JP5478864B2 - 連結構造、ユニット式建物、その施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、離し置きした建物ユニット同士を連結する連結構造、ユニット式建物、その施工方法に関する。

従来、柱、梁からなる略直方体状の骨組みを備えた建物ユニットを複数並べて施工するユニット式建物がある。このユニット式建物において、隣り合う建物ユニット同士を水平方向に離して配置した離し置き部（ジョイントスペース）が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたようなユニット式建物の離し置き部においては、隣り合う建物ユニットの柱同士または天井梁同士を連結梁で連結するとともに、隣り合う建物ユニットの床面材間に渡る床面合板を架設した連結構造が一般的に採用されている。

特開２００５−２４０３５８号公報

しかし、従来のユニット式建物において、離し置きの間隔寸法としては０．５モジュール（約４５５mm）程度以下とされているため、連結梁および床面合板による水平構面の構造であっても、建物ユニット間の荷重伝達上、特に問題とならなかったのであるが、間隔寸法を拡大しようとした場合に、従来の構造では水平構面の水平剛性が不足してしまうことが懸念される。また、離し置き部の連結構造としては、建物全体の剛性および耐力を確保する上で高い剛性を有し、かつ構造の複雑化や施工の煩雑さを招かないものが望まれている。

本発明の目的は、建物ユニットを離し置きした建物における水平構面の剛性が確保できる連結構造、ユニット式建物、その施工方法を提供することである。

本発明の連結構造は、柱および梁からなる略直方体状の骨組みを有した複数の建物ユニットを互いに水平方向に離し置きした離し置き部の連結構造であって、前記複数の建物ユニットは、下階建物ユニットと上階建物ユニットとを含んで構成され、 隣り合う建物ユニットの柱同士を連結する第一の連結梁と、隣り合う建物ユニットの梁同士を連結する第二の連結梁と、前記第一の連結梁及び第二の連結梁を含む水平領域に設けられる水平ブレースと備え、前記第一の連結梁と第二の連結梁と水平ブレースは、下階建物ユニット及び上階建物ユニットのうちの下階建物ユニットにおける天井梁の高さレベルに設けられ、前記第一の連結梁と第二の連結梁は、互いに対向する一対の連結梁と下階建物ユニットの天井梁とで矩形状に囲まれた水平領域の内部に向かって略中間の高さ位置から張り出す略矩形板状の張出部と、下階建物ユニットの天井梁に対向し、複数のボルトにて天井梁に固定される固定部が両端に形成され、 前記水平ブレースは、前記第一の連結梁及び第二の連結梁のうち対向する一対の連結梁において、一方の連結梁の一端部に形成された張出部と、他方の連結梁の他端部に形成された張出部に連結されることを特徴とする。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のユニット式建物１の全体構成を示す斜視図である。図２は、ユニット式建物１の下階部を示す斜視図である。
図１、及び図２に示すように、本実施形態のユニット式建物１は、基礎２の上に設けられた例えば４個の下階建物ユニット３からなる下階部４と、下階建物ユニット３の上に載置された４個の上階建物ユニット５からなる上階部６と、この上階部６の上方に設けられる屋根部７とを備えて構成されている。
下階部４において、４個の下階建物ユニット３は、そのうち２個ずつの下階建物ユニット３の短辺同士が対向する方向に隣り合うとともに、これら隣り合った２個ずつが対向方向と交差する方向（以下、離間方向とする）に所定間隔Ｌだけ離れて配置されている。そして、上階部６においても、４個の上階建物ユニット５は、それぞれ４個の下階建物ユニット３の上部に配置され、２個の上階建物ユニット５同士が離間方向に所定間隔Ｌだけ離れて配置されている。

