建物
【課題】オープントラス構造とされたトラス梁の大スパン化を可能にすることを目的とする。
【解決手段】鉄骨柱３２の間には、大スパンのトラス梁２４が架設されている。また、桁行方向（矢印Ｙ方向）に隣接する鉄骨柱３２の間には、鉄骨柱３８が設けられている。この鉄骨柱３８の間には、トラス梁４０が架設されている。これらのトラス梁２４、４０によってクリーンルーム１６の床が支持される。従って、トラス梁２４、４０の負担荷重が低減され、トラス梁２４、４０の大スパン化が可能となる。
【解決手段】鉄骨柱３２の間には、大スパンのトラス梁２４が架設されている。また、桁行方向（矢印Ｙ方向）に隣接する鉄骨柱３２の間には、鉄骨柱３８が設けられている。この鉄骨柱３８の間には、トラス梁４０が架設されている。これらのトラス梁２４、４０によってクリーンルーム１６の床が支持される。従って、トラス梁２４、４０の負担荷重が低減され、トラス梁２４、４０の大スパン化が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複数階からなる建物では全階同じスパン割で構築されることが多い。しかしながら、階ごとに用途が異なる建物、即ち、階ごとに必要となる平面スペースが異なる建物では、全階同じスパン割にすると、用途に応じた平面スペースの確保が困難になる。例えば、重層化されたクリーンルームを有する半導体工場や食品・薬品研究所が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
クリーンルームは、通常、大スパンのトラス梁によって大平面スペースが確保され、トラス梁によって形成されたクリーンルームの天井裏に、空調ダクトやファンが設置されるプレナムチャンバ等のメンテナンススペースが設けられる。このようなクリーンルームを有する建物において、メンテナンススペースとは別に、設備機械や配線、配管等を集約する設備室を設けたいとの要望がある。この場合、設備室のスパン割をクリーンルームに合わせると、設備室に充分な平面スペースを確保することができず、逆に、クリーンルームのスパン割を設備室に合わせると、トラス梁の負担面積が増えて斜材等の補強部材が増加し、メンテナンススペースにおける設備用の有効スペースが狭くなってしまう。
【０００４】
一方、特許文献２には、屋根梁材の端部と天井梁材の端部とを束材及び斜材で連結した屋根架構用のトラス梁が提案されている。このトラス梁は、当該トラス梁の端部に設けられた束材及び斜材で剛性を確保することにより、トラス梁の中間部の束材及び斜材を省略したオープントラス構造とされている。しかしながら、トラス梁の中間部では剛性が弱く、大スパン化には限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３６３８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、オープントラス構造とされたトラス梁の大スパン化を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の建物は、第１柱と該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、前記第１トラス梁と直交する方向に並べられた複数の架構と、前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱をそれぞれ連結する連結梁と、前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱の間にそれぞれ設けられ、前記連結梁から上方へ延びる第２柱と、隣接する前記第１トラス梁の間で、前記第２柱の間に架設される第２トラス梁と、前記第１柱と前記第２柱との間に架設された繋ぎ梁を備え、前記第１トラス梁及び第２トラス梁が上弦材及び下弦材を有し、前記上弦材及び前記下弦材の端部同士が束材及び斜材で連結され、前記上弦材及び前記下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている。
【０００８】
上記の構成によれば、架構は、第１柱と当該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、第１トラス梁と直交する方向に複数並べられている。第１トラス梁と直交する方向に隣接する第１柱は、連結梁によってそれぞれ連結されている。また、第１トラス梁と直交する方向に隣接する第１柱の間には、第２柱がそれぞれ設けられている。これらの第１柱と第２柱との間には、繋ぎ梁が架設されている。
【０００９】
また、第２柱は、連結梁から上方へ延びている。即ち、連結梁より上の階では、第１トラス梁と直交する方向の柱本数（スパン割）が、連結梁より下の階よりも多くなっている。また、第２柱の間には、第２トラス梁が架設されている。
【００１０】
第２トラス梁は、第１トラス梁の間に位置している。第１トラス梁及び第２トラス梁は、上弦材及び下弦材を有している。上弦材及び下弦材の端部は束材及び斜材で連結され、上弦材及び下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている。即ち、第１トラス梁及び第２トラス梁は、中央部の斜材が省略されたオープントラス構造とされている。
【００１１】
なお、ここで云う第１トラス梁及び第２トラス梁の中央部とは、第１トラス梁及び第２トラス梁の中間部だけでなく、束材及び斜材で連結された第１トラス梁及び第２トラス梁の端部の間の部位を指す。
【００１２】
ここで、第２柱が連結梁から上方へ延びており、連結梁の下の階には第２柱が存在しない。即ち、連結梁の下の階は柱抜けになるため、第２柱がある連結梁の上の階と比較して平面スペースが広くなっている。
【００１３】
一方、第２柱がある連結梁の上の階では、第２柱がない下の階と比較して、第１トラス梁と直交する方向の柱本数が多くなっており、第１柱の間に架設された第１トラス梁、及び第２柱の間に架設された第２トラス梁によって床等が支持される。従って、第２柱がない連結梁の下の階と比較して、床等を支持する梁数が多くなるため、第１トラス梁及び第２トラス梁の負担荷重が低減される。
【００１４】
よって、オープントラス構造とされた第１トラス梁及び第２トラス梁の大スパン化が可能となり、第１トラス梁及び第２トラス梁で形成された天井裏の設備（例えば、ダクト、配線、配管、フィルタ、ファン）用の有効スペースを広げることができる。
【００１５】
請求項２に記載の建物は、請求項１に記載の建物において、前記第２柱がない前記連結梁の下の階には、耐震部材又は制振部材が設けられている。
【００１６】
上記の構成によれば、第２柱がない連結梁の下の階は、第２柱がある連結梁の上の階と比較して、第１トラス梁と直交する方向のスパンが長くなっており、耐震性能が相対的に小さくなっている。従って、連結梁の下の階に耐震部材又は制振部材、例えば、鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、耐震ブレース、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）を適宜設けることにより、建物全体の耐震性能を効率的に向上させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の建物は、請求項１又は請求項２に記載の建物において、前記第１柱が免震装置で支持されている。
【００１８】
