JP6894422B2 - ユニットハウス構造物 - Google Patents

Description

本発明は、ユニットハウスと屋根ユニットからなる屋根システムと、それを用いたユニットハウス構造物に関し、特にユニットハウスで囲んだ空間に屋根を架設する技術に係る。

複数のユニットハウスを連設配置する多連棟ユニットハウスが周知である。ユニットハウスは運搬を考慮して幅を２．５ｍ以内にすると共に、長手方向は様々な長さで提供されている。多連棟の配列は短手方向に複数配列して正方形に近い形状にすることもできるし、長手方向に連設してもよく、短手、長手を組み合わせてさらに大きな空間の建築を行うこともできる。

ユニットハウスの屋根はユニットに組み込まれた鋼板の折板屋根が一般的であるが、切妻屋根をさらに設置する技術もいくつか提案されている。
例えば、特許文献１には、簡単な構造で切妻屋根部の組立、折畳み操作が容易適格に行われるユニットハウスが開示されている。本文献では、建物躯体と、建物躯体上に搭載されて固定される切妻屋根部とから成り、且つ、切妻屋根部は相互に対向して山形状に形成される一対の屋根パネルから構成されて成るユニットハウスに於いて、前記一対の屋根パネルの端部対向面に固定部を兼ねた枢着部を設けて相互に回動可能に形成され、更に、建物躯体の一方の平側パネル上端部各角部に一方の屋根パネルの固定部を兼ねた回動支点を設けるとともに、建物駆体の他方の平側パネル上端部各角部に他方の屋根パネルの固定部とスライド部とを設けたユニットハウスが提案されている。

また、特許文献２には、輸送時における輸送の安全を図ることができると共に、輸送効率と、組立時における施工効率とを共に向上することのできるユニットハウスとして、山型の勾配屋根を有する切妻屋根部が折り畳み可能なユニットハウスであって、少なくとも４つの壁面パネルからなる建物躯体と、前記切妻屋根部を構成し、前記建物躯体の上端に、夫々相対向して取り付けられた１対の屋根パネルおよび該屋根パネルを支える１対の小屋組とを備え、１対の屋根パネルと１対の小屋組とは、回動方向が直交するように、建物躯体の上端に蝶番連結によって回動自在に取り付けられ、折り畳み時には、前記１対の屋根パネルおよび小屋組が水平方向に可倒される構成が開示されている。

これらの屋根構造はいずれも１つ又は２つ以上の一塊のユニットハウス群の上に屋根を配設する構造であり、離間したユニットハウスに屋根を架設する構成は提案されていない。

また、本発明に関連する技術として、ユニットハウスの床面または天面を補強する技術が提案されている。特許文献３には、一般に利用されている材料を使用し、曲射砲弾及び爆破による破片に耐え得る優れた防弾性能が得られ、軽量なユニットハウスやコンテナハウスを補強する耐砲弾パネルが開示される。本技術では、形鋼を複数本並置して形鋼層を設け、上下一対の鋼板の間に、形鋼層を上下二重の層を成すように配設し、上下の形鋼層における形鋼の長手方向が直交するように形鋼層を設定する、としている。

特開２００９−８４８６５号公報 特開２００５−２３６６１号公報 特開２００６−１３２７９１号公報

本発明は、複数のユニットハウスを離間して配置した上でユニットハウス間に屋根ユニットを架設し、ユニットハウス及び屋根ユニットで囲まれた大空間を有する構造物を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、本発明は次のようなユニットハウスの屋根システムを提供する。
すなわち、第１の実施態様によれば、複数のユニットハウスを互いに離間して配置し、ユニットハウスの天面に屋根ユニットを架設する屋根システムであって、ユニットハウスを、水平面における縦方向及び横方向に連ねて中央空間をロ字状に囲んで配置し、屋根ユニットが、屋根勾配を形成する上弦フレームと、略水平に設置される下弦フレームと、切妻屋根を構成する屋根部材とから構成され、下弦フレームの両端部を、縦方向又は横方向の一方向に連ねられたユニットハウスの天面上に載置することにより、離間したユニットハウスで囲まれた該中央空間に屋根を架設するユニットハウスの屋根システムを提供する。

