JP4758790B2 - ユニット建物の梁補強構造、施工方法、ユニット建物、及び地下室付きユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、複数個の建物ユニットが隣接して構成されるユニット建物の梁補強構造、施工方法、ユニット建物、地下室付きユニット建物に関する。

ユニット建物の梁補強構造としては、特許文献１に隣接する建物ユニットの間に、Ｈ形の補強用形鋼を設け、その補強用形鋼のウェブを相隣接する梁にボルト接合することにより梁補強を行う構成が記載されている。この特許文献１の構成によれば補強用形鋼を相隣接する梁にボルト接合することにより梁が合成され、断面２次モーメントが大きくなり梁の断面性能が向上し、優れた補強効果を得ることができる。そして、この特許文献１の梁補強構造の補強用形鋼の設置方法としては、隣接する建物ユニットの一方の建物ユニットを先に据付し、Ｈ形の補強用形鋼をその先に据付した建物ユニットの梁に仮止めし、その後他方の建物ユニットを据付し、両方の建物ユニットの梁と補強用形鋼をボルト接合するものとなっている。
特開２００６−０２８９１２号公報

しかし、補強用形鋼がＨ形状では、上部のフランジが後から据付する建物ユニット側に張出しており、通常の据付時のように上方から建物ユニットを降下させて据付するのではなく、一度建物ユニットを先に据付した建物ユニットの真横に配置してから水平移動させて据付しなければいけないといった施工性の課題がある。
よって本発明の目的は、ユニット建物の補強効果を有し、且つ施工性の良い梁補強構造を提供することにある。

請求項１記載の発明は、複数個の建物ユニットが隣接して構成されるユニット建物の梁補強構造であって、隣接する第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の間にウェブとフランジで構成された補強用形鋼が設けられ、前記補強用形鋼のウェブの第一建物ユニット側には上部及び下部にフランジが設けられ、第二建物ユニット側には下部にフランジが設けられ、
前記補強用形鋼が第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁に添設され、前記補強用形鋼のウェブが第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁にボルト接合してなることを特徴とするユニット建物の梁補強構造である。

補強用形鋼のウェブを隣接する建物ユニットの相隣る梁にボルト接合することで、梁が合成され、断面２次モーメントが大きくなるため梁の断面性能が向上し、優れた補強効果を得ることができる。したがって、例えば梁のたわみ等の防止対策として有効である。

また、補強用形鋼の上部及び下部にフランジが設けられる第一建物ユニットを先に据付すれば、第二建物ユニット側には補強用形鋼の下部にフランジが設けられたものであればよいので、第二建物ユニットは通常の据付と同様に上方から真下に降下させて据付することができ、施工性が向上できる。したがって、補強用形鋼の第二建物ユニット側のウェブ上部には、第二建物ユニットが真下に降下させて据付することができる程度の突出であれば、フランジが設けられていても支障がない。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のユニット建物の梁補強構造であって、前記補強用形鋼はＣ形鋼とＬ形鋼とが接合された構成になっており、Ｃ形鋼のフランジ側が第一建物ユニットに向けて配置され、Ｌ形鋼のフランジ側が第二建物ユニットに向けて配置され、Ｃ形鋼の下側のフランジとＬ形鋼のフランジとが略同一平面上となるように配置されていることを特徴とするものである。

Ｃ形鋼とＬ形鋼との接合は、例えばボルトやビス、接着剤、溶接などにより接合が使用できるが、あらかじめ工場などで溶接等により一体としておくことが、接合強度が高くなり、ボルト等による突出部分もでないため好ましい。

また、非対称な断面の梁をそれぞれの部品ごとに溶接して製造した場合は、一般に溶接歪により梁の曲がりや反りなどの変形が出やすいが、Ｃ形鋼とＬ形鋼を組合せて補強用形鋼を構成することにより、溶接歪が出にくくなり、精度のよい補強用形鋼を製造することができる。また、汎用のＣ形、Ｌ形の形鋼を使用して汎用の手段で補強用形鋼を構成できるため、容易で安価に製造することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のユニット建物の梁補強構造であって、前記補強用形鋼の長手方向の長さが、第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の長手方向の長さの略半分以下となっており、かつ第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の長手方向の中央部付近に設けられていることを特徴とするものである。

