JP2009256890A - 建築構造体及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の建築構造体では、低層建築と中層・高層建築で柱の断面が大きく異なり、構造体の材料と施工方法が多種多様になることで、建築部材費の低減や建設工期の短縮を阻害している。また、中層・高層建築では、設備用の配管シャフトが間取りを制約している。
【解決手段】
本発明は、柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスからなる建築構造体であり、前記柱は、幅と奥行を建築モジュールの略１／２の寸法とする四角柱で、長さ方向に貫通する空隙を設け、前記ジョイントボックスは、幅と奥行を前記柱と同寸法とする四角柱で、上下面及び側面に空隙を設けると共に、前記柱を奥行方向に複数個連結して一体化した連続柱を構成することにより、低層建築から中層・高層建築まで、構造体の柱を、同一の材料、同一の幅寸法で構成し、前記柱内部の空隙を配管シャフト代わりに利用する建築構造体である。また、その施工方法である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、住宅を主な対象として、工場生産化率の向上を図る建築構造体に関する。

従来の建築では、３階以下の低層建築（戸建住宅や低層アパート等）用には、木材か、軽量鉄骨の１０〜１３ｃｍ角の小断面の柱を適用し、中層・高層建築（マンション等）用には、重量鉄骨造では２０ｃｍ角以上の中断面の柱を、鉄筋コンクリート造では４０ｃｍ角以上の大断面の柱を、それぞれ適用している。これら従来建築について次に説明する。

低層建築では、木造の場合、小断面の柱材や梁材を複数本集積し、上階から下階に向けて集積本数を多くした柱と梁を強固に接合することにより、耐力壁が不要なラーメン構造を構成する建築構造体がある（例えば、特許文献１参照。）。また、鉄骨造の場合、小断面の軽量鉄骨の柱を用いて垂直荷重に対応し、地震や台風による水平外力には、建築モジュール（９０〜１２０ｃｍ）幅の耐力フレームで対応する建築構造体がある（例えば、特許文献２参照。）。尚、低層建築の２階以上に設ける浴室等の住宅設備用の配管は、屋外配管にするのが通常である。屋外には他に雨水排水用の竪樋が設けられている。

一方、中層・高層建築では、重量鉄骨造の場合、上下階の柱は現場溶接で接合し、柱と梁は現場溶接又はリベットで接合するため、建設工事には専門の建築職人が必要である。
更に、建築構造体の施工では、複数階分の長尺の柱を基礎に仮固定し、倒れ防止のとら綱と歪直しワイヤを柱に取り付けた後に、梁を柱に仮止めする工程を取り、各接合部の本締めは、測量機器で測定しながら歪直しワイヤを調節し、柱の倒れを修正した後に行っている（例えば、非特許文献１参照。）。また、鉄筋コンクリート造の場合、構造体の骨組みとなる鉄筋の組立と、コンクリートを流し込む型枠の組立に、重量鉄骨造と同様に、専門の建築職人が必要である。更に、構造設計面では、物件毎に複雑な構造計算を行って各階の柱と梁の断面積と鉄筋量及びセメント強度を設定している。尚、中層・高層建築のマンションでは、キッチンや浴室等の住宅設備用の配管シャフトを設置することで、各住戸の間取りが制約されているが、この問題を解決するために、構造体の柱内部の空隙を配管シャフト代わりに利用する建築構造体がある（例えば、特許文献３参照。）。

ところで、建設現場の省人化と工期短縮及び建設費低減を目的とした住宅の工場生産化率向上（住宅工業化）に向けた取組みについては、住宅設備やサッシ、内外装材、屋根材等の分野では工場製品が普及しているが、構造体の分野では、低層建築分野で、小断面の鉄骨構造体、ツーバイフォーパネル及びプレキャストコンクリートパネルが工場製品として供給されている程度で、普及率は低層建築全体の２〜３割と低く、地元ビルダーの在来木造建築が大半を占めている。また、中層・高層建築分野では、工場製品のプレキャストコンクリートパネルが中層建築の一部に採用されている程度で、現場溶接の重量鉄骨や、鉄筋コンクリートによる在来工法の建築が大半を占めている。また、日本の住宅の建替周期は平均３０年以下と欧米住宅に比べて極端に短く、住宅解体時の廃材は分別回収され、材料毎のリサイクルが取組まれているが、廃棄に回される量も少なくない。