以上の下階建物ユニット３は、図２に示すように、四隅に立設される４本の柱１０と、これらの柱１０の上端間同士を連結する４本の天井梁１１と、各柱１０の下端間同士を連結する４本の床梁１２とを含む骨組み１３を有し、略直方体状に形成されている。一方、上階建物ユニット５も下階建物ユニット３と同様に、柱１０と、４本の天井梁１１と、４本の床梁１２とを含む骨組み１３を有し、略直方体状に形成されている。
そして、下階建物ユニット３および上階建物ユニット５において、天井梁１１は各２本ずつの長辺天井梁１１Ａおよび短辺天井梁１１Ｂで構成され、床梁１２は各２本ずつの長辺床梁１２Ａおよび短辺床梁１２Ｂで構成されている。そして、２本の長辺天井梁１１Ａ間、および２本の長辺床梁１２Ａ間には、図示しないが、複数本の天井小梁、複数本の根太がそれぞれ架け渡されている。また、柱１０と天井梁１１および床梁１２とは、仕口１４を介して接続されている。

下階部４において、所定間隔Ｌだけ離れて配置される下階建物ユニット３同士は、図２に示すように、それぞれの長辺天井梁１１Ａ同士および長辺床梁１２Ａ同士が対向して設置され、この間隔Ｌだけ離し置きした空間によって下階離し置き部８が構成されている。そして、上階部６においても上階建物ユニット５同士は、長辺天井梁１１Ａ同士および長辺床梁１２Ａ同士が所定間隔Ｌだけ離れて対向して設置され、この間隔Ｌだけ離し置きした空間によって上階離し置き部９が構成されている（図１参照）。
なお、所定間隔Ｌの寸法は、製作基準寸法であるモジュールが、例えば、１モジュール９１０ｍｍである場合、本実施形態では、１モジュールの９１０ｍｍ程度に設定されていてもよく、さらには所定間隔Ｌが１モジュールを超えて１．５モジュールの１３６５ｍｍ程度や２モジュールの１８２０ｍｍ程度に設定されていてもよい。また、下階離し置き部８および上階離し置き部９における外壁位置には、ＡＬＣ版などの適宜な外装材が設けられている。

図３は、下階離し置き部８を上方側から見た図である。
下階離し置き部８には、図３に示すように、所定間隔Ｌだけ離れて配置される下階建物ユニット３を連結する連結構造２０が設けられている。
連結構造２０は、離間方向に沿って延出し、下階建物ユニット３の天井梁１１同士を連結する複数の連結梁２１と、対向する一対の連結梁２１と下階建物ユニット３の天井梁１１とで囲まれた水平領域に交差して設けられる２本の水平ブレース２２とを備える。すなわち、各連結梁２１、及び各水平ブレース２２は、下階建物ユニット３における天井梁１１の高さレベルに設けられている。

各連結梁２１は、隣り合う下階建物ユニット３にかかる力を伝達するため、天井梁１１と同一直線上に配設される他、各下階建物ユニット３の対向方向に適当な間隔で配置される。すなわち、各連結梁２１は、下階建物ユニット３の天井梁１１同士を直接連結してもよく、仕口１４を介して連結してもよい。

図４は、下階離し置き部８を離間方向に沿って切断した縦断面図である。
各連結梁２１は、図３、及び図４に示すように、互いに対向する一対の連結梁２１と下階建物ユニット３の天井梁１１とで矩形状に囲まれた水平領域の内部に向かって略中間の高さ位置から張り出す略矩形板状の張出部２１１と、下階建物ユニット３の天井梁１１に対向し、複数のボルト２３にて天井梁１１に固定される固定部２１２とが両端に形成されている。また、各連結梁２１のうち、下階建物ユニット３の仕口１４に隣接する連結梁２１の両端には、仕口２１３が設けられている。
各水平ブレース２２は、略円柱状に形成された本体部２２１と、本体部２２１の両端に形成され、ボルト２４にて連結梁２１の張出部２１１に接続される板状の接続部２２２とを備える。すなわち、各水平ブレース２２は、一対の連結梁２１のうち、一方の連結梁２１の一端部に形成された張出部２１１と、他方の連結梁２１の他端部に形成された張出部２１１とに連結されている。

図５は、下階離し置き部８、及び上階離し置き部９を離間方向に沿って切断した縦断面図である。
このような４個の下階建物ユニット３の上端には、前述したように、それぞれ上階建物ユニット５が載置されている。下階建物ユニット３に上階建物ユニット５を連結、固定するには、図５に示すように、下階建物ユニット３における柱１０の上端の仕口１４に形成された係合孔（図示略）と、上階建物ユニット５における柱１０の下端の仕口１４に形成された係合孔（図示略）とに係合ピン１５を係合させて位置決めする。そして、下階建物ユニット３、及び上階建物ユニット５をボルト１６にて連結、固定する。

