JP2020147986A - 建物ユニットの連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】主に、下階の建物ユニットと上階の建物ユニットとをオフセット配置した場合にオフセット部分に生じ易い強度低下の問題を抑制し得るようにする。【解決手段】建物ユニット２，３は、４本の柱４の上端間を４本の天井梁５で矩形状に連結し、４本の柱４の下端間を４本の床梁６で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造のユニットフレーム７を有している。そして、下階の建物ユニット２の上に上階の建物ユニット３が、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置される（オフセット部２１）ことでユニット建物１が構成される。この際、上階の建物ユニット３の一側に設けられた柱４の下側にて、隣接する下階の建物ユニット２の対向する天井梁５間が、第一の連結部２２により連結されるようにする。【選択図】図４

Description

この発明は、建物ユニットの連結構造に関するものである。

住宅などの建物には、ユニット工法によって構築されたユニット建物がある。ユニット建物は、予め工場で製造された建物ユニットを建築現場へ搬送して、建築現場で組立てることにより、短期間のうちに建物を構築できるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３５１０６９号公報

ユニット建物は、例えば、同じ大きさの建物ユニットを上下方向に積層配置して互いに連結するのが一般的となっている。これにより、下階の柱の位置と上階の柱の位置とが一致されるので、下階の柱と上階の柱とを連結することで、建物の強度を確保することが容易となる。

これに対し、下階の建物ユニットの上に上階の建物ユニットを、オフセット状態で配置することも考えられるが、このようにすると、オフセットした部分で下階の柱の位置と上階の柱の位置とが一致しなくなるため、その部分で下階の柱と上階の柱とを連結することができなくなるので、建物の強度を確保することが難しくなる。

そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、
４本の柱の上端間を４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を４本の床梁で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造の建物ユニットを、水平方向に隣接配置すると共に、上下方向に積層配置して互いに連結した建物ユニットの連結構造であって、
下階の前記建物ユニットの上に上階の前記建物ユニットが、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置され、
上階の前記建物ユニットの一側に設けられた前記柱の下側にて、隣接する下階の前記建物ユニットの対向する前記天井梁間が、第一の連結部により連結されたことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、下階の建物ユニットと上階の建物ユニットとをオフセット配置した場合のオフセット部分の強度低下を抑制することなどができる。

本実施の形態にかかるユニット建物の斜視図である。 図２の建物ユニット（のユニットフレーム）の斜視図である。 図１のユニット建物のオフセット部を示す（分解）斜視図である。 図３のオフセット部に対する連結構造の概略を示す（分解）斜視図である。 ユニット建物の連結構造を適用する下階の天井部分および上階の床部分を示す平面図である。 第一の連結部を示す、図５をＡ−Ａ方向から見た側面図である。 第一の連結部を示す、図５をＢ−Ｂ方向から見た側面図である。 図６の天井梁の斜視図である。 第二の連結部を示す、図６と同様の側面図である。 第二の連結部を示す、図７と同様の側面図である。 図９、図１０の第二の連結部の周辺の状態を示す概略分解斜視図である。 第三の連結部を示す、図６と同様の側面図である。 第三の連結部を示す、図７と同様の側面図である。 比較例にかかるユニット建物のオフセット部の縦断面図である。 図１４のユニット建物に横力が作用した状態を示す縦断面図である。 この実施例にかかる連結構造を備えたユニット建物の下階と上階の構造をそれぞれ示した平面図であり、（ａ）は間取図、（ｂ）建物ユニットの割付図である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図１６は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、構成について説明する。

住宅などの建物を、図１に示すように、ユニット工法によって構築されたユニット建物１とする。ユニット建物１は、予め工場で製造された建物ユニット２，３を建築現場へ搬送して、建築現場で組立てることにより、短期間のうちに建物を構築できるようにしたものである。

建物ユニット２，３は、図２に示すように、金属製の４本の柱４の上端間を金属製の４本の天井梁５で矩形状に連結し、４本の柱４の下端間を金属製の４本の床梁６で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造のユニットフレーム７を有する鉄骨系のものとされる。

柱４と、天井梁５および床梁６との連結には、ジョイントピース８が用いられる。ジョイントピース８は、柱４の上端部および下端部に溶接などによって固定される。

平面視ほぼ矩形状をした４本の天井梁５および４本の床梁６は、それぞれ一対の長辺と一対の短辺とを有する構成とされている。そして、一対の天井梁５の間に天井根太１１が架設される。また、一対の床梁６の間に床小梁１２が架設される。天井根太１１や床小梁１２は、ユニットフレーム７の長辺となる（長辺方向１３（桁方向）へ延びる）天井梁５間および床梁６間に対して、短辺となる（短辺方向１４（妻方向）へ延びる）天井梁５および床梁６と平行に設けられる。

