JP2007056643A - 建物の室補強枠とそれを使用した建物の室補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本件発明者が先に開発した耐震避避難室付き家屋は強度、耐震性の面で特に問題はない。
【解決手段】 柱材と、横材と、連結材と、延長材を室内で立体枠状に組立てて室を補強できる室補強枠から、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階室天井フレーム、上階隣室天井フレームを突設した。これら部材をすべて金属製とした。
前記柱材を室内の内側の基礎の上に立設固定し、その柱材の下部に床フレームが、上部に天井フレームが形成された室補強枠から金属製の延長材を前記室の隣室の天井の下方に突設して隣室天井フレームを形成し、その隣室天井フレームで隣室の天井を補強するようにした。室補強枠から隣室床フレーム、上階室天井フレーム、上階隣室天井フレームを突設し手、夫々の室を補強するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、既設家屋或は新設家屋の所望とする室内に立体状に組立てることのできる室補強枠と、その室補強枠を使用した建物の室補強構造に関するものであり、建物とその室内の強度を高め、耐震性に優れたものとして、地震時にはその室内を避難室としても使用できるようにしたものである。

家屋は築年数の経過により老朽化するため、強度に優れ、耐用年数の長いものを新築することが望ましい。大型地震が頻発している今日は特に耐震性に優れた家屋が望まれている。地震により家屋が破損、倒壊すると、怪我や人命に関わる事故に繋がるおそれがあるため、建設各社は、家屋の強度、耐震性に関しては多くの研究開発が行われている。その一つとして、本件発明者が先に開発し、特許を取得した耐震避避難室付き家屋がある（特許文献１）。

特許第２７５０８３３号公報

前記特許の耐震避避難室付き家屋は、実際に補強効果があり、耐震性にも優れているため、これまで多くの施工実績があり、特に、これといった問題はない。

本件発明は前記特許の耐震避避難室付き家屋を改良して、一つの室内に設けた補強枠を利用して、他の室内の補強、耐震性の向上を実現できるようにしたものであり、木造家屋に特に適するが、鉄骨系とか、他の構造の建物にも利用でき、平屋建て、２階建て、３階建てといったいずれの階層の建物にも利用できるものである。

本発明の建物の室補強枠は、建物の室内に立体枠状に組立てることができる金属製の室補強枠であり、室内の基礎の上に立設固定される金属製の柱材と、その柱材の下部に連結固定されて床フレームが組立てられる二以上の金属製の床材と、その柱材の上部に連結固定されて天井フレームが組立てられる二以上の金属製の天井材と、前記天井フレームに連結されて前記室の隣室の天井の下に突設されて隣室天井フレームが組立てられる金属製の延長材を備え、これら柱材、床材、天井材、延長材は室内で立体枠状に組立てられるものである。本発明は前記床フレーム又は／及び天井フレームに設けられるプレートや、当該室補強枠の柱間に設けられる筋交いを備えることもできる。

本発明の建物の室補強構造は、室補強枠が建物の室内に立体枠状に組立てられて室が補強された補強建物において、室補強枠は金属製の柱材が室内の基礎の上に立設固定され、その柱材の下部に二以上の金属製の床材が配置連結されて床フレームが形成され、前記柱材の上部に二以上の金属製の天井材が配置連結されて天井フレームが形成されており、この室補強枠から金属製の延長材が前記室の隣室の天井の下方に突設されて隣室天井フレームが組立てられたものである。この場合、前記床フレームや天井フレームにプレートを設け、立体状に組立てられた柱間を筋交いで連結することができる。本発明は前記のように隣室天井フレームを設けるだけでなく、前記室補強枠から金属製の延長材を前記室の隣室の床の上方にも突設して隣室床フレームを組立てることも、室補強枠の柱材を上階室まで延長し、その延長柱材から上階室の天井の下方に上階天井フレームを突設して組立てることも、上階室まで延長した延長柱材から上階室の隣室の天井の下方に上階隣室天井フレームを突設して組立てることもできる。前記隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階隣室天井フレームは金属製の支柱で支持することもできる。前記室補強枠、延長天井フレーム、延長床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームの夫々の内側は壁材、天井材、床材で被覆して通常の室内の壁面、天井面、床面を形成する。

