屋根構造
【課題】屋根が全体として水平力を受ける構成であっても、当該水平力によって生じる屋根構造の不具合を抑制することができる屋根構造を提供する。
【解決手段】妻面Ｔにおいて、妻部連結金物５０によって屋根パネル３０と妻部水平梁２１とを連結する。この妻部連結金物５０を、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さが長くなるように形成する。これにより、桁方向や妻方向から屋根パネル３０によって構成された屋根部構面体３に水平力が作用し、妻部連結金物５０に対して妻部水平梁２１方向にせん断力が作用した場合であっても、このせん断力に対して妻部連結金物５０が十分な抵抗力を有するものとなる。
【解決手段】妻面Ｔにおいて、妻部連結金物５０によって屋根パネル３０と妻部水平梁２１とを連結する。この妻部連結金物５０を、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さが長くなるように形成する。これにより、桁方向や妻方向から屋根パネル３０によって構成された屋根部構面体３に水平力が作用し、妻部連結金物５０に対して妻部水平梁２１方向にせん断力が作用した場合であっても、このせん断力に対して妻部連結金物５０が十分な抵抗力を有するものとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋根を支持する屋根構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の切り妻屋根は、軒桁間に架設した小屋梁の上に小屋束を立て、小屋束の上に棟木や母屋材を渡し、棟木や母屋材の上に垂木を載せ、垂木の上に野地板を張った構成となっている。この種の屋根組構造は、屋根裏に小屋束や筋交い等の部材が数多く配置されているため、屋根裏空間として有効に使用し難いものであった。
【０００３】
かかる問題を解決すべく、特許文献１には、屋根パネルの一部にブレースを張設することによって屋根面全体での面内剛性を確保すると共に、当該屋根パネルを、棟部に設けられた支持金具と、軒部に設けられたブラケットと、ブラケットと支持金具の間に設けられた束とによって支持する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された屋根構成は、屋根全体が面内剛性を有するものである一方、屋根パネルを支持する束が長尺状となっており、束の上端部で屋根パネルを支持すると共に、束の下端部が下部躯体に連結される構成となっている。このため、妻側や桁側から屋根に水平力が作用すると、屋根全体として大きな水平力を受けることとなるが、長尺状に形成された束では当該水平力に十分に抗することができない場合が考えられ、この場合には束のねじれや座屈等の不具合を生じてしまうことが考えられる。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、屋根が全体として水平力を受ける構成であっても、当該水平力によって生じる屋根構造の不具合を抑制することができる屋根構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明に係る屋根構造は、互いに平行に配置される一対の桁梁間に当該一対の桁梁よりも上方となる位置に棟梁が設けられ、各桁梁と棟梁とに亘って面内剛性を有する屋根パネルが、少なくとも桁梁の両端部間及び棟梁の両端部間に延在する状態で、傾斜状に架設され、各桁梁の端部間に亘って妻部水平梁が架設されて当該各桁梁の両端部にそれぞれ妻部が形成され、各妻部には、屋根パネルを妻部水平梁に固定する妻部連結金物がそれぞれ設けられており、妻部連結金物は、高さ方向の長さよりも妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成されて屋根パネル及び妻部水平梁に接合されている、ことを特徴とする。
【０００８】
桁方向や妻方向から屋根パネルによって構成された屋根に水平力が作用すると、当該屋根は傾斜屋根毎に面内剛性を有して一体化された状態で棟梁にそれぞれ連結されているため、これら傾斜屋根面には棟梁から桁梁に向かうモーメントが作用することとなる。このモーメントを受けて、妻面にて屋根パネルを妻部水平梁に連結する妻部連結金物には、妻部水平梁方向にせん断力が作用する。そこで、本願発明では、妻部連結金物を、高さ方向の長さよりも妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成することで、このようなせん断力に対して十分な抵抗力を有するものとなる。このように本願発明に係る妻部連結金物を用いることで、妻部連結金物に作用するせん断力に抗することができ、屋根パネルに加わる荷重を妻部連結金物を介して妻部水平梁に伝達することができるものとなり、ひいては屋根パネルに作用するモーメントによって屋根パネルが棟梁から分割されてしまう等の不具合を抑制した屋根構造とすることができる。
【０００９】
また、妻部連結金物は、屋根パネルに当接する屋根当接部と、妻部水平梁に当接する梁当接部と、屋根当接部と梁当接部とを連結する脚部と、屋根当接部と梁当接部とに亘って架設されたスチフナと、を備えている、ことが好ましい。
【００１０】
平面視で見た場合、妻部連結金物には上述のように水平方向にせん断力が作用することとなるが、屋根パネルは傾斜した状態で設けられているため、妻面において、屋根パネルの桁梁連結側の端部は、妻部水平梁から離間する方向のモーメントを受ける。このように、妻部連結金物には、鉛直方向にもモーメントが作用することとなる。そこで、妻部連結金物を、屋根当接部と、梁当接部と、これらを連結する脚部とによって形成すると共に、更に屋根当接部と梁当接部とに亘ってスチフナを架設することで、妻部連結金物に加わる鉛直方向のモーメントに対しても抗することができ、屋根に生じる損傷等の不具合をより確実に抑制することができる。
【００１１】
また、スチフナは、更に脚部に連結されている、ことが好ましい。
【００１２】
これによれば、スチフナによって、屋根当接部、梁当接部及び脚部の剛度がさらに高められることとなり、妻部連結金物に加わるモーメントに対する抵抗力をより高めることができる。
【００１３】
また、屋根パネルは、枠体と、枠体の面内方向における歪みを抑制する補助材とを備えて形成されており、妻部連結金物の梁当接部は、妻部水平梁の上面に当接されて締結され、妻部連結金物の屋根当接部は、屋根パネルの枠体の下面を受ける受け部と、該受け部から立ち上がって枠体の一方の側部に当接する立上り壁とを備え、立上り壁が枠体に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている、ことが好ましい。
【００１４】
これによれば、妻部連結金物に設けられた立上り壁が、屋根パネルの枠体の側部に鋲着等により締結される、すなわち、妻部連結金物と屋根パネルとの連結方向が、水平方向となる。従って、例えば、暴風時に屋根に吹き上げ力が作用した場合であっても、妻部連結金物と屋根パネルとの締結に用いた締結部材、特に鋲着の場合の釘の引き抜き等が抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００１５】
また、妻部水平梁には、下方より耐力要素が連結されている、ことが好ましい。
【００１６】
これによれば、妻部連結金物に作用する荷重を直ちに耐力要素に伝達させることができ、屋根を支持している部位のうち、妻部連結金物以外の部位に過大な荷重が作用することが抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００１７】
また、妻部連結金物は、棟梁と桁梁の間の中間位置よりも桁梁側となる位置に設置されている、ことが好ましい。
【００１８】
これによれば、妻部水平梁と屋根パネルとの間において、棟梁周囲の下方部分が開放されることとなるので、当該開放部分に窓等を設置することが可能となり、意匠性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、屋根が全体として水平力を受ける構成であっても、当該水平力によって生じる屋根構造の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る屋根構造を採用した切妻屋根建物を示す図である。
【図２】切妻屋根建物の主架構の構成を示すモデル図である。
【図３】切妻屋根建物の主架構を妻部側から見た正面図である。
【図４】棟梁及び棟柱周辺の架構の構成を梁方向から見た図である。
【図５】屋根部構面体を下方から見た図である。
【図６】桁梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。
【図７】棟梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。
【図８】棟部側の接合金物の変形例を示す図である。
【図９】桁部側の接合金物の変形例を示す図である。
【図１０】図６に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】荷重伝達や作用するモーメントを説明するためのモデル図である。
【図１２】ガラス窓付近の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る切妻屋根建物、屋根構造の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る屋根構造を採用した切妻屋根建物を示す図である。図１では、建物の一部を断面とし、建物の内部の空間を示している。図２は、切妻屋根建物の主架構の構成を示すモデル図である。図３は、切妻屋根建物の主架構を妻部側から見た正面図である。図４は、棟梁及び棟柱周辺の架構の構成を梁方向から見た図である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、屋根構造１００が採用された切妻屋根建物１は、鉄骨造二階建ての工業化住宅である。この切妻屋根建物１では、予め規格化(標準化)された構造部材の組み合わせによって架構が構成される。各構造部材は工場にて製造され、建築現場にて組み立て作業がなされる。この切妻屋根建物１は、平面モジュールＭを有し、基礎梁、柱、梁は、モジュールＭの整数倍の間隔で直交する二方向に設定された通り上に（中心位置が通りに一致するように）配置される。本実施形態では、切妻屋根建物１の（少なくとも）最上階は平面視矩形状である。切妻屋根建物１は、比較的緩い勾配（２．６寸勾配）の切妻形式の屋根を有する。切妻屋根建物１は、棟部１Ａと、桁部１Ｂと、妻部１Ｃと、を有している（また、妻面Ｔ、桁面Ｋを有する）。切妻屋根建物１は、主に、鉄骨造の主架構２と、屋根部構面体３と、その他の壁体や床などを備えて構成されている。屋根構造１００は、少なくとも主架構２と、屋根部構面体３を備える。
【００２４】
切妻屋根建物１の主架構２の構成について説明する。主架構２は、棟部１Ａに形成された棟部フレーム２Ａと、構面をなす一対の桁部フレーム２Ｂと、を主に備えている。棟部フレーム２Ａ及び桁部フレーム２Ｂに、面内剛性を有する（せん断力を伝達しうる）屋根部構面体３が架け渡され、接合されている。すなわち、棟部フレーム２Ａに作用する水平力を、屋根部構面体３を介して桁部フレーム２Ｂへ伝達し易い構成となっている。また、屋根部構面体３の棟部フレーム２Ａ側の固定度は、桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定されている（固定度の詳細な説明については後述）。
【００２５】
棟部１Ａには、棟梁４と、少なくとも棟梁４の両端を支持する一対の棟柱６（キングポスト）と、を備えて構成される門形の棟部フレーム２Ａが形成されている。棟梁４はＨ形鋼からなり、棟柱６は角型鋼管からなる。棟柱６は、桁方向の強度を確保するために（妻部１Ｃが風圧力を受けた際に作用する曲げに抗し得るように）、桁方向が長手方向となる長方形状の断面を有する。棟柱６と棟梁４とはピン接合されており、棟部フレーム２Ａでは、桁方向に作用する水平力を負担しない構成となっている。例えば、棟柱６の柱頭部７に取り付けられた接合金物８と棟梁４のウェブ４ａの両端とが、ボルト接合されている（図４参照）。なお、両端の棟柱６と棟柱６との間に、更に中間の棟柱６が設けられていてもよい。また、棟柱６で棟梁４の下面を支持し、棟梁４を棟柱６から片持梁状に突出させ、当該棟梁４の突出部分で妻部１Ｃから延出した屋根部構面体３（庇）を支持するように構成してもよい。
【００２６】
両桁部１Ｂには、棟梁４と平行且つ高低差を有するように架けられた桁梁１１と、少なくとも桁梁１１の両端を支持する一対の桁柱１２と、を備えて構成される桁部フレーム２Ｂがそれぞれ形成されている。桁梁１１はＨ形鋼からなり、桁柱１２は角型鋼管からなる。なお、両端の桁柱１２の間に、更に中間の桁柱１２が設けられていてもよい。更に、桁部フレーム２Ｂでは、（図３において妻部１Ｃに設けられているものと同様な構成を有する）両桁部に複数の鋼材の組み合わせによる耐力要素１４及び角形鋼管からなる当該耐力要素１４取り付け用の柱１６が設置されており、構面をなしている（すなわち、桁方向に作用する水平力を負担する構成となっている）。また、桁部フレーム２Ｂの外側面にはＡＬＣ製の壁パネルからなる壁体１７も形成されている（図１参照）。耐力要素を省略して桁柱１２と桁梁１１とを剛接合することによって構面をなすように構成してもよい。また、棟柱６と同様に、桁柱１２から桁梁１１を片持梁状に突出させて屋根部構面体３（庇）を支持するように構成してもよい。
【００２７】
妻部１Ｃの桁柱１２の頂部と棟柱６の中間部との間には、桁梁１１と同一断面形状の妻部水平梁２１が、桁梁１１と同一高さとなるように、架け渡されている。妻部水平梁２１は、棟柱６で分断されて一対設けられている。また、妻部１Ｃには、耐力要素１４と当該耐力要素１４取り付け用の柱１６とが設置されている。これら妻部１Ｃの耐力要素１４と当該耐力要素取り付け用の柱１６は、桁部１Ｂの各部材と同一形状、同一納まりである。また、妻部１Ｃの外側面にはＡＬＣ製の壁パネルからなる壁体２２も形成されている（図１参照）。
