JP3218530U - 集約型組立式鉄骨建築 - Google Patents

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Abstract

【課題】集約型組立式鉄骨建築を提供する。
【解決手段】本体骨組1と、フロアサポートプレート2と、内壁サポートプレート3と、外壁サポートプレート4と、屋根5とを有し、フロアサポートプレート2、内壁サポートプレート3、外壁サポートプレート4及び屋根5は、接続部材により本体骨組1とそれぞれ接続し、屋根5は、本体骨組1の上部に設置され、フロアサポートプレート2、内壁サポートプレート3、外壁サポートプレート4及び屋根5は、それぞれの外面に装飾プレートが集約され、それぞれの内部に電線管及び水管が集約されるように構成されている。当該集約型組立式鉄骨建築によって、集約性が高く、施工が容易、施工コストが低くなる。
【選択図】図1

Description

本考案は、鉄骨建築分野に属し、特に集約型組立式鉄骨建築に関する。
鉄骨構造は、軽量、高強度、耐震性が優れ、レイアウトの自由度が高く、部材の断面寸法が小さく、組立が簡単、工期が短く、内法面積が大きい等の利点を持ちながら、生産の工業化及び製造の標準化に寄与することができる。我が国の経済の高度成長により、就職率や収入が向上している一方、例えばエネルギ資源の枯渇、生態系の悪化、温暖化等のような大きな環境の危機も招いた。これらの危機は、環境及び生活に大きく影響している。我が国において、建設に関わるエネルギ消費は、全社会の総エネルギ消費の1/3超を占め、名実相伴うエネルギ消費のブラックホールとなっている。そして、建築物を建てる過程において、50%を占める水汚染、50%を占める空気汚染、42%を占める温室ガスの排出及び大量の建設廃棄物等の大量の汚染を生じる。このため、政府がずいぶん前から建築業の持続的発展を核心的な発展目標の1つとした。これらの問題を鑑みて、グリーンビルディングが現れ、そのうちの組立式は、グリーンビルディングに寄与できる有効なルートとして、業界で盛んに研究されている。
組立式建築物は、大きく組立式コンクリート建築物と組立式鉄骨建築の二種類とに分けられている。組立式コンクリート建築物は、壁、床、梁、柱等の建築物のエンベロープ及び本体構造を工場で予め作り上げて形成し、現場で組立作業を行うように構成されている。組立式鉄骨建築は、鉄骨構造を本体構造とするものであり、壁、床等のエンベロープを軽量鋼またはコンクリート板等で形成するように構成されている。したがって、ある程度で建築の工業化水準を向上させ、環境に対する悪影響を低減したが、集約度が低く、現場で給排水、電気及び装飾に関わる工事を行う必要があるし、完成まで湿式工法を用いる作業が必要である。組立式コンクリート建築は、耐力壁構造であるため、高層建築の施工において経済的ではない。
通常の組立式鉄骨建築の1つは、組立式筋交い鉄骨構造により形成されるものであり、そのポイントが以下のようなことである。3.9m×15.6mの「プレート」は、床用板と天井用板とを含み、その中に換気、給排水のための管路、電気回路及び照明器具が取り付けられる。出荷する際に、その上に建設に必要な柱、筋交い、ドア、窓、壁、ひいてはサニタリー設備、台所設備が置かれる。大型トラック一で建築面積が120平方メートルに当たるものを運ぶことができ、工事現場に運ばれ且つ組立位置に吊り上げてから、ボルトによる締め付け、塗装だけ行われば、完成する。しかしながら、この構造には以下のような欠陥がある。(1)この構造は、各フロアの鋼柱が個別になるため、柱降伏型の構造に該当し、建築の耐震構造に要求されている「梁降伏型」という基本原則に反している。(2)この構造によって、本体構造及びフロアの工場での製作及び現場での組立を実現することができるが、内壁、外壁、天井、ドア、窓及び装飾の工場での製作及び現場での組立を実現することができない。
