JP6965738B2 - 建築物およびその支持構造 - Google Patents

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Description

本発明は基礎、建築物本体、および、箱形構造体を備える建築物、ならびに、その支持構造に関する。
建築物本体の室にスキップフロアを形成する等の目的で設置される箱形構造体を備える建築物が知られている。例えば、特許文献1に記載の建築物は基礎(1)、基礎(1)に支持される躯体部(2)、および、高さ調整部材(6)を介して基礎(1)のスラブ部(12)と結合される箱状体(3)を備える。箱状体(3)は建築物の1階の床を構成する天板部(32)、スラブ(12)と結合される底板部(31)、および、天板部(32)と底板部(31)とを繋ぐ側板部(33)を備える。側板部(33)には、箱状体(3)の内部空間(30)に出入りするための出入口(34)が設けられる。
特開2017−66708号公報
特許文献1の建築物では、箱状体(3)の荷重が基礎(1)にかかる。このため、基礎(1)の寿命が短くなるおそれがある。
(1)本発明に関する建築物の支持構造は地盤に設置され、フーチングおよび立ち上がりを含む布基礎と、前記布基礎に支持される建築物本体と、前記建築物本体の1階のフロアレベルを鉛直方向に跨ぐように前記布基礎内の領域に設置される箱形構造体とを備える。
上記支持構造によれば、箱形構造体の荷重が主に布基礎内の領域の地盤で受けられるため、布基礎に箱形構造体の荷重が作用しない、または、布基礎に作用する箱形構造体の荷重が小さくなる。このため、基礎の寿命が長くなる。なお、箱形構造体の荷重は主として箱形構造体の固定荷重、および、箱形構造体にかかる積載荷重を意味する。
(2)好ましい例では(1)に記載の建築物の支持構造において、前記箱形構造体の下部は前記地盤に埋められ前記下部の側壁に隣接するように設けられる保護壁をさらに備える。
地盤に対する箱形構造体の浮き上がりが抑制されるため、箱形構造体の位置が安定する。また、地盤から作用する土圧が保護壁により受けられるため、箱形構造体の耐久性が高められる。
(3)好ましい例では(1)に記載の建築物の支持構造において、前記箱形構造体の下部は前記地盤上に配置される。
このため、箱形構造体を容易に設置できる。
(4)好ましい例では(1)〜(3)のいずれか一項に記載の建築物の支持構造において、前記地盤のせん断抵抗角により規定される前記箱形構造体の水平土圧が作用する領域の外側に前記フーチングが位置するように、前記布基礎に対する前記箱形構造体の位置が設定される。
このため、基礎の寿命が一層長くなる。
(5)本発明に関する建築物は上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の建築物の支持構造を備える。
上記建築物によれば上記(1)の支持構造により得られる効果と同様の効果が得られる。
本発明に関する建築物、および、その支持構造によれば、基礎の寿命が長くなる。
第1実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 図1の箱形構造体およびその周辺の断面図。 支持構造の施工方法の第1工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第2工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第3工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第4工程に関する断面図。 第2実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 第3実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 第1変形例の建築物およびその支持構造の模式図。 第2変形例の建築物およびその支持構造の模式図。 第3変形例の建築物およびその支持構造の模式図。
(第1実施形態)
