JP2022143198A - 建物 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造計画と意匠性が両立した建物計画を容易に実現する。【解決手段】建物は、第1の階F1と、第1の階F1の直上階である第2の階F2と、を有する。建物の側面は、建物の周方向に複数の側面S1~S4に区分され、複数の側面は第1の側面S1を含んでいる。第1の階F1と第2の階F2にそれぞれ、第1の側面S1に沿って配列する複数の扁平柱2が設けられている。第2の階F2の第1の側面S1に設けられた各扁平柱21は、第1の階F1の第1の側面S1に設けられた複数の扁平柱21のいずれとも中心軸がずれている。第2の階F2の第1の側面S1に設けられた各扁平柱21の下端は、上下方向Zにみて、第1の階F1の第1の側面S1に設けられた少なくとも一つの扁平柱21の上端と部分的に重なっている。【選択図】図2
Description
本発明は建物に関し、特に柱の構成に関する。
集合住宅などではRC(鉄筋コンクリート)造の建物が一般的に使用される。RC造の建物では建物の側面(外周面)の壁は耐力壁とされることがある。
建物の付加価値を高める上で外観の意匠性は重要である。従来の建物において耐力壁を設ける場合は、開口率の制限(平成19年国交省告示第594号第1により、開口周比0.4以下)を受ける。このため、従来のRC造の建物では意匠性の制約が大きかった。
本発明は構造計画と意匠性が両立した建物計画が容易な建物を提供することを目的とする。
本発明の建物は、第1の階と、第1の階の直上階である第2の階と、を有する。建物の側面は、建物の周方向に複数の側面に区分され、複数の側面は第1の側面を含んでいる。第1の階と第2の階にそれぞれ、第1の側面に沿って配列する複数の扁平柱が設けられている。第2の階の第1の側面に設けられた各扁平柱は、第1の階の第1の側面に設けられた複数の扁平柱のいずれとも中心軸がずれている。第2の階の第1の側面に設けられた各扁平柱の下端は、上下方向にみて、第1の階の第1の側面に設けられた少なくとも一つの扁平柱の上端と部分的に重なっている。
本発明によれば、構造計画と意匠性が両立した建物計画が容易な建物を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。本発明の建物は集合住宅、特には中高層塔状集合住宅に好適に適用できるほか、公共施設、ホテル、店舗、病院、学校、図書館、オフィスビルなど様々な用途に適用することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る建物1の平面図を示している。建物1の内部の配置、例えば間仕切壁、廊下、階段等の配置は実際の用途に応じて計画されるため、ここでは省略している。建物1は概ね正方形の平面形状を有し、建物1の側面は、建物1の周方向に沿って4つの側面に区分される。この4つの側面を第1~第4の側面S1~S4という。建物1の平面形状は正方形に限定されず、多角形(長方形、六角形、八角形等)でもよい。この場合、各直線に対応する部分が一つの側面となる。建物1の階数は特に限定されないが、以下の説明では連続する3つの階を第1の階F1、第2の階F2、第3の階F3とする。ここでは第1の階F1の直上階が第2の階F2、第2の階F2の直上階が第3の階F3とする。
図2は第1~第4の側面S1~S4を示す側面図である。図3(a)は第1の側面S1の扁平柱2の配置を拡大して示す、図2(a)のA部拡大図、図4(a)は第2の側面S2の扁平柱2の配置を拡大して示す、図2(a)のB部拡大図である。図3(b)は図3(a)のA-A線に沿った断面図、図4(b),(c)はそれぞれ図4(a)のA-A線とB-B線に沿った断面図を示している。なお、図3(b)と図4(c)は便宜上、第2の階F2と第3の階F3の扁平柱をずらして表示している。
