JP2014058784A - 床面剛性部材および吹き抜けを囲む梁の補強方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば既存の軽量鉄骨造または木造の建築物の床に吹き抜けを新たに設ける場合等に、吹き抜け周囲の補強を容易に行うことができる床面剛性部材および吹き抜けを囲む梁の補強方法を提供する。
【解決手段】床面剛性部材1は、軽量鉄骨造または木造の建築物に設けられる矩形の吹き抜けまわりの剛性を高めるためのものである。床面剛性部材は、2つの真っ直ぐな鉄骨21a,21bのそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレーム2と、真っ直ぐな鉄骨31を備えた4つのジョイントフレーム3と、を有する。ジョイントフレームの長手方向の両端は、コーナーフレームを形成する2つの鉄骨の他端のいずれかまたはいずれにも連結可能に形成されている。床面剛性部材は、4つのコーナーフレームの直角の部分を矩形の四つの頂角とし、隣り合うコーナーフレームの鉄骨同士をジョイントフレームにより連結することにより形成される鉄骨枠である。
【選択図】図1
【解決手段】床面剛性部材1は、軽量鉄骨造または木造の建築物に設けられる矩形の吹き抜けまわりの剛性を高めるためのものである。床面剛性部材は、2つの真っ直ぐな鉄骨21a,21bのそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレーム2と、真っ直ぐな鉄骨31を備えた4つのジョイントフレーム3と、を有する。ジョイントフレームの長手方向の両端は、コーナーフレームを形成する2つの鉄骨の他端のいずれかまたはいずれにも連結可能に形成されている。床面剛性部材は、4つのコーナーフレームの直角の部分を矩形の四つの頂角とし、隣り合うコーナーフレームの鉄骨同士をジョイントフレームにより連結することにより形成される鉄骨枠である。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば既存の軽量鉄骨造または木造の建築物における吹き抜けを囲む梁の水平方向の外力に対する補強に関する。
我が国では、平均寿命の上昇、および人口構成が戦後のベビーブーマー世代に偏っていることにより、急激に高齢者の比率が増加している。これに伴い、今後バリアフリーのための住宅のリフォームが増加し、その他家族に歩行障害者を有する場合も含めて、戸建ての建物について、今後は価格が低下しつつあるホームエレベータの設置が計画されることが予想される。
しかし、ホームエレベータの設置を行うには、建物に一定の面積の吹き抜け空間が必要であり、このような吹き抜けを設けた場合にも、建物には一定の耐震性を確保することが求められる。この点に関し、新築の住宅については、ホームエレベータの設置のための吹き抜けを予定して耐震強度等を設計することが可能である。例えば、複数の建物ユニットを建築現場で組み合わせるユニット工法による新築住宅では、平面視における建物ユニットの長手方向を2つに分割し、その一方を吹き抜けとしたものを組み合わせて耐震のための剛性を確保することが提案されている(特許文献1)。特許文献1には、建物全体における剛性の確保は、建物ユニットにおける長手方向の他方にブレースを設けて行うことが例示されている。
既存建物へのエレベータの設置については、ホールの床に矩形の開口を設け、この開口を取り囲んで垂直に延びた四方の壁(既設壁部およびエレベータ用の壁部)により囲まれる空間にエレベータシャフトを形成する技術が提案されている(特許文献2)。特許文献2には、エレベータシャフトの内側において開口の下面側の周囲4辺に、地震時の横揺れにはエレベータシャフトと一体化し、不等沈下した場合には既存建物とエレベータシャフトとの垂直荷重の縁をきる、補強用の鉄骨梁が取り付けられることが開示されている。なお、引用文献2における既存建物は戸建ての住宅ではなく、設置されるエレベータは、ホームエレベータよりも大人数の運搬を想定したものと解される。
高齢者向け、障害者向けの住宅のバリアフリー化は、一般にリフォームにより行われる。そして、ホームエレベータの設置についても、費用の面等で建物を建て替えて行うよりも現に住む住居への適用を望む場合が多い。しかし、引用文献2に提案された既存建物に設けられる鉄骨梁は、床の開口に対して構造的な補強を必要としない構造体において、地震時にエレベータの鉄塔に加わる水平力を建物本体に伝達させる為のものであり、限られたスペースに吹き抜けを設ける軽量鉄骨造または木造の建築物にそのまま用いることは適切ではない。
