JP7136519B1 - 建物ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】構造計算ができ、有効空間が広くコストダウンも図れ、連結棟数の拡張可能な建物ユニットを提供する。【解決手段】上記課題解決のために、建物ユニット（１）では、四隅に配置された柱（１１）と、前記柱の上下端部に設けられたダイアフラム（１２）と、前記ダイアフラムに接続された床梁（１３）および天井梁（１４）と、からなる直方体のフレーム体（１０）を備え、前記柱は角柱で、前記床梁および前記天井梁は断面溝型に構成され、外方向にのみ溝の開口部を向けるように配置され、前記床梁および前記天井梁の上フランジおよび下フランジには、前記床梁および前記天井梁の各梁端部から部材長手方向やや部材中央側の位置に、連結孔（１５）が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、組み立て容易な建物ユニットに関する。

住宅、店舗、または事務所としての利用で、コンテナハウスやトレーラーハウスが近年注目されている。このような建物ユニットには、運搬可能で設置や移設が簡易的であること、設計に自由度があること、内部空間の居心地の良さが求められており、海上コンテナを改造したものも多く見られる。例えば特許文献１には、側面開放可能で、二棟を上下に連結可能な建物ユニットが開示されている。特許文献２には、車輪が容易に取り付け可能で、二棟の長辺側を側方に連結可能な建物ユニットが開示されている。

特許第６４３３６１１号 特許第６６９８９８０号

海上コンテナを改造した建物ユニットでは、元々の海上コンテナが金属合板を溶接しただけのものであることから、建物として強度計算をすることができず、それを改造したものに対しては、建築基準法に基づく構造計算を示すことは困難である。このために、コンテナの中に鉄骨を組むことが考えられるが、コンテナ内で鉄骨を組むのは作業空間が狭いため手間とコストがかかり、何より鉄骨の分だけコンテナ内の有効空間が狭まるという問題がある。また、特許文献１や２では、二棟より複数棟を連結させるアイディアについては開示されていない。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、構造計算ができ、有効空間が広くコストダウンも図れ、連結棟数の拡張可能な建物ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の建物ユニットは、四隅に配置された柱と、前記柱の上下端部に設けられたダイアフラムと、前記ダイアフラムに接続された床梁および天井梁と、からなる直方体のフレーム体を備える建物ユニットにおいて、前記柱は角柱で、前記床梁および前記天井梁は断面溝型に構成され、外方向にのみ溝の開口部を向けるように配置され、前記床梁および前記天井梁の上フランジおよび下フランジには、前記床梁および前記天井梁の各梁端部から部材長手方向やや部材中央側の位置に、連結孔が設けられている。

第２の態様の建物ユニットでは、第１の態様において、前記上フランジおよび前記下フランジの前記連結孔は、同軸上に設けられているのも好ましい。

第３の態様の建物ユニットでは、第１または２の態様において、前記連結孔からさらに前記部材長手方向やや部材中央側の位置には、前記上フランジと前記下フランジの間に、前記床梁および前記天井梁のウェブ部のウェブ面と直交する面を持つ補強プレートが設けられているのも好ましい。

第４の態様の建物ユニットでは、第１～３のいずれかの態様において、前記柱は角型鋼管で、前記床梁および前記天井梁は溝形鋼で、前記床梁および前記天井梁のウェブ部のウェブ高は前記ダイアフラムの外形長さと略同じで、前記上フランジおよび前記下フランジのフランジ幅は前記柱の辺サイズに対して短く、前記床梁および前記天井梁の前記梁端部は前記ダイアフラムの外方向側に接続されているのも好ましい。

第５の態様の建物ユニットでは、第３の態様において、少なくとも前記天井梁の、少なくとも長辺側のものは、前記補強プレートからさらに前記部材長手方向やや部材中央側の位置に、Ｖ字に折り曲げ加工した取付プレートを備え、前記取付プレートは、一方の面は前記ウェブ面と直交して前記上フランジと前記下フランジの間に設けられ、他方の面は前記ウェブ面と平行かつ外方向に現れるように設けられ、前記取付プレートの前記他方の面には、少なくとも一つの多用途孔が設けられているのも好ましい。

第６の態様の建物ユニットでは、第１～５のいずれかの態様において、前記建物ユニットの天井の表層は、前記フレーム体を覆い隠すサイズの防水シートであるのも好ましい。

第７の態様として、第１～６のいずれかの態様の建物ユニットを重ね合わせおよび／または隣り合わせ、一対配置する前記連結孔をボルトナットで締結することで、上下および／または側方四方に連結された、連結ユニットも好ましい。