上記の構成によれば、連結梁の下の階は第２柱がなく、柱抜けになっている。従って、第２柱が連結梁の下の階にあり、この第２柱が基礎に達する場合と比較して、免震装置で支持する柱数が少なくなるため、免震装置の必要数量が減少する。また、基礎構造（杭、地盤改良等）が単純化されるため、施工コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記の構成としたので、オープントラス構造とされたトラス梁を大スパン化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る建物の骨組み構造を示す、概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建物を示す、図１の矢印Ｙ方向から見た概略立面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建物を示す、図１の矢印Ｘ方向から見た概略立面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る建物を示す、平面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施形態に係るトラス梁を示す模式図であり、（Ｂ）〜（Ｇ）は本発明の実施形態に係るトラス梁の変形例を示す模式図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物の要部を示す斜視図であり、（Ｂ）は従来の建物を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物の要部を示す斜視図であり、（Ｂ）は従来の建物を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る繋ぎ梁の常時の応力状態を示す、モーメント図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る建物について説明する。
【００２２】
図１〜図４には、本実施形態に係る建物１０が示されている。図１は、建物１０の骨組み構造を示す概略斜視図である。図２は、図１の矢印Ｙ方向から建物１０を見た概略立面図であり、図３は、図１の矢印Ｘ方向から建物１０を見た概略立面図であり、図４は、建物１０の平面図である。なお、説明の便宜上、図１の矢印Ｘで表す方向を建物１０の「張間方向」とし、矢印Ｘと直交する矢印Ｙで表す方向を建物１０の「桁行方向」として説明する場合がある。
【００２３】
本実施形態に係る建物１０は、階によって用途が異なる建物、即ち、階によって必要平面スペース異なる建物に適している。例えば、工場、研究所、倉庫等の大スパン構造の建物、特に、重層化されたクリーンルームを有する半導体工場、食品・薬品研究所等に適している。以下、重層化されたクリーンルームを有する建物を例に本実施形態を説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、種々の建物に適用可能である。
【００２４】
建物１０は複数階（本実施形態では、４階）からなり、最下階（１階）は、張間方向（矢印Ｘ方向）及び桁行方向（矢印Ｙ方向）の二方向大スパン構造とされ、上階（２階〜４階）は、張間方向が大スパンで、桁行方向が最下階（１階）の約半分のスパンとされた一方向大スパン構造とされている。
【００２５】
建物１０の最下階（１階）は、設備機械、配線、配管等が集約される設備室１４とされ、建物１０の上階（２階〜４階）は、重層化されたクリーンルーム１６とされている。クリーンルーム１６の天井裏は、空調ダクトやファンが設置されるプレナムチャンバやＩＳＳ（インター・ステーシャル・スペース）等のメンテナンススペース１８とされており、建物１０の上階ではクリーンルーム１６とメンテナンススペース１８とが交互に設けられている。
【００２６】
建物１０は、桁行方向に併設された２つの骨組み構造２０を有し、これらの骨組み構造２０を中間梁２２で連結して構成されている。各骨組み構造２０は、大スパンのトラス梁２４（第１トラス梁）を有する主架構２６（第１架構）を、張間方向に複数（本実施形態では、３つ）備えている。これらの主架構２６は、トラス梁２４と直交する方向、即ち、桁行方向に略平行に並べられている。
【００２７】
桁行方向に隣接する主架構２６の間には、架構２８がそれぞれ設けられている。つまり、桁行方向には、主架構２６と架構２８とが交互に並べられている。これらの主架構２６と架構２８は連結梁３０、基礎梁４６によって連結されている。
なお、基礎構造は、基礎梁４６に替えてマットスラブ（べた基礎）でも良いし、杭等を適宜設けても良い。
【００２８】
図２に示されるように、主架構２６は、基礎Ｇに立設された一対の鉄骨柱３２と、これらの鉄骨柱３２の間に架設された複数のトラス梁２４を有し、鉄骨柱３２と各トラス梁２４とを剛接合したラーメン構造（マルチメガオープントラス構造）とされている。複数のトラス梁２４は上下方向に間隔を空けて架設され、各トラス梁２４の下の空間がクリーンルーム１６とされている。クリーンルーム１６の天井裏は、トラス梁２４の梁成を階高とするメンテナンススペース１８とされている。
【００２９】
なお、張間方向に隣接する鉄骨柱３２の間には、設備室１４の床を支持する基礎梁３３、及び設備室１４の直上階（２階のクリーンルーム１６）の床を支持する鉄骨梁３４が架設されている。
【００３０】
トラス梁２４は、平行又は略平行に配置された上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂと、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂとを連結する束材２４Ｃ及び斜材２４Ｄを備え、当該トラス梁２４の中央部に斜材２４Ｄがない開口部３６が設けられている。
【００３１】
束材２４Ｃは、トラス梁２４の両端部及び中央部にそれぞれ設けられ、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの間に略垂直に立設されている。この束材２４Ｃによって、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの端部同士、及び上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの中央部同士が連結されている。
【００３２】
一方、斜材２４Ｄは、トラス梁２４の両端部にそれぞれ設けられ、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの間に傾斜して設けられている。この斜材２４Ｄによって、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの端部同士が連結されている。即ち、トラス梁２４の中央部には斜材２４Ｄが設けられておらず、隣接する束材２４Ｃの間に開口部３６が設けられている。この開口部３６は、フィルタ、ファン、ダクト、配線、配管等の配設ルートとして使用される。
【００３３】
なお、ここで云うトラス梁２４の中央部とは、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部だけでなく、束材２４Ｃ及び斜材２４Ｄで連結されたトラス梁２４の端部の間の部位を指す。具体的には、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）に示される模式図のように、符号Ｒ１で示す部位がトラス梁２４の中央部であり、符号Ｒ２で示す部位がトラス梁２４の端部である。このようにトラス梁２４の中央部Ｒ１とは、斜材２４Ｄがない部位を指す。なお、束材２４Ｃの有無は問わないが、トラス梁２４が大スパンになる場合は、トラス梁２４の中央部にも、束材２４Ｃを設けることが望ましい。この場合、束材２４Ｃを設ける位置は、図５（Ａ）に示すように、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部でも良いし、図５（Ｂ）に示されるように、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部からずれた位置でも良い。また、前述した通り、トラス梁２４の中央部Ｒ１には、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）に示されるように、束材２４Ｃを設けてなくても良い。更に、図５（Ｅ）〜図５（Ｇ）に示されるように、斜材２４Ｄの向きや斜材２４Ｄの組み合せは適宜変更可能であり、プラットトラス、ハウトラス、ワーレントラス等の種々のトラス構造をベースにすることができる。