図1を参照して、建築物1およびその支持構造1Aの一例について説明する。建築物1を構成する主な要素は布基礎10、建築物本体20、および、箱形構造体30である。布基礎10は地盤100に設置される。建築物本体20は布基礎10内の領域に設置される。建築物本体20の一例は個別住宅または集合住宅である。箱形構造体30は建築物本体20を構成する構造物とは別に建築物本体20内の空間の区画するために設置される。箱形構造体30は支持構造1Aにより支持される。支持構造1Aは布基礎10を介することなく箱形構造体30の荷重を受ける地盤100を含む。
布基礎10の内部には布基礎10の強度を高めるための複数の鉄筋(図示略)が埋め込まれている。布基礎10はフーチング11および立ち上がり12により構成される。フーチング11は補助層13上に設置される。補助層13は布基礎10の形成を補助するために必要に応じて形成される。補助層13の構造の一例は捨てコンクリート層だけにより構成される単層構造、ならびに、捨てコンクリート層および砕石層により構成される2層構造である。立ち上がり12の下部12Aは地盤100に埋設される。立ち上がり12の上部12Bは地上に突出する。
建築物本体20は布基礎10上に設置される。一例では、建築物本体20は2階建てである。建築物本体20の1階21には、複数の室21Aが形成される。複数の室21Aの一例は居住者が主として利用する室(以下「主室」)、および、居住者が一時的な活動のために利用する室(以下「副室」)である。主室の具体的な例としてリビング、ダイニング、および、寝室が挙げられる。副室の具体的な例として洗面所、トイレ、および、脱衣所が挙げられる。2階22にも複数の室22Aが形成される。複数の室22Aの一例は主室および副室である。一例では、1階21の床21BのフロアレベルFLを鉛直方向に跨ぐように箱形構造体30が設置される。1階21の室21Aは箱形構造体30により区画される。1階21の室21Aには箱形構造体30によりスキップフロア23が形成される。
箱形構造体30は布基礎10および建築物本体20の構造計算から箱形構造体30の荷重を除くことができるように設置される。以下では、この設置の形態を「個別設置」と称する。個別設置には、布基礎10および建築物本体20の一方または両方と箱形構造体30とを結合する箇所が存在する形態も含まれる。この形態でも布基礎10および建築物本体20と箱形構造体30とが構造的に分断されることにより、箱形構造体30から布基礎10および建築物本体20に荷重が伝達されない、または、箱形構造体30から布基礎10および建築物本体20に伝達される荷重が十分に小さい。伝達される荷重が十分に小さいとは、布基礎10および建築物本体20の構造計算においてその荷重を0とみなせる程度に小さいということである。個別設置のより好ましい例では、地盤100のせん断抵抗角θAにより規定される箱形構造体30の水平土圧が作用する領域RAの外側にフーチング11が位置するように、布基礎10に対する箱形構造体30の位置が設定される。地盤100における箱形構造体30の水平土圧が作用する領域RAは第1仮想線LAと第2仮想線LBとの間の領域である。第1仮想線LAはグランドレベルGLに直交し、箱形構造体30の側面、保護壁50の側面、または、補強構造物80の側面を通過する仮想線である。図示される例のように、補強構造物80の側面が箱形構造体30の側面に対して水平方向の外方に位置する場合、第1仮想線LAは補強構造物80の側面を通過するように規定される。第2仮想線LBは地盤100のせん断抵抗角θAを規定する一方の仮想線である。せん断抵抗角θAは第2仮想線LBと第3仮想線LCとのなす角度である。せん断抵抗角θAは地盤100を構成する土の性質により異なる。一例では、せん断抵抗角θAは35°である。第3仮想線LCはグランドレベルGLに平行、かつ、箱形構造体30の底面、保護壁50の底面、または、補強構造物80の底面を通過する仮想線である。図示される例のように、補強構造物80が鉛直方向において箱形構造体30の下方に設置される場合、第3仮想線LCは補強構造物80の底面を通過するように規定される。各仮想線LA〜LCは箱形構造体30または補強構造物80の角で交差する。
支持構造1Aを構成する地盤100は布基礎10を介さずに箱形構造体30の荷重を受ける。これは、地盤100が箱形構造体30の荷重を直接的に受ける場合に限らず、布基礎10とは構造的に連結しないように設置される構造物を介して地盤100が箱形構造体30の荷重を受ける場合も含む。