第1~第4の側面S1~S4のそれぞれ(すなわち、5通り、A通り、1通り、E通り)に沿って複数の扁平柱2が設けられている。また、建物1の内部のB~D通り、2~4通りに沿って複数の扁平柱2が設けられている。以下の説明では、第1~第4の側面S1~S4に設けられている扁平柱2をそれぞれ扁平柱21~24といい、建物1の内部に設けられている扁平柱2を扁平柱25といい、特に区別する必要のない場合、単に扁平柱2という。扁平柱2は長辺と短辺を持つ長方形断面を有し、その扁平柱2が設けられている側面ないし通りと平行な辺が長辺がとされている。短辺の長さに対する長辺の長さの比は特に限定されないが、2.5~3.5が好ましく、3程度がより好ましい。任意の高さ位置で切った扁平柱2の水平断面は長方形である。横方向に互いに離れて隣り合う扁平柱2の間には必要に応じ外壁や、窓、通路などの開口(図示せず)が設けられている。
図2は第1~第4の側面S1~S4の扁平柱2の配置を示している。図示は省略するが、扁平柱2は第1~第3の階F1~F3を含むすべての階またはほぼすべての階にも同様に配置されている。第1の側面S1と第2の側面S2では扁平柱21,22は千鳥状に配列している。すなわち、第1の階F1と第3の階F3(例えば奇数階)の上下方向Zに対向する扁平柱21,22の中心軸C1は一致している。これに対し、第2の階F2(例えば偶数階)の第1の側面S1に設けられた各扁平柱21は、第1の階F1と第3の階F3の第1の側面S1に設けられた複数の扁平柱21のいずれとも中心軸C1がずれている。同様に、第2の階F2の第2の側面S2に設けられた各扁平柱22は、第1の階F1と第3の階F3の第2の側面S2に設けられた複数の扁平柱22のいずれとも中心軸C1がずれている。第2の階F2の扁平柱21,22の中心軸C1は第1の階F1と第3の階F3における互いに隣接する扁平柱21,22の中心軸C1から等距離の位置にある。このように、扁平柱21,22が千鳥状に配置されているため、建物1に新規な意匠性を与えることができる。特に、扁平柱21,22を外壁である耐力壁3に対し外方に張り出すように設けることで、扁平柱21,22がレリーフのように浮き出るように見え、建物1に新たな表情を与えることができる。
第1の側面S1の扁平柱21の断面積は上下方向Zに一定である。従って、第1の側面S1と垂直な方向からみた扁平柱21の形状は長方形である。第2の側面S2の扁平柱22は上下方向中央部28がくびれており、すなわち、断面積が扁平柱22の上端26及び下端27から上下方向中央部28に向かって徐々に減少している。なお、扁平柱2の上端26は梁4の下面との接合部を意味し、扁平柱2の下端27は梁4の上面との接合部を意味する。第2の側面S2と垂直な方向からみた扁平柱22は、双曲線の上端同士、下端同士を水平な直線で連結した形状となっている。
第2の階F2の第1の側面S1に設けられた各扁平柱21の下端27は、上下方向Zにみて、第1の階F1の第1の側面S1に設けられた少なくとも一つの扁平柱21の上端26と部分的に重なっている。同様に、第2の階F2の第2の側面S2に設けられた各扁平柱22の下端27は、上下方向Zにみて、第1の階F1の第2の側面S2に設けられた少なくとも一つの扁平柱22の上端26と部分的に重なっている。同様に、第3の階F3の第1の側面S1に設けられた各扁平柱21の下端27は、上下方向Zにみて、第2の階F2の第1の側面S1に設けられた少なくとも一つの扁平柱21の上端26と部分的に重なっている。同様に、第3の階F3の第2の側面S2に設けられた各扁平柱22の下端27は、上下方向Zにみて、第2の階F2の第2の側面S2に設けられた少なくとも一つの扁平柱22の上端26と部分的に重なっている。これによって、上階の荷重を下階に適切に伝えることが可能となる。