【００３４】
図１及び図３に示されるように、桁行方向に隣接する主架構２６の間に設けられた架構２８は、隣接する鉄骨柱３２の間にそれぞれ設けられた丘立ちの鉄骨柱３８（第２柱）と、これらの鉄骨柱３８の間に架設された複数のトラス梁４０（第２トラス梁）を有し、鉄骨柱３２とトラス梁４０を剛接合したラーメン構造とされている。
【００３５】
鉄骨柱３８は、設備室１４の直上階の床を支持する連結梁３０の中間部に立設され、連結梁３０から上方へ延びている。トラス梁４０は、桁行方向に隣接するトラス梁２４の間に設けられ、トラス梁４０と共にメンテナンススペース１８を構成している。なお、トラス梁４０の構成は、トラス梁２４の構成と同じであるため、説明を省略する。
【００３６】
鉄骨柱３２と鉄骨柱３８の間には、複数の繋ぎ梁４４がそれぞれ架設されている。各繋ぎ梁４４は上下方向に間隔を空け、トラス梁２４、４０の上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂと対応する位置にそれぞれ架設されている。繋ぎ梁４４の両端部は、それぞれ鉄骨柱３２及び鉄骨柱３８と剛接合されている。
【００３７】
ここで、鉄骨柱３８は連結梁３０から上方へ延びており、その下端部（柱脚部）が連結梁３０で支持された丘立ち柱とされている。即ち、鉄骨柱３８が基礎Ｇに達していない。これにより、鉄骨柱３８がある連結梁３０より上の階のクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８では、桁行方向の柱数（鉄骨柱３２と鉄骨柱３８の合計本数）が、鉄骨柱３８がない連結梁３０より下の階の設備室１４よりも多くなっている。
【００３８】
一方、鉄骨柱３８がない連結梁３０より下の階の設備室１４では、桁行方向のスパンが、鉄骨柱３８がある連結梁３０より上階のクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８よりも長くなっている。これにより、設備室１４では、張間方向及び桁行方向の二方向大スパンの大平面スペースが確保されている。
【００３９】
また、設備室１４には、鋼材ブレース（耐震部材）４２（図２参照）が設けられている。この鋼材ブレース４２によって設備室１４の耐震性能の低下が補完されており、鉄骨柱３２の断面積を抑えつつ、設備室の１４の桁行方向の大スパン化、及び設備室の１４の高階高化を実現している。
【００４０】
なお、鋼材ブレース４２に替えて、若しくは鋼材ブレース４２に加えて鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）の種々の耐震部材、制振部材を設けることができる。また、これらの耐震部材、制振部材を設けるのではなく、鉄骨柱３２等の断面積を大きくして、耐震性能、制振性能を確保することも可能である。
【００４１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４２】
図１に示されるように、建物１０の桁行方向（矢印Ｙ方向）に隣接する主架構２６の間には架構２８が設けられており、主架構２６及び架構２８を構成する大スパンのトラス梁２４、４０によって、張間方向（矢印Ｘ方向）の平面スペースが確保されている。
【００４３】
ここで、図６（Ａ）に示されるように、桁行方向に隣接する主架構２６の間に架構２８を設けたことにより、主架構２６及び架構２８のトラス梁２４、４０によって、クリーンルーム１６の床７２（図中の二点鎖線）が支持される。従って、図６（Ｂ）に示す比較例のように、架構２８を設けない構成と比較して、トラス梁２４、４０が負担する床７２の負担面積（支配面積）が減少する。更に、主架構２６及び架構２８が地震荷重を分担する。従って、トラス梁２４、４０の負担荷重が低減され、トラス梁２４、４０の中央部から斜材２４Ｄを省略することができる。
【００４４】
このように本実施形態では、メンテナンススペース１８を構成するトラス梁２４、４０の中央部から斜材２４Ｄを省略可能であるため、設備用の有効スペースを広げることができるとともに、トラス梁２４、４０の大スパン化が可能となる。これにより、例えば、図７（Ａ）に示されるように、斜材２４Ｄがない開口部３６に幅広のダクト６８を貫通させることが可能になり、ダクト６８や配管等の配設ルートの確保が容易になる。一方、図７（Ｂ）に示される比較例では、トラス梁１００の中央部にある斜材１００Ｄが障害となるため、ダクトや配管等のサイズが制限され、配設ルートの確保が困難になる。なお、図７（Ｂ）中の符号１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１０２は、それぞれ上弦材、下弦材、束材、配管である。
【００４５】
また、本実施形態では、架構２８を設けたことにより、床７２（図６（Ａ）参照）の床組みを構成する小梁、筋交い等の二次部材のスパンが短くなるため、図６（Ｂ）に示す構成よりも二次部材の必要数量が減少する。一方、図６（Ｂ）に示す比較例では、床７２の床組みを構成する小梁、筋交い等の二次部材のスパンが長くなるため、本実施形態よりも二次部材の必要数量が増加する。従って、架構２８を設けた本実形態の方が、建物１０全体の部材数が少なくなり、コスト削減を図ることができる。
【００４６】
更に、架構２８は、主架構２６の鉄骨柱３２、架構２８の鉄骨柱３８に剛接された複数の繋ぎ梁４４で支持されている。これらの繋ぎ梁４４は、トラス梁２４、４０の上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂに対応する位置に架設されている。ここで、メンテナンススペース１８には重量が大きい床スラブ等が存在しないため、下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁の負担荷重は、通常、上弦材２４Ａに対応する位置にある繋ぎ梁の負担荷重よりも小さくなる。本実施形態では、この下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁４４を有効活用し、架構２８の鉛直荷重を負担させている。これにより、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁４４が、架構２８の鉛直荷重を分担するため、各繋ぎ梁４４の負担荷重が減少する。従って、各繋ぎ梁４４の梁成を小さくすることができ、丘立ち柱とされた鉄骨柱３８を合理的に支持することができる。更に、各繋ぎ梁４４は、地震荷重も分担するため、鉄骨柱３２、３８の負担が低減される。従って、鉄骨柱３２、３８の断面積を小さく抑えることができる。
【００４７】
また、架構２８の鉄骨柱３８を丘立ち柱にし、設備室１４で柱抜けにしたことにより、設備室１４の平面スペースが大きくなっている。即ち、設備室１４では、鉄骨柱３８があるクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８と比較して、桁行方向のスパンが長くなっており、張間方向及び桁行方向の二方向大スパンの平面スペースが確保されている。従って、クリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８よりも広く、使い易い設備室１４を構築することができる。
