JP2013204281A - 付属ユニット及びユニット建物 - Google Patents

Abstract

【課題】製造手間及び製造コストの低減を図ることと、重量を増加させることなく剛性の確保することとが可能な付属ユニットを提供すること。
【解決手段】建物の最上部に設置される付属ユニットであって、四角形の隅角部に配置される２本の柱材２３及び２個の連結材２６と、柱材２３の下端部及び連結材２６の下端部を水平方向に連結する４本の下梁２１ａ，２１ｂ，２２と、柱材２３の上端部どうしを連結する上梁２５と、柱材２３と連結材２６とを連結する傾斜梁２４と、を備えた枠構造体２０を備え、枠構造体２０は、妻下梁２２と連結材２６と柱材２３と傾斜梁２４とを剛接合した一対の三角枠体２００を備え、一対の桁下梁２１ａ，２１ｂの長手方向両端部が、柱材２３の下端部及び連結材２６の下端部にピン接合により連結されていると共に、上梁２５の長手方向両端部が、柱材２３の上端部にピン接合により連結されていることを特徴とする付属ユニットとした。
【選択図】図４

Description

本発明は、建物の最上部に設置される付属ユニット及びそれが設けられたユニット建物に関するものである。

従来、建物ユニットの上部に連結する付属ユニットにおいて側方から視て三角形の立面を備えたもの知られている（例えば、特許文献１参照）。
この付属ユニットは、小屋裏居室を形成するもので、床を形成する梯子状の枠体である床パネルと、直角三角形状に枠組みされた一対の妻パネルと、妻パネルどうしを連結する上梁と、天井梁を備えた傾斜パネルとを備え、骨格を形成する梁や柱が溶接などの剛接合により連結された構造となっていた。

特開平１０−１０００２８号公報

しかしながら、上述のような従来の付属ユニットにあっては、下梁と柱と上梁との接続部分が、全て剛接合により連結されていたため、各接合部において、所望の接合状態を得るには、高い寸法精度が必要であった。特に、傾斜梁の接合箇所では、所望の傾斜角度を保持すると共に、接合相手である柱や連結材との所望の接合状態を得るためには、高い寸法精度に加え、接合時に部材を保持する際の作業精度も必要になり、その分、製造手間増及び製造コスト増を招く。
さらに、付属ユニットに荷重が作用した際に、剛接合部分に集中応力が発生することになり、部材の剛性を上げるために断面積の大きな部材が必要になり、重量やコストが増加する。

本発明は、上述の問題を解決することを目的とするものであり、製造手間及び製造コストの低減を図ることと、重量を増加させることなく剛性の確保することとが可能な付属ユニット及びその付属ユニットを備えたユニット建物を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の付属ユニットは、
建物の垂直方向の投影範囲における最上部に設置される付属ユニットであって、
四角形の隅角部のうちの隣り合う一対の隅角部に配置される２本の柱材及び他の隣り合う一対の隅角部に配置され前記柱材よりも低く形成された２個の連結材と、前記柱材の下端部及び連結材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁と、前記柱材の上端部どうしを連結する１本の上梁と、前記柱材と前記連結材とを連結する傾斜梁と、を備えた枠構造体を備え、
前記枠構造体は、前記下梁と前記連結材と前記柱材と前記傾斜梁とを剛接合した一対の剛接合枠体を備え、
前記下梁のうちで、前記剛接合枠体を構成する前記下梁に直交する方向に延在された一対の下梁の長手方向両端部が、前記柱材の下端部及び前記連結材の下端部にピン接合により連結されていると共に、前記上梁の長手方向両端部が、前記柱材の上端部にピン接合により連結されていることを特徴とする。

なお、本発明の付属ユニットは、前記連結材は、前記下梁の連結位置と前記傾斜梁の連結位置とが上下に近接あるいは当接して配置され、かつ、前記剛接合枠体は、前記下梁、前記傾斜梁、前記柱材により囲まれた空間が略直角三角形状を成す三角枠体として形成され、前記上梁から前記下梁に架け渡された天井面を有して、側方の一対の立面が略三角形状に形成されていてもよい。
あるいは、本発明の付属ユニットは、前記連結材において、前記下梁の連結位置と前記傾斜梁の連結位置とが上下方向に離間して配置され、かつ、前記剛接合枠体は、前記下梁、前記傾斜梁、前記柱材、前記連結材により囲まれた空間が略台形形状を成す台形枠体として形成され、前記連結材の上端部どうしをピン接合により連結する低上梁を備え、
前記上梁から前記低上梁に架け渡された天井面を有して、側方の一対の立面が略台形形状に形成されていてもよい。
また、本発明の付属ユニットは、前記連結材は、前記下梁をピン接合するための下梁取付板を備えている構成とするのが好ましい。
また、本発明の付属ユニットは、前記柱材と前記傾斜梁とに跨って剛接合された上梁取付板が設けられ、前記上梁は、前記上梁取付板にピン接合されている構成とするのが好ましい。
また、本発明の付属ユニットは、前記下梁は、３辺を有したコの字あるいはＣ型断面形状に形成され、かつ、前記３辺に跨る補強材が設けられている構成とするのが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明のユニット建物は、上記の付属ユニットを建物ユニットの上部に連結固定したことを特徴とするユニット建物とした。

本発明では、剛接合枠体を構成する下梁、柱、連結材、傾斜梁は剛接合するが、１平面分の作業であるため、傾斜梁を有しているものの、複数の平面を有した立体的な作業と比較して、作業性に優れ、その分、製造コストも低減可能となる。
また、一対の剛接合枠体を一対の下梁及び上梁により連結する際は、これら梁と剛接合枠体との接合は、ピン接合構造であるため、接合部分における寸法誤差の吸収が可能であり、剛接合を用いて連結するのと比較して、作業性に優れる。