個別設置の具体例について記述する。図1等に示される第1例では、箱形構造体30の下部31は地盤100に埋められる。この場合、箱形構造体30の位置が安定する。図9に示される第2例では、箱形構造体30の下部31は地盤100の表面101に設置される。この場合、箱形構造体30を容易に設置できる。図示しない第3例では、布基礎10の立ち上がり12に囲まれた領域に防湿コンクリート層が形成される。箱形構造体30は防湿コンクリート層に設置される。見掛け上では防湿コンクリート層は立ち上がり12と結合する。構造的には防湿コンクリート層は立ち上がり12と分断される。
図2に示されるように、箱形構造体30を構成する主な要素は箱本体40および保護壁50である。箱本体40は地盤100に形成される補強構造物80に設置される。補強構造物80の構成は任意に選択可能である。図2等に示される第1例では、補強構造物80は敷砂利層81および耐圧スラブ層82により構成される。敷砂利層81は地盤100に設置される。耐圧スラブ層82は敷砂利層81に設置される。図11等に示される第2例では、補強構造物80は地盤100に埋設される杭である。
箱本体40は床41、天井42、壁43、および、蓋44により構成される。箱本体40の形状は任意に選択できる。図2等に示される第1例では、箱本体40の形状は中空の直方体である。第2例では、箱本体40の形状は中空の立方体である。箱本体40内には室40Aが形成される。室40Aは居住者に利用される。室40Aの一例は居室および押入れである。箱本体40を構成する材料は任意に選択できる。好ましい例では、箱本体40を構成する材料は耐腐食性が高い材料である。その一例は鋼または鉄である。箱本体40の耐腐食性が高い場合、箱本体40のうちの地盤100に埋められる部分が腐食しにくい。
天井42には出入口42Aが形成される。室40Aは出入口42Aを介して箱本体40の外部と連通する。蓋44は出入口42Aを閉鎖するように出入口42Aに設置される。蓋44の設置形態は任意に選択できる。第1例では、蓋44は箱本体40に結合されない。この場合、室40Aを利用する居住者により蓋44が運搬される。第2例では、蓋44は開き戸と同様に使用できるように天井42と結合される。室40Aには、出入口42Aを介して箱本体40の外部と床41とを往来できるように梯子45が設置される。
壁43には、複数の結合部材43Aが取り付けられている。結合部材43Aの一例はボルトである。保護壁50は箱本体40の壁43に隣接するように箱本体40の外部に設置される。保護壁50の設置の形態は任意に選択できる。第1例では、保護壁50は壁43と接触する。この場合、結合部材43Aにより保護壁50と壁43とが結合される。このため、箱本体40が鉛直方向に浮き上がることが抑制される。第2例では、保護壁50と壁43との間に一定の隙間が形成される。保護壁50が設置される場合、箱形構造体30の周囲の地盤100から作用する土圧が保護壁50により受けられる。このため、箱本体40の耐久性が高められる。保護壁50を構成する材料は任意に選択できる。好ましい例では、保護壁50を構成する材料は耐腐食性が高い材料である。その一例はコンクリートである。
鉛直方向における布基礎10に対する床41の位置は任意に選択できる。図2に示される例では、床41の位置は布基礎10のフーチング11の底面11Aよりも低い。このため、箱形構造体30の位置が安定する。また、箱形構造体30の水平土圧が布基礎10に作用しないため、布基礎10の寿命が一層長くなる。図10等に示される第2例では、鉛直方向における床41の位置はフーチング11の底面11Aと実質的に同じである。図示しない第3例では、鉛直方向における床41の位置はフーチング11の底面11Aと地盤100の表面101との間である。第2例および第3例の場合、箱形構造体30の水平土圧が布基礎10に作用しないように布基礎10に対する箱形構造体30の位置が設定される。具体的には、箱形構造体30の水平土圧が作用する領域RAに布基礎10が存在しないように、布基礎10に対する箱形構造体30の位置が設定される。