建物ユニットの梁に作用するモーメント力は図９（Ｘ軸が梁の長手方向の位置、Ｙ軸がモーメントの大きさを示す）のように梁の長手方向の略中央部で大きくなるため、モーメント力の大きくなる中央部に集中して補強用形鋼を設けることで、梁補強用形鋼の長手方向の長さを短くでき効率的に梁の補強を行うことができる。また、短くできることより梁補強用形鋼自身の自重も小さくでき、梁への負担も少ないものとすることができる。
なお、補強する建物ユニットの上方に、補強する建物ユニットより長い梁の建物ユニットや短い梁の建物ユニットを載せるなどの、梁の長さが異なる建物ユニットを上方に載せる場合は、モーメント力の大きくなる位置が、同じ長さの建物ユニットを上方に載せる場合とは異なるため、その影響を考慮した位置に補強用形鋼を微調整することが好ましい。
また、梁の長さが異なる建物ユニット同士を隣接させる場合では、短い梁の建物ユニットの梁を基準に、長手方向の長さの略半分で、且つ長手方向の中央部付近に設けることが好ましい。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のユニット建物の梁補強構造であって、前記補強用形鋼の上部に設けられたフランジの短手方向の長さが、下部に設けられたフランジの短手方向の長さの略半分の長さとなっており、且つ上部に設けられたフランジが鋼板を二重とした構成になっていることを特徴とするものである。

上部に設けられたフランジが鋼板を二重とする構成としては、例えば、建物ユニットの梁の外側方向にもう１枚の鋼板を添設するものとすると、内側となる梁との納まりに支障がなく設けることができるため好ましい。また、鋼板を二重にする範囲は、上部のフランジ先端からウェブに至るように設けることが、二重となる部分が大きくなり、断面２次モーメントを大きくできるため好ましい。

フランジが鋼板を二重にして構成することで、十分な断面２次モーメントを確保したまま、フランジ長さを短くすることができる。そして、補強用形鋼のフランジ長さを短くできることで、間仕切設置用の補強材等を、梁上と床板の間に設置し易くなりで、補強用形鋼で補強した状態で床上に設ける間仕切の設置位置などの自由度を増すことができる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のユニット建物の梁補強構造を使用した施工方法であって、まず前記第一建物ユニットを据付し、第一建物ユニットの梁に、前記補強用形鋼の上部及び下部の両方にフランジを有するウェブ面を向けて仮止めし、その後、補強用形鋼の下部にフランジを有するウェブ面側に第二建物ユニットを据付し、前記補強用形鋼のウェブを第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁にボルト接合することを特徴とするものである。

補強用形鋼は、据付前に第一建物ユニットに仮止めしておいてもよいし、第一建物ユニットを据付してから補強用形鋼を吊り上げ第一建物ユニットに仮止めしてもよい。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の梁補強構造を有するユニット建物である。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の梁補強構造の下方に地下室が設けられていることを特徴とする地下室付きユニット建物である。

梁補強構造の下方に地下室が設けられることにより、地下室には、上方の建物ユニットの梁を支える補強柱などを設ける必要がなく、地下室空間を有効に利用できる。

請求項１記載のユニット建物の梁補強構造によれば、補強用形鋼のウェブを隣接する建物ユニットの相隣る梁にボルト接合することで、梁が合成され、断面２次モーメントが大きくなるため梁の断面性能が向上し、優れた補強効果を得ることができる。したがって、例えば梁のたわみ等の防止対策として有効である。

また、補強用形鋼の上部及び下部にフランジが設けられる第一建物ユニットを先に据付すれば、第二建物ユニット側には補強用形鋼の下部にフランジが設けられたものであればよいので、第二建物ユニットは通常の据付と同様に上方から真下に降下させて据付することができ、施工性が向上できる。

請求項２記載のユニット建物の梁補強構造によれば、例えば、非対称な断面の梁をそれぞれの部品ごとに溶接して製造した場合は、一般に溶接歪により梁の曲がりや反りなどの変形が出やすいが、Ｃ形鋼とＬ形鋼を組合せて補強用形鋼を構成することにより、溶接歪が出にくくなり、精度のよい補強用形鋼を製造することができる。また、汎用のＣ形、Ｌ形の形鋼を使用して汎用の手段で補強用形鋼を構成できるため、容易で安価に製造することができる。

請求項３記載のユニット建物の梁補強構造によれば、建物ユニットの梁に作用するモーメント力は図９（Ｘ軸が梁の長手方向の位置、Ｙ軸がモーメントの大きさを示す）のように梁の長手方向の略中央部で大きくなるため、モーメント力の大きくなる中央部に集中して補強用形鋼を設けることで、梁補強用形鋼の長手方向の長さを短くでき効率的に梁の補強を行うことができる。また、短くできることより梁補強用形鋼自身の自重も小さくでき、梁への負担も少ないものとすることができる。

