JP5926573B2 - 柱材の連結方法、建物ユニット、柱材の連結構造及びジョイントピンセット - Google Patents

Description

本発明は、上下に配置される中空の柱材どうしを連結させるのに適した柱材の連結方法、建物ユニット、柱材の連結構造及びジョイントピンセットに関するものである。

工場で製作された複数の建物ユニットを、横方向及び縦方向に連結して構築するユニット建物が知られている。そして、上下に配置される建物ユニットの柱材どうしを簡単に接合することができる連結方法や連結構造が開発されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１，２に開示された連結方法は、下階の建物ユニットの柱材の上端に上方に向けて突出されるガイドピンを設けておき、そのガイドピンを上から降ろす建物ユニットに設けられた貫通孔又は凹部に挿し込むことで連結が行われる。

一方、特許文献３には、基礎に建物ユニットを連結させるために、柱材を頂点にして互いに直交方向に延伸される床梁間の内角に、アンカー打込孔が設けられた三角形状の水平プレートを取り付けた構造が開示されている。

さらに、特許文献４には、中空の柱材と基礎との連結作業を行うために、柱脚の側壁に開口が設けられた構成が開示されている。

特許第４２２７８７４号公報 特開平７−１８９３４３号公報 特開２００２−２５００８１号公報 特開昭６１−１５１３４９号公報

しかしながら、上方に向けて突出するガイドピンが予め設けられている場合は、ガイドピンを損傷させないように注意して搬送や設置作業を行わなければならない。また、損傷させた場合には交換作業等で手間がかかる。

また、特許文献３に示す基礎との連結のように建物ユニットの内角側で連結できる場合はよいが、下階と上階の柱材どうしをその投影範囲内で直接、連結させる必要がある場合は、このような構成にすることができない。

さらに、特許文献４に示すように柱脚側にのみ開口を設ける場合は、基礎上に柱材を設置した後には基礎側に対して何も作業を行うことができないため、基礎には予めナットなどを埋設しておく必要がある。

そこで、本発明は、下方の柱材の上に上方の柱材を設置した後でも上方からも下方からも両方から連結部に連絡が可能となる柱材の連結方法、建物ユニット、柱材の連結構造及びジョイントピンセットを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の柱材の連結方法は、中空の柱材を有する下階構造体と上階構造体の柱材どうしを上下で連結させる柱材の連結方法であって、前記柱材の上端を塞ぐ蓋部に貫通孔が設けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の側壁に形成された前記下階構造体を設置する工程と、前記柱材の下端を塞ぐ蓋部に貫通孔が設けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の側壁に形成された前記上階構造体を、前記下階構造体の上に柱材どうしが上下方向に連続するように設置する工程と、前記柱頭及び柱脚に形成された開口を利用して、前記上端及び下端の蓋部に設けられた貫通孔に通したボルトを締め付けることで前記下階構造体と前記上階構造体の柱材どうしを連結する工程とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記下階構造体の蓋部の貫通孔にジョイントピンを挿入しておき、前記上階構造体の蓋部の貫通孔に上方に突出された前記ジョイントピンを挿入することで前記上階構造体の設置を行うとともに、前記柱頭及び柱脚に形成された開口を利用して、前記ジョイントピンを外した後に前記貫通孔に前記ボルトを挿入して締め付けを行なうことができる。

また、前記ジョイントピンを外す前に、前記下階構造体と前記上階構造体とが重なっている部分を仮固定するのが好ましい。

さらに、本発明の建物ユニットは、中空の柱材に梁材を接続することによって骨組みが形成される建物ユニットであって、前記柱材の上端は貫通孔が設けられた蓋部によって塞がれるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の側壁に形成され、前記柱材の下端は貫通孔が設けられた蓋部によって塞がれるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の側壁に形成されたことを特徴とする。

また、前記柱材は四角筒状であって、前記梁材は前記柱材を頂点する二方向に接続されており、前記柱材の前記梁材による内角側の側壁に前記柱頭及び柱脚の開口が形成されるように構成することができる。さらに、前記柱材の上端及び下端の蓋部に設けられる貫通孔は、前記柱材の隅角部に隣接して設けられるのが好ましい。

また、前記梁材は、ウエブとそのウエブの上下にそれぞれ略直交して形成される２つのフランジとを有し、前記柱材の前記柱頭及び柱脚には、前記梁材のウエブを接合させるウエブ接合部と、前記梁材のフランジを接合させる上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部とが接続される構成とすることができる。

さらに、前記柱頭では前記蓋部と前記上側フランジ接合部とが一体に形成され、前記柱脚では前記蓋部と前記下側フランジ接合部とが一体に形成されることが好ましい。

そして、前記蓋部を挟んで二方向に前記上側フランジ接合部が形成されるとともに、前記蓋部を挟んで二方向に前記下側フランジ接合部が形成される構成とすることもできる。

また、前記二方向に延伸される前記上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部の内角側にはそれぞれハンチが形成されるのが好ましい。さらに、前記ウエブ接合部は、前記梁材のウエブの内側面に沿って配置される構成とすることができる。

そして、本発明の柱材の連結構造は、中空の柱材を有する下階構造体と上階構造体の柱材どうしを上下で連結させる柱材の連結構造であって、前記下階構造体の前記柱材には貫通孔が設けられた上端を塞ぐ蓋部が取り付けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の側壁に形成され、前記上階構造体の前記柱材には貫通孔が設けられた下端を塞ぐ蓋部が取り付けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の側壁に形成され、前記下階構造体と前記上階構造体の上下方向に連続する柱材どうしが、前記上端及び下端の蓋部に設けられた貫通孔に通したボルトによって連結されることを特徴とする。