上下階の扁平柱21,22の重なりあう範囲は特に限定されないが、少なくとも鉄筋6の配置スペースと必要なかぶり厚さを確保できるように設定することが好ましく、構造的な観点からは重なり合う範囲が広いほど好ましい。意匠性も考慮すると、上階の扁平柱21,22の下端27と、下階の扁平柱21,22の上端26の、それぞれ10~50%程度が重なり合うことが好ましい。第1の側面S1では、鉄筋6は扁平柱21の側面に沿って直線状に配置されており、継手(図示せず)によって上下階の鉄筋6と連結されている。第2の側面S2では、鉄筋6は扁平柱22の左上端から右下端及び右上端から左下端へ斜めに配置されている。梁4の内部では鉄筋6は斜めに延びており、継手(図示せず)によって上下階の斜めに配置された鉄筋6と連結されている。梁4には従来通り、水平方向に延びる鉄筋7が設けられている。
第3の側面S3と第4の側面S4に設けられた扁平柱23,24の中心軸C1は隣接する上下階で一致している。従って、第2の階F2の第3の側面S3に設けられた各扁平柱23は、第1の階F1と第3の階F3の第3の側面S3に設けられた複数の扁平柱23とのいずれかと中心軸C1が一致し、第1の階F1と第3の階F3の第3の側面S3に設けられた各扁平柱23は、第2の階F2の第3の側面S3に設けられた複数の扁平柱23とのいずれかと中心軸C1が一致している。同様に、第2の階F2の第4の側面S4に設けられた各扁平柱24は、第1の階F1と第3の階F3の第4の側面S4に設けられた複数の扁平柱24とのいずれかと中心軸C1が一致し、第1の階F1と第3の階F3の第4の側面S4に設けられた各扁平柱24は、第2の階F2の第4の側面S4に設けられた複数の扁平柱24とのいずれかと中心軸C1が一致している。
このように、側面毎に扁平柱2の形状と配置を異ならせることで、建物1に独創的な外観を与えることができる。本実施形態では、第1の側面S1に設けられた扁平柱21の形状と、第2の側面S2に設けられた扁平柱22の形状は互いに異なっているが、千鳥状の配置パターンは共通である。第3の側面S3に設けられた複数の扁平柱23は第1の側面S1に設けられた複数の扁平柱21と同じ形状であり、第4の側面S4に設けられた複数の扁平柱24は第2の側面S2に設けられた複数の扁平柱22と同じ形状であるが、配置パターンは第1及び第2の側面S1,S2と異なり格子状である。例えば、第1の面S1と第2の面S2を人通りの多い通りに面して配置することで、多くの人に見られる建物1の側面を独創的のものとすることができる。一方、人から見られる機会の少ない面は、第4の面S4のようにオーソドックスな外観とすることもできる。建物構造の観点からは柱の中心軸は上下階で一致させる方が好ましいため、各側面S1~S4と建物1の周囲との関係性によって各側面S1~S4のデザイン(扁平柱2の形状と配置の組み合わせ)を使い分けることができる。勿論、すべての側面S1~S4を同じデザインとすることも可能であるし、対向する2面(例えば第1の側面S1と第3の側面S3)を同じデザインとすることも可能である。さらに、建物の意匠設計と構造設計は通常別々に行われるが、本実施形態では一体的に行うことが好ましいため、意匠性を兼ね備えた構造デザインが可能となる。
扁平柱2の形状は限定されず、図5に示すように様々な形状が可能である。例えば、図5(a)に示すように、扁平柱2は上端26と下端27をそれぞれ長辺とする台形11同士を、当該台形11のそれぞれの短辺で接続した形状であってもよい。図5(b)~(d)に示すように、上端26を一辺とする四角形12と下端27を一辺とする四角形12(より正確には、2つの対向する直線または曲線と、2つの平行な直線とからなる図形)の間に長方形13が挟まれた形状であってよい。四角形12は、図5(b)では上端26と下端27をそれぞれ長辺とする台形であり、図5(c)では上端26と下端27から延びる2つの曲線と、2つの平行な直線とからなる図形であり、図5(d)では長方形13よりも長辺方向の長さが長い他の長方形である。扁平柱2は、中心軸C1及び上下方向Zの中心を通る水平線C2に関し鏡対象であることが好ましい。
