JP2021110200A

JP2021110200A - 疑似構造体

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Publication number: JP2021110200A
Application number: JP2020004291A
Authority: JP
Inventors: 卯吉岡村; Ukichi Okamura; 琢磨黒田; Takuma Kuroda; 秀典有賀; Shusuke Ariga
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2021-08-02
Anticipated expiration: 2040-01-15
Also published as: JP6731127B1

Abstract

【課題】建築物の構造体を模して形成される疑似構造体の破損や疑似構造体の接合部の破損を抑制する。【解決手段】疑似構造体２０は、一端部２１ａが柱部材２に接合される第１柱状部２１と、一端部２２ａが庇支持部材３に接合される第２柱状部２２と、を備え、第１柱状部２１は、他端部２１ｂの端面２１ｃに開口する挿入孔２１ｄを有し、第２柱状部２２は、他端部２２ｂに形成され挿入孔２１ｄに挿入される挿入部を有し、挿入孔２１ｄの内周面と挿入部の外周面２２ｃとの間には所定の大きさの隙間Ｇ１が設けられ、第１柱状部２１と第２柱状部２２とは、軸方向において互いに相対移動可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、建築物の構造強度を確保するために設けられる構造体を模して形成される疑似構造体に関する。

特許文献１には、建築物の構造強度を確保するための構造体として、庇部材を吊り下げ支持する庇吊部材が複数設けられた建築物が開示されている。

特開２００８−２８０７６１号公報

特許文献１に記載されるような複数の庇吊部材が設けられる建築物では、構造強度を確保する上で必要な庇吊部材の他に、デザイン性の向上を目的として、構造上は庇吊部材を設ける必要のない部分に庇吊部材を模した疑似構造体を設けることが求められることがある。疑似構造体は、デザイン性を向上させるために非構造体として設けられることから、庇吊部材ほどの強度を有する必要がないため、庇吊部材と比較し強度の低い材料によって形成される。また、疑似構造体は、サイズの変更が容易であり、取付け位置を自由に設定でき、構造体として寄与しない非構造体であることが望ましい。

このような比較的強度が低い材料によって形成される疑似構造体を、庇吊部材と同様の接合方法で建築物に取り付けた場合、突っ張る効果（ブレース効果）が働き庇吊部材に作用する荷重と同等の荷重が疑似構造体に対して作用し、接合部が破損したり、疑似構造体自体が破損したりするおそれがあり、疑似構造体が接合されている建築物本体にも悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、建築物の構造体を模して形成され構造体と同様の外観を有する疑似構造体の破損や疑似構造体の接合部の破損を抑制することを目的とする。

本発明は、建築物の構造強度を確保するために設けられる構造体を模して形成され、建築物において構造強度上、構造体を設置する必要のない場所に設けられる疑似構造体であって、一端部が建築物の第１建材に接合される第１柱状部と、一端部が第１建材とは異なる第２建材に接合される第２柱状部と、を備え、第１柱状部は、他端部の端面に開口する挿入孔を有し、第２柱状部は、他端部に形成され挿入孔に挿入される挿入部を有し、挿入孔の内周面と挿入部の外周面との間には所定の大きさの隙間が設けられ、第１柱状部と第２柱状部とは、軸方向において互いに相対移動可能である。

本発明によれば、建築物の構造体を模して形成され構造体と同様の外観を有する疑似構造体の破損や疑似構造体の接合部の破損を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る疑似構造体が設けられる建築物を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態に係る疑似構造体が設けられる建築物の側面図である。図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る疑似構造体を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る疑似構造体について説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜３を参照して、第１実施形態に係る疑似構造体２０について説明する。疑似構造体２０は、建築物の構造強度を確保するために設けられる支持部材等の構造体を模して形成されたものであって、建築物において構造強度上、構造体を設置する必要のない場所に、主にデザイン性の向上を目的として設けられたものである。

