特許 6351010 建築物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351010

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】建築物

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/32 20060101AFI20180625BHJP

   E04H 9/14 20060101ALI20180625BHJP

   G21C 13/00 20060101ALI20180625BHJP

   E04H 5/02 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/32 101A

   E04H9/14 Z

   G21C13/00 N

   E04H5/02 E

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-187720(P2014-187720)

(22)【出願日】2014年9月16日

(65)【公開番号】特開2016-61031(P2016-61031A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(72)【発明者】

【氏名】新田 康男

(72)【発明者】

【氏名】津嘉田 敬章

(72)【発明者】

【氏名】三浦 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】光井 滋也

【審査官】 星野 聡志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９７８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４３４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２５９１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４９−０４７４９０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０４８５１１８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２２４５６９０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／３２

Ｅ０４Ｈ ５／０２

Ｅ０４Ｈ ９／１４

Ｇ２１Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向する一対の壁部を有する建屋本体と、
該建屋本体の上部を覆う建屋屋根と、を備え、
前記建屋屋根は、
対向する前記一対の壁部間に架け渡され鉄骨で構成された下弦材と、該下弦材の端部側同士をアーチ状に連結し鉄骨で構成された上弦材と、前記下弦材と前記上弦材とを連結し鉄骨で構成された連結材と、を有し、前記建屋本体の上部に配置された屋根支持部と、
前記壁部側から前記一対の壁部間の中心側に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜しつつ前記屋根支持部を覆うように配置され鉄筋コンクリートからなる外屋根部と、を有することを特徴とする建築物。

【請求項2】

前記外屋根部は、アーチ型に構築されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築物に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、原子力発電施設等では、航空機の衝突等といった不測の事態にも耐え得る構造物が要求されつつある。そこで、外部飛来物の衝突による衝撃に耐えうる壁厚に構築された建屋構造物と、建屋構造物の上方に構築された屋根構造物とを有し、建屋構造物と屋根構造物とが分離構成されるとともに互いに独立した基礎構造部を備えた原子炉建屋が提案されている（下記の特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５２８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、例えば、約１００ｍｍ程度のスラブ厚の屋根が設けられ、約４０ｍの大スパンの建築物において、航空機の衝突等の不測の事態を想定して屋根を支持するスラブ厚を厚くすると、スラブを支持する柱・梁等の構造体の負担が大きくなるという問題点がある。

【0005】

また、特許文献１に記載の原子炉建屋では、外部飛来物の衝突を建屋構造物のみで負担するため、建屋構造物の外壁、構造体を強固にする必要があり、建屋構造物の構造体の負担が大きくなるという問題点がある。

【0006】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造体の負担を抑えつつ、安全性の高い建築物を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る建築物は、対向する一対の壁部を有する建屋本体と、該建屋本体の上部を覆う建屋屋根と、を備え、前記建屋屋根は、対向する前記一対の壁部間に架け渡され鉄骨で構成された下弦材と、該下弦材の端部同士をアーチ状に連結し鉄骨で構成された上弦材と、前記下弦材と前記上弦材とを連結し鉄骨で構成された連結材と、を有し、前記建屋本体の上部に配置された屋根支持部と、前記壁部側から前記一対の壁部間の中心側に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜しつつ前記屋根支持部を覆うように配置され鉄筋コンクリートからなる外屋根部と、を有することを特徴とする。

【0008】

このように構成された建築物は、万が一航空機が衝突した場合には、外屋根部に生じる曲げ応力を外屋根部自体及び外屋根部に覆われた屋根支持部の上弦材で負担することができる。また、建屋屋根の両端を支持する脚部等が互いに開く方向へと変形しようとするが、これを屋根支持部の下弦材が拘束するため、建屋屋根の高さを抑えつつ強固な構成とすることができるとともに、支持する柱等への負担が軽減されるため構造物量を低減することができる。したがって、構造体の負担を抑えつつ、安全性を高くすることができる。

【0009】

また、本発明に係る建築物は、外屋根部は、アーチ型に構築されていることが好ましい。

【0010】

このように構成された建築物は、アーチ型に構築された外屋根部は、外屋根部自体の立体的な剛性で自重や外力に抗することができるため、外屋根部の構造物量を低減することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る建築物によれば、構造体の負担を抑えつつ、安全性を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る建築物の斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る建築物の立断面図である。

