JP6779001B2 - 建物 - Google Patents

Description

本発明は、１階および中間階を有する建物に関する。

１階建の建物および２階以上の建物において、建物空間を有効に利用するために中間階を設けることが従来から知られている。中間階の床面は１階床面よりも高く、１階天井面よりも低い。

一般的に中間階の床を支持する梁は、建物の躯体をなす複数の柱の途中部分に架設される。しかしながらかかる構造では、構造計算が煩雑になる。

あるいは特開２０１０−２０９６２８号公報（特許文献１）および特開２０１２−３６７２５号公報（特許文献２）に記載の建物のように、中間階を複数の柱から切り離した構造も知られている。特許文献１に記載の建物は、建物の布基礎と、布基礎上に立設される骨組構造を備える。この骨組構造は、建物の全体構造を構成する主架構と、この主架構から独立して（すなわち絶縁させて）設けられる副架構としてのスキップ架構とを含む。スキップ架構は、梁および１対の短柱を有し、間隔を空けて平行に延びる２本の布基礎間に架設される。具体的には各短柱の下部が、布基礎の立ち上がり部の側面にアンカー金具によって連結されている。

特開２０１０−２０９６２８号公報 特開２０１２−３６７２５号公報

上記特許文献１のようなスキップ架構は、布基礎の立ち上がり部の側面に片持ちで取付固定されているため、布基礎の荷重負担が増大する。そのため、このようなスキップ架構は頑強性に欠ける。また、地震時などにはスキップ架構から布基礎に水平荷重が加わるため、布基礎の構造計算が改めて必要になり、設計が煩雑になる。

本発明は、上述の実情に鑑み、煩雑な構造計算が不要であり、かつ、中間階の骨組み構造が頑丈である建物を提供することを目的とする。

この発明のある局面に従う建物は、基礎と、躯体部と、箱状体とを備える。基礎は、立上り部とスラブ部とを有する。躯体部は、基礎上に組まれ、１階の床および天井を支持する。箱状体は、躯体部から構造上切り離されてスラブ部に載置される。箱状体の上面高さは、１階の床面高さと天井高さとの間であり、箱状体は、１階と通じる出入口を有する。

好ましくは、箱状体は、基礎の立上り部によって囲まれる。また、箱状体は、立上り部の側面に当接または近接した状態で配置されることが望ましい。

好ましくは、建物は、箱状体の上面と１階の床面とを結ぶ階段あるいはスロープをさらに備える。

躯体部は２階の床をさらに支持していてもよい。この場合、建物は、箱状体の上面と２階の床面とを結ぶ階段あるいはスロープをさらに備えていてもよい。

また、箱状体の下面とスラブ部との間には高さ調整部材が介在してもよい。その場合、箱状体の下面とスラブ部との間には断熱材が介在してもよい。

好ましくは、箱状体は立方体あるいは直方体形状である。また、箱状体は中実の木質集成板を組み立てたものであることが望ましい。

本発明によれば、煩雑な構造計算が不要であり、かつ、中間階の骨組み構造が頑丈である建物を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る建物の屋内空間の一部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る建物の骨組み構造の一部を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る建物の骨組み構造の一部を模式的に示す横断面図である。 本発明の実施の形態における箱状体の斜視図である。 本発明の実施の形態において、高さ調整部材を用いる場合の箱状体の底板部を示す平面図である。 本発明の実施の形態において、高さ調整部材の設置状態を示す部分断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

（建物の概略構造）
はじめに、本実施の形態に係る建物の概略構造について説明する。本実施の形態に係る建物は、一例として２階建ての木造住宅である。図１は、建物の屋内空間の一部を模式的に示す図である。図２は、建物の骨組み構造の一部を模式的に示す縦断面図である。図３は、建物の骨組み構造の一部を模式的に示す横断面図である。