通常の組立式鉄骨建築のもう一つは、組立式水平力抵抗鉄骨構造により形成されるものである。この構造は、水平力抵抗鉄骨構造であり、鋼梁、鋼柱及び鋼柱間にある筋交いからなり、フロアが鋼管トラスフロアサポートプレートを用い、内外壁がHeaderboard社のCAAグラウト壁を用いるように構成されている。この構造によって、本体である鉄骨構造の工場での製作及び現場での組立を実現することができ、鋼管トラスフロアサポートプレートを用いることによって、現場における型枠の組立作業を減少させることができるようになった。しかし、この構造には以下のような欠陥がある。(1)内壁、外壁、フロア及び天井の形成に対して、現場での組立、注入作業が必要となり、手間がかかり、組立効率が低くなった。(2)装飾、給排水、電気工事の工場での製作及び現場での組立を実現することができなく、現場で伝統的な工法により施工する必要があり、施工工期が長くなった。(3)施工現場には、コンクリート等の湿式工法を用いる作業が多いので、環境への汚染がひどくなった。
本考案は、集約性がよく、施工が容易、再利用率が高く、生産コストが低く、幅広く適用できる性能を持ちながら、プレハブ部材及び接続部材を工場で組み立てたり分解したりすることができ、施工現場での量産を容易に実現でき、施工による廃棄物を大幅に減少させた集約型組立式鉄骨建築を提供することを課題とする。
本考案を実現する集約型組立式鉄骨建築は、本体骨組と、フロアサポートプレートと、内壁サポートプレートと、外壁サポートプレートと、屋根とを有し、前記フロアサポートプレート、前記内壁サポートプレート、前記外壁サポートプレート及び前記屋根は、接続部材により前記本体骨組とそれぞれ接続され、前記内壁サポートプレートと前記外壁サポートプレートとは隣接に設置され、前記屋根は、前記本体骨組の上部に設置され、前記フロアサポートプレート、前記内壁サポートプレート、前記外壁サポートプレート及び前記屋根は、それぞれの外面に装飾プレートが集約され、それぞれの内部に相応する電線管及び水管が集約されている。
さらに、前記本体骨組は、350mm×350mm×8mmの冷間成形角形鋼管を用い、略長方形に形成されたものであり、複数の水平鋼梁及び複数の前記水平鋼梁と直交して接続する垂直鋼柱を有し、前記フロアサポートプレートは、前記複数の水平鋼梁の間に接続され、前記内壁サポートプレート及び前記外壁サポートプレートは、前記垂直鋼柱と接続され、前記屋根は、前記水平鋼梁及び前記垂直鋼柱と接続されている。
さらに、前記接続部材は、全ねじボルトまたはタッピングねじである。
さらに、前記集約型組立式鉄骨建築が2層構造であり、前記水平鋼梁が300mm×150mm×6mm×8mmの高周波溶接H形鋼を用いる。
さらに、前記フロアサポートプレートは、集約型フロアサポートプレートであり、前記フロアサポートプレートの上から下へ順に第1セメント繊維板と、フロア骨組と、フロア天井とを有し、前記フロア骨組が角鋼からなるものであり、前記第1セメント繊維板は、前記フロア骨組の上面に敷設されて装飾用床層を形成し、前記第1セメント繊維板の厚さが、30mmであり、前記フロア天井は、上から下へ順に前記フロア骨組の下面に設置される押出ポリスチレンプレートとアクリル補強板とを有する。
さらに、前記フロア骨組は、略長方形に形成されるものであり、複数の、トラス組立ブロックと、フロア骨格と、支持部材とを有し、前記フロア骨格は、前記複数のトラス組立ブロックの間に接続され、前記支持部材は、一部の前記トラス組立ブロックの上弦材及び下弦材の面に設置されて、前記トラス組立ブロック及び前記フロア骨格を支持している。
さらに、前記内壁サポートプレートは、集約型組立式内壁サポートプレートであるとともに略長方形の軽量鉄骨構造のものであり、複数の鋼管と、前記鋼管と接続する内壁骨格と、前記鋼管及び前記内壁骨格と接続する複数の支持ステーを有し、前記支持ステーが長尺鉄板である。
さらに、前記複数の鋼管は、水平角鋼管と垂直角鋼管とを含み、前記水平角鋼管と前記垂直角鋼管とが接続され、複数の接続点が形成され、前記内壁骨格は、前記水平角鋼管の間に接続されるとともに前記垂直角鋼管と平行に設置され、前記支持ステーは、最上部の接続点と中間位置にある接続点との間に2本ずつ交差して接続されている。