上階離し置き部９には、上階建物ユニット５の床梁１２の高さレベルに上階の床パネルユニット３０が設けられている。
床パネルユニット３０は、床面部材３１と、床面部材３１を下方側から支持する矩形枠状の枠状部材３２とを備え、床面部材３１は、枠状部材３２の上面に固定されている。
枠状部材３２は、下階建物ユニット３の天井梁１１に対向する平面３２Ａを外側に有する断面コ字状に四辺が形成された部材であり、平面３２Ａは、天井梁１１に沿って延出する略直方体状に形成され、枠状部材３２を支持する支持部材１７を介して天井梁１１に連結、固定される。なお、支持部材１７は、上階建物ユニット５における柱１０の下端の仕口１４に予め複数のボルト１８にて固定されている。
天井梁１１に床パネルユニット３０を連結、固定するには、連結梁２１の仕口２１３に形成された係合孔（図示略）と、枠状部材３２に形成された係合孔（図示略）とに係合ピン３３を係合させて位置決めする。そして、支持部材１７、及び枠状部材３２を複数のボルト３４にて連結、固定する。

次に、ユニット式建物１の施工方法について説明する。なお、以下では、連結構造２０の施工方法について主に説明し、その他の施工方法についての説明を省略する。
図６は、連結構造２０を吊り上げた状態を示す図である。図７は、連結構造２０を吊り上げた状態における連結構造２０の角部を示す拡大図である。
施工に際しては、連結構造２０は、図６に示すように、各連結梁２１同士を一対の治具梁４１で連結しておき、この治具梁４１を介して複数のワイヤ４２にて吊り上げることで下階離し置き部８に配置する。
治具梁４１は、角柱状に形成された断面コ字状の本体部４１１と、本体部４１１の両端から本体部４１１の延出方向と直交する方向に延出し、施工に際して各連結梁２１の高さレベルを位置決めするためのガイド部４１２とを備える。

具体的に、各連結梁２１同士を各治具梁４１で連結するに際しては、図７に示すように、連結梁２１の仕口２１３に形成されたネジ孔（図示略）と、治具梁４１に形成されたネジ孔（図示略）とに釣具４３を螺合させて連結する。なお、各連結梁２１は、断面コ字状に形成されている。
そして、連結構造２０を各ワイヤ４２にて吊り上げることで下階離し置き部８に配置し、仕口１４と、ガイド部４１２を当接させて各連結梁２１の高さレベルを位置決めしてから、連結梁２１の端部に形成される固定部２１２と、隣り合う下階建物ユニット３の天井梁１１とを複数のボルト２３にて接合する（図４参照）。さらに、固定部２１２と、天井梁１１とを接合した後に釣具４３を取り外し、治具梁４１に形成されたネジ孔４１Ａに螺合させることで連結構造２０から治具梁４１を取り外す。

ここで、各連結梁２１のうち、中間に配置される各連結梁２１の固定部２１２には、ガイド部４１２と同一の高さレベルとなるように上方側の端部が折り曲げ加工された断面略Ｌ字状のプレート２１４が取り付けられている。そして、施工に際しては、天井梁１１と、プレート２１４の折り曲げ部分とを当接させて各連結梁２１の高さレベルの位置決めをする。このプレート２１４は、固定部２１２とともに、隣り合う下階建物ユニット３の天井梁１１に接合される。
なお、本実施形態では、各水平ブレース２２を張出部２１１に予め連結した状態で連結構造２０を施工していた。これに対して、張出部２１１は、各連結梁２１の略中間の高さ位置から張り出しているので、各水平ブレース２２を張出部２１１に連結させていない状態で連結構造２０を下階離し置き部８に配置し、床パネルユニット３０を天井梁１１に連結、固定した後で各水平ブレース２２を張出部２１１に連結させるように施工してもよい。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）下階離し置き部８において少なくとも一対の連結梁２１に加えて水平ブレース２２によって下階建物ユニット３同士を連結したことで、下階離し置き部８の間隔寸法を拡大した場合であっても建物における水平構面の水平剛性が確保でき、建物全体の耐震性や耐風性を十分に確保することができる。また、水平ブレース２２を下階建物ユニット３の天井梁１１と連結梁２１とで囲まれた水平領域に設けたことで、水平ブレース２２が建物の内部空間側に露出したり突出したりしないようにできる。従って、下階離し置き部８の間隔寸法を大きくして建物の内部空間を拡大することができるとともに、内部空間の設計自由度を高めて居住性に優れた建物を提供することができる。

