JP6414253B2 - 建物の床構造 - Google Patents

Description

本発明は、互いに間隔を開けて配置される梁材に複数の床版を載架する床構造であって、主として鉄骨軸組構造の建物に適用可能な床構造に関する。

近年、「公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律」が施行され、国家政策として建築物への木材の利用推進が後押しされている。民間の建築物においても木材利用の機運が高まっており、特に、建築解体材等の木質廃棄物から製造される木質ボードは、環境に対する貢献やその優れた経済性からさらなる普及促進が期待されている。

また従来より、鉄骨軸組構造の建物では、互いに間隔を開けて配置された梁材に長尺なコンクリート系床版を載架し、端部を金具等で固定する床構造が知られている。このような床構造では、通常、曲げ剛性を床版が負担し、水平面剛性を梁材間に設置する水平ブレースによって補うことが多い。しかしながら、水平ブレースは、一般的に床版を支持する梁材の下部や中間部に、平面視Ｘ字状となるよう架設されるため、下階室の天井裏空間で行う配管・配線作業の障害となることが多かった。そこで、十分な水平面剛性を確保しつつ水平ブレースを省略できる床構造が提案されている。

例えば、特許文献１では、水平ブレースに代わって床版と床梁の間に鋼板で形成される補剛面材を設置することにより、水平面剛性を確保する床構造が提案されている。この発明では、梁材のスパンに応じた大きさ（２０００ｍｍ程度×４０００ｍｍ程度）の補剛面材を梁材の上部に載架している。また、補剛面材に床版設置部と非床版設置部を設け、床版を離間するように床版設置部に配置することで、床構造の遮音性能を向上させている。

また、特許文献２では、木質系パネルを梁材の下部に設置し、遮音性能を向上させるとともに木質系パネルによって水平面剛性を確保できる点が記載されている。この発明では、木質パネルを設置することで火打ち材を省略できる点が開示されている。

特開２０１６−３３２９９ 特開２００３−９６９６３

しかしながら、特許文献１の発明では水平ブレースを省略できるものの、梁材のスパンに合わせた重量のある鋼製の補剛面材を所定の場所へ設置して位置調整する作業は、施工者にとって大きな負担となり施工性が低下する虞がある。また、隣接する床版同士を所定間隔離間させているため、補剛面材への割付が複雑化して施工手間がかかるとともに、床版の割付によって梁スパンに制約がかかり設計自由度を低下させる可能性がある。

また、特許文献２は、パーティクルボードのような木質系パネルを使用することで水平面剛性を確保できるが、木質系パネルを梁材の下部に設置するため下階の配管・配線作業の支障となる。さらに、梁間が閉塞されて天井裏空間が十分に確保できないため、空調機器類等を天井裏に設置する際は下階室の天井高さを低くせざるを得えず、場合によっては建物階高を通常よりも高くする必要があり非常に不経済な構造となる虞がある。また、この発明では木質系パネルの端部を梁材で受けているので、木質系パネルごとに梁を都度設置しなければならない。したがって、一般的に施工現場で使用される標準寸法の木質系パネルを使用する場合、梁の増加に伴う工事費の増大が懸念される。

そこで、本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであって、互いに間隔を開けて配置される梁材に複数の床版を載架する床構造であって、水平ブレースを省略して水平面剛性を確保するとともに、下階室の天井裏空間を有効に利用できる経済性に優れた床構造を提供することを目的とする。

本発明の建物の床構造は、互いに間隔を空けて配置される２以上の梁材の上面に複数の床版を載架して構成される建物の床構造であって、一端側が前記梁材に固定され他端側が該梁材より他の梁材方向に突出する支持金具と、前記梁材に囲まれた内部において、前記支持金具に載置されて当該支持金具の下方から当該支持金具に固定されるとともに、上面が前記梁材の上面と略同一面となる木質系面材と、を具備し、前記支持金具は、前記梁材の上面よりも下方で前記梁材に固定される一端側の平板状の固定部と、前記固定部から延設して前記梁材から突出し、前記木質系面材を支持する他端側の平板状の受け部と、を有することを特徴としている。

