JP5358203B2 - 建物ユニットの固定構造、及びユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、ユニット建物を構成する建物ユニットの基礎への固定構造に係り、特に、建物ユニットを基礎へ強固に固定できる固定構造と、この固定構造を用いてフレーム耐力を強化したユニット建物に関する。

従来、この種の建物ユニットの固定構造としては、下部を基礎に埋設させ且つ上部を基礎の上端面から突出させたアンカーボルトが設けられ、基礎の上端面上に載置された建物ユニットの床梁のボルト挿通孔にアンカーボルトの上部が挿通され、ボルト挿通孔の内面とアンカーボルトとの間の間隙にグラウト剤が充填されていると共に、アンカーボルトの上部の床梁から突出する部分にナットを螺着して締付けることにより、床梁を基礎上に接合固定している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３１６４７８号公報

ところで、前記構造の建物ユニット３１は、図９に示されるように、基礎３２上に載置され、柱材３３と下梁３４とは補強プレート３５を介して溶接され、この溶接部を貫通するアンカーボルト３６にナット３７を螺合させて基礎３２に固定されている。このように建物ユニット３１は、基礎３２から立ち上げたアンカーボルト３６に固定される際、建物ユニットを構成する四隅の柱材３３の下端部をアンカー固定せず、柱材より距離Ｌだけずらした位置でアンカー固定している。すなわち、立ち上げたアンカーボルト３６と柱材３３とを結合することができないため、柱材の中心から距離Ｌだけ離れた位置でアンカー固定している。このため、地震力や強風等の風圧力により建物ユニットに水平方向の外力Ｆ１が加わると、柱材の中心とアンカーボルトの中心とがずれているため、柱材を浮き上がらせる力Ｆ２が加わり、建物ユニットのフレーム耐力が低下する恐れがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、建物ユニットに地震力や風圧力等の外力が作用しても、建物ユニットを構成する柱材の浮き上がる力の発生を小さくして、フレーム耐力を向上させることができる建物ユニットの固定構造と、この固定構造を用いることで建物ユニットを基礎に強固に固定したユニット建物を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る建物ユニットの固定構造は、ユニット建物を構成する直方体状の建物ユニットを基礎に固定する構造であって、前記建物ユニットは、互いに平行な４本の柱材と、該柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁と、前記柱材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁とから直方体状に構成されるとともに、前記柱材と前記上梁及び下梁との接合部に補強部材が接合され、前記柱材は、その下端部に溶接されたエンドプレートが前記基礎にアンカー固定されるとともに、前記補強部材が前記基礎にアンカーボルトで固定されることを特徴としている。

本発明に係る建物ユニットの他の態様としては、ユニット建物を構成する建物ユニットを基礎に固定する構造であって、前記建物ユニットは、互いに平行な４本の柱材と、該柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁と、前記柱材の下端部を水平方向に連結する２本乃至３本の下梁とから構成されるとともに、前記柱材と前記上梁及び下梁との接合部に補強部材が接合され、前記柱材は、その下端部に溶接されたエンドプレートが前記基礎にアンカー固定されるとともに、前記補強部材が前記基礎にアンカーボルトで固定されることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の建物ユニットの固定構造では、建物ユニットを構成する４本の柱材の下端部が基礎にアンカー固定されているため、この建物ユニットで構成されたユニット建物に地震力や風圧力が作用しても柱材に加わる浮き上がり力を小さくでき、フレームの変形を防止して地震や強風に強いユニット建物とすることができる。４本全ての柱材の下端部が基礎にアンカー固定されても、１〜３本の柱材の下端部が基礎にアンカー固定されてもよい。