【００２８】
切妻屋根建物１の主架構２では、棟柱６の頂部と桁柱１２の頂部とを架け渡す登り梁が省略されており、妻部１Ｃにおける棟部１Ａ付近に窓を設けた場合に、登り梁によって制約を受けることなく、より高い位置により広い開口部を確保することができる。また、両端側の棟柱６の間に架け渡される梁は、頂部の棟梁４のみとし、棟梁４の下方に設けられる雲筋交やこれを支持する為の梁が省略されており、棟部１Ａでの天井を高く（また、途中で梁などが無い開放的な天井とする）することができる。
【００２９】
次に、図５を参照して、屋根部構面体３の構成について説明する。図５は、屋根部構面体を下方から見た図である。屋根部構面体３は、複数の屋根パネル３０からなり、屋根構面をなしている。屋根パネル３０は、枠体３１と枠体３１の上面３１ａを覆う面材３２とで構成されている。枠体３１は、屋根勾配方向に平行に配列された複数（少なくとも両端に２本。本実施形態では、３本設けられている）の斜材３３と、当該複数の斜材３３の上端同士及び下端同士を夫々連結する上部連結材３４及び下部連結材３６と、隣接する斜材３３同士を中間で連結する中間連結材３７とで構成されている。
【００３０】
屋根パネル３０の材料が木質系材料で構成されており、面材３２はＯＳＢや構造用木質繊維ボートなどからなり、枠体３１を構成する各部材はディメンジョンランバーやＬＳＬからなる。木質系材料は、（鋼材等の金属製材料とは異なり）板状の接合片を設けて梁と直接ボルト接合するのに適さない材料である。各屋根パネル３０の構成部材同士は釘にて接合されている。面材３２は、継ぎ目のない一枚の板で構成されており（すなわち、複数の板を枠体３１の上面３１ａに並べるような構成ではない）、一枚の板にて枠体３１の上面３１ａの略全域を覆うことで、面内剛性が高く、せん断力を確実に伝達しうる構成となっている。
【００３１】
各屋根パネル３０は棟梁４と、桁梁１１との間に架け渡されている。屋根パネル３０の幅寸法は、取り付け箇所によって異なる寸法のものを用いてよい。例えば、中間部用の屋根パネル３０の幅寸法は、平面モジュールＭの整数倍に設定され、端部用すなわち妻部１Ｃ用の屋根パネル３０の幅寸法は、平面モジュールＭの整数倍＋α（妻側の庇の出に応じた寸法）に設定してよい。中間部用の屋根パネル３０は、桁部１Ｂから外側に延伸し、端部用の屋根パネル３０は、桁部及び妻部から延伸し、延伸部分が庇を構成している。各屋根パネル３０の桁部１Ｂ（桁梁１１）に対応する位置には、中間連結材（桁部中間連結材）３７が配置され、妻部１Ｃ（妻部水平梁２１）に対応する位置には、斜材（妻部斜材）３３が配置されている。隣接する２つの屋根パネル３０は、幅方向における端部の斜材３３の側面同士を当接した状態で、釘で接合されている。
【００３２】
次に、図５〜図７を参照して、屋根部構面体３と主架構２との接合部の構成について説明する。図６は、桁梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。図７は、棟梁４付近の構成を桁方向から見た断面図である。屋根部構面体３を構成する屋根パネル３０は、棟梁４に取り付けられた棟部第一接合金物４０Ａと、屋根パネル３０に取り付けられた棟部第二接合金物４１Ａと、を介して棟梁４に接合されている。屋根パネル３０は、桁梁１１に取り付けられた桁部第一接合金物４０Ｂと、屋根パネル３０に取り付けられた桁部第二接合金物４１Ｂと、を介して桁梁１１に接合されている。
【００３３】
（１）屋根パネル側
棟部第二接合金物４１Ａは、上部連結材３４と各斜材３３との接合部に取り付けられている。棟部第二接合金物４１Ａは、枠体３１に固定される固定片４３Ａと、主架構２（棟梁４）側の棟部第一接合金物４０Ａの接合片４６Ａとボルト接合される板状の接合片４４Ａと、を備えて構成される。固定片４３Ａは、アングル状（Ｌ字状）をなしており、斜材３３の側面３３ａと上部連結材３４の側面３４ａとに跨るようにして当接されて固定される。接合片４４Ａは、固定片４３Ａの下端から水平方向に延伸するように構成されており、枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。棟部第二接合金物４１Ａは、釘にて屋根パネル３０に固定されている。なお、屋根パネル３０は、棟部第二接合金物４１Ａが予め取り付けられた状態で現場搬入される。なお、接合片４４Ａは、枠体３１の下面３１ｂよりも下方に突出しないように取り付けてもよい。
【００３４】
桁部第二接合金物４１Ｂは、中間連結材３７と各斜材３３との接合部に取り付けられている。桁部第二接合金物４１Ｂは、枠体３１に固定される固定片４３Ｂと、主架構２（桁梁１１）側の桁部第一接合金物４０Ｂの接合片４４Ｂとボルト接合される板状の接合片４４Ｂと、を備えて構成される。固定片４３Ｂは、アングル状（Ｌ字状）をなしており、斜材３３の側面３３ａと中間連結材３７の側面３７ａとに跨るようにして当接されて固定される。接合片４４Ｂは、固定片４３Ｂの下端から水平方向に延伸するように構成されており、枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。桁部第二接合金物４１Ｂは、釘にて屋根パネル３０に固定されている。なお、屋根パネル３０は、桁部第二接合金物４１Ｂが予め取り付けられた状態で現場搬入される。なお、接合片４４Ｂは、枠体３１の下面３１ｂよりも下方に突出しないように取り付けてもよい。
【００３５】
特に、接合片４４Ａ，４４Ｂを枠体３１の下面３１ｂと同一面とする場合、屋根パネル３０の製作作業を次のように効率的に行えるという効果を奏する。まず、斜材３３、連結材３４，３６，３７を固定して枠体３１を組む。このとき、枠体３１の下面３１ｂを作業面に載置するようにする。次に、枠体３１の上面３１ａ側から第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを枠体３１内（各部材で囲まれる空間内）に入れる。このとき、接合片４４Ａ，４４Ｂを作業面に載置するようにする。次に、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの固定片４３Ａ，４３Ｂを、斜材３３、連結材３４，３６，３７の側面のうち、対応するものに当接させて位置合わせをする。ここで、接合片４４Ａ，４４Ｂと枠体３１の下面３１ｂはいずれも作業面に載置されているため、同一面となっており、接合片４４Ａ，４４Ｂの高さ方向の位置合わせは既に完了した状態となっている。その後、第二接合金物４１Ａ、４１Ｂを枠体３１の側面に釘を用いて固定する。次に、枠体３１をそのままとした状態で、上面３１ａに面材３２を被せ、釘を用いて固定する。
【００３６】
例えば、接合片４４Ａ，４４Ｂの位置が、枠体３１の下面３１ｂよりも奥まった位置（上面３１ａ側の位置）や、下面３１ｂから出張った位置に設定される場合、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの高さ方向の位置合わせの作業が必要になり、そのために枠体３１の下面３１ｂを上方に向けておく必要性が生じる場合がある（すなわち、次の工程で面材３２を取り付ける際、面材３２を先に枠体３１に取り付け、その後、第二接合金物４１Ａ、４１Ｂの取り付けの為に枠体３１を裏返す必要がある）。一方、接合片４４Ａ，４４Ｂを枠体３１の下面３１ｂと同一面に設定しておけば、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの高さ方向の位置合わせが不要（地面に載置することで、結果的に位置合わせが完了する）になり、作業中に枠体３１を裏返す必要も無くなるため、効率的に作業を行うことができる。
【００３７】
（２）主架構側
棟梁４の上フランジには、主架構２側の棟部第一接合金物４０Ａが取り付けられている。棟部第一接合金物４０Ａは、棟梁４の上フランジに固定する為の固定片４７Ａと、屋根勾配に対応した傾斜角を有する接合片４６Ａとを有している。棟部第一接合金物４０Ａは、固定片４７Ａの両側に翼状の接合片４６Ａを備えており、一つの部材に対して両側の屋根パネル３０（に取り付けられた棟部第二接合金物４１Ａの接合片４４Ａ）が接合されている。本実施形態では、固定片４７Ａと各接合片４６Ａとの間の接続部分は、上方に立ち上がっている。棟部第一接合金物４０Ａは棟梁４に対しボルトにて固定されている。棟部第一接合金物４０Ａと棟部第二接合金物４１Ａとは、ボルトにて接合されている。棟部第一接合金物４０Ａは、鋼板を折り曲げ加工して各片を形成しただけの（あるいは、各片を溶接して固定した）シンプルな形状を有する。棟部第一接合金物４０Ａ及び棟部第二接合金物４１Ａの接合片の近傍は開放されており、建物内部側からの作業のみで接合可能で、施工性に優れている。すなわち、作業者は、他の鋼製部材の固定作業と同じく、ボルトで締結するだけの作業で屋根パネル３０の取り付けを行うことができ、しかも、建物外部側に作業者を配する必要がなく、建物内部側の作業者だけで取り付けが可能である。
【００３８】
なお、変形例として、図８に示す棟部第一接合金物１４０Ａを採用してもよい。図８に示す棟部第一接合金物１４０Ａは、接続片１４６Ａと固定片１４７Ａとの間の立ち上がり部分がなく、単純に屈曲した構成となっている。このような構成とすることで、製造コストを低くすることができ、強度も上げることができる。
【００３９】
桁梁１１の上フランジには、主架構２側の桁部第一接合金物４０Ｂが取り付けられている。桁部第一接合金物４０Ｂは、桁梁１１の上フランジに固定する為の固定片４７Ｂと、屋根勾配に対応した傾斜角を有する接合片４６Ｂとを有している。桁部第一接合金物４０Ｂは、固定片４７Ｂの棟部１Ａ側の縁部から棟部１Ａへ向かって延びる接合片４６Ｂを備えており、一つの部材に対して一の屋根パネル３０（に取り付けられた桁部第二接合金物４１Ｂの接合片４４Ｂ）が接合されている。本実施形態では、固定片４７Ｂと各接合片４６Ｂとの間の接続部分は、上方に立ち上がっている。桁部第一接合金物４０Ｂは桁梁１１に対しボルトにて固定されている。桁部第一接合金物４０Ｂと桁部第二接合金物４１Ｂとは、ボルトにて接合されている。桁部第一接合金物４０Ｂは、鋼板を折り曲げ加工して各片を形成しただけの（あるいは、各片を溶接して固定した）シンプルな形状を有する。桁部第一接合金物４０Ｂ及び桁部第二接合金物４１Ｂの接合片の近傍は開放されており、建物内部側からの作業のみで接合可能で、施工性に優れている。すなわち、作業者は、他の鋼製の部材の固定作業と同じく、ボルトで締結するだけの作業で屋根パネル３０の取り付けを行うことができ、しかも、建物外部側に作業者を配する必要がなく、建物内部側の作業者だけで取り付けが可能である。
【００４０】
なお、変形例として、図９に示す桁部第一接合金物１４０Ｂを採用してもよい。図９に示す桁部第一接合金物１４０Ｂは、固定片１４７Ｂにおける棟部１Ａの反対側の縁部から立ち上がり部分が形成され、全体として略コ字状の断面を形成している。このような構成とすることで、桁部第一接合金物１４０Ｂの取り付け作業も建物内部側の作業者のみで行うことができる。
【００４１】
次に、図６、図１０を参照して、妻部連結金物５０の構成について説明する。図１０は、図６に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図６に示すように、妻部１Ｃの妻部水平梁２１の端部近傍に、屋根パネル３０を支持する妻部連結金物５０が配置される。従って、妻部連結金物５０は、平面視で、屋根の四隅の近傍にそれぞれ配置される。妻部連結金物５０は、屋根パネル３０に当接する屋根当接部５１と、妻部水平梁２１に当接する梁当接部５４と、屋根当接部５１と梁当接部５４とを連結する脚部５２と、スチフナ５３と、を備えて構成されている。
【００４２】
屋根当接部５１は、屋根パネル３０の枠体３１の斜材３３を支持するものであり、図１０に示すように、屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂを受ける受け部５１ａと、受け部５１ａの端部から立ち上がって枠体３１の一方の側面３３ａに当接する立上り壁５１ｂとより構成される。
【００４３】
図１０に示すように、受け部５１ａは、屋根パネル３０の枠体３１を下方側から支持する。図１０の例では隣接する２枚の屋根パネル３０の互いに当接する斜材３３を支持している（ただし、中間斜材を支持する場合は、一つの斜材を支持する）。図１０では、２枚の屋根パネル３０を、便宜上、屋根パネル３０Ａ，３０Ｂとすると、屋根パネル３０Ａの枠体３１を構成する斜材３３Ａと、屋根パネル３０Ｂの枠体３１を構成する斜材３３Ｂとが、受け部５１ａ上に載置される。
【００４４】
立上り壁５１ｂには、複数の釘孔５１ｃが設けられている。立上り壁５１ｂの釘孔５１ｃを通して水平方向に打ち込まれた釘５１ｄによって、屋根パネル３０の枠体３１が屋根当接部５１に固定される。なお、立上り壁５１ｂと枠体３１との固定は、鋲着、螺着又はボルト接合等のいずれでもよく、特に限定されない。
【００４５】
脚部５２は、屋根当接部５１における受け部５１ａの一方の側辺と、梁当接部５４における一方の側辺と、を連結するものであり、上辺が屋根パネル３０の傾斜に沿って傾斜している。梁当接部５４は、妻部水平梁２１の上フランジ２１ａに、ボルトにより連結される。屋根当接部５１の受け部５１ａと、梁当接部５４との間には、２つのスチフナ５３が架設されている。スチフナ５３は、妻部水平梁２１の延材方向における妻部連結金物５０の一方側の端部近傍と、他方側の端部近傍とに設けられている。また、スチフナ５３は、受け部５１ａと、脚部５２と、梁当接部５４と、に溶接により接合されている。
【００４６】
妻部連結金物５０は、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さを大として形成されると共に全体を桁部フレーム２Ｂ寄りに寄せた位置で妻部水平梁２１上に設置されている。妻部水平梁２１には、下方より耐力要素１４が連結されている。
【００４７】