本願の建物の室補強枠は次のような効果がある。
（１）金属製の柱材、金属製の梁材、金属製の桁材、金属製の延伸桁材を備えているので、金属製の柱材を室内の基礎の上に立設固定し、その柱材の下部に金属製の梁材を連結して床フレームを形成し、その柱の上部に金属製の桁材を連結して天井フレームを形成して立体状の補強枠を組立て、その補強枠の桁材に金属製の延伸桁材を連結して隣室の天井の下方に突設すれば、この突設した延伸桁材で当該室の天井を支持することができるため、一つの室内に組み立てた室補強枠を利用して、隣室を補強し、耐震性を向上させることができる。
（２）室補強枠を利用して延伸桁材を隣室の天井の下方に突設するので、隣室にコンクリート基礎を打設する必要がなく、隣室に立体状の補強枠を組立てる必要もないため、少ない部材で、手軽に、安価に、隣室を補強し耐震性を向上させることができる。
（３）プレートと筋交いの双方又は一方をも供えているので、床フレーム、天井フレームの夫々にプレートを設け、立体状に組立てられた補強枠の柱間に筋交いを設けることにより、室補強枠の強度が向上し、室内の補強、耐震性が一層向上する。

本願の建物の室内補強構造は次のような効果がある。
（１）立体状に組立てられた室補強枠の桁材に金属製の延伸桁材が連結されて隣室の天井の下方に突設され、その延伸桁材が建物に連結固定されているので、室補強組立て材が組み立てられた室のみならず、その室の隣室までも補強され、耐震性が向上する。
（２）一つの室内に組み立てた室補強枠を利用して、その室の隣室をも補強し、耐震性を向上させることができるため、隣室にコンクリート基礎を打設する必要がなく、室補強枠を組立てるための柱、梁材、横架材も必要ないため、少ない部材で、手軽に、安価に隣室を補強し、耐震性を向上させることができる。
（３）床フレーム、天井フレームの夫々に補強プレートが設けられ、立体状に組立てられた補強枠の柱間に筋交いが設けられたた場合は、室補強枠の強度が向上し、室内の補強、耐震性が一層向上する。
（４）室補強枠から金属製の延長材が前記室の隣室の床の上方にも突設されて隣室床フレームも組立てられた場合は、隣室の床も補強されるため、室及び建物全体の補強効果、耐震性がより一層向上する。
（５）室補強枠における隣室側の柱材を上階室まで延長し、その延長柱材から上階の天井の下方に上階天井フレームを突設した場合は、上階室の天井も補強されるため、室及び上階室の補強効果、耐震性が向上する。
（６）室補強枠における柱材を上階室まで延長し、その延長柱材から上階の隣室の天井の下方に上階隣室天井フレームを突設して組立てた場合は、上階隣室の天井も補強されるため、室及び上階室及び上階隣室の補強効果、耐震性が向上する。
（７）隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームを金属製の支柱で支持した場合は、それらフレームも補強に伴って隣室、上階室、上階隣室と建物全体の補強、耐震性が格段と向上する。
（８）室補強枠、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームの夫々の内側が壁材、天井材、床材で被覆されたので、室内は通常の建物の内装と同様になる。

（本発明の室補強枠の実施形態１）
本発明の建物の室補強枠の実施形態の一例を、図面を参照して以下に説明する。この実施携帯の室補強枠１は図１のように建物の室内に立体状に組立てられるものであり、次の組み立て部材を備えている。
（１）室内の基礎の上に立設固定される金属製の柱材（図１の２）。
（２）床フレーム、天井フレーム等を形成する床材、天井材、例えば、横材（図１の３）と横材間を連結する連結材（図１の４）。
（３）室補強枠から延長して、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームを形成する延長材（図１、図６の５）、例えば、横材（図１の３）と横材間を連結する連結材（図１の４）。
（４）前記床フレーム、天井フレーム、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームに張られるプレート（図１０、図１１の６）。
（５）立体状に組立てられる室補強枠の柱間に設けられる筋交い（図２の７）。
（６）例えば、柱材間を連結する連結ブラケット（図５の８）。

図示した柱材２（図１）には金属（鋼材）製の角パイプが使用されている。柱材２の形状、寸法、構造、強度などは用途に合わせて選択使用できる。金属製の柱材２の下端内側コーナーには室内のコンクリート製の基礎Ｇ（図２）に固定するための固定材１０（図５）が溶接により固定され、更に、柱材２と固定材１０の上面に補強板１１（図５）が溶接により固定されている。柱材２の所定箇所には連結片１２（図５）が溶接により固定されて内側に突設されている。

