JP6763653B2 - ユニット建物 - Google Patents

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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を複数、隣接させて構築されたユニット建物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、建物ユニットの内部空間を拡大するために、それよりも小型の付帯ユニットを建物ユニットに連結させることが知られている(特許文献1−3参照)。
特許文献1に開示された付帯ユニットは、建物ユニットの1/5−1/4の長さの短尺のユニットで、重量及びコストが低減された簡単な構造となっている。具体的には、柱と梁はピン接合となっており、天井面は水平ブレース材によって補強されている。
また、特許文献2の付帯ユニットは、柱と梁がピン接合であるとともに天井面が水平ブレース材によって補強されているうえに、バリアフリーにするために下梁が取り外せる構成となっている。
さらに、特許文献3に開示された屋上付帯ユニットは、4つの立面のうち台形状に形成される面はピン接合面となり、それ以外の2つの立面は剛接合面となっている。また、ピン接合面には、屋上付帯ユニット自体の補強のために中間柱材やブレース材が配置されている。
一方、特許文献4には、パネル工法によって構築される建築物の外壁構造に関する技術が開示されており、耐力壁パネルを要所要所に配置することで、水平力に対抗させることについての記載がある。
また、特許文献5には、上下に積み重ねられたラーメン構造の建物ユニット同士を柱の位置でボルト接合する際に、柱頭及び柱脚に切り欠かれた開口を利用することによって、柱蓋の貫通孔にボルトを通して締結することが記載されている。
特開2010−180601号公報 特開2010−174440号公報 特開2010−180620号公報 特開昭63−251551号公報 特開2013−167131号公報
しかしながら、特許文献1−3に開示されているような柱と梁をピン接合とし、天井面を水平ブレース材によって補強した付帯ユニットを、ユニット建物の一部や屋上に配置する構成は知られていたが、付帯ユニットをそのまま本体となる建物ユニットにはしていなかった。
また、パネル工法では、耐力壁パネルに水平荷重だけでなく鉛直荷重も負担させることになるため、剛性の高い耐力壁パネルが多く配置されることになる上に、設置箇所を工夫しなければ開口部も自由に設けることができなかった。
そこで、本発明は、建物本体を構成する建物ユニット自体を簡単な構成とすることが可能なユニット建物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、本発明のユニット建物は、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を複数、隣接させて構築されたユニット建物であって、前記建物ユニットの主構造となる前記梁材と前記柱材とがピン接合された骨組構造体と、前記骨組構造体の上面に設けられた水平補強材と、隣接した前記建物ユニットの前記柱材同士を連結させている連結プレートと、建物の外縁を形成する前記建物ユニットの側面の少なくとも一つに設けられた耐力フレームとを備えたことを特徴とする。
ここで、前記水平補強材は、水平ブレースで構成することができる。また、前記柱材の柱頭及び柱脚には、側面の一部が切り欠かれた切欠き部が設けられている構成にすることができる。
さらに、前記梁材と前記柱材とがピン接合されているとともに上面が開放されている吹抜けユニットに対して、その上面が水平力によって平面視略平行四辺形に変形しないように前記建物ユニットを隣接させている構成とすることができる。
このように構成された本発明のユニット建物は、梁材と柱材とがピン接合された骨組構造体を主構造として、その上面に水平補強材が設けられた建物ユニットによって主に構築される。
そして、隣接した建物ユニットの柱材同士は、連結プレートによって連結されるとともに、建物の外縁を形成する建物ユニットの側面には、建物全体の水平剛性を確保するための耐力フレームが設けられる。
このように梁材と柱材とをピン接合にすることによって、溶接作業の削減又は省略ができて、一つの建物ユニットを簡易な構造にすることができる。また、建物全体の水平剛性を耐力フレームによって確保する構成であれば、骨組構造体は鉛直荷重のみを負担すればよくなるため、断面を抑えた使用材料の少ない構成とすることができる。
