JP6280498B2

JP6280498B2 - 建物構造

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Publication number: JP6280498B2
Application number: JP2014264070A
Authority: JP
Inventors: 田中　潔; 潔田中; 大幸市岡
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016125199A

Description

この発明は、外壁パネル等の外装部材を建物の構造躯体に固定する建物構造に関する。

特許文献１には、外壁パネルが建物の構造躯体の屋外側に位置しており、上記外壁パネルと柱との組付性に優れた構造としつつ上記外壁パネルに加わる風圧力を適切に上記柱に伝達することができるカーテンウォール形式の外壁構造が開示されている。

また、特許文献２には、屋外廊下、ベランダ等の家屋本体から張り出す張出部に設けられる袖壁を、建て込みを現地において溶接作業を行うことなく施工でき、建て込み現地における施工能率を高める家屋の袖壁構造が開示されている。

特開２０１４-１２５７７６号公報特開平４-２０６２７号公報

しかしながら、特許文献２の構造において、ベランダ等の家屋本体から張り出す張出部を設ける場合には、控え梁を設置し、水平ブレースを設ける必要がある。これら控え梁や水平ブレースは、張出部の張出量が少ない場合でも必要との考え方があるが、張出部の張出量が少ない場合においても控え梁等が必要であるとすると、張出部の構築費が割高になる。

また、特許文献１等の建物構造において、柱の位置による構造ラインをそのままに外壁だけを多少持ち出すことで、建物の外観意匠に立体感を持たせることが考えられるが、このような持ち出しを行う構造において控え梁や水平ブレースを設けるとなると、同様に割高になる。

この発明は、上記の事情に鑑み、低コストで建物の外壁の持ち出しが行える建物構造を提供する。

この発明の建物構造は、上記の課題を解決するために、建物の構造躯体に片側が支持された持ち出し部材により支持される外装部材によって建物の外面が形成され、当該建物の屋内空間に上記構造躯体が存在し、上記持ち出し部材による持ち出し長さを２５０ｍｍ以内としていることを特徴とする。

上記の構成であれば、柱や耐力壁の位置による構造ラインをそのままに、控え梁や水平ブレースを設けることなく、外装部材を持ち出しの無い標準位置よりも２５０ｍｍ以内で持ち出して、建物の外観意匠に立体感を持たせることができる。

建物の設計の基本寸法であるモジュール幅をＰとして、上記持ち出し部材による持ち出し長さを０．２５Ｐ以内としてもよい。

建物基礎上に固定された上記構造躯体である柱の下部の屋外側の面に、上記持ち出し部材が固定されていてもよい。これによれば、外装部材に加わった風圧力は上記持ち出し部材を介して上記柱の下部に伝達される。

隣り合う柱間にそれぞれ固定された上記持ち出し部材の屋外側の端同士を接続する横架部材が設けられており、上記横架部材により上記外装部材が支持されるようにしてもよい。これによれば、外装部材に加わった風圧力は上記横架部材および上記持ち出し部材により受けとめられ、風圧力に対する耐力が向上する。

上記構造躯体であるＨ形鋼からなる胴差に上記持ち出し部材が固定されていてもよい。上記Ｈ形鋼からなる胴差の上下フランジの屋外側縁に固定された固定プレートに上記持ち出し部材が固定されていてもよい。また、上記持ち出し部材の高さが上記Ｈ形鋼からなる胴差の高さと同じかまたは略同じであってもよい。

上記Ｈ形鋼からなる胴差のウェブの長手方向に閉鎖断面を有する鋼管が固定されていてもよい。これによれば、上記閉鎖断面を有する鋼管の存在により、上記Ｈ形鋼からなる上記胴差のねじり剛性が向上する。

上記構造躯体であるＨ形鋼からなる小屋裏側の横架躯体に上記持ち出し部材が固定されていてもよい。

本発明であれば、柱や耐力壁の位置による構造ラインをそのままに、控え梁や水平ブレースを設けることなく外装部材を持ち出し、低コストで建物の外観意匠に立体感を持たせることができるという効果を奏する。

