JP2738599B2 - 中高層建築物の構造およびその施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中高層建築物の構造お
よびその施工方法に係わり、特に、建物の１階に、１階
の住戸を構成する住戸ユニットを前後左右に複数列配設
し、各住戸ユニットの上に建物の各階を構成する住戸ユ
ニットを積み重ねて前後左右上下に隣接する各住戸ユニ
ットを相互に一体化してなる中高層建築物の構造および
その施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大都市の用地不足と、要請される
住宅戸数の消化のために、市街地集合住宅等において
は、中層から例えば１０〜１５階の高層の集合住宅が建
築されるようになってきた。

【０００３】これらは、一般に、柱をＨ形鋼を主材とす
るＳＲＣ造とし、けた行は鉄骨梁と壁の部分を一体とし
た大型ＰＣ板、戸境壁ははりブレース入りＰＣ板、床は
現場打ちとし、基本的に従来のオフィスビルの工法技術
を適用したものであった。

【０００４】ところで、この種の集合住宅においても、
時間、資材、労力の冗費を削減し、品質の良い住宅を得
るために、戸建て住宅のようなプレハブ化が進められる
ようになってきた。

【０００５】図９ないし図１０は、このようなプレハブ
化を図った中高層建築物の施工技術の従来例を示すもの
である。

【０００６】図９に示すユニット化工法は、Ｈ形鋼を主
体構造とするスペースフレーム１の中にボックス型に組
み立てた住戸ユニット２を挿入していくもので、住戸ユ
ニット２はクレーン３で吊り上げた押し込み治具兼用の
吊上げ板４に載せられて、スペースフレーム１の挿入部
１ａに臨ませられ、吊上げ板４に備えられた挿入装置に
よって挿入部１ａの中に挿入されていくものである。

【０００７】また、図１０に示すユニット化工法は、鉄
骨造のスペースユニット（住戸ユニット）５を、クレー
ン６により、現場で積み上げて行くもので、ブロック工
法とも呼ばれているものである。なお、現場で積み上げ
られるスペースユニット５は、間口３,１５０ｍｍ、奥
行１１,２７０ｍｍ、高さ２,６７０ｍｍ、重量９〜１０
ｔを標準とするもので、けた行方向はラーメン、スパン
方向は多柱式のフィーレンディールトラスの構造形式を
とっており、ユニットの外壁は、耐鋼性鋼鈑によるカー
テンウォールが工場で先付けされ、さらにサッシ、ガラ
スも工場において取り付けられるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
技術における次ぎのような課題を解決せんとするもので
ある。

【０００９】第１に、図９に示すようなユニット化工法
では、住戸ユニット２を吊上げ板４を介してクレーン３
によりスペースフレーム１の挿入部１ａに臨む位置まで
吊り上げ、住戸ユニット２を挿入部１ａに押し込まなけ
ればならないので、現場での施工作業の能率が悪く、ま
たスペースフレーム１の前に住戸ユニット２を臨ませる
ための作業空間を確保しなければならないといった問題
点である。

【００１０】第２に、図１０に示すような住戸ユニット
５を積み重ねて建築物を構築するユニット化工法では、
鉛直荷重並びに水平荷重に対する強度向上を図るために
個々の住戸ユニットの構造を強固なものにしなければな
らず、住戸ユニットのコストが大きくなって、全体的に
コスト高になるといった点である。

【００１１】また、住戸ユニットとこれより剛性が強化
された強化住戸ユニットとを用い、これらを積み重ねて
建築物を構築する場合、強化住戸ユニットを単に多く用
いたのではコストがかかるため建築物全体として効率よ
く強度の向上を図ることができない。そこで、本発明は
前記事情に鑑みて提案されたもので、その目的とすると
ころは、各階の四隅に配置される住戸ユニットを他の住
戸ユニットより剛性を強化し、この強化した住戸ユニッ
トの列に水平荷重を受け持たせ、以て建築物全体の強度
を効率よく向上させるとともに施工コストの削減を図
り、また、現場での施工作業の能率を上げることができ
る中高層建築物の構造およびその施工方法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による中高層建築
物の構造は次のとおりである。