【図3】本発明の一実施形態の変形例１に係る建築物の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態の変形例２に係る建築物の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態に係る建築物の一例として、原子炉建屋について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る原子炉建屋の斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る原子炉建屋の立断面図である。
図１，２に示すように、原子炉建屋５は、内部に原子炉格納容器（不図示）等が配置された建屋本体２と、建屋本体２の上部を覆うアーチ屋根部５０（建屋屋根）と、を備えている。

【0014】

建屋本体２は、例えば鉄筋コンクリート等により構築されている。建屋本体２は、平面視矩形に形成された床部１１と、床部１１の対向する二辺１１Ａ，１１Ｃそれぞれから立設された第一壁部１２，１２と、各第一壁部１２の上部から略水平に形成された段部１３と、段部１３の端部から立設された第二壁部（壁部）１４とを有している。
これら第一壁部１２、段部１３及び第二壁部１４は、それぞれ一方向且つ鉛直方向に向かって延びている。この一方向をＸ方向とする。

【0015】

さらに、建屋本体２は、床部１１の対向する他の二辺１１Ｂ，１１Ｄそれぞれから立設された側壁部１５，１５を有している。
この側壁部１５は、Ｘ方向と直交する方向且つ鉛直方向に向かって延びている。このＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

【0016】

段部１３には、鉛直方向に向かって延びる排気部２１が設けられている。排気部２１は、建屋本体２の内部に連通され上方に延びる排気塔２２と、該排気塔２２の外側に配置された支持鉄塔２３と、を有している。なお、排気部２１は、建屋本体２とは独立して設けられていてもよい。

【0017】

建屋本体２の側壁部１５の上部１５Ａには、上壁部１６が側壁部１５と一体に設けられている。上壁部１６の上部１６Ａは、第二壁部１４から第二壁部１４，１４間の中心に向かうにしたがって上方に向かうように、湾曲形成されている。

【0018】

図２に示すように、建屋本体２の内部において、複数の柱１８がＸ方向及びＹ方向に間隔を有して複数立設されている。柱１８は、後述するアーチ屋根部５０の下部にまで達している。この柱１８間には、梁１７が配置されている。なお、柱１８は、第二壁部１４のＹ方向中央側に第二壁部１４に沿って配置され、第二壁部１４と構造的に一体とされている。

【0019】

図１，２に示すように、アーチ屋根部５０は、鉄骨で構成された屋根支持部６０と、屋根支持部６０を覆い鉄筋コンクリートで構成された外屋根部６９と、を有している。

【0020】

屋根支持部６０は、タイドアーチ状に形成され、建屋本体２の第一壁部１２の長手方向に間隔を有して複数配置されたタイドアーチ部６１を有している。隣り合うタイドアーチ部６１，６１同士は、連結部材６８により連結されている。

【0021】

タイドアーチ部６１は、Ｙ方向に離間して配置された柱１８，１８に架け渡されるように配置された下弦材６２と、下弦材６２の両端部６２Ａ，６２Ｂ同士をアーチ状に連結する上弦材６３と、下弦材６２と上弦材６３とを連結する複数の連結材６４と、を有している。これら下弦材６２、上弦材６３及び連結材６４は、それぞれ鉄骨で構成されている。

【0022】

下弦材６２は、Ｙ方向に延びるように略水平に配置されている。下弦材６２の両端部６２Ａ，６２Ｂは、柱１８，１８の上部に接合されている。つまり、下弦材６２は、第二壁部１４と構造的に一体された柱１８に支持されている。

【0023】

上弦材６３は、下弦材６２のＹ方向の両端部６２Ａ，６２Ｂから中心に向かうにしたがって次第に上方に向かうように円弧状に構成されている。

【0024】

連結材６４は、下弦材６２と上弦材６３との間を略鉛直方向に連結している。この連結材６４は、下弦材６２の延在方向（Ｙ方向）に離間して、複数配置されている。

【0025】

外屋根部６９は、鉄筋コンクリートでアーチ型に構築されている。換言すると、外屋根部６９は、第二壁部１４から第二壁部１４，１４間の中心に向かうにしたがって、上方に向かって膨らむように湾曲形成されている。なお、本実施形態では、外屋根部６９は、例えば厚さ１．３ｍの鉄筋コンクリートを採用することにより、局部損傷を最小限に抑えることができる。

