JP4441406B2 - モジュラー建築ユニットの垂直整列および水平化 - Google Patents

Description

この発明は、大規模にプレハブ化されたオフィスや、ホテルやアパート等の建物の建設に使用されるモジュール化された建築ユニットに関する。この種のモジュラー建築ユニットは、建設現場以外の別の個所で製造され、装備された後に、建築現場に移送されて、最終的に組み立てられて建物の内部室を形成するもので、箱状構造をなす。この発明は、また、この種のモジュラー建築ユニットを使用して建物を立てる方法、特には、この種の建物の芯合わせ、および、下方または一階部ユニットの水平化に関する。

特に、ホテルや、アパートや、学生寮等の建築においては、箱状構造に溶接され、プラスターボード、プライウッド、または、方向性ストランドボード（ＯＳＢ）を内張りされた軽量構造用鋼部材から形成された骨格シェルである軽量建築モジュールから建物を構築するのが知られている。ここで、各建築モジュールは、まず、工場で、内張りされたシェルとして作られ、次いで、所望基準の内部装飾が取り付けられた後に、最終建築現場に移送され、建物に組み込まれる。木枠および木板から主に作られた建築ユニットも知られている。

特開平０５−０９３４３６号公報
特開昭４７−０３２６１８号公報
米国特許第５０４４５４４号明細書
特開昭５４−０９４７１５号公報
特開昭６３−０２２９３９号公報。

建築現場において、モジュールは、移送されたトラックからクレーンで吊り上げられ、鉛直および水平に整列されて積み上げられ、最終建物の連結された部屋を形成する。

低層の建物の場合には、積み上げプロセスに要求される精度は比較的ゆるい。各モジュールが互いに正確に垂直に積み上げられているかどうかは、建物の最終安定性に余り差を及ぼさなく、従って、一般には、各モジュラー建築ユニットがクレーンで降下されるときに、個々のモジュラー建築ユニットを手でその最終位置に操作すれば充分であると考えられる。

建物の階層が高くなるにつれて、配列された各建築ユニットの垂直芯合わせ精度がますます重要になる。しかしながら、これまでは、この積み上げ精度は、最上部の建物ユニットの静的状態を把握することのできるクレーン運転者の技能に全面的に依存しており、複数の熟練作業者が、クレーンケーブルの張力が開放され、建築ユニットが下段のユニット上の最終位置に位置される前に、手動で操縦して正確な垂直整列位置に建築ユニットを配置していた。

この発明は、この種のモジュラー建築ユニットおよび建築システム用の、鉛直に積み上げられる隣接する建物ユニットを自動的に且つ正確に芯合わせする手段を提供することを目的する。この建築ユニットの配列を自動化し、建設作業者の技能に頼らないようにすることによって、未熟な作業者を使用してこの種のモジュラーユニットから作られる建物の階数を、従来の実際上の最高階数である五階程度のビル高さから二十階から三十階の高さのものに高めることができる。

この発明によれば、鉛直に隣接するモジュールの協働する位置決めフランジと周囲窪み部とで提供される端縁位置決め手段によって、モジュラー建築ユニットを、熟練作業者にあまり頼ることなく、正確に積み上げることができる。好ましくは、前記周囲窪み部は、建築モジュールに対して上方および内側に傾斜した内側壁を有するものとし、ビル建設に際してモジュールを他のモジュールの上に積み上げるときに、鉛直に隣接するモジュールが所定位置に案内されるようにされる。したがって、建築モジュールがクレーンで降下されるときに該モジュールを所定位置に手動で操作する建設作業者は、吊るされたモジュールを、単に、その最終位置の２から３センチの範囲以内に案内するだけでよく、建築モジュールは、周囲窪み部の傾斜した内側壁によってその正確な最終位置に案内される。

この発明の建築モジュールは、出願中の特許出願Ｎｏ．Ｗ０６８００４に記載され請求されているように構成することができ、Ｎｏ．Ｗ０６８００６に記載のように水平および垂直に連結することができる。建築モジュールは、出願中の特許出願Ｎｏ．Ｗ０６８００７に記載され請求されているように、構造用建築要素の内張りされた骨格シェルから作ることができる。