【００１３】すなわち、建物の１階に、１階の住戸を構
成する住戸ユニットを前後左右に複数列配設し、各住戸
ユニットの上に建物の各階を構成する住戸ユニットを積
み重ねて前後左右上下に隣接する各住戸ユニットを相互
に一体化してなる中高層建築物であって、前記住戸ユニ
ットのうち他の住戸ユニットよりも剛性が強化された強
化住戸ユニットを各階の四隅に配設してそれぞれの上下
方向に強化住戸ユニットの列を構成させ、これら強化住
戸ユニットの列同士の間に、それぞれ前記他の住戸ユニ
ットを少なくとも上下方向に１列以上介在させることを
特徴とするものである。

【００１４】また、本発明では、前記住戸ユニットとし
て、４本の柱部と、これら柱部の上端並びに下端をそれ
ぞれ連結する上梁部並びに下梁部とによりボックス型に
組んだ構造のものが挙げられ、また、住戸ユニットのう
ち剛性が強化された住戸ユニットとして、前後左右上下
の各六面のうち少なくとも隣接する２面に、ブレース、
耐力壁等の剛性強化部材が組み込んでなるものが挙げら
れる。

【００１５】さらに本発明による中高層建築物の施工方
法は、建物の１階に、１階の住戸を構成する住戸ユニッ
トを前後左右に複数列配設し、各住戸ユニットの上に建
物の各階を構成する住戸ユニットを積み重ねて前後左右
上下に隣接する各住戸ユニットを相互に一体化してなる
中高層建築物の施工方法であって、予め通常の住戸ユニ
ットより躯体の剛性を強化した強化住戸ユニットを構成
しておき、１階より上階に向けて住戸ユニットを配設す
る際に、各階の四隅に強化住戸ユニットが配置されるよ
うにこの強化住戸ユニットを上下方向に連続して積み重
ねていくとともに、これら強化住戸ユニットの列同士の
間には通常の住戸ユニットを介在させることを特徴とす
るものである。

【００１６】

【作用】本発明によれば、建築物を構成する住戸ユニッ
トの中で、最も剛性が強化された住戸ユニット（強化住
戸ユニット）を各階の四隅に配置して積み重ねることに
より、剛性の大きな住戸ユニットの列が建築物の四隅に
造られるので、水平力に対して効率よく建築物の剛性を
増した骨組み構造とし得、また、建築物にかかる水平力
が、最も剛性が強化された列の住戸ユニット（強化住戸
ユニット）に主に伝達されて、強化住戸ユニットにより
受け持たせられるので、他の列の住戸ユニットに要求さ
れる強度を小さくすることが可能になる。すなわち、強
化住戸ユニットの列同士は、強化住戸ユニットによって
水平方向に連結されず、通常の（剛性が強化されていな
い）住戸ユニットで連結されているため、建築物に作用
する水平力等は、強化住戸ユニットの列から通常の住戸
ユニットにも伝達される。従って、本発明は、強化住戸
ユニットだけで水平力等を受け持たせるものではなく、
通常の住戸ユニットと協働させて水平力等を受け持たせ
たものであり、これにより少ない数の強度住戸ユニット
を用いつつ、通常の住戸ユニットの強度を有効に利用し
て建築物全体の強度を効率よく向上させるものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１８】図１は本発明にかかる中高層建築物の構造
の基本的な構成を示す概略斜視図である。この中高層建
築物の構造も、基本的には、４本の柱体１０ａと、これ
ら柱体１０ａの上端並びに下端をそれぞれ連結する上梁
部１０ｂ並びに下梁部１０ｃとによりボックス型に組ま
れた住戸ユニット１０を、建物の１階より、前後左右に
複数列（図示例では前後左右に４列ずつ）配設し、各住
戸ユニット１０の上に建物の各階を構成する住戸ユニッ
ト１０を積み重ねて前後左右上下に隣接する各住戸ユニ
ット１０を相互に一体化してなる基本構造となってい
る。

