JP2013122147A - ユニット建物の補強構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 下階建物ユニットの上に、セットバック配置された上階建物ユニットを搭載してなるユニット建物の補強構造において、下階建物ユニットと上階建物ユニットの接合部に簡易に水平構面を形成するとともに、それらの接合部に部分開口や傾斜天井を設置可能にすること。
【解決手段】 ユニット建物100の補強構造において、下階建物ユニット10の天井フレームの面内で、上階建物ユニット20の前面の床梁21の両端部が搭載される下階建物ユニット10の両側の天井梁のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレーム30のそれぞれを設けてなるもの。
【選択図】 図1

Description

本発明はユニット建物の補強構造に関する。
従来のユニット建物として、図17に記載の如く、下階建物ユニット1の上に、セットバック配置された上階建物ユニット2を搭載して構築されるものがある。このユニット建物では、上階建物ユニット2に作用する地震力、風圧力等の水平荷重を適切に下階建物ユニット1に伝達するため、下階建物ユニット1の上階建物ユニット2が搭載されている天井面と、搭載されていない天井面のそれぞれに、X字状に交差する水平ブレース3A、3Bを設けている。これにより、下階建物ユニット1と上階建物ユニット2の接合部に水平構面を形成し、上階建物ユニット2に作用する水平荷重がこの水平構面により下階建物ユニット1に伝達される。
また、特許文献1に記載のユニット建物では、2個の小型建物ユニットを接合した下階建物ユニットの上に、セットバック配置された上階建物ユニットを搭載している。上階建物ユニットは下階建物ユニットの一方の小型建物ユニットの上にだけ搭載される。2個の小型建物ユニットの相互に接合された天井梁により構成される補強梁と、2個の小型建物ユニットの相互に接合された柱により構成される補強柱により、下階建物ユニットの構造強度を向上するものである。
特開平10-252152
図17に示した従来のユニット建物では、下階建物ユニット1の天井面に水平ブレース3A、3Bを設けるため、それらの天井面に吹抜、天窓等の部分開口4(図16(B))を設置できず、傾斜天井も設置できない。
特許文献1に記載のユニット建物では、下階建物ユニットを2個の小型建物ユニットの接合体により構成する必要があり、コスト高になる。また、下階建物ユニットの補強梁を構成するように相互に接合された2個の小型建物ユニットの天井梁と、上階建物ユニットの前面の床梁とが重複して配置され、コスト高になる。
本発明の課題は、下階建物ユニットの上に、セットバック配置された上階建物ユニットを搭載してなるユニット建物の補強構造において、下階建物ユニットと上階建物ユニットの接合部に簡易に水平構面を形成するとともに、それらの接合部に部分開口や傾斜天井を設置可能にすることにある。
請求項1に係る発明は、下階建物ユニットの両側の天井梁の上に、セットバック配置された上階建物ユニットの前面の床梁の両端部を搭載してなるユニット建物の補強構造において、下階建物ユニットの天井フレームの面内で、上階建物ユニットの前面の床梁の両端部が搭載される下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレームのそれぞれを設けてなるようにしたものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記各建物ユニットが床梁と天井梁と柱で構成されるユニットであり、前記補強フレームは前記下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに交差して相対向する天井梁の間に架け渡される補強梁を有してなるようにしたものである。
請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明において更に、前記補強フレームが、前記補強梁と対向する天井梁との間に小梁を架け渡してなるようにしたものである。
請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において更に、前記下階建物ユニットの天井梁がC形鋼であるようにしたものである。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において更に、前記下階建物ユニットの天井梁と前記補強梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して接合されてなるようにしたものである。