ここで、前記柱材は四角筒状であって、前記梁材は前記柱材を頂点する二方向に接続されており、前記柱材の前記梁材による内角側の側壁に前記柱頭及び柱脚の開口が形成されるように構成することができる。また、前記柱材の上端及び下端の蓋部に設けられる貫通孔は、前記柱材の隅角部に隣接して設けられるのが好ましい。

また、前記梁材は、ウエブとそのウエブの上下にそれぞれ略直交して形成される２つのフランジとを有し、前記柱材の前記柱頭及び柱脚には、前記梁材のウエブを接合させるウエブ接合部と、前記梁材のフランジを接合させる上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部とが接続される構成とすることができる。

さらに、前記柱頭では前記蓋部と前記上側フランジ接合部とが一体に形成され、前記柱脚では前記蓋部と前記下側フランジ接合部とが一体に形成されることが好ましい。

そして、前記蓋部を挟んで二方向に前記上側フランジ接合部が形成されるとともに、前記蓋部を挟んで二方向に前記下側フランジ接合部が形成される構成とすることもできる。

また、前記二方向に延伸される前記上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部の内角側にはそれぞれハンチが形成されるのが好ましい。さらに、前記ウエブ接合部は、前記梁材のウエブの内側面に沿って配置される構成とすることができる。

一方、本発明のジョイントピンセットは、後端付近に軸直交方向に貫通する挿入孔が形成されたジョイントピンと、棒状部と両側に張り出されるアーム部とによってＴ字状に形成されるＴバーとを有し、前記Ｔバーの棒状部が前記挿入孔に対して着脱自在であることを特徴とする。

ここで、前記Ｔバーの棒状部の端部には線状材が取り付けられており、その線状材の端部には前記挿入孔を通過不能な大きさの係留部が設けられている構成とすることができる。

このように構成された本発明の柱材の連結方法は、下階構造体と上階構造体の両方の柱材の柱頭と柱脚に、それぞれ連結用の貫通孔に連通される開口が設けられている。

このため、下階構造体の上に上階構造体を設置した後であっても、柱材どうしを連結させるボルトやナットに上方からも下方からも連絡することができるので、予めナットを固定しておく必要がない。

また、上方からも下方からも両方から貫通孔に連絡することができるので、ガイド用のジョイントピンを使って位置決めをし、位置決め後にボルトに差し替えて締結するという手順で作業をおこなうことができる。このため、ボルトなどの締結具が搬送や設置作業時に損傷することがない。

さらに、ジョイントピンからボルトに差し替える際に、下階構造体と上階構造体とを仮固定しておけば、ジョイントピンによって決められた位置がずれることがなく、正確な位置関係で連結させることができる。

また、柱材の柱頭及び柱脚の両方に連結用の貫通孔に連通される開口が設けられた建物ユニットであれば、上述したような柱材の連結方法を実施することができる。

さらに、二方向に梁材が接続される柱材の内角側の側壁であれば大きな応力が発生しにくく、貫通孔に連通させる開口を設けても建物ユニットの耐力に与える影響を抑えることができる。

また、貫通孔を柱材の隅角部に隣接して設ければ、接合箇所との距離が短くなるためボルトを介して力が作用しても変形しにくい。さらに、柱材の端部を塞ぐ蓋部が、それぞれ両側に延伸される梁材との接合部と一体になっていれば、部品数や接合箇所を減らすことができる。

また、二方向に延伸される梁材との接合部の内角側にハンチを設けることによって、隅角部に応力集中が起きるのを抑えることができる。さらに、貫通孔の周囲に必要となるかぶりを容易に確保することができる。

また、柱材と梁材とを接合させるウエブ接合部を、梁材のウエブの内側面に沿って配置すれば、梁材の外側面に段差が生じることを抑えることができる。さらに、ウエブ接合部の厚さ分だけ梁材を外側に配置することができるようになり、建物ユニットの内空を広げることができる。

また、上述した柱材の連結方法又は建物ユニットと同様な構成をした柱材の連結構造であれば、同様の効果を得ることができる。

そして、ジョイントピンに着脱自在なＴバーを有するジョイントピンセットであれば、ジョイントピンによる位置決めと取り外しの切り替えを容易に行うことができる。

また、Ｔバーの端部に係留部を有する線状材が取り付けられていれば、Ｔバーを取り外したときにも、ジョイントピンとＴバーとが別々になってしまうことがなく、Ｔバーの落下や紛失を防ぐことができる。

本実施の形態の柱材の連結構造の構成を示した説明図である。 上下に連結される建物ユニットの構成を説明する斜視図である。 柱材の構成を説明する分解斜視図である。 柱材の柱頭付近の構成を説明する拡大斜視図である。 柱材の柱脚付近の構成を説明する拡大斜視図である。 （ａ）図５のＡ−Ａ矢視方向で見た断面図、（ｂ）図５のＢ−Ｂ矢視方向で見た断面図である。 ジョイントピンセットの構成を示した説明図である。 下階ユニットの上に上階ユニットを設置する工程を説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 下階ユニットと上階ユニットを仮固定する工程を説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 ジョイントピンを外す工程を説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 ボルトとナットで連結する工程を説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 実施例の柱材の柱脚付近の構成を説明する拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の柱材の連結構造の構成を説明する図で、図２はその連結構造が設けられる建物ユニットの構成を説明する斜視図である。

