JPH0460175B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規な床構造を備えてなる構築物に
関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来の床構造は、一般的に床、小梁、大梁及び
柱で構成され、小梁及び大梁が曲げモーメント及
び剪断力により床荷重（固定荷重、積載荷重、積
雪荷重）を柱まで伝達するものであつた。

従つて、柱間隔を増大させることは機能的、経
済的及び材料等に関して制約があり、困難である
という問題を有していた。

一方、従来の屋根構造に用いられてきた張弦梁
構造は、ケーブル等の引張材によるプレストレス
導入により梁材の応力と変形とを制御する点に最
大の特徴がある。

即ち、該張弦梁構造は、第１２図に示す例の如
く、所定間隔をおいて対向立設された一対の柱対
１，１間に梁２を架設するとともに、該梁２の下
側位置においてケーブル３を前記柱体１，１間に
張設し、梁２とケーブル３とを略中央部で補助部
材４により連結してなるものであり、梁２及びケ
ーブル３と一対の柱体１，１との接合部は、例え
ば一方がピン支点５で、他方がローラー支点６に
なつている。

よつて、梁２の自重によりケーブル３に生じる
張力を梁２自体に軸力として負担させることがで
き、またいわゆる自碇式であるからアンカーが不
要であり、さらにケーブル３に対する所定のプレ
ストレスの導入により、梁２に対して最適な応力
分布を得ることが可能となる等の利点を有するも
のである。

そこで、本発明は上記効果が、付加荷重に比較
して固定荷重が大きい程、あるいはスパンが大き
い程増大する点に着目し、RC造の床補強や鉄骨
大スパン架構の構築物、特に立体駐車場等に好適
な床構造として発展的に応用することを目的とし
て提案されたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明においては、所
定間隔をおいて対向立設された各柱体間の梁間方
向において、ある特定層の床構面には第１引張材
を、また、その１層分上層の床構面には横架材
を、各々前記各柱体間もしは、桁行方向で該柱体
間に載架された各大梁間に載架し、前記上層の前
記各横架材とその直下層の対応する前記各第１引
張材とを束材にて連結し、かつ、該束材下端もし
くはその近傍の第１引張材と前記横架材の両端部
とを各々第２引張材にて連結することにより、前
記横架材と、第１引張材と、第２引張材と、束材
とで張弦梁を構成してなる張弦梁床構造を有する
構築物を特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面により説明
する。

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すも
ので、本実施例に係る床構造を立体的駐車場に適
用した例である。

本実施例に係る駐車場１０は、３層からなる構
築物であり、概念的には柱体１１、大梁１２、横
架材１３、第１引張材１４、第２引張材１５、束
材１６、及び床体１７で構成されている。

しかして、構造的には梁間方向に鉛直荷重抵抗
系としての張弦梁床構造Ｔを、また、桁行方向に
水平荷重抵抗系としてのラチス梁構造Ｌを配し、
前記梁間方向にも補助的な水平荷重抵抗用の構造
体を配してなるものである。

即ち、第１図乃至第３図に示すように、前記梁
間方向においては、偶数層としての第２層の床構
面に第１引張材１４を、また奇数層としての第３
層の床構面には横架材１３を各々６本づつ配設し
ている。

本実施例では前記第１引張材１４及び横架材１
５は、ともにＨ形鋼で構成されており、横架材１
４のほうが大断面の部材で構成されている。

第１引張材１４及び横架材１５の各両端部は、
駐車場１０の外周位置では第２図に示すように
各々前記柱体１１，１１間に載架されており、一
方、建物内部位置では第３図に示すように、桁行
方向で柱体１１，１１間に載架された各大梁１
２，１２間に載架されている。

しかして、第３層の前記各横架材１３とその直
下層である第２層の前記各第１引張材１４とを梁
間方向の中間位置に各々配設された一対の束材１
６にて連結し、かつ、該束材１６下端もしくはそ
の近傍の第１引張材１４と、前記横架材１３の両
端部１３ａ，１３ａとを各々第２引張材１５，１
５にて連結している。