請求項４記載のユニット建物の梁補強構造によれば、フランジが鋼板を二重にして構成することで、十分な断面２次モーメントを確保したまま、フランジ長さを短くすることができる。そして、補強用形鋼のフランジ長さを短くできることで、間仕切設置用の補強材等を、梁上と床板の間に設置し易くなりで、補強用形鋼で補強した状態で床上に設ける間仕切の設置位置などの自由度を増すことができる。

請求項５記載の施工方法によれば、補強用形鋼を容易に隣接する建物ユニットの間に設置することができ、据付作業を効率的に行うことができる。

請求項６記載のユニット建物によれば、建物ユニットの梁が補強用形鋼で補強されることで梁の下方に中柱や束等を設ける必要が無く、梁補強構造の下方の空間を広い空間として利用できるユニット建物となる。

請求項７記載の地下室付きユニット建物によれば、梁補強構造の下方に地下室が設けられることにより、地下室には、上方の建物ユニットの梁を支える中柱や束等を設ける必要が無く、地下室空間を有効に利用できる。

以下、本発明の、ユニット建物の梁補強構造の実施の形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例の説明図であり、図１（ａ）はユニット建物の梁補強構造の断面説明図、図１（ｂ）はユニット建物の梁補強構造を設置方法の説明図である。図２は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の断面詳細図である。図３は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設けた相隣接する梁部分の平面図である。図４は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設けた相隣接する梁部分の立面図である。図５は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設置方法の説明図である。図６は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設置方法の説明図である。図７は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設置したユニット建物の断面模式図である。図８は本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設置方法の平面模式図である。図９は一般梁部分でのモーメント図である。

建物ユニット１は、図１１に示すように、４本の角鋼管製柱２と、４本のＣ形鋼製床梁３と、四本のＣ形鋼製天井梁４を箱形に接合した骨組構造体である。建物ユニット１は、４個のコーナー部で、相交差する床梁３をＣ形鋼製ジョイントピース５により柱２の下端側面に接続し、相交差する天井梁４をＣ形鋼製ジョイントピース５により柱２の上端側面に接合する。ジョイントピース５は、柱２の側面に接合され、床梁３の端部を抱持している。ジョイントピース５は、柱２の側面に接合され、天井梁４の端部を抱持している。また、床梁には図２のように床小梁２５、床根太２６、床板２７が設けられ床面が構成されている。

そして、ユニット建物６は、図７（断面図）、図８（平面図）に示すように、複数の建物ユニット１を上下左右に隣接して据付ものである。図４は、図３の断面線Ａの位置での断面図であり、ユニット建物６内の下階を構成する第一建物ユニット１ａ、第二建物ユニット１ｂと、地下部分に構成される地下室ユニット７を示す。なお、図８の点線部分が地下室ユニット７部分を示す。

このユニット建物６は、地下室ユニット内に補強柱などを設けて間取り障害等を伴なうことがないように、地下室ユニット７の上方の一第一建物ユニット１ａの床梁３ａ、第二第二建物ユニット１ｂの床梁３ｂを補強として、図７、図８の斜線部分に本発明の梁補強構造が設けられているものである。

ユニット建物６のうちの隣接する第一建物ユニット１ａ、第二建物ユニット１ｂについては、据付の際には、先に第一建物ユニット１ａが据付られ、続いて第二建物ユニット１ｂが据付られる。

梁補強構造としては、隣接する第一建物ユニット１ａの隣接する梁３ａ、第二建物ユニット１ｂの隣接する梁３ｂの間に補強用形鋼８が設けられ、補強用形鋼８のウェブ９の第一建物ユニット１ａ側には上部にフランジ１２が、下部にはフランジ１０が設けられ、補強用形鋼８のウェブ９の第二建物ユニット１ｂ側には下部にフランジ１１が設けられている。各フランジ１０、１１、１２は梁３ａ、３ｂの外側に沿うように添設けられている。そして、補強用形鋼８のウェブ９が相隣接する梁３ａ、梁３ｂのウェブ１３に高力ボルト１４により接合されている。

