JP6696814B2 - 輸送用接続部材及びユニット建物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部が仮梁である場合の溶接用接続部材、輸送用接続部材及びユニット建物の構築方法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、水平方向及び垂直方向に連結して構築するユニット建物が知られている。また、建物ユニットの一部の梁を仮梁にして、輸送後に仮梁を撤去するユニット建物の構築方法が知られている（特許文献１−３参照）。

通常仮梁は、柱の側面などに対してメタルタッチ（面接触）で取り付けられる。すなわち仮梁は、輸送中の建物ユニットの変形を防ぐために、きっちりと柱間に組み込まれている。

特開２００９−１５５９８６号公報 特開平１０−１０２５９１号公報 特開平７−１８７４６号公報

しかしながら、長尺状の仮梁がメタルタッチで介在されると、構造体を撓ませるなどしなければ簡単に撤去することができない。特に、梁材と柱材とを溶接によって剛接合させるラーメン構造の建物ユニットにおいては、仮梁が固く組み込まれてしまう。

そこで、本発明は、梁材と柱材とを溶接によって剛接合させる建物ユニットの製造が容易なうえに、輸送後に簡単に仮梁を撤去することが可能な溶接用接続部材、輸送用接続部材及びユニット建物の構築方法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、本発明の溶接用接続部材は、梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部を仮梁にして溶接する際に、前記仮梁の端部に取り付けられる溶接用接続部材であって、前記仮梁の軸方向の端面に接触させる第１端面を有する仮梁側部と、前記柱材の前記仮梁に対向される側面に接触させる第２端面を有する柱側部とを備え、前記柱側部の内空に前記仮梁側部の端部が収容可能に形成されているとともに、前記第１端面及び前記第２端面にはボルト穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする。

また、輸送用接続部材の発明は、梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部を仮梁にして輸送させる際に、前記仮梁の端部に取り付けられる輸送用接続部材であって、前記仮梁及び前記柱材に対向させる端面が両端に形成された本体部と、前記本体部の上面から前記仮梁側に張り出される第１片部と、前記本体部の上面から前記柱材側に張り出される第２片部とを備え、前記本体部の前記仮梁側の端面にはボルト穴が設けられているとともに、前記第２片部には前記柱材の上端面との接続用のボルト穴が設けられていることを特徴とする。ここで、前記本体部の前記柱材側の端面には、間隔を置いて複数のスペーサが設けられている構成とすることができる。

さらに、ユニット建物の構築方法の発明は、梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部を仮梁にして製造し、輸送後に前記仮梁を取り外して行われるユニット建物の構築方法であって、前記柱材の側面に上記の溶接用接続部材の前記柱側部をボルトによって取り付ける工程と、前記仮梁にボルトによって取り付けられた前記仮梁側部を、前記柱側部の内空に収容させて溶接を行う工程と、前記溶接用接続部材を前記仮梁及び柱材からボルトによる締結を解除することで取り外す工程と、前記仮梁と前記柱材との間に上記の輸送用接続部材を介在させて、両端をボルトによって固定する工程と、前記建物ユニットを輸送して所定の場所に設置後に、前記仮梁を前記輸送用接続部材と共に取り外す工程とを備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明の溶接用接続部材は、仮梁の端面に接触させる第１端面を有する仮梁側部と、柱材の側面に接触させる第２端面を有する柱側部とを備えている。そして、柱側部は、その内空に仮梁側部の端部が収容可能に形成されているとともに、第１端面及び第２端面にはボルト穴がそれぞれ設けられている。

このため、仮梁に仮梁側部を取り付け、柱材に柱側部を取り付けておくことによって、仮梁が介在されない他の梁材の箇所と同様に容易に溶接作業を行うことができる。また、溶接作業終了後は、ボルトを外すことで簡単に溶接用接続部材を取り外すことができる。

また、仮梁及び柱材に対向させる端面が両端に形成された本体部の上面から仮梁側に張り出される第１片部と、柱材側に張り出される第２片部とを備えた輸送用接続部材は、第２片部に柱材の上端面との接続用の穴が設けられている。

このため、柱材の上端面に載せた第２片部のボルトを外すことで、輸送後に簡単に仮梁を撤去することができるようになる。特に、本体部の柱材側の端面に間隔を置いて複数のスペーサを設けておくことで、端面と柱材の側面とがメタルタッチにならず、簡単に仮梁を外すことができる。

そして、上述した溶接用接続部材と輸送用接続部材とを使用することで、溶接によって接合される建物ユニットを容易に製造することができるうえに、輸送後に建物ユニットを設置した後も、簡単に仮梁を撤去してユニット建物を構築することができる。