これにより、横架材１３と、第１引張材１４
と、第２引張材１５と、束材１６とで張弦梁Ｔを
構成してなるものである。

なお、第３図中、１８は上下の大梁１２，１２
間に配設された間柱である。

また、第１図及び第４図に示すように外周部の
張弦梁Ｔからは、前記水平荷重抵抗用構造体１
９，１９が各々突出形成されている。

該構造体１９は、２本の柱体１１，１１を相互
に第２層及び第３層の床構面位置で大梁２０にて
連結するとともに、該第２層及び第３層の床構面
位置で対向する第１引張材１４及び横架材１３と
柱体１１，１１とを大梁２１にて連結してなり、
前記両大梁２０，２０及び第２層の大梁２０と柱
体下端とを各々斜材２２にて連結することにより
ラチス梁を形成しており、梁間方向に加わる地震
力、風圧力等の水平力を負担しうるように構成さ
れている。

一方、前記桁行方向は、第５図に示すように第
２層及び第３層の床構面位置に配設された大梁１
２，１２と、該両大梁間に配設された斜材２２，
２２とでラチス梁Ｌが形成されており、桁行方向
の水平力荷重に抵抗しうるようになつている。

次に、第６図は第１層部分の平面構成を、また
第７図は第２層部分及び第３層部分の平面構成を
示す説明図であり、本実施例では、第１層乃至第
３層のいずれもが駐車スペースとして利用できる
ように構成されている。

即ち、第１層部分の地上面は第６図に示す車両
昇降装置２３の位置及び車両通行スペース２４以
外の部分が駐車スペース２５となつており、地上
から第２層及び第３層部分の駐車スペース２５に
車両を移動する際には、地上位置において、第６
図中中央下方位置から矢線で示すように前記昇降
装置２３上に車両を移動させ、次に該昇降装置２
３を上昇させて、第２層もしくは第３層の床位置
に合致するレベルに車両を設定する。

次に、該車両を第７図中昇降装置２３から前方
に移動し、図中左右方向に配設された水平移動用
キヤリヤー２６上に設定する。

しかる後に、該キヤリヤー２６を操作して、空
いている所定の駐車スペース２５まで左右方向に
水平移動し、その位置から車両自体を運転操作し
て各駐車スペース２５内に移動、駐車させるもの
である。

また、車両を駐車位置から地上に戻す際は、上
記したと逆の手順にて、第２層及び第３層に駐車
した車両を地上に移動すればよい。

その他、第１図において、符号３０は梁間方向
に配置された各張弦梁を相互に連結するつなぎ
材、第１図及び第７図において、符号３１は床構
面の水平剛性を向上させるためのブレース材（第
１図では構築物本体のブレース材を省略してい
る）、第１図において３２は、前記昇降装置を昇
降させるための機構例としてのパンタグラフ機構
を示している。

なお、本実施例では張弦梁床構造Ｔの特長を発
現するために、前記第１引張材１４及び第２引張
材１５にプレストレスが導入されるが、該張力導
入は引張材１４，１５に直接張力を導入する方法
の他、前記束材１６に圧縮力を導入する方法等が
ある。

第８図は、後者の方法による張力導入装置２７
の例を示すものであり、束材本体１６の下端部に
所定長さの円筒部２７ａが固着されており、その
内周面には雌ネジが刻設されている。

該円筒部２７ａには、所定長さを有するボルト
２７ｂの上部が螺合されており、該ボルト２７ｂ
の下端部は、第１引張材１４、第２引張材１５と
一体に形成された有底円筒状の受圧部２７ｃに嵌
合されている。

しかして、ボルト２７ｂは一対のナツト２８
ａ，２８ｂがあらかじめ螺合しており、上部のナ
ツト２８ａを回転してボルト２７ｂを図中下方に
移動させると、該ボルト２７ｂの下端部が前記受
圧部２７ｃを所定強さで押圧することとなり、ボ
ルト２７ｂの下降量に応じて引張材１４及び１５
に付与する押圧力が調整できるようになつてい
る。

