JP2023066261A - 建物 - Google Patents

Abstract

【課題】プランニング上の制約が少ない建物を提供する。【解決手段】建物１０は、互いに交わる２方向のそれぞれに所定の間隔で配置された柱２０と、柱２０の上部に接合された跳ね出し部材３０と、跳ね出し部材３０の端部に接合され、２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙを含んで構成された架構１２と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、建物に関する。

下記特許文献１には、複数の建物ユニットを組み合わせて形成するユニット建物が示されている。

この建物ユニットは、長辺側天井梁と長辺側床梁との間に中間柱が設けられている。この中間柱は、他の建物ユニットの隅部の柱と隣り合わせて配置することができる。これにより、建物ユニットの中間部を、他の建物ユニットの柱に隣り合わせて配置しても、梁の中間に加わる水平荷重が軽減される。したがって、ユニット建物のプランニング上の制約を少なくすることができる。

特開２０１３－２２１２９１号公報

上記特許文献１のユニット建物は、建物ユニットの組み合わせ方次第で、様々な平面形状のユニット建物を形成できる。しかしながら、梁と梁との接合部には柱があるため、複数の建物ユニット間に跨る壁を設けたり、複数の建物ユニット間を移動できる可動壁や建具を設けたりすることはできない。すなわち、プランニング上の制約を少なくできる効果は限定的である。

本開示は、上記事実を考慮して、プランニング上の制約が少ない建物を提供することを目的とする。

請求項１の建物は、互いに交わる２方向のそれぞれに所定の間隔で配置された柱と、前記柱の上部に接合された跳ね出し部材と、前記跳ね出し部材の端部に接合され、前記２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材を含んで構成された水平架構と、を有する。

請求項１の建物では、水平架構が、２方向に延設された複数の梁部材で構成されている。そして、この水平架構は、柱の上部に接合された跳ね出し部材の端部に接合されている。このため、梁部材の材軸上に柱がない。これにより、梁下に固定壁を自由に配置できる。また、梁下を制約なく移動できる可動壁や建具を設けることができる。

請求項２の建物は、柱と、前記柱の上部に接合された跳ね出し部材と、前記跳ね出し部材の端部に接合され、互いに交わる２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材と、を備えた柱梁ユニットと、前記２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材を備えた梁ユニットと、が、複数組付けられて形成されている。

請求項２の建物では、柱と、柱の上部に接合された跳ね出し部材と、跳ね出し部材の端部に接合された梁部材と、で柱梁ユニットが構成されている。このため、梁部材の材軸上に柱がない。これにより、梁下に固定壁を自由に配置できる。また、梁下を制約なく移動できる可動壁や建具を設けることができる。

また、請求項２の建物は、柱梁ユニットと、２方向に延設された複数の梁部材で梁ユニットと、を備えている。そして、この柱梁ユニット及び梁ユニットを複数組付けて、建物が形成される。このため、例えば柱梁ユニット及び梁ユニットを工場又は施工ヤードで組み立てて、現場で設置すれば、現場作業を軽減できる。

請求項３の建物は、請求項１又は２に記載の建物において、前記梁部材の中央部には、交わる方向に延設された２本の前記梁部材の端部が両側からピン接合されている。

請求項３の建物では、梁部材同士をピン接合することにより、水平架構が形成されている。このため、現場溶接を用いずに建物を形成できるため施工効率が高い。また、接合部においては、ピン接合された梁部材の方向と交わる方向の接合形式は剛接合と見做すことができるので、架構全体として曲げモーメントを負担できる。

請求項４の建物は、請求項１～３の何れか１項に記載の建物において、前記跳ね出し部材は、前記梁部材で囲まれた水平構面に架け渡された跳ね出し梁であり、中央部に前記柱の上端が接合されている。