本実施の形態のユニット建物の構成を模式的に説明する図であって、(a)は1階の平面図、(b)は2階の平面図である。 ピンユニットの構成を模式的に説明する斜視図である。 一側面に耐力フレームが配置された3種類のピンユニットの構成を模式的に説明する斜視図である。 二側面以上に耐力フレームが配置された3種類のピンユニットの構成を模式的に説明する斜視図である。 3種類の吹抜けユニットの構成を模式的に説明する斜視図である。 実施例1の柱と梁とのピン接合の一例を説明する図であって、(a)は妻側の組み立て工程を説明する斜視図、(b)は柱頭周辺の拡大斜視図、(c)は柱脚周辺の拡大斜視図である。 図6で説明した妻側の柱及び梁に対して、桁側の梁を接続する工程を説明する斜視図である。 柱と梁とのピン接合の別の形態を説明する斜視図である。 水平ブレースの構成を説明する図であって、(a)はブレース材の設置工程を説明する斜視図、(b)はピン接合部周辺の拡大平面図である。 実施例2の耐力フレームの一例を説明する側面図である。 耐力フレームの別の形態を説明する側面図である。 実施例3の隣接するピンユニット同士を連結する方法を説明する図であって、基礎部の工程を説明する斜視図である。 基礎部上にピンユニットを隣接させた状態を示した平面図である。 1階の上面に設置される連結プレートの構成を説明する図であって、(a)は2つのピンユニットが隣接する箇所の連結を説明する斜視図、(b)は4つの建物ユニットが隣接する箇所の連結を説明する斜視図である。 上下の柱をボルト接合する工程を説明する斜視図である。 上下の床梁と天井梁とを接合する工程を説明する斜視図である。 最上階の上面に設置される連結プレートの構成を説明する図であって、2つのピンユニットが隣接する箇所の連結を説明する斜視図である。 最上階の上面に設置される連結プレートの構成を説明する図であって、4つの建物ユニットが隣接する箇所の連結を説明する斜視図である。 実施例4で例示する吹抜けユニットの4種類の配置パターンを説明する平面図である。 実施例5のユニット建物の構成を模式的に説明する図であって、(a)は1階の平面図、(b)は2階の平面図である。
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、本実施の形態のユニット建物10の構成を説明する図であって、1階と2階の平面図に分けて示した図である。
このようなユニット建物10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。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。
図2には、本実施の形態で説明するユニット建物10を構成する建物ユニットとしてのピンユニット1の一例を、ピンユニット1Aとして図示した。ピンユニット1Aは、長方形の隅角部に配置される4本の柱材としての柱11,・・・と、その柱11,・・・の上端間に差し渡される梁材としての天井梁12,12,12A,12Aと、柱11,・・・の下端間に差し渡される梁材としての床梁13,13,13A,13Aとによって、主構造となる骨組構造体が形成される。
そして、ピンユニット1Aでは、柱11と梁(12,12A,13,13A)とがピン接合部14においてピン接合される。ここで、ピン接合(ヒンジ)とは、軸力及びせん断力のみを伝達させる接合構造であり、曲げモーメントはほとんど又はまったく伝達させない接合をいう。
また、ピンユニット1Aでは、天井面(上面)となる天井梁12,12,12A,12Aで囲まれた水平面に、水平補強材を配置して剛床とする。この水平補強材としては、例えば水平ブレース15を設けることができる。
このように水平ブレース15を上面に配置することで、ピンユニット1自体の水平力に対する耐力は増加する。具体的には、地震などの水平力が作用しても、ピンユニット1の天井面は平面視略長方形を維持し、平面視略平行四辺形となるような変形が起きないようにすることができる。
そして、ユニット建物10としたときに、建物全体の必要水平剛性を満足させるために、建物の外縁を形成するピンユニット1の側面の少なくとも一つには耐力フレーム5が設けられる。
図3は、ピンユニット1の一側面に耐力フレーム5(5A,5B)が配置されたピンユニット1Ba,1Bb,1Bcを例示した斜視図である。図3(a)には、桁側の側面の一方の柱11に隣接して、K形の耐力フレーム5Aが配置されたピンユニット1Baを示した。