また、例えば軽量鉄骨造の住居用建物においても、新たに床を取り除いて吹き抜けを設けた場合には、吹き抜けを囲む梁に対して水平方向の力に対する補強が必要であるが、従来この補強を容易に行うことが困難であった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、例えば既存の軽量鉄骨造または木造の建築物の床にホームエレベータを設置するための吹き抜けを新たに設ける場合等に、吹き抜け周囲の補強を容易に行うことができる床面剛性部材および吹き抜けを囲む梁の補強方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、例えば既存の軽量鉄骨造または木造の建築物の床にホームエレベータを設置するための吹き抜けを新たに設ける場合等に、吹き抜け周囲の補強を容易に行うことができる床面剛性部材および吹き抜けを囲む梁の補強方法を提供することを目的とする。
本発明に係る床面剛性部材は、軽量鉄骨造または木造の建築物に設けられる矩形の吹き抜けまわりの剛性を高めるためのものである。床面剛性部材は、2つの真っ直ぐな鉄骨のそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレームと、真っ直ぐな鉄骨を備えた4つのジョイントフレームと、を有する。ジョイントフレームの長手方向の両端は、コーナーフレームを形成する2つの鉄骨の他端のいずれかまたはいずれにも連結可能に形成されている。床面剛性部材は、4つのコーナーフレームの直角の部分を矩形の四つの頂角とし、隣り合うコーナーフレームの鉄骨同士をジョイントフレームにより連結することにより形成される鉄骨枠である。
好ましくは、コーナーフレームにおける2つの鉄骨の他端にそれぞれエンドプレートが固着されており、ジョイントフレームの両端にそれぞれエンドプレートが固着されている。コーナーフレームのエンドプレートとジョイントフレームのエンドプレートとは、ボルトおよびナットにより連結可能である。
好ましくは、コーナーフレームにおける2つの鉄骨およびジョイントフレームにおける鉄骨には、いずれも同規格のH型鋼が使用される。また、床面剛性部材は、これらが連結された鉄骨枠においてH型鋼の各ウエブが同一面となるように構成される。
好ましくは、コーナーフレームにおける2つの鉄骨およびジョイントフレームにおける鉄骨には、いずれも同規格のH型鋼が使用される。また、床面剛性部材は、これらが連結された鉄骨枠においてH型鋼の各ウエブが同一面となるように構成される。
床面剛性部材は、コーナーフレームの2つのH型鋼における鉄骨枠において外側となるフランジに、矩形の吹き抜けまわりの梁にコーナーフレームを取り付けるための固着用プレートが一体化されている。
本発明に係る補強方法は、軽量鉄骨造または木造の建築物の矩形の吹き抜けを囲む梁の補強方法である。
本発明に係る補強方法は、軽量鉄骨造または木造の建築物の矩形の吹き抜けを囲む梁の補強方法である。
この補強方法は、2つの真っ直ぐな鉄骨のそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレームを、直交する鉄骨のそれぞれが梁に沿うようにかつ隣り合う2つコーナーフレームに隙間を生じさせて梁における吹き抜けの四隅に固定する。次に、隣り合う前記コーナーフレームに生じた隙間に真っ直ぐな鉄骨を備えたジョイントフレームを嵌め入れて隣り合うコーナーフレームを連結するというものである。
なお、本発明における「軽量鉄骨造または木造の建築物」とは、いわゆる「マンション」等の高層建築物を含まず、戸建て住宅、高層集合住宅複数の戸建て住宅が連続している形式の低層集合住宅である「テラスハウス」、アパート、グループホーム、事務所、倉庫等のうち低層の建築物をいう。
本発明によると、例えば既存の軽量鉄骨造または木造の建築物の床にホームエレベータを設置するための吹き抜けを新たに設ける場合等に、吹き抜け周囲の補強を容易に行うことができる床面剛性部材および吹き抜けを囲む梁の補強方法を提供することができる。
図1は床面剛性部材1を構成するコーナーフレーム2等の斜視図、図2は床面剛性部材1の梁への取り付け過程を示す図、図3は床面剛性部材1により補強された吹き抜けを上から見た断面図(平面断面図)、図4は吹き抜けの梁を補強する床面剛性部材1の正面断面図である。なお、図2(a)は図3の一部を拡大した図、図3は図4のB−B矢視断面、図4は図3のA−A矢視断面である。