この発明の実施形態の建物構造の概略構成を示した説明図である。同図（Ａ）は図１の建物構造による建物の構造ラインと建物の外面との位置関係を示した説明図であり、同図（Ｂ）は図１の建物構造の持ち出しによる柱等の中心と外壁基準線との関係を示した説明図である。図１の建物構造における１階柱での持ち出し構造を示した斜視説明図である。図１の建物構造における１階柱での持ち出し構造を示した側面視説明図である。図１の建物構造における１階柱での持ち出し構造を拡大して示した斜視説明図である。同図（Ａ）は、図１の建物構造における胴差での持ち出し構造を示した平面視説明図であり、同図（Ｂ）は、同側面視説明図である。図１の建物構造における胴差での持ち出し構造を示した斜視説明図である。図１の建物構造における軒桁での持ち出し構造を示した側面視説明図である。図１の建物構造における出隅箇所および入隅箇所での持ち出し構造を示した平面視説明図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態にかかる建物１０の建物基礎１０１上には、１階柱１０２が固定されており、この１階柱１０２の上端は胴差１０３に接続されている。また、上記胴差１０３上には２階柱１０４が固定されており、上記２階柱１０４の上端は軒桁（横架躯体）１０５に接続されている。上記１階柱１０２、上記胴差１０３、上記２階柱１０４および軒桁１０５は、建物１０の構造躯体である。

上記１階柱１０２に片側が支持された第１持ち出し部材１と、上記胴差１０３に片側が支持された第２持ち出し部材２と、上記軒桁１０５に片側が支持された第３持ち出し部材３とによって、外装部材としての外壁パネル４が持ち出し支持されている。上記外装部材は、上記建物１０の外面を形成する部材であり、上記外壁パネル４に限るものではない。

上記建物１０においては、上記のごとく片側が支持された上記持ち出し部材１、２、３で支持される上記外壁パネル４によって建物１０の外面が形成されており、図２（Ａ）にも示すように、上記構造躯体（１階柱１０２等）は、建物１０の屋内空間に存在する。図２中の太点線は、上記建物１０の外面を表している。また、図２（Ｂ）に示す柱等の中心を示す線と外壁基準線とは、持ち出しを行わない標準箇所において一致するが、持ち出しを行う場合には、上記外壁基準線が、柱等の中心を示す線よりも屋外側にシフトする。ここで、上記建物１０は、その設計の基本寸法であるモジュール幅をＰとして、上記構造躯体の中心からの上記持ち出しの長さを０．２５Ｐ以内としている。上記モジュール幅Ｐを尺モジュールとする場合は、Ｐ＝９１０ｍｍとなるので、上記０．２５Ｐは２２７．５ｍｍとなる。なお、持ち出しを行わない標準箇所で、上記柱等の中心から上記外壁パネル４の裏面（取付面）までの寸法を６０ｍｍに設定するのであれば、持ち出しが行われた箇所における上記柱等の中心から上記外壁パネル４の裏面（取付面）までの寸法は、２２７．５ｍｍ＋６０ｍｍとなる。持ち出しの長さは、上記の２２７．５ｍｍに限らず、２５０ｍｍ以内とする。また、持ち出しの長さの下限は、５０ｍｍとする。

図３にも示すように、上記第１持ち出し部材１は、上記１階柱１０２の下部の柱脚部１０２ａの屋外側の面に固定されており、外壁パネル４からの風圧力および床荷重を受ける。また、隣り合う柱１０２間にそれぞれ固定された上記第１持ち出し部材１の屋外側の端同士は、横架部材１１によって互いに接続されており、上記横架部材１１により上記外壁パネル４が支持される。上記横架部材１１も、風圧力および床荷重を受けるものであり、例えば、閉鎖断面を有する角鋼管材が用いられる。なお、上記隣り合う柱１０２の間隔が１Ｐを超えるときに上記横架部材１１が配置されることとし、上記隣り合う柱１０２の間隔が１Ｐ以下のときには上記横架部材１１が不要であるとしている。また、上記隣り合う柱１０２の間隔は、２Ｐを越えない設定としている。

上記第１持ち出し部材１も、例えば、角鋼管材を用いて形成することができる。また、上記横架部材１１が必要とされる箇所の上記第１持ち出し部材１と、上記横架部材１１が不要とされる箇所の上記第１持ち出し部材１の構造を互いに違う構造とすることもできる。

例えば、上記横架部材１１が必要とされる箇所の上記第１持ち出し部材１は、図４および図５に示すように、角鋼管材ではなく、第１面部１ａとこれと直交する面を有する第２面部１ｂを備えたＬ字形状を有している。この第１持ち出し部材１における上記第１面部１ａは、ボルト１２によって取り付けプレート１０２ｂに固定される。この取り付けプレート１０２ｂは、上記柱脚部１０２ａの屋外側に溶接固定されている。また、上記第１持ち出し部材１は、上記第１面部１ａおよび第２面部１ｂに溶接された長方形状のプレート１ｃを有している。このプレート１ｃには、水平方向にボルト挿通孔が形成されている。一方、上記横架部材１１の屋内側の面には、水平方向にボルト挿通孔が形成された取り付け片部１１ａが溶接固定されており、この取り付け片部１１ａのボルト挿通孔に通したボルトを上記プレート１ｃのボルト挿通孔にも通してナットを締結することで、上記横架部材１１が上記第１持ち出し部材１に固定される。また、上記横架部材１１には、外壁パネル４の裏面に設けられた係合凸部が係合される係合部１１ｂが設けられている。