一方、図3(b)には、桁側の側面の略中央に、X形の耐力フレーム5Bが配置されたピンユニット1Bbを示した。以下では、耐力フレーム5A,5Bを区別せずに耐力フレーム5として説明する。
図3(c)は、妻側の側面の略中央に耐力フレーム5が配置されたピンユニット1Bcを示した。通常、これらの耐力フレーム5が配置される側面には、外壁が取り付けられる。
また、図4は、ピンユニット1の二側面以上に耐力フレーム5が配置されたピンユニット1Ca,1Cb,1Ccを例示した斜視図である。図4(a)には、柱11を挟んで交差する桁側の側面と妻側の側面のそれぞれに、一枚ずつ耐力フレーム5,5が配置されたピンユニット1Caを示した。
一方、図4(b)には、桁側の側面と妻側の側面のそれぞれに、二枚ずつ耐力フレーム5,5,5,5が配置されたピンユニット1Cbを示した。さらに、図4(c)には、柱11を挟んで交差する桁側の側面と妻側の側面のそれぞれと、もう一方の妻側の側面との三側面に、一枚ずつ耐力フレーム5,5,5が配置されたピンユニット1Ccを示した。
これらに対して、図5には、上面に水平補強材が配置されていない建物ユニットとしての吹抜けユニット2を例示した。吹抜けユニット2は、長方形の隅角部に配置される4本の柱材としての柱21,・・・と、その柱21,・・・の上端間に差し渡される梁材としての天井梁22,22,22A,22Aと、柱21,・・・の下端間に差し渡される梁材としての床梁23,23,23A,23Aとによって、主構造となる骨組構造体が形成される。
そして、吹抜けユニット2の骨組構造体も、柱21と梁(22,22A,23,23A)とがピン接合部24によって接合される。また、吹抜けユニット2の上面は、水平補強材が設けられずに開放されている。
図5(a)は、耐力フレーム5が配置されていない吹抜けユニット2Aを示している。一方、図5(b)は、吹抜けユニット2の一側面に耐力フレーム5が配置された吹抜けユニット2Bを例示した斜視図である。この吹抜けユニット2Bの桁側の側面には、二枚の耐力フレーム5,5が配置されている。
また、図5(c)は、吹抜けユニット2の二側面に耐力フレーム5が配置された吹抜けユニット2Cを例示した斜視図である。この吹抜けユニット2Cには、桁側の側面に二枚の耐力フレーム5,5が配置され、妻側の側面に一枚の耐力フレーム5が配置されている。
このようにピンユニット1及び吹抜けユニット2には、様々な形態がある。また、ピンユニット1の桁方向の長さを短くした建物ユニットを小型ピンユニット3とする。
図1に示したユニット建物10は、これらの建物ユニットを隣接して設置することによって構築される。まず、図1(a)に示すように1階を構築するために、吹抜けユニット2と、ピンユニット1,1と、小型ピンユニット3,3,3とを並べて設置する。
ここで、ピンユニット1の符号は、いずれの形態のピンユニット1A,1Ba,1Bb,1Bc,1Ca,1Cb,1Ccであるかを特定しないことを意味している。ユニット建物10全体で見て、適切な箇所に適切な形態のピンユニット1が配置される。吹抜けユニット2の符号についても、同様である。
そして、隣接する吹抜けユニット2とピンユニット1、ピンユニット1,1同士、ピンユニット1と小型ピンユニット3、吹抜けユニット2と小型ピンユニット3、小型ピンユニット3,3同士、吹抜けユニット2とピンユニット1と小型ピンユニット3,3及びピンユニット1,1と小型ピンユニット3,3は、連結部4によって隣接する柱11,・・・同士がそれぞれ連結される。
このようにして構築された1階の上に、図1(b)に示すように2階を構築するためのピンユニット1,1,1と、小型ピンユニット3,3とを並べて設置する。
ピンユニット1,1,1と小型ピンユニット3,3との間も、1階と同様に連結部4によって隣接する柱11,・・・同士がそれぞれ連結される。このようにユニット建物10を構成するピンユニット1,・・・、小型ピンユニット3,・・・及び吹抜けユニット2が連結されると、必要水平剛性を満たしたユニット建物10が完成する。
次に、本実施の形態のユニット建物10の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態のユニット建物10は、梁材(12,12A,13,13A)と柱11とがピン接合部14によって接合された骨組構造体を主構造として、その上面に水平ブレース15が設けられたピンユニット1及び小型ピンユニット3によって主に構築される。