また、剛接合枠体を三角枠体としたものでは、側方の一対の立面が略三角形状に形成された付属ユニットにおいて、上述の効果を得ることができる。
また、剛接合枠体を台形枠体としたものでは、側方の一対の立面が略台形形状に形成された付属ユニットにおいて、上述の効果を得ることができる。
さらに、連結材が、下梁をピン接合するための下梁取付板を備えたものでは、連結材に、下梁を連結する側面を有していない構造のものでも、下梁の連結が可能となり、設計自由度が向上すると共に、強固なピン接合が可能となる。
また、上梁取付板が柱材と傾斜梁とに跨って剛接合され、この上梁取付板に上梁がピン接合されたものでは、上梁が柱材と傾斜梁とに高剛性で連結されることになり、ピン接合でありながら、剛性を確保できる。
そして、コの字あるいはＣ型断面形状の下梁に３辺に跨る補強材を設けたものでは、下梁の剛性を確保することができる。

また、本発明の付属ユニットを建物ユニットの上部に連結固定したユニット建物では、上記効果を有する付属ユニットを備えたユニット建物を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１の付属ユニットが設置されたユニット建物の概略を示す斜視図である。 図２は、前記ユニット建物を構成する一般的な建物ユニットの骨組み部分である枠構造体を示す斜視図である。 図３は、前記ユニット建物に設けた第１付属ユニットの面構造を説明するための分解斜視図である。 図４は、第１付属ユニットの骨組み部分である枠構造体を示す一部を分解した斜視図である。 図５は、第１付属ユニットの三角枠体を示す図であって（ａ）は三角枠体の側面図、（ｂ）は（ａ）に示す三角枠体を図において右方向から見た状態を示す背面図である。 図６は、第１付属ユニットの枠構造体を図３の立面Ｐ１３側から見た状態を示す背面図である。 図７は、第１付属ユニットの連結材が設けられた隅角部を示す平面図であって、図５の矢印Ｙ７方向から見た状態を示している。 図８は、第１付属ユニットの下梁の断面図であって、図４のＳ８−Ｓ８線の位置で切断した状態を示している。 図９は、第１付属ユニットの柱材の断面図であって、図６のＳ９−Ｓ９線の位置で切断した状態を示している。 図１０は、第１付属ユニットの柱材の断面図であって、図６のＳ１０−Ｓ１０線の位置で切断した状態を示している。 図１１は、第１付属ユニットの柱材が設けられた隅角部を示す平面図であって、図６の矢印Ｙ１１方向から見た状態を示している。 図１２は、第１付属ユニットの骨格部材に屋根下地パネルが取り付けられた状態を示す平面図である。 図１３は、第１付属ユニットに屋根下地材を取り付ける前の状態を示す平面図である。 図１４は、ユニット建物に設けた第２付属ユニットの面構造を説明するための分解斜視図である。 図１５は、第２付属ユニットの骨組み部分である枠構造体の概略を示す斜視図である。 図１６は、第２付属ユニットの骨組み部分である枠構造体を示す平面図である。 図１７は、第２付属ユニットの枠構造体に屋根下地パネルを取り付けた状態を示す平面図である。 図１８は、第２付属ユニットの枠構造体を立面Ｐ２３側から見た正面図である。 図１９は、第２付属ユニットの枠構造体を立面Ｐ２２側から見た背面図である。 図２０は、第２付属ユニットの柱材の断面図であって、図１６のＳ２０−Ｓ２０線の位置で切断した状態を示している。 図２１は、第２付属ユニットの要部の拡大図であって、図１８の円Ｋ２１で囲った部分を示している。 図２２は、第２付属ユニットの低上梁を切断した状態を示す断面図であって、図１８のＳ２２−Ｓ２２線の位置で切断した状態を示している。 図２３は、第２付属ユニットの高上梁を切断した状態を示す断面図であって、図１９のＳ２３−Ｓ２３線の位置で切断した状態を示している。 図２４は、第２付属ユニットに屋根下地パネル及び天井パネルを取り付けた状態を示す断面図であって、図１７のＳ２４−Ｓ２４線の位置で切断した状態を示している。 図２５は、実施の形態１の変形例のユニット建物を示す斜視図である。 図２６は、実施の形態１の他の変形例のユニット建物を示す斜視図である。 図２７は、付属ユニットの他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
以下、本発明に係る付属ユニットの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る付属ユニットを備えたユニット建物Ｈの概略を示す模式図であって、このユニット建物Ｈは、複数（本実施の形態では１２）の一般的な建物ユニットＡと、この建物ユニットＡの上部に連結固定された第１付属ユニットＢ１及び第２付属ユニットＢ２と、を備えている。なお、本発明を適用した付属ユニットは、第２付属ユニットＢ２である。

このユニット建物Ｈは、工場で製作された複数の建物ユニットＡ及び両付属ユニットＢ１，Ｂ２を現地で連結することによって構築される。
ここで、まず、建物ユニットＡの構造について簡単に説明すると、この建物ユニットＡは、図２に示すように、鋼製の構造材を溶接で直方体状に接合して形成したボックスラーメン構造の枠構造体１０を備えている。
この枠構造体１０は、四角筒状の４本の柱材１１，１１…と、これら柱材１１の下端部を水平方向に連結する長辺方向の下梁（床梁）１２，１２と、短辺方向の下梁（床梁）１３，１３と、前記４本の柱材１１，１１…の上端部を水平方向に連結する長辺方向の上梁（天井梁）１４，１４と、短辺方向の上梁（天井梁）１５，１５とから直方体状に形成される。そして、建物ユニットＡには、床根太１６，１６…が下梁１２，１２間に所定間隔で平行に架設され、天井根太１７，１７…が上梁１４，１４間に所定間隔で平行に架設されている。各柱材１１と各梁１２，１３，１４，１５とは、コーナ部において補強プレート１８，１８…を介在させて溶接されており、建物ユニットＡの剛性を高めている。
なお、実施の形態の説明において、図１に示すユニット建物Ｈの設置状態における枠構造体１０の長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として説明する。