また、本発明に係る建物ユニットの固定構造の好ましい具体的な態様としては、前記補強部材は、上面板部、鉛直板部、及び下面板部から構成され、前記下面板部と前記基礎がアンカーボルトで固定されることを特徴としている。さらに、前記柱材は、その下端部に溶接された前記エンドプレートにナットが固着されており、該ナットにねじ込まれ該柱材から鉛直方向下方に突出するアンカー部材を前記基礎に形成したアンカー穴に挿入し、充填材で固定することを特徴としている。このように構成された建物ユニットの固定構造では、柱材の下端部に溶接されたエンドプレートに固着されたナットに鉛直方向にアンカー部材をねじ込んで固定して鉛直方向に突出させ、このアンカー部材を基礎の上面に形成したアンカー穴に挿入し、無収縮グラウト等の充填材を注入してアンカー部材を固定するため、建物ユニットに外力が作用しても建物ユニットの変形を防止でき、建物ユニットのフレーム耐力を向上させることができる。

さらに、本発明に係る建物ユニットの固定構造では、前記建物ユニットは、前記柱材と上梁及び下梁との接合部に補強部材が接合されており、前記柱材は、その下端部に溶接されたエンドプレートが基礎にアンカー固定されるとともに、前記補強部材が前記基礎にアンカーボルトで固定されるため、基礎と建物ユニットとの結合強度が向上して、建物ユニットのフレーム強度が向上される。

本発明に係るユニット建物は、前記のいずれかに記載の建物ユニットの固定構造を用いて前記建物ユニットを前記基礎に固定したことを特徴としている。このように構成されたユニット建物では、建物ユニットの４本の平行な柱材の下端部が基礎に直接アンカー固定されているため、建物ユニットに外力が作用しても柱材に加わる浮き上がらせ力を小さくでき、ユニット建物の変形を防止できるため、地震や強風の際の居住性を高めることができる。

本発明の建物ユニットの固定構造は、建物ユニットを構成する柱材の下端部を基礎にアンカー固定することにより、建物ユニットに外力が作用しても柱材を浮き上がらせる力を小さくすることができ、建物ユニットの変形を小さくできるため、ユニット建物を構成する建物ユニットのフレーム耐力を向上させることができ、ユニット建物の居住性を高めることができる。

本発明に係る建物ユニットの固定構造の一実施形態で固定される建物ユニットの斜視図。 図１の建物ユニットと基礎との分解した状態を示す要部斜視図。 図１の建物ユニットを基礎上に載置固定した状態の要部平面図。 図１の建物ユニットの固定構造を示す模式図。 図３のＡ部の要部断面図。 本発明に係る建物ユニットの固定構造の他の実施形態を示す建物ユニットの斜視図。 図６の建物ユニットを基礎上に載置した状態の要部平面図。 図６の建物ユニットの固定構造を示す模式図。 従来の建物ユニットと基礎との固定構造を示す要部断面図。

以下、本発明に係る建物ユニットの固定構造の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る建物ユニットの固定構造で使用する建物ユニットの概略斜視図、図２は、図１の建物ユニットを基礎に固定する構成の分解した状態を示す要部斜視図、図３は、図１の建物ユニットを基礎に固定した状態を示す要部平面図、図４は、図１の建物ユニットの固定構造を示す模式図、図５は図３のＡ部の要部断面図である。

図１〜５において、建物ユニット１は、鋼製の構造材を溶接で直方体状に接合して形成したボックスラーメン構造のものであり、角柱からなる互いに平行な４本の柱材２，２…と、この柱材の下端部を水平方向に連結する長辺方向（Ｘ方向）の下梁（床梁）３，３と、短辺方向（Ｙ方向）の下梁（床梁）４，４と、４本の柱材２，２…の上端部を水平方向に連結する長辺方向の上梁（天井梁）５，５と、短辺方向の上梁（天井梁）６，６とから直方体状に形成される。そして、建物ユニット１には、床根太７，７…が下梁３，３間に所定間隔で架設され、天井根太８，８…が上梁５，５間に所定間隔で架設されている。