請求項４の建物では、水平構面に跳ね出し梁が架け渡されている。跳ね出し梁は水平ブレースのような働きをすることで、水平構面の変形を抑制できる。また、この跳ね出し梁に柱が接合されているため、跳ね出し梁を介して、梁部材の荷重及び梁部材に作用する水平力を柱へ伝達することができる。

請求項５の建物は、請求項１～３の何れか１項に記載の建物において、前記跳ね出し部材は、前記梁部材で囲まれた水平構面に配置された矩形状のキャピタルであり、中央部に前記柱の上端が接合されている。

請求項５の建物では、水平構面にキャピタルが配置されている。このため、水平構面が変形し難い。また、このキャピタルに柱が接合されているため、キャピタルを介して、梁部材の荷重及び梁部材に作用する水平力を柱へ伝達することができる。

本発明の建物は、プランニング上の制約が少ない。

本発明の実施形態に係る建物における水平架構を示す平面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る建物における柱梁ユニット及び梁ユニットを示す斜視図であり、（Ｂ）は柱梁ユニットにおける跳ね出し部材の変形例である。 本発明の実施形態に係る建物における水平架構の部分拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る可動壁を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るレール部材を示す見上げ図であり、（Ｂ）はレール部材の配置の変形例を示す見上げ図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る建物のプランの一例を示す平面図であり、（Ｂ）は可動壁の配置を変更した状態の一例を示す平面図であり、（Ｃ）は可動壁の配置を変更した状態の別の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る水平架構における梁部材の配置の変形例を示した平面図である。

以下、本開示の実施形態に係る建物について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。

また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

各図において矢印Ｘ、Ｙで示す方向は水平面に沿う方向であり、互いに直交している。また、矢印Ｚで示す方向は鉛直方向（上下方向）に沿う方向である。各図において矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示される各方向は、互いに一致するものとする。

＜建物＞
図１には、本発明の実施形態に係る建物１０の架構１２が示されている。この架構１２は、建物１０の屋根（不図示）を支持する水平架構であり、図２（Ａ）に示す梁ユニット４０、６０、７０を組み付けて形成されている。建物１０は、この架構１２、柱２０及び跳ね出し部材３０を備えて形成されている。

架構１２を形成する梁ユニット４０は、柱２０が固定された跳ね出し部材３０と接合されて、柱梁ユニット５０を形成している。建物１０は、柱梁ユニット５０、梁ユニット６０及び７０を、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに複数組付けることで形成されている。

（柱梁ユニット）
柱梁ユニット５０は、上述したように、柱２０、跳ね出し部材３０及び梁ユニット４０を備えている。柱２０は、一例として円筒状の鋼管柱とされ、柱頭部に跳ね出し部材３０が剛接合されている。

跳ね出し部材３０は、梁ユニット４０によって形成される水平構面Ｈ１に配置される跳ね出し梁である。跳ね出し部材３０は、互いに直交する斜材３２及び３４を用いて形成されている。

斜材３２及び３４は、何れもＨ形鋼を用いて形成されている。斜材３２及び３４の交点においては、何れか一方が通し材とされている（本実施形態においては斜材３４）。柱２０の柱頭部は、この交点に剛接合されている。また、斜材３２及び３４の端部は、梁ユニット４０における梁部材４０Ｘ及び４０Ｙの接合部にピン接合される。

なお、跳ね出し部材３０は、図２（Ｂ）に示す跳ね出し部材３６に代えてもよい。跳ね出し部材３６は、例えばコンクリート製とされた矩形状のキャピタル（柱頭部材）であり、柱２０の柱頭部に剛接合される。また、跳ね出し部材３６の外縁部は、梁ユニット４０における梁部材４０Ｘ及び４０Ｙに接合（ピン接合）される。

梁ユニット４０は、互いに交わる２方向のそれぞれに延設された２本の梁部材４０Ｘ及び２本の梁部材４０Ｙを備えている。梁部材４０Ｘは、Ｘ方向に沿うＨ形鋼であり、梁部材４０Ｙは、Ｙ方向に沿うＨ形鋼である。