この発明は、また、この発明の建築モジュール用の、水平化ユニットも提供する。また、この発明は、建築モジュールを用いる建築方法を提供する。

図１は、本出願人の出願中の特許出願Ｎｏ．Ｗ０６８００４に従い構成され且つこの発明に係る端縁部位置決め手段を備えた、完成された建築モジュールの斜視図である。このモジュールは、四つの壁と、床と、および、屋根を有する。図１では、一側壁に窓が設けられている。反対側壁（見えない）にドアが設けられているであろう。窓を有する壁は、組み立てられた建物の外側に位置し、ドアを有する壁は、ドアが、列に並べられたどのモジュールにも通じる例えば廊下側に開くように、内側に配置される。

モジュール１の上部外側縁の周りに、図２に示すように、コーナーストリップ２によって画定される周囲窪み部が形成されている。このコーナーストリップ２は、軽量冷間成形構造用鋼を折り曲げて作られるもので、前面２ａ、下方頭面２ｂ、傾斜面２ｃ、および、上方頭面２ｄを有する。前面２ａは、そのモジュラー建築ユニットの構造用鉛直柱部に、例えば、スポット溶接またはプラグ溶接で固定されている。下方頭面２ｂは、構造用鉛直柱部の水平の上端面の上に配置される。下方頭面２ｂと傾斜面２ｃとの間には、モジュール１の上部の四隅を回って延在する周囲窪み部が形成されている。

モジュール１の上部には、外から、多数のこの種のモジュールユニットでビルを建てるために雇われた建設チームメンバーの重量に充分に耐える耐負荷パネル３が張られている。コーナーストリップ２の上方頭面２ｄは、耐負荷パネル３の上端縁部に形成された窪み部に配置され、上方頭面２ｄの上には、例えば、ゴム板や高密度ネオプレン発泡体等の樹脂材料でなる遮音ストリップ４が接着されている。もう一つの遮音ストリップ５がコーナーストリップ２に下方頭面２ｂの上にも接着され、垂直に積み重ねられた隣接するモジュール１間が良好に遮音される。ゴムまたは樹脂または他の吸音ライニングの上にコーナーストリップ２を設けることで、代わりの遮音バリヤーとすることもできる。

図３は、各モジュール１の底部周辺の詳細を示し、また、その底部が、最終建物において鉛直方向直下に位置するモジュールの上端縁の周囲窪み部と協働する様子を示す。図３では、下方のモジュールを破線で示しているが、図２に示すものと全く同じである。図３において、遮音ストリップ４および５は、実際におけるように、上方のモジュール１の重さで圧縮された状態で示してある。

モジュール１の底部は、冷間成形コーナーストリップによって、モジュールの構造用直立柱（図示せず）が位置する下方に延出する位置決めフランジ６を画定するように形成されている。このフランジ６の外壁は、コーナーストリップの外側壁部７とともに上方に延び、この外側壁部は骨格状建築モジュール１の外側にスポット溶接、プラグ溶接等で固定されている。また、フランジ６の内壁は、前記コーナーストリップ２の傾斜面２ｃの角度に倣って曲げられ、モジュール１の床を支える横梁（図示せず）の底に溶接された底板部８まで延びている。図示の例では固定方法として、溶接を特定しているが、建物の耐久性や曝されるストレスによっては、ボルトやリベットあるいは接着による固定方法も可能である。

この発明の多数のモジュールを使用して建物を建てる場合、まず、モジュール１の最下配列が所定位置に配置され、基礎に固定される。次いで、次の階のモジュール１が一個づつクレーンで所定位置に積み上げられる。モジュール１がクレーン運転者により降下されるときに、モジュール１は、メンバーによって所定位置に押される。端縁部位置決め手段が下階のモジュールの上への正確なモジュールの配置を可能にし、作業者は、上部ボード３により荷重が支持されるので、モジュール１の一階部の屋根の上を自由に歩くことができる。