まず、図２を参照しながら建物としてのユニット建物を構成する建物ユニットについて説明する。ユニット建物は、工場で製作される複数の建物ユニットを、現地で横方向及び縦方向に連結することによって構築される。

建物ユニットは、４本の鋼製の柱材と、柱材の柱頭間及び柱脚間をそれぞれ繋ぐ鋼製の梁材とによって直方体状に形成される。また、建物ユニットは、柱材と梁材とがすべて溶接によって剛接合される鉄骨ラーメン構造である。

以下では、下階構造体として設置される建物ユニットを下階ユニット１Ａといい、上階構造体として設置される建物ユニットを上階ユニット１Ｂという。下階ユニット１Ａと上階ユニット１Ｂは、１階となるか２階になるかの設置場所の違いがあるだけなので、上階ユニット１Ｂを例にその構成について説明する。

上階ユニット１Ｂの柱材としての柱２Ｂ（下階ユニット１Ａでは柱２Ａ）は、図５に示すように四角柱状の中空の角形鋼管によって形成される。上階ユニット１Ｂは、平面視長方形に形成されており、４つの隅角部のそれぞれに柱２Ｂ，・・・が配置される。

そして、柱２Ｂの柱頭２１，２１間には梁材としての天井梁が架け渡される。ここで、長辺側（桁側）の天井梁を桁側天井梁４Ａとし、短辺側の天井梁を妻側天井梁４Ｂとする。

また、柱２Ｂの柱脚２２，２２間には梁材としての床梁が差し渡される。ここで、長辺側（桁側）の床梁を桁側床梁５Ａとし、短辺側の床梁を妻側床梁５Ｂとする。

桁側天井梁４Ａ、妻側天井梁４Ｂ、桁側床梁５Ａ及び妻側床梁５Ｂは、溝形鋼又はリップ付き溝形鋼によって形成される。例えば図４，５に示すように、平行な上フランジ４１（５１）と下フランジ４２（５２）間がウエブ４３（５３）によって連結された断面視略コ字形の溝形鋼を使用することができる。

また、図２に示すように、桁側床梁５Ａ，５Ａ間には長辺方向（桁方向ともいう。）に間隔を置いて複数の床小梁１２，・・・が差し渡される。すなわち、この床小梁１２は、妻側床梁５Ｂと同じく短辺方向（妻方向ともいう。）に向いて略平行に配置される。

この床小梁１２は、四角筒状の角形鋼管によって成形される。また、床小梁１２，・・・上には妻側床梁５Ｂ，５Ｂ間に複数の木製の床根太１２ａ，・・・が差し渡される。一方、桁側天井梁４Ａ，４Ａ間には、短辺方向に向けた複数の木製の天井根太１１，・・・が架け渡される。

続いて、図３を参照しながら柱２Ａの構成の詳細について説明する。ここでも、下階ユニット１Ａの柱２Ａと上階ユニット１Ｂの柱２Ｂの構成は同じであるため、柱２Ａを使って説明を進める。

まず、柱２Ａの上端２１ｂには、上端面板３１が配置される。この上端面板３１は、柱２Ａの上端２１ｂの開口を塞ぐ蓋部３１ａと、天井梁（４Ａ，４Ｂ）の延伸方向に向けてアーム状に延びる二本の上側フランジ接合部３１ｃ，３１ｃとを有するＬ字状（ブーメラン状）に、鋼板などによって成形される。

また、直交する二方向に延びる上側フランジ接合部３１ｃ，３１ｃによって形成される内角にはハンチ３１ｄが設けられ、鈍角になっている。さらに、蓋部３１ａには、柱２Ａの内外が連通される位置に貫通孔３１ｂが穿孔される。

この貫通孔３１ｂは、柱２Ａの隅角部に隣接して設けられる。この位置は柱２Ａとの溶接位置に近いため力が作用しても変形しにくく、従来の柱蓋の中央に孔を設ける場合に比べて鋼板の厚さを薄くすることができる。

そして、図４に示すように、柱２Ａの柱頭２１の貫通孔３１ｂに隣接する側壁は、斜めに切り欠かれて開口２１ａが形成される。この開口２１ａは、貫通孔３１ｂの下面側に連通しているので、二方向に延びる天井梁（４Ａ，４Ｂ）によって形成される内角側（下階ユニット１Ａの内側）から開口２１ａを介して貫通孔３１ｂに接触することができる。

このような上端面板３１は、柱２Ａの上端２１ｂに溶接によって固定される。また、柱頭２１の側面には、長方形の鋼板がウエブ接合部３３Ａとして溶接によって固定される。このウエブ接合部３３Ａによって、柱２Ａと天井梁（４Ａ，４Ｂ）との間でせん断力が伝達される。

このウエブ接合部３３Ａは、図４に示すように天井梁（４Ａ，４Ｂ）のウエブ４３の内側面に沿う位置に配置される。すなわち、柱２Ａの角からウエブ４３の厚み分だけ内側に入った位置で、上端面板３１とは上フランジ４１の厚さ以上、下方に離隔した位置に配置される。また、ウエブ接合部３３Ａの高さは、ウエブ４３の高さよりも低く形成される。

ウエブ接合部３３Ａ，３３Ａは、二方向の上側フランジ接合部３１ｃ，３１ｃのそれぞれと略直交するように取り付けられる。そして、投影図が上端面板３１に略一致する形状及び位置で、下接合板３４が配置される。

