JP4005736B2

JP4005736B2 - 柱の接合構造及びユニット建物

Info

Publication number: JP4005736B2
Application number: JP04316999A
Authority: JP
Inventors: 朗石川; 知香伊理; 克則大西
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: JP2000240163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は柱の接合構造及びユニット建物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上下の柱を剛接合する接合構造として、特開昭５７−１６９１４８号公報に記載の如く、上下の柱の外面に嵌合部材を設けて上下の柱を仮止めした状態で、それら上下の柱を現場溶接するものが提案されている。
【０００３】
また従来、特開平３−１６６４４２号公報に記載の如く、上下の柱のそれぞれにテーパ雄体とテーパ雌体を設け、それらのテーパ雄体とテーパ雌体とを嵌合させ、両テーパ体のそれぞれに設けてある締結部を柱外で締結してなるものが提案されている。
【０００４】
上記特開昭５７−１６９１４８号公報に記載のものにあっては、現場溶接を必要とするため天候に左右される等、作業性が悪い。また、柱の外面に嵌合部材を設けているため、工場から現地への輸送性が悪く、外観も悪い。
【０００５】
また、特開平３−１６６４４２号公報に記載のものにあっては、テーパ雄体とテーパ雌体のテーパ精度により柱長さが変動し易い。また、柱の外面に両テーパ体の締結部を設けているため、工場から現地への輸送性が悪く、外観も悪い。
【０００６】
上記のように、柱の外面に締結部を設けるものは外観が悪かったり、その締結部が輸送や保管の邪魔になるなどの問題があるため、柱の内部で締結する技術が提案されている。
【０００７】
特開平７−４５７２号公報には、つば付き継手金具と段付き継手金具を用いて上下の柱を螺合連結する技術が記載されている。また、特開昭６１−１８６６４５号公報には、上下の柱に端板を溶接し、柱内で大径のボルトで締結する技術が記載されている。
【０００８】
また、ユニット建物を構築するに際し、特開昭５０−１４７１１３号公報に記載の如く、上下の建物ユニットの柱同士を締結する方法として、上柱の下端部に設けた底端板と、下柱の上端部に設けた頭端板とを、柱内でボルト締結するものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−４５７２号公報のつば付き継手金具を用いて螺合連結する技術は、円柱以外では、やはりそのつば部が螺合する際に回転位置がずれると外に突出する難点がある。
【００１０】
また、特開昭６１−１８６６４５号公報の柱内で大径のボルトで締結する技術は、ただ単に大径のボルトで締結するのみであるから、上下の柱の位置が正確に合わず、構造的強度が小さくなり、外観を損ねる恐れがあった。
【００１１】
また、特開昭５０−１４７１１３号公報の上下の建物ユニットの柱同士をその柱内でボルト締結する技術は、ただ単に、上下の柱をボルトによりピン接合するに過ぎず、剛接合に近い強固な接合状態にすることに多大な困難がある。このため、構築されたユニット建物の強度を確保するためには、高強度の柱を高強度のボルトで強力に締め付ける等の必要があり、コストが高くなり、施工工数がかかる問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上下の柱をその柱内で簡易に剛接合に近い強固な接合状態にできる柱の接合構造、及び上下の建物ユニットが強固に接合され強度の大きなユニット建物を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、上柱と下柱とをその内部でボルトにより上下に接合する柱の接合構造において、上柱の下部に底接合部を備え、下柱の上部に頭接合部を備え、底接合部にはその中央にボルト挿通孔が設けられるとともにこのボルト挿通孔の周囲にボルト挿通孔に向かうテーパからなる案内部が設けられ、頭接合部には下柱の外径の半分以上の径のねじ孔が設けられ、ボルトにはその頭部の裏面周囲に上記案内部をボルトの軸芯に向け案内するテーパからなる導入部が設けられており、上記案内部のテーパと上記導入部のテーパは、その傾斜角度が同じにされており、上記ボルトが上記底接合部のボルト挿通孔を通して頭接合部のねじ孔に螺入されるとともにその導入部が上記案内部を案内して位置決めして底接合部と頭接合部の周囲に締め付け力がかかるようにして締結されてなることを特徴とする柱の接合構造である。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、四隅に柱が設けられた箱形状の建物ユニットが上下に積み重ねられ、その上下の柱が、請求項１記載の柱の接合構造により接合されてなることを特徴とするユニット建物である。