以下では、疑似構造体２０が、図１に示すように、建築物１に設けられる庇部材４を吊り下げ支持する庇吊部材１０（構造体）を模して形成されたものである場合について説明する。図１は、疑似構造体２０が設けられる建築物１の一部を簡略化して示した斜視図であり、図２は、疑似構造体２０が設けられる部分における建築物１の側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示す断面図である。

まず、図１を参照し、第１実施形態に係る疑似構造体２０が設けられる建築物１について説明する。

建築物１は、鉛直方向に立設された複数の柱部材２と、各柱部材２に一端が接合される庇支持部材３と、庇支持部材３間に架け渡される庇部材４と、庇支持部材３を吊り下げ支持する庇吊部材１０と、を有する。

柱部材２の庇支持部材３が接合される部分よりも上方の部分には、庇吊部材１０の一端部が接合されるプレート材５が設けられており、庇支持部材３の他端寄りの部分には、庇吊部材１０の他端部が接合されるプレート材６が設けられている。

庇吊部材１０の両端部には、接合部１１，１２がそれぞれ設けられており、一端部に設けられた接合部１１は、図示しない高力ボルトを介して柱部材２のプレート材５に接合され、他端部に設けられた接合部１２は、図示しない高力ボルトを介して庇支持部材３のプレート材６に接合される。

このように、柱部材２と庇支持部材３とが庇吊部材１０によって接合支持されることにより、庇部材４及び庇支持部材３の自重や庇部材４に作用する荷重、例えば積雪による荷重や風の吹き上げ吹きおろしによる外力が庇吊部材１０（構造体）によって支持される。

ここで、一つの庇吊部材１０の断面積が大きく断面性能が優れ、高耐力である場合には、設置される庇吊部材１０の本数を減らすことが可能であり、また、庇支持部材３の長さ（庇の出寸法）が短く庇支持部材３を柱部材２に対して剛接合するだけで庇部材４及び庇支持部材３の自重等を支持可能な場合には、庇吊部材１０を設けなくともよい。このように、建築物１としての構造強度が十分確保される場合や庇支持部材３の負担すべき荷重が小さい場合、庇吊部材１０を減らすことが可能であり、建築物１の建築コストの面では有利である。

一方で、庇吊部材１０を減らしたり、無くしたりすることが可能である場合であっても、デザイン性の向上を目的として、構造強度上は庇吊部材１０等の構造体を設ける必要がない場所、例えば、図１に示すように庇吊部材１０の近傍に、庇吊部材１０を模して形成され庇吊部材１０とほぼ同様の外観を有する疑似構造体２０を設けることが求められることがある。

疑似構造体２０は、デザイン性を向上させるためだけに設けられる非構造体であって、庇吊部材１０に似た外観を有すればよいことから、庇吊部材１０ほどの剛性を有する必要はない。このため、疑似構造体２０は、庇吊部材１０と比較し強度の低い材料によって、庇吊部材１０とほぼ同じ形状に形成される。

このように庇吊部材１０を模して形成された疑似構造体２０を、庇吊部材１０と同様の接合方法で柱部材２及び庇支持部材３に取り付けた場合、疑似構造体２０には、突っ張る効果（ブレース効果）が働き庇吊部材１０に作用する荷重と同等の荷重が作用することがある。このため、比較的強度の低い材料によって形成され、剛性が比較的低い疑似構造体２０は、この荷重に耐えることができず、疑似構造体２０自体が破損したり、疑似構造体２０と柱部材２とを接合する部分や疑似構造体２０と庇支持部材３とを接合する部分が破損したりするおそれがあり、結果として疑似構造体２０が接合されている建築物１にも悪影響を及ぼす可能性がある。

本実施形態では、このような事態を回避するために、疑似構造体２０を単に庇吊部材１０と同じ形状に形成するのではなく、以下のような構成としている。

図２に示すように、疑似構造体２０は、一端部２１ａが柱部材２（第１建材）に接合される第１柱状部２１と、一端部２２ａが庇支持部材３（第２建材）に接合される第２柱状部２２と、を備える。

