JP5001685B2 - ユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、地震時の揺れを減衰手段が減衰するユニット建物に関する。

制震接合構造としては、下部柱脚部と上部柱脚部とをスプライスプレートで接合すると共に、スプライスプレートの塑性化部分に座屈拘束部材を取り付けて、スプライスプレートの塑性化部分の座屈を座屈拘束部材が拘束するものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この制震接合構造では、地震時の揺れを減衰する減衰手段が、上述の如くスプライスプレートの塑性化部分の座屈を座屈拘束部材が拘束する構造であるため、減衰手段の構造が複雑である。
特開２００５−２１３９６４公報

本発明は、上記事実を考慮し、減衰手段の構造を簡単にできるユニット建物を得ることが目的である。

請求項１に記載のユニット建物は、建物ユニットに設けられた柱が複数集合して形成された柱集合部と、前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部が複数集合して形成された角集合部と、前記柱集合部と前記角集合部とを接合し、地震時の揺れを減衰する所定数の減衰手段と、を備えている。

請求項２に記載のユニット建物は、建物ユニットに設けられた柱と、前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部と、前記柱と前記角部とを接合し、地震時の揺れを減衰する減衰手段と、を備え、前記柱が複数集合して形成された柱集合部の前記柱同士及び前記角部が複数集合して形成された角集合部の前記角部同士の少なくとも一方を結合している。

請求項３に記載のユニット建物は、建物ユニットに設けられた柱と、前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部と、建物の水平面上の重心位置に最も近い前記柱と前記角部とを接合し、地震時の揺れを減衰する減衰手段と、を備えている。

請求項４に記載のユニット建物は、請求項２又は請求項３に記載のユニット建物において、前記柱が複数集合して形成された柱集合部と、前記角部が複数集合して形成された角集合部と、を所定数の前記減衰手段を介して接合した、ことを特徴としている。

請求項５に記載のユニット建物は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のユニット建物において、前記角部又は角集合部に柱状の仕口を所定数設けた、ことを特徴としている。

請求項１に記載のユニット建物では、建物ユニットに柱及び角部が設けられており、柱の上側及び下側の少なくとも一方に角部が配置されている。

ここで、地震時のユニット建物の揺れを減衰する減衰手段が、柱と角部とを接合している。このため、減衰手段の構造を簡単にすることができる。
さらに、柱が複数集合して柱集合部が形成されると共に、角部が複数集合して角集合部が形成されており、柱集合部と角集合部とが所定数の減衰手段を介して接合されている。このため、減衰手段の数を少なくすることを可能にできる。

請求項２に記載のユニット建物では、建物ユニットに柱及び角部が設けられており、柱の上側及び下側の少なくとも一方に角部が配置されている。
ここで、地震時のユニット建物の揺れを減衰する減衰手段が、柱と角部とを接合している。このため、減衰手段の構造を簡単にすることができる。
さらに、柱が複数集合して形成された柱集合部の柱同士及び角部が複数集合して形成された角集合部の角部同士の少なくとも一方が結合されている。このため、柱集合部及び角集合部の少なくとも一方の剛性を高くでき、地震時のユニット建物の揺れを減衰手段が効果的に減衰することができる。

請求項３に記載のユニット建物では、建物ユニットに柱及び角部が設けられており、柱の上側及び下側の少なくとも一方に角部が配置されている。
ここで、地震時のユニット建物の揺れを減衰する減衰手段が、柱と角部とを接合している。このため、減衰手段の構造を簡単にすることができる。
さらに、建物の水平面上の重心位置に最も近い柱と角部とが、減衰手段を介して接合されている。このため、地震時のユニット建物の揺れを減衰手段が効果的に減衰することができる。

請求項４に記載のユニット建物では、柱が複数集合して柱集合部が形成されると共に、角部が複数集合して角集合部が形成されており、柱集合部と角集合部とが所定数の減衰手段を介して接合されている。このため、減衰手段の数を少なくすることを可能にできる。

