JP6726379B1 - 鉄骨軸組構造建造物 - Google Patents
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Abstract
Description
工場生産によって高精度且つ効率的に製造された金属製の土台、通柱、管柱、胴差や軒桁などの建築資材が、建設現場まで輸送され、それら金属製の建築資材の組み合わせによって建設された建築物は、一般に、垂直なウェブ壁の上端に上フランジ壁、同ウェブ壁の下端に下フランジ壁を有するH型鋼からなる土台、階間梁または天井梁などの横架材が設けられたものが有り、このようなH型鋼製の土台、階間梁または天井梁などの横架材の要所々々に対し、角鋼管製の通柱が、上下方向に縦貫するよう設置され、建築物の骨格の全体が一体化されたものとなっており、通柱の中途部に対し、H型鋼からなる、土台、階間梁または天井梁などの横架材の端部を高強度に結合できるよう、例えば、下記の特許文献1(1)に示されるような、H型鋼の上・下フランジ壁に対応する通柱の中途部外壁に対し、上・下ダイヤフラムが設けられたものが既に開発済みとなっている。
上述のように通柱の中途部外壁に対し、上・下ダイヤフラムが追加され、H型鋼の横架材の端部との結合強度が向上された構造の外に、例えば、下記の特許文献1(2)ないし1(6)に提案されているものに代表されるように、正方形断面形状に設定された角鋼管製であって、該角鋼管の正方形断面形状の仮想対角線が、建築物の梁間方向および桁行方向に平行となるよう、垂直姿勢に立設された通柱の中途部の外周壁の外角部分を含む範囲に対し、H型鋼からなる土台、階間梁または天井梁などの横架材の平面V字形に切り欠かれた端部が、直角となる水平姿勢に突き合わせられ、結合されたものとなり、それらが開発される以前までの正方形断面形状の角鋼管製の通柱の外側壁平面が、建築物の梁間方向および桁行方向に平行となるよう、垂直姿勢に立設されたものに比較して通柱の横架材に対する結合部の剛性が、より高められたものが知られている。
上述したとおり、従前までに提案のある各種の柱・梁の構造は、何れも対象となる建築物が複数階のものになると通柱が長尺化してしまい、製造工場の作業スペースをより広く確保しなければならず、工場の製造効率および輸送効率を高める為、通柱を輸送し易い長さに分割されたものとすると、通柱の上下間接続部用の新たな部品が必要となり、製造工数および施工工数の増大に留まらず、部品の品質管理や在庫管理に要するコストが増加してしまうという新たな欠点が発生してしまい、より経済的な建設が困難なものとなっていたという実情に鑑み、工場における生産性を高め、建築資材の輸送コストを削減し、建設現場における建設コストをさらに削減できる上、対象となる建築物の剛性を高めることができる、新たな建築技術の開発の可能性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、プレハブ型の建築物の骨格用の部品の、工場生産性を高め、部品工場から施工場所までの輸送経費を節減し、しかも施工現場における建設工数を大幅に削減し、建築物の骨格の耐久強度を高めることができる新たな柱相当軸組材構造が組み込まれた鉄骨軸組構造建造物技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に亘、試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の鉄骨軸組構造建造物を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の鉄骨軸組構造建造物は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、鉄骨軸組構造体において上下に並行する横架材間に、仮想軸線上に一致して垂直に立設される柱相当軸組材が、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、下位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該下位横架材から、仮想軸線上に一致する垂直立設姿勢に延伸し、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる上向き鋼管短柱と、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、上位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該上位横架材から、仮想軸線上に一致する鉛直垂下姿勢に延伸し、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる下向き鋼管短柱との間を、それら双方の短柱の鎧枠結合範囲の外周壁の全周囲を、互いに縦筒状を成すよう組み合わされて囲む複数本の縦鎧枠の下端がわは、当該上向き鋼管短柱に結合、一体化され、それら複数本の縦鎧枠の上端がわは、当該下向き鋼管短柱に結合、一体化され、これら上向き鋼管短柱、下向き鋼管短柱および複数本の縦鎧枠により、鉄骨軸組構造体における柱相当軸組材が構成されてなるものとした構成を要旨とする鉄骨軸組構造建造物である。