【００４８】
更に、二方向大スパンとされ、相対的に耐震性能、制振性能が小さくなった設備室１４に鋼材ブレース４２を設けたことにより、設備室１４の耐震性能の低下を補完されるため、鉄骨柱３２の断面積を抑えつつ、設備室の１４の桁行方向の大スパン化、又は設備室１４の高階高化を図ることができる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る建物の変形例について説明する。
【００５０】
上記実施形態では、桁行方向に隣接する主架構２６の間に１つの架構２８を設けたが、図８に示されるように、主架構２６の間に複数（本変形例では、２つ）の架構２８を設けても良い。これにより、クリーンルーム１６の床７２（図６（Ａ）参照）の鉛直荷重を負担するトラス梁２４、４０（図１参照）が増加するため、更に、トラス梁２４及びトラス梁４０の大スパン化が可能となる。また、トラス梁２４及びトラス梁４０を大スパン化することにより、設備室１４の平面スペースを広くすることができる。
【００５１】
ここで、図９（Ａ）には、桁行方向に隣接する主架構２６の中間部に１つの架構２８を設けた場合のモーメント図が模式的に示されており、図９（Ｂ）には、桁行方向に隣接する主架構２６に等間隔で２つの架構２８を設けた場合のモーメント図が模式的に示されている。図９（Ｂ）から判るように、２つの架構２８を設けた場合は、鉄骨柱３２、３８の曲げ戻し効果によって、中央の繋ぎ梁４４に発生するモーメントが低減される。即ち、桁行方向に隣接する主架構２６の間に複数の架構２８を設けることにより、繋ぎ梁４４の負担を低減することができる。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、矢印で示す鉄骨柱３８の鉛直荷重に起因するモーメント図である。
【００５２】
更に、上記実施形態は、免震構造の建物にも適用可能である。具体的には、図１０に示されるように、建物５０は、基礎５２と、基礎５２の上に構築された上部構造体５４と、基礎５２と上部構造体５４との間に設けられ、上部構造体５４を支持する積層ゴム支承からなる免震装置５６を備えている。上部構造体５４は骨組み構造２０を有し、主架構２６を構成する鉄骨柱３２が免震装置５６の上に立てられている。
【００５３】
ここで、架構２８を構成する鉄骨柱３８は、連結梁３０から最上階の繋ぎ梁４４へ延びており、連結梁３０より下の階の設備室１４には鉄骨柱３８が存在しない。即ち、鉄骨柱３８は、基礎Ｇに達していない。従って、鉄骨柱３８が基礎Ｇに達する場合と比較して、免震装置５６で支持する柱本数が減少する。従って、免震装置５６の必要数量が減少する。また、基礎構造（杭、地盤改良等）が単純化されるため、施工コストを削減することができる。
【００５４】
なお、免震装置５６は、積層ゴム支承に限らず、滑り支承、弾性滑り支承、転がり支承等の種々の免震装置を用いることができる。
【００５５】
更に、上記実施形態では、建物１０の最下階に設備室１４を設けたがこれに限らない。例えば、図１１に示されるように、建物６０の中階に設備室１４を設けても良い。建物６０は複数階（本変形例では、４階）からなり、最下階（１階）及び上階（３階及び４階）がクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８とされ、中階（２階）が設備室１４とされている。
【００５６】
建物６０の下階では、桁行方向に隣接する鉄骨柱３２の間に鉄骨柱６２が設けられている。鉄骨柱３２と鉄骨柱６２との間には、繋ぎ梁６４及び基礎梁６６がそれぞれ架設されている。
【００５７】
建物６０の中階では、桁行方向に隣接する鉄骨柱３２の間に、連結梁３０が架設されている。連結梁３０の中央部には、当該連結梁３０から上方へ延びる鉄骨柱３８が立設されている。また、鉄骨柱３２と鉄骨柱３８との間には、上下方向に間隔を空けて複数の繋ぎ梁４４が架設され、クリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８が交互に設けられている。
【００５８】
一方、鉄骨柱３８がない連結梁３０の下の階は、設備室１４とされている。このように建物６０の中階を部分的に柱抜けにして、設備室１４を設けることも可能である。なお、図示を省略するが、この設備室１４に、鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、耐震ブレース、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）の耐震部材又は制振部材を設けて、耐震性能、制振性能を補完することも可能である。
【００５９】
なお、上記実施形態に係る建物１０、５０、６０では、クリーンルーム１６（メンテナンススペース１８を含む）を重層化したが、クリーンルーム１６は少なくとも１つあれば良く、必ずしも重層化する必要はない。また、上記実施形態では、クリーンルーム１６とメンテナンススペース１８とを交互に設けたが、クリーンルーム１６を連続して設けても良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、２つの骨組み構造２０を張間方向に連続させたが、骨組み構造２０は少なくとも１つあれば良い。更に、骨組み構造２０では、桁行方向に３つの主架構２６を並べたが、主架構２６は桁行方向に少なくとも２つあれば良い。
【００６１】
また、鉄骨柱３２、鉄骨柱３８等には、角形鋼管、丸形鋼管や、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼等を用いることができる。また、鉄骨柱３２は、上記に加えて、コンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）、コンクリート造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造でも良い。同様に、連結梁３０及び繋ぎ梁４４には、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、Ｃ形鋼等の種々の形鋼を用いることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 建物
２４ トラス梁（第１トラス梁）
２４Ａ 上弦材
２４Ｂ 下弦材
２４Ｃ 束材
２４Ｄ 斜材
２６ 主架構（架構）
３２ 鉄骨柱（第１柱）
３６ 開口部
３８ 鉄骨間柱（第２柱）
４０ トラス梁（第２トラス梁）
４２ 鋼材ブレース（耐震部材）
４４ 繋ぎ梁
５０ 建物
５６ 免震装置
６０ 建物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複数階からなる建物では全階同じスパン割で構築されることが多い。しかしながら、階ごとに用途が異なる建物、即ち、階ごとに必要となる平面スペースが異なる建物では、全階同じスパン割にすると、用途に応じた平面スペースの確保が困難になる。例えば、重層化されたクリーンルームを有する半導体工場や食品・薬品研究所が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
クリーンルームは、通常、大スパンのトラス梁によって大平面スペースが確保され、トラス梁によって形成されたクリーンルームの天井裏に、空調ダクトやファンが設置されるプレナムチャンバ等のメンテナンススペースが設けられる。このようなクリーンルームを有する建物において、メンテナンススペースとは別に、設備機械や配線、配管等を集約する設備室を設けたいとの要望がある。この場合、設備室のスパン割をクリーンルームに合わせると、設備室に充分な平面スペースを確保することができず、逆に、クリーンルームのスパン割を設備室に合わせると、トラス梁の負担面積が増えて斜材等の補強部材が増加し、メンテナンススペースにおける設備用の有効スペースが狭くなってしまう。
