JP6892290B2 - 小梁付き床ユニット及び床構造 - Google Patents
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Description
なお、床ユニット工法とは、建築現場近くのサイト若しくは工場で、床・小梁・一部設備などを地組し、ユニットとして吊上げ、既に建方された大梁に取り付ける工法をいう。
この構成では第2大梁間に架設した床ユニットと隣り合う第1大梁との間に空間が存在し、この空間を塞ぐために、床版のみを揚重しなければならない。このため、床ユニットの建方後の残作業が多く、さらなる工期短縮を実現することが望まれている。
これに対して、前述の第1大梁及び第2大梁で囲まれる空間を、床ユニット(小梁を含まないものを含む)だけで塞ぐことが可能なものとして次の技術が存在する。
(1)相互に隣接させて並置した細長い多数のデッキプレート床材の長手方向中間部に、それら床材を横切る2本の鉄骨小梁を取り付けてなる床ユニットであって、各床材の端と鉄骨小梁との距離及び鉄骨小梁同士の距離が等しくなるようにして、前記鉄骨小梁を前記一対の第1大梁の間に掛け渡すときに、鉄骨小梁から跳ね出す床材部分の先端が第2大梁にそれぞれ係止するように構成したもの(特許文献2)。
(2)床板の下面のうち床板の巾方向の両端部及びその間に巾方向と直交する方向に延びる複数の根太材を等間隔に取り付け、床板の巾方向の一方の端部を、対応する根太材の上面に空きを残して、当該根太材より内側に留める凹状端部に、床板の巾方向の他方の端部を、対応する根太材より外側へ突出する凸状端部にそれぞれ形成されてなる床板ユニットを構成し、複数の床板ユニットを相互に隣接させて前記一対の第1大梁の間に架設させたときに、隣り合う一方の床ユニットの凸状端部が、他方の床ユニットの根太材の上面の空き部分に載置されるように構成したもの(特許文献3)。
仮にこの跳ね出し部分にも設備機器を配置しようとすれば、一対の鉄骨小梁の間に設備機器を先行取付した床ユニットを建方し、次に跳ね出し部分の下に設備機器を取り付けることになり、床・小梁・設備機器を一体的に設置できるという床ユニット工法の利点が全く活かされないことになるので不合理である。
特許文献3の床ユニットでは、根太材は床構造の一部であり、ユニットに小梁を組み込むことが開示されていない。この床ユニットを大梁或いは小梁に固定する際にどうするのかが問題であり、仮に床ユニットの根太材の両端部を大梁(又は小梁)の上に載置して溶接するとすれば、作業員が下側から溶接を行うことになり、作業が面倒となる。
本発明の第2の目的は、ユニット相互の接合作業を容易に行うことができる、小梁付き床ユニット乃至これら床ユニットを組み合わせた床構造を提供することである。
本発明の第3の目的は、必要数の床ユニットを大梁に建方した後に上からの作業で容易に接合できる小梁付き床ユニット乃至これら床ユニットを組み合わせた床構造を提供することである。
本発明の第4の目的は、工期の短縮を可能とする小梁付き床ユニット及び床構造を提供することである。
上端板及び下端板を、中骨材を介して連結してなる床版と、
この床版の第1方向の両端下面に第1方向と直交する第2方向に向けて取り付けられた一対の半割小梁と
を具備してなる、小梁付き床ユニットであって、
前記下端板の第1方向の一方端部を、当該一方端部に付設された第1半割小梁の上面に空きを残して、この第1半割小梁より内側に留まる凹状端部とするとともに、他方端部を、当該他方端部に付設された第2半割小梁よりも外側へ突出する凸状端部とし,
複数の小梁付き床ユニットを第1方向に並べた状態で隣り合う一方の小梁付き床ユニットの凸状端部を他方の小梁付き床ユニットの第1半割小梁の上面の空き部分に載せ掛けることができるように設け、
この載せ掛け状態でそれら2つの小梁付き床ユニットの上端板同士及び中骨材同士の間に、作業用空間ができるように、第1半割小梁及び第2半割小梁が床版に取り付けられたことを特徴とする。
本明細書では、小梁付き床ユニットの説明として単に床ユニットという場合がある。