図示した横材３（図１）にはＨ型鋼が使用されている。横材３は木造家屋の梁、桁、根太、大引き等のように使用されるものであり、形状、寸法、構造、強度などは用途に合わせて選択使用できる。横材１０の上面又は底面にその軸方向に沿って角パイプによる支持材１３（図８）が溶接により固定されている。横材３の軸方向所定箇所の内面にはＬ字状の連結片１４（図９）が溶接により固定されて側方に突出している。また、横材３の軸方向所定箇所には平板状の連結板１５（図９）が溶接により固定されて側方に突出している。

図示した連結材４（図９）にもＨ型鋼が使用されている。連結材４は横材３間を連結するものであり、その形状、構造、寸法、強度等も用途に合わせて選択することができる。連結材４の軸方向中程には平板状の連結片１６（図９）が溶接により固定されて側方に突出している。横材３、連結材４の軸方向両端には取付け孔１７が開口されている。

延長材５（図１、図５）には前記横材３、連結材４が使用される。

図示したプレート６（図１０、図１１）は金属製の平板であり、その一面中央部に角パイプによる止め材１８が溶接により固定されており、止め材１８の外側角部と他の２箇所の角部に止め穴１９が開口されている。止め材１８は天井板や床板をネジ止めするものであるため、ネジ止めできるものであれば角パイプ以外のものとすることもできる。プレートは強度があれば金属でなくともよい。

図示した筋交い７（図２、図５）は、Ｌ型鋼であり、その軸方向両端に止め孔１９（図５）が開口されている。筋交い７も他の形状、構造、強度のものとすることができる。筋交い７は金属製が好ましい。

金属製の連結ブラケット８（図５）は２本の柱材２を連結したり、筋交い７をボルト・ナットで止めたりするものであり、Ｈ型鋼に縦連結片２０、横連結片２１が溶接により固定されている。

（本発明の建物の室補強構造の実施形態１）
建物の室補強構造の一例を、図面を参照して以下に詳細に説明する。この室補強構造は既存の建物の１階の室内に室補強枠を立体状に組立てる場合を例として説明するが、本発明は新築の建物であっても良く、また、２階建て以上の建物であってもよい。

図示した建物の室補強構造は、図１、図２のように建物のいずれかの部屋（室内）に室補強枠１を室内で立体状に組立て、図９のＬ状の緊結材２２により図２、図３のように室補強枠１の上部を建物の横架材２３に固定し、室補強枠１の上部から隣室天井フレーム２５（図１）を建物の隣室の天井の下方に突設し、その隣室天井フレーム２５を建物の横架材に固定して、室補強枠１が組立てられた室とその隣室を一つの室補強枠１を利用して補強したものである。

図１の室補強枠１を組立てるには、室内のコンクリート製の基礎Ｇの上で建物の柱２６（図２、図７）の内側に柱材２（図２）を立設する。この場合、柱材２は建物の柱２６から離して立てても良く、接触させて立てても良い。基礎Ｇは建物の既存のコンクリート基礎でも、室内の既存のコンクリート基礎の上に施工したコンクリート基礎でも、既存のコンクリート基礎を除去して新たに施工したコンクリート基礎等のいずれであってもよい。基礎は鉄筋が埋込まれたものがよい。立てた柱材２はその下端の固定材１０（図７）の止め孔６にアンカーボルトＢ（図６）を打込んで基礎Ｇに固定する。図１、図２では室内の四隅に立設した４本の柱材２と、それら四隅の柱材２の横に約９０ｃｍの間隔２７（図２）をあけて立設した４本の柱材２の計８本が立設されている。四隅の柱材２とその横の柱材２の間に８本の筋交い７が設けられている。この筋交い７はボルト・ナットでハ字状、逆ハ字状に固定されている。

図１のように立設した８本の柱材２の下方には床フレーム３０が形成されている。この床フレーム３０は８本の柱材２の内側に横材３が配置され、ボルト・ナットで柱材２に固定されて外周フレーム３１が形成され、その内側に数本の横材３が一定間隔で平行に配置されてボルト・ナットで外周フレーム３１に固定され、それら横材３の間に連結材４が一定間隔で平行に配置されてボルト・ナットで横材３に固定されて組み立てられている。

前記８本の柱材２の上方には天井フレーム３２（図１）が形成されている。この天井フレーム３２は８本の柱材２の内側に横材３が配置され、ボルト・ナットで柱材２に固定されて外周フレーム３３が形成され、その内側に横材３が一定間隔で平行に配置されてボルト・ナットで外周フレーム３３に固定され、それら横材３の間に連結材４が一定間隔で平行に配置されてボルト・ナットで横材３に固定されて組み立てられている。