両付属ユニットＢ１、Ｂ２は、上述の建物ユニットＡを結合させて形成されたユニット建物Ｈの屋上部分に設置し、ルーフバルコニー等への出入口や小屋裏収納や吹き抜けやトップライトとして用いる。
第１付属ユニットＢ１は、図１に示すように、側方から視て三角形のユニットであり、１個の建物ユニットＡの上に全体的に重なって設置される。
第２付属ユニットＢ２は、側方から視て台形のユニットであり、第１付属ユニットＢ１と同様に建物ユニットＡの上に全体的に重なって設置される。また、第２付属ユニットＢ２は、その最も低い後述の立面Ｐ２３（図１４参照）が、第１付属ユニットＢ１の最も高い立面Ｐ１３（図３参照）と同寸法に形成され、両ユニットＢ１，Ｂ２の後述する天井面Ｐ１４，Ｐ２６が連続して、両付属ユニットＢ１，Ｂ２により１つの三角形の側面の屋上構造物を形成する。

以下、各付属ユニットＢ１，Ｂ２について詳細に説明するが、まず、第１付属ユニットＢ１について説明する。
この第１付属ユニットＢ１は、図３に示すように、方形の底面Ｐ１１と、この底面Ｐ１１から立ち上げた三角形状の立面Ｐ１２，Ｐ１２及び方形の立面Ｐ１３と、これら立面Ｐ１２，Ｐ１３の上端と底面Ｐ１１の一側との間に跨る天井面Ｐ１４と、を有した側方から視て三角形の立体状に形成されている。また、方形の底面Ｐ１１は、建物ユニットＡの上面の方形と同寸法に形成されている。なお、これら各面Ｐ１１〜１４は、後述する枠構造体２０により形成される外周面を表したもので、実際には面として存在しない場合もある。すなわち、第１付属ユニットＢ１の外側面となる立面Ｐ１２及び天井面Ｐ１４は、外壁パネルや屋根材により覆われるが、他の底面Ｐ１１及び立面Ｐ１３は、パネルを設置して、上下方向や水平方向に隣り合う室内空間と区画してもよいし、あるいは、実際にはパネルを非設置とし、上下方向や水平方向に隣り合う室内空間と連続した空間を形成するようにしてもよい。

この第１付属ユニットＢ１は、コの字状形鋼又はＣ形鋼により枠状に形成された枠構造体２０を備えている。
この枠構造体２０は、図４に示すように、方形を成すように結合された４本の下梁である桁下梁２１ａ，２１ｂ及び妻下梁２２，２２と、桁下梁２１ａの両端部と妻下梁２２との一対の隅角部から立ち上げられた２本の柱材２３，２３と、桁下梁２１ｂの両端部と妻下梁２２との一対の隅角部に設けられた連結材２６と、この連結材２６と柱材２３の上端部とを連結する２本の傾斜梁２４，２４と、２本の柱材２３，２３の上端部を連結する１本の上梁２５と、を備えている。そして、前述の三角形の立面Ｐ１２を形成する妻下梁２２、柱材２３、傾斜梁２４、連結材２６が剛接合により連結されて剛接合枠体としての三角枠体２００が形成されている。さらに、この三角枠体２００どうしが、一対の桁下梁２１ａ，２１ｂ及び上梁２５とピン接合されて連結されている。

以下、この構造について詳細に説明する。
まず、三角枠体２００について説明すると、妻下梁２２は、その両端が、図５に示す柱材２３と連結材２６とに対して溶接による剛接合により連結されている。

ここで、連結材２６は、図７に示すように、四角筒の、４箇所の側面のうちのＸ方向で第１付属ユニットＢ１の中央方向を向いた一箇所の側面が、その水平方向の幅が、他の側面の半分の寸法の断面形状に形成されており、この側面が、桁下梁２１ｂを接合するための下梁取付板２６ｆとなっている。この下梁取付板２６ｆには、図５に示すように、上下一対のボルト穴２６ｃが開口されている。
また、連結材２６は、図７に示すように、Ｙ方向の幅寸法は、傾斜梁２４の同方向幅寸法よりも僅かに大きく、妻下梁２２の同方向幅寸法の２倍程度の寸法に形成され、その高さ方向の寸法は、図５，図８に示すように、妻下梁２２と傾斜梁２４とを上下に重ねた高さ寸法に略一致する寸法に形成されている。そして、連結材２６の上下の端面は、上下端部に鋼板製のエンドプレート２６ａ，２６ａが溶接されて塞がれている。なお、下側のエンドプレート２６ａには、図示を省略するが、建物ユニットＡとの結合用のボルト穴が開口されている。

妻下梁２２は、前述のようにコの字状形鋼又はＣ形鋼により形成されており、コの字あるいはＣ型の開口をＹ方向で第１付属ユニットＢ１の中央方向に向けて設置され、また、そのＹ方向の幅寸法は、連結材２６の同方向の幅寸法の１／２程度の寸法に形成されている。また、図５（ａ）に示すように、妻下梁２２の長手方向の中間部には、断面を縦断する方向に補強板２２ｓ，２２ｓが、妻下梁２２を形成する３辺に跨って溶接されている。そして、妻下梁２２は、その一端を連結材２６の側面に当接させた状態で溶接された剛接合により連結材２６に連結されており、他端を図５，図９に示すように、柱材２３の下端側面に当接させた状態で溶接された剛接合により柱材２３に連結されている。