【００１５】
本発明において下柱の外径の半分以上のねじ孔とは、谷径が上記以上のねじ孔のことであり、下柱が角柱の場合はその対角径でなく短径の半分以上のねじ孔をを言う。
【００１６】
本発明における四隅に柱が設けられた箱形状の建物ユニットとは、四隅に柱を有しこれに梁などが接合されて箱形状になされその複数個を上下あるいは更に左右に連結して建物を構成するものであり、例えば図３から図７に示すような形状のものが用いられる。図３の建物ユニット４、５は四隅に柱１、２を有し、柱１、２の下部に床（と天井と）が取り付けられた梁４１、５１を有し、上方が開口している。図４〜図７は四隅の柱の上部に天井を有し、柱の下部に床を有している。柱や梁は鋼材、ステンレス鋼材、その他の合金鋼材、或いはこれらとコンクリートや合成樹脂など他の材料との複合材が用いられる。
【００１７】
【作用】
請求項１記載の本発明の柱の接合構造は、上柱の底接合部にその中央にボルト挿通孔が設けられるとともにこのボルト挿通孔の周囲にボルト挿通孔に向かうテーパからなる案内部が設けられ、下柱の頭接合部に下柱の外径の半分以上の径のねじ孔が設けられ、ボルトにその頭部の裏面周囲に上記案内部をその軸芯に向け案内するテーパからなる導入部が設けられており、上記ボルトが上記底接合部のボルト挿通孔を通して頭接合部のねじ孔に螺入されるとともにその導入部が上記案内部を案内して位置決めして底接合部と頭接合部の周囲に締め付け力がかかるようにして締結されるから、上柱と下柱の事前の位置合せ精度を高精度化しなくても、上柱と下柱を簡易に正確な位置に合わせられるとともに、上下の柱の接合部の周囲に締め付け力が働き剛接合に近い強固な接合が得られる。
【００１８】
請求項２記載の本発明のユニット建物は、四隅に柱が設けられた箱形状の建物ユニットが上下に積み重ねられ、その上下の柱が、請求項１記載の柱の接合構造により接合されてなるから、上下の建物ユニットの四隅において強固にしかも位置精度よく接合連結され、建物全体の設計強度が確実に発現でき、強度の大きなものとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の柱の接合構造及びユニット建物の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例である柱の接合構造の一部切欠き説明図、図２は本発明に用いるボルトの縦断面図、図３は本発明の実施例であるユニット建物の説明図、図４〜図７は本発明に用いる建物ユニットの斜視図及び正面図である。
【００２０】
図１において、上柱１と下柱２とをその内部でボルト３により上下に接合している。上柱１はステンレス鋼製の直径（外径）１４０ｍｍの円柱からなり、その下部に同じくステンレス鋼製の底接合部１１が溶接されている。下柱２はステンレス鋼製の直径１４０ｍｍの円柱からなり、その上部に同じくステンレス鋼製の頭接合部２１が溶接されている。
【００２１】
底接合部１１にはその中央にボルト挿通孔１２が設けられるともにこのボルト挿通孔１２の周囲にボルト挿通孔１２に向かうテーパからなる案内部１３が設けられている。
【００２２】
頭接合部２１には下柱２の外径の半分以上の径である谷径が約９６ｍｍのねじ孔２２が設けられている。上記底接合部１１のボルト挿通孔１２の径は、上記ねじ孔２２より若干大きい約９８ｍｍになっている。
【００２３】
ボルト３はステンレス鋼製で略筒形状になっており、ボルト部３１の山径が約９５ｍｍになっており、その先端に案内用のテーパ３２が設けられている。ボルト３の頭部３３は外径が１１５ｍｍになっており、その裏面周囲にテーパからなる導入部３４が設けられ、表面部には、図２に示すように、回転工具の嵌合孔３５が設けられている。導入部３４は、上記案内部１３をボルトの軸芯に向け案内し位置決めするように、両者のテーパの傾斜角度を同じにしている。
【００２４】
上柱１と下柱２との接合手順は、下柱２の頭接合部２１の上に上柱１の底接合部１１を載置し、ボルト３を長尺の締結工具で保持しながら上柱１の上方からその内部を下降させてボルト挿通孔１２を通して頭接合部２１のねじ孔２２に螺入するのである。そうすると、ボルト３がねじ孔２２に螺入下降するにしたがい、その導入部３４が底接合部１２の案内部１３に接触し、案内部１３をボルト３の軸芯に向け案内して、下柱２と上柱１の柱芯を一致させる。
【００２５】
