空気戻り室２４の下階は機械室２６とされ、クリーンルーム２２で使用する微細加工機器類の制御装置等が設けられている。また、機械室２６の下には建物の基礎５４が施されている。
【００３９】
以上説明したように、実施の形態に係る建物構造１０は、第１梁１２が屋根材の変動荷重を支える専用の梁として作用し、第２梁１８が天井材２０を吊下して撓み制限を満足させる専用の梁として作用する。
【００４０】
このように、第１梁１２と第２梁１８に、それぞれ梁の機能を分担させることで、撓み制限を受ける第２梁１８の撓みを小さくでき、撓み制限を満足できる。
また、第１梁１２と第２梁１８の断面積をそれぞれ最適化することで、単に梁の断面積を大きくして撓み制限を満足させる従来の梁に比べ、梁の鉄骨量を低減できる。
【００４１】
次に、鉄骨量の試算例について説明する。
図２に示すように、実施の形態で示した第１梁１２と第２梁１８に分けた場合（以下、ダブルトラス案と呼ぶ）と、１つの梁５２を大きくした場合（以下、シングルトラス案と呼ぶ）について、必要とする鉄骨量を試算した。
【００４２】
試算条件は、梁のスパン（クリーンルームの幅）を７２ｍとした。使用する梁はトラス梁とし、中間位置に１ヶ所、中間柱１６を建てた。また、計算の便宜上、第１梁は水平に架けた状態とした。
【００４３】
変動荷重Ｐは、多雪地帯を想定しＰ＝４５００Ｎ／ｍ２（積雪量ｈ＝１５０ｃｍ、単位積雪荷重ρ＝３０Ｎ／ｍ２／ｃｍ）とした。
【００４４】
また、変動荷重による梁のたわみ制限を「変動荷重に対し、１５ｍｍ以下の変形に制限すること」とした。
この条件を満たす梁を、束材や斜材の配置を含め、ダブルトラス案とシングルトラス案でそれぞれ設計し、設計結果に基づき鉄骨量を算出した。なお、ダブルトラス案では、第１梁１２と第２梁１８のそれぞれの鉄骨量の合計量とした。
【００４５】
結果は、図２に示すように、必要とする鉄骨量は、シングルトラス案では７３ｋｇ／ｍ２であるが、ダブルトラス案では６９ｋｇ／ｍ２  となり、ダブルトラス案とすることで鉄骨量を約５．５％減少させることができる。
【００４６】
この効果は、変動荷重の大きい程、若しくは目標性能としての撓み制限が厳しいほど大きくなる。
なお、トラスの形式は、ワ−レントラス、プラットトラス、ハウストラスのいずれでも構わない。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図３に示すように、第２の実施の形態に係る建物構造６２は、空気供給室５８の天井となる供給室天井材６０を、第２梁の上面５０に設けた構成である。
他の構成は、第１の実施の形態と同じである。以下、第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００４８】
第２梁１８の上側梁材４２の上面５０には、供給室天井材６０が設けられている。
このように、第２梁１８の上面５０に供給室天井材６０を設けることで、クリーンルーム２２の天井材２０と供給室天井材６０の間の空間を清浄に維持することができ、空気供給室５８として活用できる。即ち、空気供給室５８の、第２梁と第２梁の間の空間を利用して清浄空気の供給機器類（図示せず。）を設置すれば、空気供給室５８からクリーンルーム２２に清浄空気を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る建物構造の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る建物構造の効果の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る建物構造の基本構成を示す図である。
【図４】従来の建物構造の基本構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  建物構造
１２  第１梁
１４  柱
１６  中間柱
１８  第２梁
２０  天井材（システム天井材）
２２  クリーンルーム
２８  屋根材
４６  空気供給室
５６  供給室天井材
５８  空気供給室
６０  供給室天井材
６０  建物構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009293295.tif 000006