各柱材と各梁材とはコーナー部に補強プレート９，９…を介在させて溶接され、建物ユニット１の剛性を高めている。すなわち、柱材２には、鋼製で鉛直方向の断面形状が略コ字状で上面板部、鉛直板部、及び下面板部から構成され、上面板部と下面板部とが先端に向けて先細となる補強プレート９が溶接等で固着されている。前記の下梁や上梁等の梁材は、同様に断面形状が略コ字状をしており、この補強プレート９の略コ字状の内面に接するように嵌合され、補強プレート９と各梁材とが溶接で固着される構成となっている。このように、建物ユニット１は柱材と梁材とが補強プレート９，９…を介して接合されることで頑強なボックスラーメン構造となっている。

この建物ユニット１は、四隅の柱材２，２…は断面がロ字状の角柱で構成され、角柱の上下にエンドプレート１０，１０が溶接されている。柱材の上下のエンドプレートには鉛直方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔の内部にナット１１，１１が溶接されており、ナットのねじ孔は鉛直方向に貫通している。上部のナットにはアイボルト（図示せず）が螺合され、４本の柱材２，２…の上部に固定されたアイボルトを用いて建物ユニット１をクレーン等で吊上げ、運搬や現場での設置を行う構成となっている。

柱材２，２…の下端のエンドプレート１０内に固着されたナット１１には、柱材を基礎にアンカー固定するためのアンカー部材１５が螺合される。このアンカー部材１５は例えば鉄筋コンクリートを形成する鉄筋を所定長に切断し、一端部にねじ切りを行い、柱材２の下端部のナット１１に螺合させて柱材の下方に鉛直方向に突出させる構成である。なお、アンカー部材は長ボルトを所定長に切断したものでもよい。

この建物ユニット１は、基礎２０上に載置固定され、複数の建物ユニット１を並置、あるいは積み重ねてユニット建物が構成される。基礎２０には、このアンカー部材１５が挿入されるアンカー穴２１が形成されている。アンカー穴２１は基礎コンクリートを打設後にドリル等で形成してもよく、打設時にシース管を埋め込んで形成してもよい。アンカー穴２１の直径はアンカー部材１５の直径より十分大きく設定され、その深さもアンカー部材１５の長さより十分大きく設定されている。アンカー部材１５は基礎２０のアンカー穴２１に挿入され、無収縮グラウトやモルタル等の充填材２２で基礎２０に固定される構成となっている。

建物ユニット１には、このユニットを基礎２０に埋め込まれたアンカーボルト２５で固定するため、アンカーボルトが挿入される貫通孔１２が形成されている。この貫通孔は補強プレート９と下梁３，４を貫通して形成されている。このように、基礎２０から突出するアンカーボルト２５が挿入される貫通孔１２は補強プレート９の下面板部と下梁４の下方リブの２枚の鋼材を貫通する構成であり、２枚の鋼板を貫通してナット２６で固定するため、建物ユニット１の基礎２０との固定は頑強に行うことができる構成となっている。アンカーボルト２５は基礎２０のＸ方向、及びＹ方向に沿って補強プレート９，９…を貫通する位置に設定されている。本実施の形態では、アンカーボルト２５は基礎２０のＹ方向、すなわち建物ユニット１の短辺方向に沿って埋設され、ナット２６で固定される構成となっている。

前記の如く構成された本実施形態の建物ユニットの固定構造の動作について以下に説明する。ユニット建物の構築に際し、建築現場に形成された基礎２０上に建物ユニット１を載置固定する。基礎２０には複数のアンカーボルト２５，２５…が埋め込まれ、基礎の上面から鉛直方向上方に突出している。また、基礎２０には、建物ユニット１の柱材２，２…が載置される部位にアンカー穴２１，２１…が凹んで形成されている。

