JP2010159580A - ユニット式建物 - Google Patents

Abstract

【課題】建物ユニット自体の水平耐力を低下させずに建物全体の水平剛性を向上させることができるとともに、建物設計上の制約を受け難いユニット式建物を提供すること。
【解決手段】隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部７を有するユニット式建物１において、隣り合う建物ユニットの互いに対向する柱間に渡って剛性付加要素８を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部を有するユニット式建物に関する。

複数の建物ユニットからなるユニット式建物において、所定の建物ユニットにおけるラーメンフレーム内にサブフレーム（剛性付加要素）を設置することにより、ユニット式建物全体の水平剛性を向上させた構造がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の剛性付加要素としては、建物ユニットの上下の梁を連結する間柱と、この間柱と建物ユニットの柱とを連結する上弦材および下弦材と、これらの上弦材および下弦材の端部を相互に連結すると共に、互いに交差する一対の傾斜材とからなるトラス構造を有するものが用いられている。

特開平１１−３２４１２３号公報

しかし、特許文献１に記載の構造では、付加した傾斜材から柱に作用する力や、間柱から上下の梁に作用する力などの影響によって、建物ユニット自体の耐力機構（崩壊メカニズム）が変化し、その結果として剛性付加要素を設けない場合よりも建物ユニットの水平耐力が低下してしまうことがある。
さらに、傾斜材などを配置した位置には開口が設けられない等の設計上の制約を受けたり、建物を設計する際に剛性付加要素を設けた建物ユニット毎に解析用のデータを別途用意する必要が生じたりするなどの問題がある。

本発明の目的は、建物ユニット自体の水平耐力を低下させずに建物全体の水平剛性を向上させることができるとともに、建物設計上の制約を受け難いユニット式建物を提供することである。

本発明のユニット式建物は、隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部７を有するユニット式建物１において、前記隣り合う建物ユニットの互いに対向する柱１０間に渡って剛性付加要素８が設けられることを特徴とする。
この発明によれば、離し置き部７に剛性付加要素８が設けられるので、建物ユニットの骨組み１３内に間柱等を設ける必要がなくなり、建物ユニット自体の耐力機構の変化を抑制して、水平耐力の低下を防止することができる。
さらに、建物ユニットに開口を設けることができる等の設計上の制約を受け難くすることができる。
また、建物を設計する際には従来の建物ユニットの解析用データを用いることができるので、剛性付加要素８を設けた建物ユニットの解析用データを別途用意する必要がない。

本発明では、前記剛性付加要素８は、前記対向する柱１０に固定したブラケット１６に対して前記離し置き部７の屋内側から設置されることが好ましい。
この発明によれば、剛性付加要素８が離し置き部７の屋内側から設置されるため、屋外側から外壁材１９を離し置き部７に設置する場合でも、外壁材１９と剛性付加要素８との干渉を防止することができる。

さらに、本発明では、前記ブラケット１６は前記対向する柱１０の対向面に固定される固定面部１６１と、この固定面部１６１から突出する突出面部１６２とを有し、この突出面部１６２は前記固定面部１６１に対して前記離し置き部７の屋外側にオフセットして設けられることが好ましい。
この発明によれば、ブラケット１６の突出面部１６２が離し置き部７の屋外側にオフセットされているので、剛性付加要素８を設置するための懐となる空間が確保され、剛性付加要素８と内壁との干渉を防止することができる。

また、本発明は、隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部７を有するユニット式建物１において、前記隣り合う建物ユニットの互いに対向する柱１０間に渡って減衰付加要素９が設けられることを特徴とする。
この発明によれば、前記した剛性付加要素８を配置した場合と同様の効果を奏すると共に、減衰付加要素９によってユニット式建物１の減衰性が向上し、地震時の揺れを低減することができる。

本発明では、前記減衰付加要素９は、前記対向する柱１０の前記離し置き部７の屋外側に設置される外壁材１９に予め取り付けられ、この外壁材１９とともに運搬されてから前記対向する柱１０間に設置されることが好ましい。
この発明によれば、減衰付加要素９が外壁材１９に予め工場で取り付けられ、施工現場へと運搬されるので、運搬性や取付施工性が向上する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１には本実施形態に係るユニット式建物１の全体斜視図が示されている。
図１に示すように、本実施形態のユニット式建物１は、基礎２の上に設けられた例えば４個の下階建物ユニット３からなる下階部４と、下階部４の下階建物ユニット３の上に載置された４個の上階建物ユニット５からなる上階部６と、この上階部６の上方に設けられる図示しない屋根部とを備えて構成されている。
さらに、下階部４および上階部６の各建物ユニット３，５の間に離し置き部７が２箇所ずつ設けられている。