【０００４】
一方、特許文献２には、屋根梁材の端部と天井梁材の端部とを束材及び斜材で連結した屋根架構用のトラス梁が提案されている。このトラス梁は、当該トラス梁の端部に設けられた束材及び斜材で剛性を確保することにより、トラス梁の中間部の束材及び斜材を省略したオープントラス構造とされている。しかしながら、トラス梁の中間部では剛性が弱く、大スパン化には限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３６３８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、オープントラス構造とされたトラス梁の大スパン化を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の建物は、第１柱と該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、前記第１トラス梁と直交する方向に並べられた複数の架構と、前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱をそれぞれ連結する連結梁と、前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱の間にそれぞれ設けられ、前記連結梁から上方へ延びる第２柱と、隣接する前記第１トラス梁の間で、前記第２柱の間に架設される第２トラス梁と、前記第１柱と前記第２柱との間に架設された繋ぎ梁を備え、前記第１トラス梁及び第２トラス梁が上弦材及び下弦材を有し、前記上弦材及び前記下弦材の端部同士が束材及び斜材で連結され、前記上弦材及び前記下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている。
【０００８】
上記の構成によれば、架構は、第１柱と当該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、第１トラス梁と直交する方向に複数並べられている。第１トラス梁と直交する方向に隣接する第１柱は、連結梁によってそれぞれ連結されている。また、第１トラス梁と直交する方向に隣接する第１柱の間には、第２柱がそれぞれ設けられている。これらの第１柱と第２柱との間には、繋ぎ梁が架設されている。
【０００９】
また、第２柱は、連結梁から上方へ延びている。即ち、連結梁より上の階では、第１トラス梁と直交する方向の柱本数（スパン割）が、連結梁より下の階よりも多くなっている。また、第２柱の間には、第２トラス梁が架設されている。
【００１０】
第２トラス梁は、第１トラス梁の間に位置している。第１トラス梁及び第２トラス梁は、上弦材及び下弦材を有している。上弦材及び下弦材の端部は束材及び斜材で連結され、上弦材及び下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている。即ち、第１トラス梁及び第２トラス梁は、中央部の斜材が省略されたオープントラス構造とされている。
【００１１】
なお、ここで云う第１トラス梁及び第２トラス梁の中央部とは、第１トラス梁及び第２トラス梁の中間部だけでなく、束材及び斜材で連結された第１トラス梁及び第２トラス梁の端部の間の部位を指す。
【００１２】
ここで、第２柱が連結梁から上方へ延びており、連結梁の下の階には第２柱が存在しない。即ち、連結梁の下の階は柱抜けになるため、第２柱がある連結梁の上の階と比較して平面スペースが広くなっている。
【００１３】
一方、第２柱がある連結梁の上の階では、第２柱がない下の階と比較して、第１トラス梁と直交する方向の柱本数が多くなっており、第１柱の間に架設された第１トラス梁、及び第２柱の間に架設された第２トラス梁によって床等が支持される。従って、第２柱がない連結梁の下の階と比較して、床等を支持する梁数が多くなるため、第１トラス梁及び第２トラス梁の負担荷重が低減される。
【００１４】
よって、オープントラス構造とされた第１トラス梁及び第２トラス梁の大スパン化が可能となり、第１トラス梁及び第２トラス梁で形成された天井裏の設備（例えば、ダクト、配線、配管、フィルタ、ファン）用の有効スペースを広げることができる。
【００１５】
請求項２に記載の建物は、請求項１に記載の建物において、前記第２柱がない前記連結梁の下の階には、耐震部材又は制振部材が設けられている。
【００１６】
上記の構成によれば、第２柱がない連結梁の下の階は、第２柱がある連結梁の上の階と比較して、第１トラス梁と直交する方向のスパンが長くなっており、耐震性能が相対的に小さくなっている。従って、連結梁の下の階に耐震部材又は制振部材、例えば、鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、耐震ブレース、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）を適宜設けることにより、建物全体の耐震性能を効率的に向上させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の建物は、請求項１又は請求項２に記載の建物において、前記第１柱が免震装置で支持されている。
【００１８】
上記の構成によれば、連結梁の下の階は第２柱がなく、柱抜けになっている。従って、第２柱が連結梁の下の階にあり、この第２柱が基礎に達する場合と比較して、免震装置で支持する柱数が少なくなるため、免震装置の必要数量が減少する。また、基礎構造（杭、地盤改良等）が単純化されるため、施工コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記の構成としたので、オープントラス構造とされたトラス梁を大スパン化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る建物の骨組み構造を示す、概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建物を示す、図１の矢印Ｙ方向から見た概略立面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建物を示す、図１の矢印Ｘ方向から見た概略立面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る建物を示す、平面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施形態に係るトラス梁を示す模式図であり、（Ｂ）〜（Ｇ）は本発明の実施形態に係るトラス梁の変形例を示す模式図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物の要部を示す斜視図であり、（Ｂ）は従来の建物を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物の要部を示す斜視図であり、（Ｂ）は従来の建物を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る繋ぎ梁の常時の応力状態を示す、モーメント図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す、図３に相当する立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る建物について説明する。
【００２２】