建物ユニット１はクレーン等により四隅の柱材２，２…の上端に固定されたアイボルトにより吊上げられた状態で、柱材２，２…の下端のナット１１にアンカー部材１５をねじ込んで下方に突出した状態とする。次いで、基礎２０のアンカー穴２１に充填材２２として無収縮グラウトを注入し、充填材２２が固化する前に建物ユニット１を降下させ、アンカー部材１５を充填材の注入されたアンカー穴２１に挿入し、建物ユニット１を基礎２０上に載置する。建物ユニット１が基礎上に載置されると基礎２０から突出しているアンカーボルト２５は補強プレート９と下梁４とを貫通する貫通孔１２に挿入された状態となる。このあと、アンカーボルト２５に座金をはめ込み、ナット２６をねじ込んで建物ユニット１を基礎２０に固定する。

この状態で、アンカー穴２１に注入された充填材２２が固化すると、建物ユニット１は四隅の柱材２の下端がアンカー部材１５を介して基礎２０にアンカー固定されるとともに、柱材２からＹ方向に延出する補強プレート９と下梁４との接合部分がアンカーボルト２５及びナット２６で固定される。なお、柱材２からＸ方向に延出する補強プレート９と下梁３との接合部分も同様にアンカーボルトで固定するように構成してもよい。

このように建物ユニット１は、柱材２，２…の下端部がアンカー部材１５を介して固定されるとともに、柱材に近接するＹ方向の下梁部分、すなわち、補強プレート９と下梁３とが基礎２０に強固に固定されるため、建物ユニット１に外力が作用しても柱材に加わる浮き上がり力を小さくでき、建物ユニット１のＹ方向のフレーム耐力を向上させることができる。また、柱材２からＸ方向に延出する補強プレート９と下梁３との接合部分も同様にアンカーボルト２５で固定すれば、さらに建物ユニット１のＸ方向のフレーム耐力も向上させることができる。

このように、フレーム耐力を向上させたい方向の下梁と補強プレートを貫通するように貫通孔を形成し、この貫通孔に対応してアンカーボルト２５を基礎２０に埋設してナット２６で固定することで、所望の方向の建物ユニット１のフレーム耐力を強化することができる。Ｘ方向、Ｙ方向とも、フレーム耐力を向上させたいときは、両方向の補強プレートをアンカーボルト２５とナット２６で固定することで達成できる。

本発明の他の実施形態を図６〜８に基づき詳細に説明する。図６は本実施形態に係る建物ユニットの固定構造で使用する建物ユニットの概略斜視図、図７は、図６の建物ユニットを基礎に固定した状態を示す要部平面図、図８は、図６の建物ユニットの固定構造を示す模式図である。なお、この実施形態は前記した実施形態に対し、建物ユニットは４本の互いに平行な柱材と４本の上梁と２〜３本の下梁で構成され、ユニット建物に連結固定され車庫部に適した構成となっていることを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

この実施形態の建物ユニット１Ａは、鋼製の構造材を溶接で接合して形成したものであり、角柱からなる互いに平行な４本の柱材２，２…と、この柱材の下端部を水平方向に連結する２本の短辺方向の下梁（床梁）４，４と、４本の柱材２，２…の上端部を水平方向に連結する長辺方向の上梁（天井梁）５，５と、短辺方向の上梁（天井梁）６，６とから形成される。そして、建物ユニット１には、天井根太８，８…が上梁５，５間に所定間隔で架設されている。このように、建物ユニット１Ａは下梁が２本で形成され、下梁の無い部分から車両が内部空間に入ることができるように車両等を収容するのに適した構成となっている。

この建物ユニット１Ａは、柱材２の下端部にＸ方向及びＹ方向に補強プレート９が突出した状態で溶接等により固着され、Ｙ方向に突出している補強プレート９，９間に下梁４，４が連結固定されている。そして、基礎２０にはＸ方向に突出している補強プレート９の下部に基礎の突部２０Ａが形成されており、この突部にアンカーボルト２５が埋設固定されている。そして、アンカーボルト２５は補強プレートの下方のリブを貫通し、ナット２６が螺合されることで補強プレート９を基礎２０に固定している。