そして図7に示すように複数の床ユニットを並べたときに、一方の床ユニット2の凸状端部7Bを他方の床ユニット2の第1半割小梁12Aの空きV部分の上に載置させることができるとともに、この状態で、床版の中骨材4同士の間及び上端板5同士の間に作業用空間Sが形成される。従ってこの作業用空間Sを利用して、上方から隣り合う床ユニット2を接合するための作業をすることができ、便利である。
半割小梁は、側面に各種設備機器を取り付けできる側孔を有する構造としてもよい。
また半割小梁は、好ましくはアングルを有する上弦材と下弦材と斜材とで形成されるトラス形状を有するものでもよい。
またつなぎ材36に連係して床版3の下側に設備機器を先行取付させてもよい。
なお、上弦材及び下弦材の間の部分は、「半割小梁」を構成できる部材であれば足りる。好適な図示例では、上弦材の上ウェブと下弦材の下ウェブとを斜材24で連結した構造であるが、これら上ウェブ・下ウェブ・斜材に代えて、上側フランジ及び下側フランジを連結する一つのウェブをフル断面としたチャンネル形鋼であっても良い。
前記一対の半割小梁の両端を、支圧接合部を介して大梁に支持させ、
各床版のうち支圧接合部の上側の部分を除去して、切欠き部が形成されている。
第2の手段に係る発明によれば、床版の両側に取り付けられた半割小梁の下部をつなぎ材で連結したから、ユニットが安定し輸送が容易となるとともに、事前に工場で製作することが可能である。また設備機器は先行(鉄骨建方前)の取付が可能だから、現場作業減による短工期化に資することができる。
第3の手段に係る発明によれば、各フランジは内向きなので大梁との接合部ブラケットを簡略化できる。
第4の手段に係る発明によれば、半割小梁を支圧接合部を介して大梁に支持させ、支圧接合部の上側に切欠き部を形成したから、切欠き部を通じて上側から接合作業を行うことができる。
床版3の平面形状は、図3に示すように第1方向Xに比べて第2方向Yに長い略長方形である。図示例では、長方形の四隅に切り欠きn1、n2が形成されている。
上端板5及び下端板6は鋼板製であることが好適であるが、必ずしもこれに限らない。
中骨材4は、図示例では、Y方向に等間隔で配置された複数の側面視矩形の鋼材(角パイプ)で形成されている。最もこの構造は適宜変更することができ、例えば側面視コ字形の溝型鋼(リップ付き溝型鋼を含む)を等間隔に配置してもよく、またY方向に波形が繰り返す金属製の波板としてもよい。
本実施形態では、前記上端板5及び下端板6は前記中骨材4に対して建方前に予め溶接されている。なお、本願の明細書・図面では、建方前に予め溶接する箇所を第1溶接点W1というものとし、これと区別して建方後に溶接する箇所を第2溶接点W2というものとする。
図示例では、図1に示すように、中骨材4の巾方向の両側端4a、4bに対して、前記上端板5の両側端5a、5bは、巾方向内側へずらして位置しており、中骨材4の上面両端側に後述の図10に示す閉塞材38を設置するためのスペース(取付代)を確保している。このスペースには、閉塞材を取り付けるための空きVを予め開口させている。もっともこうした構成を省略して中骨材4の側端4a、4b及び上端板5の両側端5a、5bが上方から見て同じ位置にあるようにしてもよい。
他方、下端板6の両側端7A、7Bは、中骨材4の側端4a、4bよりも幅方向外側に位置させている。
各半割小梁12A、12Bは、本実施形態において、床版3に固定された上弦材13と上弦材13に平行な下弦材26とを複数の斜材24で連結したトラス構造を有する。また図示例では、上弦材13の長手方向の端部と下弦材26の対応する端部とを接続する一対の束材22を有する。
前記上弦材13は、本実施形態において、水平な上側フランジ14とこの上側フランジ14の一端から垂下される垂直な上側ウェブ15とを含むL字形の接続金物として形成されている。もっともこの構造は適宜変更できる。前記上側フランジ14は、前記下端板6の下面にそれぞれ予め接合している。
なお、図示例では、接合手段として溶接技術を用いているが、適当な他の手段、例えばボルト留めなどを用いても構わない。本明細書で述べる、他の接合箇所に関しても同様とする。