【0026】

外屋根部６９のＹ方向の両端部６９Ａ，６９Ｃは、それぞれ第二壁部１４，１４の上部１４Ａ，１４Ａに接合されている。また、外屋根部６９のＸ方向の両端部６９Ｂ，６９Ｄは、それぞれ上壁部１６，１６の上部１６Ａ，１６Ａに接合されている。
なお、屋根支持部６０と外屋根部６９とは、図示しないスタッドボルトやボルト・ナット等により接合されている。

【0027】

このように構成された原子炉建屋５では、万が一航空機が衝突した場合には、外屋根部６９に生じる曲げ応力を鉄筋コンクリートで構成された外屋根部６９自体及び外屋根部６９に覆われた屋根支持部６０の上弦材６３で負担することができる。また、アーチ屋根部５０の両端を支持する柱１８，１８等が開く方向へと変形しようとするが、これを屋根支持部６０の下弦材６２が拘束するため、アーチ屋根部５０の高さを抑えつつ強固な構成とすることができるとともに、支持する柱１８等への負担が軽減されるため構造物量を低減することができる。したがって、構造体の負担を抑えつつ、安全性を高くすることができる。

【0028】

また、アーチ型に構築された外屋根部６９は、外屋根部６９自体の立体的な剛性で自重や外力に抗することができるため、外屋根部６９の構造物量を低減することができる。

【0029】

また、アーチ屋根部５０の施工において、鉄骨で屋根支持部６０を構築した後に、鉄筋コンクリートで外屋根部６９を構築する。よって、外屋根部６９を構築する際に、屋根支持部６０が外屋根部６９を構成する鉄筋コンクリートを支持する役割を担うため、支保工等の鉄筋コンクリートを支持する部材を設ける必要がない。

【0030】

（変形例１）
上記に示す実施形態の変形例１について、主に図３を用いて説明する。
図３は、本発明の一実施形態の変形例１に係る建築物の斜視図である。
以下の変形例において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0031】

図３に示すように、原子炉建屋７は、上記に示す実施形態とは屋根の形状が異なり、建屋本体２と、切妻屋根部１５０（建屋屋根）と、を備えている。

【0032】

建屋本体２の側壁部１５の上部１５Ａには、上壁部１１６が設けられている。上壁部１１６の上部１１６Ａは、第二壁部１４から第二壁部１４，１４間の中心に向かうにしたがって次第に上方に向かうように傾斜している。

【0033】

切妻屋根部１５０は、鉄骨で構成された屋根支持部６０（図２参照）と、屋根支持部６０を覆い鉄筋コンクリートで構成された外屋根部１６９と、を有している。

【0034】

外屋根部１６９は、パネル状の一対の屋根パネル１７１，１７２を有している。屋根パネル１７１は、一方の第二壁部１４から第二壁部１４，１４間の中心に向かうにしたがって次第に上方に向かうように配置されている。屋根パネル１７２は、他方の第二壁部１４から第二壁部１４，１４間の中心に向かうにしたがって次第に上方に向かうように配置されている。

【0035】

これら屋根パネル１７１，１７２における第二壁部１４，１４間の中心側の端部１７１Ａ，１７２Ａ同士は、互いに接合されている。また、屋根パネル１７１，１７２における第二壁部１４側の端部１７１Ｂ，１７２Ｂは、それぞれ第二壁部１４，１４の上部１４Ａ，１４Ａに接合されている。屋根パネル１７１における第二壁部１４の長手方向（Ｘ方向）の両端部１７１Ｃ，１７１Ｃは、上壁部１１６，１１６の上部１１６Ａ，１１６Ａに接合されている。屋根パネル１７２における第二壁部１４の長手方向（Ｘ方向）の両端部１７２Ｃ，１７２Ｃは、上壁部１１６，１１６の上部１１６Ａ，１１６Ａに接合されている。このようにして、一対の屋根パネル１７１，１７２により切妻形状の屋根が構築されている。