本発明によれば、構造計算ができ、有効空間が広く、コストダウンも図れ、連結棟数の拡張可能な建物ユニットを提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係る建物ユニット１（完成形）の外観斜視図である。 図１の建物ユニット１の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）平面図、（ｆ）底面図、（ｇ）断面図、（ｈ）壁板材２５の好適な形状例、（ｉ）天井４０の好ましい変形例である。 図１の建物ユニット１をフレーム体１０のみとした状態の外観斜視図である。 図１の建物ユニット１から外壁２１、２２、２３、２４、天井４０、床３０を取り除いた状態の外観斜視図である。 柱１１と天井梁１４の接続部分の拡大図である。 図５のＶＩ‐ＶＩ線の位置から見た断面図である。 天井梁１４１（長辺）の斜視図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線から見た断面図である。 フレーム体１０をパターン１で連結した連結ユニット１０１の図である。 フレーム体１０をパターン２で連結した連結ユニット１０２の図である。 フレーム体１０をパターン３で連結した連結ユニット１０３の図である。 フレーム体１０をパターン４で連結した連結ユニット１０４の図である。 その他の連結パターンを示す図である。 その他の配置パターンを示す図である。 建物ユニット１の用途を示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る建物ユニット１´のフレーム体１０´の外観斜視図である。 第二の実施形態に係る天井梁（長辺）１４１´の外観斜視図である。 図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における断面図である。 取付プレート２０の好適な使用例１を示す図である。 取付プレート２０の好適な使用例２を示す図である。

次に、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき説明する。なお、図面において、建物ユニットの上下、左右、前後方向を、それぞれ矢印で示す。

１．第一の実施形態
図１は本発明の第一の実施形態に係る建物ユニット１の完成形（１ユニット）の外観斜視図であり、図２は図１の建物ユニット１の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）平面図、（ｆ）底面図、（ｇ）断面図である。（ｇ）の断面図は、（ａ）のｇ－ｇ線における断面図である。（ｉ）と（ｈ）については後述する。

建物ユニット１は、完成形において、フレーム体１０と、側方四方の外壁２１、２２、２３、２４と、天井４０と、床３０を備える。建物ユニット１の正面にある外壁２１（図２ａ）と、左側面にある外壁２２（図２ｃ）と、背面にある外壁２３（図２ｂ）は、構造用合板６（図２ｇ）を備え、このような下地材に、海上コンテナの金属合板（波板）を模してプレス加工した壁板材２５（図１）が取り付けられている。図２ｈは、壁板材２５の好適な形状例であり、図１に示す状態での壁板材２５の横断面図（一枚分）である。壁板材２５は、一方の端部に雌側端部、他方の端部に雄側端部を備え、一枚目の壁板材２５の雌側端部をビス等の止具を用いて壁面の下地に固定して、二枚目の壁板材２５の雄側端部を一枚目の雌側端部に挿入する、を繰り返しながら、順次接続することで、壁２１，２２，２３を装飾することができる。右側面にある外壁２４（図２ｄ）は、プレスにより海上コンテナの扉を模した鉄板と軽量鉄骨鋼を溶接して作成されたドアとなっており、フレーム体１０の四隅に取り付けられたヒンジによって、中央観音開きで開閉可能である。天井４０（図２ｅ）は、構造用合板７（図２ｇ）を備え、一番上（表層）に、フレーム体１０を覆い隠すサイズの防水シート４１が張られている（図２ｅ、図２ｇ）。床３０（図２ｆ）はタール仕上げの構造用合板８（図２ｇ）を備えている。建物ユニット１では、フレーム体１０と、これに取り付けられた外壁２１、２２、２３、２４、天井４０、床３０により、内部空間Ｕ（図２ｇ）が形成されている。本明細において「外方向」とは、内部空間Ｕから外に向かう方向を意味するものとする。

図３は建物ユニット１をフレーム体１０のみとした状態の外観斜視図であり、図４は図１の建物ユニット１から外壁２１、２２、２３、２４、天井４０、床３０を取り除いた状態の外観斜視図である。