そして、隣接した建物ユニット(1,2,3)の柱11,・・・同士は、連結プレート41,42,43,44によって連結されるとともに、建物の外縁を形成する建物ユニットの側面には、建物全体の水平剛性を確保するための耐力フレーム5が設けられる。
このように梁材(12,12A,13,13A)と柱11とをピン接合部14にすることによって、溶接作業の削減又は省略ができて、一つの建物ユニット(1−3)を簡易な構造にすることができる。
また、溶接個所が削減又は無くなると、溶接によって生じる歪も削減又は無くなるため、建物ユニット(1,2,3)の組み立て精度を高めることができる。
さらに、ユニット建物10の全体の水平剛性を耐力フレーム5によって確保する構成であれば、骨組構造体の構成部材である梁材(12,12A,13,13A)と柱11は鉛直荷重のみを負担すればよくなるため、断面を抑えた使用する鋼材量の少ない構成とすることができる。
そして、柱11や梁材(12,12A,13,13A)が鉛直荷重のみを負担する場合は、2階建て、3階建て及び積雪地帯用のすべてのユニット建物に、同一の断面の柱11や梁材(12,12A,13,13A)を使用できるようになるので、部品の共通化を図ることができる。
また、梁材と柱材とが剛接合されたラーメン構造体は、ラーメンフレーム全体が弦楽器のように震えるため水平方向の振動が減衰しにくくなるが、ピン接合部14によって接合される骨組構造体を主構造とするピンユニット1及び小型ピンユニット3は、ピンブレース構造となり、交通振動や地震力などによる水平方向の振動を短時間で収束させることができる。
以下、前記した実施の形態を実施するための具体的な構成について、図6−図9を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一符号又は同一用語を使って説明する。
本実施例1では、ピン接合部14の具体的な構成について説明する。図6(a)は、妻側の天井梁12A及び床梁13Aと柱11,11とを、ピン接合となるボルト接合させる工程を説明する図である。
図6(b)に示すように、角形鋼管等によって形成される柱11の上端は上蓋11aで塞がれるとともに、柱頭の隅角部(側面)の一部が切り欠かれた切欠き部111が設けられて、内外が連通された状態になる。
また、柱11の上部である柱頭の妻側及び桁側の側面には、ボルト穴115が穿孔される。一方、天井梁12Aの端部には、柱11の側面に接触させるための端面部121Aが設けられる。この端面部121Aにも、ボルト穴125が穿孔される。
そして、切欠き部111を通して柱11の内空側からボルト141をボルト穴115に通し、端面部121Aのボルト穴125から突出した先端にナット142を装着して締め付けることで、ボルト接合を行う。
さらに図6(c)に示すように、柱11の下端は下蓋11bで塞がれるとともに、柱脚の隅角部(側面)の一部が切り欠かれた切欠き部111が設けられて、内外が連通された状態になる。
また、柱11の下部である柱脚の妻側及び桁側の側面には、ボルト穴115が穿孔される。一方、床梁13Aの端部には、柱11の側面に接触させるための端面部131Aが設けられる。この端面部131Aにも、ボルト穴133が穿孔される。
そして、切欠き部111を通して柱11の内空側からボルト141をボルト穴115に通し、端面部131Aのボルト穴133から突出した先端にナット142を装着して締め付けることで、ボルト接合を行う。
このようにしてボルト接合された妻側の天井梁12Aと柱11,11と床梁13Aとの枠組みに対して、図7に示すように、桁側の天井梁12の端面部122A及び床梁13の端面部132Aと柱11,11とを、ボルト接合させる。
ここで、天井梁12,12間に略平行に架け渡されているのは天井根太16,・・・であり、床梁13,13間に略平行に架け渡されているのは床小梁17,・・・である。
そして、柱11と天井梁12,12Aとがボルト接合された接合箇所は、ピン接合部14Aとなり、柱11と床梁13,13Aとがボルト接合された接合箇所も、ピン接合部14Aとなる。
また、図8には、天井梁12,12A及び床梁13,13Aと柱11,11とを、ピン接合となる弱い溶接接合する場合を説明する図である。ここで、天井梁12,12A及び床梁13,13Aと柱11,11とを、突合せ溶接した場合には、接合箇所は剛接合(強い溶接接合)となる。
