(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルームを用途とする建物に架設されて大スパンの屋根架構を形成するための梁の構造であって、
柱間に架設されて屋根面を支持するための屋根梁材と、その下方に間隔をおいて該屋根梁材とは実質的に独立に柱間に架設されて天井面を支持するための天井梁材と、それら屋根梁材と天井梁材の端部どうしのみを連結する連結材とにより構成されていて、
前記連結材は束材と斜材からなり、それら連結材と前記屋根梁材の端部および前記天井梁材の端部とにより当該梁の端部は前記屋根梁材と前記天井梁材の端部どうしが前記連結材を介して一体に挙動する高剛性のトラス部とされ、かつ、当該梁の中間部は前記屋根梁材と前記天井梁材とが連結されることなく互いに独立している独立二重梁部とされていることを特徴とする梁の構造。
【請求項２】
請求項１記載の梁の構造であって、前記屋根梁材と前記天井梁材との間にプレナムチャンバーとしての天井裏空間が形成され、かつ前記天井梁材により支持される天井面はプレナムチャンバーとクリーンルームとの間のエアタイト性能を維持可能に設置されていることを特徴とする梁の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルームを用途とする建物における梁の構造、特に大スパン建物に適用して好適な梁の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無柱あるいはごく少数の柱のみで大空間を形成することのできる建物の構造としては、鉄骨造の大スパンのトラス梁を用いるものが広く採用されている。
【０００３】
鉄骨造の大スパンのトラス梁は軽量で施工も比較的容易であるが、外力による変形や振動が生じやすいので、極度に振動を嫌うような特殊用途の建物、たとえばクリーンルームや精密加工を行う工場等に適用する場合にはトラス梁の変形や振動が問題とされ、その制御が必要となる場合もある。
【０００４】
図２は通常のトラス梁Ｔを大規模なクリーンルームを用途とする建物の屋根架構に適用した場合の一例を示す。このトラス梁Ｔは、上弦材１、下弦材２、束材３、斜材４からなる大梁成で大スパンのもので、外周柱５および中間柱６により支持されて架設され、上弦材１に屋根材を取り付けてこの建物の屋根面を形成し、下弦材２には天井材を取り付けてクリーンルーム７の天井面を形成するようにしたものである。その天井面はクリーンルーム７に要求される高度の清浄度を維持するべくエアタイトを維持可能な構造とされるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような鉄骨造のトラス梁Ｔによる屋根架構では、トラス梁Ｔ全体が構造的に一体に挙動するものであるから、図示しているように屋根面に大きな風圧が作用して上弦材１が変形を受けたような場合には、下弦材２も同様に変形してしまい、したがって下弦材２に支持されている天井面も同様に変形してエアタイト性能を維持できなくなる懸念がある。そのため、従来においてはそのような変形を防止するためにトラス梁Ｔ全体を十分に高剛性化するしかないが、そのようなことはトラス梁Ｔの本来の利点である軽量性を損なうものであるし、変形抑制の限界から大スパン化にも限界がある。
【０００６】
また、クリーンルーム７においては天井裏空間をダクト等の諸設備を設置するためのプレナムチャンバーとして利用することが通常であるが、上記のようなトラス梁Ｔにより形成される天井裏空間８は束材３および斜材４により細かく分断されてしまうことが不可避であるので、プレナムチャンバーとしては使用し難いという問題もある。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、大スパンが可能でありかつ変形や振動の影響を及ぼし難い有効な梁の構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クリーンルームを用途とする建物に架設されて大スパンの屋根架構を形成するための梁の構造であって、間に架設されて屋根面を支持するための屋根梁材と、その下方に間隔をおいて該屋根梁材とは実質的に独立に柱間に架設されて天井面を支持するための天井梁材と、それら屋根梁材と天井梁材の端部どうしのみを連結する連結材とにより構成されていて、前記連結材は束材と斜材からなり、それら連結材と前記屋根梁材の端部および前記天井梁材の端部とにより当該梁の端部は前記屋根梁材と前記天井梁材の端部どうしが前記連結材を介して一体に挙動する高剛性のトラス部とされ、かつ、当該梁の中間部は前記屋根梁材と前記天井梁材とが連結されることなく互いに独立している独立二重梁部とされているものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の梁の構造であって、前記屋根梁材と前記天井梁材との間にプレナムチャンバーとしての天井裏空間が形成され、かつ前記天井梁材により支持される天井面はプレナムチャンバーとクリーンルームとの間のエアタイト性能を維持可能に設置されているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の構造の梁を大規模なクリーンルーム７の屋根架構として適用した場合の実施形態を示すものである。
【００１２】
本実施形態の梁ＢはＨ形鋼や鋼管等の鋼材からなる鉄骨造のもので、屋根梁材１１と、天井梁材１２と、それらの端部どうしを連結している連結材１３とにより構成されている。屋根梁材１１および天井梁材１２はそれぞれが外周柱５および中間柱６に対して独立に架設されており、屋根梁材１１には屋根材が取り付けられてこの建物の屋根面を形成しており、天井梁材１２には天井材が取り付けられてクリーンルーム７の天井面を形成している。そして、屋根梁材１１と天井梁材１２との間にはプレナムチャンバーとしての天井裏空間８が形成され、かつ天井梁材１２により支持されて設置される天井面は、プレナムチャンバーとクリーンルーム７との間のエアタイト性能を維持可能とされている。