梁ユニット４０においては、梁部材４０Ｘの一方の端部が梁部材４０Ｙの中央部にピン接合され、他方の端部が自由端とされている。同様に、梁部材４０Ｙの一方の端部が梁部材４０Ｘの中央部にピン接合され、他方の端部が自由端とされている。なお、「自由端」とは、柱梁ユニット５０が梁ユニット６０と組付けられていない状態で、固定されるものがないことを指す。

これにより、梁ユニット４０には、２本の梁部材４０Ｘ及び２本の梁部材４０Ｙによって囲まれた矩形状の水平構面（構面Ｈ１）が形成される。また、梁ユニット４０は、構面Ｈ１の角部から、梁部材４０Ｘ及び４０Ｙが、それぞれＸ方向及びＹ方向に沿って交互に突出した形状に形成される。

なお、梁部材の「端部」とは梁部材の先端であり、「中央部」とは梁部材の先端を除く部分である。

（梁ユニット）
梁ユニット６０及び７０は、何れも梁ユニット４０と同様の構成を有している。梁ユニット６０における梁部材６０Ｘ及び６０Ｙ、並びに、梁ユニット７０における梁部材７０Ｘ及び７０Ｙについても、何れも梁ユニット４０における梁部材４０Ｘ及び４０Ｙと同様に形成されている。

なお、梁ユニット４０、６０及び７０は、工場又は建物１０の施工現場における敷地内等の施工ヤードで製造され、現場で組付けられる。また、梁ユニット４０には、工場又は施工ヤードにおいて、柱２０及び跳ね出し部材３０を接合しておいてもよい。

（梁部材の寸法）
梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、５０Ｘ、５０Ｙ、６０Ｘ及び６０Ｙは、略同一の長さとされている。また、梁部材４０Ｘ及び４０Ｙによって形成される構面Ｈ１、梁部材６０Ｘ及び６０Ｙによって形成される構面Ｈ２並びに梁部材７０Ｘ及び７０Ｙによって形成される構面Ｈ３の大きさは略等しい。

上述した斜材３２、３４、梁部材４０Ｘ及び４０Ｙは、一例として、ＳＭ４９０Ａ材を用いて形成され、高さが２５０[mm]、幅が２５０[mm]とされている。また、梁部材６０Ｘ及び６０Ｙは、一例として、ＳＳ４００材を用いて形成され、高さが２４４[mm]、幅が１７５[mm]とされている。そして、梁部材７０Ｘ及び７０Ｙは、一例として、ＳＳ４００材を用いて形成され、高さが２５０[mm]、幅が１２５[mm]とされている。

なお、斜材３２、３４、梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙの寸法は、上記の値に限定されるものではない。これらの寸法は、斜材３２及び３４、梁部材４０Ｘ及び４０Ｙ、梁部材６０Ｘ及び６０Ｙ、梁部材７０Ｘ及び７０Ｙの順に断面係数が小さくなるような寸法とすることが好ましい。

（梁ユニットの配置）
図１に示すように、架構１２は、梁ユニット４０、６０及び７０を横方向に連結して形成されている。

具体的には、架構１２においては、Ｘ方向に沿って、梁ユニット４０及び６０が交互に並べられて互いに組付けられている（列Ｘ１）。また、Ｘ方向に沿って、梁ユニット６０及び７０が交互に並べられて互いに組付けられている（列Ｘ２）。架構１２は、この列Ｘ１及びＸ２がＹ方向に交互に並べられて構成されている。

同様に、架構１２においては、Ｙ方向に沿って、梁ユニット４０及び６０が交互に並べられて互いに組付けられている（列Ｙ１）。また、Ｙ方向に沿って、梁ユニット６０及び７０が交互に並べて互いに組付けられている（列Ｙ２）。架構１２は、この列Ｙ１及びＹ２がＸ方向に交互に並べられて構成されている。

