JP6712858B2 - 建物 - Google Patents

Description

本発明は、建物に関する。

下記特許文献１には、建物両端の支柱部に両端が架設された梁を、支柱部からＶ型のブレースによって懸吊し、梁の下方に無柱空間を形成することが開示されている。

特開平４−１５３４２４号公報

しかし、上記特許文献１によると、ブレースによる曲げ力に耐えるために、支柱部は、４本の支柱をブレースで連結した強固な構造とされており、施工に手間がかかる。

本発明は、上記事実を考慮して、単純な構造の支柱を用いて梁下に無柱空間を形成することを目的とする。

請求項１の建物は、一対の支柱と、前記支柱に上下方向に複数架設され、前記支柱間に位置する両端支持梁と前記支柱の外側へ張出す片持ち梁と、を備えた梁と、前記支柱と複数の前記両端支持梁とを連結する内側斜材と、前記支柱と複数の前記片持ち梁とを連結する外側斜材と、前記外側斜材と連結された最下部の前記片持ち梁に吊下された下部構造体と、を備えている。

請求項１に記載の建物によると、支柱間の両端支持梁と支柱の外側の片持ち梁が、それぞれ内側斜材と外側斜材によって支柱と連結される。このため、支柱の外側に片持ち梁を備えない構成と比較して、支柱が負担する荷重が内側、すなわち支柱間に偏らず、荷重バランスがよい。さらに、通常時には支柱に曲げモーメントがほぼ作用しないので、支柱には軸力を負担させるだけの単純な構造とすることができる。

また、内側斜材と外側斜材は引張力のみを負担すればよいので、断面寸法を小さくできる。

また、両端支持梁及び片持ち梁がそれぞれ内側斜材及び外側斜材を介して支柱に支持されるので、梁を支柱以外の柱で支持する必要がない。このため、梁の下方に無柱空間を形成することができる。

また、請求項１の建物は、前記片持ち梁に吊下された下部構造体を備えている。

請求項１の建物によると、両端支持梁に支持される建物重量と比較して片持ち梁に支持される建物重量が小さい場合、下部構造体を片持ち梁に吊下させることで、支柱にかかる荷重のバランスをとることができる。

請求項２の建物は、請求項１の建物において、前記支柱と基礎部との間に免震装置が設けられている。

請求項２の建物によると、梁を支持する柱がないので、支柱と基礎部の間に免震装置を設けるだけで建物を免震構造とすることができる。このため、免震装置の数を削減することができる。
請求項３の建物は、請求項１又は請求項２の建物において、前記内側斜材は、前記両端支持梁との接合部において通し材とされ、前記外側斜材は、前記片持ち梁との接合部において通し材とされている。

本発明に係る建物によれば、単純な構造の支柱を用いて梁下に無柱空間を形成することができる。

（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物を示した立面図であり、（Ｂ）は支柱の下端部を示した部分立面図である。 本発明の実施形態に係る建物の柱梁仕口部とブレースとの関係を示した部分断面図である。 本発明の実施形態に係る建物の柱梁仕口部とブレースとを分解して示した分解立面図である。 本発明の実施形態に係る建物の１階平面図である。 本発明の実施形態に係る建物の有柱空間を示した立面図である。 本発明の実施形態に係る建物の変形例を示した立面図であり、（Ａ）は支柱左右の架構の数をバランスさせた構成、（Ｂ）は片持ち梁にバランス用の重量物を吊下した構成、（Ｃ）は支柱を３本とし、片持ち梁に下部構造体を吊下した構成、（Ｄ）は両端支持梁に下部構造体を吊下した構成を示している。

（建物）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の一例としての建物１０について説明する。図１（Ａ）、図４に示すように、本実施形態の建物１０の正面１０Ａは、フーチング基礎１２から立設された一対の支柱２０と、支柱２０の上下方向に複数架設された梁３０と、を備えている。梁３０は、支柱２０間に位置する両端支持梁３２と、支柱２０の外側へ張出した片持ち梁３４と、を備えている。さらに、支柱２０と両端支持梁３２はブレース５０によって連結され、支柱２０と片持ち梁３４も、ブレース５２によって連結されている。