請求項6に係る発明は、請求項4に係る発明において更に、前記下階建物ユニットの天井梁と前記小梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して接合されてなるようにしたものである。
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれかに係る発明において更に、前記下階建物ユニットの両側の天井梁の中間部と前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合されてなるようにしたものである。
請求項8に係る発明は、請求項7に係る発明において更に、前記下階建物ユニットの補強フレームと前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合されてなるようにしたものである。
請求項9に係る発明は、請求項7又は8に係る発明において更に、前記上階建物ユニットが、両側の相対向する床梁の間に架け渡される小梁の上に床面材を固定してなるようにしたものである。
請求項10に係る発明は、請求項1〜9のいずれかに係る発明において更に、前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、天窓を設けるようにしたものである。
請求項11に係る発明は、請求項1〜9のいずれかに係る発明において更に、前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、傾斜天井を設けるようにしたものである。
(請求項1)
(a)下階建物ユニットの天井フレームの面内で、上階建物ユニットの前面の床梁の両端部が搭載される下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレームのそれぞれを設ける。この補強フレームにより、水平ブレースを用いることなく、上階建物ユニットがセットバック配置されて搭載される下階建物ユニットの天井面に水平構面が形成される。上階建物ユニットに作用する水平荷重が、この水平構面により安定的に下階建物ユニットに伝達され、下階建物ユニットの天井梁にねじれを生じない。
(請求項2)
(b)前記上下階の各建物ユニットが床梁と天井梁と柱で構成されるユニットであり、前記補強フレームは前記下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに交差して相対向する天井梁の間に架け渡される補強梁を有して構成される。
(請求項3)
(c)前記下階建物ユニットに設けられる補強フレームが前記補強梁と対向する天井梁との間に小梁を架け渡して構成される。
(請求項4)
(d)前記下階建物ユニットの天井梁がC形鋼により構成される。
(請求項5)
(e)前記下階建物ユニットの天井梁と前記補強梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して強固に接合される。
(請求項6)
(f)前記下階建物ユニットの天井梁と前記小梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して強固に接合される。
(請求項7)
(g)前記下階建物ユニットの両側の天井梁の中間部と前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合される。これにより、上階建物ユニットの床面と、補強フレームを設置した下階建物ユニットの天井面とが構造的に合成され、下階建物ユニットの両側の天井梁と、これらに交差して相対向する天井梁と、上階建物ユニットの前面の床梁とからなる水平構面のための枠組が形成される。上階建物ユニットがセットバック配置されて搭載される下階建物ユニットの天井面に強固な水平構面が形成されるものになる。
(請求項8)
(h)前記下階建物ユニットの補強フレームと前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合される。これにより、上階建物ユニットの床面と、補強フレームを設置した下階建物ユニットの天井面とが構造的に合成され、下階建物ユニットの両側の天井梁と、これらに交差して相対向する天井梁と、上階建物ユニットの前面の床梁とからなる水平構面のための枠組が形成される。上階建物ユニットがセットバック配置されて搭載される下階建物ユニットの天井面に一層強固な水平構面が形成される。大きな水平荷重が作用する高層階建物で、上階建物ユニットがセットバック配置されて搭載される下階建物ユニットの天井面の補強構造として採用できる。