ボルト３の締め付けが完了すると、案内部１３のテーパ面と導入部３４のテーパ面とが一致し、ボルト３の頭部３３とねじ部３１による締め付け力が、底接合部２１と頭接合部１１の周囲にかかるようになり、剛接合に近い強固な接合が得られる。なぜなら、頭接合部２１のねじ孔２１の径が大きいから頭接合部２１の周囲に締め付け力が働き、更に、底接合部１１の案内部１３のテーパ面とボルト３の導入部３４のテーパ面によって外側に締め付け力が働くからである。したがって、この上下に接合された柱１、２に曲げや引っ張りやせん断の荷重がかかっても、接合部のボルト３の接触部（導入部３４のテーパ面やボルト部３１のねじ山面）が抵抗し荷重に耐える大きな強度を発揮するのである。
【００２６】
次に上記の柱の接合構造を用いたユニット建物について説明する。
図３において、ユニット建物Ｕは、２階の建物ユニット４、４が１階の建物ユニット５、５の上に載置連結されている。
【００２７】
２階の建物ユニット４は、箱形状になっており、その四隅に上柱１、１…が設けられ、上柱１、１の下部間にはステンレス鋼製の梁４１が溶接により連結されている。梁４１の上部には床が設けられ、下部には天井が設けられている。上柱１、１間には外壁や間仕切が設けられ、箱形状の上方開口の居室空間が形成されている。
【００２８】
１階の建物ユニット５も、同様に箱形状になっており、その四隅に下柱２、２…が設けられ、下柱２、２の下部間にはステンレス鋼製の梁５１が溶接により連結されている。梁５１の上部には床が設けられている。下柱２、２間には外壁や間仕切が設けられ、箱形状の上方開口の居室空間が形成されている。
【００２９】
上下左右の建物ユニット４、４、５、５の接合は次のようにして行われる。
１階の建物ユニット５、５の隣接する下柱２、２の頭接合部２１、２１の上に両者に渡る連結プレート６を設置する。連結プレート６はステンレス鋼製で前記ボルト挿通孔１２と対応する位置に同径のボルト挿通孔が設けられている。独立した下柱２の頭接合部２１の上にも、ボルト挿通孔が設けられた同じ厚みの連結プレート６ａを設置する。
【００３０】
これらの上に２階の建物ユニット４、４をクレーンで吊って設置する。それから、ボルト３を長尺の締結工具で磁力等で保持しながら上柱１の上方からその内部を下降させてボルト挿通孔１２及び連結プレート６のボルト挿通孔を通して頭接合部２１のねじ孔２２に螺入して締め付けるのである。そうすると、前記と同様に、ボルト３がねじ孔２２に螺入下降し、その導入部３４が底接合部１２の案内部１３に接触し、案内部１３をボルト３の軸芯に向け案内して、下柱２と上柱１の柱芯を一致させ、強固に接合する。
【００３１】
ボルト３の締め付けが完了すると、同様に案内部１３のテーパ面と導入部３４のテーパ面とが一致し、ボルト３の頭部３３とねじ部３１による締め付け力が、底接合部２１と頭接合部１１の周囲にかかるようになり、剛接合に近い強固な接合が得られる。したがって、ユニット建物Ｕは上下の建物ユニット４、４、５、５の各上柱１と下柱２とが強固に接合連結されたものとなり、全体として、建物の設計強度が確実に発現でき、強度の大きなものになる。
【００３２】
図３のユニット建物Ｕは、２階の建物ユニット４、４の上に、更に、傾斜屋根ユニット７、７を接合している。傾斜屋根ユニット７、７もその四隅部に柱７１、７１…を設けておけば、同様に接合することができる。この場合は、１階の建物ユニット５と２階の建物ユニット４との接合用のボルト３を、予め２階の建物ユニット４の上柱１内に内蔵させておけばよい。
【００３３】
他の建物ユニットの実施例を次に説明する。
図４の建物ユニット４ａは、四隅部の角鋼管からなる柱１の下端間に跨がる溝形鋼の床梁４１、４１…が溶接により取付けられ、柱１の上端には取付片４２ａを介して天井面支持材４３ａが取付けられて構成されている。床梁４１には床板が取り付けられ、柱１、１間には外壁や間仕切が取り付けられ、箱形状の居室空間が形成される。
【００３４】
図５の建物ユニット４ｂは、四隅部の角鋼管からなる柱１の上下間に短い溝形のジョイントピース４２ｂが溶接により取付けられ、上下間のジョイントピース４２ｂ、４２ｂ間に跨がる溝形の天井梁４３及び床梁４１が取付けられ、ほぼ平行な２本の長い天井梁４３の間に複数本の木製小梁４５が架設され、ほぼ平行な２本の長い床梁４１の間に角鋼管からなる複数本の小梁４６が架設されて構成されている。小梁４５の下面には天井板が取り付けられ、小梁４６の上面には床板が取り付けられる。柱１、１…間には外壁や間仕切が取り付けられ、箱形状の居室空間が形成される。
【００３５】