一方の妻面Ｔの棟部１Ａに、棟部フレーム２Ａに平行な水平力が作用すると、他方の妻面Ｔでは一対の屋根部構面体３を互いに離間させる方向にせん断力が作用するが、妻部連結金物５０は当該せん断力に抗することで屋根部構面体３の変形を効果的に抑制することができるものとなっている。（なお、棟部フレーム２Ａに直行する方向に水平力が作用する場合も、結局は屋根部構面体３を開かせるような荷重が作用するので、上記と同様の効果を得ることができる。）
【００４８】
妻部連結金物５０を上述のようなせん断力に有効に抗させる場合、すなわち、上述のようなせん断力を有効に下方の耐力要素１４に伝達させる場合、当該妻部連結金物５０の剛性を大きなものとすることが好ましい。かかる点に鑑みると、妻部連結金物５０は全長（部材せい）よりも幅（部材幅）を大とする構成のものを採用する方が、上述のような荷重に対して全体を高剛性に維持することができるため、好ましい。ここで、妻部連結金物５０を棟部フレーム２Ａ寄りに設置する場合に、高剛性を維持すべく部材せいを高くした場合、それに伴って部材幅も大きくなり、結果的に妻面Ｔのほぼ全面が当該妻部連結金物５０に覆われてしまうこととなり、上述のような荷重に対して高スペックとなりすぎてしまう。そこで、本実施形態では、妻部連結金物５０を桁部フレーム２Ｂ寄りに設置することによって、せん断力を有効に下方の耐力要素１４に伝達させることを可能としつつ、部材の大きさも低減することが可能となっている。
【００４９】
また、妻部連結金物５０が桁部フレーム２Ｂ寄りに設けられることで、桁方向の水平力が作用した場合の、屋根パネル３０の桁部１Ｂ側の固定度（せん断力の伝達能力）がより大きくなって、せん断力を桁部フレーム２Ｂに流すこと（桁部フレーム２Ｂ側での負担を増やすこと）ができ、これに応じて、棟部フレーム２Ａの負担を低減することができる。この結果、屋根パネル３０の棟部１Ａ側での固定度を小さくすることができ、棟部１Ａの接合金物４０Ａ，４１Ａをより簡易でコンパクトなものにすることができ、屋根面（屋根部構面体３の下面）に沿って勾配天井を形成した場合のノイズが形成されにくくなる。
【００５０】
妻方向に水平力が作用した場合、屋根パネル３０に作用するせん断力の一部は、棟部１Ａや桁部１Ｂの接合金物４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂを介さず、妻部連結金物５０を介して、主架構２に伝達される。従って、接合金物４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂの負担を減らし、より簡易な構成とすることができる。
【００５１】
図１〜図４を参照して妻部１Ｃの構成について説明する。妻部１Ｃの妻部水平梁２１より下側の壁の納まりは、桁部１Ｂと同一であり、桁部１Ｂと同じ部材が用いられている。このように、妻部水平梁２１より下の壁の納まりが桁部１Ｂと同一のため、構成部材の品種を減らすことができる。妻部水平梁２１より上の部分には、上辺が屋根勾配に応じた角度に加工された三角形あるいは台形の外壁パネルが取り付けられる。中央部（棟部１Ａ近傍）については、台形のガラス窓８０が設置される。
【００５２】
図１２を参照して、ガラス窓８０付近の構造について説明する。図１２は、桁部１Ｂ側から棟部１Ａ側を見たときの断面図である。ガラス窓８０は、図１２に示すように、妻部水平梁２１に沿って水平な下部フレーム８２と、屋根パネル３０の斜材３３に沿って傾斜する上部フレーム８１と、下部フレーム８２と上部フレーム８１の端部同士を連結する２本の縦フレーム（図示せず）とからなる枠体８５、及び枠体８５にはめ込まれたガラス板８６で構成されている。なお、図１２には、室内側に勾配天井面８３の断面の一部が示され、室外側に軒天井面８７の断面の一部が示されている。枠体３１の下側には、断熱材８８が取り付けられている。断面位置によって、図１２に示されている上部フレーム８１や勾配天井面８３や軒天井面８７などの高さ位置は変わる。主架構２には、屋根面に沿う登り梁が存在しないので、ガラス窓８０の上辺を、勾配天井面８３付近まで延ばすことができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る切妻屋根建物１では、より高い位置に開口面積のより大きなガラス窓８０を設置することができる。また、棟部フレーム２Ａの棟柱６と棟梁４との接合はピン接合であり、耐力要素も存在しないので、棟部１Ａ付近の部材の断面を小さくすることや接合部の構成を簡易なものにすることができ、ガラス窓８０をより大きくすることができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る切妻屋根建物１及び屋根構造１００の作用・効果について説明する。
【００５５】
本実施形態に係る切妻屋根建物１では、棟部フレーム２Ａの棟梁４と棟柱６がピン接合されており、棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂとは、面内剛性を有する屋根部構面体３と接合されている。面内剛性を有する屋根部構面体３は、面内せん断力を伝達することができ、変形を抑えることができる。このような構成によれば、棟部フレーム２Ａに作用する水平力を、屋根部構面体３を介して桁部フレーム２Ｂに伝達することができる。従って、勾配面ブレース、勾配面ブレースとともに構面を形成する勾配梁、棟部の桁方向の水平梁や雲筋交い等を省略することができる。これによって、部材点数を減らすことができ、材料費や施工の手間を低減させることができる。また、突出（ノイズ）の少ない勾配天井空間を形成することができる。
【００５６】
また、切妻屋根建物１において、屋根部構面体３は、一枚の面材３２を有する屋根パネル３０によって構成されている。屋根パネル３０の面材３２として一枚板のものを採用することで、屋根部構面体３の面内剛性を確保することができる。
【００５７】
また、切妻屋根建物１において、桁部フレーム２Ｂは、桁梁１１、桁柱１２及び耐力要素１４を備え、妻部１Ｃには、棟柱６で分断された、一対の妻部水平梁２１が設けられている。妻部水平梁２１は、桁梁１１と同一断面形状且つ同一設置高さである。この構成によれば、桁部１Ｂに使用する耐力要素１４等の部材や納まりをそのまま妻部１Ｃにも適用することができるので、部材の品種を減らすことができ、コストを低減させることができる。
【００５８】
本実施形態に係る切妻屋根建物１によれば、屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度を桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定することで、屋根パネル３０と棟部フレーム２Ａとの接合部において、切妻屋根建物１に対し桁方向の水平力が作用した際の当該接合部に作用するせん断力が、桁部フレーム２Ｂ側の接合部に比べて小さくなる。
【００５９】
当該構成をモデルとして考えた場合、例えば、図１１（ｃ）に示すように、桁部フレーム２Ｂで屋根部構面体３を支持されている片持ち梁のモデルＭを、各々の屋根部構面体３の上端部にて向かい合わせたようなモデルとして考えることができる。仮に、棟部フレーム２Ａ側及び桁部フレーム２Ｂ側の両方において屋根パネル３０の固定度が高い場合（棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂの両持ち梁のモデルの場合）、棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂの両側において、接合部の強度や部材の強度を確保する必要性が生じる。このような構成とする場合、棟部付近、すなわち勾配天井の頂部付近においてノイズ（架構を構成する部材の突出）が多くなってしまう。一方、本実施形態では、屋根部構面体３の支持や荷重伝達を（高い固定度にて屋根部構面体３と固定されている）桁部フレーム２Ｂ側に担わせることにより、棟部フレーム２Ａ側では構成の簡素化を図ることができる。従って、棟部フレーム２Ａ側の接合部の構成をより簡易なものとすることができる。また、棟部フレーム２Ａを構成する棟梁４や棟柱６の断面を小さくしたりその接合部を簡易なもの（ピン接合等）にしたりすることもできる。従って、屋根下面に沿って勾配天井を形成した際に、勾配天井の頂部付近（すなわち、建物中央部）においてノイズが少ない美しい勾配天井を構成することができる。
【００６０】
主架構２が鉄骨造で、屋根パネル３０が木質系材料からなる場合、屋根パネル３０の強度が主架構２に比べ非常に小さく、強度不足を補う為に両者を接合する金物を大型化したり数を増やしたりする必要があるが、棟部フレーム２Ａ側については、固定度を小さく設定しているので、接合金物４０Ａ，４１Ａの小型化や点数の削減を図ることができる。
【００６１】
切妻屋根建物１において、妻部１Ｃには、桁部フレーム２Ｂを構成する桁梁１１と同一設置高さの妻部水平梁２１と、屋根パネル３０と妻部水平梁２１とを連結する妻部連結金物５０と、が設けられている。この構成によれば、桁方向に水平力が作用した際の屋根パネル３０の変形を効果的に抑制することができる。また妻方向に水平力が作用した際の屋根パネル３０と棟部・桁部両フレーム２Ａ，２Ｂとの接合部に作用する応力を低減させることができる。従って、屋根パネル３０の強度を低減させることが可能となり、より薄い屋根パネル３０で屋根を構成したり、鉄骨造建物において一般的に使用される勾配梁を排除したりすることができる。
【００６２】
切妻屋根建物１において、妻部連結金物５０が、桁部フレーム２Ｂ寄りの位置に取り付けられ、屋根パネル３０と妻部水平梁２１との間の棟部フレーム２Ａ寄りの部分が開放され、ガラス窓８０が形成されている。この構成によれば、妻部連結金物５０が桁部フレーム２Ｂ寄りの位置に取り付けられているので、妻部１Ｃの棟部１Ａ近傍に開口部を設置する際の障害とならない。また、屋根パネル３０の桁部フレーム２Ｂ側の固定度を高めることで、それに比して棟部フレーム２Ａ側の固定度を小さくすることができる。
【００６３】
切妻屋根建物１において、棟梁４と棟柱６とは、ピン接合されている。この構造によれば、棟梁４と棟柱６との間の固定度が小さく、これによって屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度も小さくなる。
【００６４】
ここで、Ｈ形鋼からなり平行且つ高低差を有するように架けられた２本の梁で、屋根パネル３０のような枠体３１を備える屋根を支持する際に、その接合に金物を用いた場合、その金物の形状が複雑なものとなり、金物の製造コストが高くなるという問題が生じる。このような金物が複雑な形状となるのは、次の理由によるものである。すなわち、金物は「屋根パネルの斜材及び連結材を釘またはねじで接合するための、直行する二つの固定片」と「梁に接合するための固定片」を備える必要があり、「屋根パネルのモジュールと梁のモジュールをつなぐ機能」と、「屋根パネルの勾配を規定するための角度」と「屋根パネルの高さを規定する高さ」を必要とするためである。また、金物に地震力などにより屋根面にせん断力が加わる際に、金物の変形を抑制し屋根面全体のせん断剛性を向上させようとした場合に、金物の形状が複雑であると変形抑制の機能を求めることが難しくなるという「構造設計上の課題」がある。
【００６５】
一方、本実施形態に係る切妻屋根建物１の屋根構造１００では、屋根パネル３０は、梁に取り付けられた第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと、屋根パネル３０に取り付けられた第二接合金物４１Ａ，４１Ｂと、を介して各梁４，１１に接合されている。また、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂは、屋根勾配に対応した板状の接合片４６Ａ，４６Ｂを有すると共に、各梁４，１１の上端面に取り付けられる。第二接合金物４１Ａ，４１Ｂは、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂと当接されてボルト接合される板状の接合片４４Ａ，４４Ｂを有する。
【００６６】
このように、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを介することで、木質系材料からなる屋根パネル３０をＨ形鋼からなる各梁４，１１に、屋根パネル３０の屋根勾配に応じた加工をすることなくボルト接合によって容易に固定し支持させることができる。すなわち、木質系材料からなる屋根パネル３０を他の鉄骨部材と同様に扱うことができ、躯体工による施工が可能となる。また、第一、第二接合金物４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂの各々の形状が単純化するので、金物の製造コストを削減することが出来る。更に、接合金物に屋根面のせん断力が加わる際に、金物が転倒しようとすることを抑制するための補強として、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂだけの剛性を向上させれば金物全体の転倒を抑制できる。このような効率の良い補強が、金物の形状が単純化していることと相まって、容易に行える。以上により、木質系材料の屋根パネルを用いる場合に、作業効率を向上し、製造コストを抑制し、金物の形状を単純化することができる。
【００６７】
ここで、屋根パネル３０を製造する際において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂ金物が枠体３１の厚みからはみ出している（枠体３１の下面３１ｂよりも下方に第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが突出する）と、製造工場に於いて、枠体３１に面材３２と第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを取り付けていく工程でパネルを上下反転させる工程が必要となり、「屋根パネルの製造コストが高くなる」という問題が生じる。また、屋根パネル３０を製作工場から建築現場へ運送する際に、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが枠体３１の厚みからはみ出していると、枕木等が必要となり荷姿も大きくなることから、「屋根パネルの運送コストが高くなる」という問題が生じる。