また、妻下梁２２の他端に剛接合により連結される柱材２３は、図９に示すように、Ｘ方向の幅寸法が、傾斜梁２４の同方向幅寸法と同程度の寸法に形成され、かつ、コの字あるいはＣ型の開口をＸ方向で第１付属ユニットＢ１の中央方向に向けて立設されている。
そして、柱材２３は、その上端部は、図１０に示すように、Ｙ方向に傾斜した形状（連結材２６に向かって下がる方向の傾斜）に形成されている。
さらに、柱材２３のその高さが高くなった側の側面に、鋼板製の上梁取付板２７が溶接による剛接合により連結されている。この上梁取付板２７は、図６に示すように方形の１つのコーナ部分を切り欠いた台形板状に形成され、柱材２３の上端よりも上方に傾斜梁２４の高さ分だけ突出して配置されているとともに、柱材２３の側方（Ｘ方向）に第１付属ユニットＢ１の中央方向に突出して配置されている。また、上梁取付板２７には、４個のボルト穴２７ａが開口されている。
一方、柱材２３の下端は、図１０に示すエンドプレート２３ａが溶接されてその下方への開口が塞がれており、かつ、エンドプレート２３ａの上方に、柱材２３の断面を横切るように配置されて補強板２３ｂが溶接されている。さらに、エンドプレート２３ａと補強板２３ｂとに跨って、Ｘ方向を向いて取付板２３ｃ（図５，図９参照）が溶接されている。

傾斜梁２４は、図４あるいは図５（ｂ）に示すように、上辺が長く下辺が短いコの字状形鋼又はＣ形鋼により形成され、図５（ａ）において左側に位置する一端の先端が連結材２６の側面に溶接され、図において右側の他端の下面が柱材２３の上端及び上梁取付板２７に溶接されて、連結材２６及び柱材２３に剛接合により連結されている。
三角枠体２００は、以上のようにして、妻下梁２２、柱材２３、傾斜梁２４及び連結材２６が剛接合されて三角枠状に形成されている。

第１付属ユニットＢ１の枠構造体２０は、以上のように構成された一対の三角枠体２００を、図４に示す桁下梁２１ａ，２１ｂ及び上梁２５により連結して構成されている。これら桁下梁２１ａ，２１ｂ及び上梁２５と三角枠体２００との連結は、ピン接合による連結となっており、以下に、このピン接合について説明する。

まず、桁下梁２１ａのピン接合について説明する。
桁下梁２１ａは、前述のようにコの字状形鋼又はＣ形鋼により形成され、かつ、図９、図１０に示すように、Ｙ方向の幅が柱材２３の同方向の幅の１／２程度の寸法に形成されており、また、コの字（Ｃ型）の開口をＹ方向で第１付属ユニットＢ１の中央方向に向けて設置されている。
そして、桁下梁２１ａの長手方向両端には、その長手方向を向いた開口部分を塞ぐように連結用板２１ｓが溶接されている。この連結用板２１ｓには、図示を省略した上下一対のボルト穴が開口されている。そして、ボルト３１ｂを、柱材２３の取付板２３ｃに設けたボルト穴及び連結用板２１ｓに設けたボルト穴に挿通し、連結用板２１ｓと別体あるいは連結用板２１ｓに溶着されたナット３１ｎ（図９参照）に締結して、桁下梁２１ａが柱材２３の下端部にピン接合されている。
桁下梁２１ｂは、図８に示すようにコの字状形鋼又はＣ形鋼により形成され、かつ、Ｙ方向の幅が連結材２６の同方向の幅の１／２程度の寸法に形成され、また、コの字（Ｃ型）の開口をＹ方向で第１付属ユニットＢ１の中央方向に向けて設置されている。
そして、桁下梁２１ｂの長手方向両端には、その長手方向を向いた開口部分を塞ぐように略長方形板状の連結用板２１ｔが溶接されている。この連結用板２１ｔには、図示を省略した上下一対のボルト穴が開口されている。この桁下梁２１ｂは、図７及び図８に示すように、ボルト３２ｂを、連結材２６の側面に設けたボルト穴及び連結用板２１ｔに設けたボルト穴に挿通し、連結用板２１ｔと別体あるいは連結用板２１ｔに溶着されたナット３２ｎに締結して、桁下梁２１ｂが連結材２６にピン接合されている。なお、桁下梁２１ａ，２１ｂにも、図示は省略するが、妻下梁２２と同様に、長手方向の中間部において３辺に跨るように溶接された補強板が設けられている。

上梁２５は、前述のようにコの字状形鋼又はＣ形鋼により形成され、かつ、図１０に示すように、Ｙ方向の幅寸法が柱材２３の同方向幅寸法の１／２程度の寸法に形成されており、また、桁下梁２１ａと同様にコの字あるいはＣ型の開口を第１付属ユニットＢ１の中央方向に向けて設置されている。
そして、上梁２５の長手方向両端部には、図４に示すように、接合時に上梁取付板２７のボルト穴２７ａとＹ方向に重なる位置の４箇所にボルト穴２５ａが開口されており、図１０及び図１１に示すように、ボルト３３ｂを、上梁取付板２７及び上梁２５の各ボルト穴２７ａ，２５ａに挿通し（図１０，１１では図示省略）、上梁２５と別体あるいは上梁２５に溶着されたナット３３ｎと締結して、ピン接合されている。