これにより建物１０は、両端支持梁３２と片持ち梁３４とがそれぞれブレース５０、５２を介して支柱２０から吊下されている。

（支柱）
図１（Ｂ）に示すように、支柱２０はコンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）とされ、支柱２０とフーチング基礎１２との間には、免震装置１４が設置されている。免震装置１４の下フランジ１４Ａはフーチング基礎１２にボルト固定され、上フランジ１４Ｂは支柱２０の脚部にボルトで固定されている。これにより支柱２０は、フーチング基礎１２に対して免震支持されている。

（梁）
梁３０（両端支持梁３２及び片持ち梁３４）はＨ形鋼とされ、図１（Ａ）に示すように、支柱２０の上下方向に複数架設されている。具体的には、建物１０の２階、３階、４階の床スラブを支える床梁として、３本架設されている。また、梁３０の上部には、建物１０の屋根スラブを支える天井梁３１が配置されている。

２階の梁３０からは、一定のピッチで柱６０が立設されている。柱６０には、梁３０、天井梁３１が接合され、正面１０Ａには支柱２０の間に１８面（６スパン×３層）の鉛直構面、支柱２０の外側にそれぞれ６面（２スパン×３層）の鉛直構面が形成されている。なお、構面とは、柱梁で囲まれた部分のことを指す。また、両端支持梁３２と片持ち梁３４には、それぞれ図示しない床スラブが載置されている。

（ブレース）
ブレース５０は、支柱２０の上端部から最下部の両端支持梁３２の中央部まで斜めに配置され、各階における両端支持梁３２と柱６０の仕口部に接合されている。

図２に示すように、ブレース５０は、軸部材５４と、軸部材５４同士を連結する連結部材５６と、を備えている。軸部材５４はＨ形鋼とされ、連結部材５６は、軸部材５４の端部に接合された連結板５６Ｃと、連結板５６Ｃに接合されたＨ形鋼とで構成されている。連結部材５６を構成するＨ形鋼は、中央部のせいが端部のせいよりも大きく形成されており、上下のフランジ５６Ｂ間に、両端支持梁３２と柱６０の仕口部が納まるように、両端支持梁３２及び柱６０に接合されている。

図３には、両端支持梁３２、柱６０、ブレース５０の接合部を分解した図が示されている。図３に示すように、ブレース５０は通し材とされ、分断された柱６０及び両端支持梁３２が、連結部材５６のフランジ５６Ｂにそれぞれ溶接されている。

連結部材５６のウェブ５６Ａには、両端支持梁３２のフランジ３２Ｂの延長線上にフランジ３３Ｂが溶接されている。また、フランジ３３Ｂの両端部は、連結部材５６のフランジ５６Ｂに溶接されている。

上下のフランジ３３Ｂの間には、筒状の柱６０を軸方向に半割り形状にした半割り材６０Ａが配置され、連結部材５６のウェブ５６Ａに溶接されている。また、半割り材６０Ａの上下端部は、フランジ３３Ｂに溶接されている。

また、フランジ３３Ｂとフランジ５６Ｂとの間に形成された三角形状の隙間部分には、柱６０を軸方向に半割り形状にし、正面視で三角形状に加工した半割り材６０Ｂが配置され、ウェブ５６Ａに溶接されている。さらに、半割り材６０Ｂの一方の端部はフランジ５６Ｂに溶接され、他方の端部はフランジ３３Ｂに溶接されている。

ブレース５２は、支柱２０の上端部から３階の片持ち梁３４の端部まで斜めに配置され、４階の両端支持梁３２と柱６０の仕口部に接合されている。なお、片持ち梁３４、柱６０、ブレース５２の接合構造は、ブレース５０と同様であり説明は省略する。また、支柱２０の上端部以外の部分（３階、４階の梁３０と支柱２０との接合部）からも、２階の梁３０までブレースが斜めに配置されている。

（下部構造体）
片持ち梁３４からは、繋ぎ柱７２を介して本発明の下部構造体の一例としての吊り梁７０が吊下されており、吊り梁７０には、図示しない床スラブが載置され、建物１０の１階部分が形成されている。すなわち、建物１０の１階部分の荷重は、片持ち梁３４に吊下げ支持されている。なお、吊り梁７０の一方の端部（建物１０の外側の端部）は繋ぎ柱７２と接合されており、他方の端部（建物１０の内側の端部）は、支柱２０と接合されている。これにより、建物１０の正面１０Ａの１階部分には、支柱２０の外側にそれぞれ２面の鉛直構面が形成され、下部構造体を備えない構成と比較して、支柱２０の外側の荷重が増加している。