なお、上記横架部材１１および上記第１持ち出し部材１の下方側には、屋内側を屋外から仕切るための面材が設けられる。また、上記横架部材１１上に柱状部材１５をボルト１３によって固定することもできる。

上記第２持ち出し部材２も、風圧力および床荷重を受ける。この第２持ち出し部材２は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、例えば、Ｈ形鋼からなり、このＨ形鋼の屋内側となる上下フランジの端面およびウェブの端面には、取り付け板２ａが溶接固定されている。上記取り付け板２ａは、Ｈ形鋼からなる上記胴差１０３の上下フランジ１０３ａの屋外側縁に溶接固定された固定プレート１０３ｃにボルト２１によって固定される。上記第２持ち出し部材２となるＨ形鋼と上記胴差１０３となるＨ形鋼として、板厚やフランジ幅等が同じ寸法のＨ形鋼を用いてもよく、また、上記第２持ち出し部材２の高さを、上記胴差１０３と同じかまたは略同じとすることができる。

１階側の外壁パネル４の上部側は、上記第２持ち出し部材２の下面に設けられた固定金具２２に固定されている。また、２階側の外壁パネル４の下部側は、上記第２持ち出し部材２の上面に設けられた固定金具２３に固定されている。

図７にも示すように、Ｈ形鋼からなる上記胴差１０３のウェブ１０３ｂには、閉鎖断面を有する角鋼管１０３ｄがその長手方向を上記ウェブ１０３ｂの長手方向に一致させて固定されている。この固定は、例えば、角鋼管１０３ｄの一つの面を上記ウェブ１０３ｂに接触させて、当該一面と直交する二つの面と上記ウェブ１０３ｂの近接箇所（角鋼管１０３ｄの角にＲ部が有れば、このＲ部）を連続或いは一定間隔の点で溶接することにより行われる。また、上記角鋼管１０３ｄの端面は、上記胴差１０３に交差配置されて当該胴差１０３に接続された部材１０６（柱、梁等）に溶接固定され、当該部材１０６に一体化される。なお、上記胴差１０３の途中箇所に存在する取り合いプレート等によって、上記角鋼管１０３ｄが途切れる場合、この途切れによる端面を上記取り合いプレート等に溶接固定してもよいし、溶接固定しなくてもよい。

上記胴差１０３であるＨ形鋼のねじり定数をＪ_１、上記角鋼管１０３ｄのねじり定数をＪ_２とすると、ねじり補強梁のねじり定数Ｊは、Ｊ＝Ｊ_１＋Ｊ_２となり、ねじり補強梁のねじり剛性（曲げねじり剛性）が高くなる。上記角鋼管１０３ｄは、上記胴差１０３のウェブ１０３ｂの屋内側面または屋外側面の一方に設けてもよいし、両方に設けてもよい。また、上記角鋼管１０３ｄの配置位置は、上記ウェブ１０３ｂの上下方向中心位置に限らず、上記中心位置よりも上寄り或いは下寄りの位置でもよい。また、上記角鋼管１０３ｄに限らず、円形等の閉鎖断面を有する鋼管を用いてもよい。

図８に示すように、上記第３持ち出し部材３は、例えば、第１面部３ａとこれに直交する面を有する第２面部３ｂを備えたＬ字形状を有している。この第３持ち出し部材３の上記第１面部３ａは、Ｈ形鋼からなる上記軒桁１０５の上下フランジ１０５ａの屋外側縁に溶接固定された固定プレート１０５ｃにボルト３１によって固定される。また、上記第３持ち出し部材３は、上記第１面部３ａおよび第２面部３ｂに溶接された三角形状のプレート３ｃを有している。上記第２面部３ｂの先端側の下面には固定金具３２がボルト固定されている。上記固定金具３２には２階側の外壁パネル４の上部側が固定される。

図９に示すように、建物１０の出隅箇所においても、持ち出し部材１（２、３）を用いることができる。出隅箇所では、互いに交差するように２個の持ち出し部材１（２、３）を構造躯体である柱や梁等に固定する。そして、出隅専用の持ち出し部材５を上記２個の持ち出し部材１（２、３）に固定し、持ち出しの出隅領域を形成する。また、入隅箇所では、入隅専用の持ち出し部材６を、入隅箇所を形成している梁等に固定し、持ち出しの入隅領域を形成する。