梁ユニット４０には、梁ユニット６０が接合されているが梁ユニット７０は接合されていない。同様に、梁ユニット７０には、梁ユニット６０が接合されているが梁ユニット４０は接合されていない。さらに、梁ユニット６０は、梁ユニット４０及び７０の双方に接合されている。このため、架構１２においては、柱２０からの距離が遠ざかるにしたがって、梁部材の断面寸法が小さくなっている。

架構１２においては、梁ユニット４０、６０及び７０を連結した状態で、梁部材４０Ｘは、梁部材６０Ｘと同一直線上に配置されている。同様に、梁部材４０Ｙは、梁部材６０Ｙと同一直線上に配置されている。

また、梁ユニット４０、６０及び７０を連結した状態で、梁部材７０Ｘは、梁部材６０Ｘと同一直線上に配置されている。同様に、梁部材７０Ｙは、梁部材６０Ｙと同一直線上に配置されている。

なお、建物１０において、梁ユニット４０、６０及び７０では形成できない外周部分には、梁部材１４を配置して、屋根形状を整形する。

（梁ユニットの接合）
図３に示すように、梁ユニット４０における梁部材４０Ｘの端部は、梁ユニット６０における梁部材６０Ｙの中央部にピン接合されている。この接合部Ｊ１においては、Ｘ方向に沿う梁部材４０Ｘ及び６０Ｘの端部がそれぞれ梁部材６０Ｙの中央部にピン接合されている。一方、Ｙ方向においては梁部材６０Ｙが通し材とされている。

これにより、接合部Ｊ１は、Ｘ方向がピン接合とされ、Ｙ方向が剛接合とされた接合部と見做すことができる。なお、図３においては、各接合部において、剛接合となる方向に矢印を付している。

一方、梁ユニット４０における梁部材４０Ｙの端部は、梁ユニット６０における梁部材６０Ｘの中央部にピン接合されている。この接合部Ｊ２においては、Ｙ方向に沿う梁部材４０Ｙ及び６０Ｙがそれぞれ梁部材６０Ｘにピン接合されている。一方、Ｘ方向においては梁部材６０Ｘが通し材とされている。

これにより、接合部Ｊ２は、Ｘ方向が剛接合とされ、Ｙ方向がピン接合とされた接合部と見做すことができる。

なお、図３においては、接合部Ｊ１と同様に「Ｘ方向がピン接合とされＹ方向が剛接合とされた接合部」を、実線の円で囲んで示している。また、接合部Ｊ２と同様に「Ｘ方向が剛接合とされＹ方向がピン接合とされた接合部」を、破線の円で囲んで示している。

この図に示されるように、本実施形態においては、「Ｘ方向がピン接合とされＹ方向が剛接合とされた接合部」と「Ｘ方向が剛接合とされＹ方向がピン接合とされた接合部」とが、Ｘ方向及びＹ方向の双方において、交互に配置されている。

（レール部材、可動壁）
梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙは、下フランジの底面が面一に配置され、図４に示すレール部材８０が固定されている。レール部材８０は、一例として、リップ型溝形鋼で形成されている。レール部材８０の下向きに開口した開口部に、可動壁９０と戸車９２とを連結する吊下げ部材９４が挿通されている。

可動壁９０は、建物１０における床１０Ａと天井１０Ｂとの間に配置される間仕切り壁又は建具である。可動壁９０の上部には、吊下げ部材９４を介して戸車９２が連結されている。戸車９２は、レール部材８０に引掛けられた車輪であり、可動壁９０の荷重をレール部材８０に伝達する。

なお、可動壁９０と戸車９２とは、吊下げ部材９４を軸に相対的に回転可能とすることが好ましい。これにより、図５（Ｂ）に示すように、可動壁９０を回転移動させることができる。