このような建物ユニット２，３は、水平方向１５（長辺方向１３や短辺方向１４）に隣接配置されると共に、上下方向１６に積層配置されて互いに連結される。これにより、建物は、下階と上階とを有する多層階のユニット建物１となる。

この際、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とは、柱４の位置を合わせて上下方向１６に積層配置されると共に、柱４またはその周辺のジョイントピース８の部分を上下方向１６に連結されるのが一般的である。下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３との連結には、連結ボルトやナットなどの連結具１７（図３）が用いられる。

なお、ユニット建物１が２階建ての場合、下階は１階となり上階は２階となる。ユニット建物１が３階建て以上の場合、下階と上階は相対的なものとなる。

（１）図３に示すように、下階の建物ユニット２の上に上階の建物ユニット３が、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置される（オフセット部２１）。
そして、図４（〜図７）に示すように、上階の建物ユニット３の一側に設けられた柱４の下側にて、隣接する下階の建物ユニット２の対向する天井梁５間が、第一の連結部２２により連結される。

ここで、オフセット部２１は、上階の建物ユニット３の一側の位置と、その下側に位置している下階の建物ユニット２の一側の位置とを建物ユニット２，３の長辺方向１３や短辺方向１４へ位置をズラして載置することで形成される。なお、図１に示すように、オフセット配置された上階の建物ユニット３の一側には、長辺方向１３に連続するように、別の上階の建物ユニット３ａを設置することができる。また、下階の建物ユニット２の一側についても、長辺方向１３に連続するように、別の下階の建物ユニット２ａを設置することができる。

なお、上階の建物ユニット３の他側の位置と、その下側に位置する下階の建物ユニット２の他側の位置については、オフセットさせても良いし、オフセットさせなくても良い。

天井梁５は、図８に示すように、上下方向１６へ延びるウェブ部５ａと、ウェブ部５ａの上下端部から建物ユニット２，３の内側へ向けてほぼ水平に延びる上下のフランジ部５ｂ，５ｃとを有する断面ほぼＣ字状の部材とされている。

そして、図７に示すように、第一の連結部２２は、隣接する下階の建物ユニット２の対向する天井梁５のウェブ部５ａ間を面直方向に（直接）連結する。第一の連結部２２には、ボルト・ナットなどの締結固定具を用いることができる。第一の連結部２２による連結方向は、下階の建物ユニット２の隣接方向となり、この場合、短辺方向１４に隣接された下階の建物ユニット２の対向する平行な天井梁５間を連結するので、連結方向は短辺方向１４となる。

この実施例では、上階の建物ユニット３の一側の柱４のほぼ真下となる位置に、上下方向１６に隔てて複数の第一の連結部２２を設置している。第一の連結部２２は、単数であっても良い。

また、図６に示すように、オフセット配置された上階の建物ユニット３の一側に設置された別の上階の建物ユニット３ａの柱４のほぼ真下となる位置についても、同様にして、隣接する下階の建物ユニット２の対向する平行な天井梁５間に第一の連結部２２を設置しても良い。

この際、図８に示すように、天井梁５の内側における、第一の連結部２２の周辺（両側部など）には、ウェブ部５ａと上下のフランジ部５ｂ，５ｃとの間を連結するように縦の面を有するスティフナーなどの補強プレート２５を、溶接などによって取付けるなどによって、補強するようにしても良い。

また、特に図示しないが、隣接する上階の建物ユニット３のオフセット部２１にて対向する天井梁５のウェブ部５ａ間の隙間には、必要に応じて縦の面を有するスペーサなどを介在させても良い。このスペーサは、上階の建物ユニット３の柱４の下端部と、下階の建物ユニット２の天井梁５の上側のフランジ部５ｂ，５ｃとの間に介在される水平なスペーサなどと一体化させても良い。このスペーサスは、後述するペーサ３５（図１１）などと同様のものとなる。

（２）図４，図９（〜図１１）に示すように、隣接する上階の建物ユニット３の一側で対向する床梁６間を、第二の連結部３１により連結しても良い。

ここで、床梁６は、図１１に示すように、上下方向１６へ延びるウェブ部６ａと、ウェブ部６ａの上下端部から建物ユニット２，３の内側へ向けてほぼ水平に延びる上下のフランジ部６ｂ，６ｃとを有する断面ほぼＣ字状の部材とされている。

そして、第二の連結部３１は、隣接する上階の建物ユニット３の対向する床梁６のウェブ部６ａ間を面直方向に（直接）連結する。第二の連結部３１には、ボルト・ナットなどの締結固定具を用いることができる。第二の連結部３１による連結方向は、上階の建物ユニット３の隣接方向となり、この場合、短辺方向１４に隣接された上階の建物ユニット３の対向する平行な床梁６間を連結するので、連結方向は短辺方向１４となる。