図１〜図４には、本実施形態に係る建物１０が示されている。図１は、建物１０の骨組み構造を示す概略斜視図である。図２は、図１の矢印Ｙ方向から建物１０を見た概略立面図であり、図３は、図１の矢印Ｘ方向から建物１０を見た概略立面図であり、図４は、建物１０の平面図である。なお、説明の便宜上、図１の矢印Ｘで表す方向を建物１０の「張間方向」とし、矢印Ｘと直交する矢印Ｙで表す方向を建物１０の「桁行方向」として説明する場合がある。
【００２３】
本実施形態に係る建物１０は、階によって用途が異なる建物、即ち、階によって必要平面スペース異なる建物に適している。例えば、工場、研究所、倉庫等の大スパン構造の建物、特に、重層化されたクリーンルームを有する半導体工場、食品・薬品研究所等に適している。以下、重層化されたクリーンルームを有する建物を例に本実施形態を説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、種々の建物に適用可能である。
【００２４】
建物１０は複数階（本実施形態では、４階）からなり、最下階（１階）は、張間方向（矢印Ｘ方向）及び桁行方向（矢印Ｙ方向）の二方向大スパン構造とされ、上階（２階〜４階）は、張間方向が大スパンで、桁行方向が最下階（１階）の約半分のスパンとされた一方向大スパン構造とされている。
【００２５】
建物１０の最下階（１階）は、設備機械、配線、配管等が集約される設備室１４とされ、建物１０の上階（２階〜４階）は、重層化されたクリーンルーム１６とされている。クリーンルーム１６の天井裏は、空調ダクトやファンが設置されるプレナムチャンバやＩＳＳ（インター・ステーシャル・スペース）等のメンテナンススペース１８とされており、建物１０の上階ではクリーンルーム１６とメンテナンススペース１８とが交互に設けられている。
【００２６】
建物１０は、桁行方向に併設された２つの骨組み構造２０を有し、これらの骨組み構造２０を中間梁２２で連結して構成されている。各骨組み構造２０は、大スパンのトラス梁２４（第１トラス梁）を有する主架構２６（第１架構）を、張間方向に複数（本実施形態では、３つ）備えている。これらの主架構２６は、トラス梁２４と直交する方向、即ち、桁行方向に略平行に並べられている。
【００２７】
桁行方向に隣接する主架構２６の間には、架構２８がそれぞれ設けられている。つまり、桁行方向には、主架構２６と架構２８とが交互に並べられている。これらの主架構２６と架構２８は連結梁３０、基礎梁４６によって連結されている。
なお、基礎構造は、基礎梁４６に替えてマットスラブ（べた基礎）でも良いし、杭等を適宜設けても良い。
【００２８】
図２に示されるように、主架構２６は、基礎Ｇに立設された一対の鉄骨柱３２と、これらの鉄骨柱３２の間に架設された複数のトラス梁２４を有し、鉄骨柱３２と各トラス梁２４とを剛接合したラーメン構造（マルチメガオープントラス構造）とされている。複数のトラス梁２４は上下方向に間隔を空けて架設され、各トラス梁２４の下の空間がクリーンルーム１６とされている。クリーンルーム１６の天井裏は、トラス梁２４の梁成を階高とするメンテナンススペース１８とされている。
【００２９】
なお、張間方向に隣接する鉄骨柱３２の間には、設備室１４の床を支持する基礎梁３３、及び設備室１４の直上階（２階のクリーンルーム１６）の床を支持する鉄骨梁３４が架設されている。
【００３０】
トラス梁２４は、平行又は略平行に配置された上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂと、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂとを連結する束材２４Ｃ及び斜材２４Ｄを備え、当該トラス梁２４の中央部に斜材２４Ｄがない開口部３６が設けられている。
【００３１】
束材２４Ｃは、トラス梁２４の両端部及び中央部にそれぞれ設けられ、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの間に略垂直に立設されている。この束材２４Ｃによって、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの端部同士、及び上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの中央部同士が連結されている。
【００３２】
一方、斜材２４Ｄは、トラス梁２４の両端部にそれぞれ設けられ、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの間に傾斜して設けられている。この斜材２４Ｄによって、上弦材２４Ａと下弦材２４Ｂの端部同士が連結されている。即ち、トラス梁２４の中央部には斜材２４Ｄが設けられておらず、隣接する束材２４Ｃの間に開口部３６が設けられている。この開口部３６は、フィルタ、ファン、ダクト、配線、配管等の配設ルートとして使用される。
【００３３】
なお、ここで云うトラス梁２４の中央部とは、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部だけでなく、束材２４Ｃ及び斜材２４Ｄで連結されたトラス梁２４の端部の間の部位を指す。具体的には、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）に示される模式図のように、符号Ｒ１で示す部位がトラス梁２４の中央部であり、符号Ｒ２で示す部位がトラス梁２４の端部である。このようにトラス梁２４の中央部Ｒ１とは、斜材２４Ｄがない部位を指す。なお、束材２４Ｃの有無は問わないが、トラス梁２４が大スパンになる場合は、トラス梁２４の中央部にも、束材２４Ｃを設けることが望ましい。この場合、束材２４Ｃを設ける位置は、図５（Ａ）に示すように、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部でも良いし、図５（Ｂ）に示されるように、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂの中間部からずれた位置でも良い。また、前述した通り、トラス梁２４の中央部Ｒ１には、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）に示されるように、束材２４Ｃを設けてなくても良い。更に、図５（Ｅ）〜図５（Ｇ）に示されるように、斜材２４Ｄの向きや斜材２４Ｄの組み合せは適宜変更可能であり、プラットトラス、ハウトラス、ワーレントラス等の種々のトラス構造をベースにすることができる。
【００３４】
図１及び図３に示されるように、桁行方向に隣接する主架構２６の間に設けられた架構２８は、隣接する鉄骨柱３２の間にそれぞれ設けられた丘立ちの鉄骨柱３８（第２柱）と、これらの鉄骨柱３８の間に架設された複数のトラス梁４０（第２トラス梁）を有し、鉄骨柱３２とトラス梁４０を剛接合したラーメン構造とされている。
【００３５】
鉄骨柱３８は、設備室１４の直上階の床を支持する連結梁３０の中間部に立設され、連結梁３０から上方へ延びている。トラス梁４０は、桁行方向に隣接するトラス梁２４の間に設けられ、トラス梁４０と共にメンテナンススペース１８を構成している。なお、トラス梁４０の構成は、トラス梁２４の構成と同じであるため、説明を省略する。
【００３６】
鉄骨柱３２と鉄骨柱３８の間には、複数の繋ぎ梁４４がそれぞれ架設されている。各繋ぎ梁４４は上下方向に間隔を空け、トラス梁２４、４０の上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂと対応する位置にそれぞれ架設されている。繋ぎ梁４４の両端部は、それぞれ鉄骨柱３２及び鉄骨柱３８と剛接合されている。
【００３７】