さらに、前記外壁サポートプレートは、集約型組立式外壁サポートプレートであり、前記外壁サポートプレートの外から内へ順に外側セメント繊維板と、外側押出プレートと、外壁骨組と、内側押出プレートと、内側セメント繊維板とを有し、前記装飾プレートは、前記外側セメント繊維板に集約され、前記内側セメント繊維板に内壁ラテックス塗料及び集約窓が集約され、前記外側セメント繊維板及び前記内側セメント繊維板は、ドリルねじにより前記外壁骨組に固定され、前記外壁骨組内に発泡コンクリートを流し込んで発泡コンクリートプレートを形成し、前記外側押出プレート及び前記内側押出プレートは、いずれもポリスチレン板材を使用する。
さらに、前記屋根は、集約型組立式屋根であるとともに略三角形に形成されるものであり、前記屋根の外から内へ順に屋根カラー鋼板と、屋根保温層と、屋根骨組と、屋根桁とを有し、前記屋根骨組は、三角形の鉄骨で形成され、前記屋根カラー鋼板は、前記屋根の最外側に位置し、前記屋根保温層は、前記屋根カラー鋼板と前記屋根骨組との間に挟持され、前記屋根桁に支持されることによって、前記屋根の保温・断熱性能を向上させ、前記屋根桁は、前記屋根骨組に固定されている。
従来の技術と比較して、本考案は以下のような有益効果を有する。本考案の実施形態による集約型組立式鉄骨建築は、建築全体に対して一体的な組立及び分解による建築方式を用いることにより、本来の現場作業が必要となる工事を工場で行うようになり、給排水、電気及び装飾に関わる工事を高度に集約することができた。そのため、現場で積み上げるような建築方式が実現されたので、現場施工による騒音汚染、粉塵汚染、建設廃棄物等を大幅に低減させることができた。このように、グリーン施工及びグリーン建築の要求を満たすことができるとともに、大幅に建築施工の効率を上げ、建築時間を短くし、施工現場の廃棄物を減少させることができる。また、ボルトにより各組立ブロックを接続することによって、建築の再利用率を向上させ、製造コストを低減したので、土地利用計画の多様化に寄与することができる。
本考案の実施例による集約型組立式鉄骨建築の構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の集約型組立式フロアサポートプレートの構造模式図である。 図2における集約型組立式フロアサポートプレートが鋼梁と接続する構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の集約型組立式内壁サポートプレートの構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の集約型組立式外壁サポートプレートの構造模式図である。 図5における集約型組立式外壁サポートプレートが鋼梁と接続する構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の集約型組立式屋根の構造模式図である。 図7における集約型組立式屋根が本体骨組と接続する構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の外壁サポートプレートの断面構造模式図である。 図1における集約型組立式鉄骨建築の外壁骨組の構造模式図である。
本考案の目的、技術案及び利点をより明確にするため、以下、図面及び実施例を参照し、本考案をより詳細に説明する。具体的な実施例は、本考案を説明するものに過ぎず、限定するものではないと理解すべきである。
図1に示すように、本考案による集約型組立式鉄骨建築は、本体骨組1と、フロアサポートプレート2と、内壁サポートプレート3と、外壁サポートプレート4と、屋根5とを有する。前記本体骨組1は、略長方形の鉄骨により形成され、複数の水平鋼梁10及び前記水平鋼梁10に直交して接続される複数の垂直鋼柱11を有する。前記フロアサポートプレート2は、前記複数の水平鋼梁10の間に接続されている。前記内壁サポートプレート3及び前記外壁サポートプレート4は、それぞれ前記垂直鋼柱11と接続されるとともに、隣接に設置されている。前記屋根5は、前記本体骨組1の上部に設置され、且つ前記水平鋼梁10及び前記垂直鋼柱11のそれぞれと接続している。本実施例において、前記集約型組立式鉄骨建築は、2層構造となる。前記本体骨組1は、350mm×350mm×8mmの冷間成形角形鋼管を用い、前記水平鋼梁10は、300mm×150mm×6mm×8mmの高周波溶接H形鋼を用いるようになる。前記水平鋼梁10は、各層に4本を設けて合計12本がある。水平鋼梁10は、4本毎に長方形に形成することによって、2つのフロアサポートプレート2のそれぞれを支持するようになる。前記垂直鋼柱11は6本がある。