図1の左側に現れる上側フランジ14は、その先端部のみを下端板6の側端部下面に重ねて連結させている。つまり、上側フランジ14を基準としてみれば、下端板6の側端部は上側フランジ14の基端部よりも幅方向の内側に退いた位置にある。この側端部を、本明細書では凹状端部7Aと称するものとし、またこの上側フランジ14を有する半割小梁を、第1半割小梁12Aというものとする。前記上側フランジ14の上面には、その基端側に、下端板6と重なり合わない空きVのスペースが形成されている。
他方、図1の右側に現れる上側フランジ14は、下端板6の側端部より、床版ユニットの幅方向内側に(図示例では中骨材の端部の真下に)位置しており、上側フランジ14の上面全体が下端板6の接合されている。つまり、上側フランジ14を基準としてみれば、下端板6の側端部は上側フランジ14の基端部よりも幅方向の外側へ突出した位置にある。この側端部を、本明細書では凸状端部7Bと称するものとし、またこの上側フランジ14を有する半割小梁を、第2半割小梁12Bというものとする。
前記凹状端部7A及び凸状端部7Bの構成は、後述の図7に示すように複数の床ユニット2が並設されるときに、一方の床ユニット2の凹状端部7Aに対応する空きVの上に、他方の床ユニット2の凸状端部7Bを載せ掛けることができるように設計されている。こうした載せ掛け方式を採用することにより各床ユニット2を上架させた後に各床ユニット2の間に隙間が発生せず、床同士の接合作業が短縮できるという利点がある。
前記半割小梁12A、12Bは、床ユニット2を現場へ輸送するときの脚部としての役割も有する。
前記束材22は、図示例において垂直な脚板であり、前記上弦材13の上側ウェブ15の両端外面に固定されている。また下弦材26は、図4に示す如く、下側ウェブ26a及び下側フランジ26bを含む断面L字形の鋼材として形成されており、その下側ウェブ26aを束材22の下端部内面に予め接合させている。これらの構成は適宜変更することができる。また図示例の束材22は、図4に示す如く、その上端部から第2方向Y外側へ一体的に突設する取付板部23を有する。この取付板部23は、床ユニットを支えるのに十分な強度を有するものとし、垂直板材として形成されているが、その形態は適宜変更することができる。
前記束材22に対して、下弦材26の下側フランジ26b及び上弦材13の上側フランジ14は、床ユニット2の内方へ向けて配置されているので、床ユニット同士を隣り合わせて配置しても、一方の床ユニット2の下側フランジ26b及び上側フランジ14が他方の床ユニットに当たって建方作業の邪魔になることはない。
また下側フランジ26b及び上側フランジ14が内向きなので、一方の床ユニット2の半割小梁と他方の床ユニットのウェブと前記半割小梁12A、12Bと平行な大梁との距離(梁相互の間隔)を短くすることができ、これは接合部のブラケットを簡略化することに寄与する。その距離が長いと、載せ掛け面(支持面)、後述する係止板部としての延長板部8や間詰板10の板厚を大きくしたり、追加のリブを設けることが必要であるが、距離が短いと、こうした対策を取る必要がないからである。
前記下弦材26及び上弦材13の上側ウェブ15には、Y方向に互い違いにずらして固定プレート27を接合し、上側の固定プレート27と下側の固定プレート27との間に斜材24を配置して固定することにより、側面に三角形状の側孔iを有するトラス構造を構成している。
前記側孔iは、斜材と上弦材又は下弦材で囲まれる孔である。この側孔を通して空調などの各種設備機器を挿入し、これら設備機器を半割小梁12A、12Bに抱持させることができる。従って各種設備機器の先行取付が容易となる。トラス構造に代えて、側孔を有する他の構造(例えば溝型鋼形状でウェブに一つ又は複数の孔を穿設した有孔梁)を採用することができる。
前記上弦材13と下弦材26とはアングル形状であり、これらの上側フランジ14及び下側フランジ26bが補強材として機能して半割小梁の面外方向の変形に対する剛性を高める。図示はしないが、前記斜材24もアングル形状とするとよい。
また下弦材26の下フランジは省略してもよく、この際に、つなぎ材36の固定のために、互いを連結する内向きのアングルピース材を適所に設けると好適である。
また前述のように図示の構成に代えて、上側フランジ14及び下側フランジ26bと連続するフル断面のウェブを採用することができ、この場合には、半割小梁の強度の維持を図りつつ、部材自身の軽量化を図るために上下方向の中間部に円形などの開孔(スリーブ孔)を設けてもよい。