本実施の形態で説明する仮梁付きユニットの全体構成を示した説明図である。 仮梁付きユニットの製造方法を説明する斜視図である。 溶接用接続部材と柱との接合箇所を拡大して示した斜視図である。 輸送用接続部材と柱との接合箇所を拡大して示した斜視図である。 溶接用接続部材から輸送用接続部材に付け替える工程を示した説明図である。 仮梁を撤去する工程を説明する斜視図である。

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、本実施の形態で説明する建物ユニットとしての仮梁付きユニット１の構成を説明する斜視図である。

ここで、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連結することによって構築される。一般的な建物ユニットは、４本の鋼製の柱材と、柱材の上端部間及び下端部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。特に、梁材と柱材とが溶接によって剛接合された建物ユニットは、ラーメン構造体となる。

そして、本実施の形態で説明するユニット建物は、少なくとも一つの建物ユニットが、仮梁付きユニット１となる。この仮梁付きユニット１は、梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部が仮梁２，２となる。

詳細には、仮梁付きユニット１は、四隅に配置される柱材としての柱１１，・・・と、その柱１１，・・・の下端間に差し渡される梁材としての床梁１２，１２Ａ，・・・と、柱１１，・・・の上端間に配置される梁材としての天井梁１３，１３Ａ，・・・及び仮梁２，２とによってボックス形の骨組構造体に形成される。

ここで、柱１１は角形鋼管、床梁１２，１２Ａ及び天井梁１３，１３Ａは断面視略コ字形の溝形鋼材によって形成されている。また、柱１１と床梁１２（１２Ａ）及び天井梁１３（１３Ａ）は、接合枠材１４（１４Ａ）を介して溶接接合（剛接合）される。また、床梁１２，１２間には、床板１７が張り付けられる。

仮梁付きユニット１では、天井梁１３が対向する床梁１２よりも短く形成されており、天井梁１３と柱１１との間に生じる間隙に、着脱可能な仮梁２が介在される。

この仮梁２は、仮梁付きユニット１の製造時及び輸送中には取り付けられた状態となり、建築現場の所定の位置に設置された後に撤去される。また、天井梁１３の開放端（柱１１に接合枠材１４を介して接合される端部とは反対側の端部）は、長束材２４によって仮支持される。

さらに、仮梁２は、軸方向の一端となる梁側端部２２が天井梁１３の開放端に接続され、他端となる接続端部２１は柱１１の側面１１ａに向けられる。

そして、接続端部２１と柱１１の側面１１ａとの間に、溶接用接続部材３又は輸送用接続部材４が介在される。溶接用接続部材３は、仮梁付きユニット１に対して溶接作業を行う際に使用される。

溶接用接続部材３は、図１，３，５に示すように、仮梁２の接続端部２１の端面２１１に接触させる第１端面３１１を有する仮梁側部３１と、柱１１の仮梁２に対向される側面１１ａに接触させる第２端面３２１を有する柱側部３２とによって主に構成される。

仮梁側部３１は、図３に示すように、断面視略コ字形の溝形鋼材によって形成され、仮梁２側の開放部が第１端面３１１によって塞がれている。この第１端面３１１には、２つのボルト穴３１１ａ，３１１ａが鉛直方向に間隔を置いて穿孔されている。

また、柱側部３２は、仮梁側部３１の端部が収容可能な内空となる断面視略コ字形の溝形鋼材によって形成され、柱１１側の開放部が第２端面３２１によって塞がれている。

この第２端面３２１には、ボルト３２２を通すためのボルト穴３２１ａ（図１又は図５参照）が鉛直方向に間隔を置いて２つ穿孔されている。また、図５に示すように、柱１１の側面１１ａの内空側には、ボルト３２２，３２２をねじ込むための固定ナット３２３，３２３が接合されている。

一方、輸送用接続部材４は、工場での仮梁付きユニット１の製造後に、トラックなどで輸送して建築現場に設置されるまでの間、使用される。輸送用接続部材４は、図１，４，５に示すように、本体部４０と、本体部４０の上面から仮梁２側に張り出される第１片部４１と、本体部４０の上面から柱１１側に張り出される第２片部４２とによって主に構成される。

本体部４０は、図４に示すように、断面視略コ字形の溝形鋼材によって形成され、仮梁２に対向させる端面４０１と柱１１に対向させる端面４０２が形成される。

また、仮梁２に対向させる端面４０１には、２つのボルト穴４０１ａ，４０１ａが鉛直方向に間隔を置いて穿孔されている。

また、第１片部４１は、長方形の鋼板によって形成され、本体部４０の上面に一端が溶接によって接合される。第１片部４１の仮梁２側に張り出された下面は、図５，６に示すように、接続端部２１の上面に載せられる。

これに対して第２片部４２は、図５に示すように、側面視略Ｌ字形の鋼材によって形成され、その一辺によって本体部４０の端面４０２が形成される。第２片部４２の柱１１側に張り出された下面は、柱１１の上端面１１１に載せられる。