補強用形鋼８は、Ｃ形鋼１５とＬ形鋼１６を組合せて構成されたものであり、図２のようにＣ形鋼１５のフランジ側が第一建物ユニット１ａに向けて配置され、Ｌ形鋼１６のフランジ側が第二建物ユニット１ｂに向けて配置され、Ｃ形鋼１５の下側のフランジ１０とＬ形鋼１６のフランジ１１とが略同一平面上となるように配置され、Ｃ形鋼１５ウェブとＬ形鋼１６ウェブとが接合されている。なお、Ｃ形鋼１５とＬ形鋼１６はあらかじめ溶接等により一体となっている。補強用形鋼８のウェブ９にはボルト接合用貫通孔２２と仮ボルト用貫通孔２３が設けられている。そして、補強用形鋼８の第二建物ユニット１ｂ側には、貫通孔２２に連通するように、貫通孔を有し、建物ユニット１ａと１ｂの隙間を調節するためのスペーサー２１が設けられている。

次に、この梁補強構造の施工方法について説明をする。ユニット建物部分の下方に地下室部分となる部分を深くし、その他は略地盤面が仕上がり高さとなるベタ基礎１８を施工する。その後、ベタ基礎１８を深くした部分に地下室ユニット７を据付する。建物ユニット１の柱２が載る部分には、柱一本につき一箇ずつの鋼製の柱型基礎１９を設ける。この柱型基礎１９に建物ユニット１を据付していく。地下室ユニット７の上方では、先に第一建物ユニット１ａを据付する。次に図５のようにクレーンで補強用形鋼８を吊り上げて、第一建物ユニット１ａの梁３ａの長手方向の中央付近に補強用形鋼８を配置する。その際、補強用形鋼８のＣ形鋼１５のフランジ側を、第一建物ユニット１ａの梁３ａ側に向けて配置する。そして、補強用形鋼８の仮ボルト貫通孔２３に仮ボルト２０を挿入し梁３ａに仮止めする。次に、図６のように第二建物ユニット１ｂを上方から真下に降下させて据付する。次に、梁３ｂの内側より高力ボルト１４を挿入して、梁３ａの内側よりナット２４を挿入して、補強用形鋼８のウェブ９を、高力ボルト１４、ナット２４を用いて、相隣接する梁３ａ、梁３ｂをボルト接合する。高力ボルト２４は梁３ａ、梁３ｂ、補強用形鋼８を摩擦接合し、一体の剛性梁となる。

本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
補強用形鋼８のウェブ９を隣接する第一建物ユニット１ａ、第二建物ユニット１ｂの相隣接する梁３ａ、梁３ｂにボルト接合することで、梁が合成され、断面２次モーメントが大きくなるため梁の断面性能が向上し、優れた補強効果を得ることができる。したがって、梁のたわみ等を防止することができる。

また、後に据付する第二建物ユニット１ｂ側には補強用形鋼８の上部にフランジがないので、据付する第二建物ユニット１ｂは通常の据付と同様に上方から真下に降下させて据付することができ、施工性がよい。なお、後に据付する第二建物ユニット１ｂ側であっても、据付する第二建物ユニット１ｂを真下に降下させて据付することができる程度の突出であれば、補強用形鋼８の第二建物ユニット１ｂ側上部にフランジが設けられていても支障がない。

また、一般に、非対称な断面の梁を、それぞれの部品ごとに溶接して製造した場合は、溶接歪により梁の曲がりや反りなどの変形が出やすいが、Ｃ形鋼１５とＬ形鋼１６を組合せて補強用形鋼を構成することにより、溶接歪が出にくくなり、精度のよい補強用形鋼を製造することができる。また、汎用のＣ形、Ｌ形の形鋼を使用して汎用の手段で補強用形鋼を構成できるため、容易で安価に製造することができる。

また、図９に示すようなモーメント力の大きくなる中央部に集中して補強用形鋼８を設けることで、梁補強用形鋼８の長手方向の長さを短くでき効率的に梁の補強を行うことができる。また、短くできることより梁補強用形鋼８自身の自重も小さくでき、梁３ａ、３ｂへの負担も少ないものとすることができる。
なお、補強する建物ユニットの上方に、補強する建物ユニットより長い梁の建物ユニットや短い梁の建物ユニットを載せるなどの、梁の長さが異なる建物ユニットを上方に載せる場合は、モーメント力の大きくなる位置が、同じ長さの建物ユニットを上方に載せる場合とは異なるため、その影響を考慮した位置に補強用形鋼を微調整することが好ましい。
また、梁の長さが異なる建物ユニット同士を隣接させる場合では、短い梁の建物ユニットの梁を基準に、長手方向の長さの略半分で、且つ長手方向の中央部付近に設けることが好ましい。