上記の構成であれば、柱や耐力壁の位置による構造ラインをそのままに、控え梁や水平ブレースを設けることなく、外壁パネル４等の外装部材を持ち出しの無い標準位置よりも０．２５Ｐ以内で持ち出して、建物の外観意匠に立体感を持たせることができる。そして、このような持ち出しを行う構造において控え梁や水平ブレースを設ける必要が無いので、低コスト化が図れる。なお、建物１０の屋内空間に上記柱１０２等の構造躯体が存在することになるが、このような構造躯体が存在する領域を、例えば棚等が収容される収容空間として用いてもよい。

建物基礎１０１上に固定された上記１階柱１０２の下部の屋外側の面に上記第１持ち出し部材１が固定されていると、上記外壁パネル４等に加わった風圧力は上記持ち出し部材１を介して上記柱１０２の下部に伝達される。

隣り合う柱１０２間に設けられた上記横架部材１１により上記外壁パネル４等が支持されると、上記外壁パネル４に加わった風圧力は上記横架部材１１および上記第１持ち出し部材１により受けとめられ、風圧力に対する耐力が向上する。

上記構造躯体であるＨ形鋼からなる胴差１０３の上下フランジの屋外側縁に固定された固定プレート１０３ｃに上記第２持ち出し部材２が固定されると、上記第２持ち出し部材２に加わった鉛直荷重が、上記Ｈ形鋼の強軸方向に加わる構造となる。上記第２持ち出し部材２の高さが上記Ｈ形鋼からなる胴差１０３の高さと同じかまたは略同じであると、上記鉛直荷重に対する耐力がさらに向上する。

上記胴差となるＨ形鋼のウェブに閉鎖断面を有する上記角鋼管１０３ｄが固定されていると、上記Ｈ形鋼からなる上記胴差１０３のねじり剛性が向上する。

なお、上記の実施形態では、１階および２階の両方を持ち出す構造としたが、これに限らず、２階等の上階側のみを持ち出す構造等を採用できる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１第１持ち出し部材
１１横架部材
２第２持ち出し部材
３第３持ち出し部材
４外壁パネル（外装部材）
５出隅専用の持ち出し部材
６入隅専用の持ち出し部材
１０建物
１０１建物基礎
１０２１階柱（構造躯体）
１０３胴差（構造躯体）
１０４２階柱（構造躯体）
１０５軒桁（横架躯体）

Claims

建物の構造躯体に片側が支持された持ち出し部材により支持される外装部材によって建物の外面が形成され、当該建物の屋内空間に上記構造躯体が存在し、上記持ち出し部材による、持ち出していない外装部材と持ち出している外装部材との距離差となる持ち出し長さを２５０ｍｍ以内としており、建物基礎上に固定された上記構造躯体である柱の下部の屋外側の面に、上記持ち出し部材が固定されていることを特徴とする建物構造。
請求項１に記載の建物構造において、隣り合う柱間にそれぞれ固定された上記持ち出し部材の屋外側の端同士を接続する横架部材が設けられており、上記横架部材により上記外装部材が支持されることを特徴とする建物構造。
建物の構造躯体に片側が支持された持ち出し部材により支持される外装部材によって建物の外面が形成され、当該建物の屋内空間に上記構造躯体が存在し、上記持ち出し部材による、持ち出していない外装部材と持ち出している外装部材との距離差となる持ち出し長さを２５０ｍｍ以内としており、上記構造躯体であるＨ形鋼からなる胴差に上記持ち出し部材が固定されていることを特徴とする建物構造。
請求項３に記載の建物構造において、上記Ｈ形鋼からなる胴差の上下フランジの屋外側縁に固定された固定プレートに上記持ち出し部材が固定されていることを特徴とする建物構造。
請求項３または請求項４記載の建物構造において、上記持ち出し部材の高さが上記Ｈ形鋼からなる胴差の高さと同じかまたは略同じであることを特徴とする建物構造。
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の建物構造において、上記Ｈ形鋼からなる胴差のウェブの長手方向に閉鎖断面を有する鋼管が固定されていることを特徴とする建物構造。
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の建物構造において、上記構造躯体であるＨ形鋼からなる小屋裏側の横架躯体に上記持ち出し部材と異なる別の持ち出し部材が固定されていることを特徴とする建物構造。
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の建物構造において、建物の設計の基本寸法であるモジュール幅をＰとして、上記持ち出し部材による持ち出し長さを０．２５Ｐ以内としていることを特徴とする建物構造。