【0036】

（変形例２）
上記に示す実施形態の変形例２について、主に図４を用いて説明する。
図４は、本発明の一実施形態の変形例２に係る建築物の斜視図である。
図４に示すように、原子炉建屋８は、上記に示す実施形態、変形例１とは屋根の形状が異なり、建屋本体２０２と、傾斜屋根部２５０（建屋屋根）と、を備えている。

【0037】

建屋本体２０２は、平面視矩形に形成された床部２１１と、床部２１１の四辺２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄから立設された四枚の壁部２１２，２１２，２１２，２１２と、を有している。

【0038】

傾斜屋根部２５０は、鉄骨で構成された屋根支持部（不図示）と、屋根支持部を覆い鉄筋コンクリートで構成された外屋根部２６９と、を有している。

【0039】

外屋根部２６９は、壁部２１２側から対向する壁部２１２，２１２間の中心側に向かうにしたがって上方に向かうように形成されている。外屋根部２６９は、パネル状に形成された中央パネル２７１、傾斜パネル２７２、三角パネル２７３及び角パネル２７４を有している。

【0040】

中央パネル２７１は、平面視矩形をなし、平面視で四枚の壁部２１２，２１２，２１２，２１２で囲まれた空間の中心に配置されている。

【0041】

傾斜パネル２７２は、平面視矩形をなし、中央パネル部の四辺２７１Ａ，２７１Ｂ，２７１Ｃ，２７１Ｄからそれぞれに対応する壁部２１２に向かうにしたがって次第に下方に向かうように傾斜配置されている。

【0042】

三角パネル２７３は、平面視三角形をなし、傾斜パネル２７２における中央パネル２７１から離間するにしたがって次第に下方に向かうように傾斜する辺２７２Ａに接合されている。つまり、三角パネル２７３は、隣接する傾斜パネル２７２，２７２同士を連結するように配置されている。三角パネル２７３は、中央パネル２７１側から壁部２１２側に向かうにしたがって次第に下方に向かうように傾斜配置されている。

【0043】

角パネル２７４は、平面視三角形をなし、三角パネル２７３と隣接する壁部２１２，２１２の上部２１２Ａ，２１２Ａとを連結するように、水平に配置されている。

【0044】

Ｙ方向に向かって傾斜パネル２７２、中央パネル２７１、傾斜パネル２７２が配置されている部分では、屋根支持部は上記に示す実施形態のように配置されている。つまり、上弦材は、その端部が下弦材の端部に接合されて、アーチ状に形成されている。
一方、Ｙ方向に向かって角パネル２７４、三角パネル２７３、傾斜パネル２７２、三角パネル２７３、角パネル２７４が配置されている部分では、屋根支持部の下弦材６２（図１参照）は、Ｙ方向に対向する壁部２１２，２１２に架け渡されている。屋根支持部の上弦材は、三角パネル２７３、傾斜パネル２７４の下側に沿って配置されている。つまり、上弦材は、その端部が下弦材のＹ方向の途中部分（下弦材の端部側）に接合されて、アーチ状に形成されている。

【0045】

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0046】

上記に示す実施形態においては、新築の原子炉建屋５について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、第二壁部１４及び側壁部１５の上部に陸屋根が設けられた既存の原子炉建屋において、陸屋根を取り除き、新たにアーチ屋根部５０を設ける補修の場合にも適用可能である。
この場合には、アーチ屋根部５０の端部は、第二壁部１４，１４の上部１４Ａ，１４Ａ、上壁部１６，１６の上部１６Ａ，１６Ａと接合されているため、アーチ屋根部５０が第二壁部１４及び側壁部１５から張り出すことがない。よって、既存の原子炉建屋における段部１３に排気部２１等の既存設備が設けられていても、その位置を変更せずに、補修を行うことができる。

【0047】

また、既存の原子炉建屋の第二壁部１４及び側壁部１５をそのまま利用して補修することができるため、躯体変更に伴う建築容積の増加を抑えることができる。

【符号の説明】

【0048】

２…建屋本体
５…原子炉建屋（建築物）
１４…第二壁部（壁部）
５０…アーチ屋根部（建屋屋根）
６０…屋根支持部
６２…下弦材
６３…上弦材
６４…連結材
６９…外屋根部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】