この第２片部４２には、ボルトとしての吊りボルト４４を通すためのボルト穴４２１が穿孔される。一方、柱１１の上端面１１１にもボルト穴が穿孔されるとともに、内空側には吊りボルト４４をねじ込むための固定ナット４２２が接合される。

また、端面４０２の柱１１の側面１１ａ側には、鉛直方向に間隔を置いてスペーサ４０３，４０３が取り付けられる。このスペーサ４０３は、四角柱状又はサイコロ状の直方体に形成される。

次に、溶接用接続部材３と輸送用接続部材４を使った仮梁付きユニット１の製造方法、及び仮梁付きユニット１によるユニット建物の構築方法、並びにこれらの作用について説明する。

まず、図２に示すように、柱１１，１１が組み込まれた柱フレーム１１０，１１０Ａと、床梁１２が組み込まれた床フレーム１２０とを製作する。

柱フレーム１１０は、一対の柱１１，１１と床梁１２Ａ及び天井梁１３Ａを、接合枠材１４Ａ，・・・を介して溶接接合することによって製作される。また、柱１１の下端には、床梁１２に向けて接合枠材１４を溶接接合し、柱１１の上端には、天井梁１３に向けて接合枠材１４を溶接接合する。

一方、柱フレーム１１０Ａも、一対の柱１１，１１と床梁１２Ａ及び天井梁１３Ａを、接合枠材１４Ａ，・・・を介して溶接接合することによって製作される。

そして、柱１１の下端には、床梁１２に向けて接合枠材１４を溶接接合することになるが、柱１１の上端には、仮梁２に向けて溶接用接続部材３の柱側部３２を取り付ける。

詳細には、図５の左図で参照できるように、柱側部３２の第２端面３２１を柱１１の側面１１ａに接触させ、ボルト３２２，３２２を柱１１内部の固定ナット３２３，３２３にねじ込むことによって柱側部３２を柱１１に固定する。なお、図５は、溶接用接続部材３の撤去時の状況を示しているので、仮梁側部３１と柱側部３２とが一体になっているが、この段階では別部材となっている。

また、図２に示すように、天井梁１３に接続された仮梁２の接続端部２１に、溶接用接続部材３の仮梁側部３１を取り付ける。ここでも、図５の左図を参照しながら説明すると、仮梁側部３１の第１端面３１１を接続端部２１の端面２１１に接触させ、ボルト３１２，３１２とナット３１３，３１３によって仮梁側部３１を仮梁２に固定する。

すなわち溶接作業前の状態では、図２に示すように、溶接用接続部材３の仮梁側部３１は仮梁２に取り付けられ、柱側部３２は、柱フレーム１１０Ａの柱１１に取り付けられている。

このように仮梁２の先端を天井梁１３の先端や床梁１２の先端と同様の形状にし、柱１１の側面には、接合枠材１４と同様の形状の柱側部３２を取り付けておくことによって、すべての溶接個所を、同じ作業で溶接することができるようになる。

要するに、一般的な建物ユニットと同じ設備、同じ工程によって、仮梁付きユニット１の溶接作業を行うことができる。また、溶接作業を行うと、溶接ひずみなどが生じることになるが、仮梁付きユニット１のすべての隅角部で同様のひずみが発生するため、ゆがみなどを生じさせることがない。

そして、仮梁付きユニット１のラーメン構造が完成した後に、図１に示すように、仮梁２と柱１１との間から溶接用接続部材３を撤去する。詳細には図５の左図に示すように、第１端面３１１側のボルト３１２，３１２を緩めるとともに、第２端面３２１側のボルト３２２，３２２を緩めることで、締結を解除する。

仮梁２の端面２１１と第１端面３１１及び柱１１の側面１１ａと第２端面３２１とは、メタルタッチで接触しているが、短い溶接用接続部材３であれば簡単に取り外すことができる。

そして、溶接用接続部材３の撤去後の仮梁２と柱１１との間隙には、図５の右図に示すように、輸送用接続部材４を取り付ける。詳細には、輸送用接続部材４を上方から降ろして、仮梁２の端面２１１と柱１１の側面１１ａとの間に介在させる。

このとき、第１片部４１は仮梁２の上面に載り、第２片部４２は柱１１の上端面１１１に載って安定した状態になる。また、輸送用接続部材４の端面４０１は接続端部２１の端面２１１に接触されるので、ボルト４３，４３とナット４３１，４３１によって両者を接合させる。

一方、輸送用接続部材４の端面４０２と柱１１の側面１１ａとの間には、間隔を置いてスペーサ４０３，４０３が介在されるだけで、両面が密着した状態（メタルタッチ）にはならない。