なお、ナツト２８ｂは元位置から移動しないた
め、ナツト２８ａの移動量を知り、付与した圧縮
力の強さを確認することができる。

よつて、ボルト２７ｂが受圧部２７ｃと一体の
引張材１４，１５を押圧することにより、該引張
材１４及び１５に所定の張力を発生させるように
なつている。

なお、張力導入装置２７は、上記例に限定され
ず、例えば第９図に示すように構成することもで
きる。

即ち、束材本体１６側に第１ボルト２７ｄを上
下に移動自在に螺合しておき、また引張材１４，
１５側には第２ボルト２７ｅの下端を固定してお
き、一方、第１ボルト２７ｄの下部と第２ボルト
２７ｅの上部とを共通の回転部材２７ｆに各々上
下から螺合するとともに、両ボルトのネジ切り方
向を逆に設定しておけば、回転部材２７ｆを所定
方向に回転することにより両ボルトが離間する方
向に動き、上記例と同様に引張材１４，１５所定
の張力を生じさせることができる。

以上の架構が形成された後、第２層及び第３層
の床構面上に、例えば床材としてのコンクリート
を打設等して床体１７を形成し、本実施例に係る
立体駐車場１０の主構造の構築が完了するもので
ある。

なお、本実施例における横架材１３は、第１０
図に示すように、柱１１（もしくは大梁１２）に
設けられた支持部２９に、横架材端部１３ａがロ
ーラー支持状態になるように載置接合されてい
る。

ここで、本実施例の特長の１つである、コンク
リート打設に伴なう張弦梁床端部の支承状態の変
化につき説明する。

上記したように横架材１３は、柱１１に設けら
れた支持部２９に横架材端部１３ａがローラー支
持状態になるように載置接合されているが、該横
架材１３上に上記の如く現場打ちコンクリートが
打設されると、該コンクリートの自重により横架
材１３は所定の撓みを生じ、前記横架材端部１３
ａは第１０図において図中左方向に所定寸法分滑
動する。

しかして、該状態でコンクリートが硬化し、床
体１７と横架材１３及び大梁１２とは一体化され
るため、横架材１３は大梁１２、柱体１１とあら
かじめ一体である支持部２９に対して摺動不能と
なり、硬化後はピン支持状態に変化する。

第１１図は上記変化を概念図化したものであ
り、コンクリート打設前は第１１図ａに示すよう
に横架材１３の両端部１３ａは各々ローラー支持
状態であるが、コンクリートを打設すると横架材
１３に等分布荷重が作用し、第１１図ｂに示すよ
うに撓みδが発生するとともに、両端部１３ａは
支持部２９に対して各々内方に若干移動する。

次に、コンクリートが硬化すれば上記したよう
に横架材端部１３ａは支持部２９に対してピン支
持状態となり、これを第１１図ｃに示す。しかし
て、本実施例に係る張弦梁床構造が目的とする大
スパン構造においては、スパンが大となる分だけ
コンクリート床体１７や他の積載物等による鉛直
荷重が非常に大きいものとなるため、当初から横
架材端部１３ａが支持部２９にピン支持状態とな
つている場合には、前記鉛直荷重が作用すると、
支持部２９には大きな曲げモーメントが発生し、
これに対抗するために柱等がいたずらに大断面と
なり、構造設計上従来の問題点となつていた。

しかしながら、本実施例のような構成を採用す
れば、当初は横架材端部１３ａは支持部材２９に
ローラー支持されているため、該支持部材２９に
は上記床荷重による曲げ応力は発生せず、単に鉛
直力が作用するのみとなるため、支持部材２９は
従来例に比較して格段に経済的な断面性能の部材
でよいことになる。