これら載せ掛け部材30により、床ユニット2を大梁側へ載せ掛け式で支承させることができるので、建方作業が容易となる。
また本実施形態の床ユニットは、前記上側フランジ14の幅の調整などにより必要な強度をもたせつつ、軽量化することができる。
また本実施形態では、床版3は、ハーフPCaやデッキPLのみではなく、完全な状態の床材をユニット先行組立の時点で取り付けるので、上架後に、強度確保のためのコンクリート打設などの作業は不要である。もちろん、このことは、後打ちのコンクリートを施したものが権利範囲から除外されるという意味に理解するべきではない。
もっとも2つの床ユニットの相違は上述の点のみであり、取扱い上は実質的に単一種類のユニットにより構成されるとみなせるので、ユニットの先行組立工程が簡略化され、先行組立作業の期間の短縮化につながる。
なお、前記延長板部8に関して、後述の図12に示す、床ユニット2とは別体の間詰板10を用いるときには、各床ユニット2は完全に単一種類のユニットとなる。
床構造1は、図6及び図7に示すように、隙間なく並設された複数の床ユニット2により構成されている。
これら床ユニット2は、その長手方向の両端部を、図6の上下両側に現れる大梁60に固定しており、各床ユニット2の幅方向の両端部は、前述のように一方の床ユニット2の凸状端部7Bを、他方の床ユニット2の凹状端部7A近傍の半割小梁上の空きVの上に載せ掛けている。
前記大梁60には、図2に想像線で示すように、その縦壁部(ウェブ)の適所に、ウェブと直交する縦板上の支承プレート62を取り付けている。この支承プレートは、その上部を切り欠いて上向き段部64を形成している。
この上向き段部64は、受部材66が取り付けられている。受部材66は、水平な受板68と、この受板の下面から垂下される一対の挟持板70とを有し(図11参照)、この挟持板70の間に前記支承プレート62を挟持させた状態で両挟持板70の下面を上向き段部64で支えることができるように組み付けて構成されている。支承プレート62と受部材66とは予め組み付け状態で溶接等により相互に連結しておき、この連結品を現場に搬送するようにしてもよい。前記受板68には、取付孔hが開口されている。
そして前記床ユニット2の載せ掛け部材30が前記受板68の上に載置されており、これにより、床ユニット2は大梁60に対して支承される。載せ掛け部材30を受板68の上に載置させて隣り合う床ユニット2同士を隙間なく並置した状態において、一方の床ユニット2の第1切欠きn1と他方の床ユニット2の第2切欠きn2とが相互に連続して、図8に示すような切欠き部Nが形成される。この切欠き部Nは前記受板68及び載せ掛け部材30の上方に位置しており、この切欠き部Nを介して作業員が載せ掛け後の作業を行うことができるようにしている。上からの作業は、下側からの作業に比べて、容易であり、かつ安全に行うことができる。
前記受板68の取付孔hと載置用板部32の取付孔hとが合うように、載せ掛け部材30の載置用板部32を受板68の上に載せて、両取付孔hを通じてボルト留めなどを行い、固定作業を行う。
この載せ掛け部材30を後述の大梁60側の受部材66の上に載せ、支圧方式で床上から作業できるので、ボルト本数も最小となり、都合のための仮設設置の手間がいらず、ボルト接合の手間も最小なる。
図13には、床ユニット2を大梁60に取り付けるときの様子が描かれている。まず柱50に近い側(同図左側、因みに図6では右側)から、床ユニット2Bを設置する。このときに、この床ユニット2の床版3の側縁両側に設けられた切欠きn2内に、前記柱50の角部が収納され、大梁60及び柱50に対しても床ユニットをほぼ隙間なく設置できるように設計されている。さらに、この床ユニット2Bの柱50に遠い側(同図右側)は半割小梁12A(より詳しくは、凹状端部7A)で設計されている。次に、この床ユニット2Bの隣りに半割小梁12B(より詳しくは、凸状端部7B)で設計されている床ユニット2Aを設置する。無論、この床ユニット2Aの幅方向(X方向)の反対側は半割小梁12A(より詳しくは、凹状端部7A)である。