すなわち下接合板３４は、柱２Ａの断面と略同じ正方形の蓋部３１ａの部分を上端面板３１から切り取った形状に鋼板によって成形される。このため、下側フランジ接合部３４ａは上側フランジ接合部３１ｃと略同じ形状をしており、ハンチ３４ｂはハンチ３１ｄと略同じ形状をしている。

また、下接合板３４は、天井梁（４Ａ，４Ｂ）の高さと略同じ距離を上端面板３１から下方に離して、柱頭２１の側面に溶接によって固定される。よって、天井梁（４Ａ，４Ｂ）の上フランジ４１の上面は上側フランジ接合部３１ｃの下面に接触し、下フランジ４２の下面は下側フランジ接合部３４ａの上面に接触することになる。

また、天井梁（４Ａ，４Ｂ）のウエブ４３の内側面は、ウエブ接合部３３Ａの外側面に接触することになる。そして、上側フランジ接合部３１ｃ、下側フランジ接合部３４ａ及びウエブ接合部３３Ａは、それぞれ天井梁（４Ａ，４Ｂ）と接触する箇所で溶接によって固定される。

すなわち、天井梁（４Ａ，４Ｂ）は、柱２Ａに直接、固定されるのではなく、上側フランジ接合部３１ｃ、下側フランジ接合部３４ａ及びウエブ接合部３３Ａを介して固定される。

また、上側フランジ接合部３１ｃと下側フランジ接合部３４ａは、天井梁（４Ａ，４Ｂ）のウエブ４３の外側面よりも平面視で内側に配置されるようにし、天井梁（４Ａ，４Ｂ）よりも外側に突出する箇所が発生しないようにする。

一方、柱２Ａの下端２２ｂには、下端面板３２が配置される。この下端面板３２は、図３に示すように、柱２Ａの下端２２ｂの開口を塞ぐ蓋部３２ａと、床梁（５Ａ，５Ｂ）の延伸方向に向けてアーム状に延びる二本の下側フランジ接合部３２ｃ，３２ｃとを有するＬ字状に、鋼板などによって成形される。

また、直交する二方向に延びる下側フランジ接合部３２ｃ，３２ｃによって形成される内角にはハンチ３２ｄが設けられ、鈍角になっている。さらに、蓋部３２ａには、柱２Ａの内外が連通される位置に貫通孔３２ｂが穿孔される。この貫通孔３２ｂも、上述した貫通孔３１ｂと同様に柱２Ａの隅角部に隣接して設けられる。

そして、図５に示すように、柱２Ａの柱脚２２の貫通孔３２ｂに隣接する側壁は、斜めに切り欠かれて開口２２ａが形成される。この開口２２ａは、貫通孔３２ｂの上面側に連通しているので、二方向に延びる床梁（５Ａ，５Ｂ）によって形成される内角側（下階ユニット１Ａの内側）から開口２２ａを介して貫通孔３２ｂに接触することができる。

このような下端面板３２は、柱２Ａの下端２２ｂに溶接によって固定される。また、柱脚２２の側面には、長方形の鋼板がウエブ接合部３３Ｂとして溶接によって固定される。ウエブ接合部３３Ｂによって、柱２Ａと床梁（５Ａ，５Ｂ）との間でせん断力が伝達される。

このウエブ接合部３３Ｂは、図５に示すように床梁（５Ａ，５Ｂ）のウエブ５３の内側面に沿う位置に配置される。すなわち、柱２Ａの角からウエブ５３の厚み分だけ内側に入った位置で、下端面板３２とは下フランジ５２の厚さ以上、上方に離隔した位置に配置される。また、ウエブ接合部３３Ｂの高さは、ウエブ５３の高さよりも低く形成される。

ウエブ接合部３３Ｂ，３３Ｂは、二方向の下側フランジ接合部３２ｃ，３２ｃのそれぞれと略直交するように取り付けられる。そして、投影図が下端面板３２に略一致する形状及び位置に、上接合板３５が配置される。

すなわち上接合板３５は、柱２Ａの断面と略同じ正方形の蓋部３２ａの部分を下端面板３２から切り取った形状に鋼板によって成形される。このため、上側フランジ接合部３５ａは下側フランジ接合部３２ｃと略同じ形状をしており、ハンチ３５ｂはハンチ３２ｄと略同じ形状をしている。

また、上接合板３５は、床梁（５Ａ，５Ｂ）の高さと略同じ距離を下端面板３２から上方に離して、柱脚２２の側面に溶接によって固定される。よって、床梁（５Ａ，５Ｂ）の上フランジ５１の上面は上側フランジ接合部３５ａの下面に接触し、下フランジ５２の下面は下側フランジ接合部３２ｃの上面に接触することになる。

また、床梁（５Ａ，５Ｂ）のウエブ５３の内側面は、ウエブ接合部３３Ｂの外側面に接触することになる。そして、下側フランジ接合部３２ｃ、上側フランジ接合部３５ａ及びウエブ接合部３３Ｂは、それぞれ床梁（５Ａ，５Ｂ）と接触する箇所で溶接によって固定される。

すなわち、床梁（５Ａ，５Ｂ）は、柱２Ａに直接、固定されるのではなく、下側フランジ接合部３２ｃ、上側フランジ接合部３５ａ及びウエブ接合部３３Ｂを介して固定される。

また、下側フランジ接合部３２ｃと上側フランジ接合部３５ａは、床梁（５Ａ，５Ｂ）のウエブ５３の外側面よりも平面視で内側に配置されるようにし、床梁（５Ａ，５Ｂ）よりも外側に突出する箇所が発生しないようにする。