図３に示すように、フレーム体１０は、直方体で、柱１１、床梁１３、天井梁１４により、２０ｆまたは４０ｆの海上コンテナを模した大きさで形成されている。フレーム体１０は、長辺の天井梁１４および床梁１３と、短辺の天井梁１４および床梁１３を持つ。以降、長辺のものと短辺のものを書き分けたい場合、長辺の床梁の符号を１３１、長辺の天井梁の符号を１４１、短辺の床梁の符号を１３２、短辺の天井梁の符号を１４２とする。

柱１１は角形鋼管からなる角柱で構成され、上下の各端部には、柱１１と同じ辺サイズのダイアフラム１２が溶接されている。柱１１は好ましくは断面形状が正方形であるが、目的とする強度に応じて断面形状が長方形のものが選択されてもよい。床梁１３と天井梁４はＣ溝鋼（Ｃチャンネル）で構成され、建物ユニット１の外方向にＣ溝の開口部を向けて配置されている。天井梁１４および床梁１３は、ダイアフラム１２のリブ１２１に対し外面合わせで溶接され、柱１１と接続している。

建物ユニット１は、以上の構成からなるフレーム体１０により、Ｘ方向およびＹ方向で鉄骨造ラーメン構造を有し、建築基準法に基づく構造計算はフレーム体１０において算出される。外壁２１、２２、２３、２４、天井４０、および床３０は、構造計算に影響せず、任意の材料、任意の形状で、フレーム体１０に取り付けることができる。従って、建物ユニット１では、外壁２１、２２、２３、２４の配置変更は自由であるし、外壁２１、２２、２３、２４においてドアや窓の配置や数も自由である。また、外壁２１、２２、２３に取り付ける壁板材２５を変えれば、外装のデザインも自由である。

次に、図４は、外壁２１、２２、２３、２４、天井４０、および床３０をフレーム体１０に取り付けるための構造の一例である。床３０には、強度補強のブレース２を二組、フレーム体１０に溶接し、根太３をフレーム体１０の短辺方向に橋渡して溶接し、構造用合板８がネジ止めできるように構成される。外壁２１、２２、２３には、胴縁４を壁板材２５（図１）の長手方向と直交する方向に橋渡してフレーム体１０に溶接し、構造用合板６がねじ止めできるように構成される。天井４０には、強度補強のブレース２を二組、フレーム体１０に溶接し、母屋５をフレーム体１０の短辺方向に橋渡して溶接し、構造用合板７がネジ止めできるように構成される。天井４０の防水シート４１は、構造用合板７に、例えば固定ディスクを使用して固定される。図２ｉは、天井４０の好ましい変形例である。母屋５と構造用合板７の間には、例えば断熱材、防音材、遮熱材など、目的に応じた性能材９を入れることができる。また、構造用合板７は、符号７－１と符号７－２に示すように、市松に配置することで、より強度を上げることができる。

ここで、柱１１と梁１３，１４の好適な構成について説明する。図５は柱１１と天井梁１４の接続部分の拡大図であり、図６は図５のＶＩ‐ＶＩ線の位置から見た断面図である。柱１１には、柱１１の辺サイズ（Ｗ１１×Ｗ１１）と同サイズのダイアフラム１２が溶接されており、ダイアフラム１２は、やや外に張り出す矩形のリブ１２１を上下に備えている。天井梁１４のウェブ部ｗ１４のウェブ高ｗＬ１４（図６）は、ダイアフラム１２の外形長さＬ１２（図６）と略同じであることが好ましく、天井梁１４１の上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４のフランジ幅ｆＬ１４（図６）は、柱１１の辺サイズＷ１１に対して短く、２分の１以上３分の２以下、であるのが好ましい。そして、天井梁１４の梁端部１４´は、ダイアフラム１２の外方向側に接続されることが好ましい（図６）。図では天井梁（長辺）１４１を用いて説明したが、短辺１４２側でも、また床梁１３においても、同様である。

このように構成することで、第一に、フランジ幅ｆＬ１４を短くした分、フレーム体１０の重量を減らすことができ、コストダウンが図れる。第二に、フランジ幅ｆＬ１４を短くしダイアフラム１２の外方向側に接続したことで、建物ユニット１の内部空間Ｕをより広くとることができる。改めて、建物ユニット１の断面図（図２ｇ）を見ると、建物ユニット１の内部空間Ｕは、フレーム体１０で構成される内部空間に対して、構造用合板６、７、８の厚み分が内に張り出すだけであって、建物内の空間を有効に活用できることが分かる。これらの理由から、床梁１３および天井梁１４は溝形鋼（Ｃ形鋼）であることが好ましい。床梁１３および天井梁１４をＨ形鋼とすると、内方向に向くフランジによって内部空間Ｕが侵食される上、フレーム体１０の重量も増し、運搬の手間やコストが上がるためである。