これに対して、天井梁12A,12の端面部121B,122B及び床梁13A,13の端面部131B,132Bと柱11,11の側面とを、溶接長及びサイズを小さくした隅肉溶接又は数箇所のスポット溶接によって接合した場合は、構造的にピン接合となるピン接合部14Bにすることができる。
このようにして天井梁12,12A及び床梁13,13Aと柱11,11とをピン接合部14(14A,14B)で接合したピンユニット1の上面を、水平ブレース15によって補強する。
図9は、水平ブレース15の具体例を説明する図である。水平ブレース15は、引張材又は軸力材となるブレース材151,151によって、柱11,・・・の上端間を対角線状(平面視略X字状)に接続させた構成となる。
平鋼板などによって形成されるブレース材151の端部には、図9(a)に示すようにネジ棒152が取り付けられる。このネジ棒152を柱11の隅角部に設けられた長穴112に挿し込み、切欠き部111からネジ棒152の先端に半円柱状の座金154とナット153とを装着する(図9(b)参照)。
そして、このナット153を締め付けることで、ブレース材151に必要とされるだけの張力を導入することによって、ピンユニット1の天井面に水平ブレース15が張られた状態にする。
このように梁材(12,12A,13,13A)と柱11とをピン接合部14A,14Bにすることによって、溶接作業が省略できたり、溶接作業量が削減できたりする。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
以下、前記した実施の形態を実施するための具体的な構成について、図10,図11を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一符号又は同一用語を使って説明する。
本実施例2では、耐力フレーム5の具体的な構成について説明する。図10は、K形の耐力フレーム5Aを示した正面図である。この耐力フレーム5Aは、天井梁12、柱11、床梁13及びスタッド51によって囲まれた長方形の開口部に、K字状となるように斜材52,52を配置することで設けられる。
ここで、スタッド51は、天井梁12と床梁13との間を繋ぐ長尺部材で、上端が天井梁12の下面にボルト接合によって固定されるとともに、下端が床梁13の上面にボルト接合によって固定される。
また、柱11の鉛直方向の略中央には、開口部側に突出するように取付部54がボルト接合される。そして、取付部54とスタッド51の上端との間が上側の斜材52で繋がれ、取付部54とスタッド51の下端との間が下側の斜材52で繋がれる。
このように斜材52,52がK形に配置された耐力フレーム5Aを柱11に隣接して配置することによって、地震などによる水平力がユニット建物10に作用した場合に、効率的に隅角部の変形を抑えることができるようになる。
一方、図11は、X形の耐力フレーム5Bを示した正面図である。この耐力フレーム5Bは、上下の梁材(12,13)間に梁材の長手方向に間隔を置いて略平行に立てられる一対のスタッド55,55と、スタッド55,55の端部間を正面視略X字状となるように繋ぐ斜材56,・・・とによって主に構成される。
これらのスタッド55,55の両端も、ボルト接合によって天井梁12と床梁13に固定される。一方、斜めに配置される4本の斜材56,・・・は、耐力フレーム5Bの略中央に位置する交差部57において連結される。
詳細には、斜材56,・・・の端部は、板状の交差部57に溶接によってそれぞれ接合される。このように斜材56,・・・は交差部57に溶接接合をさせるが、斜材56,・・・の端部間は互いに離隔しており、斜材56,・・・の軸心を通る位置に配置された板状の交差部57を介して軸力及びせん断力のみが伝達される。このため、斜材56,56間では曲げモーメントはほとんど伝達されず、このような構造は建築分野ではピン接合と呼ぶ。
このような構成の耐力フレーム5A,5Bは、柱11との距離などの設置位置の関係や必要とされる耐力などに応じて、適宜最適な形態が選択されることになる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
以下、前記した実施の形態を実施するための具体的な構成について、図12−図18を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1,2で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一符号又は同一用語を使って説明する。