特開２００２−３１７４９５号 公報 特開２００４−３４６５４８号 公報 特開平１０−２５２２１８号 公報 藤本盛久・大野隆司監修、「図解 建築工事の進め方 鉄骨造」市ヶ谷出版社、２００３年５月３０日出版、Ｐ１１４〜１３２

従来、住宅着工件数の約半数ずつを占める低層建築と中層・高層建築では、構造体の柱の断面が大きく異なり、それに伴って構造体全体の材料や施工方法も多種多様で標準化が進まず、建築部材費の低減や建設工期短縮の阻害要因になっている。

例えば、特許文献１の柱構造は、小断面の木材を集積する構造のため、対象が低層建築に限られて中層・高層建築に対応できない点や、階によって柱の幅と奥行の寸法が異なって、柱周りの納まりが統一できない点で、建築構造体としての汎用性が限られる。また、例えば、特許文献２の建築構造体は、小断面の軽量鉄骨を使用する構造のため、やはり、対象が低層建築に限られて中層・高層建築に対応できない点や、建築モジュール幅の耐力フレームにより間取りが制約される点で、建築構造体としての汎用性が限られる。

一方、低層建築で通常施工される２階以上の住宅設備用の屋外配管は、住宅の外観を著しく損なう。また、雨水排水用の竪樋も、本数が多くなると、外観を損なう場合が多い。
また、中層・高層建築では、配管シャフト代りに考案された、例えば、特許文献３の鋼管柱は、力が集中する柱と梁の接合部を避けて、柱自体の側面に配管口を設けるため、柱の構造上許容される断面欠損の範囲内に配管口の大きさが制約される。また、柱と梁の接合部とほぼ同じ高さに設けられる天井空間や床下空間への配管上、柱と梁の接合部を避けた配管口の位置では、横引き配管の納まり寸法が制約される問題がある。

建設現場の職人に関しては、少子高齢化社会の急速な進展による労働人口先細りと豊かな社会で育った若年労働者の３Ｋ（きつい、汚い、危険）職場からの忌避傾向により、特に、木造住宅施工に必要な大工職人や、現場溶接の重量鉄骨施工に必要な溶接職人、鉄筋コンクリート施工に必要な型枠職人と鉄筋組立職人等、在来工法の構造体建設を担う建築職人の確保が年々難しくなっている問題がある。

更に、重量鉄骨の中層・高層建築の施工方法では、柱の建方において、倒れ防止のとら綱や歪直しワイヤの取り付け、柱や梁の各接合部の仮止め、測量機器による柱の倒れ修正と最終段階の各部接合部の本締め等、施工工程が複雑で、施工時間が長くかかる問題がある。また、鉄筋コンクリート造では、近年の耐震偽装問題を契機に、構造計算とその検証プロセスがより複雑になり、構造設計者の負荷が増えている。

住宅の建替周期の短さと、解体廃材の廃棄の現状については、地球環境保護の観点から看過できない問題であるが、日本の住宅の建替周期を短くしている原因として、住宅の主な建替動機である家族構成の変化や高年齢化に伴う間取り改造への制約が上げられる。低層建築では、小断面の柱の構造耐力上、柱間隔を５．４ｍ（３間）以内に配置するのが通常で、住宅平面上に散在する柱が間取りの改造を制約し、中層・高層建築では、設備用の配管シャフトが住戸平面上で固定的な構造となり、間取りの改造を制約している。