しかして、コンクリートの打設硬化後は、横架
材１３は該コンクリートの荷重を受けて所定の変
形状態にて固定されたものであるから、両端部１
３ａがピン支持状態となつても該コンクリート等
の当初の積載荷重により支持部材２９に曲げ力が
加わることはなく、該支持部材２９は積雪荷重等
の短期荷重による曲げ力のみを想定し、これに対
抗しうるものとすればよいこととなる。

よつて、従来例に比較して非常に合理的な構造
設計が可能になるものである。

なお、第１１図ａの状態において横架材１３の
上記撓み量δをあらかじめ想定して、該横架材１
３の中央部をコンクリート打設前にδ分だけ上方
に変形させておけば、コンクリートの硬化後に横
架材１３及び床体１７を丁度水平な面に形成する
ことができ、この場合も上記したと同様の作用効
果を奏しうる。

なお、床体１７は全部を現場打ちコンクリート
とする他、横架材１３と柱体１１や大梁１２との
接合部のみを現場打ちとし、他の部分はプレキヤ
ストコンクリート板とすることもできるし、設計
条件によつてはコンクリート打設に替えて、例え
ばエキスパンドメタル等の適宜な床材を使用する
ようにしてもよいものである。

また、前記第１引張材１４や第２引張材１５
は、本実施例では形鋼にて成形されているが、こ
の他にも設計条件等に応じて鋼棒やケーブル等を
使用することも可能であり、他の柱体１１、大梁
１２、横架材１３、束材１６等の部材も条件に応
じて適宜な部材を選択使用するこができる。

本実施例に係る立体駐車場１０は、上述した如
く構成されており、地上部分だけを利用する従来
の駐車場に比較して約３倍の駐車スペースを確保
することができる。

また、第１引張材１４及び第２引張材１５に導
入する張力の大きさを調節することにより、床面
の応力分布、変形量を制御することが可能である
ため、従来の床構造では実現が困難であつた大ス
パン構造が経済的に形成できる。

つぎに、施工面では、従来の床構造はコンクリ
ート打設時に支保工等の仮設材が必要であり、こ
の仮設材撤去時には、床スラブの自重による応力
及び変形が生じる等の問題がある。

ところが、本発明に係る床構造を採用すれば、
仮設材が不要であることや、上記した如く、コン
クリート打設時に自重に相当する変形が生じてい
るため、コンクリート硬化後の応力のみが横架材
１３や柱体１１等の設計対象となることなどの利
点もある。

さらに、他の特長としては、前記水平荷重抵抗
用構造体１９を施工時に自立性のある構成として
あらかじめ構築しておけば、該構造体１９を他の
構造体の建方用ガイドとしても利用できる利点が
ある。

即ち、上記実施例では３層の構築物としての例
を示しており、本発明ではかかる第２層と第３層
とから構成される上記張弦梁構造Ｔが基本となつ
ているが、この２層分からなる単位構造体を複数
個数あらかじめ地上で構築しておき、これらを順
次積層、緊結してゆけば任意層数の構築物の形成
が可能であり、その建方の際には、まず、上記し
た水平荷重抵抗用構造体１９を、あらかじめ構築
すべき所定層分の高さまで形成しておき、該構造
体１９を建方用ガイドとして前記各単位構造体を
順次上方にリフトアツプしてゆけばよく、施工作
業の効率を高めることができる。

なお、張弦梁構造は固定荷重に対しては効果的
な架構であるから、地震力や風荷重といつた水平
力に対する抵抗要素を上記実施例の如く建物の外
周に配置することにより、上記実施例に係る立体
駐車場以外にも、ピロテイ、スポーツ空間、工場
等の大スパンの床構造を有する任意の構築物に適
用することができるものである。

また、上記の如く本発明にる構築物は張弦梁床
構造を構成する２層分を一単位として任意の層数
分の建物とすることができ、該２層分の単位構造
体を高さ方向に連続して形成してもよいし、ま
た、断続的に配置してもよい等、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々の変形例が可能であるこ
とは云うまでもない。