この実施例では、ジョイントピース８内の位置に、第二の連結部３１を単数または複数設置している。ジョイントピース８は、上下方向１６へ延びるウェブ部と、ウェブ部の上下端部から建物ユニット２，３の内側へ向けてほぼ水平に延びる上下のフランジ部とを有する断面ほぼＣ字状の部材などとされている。断面ほぼＣ字状のジョイントピース８は、天井梁５や床梁６の端部を内嵌可能な大きさとされている。そして、ジョイントピース８と、天井梁５や床梁６とは、溶接やボルト固定などによって相互に接合または固定されている。よって、ジョイントピース８内は強度が高くなっている。

また、図９に示すように、オフセット配置された上階の建物ユニット３の一側に設置された別の上階の建物ユニット３ａのジョイントピース８内の位置にも、同様にして、隣接する別の上階の建物ユニット３ａの対向する平行な床梁６間に第二の連結部３１を設置しても良い。

この際、図１１に示すように、対向する床梁６のウェブ部６ａ間には、必要に応じて、スペーサ３５などを介在させても良い。この実施例では、スペーサ３５は、ジョイントピース８の背面側に当接配置される縦面部３５ａと、縦面部３５ａの上縁部からほぼ水平に屈曲されてジョイントピース８の上面に係止可能な落下防止用の横面部３５ｂとを有しており、全体として側面視ほぼＬ字断面となっている。スペーサ３５は、隣接する上階の建物ユニット３のそれぞれに対して設置することができる。

（３）図４，図１２（図１３）に示すように、隣接する上階の建物ユニット３の一側で対向する柱４間を、第三の連結部４１により連結しても良い。

ここで、柱４は、図１１に示すように、角柱状をしており、第三の連結部４１は、図１３に示すように、対向する柱４どうしのほぼ面一に並んだ面４ａ間に架設される連結プレート４２と、連結プレート４２を各柱４に固定するボルト・ナットなどの締結固定具４３とを有している。第三の連結部４１は、上階の建物ユニット３の内側に向いた面４ａに対して取付けるのが好ましい。

この場合、短辺方向１４に隣接された上階の建物ユニット３の対向する柱４間を連結するので、連結方向は、短辺方向１４となるが、第三の連結部４１の締結固定具４３は、第一の連結部２２や第二の連結部３１とは、直交する方向（この場合には、長辺方向１３）に取付けられる。

第三の連結部４１は、柱４の下端近傍、例えば、ジョイントピース８のすぐ上の位置などに設置するのが好ましい。

また、図１２に示すように、オフセット配置された上階の建物ユニット３の一側に設置された別の上階の建物ユニット３ａの柱４の位置にも、同様にして、隣接する別の上階の建物ユニット３ａの対向する柱４間に第三の連結部４１を設置しても良い。

なお、上記した（１）（２）（３）の構成は、単独で用いても良いし、適宜組合わせて用いても良い。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

一般的に、ユニット建物１では、下階の建物ユニット２は、高い剛性を有する基礎と連結されることで建物としての強度を確保している。また、上階の建物ユニット３は、直下に位置する下階の建物ユニット２の柱４と連結することで、建物としての強度を確保している。

これに対し、図３に示すように、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とをオフセット配置すると、図１４に示すように、オフセット部２１に、上階の建物ユニット３の一側（のオフセット部２１）に、直下に位置する下階の建物ユニット２の柱４と連結できない部分が生じるので、オフセット部２１で上階の建物ユニット３は、建物としての強度を確保するのが難しくなる。

そのため、図１５に示すように、地震などによってユニット建物１に横力Ｆが作用すると、下階の建物ユニット２が個別に変形して、上階の建物ユニット３が個別に大きく変位するようになり、隣接配置された下階の建物ユニット２の天井間に段差５１ができて、段差５１の部分で天井などに貼られた壁紙が断裂したりするなどの不具合が発生するおそれがある。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果 １）下階の建物ユニット２の上に上階の建物ユニット３を、少なくとも、一側がオフセットされた状態で配置しても良い。これにより、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とを無理に同じ大きさに揃える必要がなくなるので、異なる大きさの建物ユニット２，３を積層配置することができる。そのため、例えば、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３に、下階の間取りと上階の間取りに合ったそれぞれ別々の大きさのものを用いることができるようになり、例えば、図１６に示すように、間取り（図１６（ａ））と使用する建物ユニット２，３の大きさ（図１６（ｂ））とを合わせることで、ユニット建物１の構成を合理化してコスト低減などを図ることができる。