本発明の建物の床構造は、前記梁材は、垂直に延設するウェブと、該ウェブの幅方向の両側端から前記ウェブに対して直交方向へ突出するフランジと、を有するものであり、前記支持金具は、前記固定部を上方の前記フランジの下面に固定されることを特徴としている。

本発明の建物の床構造は、前記支持金具の固定部は、一方の前記フランジから他方の前記フランジ方向へ突出して固定されたボルトを挿通してナット止めされる挿通孔を形成したものであることを特徴としている。

本発明の建物の床構造は、前記木質系板材は、該木質系板材同士の端縁に跨る平板状の連結板によって連結されることを特徴としている。

本発明の建物の床構造は、前記木質系板材は、隣接する前記木質系板材と間隔を開けて設置されることを特徴としている。

本発明の建物の床構造は、前記挿通孔は、前記受け部の突出する方向へ細長なルーズホールであることを特徴としている。

本発明の建物の床構造によると、木質系面材は、梁材に囲まれた内部において、梁材に固定される支持金具によって両端を支持されるので、軽量で安価な木質系面材によって水平面剛性を保持することができ、施工性と経済性に優れた床構造を構築することができる。また、木質系面材は、支持金具によって上面を梁材の上面と略同一面となるように梁材に支持されるので、下階の天井裏空間を十分に確保することができ、配管・配線作業を容易に行うことができるともに天井裏空間を有効利用することができる。

本発明の建物の床構造によると、梁材はウェブとフランジを有し、木質系面材は梁材に固定される支持金具の受け部に支持されるので、支持金具を介して木質系面材をＨ形鋼や溝形鋼などの鉄骨梁に接合することができる。したがって、従来の鉄骨軸組構造で使用される水平ブレースに代わり軽量で安価な木質系面材によって水平面剛性を保持することができ、水平ブレースの取付を省略して施工性を向上させることができる。

本発明の建物の床構造によると、支持金具の固定部は、梁材のフランジに設けられたボルトを挿通してナットにより固定される挿通孔を形成しているので、常時は支持金具の長手方向をフランジの長手方向に沿うようにしてフランジから突出しないように配置しておき、木質系面材を支持する際はフランジから受け部が突出するように支持金具を回転させることによって木質系面材を載置することができる。したがって、梁材を運搬する場合に支持金具が邪魔になることはなく、梁材の現場搬入を支障なく行うことができる。

本発明の建物の床構造によると、木質系面材は、木質系面材同士の端縁に跨る平板状の連結板によって連結することができるので、１枚の木質系面材ごとに木質系面材を支持する小梁を設ける必要がなく、経済性に優れた床構造を構築することができる。

本発明の建物の床構造によると、木質系面材は隣接する木質系面材と間隔を開けて設置されるので、各所の施工誤差を吸収しながら施工を行うことができる。

本発明の建物の床構造によると、挿通孔は受け部の突出する方向に細長なルーズホールであるので、木質系面材を受け部に設置する際、木質系面材と受け部の位置を状況に応じて微調整することができ、各所の施工誤差を吸収しながら施工を行うことができる。また、梁材と木質系面材が異素材で異なる膨張率を有していても、梁材と木質系面材を離間させておくことにより互いに干渉して損傷することを防止できる。

建物の床構造を示す断面図 建物の床構造を示す分解斜視図。 支持金具を示す斜視図。 フランジに溶接ボルトを有する梁材と床版及び木質系面材の接合部を拡大した断面分解図。 フランジにボルトを設置する場合の梁材と床版及び木質系面材の接合部を拡大した断面分解図。 ウェブにボルトを設置する場合の梁材と床版及び木質系面材の接合部を拡大した断面分解図。 支持金具の梁材への設置状況を示す斜視図。 別の実施形態の支持金具を梁材へ設置する状況を示す斜視図。 支持金具を断面視矩形の梁材に設置する状況を示す断面図。

以下、建物の床構造１の最良の実施形態について各図を参照しつつ説明する。この建物の床構造１は、主として鉄骨軸組構造の建物に適用されるが、木軸組構造や、鉄骨造と木構造を組み合わせた構造に使用することも可能である。ここでは、鉄骨軸組構造の場合について説明をする。

