JP3104715U

JP3104715U - 建築構造

Info

Publication number: JP3104715U
Application number: JP2004002166U
Authority: JP
Inventors: 利男高木
Original assignee: 利男高木
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2010-04-20

Abstract

【課題】基礎工事が簡単であり、圧縮力を負担する多くの構造部材が節約できる短納期で安価な建築構造の提供。
【解決手段】本考案に係る建築構造は、実質的に中央に位置する支柱３を備えている。上記支柱３の上端付近から外郭に向かって延びる斜材５と、上記支柱３から延びる水平材７とを備えている。上記斜材５及び水平材７に枠体９が取り付けられることによって、枠体９が上記支柱３に取り付けられている。また、この建築構造は、枠体９に取り付けられた壁部１１を備えている。上記枠体９にその上端が固定され、その下端が地面に固定された鉛直材１３をさらに備えていることが好ましい。地震発生の際に於いて、この鉛直材１３には引張応力が発生して支柱３の転倒を防止する。
【選択図】図１

Description

本考案は、設計及び施工が簡単な建築構造に関する。

通常、建物の建築には、柱と梁とが組み立てられて屋根が支えられる構造が用いられている。なかでも、壁が箱形に組み立てられる建築方法が一般的に用いられる。これらの建築方法では、柱や壁に圧縮力を負担させ、この他に梁、筋交いその他、数多くの部材が使われることにより剛性が得られるものである。

柱や壁を圧縮材として用いる上記の構造には、トラス型、門型等と呼ばれるものがある。これらの構造では、水平耐震性も考慮されたうえで建築部材が複雑に組み合わされる。設計において、これらの部材を勘案した強度計算がなされるが、その内容は複雑である。これらの建築方法では、設計及び施工に手間とコストとがかかる。

例えば、被災地における場合では、応急的な建物が求められることがある。この場合の建築構造は、できるだけシンプルで手間がかからないことが好ましい。その他の場合にも、建物の強度等の安全性が確保される限り、安価で建設納期が短いことが求められることがある。また、積雪の多い地域では、シンプルな軽量化された構造で耐雪機能に優れた建物が求められている。

本考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、基礎工事が簡単であり、圧縮力を負担する多くの構造部材が節約されるとともに、短納期で安価に建築物を建設することができる建築構造の提供を目的としている。

本考案に係る建築構造は、
実質的に中央に位置する支柱と、
上記支柱の上端付近から延びる斜材と、
上記支柱から延びる水平材と、
上記斜材及び水平材によって上記支柱に取り付けられた枠体と、
上記枠体に取り付けられた壁部と
を備えている。

好ましくは、上記壁部が、その上端が上記枠体に固定され、その下端が地面に固定された鉛直材をさらに備えていることである。

この建築構造では、建築物の荷重を支柱に集中させることにより、圧縮部材を軽減させている。これにより、基礎工事が簡単であり、楽に施工でき短納期で安価に建設することができる。また、支柱の周囲に配置される構造部材が軽量化できるため耐震性、耐積雪性にも優れている。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本考案が詳細に説明される。

図１は、本考案の一実施形態に係る建築構造による建築物１が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。この両図では、複雑化を避けるため、屋根部分は略して記載されている。この建築物１は、支柱３、斜材５、水平材７、枠体９及び壁部１１を備えている。また、この建築物１は、鉛直材１３、外壁材１５及び屋根材１７を備えている。図１及び図２では、これらの部材の接合部分の細部等は簡略化されて記載されている。

上記支柱３は、実質的に中央に位置し、他の建築部材の荷重を負担する。支柱３は、上記建築部材のほぼ全荷重が負担される限り、建築物の中心からずれていても「実質的に中央に位置する」と称される。例えば、建築構造において、支柱３の一方の側に配置される部分の構造容積が大きく、支柱３の対向する他方の側の構造容積が小さい場合がある。この場合も、上記両側の荷重がバランスされている場合は、支柱３が実質的に中央に位置している。

支柱３の周囲に連なる建築部材には、その重量によって下方への引張力が作用している。この引張力が集められて支柱３に伝えられている。この力は、支柱３に圧縮力として作用している。支柱３は、この圧縮力を負担したうえに、地震、風力、振動等の外力に対して十分な耐久性を備える必要がある。そのため、支柱３は、所定の強度を備えた鉄筋コンクリート、コンクリート、鋼材及び木材が用いられる。なかでも、単位体積当たりの強度が高いという面から、鉄筋コンクリート及び鋼材が好適に用いられる。

支柱３には、建築物１のほぼ全荷重を支えて沈み込みがなく、揺れ等の外力が作用したときにも転倒しないように安定した土台が必要である。このため、支柱３用の基礎には、通常の重量建築物に用いられる基礎と同様の基礎が用いられる。この例では、図２に示されているように、支柱３の基礎には、コンクリート製、木製等からなるパイル１９が複数本打ち込まれた杭基礎２０が用いられている。この基礎の上部では、支柱３の下端が基板２１に支持されてコンクリートのフーチング２３に埋め込まれている。