再び図1を参照すると、建物1の内部には、格子状に配列され互いに交差(直交)する複数の梁4が設けられている。梁4で囲まれた領域は床スラブ5とされている。上下階の梁4の間には扁平柱25が設けられている。建物1の内部の扁平柱25は最下層から最上層まで中心軸が一致している。これは、建物1の内部は外部から視認されることがないため、意匠性よりも構造設計を重視したためである。しかし、第1及び第2の側面S1,S2のように扁平柱25を上下階でずらして設置することもできる。扁平柱25は次に述べる補強材8の施工を容易とするため、梁4同士の交点を避けて配置されている。これによって、扁平柱25の設置の自由度が高まるため、住戸レイアウトの自由度も増加する。従来通り梁4同士の交点に設置してもよく、その場合、正方形または正方形に近い断面の柱としてもよい。建物1の内部の扁平柱25の平面的な配置は、建物1の偏心率が大きくならないようにバランスのとれたものとすることが好ましいが、同じ通り(構面)での扁平柱25の配置については大きな制約はない。
図6には建物1の内部の扁平柱25の配置を示している。建物1全体の強度や剛性のバランス(偏心の防止)を考慮し、扁平柱21~24が多く配置されていない側面の近傍(D通り、2通り)や建物1の中央領域(C通り、3通り)には多くの扁平柱25が配置されている。これに対し、扁平柱21~24が多く配置されている側面の近傍(B通り、4通り)に配置される扁平柱25は少ない。図6(b),(c)に示すように、扁平柱25を多数配置する部位では複数の扁平柱25を隣接して配置しているが、複数の扁平柱25をより扁平度の高い一つの柱に一体化してもよい。また、図7に示すように上下方向中央部28がくびれた扁平柱25を設けることもできる。このような扁平柱25を用いる場合、扁平柱25を隣接して設けても扁平柱25の施工や補強材8の巻き付けに大きな支障は生じない。
建物1の構造耐力を確保するため、少なくとも一つの扁平柱2に補強材8が巻き付けられている。図8(a)は補強材8を取り付ける部位を示す平面図を、図8(b)は補強材8を取り付ける部位を示す側面図を示している。図8(a)の太線部、図8(b)のハッチング部が補強材8を取り付ける部位である。補強材8はポリエステルの高延性材からなるテープである。図9(a)に示すように、このテープを扁平柱2にらせん状に巻き付け、ウレタン接着剤で固定する(このような工法はSRF工法とも呼ばれる)。図9(a)では便宜上、扁平柱2に部分的に補強材8が巻き付けられているが、補強材8は扁平柱2の上端26から下端27まで巻き付けることが好ましい。補強方法はこれに限定されず、例えば、炭素繊維、アラミド線維などのテープやシートを貼り付けてもよい。梁4にも同様の補強を行うことができる。図9(b)に示すように、補強材8は梁4の側面に上下に部分的に重ね合わせて、水平に貼り付ける。本実施形態では、建物1の内部の扁平柱25の数や配置を調整することで建物1の必要な強度を確保し、不足する強度を補強材8で補っている。従って、扁平柱2や梁4の補強は強度上弱いところを中心に行えばよく、すべての扁平柱2や梁4に補強材8を取り付ける必要はない。周囲に他の扁平柱2が少ない扁平柱2、スパンの長い梁4などが補強材8を取り付ける主な対象である。補強材8の取り付けは扁平柱2や梁4の施工後に行うことができるため、工程への影響も軽微である。また、補強材8を取り付けることで扁平柱2一つ当たりの強度が増すため、扁平柱2の間隔を広げたり、扁平柱2の断面を縮小したりすることが可能となり、建物1の内部の配置自由度を高めることもできる。