次に、本実施の形態の柱材の連結方法について、図８−１１を参照しながら説明する。

まず、工場において、下階ユニット１Ａや上階ユニット１Ｂなどの建物ユニットを製作する。すなわち、柱２Ａ，２Ｂの柱頭２１においては、切り欠き加工による開口２１ａの形成、貫通孔３１ｂが穿孔された上端面板３１、ウエブ接合部３３Ａ及び下接合板３４の溶接による柱頭２１への接合、並びにそれらへの天井梁（４Ａ，４Ｂ）の溶接による接合を行う。

また、柱２Ａ，２Ｂの柱脚２２においては、切り欠き加工による開口２２ａの形成、貫通孔３２ｂが穿孔された下端面板３２、ウエブ接合部３３Ｂ及び上接合板３５の溶接による柱脚２２への接合、並びにそれらへの床梁（５Ａ，５Ｂ）の溶接による接合を行う。

そして、現地まで下階ユニット１Ａ及び上階ユニット１Ｂを搬送して、まず、下階ユニット１Ａを基礎又はさらに下階となる建物ユニットの上に設置する。この下階ユニット１Ａの柱頭２１には、図８に示すようにジョイントピンセット７を取り付ける。

ここで、ジョイントピンセット７は、図７に示すように、後端付近に軸直交方向に貫通する挿入孔７１ｂが形成されたジョイントピン７１と、その挿入孔７１ｂに対して着脱自在のＴバー７２とによって主に構成される。

ジョイントピン７１は、上端面板３１及び下端面板３２に穿孔される貫通孔３１ｂ，３２ｂの内径よりも僅かに小さい直径のクサビ状部材で、先端が尖った尖鋭部７１ａとなっている。

一方、Ｔバー７２は、挿入孔７１ｂの内径よりも僅かに小さい直径の棒状部７２ａと、その棒状部７２ａの端部から両側に張り出されるアーム部７２ｂとによってＴ字状に形成される。

また、Ｔバー７２の棒状部７２ａのアーム部７２ｂとは反対側の端部には、線状材としての連結鎖７３が取り付けられる。この連結鎖７３は、挿入孔７１ｂに通されるとともに、その端部には挿入孔７１ｂを通過不能な大きさの係留部としてのリング７３ａが取り付けられる。

このようなジョイントピンセット７のジョイントピン７１を、図８（ａ），（ｂ）に示すように下階ユニット１Ａの柱頭２１の開口２１ａから挿し込み、上端面板３１の貫通孔３１ｂに通して尖鋭部７１ａを上方に突出させる。

また、ジョイントピン７１の挿入孔７１ｂには、Ｔバー７２の棒状部７２ａを挿し込む。この状態でジョイントピン７１が下がったり傾いたりしようとすると、貫通孔３１ｂの内縁にジョイントピン７１自体が接触するとともに、開口２１ａの下縁にＴバー７２が接触することで、ジョイントピン７１が支えられることになる。このため、貫通孔３１ｂからジョイントピン７１が抜けたり、傾いたりすることがない。

そして、上階ユニット１Ｂの下端面板３２の貫通孔３２ｂに対して上方に突出した尖鋭部７１ａが挿入されるように位置合わせをしながら、上階ユニット１Ｂをゆっくり降ろす。

このようにジョイントピン７１によって下階ユニット１Ａと上階ユニット１Ｂの貫通孔３１ｂ，３２ｂが貫かれると、正確な位置合わせがされたことになる。

そこで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、上端面板３１と下端面板３２とが重なっている箇所をクランプ７４で挟んで仮固定する。そして、Ｔバー７２を引っ張ってジョイントピン７１の挿入孔７１ｂから引き抜く。

続いて、上階ユニット１Ｂの開口２２ａからバール（図示省略）を挿し込み、バールで尖鋭部７１ａを押し下げて図１０（ａ），（ｂ）に示すようにジョイントピン７１を降下させ、貫通孔３１ｂ，３２ｂから抜き取る。ここで、連結鎖７３の長さは、貫通孔３１ｂ，３２ｂから尖鋭部７１ａを抜き取ることが可能な長さ以上に設定されている。

貫通孔３１ｂ，３２ｂから外されたジョイントピン７１は、下階ユニット１Ａの開口２１ａから取り出す。このようにしてジョイントピンセット７を撤去した後に、下階ユニット１Ａの開口２１ａからナット６２を貫通孔３１ｂの真下に入れるとともに、上階ユニット１Ｂの開口２２ａからボルト６１を貫通孔３２ｂに向けて入れる。

このボルト６１とナット６２とによって締結具６が構成される。そして、それぞれの開口２１ａ，２２ａから挿入したスパナやレンチによってナット６２やボルト６１を締め付けることで、上下の柱２Ａ，２Ｂどうしを連結させる。

この柱２Ａ，２Ｂどうしの連結を、柱２Ａ，２Ｂ，・・・が配置されているすべての隅角部において行うことによって、下階ユニット１Ａと上階ユニット１Ｂとが連結されたことになる。なお、仮固定のために取り付けたクランプ７４は、連結後に取り外す。