【００６８】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂは、接合片４４Ａ，４４Ｂが屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。このように、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂから突出しない構成とすることで、予め屋根パネル３０に取り付けた状態で運搬する場合でも積み重ねが可能となり、効率よく運搬することができる。また、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂを屋根パネル３０の下面３１ｂより上側まで及ばせる場合、金物の形状が複雑化する場合があるが、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの接合片４４Ａ，４４Ｂが下面３１ｂと同一面であるため、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの形状を単純化することができる。
【００６９】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂが、梁４，１１の上フランジの端縁にほぼ接するように構成されている。屋根パネル３０と梁４，１１とが離隔しないので、屋根面を構面として機能させる（すなわち、せん断力を伝えるように機能させる）場合に、接合金物４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂにねじられるような力が作用することによる変形を防止できる。
【００７０】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが、アングル状で斜材３３の側面３３ａと連結材３４，３７の側面３４ａ，３７ａとに跨るように当接されて取り付けられる固定片４３Ａ，４３Ｂを備え、接合片４４Ａ，４４Ｂが固定片４３Ａ，４３Ｂの下端から延伸するように構成されている。このような構成によって、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂに屋根パネル３０の補剛の機能を兼ねさせることができ、屋根部構面体３のせん断剛性を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態のように、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと第二接合金物４１Ａ，４１Ｂのような接合金物を用いることで、棟梁４と屋根部構面体３、及び桁梁１１と屋根部構面体３との相対的な位置関係（離れ寸法）を統一することが可能となる。これにより、構法システムとして、部品や納まりを共通化できる可能性が高まる。例えば、本実施形態に係る切妻屋根建物１では、図１や図３（向かって右側）に示すように、桁部１Ｂにサブ的な架構（副架構）を付加するとともに、屋根パネル３０を架け渡して、屋根を葺き下ろすことが可能である。この場合、桁方向の各梁（棟梁４、桁梁１１、副架構の水下側の梁９０）と屋根部構面体３との相対的な位置関係を統一することで、部材や納まりの共通化を図ることが可能である。例えば、副架構の水下側の梁９０には、桁部第一接合金物４０Ｂ,１４０Ｂをそのまま用いることができる。また、妻部１Ｃの壁体を構成する壁パネルで説明すると、例えば図３において一点鎖線で示すように、主架構における頂部の壁パネル（桁柱１２付近の壁パネル）Ｐ１と、副架構における頂部の壁パネル（副架構に対する壁パネル）Ｐ２とでは、長さは異なるものの、図中ＥＡで囲んだ部分とＥＢで囲んだ部分とを比較した場合、壁パネル上部と屋根パネル等との位置関係は同一である（同一にすることができる）。従って、屋根パネルに対し壁パネル上端部を固定する場合、固定部分は同一納まりとすることができる。
【００７２】
桁方向や妻方向から屋根パネル３０によって構成された屋根部構面体３に水平力が作用すると、当該屋根部構面体３は傾斜屋根毎に面内剛性を有して一体化された状態で棟梁４にそれぞれ連結されているため、これら屋根部構面体３には棟梁４から桁梁１１に向かうモーメントが作用することとなる。例えば、図１１（ａ）に示すようなモデルでは、水平力Ｆが作用することにより、屋根部構面体３の水平力Ｆの下流側が外側へ開くような（屋根部構面体３の仮想的な挙動を点線で示している）モーメントが作用する。このようなモーメントを受けて、妻面Ｔにて屋根パネル３０を妻部水平梁２１に連結する妻部連結金物５０には、妻部水平梁方向にせん断力が作用する。しかしながら、本実施形態によれば、妻部連結金物５０が、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さが長くなるように形成されているため、このようなせん断力に対して十分な抵抗力を有するものとなる。このように本実施形態に係る妻部連結金物５０を用いることで、妻部連結金物５０に作用するせん断力に抗することができ、屋根パネル３０に加わる荷重を妻部連結金物５０を介して妻部水平梁２１に伝達することができるものとなり、ひいては屋根パネル３０に作用するモーメントによって屋根パネル３０が棟梁から分割されてしまう等の不具合を抑制した屋根構造とすることができる。
【００７３】
また、平面視で見た場合、妻部連結金物５０には上述のように水平方向にせん断力が作用することとなるが、屋根パネル３０は傾斜した状態で設けられているため、妻面Ｔにおいて、屋根パネル３０の桁梁連結側の端部は、妻部水平梁２１から離間する方向のモーメントを受ける。例えば、図１１（ａ）に示すようなモデルでは、いずれの妻面Ｔであっても、図１１（ｂ）の矢印で示すようなモーメントが妻部連結金物５０に作用する。すなわち、妻部連結金物５０の棟部側には上向きの、妻部連結金物５０の軒部側には下向きの荷重が作用することとなる。かかるモーメントに対して、脚部５２及びスチフナ５３で抵抗する。
【００７４】
このように、妻部連結金物５０には、鉛直方向にもモーメントが作用することとなる。そこで、妻部連結金物５０を、屋根当接部５１と、梁当接部５４と、これらを連結する脚部５２とによって形成すると共に、更に屋根当接部５１と梁当接部５４とに亘ってスチフナ５３を架設することで、妻部連結金物５０に加わる鉛直方向のモーメントに対しても抗することができ、屋根に生じる損傷等の不具合をより確実に抑制することができる。
【００７５】
また、スチフナ５３は、更に脚部５２に連結されている。これによれば、スチフナ５３によって、屋根当接部５１、梁当接部５４及び脚部５２の剛度がさらに高められることとなり、妻部連結金物５０に加わるモーメントに対する抵抗力をより高めることができる。
【００７６】
また、妻部連結金物５０の梁当接部５４は、妻部水平梁２１の上面に当接されて締結され、妻部連結金物５０の屋根当接部５１は、屋根パネル３０の枠体３１の下面を受ける受け部５１ａと、該受け部５１ａから立ち上がって枠体３１の側部に当接する立上り壁５１ｂとを備えている。また、立上り壁５１ｂが枠体３１に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている。これによれば、妻部連結金物５０に設けられた立上り壁５１ｂが、屋根パネル３０の枠体３１の側部に鋲着等により締結される、即ち、妻部連結金物５０と屋根パネル３０との連結方向が、水平方向となる。従って、例えば、暴風時に屋根に吹き上げ力が作用した場合であっても、妻部連結金物５０と屋根パネル３０との締結に用いた締結部材、特に鋲着の場合の釘の引き抜き等が抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００７７】
また、妻部水平梁２１には、下方より耐力要素１４が連結されている。これによれば、妻部連結金物５０に作用する荷重を直ちに耐力要素１４に伝達させることができ、屋根部構面体３を支持している部位のうち、妻部連結金物５０以外の部位に過大な荷重が作用することが抑制され、屋根部構面体３に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００７８】
また、妻部連結金物５０は、棟梁４と桁梁１１の間の中間位置よりも桁梁１１側となる位置に設置されている。これによれば、妻部水平梁２１と屋根パネル３０との間において、棟梁４周囲の下方部分が開放されることとなるので、当該開放部分にガラス窓８０等を設置することが可能となり、意匠性の向上を図ることができる。
【００７９】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、上述の実施形態では、屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度を、桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定するための構造として、桁部フレーム２Ｂ側に設けられた妻部連結金物５０と、棟部フレーム２Ａの棟梁４と棟柱６とのピン接合を例示しているが、これらに加えて（あるいはこれらに代えて）他の構造を採用してもよい。例えば、棟部１Ａ側の接合金物４０Ａ，４１Ａの数を、桁部１Ｂ側の接合金物４０Ｂ，４１Ｂよりも少なくすることで固定度を小さくしてもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態では、面内剛性を有する屋根部構面体の一例として、一枚の面材を有する屋根パネルを複数連結したものを示したが、せん断力を良好に伝達できる程度に面内剛性を確保できる構成であれば、特に限定されない。例えば、一つの屋根パネルに対して枠体の上面の全体を覆うことができる一枚の面材を用いていたが、枠体の上面に複数枚の面材を並べて覆ってもよい。この場合、面材と面材の突き合わせ部分には下地（中間連結材や中間斜材など）を設けて、当該下地に各面材の縁部を釘で固定し、剛性を確保することが好ましい。また、複数の屋根パネルを連結していたが、大きな枠体を組むことで一つの屋根パネルで屋根部構面体を構成してもよい。
【００８２】
また、変形例として、棟梁４を高い位置に設定し、屋根部構面体３を低い位置に設定することで、室内側への棟梁４の突出（ノイズ）も無くすことができる。この場合、棟梁４のウェブや下フランジに屋根部構面体３を固定する。
【００８３】
また、他の変形例として、棟部第一接合金物の接続片や屋根パネル３０（屋根部構面体３）の高さは変えず、棟梁４の高さを屋根の納まり上問題のない範囲で上方に移動させてもよい。この構成を採用する場合、棟部第一接合金物の断面形状をハット状としたり、棟梁４の下フランジに取り付けたり、棟梁４のウェブに取り付けたり（この場合、棟部第一接合金物は２分割する）することで実現される。このように構成することで、屋根面（屋根部構面体下面、屋根パネル下面）に沿って勾配天井を形成した場合の、棟梁４による突出（ノイズ）を抑えることができる。
【００８４】
また、梁（例えば棟梁４や桁梁１１）としてＨ形鋼を例示したが、上フランジを有する形鋼であればよく、どのような形鋼を用いるかは限定されない。例えば、Ｈ形鋼以外に、溝形鋼（断面コ字状の形鋼、チャンネル）、リップ溝形鋼（Ｃ形鋼、Ｃチャンネル）、Ｔ形鋼（カットＴ）などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…切妻屋根建物、２…主架構、２Ａ…棟部フレーム、２Ｂ…桁部フレーム、３…屋根部構面体、４…棟梁、６…棟柱、１１…桁梁、１２…桁柱、１４…耐力要素、２１…妻部水平梁、３０…屋根パネル、３１…枠体、３２…面材、３３…斜材、３４，３６，３７…連結材、４０Ａ，１４０Ａ…棟部第一接合金物、４０Ｂ，１４０Ｂ…桁部第一接合金物、４１Ａ…棟部第二接合金物、４１Ｂ…桁部第二接合金物、４３Ａ，４３Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ，１４３Ａ，１４３Ｂ，１４６Ａ，１４６Ｂ…固定片、４４Ａ，４４Ｂ，４７Ａ，４７Ｂ，１４４Ａ，１４４Ｂ，１４７Ａ，１４７Ｂ…接合片、５０…妻部連結金物、５１…屋根当接部、５１ａ…受け部、５１ｂ…立上り壁、５２…脚部、５３…スチフナ、５４…梁当接部、１００…屋根構造。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋根を支持する屋根構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の切り妻屋根は、軒桁間に架設した小屋梁の上に小屋束を立て、小屋束の上に棟木や母屋材を渡し、棟木や母屋材の上に垂木を載せ、垂木の上に野地板を張った構成となっている。この種の屋根組構造は、屋根裏に小屋束や筋交い等の部材が数多く配置されているため、屋根裏空間として有効に使用し難いものであった。
【０００３】
かかる問題を解決すべく、特許文献１には、屋根パネルの一部にブレースを張設することによって屋根面全体での面内剛性を確保すると共に、当該屋根パネルを、棟部に設けられた支持金具と、軒部に設けられたブラケットと、ブラケットと支持金具の間に設けられた束とによって支持する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された屋根構成は、屋根全体が面内剛性を有するものである一方、屋根パネルを支持する束が長尺状となっており、束の上端部で屋根パネルを支持すると共に、束の下端部が下部躯体に連結される構成となっている。このため、妻側や桁側から屋根に水平力が作用すると、屋根全体として大きな水平力を受けることとなるが、長尺状に形成された束では当該水平力に十分に抗することができない場合が考えられ、この場合には束のねじれや座屈等の不具合を生じてしまうことが考えられる。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、屋根が全体として水平力を受ける構成であっても、当該水平力によって生じる屋根構造の不具合を抑制することができる屋根構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明に係る屋根構造は、互いに平行に配置される一対の桁梁間に当該一対の桁梁よりも上方となる位置に棟梁が設けられ、各桁梁と棟梁とに亘って面内剛性を有する屋根パネルが、少なくとも桁梁の両端部間及び棟梁の両端部間に延在する状態で、傾斜状に架設され、各桁梁の端部間に亘って妻部水平梁が架設されて当該各桁梁の両端部にそれぞれ妻部が形成され、各妻部には、屋根パネルを妻部水平梁に固定する妻部連結金物がそれぞれ設けられており、妻部連結金物は、高さ方向の長さよりも妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成されて屋根パネル及び妻部水平梁に接合されている、ことを特徴とする。