床フレーム３０と天井フレーム３２にはプレート６が配置されている。いずれのプレート６も図７のように床フレーム３０、天井フレーム３２の横材３、連結材４に固定されている連結プレート片１２の上にのせて、ビス止めとかボルト・ナット止めしてある。この場合、床フレーム３０に取付けるプレート６は角パイプによる止め材１８が上向き、天井フレーム３２に取付けるプレート６は角パイプによる止め材１８が下向きになるように取付けてある。

前記のように方形立体状に組立てられた室補強枠１は、建物の横架材２３（図２、図３）に連結固定してもよく、固定しなくともよいが、固定した方が、補強効果が向上する。室補強枠１を建物の横架材２３に連結固定する方法は各種ある。例えば、図２、図３のようなＬ字状の緊結材２２の横板を室補強枠１の天井フレーム３２の外周フレーム３３の上にビスで固定し、縦板を建物の横架材２３に固定することにより連結することができる。

（本発明における隣室天井フレームの取付け例）
図１の室補強枠１の上部には組立てられた隣室天井フレーム２５（図１、図２）は、室補強枠１の天井フレームに数本の延長材５（横材３を使用）の一端がボルト・ナットで連結・固定され、その先端が室補強枠１が組立てられている室の隣室の天井の下方に突出し、その先端部が横材３で連結され、その延長材５の内側に連結材４がボルト・ナットで連結・固定されて、室補強枠１の天井フレームと同様に形成されている。隣室天井フレーム２５は建物の横架材２３（図２、図３）に固定してもよく、固定しなくともよいが、固定した方が補強が確実になる。隣室天井フレーム２５を建物の横架材２３に連結固定する方法は各種ある。例えば、室補強枠１を建物の横架材２３に連結固定する場合と同様に、Ｌ字状の緊結材２２（図９）を使用し、その横板を隣接天井フレーム２５の先端の横材３の上にのせて固定し、縦板を建物の横架材２３に宛がってビスで固定することにより連結することができる。隣接天井フレーム２５は一つの隣室とは限らず、室補強枠１を組立てた室に隣接する他の二以上の隣室に突設して、それら二位以上の隣室を補強することもできる。隣接天井フレーム２５の形状、サイズ、構造、強度等は家屋の構造に合わせて選択する。隣室の天井の幅方向及び奥行き方向の全面ではなく一部の下方にのみ突設することもできる。隣室天井フレームの先端側を金属製の支柱で支持すると補強が向上する。

（本発明における隣室床フレームの取付け例）
図１の室補強枠１の下部に隣室床フレーム突設することもできる。隣室床フレームは室補強枠１の床フレームに数本の横材の一端がボルト・ナットで連結固定され、その先端が室補強枠１が組立てられている室の隣室の床の上方に突設され、その先端部が横材で連結され、それら横材間に連結材がボルト・ナットで連結・固定され組立てられている。隣室床フレームも建物の横架材に固定してもよく、固定しなくともよいが、固定した方が補強が確実になる。隣室床フレームもＬ字状の緊結材を使用して横架材へ固定することができる。隣接床フレームは一つの隣室とは限らず、室補強枠１を組立てた室に隣接する他の二以上の隣室に突設して、それら二以上の隣室の床を補強することもできる。形状、サイズ、構造、強度等は家屋の構造に合わせて選択する。隣室の床の幅方向及び奥行き方向の全面ではなく一部の下方にのみ突設することもできる。隣室床フレームの先端側を金属製の支柱で支持すると補強が向上する。

（本発明における上階室天井フレームの取付け例）
本発明では立体状の室補強枠１の柱材２をその室の上階室まで延長し、その延長柱材から上階室の天井の下方に天井フレーム（上階天井フレーム）を突設して、上階室の天井を補強することもできる。上階天井フレームの形状、サイズ、構造、強度等は家屋の構造に合わせて選択する。上階室の天井の幅方向及び奥行き方向の全面ではなく一部の下方にのみ突設することもできる。

（本発明における上階隣室天井フレームの取付け例）
本発明では立体状の室補強枠１の柱材２をその室の上階室まで延長し、その延長柱材から上階室の隣室の天井の下方に天井フレーム（上階隣室天井フレーム）を突設して、上階室の天井を補強することもできる。上階隣室天井フレームの形状、サイズ、構造、強度等は家屋の構造に合わせて選択する。上階室の天井の幅方向及び奥行き方向の全面ではなく一部の下方にのみ突設することもできる。上階隣室天井フレームの先端側を金属製の支柱で支持すると補強が向上する。