この発明における鉄骨軸組構造建造物は、工場生産された金属製の鉄骨軸組構造体の横架材および柱相当軸組材を含む建築資材が、鉄骨軸組構造建造物の施工敷地内に輸送され、該施工敷地内に打設された基礎上に、組み立てられた鉄骨軸組構造体を有してなるものであり、該鉄骨軸組構造体は、この発明に含まれる柱相当軸組材が少なくとも一箇所に組み込まれてなるものとしなければならない。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの構成からなるこの発明の柱相当軸組材6は、図1ないし図14に示すように、短柱有土台30、短柱有階間梁40または短柱有天井梁50の少なくとも何れか一となる全長が900mmまたは3,600mmのH型鋼横架材STに対し、全長6Lが500mmの上向き鋼管短柱60または下向き鋼管短柱61の少なくとも何れか一方が設けられたものとなっているから、従来型のH型鋼横架材STに対し、従来型の全高5,800mmの通柱が縦貫され、一体化された部品に比較して、部品工場における生産性を格段に高めると共に、組み立て精度を高精度に管理し易い上、部品の保管性、輸送性を高めることができ、しかも4本の縦鎧枠7,7,……が、上向き鋼管短柱60および下向き鋼管短柱61の鎧枠結合範囲6a,6a間に、筒状を成すよう組み込まれたものとなっているから、鉄骨軸組構造建造物1の施工の際に、鉄骨軸組構造体2の組み立て精度を細かく調整し易く、より高精度に建設することができるものとなる。
この発明の鉄骨軸組構造建造物1は、図1ないし図14に示すように、1階の鉄骨軸組構造体20、2階の鉄骨軸組構造体21、または、図示しない3階以上の場合の中間階の鉄骨軸組構造体ないし最上階の鉄骨軸組構造体の何れかに組み込み可能となる短柱有土台30、短柱有階間梁40および短柱有天井梁50が、何れも同じ断面形状(同じ断面形状寸法)のH型鋼横架材STから製造されたものとすることが可能であり、上向き鋼管短柱60および下向き鋼管短柱61もまた何れも同じ正方形断面形状(同じ正方形断面形状寸法)に設定された角鋼管製のものとされ、さらに、縦鎧枠7は、鋼板のプレス成型、圧延加工または引き抜き加工などによって効率的に生産されたものとすることができるから、何れの鋼材もより経済的に調達、加工することができる上、鋼材および加工後の各部品の在庫管理の工数を大幅に削減することができるという利点が得られる上、各階の鉄骨軸組構造体2の組み立て、および、設置の手順が同じとなり、より効率的且つ正確な組み立て作業を実現化することができるものとなる。
叙述の如く、この発明の鉄骨軸組構造建造物は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からの通柱が複数階に渡って縦貫された柱構造技術に比較して大幅に、部品の製造効率を高め、各部品を軽量且つ低廉化し、保管および輸送を格段に効率化する上、建設コストを削減し、遥かに経済的なものとすることができるから、従前までは部品の輸送および建設コストに多くの経費を割かなければならなかったが、こうしたコストを削減し、高品質の建築物を、格段に安全且つ経済的に建設することができるものとなり、建築資材業界および建築業界はもとより、より経済的に、耐久性に優れた建築物を建設したいと希望する企業および一般の施主などにおいても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
X 鉄骨軸組構造建造物1の梁間方向
Y 鉄骨軸組構造建造物1の桁行方向
10 基礎(鉄筋コンクリート製の基礎)
2 鉄骨軸組構造体
20 同 1階の鉄骨軸組構造体
21 同 2階の鉄骨軸組構造体
3 敷き土台(下位横架材)
30 同 短柱有土台
4 組階間梁(下位横架材、上位横架材)
40 同 短柱有階間梁
5 組天井梁(上位横架材)
50 同 短柱有天井梁
51 同 屋根葺き下地梁
ST H型鋼横架材
W 同 ウェブ壁
UW 同 上フランジ壁
AW 同 下フランジ壁
SW 同 上(下)フランジ壁の幅寸法
GP 同 ガセットプレート
PC 同 平面区画
6 柱相当軸組材
VL 同 柱相当軸組材6の仮想軸線
H 同 柱相当軸組材6の全長寸法
60 同 上向き鋼管短柱
61 同 下向き鋼管短柱
6a 同 鎧枠結合範囲
6b 同 貫通孔
D 同 上(下)向き鋼管短柱60(61)の正方形断面形状の仮想対角線
DL 同 上(下)向き鋼管短柱60(61)の正方形断面形状の仮想対角線寸法
6L 同 上(下)向き鋼管短柱60(61)の上下方向の全長
AG 同 傾斜角度
7 縦鎧枠
70 同 嵌合枠部
71 同 補強壁部
72 同 壁材保持部
h 同 縦鎧枠7の上下方向の長さ寸法
7a 同 貫通孔
BN 同 通しボルト・ナット
SH 同 小貫通孔
SB 同 小ボルト・ナット
S1 水平筋交い
TB 同 ターンバックル
S2 垂直筋交い
P0 室内断熱パネル
P1 室外断熱パネル
Claims (6)