この実施形態においては、建物ユニット１ＡはＸ方向の下梁が無いため、この方向のフレーム耐力を向上させるべくＸ方向に突出している補強プレート９をアンカーボルト２５で基礎２０に固定してＸ方向を補強している。なお、Ｙ方向の補強プレート９，９…、及び下梁４，４もアンカーボルトで基礎に固定することで、Ｙ方向の建物ユニット１Ａのフレーム耐力を向上させるように構成してもよい。

この実施形態の建物ユニット１Ａは、下梁は短辺方向（Ｙ方向）の下梁４，４で構成され、長辺方向（Ｘ方向）の下梁は無い形状をしたものであるが、長辺方向の下梁を備え、短辺方向の下梁の無い形状のものでもよい。また、短辺方向の下梁４，４と長辺方向の下梁を１本備え、下梁が合計３本の形状のもの、あるいは長辺方向の２本の下梁と、短辺方向の１本の下梁の合計３本の下梁を有するもの等、適宜変更できるものである。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、直方体状の建物ユニットを構成する柱材として、断面形状が略ロ字状の角柱の例を示したが、これに限られるものでなく、断面形状が略Ｃ状の柱材や、断面形状が略Ｈ状の柱材、円柱状の柱材等、適宜用いることができる。

建物ユニットを構成する４本の柱材の全ての下端部をアンカー部材を用いて基礎にアンカー固定することが望ましいが、複数の建物ユニットを組み合わせて構築したユニット建物の外周に面する柱材のみをアンカー部材を用いてアンカー固定するように構成しても、建物ユニットのフレーム耐力を十分に強化することができる。アンカー部材は直線棒状のものに限られず、板状のものや先端を例えばＵ状に湾曲させたもの等、適宜変更することができる。さらに、建物ユニットは必要に応じてブレース材を有するものでもよい。

本発明の活用例として、建物ユニットの固定構造を用いて建物ユニットを基礎に強固に固定することができ、地震や強風による外力の影響を小さくすることができる。また、建物ユニットとして、下梁の一部を省略したユニットを基礎に固定することで、車両を収容する車庫ユニットの用途にも適用できる。

１，１Ａ：建物ユニット、２：柱材、３，４：下梁、５，６：上梁、９：補強プレート（補強部材）、１０：エンドプレート、１１：ナット、１５：アンカー部材、２０：基礎、２０Ａ：基礎の突部、２１：アンカー穴、２２：充填材、２５：アンカーボルト、２６：ナット

Claims (5)

1. ユニット建物を構成する直方体状の建物ユニットを基礎に固定する構造であって、
   前記建物ユニットは、互いに平行な４本の柱材と、該柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁と、前記柱材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁とから直方体状に構成されるとともに、前記柱材と前記上梁及び下梁との接合部に補強部材が接合され、
   前記柱材は、その下端部に溶接されたエンドプレートが前記基礎にアンカー固定されるとともに、前記補強部材が前記基礎にアンカーボルトで固定されることを特徴とする建物ユニットの固定構造。
2. ユニット建物を構成する建物ユニットを基礎に固定する構造であって、
   前記建物ユニットは、互いに平行な４本の柱材と、該柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁と、前記柱材の下端部を水平方向に連結する２本乃至３本の下梁とから構成されるとともに、前記柱材と前記上梁及び下梁との接合部に補強部材が接合され、
   前記柱材は、その下端部に溶接されたエンドプレートが前記基礎にアンカー固定されるとともに、前記補強部材が前記基礎にアンカーボルトで固定されることを特徴とする建物ユニットの固定構造。
3. 前記補強部材は、上面板部、鉛直板部、及び下面板部から構成され、前記下面板部と前記基礎がアンカーボルトで固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の建物ユニットの固定構造。
4. 前記柱材は、その下端部に溶接された前記エンドプレートにナットが固着されており、該ナットにねじ込まれ該柱材から鉛直方向下方に突出するアンカー部材を前記基礎に形成したアンカー穴に挿入し、充填材で固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建物ユニットの固定構造。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の建物ユニットの固定構造を用いて前記建物ユニットを前記基礎に固定したことを特徴とするユニット建物。

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