図４に示すように、可動壁９０の下部には、振れ止め９６が固定されている。床１０Ａには、振れ止め９６が挿入される溝が形成された軌道部材１０Ｃが埋設されている。軌道部材１０Ｃは、レール部材８０の直下に設けられる。

なお、可動壁９０は、木材、金属、ガラス、ポリカーボネート及びアクリル等、各種の素材で形成できる。また、可動壁９０は、軽量化の観点から、四方枠に面材を固定して形成することが好適である。

（レール部材の配置）
レール部材８０のうち、レール部材８０Ａは、図１に示すように、梁ユニット４０の梁部材４０Ｘ及び梁ユニット６０の梁部材６０Ｘに跨って敷設されている。また、レール部材８０Ｂは、梁ユニット６０の梁部材６０Ｘ及び梁ユニット７０の梁部材７０Ｘに跨って敷設されている。

同様に、レール部材８０Ｃは、図１に示す梁ユニット４０の梁部材４０Ｙ及び梁ユニット６０の梁部材６０Ｙに跨って敷設されている。また、レール部材８０Ｄは、梁ユニット６０の梁部材６０Ｙ及び梁ユニット７０の梁部材７０Ｙに跨って敷設されている。

このように、レール部材８０は、異なる梁部材間に跨って敷設することができる。なお、図１に図示されたレール部材８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ及び８０Ｄの長さは一例である。これらの長さは自由に設定でき、異なる梁部材間に跨らないものとしてもよい。

また、図１におけるレール部材８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ及び８０Ｄは、これらの配置を説明するために便宜的に一部だけを示したものである。これらのレール部材は、梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙの下方において、所望の数だけ設置することができる。

また、図５（Ａ）、（Ｂ）の見上げ図に示すように、交わる２方向に延設されたレール部材の交点、例えばレール部材８０Ａとレール部材８０Ｃとの交点は、可動壁９０が一例として矢印Ｎ１、Ｎ２で示すように通過できるように、Ｘ方向及びＹ方向の双方において溝を連通して形成する。

なお、図５（Ａ）においては、レール部材８０Ａ及び８０Ｃを形成するリップ型溝形鋼の端部を斜めに切断し、切断箇所においてレール部材８０Ａ及び８０Ｃを連結している。図５（Ｂ）においては、レール部材８０Ａを通し材として配置して、レール部材８０Ｃを突き付けて配置している。レール部材８０Ａにおいてレール部材８０Ｃが突きつけられる箇所には、切欠きを形成して溝を連通している。

＜作用及び効果＞
本発明の実施形態に係る建物１０では、図２（Ａ）に示すように、架構１２が、２方向に延設された複数の梁部材（梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙ）で構成されている。そして、この架構１２は、柱２０の上部に接合された跳ね出し部材３０の端部に接合されている。

このため、これらの梁部材の材軸上に柱２０がない。これにより各梁部材の下を制約なく移動できる可動壁９０を設けることができる。また、各梁部材の下部に固定壁を自由に配置することもできる。

例えば、図６（Ａ）～（Ｃ）に示すように、建物１０を、常時固定壁を設置して利用する領域１０Ｅと、可動壁９０を設置して適宜移動させて利用する領域１０Ｆと、に分けることができる。領域１０Ｆにおいては、利用形態が変わるごとに、可動壁９０を移動させたり追加したり撤去したりして、適宜プランを変更できる。なお、建物１０は、全ての部分を、領域１０Ｆとしてもよい。

また、建物１０では、図３に示すように、梁部材同士（梁部材４０Ｘと梁部材６０Ｘ、梁部材６０Ｘと梁部材７０Ｘ、梁部材４０Ｙと梁部材６０Ｙ、梁部材６０Ｙと梁部材７０Ｙ）をピン接合することにより、水平架構が形成される。このため、現場溶接を用いずに建物１０を形成できるため施工効率が高い。