このとき前述のように床ユニット2Bの半割小梁の上面の空きVに前記床ユニット2Aの凸状端部7Bが載る。載せ掛けると同時に両床ユニット間の下端板6に相当する部位の隙間は塞がる。この状態で両ユニットの中骨材4同士、及び上端板5同士の間には一定の幅の作業用空間Sが形成される。この作業用空間Sの幅は、上側から作業員が少なくとも手を入れて溶接作業をしたり、ボルト留め作業を行うために十分な大きさのものとする。これらの作業も作業用空間Sを介して上側から行うことができる。作業が終了したときには、作業用空間Sの両側の床ユニット部分の間に閉塞材38を架設し、ボルト留めなどにより固定して、作業用空間Sの上面開口を塞ぐことが望ましい。なお、閉塞材38の上面は上端板5の上面と略面一になるようにすることが望ましい。
同様の手順で床ユニット2Aを設置し、最後に反対側の柱50の隣りに床ユニット2B(反対側(柱側)にも水平方向外方に延びる延長板部8とし、双方に延長板部8を設けている。)を設置する。
図12は、本床構造の変形例であり、最後に柱寄りの空間に床ユニット2Bの延長板部8に代えて間詰板10を設置したものである。図示はしないが間詰板10の角部には切欠きを形成するとよい。この構成により全部の床ユニットを同一種類の床ユニットとすることができる。また、このような間詰板10を用いれば端部に限らず、大梁を共有してX方向に存する両側の柱50、50の近い側からそれぞれ床ユニット2Bの設置を開始し、順次、床ユニット2Aを敷設して、双方から大梁の略中央部まで作業を進め、最後に隣り合う凹状端部7A同士間に間詰板10を用いて床を形成しても、作業の効率化が図れて好適である。
3…床版 4…中骨材 4a…一方側端 4b…他方側端
5…上端板 5a…一方側端 5b…他方側端 5c…係止端
6…下端板
7A…凹状端部 7B…凸状端部 8…延長板部 10…間詰板
12A…第1半割小梁 12B…第2半割小梁
13…上弦材 14…上側フランジ 16…上側ウェブ
22…束材 23…取付板部
24…斜材 26…下弦材 26a…下側ウェブ 26b…下側フランジ
27…固定プレート
30…載せ掛け部材 32…載置用板部 34…補助プレート
36…つなぎ材 38…閉塞材
50…柱 60…大梁 62…支承プレート 64…上向き段部
66…受部材 68…受板 70…挟持板
J…支圧接合部 K…吊下げ手段 h…取付孔 i…側孔
N…切欠き部 n1…第1切欠き n2…第2切欠き
S…作業用空間 V…空き
X…第1方向 Y…第2方向 W1…第1溶接点 W2…第2溶接点
Claims (4)
- 上端板及び下端板を、中骨材を介して連結してなる床版と、
この床版の第1方向の両端下面に第1方向と直交する第2方向に向けて取り付けられた一対の半割小梁と
を具備してなる、小梁付き床ユニットであって、
前記下端板の第1方向の一方端部を、当該一方端部に付設された第1半割小梁の上面に空きを残して、この第1半割小梁より内側に留まる凹状端部とするとともに、他方端部を、当該他方端部に付設された第2半割小梁よりも外側へ突出する凸状端部とし,
複数の小梁付き床ユニットを第1方向に並べた状態で隣り合う一方の小梁付き床ユニットの凸状端部を他方の小梁付き床ユニットの第1半割小梁の上面の空き部分に載せ掛けることができるように設け、
この載せ掛け状態でそれら2つの小梁付き床ユニットの上端板同士及び中骨材同士の間に、作業用空間ができるように、第1半割小梁及び第2半割小梁が床版に取り付けられたことを特徴とする小梁付き床ユニット。 - 前記一対の半割小梁の下部側を連結するつなぎ材が設けられており、当該つなぎ材は、一対の半割小梁の間に剛性材で形成されたことを特徴とする、請求項1記載の小梁付き床ユニット。
- 各半割小梁は、上下一対の水平なフランジを有するコ字形状であり、これらフランジを第1方向内向きに向けて、上側フランジを床版に取り付けたことを特徴とする、請求項1又は請求項2記載の小梁付き床ユニット。
- 請求項1から請求項3の何れかに記載の小梁付き床ユニット同士を組み合わせてなる床構造であって、
前記一対の半割小梁の両端を、支圧接合部を介して大梁に支持させ、
各床版のうち支圧接合部の上側の部分を除去して、切欠き部が形成されたことを特徴とする、床構造。
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