次に、本実施の形態の柱材の連結方法、建物ユニット、柱材の連結構造及びジョイントピンセットの作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の柱２Ａ，２Ｂの連結方法は、下階ユニット１Ａと上階ユニット１Ｂの両方の柱２Ａ，２Ｂの柱頭２１と柱脚２２に、それぞれ連結用の貫通孔３１ｂ，３２ｂに連通される開口２１ａ，２２ａが設けられている。

このため、下階ユニット１Ａの上に上階ユニット１Ｂを設置した後であっても、柱２Ａ，２Ｂどうしを連結させるナット６２を開口２１ａから貫通孔３１ｂに対して設置できるとともに、ボルト６１を開口２２ａから貫通孔３２ｂに対して設置することができる。

このような構成であれば、下階ユニット１Ａの貫通孔３１ｂの下に予めナットを固定しておく必要がない。また、連結部周辺の部材を溶接の熱によって劣化させることもない。

また、上方からも下方からも両方から貫通孔３１ｂ，３２ｂに連絡することができるので、ガイド用のジョイントピン７１を使って位置決めをし、位置決め後にジョイントピン７１を外し、ボルト６１とナット６２を装着して締結するという手順で作業をおこなうことができる。

このため、締結具６が搬送中に突出していることがないため損傷することがない。また、位置決めのガイドに利用されることもないので、設置作業時に締結具６が損傷することもない。

また、ジョイントピン７１から締結具６に移行する際に、下階ユニット１Ａと上階ユニット１Ｂとをクランプ７４で仮固定しておけば、ジョイントピン７１によって決められた位置がずれることがなく、正確な位置関係で締結具６によって固定させることができる。

また、柱２Ａ（２Ｂ）の柱頭２１及び柱脚２２の両方に連結用の貫通孔３１ｂ，３２ｂに連通される開口２１ａ，２２ａが設けられた下階ユニット１Ａ（又は上階ユニット１Ｂ）であれば、上述したような柱材の連結方法を実施することができる。

さらに、二方向に桁側天井梁４Ａと妻側天井梁４Ｂ（又は桁側床梁５Ａと妻側床梁５Ｂ）が接続される柱２Ａ，２Ｂの内角側の側壁であれば大きな応力が発生しにくく、貫通孔３１ｂ，３２ｂに連通させる開口２１ａ，２２ａを設けても建物ユニット（１Ａ，１Ｂ）の耐力を低下させることがない。

また、貫通孔３１ｂ（３２ｂ）を柱２Ａ，２Ｂの隅角部に隣接して設ければ、上端面板３１（又は下端面板３２）と柱２Ａ，２Ｂの上端２１ｂ（又は下端２２ｂ）との溶接による接合箇所との距離が短くなる。

このため、ジョイントピン７１やボルト６１を介して貫通孔３１ｂ，３２ｂに力が作用しても、変形が生じにくい。よって、上端面板３１又は下端面板３２の板厚を薄くしても所望する耐力を確保することができる。

また、柱２Ａ，２Ｂの端部（２１ｂ，２２ｂ）を塞ぐ蓋部３１ａ，３２ａが、上側フランジ接合部３１ｃ，３１ｃや下側フランジ接合部３２ｃ，３２ｃと一体になった上端面板３１や下端面板３２を使用すれば、部品数や接合箇所を減らすことができる。

さらに、二方向に延伸される上側フランジ接合部３１ｃ，３１ｃや下側フランジ接合部３２ｃ，３２ｃの内角側にハンチ３１ｄ，３２ｄを設けることによって、隅角部に応力集中が起きるのを抑えることができる。

また、ハンチ３１ｄ，３２ｄによって、貫通孔３１ｂ，３２ｂから縁部までの距離が広くなって、貫通孔３１ｂ，３２ｂの周囲に必要となるかぶりを容易に確保することができる。

さらに、桁側天井梁４Ａと妻側天井梁４Ｂ（又は桁側床梁５Ａと妻側床梁５Ｂ）と柱２Ａ，２Ｂとを接合させるウエブ接合部３３Ａ，３３Ｂをウエブ４３，５３の内側面に沿って配置すれば、桁側天井梁４Ａや妻側天井梁４Ｂ（又は桁側床梁５Ａや妻側床梁５Ｂ）の外側面に段差が生じず、外側を面一にすることができる。

また、上側フランジ接合部３１ｃと下側フランジ接合部３４ａ及び下側フランジ接合部３２ｃと上側フランジ接合部３５ａについても、天井梁（４Ａ，４Ｂ）や床梁（５Ａ，５Ｂ）の外側面より平面視で突出する箇所がなくなれば、外側を面一にすることができる。

さらに、ウエブ接合部３３Ａ，３３Ｂがウエブ４３，５３の内側面側に配置されるということは、ウエブ接合部３３Ａ，３３Ｂの厚さ分だけ天井梁（４Ａ，４Ｂ）や床梁（５Ａ，５Ｂ）を外側に配置できることになるため、建物ユニット（１Ａ，１Ｂ）の内空を広くすることができる。

また、柱２Ａ，２Ｂと梁材（４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ）を接合させるための上端面板３１とウエブ接合部３３Ａと下接合板３４（又は下端面板３２とウエブ接合部３３Ｂと上接合板３５）が、別々の部材によって形成されていれば、柱２Ａ，２Ｂが溶接熱などによって変形していたりしても、それぞれを適切な箇所に接合させることができる。このため、接合後に梁材（４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ）との間に隙間が生じたり、接合部周辺に残留応力が生じたり、梁材が変形したりすることを防ぐことができる。