建物は、図２に示されるように、地盤に構築される基礎１と、基礎１上に組まれる躯体部２とを備えている。基礎１は、上方に立上る立上り部（以下「基礎立上り部」という）１１と、基礎立上り部１１に隣接し、水平方向に延在するスラブ部（以下「基礎スラブ部」という）１２とを有している。

躯体部２は、基礎立上り部１１上に載置される土台２３と、土台２３上に固定され、横方向において互いに間隔をあけて配置される複数の柱２１と、柱２１に交差する複数の梁２２とを有している。躯体部２によって、１階７１の床および天井、ならびに、２階７２の床および天井が支持される。本実施の形態において、躯体部２は基礎１を含まない。

建物の１階７１は、建物の屋内空間のうち、躯体部２に支持された１階床と１階天井との間に形成される空間を表わす。建物の２階７２は、建物の屋内空間のうち、躯体部２に支持された２階床と２階天井との間に形成される空間を表わす。２階床および１階天井は、階間の梁２２を挟んで上下に位置する。

図１に示されるように、建物は、屋内空間の一部に中間階７３を有している。中間階７３の床面７３ａの高さは、１階７１の床面７１ａの高さと天井面７１ｂの高さとの間である。本実施の形態では、中間階７３は、平面視において２階７２と重ならない位置に設けられており、中間階７３の上方空間は開放されている。つまり、中間階７３は吹き抜け空間に配置されており、中間階７３の天井高さは２階７２の床面７２ａよりも上方に位置する。

建物内には、中間階７３の床面７３ａと１階７１の床面７１ａとを結ぶ階段４１が設けられている。これにより、１階７１と中間階７３とが行き来可能に連通される。なお、階段４１に代えて、スロープが設けられてもよい。また、図１において想像線で示すように、建物内には、中間階７３の床面７３ａと２階７２の床面７２ａとを結ぶ階段４２またはスロープが設けられてもよい。このように、中間階７３は、１階７１と２階７２とを繋ぐ階段４１，４２の踊り場となっていてもよい。この場合、中間階７３によって、１階７１と２階７２との空間的なつながりを演出することができる。

本実施の形態に係る建物においては、中間階７３の床面７３ａが、箱状体３の上面によって構成されている。この箱状体３は、建物の躯体部２から構造上切り離されて、基礎スラブ部１２に載置されている。つまり、中間階７３の骨組み構造は、躯体部２に接続されることなく、箱状体３によって躯体部２から完全に独立している。箱状体３は、後述するように重量が大きいため、自重によって基礎スラブ部１２からの浮き上がりが防止される。これにより、簡易かつ安定的に中間階７３を形成することができる。

箱状体３は、典型的には立方体または直方体形状であり、図３に示されるように、平面視において基礎立上り部１１に囲まれている。具体的には、箱状体３の側面下部の全体が、基礎立上り部１１と当接状態となっている。なお、当接状態とは、対向し合う面が面接触（当接）する状態に限定されず、多少の隙間を介して近接している状態、および、スペーサを介して面接触する状態を含む。これにより、地震時においても、箱状体３の水平方向移動を規制することができる。

ここで、箱状体３は、シェルターとしても機能する。すなわち、箱状体３は、１階７１と通じる出入口３４を有しており、箱状体３の内部空間３０を安全なセキュリティ空間として使用することができる。出入口３４は、箱状体３の４側面のうち１階に面する部分に設けられる。内部空間３０の床面の高さは、１階７１の床面７１ａよりも低い。

（箱状体の構造例および設置方法）
このような箱状体３の構造例について、具体的に説明する。図４は、箱状体３の斜視図である。図４を参照して、箱状体３は、水平方向に延在する底板部３１および天板部３２と、底板部３１および天板部３２を連結する４つの側板部３３とを含む。箱状体３の４側面のうち、出入口３４が設けられた側面に位置する側板部３３を、他と区別する必要がある場合には、それを側板部３３ａと記す。なお、出入口３４は、複数個設けられていてもよい。