- 鉄骨軸組構造体において上下に並行する横架材間に、仮想軸線上に一致して垂直に立設される柱相当軸組材が、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、下位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該下位横架材から、仮想軸線上に一致する垂直立設姿勢に延伸し、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる上向き鋼管短柱と、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、上位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該上位横架材から、仮想軸線上に一致する鉛直垂下姿勢に延伸し、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる下向き鋼管短柱との間を、それら双方の短柱の鎧枠結合範囲の外周壁の全周囲を、互いに縦筒状を成すよう組み合わされて囲む複数本の縦鎧枠の下端がわは、当該上向き鋼管短柱に結合、一体化され、それら複数本の縦鎧枠の上端がわは、当該下向き鋼管短柱に結合、一体化してなるものとされ、これら上向き鋼管短柱、下向き鋼管短柱および複数本の縦鎧枠により、鉄骨軸組構造体における柱相当軸組材が構成されてなるものとしたことを特徴とする鉄骨軸組構造建造物。
- 鉄骨軸組構造体において上下に並行する横架材間に、仮想軸線上に一致して垂直に立設される柱相当軸組材が、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、下位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該下位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同下位横架材に対し仮想軸線上に一致する垂直立設姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる上向き鋼管短柱と、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、上位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該上位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同上位横架材に対し仮想軸線上に一致する鉛直垂下姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる下向き鋼管短柱との間を、それら双方の上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲の外周壁の全周囲を、互いに縦筒状を成すよう組み合わされて囲む複数本の縦鎧枠の下端がわは、当該上向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化され、それら複数本の縦鎧枠の上端がわは、当該下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化してなるものとされ、これら上向き鋼管短柱、下向き鋼管短柱および複数本の縦鎧枠により、鉄骨軸組構造体における柱相当軸組材が構成されてなるものとしたことを特徴とする鉄骨軸組構造建造物。
- 鉄骨軸組構造体において梁間方向または桁行方向の何れか一方に向けられ、上下に並行する横架材間に、仮想軸線上に一致して垂直に立設される柱相当軸組材が、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、下位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該下位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同下位横架材に対し仮想軸線上に一致する垂直立設姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる上向き鋼管短柱と、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、上位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該上位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同上位横架材に対し仮想軸線上に一致する鉛直垂下姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる下向き鋼管短柱との間を、それら双方の上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲の外周壁の全周囲を、互いに縦筒状を成すよう組み合わされて囲む複数本の縦鎧枠の下端がわは、当該上向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化され、それら複数本の縦鎧枠の上端がわは、当該下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化してなるものとされ、これら上向き鋼管短柱、下向き鋼管短柱および複数本の縦鎧枠により、鉄骨軸組構造体における柱相当軸組材が構成され、隣り合って配された柱相当軸組材間に設けられることとなる四角形壁面の仮想対角線上に対応する、該上向き鋼管短柱および該下向き鋼管短柱の互いの鎧枠結合範囲よりも基端寄りとなる位置の間に垂直筋交いが掛け渡し結合されてなるものとしたことを特徴とする鉄骨軸組構造建造物。