請求項５に記載のユニット建物では、角部又は角集合部に柱状の仕口が所定数設けられている。このため、角部又は角集合部を補強する必要をなくすことができる。

図１には、本発明の実施の形態に係るユニット建物１０が斜め上方から見た斜視図にて示されており、図２には、ユニット建物１０の主要部が側面図にて示されている。

本実施の形態に係るユニット建物１０は、下端を基礎１２に剛結合されており、基礎１２は水平に配置されている。

ユニット建物１０は、ユニット工法によって構成されて、予め工場内でユニット化された複数の建物ユニット１４が結合されており、建物ユニット１４は、直方体状の箱型ユニットとされている。複数の建物ユニット１４は、水平方向において結合されるのみならず、上下方向においても結合されており、これにより、ユニット建物１０は、複数階建てにされている。また、ユニット建物１０の上端部には、屋根（図示省略）が設けられている。

建物ユニット１４の下端には、溝型鋼で開断面状に構成された梁としての床大梁１６（床梁）が矩形枠状に配置されており、建物ユニット１４の上端には、溝型鋼で開断面状に構成された梁としての天井大梁１８（天井梁）が矩形枠状に配置されている。建物ユニット１４の角部には、鋼管で構成された短柱状かつ閉断面状の梁を構成する仕口２０が配置されており、仕口２０には、床大梁１６の端部又は天井大梁１８の端部が接合されている。建物ユニット１４の下端の仕口２０と建物ユニット１４の上端の仕口２０とは、鋼管で構成された長柱状かつ閉断面状の柱２２によって上下方向に接合されており、柱２２の水平断面は仕口２０の水平断面とほぼ同様の形状及び大きさにされている。

建物ユニット１４の床大梁１６の上フランジ側には、略矩形板状の床板（図示省略）が床小梁（図示省略）を介して固定されると共に、建物ユニット１４の天井大梁１８の下フランジ側には、略矩形板状の天井板２４が天井小梁（図示省略）を介して固定されている。

水平方向において隣設された複数（２個乃至４個）の仕口２０及び当該複数の仕口２０と上下方向において隣設された複数（２個乃至４個）の仕口２０は、結合手段としての平板状の結合板２６（ドッキングプレート）を介して結合されており、これにより、上述の如く複数の建物ユニット１４が水平方向及び上下方向において結合されている。

ユニット建物１０には、下階（本実施の形態では１階）において、建物ユニット１４における複数（本実施の形態では４本）の柱２２が集合されて、柱結合部としての柱集合部２８が形成されると共に、建物ユニット１４の上端における複数（本実施の形態では４本）の仕口２０が集合されて、角集合部としての天井側の仕口集合部３０が形成されている。

図５（Ａ）に詳細に示す如く、柱集合部２８の各側面には、上下方向中間部において、補強手段としての矩形板状の柱補強部材３２が設けられており、柱補強部材３２が、柱集合部２８の各側面における各柱２２に、ボルト、ビス、釘、構造用接着剤又は現場溶接等の設置手段３４（図２参照）によって設置（接合）されて、柱集合部２８の各側面における各柱２２が連結（結合）されることで、柱集合部２８の剛性が高められている（柱集合部２８が補強されている）。なお、柱集合部２８の側面への柱補強部材３２及び設置手段３４の設置位置は、柱集合部２８の側面における上下方向の複数箇所に設けてもよく、また、柱集合部２８の側面における上下方向全体に設けてもよい。

柱集合部２８の上端と仕口集合部３０の下端との間には、減衰手段としての減衰装置３６が設けられている。減衰装置３６は、設置されるユニット建物１０の階の上下方向中央よりも上側のユニット建物１０の部分（屋根を含む）の重量（ユニット建物１０の自重及びユニット建物１０への積載荷重）についての水平面上の重心位置（当該重心位置に最も近い位置であればよい）に設置される。

図２、図３（Ａ）及び図４に示す如く、減衰装置３６の上端及び下端には、矩形板状のプレート部材３８が設けられており、下側のプレート部材３８が柱集合部２８の各柱２２の上端板２２Ａ（ダイヤフラム）に結合されると共に、上側のプレート部材３８が仕口集合部３０の各仕口２０の下端板２０Ａ（ダイヤフラム）に結合されることで、減衰装置３６が、柱集合部２８と仕口集合部３０とに取り付けられて、柱集合部２８と仕口集合部３０とを接合している。