そしてさらに、建物ユニット１は、次に説明する「連結孔１５」を備え、上下および側方に、棟数の拡張が可能である。

図７は天井梁１４１（長辺）の斜視図であり、図８は図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線から見た断面図である。図において、符号ｄ１４１は天井梁１４１の部材長手方向を示すものとする。なお、床梁１３１（長辺）は天井梁１４１（長辺）と同一の構成で、天井梁１４２（短辺）と床梁１３２（短辺）は天井梁１４１（長辺）と部材長手方向の長さを変えるだけの構成であるため、天井梁１４１（長辺）をもって説明を省略する。

図７に示すように、天井梁１４１の上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４には、それぞれ、天井梁１４１の梁端部１４´から部材長手方向やや部材中央側の位置に、連結孔１５が開けられている。連結孔１５は、上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４において、同軸上に設けられる。連結孔１５は、連結孔１５の穿孔による天井梁１４１の強度影響をより少なくする観点から、図８に示すように、天井梁１４１の梁端部１４´から連結孔１５までの距離ℓ１は、柱１１の辺サイズＷ１１の３分の１以上かつ２分の１以下に設定するのが好ましい。

連結孔１５からさらに部材長手方向やや部材中央側の位置には、上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４の間に、補強プレート１６が設けられている。補強プレート１６は、平らな金属プレートであり、連結孔１５による天井梁１４１の強度減少を補うために、プレート面がウェブ部ｗ１４のウェブ面と直交するように溶接されている（図８）。また、連結孔１５から補強プレート１６までの距離ℓ２は、連結孔１５での工具の取り回しを考慮して、距離ℓ１と同程度あけられるのが好ましい。

このように、フレーム体１０には、連結孔１５が、天井梁１４１、１４２および床梁１３１，１３２のそれぞれに、上下に２つずつ、同軸に形成されている。これらの連結孔１５によって、建物ユニット１は、上下および側方四方に、棟数を拡張させることが可能である。代表的な４つのパターンについて、図９～図１２を用いて説明する。

（１）パターン１：上下連結（段繋ぎ）
図９はフレーム体１０をパターン１で連結した連結ユニット１０１の図であり、（ａ）は連結ユニット１０１の正面図、（ｂ）は連結ユニット１０１の左側面図、（ｃ）は連結ユニット１０１のユニット連結部１８の、（ａ）および（ｂ）に示すＣ１線とＣ２線の断面図であり、（ｄ）は（ａ）に示すｄ－ｄ線の断面図であり、（ｅ）は（ａ）に示すユニット境界部１９の連結箇所を示す図である。連結ユニット１０１は、フレーム体１０が、２ユニット上下に連結されており、一段目のフレーム体１０－１と二段目のフレーム体１０－２を有する。連結ユニット１０１では、上下で一対配置する、一段目のフレーム体１０－１の天井梁１４の上フランジｕｆ１４の連結孔１５と、二段目のフレーム体１０－２の床梁１３の下フランジｂｆ１４の連結孔１５とを、ボルトナットで締結する（図９ｃ）ことにより、フレーム体１０が上下方向に連結する。ここで、連結ユニット１０１では、図９ｄに示すように、２ユニットの内部空間Ｕを一体化することができる。すなわち、一段目のフレーム体１０－１の天井４０を取り付けず、二段目のフレーム体１０－２の床３０を取り付けないことで、ユニット境界部１９を吹き抜けにすることができる。なお、連結は、図９ｅの×印で示す最大８箇所で行うことができるが、目的とする強度に応じて一部の連結が省略されてもよい。