また、中層・高層建築分野が抱える問題として、老朽化マンションの建替潜在需要の増加がある。この問題への対応としては、長期耐久性があり、建設費が低廉で短工期のマンションの建設工法が求められている。

本発明は、このような従来技術が抱えている問題を解決しようとするものであり、前述の幾多の課題を解決する手段を提供することを目的とするものである。

第１の課題解決手段は、柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスからなる建築構造体であって、前記柱は、幅と奥行を建築モジュールの略１／２の寸法とする四角柱で、長さ方向に貫通する空隙を有し、前記ジョイントボックスは、幅と奥行を前記柱と同寸法とする四角柱で、上下面及び側面に空隙を有することを特徴とする。

第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段の柱又はジョイントボックスを、前記柱又はジョイントボックスの奥行方向にそれぞれ複数個連結して、一体化した連続柱又は連続ジョイントボックスを構成することを特徴とする。

第３の課題解決手段は、第１〜２の課題解決手段の建築構造体を、鋼材又は鋼材とコンクリートで構成することを特徴とする。

第４の課題解決手段は、施工方法であって、第１〜３の課題解決手段の柱と梁とジョイントボックスと、ボルト、ナットを用いて、１階分の前記ジョイントボックスを基礎又は階下の前記柱に仮固定する第１工程と、１階分の前記梁を前記ジョイントボックス間に配置、接合して、水平の枠体を形成し、前記ジョイントボックスを本固定する第２工程と、１階分の前記柱を前記ジョイントボックスに固定する第３工程を、建築物の各階毎に繰り返して構造体を構築することを特徴とする。

前述第１の課題解決手段による作用は次の通りである。

一つ目の作用は、建物の各階毎に、柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスの３つの構成部品に建築構造体を分離することにより、構造体の全ての構成部品を工場生産や道路輸送に適した部品サイズにできることである。

二つ目の作用は、前記柱の幅と奥行の寸法を、建築モジュールの略１／２とすることにより、次の四つの効果をもたらすことである。

一つ目の効果は、前記柱の同一方向を向く２つの構面ずつに、建築の１モジュール幅の耐力壁に相当（１／２モジュール×２＝１モジュール）する構造耐力を持たせることが可能となり、従来、柱の外に設けていた耐力壁の機能を柱の中に取込むことができることである。

二つ目の効果は、前記柱の構造耐力上必要な外周部を除く内部に、２５ｃｍ角以上の配管用の空隙部が確保され、住宅設備用の配管（汚水配管径１０ｃｍ、雑排水配管径６ｃｍ等）に必要な大きさを満たし、配管シャフトの機能を柱の内部に取込むことができることである。

三つ目の効果は、３階以下の低層建築では、柱の幅と奥行を、従来の小断面の柱の４倍以上の大断面の柱にすることにより、柱間隔を従来の２倍の１０ｍ前後まで広げることができると共に、構造条件の厳しい地下室の本格的な利用が可能になることである。

四つ目の効果は、前記柱を連続柱に展開した場合でも、柱の奥行寸法が建築モジュールの１／２ずつ規則的に増加することで、各階の柱周りの納まりを統一できることである。

また、前述第１の課題解決手段による三つ目の作用は、上下面と側面に空隙を設けた前記ジョイントボックスを介し、上下階の前記柱内部の空隙と天井裏や床下空間が連続的に繋がり、同空隙を利用する配管類の縦配管や、天井裏や床下空間への横引き配管が行えるようになることである。尚、この効果は、柱と梁の接合部を柱から分離して別体のジョイントボックスにすることで、個別の補強構造が可能となり、配管用に十分な大きさの空隙を設けても、接合部に集中する力に耐えられる強固なジョイントボックスを構成できることによる。