(請求項9)
(i)前記上階建物ユニットが、両側の相対向する床梁の間に架け渡される小梁の上に床面材を固定して構成される。これにより、上述(g)、(h)で、上階建物ユニットの床梁と小梁と床面材からなる高い構造強度の床面が、下階建物ユニットの天井面と構造的に合成されるものになり、下階建物ユニットの天井面に一層強固な水平構面が形成される。
(請求項10)
(j)前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、水平ブレースがないから、天窓を設けることができる。
(請求項11)
(k)前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、水平ブレースがないから、傾斜天井を設けることができる。
図1はユニット建物を示す模式図である。 図2は建物ユニットを示す斜視図である。 図3は建物ユニットに設けた補強フレームを示す斜視図である。 図4は補強フレームを設けた建物ユニットの要部を示す平面図である。 図5は図4のV-V線に沿う矢視図である。 図6は図4のVI-VI線に沿う矢視図である。 図7は補強フレームの接合構造を示し、(A)は図4のVII-VII線に沿う矢視図、(B)は(A)の平面図である。 図8は補強フレームの接合構造を示し、(A)は図4のVIII-VIII線に沿う矢視図、(B)は(A)の平面図である。 図9は天井根太の取付過程を示す斜視図である。 図10は補強フレームの取付過程を示す斜視図である。 図11は上階建物ユニットの床梁と下階建物ユニットの天井梁の中間部との接合構造を示す模式断面図である。 図12は上階建物ユニットの床梁と下階建物ユニットの補強フレームとの接合構造を示す模式断面図である。 図13は天窓を設けたユニット建物を示す模式図である。 図14は傾斜天井を設けたユニット建物を示す模式図である。 図15は傾斜天井を示す断面図である。 図16は天窓を備えた傾斜天井を示す断面図である。 図17は従来のユニット建物を示す模式図である。
図1に示したユニット建物100は、建物の一部を取出して示したものであり、建物の一部において、下階建物ユニット10の上に、セットバック配置された上階建物ユニット20を搭載して構築されるものである。
下階建物ユニット10は、図2(A)に示す如く、各4本のC形鋼からなる床梁11、角鋼管からなる柱12、C形鋼からなる天井梁13を直方体状に接合した骨組構造体であり、柱12の柱脚に接続ピース12Aを介して床梁11を接合し、柱12の柱頭に接続ピース12Bを介して天井梁13を接合している。
上階建物ユニット20は、図2(B)に示す如く、各4本のC形鋼からなる床梁21、角鋼管からなる柱22、C形鋼からなる天井梁23を直方体状に接合した骨組構造体であり、柱22の柱脚に接続ピース22Aを介して床梁21を接合し、柱22の柱頭に接続ピース22Bを介して天井梁23を接合している。
下階建物ユニット10とセットバック配置された上階建物ユニット20は、それらの桁方向長さ(長辺側の床梁11と天井梁13の長さ、床梁21と天井梁23の長さ)を同じにし、セットバック配置された上階建物ユニット20の妻方向長さ(短辺側の床梁21と天井梁23の長さ)を下階建物ユニット10の妻方向長さ(短辺側の床梁11と天井梁13の長さ)より小さくしている。
ユニット建物100は、下階建物ユニット10の両側の妻側天井梁13(短辺側の天井梁13)の中間部の上に、セットバック配置された上階建物ユニット20の桁側前面(長辺側の床梁21と天井梁23を含む前面)の床梁21の両端部を搭載している。これにより、セットバック配置された上階建物ユニット20の前面は下階建物ユニット10の前面に対しそれらの妻方向長さの差分だけ後退配置される。図1のユニット建物100は、1階建物ユニット10の上に2階のセットバック配置された上階建物ユニット20を搭載したものであるが、本発明では、2階建物ユニット10の上に3階のセットバック配置された上階建物ユニット20を搭載するもの等であっても良い。
尚、下階建物ユニット10では、両側の相対向する桁側床梁11の間に複数本の角鋼管からなる小梁14を架け渡すとともに、各妻側床梁11とこれに相対する小梁14との間に木質補助根太15を架け渡し、これらの桁側と妻側の床梁11と小梁14と補助根太15の上に床面材(不図示)を固定している。