（本発明における室内の内装）
前記のように室を補強した室補強枠、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームといった補強材の夫々は、その内側に壁材、天井材、床材を配置したり、表面材を貼ったりして被覆し、内装される。この場合、プレートの支持材、横材の支持材に天井板、床板等をビス止めすることができる。

本発明の室補強枠と室補強構造の一例を示す斜視図。 本発明の室補強枠と室補強構造の一例の側面説明図。 本発明の室補強構造における室補強枠と建物の横架材の連結構造を示す平面図。 本発明の室補強枠と室補強構造の一例の平面説明図。 本発明の室補強枠の柱材部分の分解図。 本発明の室補強枠と室補強構造における隣室天井フレームの一例の下方からの斜視図。 本発明の室補強枠の柱材の下部組立て図。 本発明の室補強枠の柱材の上部組立て図。 本発明の室補強枠の横材と連結材の分解斜視図。 本発明の隣室天井フレームの一例の分解図。 本発明の室補強枠におけるプレートの一例を示す斜視図。

符号の説明

１ 室補強枠
２ 柱材
３ 横材
４ 連結材
５ 延長材
６ プレート
７ 筋交い
８ 連結ブラケット
１０ 固定材
１１ 補強板
１２ 連結片
１３ 支持材
１４ Ｌ字状の連結片
１５ 連結板
１６ 連結片
１７ 取付け孔
１８ 止め材
１９ 止め孔
２０ 縦連結片
２１ 横連結片
２２ 緊結材
２３ 横架材
２５ 隣室天井フレーム
２６ 建物の柱
２７ 間隔
３０ 床フレーム
３１ 外周フレーム
３２ 天井フレーム
３３ 外周フレーム

Claims (9)

1. 建物の室内に立体枠状に組立てることができる金属製の室補強枠において、その室補強枠は室内の基礎の上に立設固定される金属製の柱材と、その柱材の下部に連結固定されて床フレームが組立てられる二以上の金属製の床材と、その柱材の上部に連結固定されて天井フレームが組立てられる二以上の金属製の天井材と、前記天井フレームに連結されて前記室の隣室の天井の下に突設され天井フレームが組立てられる金属製の延長材を備え、これら柱材、床材、天井材、延長材は室内で立体枠状に組立てられることを特徴とする建物の室補強枠。
2. 請求項１記載の建物の室補強枠において、立体状に組立てられる室補強枠の床フレーム又は／及び天井フレームに設けられるプレートと、当該室補強枠の柱間に設けられる筋交いとの双方又は一方をも備えたことを特徴とする建物の室補強枠。
3. 室補強枠が建物の室内に立体枠状に組立てられて室が補強された補強建物において、室補強枠は金属製の柱材が室内の基礎の上に立設固定され、その柱材の下部に二以上の金属製の床材が配置連結されて床フレームが形成され、前記柱材の上部に二以上の金属製の天井材が配置連結されて天井フレームが形成され、前記室補強枠から金属製の延長材が前記室の隣室の天井の下方に突設されて隣室天井フレームが組立てられたことを特徴とする建物の室補強構造。
4. 請求項３記載の建物の室補強構造において、床フレーム又は／及び天井フレームにプレートが連結され、立体状に組立てられた補強枠の柱間が筋交いで連結されたことを特徴とする建物の室補強構造。
5. 請求項３又は請求項４記載の建物の室補強構造において、室補強枠から金属製の延長材が前記室の隣室の床の上方にも突設されて隣室床フレームも組立てられたことを特徴とする建物の室補強構造。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の建物の室補強構造において、立体状の室補強枠の柱材を上階室まで延長し、その延長柱材から上階室の天井の下方に天井フレームを突設して組立てたことを特徴とする建物の室補強構造。
7. 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の建物の室補強構造において、立体状の室補強枠の柱材を上階室まで延長し、その延長柱材から上階室の隣室の天井の下方に上階隣室天井フレームを突設して組立てたことを特徴とする建物の室補強構造。
8. 請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の建物の室補強構造において、隣室天井フレーム、隣室床フレーム、上階天井フレーム、上階隣室天井フレームが金属製の支柱で支持されたことを特徴とする建物の室補強構造。
9. 請求項３乃至請求項８のいずれかに記載の建物の室補強構造において、室補強枠、延長天井フレーム、延長床フレームの夫々の内側が壁材、天井材、床材で被覆されたことを特徴とする建物の室補強構造。
   
   

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