建物１０の正面１０Ａ以外の部分、すなわち建物１０の内側部分（図４において正面１０Ａよりも上側の部分）においては、図５に示すように、梁８２が柱８０と接合された柱梁架構とされ、ブレースは備えていない。柱８０は、支柱２０と同様に、フーチング基礎１２に固定された免震装置１４に載置されており、１階部分は全て有柱空間とされている。

図４に示すように、建物１０の１階部分の外壁１６は、正面１０Ａにおいては建物１０の左右端部の繋ぎ柱７２から支柱２０までの部分にそれぞれ形成され、支柱２０間は開口している。この開口の内側においては、支柱２０から建物１０の奥に向かって柱８０まで外壁１８が形成されている。さらに、左右の外壁１８の間にある、梁８２と柱８０との鉛直構面にはシャッター８４が設置されている。

建物１０の１階部分のスラブ７４は、外壁１８及びシャッター８４よりも建物１０の外側に向かって張出し、荷捌き用の作業台となっている。

（無柱空間）
上述したように、両端支持梁３２はブレース５０を介して支柱２０から吊下されている。このため両端支持梁３２の下方は柱を設ける必要がなく、無柱空間Ｖとされている。無柱空間Ｖは、一面が屋外に開放した半屋外空間とされている。さらに建物１０には、無柱空間Ｖを取り囲むように庇Ｈが取付けられている。

（作用及び効果）
本実施形態の建物１０は、支柱２０には両端支持梁３２が連結されるほか、両端支持梁３２の両端部には片持ち梁３４が連結される。したがって、片持ち梁３４を備えない構成と比較して、支柱２０が負担する荷重が片側（支柱２０の間）に偏らず、支柱２０は軸力だけを負担すればよいため、荷重のバランスがよい。

また、本実施形態の建物１０は、２本の支柱２０の内側に１８面の鉛直構面、外側に２階以上の部分の６面に１階部分の２面を加えた８面の鉛直構面を設けることにより、支柱２０が支持する荷重のバランスが図られている。

また、本実施形態の支柱２０は、内側のブレース５０及び外側のブレース５２の両方から引張力を受けるので、曲げモーメントが作用しにくい。このため、支柱２０は主に圧縮力を負担すればよく、支柱２０を単純な構造とすることができる。したがって、本実施形態において支柱２０はコンクリート充填鋼管とされているが、本発明の実施形態はこれに限られず、例えば鉄筋コンクリート柱、あるいはコンクリート柱などの圧縮力を負担できる構成とすればよい。

また、ブレース５０、５２は引張力のみを負担すればよく、圧縮力を考慮する必要がない。このため、ブレース５０、５２の部材断面を小さくすることができ、建物１０の内部に採光しやすい。なお、本実施形態においてはブレース５０、５２をＨ形鋼で構成しているが、これを引張力を負担することができる鋼製ケーブル、炭素繊維ケーブルなどとしてもよい。

また、本実施形態の建物１０では、２本の支柱２０の間にある両端支持梁３２は、ブレース５０によって支柱２０に吊下されて支持されており、下方から別の柱で支持する必要がない。このため、両端支持梁３２の下方に無柱空間Ｖを形成することができる。したがって、例えば大型トラックが柱に邪魔されずに走行でき、また、建物１０の正面１０Ａに沿った方向や正面１０Ａに直交する方向等、任意の方向に駐停車することができる。このため、大型トラックの背面からの積み降ろし、側面からの積み降ろしの双方に対応することができる。また、柱が無いぶん駐車スペースが増えるので、同時に駐車できる車両数を増やすことができ、荷捌き能力が高い。

また、無柱空間Ｖは、上部が覆われた半屋外空間とされている。このため、無柱空間Ｖでは、風雨を凌ぐことができる。このように、本実施形態の建物１０は、トラックバースを備えた倉庫等の用途として用いるために好適である。

また、図２に示すように、本実施形態のブレース５０は、柱６０と両端支持梁３２の仕口部において通し部材とされているため、分断されている場合と比較して、引張力がスムーズに伝達される。

