JP4564409B2 - 追加梁構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨住宅等の既存の鉄骨構造物の利用価値を高めるために、鉄骨住宅等に取り付けられる追加梁の構造に関する。

例えば屋上利用をしていないフラット屋根を持つ鉄骨住宅に、ベランダから登ることが出来る階段を設置する事によって、屋上利用をしていない建物の屋上利用が図れるようになる。近時では地球温暖化対策としての屋上緑化の社会的ニーズが高まっており、将来的には既存建物に階段を後設置するケースが多くなるものと予想される。

屋上利用されていない既存建物に階段を設置し屋上を利用する場合、ペントハウスを新たに設置しその中に階段を設置するなどの方法が取られるが、既存建物の屋根部分を撤去し内装を撤去し、新たに階段を設置し、内装を復旧するなどして多大な労力と費用を要する。

屋外階段の取付方法については幾つかの工法が提案されている。例えば特許文献１には、建物本体の外壁の外側に立設された階段柱と、この階段柱の上端に固着され外壁に沿う取付金物と、外壁に貫通して前記取付金物と建物本体の梁を連結した連結金物とを備えた屋外階段が提案されている。また特許文献２には、ささら桁（階段力桁）の上下端を自由端として、ささら桁を建物躯体の壁面にて支持する工法が示されている。

特開平５−２５６００７号公報 特開平１１−２２１２９号公報

屋上利用をしていない既存建物に階段を設置しようとしたとき、特許文献１に記載の屋外階段によれば、ビス止めのように経年的な振動によって強度が低下することがなく、堅牢な振れ止め構造とすることが可能である。しかしながら、特許文献１に記載の屋外階段では、取付金物と連結金物は鉛直荷重は負担せず、振れ止めの役割を果たしているにすぎず、階段の鉛直荷重を負担するための複数の階段柱を新たに設ける必要があり、施工が煩雑で多くの労力と費用を強いられる。

屋上利用をしていない既存建物に階段を設置しようとしたとき、特許文献２に記載の工法によれば、ささら桁の上下端を自由端とすることにより、階段と床に寸法誤差が発生しても、両者の位置合わせを比較的簡単に行うことができ、比較的容易に施工することができる。しかしながら、特許文献２に記載の工法は、建物躯体の壁面でささら桁を支持するものであるため、躯体が存在する部分にしか階段を設置することができない。

また、比較的簡易な外階段を後設置する場合においても、外階段を建物の骨組みが支えることが出来るようにするために、通常は建物内部に新たな構造材（間柱や梁）を付加し、それに外階段を支えられる構造とする必要がある。しかし、一般に、新たな構造材を付加するためには、内装を撤去し、構造材を挿入し、その後、内装材を復旧しなければならないなど、屋上を利用するために、直接必要な工事（外階段の設置や屋上手摺の設置など）以外に多くの労力と費用を強いられる。

また、鉄骨造の建物では、一般的に柱勝ち工法と梁勝ち工法の２種類の骨組みの構成方法がある。

柱勝ち構法においては、図６に示すように、柱６１の柱頭部分には、４方向に建物本体の梁６２をボルト６３で接合するための埋め込みナット６４が設けられており、建物外周側の面は梁が無いので、当然利用されていないナットが埋め込まれた部分を持っている。このため、例えば外階段を後設置する場合には、図６に示すように、柱６１の柱頭部分の外壁６５に穴６６を開け、柱６１の外壁６５側の空いている埋め込みナットを利用して追加梁６７を取り付けることができ、内装などを撤去し新たな柱を設置せずに、屋外からだけの軽微な工事で階段取付用梁（追加梁６７）を設置することが可能である。

しかしながら、上記の追加梁６７は、必然的に外壁６５より外に跳ね出したものとなり、外階段を後設置する場合には都合が良いものの、例えば屋上に物置、太陽電池、太陽熱温水器、制震装置などの重量物を後設置する際においては、これらの重量物を支持するための支持体として用いるのには非常に都合が悪い。

一方、梁勝ち工法においては、図７に示すように、柱７１と梁７２はジョイント金物７３を介して接合されるため、柱勝ち構法のように柱頭には埋め込みナットを持つ必要が無い。従って既存の柱には埋め込みナットが無いことから、例えば外階段を後設置する場合には、埋め込みナットを持った新たな柱を追加せざるを得ないが、そのためには内装を撤去し、埋め込みナットを持った新たな柱を設置し、内装材を復旧するという大工事を必要とする。