【０００８】
桁方向や妻方向から屋根パネルによって構成された屋根に水平力が作用すると、当該屋根は傾斜屋根毎に面内剛性を有して一体化された状態で棟梁にそれぞれ連結されているため、これら傾斜屋根面には棟梁から桁梁に向かうモーメントが作用することとなる。このモーメントを受けて、妻面にて屋根パネルを妻部水平梁に連結する妻部連結金物には、妻部水平梁方向にせん断力が作用する。そこで、本願発明では、妻部連結金物を、高さ方向の長さよりも妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成することで、このようなせん断力に対して十分な抵抗力を有するものとなる。このように本願発明に係る妻部連結金物を用いることで、妻部連結金物に作用するせん断力に抗することができ、屋根パネルに加わる荷重を妻部連結金物を介して妻部水平梁に伝達することができるものとなり、ひいては屋根パネルに作用するモーメントによって屋根パネルが棟梁から分割されてしまう等の不具合を抑制した屋根構造とすることができる。
【０００９】
また、妻部連結金物は、屋根パネルに当接する屋根当接部と、妻部水平梁に当接する梁当接部と、屋根当接部と梁当接部とを連結する脚部と、屋根当接部と梁当接部とに亘って架設されたスチフナと、を備えている、ことが好ましい。
【００１０】
平面視で見た場合、妻部連結金物には上述のように水平方向にせん断力が作用することとなるが、屋根パネルは傾斜した状態で設けられているため、妻面において、屋根パネルの桁梁連結側の端部は、妻部水平梁から離間する方向のモーメントを受ける。このように、妻部連結金物には、鉛直方向にもモーメントが作用することとなる。そこで、妻部連結金物を、屋根当接部と、梁当接部と、これらを連結する脚部とによって形成すると共に、更に屋根当接部と梁当接部とに亘ってスチフナを架設することで、妻部連結金物に加わる鉛直方向のモーメントに対しても抗することができ、屋根に生じる損傷等の不具合をより確実に抑制することができる。
【００１１】
また、スチフナは、更に脚部に連結されている、ことが好ましい。
【００１２】
これによれば、スチフナによって、屋根当接部、梁当接部及び脚部の剛度がさらに高められることとなり、妻部連結金物に加わるモーメントに対する抵抗力をより高めることができる。
【００１３】
また、屋根パネルは、枠体と、枠体の面内方向における歪みを抑制する補助材とを備えて形成されており、妻部連結金物の梁当接部は、妻部水平梁の上面に当接されて締結され、妻部連結金物の屋根当接部は、屋根パネルの枠体の下面を受ける受け部と、該受け部から立ち上がって枠体の一方の側部に当接する立上り壁とを備え、立上り壁が枠体に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている、ことが好ましい。
【００１４】
これによれば、妻部連結金物に設けられた立上り壁が、屋根パネルの枠体の側部に鋲着等により締結される、すなわち、妻部連結金物と屋根パネルとの連結方向が、水平方向となる。従って、例えば、暴風時に屋根に吹き上げ力が作用した場合であっても、妻部連結金物と屋根パネルとの締結に用いた締結部材、特に鋲着の場合の釘の引き抜き等が抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００１５】
また、妻部水平梁には、下方より耐力要素が連結されている、ことが好ましい。
【００１６】
これによれば、妻部連結金物に作用する荷重を直ちに耐力要素に伝達させることができ、屋根を支持している部位のうち、妻部連結金物以外の部位に過大な荷重が作用することが抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００１７】
また、妻部連結金物は、棟梁と桁梁の間の中間位置よりも桁梁側となる位置に設置されている、ことが好ましい。
【００１８】
これによれば、妻部水平梁と屋根パネルとの間において、棟梁周囲の下方部分が開放されることとなるので、当該開放部分に窓等を設置することが可能となり、意匠性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、屋根が全体として水平力を受ける構成であっても、当該水平力によって生じる屋根構造の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る屋根構造を採用した切妻屋根建物を示す図である。
【図２】切妻屋根建物の主架構の構成を示すモデル図である。
【図３】切妻屋根建物の主架構を妻部側から見た正面図である。
【図４】棟梁及び棟柱周辺の架構の構成を梁方向から見た図である。
【図５】屋根部構面体を下方から見た図である。
【図６】桁梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。
【図７】棟梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。
【図８】棟部側の接合金物の変形例を示す図である。
【図９】桁部側の接合金物の変形例を示す図である。
【図１０】図６に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】荷重伝達や作用するモーメントを説明するためのモデル図である。
【図１２】ガラス窓付近の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る切妻屋根建物、屋根構造の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る屋根構造を採用した切妻屋根建物を示す図である。図１では、建物の一部を断面とし、建物の内部の空間を示している。図２は、切妻屋根建物の主架構の構成を示すモデル図である。図３は、切妻屋根建物の主架構を妻部側から見た正面図である。図４は、棟梁及び棟柱周辺の架構の構成を梁方向から見た図である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、屋根構造１００が採用された切妻屋根建物１は、鉄骨造二階建ての工業化住宅である。この切妻屋根建物１では、予め規格化(標準化)された構造部材の組み合わせによって架構が構成される。各構造部材は工場にて製造され、建築現場にて組み立て作業がなされる。この切妻屋根建物１は、平面モジュールＭを有し、基礎梁、柱、梁は、モジュールＭの整数倍の間隔で直交する二方向に設定された通り上に（中心位置が通りに一致するように）配置される。本実施形態では、切妻屋根建物１の（少なくとも）最上階は平面視矩形状である。切妻屋根建物１は、比較的緩い勾配（２．６寸勾配）の切妻形式の屋根を有する。切妻屋根建物１は、棟部１Ａと、桁部１Ｂと、妻部１Ｃと、を有している（また、妻面Ｔ、桁面Ｋを有する）。切妻屋根建物１は、主に、鉄骨造の主架構２と、屋根部構面体３と、その他の壁体や床などを備えて構成されている。屋根構造１００は、少なくとも主架構２と、屋根部構面体３を備える。
【００２４】
切妻屋根建物１の主架構２の構成について説明する。主架構２は、棟部１Ａに形成された棟部フレーム２Ａと、構面をなす一対の桁部フレーム２Ｂと、を主に備えている。棟部フレーム２Ａ及び桁部フレーム２Ｂに、面内剛性を有する（せん断力を伝達しうる）屋根部構面体３が架け渡され、接合されている。すなわち、棟部フレーム２Ａに作用する水平力を、屋根部構面体３を介して桁部フレーム２Ｂへ伝達し易い構成となっている。また、屋根部構面体３の棟部フレーム２Ａ側の固定度は、桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定されている（固定度の詳細な説明については後述）。
【００２５】
棟部１Ａには、棟梁４と、少なくとも棟梁４の両端を支持する一対の棟柱６（キングポスト）と、を備えて構成される門形の棟部フレーム２Ａが形成されている。棟梁４はＨ形鋼からなり、棟柱６は角型鋼管からなる。棟柱６は、桁方向の強度を確保するために（妻部１Ｃが風圧力を受けた際に作用する曲げに抗し得るように）、桁方向が長手方向となる長方形状の断面を有する。棟柱６と棟梁４とはピン接合されており、棟部フレーム２Ａでは、桁方向に作用する水平力を負担しない構成となっている。例えば、棟柱６の柱頭部７に取り付けられた接合金物８と棟梁４のウェブ４ａの両端とが、ボルト接合されている（図４参照）。なお、両端の棟柱６と棟柱６との間に、更に中間の棟柱６が設けられていてもよい。また、棟柱６で棟梁４の下面を支持し、棟梁４を棟柱６から片持梁状に突出させ、当該棟梁４の突出部分で妻部１Ｃから延出した屋根部構面体３（庇）を支持するように構成してもよい。
【００２６】
両桁部１Ｂには、棟梁４と平行且つ高低差を有するように架けられた桁梁１１と、少なくとも桁梁１１の両端を支持する一対の桁柱１２と、を備えて構成される桁部フレーム２Ｂがそれぞれ形成されている。桁梁１１はＨ形鋼からなり、桁柱１２は角型鋼管からなる。なお、両端の桁柱１２の間に、更に中間の桁柱１２が設けられていてもよい。更に、桁部フレーム２Ｂでは、（図３において妻部１Ｃに設けられているものと同様な構成を有する）両桁部に複数の鋼材の組み合わせによる耐力要素１４及び角形鋼管からなる当該耐力要素１４取り付け用の柱１６が設置されており、構面をなしている（すなわち、桁方向に作用する水平力を負担する構成となっている）。また、桁部フレーム２Ｂの外側面にはＡＬＣ製の壁パネルからなる壁体１７も形成されている（図１参照）。耐力要素を省略して桁柱１２と桁梁１１とを剛接合することによって構面をなすように構成してもよい。また、棟柱６と同様に、桁柱１２から桁梁１１を片持梁状に突出させて屋根部構面体３（庇）を支持するように構成してもよい。
【００２７】
妻部１Ｃの桁柱１２の頂部と棟柱６の中間部との間には、桁梁１１と同一断面形状の妻部水平梁２１が、桁梁１１と同一高さとなるように、架け渡されている。妻部水平梁２１は、棟柱６で分断されて一対設けられている。また、妻部１Ｃには、耐力要素１４と当該耐力要素１４取り付け用の柱１６とが設置されている。これら妻部１Ｃの耐力要素１４と当該耐力要素取り付け用の柱１６は、桁部１Ｂの各部材と同一形状、同一納まりである。また、妻部１Ｃの外側面にはＡＬＣ製の壁パネルからなる壁体２２も形成されている（図１参照）。
【００２８】
切妻屋根建物１の主架構２では、棟柱６の頂部と桁柱１２の頂部とを架け渡す登り梁が省略されており、妻部１Ｃにおける棟部１Ａ付近に窓を設けた場合に、登り梁によって制約を受けることなく、より高い位置により広い開口部を確保することができる。また、両端側の棟柱６の間に架け渡される梁は、頂部の棟梁４のみとし、棟梁４の下方に設けられる雲筋交やこれを支持する為の梁が省略されており、棟部１Ａでの天井を高く（また、途中で梁などが無い開放的な天井とする）することができる。
【００２９】
次に、図５を参照して、屋根部構面体３の構成について説明する。図５は、屋根部構面体を下方から見た図である。屋根部構面体３は、複数の屋根パネル３０からなり、屋根構面をなしている。屋根パネル３０は、枠体３１と枠体３１の上面３１ａを覆う面材３２とで構成されている。枠体３１は、屋根勾配方向に平行に配列された複数（少なくとも両端に２本。本実施形態では、３本設けられている）の斜材３３と、当該複数の斜材３３の上端同士及び下端同士を夫々連結する上部連結材３４及び下部連結材３６と、隣接する斜材３３同士を中間で連結する中間連結材３７とで構成されている。
【００３０】
屋根パネル３０の材料が木質系材料で構成されており、面材３２はＯＳＢや構造用木質繊維ボートなどからなり、枠体３１を構成する各部材はディメンジョンランバーやＬＳＬからなる。木質系材料は、（鋼材等の金属製材料とは異なり）板状の接合片を設けて梁と直接ボルト接合するのに適さない材料である。各屋根パネル３０の構成部材同士は釘にて接合されている。面材３２は、継ぎ目のない一枚の板で構成されており（すなわち、複数の板を枠体３１の上面３１ａに並べるような構成ではない）、一枚の板にて枠体３１の上面３１ａの略全域を覆うことで、面内剛性が高く、せん断力を確実に伝達しうる構成となっている。
【００３１】
各屋根パネル３０は棟梁４と、桁梁１１との間に架け渡されている。屋根パネル３０の幅寸法は、取り付け箇所によって異なる寸法のものを用いてよい。例えば、中間部用の屋根パネル３０の幅寸法は、平面モジュールＭの整数倍に設定され、端部用すなわち妻部１Ｃ用の屋根パネル３０の幅寸法は、平面モジュールＭの整数倍＋α（妻側の庇の出に応じた寸法）に設定してよい。中間部用の屋根パネル３０は、桁部１Ｂから外側に延伸し、端部用の屋根パネル３０は、桁部及び妻部から延伸し、延伸部分が庇を構成している。各屋根パネル３０の桁部１Ｂ（桁梁１１）に対応する位置には、中間連結材（桁部中間連結材）３７が配置され、妻部１Ｃ（妻部水平梁２１）に対応する位置には、斜材（妻部斜材）３３が配置されている。隣接する２つの屋根パネル３０は、幅方向における端部の斜材３３の側面同士を当接した状態で、釘で接合されている。
【００３２】