ここで、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とを異なる大きさにすると、上記したように、上階の建物ユニット３の一側（のオフセット部２１）に設けられた柱４の下側に、下階の建物ユニット２の柱４が存在しないことになる。そのため、オフセット部２１（一側の上記柱４の周辺部分）で建物の強度を確保することが難しくなる。

そこで、上階の建物ユニット３の一側に設けられた柱４の下側にて、隣接する下階の建物ユニット２の対向する天井梁５間を、第一の連結部２２により連結するようにした。これにより、上階の建物ユニット３の一側の柱４の下側に、下階の建物ユニット２の柱４がなくても、隣接する下階の建物ユニット２の対向している天井梁５間を連結することで、隣接する下階の建物ユニット２どうしが部分的に直接連結されるので、建物のオフセット部２１の強度を上げることができる。

また、地震などの横揺れに対して、下階の建物ユニット２が個別に変形したり、上階の建物ユニット３が個別に変位したりするのが抑制され、隣接する下階の建物ユニット２の天井間に段差５１ができるのが防止され、天井などに貼られた壁紙が断裂したりするなどの不具合を防止できる。

よって、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とをオフセット配置した場合に生じ易い強度低下の問題を抑制し解消することができる。

（効果 ２）隣接する上階の建物ユニット３の一側にて、対向する床梁６間を、第二の連結部３１により連結しても良い。これにより、上階の建物ユニット３の一側の柱４の下側に、下階の建物ユニット２の柱４がなくても、隣接する上階の建物ユニット３の一側にて対向している床梁６間を連結することで、隣接する上階の建物ユニット３どうしが部分的に直接連結されるので、建物のオフセット部２１の強度を上げることができる。

また、地震などの横揺れに対して隣接する上階の建物ユニット３の床が面一状態に保たれることで、下階の建物ユニット２の天井間に段差５１ができるのが防止され、天井などに貼られた壁紙が断裂したりするなどの不具合を防止できる。

よって、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とをオフセット配置した場合に生じ易い強度低下の問題を抑制し解消することができる。

（効果 ３）隣接する上階の建物ユニット３の一側にて、対向する柱４間を、第三の連結部４１により連結しても良い。これにより、上階の建物ユニット３の一側の柱４の下側に、下階の建物ユニット２の柱４がなくても、隣接する上階の建物ユニット３の一側にて対向している柱４間を連結することで、隣接する上階の建物ユニット３どうしが部分的に直接連結されるので、建物のオフセット部２１の強度を上げることができる。

また、地震などの横揺れに対して隣接する上階の建物ユニット３の対向する柱４どうしの位置が上下方向１６にズレなくなることで、下階の建物ユニット２の天井間に段差５１ができるのが防止され、天井などに貼られた壁紙が断裂したりするなどの不具合を防止できる。

よって、下階の建物ユニット２と上階の建物ユニット３とをオフセット配置した場合に生じ易い強度低下の問題を抑制し解消することができる。

連結方向
１ ユニット建物
２ 建物ユニット
３ 建物ユニット
４ 柱
５ 天井梁
６ 床梁
１５ 水平方向
１６ 上下方向
２１ オフセット部
２２ 第一の連結部
３１ 第二の連結部
４１ 第三の連結部

Claims (3)

1. ４本の柱の上端間を４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を４本の床梁で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造の建物ユニットを、水平方向に隣接配置すると共に、上下方向に積層配置して互いに連結した建物ユニットの連結構造であって、
   下階の前記建物ユニットの上に上階の前記建物ユニットが、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置され、
   上階の前記建物ユニットの一側に設けられた前記柱の下側にて、隣接する下階の前記建物ユニットの対向する前記天井梁間が、第一の連結部により連結されたことを特徴とする建物ユニットの連結構造。
2. ４本の柱の上端間を４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を４本の床梁で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造の建物ユニットを、水平方向に隣接配置すると共に、上下方向に積層配置して互いに連結した建物ユニットの連結構造であって、
   下階の前記建物ユニットの上に上階の前記建物ユニットが、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置され、
   隣接する上階の前記建物ユニットの一側にて、対向する前記床梁間が、第二の連結部により連結されたことを特徴とする建物ユニットの連結構造。
3. ４本の柱の上端間を４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を４本の床梁で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造の建物ユニットを、水平方向に隣接配置すると共に、上下方向に積層配置して互いに連結した建物ユニットの連結構造であって、
   下階の前記建物ユニットの上に上階の前記建物ユニットが、少なくとも、一側をオフセットさせた状態で配置され、
   隣接する上階の前記建物ユニットの一側にて、対向する前記柱間が、第三の連結部により連結されたことを特徴とする建物ユニットの連結構造。