第１柱状部２１は、円筒状の鋼管により形成されており、一端部２１ａには、柱部材２のプレート材５に接合される接合プレート２３が設けられ、他端部２１ｂには、図３に示すように、端面２１ｃに開口する挿入孔２１ｄが設けられる。

第２柱状部２２は、第１柱状部２１の挿入孔２１ｄの内径よりも外径が小さい円筒状の鋼管により形成されており、一端部２２ａには、庇支持部材３のプレート材６に接合される接合プレート２４が設けられ、他端部２２ｂは、第１柱状部２１の挿入孔２１ｄに挿入される挿入部となっている。

疑似構造体２０は、上記形状の第１柱状部２１の一端部２１ａを、接合プレート２３を介して柱部材２のプレート材５に接合し、第１柱状部２１の他端部２１ｂが庇支持部材３のプレート材６が設けられる部分に向かうように第１柱状部２を柱部材２に対して斜めに設け、上記形状の第２柱状部２２の一端部２２ａを、接合プレート２４を介して庇支持部材３のプレート材６に接合し、他端部２２ｂが第１柱状部２１の挿入孔２１ｄに挿入されるように第２柱状部２２を庇支持部材３に対して斜めに設けることにより、庇吊部材１０（構造体）を模した状態となる。

また、図３に示されるように、第２柱状部２２の他端部２２ｂが第１柱状部２１の挿入孔２１ｄに挿入された状態において、第１柱状部２１の挿入孔２１ｄの内周面と、第２柱状部２２の他端部２２ｂ（挿入部）の外周面２２ｃと、の間には、所定の大きさの隙間Ｇ１が設けられる。つまり、第１柱状部２１と第２柱状部２２とは、入れ子構造となっているため、第１柱状部２１と第２柱状部２２とは、軸方向において互いに相対移動することが可能である。

このように疑似構造体２０は、第１柱状部２１と第２柱状部２２とが軸方向において互いに相対移動可能に構成されていることから、例えば、庇支持部材３が風力等の外力によって変位したり、柱部材２が地震等によって変位したりすることで、接合プレート２３，２４を介して疑似構造体２０に軸力が作用したとしても、疑似構造体２０は、これらの軸力をほとんど負担することなく、庇支持部材３及び柱部材２の変位に応じて伸長または収縮することになる。

したがって、疑似構造体２０が庇吊部材１０と同様の接合方法で柱部材２及び庇支持部材３に対して取り付けられた場合であっても、その接合部が破損したり、疑似構造体２０自体が破損したりすることを回避することができる。

また、疑似構造体２０は、円筒状の鋼管により形成された第１柱状部２１と第２柱状部２２とを入れ子構造とした単純な構成であるため、用いられる鋼管の外径や軸方向長さを適宜変更することによって、疑似構造体２０のサイズを容易に変更することが可能である。また、建築物１への疑似構造体２０の取り付けは、接合プレート２３，２４を介して行われるため、接合プレート２３，２４の形状を適宜変更することによって、疑似構造体２０の取り付けを自由に設定することができる。

ここで庇吊部材１０を模して形成された疑似構造体２０は、一般的に屋外に配置されることから、第１柱状部２１と第２柱状部２２との間に隙間Ｇ１があると、隙間Ｇ１に異物が入り込むことで第１柱状部２１と第２柱状部２２とが相対移動しにくくなるおそれや、隙間Ｇ１を通じて内部に水分が浸入し、第１柱状部２１及び第２柱状部２２が腐食してしまうおそれがある。また、第１柱状部２１と第２柱状部２２との間に隙間Ｇ１があると、第１柱状部２１と第２柱状部２２とが互いにぶつかり合うことで部材同士が破損してしまうおそれもある。

このため、本実施形態では、第１柱状部２１と第２柱状部２２との間の隙間Ｇ１に充填材としてシール部材２６を充填している。シール部材２６は、例えば、シリコン系の液状シーリング剤であり、隙間Ｇ１に充填されて固化した後も弾性を有するものである。