本発明は、以上のような問題点に着目してなされたもので、例えば屋上利用されていない屋上に通じる外階段を後設置したり、屋上に物置、太陽電池、太陽熱温水器、制震装置などの重量物を後設置するような場合において、階段やこれらの重量物を支持するための構造材（特に梁）を簡易に且つ十分な支持構造で設置し得る追加梁構造、及び追加梁の取付方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成すべく成された本発明は、以下の構成を有するものである。
すなわち本発明の追加梁構造は、既存の鉄骨住宅の屋上に追加梁を設けた構造であって、既存梁の上方の屋上床構成材が取り除かれた複数の開口部を貫通して、前記既存梁上に複数の取付金具が固定され、該複数の取付金具上に跨って追加梁が固定され、該追加梁の先端側が鉄骨住宅の外壁より外に跳ね出され自由端が形成されていることを特徴とする。
また、前記追加梁は、屋上に登るための外階段もしくは屋上に設置される重量物を固定するための固定手段を有することを特徴とする。

また、前記固定手段を追加梁の跳ね出し部に有することを特徴とする。

本発明の追加梁構造によれば、例えば屋上利用されていない屋上に通じる外階段を後設置したり、屋上に物置、太陽電池、太陽熱温水器、制震装置などの重量物を後設置するような場合において、階段やこれらの重量物を支持するための追加梁を十分な支持構造で容易に設置することができる。また、内装材を撤去して新たな構造材を付加することなく、屋外側からの工事だけで追加梁を取り付けることができ、容易に且つ低コストで屋上利用を図ることができる。

既存の鉄骨住宅に、屋上に通じる外階段を後設置したり、屋上に物置、太陽電池、太陽熱温水器、制震装置などの重量物を後設置するような場合、階段やこれらの重量物の荷重を直接支える梁（追加梁）を建物本体の受け材に強固に取り付けることにより、追加梁を通して荷重は建物本体の受け材に伝えられ、階段や重量物を構造的に支えることできる。建物本体の受け材としては柱もしくは梁が考えられるが、本発明では外部からの工事のみで可能な屋上の梁（既存梁）に着目し、この既存梁に新たな梁（追加梁）を緊結するようにしたものである。

以下、本発明の好適な実施形態例について図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものではない。

（第一の実施形態例）
図１は本発明の第一の実施形態例に係る追加梁構造を示す断面図、図２は図１中のＡ−Ａ’断面図、図３は図１の追加梁構造によって外階段を支持させた状態を示す断面図である。これらの図において、１１は既存柱、１２は既存梁（Ｈ型鋼）、１３はジョイント金物、１４は取付金具、１５は追加梁（Ｈ型鋼）、１９は防水層１６と断熱層１７と床材１８からなる屋上床構成材、２０は外壁、２１は階段固定手段、３０はささら桁３１と段板３２と踊場３３からなる外階段である。

図１に示すように、本例の鉄骨住宅は梁勝ち工法によるものであり、柱（既存柱）１１と梁（屋上の既存梁）１２はジョイント金物１３を介して接合されている。

本例の追加梁構造は、既存梁１２の上方の屋上床構成材１９が取り除かれた２箇所の開口部２２を貫通して、既存梁１２上に２つの取付金具１４が固定され、これらの取付金具１４上に跨って追加梁１５が固定されているものである。以下、本例の追加梁の取付方法を図面に基づいて説明する。

まず、既存梁１２の上方の屋上床構成材１９の一部を切り欠き撤去する。撤去は屋外（屋上）から、ホルソーなどの穴あけ機械により屋上床構成材１９の材料群（本例では、防水層１６と断熱層１７と床材１８）を一挙に撤去する事が可能である。屋上床構成材１９が取り除かれた２箇所の開口部２２では、既存梁１２は屋上に露出することになり、屋上から既存梁１２の上フランジ１２ａに、取付金具１４を固定するためのボルト穴を穿つことが可能である。なお、既存梁１２の上フランジ１２ａに既存のボルト穴がある場合はその穴を利用することができる。

次に、既存梁１２の上フランジ１２ａに設けたボルト穴を利用して、既存梁１２に取付金具１４をワンサイドボルト２３ａにより固定する。このように、一方向から締め付け施工が可能なワンサイドボルトを用いることにより、屋上から簡単に作業を進めることができる。

次に、開口部２２に屋上床構成材１９を復旧し、防水層１６を取付金具１４にも延長し防水を完全なものとする。

最後に、２つの取付金具１４に跨って追加梁１５をボルト２３ｂにより固定することによって、図１に示したような追加梁構造が構築される。

本例の追加梁構造は、既存の鉄骨住宅の屋上に通じる外階段を支持するためのものであり、追加梁１５は鉄骨住宅の外壁２０より外に跳ね出されて、この跳ね出し部分の上フランジ１５ａには階段固定手段２１としてボルト穴が設けられている。

そして、図３に示すように、階段固定手段（ボルト穴）２１を利用して外階段３０のささら桁３１に取り付けられている固定用部材（アングル材）３４を追加梁１５にボルト２３ｃにより固定することによって、追加梁１５を通して外階段３０の荷重は建物本体の既存梁１２に伝えられ、外階段３０を構造的に支えることできる。