第２の実施態様によれば、屋根ユニットが、棟木部分を構成し、長さが３ｍ以下である棟木フレームと、軒桁部分を構成し、棟木フレームと等しい長さの軒桁フレームと、棟木フレームの少なくとも両端部に上端部を付設すると共に、軒桁フレームの少なくとも両端部に下端部を付設する、少なくとも一対の上弦フレームと、棟木フレームの下方にあって桁部分を構成し、棟木フレームと等しい長さの桁フレームと、外側端部を上弦フレームの下端部又は軒桁フレームと付設し、内側端部を桁フレームの少なくとも両端部に付設した少なくとも一対の下弦フレームと、下弦フレームと上弦フレームとの間に設けられる斜材と、上弦フレーム及び棟木フレーム、軒桁フレームを四辺とする屋根部材とから構成されることを特徴とする。

第３の実施態様によれば、上弦フレームの下端部と下弦フレームの外側端部とが回動可能に構成されると共に、斜材が取り外し可能、又は斜材の一端のみが回動自在に軸支される構成であって、運搬時には上弦フレームと下弦フレームを略平行に折り畳むことで略板状にできるようにした構成でもよい。

第４の実施態様によれば、屋根ユニットが、少なくとも棟木フレームを境として２つ以上に分割される構成でもよい。

本発明の第５の実施態様は、上記の複数のユニットハウスと、上記の屋根システムとから構成されるユニットハウス構造物として提供することもできる。

本発明の第６の実施態様は、上記のユニットハウス構造物であって、ユニットハウスの天面上に、少なくとも１つ以上のユニットハウスの外周に対応する矩形の枠フレームと、少なくとも平行な枠フレーム間に張架されるブレース部材とからなる補強ユニットを載置し、下弦フレームを補強ユニット上面に載置する構成でもよい。

第７の実施態様によれば、上記のいずれかに記載のユニットハウスの屋根システムを構成するための屋根ユニットを単体として提供することもできる。

第８の実施態様によれば、上記に記載のユニットハウス構造物で用いられる補強ユニットを単体として提供することもできる。

本発明によれば、複数のユニットハウスを離間して配置した上でユニットハウス間に屋根ユニットを架設し、ユニットハウス及び屋根ユニットで囲まれた大空間を有する構造物を提供することができる。
特に、運搬や組立が容易であり、組立時の堅牢性が高い屋根システムやその構造物を提供することができる。

本発明に係るユニットハウス構造物の正面図である。 本発明に係るユニットハウス構造物の側面図である。 本発明に係るユニットハウス構造物の立体構造図である。 本発明に係る屋根ユニットの組み立て図である。 本発明に係る屋根ユニットの組み立て状態斜視図である。 本発明に係る屋根ユニットの折り畳み状態図である。 本発明に係る屋根ユニットの中央接合図である。 本発明に係る補強部材の平面図である。 本発明に係るユニットハウス構造物の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。本発明は以下の実施例に限定されず請求項記載の範囲で適宜実施することができる。図１は、本発明に係るユニットハウス構造物（１）の正面図、図２は側面図、図３は本発明に係るユニットハウス構造物（１）の立体構造を説明するための図である。
本実施例において、ユニットハウス（２）を連棟に配置し、短手方向（例えば横方向とする）には１０連、長手方向（例えば縦方向とする）に４連、上下に２層で中央部分を囲うように配列している。なお、本発明の実施においては、少なくとも離間する部分があればよいので、最小では２つのユニットハウスを一定距離離間して配置すればよい。

ユニットハウス（２）の連棟によってロ字状に囲まれた中央空間（３）の上部を、本発明の屋根システム（４）によって覆い、中央空間（３）を室内空間と同様に利用することができる。本発明の用途としては、中央空間（３）をホールや体育館、事務所、教室、工場などとして使用することもできるし、仮設の作業場や、建築物を中央空間（３）に位置するように取り囲んで建築物の改修工事を行う工事空間としてもよい。

本発明の屋根システム（４）は、ユニットハウス（２）の天面に屋根ユニットを架設する屋根システムであって、複数の屋根ユニット（１０）を組み合わせて屋根システム（４）が構成される。
図４及び図５に示すように屋根ユニット（１０）は、屋根勾配を形成する上弦フレーム（１１）と、略水平に設置される下弦フレーム（１２）と、切妻屋根を構成する屋根部材（１３）とから構成され、下弦フレーム（１２）の両端部（１２ａ）をユニットハウス（２）の天面上に載置することにより、離間したユニットハウスで囲まれた中央空間（３）に屋根を架設する。

本実施例において、屋根ユニット（１０）は、屋根システム（４）における棟木部分の一部を構成する棟木フレーム（１４）と、軒桁部分の一部を構成する軒桁フレーム（１５）と、棟木フレーム（１４）の下方にあって桁部分の一部を構成する桁フレーム（１６）を備える。
棟木フレーム（１４）と軒桁フレーム（１５）、桁フレーム（１６）は、長さがそれぞれ等しく２．２ｍである。この長さは、屋根ユニット（１０）の輸送時においてトラックの荷台幅に収まる長さとしている。輸送の都合上、最大３ｍ以内、好ましくは２．５ｍ以下とするのが好適である。