（発明の効果） 以上詳述した如く、本発明においては、所定間
隔をおいて対向立設された各柱体間の梁間方向に
おいて、ある特定層の床構面には第１引張材を、
また、その１層分上層の床構面には横架材を、
各々前記各柱体間もしくは、桁行方向で該柱体間
に載架された各大梁間に載架し、上層の前記各横
架材とその直下層の対応する前記各第１引張材と
を束材にて連結し、かつ、該束材下端もしくはそ
の近傍の第１引張材と前記横架材の両端部とを
各々第２引張材にて連結することにより、前記横
架材と、前記第１引張材と、第２引張材と、束材
とで張弦梁を構成してなることを特徴とするもの
である。

よつて、主構造としての大梁の荷重負担の軽減
を図り、床面の応力分布、変形量を設計条件に応
じて任意に制御することが可能となり、従来の如
く複雑かつ大規模な設備、作業を必要とすること
なく、大スパン床構造の構築物が低コストで実現
できる等、種々の有用な効果を奏しうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の一実施例としての
張弦梁床構造を有する構築物を示すもので、第１
図は該構築物の主構造を示す概念斜視図、第２図
乃至第５図は各々前記構築物の梁間方向及び桁行
方向の軸組図、第６図及び第７図は各々前記構築
物の平面的構成を示す概念図、第８図は束材と引
張材の構成及び張力導入装置の例を示す要部概念
図、第９図は張力導入装置の他の例を示す要部概
念図、第１０図は横架材端部の接合方式例を示す
要部概念図、第１１図ａ、第１１図ｂ、第１１図
ｃは各々本実施例に係る横架材の支持状態の変化
を示す概念図、第１２図は従来の張弦梁屋根構造
の例を示す概念図である。 １０……構築物（立体駐車場）、１１……柱体、
１２……大梁、１３……横架材、１４……第１引
張材、１５……第２引張材、１６……束材、１７
……床体、１８……間柱、１９……水平荷重抵抗
用構造体建築物、２０，２１……大梁、２２……
斜材、２３……昇降装置、２４……車両通行スペ
ース、２５……駐車スペース、２６……キヤリヤ
ー、２７……張力導入装置、２９……支持部材、
３０……つなぎ材、３１……ブレース材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定間隔をおいて対向立設された各柱体間の
   梁間方向において、ある特定層の床構面には第１
   引張材を、また、該特定層の１層分上層の床構面
   には横架材を、各々前記各柱体間もしくは、桁行
   方向で該柱体間に載架された各大梁間に載架し、
   前記上層の前記各横架材とその直下層の対応する
   前記各第１引張材とを束材にて連結し、かつ、該
   束材下端もしくはその近傍の第１引張材と前記横
   架材の両端部とを各々第２引張材にて連結するこ
   とにより、前記横架材と、第１引張材と、第２引
   張材と、束材とで張弦梁を構成してなることを特
   徴とする張弦梁床構造を有する構築物。 ２ 前記第１引張材が形鋼で形成されている特許
   請求の範囲第１項記載の張弦梁床構造を有する構
   築物。 ３ 前記構築物が立体駐車場である特許請求の範
   囲第１項もしくは第２項に記載の張弦梁床構造を
   有する構築物。 ４ 前記横架材は前記柱体もしくは大梁に対して
   ローラー支持状態にて載架されており、上部に床
   コンクリートを打設することにより、自重に相当
   する変形が生じた状態で、コンクリート硬化後は
   ピン支持状態となることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいづれかに記載の張弦梁
   床構造を有する構築物。 ５ 前記構築物は、前記桁行方向において前記特
   定層層の大梁とその上層の各大梁とが各々斜材で
   連結されてトラス梁を形成することにより、鉛直
   荷重抵抗系としての前記張弦梁構造と、水平荷重
   抵抗系としての周辺支持構造とを分離してなる特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載
   の張弦梁床構造を有する構築物。 ６ 前記構築物は、前記梁間方向の外周に補助的
   な水平荷重抵抗用の構造体が付設されている特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の
   張弦梁床構造を有する構築物。