以上のように一対の三角枠体２００を、桁下梁２１ａ，２１ｂ及び上梁２５により連結して第１付属ユニットＢ１の枠構造体２０が形成されている。

枠構造体２０の天井面Ｐ１４には、図１２に示すパネル状の屋根下地材３４が取り付けられる。
この屋根下地材３４の取付構造を簡単に説明する。
図１３に示すように、上梁２５の３箇所に支持ブラケット３５が取り付けられていると共に、桁下梁２１ｂの３箇所に支持ブラケット３６が取り付けられている。屋根下地材３４は、これら支持ブラケット３５及び支持ブラケット３６に支持され、かつ、ボルトやピンなどにより固定されて、枠構造体２０に取り付けられている。なお、ユニット建物Ｈへの設置後は、屋根下地材３４は図示を省略した屋根パネルにより覆われる。

以上のようにして構成された第１付属ユニットＢ１は、連結材２６及び柱材２３の下端部に取り付けられたエンドプレート２６ａ，２３ａに挿通したボルトを、さらに、建物ユニットＡの柱材１１の上端のエンドプレート１１ａ（図２参照）に挿通しナット（図示省略）に締結して、建物ユニットＡに対して固定される。

次に、図１に示すように、第１付属ユニットＢ１の立面Ｐ１３に連続し、ユニット建物Ｈの屋上部分において建物ユニットＡの上部に連結固定された第２付属ユニットＢ２について説明する。
第２付属ユニットＢ２は、側面が台形状のユニットであり、図１４に示すように、建物ユニットＡの上面と同じ大きさの長方形の底面Ｐ２１と、この底面Ｐ２１から立ち上げられた長方形の立面Ｐ２２，Ｐ２３及び台形状の２つの立面Ｐ２４，Ｐ２５と、傾斜した長方形状の天井面Ｐ２６と、を備えている。なお、これら各面Ｐ２１〜２６は、後述する枠構造体４０により形成される外周面を表したもので、実際には面として存在しない場合もある。すなわち、第２付属ユニットＢ２の外側面となる立面Ｐ２２、Ｐ２４、Ｐ２５及び天井面Ｐ２６は、外壁パネルや屋根材により覆われるが、他の底面Ｐ２１及び立面Ｐ２３は、パネルを設置して、上下方向や水平方向に隣り合う室内空間と区画してもよいし、あるいは、実際にはパネルを非設置とし、上下方向や水平方向に隣り合う室内空間と連続した空間を形成するようにしてもよい。

第２付属ユニットＢ２の骨格を形成する枠構造体４０は、図１５に示すように、４本の柱材である短柱材４１，４１及び長柱材４２，４２と、４本の柱材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁としての桁下梁４３ａ，４３ａ及び妻下梁４３ｂ，４３ｂと、各柱材４１，４１，４２，４２の上端部を連結する４本の上梁である高上梁４４、低上梁４５及び傾斜上梁４６，４６とを備えている。

さらに、本実施の形態では、枠構造体４０は、立面Ｐ２２の位置において、高上梁４４と桁下梁４３ａとの間に、一対の中柱４７，４７が立設され、かつ、各中柱４７と長柱材４２との間に斜材４７ｂが設けられている。
そして、枠構造体４０は、立面Ｐ２３の位置において、低上梁４５と桁下梁４３ａとの間に、一対の中柱４８，４８が立設され、かつ、各中柱４８と短柱材４１との間に一対の斜材４８ｂがＸ状に設けられている。

次に、第２付属ユニットＢ２の枠構造体４０の構造及び連結構造について説明する。
第２付属ユニットＢ２の枠構造体４０は、底面Ｐ２１を構成する４本の各下梁４３ａ，４３ａ，４３ｂ，４３ｂと各柱材４１，４２とが剛接合により連結され、４本の各上梁４４，４５，４６，４６と各柱材４１，４１，４２，４２とがピン接合により連結されている。

以下、詳細に説明する。
短柱材４１及び長柱材４２は、図１６に示すような略正方形断面形状の四角筒状の型鋼により形成されており、その上下端部は、図２１及び図２３に示す鋼板により形成されたエンドプレート４１ｈ，４２ｈが固着されて塞がれている。なお、各柱材４１，４２の下端のエンドプレート４１ｈ，４２ｈには、図示は省略するがボルトを挿通して建物ユニットＡにピン接合により連結するための貫通穴が開口されている。

短柱材４１及び長柱材４２の下端部どうしは、４本の下梁としての桁下梁４３ａ及び妻下梁４３ｂが剛接合により連結されている。
桁下梁４３ａは、図１５に示すように、短柱材４１，４１の下端部どうし及び長柱材４２，４２の下端部どうしをＸ方向に連結している。なお、桁下梁４３ａは、図２０に示すように、コの字あるいはＣ型の開口をＹ方向で第２付属ユニットＢ２の中央方向に向けて設置され、かつ、Ｙ方向の幅は、各柱材４１，４２の同方向の幅の略１／２の寸法に形成されている。
この桁下梁４３ａと両柱材４１，４２との連結は溶接による剛接合となっており、図１８及び図１９に示すように、短柱材４１及び長柱材４２の下端部に、断面コの字のジョイントピース４１ａ，４２ａがそれぞれＸ方向で重なるように溶接され、このジョイントピース４１ａ，４２ａの内側に桁下梁４３ａの長手方向端部が挿入された状態で溶接されている。

一方、短柱材４１の下端部と長柱材４２の下端部とは、図１５に示すように妻下梁４３ｂによりＹ方向に連結されている。この妻下梁４３ｂの長手方向両端部と両柱材４１，４２との接合も、図２０に示すように、各柱材４１，４２の下端部に溶接により接合されたコの字断面形状のジョイントピース４１ｂ，４２ｂに、妻下梁４３ｂの長手方向端部を差し込んだ状態で溶接されている。