左右一対の上弦フレーム（１１）の上端部（１１ａ）は棟木フレーム（１４）の両端部に付設される。また、上弦フレーム（１１）の下端部（１１ｂ）は、軒桁フレーム（１５）の両端部に付設される。
上弦フレームは少なくとも１対とするが、中途に１以上の上弦フレームを追加してもよい。

左右一対の下弦フレーム（１２）の外側端部（１２ａ）は、上弦フレームの下端部（１１ｂ）と付設され、内側端部（１２ｂ）は桁フレーム（１６）の両端部に付設される。
なお、外側端部（１２ａ）は軒桁フレーム（１５）と付設されてもよい。
下弦フレームは少なくとも１対とするが、中途に１以上の下弦フレームを追加してもよい。

さらに、下弦フレーム（１２）と上弦フレーム（１１）との間には、斜材（１７）を適宜な間隔で設置する。斜材（１７）は垂直方向に２つの垂直部材と、垂直部材の間に傾斜して配置されるブレース部材とから構成されている。

本発明を実施する際に、各フレームや斜材などは分解して運搬してもよいが、ユニットハウスが大型トラックで輸送されることを考慮すると、ユニットハウスと同程度の大きさの屋根ユニット（１０）とすることで積荷サイズを均一化し、作業工程の効率化を図ることができる。そのために、本発明では上弦フレーム（１１）、棟木フレーム（１４）、軒桁フレーム（１５）、屋根部材（１３）を予め組み立ててから輸送することが好ましい。
本実施例では、屋根部材（１３）として屋根板、断熱材、野地板、天井板を予め上弦フレームに装着して仕上げまで工場で行った上で現地に輸送する。

図６は本発明に係る屋根ユニットの折り畳み状態図である。図示されるように、斜材（１７）を取り外すことで、上弦フレーム（１１）と下弦フレーム（１２）は略平行に積み重ねて略板状にすることができ、簡便に屋根ユニット（１０）を運ぶことができる。

さらに、次のような構成としてもよい。すなわち、上弦フレーム（１１）の下端部（１１ｂ）と下弦フレーム（１２）の外側端部（１２ａ）とが回動軸（１１ｃ）を中心に回動可能に構成することもできる。このとき、斜材（１７）は取り外し可能に構成してもよいし、斜材の一端のみが回動自在に軸支されて折り畳み時に上弦フレーム（１１）と下弦フレーム（１２）と略平行になるように畳むようにしてもよい。

図４、図５に示されるように、本実施例の屋根ユニット（１０）は棟木フレームを境として２つに分割されている。図７は２つの屋根ユニット（１０）を中央の接合フレーム（１８）により組み合わせた状態を示している。個別に輸送された屋根ユニット（１０）は現場において接合フレームにボルト固定し、両翼を一体化する。

両翼が組み合わされた屋根ユニット（１０）はクレーンで順次懸架され、配列済みのユニットハウス（２）の天面に載置される。
必要な数の屋根ユニット（１０）が幅方向に配列された後、切妻の峰部に役物を装着し、防水処理を行って本発明の大屋根が完成する。

本発明の屋根ユニット（１０）は本実施例のように２つに分割する構成でもよいし、両翼を含んだ切妻形状に組み立てられた状態で提供してもよい。また、ユニットハウス（２）が広く離間している場合には、３分割、４分割とさらに細かく分割されてもよい。

本発明ではさらに補強ユニット（５）を提供することができる。
ユニットハウス（２）は一般的に十分な剛性を備えるが、本発明の屋根システム（４）上に載置する際の荷重を適切に分散するため、図８に示すような補強ユニット（５）を上下のユニットハウス（２）の間や、屋根システム（４）とユニットハウス（２）の間に挟んで配置することもできる。

補強ユニット（５）は、少なくとも１つ以上のユニットハウス（２）の外周に対応する矩形の枠フレーム（５０）（５１）（５２）（５３）と、少なくとも平行な枠フレーム（５０）（５２）間に張架されるブレース部材（５６）とからなる。また、本実施例では途中に中間フレーム（５４）（５５）も備える。

各補強ユニット（５）は図３のように平面状にタイル様に配置され、ユニットハウス構造物（１）全体の剛性を向上することに寄与する。
その機能について詳述すると、上段及び下段のユニットハウス（２）の間に設けた補強ユニット（５）群は、ユニットハウス構造物（１）に水平せん断力が加わった時に、ユニットハウス（２）の連棟平面形を維持する剛床の機能を有する。
合わせて上階床の歩行振動を低減する役割も有する。