また、下階建物ユニット10では、両側の相対向する桁側の天井梁13の間に複数本の木質天井根太16を架け渡すとともに、各妻側天井梁13とこれに相対する天井根太16との間に木質補助根太17を架け渡し、これらの桁側と妻側の天井梁13と天井根太16と補助根太17の下に天井面材(図11、図12の天井面材18)を固定している。尚、天井根太16と桁側天井梁13の接合構造は、図9に示す如く、天井根太16の両端に固定された取付プレート16Aを、桁側天井梁13の上下のフランジ間に嵌合して溶接したコ字断面の補強プレート13Aにボルト止め(ボルト16B)することにて構成される。
また、上階建物ユニット20では、両側の相対向する桁側の床梁21の間に複数本の角鋼管からなる小梁24を架け渡すとともに、各妻側床梁21とこれに相対する小梁24との間に木質補助根太25を架け渡し、これらの桁側と妻側の床梁21と小梁24と補助根太25の上に床面材(不図示)を固定している。
また、上階建物ユニット20では、両側の相対向する桁側の天井梁23の間に複数本の木質天井根太26を架け渡すとともに、各妻側天井梁23とこれに相対する天井根太26との間に木質補助根太27を架け渡し、これらの桁側と妻側の天井梁23と天井根太26と補助根太27の下に天井面材(不図示)を固定している。
ユニット建物100は、下階建物ユニット10と上階建物ユニット20の接合部に簡易に水平構面を形成するとともに、それらの接合部に部分開口や傾斜天井を設置可能にするため、以下の補強構造を有する。
ユニット建物100は、図1、図3、図4に示す如く、下階建物ユニット10の妻側と桁側の各2本の天井梁13を接合してなる四角枠状の天井フレームの面内で、上階建物ユニット20の桁側前面の床梁21の両端部が搭載される、下階建物ユニット10の両側の妻側天井梁13のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレーム30のそれぞれを設けている。補強フレーム30は、下階建物ユニットの天井フレームの面内で、前述の天井根太16、補助根太17の上部に設置される。
ユニット建物100の補強構造は、具体的には以下の通りである(図3〜図16)
(1)補強フレーム30は、図3〜図5に示す如く、下階建物ユニット10の両側の妻側天井梁13のそれぞれに交差して相対向する桁側天井梁13の間に架け渡される角鋼管からなる補強梁31を有する。
補強梁31と桁側天井梁13とは、補強梁31の両端に溶接された取付プレート31Aを、桁側天井梁13の上下のフランジ間に嵌合して溶接した前述の補強プレート13Aにボルト止め(ボルト31B)することにて接合される(図5、図10)。
(2)補強フレーム30は、図3、図4、図6に示す如く、上述(1)の補強梁31と、この補強梁31に対向する妻側天井梁13との間に架け渡される複数本の小梁32、33を有する。
小梁32は、図7に示す如く、広幅断面の角鋼管からなり、補強梁31の長手方向の中央に一端を溶接される。小梁33は、図8に示す如く、狭幅断面の角鋼管からなり、補強梁31の長手方向の両端側のそれぞれに一端を溶接される。小梁32の他端の上面には取付プレート32Aが溶接され、小梁32と小梁33の各他端の端面には1枚の長尺取付プレート34が溶接される(図10)。小梁32と小梁33の取付プレート34が妻側天井梁13の上下のフランジ間に嵌合されて溶接したコ字断面の補強プレート13Bにボルト止め(ボルト34A)される(図10)。小梁32の取付プレート32Aは、妻側天井梁13の上面に載置される。この取付プレート32Aは、下階建物ユニット10の上に上階建物ユニット20が搭載されるとき、下階建物ユニット10の妻側天井梁13と上階建物ユニット20の妻側天井梁21とに挟まれるスペーサとなり、ボルト32Bによりそれらの天井梁13、21とともに締結される(図10)。
(3)下階建物ユニット10の両側の妻側天井梁13と、上階建物ユニット20の両側の妻側床梁21とが接合される。
即ち、図11に示す如く、上階建物ユニット20の両側の妻側床梁21のそれぞれが、それらの両端側の接続ピース22Aを、下階建物ユニット10の妻側天井梁13の一端側の接続ピース12Bと中間部(取付プレート32A)とに、ボルト止め(ボルト41及び前述のボルト32B)されて接合される。
(4)下階建物ユニット10の補強フレーム30と、上階建物ユニット20の前面の桁側床梁21とが接合される。