図６の建物ユニット４ｃは、柱１、１と床梁４１とを接合した骨組構造体からなるものであり、４本の床梁４１を矩形状に枠組してなる床梁フレームのコーナー部である柱接合部に外ダイヤフラム４２を溶接し、各外ダイヤフラム４２に円形断面の柱１を挿入し、柱１の任意の高さ位置に外ダイヤフラム４２を溶接し、天井梁を有さずに構成したものである。柱１としては、円形断面の丸鋼管等を採用し、床梁４１としてはＣ形鋼等を採用できる。尚、建物ユニット４ｃにあっては、床梁フレームの上に床面材４１ｃが取着され、柱１の上端部に天井面材４３ｃが取着されて用いられる。柱１、１間には外壁や間仕切が取り付けられ、箱形状の居室空間が形成される。
【００３６】
図７の建物ユニット４ｄは、図６の建物ユニット４ｃに比して、柱１の上部に天井梁４３を備えたものである。即ち、この建物ユニット４ｄでは、４本の天井梁４３を矩形状もしくは台形状等に枠組してなる天井梁フレームのコーナー部である柱接合部に外ダイヤフラム４２を溶接し、各外ダイヤフラム４２に円形断面の柱１を挿入し、柱１の任意の高さ位置に外ダイヤフラム４２を溶接し、前述の床梁４１に加え、天井梁４３を有するようにしたものである。尚、この建物ユニット４ｄにあっては、床梁フレームの上に床面材４１ｄが取着されることに加え、天井梁フレームの下に天井面材４３ｄが取着されて用いられる。柱１、１間には外壁や間仕切が取り付けられ、箱形状の居室空間が形成される。
【００３７】
これらの建物ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、図３に示したユニット建物Ｕと同様にして、上下左右に積み重ねて設置し、上下の柱１、１を前記柱の接合構造により接合連結し、ユニット建物を構築するのである。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の柱の接合構造は、ユニット建物を構成する建物ユニットの柱の締結に限らず、広く一般の柱の締結に適用できる。また、本発明の柱を横に使ってもよいのはもちろんである。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明の柱の接合構造は、上柱の底接合部のボルト挿通孔の周囲にテーパからなる案内部が設けられ、下柱の頭接合部に下柱の外径の半分以上の径のねじ孔が設けられ、ボルトにその頭部の裏面周囲にテーパからなる導入部が設けられており、上記ボルトがその導入部が上記案内部を案内して位置決めして底接合部と頭接合部の周囲に締め付け力がかかるようにして締結されるから、上柱と下柱の事前の位置合せ精度を高精度化しなくても、上柱と下柱を簡易に正確な位置に合わせられるとともに、上下の柱の接合部を剛接合に近い強固な接合にできる。
【００４０】
請求項２記載の本発明のユニット建物は、四隅に柱が設けられた箱形状の建物ユニットが上下に積み重ねられ、その上下の柱が、請求項１記載の柱の接合構造により接合されてなるから、上下の建物ユニットの四隅において強固にしかも位置精度よく接合連結され、建物全体の設計強度が確実に発現でき、強度が大きなものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である柱の接合構造の一部切欠き説明図である。
【図２】本発明に用いるボルトの縦断面図である。
【図３】本発明の実施例であるユニット建物の説明図である。
【図４】本発明に用いる建物ユニットの斜視図である。
【図５】本発明に用いる建物ユニットの斜視図である。
【図６】本発明に用いる建物ユニットの正面図である。
【図７】本発明に用いる建物ユニットの正面図である。
【符号の説明】
Ｕユニット建物
１上柱
１１底接合部
１２ボルト挿通孔
１３案内部
２下柱
２１頭接合部
２２ねじ孔
３ボルト
３４導入部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５建物ユニット
６連結プレート

Claims

上柱と下柱とをその内部でボルトにより上下に接合する柱の接合構造において、
上柱の下部に底接合部を備え、下柱の上部に頭接合部を備え、
底接合部にはその中央にボルト挿通孔が設けられるとともにこのボルト挿通孔の周囲にボルト挿通孔に向かうテーパからなる案内部が設けられ、
頭接合部には下柱の外径の半分以上の径のねじ孔が設けられ、
ボルトにはその頭部の裏面周囲に上記案内部をボルトの軸芯に向け案内するテーパからなる導入部が設けられており、
上記案内部のテーパと上記導入部のテーパは、その傾斜角度が同じにされており、
上記ボルトが上記底接合部のボルト挿通孔を通して頭接合部のねじ孔に螺入されるとともにその導入部が上記案内部を案内して位置決めして底接合部と頭接合部の周囲に締め付け力がかかるようにして締結されてなることを特徴とする柱の接合構造。
四隅に柱が設けられた箱形状の建物ユニットが上下に積み重ねられ、その上下の柱が、請求項１記載の柱の接合構造により接合されてなることを特徴とするユニット建物。