- 鉄骨軸組構造体において梁間方向または桁行方向の何れか一方に向けられ、上下に並行する横架材間に、仮想軸線上に一致して垂直に立設される柱相当軸組材が、水平断面が矩形状の管体からなり、同角管の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、下位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該下位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同下位横架材に対し仮想軸線上に一致する垂直立設姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる上向き鋼管短柱と、水平断面が矩形状の管体からなり、同管体の水平断面の仮想対角線の少なくとも何れか一方が、上位横架材の梁間方向または桁行方向の何れか一方に一致する向きとされ、該上位横架材から該柱相当軸組材の全長寸法の1/2ないし1/10に設定され、同上位横架材に対し仮想軸線上に一致する鉛直垂下姿勢に一体化され、先端寄りに鎧枠結合範囲が設定されてなる下向き鋼管短柱との間を、それら双方の上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲の外周壁の全周囲を、互いに縦筒状を成すよう組み合わされて囲む複数本の縦鎧枠の下端がわは、当該上向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化され、それら複数本の縦鎧枠の上端がわは、当該下向き鋼管短柱の鎧枠結合範囲に結合、一体化してなるものとされ、これら上向き鋼管短柱、下向き鋼管短柱および複数本の縦鎧枠により、鉄骨軸組構造体における柱相当軸組材が構成され、同一平面上に隣接または並行された横架材間に水平筋交いが掛け渡し結合され、隣り合って配された柱相当軸組材間に設けられることとなる四角形壁面の仮想対角線上に対応する、該上向き鋼管短柱および該下向き鋼管短柱の互いの鎧枠結合範囲よりも基端寄りとなる位置の間に垂直筋交いが掛け渡し結合されてなるものとしたことを特徴とする鉄骨軸組構造建造物。
- 横架材が、垂直なウェブ壁の上端に上フランジ壁、同ウェブ壁の下端に下フランジ壁を有するH型鋼横架材からなり、上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱が、正方形断面形状の管体からなり、4本の縦鎧枠が、夫々の少なくとも上下端に、上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか対応する一方の鎧枠結合範囲の外角に嵌合可能な平面V字断面形の嵌合枠部を有し、該嵌合枠部の水平方向の両端から、上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか一方の外壁面に対し直角姿勢となる補強壁部が、該嵌合枠部を含めると平面W字断面形となるよう延伸され、さらに、各補強壁部の水平方向の端から、該嵌合枠部が嵌合する上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか一方の角を通る対角線に平行姿勢となる壁材保持部が、該嵌合枠部の平面V字断面形の山折り方向に延伸されてなるものとされ、上向き鋼管短柱の先端寄りに設定された鎧枠結合範囲と、下向き鋼管短柱の先端寄りに設定された鎧枠結合範囲との間に掛け渡され、双方の各鎧枠結合範囲の正方形断面形状の外周壁の全周囲を囲むよう、着脱可能に結合されてなる、請求項1ないし請求項4何れか一記載の鉄骨軸組構造建造物。
- 横架材が、垂直なウェブ壁の上端に上フランジ壁、同ウェブ壁の下端に下フランジ壁を有するH型鋼横架材からなり、上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱が、正方形断面形状の管体からなり、4本の縦鎧枠が、夫々の少なくとも上下端に、上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか対応する一方の鎧枠結合範囲の外角に嵌合可能な平面V字断面形の嵌合枠部を有し、該嵌合枠部の水平方向の両端から、上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか一方の外壁面に対し直角姿勢となる補強壁部が、該嵌合枠部を含めると平面W字断面形となるよう延伸され、さらに、各補強壁部の水平方向の端から、該嵌合枠部が嵌合する上向き鋼管短柱または下向き鋼管短柱の何れか一方の角を通る対角線に平行姿勢となる壁材保持部が、該嵌合枠部の平面V字断面形の山折り方向に延伸されてなるものとされ、上向き鋼管短柱の先端寄りに設定された鎧枠結合範囲と、下向き鋼管短柱の先端寄りに設定された鎧枠結合範囲との間に掛け渡され、双方の各鎧枠結合範囲の正方形断面形状の外周壁の全周囲を囲むよう、着脱可能に結合された上、隣接し互いに接合状となる各補強壁部同士が結合され、該4本の縦鎧枠同士が、上向き鋼管短柱および下向き鋼管短柱の双方の鎧枠結合範囲の正方形断面形状の外壁面を周回りに囲む、筒状のものとなるよう一体化されてなる、請求項1ないし請求項4何れか一記載の鉄骨軸組構造建造物。
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