前述第２の課題解決手段による作用は次の通りである。一体化した連続柱と連続ジョイントボックスを用いることにより、単一の柱に３階分の構造耐力を持たせれば、２連の柱には２倍の６階分、３連の柱には３倍の９階分、４連の柱には４倍の１２階分の構造耐力を持たせることが可能となり、低層建築から中層・高層建築まで、構造体の柱を同一の材料、同一の幅寸法で構成することができる。尚、連続ジョイントボックスの作用は、上階の単一の前記柱又は連続柱の構造応力を、当該階の連続柱を通じて、下階の連続柱に円滑に伝えることと、連続する空隙を利用して、複数の配管類を配管できることである。

前述第３の解決手段による作用は次の通りである。鋼材で構成する場合は、構造耐力別に標準化された建築用鋼材で構成することにより、建物の各階別の構造負荷に応じて、単一の柱から連続柱まで柱の構成部材を組み換えることで、低層建築から中層・高層建築まで、構造体の柱を同一の材料、同一の幅寸法で構成することができる。また、鋼材とコンクリートで構成する場合は、建築用鋼材で構成した柱や梁およびジョイントボックスを、耐火被覆機能を兼ね備えたコンクリートと一体成形したプレキャストコンクリート製品にすることで、耐火被覆材を構造体に取付ける現場工程を削除し、建設工期を短縮できる。

前述第４の解決手段による作用は次の通りである。一つ目の作用は、各階に取り付けられる柱が精度高く自立し、従来の倒れ防止用のとら綱や歪直し用のワイヤの取付け、及び測量機器による柱の倒れ修正の工程が不要になり、工程が簡素化され、施工作業内容も単純化できることで、施工時間の短縮ができることである。また、付随効果として、ジョイントボックスと基礎アンカー金具の間には、構造体の免震装置を取付けることができる。

二つ目の作用は、柱と梁とジョイントボックスの全ての接合を、ボルト、ナットで行うことにより、建築物の解体時にも、構造体の全ての構成部品を、組立前の状態に取外すことができることである。

本発明の建築構造体により、住宅着工件数の約半数ずつを占めている低層建築と中層・高層建築で大きく異なっている構造体を、一連の繋がりのある構造体に統一できる。このことにより、住宅構造の標準化を促進することが可能となり、住宅の建築部材費の低減と建設工期の短縮が図れる。次に、家族構成の変化や高年齢化に伴う間取りの改造を制約していた住宅平面上に散在する柱や耐力壁及び配管シャフトが無くなり、間取りの自由度が大幅に向上することで、住宅の建替え周期の長期化を図ることができる。次に、低層建築から中層・高層建築まで、単一の柱から、複数の連続柱に展開する明快な構造方式とすることで、構造設計者の負荷を軽減できる。次に、構造体の全ての構成部品を高品質な工場製品とし、組立にボルト、ナットを用いることにより、現場施工作業に熟練工を必要としなくなり、人員確保が難しくなっている建築職人問題を解消できる。次に、建物の解体時にも、構造体の全ての構成部品が組立前の状態に取外せることにより、構造体の構成部品を全て再使用することが可能となり、構造体関連の廃棄物を無くすことができる。次に、中層・高層建築分野が抱える老朽化マンションの建替問題に対しても、具体的な解決策が提供できるようになる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１と図２に基づいて説明する。図１は、柱の幅と奥行の寸法を建築モジュールの略１／２の４５ｃｍとし、柱１と梁２及びジョイントボックス３を建築用鋼材で構成した本発明の建築構造体である。柱１の四角に重量鉄骨の等辺山形鋼１ａを各１本ずつ配置し、柱間隔を１０ｍ前後とした３階分の垂直荷重に耐える構造耐力を持たせている。尚、柱１の部材構成については、構造耐力に応じて、３階分の最上階用の柱には一辺が１０ｃｍの中形等辺山形鋼を、３階分の２階用と１階用の柱には、一辺が夫々１３ｃｍと１５ｃｍの大型等辺山形鋼を用いている。柱１の４つの構面全て、小型の等辺山形鋼１ｂを用いて等辺山形鋼１ａ同士を溶接又はリベットでトラス状に緊結し、等辺山形鋼１ａの座屈止めとすると共に、地震や台風による水平外力への構造耐力を持たせている。柱１の上面と下面には、ジョイントボックス３との接合用の９ｍｍ厚鋼板の接合金具を溶接で取り付け、接合金具の中央には２５ｃｍ角の配管用の空隙部を設け、配管類４とダクト５を配管している。柱１の高さは、天井高を２５０ｃｍとし、床材と天井材の納まり寸法を加えることで、２６５ｃｍとしている。