次に、各柱材４１，４２と、４本の各上梁４４，４５，４６との接合であるピン接合について説明する。
各上梁４４，４５，４６の長手方向端部には、コの字あるいはＣ型の長手方向の端部の開口を塞ぐようにして、図２１〜図２３にそれぞれ示す取付板４４ａ，４５ａ，４６ａが固着されている。この取付板４４ａ，４５ａ，４６ａは、それぞれ矩形状の鋼板であり、上下に結合用のボルト孔（図示省略）が形成されている。

そして、これらの取付板４４ａ，４５ａ，４６ａは、各柱材４１，４２の側面にボルトとナットとを締結させることでピン接合されている。
すなわち、図２１及び図２２に示すように、低上梁４５の取付板４５ａのボルト孔及び短柱材４１の側面に設けられたボルト孔にボルト４５ｂを挿通し、短柱材４１側のナット４５ｎに締結することにより、低上梁４５の長手方向両端が各短柱材４１，４１にピン接合されている。なお、図２２に示すように、低上梁４５の上端面は、短柱材４１の上端よりも僅かに低い位置に配置されている。この高低差により、第２付属ユニットＢ２の上面に、屋根下地パネル４９（図１７参照）を設置した際に、低上梁４５と屋根下地パネル４９との間に換気用の隙間が形成される。

また、高上梁４４についても、詳細な図示は省略するが、低上梁４５と同様に長手方向両端部に固着された図２３に示す取付板４４ａに挿通したボルト４４ｂを、さらに長柱材４２の上端部側面に挿通し、長柱材４２側のナット（図示省略）に締結させてピン接合されている。

傾斜上梁４６と両柱材４１，４２との結合についても同様であり、傾斜上梁４６の長手方向両端部に固着された取付板４６ａ，４６ａ及び各柱材４１，４２に、図２２及び図２３に示すようにボルト４６ｂ，４６ｂを挿通し、各柱材４１，４２側のナット４１ｎ，４２ｎに締結することで、ピン接合されている。

なお、前述した屋根下地パネル４９は、第１付属ユニットＢ１と同様に、図１６及び図１７に示す高上梁４４と低上梁４５とに取り付けられた複数の支持ブラケット４４ｆ、４５ｆの間に架け渡されて固定されている。なお、ユニット建物Ｈへの設置後は、屋根下地材４９は図示を省略した屋根パネルにより覆われる。

以上のように構成されたユニット建物Ｈ、第１付属ユニットＢ１、第２付属ユニットＢ２は、以下に列挙する効果を奏する。
ａ）ユニット建物Ｈは、屋上部分に、第１付属ユニットＢ１及び第２付属ユニットＢ２とを連結したため、ユニット建物Ｈの外観に変化を持たせることができ、凹凸のある重厚な外観のユニット建物Ｈを形成することができると共に、ルーフバルコニー等への出入口や小屋裏収納や吹き抜けやトップライトなどとして有効に利用することができる。

ｂ）第１付属ユニットＢ１及び第２付属ユニットＢ２を、その天井面Ｐ１４，Ｐ２６が連続する三角形状及び台形形状としたため、両ユニットＢ１，Ｂ２の組み合わせにより、屋上構造物や屋根材として用いることができ、デザインのバリエーションを増やすことができる。

ｃ）第１付属ユニットＢ１は、枠構造体２０が、妻下梁２２と連結材２６と柱材２３と傾斜梁２４とを剛接合した一対の剛接合枠体としての三角枠体２００，２００を備え、これら一対の三角枠体２００，２００の柱材２３の上下両端部及び連結材２６が、桁下梁２１ａ，２１ｂの長手方向両端部及び上梁２５の長手方向両端部とピン接合により連結された構成とした。
このため、枠構造体２０の製造時に、剛接合による連結を行うのは、立面Ｐ１２である１平面を形成する三角枠体２００のみで済むようにした。この三角枠体２００は、傾斜梁２４を有しているものの、１平面で作業を行うことができ、枠構造体を立体的に剛接合する場合の作業と比較して、単純な作業とすることができ、作業性に優れ、また、その分、製造コストも低減可能となる。
さらに、一対の三角枠体２００を一対の両下梁２１ａ，２１ｂ及び上梁２５により連結する際は、立体的な作業となるが、これら各梁２１ａ，２１ｂ，２２と三角枠体２００との接合は、ピン接合により連結するため、寸法誤差の吸収も容易であり、剛接合を行う場合と比較して作業性に優れる。
加えて、第１付属ユニットＢ１は、水平方向で上記のピン接合による連結部を有し、建物ユニットＡへの組み付けた状態では、剛接合部への応力集中を抑制し、軽量化と剛性確保の両立を図ることができる。
このように、高い結合剛性を確保できると共に、製造性に優れ、最上階に設置するのに適した第１付属ユニットＢ１を提供することができる。

ｄ）第１付属ユニットＢ１とその下方の建物ユニットＡとを接合するのにあたり、三角枠体２００を構成する柱材２３及び連結材２６のエンドプレート２３ａ，２６ａを、建物ユニットＡに接合するようにした。
このように、枠構造体２０において枠構造体２０のＸ方向両端に配置されて剛接合された三角枠体２００の構成部分を、その下方の建物ユニットＡに接合するようにしたため、これら三角枠体２００が建物ユニットＡにしっかりと固定され、第１付属ユニットＢ１の剛性を確保することができる。

ｅ）第１付属ユニットＢ１の連結材２６は、四角筒の一側面の一部を形成するようにして設けられて桁下梁２１ｂの端部の連結用板２１ｔとピン接合される下梁取付板２６ｆを備えているため、この桁下梁２１ｂの連結が容易であると共に、この連結を確実に行うことができる。