1 建物
2,21~25 扁平柱
3 耐力壁
4 梁
5 床スラブ
8 補強材
F1~F3 第1~第3の階
S1~S4 第1~第4の側面
2,21~25 扁平柱
3 耐力壁
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8 補強材
F1~F3 第1~第3の階
S1~S4 第1~第4の側面
Claims (10)
- 第1の階と、前記第1の階の直上階である第2の階と、を有する建物であって、
前記建物の側面は、前記建物の周方向に複数の側面に区分され、
前記複数の側面は第1の側面を含み、
前記第1の階と前記第2の階にそれぞれ、前記第1の側面に沿って配列する複数の扁平柱が設けられ、
前記第2の階の前記第1の側面に設けられた各扁平柱は、前記第1の階の前記第1の側面に設けられた複数の前記扁平柱のいずれとも中心軸がずれており、
前記第2の階の前記第1の側面に設けられた各扁平柱の下端は、上下方向にみて、前記第1の階の前記第1の側面に設けられた少なくとも一つの前記扁平柱の上端と部分的に重なっている建物。 - 前記扁平柱の断面積は上下方向に一定である、請求項1に記載の建物。
- 前記扁平柱の断面積は、前記上端及び前記下端から上下方向中央部に向かって徐々に減少する、請求項1に記載の建物。
- 前記複数の側面は第2の側面を含み、
前記第1の階と前記第2の階にそれぞれ、前記第2の側面に沿って配列する複数の扁平柱が設けられ、
前記第2の階の前記第2の側面に設けられた各扁平柱は、前記第1の階の前記第2の側面に設けられた複数の前記扁平柱のいずれとも中心軸がずれており、
前記第2の階の前記第2の側面に設けられた各扁平柱の下端は、上下方向にみて、前記第1の階の前記第2の側面に設けられた少なくとも一つの前記扁平柱の上端と部分的に重なっており、
前記第2の側面に設けられた前記扁平柱の形状が、前記第1の側面に設けられた前記扁平柱の形状と異なる、請求項1から3のいずれか1項に記載の建物。 - 前記複数の側面は第3の側面を含み、
前記第1の階と前記第2の階にそれぞれ、前記第3の側面に沿って配列する複数の扁平柱が設けられ、
前記第2の階の前記第3の側面に設けられた各扁平柱は、前記第1の階の前記第3の側面に設けられた複数の前記扁平柱とのいずれかと中心軸が一致している、請求項1から4のいずれか1項に記載の建物。 - 少なくとも一つの前記扁平柱に補強材が巻き付けられている、請求項1から5のいずれか1項に記載の建物。
- 前記第2の階の直上階である第3の階を有し、
前記第3の階の前記第1の側面に沿って配列する複数の扁平柱が設けられ、
前記第3の階の前記第1の側面に設けられた各扁平柱は、前記第2の階の前記第1の側面に設けられた複数の前記扁平柱のいずれとも中心軸がずれており、
前記第3の階の前記第1の側面に設けられた各扁平柱の下端は、上下方向にみて、前記第2の階の前記第1の側面に設けられた少なくとも一つの前記扁平柱の上端と部分的に重なっており、
前記第1~第3の階の前記第1の側面に設けられた前記扁平柱は千鳥状に配列している、請求項1から6のいずれか1項に記載の建物。 - 互いに離れて隣り合う前記扁平柱の間に壁が設けられ、前記扁平柱は前記壁に対し外方に張り出している、請求項1から7のいずれか1項に記載の建物。
- 前記建物の内部に、互いに交差する複数の梁と、扁平柱とが設けられ、前記建物の内部の前記扁平柱は前記梁同士の交点を避けて配置され、前記第1の階と前記第2の階とで中心軸が一致している、請求項1から8のいずれか1項に記載の建物。
- 前記梁の側面に、複数の補強材が上下に部分的に重ね合わせて貼り付けられている、請求項9に記載の建物。
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