底板部３１および天板部３２は同じ大きさ（面積）である。箱状体３が立方体形状である場合、側板部３３ａを除く３つの側板部３３は同じ大きさ（面積）である。

箱状体３はモノコック構造を有しており、箱状体３の各板部は、矩形形状の厚型パネルにより形成されている。より具体的には、中実の木質集成板により形成されている。本実施の形態において、木質集成板は、ＣＬＴ（Cross Laminated Timber）工法により作られた、複数層（３層、５層、または７層）からなる厚型パネルである。このような木質集成板は、各層の板材が隣接する層の板材に対して交差（直交）するように貼り合わせたものであり、９０ｍｍ以上の厚みを有する。

箱状体３を構成する板部のうちの少なくとも１つは、複数の木質集成板が同一面上に並べられることによって形成されていてもよい。図４には、側板部３３ａを除く全ての板部３１，３２，３３が２つの木質集成板によって形成された場合における、木質集成板の境界線が想像線で示されている。本実施の形態においては、側板部３３ａを構成する木質集成板の個数を１つとすることで、側板部３３ａの隣に出入口３４が形成されている。なお、このように、側板部３３を構成する木質集成板の個数を異ならせることによって、出入口３４を形成する例に限定されず、たとえば、全ての側面に同じ個数の木質集成板を配置し、１階７１に面する木質集成板に開口を設けることによって出入口３４を形成してもよい。

ＣＬＴ工法により作られた木質集成板は、頑丈であり、耐熱性および耐震性にも優れている。そのため、木質集成板によって組み立てられた箱状体３は、災害時においても資産や人を守るシェルターとしての機能を果たすことができる。また、箱状体３は木質集成板で構成されているため、屋内空間に剥き出しに設置したとしても違和感が少なく、木造住宅の壁や家具とも馴染む。さらに、木質集成板の材料を、国産スギとすることで、豊富な国産スギを有効活用することができる。

箱状体３の高さ寸法（外寸）Ｌ１は、たとえば２０００ｍｍ以下である。なお、箱状体３の内部空間３０において、一般的な成人男性が立位姿勢または少し屈んだ状態で入れることが望ましい。箱状体３の内部高さ寸法（内寸）Ｌ４は、たとえば１５００ｍｍ以上であることが望ましいが、限定的ではない。箱状体３の横幅寸法Ｌ２および奥行寸法Ｌ３は、いずれも、１８００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の範囲で設定可能であることが望ましい。

また、地震時の転倒防止の観点から、高さ寸法Ｌ１と、横幅寸法Ｌ２および奥行寸法Ｌ３との比率は、「Ｌ１／Ｌ２（Ｌ３）≦２０００／１８００」の関係が成り立つことが望ましい。つまり、高さ寸法Ｌ１は、横幅寸法Ｌ２および奥行寸法Ｌ３をそれぞれ１とすると、１．１１以下であることが望ましい。

このような大きさの箱状体３は、上述のように９０ｍｍ以上の厚みを有する中実の木質集成板によって組み立てられるため、その全体の重量は非常に大きい。その意味において、箱状体３は「箱状重量体」と称することができる。

したがって、箱状体３を基礎スラブ部１２に載置するだけで、その自重により基礎スラブ部１２に固定することができる。なお、地震時などにおいても箱状体３の浮き上がりを防止するためには、たとえば、高さ寸法Ｌ１、横幅寸法Ｌ２、および奥行寸法Ｌ３の全てが２０００ｍｍである場合、箱状体３の重量は１ｔ（トン）以上であることが望ましく、一例として１．６ｔ程度である。また、横幅寸法Ｌ２および奥行寸法Ｌ３のいずれか一方をたとえば４０００ｍｍとした場合（他の寸法は２０００ｍｍ）、箱状体３の重量は２ｔ以上であることが望ましく、一例として３ｔ程度である。