ｆ）第１付属ユニットＢ１は、上梁２５と柱材２３とをピン接合するのにあたり、柱材２３と傾斜梁２４とに跨って両者に剛接合された上梁取付板２７に接合させるようにした。
したがって、上梁取付板２７が柱材２３と傾斜梁２４との一方のみに剛接合されている場合と比較して、上梁２５の接合強度を確保できる。

ｇ）第１付属ユニットＢ１のコの字あるいはＣ型の断面形状の妻下梁２２は、３辺に跨る補強材２２ｓを備えているため、妻下梁２２の剛性を向上できる。桁下梁２１ａ、２１ｂについても、同様の補強板を備えているため、剛性を向上できる。

ｈ）第１付属ユニットＢ１は、傾斜梁２４と柱材２３及び連結材２６とを剛接合するのにあたり、傾斜梁２４は、その下端面を連結材２６の側面に当接させ、上端側は柱材２３の上面に接合するようにした。このため、接合精度を高めるための端面の寸法精度管理が、傾斜梁２４の下端面と、柱材２３の上端面とのそれぞれに分散できる。よって、傾斜梁２４の上端側も柱材の側面に接合するものと比較して、端面精度の分散を図り、歩留まりを向上させることが可能となる。

ｊ）第２付属ユニットＢ２は、各下梁４３ａ，４３ｂと各柱材４１，４１，４２，４２とが剛接合されているため、下方の建物ユニットＡとの結合を、各下梁４３ａ，４３ｂ、各柱材４１，４２のいずれで行なっても、建物ユニットＡとの連結剛性を確保することができる。

また、枠構造体４０の製造時には、各下梁４３ａ，４３ｂと各柱材４１，４２との接合は、底面Ｐ２１の形状を保持して行なえばよいため、剛接合であっても、立体的に部材を剛接合する場合と比較して、形状保持が容易であり、かつ、寸法精度も、平面状の寸法精度を確保できればよいため、全体を剛接合する場合と比較して、精度を低く抑えることが可能である。
一方、両柱材４１，４２の上端部と各上梁４４，４５，４６との接合はピン接合であるため、寸法誤差を接合部分で吸収可能であり、全て連結部分を剛接合したものと比較して寸法精度を低く抑えることが可能であり、加えて、作業性も、剛接合を行なう場合と比較して優れる。
特に、本実施の形態１のように上梁の一部に傾斜上梁４６を有した構造では、これを剛接合する場合、溶接作業時に、一定の角度の接合面を得るために高い寸法精度必要であると共に、一定の傾斜角度を保持する必要があるため、作業手間及び作業コストが増す。これと比較して、本実施の形態１では、これらの接合をピン接合としたため、作業手間及び作業コストを低減することができる。
このように、本実施の形態１では、各下梁４３ａ，４３ｂと各柱材４１，４２との接合を剛接合として、高い結合剛性を確保できながらも、各上梁４４，４５，４６と各柱材４１，４２とをピン接合としてことにより、製造作業性、製造コスト、重量を低く抑えることのできる第２付属ユニットＢ２及びそれが設けられたユニット建物Ｈを提供することができる。
さらに、第２付属ユニットＢ２は、両柱材４１，４２の上端部と各上梁４４，４５，４６との接合はピン接合としているため、水平方向荷重入力時の応力の集中を緩和することができる。

ｋ）第２付属ユニットＢ２は、短柱材４１と長柱材４２とを備え、上梁として、傾斜上梁４６を備えた構造とした。そして、この傾斜上梁４６は、その長手方向両端に設けた取付板４６ａ，４６ａをそれぞれ各柱材４１，４２の側面に当接させる構造としたが、上記ｇ）のように傾斜上梁４６と各柱材４１，４２とはピン接合としたため、寸法誤差を吸収することができ、剛接合とした場合と比較して、寸法精度を低く抑えることが可能であると共に、製造作業性に優れる。
このように、高い結合剛性を確保できると共に、製造性に優れ、最上階に設置するのに適した第２付属ユニットＢ２を提供することができる。

ｍ）第２付属ユニットＢ２を設置したユニット建物Ｈでは、水平荷重が作用した際の作用する応力に対して、第２付属ユニットの全ての接合を剛接合としたものと比較して、ピン接合部分により分散することが可能となり、その分、部材の剛性を抑えて、重量やコストを抑えることが可能となる。

（他の実施の形態）
以下に、他の実施の形態について説明する。
図２５に示すユニット建物Ｈ２は、実施の形態１の変形例であり、実施の形態１において第２付属ユニットを設置しない態様を示している。

図２６に示すユニット建物Ｈ３は、第１付属ユニットを変形させた付属ユニットＢ３を屋上に設置した例である。この付属ユニットＢ３は、実施の形態１で示した妻下梁２２の長手方向両端に柱材２３，２３を設置し、天井面Ｐ３１４を建物ユニットＡｂの妻側に下がるように傾斜させた例である。
なお、付属ユニットＢ３を、全ての建物ユニットＡの上部に設置することで、ユニット建物Ｈ３の屋根を形成することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

例えば、実施の形態では、発明の付属ユニットとしての第１付属ユニットに加え、台形の第２付属ユニットを建物ユニットの上部に設置した例を示したが、この設置の高さは、これに限定されず、例えば、同階の建物ユニットの水平方向に連続し、その下階のユニット建物上部に設置するようにしてもよい。
また、設置対象の建物としては、建物ユニットを連結した構成したユニット建物に限定されない。

また、実施の形態では、ピン接合として、ボルトとナットによる接合の例を示したが、これに限定されるものではなく、ピンやリベットなどを用いて接合することもできる。また、ボルト・ナットを用いる場合も含め、その設置数は、実施の形態で示した数に限定されることはなく、設置数を増やして接合剛性を高めることもできる。