（２）パターン２：側方連結（並列繋ぎ）
図１０はフレーム体１０をパターン２で連結した連結ユニット１０２の図であり、（ａ）は連結ユニット１０２の平面図、（ｂ）は連結ユニット１０２の左側面図、（ｃ）は連結ユニット１０２のユニット連結部１８の、（ａ）に示すＣ線の断面図であり、（ｄ）は（ａ）に示すｄ－ｄ線の断面図であり、（ｅ）は（ａ）に示すユニット境界部１９の連結箇所を示す図である。連結ユニット１０２は、フレーム体１０が、２ユニットの長辺が並ぶように連結されており、一つ目の（前に設置された）フレーム体１０－１と、二つ目の（後ろに設置された）フレーム体１０－２を有する。連結ユニット１０２では、前後で一対配置する、一つ目のフレーム体１０－１の後ろ側の天井梁（長辺）１４１の上フランジｕｆ１４および下フランジｂｆ１４の連結孔１５と、二つ目のフレーム体１０－２の前側の天井梁（長辺）１４１の上フランジｕｆ１４および下フランジｂｆ１４の連結孔１５とを、連結プレート１７（図１０ｃ）を介してボルトナットで締結し、同様に一つ目のフレーム体１０－１の床梁（長辺）１３１と二つ目のフレーム体１０―２の床梁（長辺）１３１もボルトナットで締結することにより、フレーム体１０が並列に連結する。ここで、連結ユニット１０２では、図１０ｄに示すように、２ユニットの内部空間Ｕを一体化することができる。すなわち、一つ目のフレーム体１０－１の後ろ側外壁２３を取り付けず、二つ目のフレーム体１０－２の前側外壁２１を取り付けないことで、ユニット境界部１９を吹き抜けにすることができる。なお、連結は、図１０ｅの×印で示す最大８箇所で行うことができるが、目的とする強度に応じて一部の連結が省略されてもよい。例えば、あるユニット連結部１８において、上下の連結孔１５のうちどちらか一方を連結するだけでもよい。

（３）パターン３：側方連結（縦繋ぎ）
図１１はフレーム体１０をパターン３で連結した連結ユニット１０３の図であり、図１１（ａ）は連結ユニット１０３の平面図、（ｂ）は連結ユニット１０３の正面図、（ｃ）は連結ユニット１０３のユニット連結部１８の、（ａ）に示すＣ線の断面図であり、（ｄ）は（ａ）に示すｄ－ｄ線の断面図であり、（ｅ）は（ａ）に示すユニット境界部１９の連結箇所を示す図である。連結ユニット１０３は、フレーム体１０が、２ユニットの短辺が並ぶように連結されており、一つ目の（左に設置された）フレーム体１０－１と二つ目の（右に設置された）フレーム体１０－２を有する。連結ユニット１０３では、左右で一対配置する、左のフレーム体１０－１の右側の天井梁（短辺）１４２の上フランジｕｆ１４および下フランジｂｆ１４の連結孔１５と、右のフレーム体１０－２の左側の天井梁（短辺）１４２の上フランジｕｆ１４および下フランジｂｆ１４の連結孔１５とを、連結プレート１７（図１１ｃ）を介してボルトナットで締結し、同様に、左のフレーム体１０－１の床梁（短辺）１３２と右のフレーム体１０―２の床梁（短辺）もボルトナットで締結することにより、フレーム体１０が縦長に連結する。ここで、連結ユニット１０３では、図１１ｄに示すように、２ユニットの内部空間Ｕを一体化することができる。すなわち、左のフレーム体１０－１の右外壁２４を取り付けず、右のフレーム体１０－２の左外壁２２を取り付けないことで、ユニット境界部１９を吹き抜けにすることができる。なお、連結は、図１１ｅの×印で示す最大８箇所で行うことができるが、目的とする強度に応じて一部の連結が省略されてもよい。例えば、あるユニット連結部１８において、上下の連結孔１５のうちどちらか一方を連結するだけでもよい。

（４）パターン４：側方連結（四方繋ぎ）
図１２はフレーム体１０をパターン４で連結した連結ユニット１０４の図であり、（ａ）は連結ユニット１０４の平面図である。（ｂ）については後述する。連結ユニット１０４は、フレーム体１０が、前後左右に４ユニット連結されており、一つ目の（左前に設置された）フレーム体１０－１、二つ目の（右前に設置された）フレーム体１０－２、三つ目の（左後ろに設置された）フレーム体１０－３、四つ目の（右後ろに設置された）フレーム体１０－４を有する。一つ目のフレーム体１０－１と三つ目のフレーム体１０－３、二つ目のフレーム体１０－２と四つ目のフレーム体１０－４は、それぞれパターン２の側方連結（並列繋ぎ）で連結され、一つ目のフレーム体１０－１と二つ目のフレーム体１０－２、三つ目のフレーム体１０－３と四つ目のフレーム体１０－４は、それぞれパターン３の側方連結（縦繋ぎ）で連結されている。図示を略するが、同様に、連結ユニット１０４でも、それぞれのユニット境界部１９を吹き抜けにすることができ、４ユニットの内部空間Ｕを一体化することができる。また同様に、目的とする強度に応じて一部の連結が省略されてもよい。