箱状体３の組み立ては、現場にて行われてもよい。中間階７３の周囲の一部が内壁５３に隣接して設けられる場合、箱状体３を設置する前に、内壁５３が躯体部２に取付けられる。内壁５３は、基礎１上の土台２３から梁２２にまで延びるように取り付けられる。このように、内壁５３は、箱状体３で隠れる部分にも配置されることが望ましい。

その後、箱状体３の底板部３１が、基礎スラブ部１２に載置される。具体的には、底板部３１を構成する木質集成板が、基礎スラブ部１２に直接載置される。図３には、一例として、２つの木質集成板が底板部３１を構成する場合における木質集成板の境界線が、想像線で示されている。底板部３１の上面が、内部空間３０の床面を構成する。

矩形形状の底板部３１の端面は、直接、またはスペーサとしての合板５４（図６）を介して、基礎立上り部１１の内側面に当接する。なお、底板部３１は、高さ調整部材６を介して間接的に基礎スラブ部１２に載置されてもよい。高さ調整部材６については後述する。

次に、箱状体３の４つの側板部３３が、底板部３１の四辺に沿ってそれぞれ固定される。具体的には、出入口３４の箇所を除き、同じ高さ寸法の木質集成板が互いに隣接するように、底板部３１上に固定される。

その後、箱状体３の天板部３２が、４つの側板部３３の上端面に載置された状態で固定される。これにより、天板部３２の上面が、中間階７３の床面７３ａとなる。なお、図１および図２に示されるように、天板部３２の上に、別途、化粧床材５２を配置してもよい。

なお、交差方向または同一方向に並べられる木質集成板同士は、たとえばビスやドリフトピンなどの接合部材によって接合される。

上述のような手順によって、モノコック構造の箱状体３は、基礎立上り部１１で囲まれた矩形領域（基礎スラブ部１２の上）に嵌め入れられる。このように、箱状体３を基礎スラブ部１２に載置するだけで、中間階７３の骨組み構造が完成する。

すなわち、箱状体３は、基礎立上がり部１１や躯体部２に支持される構成ではなく、建物の躯体部２から構造上切り離されて、基礎１のスラブ部１２に載置される。そのため、箱状体３への鉛直荷重は、天板部３２、側板部３３、および底板部３１を介して、スラブ部１２に伝えられる。したがって、本実施の形態のように、箱状体３の上面を中間階７３の床面７３ａとした場合、煩雑な構造計算を不要とすることができる。その結果、建物の間取り設計の自由度を増すことが可能となる。

また、箱状体３の四方（側板部３３の全て）が、下方部分において基礎立上り部１１に当接状態で配置されるため、地震時などにおいても水平方向移動を規制することができる。

また、箱状体３は、中実の木質集成板により組み立てられているため、その内部空間３０は、燃え代があるため耐火性があり、かつ、上部からの落下物からも守られる強固なセキュリティ空間とすることができる。

（高さ調整部材について）
基礎スラブ部１２の上面は、大よそ水平方向に延在しているものの、僅かな歪みや凹凸がある場合がある。そのため、高さ調整部材６を用いて、箱状体３の底板部３１の水平出しを行ってもよい。

図５は、高さ調整部材６を用いる場合の箱状体３の底板部３１を示す平面図である。図６は、高さ調整部材６の設置状態を示す部分断面図である。

図６に示されるように、高さ調整部材６は、たとえば、公知の束部材であるプラボルト６１と、底板部３１を下方から支持する下枠材６２とを含む。図５において破線で示されるように、下枠材６２は、底板部３１の外周部に沿うように枠状に配置されるとともに、底板部３１の中央部にも配置されることが望ましい。

プラボルト６１は、軸部６１ａと、軸部６１ａに係合する下受け部６１ｂおよびストッパ部６１ｃとを含む。下枠材６２は、下受け部６１ｂとストッパ部６１ｃとに挟まれる。下枠材６２の高さ、すなわち底板部３１の高さは、プラボルト６１の下受け部６１ｂの高さに応じて調整される。