図２には建物ユニットの骨組み１３が示されている。
図２において、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５は、四隅に立設された４本の柱１０と、これらの柱１０の上端間同士を結合する各２本の長辺天井梁１１Ａおよび短辺天井梁１１Ｂを含む天井梁１１と、柱１０の下端間同士を結合する各２本の長辺床梁１２Ａおよび短辺床梁１２Ｂを含む床梁１２とを有する骨組み１３を備えた標準建物ユニットである。これらの柱１０と、天井梁１１と、床梁１２との間は互いに溶接、その他の手段によってラーメン接合（剛接合）されている。
天井梁１１の互いに対向する長辺天井梁１１Ａの間には、所定間隔で複数本の図示しない天井小梁が架け渡されている。床梁１２の互いに対向する長辺床梁１２Ａの間には、所定間隔で複数本の図示しない根太が架け渡されている。そして、骨組み１３には、予め工場で、図示しない内壁、外壁、サッシ窓、天井面材や床面材、その他の艤装部材等が取り付けられている。
下階建物ユニット３の４本の柱１０の下方には基礎２に締結されるアンカーボルト（図示せず）がそれぞれ設けられている。

下階部４および上階部６において、各建物ユニット３，５のそれぞれ２個ずつが、その骨組み１３の短辺同士を隣り合わせて配置されている。さらに、当該建物ユニットが骨組み１３の長辺同士を対向させて所定間隔Ｌだけ離して配置されている。このように配置されることによって、離し置き部７が形成されている。
この下階部４および上階部６の離し置き部７には、剛性付加要素（サブフレーム）８がそれぞれ設けられている。

離し置き部７を介して対向して配置される下階建物ユニット３同士および上階建物ユニット５同士は連結梁１４で連結されている。この連結梁１４は、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５の剛接合された部位に連結部材１５（図３参照）を介してボルトによって接合されている。
所定間隔Ｌの寸法は、製作基準寸法であるモジュールが、例えば、１モジュール＝９１０ｍｍである場合、本実施形態では、１モジュールの９１０ｍｍ程度に設定されている。

図３は、離し置き部７に設けられた状態の剛性付加要素（サブフレーム）８を示す正面図である。図３には、屋外側から見た状態が示されている。
図４は、剛性付加要素（サブフレーム）８を離し置き部７へ設置する方法を示す斜視図である。図４には、屋内側から見た状態が示されている。
図５は、剛性付加要素（サブフレーム）８を離し置き部７へ設置する方法を示す要部の平面断面図である。
剛性付加要素（サブフレーム）８は、上下に平行配置された上弦材８１および下弦材８２と、一方の対角線上に配置された大傾斜材８３と、他方の対角線上に配置された二本の小傾斜材８４と、大傾斜材８３の中央部および小傾斜材８４の一端部を連結する連結プレート８５とを備えている。
また、剛性付加要素（サブフレーム）８の四隅において、上弦材８１と下弦材８２の両端部、大傾斜材８３の両端部、および小傾斜材８４の他端部がコーナープレート８６に固定されている。
そして、本実施形態においては、図４に示すように、上弦材８１、下弦材８２、大傾斜材８３および小傾斜材８４は、連結プレート８５およびコーナープレート８６の一方の面側で固定されている。
ここで、連結プレート８５およびコーナープレート８６をほぼ同一の厚みとした場合、連結プレート８５およびコーナープレート８６の他方の面側は、ほぼ同一の平面状に配置された状態になる。

図３〜図５に示すように、離し置き部７を介して対向して配置される下階建物ユニット３同士および上階建物ユニット５同士の対向する柱１０には、ブラケット１６が固定されている。このブラケット１６は、当該対向する柱の対向面に固定される固定面部１６１と、この固定面部１６１から突出する突出面部１６２とを有している。
そして、図４、図５に示すように、この突出面部１６２は固定面部１６１に対して離し置き部７の屋外側にオフセットして設けられている。

剛性付加要素（サブフレーム）８は、図４または図５に示すように、下階部４および上階部６の離し置き部７の屋内側からブラケット１６に固定される。
具体的には、まず、ブラケット１６の突出面部１６２に対して、剛性付加要素（サブフレーム）８のコーナープレート８６を屋内側から当接させる。次に、ブラケット１６の突出面部１６２および剛性付加要素（サブフレーム）８のコーナープレート８６に設けられたボルト穴に向けてボルト２０を差し込み、突出面部１６２のボルト穴の屋外側に予め固定されているナット２１と螺合させることによって、剛性付加要素（サブフレーム）８が固定される。
なお、ブラケット１６は、剛性付加要素（サブフレーム）８の固定位置に合わせて予め工場にて下階建物ユニット３および上階建物ユニット５の柱１０に溶接等によって固定しておくと、ユニット式建物１の施工現場にて剛性付加要素（サブフレーム）８の取り付け作業にすぐに取り掛かることができる。