図2及び図3に示すように、前記フロアサポートプレート2は、組立式フロアサポートプレートであり、前記フロアサポートプレートの上から下へ順に第1セメント繊維板20と、フロア骨組21と、フロア天井22とを有する。前記フロア骨組21は、角鋼からなるものであり、前記第1セメント繊維板20は、前記フロア骨組21の上面に敷設されて装飾用床層を形成するようになる。前記装飾用床層は、必要に応じてタイル、木質フローリングまたは複合フローリングを用いることができる。また、防浸、防水の床が必要となる台所やバスルーム等の場合、セメント繊維板と装飾用床との間にポリマーセメント系防水材及び防水塗料を敷設しても良い。本実施例において、前記第1セメント繊維板20の厚さは30mmであり、前記フロア天井22は、上から下へ順に前記フロア骨組21の下面に設けられる押出ポリスチレンプレート(XPS)とアクリル補強板とを有する。
前記フロア骨組21は、略長方形に形成されるものであり、複数の、トラス組立ブロック213と、フロア骨格214と、支持部材215と、電線管210と、水管211と、接続部材212とを有する。前記フロア骨格は、前記複数のトラス組立ブロックの間に接続されている。前記支持部材は、一部の前記トラス組立ブロックの上弦材及び下弦材の面に設置されて、前記トラス組立ブロック及び前記フロア骨格を支持するよう構成されている。前記電線管210及び前記水管211は、いずれも前記トラス組立ブロック内に集約されている。前記フロアサポートプレート2は、前記接続部材212を介して前記水平鋼梁10に接続されている。
図4に示すように、前記内壁サポートプレート3は、集約型組立式内壁サポートプレートであり、略長方形の軽量鉄骨構造のものである。前記内壁サポートプレートは、複数の鋼管30と、前記鋼管30と接続する内壁骨格31と、前記鋼管30及び前記内壁骨格31と接続する複数の支持ステー32と、前記鋼管30内に集約される水管及び電線管33とを有する。前記複数の鋼管30は、水平角鋼管301と垂直角鋼管302とを含み、前記水平角鋼管と前記垂直角鋼管と接続されて、複数の溶接接続点303が形成されるように構成されている。前記内壁骨格31は、前記水平角鋼管の間に接続されるとともに前記垂直角鋼管と平行に設置されている。前記支持ステー32は、最上部の接続点と中間位置にある接続点との間に2本ずつ交差して接続されている。前記水管及び電線管33は、前記鋼管30内に集約され、前記水平角鋼管と接続されている。前記内壁サポートプレート3の左下の端に、1つの門形開口300(図4を参照)が設置されている。本実施例において、前記支持ステー32は長尺鉄板である。
図5〜図6及び図9〜図10に示すように、前記外壁サポートプレート4は、集約型組立式外壁サポートプレートであり、前記外壁サポートプレート4の外から内へ順に外側セメント繊維板40と、外側押出プレート41と、外壁骨組42と、内側押出プレート43と、内側セメント繊維板44とを有する。前記装飾プレート47は、前記外側セメント繊維板40に集約され、前記内側セメント繊維板44に内壁ラテックス塗料48及び集約窓45が集約されている。そして、図9に示すように、前記外側セメント繊維板40及び前記内側セメント繊維板44がドリルねじにより前記外壁骨組42に固定されている。前記外壁骨組42内に発泡コンクリートを流し込んで発泡コンクリートプレート(図9を参照)を形成する。前記外壁骨組42は、鋼梁接続部材46及び鋼柱接続部材47により前記水平鋼梁10及び前記垂直鋼柱11に固定されている。前記外壁骨組42の内部にさらに水管及電線管が集約されている(図10を参照)。本実施例において、前記外側押出プレート41及び前記内側押出プレート43は、いずれもポリスチレン板材を使用する。