具体的には、例えば図４に示す如く、柱集合部２８の各柱２２の上端板２２Ａ及び仕口集合部３０の各仕口２０の下端板２０Ａには、タップ４０（ウェルドナットでもよい）が設けられており、各タップ４０へのボルト（図示省略）の締結によって、各プレート部材３８が、柱集合部２８の各柱２２の上端板２２Ａ及び仕口集合部３０の各仕口２０の下端板２０Ａに結合されている。また、各プレート部材３８は、柱集合部２８の各柱２２及び仕口集合部３０の各仕口２０を有する複数の建物ユニット１４を、水平方向において結合している。

一対のプレート部材３８間には、吸収手段としての円柱状の高減衰ゴム４２（図３（Ａ）及び図４参照）が設けられており、高減衰ゴム４２は、各プレート部材３８に固定されると共に、積層構造にされている。高減衰ゴム４２は、弾性を有しており、高減衰ゴム４２は、地震時のユニット建物１０の揺れ（震動）を吸収して減衰する。また、高減衰ゴム４２は、ユニット建物１０の上下方向における荷重を負担可能にされている。

下側のプレート部材３８には、被覆部材としての矩形筒状のカバー４４の上端が固定されており、カバー４４は、下側のプレート部材３８及び柱集合部２８の周方向全体を被覆している。

カバー４４の上端には、隠蔽部材としての帯板状の周り縁４６の下端が固定されており、周り縁４６は、カバー４４の上端から天井板２４側（上側）へ延伸されて、高減衰ゴム４２を隠蔽している。周り縁４６の上端は、天井板２４に対し縁切りされており（天井板２４に固定されておらず、また、天井板２４との間に隙があってもよい）、これにより、図６に示す如く、地震時に高減衰ゴム４２が水平方向へ弾性変形することによる柱集合部２８に対する天井板２４の水平方向への相対移動が許可される。また、周り縁４６と高減衰ゴム４２との間の水平方向におけるクリアランスＬ（図２参照）は、地震時に想定される高減衰ゴム４２が水平方向へ弾性変形することによる柱集合部２８に対する天井板２４の水平方向への最大相対移動距離以上に設定されている。

柱集合部２８の各柱２２及び仕口集合部３０の各仕口２０を有する複数の建物ユニット１４が搬送される際、及び、当該複数の建物ユニット１４が据え付けられる際には、当該複数の建物ユニット１４が結合される前で、柱集合部２８と仕口集合部３０との間に減衰装置３６を設けていないため、当該柱２２と当該仕口２０との間には仮柱（図示省略）が設置（嵌合）される。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成のユニット建物１０では、建物ユニット１４の柱２２と仕口２０とが、減衰装置３６を介して接合されている。このため、減衰装置３６を一対のプレート部材３８間に高減衰ゴム４２を配置した構造にすることができ、減衰装置３６の構造を簡単にすることができる。

また、柱２２が複数集合して形成された柱集合部２８と、仕口２０が複数集合して形成された仕口集合部３０と、が減衰装置３６を介して接合されている。このため、減衰装置３６の数を少なくする（本実施の形態では１つにする）ことができ、コストを低減することができる。

さらに、減衰装置３６が閉断面にされた仕口２０に設けられている。このため、減衰装置３６が開断面にされた天井大梁１８に設けられる場合と異なり、天井大梁１８を補強する必要をなくすことができる。

また、柱集合部２８の複数の柱２２が、上端において減衰装置３６の下側のプレート部材３８によって結合されると共に、上下方向中間部において複数の柱補強部材３２によって結合されている。さらに、仕口集合部３０の複数の仕口２０が、上端において結合板２６によって結合されると共に、下端において減衰装置３６の上側のプレート部材３８によって結合されている。このため、減衰装置３６の下側における柱集合部２８の剛性を高くできると共に、減衰装置３６の上側における仕口集合部３０の剛性を高くでき、地震時のユニット建物１０の揺れを減衰装置３６が効果的に減衰することができる。