次に、図５〜図７を参照して、屋根部構面体３と主架構２との接合部の構成について説明する。図６は、桁梁付近の構成を桁方向から見た断面図である。図７は、棟梁４付近の構成を桁方向から見た断面図である。屋根部構面体３を構成する屋根パネル３０は、棟梁４に取り付けられた棟部第一接合金物４０Ａと、屋根パネル３０に取り付けられた棟部第二接合金物４１Ａと、を介して棟梁４に接合されている。屋根パネル３０は、桁梁１１に取り付けられた桁部第一接合金物４０Ｂと、屋根パネル３０に取り付けられた桁部第二接合金物４１Ｂと、を介して桁梁１１に接合されている。
【００３３】
（１）屋根パネル側
棟部第二接合金物４１Ａは、上部連結材３４と各斜材３３との接合部に取り付けられている。棟部第二接合金物４１Ａは、枠体３１に固定される固定片４３Ａと、主架構２（棟梁４）側の棟部第一接合金物４０Ａの接合片４６Ａとボルト接合される板状の接合片４４Ａと、を備えて構成される。固定片４３Ａは、アングル状（Ｌ字状）をなしており、斜材３３の側面３３ａと上部連結材３４の側面３４ａとに跨るようにして当接されて固定される。接合片４４Ａは、固定片４３Ａの下端から水平方向に延伸するように構成されており、枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。棟部第二接合金物４１Ａは、釘にて屋根パネル３０に固定されている。なお、屋根パネル３０は、棟部第二接合金物４１Ａが予め取り付けられた状態で現場搬入される。なお、接合片４４Ａは、枠体３１の下面３１ｂよりも下方に突出しないように取り付けてもよい。
【００３４】
桁部第二接合金物４１Ｂは、中間連結材３７と各斜材３３との接合部に取り付けられている。桁部第二接合金物４１Ｂは、枠体３１に固定される固定片４３Ｂと、主架構２（桁梁１１）側の桁部第一接合金物４０Ｂの接合片４４Ｂとボルト接合される板状の接合片４４Ｂと、を備えて構成される。固定片４３Ｂは、アングル状（Ｌ字状）をなしており、斜材３３の側面３３ａと中間連結材３７の側面３７ａとに跨るようにして当接されて固定される。接合片４４Ｂは、固定片４３Ｂの下端から水平方向に延伸するように構成されており、枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。桁部第二接合金物４１Ｂは、釘にて屋根パネル３０に固定されている。なお、屋根パネル３０は、桁部第二接合金物４１Ｂが予め取り付けられた状態で現場搬入される。なお、接合片４４Ｂは、枠体３１の下面３１ｂよりも下方に突出しないように取り付けてもよい。
【００３５】
特に、接合片４４Ａ，４４Ｂを枠体３１の下面３１ｂと同一面とする場合、屋根パネル３０の製作作業を次のように効率的に行えるという効果を奏する。まず、斜材３３、連結材３４，３６，３７を固定して枠体３１を組む。このとき、枠体３１の下面３１ｂを作業面に載置するようにする。次に、枠体３１の上面３１ａ側から第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを枠体３１内（各部材で囲まれる空間内）に入れる。このとき、接合片４４Ａ，４４Ｂを作業面に載置するようにする。次に、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの固定片４３Ａ，４３Ｂを、斜材３３、連結材３４，３６，３７の側面のうち、対応するものに当接させて位置合わせをする。ここで、接合片４４Ａ，４４Ｂと枠体３１の下面３１ｂはいずれも作業面に載置されているため、同一面となっており、接合片４４Ａ，４４Ｂの高さ方向の位置合わせは既に完了した状態となっている。その後、第二接合金物４１Ａ、４１Ｂを枠体３１の側面に釘を用いて固定する。次に、枠体３１をそのままとした状態で、上面３１ａに面材３２を被せ、釘を用いて固定する。
【００３６】
例えば、接合片４４Ａ，４４Ｂの位置が、枠体３１の下面３１ｂよりも奥まった位置（上面３１ａ側の位置）や、下面３１ｂから出張った位置に設定される場合、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの高さ方向の位置合わせの作業が必要になり、そのために枠体３１の下面３１ｂを上方に向けておく必要性が生じる場合がある（すなわち、次の工程で面材３２を取り付ける際、面材３２を先に枠体３１に取り付け、その後、第二接合金物４１Ａ、４１Ｂの取り付けの為に枠体３１を裏返す必要がある）。一方、接合片４４Ａ，４４Ｂを枠体３１の下面３１ｂと同一面に設定しておけば、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの高さ方向の位置合わせが不要（地面に載置することで、結果的に位置合わせが完了する）になり、作業中に枠体３１を裏返す必要も無くなるため、効率的に作業を行うことができる。
【００３７】
（２）主架構側
棟梁４の上フランジには、主架構２側の棟部第一接合金物４０Ａが取り付けられている。棟部第一接合金物４０Ａは、棟梁４の上フランジに固定する為の固定片４７Ａと、屋根勾配に対応した傾斜角を有する接合片４６Ａとを有している。棟部第一接合金物４０Ａは、固定片４７Ａの両側に翼状の接合片４６Ａを備えており、一つの部材に対して両側の屋根パネル３０（に取り付けられた棟部第二接合金物４１Ａの接合片４４Ａ）が接合されている。本実施形態では、固定片４７Ａと各接合片４６Ａとの間の接続部分は、上方に立ち上がっている。棟部第一接合金物４０Ａは棟梁４に対しボルトにて固定されている。棟部第一接合金物４０Ａと棟部第二接合金物４１Ａとは、ボルトにて接合されている。棟部第一接合金物４０Ａは、鋼板を折り曲げ加工して各片を形成しただけの（あるいは、各片を溶接して固定した）シンプルな形状を有する。棟部第一接合金物４０Ａ及び棟部第二接合金物４１Ａの接合片の近傍は開放されており、建物内部側からの作業のみで接合可能で、施工性に優れている。すなわち、作業者は、他の鋼製部材の固定作業と同じく、ボルトで締結するだけの作業で屋根パネル３０の取り付けを行うことができ、しかも、建物外部側に作業者を配する必要がなく、建物内部側の作業者だけで取り付けが可能である。
【００３８】
なお、変形例として、図８に示す棟部第一接合金物１４０Ａを採用してもよい。図８に示す棟部第一接合金物１４０Ａは、接続片１４６Ａと固定片１４７Ａとの間の立ち上がり部分がなく、単純に屈曲した構成となっている。このような構成とすることで、製造コストを低くすることができ、強度も上げることができる。
【００３９】
桁梁１１の上フランジには、主架構２側の桁部第一接合金物４０Ｂが取り付けられている。桁部第一接合金物４０Ｂは、桁梁１１の上フランジに固定する為の固定片４７Ｂと、屋根勾配に対応した傾斜角を有する接合片４６Ｂとを有している。桁部第一接合金物４０Ｂは、固定片４７Ｂの棟部１Ａ側の縁部から棟部１Ａへ向かって延びる接合片４６Ｂを備えており、一つの部材に対して一の屋根パネル３０（に取り付けられた桁部第二接合金物４１Ｂの接合片４４Ｂ）が接合されている。本実施形態では、固定片４７Ｂと各接合片４６Ｂとの間の接続部分は、上方に立ち上がっている。桁部第一接合金物４０Ｂは桁梁１１に対しボルトにて固定されている。桁部第一接合金物４０Ｂと桁部第二接合金物４１Ｂとは、ボルトにて接合されている。桁部第一接合金物４０Ｂは、鋼板を折り曲げ加工して各片を形成しただけの（あるいは、各片を溶接して固定した）シンプルな形状を有する。桁部第一接合金物４０Ｂ及び桁部第二接合金物４１Ｂの接合片の近傍は開放されており、建物内部側からの作業のみで接合可能で、施工性に優れている。すなわち、作業者は、他の鋼製の部材の固定作業と同じく、ボルトで締結するだけの作業で屋根パネル３０の取り付けを行うことができ、しかも、建物外部側に作業者を配する必要がなく、建物内部側の作業者だけで取り付けが可能である。
【００４０】
なお、変形例として、図９に示す桁部第一接合金物１４０Ｂを採用してもよい。図９に示す桁部第一接合金物１４０Ｂは、固定片１４７Ｂにおける棟部１Ａの反対側の縁部から立ち上がり部分が形成され、全体として略コ字状の断面を形成している。このような構成とすることで、桁部第一接合金物１４０Ｂの取り付け作業も建物内部側の作業者のみで行うことができる。
【００４１】
次に、図６、図１０を参照して、妻部連結金物５０の構成について説明する。図１０は、図６に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図６に示すように、妻部１Ｃの妻部水平梁２１の端部近傍に、屋根パネル３０を支持する妻部連結金物５０が配置される。従って、妻部連結金物５０は、平面視で、屋根の四隅の近傍にそれぞれ配置される。妻部連結金物５０は、屋根パネル３０に当接する屋根当接部５１と、妻部水平梁２１に当接する梁当接部５４と、屋根当接部５１と梁当接部５４とを連結する脚部５２と、スチフナ５３と、を備えて構成されている。
【００４２】
屋根当接部５１は、屋根パネル３０の枠体３１の斜材３３を支持するものであり、図１０に示すように、屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂを受ける受け部５１ａと、受け部５１ａの端部から立ち上がって枠体３１の一方の側面３３ａに当接する立上り壁５１ｂとより構成される。
【００４３】
図１０に示すように、受け部５１ａは、屋根パネル３０の枠体３１を下方側から支持する。図１０の例では隣接する２枚の屋根パネル３０の互いに当接する斜材３３を支持している（ただし、中間斜材を支持する場合は、一つの斜材を支持する）。図１０では、２枚の屋根パネル３０を、便宜上、屋根パネル３０Ａ，３０Ｂとすると、屋根パネル３０Ａの枠体３１を構成する斜材３３Ａと、屋根パネル３０Ｂの枠体３１を構成する斜材３３Ｂとが、受け部５１ａ上に載置される。
【００４４】
立上り壁５１ｂには、複数の釘孔５１ｃが設けられている。立上り壁５１ｂの釘孔５１ｃを通して水平方向に打ち込まれた釘５１ｄによって、屋根パネル３０の枠体３１が屋根当接部５１に固定される。なお、立上り壁５１ｂと枠体３１との固定は、鋲着、螺着又はボルト接合等のいずれでもよく、特に限定されない。
【００４５】
脚部５２は、屋根当接部５１における受け部５１ａの一方の側辺と、梁当接部５４における一方の側辺と、を連結するものであり、上辺が屋根パネル３０の傾斜に沿って傾斜している。梁当接部５４は、妻部水平梁２１の上フランジ２１ａに、ボルトにより連結される。屋根当接部５１の受け部５１ａと、梁当接部５４との間には、２つのスチフナ５３が架設されている。スチフナ５３は、妻部水平梁２１の延材方向における妻部連結金物５０の一方側の端部近傍と、他方側の端部近傍とに設けられている。また、スチフナ５３は、受け部５１ａと、脚部５２と、梁当接部５４と、に溶接により接合されている。
【００４６】
妻部連結金物５０は、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さを大として形成されると共に全体を桁部フレーム２Ｂ寄りに寄せた位置で妻部水平梁２１上に設置されている。妻部水平梁２１には、下方より耐力要素１４が連結されている。
【００４７】
一方の妻面Ｔの棟部１Ａに、棟部フレーム２Ａに平行な水平力が作用すると、他方の妻面Ｔでは一対の屋根部構面体３を互いに離間させる方向にせん断力が作用するが、妻部連結金物５０は当該せん断力に抗することで屋根部構面体３の変形を効果的に抑制することができるものとなっている。（なお、棟部フレーム２Ａに直行する方向に水平力が作用する場合も、結局は屋根部構面体３を開かせるような荷重が作用するので、上記と同様の効果を得ることができる。）
【００４８】
妻部連結金物５０を上述のようなせん断力に有効に抗させる場合、すなわち、上述のようなせん断力を有効に下方の耐力要素１４に伝達させる場合、当該妻部連結金物５０の剛性を大きなものとすることが好ましい。かかる点に鑑みると、妻部連結金物５０は全長（部材せい）よりも幅（部材幅）を大とする構成のものを採用する方が、上述のような荷重に対して全体を高剛性に維持することができるため、好ましい。ここで、妻部連結金物５０を棟部フレーム２Ａ寄りに設置する場合に、高剛性を維持すべく部材せいを高くした場合、それに伴って部材幅も大きくなり、結果的に妻面Ｔのほぼ全面が当該妻部連結金物５０に覆われてしまうこととなり、上述のような荷重に対して高スペックとなりすぎてしまう。そこで、本実施形態では、妻部連結金物５０を桁部フレーム２Ｂ寄りに設置することによって、せん断力を有効に下方の耐力要素１４に伝達させることを可能としつつ、部材の大きさも低減することが可能となっている。
【００４９】
また、妻部連結金物５０が桁部フレーム２Ｂ寄りに設けられることで、桁方向の水平力が作用した場合の、屋根パネル３０の桁部１Ｂ側の固定度（せん断力の伝達能力）がより大きくなって、せん断力を桁部フレーム２Ｂに流すこと（桁部フレーム２Ｂ側での負担を増やすこと）ができ、これに応じて、棟部フレーム２Ａの負担を低減することができる。この結果、屋根パネル３０の棟部１Ａ側での固定度を小さくすることができ、棟部１Ａの接合金物４０Ａ，４１Ａをより簡易でコンパクトなものにすることができ、屋根面（屋根部構面体３の下面）に沿って勾配天井を形成した場合のノイズが形成されにくくなる。
【００５０】
妻方向に水平力が作用した場合、屋根パネル３０に作用するせん断力の一部は、棟部１Ａや桁部１Ｂの接合金物４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂを介さず、妻部連結金物５０を介して、主架構２に伝達される。従って、接合金物４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂの負担を減らし、より簡易な構成とすることができる。
【００５１】
図１〜図４を参照して妻部１Ｃの構成について説明する。妻部１Ｃの妻部水平梁２１より下側の壁の納まりは、桁部１Ｂと同一であり、桁部１Ｂと同じ部材が用いられている。このように、妻部水平梁２１より下の壁の納まりが桁部１Ｂと同一のため、構成部材の品種を減らすことができる。妻部水平梁２１より上の部分には、上辺が屋根勾配に応じた角度に加工された三角形あるいは台形の外壁パネルが取り付けられる。中央部（棟部１Ａ近傍）については、台形のガラス窓８０が設置される。