梁２は、柱間隔を１０ｍ前後とするため、柱間隔の１／２５の４０ｃｍを梁高さとし、１５ｃｍ幅の重量鉄骨のＩ形鋼を加工してウエブ面にハニカム状の空隙を設けた合成梁を用いている。尚、梁２の両端部には、ジョイントボックス３との接合用の接合金具２ａを溶接で取付けている。

ジョイントボックス３は、柱１と梁２の接合部で、垂直加重と水平外力が集中する部位であるため、９ｍｍの厚板鋼板を用いて溶接で強固に箱状に構成して、上面と下面は柱１の断面と同寸法の４５ｃｍ角とし、高さは梁２より上下に５ｃｍずつ高い５０ｃｍとしている。尚、上面と下面に２５ｃｍ角の配管用の空隙部３ａを設け、側面には幅１５ｃｍ、高さ２０ｃｍの空隙部３ｂを設けている。

柱１と梁２とジョイントボックス３は、部品としての加工後にそれぞれ溶融亜鉛メッキを施して長期耐久性を持たせる。

柱１は、柱１の上面と下面に溶接した接合金具に取付けた８個の裏ナットに、上下のジョイントボックス３の上面と下面のボルト孔側から六角ボルトＭ１６を８本ずつ挿入し、ジョイントボックス３に緊固に接合する。尚、ボルトの固定作業はジョイントボックス３の側面の空隙部３ｂから行う。梁２は、梁２の両端部の接合金具２ａのボルト孔側から、ジョイントボックス３の側面裏に取付けた裏ナットに、六角ボルトＭ１６を８本挿入して緊固に接合する。

図２は、柱の幅と奥行の寸法を建築モジュールの略１／２の５５ｃｍとし、柱６と梁７とジョイントボックス８をコンクリートで構成した本発明の建築構造体である。

柱６は、幅と奥行の寸法を４５ｃｍとする図１の建築用鋼材で構成した柱１と同構造の鋼製柱を内蔵し、コンクリート被り厚を鋼製柱の全周に５ｃｍ取ることで、柱６の外形寸法を５５ｃｍにしている。柱６の高さは、建築用鋼材で構成した柱１と同じ２６５ｃｍとしている。柱６の上面と下面および内部には２５ｃｍ角の配管用の空隙部を設けている。

梁７は、高さ４０ｃｍ、幅１５ｃｍの図１の建築用鋼材で構成した梁２と同構造の合成梁７ａを使用し、コンクリート被り厚を合成梁７ａの全周に５ｃｍ取ることで、梁７の全高は５０ｃｍとしている。尚、梁７の両端部には、ジョイントボックス８との接合用の接合金具を内蔵している。

ジョイントボックス８の内部には、９ｍｍの厚板鋼板を用いて溶接で強固に組立てた箱体８ａを内蔵し、コンクリート被り圧を同箱体の全周に５ｃｍ取ることで、上面と下面は柱６の断面と同寸法の５５ｃｍ角とし、高さは梁７と同じ高さの５０ｃｍとしている。上面と下面に２５ｃｍ角の配管用の空隙部８ｂを設け、側面には幅１５ｃｍ、高さ２０ｃｍの配管用の空隙部８ｃを設け、配管類４とダクト５を配管している。