そして、ジョイントピン７１に対して着脱自在なＴバー７２を有するジョイントピンセット７であれば、ジョイントピン７１による位置決めと取り外しの切り替えを容易に行うことができる。

また、Ｔバー７２の端部に挿入孔７１ｂよりも大きなリング７３ａを有する連結鎖７３が取り付けられていれば、Ｔバー７２を取り外したときにも、ジョイントピン７１とＴバー７２とが別々になってしまうことがなく、Ｔバー７２の落下や紛失を防ぐことができる。

以下、前記した実施の形態で説明した建物ユニット（１Ａ，１Ｂ）とは別の形態の建物ユニット１Ｃを使った柱材の連結方法及び連結構造について、図１２を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

この実施例で説明する建物ユニット１Ｃは、柱材としての柱２Ｃと梁材とが、図１２に示すようにジョイントピース８を介して接合される。ここで、図１２では、柱２Ｃの柱脚２２における床梁（５Ａ，５Ｂ）との構成について説明するが、柱頭２１の柱２Ｃと天井梁（４Ａ，４Ｂ）との構成も同様となる。

ジョイントピース８は、上下の平行なフランジ間がウエブによって連結された断面視略コ字形の溝形鋼によって一体に形成される。そして、上側のフランジが上側フランジ接合部８１となり、下側のフランジが下側フランジ接合部８２となり、それらを繋ぐウエブがウエブ接合部８３となる。

ジョイントピース８は、床梁（５Ａ，５Ｂ）より一回り大きい部材で、床梁（５Ａ，５Ｂ）の端部を外側から覆うように配置される。柱２Ｃに床梁（５Ａ，５Ｂ）を接続するに際しては、まず、柱脚２２の側面にジョイントピース８の端面を突き当てて溶接接合する。

そして、ジョイントピース８の内側に床梁（５Ａ，５Ｂ）の端部を収容し、上フランジ５１と上側フランジ接合部８１、下フランジ５２と下側フランジ接合部８２、ウエブ５３とウエブ接合部８３を、それぞれ接触する箇所で溶接する。

一方、柱２Ｃの下端２２ｂは、鋼板を正方形に成形した蓋部８４によって塞ぐ。すなわち、蓋部８４は、下側フランジ接合部８２，８２とは別部材となる。また、蓋部８４には、柱２Ｃの内外が連通される位置に貫通孔８４ａが穿孔される。

この貫通孔８４ａは、柱２Ｃの隅角部に隣接して設けられる。そして、図１２に示すように、柱２Ｃの柱脚２２の貫通孔８４ａに隣接する側壁は、斜めに切り欠かれて開口２２ａが形成される。

この実施例のようにジョイントピース８を介して柱２Ｃと床梁（５Ａ，５Ｂ）とを接続する場合にも、前記実施の形態で説明したような作用効果を得ることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態及び実施例では、下部構造体と上部構造体とが鉄骨ラーメン構造の建物ユニット（１Ａ，１Ｂ）である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中空の柱材が配置されるのであれば、隅角部が剛接合とならない骨組構造体であっても本発明を適用することができる。

また、前記実施の形態では、四隅のすべてに柱２Ａ，・・・（２Ｂ，・・・）が配置される建物ユニット（１Ａ，１Ｂ）について説明したが、これに限定されるものではなく、一部の柱が省略される建物ユニットにも本発明を適用することができる。

さらに、前記実施の形態及び実施例では、四角柱状の角形鋼管によって形成される柱２Ａ−２Ｃを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、多角柱状、円筒状、楕円筒状などの柱材であってもよい。また、梁材についても溝形鋼によって形成される梁材に限定されるものではない。

また、前記実施の形態では、上方からボルト６１を挿入し、下方にナット６２を取り付ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、この逆であってもよい。さらに、ナット６２を予め溶接によって固定しておくこともできる。

１Ａ 下階ユニット（下階構造体、建物ユニット）
１Ｂ 上階ユニット（上階構造体、建物ユニット）
１Ｃ 建物ユニット
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 柱（柱材）
２１ 柱頭
２１ａ 開口
２１ｂ 上端
２２ 柱脚
２２ａ 開口
２２ｂ 下端
３１ 上端面板
３１ａ 蓋部
３１ｂ 貫通孔
３１ｃ 上側フランジ接合部
３１ｄ ハンチ
３２ 下端面板
３２ａ 蓋部
３２ｂ 貫通孔
３２ｃ 下側フランジ接合部
３２ｄ ハンチ
３３Ａ，３３Ｂ ウエブ接合部
４Ａ 桁側天井梁（梁材）
４Ｂ 妻側天井梁（梁材）
５Ａ 桁側床梁（梁材）
５Ｂ 妻側床梁（梁材）
６１ ボルト
７ ジョイントピンセット
７１ ジョイントピン
７１ｂ 挿入孔
７２ Ｔバー
７２ａ 棒状部
７２ｂ アーム部
７３ 連結鎖（線状材）
７３ａ リング（係留部）
７４ クランプ（仮固定）
８ ジョイントピース
８１ 上側フランジ接合部
８２ 下側フランジ接合部
８３ ウエブ接合部
８４ 蓋部
８４ａ 貫通孔

Claims (19)