本実施例3では、建物ユニット同士の連結部4の具体的な構成について説明する。隣接するピンユニット1,1間、ピンユニット1と小型ピンユニット3との間、ピンユニット1と吹抜けユニット2との間などの連結は、主に隣接した柱11,11同士の連結部4で行われる。
図12,13は、基礎部18の上面から上方に突出させたアンカーボルト181,181に、隣接して設置させるピンユニット1,1の柱11,11をそれぞれ固定する工程を説明するための図である。
図12に示すように、間隔を置いて設けられた2本のアンカーボルト181,181間を繋ぐようにガイドプレート6が装着される。このガイドプレート6の上面には、円錐状のガイドピン61,61が上方に向けて突出される。
そして、このガイドプレート6の上には、図13に示すように、ピンユニット1,1の隅角部が載せられる。この際、アンカーボルト181とガイドピン61とは、柱11の下蓋11bに穿孔された穴にそれぞれ挿通される。
さらに、下蓋11bから突出されたアンカーボルト181には、ナット182が装着されて、ピンユニット1の柱11の下端がガイドプレート6及びアンカーボルト181に締結される。
この結果、1階の隣接したピンユニット1,1の柱11,11同士は、下端においてガイドプレート6を介して連結されたことになる。一方、図14は、1階の隣接したピンユニット1,1又はピンユニット1,1と小型ピンユニット3,3の柱11,・・・の上端同士を連結する連結部4周辺を説明する図である。
図14(a)は、2つのピンユニット1,1が隣接する箇所における2本の柱11,11同士を、連結プレート41によって連結する構成を示している。この連結プレート41は、台形状に成形されており、その穴には、柱11,11の上蓋11a,11aから上方に向けてそれぞれ突出されたガイドピン61,61が挿入される。
また、連結プレート41の上方からは、天井梁12,12間に連通する隙間向けてコッターピン46が挿し込まれる。このコッターピン46は、連結プレート41の穴と隣接するピンユニット1,1の柱11,11間に強く嵌り込むことによって、2本のガイドピン61,61と連動作用して、柱11,11外面を正確に揃え、柱11,11間寸法を正確な間隔に整える。また、柱11,11間では、連結プレート41によってせん断力が伝達される。
一方図14(b)は、4つのピンユニット1,1及び小型ピンユニット3,3が隣接して集中する箇所における4本の柱11,11,11,11同士を、連結プレート42によって連結する構成を示している。
この連結プレート42は、正八角形状に成形されており、その穴には、柱11,・・・の上蓋11a,・・・から上方に向けてそれぞれ突出されたガイドピン61,・・・が挿入される。
そして、このようにして連結された1階のピンユニット1,・・・、小型ピンユニット3,・・・及び吹抜けユニット2の上に、2階となるピンユニット1,・・・及び小型ピンユニット3,・・・を載せる。
図15は、上下のピンユニット1,1同士を柱11,11の位置で接合する工程を説明する図である。1階のピンユニット1の柱11の上蓋11aの上には、ガイドピン61で誘導された2階のピンユニット1の柱11の下蓋11bが重ねられる。
そして、下階の柱11の切欠き部111から高力ボルト113,113を挿入し、上階の柱11の切欠き部111からナット114,114を高力ボルト113,113の先端に装着して、締結を行う。
すなわち、ピンユニット1,1の上下の連結は、柱11,11の軸心で行われる。また、柱頭及び柱脚には、高力ボルト113を内空の中央まで挿入できる程度の大きさの切欠き部111が設けられるが、ピン接合部14であれば曲げ力に対して柱梁仕口の直角を維持させる必要がないため、このような構成にすることができる。
図16は、上下のピンユニット1,1同士を床梁13と天井梁12との間で接合する工程を説明する図である。この接合が行われる床梁13と天井梁12との接合箇所では、補強材19によって上下のフランジ間が補強されている。
また、床梁13の下面と天井梁12の上面との間には、中央に穴が穿孔された梁間プレート191が介在される。そこで、上階の床梁13の穴から高力ボルト123を挿入し、梁間プレート191を通って下階の天井梁12の穴から突出された高力ボルト123の先端にナット124を装着して、床梁13と天井梁12との締結を行う。