また、柱材の上端部どうしをピン接合により連結する上梁は、柱材と傾斜梁とに剛接合された上梁取付板にピン接合する構造としたが、これに限定されない。例えば、傾斜梁が柱材の側面に剛接合された構造では、上梁取付板は、柱材のみに剛接合してもよいし、あるいは、上梁取付板を用いることなく、柱材の上端の側面に直接ピン接合するようにしてもよい。また、実施の形態で示したように、柱材の上部に傾斜梁が剛接合された構造では、上梁を傾斜梁にピン接合させて、間接的に柱材にピン接合する構造としてもよい。
また、実施の形態では、枠構造体を構成する下梁や上梁などとして、コの字状形鋼又はＣ形鋼を示したが、Ｈ形鋼等の他の形状の鋼材を用いてもよい。

また、実施の形態では、本発明を三角形の立面を備えた形状の付属ユニットに適用した例を示したが、連結材を上下方向に延ばし、傾斜梁と下梁とを上下方向に離間させて連結材に結合させるようにしてもよい。

図２７は、そのような実施の形態を模式的に示すものである。
すなわち、この付属ユニットの骨格を構成する枠構造体４２０は、剛接合された一対の台形枠体４００，４００どうしを、桁下梁４２１ａ、桁下梁４２１ｂ、上梁４２５、低上梁４０１の両端をピン接合させて連結した例である。なお、図において、黒の三角は剛接合を示し、白丸はピン接合を示している。

台形枠体４００は、筒状、あるいはコの字状の連結材４２６の下端部と柱材２３と同様の柱材４２３の下端部とを、妻下梁２２と同様の妻下梁４２２の長手方向両端を剛接合することで連結し、連結材４２６の上端部と柱材４２３の上端部とを、傾斜梁２４と同様の傾斜梁４２４の両端部を剛接合することで連結して構成されている。また、この付属ユニットの天井面は、上梁４２５と桁下梁４２１ｂとに架け渡される。

なお、桁下梁４２１ａ、桁下梁４２１ｂ、上梁４２５、低上梁４０１の両端のピン接合の構造は、実施の形態１と同様の接合構造であるものとする。

このように構成した付属ユニットＢ３にあっても、台形状の立面を構成する台形枠体４００は、傾斜した傾斜梁４２４を剛接合する構造であるが、実施の形態１と同様に、平面作業とすることができ、作業性に優れる。また、立体的な結合は、ピン接合により接合するため、作業性に優れる。
したがって、この付属ユニットＢ３にあっても、前述した実施の形態１と同様に、ａ）〜ｈ）の効果を奏する。
なお、この図２７に示す付属ユニットＢ２を実施の形態１において示した第２付属ユニットとして用いてもよい。

２０ 枠構造体
２１ａ 桁下梁
２１ｂ 桁下梁
２１ｓ 連結用板
２１ｔ 連結用板
２２ 妻下梁
２２ｓ 補強板
２３ 柱材
２３ａ エンドプレート
２３ｂ 補強板
２３ｃ 取付板
２４ 傾斜梁
２５ 上梁
２６ 連結材
２６ａ エンドプレート
２６ｆ 下梁取付板
２７ 上梁取付板
２００ 三角枠体
Ａ 建物ユニット
Ｂ１ 第１付属ユニット
Ｈ ユニット建物
Ｐ１１ 底面
Ｐ１２ 立面
Ｐ１３ 立面
Ｐ１４ 天井面

Claims (7)

1. 建物の垂直方向の投影範囲における最上部に設置される付属ユニットであって、
   四角形の隅角部のうちの隣り合う一対の隅角部に配置される２本の柱材及び他の隣り合う一対の隅角部に配置され前記柱材よりも低く形成された２個の連結材と、前記柱材の下端部及び連結材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁と、前記柱材の上端部どうしを連結する１本の上梁と、前記柱材と前記連結材とを連結する傾斜梁と、を備えた枠構造体を備え、
   前記枠構造体は、前記下梁と前記連結材と前記柱材と前記傾斜梁とを剛接合した一対の剛接合枠体を備え、
   前記下梁のうちで、前記剛接合枠体を構成する前記下梁に直交する方向に延在された一対の下梁の長手方向両端部が、前記柱材の下端部及び前記連結材の下端部にピン接合により連結されていると共に、前記上梁の長手方向両端部が、前記柱材の上端部にピン接合により連結されていることを特徴とする付属ユニット。
2. 前記連結材は、前記下梁の連結位置と前記傾斜梁の連結位置とが上下に近接あるいは当接して配置され、かつ、前記剛接合枠体は、前記下梁、前記傾斜梁、前記柱材により囲まれた空間が略直角三角形状を成す三角枠体として形成され、
   前記上梁から前記下梁に架け渡された天井面を有して、側方の一対の立面が略三角形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の付属ユニット。
3. 前記連結材において、前記下梁の連結位置と前記傾斜梁の連結位置とが上下方向に離間して配置され、かつ、前記剛接合枠体は、前記下梁、前記傾斜梁、前記柱材、前記連結材により囲まれた空間が略台形形状を成す台形枠体として形成され、
   前記連結材の上端部どうしをピン接合により連結する低上梁を備え、
   前記上梁から前記低上梁に架け渡された天井面を有して、側方の一対の立面が略台形形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の付属ユニット。
4. 前記連結材は、前記下梁をピン接合するための下梁取付板を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の付属ユニット。
5. 前記柱材と前記傾斜梁とに跨って剛接合された上梁取付板が設けられ、
   前記上梁は、前記上梁取付板にピン接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の付属ユニット。
6. 前記下梁は、３辺を有したコの字あるいはＣ型断面形状に形成され、かつ、前記３辺に跨る補強材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の付属ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれかに１項に記載の付属ユニットを建物ユニットの上部に連結固定したことを特徴とするユニット建物。