【００１３】
連結材１３は束材１３ａと斜材１３ｂとからなり、これら連結材１３により屋根梁材１１と天井梁材１２の端部どうしが連結されることでこれら連結材１３によりこの梁Ｂ全体の両端部には高剛性のトラス部Ｂ１が形成されているが、この梁Ｂ全体の中間部は屋根梁材１１と天井梁材１２とが実質的にそれぞれ独立の梁として挙動する独立二重梁部Ｂ２とされている。
【００１４】
上記構造の本実施形態の梁Ｂは、図２に示した従来のトラス梁Ｔにおける中間部の束材３と斜材４とを省略した形態であるといえるが、構造的には従来のトラス梁Ｔとは大きく異なるものである。すなわち、従来のトラス梁Ｔはその全体が一体に挙動するものであるのに対し、本実施形態の梁Ｂはその中間部においては屋根梁材１１と天井梁材１２とが独立に挙動するものであるから、図示しているように屋根梁材１１に変形が生じたとしてもその変形が天井梁材１２にそのまま及ぶことはなく、したがって従来のトラス梁Ｔによる場合においては屋根面の変形に伴って生じることが不可避である天井面の変形が防止され、その結果、クリーンルーム７に要求される高度のエアタイト性能が損なわれる懸念がない。なお、屋根梁材１１の変形は従来のトラス梁Ｔにおける上弦材１の変形よりも大きくなることが想定され、したがって屋根面の変形は従来より大きくなることも想定されるが、屋根面の変形自体はクリーンルーム７の性能に悪影響を及ぼすものではない。
【００１５】
また、この梁Ｂは両端部が高剛性のトラス部Ｂ１とされていて、このトラス部Ｂ１においては屋根梁材１１と天井梁材１２とが構造的に一体化して一体に挙動するものとなるから、そのようなトラス部Ｂ１を設けない場合、つまり単に屋根梁材１１と天井梁材１２のみにより構成されている場合に比較すれば、端部が高剛性化されかつ支点間距離が実質的に小さくなっているので、その分、梁Ｂ全体の梁成を小さくできるし大スパンとすることができる。すなわち、本実施形態の梁Ｂは、端部のみをトラス部Ｂ１とし中間部を独立二重梁部Ｂ２としたことにより、軽量で大スパンが可能であるという従来のトラス梁Ｔと同様の利点を損なうことなく、クリーンルーム７の性能を維持するうえで重要である天井梁材１２の変形を十分に抑制することが可能となったものである。勿論、従来のトラス梁Ｔと比較すると部材の節減と加工費の節約が可能であるのでコストダウンを図ることもできる。
【００１６】
しかも、従来のトラス梁Ｔによる場合には、その全長にわたって束材３および斜材４により天井裏空間８が分断されてしまうことから、天井裏空間８をプレナムチャンバーとする際の有用性やフレキシビリティの点で好ましくないが、本実施形態の梁Ｂではその中間部の独立二重梁部Ｂ２においては束材１３ａや斜材１３ｂが無いので、天井裏空間８のほぼ全体をそのままプレナムチャンバーとして支障なく使用することが可能であり、この点においても極めて有効である。
【００１７】
なお、上記実施形態のように、連結材１３としては束材１３ａと斜材１３ｂを用いてそれら連結材１３により梁Ｂの端部にトラス部Ｂ１を形成することが好ましいが、連結材１３はこの梁Ｂ全体の端部剛性を高めるように設ければ良いのであり、場合によっては斜材１３ｂのみ、あるいは束材１３ａのみとすることも不可能ではない。また、この梁Ｂの端部にハンチ部を形成したり、端部のみをＳＲＣ造とすることも考えられる。さらに、本発明の梁Ｂはクリーンルーム７を主用途とする建物に適用することが最適であるが、それに限るものでもなく、変形制御が必要な大スパンの梁として広く適用できるものであるし、屋根梁材１１、天井梁材１２、連結材１３の断面形状や寸法、素材に関しては本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由な設計的変更が可能であることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、屋根梁材と天井梁材とを独立に架設してそれらの端部どうしを束材と斜材からなる連結材により連結することにより、端部のみを高剛性のトラス部として一体に挙動せしめるとともに中間部を独立二重梁部として屋根梁材と天井梁材とを各々独立に挙動せしめる構成であるから、端部剛性を支障なく確保し得て大スパンが可能であり、かつ屋根梁材の変形に伴う天井梁材の変形を有効に抑制でき、したがって変形や振動を嫌うクリーンルームを用途とする建物に適用して好適である。
【００２０】
請求項２の発明によれば、屋根梁材と天井梁材との間の天井裏空間が独立二重梁部においては分断されることがないから天井裏空間をそのままプレナムチャンバーとして支障なく使用することができるし、天井梁材およびそれに支持されて設置される天井面の変形が有効に防止されるのでクリーンルームの天井面に要求される高度のエアタイト性能を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構造の梁を採用した建物の概要を示す立面図である。
【図２】  従来のトラス梁を採用した建物の概要を示す立面図である。
【符号の説明】
Ｂ  梁
Ｂ１  トラス部
Ｂ２  独立二重梁部
７  クリーンルーム
８  天井裏空間（プレナムチャンバー）
１１  屋根梁材
１２  天井梁材
１３  連結材
１３ａ  束材
１３ｂ  斜材
【図１】
0003733518.tif 000002
【図２】
0003733518.tif 000003