図17は、2階の2つのピンユニット1,1が隣接する箇所における2本の柱11,11同士を、連結プレート43によって連結する構成を示している。この連結プレート43は、長方形状に成形されており、その穴には、柱11,11の上蓋11a,11aの下から上方に向けてそれぞれ高力ボルト113,113が挿入される。そして、ナット114を締め付けることで、連結プレート43を柱11に接合させる。
また、連結プレート43の上からは、下方に向けてそれぞれボルト45,45が挿入される。さらに、連結プレート43の上方から天井梁12,12間に連通する隙間に向けてコッターピン46が挿し込まれる。ここで、2階が最上階となるユニット建物10では、天井梁12,12Aは屋根梁となる。
一方図18は、2階の4つのピンユニット1,1及び小型ピンユニット3,3が隣接して集中する箇所における4本の柱11,11,11,11同士を、連結プレート44によって連結する構成を示している。
この連結プレート44は、長方形状に成形されており、その穴には、柱11,・・・の上蓋11a,・・・の下から上方に向けてそれぞれ高力ボルト113,・・・が挿入される。
そして、高力ボルト113,・・・に装着されたナット114,・・・を締め付けることで、連結プレート44をそれぞれの柱11,・・・に接合させる。また、連結プレート44の上からは、下方に向けてそれぞれボルト45,・・・が挿入される。
このようにして連結されるユニット建物10は、柱11と梁材(12,12A,13,13A)の軸心が交差する箇所で接合が行われる。このため、型式認定などではない一般的な構造計算が可能になり、設計の自由度を広げることができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
以下、前記した実施の形態で説明したユニット建物10とは別の形態のユニット建物10A−10Dについて、図19を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1−3で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一符号又は同一用語を使って説明する。
前記実施の形態のユニット建物10では、図1(a)に示すように、図に向かって1階の左上の隅角部(出隅)にのみ吹抜けユニット2が配置されていた。この吹抜けユニット2は、上面に水平補強材が設けられていないため、それ自体では地震などの水平力が作用すると平面視略平行四辺形に変形してしまう。
そこで、隣接させるピンユニット1との配置の組み合わせによって、吹抜けユニット2に平面視略平行四辺形の変形が生じないようにする。図19(a)は、前記実施の形態で説明したユニット建物10の1階に近い配置パターンのユニット建物10Aを示している。
このユニット建物10Aには、吹抜けユニット2の桁側の側面と妻側の側面のそれぞれに隣接してピンユニット1,1が配置されているとともに、対角線方向にもピンユニット1が配置されているため、水平力が作用しても平面視略平行四辺形の変形が生じることがない。
また、図19(b)のユニット建物10Bは、吹抜けユニット2の両方の桁側の側面と妻側の側面との三方を囲むようにピンユニット1,1,1が配置されているため、水平力が作用しても平面視略平行四辺形の変形が生じることがない。
さらに、図19(c)のユニット建物10Cは、図19(a)のユニット建物10Aに、吹抜けユニット2とピンユニット1とがそれぞれ追加された配置パターンとなっている。このユニット建物10Cにおいても、水平力が作用しても吹抜けユニット2,2に平面視略平行四辺形の変形が生じることがない。
そして、図19(d)のユニット建物10Dは、図19(a)のユニット建物10Aを図に向かって上下に線対称に展開した配置パターンとなっている。このユニット建物10Dにおいても、水平力が作用しても吹抜けユニット2,2に平面視略平行四辺形の変形が生じることがない。
このようにユニット建物10A−10Dの全体に対して作用する地震などの水平力によって、吹抜けユニット2が平面視略平行四辺形に変形することがない配置パターンであれば、水平補強材が省略された吹抜けユニット2を組み込むことができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
以下、前記した実施の形態を実施するための具体的な構成について、図20を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1−4で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一符号又は同一用語を使って説明する。