また、本実施例で使用した補強用形鋼８に変わって、図１０のような補強用形鋼２０８を使用してもよい。補強用形鋼２０８は上部に設けられたフランジ２１３が、下部に設けられたフランジ２１１の短手方向の長さの略半分の長さとし、且つ上部に設けられたフランジ２１３が鋼板をニ重とした構成になっている。そして、上部に設けられたフランジ２１３が鋼板を二重となる構成としては、建物ユニット１ａの梁３ａの外側方向にもう１枚の鋼板を添設するものとなっている。また、鋼板を二重にする範囲は、上部のフランジ２１３の先端からウェブ９の上部の一部分に至るように設けられたものとなっており、二重となる部分を大きくすることで、断面２次モーメントを大きくする作用を有している。

この構造用形鋼２０８を使用すると、補強強度を維持したままフランジ長さを短くすることができ、梁３ａの上方の床板２７に間仕切４１を建てる際の補強用木桟４２等を、梁３ａ上に配置できるなど、補強用形鋼により補強した状態で、床上に設ける間仕切の設置位置などの自由度を増すことができる。

なお、本実施例では下階建物ユニットの床梁に補強を行った場合について説明を行ったが、本発明の梁補強構造は、下階建物ユニットの天井梁、上階建物ユニットの床梁、天井梁の補強にも適用することできる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれるのは勿論である。

施工性の良好な、ユニット建物の梁補強構造として有効である。

（ａ）本発明のユニット建物の梁補強構造の断面説明図である。 （ｂ）本発明のユニット建物の梁補強構造の設置方法の説明図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の断面詳細図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設けた相隣接する梁部分の平面図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設けた相隣接する梁部分の立面図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の設置方法の説明図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の設置方法の説明図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造を設置したユニット建物の断面模式図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の設置方法の平面模式図である。 一般梁部分でのモーメント図である。 本発明の実施例のユニット建物の梁補強構造の変形図である。 本発明の実施例の建物ユニット１の模式図

符号の説明

１ 建物ユニット
２ 柱
３ 床梁
４ 天井梁
５ ジョイントピース
６ ユニット建物
７ 地下室ユニット
８ 補強用形鋼
９ ウェブ
１０ フランジ
１１ フランジ
１２ フランジ
１３ 梁ウェブ
１４ 高力ボルト
１５ Ｃ形鋼
１６ Ｌ形鋼
１８ ベタ基礎
１９ 柱型基礎
２０ 仮ボルト
２１ スペーサー
２２ ボルト接合用貫通孔
２３ 仮ボルト用貫通孔
２４ ナット
２５ 床小梁
２６ 床根太
２７ 床板
４１ 間仕切
４２ 補強木桟

Claims (7)

1. 複数個の建物ユニットが隣接して構成されるユニット建物の梁補強構造であって、隣接する第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の間にウェブとフランジで構成された補強用形鋼が設けられ、前記補強用形鋼のウェブの第一建物ユニット側には上部及び下部にフランジが設けられ、第二建物ユニット側には下部にフランジが設けられ、
   前記補強用形鋼が第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁に添設され、前記補強用形鋼のウェブが第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁にボルト接合してなることを特徴とするユニット建物の梁補強構造。
2. 前記補強用形鋼はＣ形鋼とＬ形鋼とが接合された構成になっており、Ｃ形鋼のフランジ側が第一建物ユニットに向けて配置され、Ｌ形鋼のフランジ側が第二建物ユニットに向けて配置され、Ｃ形鋼の下側のフランジとＬ形鋼のフランジとが略同一平面上となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のユニット建物の梁補強構造。
3. 前記補強用形鋼の長手方向の長さが、第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の長手方向の長さの略半分以下となっており、かつ第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁の長手方向の中央部付近に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユニット建物の梁補強構造。
4. 前記補強用形鋼の上部に設けられたフランジの短手方向の長さが、下部に設けられたフランジの短手方向の長さの略半分の長さとなっており、且つ上部に設けられたフランジが鋼板を二重とした構成になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のユニット建物の梁補強構造。
5. まず前記第一建物ユニットを据付し、第一建物ユニットの梁に、前記補強用形鋼の上部及び下部の両方にフランジを有するウェブ面を向けて仮止めし、その後、補強用形鋼の下部にフランジを有するウェブ面側に第二建物ユニットを据付し、前記補強用形鋼のウェブを第一建物ユニットと第二建物ユニットの相隣接する梁にボルト接合することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のユニット建物の梁補強構造の施工方法。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の梁補強構造を有するユニット建物。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の梁補強構造の下方に地下室が設けられていることを特徴とする地下室付きユニット建物。

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