剛性付加要素（サブフレーム）８が固定された後は、図５に示すように、屋外側から外壁材である壁パネル１９で離し置き部７が塞がれる。
また、下階部４の離し置き部の下面および上面の隙間は、図示しないが、例えば閉塞用パネルである床パネルおよび天井パネルで塞がれる。そして、上階部６の下面および上面の隙間は、図示しないが、例えば接続用床パネル、接続用天井パネルで、それぞれ塞がれる。

〔第１実施形態の効果〕
以上のような第１実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）本発明のユニット式建物１は、隣り合う下階建物ユニット３同士および上階建物ユニット５同士を離して配置した離し置き部７を有し、この離し置き部７に剛性付加要素（サブフレーム）８が設けられるので、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５の骨組み１３内に間柱等を設ける必要がなくなり、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５自体の耐力機構の変化を抑制して、水平耐力の低下を防止することができる。

（２）さらに、建物ユニットに開口を設けることができるようになる等、設計上の制約を受け難くすることができる。

（３）また、建物を設計する際には従来の建物ユニットの解析用データを用いることができるので、剛性付加要素を設けた建物ユニットの解析用データを不要にすることができる。

（４）剛性付加要素（サブフレーム）８は、工場で組み立てられ、施工現場ではブラケット１６に対して剛性付加要素（サブフレーム）８を当接させ、ボルト２０とナット２１とを螺合させることで、離し置き部７に設置することが可能になるので、現場での剛性付加要素（サブフレーム）８の取り付け施工性を向上させることができる。

（５）また、ブラケット１６の突出面部１６２が上記の通り屋外側にオフセットされ、剛性付加要素（サブフレーム）８が屋内側から設置されるので、剛性付加要素（サブフレーム）８を設置するための懐となる空間を確保することができ、壁パネル１９および内壁と剛性付加要素（サブフレーム）８との干渉を防止することができる。そして、剛性付加要素（サブフレーム）８が、壁内に収まるので、離し置き部７によって形成される室内空間を有効利用することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、第２実施形態の説明において第１実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図６は、離し置き部７に設けられた状態の減衰付加要素（制震装置）９を示す正面図である。図６には、屋内側から見た状態が示されている。
図７は、減衰付加要素（制震装置）９を離し置き部７へ設置する方法を示す斜視図である。図７には、屋内側から見た状態が示されている。
第２実施形態においても、離し置き部７が第１実施形態と同様にして形成される。この離し置き部７には、図６および図７に示すように、剛性付加要素（サブフレーム）８ではなく、減衰付加要素（制震装置）９が設けられる。この点において第１実施形態とは異なる。

連結梁１４には、図７に示すように、減衰付加要素（制震装置）９を取り付けるためのブラケット１７，１８が設けられている。ブラケット１７，１８にはボルト穴が設けられている。
本実施形態では、ブラケット１７，１８は予め工場で連結梁１４に接合され、当該連結梁１４が施工現場へと搬送される。

減衰付加要素（制震装置）９は、離し置き部７の上方の連結梁１４のブラケット１７に固定されるとともに、このブラケット１７の下方に突出する上支持部９１と、離し置き部７の下方の連結梁１４のブラケット１８に固定されるとともに、このブラケット１８の上方に突出する下支持部９２と、揺動体９３とを備えている。この揺動体９３は、上支持部９１および下支持部９２の双方に対して、揺動可能に結合されている。
ここで、上支持部９１は、その上辺に、ブラケット１７と接合するための上部固定部９１Ａを備え、下支持部９２は、その下辺に、ブラケット１８と接合するための下部固定部９２Ａを備えている。上部固定部９１Ａ、下部固定部９２Ａには、ボルトと螺合させるためのナット部が設けられている。

また、図６および図７に示すように、上支持部９１は略二等辺三角形板状の鉄板で形成されており、下支持部９２は略二等辺三角形板状の建築用の構造用パネルで形成されており、それぞれ壁パネル１９に固定されている。
このような減衰付加要素（制震装置）９は、本実施形態においては、工場で組み立て、壁パネル１９に固定しておき、施工現場へ搬送するようにした。

減衰付加要素（制震装置）９は、図６または図７に示すように、下階部４および上階部６において隣り合う建物ユニットの屋外側からブラケット１７，１８に固定される。
具体的には、連結梁１４のブラケット１７に対して、減衰付加要素（制震装置）９の上部固定部９１Ａを当接させ、連結梁１４のブラケット１８に対して、減衰付加要素（制震装置）９の下部固定部９２Ａを当接させ、ブラケット１７，１８に設けられたボルト穴に向けて屋内側からボルト２０を差し込み、上部固定部９１Ａ、下部固定部９２Ａに設けられたナット部と螺合させることによって、減衰付加要素（制震装置）９が固定される。