ここで、底板部３１には、プラボルト６１の軸部６１ａを挿通するための貫通孔３１ａが設けられていることが望ましい。これにより、下枠材６２の上に底板部３１が設置された後であっても、貫通孔３１ａから高さ調整を可能とすることができる。このように貫通孔３１ａが設けられている場合、底板部３１の上面は、化粧床材５１で覆われていることが望ましい。

このように、高さ調整部材６が設けられる場合であっても、高さ調整部材６のプラボルト６１は、接着剤等によって基礎スラブ部１２に固定されているため、箱状体３の鉛直荷重は基礎スラブ部１２に伝えられる。なお、下枠材６２の支持高さを調整可能な部材は、プラボルト６１などの束部材に限定されない。

箱状体３の下面と基礎スラブ部１２との間に高さ調整部材６が介在する場合、箱状体３の下面と基礎スラブ部１２との間に隙間に、断熱材（図示せず）を設けてもよい。これにより、箱状体３の内部空間３０の底冷えを防止することができる。

以上説明した実施の形態では、箱状体３が基礎立上り部１１に囲まれていることとしたが、出入口３４に対面する部分は、基礎立上り部１１がなくてもよい。あるいは、箱状体３の少なくとも一部の側板部３３が基礎立上り部１１の側面に対して当接状態であればよい。

また、箱状体３を構成する厚型パネルは、ＣＬＴ工法により作られた中実の木質集成板であることとしたが、限定的ではない。たとえば、厚型パネルは、単に中実の木材で形成されてもよいし、中空の枠材を含んでいてもよい。

また、箱状体３は、立方体または直方体形状であることとしたが、限定的ではない。つまり、箱状体３は、矩形形状以外の形状（たとえば円形状や三角形形状）の底板部および天板部と、その形状に合わせて設けられた少なくとも１つの側板部を含んでいればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 基礎、２ 躯体部、３ 箱状体、６ 高さ調整部材、１１ 立上り部、１２ スラブ部、２１ 柱、２２ 梁、２３ 土台、３０ 内部空間、３１ 底板部、３２ 天板部、３３ 側板部、３４ 出入口、４１，４２ 階段、５１，５２ 床材、５３ 内壁、５４ 合板、６１ プラボルト、６２ 下枠材、７１ １階、７２ ２階、７３ 中間階。

Claims (5)

1. 立上り部とスラブ部とを有する基礎と、
   前記基礎上に組まれ、１階の床および天井を支持する躯体部と、
   前記躯体部から構造上切り離されて前記スラブ部に載置され、前記立上り部によって囲まれる、重量が１ｔ以上である立方体または直方体形状の箱状体とを備え、
   前記箱状体の上面高さは、前記１階の床面高さと天井高さとの間であり、
   前記箱状体は、水平方向に延在する底板部および天板部と、前記底板部および天板部を連結する４つの側板部とを含み、
   前記箱状体の４つの側板部は、前記立上り部の側面に直接またはスペーサを介して当接した状態で配置され、
   前記箱状体の少なくとも１つの側板部に、前記１階と通じる出入口が設けられ、
   前記箱状体の前記天板部の上面によって中間階の床面が形成されており、
   前記天板部の上面と前記１階の床面とを結ぶ階段あるいはスロープをさらに備える、建物。
2. 前記躯体部は２階の床をさらに支持しており、
   前記天板部の上面と前記２階の床面とを結ぶ２階用の階段あるいはスロープをさらに備える、請求項１に記載の建物。
3. 前記箱状体の下面と前記スラブ部との間には高さ調整部材が介在する、請求項１または２に記載の建物。
4. 前記箱状体の下面と前記スラブ部との間には断熱材が介在する、請求項３に記載の建物。
5. 前記箱状体は中実の木質集成板を組み立てたものである、請求項１〜４のいずれかに記載の建物。

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