本発明の追加梁構造において、建物本体に追加梁１５を強固に止めつけるためには取付金具１４は最低２箇所は必要である。また、本例のように外階段の荷重を支えるためには、図３に示す控え長さＬ１は跳ね出し長さＬ２の約１．５倍以上確保することが望ましい。これにより、既存梁と追加梁に作用する反力をある程度小さく抑えることができ、より安定した支持構造となる。

また、本例の追加梁構造のように、追加梁１５を鉄骨住宅の外壁２０より外に跳ね出して設けた場合、追加梁１５の跳ね出し部分に滑車などを取り付け、揚重機として利用することもできる。

（参考実施形態例）
図４は本発明の参考実施形態例の追加梁構造によって物置４０を支持させた状態を示す断面図であり、図１の追加梁構造中の部材と同一の部材には同じ符号を付している。

本例の追加梁構造は、図１の追加梁構造と同様に、既存梁１２の上方の屋上床構成材１９が取り除かれた複数の開口部２２を貫通して、既存梁１２上に取付金具１４が固定され、複数の取付金具１４上に跨って追加梁１５が固定されているものである。なお、本例では、図４の紙面垂直方向に同様の構造をもう一つ有しており、並列して配置された２本の追加梁１５を有している。

本例の追加梁構造は、既存の鉄骨住宅の屋上に後設置される物置４０を支持するためのものであるため、追加梁１５は第一の実施形態例のように鉄骨住宅の外壁２０より外に跳ね出されてはいない。また、追加梁１５の上フランジ１５ａには物置固定手段４１として複数のボルト穴が設けられている。

本例の追加梁の取付は、第一の実施形態例と同様にして行うことができる。そして、図４に示すように、物置固定手段（ボルト穴）４１を利用して物置４０の下端に取り付けられている固定用部材（アングル材）４２を追加梁１５にボルト４３により固定することによって、２本の追加梁１５を通して物置４０の荷重は建物本体の２本の既存梁１２に伝えられ、物置４０を構造的に支えることできる。

以上説明した例では既存梁１２の真上に追加梁１５を取り付けているが、既に既存梁の真上に手摺が設けられている場合や、既存梁の位置によっては、例えば図５に示すように上下で偏芯させた取付金具１４を用いることができる。このような形態によれば、既存梁の真上に設けられている手摺を避けることができると共に、追加梁１５を用途に応じて適切な位置に容易に取り付けることが可能である。

このように、本発明の追加梁構造および追加梁の取付方法によれば、屋上に通じる外階段を後設置したり、屋上に物置等の重量物を後設置するような場合において、これらを支持するための追加梁を屋上の梁（既存梁）に緊結するようにしたことにより、内装材を撤去して新たな構造材を付加することなく、屋外側からの工事だけで且つ十分な支持構造で追加梁を容易に設置することができる。

本発明の第一の実施形態例に係る追加梁構造を示す断面図である。 図１中のＡ−Ａ’断面図である。 図１の追加梁構造によって外階段を支持させた状態を示す断面図である。 本発明の参考実施形態例の追加梁構造によって屋上物置を支持させた状態を示す断面図である。 本発明の追加梁構造の別の例を示す断面図である。 柱勝ち構法による鉄骨造の建物を説明するための図である。 梁勝ち構法による鉄骨造の建物を説明するための図である。

１１ 既存柱
１２ 既存梁（Ｈ型鋼）
１２ａ 既存梁の上フランジ
１３ ジョイント金物
１４ 取付金具
１５ 追加梁（Ｈ型鋼）
１５ａ 追加梁の上フランジ
１６ 防水層
１７ 断熱層
１８ 床材
１９ 屋上床構成材
２０ 外壁
２１ 階段固定手段
２２ 開口部
２３ａ〜ｃ ボルト
３０ 外階段
３１ ささら桁
３２ 段板
３３ 踊場
３４ 階段に設けられた固定用部材
４０ 物置
４１ 物置固定手段
４２ 物置に設けられた固定用部材
４３ ボルト
６１、７１ 柱
６２、７２ 梁
６３ ボルト
６４ 埋め込みナット
６５ 外壁
６６ 穴
６７ 追加梁
７３ ジョイント金物

Claims (3)

1. 既存の鉄骨住宅の屋上に追加梁を設けた構造であって、既存梁の上方の屋上床構成材が取り除かれた複数の開口部を貫通して、前記既存梁上に複数の取付金具が固定され、該複数の取付金具上に跨って追加梁が固定され、該追加梁の先端側が鉄骨住宅の外壁より外に跳ね出され自由端が形成されていることを特徴とする追加梁構造。
2. 前記追加梁は、屋上に登るための外階段もしくは屋上に設置される重量物を固定するための固定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の追加梁構造。
3. 前記固定手段を追加梁の跳ね出し部に有することを特徴とする請求項２に記載の追加梁構造。

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