ここで、鉄骨柱３８は連結梁３０から上方へ延びており、その下端部（柱脚部）が連結梁３０で支持された丘立ち柱とされている。即ち、鉄骨柱３８が基礎Ｇに達していない。これにより、鉄骨柱３８がある連結梁３０より上の階のクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８では、桁行方向の柱数（鉄骨柱３２と鉄骨柱３８の合計本数）が、鉄骨柱３８がない連結梁３０より下の階の設備室１４よりも多くなっている。
【００３８】
一方、鉄骨柱３８がない連結梁３０より下の階の設備室１４では、桁行方向のスパンが、鉄骨柱３８がある連結梁３０より上階のクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８よりも長くなっている。これにより、設備室１４では、張間方向及び桁行方向の二方向大スパンの大平面スペースが確保されている。
【００３９】
また、設備室１４には、鋼材ブレース（耐震部材）４２（図２参照）が設けられている。この鋼材ブレース４２によって設備室１４の耐震性能の低下が補完されており、鉄骨柱３２の断面積を抑えつつ、設備室の１４の桁行方向の大スパン化、及び設備室の１４の高階高化を実現している。
【００４０】
なお、鋼材ブレース４２に替えて、若しくは鋼材ブレース４２に加えて鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）の種々の耐震部材、制振部材を設けることができる。また、これらの耐震部材、制振部材を設けるのではなく、鉄骨柱３２等の断面積を大きくして、耐震性能、制振性能を確保することも可能である。
【００４１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４２】
図１に示されるように、建物１０の桁行方向（矢印Ｙ方向）に隣接する主架構２６の間には架構２８が設けられており、主架構２６及び架構２８を構成する大スパンのトラス梁２４、４０によって、張間方向（矢印Ｘ方向）の平面スペースが確保されている。
【００４３】
ここで、図６（Ａ）に示されるように、桁行方向に隣接する主架構２６の間に架構２８を設けたことにより、主架構２６及び架構２８のトラス梁２４、４０によって、クリーンルーム１６の床７２（図中の二点鎖線）が支持される。従って、図６（Ｂ）に示す比較例のように、架構２８を設けない構成と比較して、トラス梁２４、４０が負担する床７２の負担面積（支配面積）が減少する。更に、主架構２６及び架構２８が地震荷重を分担する。従って、トラス梁２４、４０の負担荷重が低減され、トラス梁２４、４０の中央部から斜材２４Ｄを省略することができる。
【００４４】
このように本実施形態では、メンテナンススペース１８を構成するトラス梁２４、４０の中央部から斜材２４Ｄを省略可能であるため、設備用の有効スペースを広げることができるとともに、トラス梁２４、４０の大スパン化が可能となる。これにより、例えば、図７（Ａ）に示されるように、斜材２４Ｄがない開口部３６に幅広のダクト６８を貫通させることが可能になり、ダクト６８や配管等の配設ルートの確保が容易になる。一方、図７（Ｂ）に示される比較例では、トラス梁１００の中央部にある斜材１００Ｄが障害となるため、ダクトや配管等のサイズが制限され、配設ルートの確保が困難になる。なお、図７（Ｂ）中の符号１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１０２は、それぞれ上弦材、下弦材、束材、配管である。
【００４５】
また、本実施形態では、架構２８を設けたことにより、床７２（図６（Ａ）参照）の床組みを構成する小梁、筋交い等の二次部材のスパンが短くなるため、図６（Ｂ）に示す構成よりも二次部材の必要数量が減少する。一方、図６（Ｂ）に示す比較例では、床７２の床組みを構成する小梁、筋交い等の二次部材のスパンが長くなるため、本実施形態よりも二次部材の必要数量が増加する。従って、架構２８を設けた本実形態の方が、建物１０全体の部材数が少なくなり、コスト削減を図ることができる。
【００４６】
更に、架構２８は、主架構２６の鉄骨柱３２、架構２８の鉄骨柱３８に剛接された複数の繋ぎ梁４４で支持されている。これらの繋ぎ梁４４は、トラス梁２４、４０の上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂに対応する位置に架設されている。ここで、メンテナンススペース１８には重量が大きい床スラブ等が存在しないため、下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁の負担荷重は、通常、上弦材２４Ａに対応する位置にある繋ぎ梁の負担荷重よりも小さくなる。本実施形態では、この下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁４４を有効活用し、架構２８の鉛直荷重を負担させている。これにより、上弦材２４Ａ及び下弦材２４Ｂに対応する位置にある繋ぎ梁４４が、架構２８の鉛直荷重を分担するため、各繋ぎ梁４４の負担荷重が減少する。従って、各繋ぎ梁４４の梁成を小さくすることができ、丘立ち柱とされた鉄骨柱３８を合理的に支持することができる。更に、各繋ぎ梁４４は、地震荷重も分担するため、鉄骨柱３２、３８の負担が低減される。従って、鉄骨柱３２、３８の断面積を小さく抑えることができる。
【００４７】
また、架構２８の鉄骨柱３８を丘立ち柱にし、設備室１４で柱抜けにしたことにより、設備室１４の平面スペースが大きくなっている。即ち、設備室１４では、鉄骨柱３８があるクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８と比較して、桁行方向のスパンが長くなっており、張間方向及び桁行方向の二方向大スパンの平面スペースが確保されている。従って、クリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８よりも広く、使い易い設備室１４を構築することができる。
【００４８】
更に、二方向大スパンとされ、相対的に耐震性能、制振性能が小さくなった設備室１４に鋼材ブレース４２を設けたことにより、設備室１４の耐震性能の低下を補完されるため、鉄骨柱３２の断面積を抑えつつ、設備室の１４の桁行方向の大スパン化、又は設備室１４の高階高化を図ることができる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る建物の変形例について説明する。
【００５０】
上記実施形態では、桁行方向に隣接する主架構２６の間に１つの架構２８を設けたが、図８に示されるように、主架構２６の間に複数（本変形例では、２つ）の架構２８を設けても良い。これにより、クリーンルーム１６の床７２（図６（Ａ）参照）の鉛直荷重を負担するトラス梁２４、４０（図１参照）が増加するため、更に、トラス梁２４及びトラス梁４０の大スパン化が可能となる。また、トラス梁２４及びトラス梁４０を大スパン化することにより、設備室１４の平面スペースを広くすることができる。
【００５１】
ここで、図９（Ａ）には、桁行方向に隣接する主架構２６の中間部に１つの架構２８を設けた場合のモーメント図が模式的に示されており、図９（Ｂ）には、桁行方向に隣接する主架構２６に等間隔で２つの架構２８を設けた場合のモーメント図が模式的に示されている。図９（Ｂ）から判るように、２つの架構２８を設けた場合は、鉄骨柱３２、３８の曲げ戻し効果によって、中央の繋ぎ梁４４に発生するモーメントが低減される。即ち、桁行方向に隣接する主架構２６の間に複数の架構２８を設けることにより、繋ぎ梁４４の負担を低減することができる。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、矢印で示す鉄骨柱３８の鉛直荷重に起因するモーメント図である。
【００５２】