（５）応用パターン
図１３に、その他の連結パターンをいくつか示す。図１３に示す連結ユニットは、上記の代表的な４パターンの連結を組み合わせることで実現できる。なお、図の（ｉ）～（ｉｖ）は平面図、（ｖ）～（ｖｉ）は正面図で、丸印はユニット連結部１８である。これらの配置例では、連結孔１５を使用した連結と、内部空間Ｕの一体化が可能である。

（６）その他の配置パターン
また、建物ユニット１は、１ユニットでも建物として成立するため、連結孔１５を使用しない様々な配置も可能である。図１４に、その配置パターンをいくつか示す。例えば、ユニット同士をＴの字に配置したり、ユニット同士を鋭角または鈍角で配置したり、ユニット同士を規則的または不規則的に並べて配置したり、またはユニット同士を離間させて配置することが可能である。

なお、図９～図１４に示した例は、本実施形態の建物ユニット１の使用形態の一例であり、本発明を限定するものではない
ここで、２０ｆコンテナと同等サイズとした場合の建物ユニット１の、柱１１床梁１３、および天井梁１４の好適な部材規格について説明する。
柱１１：角型鋼管 １５０×１５０×４．５ｍｍ
（※上下連結とする場合は、下段を１５０×１５０×６ｍｍに変更）
床梁１３・天井梁１４：溝形鋼 ２００×９０×８×１３．５ｍｍ
ダイアフラム１２：１５０×１５０×４．５ｍｍ
ダイアフラムリブ１２１：板厚 １６ｍｍ
補強プレート１６：板厚 １２ｍｍ
連結プレート１７：板厚 ９ｍｍ
距離ℓ１：５０ｍｍ
距離ℓ２：５０ｍｍ
以上の部材規格でフレーム体１０を構成すると、建物ユニット１は次の耐荷重性能を備え、建物ユニット１の用途を拡張できる。

（積雪荷重）
図１５（ａ）に示すように、建物ユニット１は積雪１６０ｃｍに耐えうる。また、前述した通り、建物ユニット１の屋根は防水シート４１であるため、雪下ろし作業で屋根（シート）に穴が開いても、補修作業が簡単である。建物ユニット１は、積雪量の多い寒冷地での利用に非常に適している。

（ソーラーパネルの設置）
図１５（ｂ）に示すように、建物ユニット１では太陽光発電のためのソーラーパネルの設置が容易である。一般的なコンテナハウスやトレーラーハウスでよく見られる、金属合板からなる天井では、ソーラーパネルの重量に耐えることができないが、建物ユニット１は、フレーム体１０の強度でソーラーパネルを支持することができる。さらに、一般的に、ソーラーパネルは図示のような架台によって設置されるため、建物にソーラーパネルを設置する際には、建物の屋根に架台設置用の穴を開け、穴からの雨漏りを防止するために表層に防水層を設ける工法が採られる。これに対し、建物ユニット１では、天井４０に、先の図２ｉのような構成が容易に採れるため、性能材９（断熱材）の層に架台脚を組み込み、表層に防水シート４１を備える工事が容易である。

（テラスの設置）
図１５（ｃ）に示すように、建物ユニット１は屋上テラスの設置が容易である。建物ユニット１は、フレーム体１０で目的の強度が出せるため、屋上テラスや屋上緑化の要望にも迅速に対応することができる。

以上、本形態の建物ユニット１によれば、第一に、フレーム体１０で構造が成立するから、建築基準法に基づく構造計算が示せる。第二に、フレーム体１０に外壁２１、２２、２３、２４を後付けする構成であるので、設計、外装内装の自由度が高い。第三に、建物外殻の中に内部鉄骨を組んで強度を持たせる構成に比べて、建物内の内部空間Ｕを広く採ることができるため、空間の居心地の良さを向上させられるとともに、内部鉄骨の組み立ての手間とコストを削減することができる。