前記外側押出プレート41は、発泡コンクリートが流し込まれた前記外壁骨組42の室外側と前記外側セメント繊維板40との間に挟持されている。前記内側押出プレート43は、発泡コンクリートが流し込まれた前記外壁骨組42の室内側と前記内側セメント繊維板44との間に挟持されている。本実施例において、前記外側セメント繊維板40及び前記内側セメント繊維板43は、前記外壁の保温・断熱性能を向上させるように、ポリスチレン板材を用いるものである。工場では、前記壁を作り上げた後、前記外側セメント繊維板40の外面において外壁塗料等の装飾施工を行い、前記内側セメント繊維板43の内面に内壁塗料等の装飾施工を行う。前記外壁骨組42の構造は、前記内壁サポートプレート3の構造と類似するため、その説明を省略する。
図7及び図8に示すように、前記屋根5は、集約型組立式屋根であるとともに略三角形の鉄骨により形成されるものであり、前記屋根5の外から内へ順に屋根カラー鋼板50と、屋根保温層51と、屋根骨組52と、屋根桁53と、前記屋根骨組52を前記家屋本体骨組1に固定する屋根接続部材54とを有する。前記屋根カラー鋼板50は、前記屋根5の最外側に位置する。前記屋根保温層51は、前記屋根カラー鋼板50と前記屋根骨組52との間に挟持されるとともに前記屋根桁52に支持されるので、前記屋根5の保温・断熱性能を向上させることができる。前記屋根桁53は、前記屋根骨組52に固定されている。
前記建築本体骨組1及びエンベロープ(フロアサポートプレート2、内壁サポートプレート3、外壁サポートプレート4及び屋根5)は、いずれも全ねじボルトまたはタッピングねじで接続され、前記フロアサポートプレート2、前記内壁サポートプレート3及び前記外壁サポートプレート4における給排水と電気に関わる工事及び装飾工事が工場で集約作製される。現場で組み立てる際、前記フロアサポートプレート2、前記内壁サポートプレート3、前記外壁サポートプレート4及び前記屋根は、いずれもブロック化ユニットとなったので、一体的に組み立てることができる。
本考案の実施形態による集約型組立式鉄骨建築は、建築全体に対して一体的な組立及び分解による建築方式を用いることにより、本来の現場作業が必要となる工事を工場で行うようになり、給排水、電気及び装飾に関わる工事を高度に集約することができた。そのため、現場で積み上げるような建築方式が実現されたので、現場施工による騒音汚染、粉塵汚染、建設廃棄物等を大幅に低減させることができた。このように、グリーン施工及びグリーン建築の要求を満たすことができるとともに、大幅に建築施工の効率を上げ、建築時間を短くし、施工現場の廃棄物を減少させることができる。また、ボルトにより各組立ブロックを接続することによって、建築の再利用率を向上させ、製造コストを低減したので、土地利用計画の多様化に寄与することができる。
上記の説明は、本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案を限定するものではない。本考案の精神及び原則内で行われたあらゆる変更、均等の置換及び改良等は、いずれも本考案の保護範囲に属する。

Claims (10)

  1. 本体骨組と、フロアサポートプレートと、内壁サポートプレートと、外壁サポートプレートと、屋根とを有し、
    前記フロアサポートプレート、前記内壁サポートプレート、前記外壁サポートプレート及び前記屋根は、接続部材により前記本体骨組とそれぞれ接続され、
    前記内壁サポートプレートと前記外壁サポートプレートとは隣接に設置され、
    前記屋根は、前記本体骨組の上部に設置され、
    前記フロアサポートプレート、前記内壁サポートプレート、前記外壁サポートプレート及び前記屋根は、それぞれの外面に装飾プレートが集約され、それぞれの内部に相応する電線管及び水管が集約されている
    ことを特徴とする集約型組立式鉄骨建築。
  2. 前記本体骨組は、350mm×350mm×8mmの冷間成形角形鋼管を用い、略長方形に形成されたものであり、複数の水平鋼梁及び前記水平鋼梁と直交して接続する複数の垂直鋼柱を有し、
    前記フロアサポートプレートは、前記複数の水平鋼梁の間に接続され、
    前記内壁サポートプレート及び前記外壁サポートプレートは、それぞれ前記垂直鋼柱と接続され、