建物の床構造１は、図１及び図２に示すように、互いに間隔を空けて配置される２以上の梁材２に複数の床版３を載架して構成される建物の床構造であって、一端側が梁材２に固定され他端側が梁材２より他の梁材２の方向へ突出する支持金具４と、梁材２に囲まれた内部において支持金具４に支持されて梁材２の上面と略同一面となる上面を有する木質系面材５と、を具備している。

梁材２は、図１に示すようにＨ形鋼で形成されており、ウェブ２ａと、ウェブ２ａの幅方向の両端からウェブ２ａに対して垂直方向に突出するフランジ２ｂを有している。また、図４に示すように、床版３を載架する一方のフランジ２ｂには、支持金具４を固定するための溶接ボルト２ｃが溶接されており、他方のフランジ２ｂに向けて突出している。なお、ここでは梁材２の材質をＨ形鋼として説明しているが、ウェブとフランジを有する溝形鋼を使用しても良い。

床版３は、図１から図３に示すように、互いに間隔を開けて配置された梁材２に載架される平板状の床材である。床版３の材質は特に限定されないが、軽量気泡コンクリート版や押出成型セメント版、プレキャストコンクリート版のように成型された長尺な床材を使用することができる。また、床版３の上部には図示されない床下地材や内装仕上材を設置することができる。

支持金具４は、図１及び図３に示すように、梁材２と木質系面材５を接合するために使用される略矩形に形成された平板状の金具である。支持金具４は、梁材２に固定される固定部４ａと、固定部４ａから延設されて木質系面材５を受ける受け部４ｂとを有している。

固定部４ａには、図３及び図４に示すように、梁材２に設けられた溶接ボルト２ｃを挿通するための挿通孔４ｃが固定部４ａの幅方向中央に設けられており、この挿通孔４ｃは、図３に示すように、受け部４ｂの突出方向へ細長なルーズホールとなっている。また、受け部４ｂには、木質系面材５を固定するための固定具５ａを挿通する貫通孔４ｄが受け部４ｂの幅方向中央に設けられている。そして、図４等に示すように、床版３を載架するフランジ２ｂの板厚と木質系面材５の板厚が相違する場合、受け部４ｂの固定部４ａ側の側端を折り曲げて板厚の相違を吸収する段差部４ｅを形成することができる。

木質系面材５は、図１及び図３に示すように、支持金具４を介して梁材２に支持される平面視矩形状の平板である。木質系面材５の材質は特に限定されないが、建築物解体材や間伐材等の廃棄物木材から形成される木質ボード（パーティクルボード、中密度繊維板等）や合板を使用することができる。特に、技術開発により近年建物の主要構造材としての使用を認められるようになった構造用パーティクルボードが、性能面や経済性の側面から好適である。構造用パーティクルボードを利用する際は、一般的に流通している標準寸法のものを使用することができ、たとえば、厚さ９ｍｍ以上、幅９００ｍｍ以上、長さ１８２０ｍｍ以上のものを使用することができる。

連結板６は、図１及び図２に示すように、互いに隣り合う木質系面材５同士の端縁に跨るように配置され、固定具５ａによって木質系面材５同士を連結する長尺な板材である。連結板６には、幅方向の中央を挟んだ位置に固定具５ａを挿入するための挿入孔６ａが長手方向に対して一定の間隔で形成されている。

次に、床構造１の施工手順について説明する。まず、図１に示すように、互いに間隔を空けて配置された梁材２に支持金具４を設置する。具体的には、図４に示すように、溶接ボルト２ｃを固定部４ａに設けられた挿通孔４ｃに挿入し、突出した溶接ボルト２ｃにナット２ｄを締付方向に螺着させて支持金具４が回動しないように固定する。このとき、受け部４ｂは、フランジ２ｂから突出するように配置しておく。このようにして、図２に示すように、支持金具４を梁材２の長手方向に所定の間隔を開けて設置する。

支持金具４は、予め工場で梁材２に設置しておいてもよい。そうすることで、木質系面材５を梁材２に設置する際に、都度支持金具４を梁材２に取り付ける必要がなく、施工性を向上させることができる。