また、建物１０では、梁部材４０Ｘは、梁部材６０Ｘと同一直線上に配置されている。同様に、梁部材４０Ｙは、梁部材６０Ｙと同一直線上に配置されている。また、梁部材７０Ｘは、梁部材６０Ｘと同一直線上に配置されている。同様に、梁部材７０Ｙは、梁部材６０Ｙと同一直線上に配置されている。

そして、各梁部材（梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙ）は、交わる方向の梁部材の中央部にピン接合される。これにより、「Ｘ方向がピン接合とされＹ方向が剛接合とされた接合部」（例えば接合部Ｊ１）と「Ｘ方向が剛接合とされＹ方向がピン接合とされた接合部」（例えば接合部Ｊ２）とが、Ｘ方向及びＹ方向の双方において、交互に配置されている。

これにより、架構１２が全体として曲げモーメントを負担できるほか、剛性に偏りが生じ難いため、架構１２の各部が、バランスよく曲げモーメントを負担できる。

また、建物１０では、図２（Ａ）に示すように、構面Ｈ１に跳ね出し梁で形成された跳ね出し部材３０が架け渡されている。跳ね出し部材３０は水平ブレースのような働きをすることで、構面Ｈ１の変形を抑制できる。また、この跳ね出し部材３０に柱２０が接合されているため、跳ね出し部材３０を介して、梁部材（梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙ）の荷重及び梁部材に作用する水平力を柱へ伝達することができる。

なお、本実施形態においては、図３に示すように、各梁部材（梁部材４０Ｘ、４０Ｙ、６０Ｘ、６０Ｙ、７０Ｘ及び７０Ｙ）に接合される梁部材は一直線上に配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば図７に示す梁ユニット１００及び１１０においては、梁ユニット１１０の梁部材１１０Ｘに、梁ユニット１１０の梁部材１１０Ｙ及び梁ユニット１００の梁部材１００Ｙが接合されている。これらの梁部材１１０Ｙ及び１００Ｙは、同一直線上に配置されていない。

水平架構をこのように形成しても、柱１２０のように、柱が梁部材１１０Ｘ及び１１０Ｙの双方と位置ずれして配置されていれば、本発明の効果を得ることができる。なお、図７においては、跳ね出し部材の図示を省略している。

１０ 建物
１２ 架構（水平架構）
２０ 柱
３０ 跳ね出し部材
３２ 斜材
３４ 斜材
３６ 跳ね出し部材
４０ 梁ユニット
４０Ｘ 梁部材
４０Ｙ 梁部材
５０ 柱梁ユニット
６０ 梁ユニット
６０Ｘ 梁部材
６０Ｙ 梁部材
７０ 梁ユニット
７０Ｘ 梁部材
７０Ｙ 梁部材
Ｈ１ 水平構面

Claims (5)

1. 互いに交わる２方向のそれぞれに所定の間隔で配置された柱と、
   前記柱の上部に接合された跳ね出し部材と、
   前記跳ね出し部材の端部に接合され、前記２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材を含んで構成された水平架構と、
   を有する建物。
2. 柱と、前記柱の上部に接合された跳ね出し部材と、前記跳ね出し部材の端部に接合され、互いに交わる２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材と、を備えた柱梁ユニットと、
   前記２方向のそれぞれに延設された複数の梁部材を備えた梁ユニットと、
   が、複数組付けられて形成された建物。
3. 前記梁部材の中央部には、交わる方向に延設された２本の前記梁部材の端部が両側からピン接合されている、請求項１又は２に記載の建物。
4. 前記跳ね出し部材は、前記梁部材で囲まれた水平構面に架け渡された跳ね出し梁であり、中央部に前記柱の上端が接合されている、請求項１～３の何れか１項に記載の建物。
5. 前記跳ね出し部材は、前記梁部材で囲まれた水平構面に配置された矩形状のキャピタルであり、中央部に前記柱の上端が接合されている、
   請求項１～３の何れか１項に記載の建物。
   

Images