図1に示されるように、天井42は1階21の室21Aに設置される。天井42は室21Aにスキップフロア23を形成する。床21Bには、1階21の床21Bと天井42とを往来するための階段90が設置される。一例では、建築物本体20の壁24と箱本体40の壁43との間に形成される空間25に補助構造体26が設置される。補助構造体26は床26Aおよび脚(図示略)により構成される。脚は床21Bに設置される。床26Aは脚に結合される。床26Aは箱本体40の天井42とともにスキップフロア23の一部を構成する。
図3〜図6を参照して、建築物1の施工方法の一例について説明する。第1工程では、図3に示されるように、箱形構造体30を設置するための掘削溝110が地盤100に形成される。第2工程では、図4に示されるように、掘削溝110の底111に補強構造物80が設置される。第3工程では、図5に示されるように、箱本体40が補強構造物80上に設置される。第4工程では、図6に示されるように、保護壁50が形成される。この工程は具体的には次のように実施される。最初に、保護壁50を形成するための型枠(図示略)が壁43の横に設置される。次に、型枠にコンクリートが流し込まれる。コンクリートが硬化することにより型枠の形状に応じた保護壁50が形成される。次に、保護壁50から型枠が外される。第4工程では、箱本体40のうちのグランドレベルGLよりも下方の部分および保護壁50が埋設されるように掘削溝110が埋め戻される。第5工程では、布基礎10が形成される。この工程は具体的には次のように実施される。最初に、地盤100のうちの箱形構造体30の周囲に掘削溝(図示略)が形成される。次に、掘削溝の底に補助層13(図2参照)が形成される。次に、複数の鉄筋が補助層13上に設置される。次に、布基礎10を形成するための型枠(図示略)が補助層13上に設置される。次に、型枠にコンクリートが流し込まれる。コンクリートが硬化することにより型枠の形状に応じた布基礎10が形成される。次に、布基礎10から型枠が外される。次に、フーチング11および立ち上がり12の下部12Aが埋設されるように掘削溝が埋め戻される。なお、箱形構造体30等を設置する工程と布基礎10を設置する工程との順序は任意に選択できる。一例では、第5工程が第1工程〜第4工程よりも前に実施され、布基礎10の設置の完了後に第1工程〜第4工程が実施される。
建築物1およびその支持構造1Aの作用および効果について説明する。箱形構造体30の荷重が布基礎10を介さずに布基礎10内の領域の地盤100で受けられるため、布基礎10に箱形構造体30の荷重が作用しない。このため、布基礎10の寿命を伸ばすことができる。また、箱形構造体30が個別設置されるため、布基礎10および建築物本体20の構造計算を簡略化できる。
(第2実施形態)
第2実施形態の建築物1は図1に示される箱形構造体30に代えて、図7に示される箱形構造体230を備える。箱形構造体230は、1階21の床21BのフロアレベルFLに加え、2階22の床22BのフロアレベルFLを鉛直方向に跨ぐように設置される。この構造では、1階21および2階22で箱形構造体230を利用できるため、利便性が高くなる。
箱形構造体230の基本構造および第1実施形態の箱形構造体30の基本構造は同様である。箱形構造体230の構造は第1実施形態の箱形構造体30よりも高さが高い点において第1実施形態の箱形構造体30の構造と異なる。箱形構造体230の天井242は2階22の室22Aにおける床22Bよりも高い位置に設置される。天井242は室22Aにスキップフロア23を形成する。床22Bには、スキップフロア23および床22Bを往来できるように階段90が設置される。
箱形構造体230の室231には、室231を第1室231Aと第2室231Bとに区画する壁232が設けられる。壁232には、第1室231Aと第2室231Bとを連通する出入口(図示略)、および、出入口を閉鎖する蓋(図示略)が設けられる。第1室231Aは壁232に対して上方に位置する。第1室231Aには、天井242と壁232とを繋ぐ梯子233が設置される。第2室231Bは壁232に対して下方に位置する。第2室231Bには、壁232の出入口を介して第1室231Aと床41とを往来できるように梯子234が設置される。梯子234は箱本体40の幅方向において、壁43よりの位置に設置される。
(第3実施形態)