各上方階のモジュール１が略所定位置に位置されたときに、クレーン運転者は、最後の数センチ降下させると、傾斜面２ｃがモジュール１を静かに但し正確に下方モジュールに対する正規の位置に案内する。

組み立てられたモジュールは、出願人の出願中の特許出願Ｎｏ．Ｗ０６８００６に記載され且つ請求されているようにロックすることができる。また、建物の連続する階の互いに整列された鉛直構造柱により画定される壁キャビテイを通して連続ケーブルを通して、建物の基礎から屋根まで連続するケーブルに張力を作用させて、モジュールを垂直にロックする方法を採ることもできる。また、ケーブルの代わりに、出願中の特許出願Ｎｏ．Ｗ０６８００７に記載のように、一連の連結された管またはロッドを使用することもできる。同様な連結管またはロッドを水平面内に建物を横切って用いることもできが、一般には、水平に隣接するモジュールの座金に跨るガタープレートを用いてモジュールを連結すれば充分である。このガタープレートは、遮音の目的で、僅かな水平ギャップをもって積まれている。このガタープレートは、隣接するモジュールを水平方向に連結するばかりでなく、建設中に隣接モジュール間への雨の進入を防止する。

図４は、建物の基礎または任意の横段部上に配置され、次段の建物モジュールの所定位置への積み上げがなされる前に、正確に水平化される水平化ユニットを示す。図４の水平化ユニット１０は、軽量冷間成形構造用鋼でなるＣ形鋼１１の周囲構造を有する。水平化ユニット１０の長手方向端部を形成するＣ形鋼１１の間に平行にＣ形鋼の横梁１２の列が配され、これらの横梁１２は、対応する周囲Ｃ形鋼ビーム１１に、床および天井の横ビームが図１から３に示す建築モジュールに連結されるのと全く同様に連結されている。更に剛性を増すために、Ｃ形鋼のスペーサ（図示せず）を隣接する対の横梁１２の間に千鳥間隔で溶接して、全体を剛性組立体とすることもできる。また、図４には示してないが、所望により、組立体の上側表面を図２のボード３と同様な耐負荷ボードで被覆することもできる。

基台水平化ユニット１０の外側端縁周りには、（図４には示してないが）図２に示す建物モジュールの上部に設けられるコーナーストリップ２と全く同様な周囲窪み部を画定するコーナーストリップが設けられる。したがって、図２は、図２において建築モジュールを示している線１が実際は水平化ユニット１０の外側壁およびＣ形鋼でなる周囲部材を示しているということを除けば、図４の基台水平化ユニット１０の一端部の断面を示している。

使用に際しては、水平化ユニットは、完全装備の建築モジュール１を取り扱うより遥かに容易に取り扱うことができる。したがって、建物の基礎を準備した後、水平化ユニットが、完成建物の連続フロアーに形成される各階の足跡を画定する位置に配置される。この水平化ユニット１０の水平化は、金属楔の挿入または、ねじジャッキを使用してなされ、最終建物の各建築ユニット１の上方横層のために正確な水平基礎または下方横層が形成されるまで精密に実施される。各水平化ユニット１０は、正確に配置され且つ水平化されて、基礎または一階部の構造物にアンカーボルト、連結ストリップ、その他の適当な固定手段（図示せず）で固定され、したがって、建物の上方階のための基盤横層が正確に水平化されるとともに基礎または下方レベルの構造物に固定される。

したがって、個々の建築モジュールは、クレーンで所定位置に配置され、建物の上階の正確組立に関して述べたと同様にして、水平化ユニット１０の端縁窪み部によって位置決めされる。

この発明のモジュラー建築ユニットの斜視図である。 図１の建築ユニットの上部コーナー部のＡ−Ａ線に沿った断面である。 図１の建築ユニットの底部コーナー部のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図１から図３に示すモジュラー建築ユニットと共に使用される水平化ユニットの斜視図である。