【００１９】しかし本発明にあっては、前記住戸ユニッ
ト１０のうち各階の四隅に積み重ねられる住戸ユニット
（強化住戸ユニット）１０Ａを、他の住戸ユニット１０
よりも剛性強化したことを最大の特徴とするものであ
る。

【００２０】そして、この実施例では、各階において住
戸ユニットを前後左右に４個づつ計１６個配置するとと
もに、剛性強化された強化住戸ユニット１０Ａを、建築
物の四隅において積み重ね、四隅の列の各階に配置され
た住戸ユニット１０Ａによって、建築物の水平方向の荷
重を主に受け持たせるようにしているものである。

【００２１】すなわち、図１に示される建築物では、構
築すべき建築物の四隅にそれぞれ強化住戸ユニット１０
Ａを積み重ねてなる強化住戸ユニット列Ｒが設けられ、
これら強化住戸ユニット列Ｒの間に住戸ユニット１０が
設置されている。

【００２２】図２は前記強化住戸ユニット１０Ａの斜視
図を示すもので、図示例では、強化住戸ユニット１０Ａ
は全体が四角箱型のボックス型式とされて、より具体的
には、四隅に立てられた柱部１０ａと、これら柱部１０
ａの上端および下端間に架け渡されてユニットの上部お
よび下部の枠組みとなる上梁部１０ｂおよび下梁部１０
ｃと、ユニットの６面の内上下面並びに建築物の外面に
臨む２つの側面にそれぞれ設けられた壁体（剛性強化部
材）１０ｄとを主体として構成されている。

【００２３】そして、前記壁体１０ｄは、住戸ユニット
１０Ａの剛性を高めるために柱部１０ａ、上梁部１０
ｂ、下梁部１０ｃに囲まれた内側に設けられたもので、
いわゆる耐震要素として地震時などにユニットに作用す
る水平力を分担させるようになっている。

【００２４】なお、図面では、壁体１０ｄを耐震要素を
構成する耐力壁として適用しているが、本発明では、こ
の図示例に限定されるものではなく、例えば壁体１０ｄ
の代わりに、ブレース、トラス等を設けるようにしても
良い。また、壁体１０ｄには、窓等の開口部を形成する
ことも可能である。

【００２５】また、前記強化住戸ユニット１０Ａとして
は、図２に示す例に限定されるものではなく、強化住戸
ユニット１０Ａの配列位置により種々の形態が採られる
ことは言うまでもない。

【００２６】図３ないし図５は、このような強化住戸ユ
ニット１０Ａの基本的な形態を示す概略斜視図であり、
図３に示す例では、強化住戸ユニット１０Ｂは、四隅に
立てられた柱部１０ａと、これら柱部１０ａの上端およ
び下端間に架け渡されてユニットの上部および下部の枠
組みとなる上梁部１０ｂおよび下梁部１０ｃと、住戸ユ
ニットの２つの隣接する側面に組み付けられた壁体１０
ｄとを基本として四角箱型に構成されている。

【００２７】また、図４に示す強化住戸ユニット１０Ｃ
も、基本的には、図３に示す強化住戸ユニット１０Ｂと
同様に、四隅に立てられた柱部１０ａと、これら柱部１
０ａの上端および下端間に架け渡されてユニットの上部
および下部の枠組みとなる上梁部１０ｂおよび下梁部１
０ｃとを主体として構成されているが、この例では、壁
体１０ｄをさらに一つユニットの側面に組み付け、その
剛性を強化した構造となっている。

【００２８】さらに、図５に示す強化住戸ユニット１０
Ｄでは、四隅に立てられた柱部１０ａと、これら柱部１
０ａの上端および下端間に架け渡されてユニットの上部
および下部の枠組みとなる上梁部１０ｂおよび下梁部１
０ｃとから構成された架構の４つの側面（すなわち架構
の周囲）に壁体１０ｄを組み付け、ユニットの剛性を強
化した構造となっている。