第3実施形態の建築物1は図7に示される箱形構造体230に代えて、図8に示される箱形構造体330を備える。箱形構造体330は第1箱形構造体331および第2箱形構造体332により構成される点において第2実施形態の箱形構造体230と異なる。個々の箱形構造体331、332の基本構造は第1実施形態の箱形構造体30の基本構造と同様である。
第1箱形構造体331および第2箱形構造体332は個別に構成される。このため、各箱形構造体331、332の形状および大きさ等を建築物本体20の空間利用に関連して個別に設計できる。さらに、各箱形構造体331、332を構成する材料を個別に選択できる。第1例では、第1箱形構造体331を構成する材料と第2箱形構造体332を構成する材料とが異なる。第2例では、第1箱形構造体331を構成する材料と第2箱形構造体332を構成する材料とが等しい。
第1箱形構造体331は第1実施形態の箱形構造体30と同様に地盤100に設置される。第2箱形構造体332は第1箱形構造体331上に積み重ねられる。第2箱形構造体332の底壁332Bは第1箱形構造体331の天井331Aと結合手段により結合される。結合手段の一例は溶接または物理的結合である。物理的結合の一例はボルト、または、底壁332Bおよび天井331Aに設けられる嵌合構造である。
図8に示される例では、第1箱形構造体331の天井331Aの面積が第2箱形構造体332の底壁332Bの面積よりも広い。このため、第1箱形構造体331に第2箱形構造体332が積み重ねられた状態において第1箱形構造体331の天井331Aに余白が生じる。この余白はスキップフロア23を構成する。第2箱形構造体332の天井332Aもスキップフロア23を構成する。
第1箱形構造体331の天井331Aの位置は任意に選択可能である。第1例では、天井331Aは1階21の室21Aに位置する。第2例では、天井331Aは2階22の室22Aに位置する。第2箱形構造体332の天井332Aの位置も任意に選択可能である。天井332Aは2階22の室22Aに位置する。第2例では、天井332Aは1階21の室21Aに位置する。
第1箱形構造体331の天井331Aには、出入口(図示略)が形成される。第1箱形構造体331の室40Aは出入口を介して第1箱形構造体331の外部と連通する。天井331Aには、出入口を閉鎖するように蓋(図示略)が設置される。第1箱形構造体331の室40Aには、天井331Aの出入口を介して第1箱形構造体331の外部と床41とを往来できるように梯子45が設置される。梯子45は箱本体40の幅方向において、壁43よりの位置に設置される。
なお、上記各実施形態は本発明に関する建築物およびその支持構造が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する建築物およびその支持構造は上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、各実施形態に新たな構成を付加した形態である。
1 :建築物
1A :支持構造
10 :布基礎
11 :フーチング
12 :立ち上がり
20 :建築物本体
21 :1階
30 :箱形構造体
230 :箱形構造体
330 :箱形構造体
31 :下部
43 :側壁
50 :保護壁
100 :地盤

Claims (3)

  1. 地盤に設置され、フーチングおよび立ち上がりを含む布基礎と、
    前記布基礎に支持される建築物本体と、
    前記建築物本体の1階のフロアレベルを鉛直方向に跨ぎ、前記布基礎内の領域に設置される箱形構造体とを備え、
    前記箱形構造体は、箱本体と保護壁とを有し、前記布基礎を介さずに前記地盤に設置され、
    前記箱本体の下部は、前記地盤に埋められ、
    前記保護壁は、前記箱本体の壁に隣接するように前記地盤と前記壁との間に配置され、かつ、前記箱本体の前記壁から突出する結合部材によって前記箱本体の前記壁と結合する
    建築物の支持構造。
  2. 前記地盤のせん断抵抗角により規定される前記箱形構造体の水平土圧が作用する領域の外側に前記フーチングが位置するように、前記布基礎に対する前記箱形構造体の位置が設定される
    請求項1に記載の建築物の支持構造。
  3. 請求項1または2に記載の建築物の支持構造を備える建築物。
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