床面剛性部材1は、4つのコーナーフレーム2,2,2,2、4つのジョイントフレーム3,3,3,3、およびコーナーフレーム2とジョイントフレームとを連結するボルト11、ナット12からなる。
コーナーフレーム2は、2つのH型鋼21a,21bおよび2つの固着用プレート22,22で形成される。H型鋼21a,21bは同一の規格のものであり、一方のH型鋼21aは、他方のH型鋼21bよりも長い。長いH型鋼21aは、両端にエンドプレート23a,23bが溶接により固着されており、一方のエンドプレート23aには、4つのボルト孔24,24,24,24が貫通している。
コーナーフレーム2は、2つのH型鋼21a,21bおよび2つの固着用プレート22,22で形成される。H型鋼21a,21bは同一の規格のものであり、一方のH型鋼21aは、他方のH型鋼21bよりも長い。長いH型鋼21aは、両端にエンドプレート23a,23bが溶接により固着されており、一方のエンドプレート23aには、4つのボルト孔24,24,24,24が貫通している。
長さの短い他方のH型鋼21bは、一方の端にエンドプレート23aが溶接により固着されている。このエンドプレート23aは、4つの貫通するボルト孔24,24,24,24を有し、H型鋼21aのエンドプレート23aと同一のものである。
他方のH型鋼21bは、エンドプレート23aが固着されていない側の端が、一方のH型鋼21aのボルト孔24を有しないエンドプレート23b側の端に、それぞれのウエブが同一面となるようにして「L」の字形に連結されている。一方のH型鋼21aに固着されたエンドプレート23bと他方のH型鋼21bの外方側のフランジとは、同一面を形成している。一方のH型鋼21aのフランジと他方のH型鋼21bのフランジとは、直交している。
他方のH型鋼21bは、エンドプレート23aが固着されていない側の端が、一方のH型鋼21aのボルト孔24を有しないエンドプレート23b側の端に、それぞれのウエブが同一面となるようにして「L」の字形に連結されている。一方のH型鋼21aに固着されたエンドプレート23bと他方のH型鋼21bの外方側のフランジとは、同一面を形成している。一方のH型鋼21aのフランジと他方のH型鋼21bのフランジとは、直交している。
一方のH型鋼21aのウエブの両側における他方のH型鋼21bの内方側のフランジの延長相当部分には、スチフナー25が取り付けられている。直交する2方向における、H型鋼21a,21bにそれぞれのエンドプレート23a,23b,23aを加えた長さLは、略同じである。
この長さLは、床面剛性部材1が取り付けを予定する吹き抜けを囲む梁のスパンの半分よりも小さい。矩形である吹き抜けの縦横比が1と異なる場合には、コーナーフレーム2における直交する二方向の寸法を異なるものとすることがある。
この長さLは、床面剛性部材1が取り付けを予定する吹き抜けを囲む梁のスパンの半分よりも小さい。矩形である吹き抜けの縦横比が1と異なる場合には、コーナーフレーム2における直交する二方向の寸法を異なるものとすることがある。
2つの固着用プレート22,22は、同一の形状および大きさの矩形の鋼板であり、その短辺の長さ(幅)はH型鋼21a,21bのフランジの幅よりも大きい。固着用プレート22,22は、それぞれが異なるH型鋼21a,21bの一方の外方側のフランジに、溶接により固着されている。固着用プレート22は、その幅方向両側が、フランジの幅方向にはみ出しており、はみ出した部分におけるその長手方向の両端近傍に、それぞれ2つのボルト孔26,26,26,26が貫通している。
2つの固着用プレート22,22は、ボルト孔24を有する各エンドプレート23a,23aからの距離Dが略等しい位置に配されている。固着用プレート22の幅は、取り付けが予定される梁の幅、例えば取り付け予定の梁がH型鋼の場合にはそのウエブの幅よりも小さい。
ジョイントフレーム3は、コーナーフレーム2を形成するH型鋼21a,21bと同一規格のH型鋼31で形成される。H型鋼31は、コーナーフレーム2のH型鋼21a,21bに比べて長さが短く、その両端には、エンドプレート33,33が固着されている。エンドプレート33には、4つのボルト孔32,32,32,32が、コーナーフレーム2におけるエンドプレート23a,23aのボルト穴32と同一口径および同一の配置で貫通する。