柱６は、コンクリート内部に内蔵する建築用鋼材で構成した鋼製柱の上面と下面に溶接した接合金具に取付けた８個の裏ナットに、上下のジョイントボックス８の上面と下面のボルト孔側から、六角ボルトＭ１６を８本ずつ挿入して緊固に接合する。梁７は、コンクリート内部に内蔵する合成梁７ａの両端部の接合金具に取付けた８個の裏ナットに、ジョイントボックス８の側面のボルト孔側から、六角ボルトＭ１６を８本挿入して緊固に接合する。尚、ボルトの固定作業はジョイントボックス８の側面の空隙部８ｃから行う。

図３は、幅寸法を４５ｃｍ、奥行寸法を１９５ｃｍとする建築用鋼材で構成した本発明の建築構造体の４連続柱１１の構成例である。前記柱１１の上面と下面と内部には、４連続の配管用の空隙部１１ｄを設けている。前記柱１１の上面と下面の接合金具１１ｃは、一枚板の９ｍｍの厚板鋼板とすると共に、前記柱１１の等辺山形鋼１１ａ同士は、小形の等辺山形鋼１１ｂのトラス間隔の位置に合せてピッチ溶接し、連続柱としての一体性を高めている。

図４は、幅寸法を４５ｃｍ、奥行寸法を１９５ｃｍとする建築用鋼材で構成した本発明の建築構造体の４連続ジョイントボックス１２の構成例である。前記ジョイントボックス１２の上面と下面と内部には、４連続の配管用の空隙部１２ｃを設けている。また、前記ジョイントボックス１２の側面にも配管用の空隙部１２ｄを設けている。前記ジョイントボックス１２の上面と下面の接合金具１２ａと奥行方向の側面板１２ｂは、それぞれ一枚板の９ｍｍの厚板鋼板とし、４連続ジョイントボックスとしての一体性を高めている。前記ジョイントボックスの高さは５０ｃｍとする。

図５は、１２階建て高層住宅１３に本発明の建築構造体を適用した構成例を示す断面図である。単一の柱１に３階分の構造耐力を持たせ、２連続柱９、３連続柱１０、４連続柱１１を選択して、上階から下階に向け、各階の構造耐力に応じた柱を配置している。

図６は、本発明の建築構造体を適用した３階建て住宅の構造体の施工方法を示す施工概念図である。構造体の建方の一番工程で、高さ・位置共高い寸法精度で基礎１４に埋め込んだ基礎アンカー金具１４ａにジョイントボックス３を仮固定し、二番工程で、ジョイントボックス３の間に梁２を配置して相互に接合し、水平の枠体を形成すると共に、ジョイントボックス３を基礎アンカー金具１４ａに本固定し、三番工程で、１階分の柱１を六角ボルト８本ずつでジョイントボックス３に固定する。２階以上は基礎アンカー金具１４ａを階下の柱上面の接続金具１ｃに読み替えて、同様の工程を各階毎に繰り返し行い、３階建ての建築構造体を構築する施工方法である。

図６は、本発明の建築構造体を適用した地上２階、地下１階建ての低層住宅１５の地下１階の平面図である。南面間口１０ｍ、南北奥行１１ｍの建築面積を全面地下室として、住宅の四角の柱１５ａ以外は柱の無い自由な間取り空間を確保している。住宅設備用の配管類や竪樋は、柱１５ａの内部の配管用の空隙部１５ｂに配管する。

図７は、本発明の建築構造体を適用した１２階建て高層住宅１６の１階部分の住戸平面図である。南面間口１０ｍ、南北奥行１１ｍの住戸平面上には、柱と配管シャフトの無い自由な間取り空間を確保している。柱は、１２階建ての１階用として、４連続柱１６ａを適用している。隣接住戸との戸境壁１６ｃは、遮音性能向上を目的に二重壁にし、戸境壁１６ｃ内部に４連続柱１６ａを構成することにより、各住戸内部に柱形が全く出ない空間を作り出している。住宅設備の配管類は４連続柱１６ａの内部の配管用の空隙部１６ｂに配管する。