挿入孔２１ｄに挿入される第２柱状部２２の他端部２２ｂの外周面２２ｃには、シール部材２６と、シール部材２６が充填される際にシール部材２６が疑似構造体２０の内部へと流れ込んでしまうことを防止するバックアップ材２８と、が設けられる。

バックアップ材２８は、薄板状に形成された発泡ポリスチレン等の樹脂製発泡材であり、他端部２２ｂの先端側の部分に巻き回すようにして取り付けられる。なお、バックアップ材２８は、短冊状に形成された複数の樹脂製発泡材を周方向に沿って隙間なく並べることにより取り付けられてもよい。

他端部２２ｂの先端側にバックアップ材２８が設けられることによって、図３に示されるように、バックアップ材２８と第１柱状部２１と第２柱状部２２とによりシール部材２６が充填される充填領域が画成される。

このように画成された充填領域にシール部材２６が充填されることによって、疑似構造体２０の内部への水の浸入を抑制することが可能となるとともに、第１柱状部２１と第２柱状部２２とが互いにぶつかり合うことが防止される。つまり、シール部材２６は、封止部材として機能するとともに、緩衝材としても機能する。

なお、シール部材２６は固化した後も弾性を有することから、例えば、気温の上昇などによって第１柱状部２１及び第２柱状部２２が熱膨張し、隙間Ｇ１の大きさが多少小さくなった場合や庇支持部材３及び柱部材２の変位に応じて第１柱状部２１と第２柱状部２２とが多少相対移動した場合であってもシール性を維持することが可能である。なお、シール部材２６は、液状のシーリング剤に限定されず、Ｏリング等の樹脂製のシールリングであってもよい。

また、第２柱状部２２の軸方向においてシール部材２６が設けられる範囲Ｌ１（図３参照）は、庇支持部材３が風力等の外力によって変位したり、柱部材２が地震等によって変位したりした際に疑似構造体２０が最も伸長すると予測される長さに設定される。このため、疑似構造体２０が伸長した際に第１柱状部２１から第２柱状部２２が外れてしまうことを抑制すると共に、シール部材２６によるシール性を維持することができる。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

上記構成の疑似構造体２０では、第１柱状部２１の挿入孔２１ｄの内周面と、挿入孔２１ｄに挿入される第２柱状部２２の他端部２２ｂの外周面２２ｃと、の間には、所定の大きさの隙間Ｇ１が設けられる。このように第１柱状部２１と第２柱状部２２との間に隙間Ｇ１を設けることによって、疑似構造体２０に軸力が作用したとしても、疑似構造体２０は、これらの軸力をほとんど負担することなく、変位追従により伸縮する。したがって、疑似構造体２０が建築物１に対して庇吊部材１０と同じように取り付けられた場合であっても、その接合部が破損したり、疑似構造体２０自体が破損したりすることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る疑似構造体１２０について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、その説明を省略する。

第２実施形態に係る疑似構造体１２０は、建築物１０１の構造強度を確保するために設けられる柱部材（構造体）、例えば、一端が天井側に設けられた梁部材に接合され他端が床面側に設けられた梁部材に接合されることにより鉛直方向に立設される柱部材を模して形成されたものである。

疑似構造体１２０は、図４に示すように、一端部１２１ａが天井側に設けられた天井構造材１０２（第１建材）に接合される第１柱状部１２１と、一端部１２２ａが床面側に設けられた床構造材１０３（第２建材）に接合される第２柱状部１２２と、を備える。なお、天井構造材１０２は、例えば、天井側に設けられた梁部材や天井スラブ、天井下地材といった天井を構成する部材であり、床構造材１０３は、例えば、床面側に設けられた梁部材や床スラブ、床面下地材といった床面を構成する部材である。

第１柱状部１２１は、円筒状の鋼管により形成されており、一端部１２１ａには、天井構造材１０２に接合される接合部材１２３が設けられ、他端部１２１ｂには、上記第１実施形態に係る第１柱状部２１と同様に、端面に開口する挿入孔が設けられる。