図２に示されているように、支柱３には鉄筋コンクリートが用いられている。支柱３は、主に主筋２７とフープ筋２９からなる鉄筋３１が支柱用コンクリート３３に埋め込まれて形成されている。なお、この図でフープ筋４３は、略して一部のみ記載されている。この支柱３は、建築物１の総重量による圧縮力を受けて座屈しない剛性と強度を備えるよう、支柱用コンクリート３３及び鉄筋３１について、その種類、量等が計算されて形成されている。

ちなみに、支柱５７にかかる総重量は、仮に１０ｍ平方の住宅の場合では、およそ１００トンの総重量になる。利用スペースの地面からの高さを８ｍとして支柱５７の高さを１２ｍとしたとき、この支柱５７には約２０ｍ³のコンクリートが使われる。これにより、支柱５７の直径は、約１．２ｍとすることができる。

上記斜材５は、支柱３の上端付近に取り付けられ、建築物１の外縁に向かって延びている。上記「上端」の位置は、屋根材１７及びその取り付け方法等によって決定されるが、特に制限はない。この斜材５は、後述の水平材７とともに建築物１の外郭を構成する壁部１１等の部材の重量を支柱３に伝達する。図１に示されているように、この例の斜材５は、方形の建物１の角部に向かって斜め下方に延びている。この斜材５には、鉄筋コンクリート、鋼材、軽量金属材又は木材が用いられ得る。

鉄筋コンクリート製の斜材５が鉄筋コンクリート製の支柱３に接合される場合は、例えば、支柱３の鉄筋に溶接された鉄板枠の切り込み部に斜材の鉄筋が結合される等の各種公知の方法が用いられ得る。しかし、鉄筋コンクリート製の斜材５は、重量が大きくなりがちである。このため、斜材５としては、作業性、強度、価格等の面から主としてＨ型鋼等の鋼材がより好適に用いられる。

鋼材からなる斜材５が鋼材からなる支柱３に接合される場合は、ボルト、ナット結合又は溶接等により斜材５の支柱３への取り付けが容易である。しかし、鋼材からなる支柱３には、通常、耐火性の被覆材で被覆が必要であり、この被覆にコスト及び納期がかかることが多い。鋼材の斜材５が鉄筋コンクリート製の支柱３に用いられる組み合わせは、上記被覆を要さず、構造全体が軽量化できる点からより好ましい。

鋼材の斜材５が鉄筋コンクリート製の支柱３に取り付けられる方法にも公知の種々の技術が用いられ得る。一般に、鉄筋コンクリートへの鋼材の接合には、鉄筋コンクリートの内部に予め埋め込まれた接合金物が用いられる。この支柱３には、斜材５が取り付けられるための接合部材３５が設けられている。鉄筋コンクリート製の支柱３では、上記主筋２７とフープ筋２９の他、中子筋、鉄骨スタブや、これに付随して配置された接合板等からなる接合用鉄骨材３７等が内部に埋め込まれ得る。

これらの鉄骨材が斜材５の接合部材３５として利用されてもよい。例えば、アンカーボルトで定着された鉄骨材に支柱３から一部が露出させた鉄骨ブラケットが支柱３内で固定されてなる接合用鉄骨材３７が用いられてもよい。鋼材からなる斜材５は、この接合部材３５に高力ボルト結合又は溶接で固定される。

図２に示されている例では、プレキャスト等による支柱３の製造の際に、接合用鉄骨材３７が斜材５の接合部材３５として予め埋設されている。この接合用鉄骨材３７の埋設においては、主筋２７を跨ぎ上記接合用鉄骨材３７に設けられた孔にフープ筋２９が通される等の構造により支柱３と接合部材３５とが一体化される。また、支柱３表面に溝や穴が設けられ、これに鋼材等が嵌合されてなる接合部材３５等が斜材５の接合に利用されてもよい。

図１及び図２に示されているように、支柱３に水平材７が取り付けられている。この水平材７は、上記斜材５とともに、壁部１１が取り付けられる枠体９を支持している。この例では、水平材７は、斜材５と対になって支柱３から建築物１の角部に延びている。この水平材７は、斜材５の延びる方向と別の方向に延びてもよく、又その数も斜材５の数とは異なった数が設けられてもよい。水平材７も、建築物１の重量を支柱３に伝達するため剛性及び強度が必要である。この要求が満たされる限り材質に特に制限はないが、通常、鉄骨材、軽量金属材、鉄筋コンクリート及び木材が用いられる。

この水平材７の支柱３への接合にも上記斜材５の場合と同様に公知の種々の方法が用いられ得る。図１及び図２に示されている例では、支柱３に埋め込まれた水平材用接合部材３９と水平材７とが接合されている。水平材用接合部材３９は、上記斜材５に用いられた接合部材３５と同様の構造でもよく、又水平材７にかかる応力その他が勘案された他の構造でもよい。この水平材７は、上記角部における上記斜材５との出会部４１で接合されている。この接合は、公知のボルト結合、溶接等によりなされ得る。また、枠体９が上部で斜材５と下部で水平材７と固定されることにより枠体９を介して接合されてもよい。