支持金具４の梁材２への取付けを予め工場で行う場合は、図７に示すように、受け部４ｂをフランジ２ｂの長手方向へ沿うように固定しておくことで、支持金具４が梁材２の運搬の支障になることを防止できる。そして現場搬入された梁材２を所定の位置に配置した後、ナット２ｄを弛緩方向に回転させて固定部４ａを回動させ、受け部４ｂをフランジ２ｂから突出させて所定の位置に配置する。続いてナット２ｄを締付方向に回転させて支持金具４が回動しないよう固定し、図１に示すように、木質系面材５を受け部４ｂに載置する。したがって、状況に応じて受け部４ｂの位置を自由に変更できるため、梁材２の搬入から木質系面材５の支持金具４への設置までを円滑に行うことができる。なお、支持金具４を現場で設置する場合や、固定部４ａの回動機能を不要とする場合は、支持金物４の形状を前述したような短冊状のものではなく、図８に示すように、梁材２の長手方向長さと略同一な長さを有する長尺な形状としてもよい。

次に、図４に示すように、フランジ２ｂから突出した受け部４ｂに木質系面材５を載置し、ビスやねじ等の固定具５ａを受け部４ｂの下方から貫通孔４ｄに挿入し、電動ドライバー等の締付用回転工具によって木質系面材５に螺着する。このとき、図４に示すように、フランジ２ｂと木質系面材５の板厚に相違がある場合、支持金具４の段差部４ｅによって両者の段差を吸収できるので、フランジ２ｂの上面と木質系面材５の上面を略面一にすることができる。また、木質系面材５同士は、図１に示すように、隣り合う木質系面材５との間に隙間Ｌ１を形成するように配置される。隙間Ｌ１を設けることにより、各所の施工誤差を吸収しながら施工を行うことができる。

また先述したように、固定部４ａの挿通孔４ｃは、受け部４ｂの突出方向へ細長なルーズホールであるため、支持金具４のフランジ２ｂ幅方向の出入りを微調整することができる。すなわち、図４に示すように、固定部４ａを受け部４ｂの方向へ移動させると、フランジ２ｂと木質系面材５との隙間Ｌ２が広くなり、互いに隣り合う木質系面材５同士の隙間Ｌ１が狭くなる。反対に、固定部４ａをウェブ２ａ方向に移動させると隙間Ｌ２が狭くなり、隙間Ｌ１が広くなる。したがって、施工者は各所の施工誤差を吸収しながら木質系面材５を設置でき、また、互いに異なる材質の梁材２と木質系面材５が湿度や気温の影響で各々膨張したとしても互いに干渉して損傷することはない。

そして図１及び図２に示すように、互いに隣り合う木質系面材５同士の端縁に跨るように連結板６を配置し、ビスやねじ等の固定具５ａを連結板６の下方から挿入孔６ａに挿入し、電動ドライバー等の締付用回転工具によって固定具５ａを木質系面材５に螺着させ、木質系面材５同士を連結する。したがって、一般的に使用される標準寸法のたとえば、幅９００ｍｍ程度、長さ１８２０ｍｍ程度の構造用パーティクルボードを木質系面材５として使用した場合、複数枚の木質系面材５を連結板６で連結できるので、木質系面材５ごとに受け梁を設ける必要がなく、不要な梁材２の設置を削減することができ、経済性に優れた建物の床構造１を構築することができる。

最後に、図１に示すように床版３をフランジ２ｂに架設し、図示しない固定金具で梁材２に固定して建物の床構造１を完成させる。

なお、木質系面材５の梁材２への固定方法は上記の内容だけに限られない。例えば、図５に示すように、床版３に部分的に切欠き３ａを設け、フランジ２ｂにボルト２１を挿入できるボルト孔２ｄを形成してもよい。なお、ボルト２１をフランジ２ｂに装着した後の施工手順は前述した内容と同様とすることができる。

また、図６では、ウェブ２ａにボルト２１を挿入するボルト孔２ｅを形成している。
この場合は、長尺な溝形鋼を支持金具７とし、溝形鋼の一方のフランジ部を固定部７a、溝形鋼のウェブ部を受け部７ｂとしている。また、固定部７ａは、幅方向中央にボルト２１を挿入する挿通孔７ｃを形成しており、受け部７ｂは、固定部７ａを形成しているフランジ部と反対側のフランジ部に近接する位置に、貫通孔７ｄを形成している。また、挿通孔７ｃはウェブ２ａの幅方向へ細長なルーズホールとなっている。