〔第２実施形態の効果〕
以上のような第２実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（６）本発明のユニット式建物１は、隣り合う下階建物ユニット３同士および上階建物ユニット５同士を離して配置した離し置き部７を有し、この離し置き部７に減衰付加要素（制震装置）９が設けられるので、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５の骨組み１３内に間柱等を設ける必要がなくなり、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５自体の耐力機構の変化を抑制して、水平耐力の低下を防止することができる。

（７）さらに、ユニット式建物１の減衰性を高めることができ、地震時の揺れを低減することができる。

（８）また、減衰付加要素（制震装置）９は予め工場にて、組み立てられ、壁パネル１９に取り付けられた後、施工現場へ搬送されるので、運搬性や取り付け施工性を向上させることができる。
特に、施工現場では、ブラケット１７，１８に対して減衰付加要素（制震装置）９を当接させ、ボルトとナット部とを螺合させることで、離し置き部７に設置することが可能になるので、施工現場での取り付け施工性が高い。

〔変形例〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、剛性付加要素（サブフレーム）８としては、第１実施形態にて示したものに限られない。例えば、上弦材８１および下弦材８２の左側端部同士、右側端部同士を縦材で連結してもよい。そしてさらに、縦材の間においてジグザグに配置された複数の傾斜材を備えたものでもよく、剛性付加要素（サブフレーム）８の具体的な構造は、実施にあたり適宜選択できる。

そして本発明は、前記実施形態で説明した二階建てのユニット式建物１に限らず、一階建て、もしくは三階建て以上のユニット式建物にも適用できる。
また、ユニット式建物の一階部分および二階部分の離し置き部７のみに剛性付加要素（サブフレーム）８が配置されたものに限られない。例えば、ユニット式建物が三階建て以上の場合には、当該上階の離し置き部７に剛性付加要素（サブフレーム）８が配置されたものでもよい。
また、多層階のユニット式建物の場合は、一階から上階へ向かって各階に設けられる剛性付加要素（サブフレーム）８の数を少なくなるように配置すれば、ユニット式建物全体の剛性バランスを確保することができる。

また、一つのユニット式建物内において、同じ離し置き部７に剛性付加要素（サブフレーム）８と減衰付加要素（制震装置）９を併用しても良いし、異なる離し置き部７に別々に配置しても良い。

本発明は、建物ユニットを離し置きする工法で施工されるユニット式建物に利用することができる。

本発明に係るユニット式建物の第１実施形態を示す全体斜視図。 前記実施形態の建物ユニットの全体斜視図。 前記実施形態の剛性付加要素を離し置き部に設置した状態を示す正面図。 前記実施形態の剛性付加要素の設置方法を示す斜視図。 前記実施形態の剛性付加要素の設置方法を示す要部の平面断面図。 本発明に係るユニット式建物の第２実施形態の減衰付加要素を離し置き部に設置した状態を示す正面図。 前記第２実施形態の減衰付加要素の設置方法を示す斜視図。

１…ユニット式建物
３…下階建物ユニット
５…上階建物ユニット
７…離し置き部
８…剛性付加要素（サブフレーム）
９…減衰付加要素（制震装置）
１０…柱
１６…ブラケット
１６１…固定面部
１６２…突出面部
１９…壁パネル（外壁材）

Claims (5)

1. 隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部を有するユニット式建物において、
   前記隣り合う建物ユニットの互いに対向する柱間に渡って剛性付加要素が設けられることを特徴とするユニット式建物。
2. 請求項１に記載のユニット式建物において、
   前記剛性付加要素は、前記対向する柱に固定したブラケットに対して前記離し置き部の屋内側から設置されることを特徴とするユニット式建物。
3. 請求項２に記載のユニット式建物において、
   前記ブラケットは前記対向する柱の対向面に固定される固定面部と、この固定面部から突出する突出面部とを有し、
   この突出面部は前記固定面部に対して前記離し置き部の屋外側にオフセットして設けられることを特徴とするユニット式建物。
4. 隣り合う建物ユニット同士を離して配置した離し置き部を有するユニット式建物において、
   前記隣り合う建物ユニットの互いに対向する柱間に渡って減衰付加要素が設けられることを特徴とするユニット式建物。
5. 請求項４に記載のユニット式建物において、
   前記減衰付加要素は、前記対向する柱の前記離し置き部の屋外側に設置される外壁材に予め取り付けられ、
   この外壁材とともに運搬されてから前記対向する柱間に設置されることを特徴とするユニット式建物。

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