即ち、図12に示す如く、上階建物ユニット20の前面の桁側床梁21及び接続ピース22Aと、補強フレーム30の小梁32(又は小梁33)(補強梁31でも可)とが、ボルト止め(ボルト42)されて接合される。尚、図12にあっては、小梁32をC形鋼からなるものにし、小梁32のC形断面の鉛直下向き開口から挿着されたボルト42を、小梁32のC形断面のフランジから上階建物ユニット20の桁側床梁21及び接続ピース22Aに締結可能にしている。
しかるに、ユニット建物100にあっては、図13に示す如く、下階建物ユニット10の両側の補強フレーム30に挟まれる領域で、上階建物ユニット20が搭載されていない領域に、天窓50(又は吹抜等のその他の部分開口)を設けることができる。
また、ユニット建物100にあっては、図14に示す如く、下階建物ユニット10の両側の補強フレーム30に挟まれる領域で、上階建物ユニット20が搭載されていない領域に、傾斜天井60を設けることができる。図15は傾斜天井60の具体的構造を示し、図16は傾斜天井60に設けた天窓50の具体的構造を示す。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)下階建物ユニット10の天井フレームの面内で、上階建物ユニット20の前面の床梁21の両端部が搭載される下階建物ユニット10の両側の天井梁13のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレーム30のそれぞれを設ける。この補強フレーム30により、水平ブレースを用いることなく、上階建物ユニット20がセットバック配置されて搭載される下階建物ユニット10の天井面に水平構面が形成される。上階建物ユニット20に作用する水平荷重が、この水平構面により安定的に下階建物ユニット10に伝達され、下階建物ユニット10の天井梁13にねじれを生じない。
(b)前記上下階の各建物ユニット10、20が床梁11、21と天井梁13、23と柱12、22で構成されるユニットであり、前記補強フレーム30は前記下階建物ユニット10の両側の天井梁13のそれぞれに交差して相対向する天井梁13の間に架け渡される補強梁31を有して構成される。
(c)前記下階建物ユニット10に設けられる補強フレーム30が前記補強梁31と対向する天井梁13との間に小梁32、33を架け渡して構成される。
(d)前記下階建物ユニット10の天井梁13がC形鋼により構成される。
(e)前記下階建物ユニット10の天井梁13と前記補強梁31とが、該天井梁13のフランジ間に設けられた補強プレート13Aを介して強固に接合される。
(f)前記下階建物ユニット10の天井梁13と前記小梁32、33とが、該天井梁13のフランジ間に設けられた補強プレート13Bを介して強固に接合される。
(g)前記下階建物ユニット10の両側の天井梁13の中間部と前記上階建物ユニット20の前面の床梁21とが接合される。これにより、上階建物ユニット20の床面と、補強フレーム30を設置した下階建物ユニット10の天井面とが構造的に合成され、下階建物ユニット10の両側の天井梁13と、これらに交差して相対向する天井梁13と、上階建物ユニット20の前面の床梁21とからなる水平構面のための枠組が形成される。上階建物ユニット20がセットバック配置されて搭載される下階建物ユニット10の天井面に強固な水平構面が形成されるものになる。
(h)前記下階建物ユニット10の補強フレーム30と前記上階建物ユニット20の前面の床梁21とが接合される。これにより、上階建物ユニット20の床面と、補強フレーム30を設置した下階建物ユニット10の天井面とが構造的に合成され、下階建物ユニット10の両側の天井梁13と、これらに交差して相対向する天井梁13と、上階建物ユニット20の前面の床梁21とからなる水平構面のための枠組が形成される。上階建物ユニット20がセットバック配置されて搭載される下階建物ユニット10の天井面に一層強固な水平構面が形成される。大きな水平荷重が作用する高層階建物で、上階建物ユニット20がセットバック配置されて搭載される下階建物ユニット10の天井面の補強構造として採用できる。
(i)前記上階建物ユニット20が、両側の相対向する床梁21の間に架け渡される小梁24の上に床面材を固定して構成される。これにより、上述(g)、(h)で、上階建物ユニット20の床梁21と小梁24と床面材からなる高い構造強度の床面が、下階建物ユニット10の天井面と構造的に合成されるものになり、下階建物ユニット10の天井面に一層強固な水平構面が形成される。