    前記屋根は、前記水平鋼梁及び前記垂直鋼柱と接続されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  3. 前記接続部材は、全ねじボルトまたはタッピングねじであることを特徴とする請求項2に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  4. 前記集約型組立式鉄骨建築が2層構造であり、前記水平鋼梁が300mm×150mm×6mm×8mmの高周波溶接H形鋼を用いることを特徴とする請求項3に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  5. 前記フロアサポートプレートは、集約型フロアサポートプレートであり、前記フロアサポートプレートの上から下へ順に第1セメント繊維板と、フロア骨組と、フロア天井とを有し、
    前記フロア骨組が角鋼からなるものであり、
    前記第1セメント繊維板は、前記フロア骨組の上面に敷設されて装飾用床層を形成し、
    前記第1セメント繊維板の厚さが、30mmであり、
    前記フロア天井は、上から下へ順に前記フロア骨組の下面に設置される押出ポリスチレンプレートとアクリル補強板とを有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  6. 前記フロア骨組は、略長方形に形成されるものであり、複数の、トラス組立ブロックと、フロア骨格と、支持部材とを有し、
    前記フロア骨格は、前記複数のトラス組立ブロックの間に接続され、
    前記支持部材は、一部の前記トラス組立ブロックの上弦材及び下弦材の面に設置されて、前記トラス組立ブロック及び前記フロア骨格を支持している
    ことを特徴とする請求項5に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  7. 前記内壁サポートプレートは、集約型組立式内壁サポートプレートであるとともに略長方形の軽量鉄骨構造のものであり、複数の鋼管と、前記鋼管と接続する内壁骨格と、前記鋼管及び前記内壁骨格と接続する複数の支持ステーを有し、
    前記支持ステーが長尺鉄板である
    ことを特徴とする請求項6に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  8. 前記複数の鋼管は、水平角鋼管と垂直角鋼管とを含み、
    前記水平角鋼管と前記垂直角鋼管とが接続され、複数の接続点が形成され、
    前記内壁骨格は、前記水平角鋼管の間に接続されるとともに前記垂直角鋼管と平行に設置され、
    前記支持ステーは、最上部の接続点と中間位置にある接続点との間に2本ずつ交差して接続されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  9. 前記外壁サポートプレートは、集約型組立式外壁サポートプレートであり、前記外壁サポートプレートの外から内へ順に外側セメント繊維板と、外側押出プレートと、外壁骨組と、内側押出プレートと、内側セメント繊維板とを有し、
    前記装飾プレートは、前記外側セメント繊維板に集約され、
    前記内側セメント繊維板に内壁ラテックス塗料及び集約窓が集約され、
    前記外側セメント繊維板及び前記内側セメント繊維板は、ドリルねじにより前記外壁骨組に固定され、
    前記外壁骨組内に発泡コンクリートを流し込んで発泡コンクリートプレートを形成し、
    前記外側押出プレート及び前記内側押出プレートは、いずれもポリスチレン板材を使用することを特徴とする請求項8に記載の集約型組立式鉄骨建築。
  10. 前記屋根は、集約型組立式屋根であるとともに略三角形に形成されるものであり、前記屋根の外から内へ順に屋根カラー鋼板と、屋根保温層と、屋根骨組と、屋根桁とを有し、
    前記屋根骨組は、三角形の鉄骨で形成され、
    前記屋根カラー鋼板は、前記屋根の最外側に位置し、
    前記屋根保温層は、前記屋根カラー鋼板と前記屋根骨組との間に挟持され、前記屋根桁に支持されることによって、前記屋根の保温・断熱性能を向上させ、
    前記屋根桁は、前記屋根骨組に固定されていることを特徴とする請求項9に記載の集約型組立式鉄骨建築。
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