第２柱状部１２２は、第１柱状部１２１の挿入孔の内径よりも外径が小さい円筒状の鋼管により形成されており、一端部１２２ａには、床構造材１０３に接合される接合部材１２４が設けられ、他端部１２２ｂは、第１柱状部１２１の挿入孔に挿入される挿入部となっている。

疑似構造体１２０は、上記形状の第１柱状部１２１の一端部１２１ａを、接合部材１２３を介して天井構造材１０２に接合し、他端部１２１ｂが鉛直方向下方を向くように第１柱状部１２１を設け、上記形状の第２柱状部１２２の一端部１２２ａを、接合部材１２４を介して床構造材１０３に接合し、他端部１２２ｂが第１柱状部１２１の挿入孔に挿入されるように他端部１２２ｂが鉛直方向上方を向くように第２柱状部１２２を設けることにより、鉛直方向に立設された柱部材（構造体）を模した状態となる。

また、第２柱状部１２２の他端部１２２ｂが第１柱状部１２１の挿入孔に挿入された状態において、第１柱状部１２１の挿入孔の内周面と、第２柱状部１２２の他端部１２２ｂ（挿入部）の外周面と、の間には、上記第１実施形態に係る疑似構造体２０と同様に、所定の大きさの隙間が設けられる。つまり、第１柱状部１２１と第２柱状部１２２とは、入れ子構造となっているため、第１柱状部１２１と第２柱状部１２２とは、軸方向において互いに相対移動可能である。

このように疑似構造体１２０は、上記第１実施形態に係る疑似構造体２０と同様に、第１柱状部１２１と第２柱状部１２２とが軸方向において互いに相対移動可能に構成されていることから、地震等によって天井構造材１０２と床構造材１０３との相対位置が変化し、接合部材１２３，１２４を介して疑似構造体１２０に軸力が作用したとしても、疑似構造体１２０は、これらの軸力をほとんど負担することなく、天井構造材１０２及び床構造材１０３の変位に応じて伸長または収縮することになる。

したがって、疑似構造体１２０と天井構造材１０２とを接合する部分や疑似構造体１２０と床構造材１０３とを接合する部分が破損したり、疑似構造体１２０自体が破損したりすることを抑制することができる。

また、疑似構造体１２０は、円筒状の鋼管により形成された第１柱状部１２１と第２柱状部１２２とを入れ子構造とした単純な構成であるため、用いられる鋼管の外径や軸方向長さを適宜変更することによって、疑似構造体１２０のサイズを容易に変更することが可能である。また、建築物１０１への疑似構造体２０の取り付けは、接合部材１２３，１２４を介して行われるため、接合部材１２３，１２４の形状を適宜変更することによって、疑似構造体１２０の取り付けを自由に設定することができる。

また、第１柱状部１２１と第２柱状部１２２との間の隙間には、上記第１実施形態に係る疑似構造体２０と同様に、シール材（不図示）と、バックアップ材（不図示）と、が設けられる。

このため、疑似構造体１２０の内部への水の浸入を抑制することが可能となるとともに、第１柱状部１２１と第２柱状部１２２とが互いにぶつかり合うことが防止される。

以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

上記構成の疑似構造体１２０では、第１柱状部１２１の挿入孔の内周面と、挿入孔に挿入される第２柱状部１２２の他端部１２２ｂの外周面と、の間には、上記第１実施形態に係る疑似構造体２０と同様に、所定の大きさの隙間が設けられる。このように第１柱状部１２１と第２柱状部１２２との間に隙間を設けることによって、疑似構造体１２０に軸力が作用したとしても、疑似構造体１２０は、これらの軸力をほとんど負担することなく、変位追従により伸縮する。したがって、疑似構造体１２０が建築物１に対して、鉛直方向に立設される柱部材のように取り付けられた場合であっても、その接合部が破損したり、疑似構造体１２０自体が破損したりすることを抑制することができる。

なお、次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の各実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