【００５２】
図１２を参照して、ガラス窓８０付近の構造について説明する。図１２は、桁部１Ｂ側から棟部１Ａ側を見たときの断面図である。ガラス窓８０は、図１２に示すように、妻部水平梁２１に沿って水平な下部フレーム８２と、屋根パネル３０の斜材３３に沿って傾斜する上部フレーム８１と、下部フレーム８２と上部フレーム８１の端部同士を連結する２本の縦フレーム（図示せず）とからなる枠体８５、及び枠体８５にはめ込まれたガラス板８６で構成されている。なお、図１２には、室内側に勾配天井面８３の断面の一部が示され、室外側に軒天井面８７の断面の一部が示されている。枠体３１の下側には、断熱材８８が取り付けられている。断面位置によって、図１２に示されている上部フレーム８１や勾配天井面８３や軒天井面８７などの高さ位置は変わる。主架構２には、屋根面に沿う登り梁が存在しないので、ガラス窓８０の上辺を、勾配天井面８３付近まで延ばすことができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る切妻屋根建物１では、より高い位置に開口面積のより大きなガラス窓８０を設置することができる。また、棟部フレーム２Ａの棟柱６と棟梁４との接合はピン接合であり、耐力要素も存在しないので、棟部１Ａ付近の部材の断面を小さくすることや接合部の構成を簡易なものにすることができ、ガラス窓８０をより大きくすることができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る切妻屋根建物１及び屋根構造１００の作用・効果について説明する。
【００５５】
本実施形態に係る切妻屋根建物１では、棟部フレーム２Ａの棟梁４と棟柱６がピン接合されており、棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂとは、面内剛性を有する屋根部構面体３と接合されている。面内剛性を有する屋根部構面体３は、面内せん断力を伝達することができ、変形を抑えることができる。このような構成によれば、棟部フレーム２Ａに作用する水平力を、屋根部構面体３を介して桁部フレーム２Ｂに伝達することができる。従って、勾配面ブレース、勾配面ブレースとともに構面を形成する勾配梁、棟部の桁方向の水平梁や雲筋交い等を省略することができる。これによって、部材点数を減らすことができ、材料費や施工の手間を低減させることができる。また、突出（ノイズ）の少ない勾配天井空間を形成することができる。
【００５６】
また、切妻屋根建物１において、屋根部構面体３は、一枚の面材３２を有する屋根パネル３０によって構成されている。屋根パネル３０の面材３２として一枚板のものを採用することで、屋根部構面体３の面内剛性を確保することができる。
【００５７】
また、切妻屋根建物１において、桁部フレーム２Ｂは、桁梁１１、桁柱１２及び耐力要素１４を備え、妻部１Ｃには、棟柱６で分断された、一対の妻部水平梁２１が設けられている。妻部水平梁２１は、桁梁１１と同一断面形状且つ同一設置高さである。この構成によれば、桁部１Ｂに使用する耐力要素１４等の部材や納まりをそのまま妻部１Ｃにも適用することができるので、部材の品種を減らすことができ、コストを低減させることができる。
【００５８】
本実施形態に係る切妻屋根建物１によれば、屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度を桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定することで、屋根パネル３０と棟部フレーム２Ａとの接合部において、切妻屋根建物１に対し桁方向の水平力が作用した際の当該接合部に作用するせん断力が、桁部フレーム２Ｂ側の接合部に比べて小さくなる。
【００５９】
当該構成をモデルとして考えた場合、例えば、図１１（ｃ）に示すように、桁部フレーム２Ｂで屋根部構面体３を支持されている片持ち梁のモデルＭを、各々の屋根部構面体３の上端部にて向かい合わせたようなモデルとして考えることができる。仮に、棟部フレーム２Ａ側及び桁部フレーム２Ｂ側の両方において屋根パネル３０の固定度が高い場合（棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂの両持ち梁のモデルの場合）、棟部フレーム２Ａと桁部フレーム２Ｂの両側において、接合部の強度や部材の強度を確保する必要性が生じる。このような構成とする場合、棟部付近、すなわち勾配天井の頂部付近においてノイズ（架構を構成する部材の突出）が多くなってしまう。一方、本実施形態では、屋根部構面体３の支持や荷重伝達を（高い固定度にて屋根部構面体３と固定されている）桁部フレーム２Ｂ側に担わせることにより、棟部フレーム２Ａ側では構成の簡素化を図ることができる。従って、棟部フレーム２Ａ側の接合部の構成をより簡易なものとすることができる。また、棟部フレーム２Ａを構成する棟梁４や棟柱６の断面を小さくしたりその接合部を簡易なもの（ピン接合等）にしたりすることもできる。従って、屋根下面に沿って勾配天井を形成した際に、勾配天井の頂部付近（すなわち、建物中央部）においてノイズが少ない美しい勾配天井を構成することができる。
【００６０】
主架構２が鉄骨造で、屋根パネル３０が木質系材料からなる場合、屋根パネル３０の強度が主架構２に比べ非常に小さく、強度不足を補う為に両者を接合する金物を大型化したり数を増やしたりする必要があるが、棟部フレーム２Ａ側については、固定度を小さく設定しているので、接合金物４０Ａ，４１Ａの小型化や点数の削減を図ることができる。
【００６１】
切妻屋根建物１において、妻部１Ｃには、桁部フレーム２Ｂを構成する桁梁１１と同一設置高さの妻部水平梁２１と、屋根パネル３０と妻部水平梁２１とを連結する妻部連結金物５０と、が設けられている。この構成によれば、桁方向に水平力が作用した際の屋根パネル３０の変形を効果的に抑制することができる。また妻方向に水平力が作用した際の屋根パネル３０と棟部・桁部両フレーム２Ａ，２Ｂとの接合部に作用する応力を低減させることができる。従って、屋根パネル３０の強度を低減させることが可能となり、より薄い屋根パネル３０で屋根を構成したり、鉄骨造建物において一般的に使用される勾配梁を排除したりすることができる。
【００６２】
切妻屋根建物１において、妻部連結金物５０が、桁部フレーム２Ｂ寄りの位置に取り付けられ、屋根パネル３０と妻部水平梁２１との間の棟部フレーム２Ａ寄りの部分が開放され、ガラス窓８０が形成されている。この構成によれば、妻部連結金物５０が桁部フレーム２Ｂ寄りの位置に取り付けられているので、妻部１Ｃの棟部１Ａ近傍に開口部を設置する際の障害とならない。また、屋根パネル３０の桁部フレーム２Ｂ側の固定度を高めることで、それに比して棟部フレーム２Ａ側の固定度を小さくすることができる。
【００６３】
切妻屋根建物１において、棟梁４と棟柱６とは、ピン接合されている。この構造によれば、棟梁４と棟柱６との間の固定度が小さく、これによって屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度も小さくなる。
【００６４】
ここで、Ｈ形鋼からなり平行且つ高低差を有するように架けられた２本の梁で、屋根パネル３０のような枠体３１を備える屋根を支持する際に、その接合に金物を用いた場合、その金物の形状が複雑なものとなり、金物の製造コストが高くなるという問題が生じる。このような金物が複雑な形状となるのは、次の理由によるものである。すなわち、金物は「屋根パネルの斜材及び連結材を釘またはねじで接合するための、直行する二つの固定片」と「梁に接合するための固定片」を備える必要があり、「屋根パネルのモジュールと梁のモジュールをつなぐ機能」と、「屋根パネルの勾配を規定するための角度」と「屋根パネルの高さを規定する高さ」を必要とするためである。また、金物に地震力などにより屋根面にせん断力が加わる際に、金物の変形を抑制し屋根面全体のせん断剛性を向上させようとした場合に、金物の形状が複雑であると変形抑制の機能を求めることが難しくなるという「構造設計上の課題」がある。
【００６５】
一方、本実施形態に係る切妻屋根建物１の屋根構造１００では、屋根パネル３０は、梁に取り付けられた第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと、屋根パネル３０に取り付けられた第二接合金物４１Ａ，４１Ｂと、を介して各梁４，１１に接合されている。また、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂは、屋根勾配に対応した板状の接合片４６Ａ，４６Ｂを有すると共に、各梁４，１１の上端面に取り付けられる。第二接合金物４１Ａ，４１Ｂは、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂと当接されてボルト接合される板状の接合片４４Ａ，４４Ｂを有する。
【００６６】
このように、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを介することで、木質系材料からなる屋根パネル３０をＨ形鋼からなる各梁４，１１に、屋根パネル３０の屋根勾配に応じた加工をすることなくボルト接合によって容易に固定し支持させることができる。すなわち、木質系材料からなる屋根パネル３０を他の鉄骨部材と同様に扱うことができ、躯体工による施工が可能となる。また、第一、第二接合金物４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂの各々の形状が単純化するので、金物の製造コストを削減することが出来る。更に、接合金物に屋根面のせん断力が加わる際に、金物が転倒しようとすることを抑制するための補強として、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂだけの剛性を向上させれば金物全体の転倒を抑制できる。このような効率の良い補強が、金物の形状が単純化していることと相まって、容易に行える。以上により、木質系材料の屋根パネルを用いる場合に、作業効率を向上し、製造コストを抑制し、金物の形状を単純化することができる。
【００６７】
ここで、屋根パネル３０を製造する際において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂ金物が枠体３１の厚みからはみ出している（枠体３１の下面３１ｂよりも下方に第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが突出する）と、製造工場に於いて、枠体３１に面材３２と第二接合金物４１Ａ，４１Ｂを取り付けていく工程でパネルを上下反転させる工程が必要となり、「屋根パネルの製造コストが高くなる」という問題が生じる。また、屋根パネル３０を製作工場から建築現場へ運送する際に、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが枠体３１の厚みからはみ出していると、枕木等が必要となり荷姿も大きくなることから、「屋根パネルの運送コストが高くなる」という問題が生じる。
【００６８】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂは、接合片４４Ａ，４４Ｂが屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂと同一面となるように取り付けられている。このように、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが屋根パネル３０の枠体３１の下面３１ｂから突出しない構成とすることで、予め屋根パネル３０に取り付けた状態で運搬する場合でも積み重ねが可能となり、効率よく運搬することができる。また、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂを屋根パネル３０の下面３１ｂより上側まで及ばせる場合、金物の形状が複雑化する場合があるが、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂの接合片４４Ａ，４４Ｂが下面３１ｂと同一面であるため、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの形状を単純化することができる。
【００６９】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂの接合片４６Ａ，４６Ｂが、梁４，１１の上フランジの端縁にほぼ接するように構成されている。屋根パネル３０と梁４，１１とが離隔しないので、屋根面を構面として機能させる（すなわち、せん断力を伝えるように機能させる）場合に、接合金物４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂにねじられるような力が作用することによる変形を防止できる。
【００７０】
切妻屋根建物１の屋根構造１００において、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂが、アングル状で斜材３３の側面３３ａと連結材３４，３７の側面３４ａ，３７ａとに跨るように当接されて取り付けられる固定片４３Ａ，４３Ｂを備え、接合片４４Ａ，４４Ｂが固定片４３Ａ，４３Ｂの下端から延伸するように構成されている。このような構成によって、第二接合金物４１Ａ，４１Ｂに屋根パネル３０の補剛の機能を兼ねさせることができ、屋根部構面体３のせん断剛性を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態のように、第一接合金物４０Ａ，４０Ｂと第二接合金物４１Ａ，４１Ｂのような接合金物を用いることで、棟梁４と屋根部構面体３、及び桁梁１１と屋根部構面体３との相対的な位置関係（離れ寸法）を統一することが可能となる。これにより、構法システムとして、部品や納まりを共通化できる可能性が高まる。例えば、本実施形態に係る切妻屋根建物１では、図１や図３（向かって右側）に示すように、桁部１Ｂにサブ的な架構（副架構）を付加するとともに、屋根パネル３０を架け渡して、屋根を葺き下ろすことが可能である。この場合、桁方向の各梁（棟梁４、桁梁１１、副架構の水下側の梁９０）と屋根部構面体３との相対的な位置関係を統一することで、部材や納まりの共通化を図ることが可能である。例えば、副架構の水下側の梁９０には、桁部第一接合金物４０Ｂ,１４０Ｂをそのまま用いることができる。また、妻部１Ｃの壁体を構成する壁パネルで説明すると、例えば図３において一点鎖線で示すように、主架構における頂部の壁パネル（桁柱１２付近の壁パネル）Ｐ１と、副架構における頂部の壁パネル（副架構に対する壁パネル）Ｐ２とでは、長さは異なるものの、図中ＥＡで囲んだ部分とＥＢで囲んだ部分とを比較した場合、壁パネル上部と屋根パネル等との位置関係は同一である（同一にすることができる）。従って、屋根パネルに対し壁パネル上端部を固定する場合、固定部分は同一納まりとすることができる。