本実施例5では、建物の外縁を形成する建物ユニットの側面に設けられる耐力フレーム5の位置が、具体的に示されたユニット建物10Eについて説明する。
まず、図20(a)に示すように、ユニット建物10Eの1階では、吹抜けユニット2と、2つのピンユニット1,1と、2つの小型ピンユニット3,3とに耐力フレーム5,・・・が設けられる。
逆に言えば、1階では、小型ピンユニット3,3間に挟まれて、ピンユニット1の妻側が隣接される小型ピンユニット3Aのみに、耐力フレーム5が設けられていない。
一方、図20(b)に示すように、ユニット建物10Eの2階では、2つのピンユニット1,1と、2つの小型ピンユニット3,3とに耐力フレーム5,・・・が設けられる。
すなわち2階では、ピンユニット1,1間に挟まれて、小型ピンユニット3に妻側が隣接されるピンユニット1Aのみに、耐力フレーム5が設けられていない。
このようにユニット建物10Eの建物全体で必要となる水平剛性が確保できるように、建物の外縁を形成するピンユニット1、吹抜けユニット2及び小型ピンユニット3の側面には、耐力フレーム5,・・・が設けられる。
また、ピンユニット1A及び小型ピンユニット3Aのように、ユニット建物10Eに配置される箇所によっては耐力フレーム5を設ける必要がないこともあるので、全体の剛性を一律に高めてしまう場合に比べて、コストが抑えられた合理的な構成にすることができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
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、この実施の形態及び実施例に限らず、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、前記実施の形態及び実施例では、水平補強材として平面視略X字状の水平ブレース15を例に説明したが、これに限定されるものではなく、様々な形態の水平補強材を適用することができる。
10,10A−10E ユニット建物
1 ピンユニット(建物ユニット)
11 柱(柱材)
111 切欠き部
12,12A 天井梁(梁材)
13,13A 床梁(梁材)
14 ピン接合部(ピン接合)
15 水平ブレース(水平補強材)
2 吹抜けユニット
21 柱(柱材)
22,22A 天井梁(梁材)
23,23A 床梁(梁材)
24 ピン接合部(ピン接合)
3 小型ピンユニット(建物ユニット)
35 水平ブレース(水平補強材)
41,42,43,44 連結プレート
5 耐力フレーム

Claims (4)

  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を複数、隣接させて構築されたユニット建物であって、
    前記建物ユニットの主構造となる前記梁材と前記柱材とがピン接合された骨組構造体と、
    前記骨組構造体の上面に設けられた水平補強材と、
    隣接した前記建物ユニットの前記柱材同士を連結させている連結プレートと、
    建物の外縁を形成する前記建物ユニットの側面の少なくとも一つに設けられた耐力フレームとを備え、
    前記水平補強材は前記柱材の上端に接続されるものであって、
    前記柱材の柱頭には、側面の一部が切り欠かれた切欠き部が設けられているとともに、
    前記切欠き部の下方には、前記水平補強材のネジ部が設けられた端部を挿し込むための水平方向に延びる長穴が穿孔されていて、
    前記ネジ部には、前記切欠き部を介して前記柱材の内空側から座金とナットが装着されることを特徴とするユニット建物。
  2. 前記水平補強材は、水平ブレースであることを特徴とする請求項1に記載のユニット建物。
  3. 前記柱材の柱脚には、側面の一部が切り欠かれた切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のユニット建物。
  4. 前記梁材と前記柱材とがピン接合されているとともに上面が開放されている吹抜けユニットに対して、その上面が水平力によって平面視略平行四辺形に変形しないように前記建物ユニットを隣接させていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のユニット建物。
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