【００２９】また、本発明では、住戸ユニットの剛性を
さらに強化するために、図示していないが、ユニットの
上面および下面にさらに壁体１０ｄ等の剛性強化部材を
組み付け、ユニットの耐力、剛性を増大するようにして
も良いことは勿論である。なお、前記した図３ないし図
５に示す図示例では、剛性強化部材として、壁体１０ｄ
を適用したが、ブレース等に置き換えることも可能であ
る。

【００３０】また、図６は、前記強化住戸ユニット１０
Ａの間に配列される住戸ユニット１０の具体的な構成を
示す図であり、図示例では、住戸ユニット１０は、四隅
に立てられた柱部１０ａと、これら柱部１０ａの上端お
よび下端間に架け渡されてユニットの上部および下部の
枠組みとなる上梁部１０ｂおよび下梁部１０ｃと、ユニ
ットの上下に架設された小梁部１０ｆとを主体として構
成されている。

【００３１】なお、この住戸ユニット１０の構成も、図
示例に限定されるものではなく、構築すべき建築物の設
計要求等に基づき種々変更可能である。

【００３２】ところで、ユニットの鉛直荷重を負担する
柱部１０ａは、建築物が多層階になるほど柱断面を大き
くしなければならないが、その際問題となるのは、ユニ
ット内に組み付けられるユニット式の家具等の処理であ
る。

【００３３】ここで、図７を参照して本発明の基本的な
考え方について説明する。 図において、符号１１は柱部
１０ａ内に収納された断面正方形状の一般住宅用の柱で
あり、Ｍ−Ｍは相隣る柱部１０ａ，１０ａ各々の中心軸
を結ぶモジュール芯である。 例えば、戸建て住宅の住戸
ユニットでは、柱部１０ａの断面の大きさは一定に設定
されていて、柱部１０ａの内法寸法Ｌａ、Ｌｂに対応し
て、予め、家具等の寸法を定めて部材の共通化をなすこ
とができる。 一方、中高層以上の多層階の建築物では、
同一形状の住戸ユニットを積み重ねていくのであるが、
建築物全体の高さが高くなればなるほど、各住戸ユニッ
トの柱部１０ａに掛かる応力が増加するため、住戸ユニ
ットの柱部１０ａの断面形状を大きくして柱部を補強す
る必要がある。この場合、建築物毎に、柱部１０ａの断
面積及び柱部１０ａ，１０ａ間の内法寸法Ｌａ、Ｌｂを
変えた住戸ユニットを用意することになり、柱部１０
ａ，１０ａ間に予め定められた大きさの家具を組み付け
ようとすると、建築物によっては家具の大きさが合わず
組み付けることができない場合が生じる。

【００３４】そこで、実施例では、建築物毎に、柱部１
０ａの断面積及び柱部１０ａ，１０ａ間の内法寸法Ｌ
ａ、Ｌｂを一定にした同一形状の住戸ユニットを複数個
用意し、これら同一形状の住戸ユニットを積み重ねてい
く。前記住戸ユニットは、図７に示すように、柱部１０
ａの断面を大きくする場合には、ユニットの外方に向か
って拡張するように柱の断面積を大きくする。 例えば、
１０階建て以上の高層建築物に用いる住戸ユニットは、
４〜５階建ての中層建築物に用いるものと比べて柱部１
０ａ，１０ａ間の内法寸法Ｌａ、Ｌｂは一定であるが、
柱部１０ａの断面積が大きくなっているために、その分
ユニット全体が大きくなっている。すなわち、実施例で
は、中層建築物と高層建築物では、用いられる住戸ユニ
ットの外形寸法は異なるが、柱部１０ａ，１０ａ間の内
法寸法Ｌａ、Ｌｂはいずれの住戸ユニットにおいても常
に一定であることに特徴があるものである。

【００３５】なお、この考え方は、梁部１０ｂ、１０ｃ
の断面を大きくする場合においても同様に適用されるこ
とは言うまでもない。

【００３６】また、住戸ユニット１０、１０Ａの補強技
術としては柱、梁の断面増だけでなく、肉厚、耐力壁等
の補強による方法も適用されることは勿論である。

【００３７】一方、住戸ユニット同士の連結手段として
は、例えばボルト接合等による方法が適用されるが、住
戸ユニットどうしを一体化することができるものであれ
ば、他の手段であっても良い。