上記各実施形態では、第１柱状部２１，１２１及び第２柱状部２２，１２２は、円筒状の鋼管により形成される。これに代えて第１柱状部２１，１２１及び第２柱状部２２，１２２は、四角形状の角型鋼管や多角形状の鋼管で形成されてもよい。また、鋼管に代えて、例えば、アングル材のような長尺部材を長手方向に沿って突き合わせた状態で溶接接合することにより管状部材を形成し、このように形成された２つの管状部材を入れ子構造とすることによって第１柱状部２１，１２１及び第２柱状部２２，１２２を形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２０，１２０・・・疑似構造体
１，１０１・・・建築物
２・・・柱部材（第１建材）
３・・・庇支持部材（第２建材）
４・・・庇部材
１０・・・庇吊部材（構造体）
２１，１２１・・・第１柱状部
２１ａ，１２１ａ・・・一端部
２１ｂ，１２１ｂ・・・他端部
２１ｃ・・・端面
２１ｄ・・・挿入孔
２２，１２２・・・第２柱状部
２２ａ，１２２ａ・・・一端部
２２ｂ，１２２ｂ・・・他端部（挿入部）
２２ｃ・・・外周面
２６・・・シール材（充填材）
１０２・・・天井構造材（第１建材）
１０３・・・床構造材（第２建材）

本発明は、建築物の構造強度を確保するために設けられる構造体を模して形成され、建築物において構造強度上、構造体を設置する必要のない場所に設けられる疑似構造体であって、一端部が建築物の第１建材に接合される第１柱状部と、一端部が第１建材とは異なる第２建材に接合される第２柱状部と、を備え、第１柱状部は、他端部の端面に開口する挿入孔を有し、第２柱状部は、他端部に形成され挿入孔に挿入される挿入部を有し、挿入孔の内周面と挿入部の外周面との間には所定の大きさの隙間が設けられ、第１柱状部と第２柱状部とは、それぞれが建築物に取り付けられた状態において、軸方向において互いに相対移動可能である。

Claims

建築物の構造強度を確保するために設けられる構造体を模して形成され、前記建築物において構造強度上、前記構造体を設置する必要のない場所に設けられる疑似構造体であって、
一端部が前記建築物の第１建材に接合される第１柱状部と、
一端部が前記第１建材とは異なる第２建材に接合される第２柱状部と、を備え、
前記第１柱状部は、他端部の端面に開口する挿入孔を有し、
前記第２柱状部は、他端部に形成され前記挿入孔に挿入される挿入部を有し、
前記挿入孔の内周面と前記挿入部の外周面との間には所定の大きさの隙間が設けられ、前記第１柱状部と前記第２柱状部とは、軸方向において互いに相対移動可能である、
疑似構造体。
前記隙間には充填材が充填される、
請求項１に記載の疑似構造体。
前記構造体は、鉛直方向に立設された柱部材と、庇部材を支持し一端が前記柱部材に接合される庇支持部材と、に接合されることにより前記庇部材を吊り下げ支持する庇吊部材であり、
前記第１柱状部の前記一端部を前記柱部材に接合し、前記第１柱状部の前記他端部が前記庇支持部材の他端側に向かうように前記第１柱状部を前記柱部材に対して斜めに設け、前記第２柱状部の前記一端部を前記庇支持部材に接合し、前記挿入部が前記挿入孔に挿入されるように前記第２柱状部を前記庇支持部材に対して斜めに設けることにより、前記庇吊部材を模して形成される、
請求項１または２に記載の疑似構造体。
前記構造体は、鉛直方向に立設される柱部材であり、
前記第１柱状部の前記一端部を天井側に設けられた天井構造材に接合し、前記他端部が鉛直方向下方を向くように前記第１柱状部を設け、前記第２柱状部の前記一端部を床面側に設けられた床構造材に接合し、前記挿入部が前記挿入孔に挿入されるように前記他端部が鉛直方向上方を向くように前記第２柱状部を設けることにより、前記柱部材を模して形成される、
請求項１または２に記載の疑似構造体。