また、上段のユニットハウス（２）の天面上に載置される補強ユニット（５）群は、屋根システム（４）の鉛直支持荷重を、ユニットハウス（２）の柱頭に伝達する機能を有し、屋根システム（４）を安定的に支持することができる。

本発明に係る補強ユニット（５）を用いることで、ユニットハウスのモジュールにおいて耐力増強や補強の追加を行うことなく、アタッチメントしたことによりユニットハウス自体は既成の製品を用いることができる。

本発明は以上の構成を備えることにより、図９に示すような大空間を有する構造物を短工期かつ低コストで建築することが可能である。
従来のユニットハウスのみで構成される構造物では、無柱空間の大きさに限度があったが、本発明に係る屋根システムは大屋根を簡便に架設することが可能となる。各屋根ユニットのスパンや連棟数を変化することで多様な大きさの空間に対応することができ、部材の汎用性も高く、結果として建築費の低減も図られる。

構造物の建築の際には、ユニットハウス自体が足場の代わりとなるため、足場レスであっても安全施工が実現され、建築費も抑制することができる。さらに、各フレームや仕上げ材をプレハブで工場組立する上、支持構造もユニットハウスであるため、現場での工程が大幅に短縮できる。

また、全てユニット化されているので解体も容易であり、建築の発展に寄与するものである。

１ ユニットハウス構造物
２ ユニットハウス
３ 中央空間
４ 屋根システム
５ 補強ユニット
１０ 屋根ユニット
１１ 上弦フレーム
１２ 下弦フレーム
１３ 屋根部材
１４ 棟木フレーム
１５ 軒桁フレーム
１６ 桁フレーム
１７ 斜材
１８ 接合フレーム

Claims (5)

1. 複数のユニットハウスを互いに離間して配置し、該ユニットハウスの天面に屋根ユニットを架設するユニットハウス構造物であって、
   該ユニットハウスを、水平面における縦方向及び横方向に連ねて中央空間をロ字状に囲んで配置し、
   屋根ユニットが、屋根勾配を形成する上弦フレームと、略水平に設置される下弦フレームと、切妻屋根を構成する屋根部材とから構成され、
   該下弦フレームの両端部を、該縦方向又は該横方向の一方向に連ねられた該ユニットハウスの天面上に載置することにより、離間したユニットハウスで囲まれた該中央空間に屋根を架設する
   ことを特徴とするユニットハウス構造物。
2. 前記屋根ユニットが、
   棟木部分を構成し、長さが３ｍ以下である棟木フレームと、
   軒桁部分を構成し、棟木フレームと等しい長さの軒桁フレームと、
   該棟木フレームの少なくとも両端部に上端部を付設すると共に、該軒桁フレームの少なくとも両端部に下端部を付設する、少なくとも一対の上弦フレームと、
   該棟木フレームの下方にあって桁部分を構成し、棟木フレームと等しい長さの桁フレームと、
   外側端部を該上弦フレームの下端部又は該軒桁フレームと付設し、内側端部を該桁フレームの少なくとも両端部に付設した少なくとも一対の下弦フレームと、
   該下弦フレームと該上弦フレームとの間に設けられる斜材と、
   該上弦フレーム及び該棟木フレーム、軒桁フレームを四辺とする屋根部材と
   から構成される請求項１に記載のユニットハウス構造物。
3. 前記上弦フレームの下端部と前記下弦フレームの外側端部とが回動可能に構成されると共に、
   前記斜材が取り外し可能、又は前記斜材の一端のみが回動自在に軸支される構成であって、
   運搬時には該上弦フレームと該下弦フレームを略平行に折り畳むことで略板状にできるようにした、
   請求項２に記載のユニットハウス構造物。
4. 前記屋根ユニットが、
   少なくとも前記棟木フレームを境として２つ以上に分割される
   請求項２又は３に記載のユニットハウス構造物。
5. 前記ユニットハウス構造物において補強ユニットを備え、
   該補強ユニットは、少なくとも１つ以上のユニットハウスの外周に対応する矩形の枠フレームと、少なくとも平行な枠フレーム間に張架されるブレース部材とからなり、
   該補強ユニットをユニットハウスの天面上に載置すると共に、前記下弦フレームを前記補強ユニット上面に載置して荷重を分散するようにした
   請求項１ないし４のいずれかに記載のユニットハウス構造物。
   

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