【００７２】
桁方向や妻方向から屋根パネル３０によって構成された屋根部構面体３に水平力が作用すると、当該屋根部構面体３は傾斜屋根毎に面内剛性を有して一体化された状態で棟梁４にそれぞれ連結されているため、これら屋根部構面体３には棟梁４から桁梁１１に向かうモーメントが作用することとなる。例えば、図１１（ａ）に示すようなモデルでは、水平力Ｆが作用することにより、屋根部構面体３の水平力Ｆの下流側が外側へ開くような（屋根部構面体３の仮想的な挙動を点線で示している）モーメントが作用する。このようなモーメントを受けて、妻面Ｔにて屋根パネル３０を妻部水平梁２１に連結する妻部連結金物５０には、妻部水平梁方向にせん断力が作用する。しかしながら、本実施形態によれば、妻部連結金物５０が、高さ方向の長さよりも妻部水平梁２１の延在方向の長さが長くなるように形成されているため、このようなせん断力に対して十分な抵抗力を有するものとなる。このように本実施形態に係る妻部連結金物５０を用いることで、妻部連結金物５０に作用するせん断力に抗することができ、屋根パネル３０に加わる荷重を妻部連結金物５０を介して妻部水平梁２１に伝達することができるものとなり、ひいては屋根パネル３０に作用するモーメントによって屋根パネル３０が棟梁から分割されてしまう等の不具合を抑制した屋根構造とすることができる。
【００７３】
また、平面視で見た場合、妻部連結金物５０には上述のように水平方向にせん断力が作用することとなるが、屋根パネル３０は傾斜した状態で設けられているため、妻面Ｔにおいて、屋根パネル３０の桁梁連結側の端部は、妻部水平梁２１から離間する方向のモーメントを受ける。例えば、図１１（ａ）に示すようなモデルでは、いずれの妻面Ｔであっても、図１１（ｂ）の矢印で示すようなモーメントが妻部連結金物５０に作用する。すなわち、妻部連結金物５０の棟部側には上向きの、妻部連結金物５０の軒部側には下向きの荷重が作用することとなる。かかるモーメントに対して、脚部５２及びスチフナ５３で抵抗する。
【００７４】
このように、妻部連結金物５０には、鉛直方向にもモーメントが作用することとなる。そこで、妻部連結金物５０を、屋根当接部５１と、梁当接部５４と、これらを連結する脚部５２とによって形成すると共に、更に屋根当接部５１と梁当接部５４とに亘ってスチフナ５３を架設することで、妻部連結金物５０に加わる鉛直方向のモーメントに対しても抗することができ、屋根に生じる損傷等の不具合をより確実に抑制することができる。
【００７５】
また、スチフナ５３は、更に脚部５２に連結されている。これによれば、スチフナ５３によって、屋根当接部５１、梁当接部５４及び脚部５２の剛度がさらに高められることとなり、妻部連結金物５０に加わるモーメントに対する抵抗力をより高めることができる。
【００７６】
また、妻部連結金物５０の梁当接部５４は、妻部水平梁２１の上面に当接されて締結され、妻部連結金物５０の屋根当接部５１は、屋根パネル３０の枠体３１の下面を受ける受け部５１ａと、該受け部５１ａから立ち上がって枠体３１の側部に当接する立上り壁５１ｂとを備えている。また、立上り壁５１ｂが枠体３１に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている。これによれば、妻部連結金物５０に設けられた立上り壁５１ｂが、屋根パネル３０の枠体３１の側部に鋲着等により締結される、即ち、妻部連結金物５０と屋根パネル３０との連結方向が、水平方向となる。従って、例えば、暴風時に屋根に吹き上げ力が作用した場合であっても、妻部連結金物５０と屋根パネル３０との締結に用いた締結部材、特に鋲着の場合の釘の引き抜き等が抑制され、屋根に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００７７】
また、妻部水平梁２１には、下方より耐力要素１４が連結されている。これによれば、妻部連結金物５０に作用する荷重を直ちに耐力要素１４に伝達させることができ、屋根部構面体３を支持している部位のうち、妻部連結金物５０以外の部位に過大な荷重が作用することが抑制され、屋根部構面体３に生じる不具合をより確実に抑制することができる。
【００７８】
また、妻部連結金物５０は、棟梁４と桁梁１１の間の中間位置よりも桁梁１１側となる位置に設置されている。これによれば、妻部水平梁２１と屋根パネル３０との間において、棟梁４周囲の下方部分が開放されることとなるので、当該開放部分にガラス窓８０等を設置することが可能となり、意匠性の向上を図ることができる。
【００７９】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、上述の実施形態では、屋根パネル３０の棟部フレーム２Ａ側の固定度を、桁部フレーム２Ｂ側の固定度よりも小さく設定するための構造として、桁部フレーム２Ｂ側に設けられた妻部連結金物５０と、棟部フレーム２Ａの棟梁４と棟柱６とのピン接合を例示しているが、これらに加えて（あるいはこれらに代えて）他の構造を採用してもよい。例えば、棟部１Ａ側の接合金物４０Ａ，４１Ａの数を、桁部１Ｂ側の接合金物４０Ｂ，４１Ｂよりも少なくすることで固定度を小さくしてもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態では、面内剛性を有する屋根部構面体の一例として、一枚の面材を有する屋根パネルを複数連結したものを示したが、せん断力を良好に伝達できる程度に面内剛性を確保できる構成であれば、特に限定されない。例えば、一つの屋根パネルに対して枠体の上面の全体を覆うことができる一枚の面材を用いていたが、枠体の上面に複数枚の面材を並べて覆ってもよい。この場合、面材と面材の突き合わせ部分には下地（中間連結材や中間斜材など）を設けて、当該下地に各面材の縁部を釘で固定し、剛性を確保することが好ましい。また、複数の屋根パネルを連結していたが、大きな枠体を組むことで一つの屋根パネルで屋根部構面体を構成してもよい。
【００８２】
また、変形例として、棟梁４を高い位置に設定し、屋根部構面体３を低い位置に設定することで、室内側への棟梁４の突出（ノイズ）も無くすことができる。この場合、棟梁４のウェブや下フランジに屋根部構面体３を固定する。
【００８３】
また、他の変形例として、棟部第一接合金物の接続片や屋根パネル３０（屋根部構面体３）の高さは変えず、棟梁４の高さを屋根の納まり上問題のない範囲で上方に移動させてもよい。この構成を採用する場合、棟部第一接合金物の断面形状をハット状としたり、棟梁４の下フランジに取り付けたり、棟梁４のウェブに取り付けたり（この場合、棟部第一接合金物は２分割する）することで実現される。このように構成することで、屋根面（屋根部構面体下面、屋根パネル下面）に沿って勾配天井を形成した場合の、棟梁４による突出（ノイズ）を抑えることができる。
【００８４】
また、梁（例えば棟梁４や桁梁１１）としてＨ形鋼を例示したが、上フランジを有する形鋼であればよく、どのような形鋼を用いるかは限定されない。例えば、Ｈ形鋼以外に、溝形鋼（断面コ字状の形鋼、チャンネル）、リップ溝形鋼（Ｃ形鋼、Ｃチャンネル）、Ｔ形鋼（カットＴ）などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…切妻屋根建物、２…主架構、２Ａ…棟部フレーム、２Ｂ…桁部フレーム、３…屋根部構面体、４…棟梁、６…棟柱、１１…桁梁、１２…桁柱、１４…耐力要素、２１…妻部水平梁、３０…屋根パネル、３１…枠体、３２…面材、３３…斜材、３４，３６，３７…連結材、４０Ａ，１４０Ａ…棟部第一接合金物、４０Ｂ，１４０Ｂ…桁部第一接合金物、４１Ａ…棟部第二接合金物、４１Ｂ…桁部第二接合金物、４３Ａ，４３Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ，１４３Ａ，１４３Ｂ，１４６Ａ，１４６Ｂ…固定片、４４Ａ，４４Ｂ，４７Ａ，４７Ｂ，１４４Ａ，１４４Ｂ，１４７Ａ，１４７Ｂ…接合片、５０…妻部連結金物、５１…屋根当接部、５１ａ…受け部、５１ｂ…立上り壁、５２…脚部、５３…スチフナ、５４…梁当接部、１００…屋根構造。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置される一対の桁梁間に当該一対の桁梁よりも上方となる位置に棟梁が設けられ、各前記桁梁と前記棟梁とに亘って面内剛性を有する屋根パネルが、少なくとも前記桁梁の両端部間及び前記棟梁の両端部間に延在する状態で、傾斜状に架設され、
前記各桁梁の端部間に亘って妻部水平梁が架設されて当該各桁梁の両端部にそれぞれ妻部が形成され、各前記妻部には、前記屋根パネルを前記妻部水平梁に固定する妻部連結金物がそれぞれ設けられており、
前記妻部連結金物は、高さ方向の長さよりも前記妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成されて前記屋根パネル及び前記妻部水平梁に接合されている、
ことを特徴とする屋根構造。
【請求項２】
前記妻部連結金物は、前記屋根パネルに当接する屋根当接部と、前記妻部水平梁に当接する梁当接部と、前記屋根当接部と前記梁当接部とを連結する脚部と、前記屋根当接部と前記梁当接部とに亘って架設されたスチフナと、を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。
【請求項３】
前記スチフナは、更に前記脚部に連結されている、ことを特徴とする請求項２に記載の屋根構造。
【請求項４】
前記屋根パネルは、枠体と、前記枠体の面内方向における歪みを抑制する補助材と、を備えて構成され、
前記妻部連結金物の梁当接部は、前記妻部水平梁の上面に当接されて締結され、
前記妻部連結金物の屋根当接部は、前記屋根パネルの枠体の下面を受ける受け部と、該受け部から立ち上がって前記枠体の一方の側部に当接する立上り壁とを備え、
前記立上り壁が前記枠体に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の屋根構造。
【請求項５】
前記妻部水平梁には、下方より耐力要素が連結されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の屋根構造。
【請求項６】
前記妻部連結金物は、前記棟梁と前記桁梁の間の中間位置よりも前記桁梁側となる位置に設置されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の屋根構造。
【請求項１】
互いに平行に配置される一対の桁梁間に当該一対の桁梁よりも上方となる位置に棟梁が設けられ、各前記桁梁と前記棟梁とに亘って面内剛性を有する屋根パネルが、少なくとも前記桁梁の両端部間及び前記棟梁の両端部間に延在する状態で、傾斜状に架設され、
前記各桁梁の端部間に亘って妻部水平梁が架設されて当該各桁梁の両端部にそれぞれ妻部が形成され、各前記妻部には、前記屋根パネルを前記妻部水平梁に固定する妻部連結金物がそれぞれ設けられており、
前記妻部連結金物は、高さ方向の長さよりも前記妻部水平梁の延在方向の長さが長くなるように形成されて前記屋根パネル及び前記妻部水平梁に接合されている、
ことを特徴とする屋根構造。
【請求項２】
前記妻部連結金物は、前記屋根パネルに当接する屋根当接部と、前記妻部水平梁に当接する梁当接部と、前記屋根当接部と前記梁当接部とを連結する脚部と、前記屋根当接部と前記梁当接部とに亘って架設されたスチフナと、を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。
【請求項３】
前記スチフナは、更に前記脚部に連結されている、ことを特徴とする請求項２に記載の屋根構造。
【請求項４】
前記屋根パネルは、枠体と、前記枠体の面内方向における歪みを抑制する補助材と、を備えて構成され、
前記妻部連結金物の梁当接部は、前記妻部水平梁の上面に当接されて締結され、
前記妻部連結金物の屋根当接部は、前記屋根パネルの枠体の下面を受ける受け部と、該受け部から立ち上がって前記枠体の一方の側部に当接する立上り壁とを備え、
前記立上り壁が前記枠体に鋲着、螺着又はボルト接合により締結されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の屋根構造。
【請求項５】
前記妻部水平梁には、下方より耐力要素が連結されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の屋根構造。
【請求項６】
前記妻部連結金物は、前記棟梁と前記桁梁の間の中間位置よりも前記桁梁側となる位置に設置されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の屋根構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６４２７５（Ｐ２０１３−６４２７５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３６７５（Ｐ２０１１−２０３６７５）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
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