【００３８】また、図示例では、住戸ユニットは、いわ
ゆる骨組みだけで構成された形態とされているが、住戸
ユニット内部に、バスユニット、サニタリーユニット、
間仕切り家具など内装部材を予め組み付けるような構成
としても良いことは言うまでもない。

【００３９】さらに、住戸ユニットは、工場から現場ま
で運搬するためのトラックの制限内において長さ、幅、
高さ等の寸法が設定されるものである。

【００４０】次ぎに、以上のように構成された中高層建
築物の構造の作用について説明する。

【００４１】図１に示すように、この中高層建築物を施
工するには、強化住戸ユニット１０Ａおよび住戸ユニッ
ト１０をそれぞれ工場等において製造しておき、これら
をトラック等により現場まで運搬し、１階より住戸ユニ
ット１０Ａ、１０を縦横に４つづつ配列する。

【００４２】これら住戸ユニット１０Ａ、１０の配列
は、強化住戸ユニット１０Ａを建築物の４隅に位置する
ように設置し、これら強化住戸ユニット１０Ａの間に住
戸ユニット１０が並ぶように配置する。

【００４３】次いで、クレーンにより、強化住戸ユニッ
ト１０Ａ並びに住戸ユニット１０の上にそれぞれ強化住
戸ユニット１０Ａ、住戸ユニット１０をそれぞれ連続し
て積み重ねながら、前後左右に隣接するユニット同士を
締結すると、図１に示すような中高層建築物が完成す
る。

【００４４】なお、住戸ユニット１０の吊り上げは、例
えば、図８に示すように、強化住戸ユニット１０Ａを台
として、この上にタワークレーン２０を設置し、このタ
ワークレーン２０を利用して行なうようにする。

【００４５】この施工は、工場で製作した住戸ユニット
１０Ａ、１０をそれぞれ、現場まで搬入し、タワークレ
ーン２０を利用して、これらを順次上に積み上げていく
施工方法であるため、現場での作業性を向上することが
できる。

【００４６】しかして、このように施工された中高層建
築物の構造においては、最も剛性が強化された住戸ユニ
ット（強化住戸ユニット）１０Ａが建築物の四隅にそれ
ぞれ積み重ねられて柱状の剛性の大きな架構が構築され
るので、これら架構により、水平力に対して建築物の剛
性を増した骨組み構造とすることができる。

【００４７】従って、建築物にかかる水平力は、最も剛
性が強化された四隅の架構に伝達されて、この部分で主
に負担されるが、強化住戸ユニット１０Ａの列同士は通
常の住戸ユニット１０で連結されているため、水平力の
一部は住戸ユニット１０が負担することになる。ただ
し、その負担は少ないため、住戸ユニット１０を構成す
る部材に要求される強度は小さくて済むことになる。こ
のように、建築物にかかる水平力は、強化住戸ユニット
１０Ａだけでなく、住戸ユニット１０と協働させて負担
されるものであり、これにより住戸ユニット１０の強度
を有効に利用して少ない数の強度住戸ユニット１０Ａを
用いつつ、建築物全体の強度を効率よく向上させ、構造
全体として安価な建築物を構築することができる。

【００４８】また、実施例では、図７に示すように、柱
間の内法寸法Ｌａ、Ｌｂを一定とし、柱部１０ａの断面
を大きくする場合には、ユニットの外方に柱の幅を大き
くしていくようにしているので、住戸ユニット内部に組
み込まれるユニット化された家具の取り付けが不便にな
ることがないといった利点もある。