図６の場合の施工手順は、まず、ボルト２１をウェブ２ａのボルト孔２ｅと固定部７ａの挿通孔７ｃに連通させ、突出したボルト２１をナット２ｄに螺着させて支持金具７を梁材２に固定させる。このとき、木質系面材５を受け部７ｂに載置した時に、木質系面材５の上面とフランジ２ｂの上面が面一となるように固定部７ａの位置をウェブ２ａの幅方向に調整して固定部７ａをウェブ２ａに固定する。そして、木質系面材５をフランジ２ｂと間隔を開けて隙間Ｌ２を形成するように受け部７ｂに載置し、固定具５ａを受け部７ｂの下方から貫通孔７ｄに挿入して締付用回転工具で木質系面材５に螺着させる。最後に、フランジ２ｂに床版３を載架して図示しない金具で梁材２に固定し、建物の床構造１を完成させる。

なお、梁材２が鋼管や集成材等の断面視矩形である場合には、図９に示すように、溝形鋼やＬ型アングルで形成された支持金具７を使用して木質系面材５を梁材２に固定することができる。

このようにして形成される床構造は、床版３に曲げ剛性を負担させ、軽量で安価な木質系面材５に水平面剛性を負担させることができ、施工性や経済性に優れた建物の床構造１を構築することができる。また、木質系面材５は、木質系面材５の上面を梁材２の上面と略同一面となるように梁材２に支持されるので、下階の天井裏空間を十分に確保することができ、下階の配管・配線作業を円滑に行うことができる。その結果、下階室の天井高さを高くしたり、下階の天井裏に通常より厚みのある断熱材を配置して下階室の断熱性能を向上させるなど、天井裏空間を有効利用して設計自由度の高い建物を実現することができる。

さらに、木質系板材として使用される構造用パーティクルボードや中密度繊維板は、軽量衝撃音に対する遮音性能に優れているので、板厚を厚くすることによって下階に対して音の衝撃を緩和する効果も期待できる。

また、ここでは床に使用する例について説明したが、建物の床構造１を応用することもできる。たとえば、木質系面材５を小屋裏の梁材２に設置することにより、小屋裏の水平面剛性を確保することができ、水平ブレースを省略することができる。この場合も、上述したように天井内の配管・配線作業の容易化や天井裏空間の有効利用等の効果を得ることができる。

また、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

本発明に係る床構造は、たとえば、鉄骨軸組構造の建物に対して好適に使用することが出来る。

１ 床構造
２ 梁材
２ａ ウェブ
２ｂ フランジ
３ 床版
４ 支持金具
４ａ 固定部
４ｂ 受け部
４ｃ 挿通孔
５ 木質系面材
６ 連結板

Claims (6)

1. 互いに間隔を空けて配置される２以上の梁材の上面に複数の床版を載架して構成される建物の床構造であって、
   一端側が前記梁材に固定され他端側が該梁材より他の梁材方向に突出する支持金具と、
   前記梁材に囲まれた内部において、前記支持金具に載置されて当該支持金具の下方から当該支持金具に固定されるとともに、上面が前記梁材の上面と略同一面となる木質系面材と、を具備し、
   前記支持金具は、前記梁材の上面よりも下方で前記梁材に固定される一端側の平板状の固定部と、前記固定部から延設して前記梁材から突出し、前記木質系面材を支持する他端側の平板状の受け部と、を有することを特徴とする建物の床構造。
2. 前記梁材は、垂直に延設するウェブと、該ウェブの幅方向の両側端から前記ウェブに対して直交方向へ突出するフランジと、を有するものであり、
   前記支持金具は、前記固定部を上方の前記フランジの下面に固定されることを特徴とする請求項１に記載の建物の床構造。
3. 前記支持金具の固定部は、一方の前記フランジから他方の前記フランジ方向へ突出して固定されたボルトを挿通してナット止めされる挿通孔を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の建物の床構造。
4. 前記木質系面材は、該木質系面材同士の端縁に跨る平板状の連結板によって連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の床構造。
5. 前記木質系面材は、隣接する前記木質系面材と間隔を開けて設置されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の建物の床構造。
6. 前記挿通孔は、前記受け部の突出する方向へ細長なルーズホールであることを特徴とする請求項３に記載の建物の床構造。

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