1. 四角筒状の柱材を頂点とする二方向に梁材が接続されることによって骨組みが形成される建物ユニットを有する下階構造体と上階構造体の柱材どうしを上下で連結させる柱材の連結方法であって、
   前記柱材の上端を塞ぐ蓋部に貫通孔が設けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の前記梁材による内角側の側壁に形成された前記下階構造体を設置する工程と、
   前記柱材の下端を塞ぐ蓋部に貫通孔が設けられるとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の前記梁材による内角側の側壁に形成された前記上階構造体を、前記下階構造体の上に柱材どうしが上下方向に連続するように設置する工程と、
   前記柱頭及び柱脚に形成された開口を利用して、前記上端及び下端の蓋部に設けられた貫通孔に通したボルトを締め付けることで前記下階構造体と前記上階構造体の柱材どうしを連結する工程とを備えたことを特徴とする柱材の連結方法。
2. 前記下階構造体の蓋部の貫通孔にジョイントピンを挿入しておき、前記上階構造体の蓋部の貫通孔に上方に突出された前記ジョイントピンを挿入することで前記上階構造体の設置を行うとともに、
   前記柱頭及び柱脚に形成された開口を利用して、前記ジョイントピンを外した後に前記貫通孔に前記ボルトを挿入して締め付けを行なうことを特徴とする請求項１に記載の柱材の連結方法。
3. 前記ジョイントピンを外す前に、前記下階構造体と前記上階構造体とが重なっている部分を仮固定することを特徴とする請求項２に記載の柱材の連結方法。
4. 中空の柱材に梁材を接続することによって骨組みが形成された建物ユニットであって、
   前記柱材の上端は貫通孔が設けられた蓋部によって塞がれているとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の側壁に形成されており、
   前記柱材の下端は貫通孔が設けられた蓋部によって塞がれているとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の側壁に形成されており、
   かつ、前記柱材は四角筒状であって、前記梁材は前記柱材を頂点とする二方向に接続されており、前記柱材の前記梁材による内角側の側壁に前記柱頭及び柱脚の開口が形成されていることを特徴とする建物ユニット。
5. 前記柱材の上端及び下端の蓋部に設けられる貫通孔は、前記柱材の隅角部に隣接して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の建物ユニット。
6. 前記梁材は、ウエブとそのウエブの上下にそれぞれ略直交して形成される２つのフランジとを有し、前記柱材の前記柱頭及び柱脚には、前記梁材のウエブを接合させるウエブ接合部と、前記梁材のフランジを接合させる上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部とが接続されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の建物ユニット。
7. 前記柱頭では前記蓋部と前記上側フランジ接合部とが一体に形成されており、前記柱脚では前記蓋部と前記下側フランジ接合部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の建物ユニット。
8. 前記蓋部を挟んで二方向に前記上側フランジ接合部が形成されているとともに、前記蓋部を挟んで二方向に前記下側フランジ接合部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の建物ユニット。
9. 前記二方向に延伸される前記上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部の内角側にはそれぞれハンチが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の建物ユニット。
10. 前記ウエブ接合部は、前記梁材のウエブの内側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の建物ユニット。
11. 中空の柱材を有する下階構造体と上階構造体の柱材どうしを上下で連結させた柱材の連結構造であって、
    前記下階構造体の前記柱材には貫通孔が設けられた上端を塞ぐ蓋部が取り付けられているとともに、その貫通孔に連通される開口が柱頭の側壁に形成されており、
    前記上階構造体の前記柱材には貫通孔が設けられた下端を塞ぐ蓋部が取り付けられているとともに、その貫通孔に連通される開口が柱脚の側壁に形成されており、
    前記下階構造体と前記上階構造体の上下方向に連続する柱材どうしが、前記上端及び下端の蓋部に設けられた貫通孔に通したボルトによって連結されている構造において、
    前記柱材は四角筒状であって、前記梁材は前記柱材を頂点とする二方向に接続されており、前記柱材の前記梁材による内角側の側壁に前記柱頭及び柱脚の開口が形成されていることを特徴とする柱材の連結構造。
12. 前記柱材の上端及び下端の蓋部に設けられる貫通孔は、前記柱材の隅角部に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の柱材の連結構造。
13. 前記梁材は、ウエブとそのウエブの上下にそれぞれ略直交して形成される２つのフランジとを有し、前記柱材の前記柱頭及び柱脚には、前記梁材のウエブを接合させるウエブ接合部と、前記梁材のフランジを接合させる上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部とが接続されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の柱材の連結構造。
14. 前記柱頭では前記蓋部と前記上側フランジ接合部とが一体に形成されており、前記柱脚では前記蓋部と前記下側フランジ接合部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の柱材の連結構造。
15. 前記蓋部を挟んで二方向に前記上側フランジ接合部が形成されているとともに、前記蓋部を挟んで二方向に前記下側フランジ接合部が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の柱材の連結構造。
16. 前記二方向に延伸される前記上側フランジ接合部及び下側フランジ接合部の内角側にはそれぞれハンチが形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の柱材の連結構造。
17. 前記ウエブ接合部は、前記梁材のウエブの内側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の柱材の連結構造。
18. 後端付近に軸直交方向に貫通する挿入孔が形成されたジョイントピンと、
    棒状部と両側に張り出されるアーム部とによってＴ字状に形成されたＴバーとを有し、
    前記Ｔバーの棒状部が前記挿入孔に対して着脱自在であることを特徴とするジョイントピンセット。
19. 前記Ｔバーの棒状部の端部には線状材が取り付けられており、その線状材の端部には前記挿入孔を通過不能な大きさの係留部が設けられていることを特徴とする請求項１８に記載のジョイントピンセット。