（２）水平ブレース２２の端部を連結梁２１の端部に連結したことで、水平ブレース２２を下階建物ユニット３の柱１０や梁１１，１２に連結する必要がないため、下階建物ユニット３に対する接合構造を簡単化することができるとともに、水平ブレース２２を連結した状態の連結梁２１を下階離し置き部８の下階建物ユニット３に接合することができるので、現場における接合作業の手間を軽減して作業性を向上させることができる。
（３）連結梁２１および水平ブレース２２を下階離し置き部８に設置してから、その上側に床パネルユニット３０を設置することで隣り合う建物ユニット３，５を連結することができるので、迅速かつ容易に下階離し置き部８の施工を実施することができる。
（４）治具梁４１によって連結梁２１および水平ブレース２２を仮固定することで、運搬や吊り込み、設置の作業を容易に実施することができるとともに、治具梁４１を取り外して回収することで治具梁４１を再利用することもでき、使用部材を節約することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図８は、本実施形態の下階離し置き部８、及び上階離し置き部９を離間方向に沿って切断した縦断面図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

前記第１実施形態では、下階離し置き部８、及び上階離し置き部９の連結構造２０は、連結梁２１、及び水平ブレース２２で構成されていた。
これに対して、本実施形態では、図８に示すように、下階離し置き部８、及び上階離し置き部９の連結構造は、連結梁５３、及び水平ブレース５５を含んで構成される床パネルユニット５０である点で異なる。
連結構造としての床パネルユニット５０は、床面部材５１と、床面部材５１を下方側から支持する矩形枠状の枠状部材５２とを備え、床面部材５１は、枠状部材５２の上面に固定されている。

枠状部材５２は、上階建物ユニット５の床梁１２に対向する平面５２Ａを外側に有する断面コ字状に四辺が形成された部材である。この枠状部材５２は、離間方向に沿って延出し、上階建物ユニット５の床梁１２同士を連結する複数の連結梁５３と、各連結梁５３の両端に形成される略三角柱状の取付部５４と、対向する一対の連結梁５３と上階建物ユニット５の床梁１２とで囲まれた水平領域に設けられる２本の水平ブレース５５とを備える。なお、枠状部材５２において離間方向に沿う各短辺は、連結梁５３として機能する。

取付部５４は、下階建物ユニット３の天井梁１１に対向する平面５４Ａを有し、平面５４Ａは、天井梁１１に複数のボルト５６にて固定される。
各水平ブレース５５は、略円柱状に形成された本体部５５１と、本体部５５１の両端に形成され、ボルト（図示略）にて取付部５４に接続される板状の接続部５５２とを備える。すなわち、各水平ブレース５５は、一対の連結梁５３のうち、一方の連結梁５３の一端部に形成された取付部５４と、他方の連結梁５３の他端部に形成された取付部５４とに連結されている。

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
すなわち、床パネルユニット５０と、連結梁５３、及び水平ブレース５５とを一体にすることで、床パネルユニット５０と同時に連結梁５３、及び水平ブレース５５を設置することができ、さらに施工手間が軽減できて工期短縮を図ることができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図９は、本実施形態の連結構造２０Ａを示す斜視図である。
前記第１実施形態では、連結構造２０は、連結梁２１、及び水平ブレース２２で構成されていた。
これに対して、本実施形態では、図９に示すように、連結構造２０Ａは、連結梁２１、及び水平ブレース２２と、連結梁２１の端部同士を結んで下階建物ユニット３の天井梁１１（図２参照）に沿って延びる枠梁２５とを備え、パネル化されている点で異なる。
施工に際しては、連結構造２０Ａは、パネル化した連結梁２１、水平ブレース２２、及び枠梁２５を下階離し置き部８に設置してから、連結梁２１の端部と隣り合う下階建物ユニット３の天井梁１１とを接合する。