また、ブレース５０の連結部材５６のウェブ５６Ａには、フランジ３３Ｂ、半割り材６０Ａ、６０Ｂが溶接されている。さらに、フランジ３３Ｂは連結部材５６のフランジ５６Ｂに溶接され、半割り材６０Ａはフランジ３３Ｂに溶接され、半割り材６０Ｂはフランジ５６Ｂ、フランジ３３Ｂに溶接されている。これにより、分断された一方の両端支持梁３２及び柱６０に作用する軸力を、それぞれ他方の両端支持梁３２及び柱６０に伝達することができる。また、両端支持梁３２に発生する曲げモーメントを、柱６０に伝達することができる。このため、柱６０と両端支持梁３２の仕口部の耐力が損なわれない。

また、両端支持梁３２及び片持ち梁３４は支柱２０に吊下されて支持され、両端支持梁３２及び片持ち梁３４の下方には柱が無いので、建物１０の正面１０Ａにおいては、フーチング基礎から立設されるのは支柱２０の２本のみである。このため、免震装置は２つ設ければよい。このように、建物１０を斜張橋状の構成とすることで、免震装置１４の数を削減することができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態においては、片持ち梁３４から１階部分を吊下して、支柱２０が負担する荷重バランスをとっていたが、本発明の実施形態はこれに限られない。

例えば、図６（Ａ）に示すように、片持ち梁３４の片持長さを長くし、鉛直荷重を増すことにより、支柱２０が負担する荷重バランスをとってもよい。このようにすれば、片持ち梁３４に下部構造体を吊下しなくてもよいので、両端支持梁３２の下方の無柱空間Ｖだけでなく、片持ち梁３４の下方にも無柱空間Ｖ１を形成することができる。

あるいは、片持ち梁３４の持出長さを長くできない場合、例えば敷地面積が十分でない場合などは、図６（Ｂ）に示すように、片持ち梁３４の端部にマスコンクリート等の重量の大きな構造体Ｃを吊下して、支柱２０が負担する左右の荷重バランスをとってもよい。あるいは、片持ち梁３４に載置する床スラブを厚くして、片持ち梁３４が負担する重量を大きくしてもよい。このような構成によっても、片持ち梁３４の下方に無柱空間Ｖ２を形成することができる。

また、上記実施形態においては、支柱２０は２本で構成されていたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば図６（Ｃ）に示すように、支柱２０を３本以上設けてもよい。このようにすれば、無柱空間Ｖを２箇所以上設けることができる。

また、上記実施形態においては、支柱２０の外側の荷重を増やして、支柱２０が負担する荷重バランスをとっていたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば、図６（Ｄ）に示すように、支柱２０が支持する内側の荷重と比較して、外側の荷重が大きい場合は、内側の両端支持梁３２から一階部分を吊下してもよい。このようにすれば、片持ち梁３４の下方に無柱空間Ｖ１を形成することができる。

また、上記実施形態においては、支柱２０、梁３０（両端支持梁３２及び片持ち梁３４）及びブレース５０、５２による吊り構造、１階のスラブ７４が片持ち梁３４に吊下げ支持された構成、無柱空間Ｖは、建物１０の正面１０Ａのみに適用されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば正面１０Ａに加えて、正面１０Ａよりも内側部分（図４では紙面に向かって上側の部分）も同様の構成として、無柱空間Ｖを拡げてもよい。あるいは、正面１０Ａを含まない部分、すなわち建物１０の内側に同様の構成を適用して、無柱空間を構成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。

１０ 建物
１２ フーチング基礎（基礎部）
１４ 免震装置
２０ 支柱
３０ 梁
３２ 両端支持梁
３４ 片持ち梁
５０ ブレース（内側斜材）
５２ ブレース（外側斜材）
７０ 基礎梁（下部構造体）

Claims (3)

1. 一対の支柱と、
   前記支柱に上下方向に複数架設され、前記支柱間に位置する両端支持梁と前記支柱の外側へ張出す片持ち梁と、を備えた梁と、
   前記支柱と複数の前記両端支持梁とを連結する内側斜材と、
   前記支柱と複数の前記片持ち梁とを連結する外側斜材と、
   前記外側斜材と連結された最下部の前記片持ち梁に吊下された下部構造体と、
   を備えた建物。
2. 前記支柱と基礎部との間に免震装置を設けた、請求項１に記載の建物。
3. 前記内側斜材は、前記両端支持梁との接合部において通し材とされ、
   前記外側斜材は、前記片持ち梁との接合部において通し材とされている、
   請求項１又は請求項２に記載の建物。