１：モジュール建築ユニット
２：コーナーストリップ
２ａ：コーナーストリップの前面
２ｂ：コーナーストリップの下方頭面
２ｃ：コーナーストリップの傾斜面
２ｄ：コーナーストリップの上方頭面
３：耐負荷パネル
４：遮音ストリップ
５：遮音ストリップ
６：位置決めフランジ
１０：水平化ユニット
１１：水平化ユニットを形成するＣ形鋼
１２：水平化ユニットの横梁

Claims (6)

1. 内張りされて部屋の壁を画定する骨格シェルを有し、鉛直且つ水平配列に積み上げられて共同して建物の連結された部屋を形成するモジュラー化建築ユニットであって、得られる建物において一方のモジュールまたはその部分が他方のモジュールの上の正確な位置に配置されようにするために、各モジュールの底部周りに下方に延びる位置決めフランジが設けられ、且つ、各モジュールの上面の外周端部分に近接し、但し、該外周端部分を除くモジュール上面に延在する耐負荷ボードでなる外屋根カバーが設けられ、該外屋根カバーの周囲部が、冷間成形軽量鋼の上部縁取り部材で包まれ、該上部縁取り部材が、
   モジュールの外周側壁の上端部周りを包む第一の部分，
   前記耐負荷ボードの外側端部の上に被さり第一の部分を窪み部とするように第一の部分より高い第二の部分、および、
   第一の部分から上方に立ち上がりかつ第二の部分に向けて傾斜して、建物建設に際して下方のモジュールに上方のモジュールを積み重ねる時に、上方のモジュールの前記位置決めフランジを前記窪み部の底に向かう方向に案内する傾斜壁部、
   を有する、モジュラー建築ユニット。
2. 更に、前記上方のモジュールの底部の周囲部を包む冷間成形軽量鋼の下部縁取り部材を有し、該下部縁取り部材が、
   前記上方のモジュールの外周側壁の下端部周りおよび前記フランジの下面を包む第一の部分，
   前記下方のモジュールの耐負荷ボードの外側端部の上に被さり第一の部分を下方への突出とするように第一の部分より高い第二の部分、および、
   第一の部分から上方に立ち上がりかつ第二の部分に向けて傾斜して、建物建設に際して下方のモジュールに上方のモジュールを積み重ねる時に、下方のモジュールの前記傾斜壁部に対向する傾斜壁部、
   を有する、請求項１に記載のモジュラー建築ユニット。
3. 前記モジュラー建築ユニットが、構造用鋼の直立柱と横方向部材でなっていて、内張りされて部屋の壁を画定する骨格シェルでなる、前記請求項１または２に記載のモジュラー建築ユニット。
4. 前記上部縁取り部材に、上のモジュールの積み重ねにより圧縮されるゴムまたは樹脂あるいは他の吸音層がある前記請求項１から３の何れかに記載のモジュラー建築ユニット。
5. 前記上部縁取り部材の前記窪み部が、ゴムまたは樹脂あるいは他の吸音性裏打ち材で裏打ちされている前記請求項１から４の何れかに記載のモジュラー建築ユニット。
6. 前記請求項１から５の何れかに記載のモジュラー建築ユニットの配置位置を画定する構造用鋼周囲部材と横部材の骨格シェルでなる一以上の水平化ユニットを建物の基礎または基底構造の上に配置して、水平化ユニットと建築基礎または基底構造との間の楔やねじジャッキを使用して隣接水平化ユニットに対して正確な水平で且つ正確な位置に配置すること、および、その上に個々のモジュラー建築ユニットを載せる前に、該水平化ユニットを建物基礎または基底水平構造に固定し、そして、これらモジュラー建築ユニットを各モジュラー建築ユニットの底部の周囲に延出する位置決めフランジを、対応する水平化ユニットの周囲に形成されていて対応するモジュラー建築ユニットの位置決めフランジが正確に配置される位置決め窪み部に係合させて、モジュラー建築ユニットを配置することを含む、前記請求項１から５の何れかに記載のモジュラー建築ユニットを使用する建築方法。

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