また、第２片部４２のボルト穴４２１には吊りボルト４４の先端が通され、柱１１内部に取り付けられた固定ナット４２２にねじ込まれる。この結果、仮梁２と柱１１とが接続されたことになる。

このようにして輸送用接続部材４が仮梁２と柱１１との間に介在された状態で、仮梁付きユニット１は、工場からトラックに積載されて建築現場まで輸送される。

建築現場では、吊りボルト４４にワイヤを引っ掛けて、クレーンによって吊り上げられ、所定の場所に設置される。図６では、仮梁付きユニット１の両側又は前後の建物ユニットの図示が省略されているが、隣接する建物ユニットに連結させるなどして、仮梁２，２が撤去できるような構造的に安定した状態にする。

この図６では、仮梁２，２を撤去する前の仮梁付きユニット１には、長束材２４と短束材２５とが仮支持材として配置されているうえに、上床部５１、階段部５２及び踊場部５３が設けられた状態になっている。

そして、仮梁付きユニット１が構造的に安定していることを確認した後に、吊りボルト４４を外して、仮梁２を輸送用接続部材４と共に取り外す。吊りボルト４４は、輸送用接続部材４と柱１１とを共締めしているので、吊りボルト４４を外すだけで仮梁２を撤去することができる。

この撤去作業において、輸送用接続部材４の端面４０２には、スペーサ４０３，４０３が設けられており、端面４０２と柱１１の側面１１ａとはメタルタッチ（面接触）していないので、仮梁２を簡単に撤去することができる。

そして、溶接用接続部材３と輸送用接続部材４とを使用することで、溶接によって接合される仮梁付きユニット１を容易に製造することができるうえに、輸送後に仮梁付きユニット１を設置した後も、簡単に仮梁２を撤去してユニット建物を構築することができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、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、前記実施の形態では、廻り階段となる階段部５２が設けられる仮梁付きユニット１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直階段やＬ型階段が設けられる仮梁付きの建物ユニットであってもよい。

また、前記実施の形態では、天井梁１３と仮梁２とを接続させる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、床梁の一部を仮梁にした建物ユニットにも適用することができる。

１ 仮梁付きユニット（建物ユニット）
１１ 柱（柱材）
１２，１２Ａ 床梁（梁材）
１３，１３Ａ 天井梁（梁材）
２ 仮梁
３ 溶接用接続部材
３１ 仮梁側部
３１１ 第１端面
３１１ａ ボルト穴
３１２ ボルト
３２ 柱側部
３２１ 第２端面
３２１ａ ボルト穴
３２２ ボルト
４ 輸送用接続部材
４０ 本体部
４０１ 端面
４０１ａ ボルト穴
４０３ スペーサ
４１ 第１片部
４２ 第２片部
４２１ ボルト穴
４３ ボルト
４４ 吊りボルト（ボルト）

Claims (3)

1. 梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部を仮梁にして輸送させる際に、前記仮梁の端部に取り付けられる輸送用接続部材であって、
   前記仮梁及び前記柱材に対向させる端面が両端に形成された本体部と、
   前記本体部の上面から前記仮梁側に張り出される第１片部と、
   前記本体部の上面から前記柱材側に張り出される第２片部とを備え、
   前記本体部の前記仮梁側の端面にはボルト穴が設けられているとともに、前記第２片部には前記柱材の上端面との接続用のボルト穴が設けられていることを特徴とする輸送用接続部材。
2. 前記本体部の前記柱材側の端面には、間隔を置いて複数のスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の輸送用接続部材。
3. 梁材と柱材とによって骨組みが形成された建物ユニットの一部を仮梁にして製造し、輸送後に前記仮梁を取り外して行われるユニット建物の構築方法であって、
   前記仮梁の軸方向の端面に接触させる第１端面を有する仮梁側部と、前記柱材の前記仮梁に対向される側面に接触させる第２端面を有する柱側部とを備え、前記柱側部の内空に前記仮梁側部の端部が収容可能に形成されているとともに、前記第１端面及び前記第２端面にはボルト穴がそれぞれ設けられている溶接用接続部材の前記柱側部を、前記柱材の側面にボルトによって取り付ける工程と、
   前記仮梁にボルトによって取り付けられた前記仮梁側部を、前記柱側部の内空に収容させて溶接を行う工程と、
   前記溶接用接続部材を前記仮梁及び柱材からボルトによる締結を解除することで取り外す工程と、
   前記仮梁と前記柱材との間に請求項１又は２に記載の輸送用接続部材を介在させて、両端をボルトによって固定する工程と、
   前記建物ユニットを輸送して所定の場所に設置後に、前記仮梁を前記輸送用接続部材と共に取り外す工程とを備えたことを特徴とするユニット建物の構築方法。