さらに、減衰装置３６が、設置されるユニット建物１０の階の上下方向中央よりも上側のユニット建物１０の部分（屋根を含む）の重量についての水平面上の重心位置に設置されている。このため、地震時のユニット建物１０の揺れを減衰装置３６が一層効果的に減衰することができる。

また、減衰装置３６の高減衰ゴム４２が、円柱状にされている。このため、ユニット建物１０の水平方向の全方向における揺れを高減衰ゴム４２が同等に減衰することができる。

さらに、柱集合部２８の周囲のカバー４４に取り付けられた周り縁４６の上端が天井板２４に対し縁切りされている。このため、地震時に高減衰ゴム４２が水平方向へ弾性変形することによる柱集合部２８に対する天井板２４の水平方向への相対移動が許可されて、周り縁４６による天井板２４の損傷を防止することができる。

また、周り縁４６と高減衰ゴム４２との間の水平方向におけるクリアランスＬが、地震時に想定される高減衰ゴム４２が水平方向へ弾性変形することによる柱集合部２８に対する天井板２４の水平方向への最大相対移動距離以上に設定されている。このため、高減衰ゴム４２の水平方向への弾性変形を周り縁４６が阻害することを防止できる。

しかも、仮に地震時に想定以上に高減衰ゴム４２が水平方向へ弾性変形して高減衰ゴム４２が周り縁４６に当接しても、周り縁４６がカバー４４から容易に離脱することができ、これにより、高減衰ゴム４２の水平方向への弾性変形を周り縁４６が阻害することを抑制できる。また、カバー４４から離脱した周り縁４６はカバー４４に簡易な補修で取り付けることができるため、容易に復旧することができる。

なお、本実施の形態では、高減衰ゴム４２を円柱状にした構成としたが、図３（Ｂ）に示す如く、高減衰ゴム４２を矩形柱状にした構成としてもよい。この場合でも、ユニット建物１０の水平方向の全方向における揺れを高減衰ゴム４２が略同等に減衰することができる。

また、本実施の形態では、柱集合部２８と仕口集合部３０とを１つの減衰装置３６を介して接合した構成としたが、柱集合部２８と仕口集合部３０とを複数の減衰装置３６を介して接合した構成（例えば柱集合部２８の各柱２２と仕口集合部３０の各仕口２０とを合計４つの減衰装置３６を介して接合した構成）としてもよい。

さらに、本実施の形態では、仕口集合部３０を４つの仕口２０によって構成したが、仕口集合部３０は所定数の仕口２０によって構成すればよい。例えば、仕口集合部３０を１つの仕口２０によって構成する場合には、当該仕口２０に柱集合部２８を構成する複数の柱２２が減衰装置３６を介して接合される。

また、本実施の形態では、図５（Ａ）に示す如く、所定数組（１組４つ）の柱補強部材３２によって柱集合部２８の剛性を高めた構成としたが、図５（Ｂ）又は図５（Ｃ）に示す構成としてもよい。

図５（Ｂ）に示す構成では、補強手段としての所定数組（１組２つずつ）の被覆部材４８及び接合部材５０によって柱集合部２８の剛性が高められる。具体的には、一対の被覆部材４８がそれぞれ断面Ｕ字形板状にされて柱集合部２８の周囲を取り囲んでおり、一対の被覆部材４８の隣り合う各側壁に矩形板状の接合部材５０が設置手段３４によって設置（接合）されて、一対の被覆部材４８が連結（結合）されることで、柱集合部２８の周囲から柱集合部２８の各柱２２が締め付けられて、柱集合部２８の剛性が高められている。また、柱集合部２８への被覆部材４８、接合部材５０及び設置手段３４の設置位置は、柱集合部２８の上下方向中間部に設ける他、柱集合部２８の上下方向の複数箇所に設けてもよく、また、柱集合部２８の上下方向全体に設けてもよい。