枠体９には、上記壁部１１が取り付けられることにより、この壁部１１による下方への引張力がかかる。枠体９は、この引張力の他、地震や暴風雨等も考慮され材質、寸法等が選択される。枠体９は、建築物にかかる上記の力に耐え得る剛性及び強度を備える限り、材質等に特に制限はない。通常、枠体９に用いられる材質としては、Ｈ型鋼等の鉄骨材、中空金属建材、コンクリート材、木材が挙げられる。枠体としては、支柱３への負担軽減等の面から軽量であることがより好ましい。

上記壁部１１の取り付けが補強されるために、枠体９に鉛直材１３が取り付けられることが好ましい。この鉛直材１３の枠体９への取付方法は、公知の種々の方法が用いられ得る。この鉛直材１３の材質も、枠体９及び壁部１１を構成する壁材等、他の部材との調和が勘案されて選択され、特に制限はない。鉛直材１３に用いられる材質は、軽量骨材、中空金属骨材、樹脂複合材、木材等から選ばれ、軽量である割に強度を備えるものがより好ましい。

この鉛直材１３も外壁材１５とともに枠体９から吊り下げられた形態で取り付けられている。壁部１１は、建築物１の外郭として安定されるため、地面４７に固定されていることが好ましい。このため、鉛直材１３の下端４５は、地面４７に設けられたコンクリートの下端用フーチング４９に固定されてもよい。この固定により、建築物１が外力を受ける場合に、支柱３にかかる転倒モーメントが鉛直材１３の引張応力により相殺されることによって緩和され得る。鉛直材１３に支持及び補強されて外壁材１５が公知の方法により取り付けられている。この外壁材１５には、通常用いられる、樹脂ボード、波板鋼板、木板等の壁材が目的及び用途の応じて選択される。

図３は、本考案の他の実施形態に係る建築構造の建築物５５が示された平面図である。図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。この建築物５５は、二階建てに構成されており、支柱５７、斜材５９、水平材５９、枠体６３及び壁部６５を備えている。また、この建築物５５は、鉛直材６７、外壁材６９及び屋根材７１を備えている。図３及び図４で、図１と同様に、屋根材７１は略記されている。

この場合も上記図１の支柱３と同様に、支柱５７は、鉄筋コンクリートにより形成されている。この支柱５７の基礎も上記支柱３と同様に杭基礎５８の上に安定して固定されている。図３に示されているように、建築物５５は、６本の斜材５９を備えている。この斜材５９は、支柱５７の上端付近に取り付けられており、建築物５５の外郭に延びている。この斜材５９は、外郭に配置されている枠体６３に固定されている。水平材５９は、図１の水平材７と同様に建築物５５の角部で斜材５９と交差する出会部７３で結合されている。さらに、この例では、斜材５９と水平材５９とをこれらの長手方向中間の位置で連結する補強材７５を備えている。上記枠体６３は、斜材５９と水平材５９とに夾まれて固定されている。

斜材５９及び水平材５９の材質、接合方法等は上記建築物１の場合と同様である。二階フロアを支持するための水平材７７も接合部材７９によって支柱５７に接合されている。水平材７７の支持が補強されるために、補強支持部材が用いられてもよい。この例では、補強支持部材として、支柱５７及び鉛直材６７にアングル８１が接合されている。この補強支持部材の支柱５７側への接合のため、例えば鋼板帯８５が支柱５７の周りに設けられてもよい。

壁部６５の鉛直材６７及び外壁材６９の材質及び枠体６３への取付方法は、上記建築物１の場合と同様である。この例では、鉛直材６７は、Ｈ型鋼８７が埋め込まれたフーチング８９に接合されることにより地面と連結されている。これにより、枠体６３に吊り下げられる壁部６５の重量の軽減又は建築物５５の揺れ等に対する土台の安定性が得られる。

本考案は、住宅、施設、その他の建築物に適用されうる。

図１は、本考案の一実施形態に係る建築構造の建築物が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。図３は、本考案の一実施形態に係る建築構造の他の建築物が示された平面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。

符号の説明

１、５５・・・建築物
３、５７・・・支柱
５、５９・・・斜材
７、６１、７７・・・水平材
９、６３・・・枠体
１１、６５・・・壁部
１３、６７・・・鉛直材
１５、６９・・・外壁材
１７、７１・・・屋根材
２０、５８・・・杭基礎
２３、４９、８９・・・フーチング
２７・・・主筋
２９・・・フープ筋
３１・・・鉄筋
３３・・・コンクリート
３５、７９・・・接合部材
４１、７３・・・出会部
７５・・・補強材

Claims

実質的に中央に位置する支柱と、
上記支柱の上端付近から延びる斜材と、
上記支柱から延びる水平材と、
上記斜材及び水平材によって上記支柱に取り付けられた枠体と、
上記枠体に取り付けられた壁部と
を備えた建築構造。
上記壁部が、その上端が上記枠体に固定され、その下端が地面に固定された鉛直材をさらに備えた請求項１に記載の建築構造。