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
すなわち、連結梁２１、水平ブレース２２および枠梁２５をパネル化することで、このパネルを工場で組み立てることができ、現場作業を少なくして施工性を向上させることができる。さらに、パネル化したことで、各部材の組み立て状態が安定することから、運搬や吊り込み、設置の作業が格段に容易になり、作業効率を向上させることができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、前記各実施形態では、連結梁２１，５３は、隣り合う建物ユニット３，５の天井梁１１同士、または床梁１２同士を連結していたが、柱同士を連結してもよい。要するに、連結梁は、隣り合う建物ユニットの柱同士、または梁同士を連結していればよい。
前記各実施形態では、水平ブレース２２，５５は、一対の連結梁２１，５３のうち、一方の連結梁２１，５３の一端部と、他方の連結梁２１，５３の他端部とに連結されていた。これに対して、例えば、柱、または梁を直接連結するように構成してもよい。
前記各実施形態では、４個の下階建物ユニット３、及び４個の上階建物ユニット５を互いに水平方向に離し置きした離し置き部８，９を例示したが、離し置き部は、少なくとも２個の建物ユニットを互いに水平方向に離し置きした部分であればよい。

本発明の第１実施形態のユニット式建物の全体構成を示す斜視図。 前記実施形態におけるユニット式建物の下階部を示す斜視図。 前記実施形態における下階離し置き部を上方側から見た図。 前記実施形態における下階離し置き部を離間方向に沿って切断した縦断面図。 前記実施形態における下階離し置き部、及び上階離し置き部を離間方向に沿って切断した縦断面図。 前記実施形態における連結構造を吊り上げた状態を示す図である。 前記実施形態における連結構造を吊り上げた状態における連結構造の角部を示す拡大図。 本発明の第２実施形態の下階離し置き部、及び上階離し置き部を離間方向に沿って切断した縦断面図。 本発明の第３実施形態の連結構造を示す斜視図。

符号の説明

１…ユニット式建物
３…下階建物ユニット
４…下階部
５…上階建物ユニット
６…上階部
８…下階離し置き部
９…上階離し置き部
１０…柱
１１…天井梁
１１Ａ…長辺天井梁
１１Ｂ…短辺天井梁
１２…床梁
１２Ａ…長辺床梁
１２Ｂ…短辺床梁
１３…骨組み
２０，２０Ａ…連結構造
２１，５３…連結梁
２２，５５…水平ブレース
２５…枠梁
３０，５０…床パネルユニット
４１…治具梁。

Claims (1)

1. 柱および梁からなる略直方体状の骨組みを有した複数の建物ユニットを互いに水平方向に離し置きした離し置き部の連結構造であって、
   前記複数の建物ユニットは、下階建物ユニットと上階建物ユニットとを含んで構成され、
   隣り合う建物ユニットの柱同士を連結する第一の連結梁と、隣り合う建物ユニットの梁同士を連結する第二の連結梁と、前記第一の連結梁及び第二の連結梁を含む水平領域に設けられる水平ブレースと備え、
   前記第一の連結梁と第二の連結梁と水平ブレースは、下階建物ユニット及び上階建物ユニットのうちの下階建物ユニットにおける天井梁の高さレベルに設けられ、
   前記第一の連結梁と第二の連結梁は、互いに対向する一対の連結梁と下階建物ユニットの天井梁とで矩形状に囲まれた水平領域の内部に向かって略中間の高さ位置から張り出す略矩形板状の張出部と、下階建物ユニットの天井梁に対向し、複数のボルトにて天井梁に固定される固定部が両端に形成され、
   前記水平ブレースは、前記第一の連結梁及び第二の連結梁のうち対向する一対の連結梁において、一方の連結梁の一端部に形成された張出部と、他方の連結梁の他端部に形成された張出部に連結されることを特徴とする連結構造。

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