ボルト11およびナット12は、各エンドプレート23a,33のボルト孔24,32を貫通可能な大きさの、一般的なものが用いられる。
ジョイントフレーム3は、コーナーフレーム2を形成するH型鋼21a,21bと同一規格のH型鋼31で形成される。H型鋼31は、コーナーフレーム2のH型鋼21a,21bに比べて長さが短く、その両端には、エンドプレート33,33が固着されている。エンドプレート33には、4つのボルト孔32,32,32,32が、コーナーフレーム2におけるエンドプレート23a,23aのボルト穴32と同一口径および同一の配置で貫通する。
ボルト11およびナット12は、各エンドプレート23a,33のボルト孔24,32を貫通可能な大きさの、一般的なものが用いられる。
次に、ホームエレベータ設置のために既設の軽量鉄骨造住宅に設けられた吹き抜けにおける、床面剛性部材1による耐震補強について説明する。
吹き抜けは、例えば、階上の床においてH型鋼を交差させて格子状に組まれた梁の一区画に形成される。軽量鉄骨造住宅における格子状に組まれた梁は、一般に水平方向の外力に対抗するためのブレス構造となっているので、吹き抜けを形成するために、床面の水平ブレス71,71が取り除かれる。
吹き抜けは、例えば、階上の床においてH型鋼を交差させて格子状に組まれた梁の一区画に形成される。軽量鉄骨造住宅における格子状に組まれた梁は、一般に水平方向の外力に対抗するためのブレス構造となっているので、吹き抜けを形成するために、床面の水平ブレス71,71が取り除かれる。
図2(a)、図3を参照して、各コーナーフレーム2が、それぞれのH型鋼21a,21bを、直交する梁のH型鋼72x,72yに沿わせて、梁の四隅に固定される。コーナーフレーム2の梁への固定は、H型鋼72x,72yのウエブ73x,73yに設けられた貫通孔および固着用プレート22のボルト孔26を貫通するボルトとこれに螺合するナット75とにより行われる。
なお、床面剛性部材1は、形成された吹き抜け部分の梁に対して、撤去した水平ブレス71,71に代わって剛性を高めるためのものである。コーナーフレーム2およびジョイントフレーム3に用いられるH型鋼21a,21b,31には、梁を構成するH型鋼72x,72y程の大きな強度が求められない。H型鋼21a,21b,31のフランジの幅および固着用プレート22の幅W1のいずれも、梁を構成するH型鋼72x,72yのウエブ73x,73yの幅(両フランジ間の距離)W2よりも小さい。コーナーフレーム2は、梁を構成するH型鋼72x,72yにおけるウエブ73x,73yと両側のフランジとで囲まれる帯状の窪みに収容されて、梁に固定される(図3,4)。
コーナーフレーム2は、直交する二方向における寸法が、取り付けられる梁のスパンの半分よりもさらに小さく、4つのコーナーフレーム2,2,2,2が梁の四隅に固定されると、隣り合うコーナーフレーム2,2の間に隙間が生ずる。この隙間にジョイントフレーム3を嵌め入れ、コーナーフレーム2およびジョイントフレーム3における対向するそれぞれのエンドプレート23a,33のボルト孔24,32にボルト11を貫通させる。続いて、ボルト11にナット12を螺合させ、隣り合うコーナーフレーム2,2を、ジョイントフレーム3により連結する(図2(b))。
この作業を、四組のコーナーフレーム2,2について行うと、吹き抜けとなった部分の梁の剛性を高めて水平方向の外力に抗して梁の変形を防止するための、四角の枠組みである床面剛性部材1の施工が完了する。
床面剛性部材1は、吹き抜けの矩形に組まれた梁の四隅にコーナーフレーム2,2,2,2を固定した後に、梁に固定された隣り合う2つのコーナーフレーム2,2をジョイントフレーム3,3,3,3で連結して形成される。そのため、例えば軽量鉄骨造のようなH型鋼72x,72yによる梁に施工する場合に、既に固定された他のコーナーフレーム2に干渉されることなく、また梁のH型鋼72x,72yのフランジに干渉されることなく、次々にコーナーフレーム2を梁の所定の位置に固定することができる。床面剛性部材1は、四角の鉄骨枠が8つの部分に分かれて1つの重量が軽減されており、現場への搬入作業等の負担が軽減される。