建築物の対象を中層建築以下に絞る場合は、単一の柱１に持たせる構造耐力を２階分として、前記柱１の構成部材の品種を削減することができる。また、建築物の対象を超高層建築まで広げる場合は、単一の柱１の構成部材の強度を上げて、前記柱１に持たせる構造耐力を４〜５階分とすることも可能である。

本発明の鋼材で構成した建築構造体の組立図である。 本発明のコンクリートで構成した建築構造体の組立図である。 本発明の４連続柱の構成例を示す姿図である。 本発明の４連続ジョイントボックスの構成例を示す姿図である。 本発明の建築構造体を適用した高層住宅の構造体断面図である。 本発明の建築構造体を適用した低層住宅の構造体の施工概念図である。 本発明の建築構造体を適用した低層住宅の地下１階平面図である。 本発明の建築構造体を適用した高層住宅の1階の住戸平面図である。

符号の説明

１ 柱
１ａ 等辺山形鋼
１ｂ 等辺山形鋼
１ｃ 接合金具
２ 梁
２ａ 接合金具
３ ジョイントボックス
３ａ 空隙部
３ｂ 空隙部
４ 配管
５ ダクト
６ 柱
７ 梁
７ａ 合成梁
８ ジョイントボックス
８ａ 箱体
８ｂ 空隙部
８ｃ 空隙部
９ ２連続柱
１０ ３連続柱
１１ ４連続柱
１１ａ 等辺山形鋼
１１ｂ 等辺山形鋼
１１ｃ 接合金具
１１ｄ 空隙部
１２ ４連続ジョイントボックス
１２ａ 接合金具
１２ｂ 側面板
１２ｃ 空隙部
１２ｄ 空隙部
１３ 高層住宅
１４ 基礎
１４ａ 基礎アンカー金具
１５ 低層住宅の地下１階平面
１５ａ 柱
１５ｂ 空隙部
１６ 高層住宅の１階住戸平面
１６ａ ４連続柱
１６ｂ 空隙部
１６ｃ 戸境壁

第１の課題解決手段は、柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスからなる建築構造体であって、前記柱は、幅と奥行を建築モジュールの略１／２の寸法とする四角柱状で、柱の四角に立設する鉄骨と、隣接する前記鉄骨同士をトラス状に緊結する鉄骨とで構成して、長さ方向に貫通する住宅設備配管用空隙を有し、前記梁は鋼製梁とし、前記ジョイントボックスは、幅と奥行を前記柱と同寸法とする鋼板製の箱状の構造で、上下面及び側面に住宅設備配管用空隙を有することを特徴とする。

第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段の建築構造体を適用する建築物において、各階の構造耐力に応じて、第１の課題解決手段の柱とジョイントボックスを奥行方向にそれぞれ複数個連結して、一体化した連続柱と連続ジョイントボックスを構成し、前記連続ジョイントボックス側面に第１の課題解決手段の梁を接合して構造体を構成することを特徴とする。

第３の課題解決手段は、施工方法であって、第１又は第２の課題解決手段の建築構造体と、ボルト、ナットを用いて、１階分の前記ジョイントボックスを基礎アンカー金具又は階下の前記柱に仮固定する第１工程と、１階分の前記梁を前記ジョイントボックス間に配置、接合して、水平の枠体を形成し、前記ジョイントボックスを本固定する第２工程と、１階分の前記柱を前記ジョイントボックスに固定する第３工程を、建築物の各階毎に繰り返して構造体を構築することを特徴とする。

前述第１の課題解決手段による四つ目の作用は次の通りである。鋼材で構成する場合は、構造耐力別に標準化された建築用鋼材で構成することにより、建物の各階別の構造負荷に応じて、単一の柱から連続柱まで柱の構成部材を組み換えることで、低層建築から中層・高層建築まで、構造体の柱を同一の材料、同一の幅寸法で構成することができる。また、鋼材とコンクリートで構成する場合は、建築用鋼材で構成した柱や梁およびジョイントボックスを、耐火被覆機能を兼ね備えたコンクリートと一体成形したプレキャストコンクリート製品にすることで、耐火被覆材を構造体に取付ける現場工程を削除し、建設工期を短縮できる。