更に、上記実施形態は、免震構造の建物にも適用可能である。具体的には、図１０に示されるように、建物５０は、基礎５２と、基礎５２の上に構築された上部構造体５４と、基礎５２と上部構造体５４との間に設けられ、上部構造体５４を支持する積層ゴム支承からなる免震装置５６を備えている。上部構造体５４は骨組み構造２０を有し、主架構２６を構成する鉄骨柱３２が免震装置５６の上に立てられている。
【００５３】
ここで、架構２８を構成する鉄骨柱３８は、連結梁３０から最上階の繋ぎ梁４４へ延びており、連結梁３０より下の階の設備室１４には鉄骨柱３８が存在しない。即ち、鉄骨柱３８は、基礎Ｇに達していない。従って、鉄骨柱３８が基礎Ｇに達する場合と比較して、免震装置５６で支持する柱本数が減少する。従って、免震装置５６の必要数量が減少する。また、基礎構造（杭、地盤改良等）が単純化されるため、施工コストを削減することができる。
【００５４】
なお、免震装置５６は、積層ゴム支承に限らず、滑り支承、弾性滑り支承、転がり支承等の種々の免震装置を用いることができる。
【００５５】
更に、上記実施形態では、建物１０の最下階に設備室１４を設けたがこれに限らない。例えば、図１１に示されるように、建物６０の中階に設備室１４を設けても良い。建物６０は複数階（本変形例では、４階）からなり、最下階（１階）及び上階（３階及び４階）がクリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８とされ、中階（２階）が設備室１４とされている。
【００５６】
建物６０の下階では、桁行方向に隣接する鉄骨柱３２の間に鉄骨柱６２が設けられている。鉄骨柱３２と鉄骨柱６２との間には、繋ぎ梁６４及び基礎梁６６がそれぞれ架設されている。
【００５７】
建物６０の中階では、桁行方向に隣接する鉄骨柱３２の間に、連結梁３０が架設されている。連結梁３０の中央部には、当該連結梁３０から上方へ延びる鉄骨柱３８が立設されている。また、鉄骨柱３２と鉄骨柱３８との間には、上下方向に間隔を空けて複数の繋ぎ梁４４が架設され、クリーンルーム１６及びメンテナンススペース１８が交互に設けられている。
【００５８】
一方、鉄骨柱３８がない連結梁３０の下の階は、設備室１４とされている。このように建物６０の中階を部分的に柱抜けにして、設備室１４を設けることも可能である。なお、図示を省略するが、この設備室１４に、鋼板耐震壁や鋼板制振壁、ＲＣ（鉄筋コンクリート）耐震壁、耐震ブレース、制振ブレース、各種ダンパ（オイルダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ等）の耐震部材又は制振部材を設けて、耐震性能、制振性能を補完することも可能である。
【００５９】
なお、上記実施形態に係る建物１０、５０、６０では、クリーンルーム１６（メンテナンススペース１８を含む）を重層化したが、クリーンルーム１６は少なくとも１つあれば良く、必ずしも重層化する必要はない。また、上記実施形態では、クリーンルーム１６とメンテナンススペース１８とを交互に設けたが、クリーンルーム１６を連続して設けても良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、２つの骨組み構造２０を張間方向に連続させたが、骨組み構造２０は少なくとも１つあれば良い。更に、骨組み構造２０では、桁行方向に３つの主架構２６を並べたが、主架構２６は桁行方向に少なくとも２つあれば良い。
【００６１】
また、鉄骨柱３２、鉄骨柱３８等には、角形鋼管、丸形鋼管や、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼等を用いることができる。また、鉄骨柱３２は、上記に加えて、コンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）、コンクリート造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造でも良い。同様に、連結梁３０及び繋ぎ梁４４には、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、Ｃ形鋼等の種々の形鋼を用いることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 建物
２４ トラス梁（第１トラス梁）
２４Ａ 上弦材
２４Ｂ 下弦材
２４Ｃ 束材
２４Ｄ 斜材
２６ 主架構（架構）
３２ 鉄骨柱（第１柱）
３６ 開口部
３８ 鉄骨間柱（第２柱）
４０ トラス梁（第２トラス梁）
４２ 鋼材ブレース（耐震部材）
４４ 繋ぎ梁
５０ 建物
５６ 免震装置
６０ 建物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１柱と該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、前記第１トラス梁と直交する方向に並べられた複数の架構と、
前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱をそれぞれ連結する連結梁と、
前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱の間にそれぞれ設けられ、前記連結梁から上方へ延びる第２柱と、
隣接する前記第１トラス梁の間で、前記第２柱の間に架設される第２トラス梁と、
前記第１柱と前記第２柱との間に架設された繋ぎ梁と、
を備え、
前記第１トラス梁及び第２トラス梁が上弦材及び下弦材を有し、
前記上弦材及び前記下弦材の端部同士が束材及び斜材で連結され、前記上弦材及び前記下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている建物。
【請求項２】
前記第２柱がない前記連結梁の下の階には、耐震部材又は制振部材が設けられている請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記第１柱が免震装置で支持されている請求項１又は請求項２に記載の建物。
【請求項１】
第１柱と該第１柱の間に架設された第１トラス梁とを有し、前記第１トラス梁と直交する方向に並べられた複数の架構と、
前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱をそれぞれ連結する連結梁と、
前記第１トラス梁と直交する方向に隣接する前記１第柱の間にそれぞれ設けられ、前記連結梁から上方へ延びる第２柱と、
隣接する前記第１トラス梁の間で、前記第２柱の間に架設される第２トラス梁と、
前記第１柱と前記第２柱との間に架設された繋ぎ梁と、
を備え、
前記第１トラス梁及び第２トラス梁が上弦材及び下弦材を有し、
前記上弦材及び前記下弦材の端部同士が束材及び斜材で連結され、前記上弦材及び前記下弦材の中央部には、斜材がない開口部が設けられている建物。
【請求項２】
前記第２柱がない前記連結梁の下の階には、耐震部材又は制振部材が設けられている請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記第１柱が免震装置で支持されている請求項１又は請求項２に記載の建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６２９８２（Ｐ２０１１−１６２９８２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８２３（Ｐ２０１０−２５８２３）
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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