【００４９】なお、実施例において示した各構成部材の
諸形状や寸法等は一例であって、適用する建築物の設計
要求等に基づき種々変更可能である。

【００５０】また、図１ないし図８に示す実施例では、
建築物の架構だけを模式的に示したが、各住戸ユニット
には、耐火被覆等の施工がされることは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
建築物を構成する住戸ユニットの中で、最も剛性が強化
された住戸ユニット（強化住戸ユニット）が積み重ねら
れた住戸ユニットの列を造ることにより、水平力に対し
て建築物の剛性を増した骨組み構造を構築することがで
きるので、建築物にかかる水平力は、最も剛性が強化さ
れた四隅の架構に伝達されて、この部分で主に水平力を
負担し得て、建築物にかかる水平力が他の住戸ユニット
に構造設計上大きな負担となるようなことがなく、住戸
ユニットを構成する部材に要求される強度が小さくて済
み、しかも、建築物にかかる水平力は強化住戸ユニット
だけでなく他の住戸ユニットと協働して負担するため、
より少ない数の強化住戸ユニットを用いて建築物全体の
強度を効率よく向上させることができ、したがって構造
全体として安価な建築物を構築することができるといっ
た優れた効果を奏する。また、その施工も住戸ユニット
の積み重ねによる基本工程によって建築物を構築するこ
とができるので、現場での作業性も向上することができ
るといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を適用した中高層建築物の概略を示す
斜視図である。

【図２】強化住戸ユニットを示す斜視図である。

【図３】強化住戸ユニットの他の例を示す斜視図であ
る。

【図４】強化住戸ユニットの別の例を示す斜視図であ
る。

【図５】強化住戸ユニットのさらに別の例を示す斜視図
である。

【図６】住戸ユニットを示す斜視図である。

【図７】住戸ユニットの柱部の構成を模式的に示した平
面図である。

【図８】中高層建築物の施工状態を示す斜視図である。

【図９】従来技術の中高層建築物のユニット化工法を説
明するために示した斜視図である。

【図１０】別の従来技術にかかる中高層建築物のユニッ
ト化工法を説明するために示した斜視図である。

【符号の説明】

１０Ａ 強化住戸ユニット １０ 住戸ユニット １０ａ 柱部 １０ｂ 上梁部 １０ｃ 下梁部 １０ｄ 壁体部 １０ｆ 小梁部 ２０ タワークレーン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の１階に、１階の住戸を構成する住
   戸ユニットを前後左右に複数列配設し、各住戸ユニット
   の上に建物の各階を構成する住戸ユニットを積み重ねて
   前後左右上下に隣接する各住戸ユニットを相互に一体化
   してなる中高層建築物であって、 前記住戸ユニットのうち他の住戸ユニットよりも剛性が
   強化された強化住戸ユニットを各階の四隅に配設してそ
   れぞれの上下方向に強化住戸ユニットの列を構成させ、 これら強化住戸ユニットの列同士の間に、それぞれ前記
   他の住戸ユニットを少なくとも上下方向に１列以上介在
   させる ことを特徴とする中高層建築物の構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の中高層建築物の構造にお
   いて、前記住戸ユニットは、４本の柱部と、これら柱部
   の上端並びに下端をそれぞれ連結する上梁部並びに下梁
   部とによりボックス型に組まれてなり、かつ、住戸ユニ
   ットのうち剛性が強化された住戸ユニットは、前後左右
   上下の各六面のうち少なくとも隣接する２面に、ブレー
   ス、耐力壁等の剛性強化部材が組み込まれていることを
   特徴とする中高層建築物の構造。
3. 【請求項３】 建物の１階に、１階の住戸を構成する住
   戸ユニットを前後左右に複数列配設し、各住戸ユニット
   の上に建物の各階を構成する住戸ユニットを積み重ねて
   前後左右上下に隣接する各住戸ユニットを相互に一体化
   してなる中高層建築物の施工方法であって、 予め通常の住戸ユニットより躯体の剛性を強化した強化
   住戸ユニットを構成しておき、１階より上階に向けて住
   戸ユニットを配設する際に、各階の四隅に強化住戸ユニ
   ットが配置されるようにこの強化住戸ユニットを上下方
   向に連続して積み重ねていくとともに、これら強化住戸
   ユニットの列同士の間には通常の住戸ユニットを介在さ
   せることを特徴とする中高層建築物の施工方法。