図４は、幅寸法を４５ｃｍ、奥行寸法を１９５ｃｍとする建築用鋼材で構成した本発明の４連続ジョイントボックス１２の構成例である。尚、梁２は、段落番号「００３６」及び「００４５」に記述するように、ジョイントボックスの側面に接合可能である。前記ジョイントボックス１２の上面と下面と内部には、４連続の配管用の空隙部１２ｃを設けている。又、前記ジョイントボックス１２の側面にも配管用の空隙部１２ｄを設けている。前記ジョイントボックス１２の上面と下面の接合金具１２ａと奥行方向の側面板１２ｂは、それぞれ一枚板の９ｍｍの厚板鋼板とし、４連続ジョイントボックスとしての一体性を高めている。前記ジョイントボックスの高さは５０ｃｍとする。

図７は、本発明の建築構造体を適用した地上２階、地下１階建ての低層住宅１５の地下１階の平面図である。南面間口１０ｍ、南北奥行１１ｍの建築面積を全面地下室として、住宅の四角の柱１５ａ以外は柱の無い自由な間取り空間を確保している。住宅設備用の配管類や竪樋は、柱１５ａの内部の配管用の空隙部１５ｂに配管する。

図８は、本発明の建築構造体を適用した１２階建て高層住宅１３の１階部分の住戸平面１６である。南面間口１０ｍ、南北奥行１１ｍの住戸平面上には、柱と配管シャフトの無い自由な間取り空間を確保している。柱は、１２階建ての１階用として、４連続柱１６ａを適用している。隣接住戸との戸境壁１６ｃは、遮音性能向上を目的に二重壁にし、戸境壁１６ｃ内部に４連続柱１６ａを構成することにより、各住戸内部に柱形が全く出ない空間を作り出している。住宅設備の配管類は４連続柱１６ａの内部の配管用の空隙部１６ｂに配管する。

第１の課題解決手段は、柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスからなる建築構造体であって、前記柱は、幅と奥行を建築モジュールの略１／２の寸法とする四角柱状で、柱の四角に立設する鉄骨と、隣接する前記鉄骨同士をトラス状に緊結する鉄骨とで構成して、長さ方向に貫通する住宅設備配管用空隙を有し、前記梁は鋼製梁とし、前記ジョイントボックスは、幅と奥行を前記柱と同寸法とする鋼板製の箱状の構造で、上下面及び側面に前記柱内部の空隙と繋がる住宅設備配管用空隙を有することを特徴とする。

Claims (4)

1. 柱と梁と、前記柱と梁を接合するジョイントボックスからなる建築構造体であって、前記柱は、幅と奥行の寸法を建築モジュールの略１／２とする四角柱で、長さ方向に貫通する空隙を有し、前記ジョイントボックスは、幅と奥行を前記柱と同寸法とする四角柱で、上下面及び側面に空隙を有することを特徴とする建築構造体。
2. 請求項１記載の柱又はジョイントボックスを、前記柱又はジョイントボックスの奥行方向にそれぞれ複数個連結して、一体化した連続柱又は連続ジョイントボックスを構成することを特徴とする建築構造体。
3. 鋼材又は鋼材とコンクリートで構成することを特徴とする請求項１〜２記載の建築構造体。
4. 請求項１〜３記載の柱と梁とジョイントボックスと、ボルト、ナットを用いて、１階分の前記ジョイントボックスを基礎又は階下の前記柱に仮固定する第１工程と、１階分の前記梁を前記ジョイントボックス間に配置、接合して水平の枠体を形成し、前記ジョイントボックスを本固定する第２工程と、１階分の前記柱を前記ジョイントボックスに固定する第３工程を、建築物の各階毎に繰り返して構造体を構築することを特徴とする施工方法。

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