図５（Ｃ）に示す構成では、補強手段としての所定数の締付部材５２によって柱集合部２８の剛性が高められる。具体的には、締付部材５２では、板状又は棒状の４つの接続部５４の基端が結合されて４つの接続部５４が平面視十字形状にされており、各接続部５４の先端には、板状の締付板５６が結合されている。締付部材５２の各接続部５４は柱集合部２８の各柱２２間に挿入されており、各締付板５６が柱集合部２８の各側面における各柱２２に設置手段３４によって設置（接合）されて、柱集合部２８の各側面における各柱２２が連結（結合）されると共に、柱集合部２８の周囲から柱集合部２８の各柱２２が締め付けられることで、柱集合部２８の剛性が高められている。また、柱集合部２８への締付部材５２及び設置手段３４の設置位置は、柱集合部２８の上下方向中間部に設ける他、柱集合部２８の上下方向の複数箇所に設けてもよく、また、柱集合部２８の上下方向全体に設けてもよい。

さらに、本実施の形態では、ユニット建物１０の１つの階に減衰装置３６を設置した構成としたが、ユニット建物１０の複数の階に減衰装置３６を設置した構成としてもよい。この場合、最も上階に設置される減衰装置３６は、設置されるユニット建物１０の階の上下方向中央よりも上側のユニット建物１０の部分（屋根を含む）の重量（ユニット建物１０の自重及びユニット建物１０への積載荷重）についての水平面上の重心位置（当該重心位置に最も近い位置であればよい）に設置される。さらに、他の階に設置される減衰装置３６は、設置されるユニット建物１０の階の上下方向中央から、当該階よりも上階で最初に減衰装置３６が設置されるユニット建物１０の階の上下方向中央までのユニット建物１０の部分の重量（ユニット建物１０の自重及びユニット建物１０への積載荷重）についての水平面上の重心位置（当該重心位置に最も近い位置であればよい）に設置される。

本発明の実施の形態に係るユニット建物を示す斜め上方から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係るユニット建物の主要部を示す側面図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るユニット建物における高減衰ゴムを示す平面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るユニット建物における高減衰ゴムの別例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るユニット建物における仕口集合部及び減衰装置を示す斜め下方から見た分解斜視図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るユニット建物における柱集合部補強構造を示す平面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るユニット建物における柱集合部補強構造の別例を示す平面図であり、（Ｃ）は、本発明の実施の形態に係るユニット建物における柱集合部補強構造の他の別例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るユニット建物の主要部の地震時を示す側面図である。

符号の説明

１０ ユニット建物
１４ 建物ユニット
１６ 床大梁
１８ 天井大梁
２０ 仕口（角部）
２２ 柱
２８ 柱集合部
３０ 仕口集合部（角集合部）
３６ 減衰装置（減衰手段）

Claims (5)

1. 建物ユニットに設けられた柱が複数集合して形成された柱集合部と、
   前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部が複数集合して形成された角集合部と、
   前記柱集合部と前記角集合部とを接合し、地震時の揺れを減衰する所定数の減衰手段と、
   を備えたユニット建物。
2. 建物ユニットに設けられた柱と、
   前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部と、
   前記柱と前記角部とを接合し、地震時の揺れを減衰する減衰手段と、
   を備え、
   前記柱が複数集合して形成された柱集合部の前記柱同士及び前記角部が複数集合して形成された角集合部の前記角部同士の少なくとも一方を結合したユニット建物。
3. 建物ユニットに設けられた柱と、
   前記建物ユニットに設けられ、前記柱の上側及び下側の少なくとも一方に配置された角部と、
   建物の水平面上の重心位置に最も近い前記柱と前記角部とを接合し、地震時の揺れを減衰する減衰手段と、
   を備えたユニット建物。
4. 前記柱が複数集合して形成された柱集合部と、前記角部が複数集合して形成された角集合部と、を所定数の前記減衰手段を介して接合した、ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のユニット建物。
5. 前記角部又は角集合部に柱状の仕口を所定数設けた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のユニット建物。

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