床面剛性部材1は、吹き抜けの矩形に組まれた梁の四隅にコーナーフレーム2,2,2,2を固定した後に、梁に固定された隣り合う2つのコーナーフレーム2,2をジョイントフレーム3,3,3,3で連結して形成される。そのため、例えば軽量鉄骨造のようなH型鋼72x,72yによる梁に施工する場合に、既に固定された他のコーナーフレーム2に干渉されることなく、また梁のH型鋼72x,72yのフランジに干渉されることなく、次々にコーナーフレーム2を梁の所定の位置に固定することができる。床面剛性部材1は、四角の鉄骨枠が8つの部分に分かれて1つの重量が軽減されており、現場への搬入作業等の負担が軽減される。
また、床面剛性部材1は、吹き抜けの梁への取り付け、およびコーナーフレーム2とジョイントフレーム3との連結が、ボルト74,11およびナット75,12のみによりなされる。床面剛性部材1は、施工現場において接合のための溶接を行う必要が無く、吹き抜け部分の補強作業を容易に行うことができる。
上述の実施形態において、床面剛性部材1をH型鋼以外の鉄骨を使用して形成することができる。また、床面剛性部材1は、軽量鉄骨造以外に、例えば木造の建築物の吹き抜けの補強に使用することができる。
上述の実施形態において、床面剛性部材1をH型鋼以外の鉄骨を使用して形成することができる。また、床面剛性部材1は、軽量鉄骨造以外に、例えば木造の建築物の吹き抜けの補強に使用することができる。
その他、床面剛性部材1、および床面剛性部材1の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
本発明は、軽量鉄骨造または木造の建築物の吹き抜け部分における水平方向の外力に対する補強に利用することができる。
1 床面剛性部材
2 コーナーフレーム
3 ジョイントフレーム
11 ボルト
12 ナット
21a,21b (コーナーフレームの)鉄骨、H型鋼)
22 固着用プレート
23a,23b (コーナーフレームの)エンドプレート
31 (ジョイントフレームの)鉄骨、H型鋼
33 (ジョイントフレームの)エンドプレート
2 コーナーフレーム
3 ジョイントフレーム
11 ボルト
12 ナット
21a,21b (コーナーフレームの)鉄骨、H型鋼)
22 固着用プレート
23a,23b (コーナーフレームの)エンドプレート
31 (ジョイントフレームの)鉄骨、H型鋼
33 (ジョイントフレームの)エンドプレート
Claims (5)
- 軽量鉄骨造または木造の建築物に設けられる矩形の吹き抜けまわりの剛性を高める床面剛性部材であって、
2つの真っ直ぐな鉄骨のそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレームと、
真っ直ぐな鉄骨を備えた4つのジョイントフレームと、を有し、
前記ジョイントフレームの長手方向の両端が、前記コーナーフレームを形成する2つの前記鉄骨の他端のいずれかまたはいずれにも連結可能に形成され、
4つの前記コーナーフレームの前記直角の部分を矩形の四つの頂角とし、隣り合う前記コーナーフレームの前記鉄骨同士を前記ジョイントフレームにより連結することにより鉄骨枠が形成される
ことを特徴とする床面剛性部材。 - 前記コーナーフレームにおける2つの前記鉄骨の他端にそれぞれエンドプレートが固着されており、
前記ジョイントフレームの両端にそれぞれエンドプレートが固着されており、
前記コーナーフレームのエンドプレートと前記ジョイントフレームのエンドプレートとがボルトおよびナットにより連結可能な
請求項1に記載の床面剛性部材。 - 前記コーナーフレームにおける2つの前記鉄骨および前記ジョイントフレームにおける前記鉄骨が、いずれも同規格のH型鋼であり、
これらが連結された前記鉄骨枠において各ウエブが同一面となるように構成された
請求項1または請求項2に記載の床面剛性部材。 - 前記コーナーフレームの2つの前記H型鋼における前記鉄骨枠において外側となるフランジに、矩形の吹き抜けまわりの梁に前記コーナーフレームを取り付けるための固着用プレートが一体化されている
請求項3に記載の床面剛性部材。 - 軽量鉄骨造または木造の建築物の矩形の吹き抜けを囲む梁の補強方法であって、
2つの真っ直ぐな鉄骨のそれぞれの一端が直角に連結されたL字状の4つのコーナーフレームを、直交する前記鉄骨のそれぞれが前記梁に沿うようにかつ隣り合う2つ前記コーナーフレームに隙間を生じさせて前記梁における前記吹き抜けの四隅に固定し、
隣り合う前記コーナーフレームに生じた隙間に真っ直ぐな鉄骨を備えたジョイントフレームを嵌め入れて隣り合う前記コーナーフレームを連結する
ことを特徴とする吹き抜けを囲む梁の補強方法。
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