(j)前記下階建物ユニット10の両側の補強フレーム30に挟まれる領域で、前記上階建物ユニット20が搭載されていない領域に、水平ブレースがないから、天窓50を設けることができる。
(k)前記下階建物ユニット10の両側の補強フレーム30に挟まれる領域で、前記上階建物ユニット20が搭載されていない領域に、水平ブレースがないから、傾斜天井60を設けることができる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
本発明は、下階建物ユニットの両側の天井梁の上に、セットバック配置された上階建物ユニットの前面の床梁の両端部を搭載してなるユニット建物の補強構造において、下階建物ユニットの天井フレームの面内で、上階建物ユニットの前面の床梁の両端部が搭載される下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレームのそれぞれを設けた。これにより、下階建物ユニットの上に、セットバック配置された上階建物ユニットを搭載してなるユニット建物の補強構造において、下階建物ユニットと上階建物ユニットの接合部に簡易に水平構面を形成するとともに、それらの接合部に部分開口や傾斜天井を設置できる。
10 上階建物ユニット
11 床梁
12 柱
13 天井梁
13A、13B 補強プレート
14 小梁
20 上階建物ユニット
21 床梁
22 柱
23 天井梁
24 小梁
30 補強フレーム
31 補強梁
32、33 小梁
50 天窓
60 傾斜天井
100 ユニット建物

Claims (11)

  1. 下階建物ユニットの両側の天井梁の上に、セットバック配置された上階建物ユニットの前面の床梁の両端部を搭載してなるユニット建物の補強構造において、
    下階建物ユニットの天井フレームの面内で、上階建物ユニットの前面の床梁の両端部が搭載される下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに沿う位置に、両側の補強フレームのそれぞれを設けてなることを特徴とするユニット建物の補強構造。
  2. 前記各建物ユニットが床梁と天井梁と柱で構成されるユニットであり、前記補強フレームは前記下階建物ユニットの両側の天井梁のそれぞれに交差して相対向する天井梁の間に架け渡される補強梁を有してなることを特徴とする請求項1に記載のユニット建物の補強構造。
  3. 前記補強フレームが、前記補強梁と対向する天井梁との間に小梁を架け渡してなることを特徴とする請求項2に記載のユニット建物の補強構造。
  4. 前記下階建物ユニットの天井梁がC形鋼であることを特徴とする請求項3に記載のユニット建物の補強構造。
  5. 前記下階建物ユニットの天井梁と前記補強梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して接合されてなることを特徴とする請求項4に記載のユニット建物の補強構造。
  6. 前記下階建物ユニットの天井梁と前記小梁とが、該天井梁のフランジ間に設けられた補強プレートを介して接合されてなることを特徴とする請求項4に記載のユニット建物の補強構造。
  7. 前記下階建物ユニットの両側の天井梁の中間部と前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合されてなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のユニット建物の補強構造。
  8. 前記下階建物ユニットの補強フレームと前記上階建物ユニットの前面の床梁とが接合されてなることを特徴とする請求項7に記載のユニット建物の補強構造。
  9. 前記上階建物ユニットが、両側の相対向する床梁の間に架け渡される小梁の上に床面材を固定してなることを特徴とする請求項7又は8に記載のユニット建物の補強構造。
  10. 前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、天窓を設けることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のユニット建物の補強構造。
  11. 前記下階建物ユニットの両側の補強フレームに挟まれる領域で、前記上階建物ユニットが搭載されていない領域に、傾斜天井を設けることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のユニット建物の補強構造。
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