さらに、第四として、本形態の建物ユニット１は、天井梁１４および床梁１３に同軸に設けられた連結孔１５により、上下および側方四方の連結が可能となり、棟数を自由に拡張することができる。また、必要に応じて、それぞれの内部空間Ｕを一体化することも容易に実現できる。

また、本形態の建物ユニット１では、防水シート４１が屋根となり、天井４０への防水シート４１の設置が容易であることも特徴の一つである。屋根を防水シート４１とすることで、漏水対策が簡易に実現可能であるとともに、屋根に穴が開いた場合はその穴を塞ぐように追加の防水シートを張りつけることで屋根補修が簡便にでき、図１５で示した通り、建物ユニット１の用途の拡張も可能となるからである。さらに、建物ユニット１を側方連結した場合は、天井４０（屋根）も容易に連結することができる。パターン４の場合で説明する。図１２（ｂ）は連結ユニット１０４の完成形の平面図である。それぞれのフレーム体１０－１～１０－４には、天井４０の表層に、図２ｅに示すように防水シート４１が設置されている。側方連結の場合、さらに、ユニット境界部１９を跨ぐように、長尺の防水シート４１１（着色で示す）を張ることにより、非常に簡便に、屋根同士も連結することができ、棟数を拡張しても漏水対策が容易である。

２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について述べる。第一の実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて、説明を割愛する。

図１６は本発明の第二の実施形態に係る建物ユニット１´のフレーム体１０´の外観斜視図、図１７は第二の実施形態に係る天井梁（長辺）１４１´の外観斜視図、図１８は図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における断面図である。第二の実施形態に係るフレーム体１０´の天井梁（長辺）１４１´は、部材長手方向二箇所に、取付プレート２０を備える。取付プレート２０は、平らな金属プレートを直角V字に折り曲げ加工したものであり、内側プレート２０２（一方の面）と外側プレート２０１（他方の面）を備える（図１８）。取付プレート２０は、補強プレート１６からさらに部材長手方向やや部材中央側の位置に、上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４の間で、内側プレート２０２がウェブ部ｗ１４のウェブ面と直交し、外側プレート２０１がウェブ面と平行かつ外方向に現れるように、溶接されている（図１８）。内側プレート２０２は補強プレート１６の強度補強をさらに補強するように機能する。補強プレート１６から取付プレート２０（内側プレート２０２）までの距離ℓ３は、取付プレート２０での工具の取り回しを考慮して、距離ℓ１と同程度あけられるのが好ましい。また、図１８で示すように、外側プレート２０１の外方向に現れる表面２０４は、上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４の外方向側端面ｆＰＬと面一に設けられる。外側プレート２０１には、少なくとも一箇所に、多用途孔２０３が設けられる。

図１９は、取付プレート２０の好適な使用例１を示す図である。取付プレート２０の多用途孔２０３には、クレーン用シャックルを取り付けるための吊りプレート５０を取り付けることができる。吊りプレート５０は、取付プレート２０の多用途孔２０３に一致する固定孔（図示略）と吊り部５２を有しており、ボルトナットで着脱可能に取付プレート２０と一体化することができる。建物ユニット１´のフレーム体１０´は、取付プレート２０に吊りプレート５０を固定したのち、吊り部５２にシャックルを取り付けてワイヤーロープで吊り上げ、吊り作業終了後に吊りプレート５０を取り外すことで、トラックや船への載せ降ろしが可能である。

一般的なコンテナハウスやトレーラーハウスでは、建築部材を現地に持ち込み、現地でフレームから組み立てを行うか、工場で略完成形としたものに運搬治具を取り付けて現地に運搬する方法がよく見られる。運搬治具を取り付ける場合は、屋根などに一時的に穴を開けなければならない場合も多く見られる。これに対し、本形態の建物ユニット１´は、フレーム体１０´までを工場で組み立てたのち、取付プレート２０を利用して、フレーム体１０´を吊ることが可能であるから、建物ユニット１´に穴を開けることなく、また、吊りプレート５０を介することからフレーム体１０´に歪みをもたらすことなく、運搬することが可能である。なお、多用途孔２０３は、吊り作業のバランスの観点から、点対称または左右線対称に二つ設けることが好ましく、さらには上下連結（図９）をする際は、下段のフレーム体１０´の支持強度の観点から、点対称に四つ設けることが、より好ましい。また、取付プレート２０は、少なくとも天井梁（長辺）１４１に設けるものとするが、天井梁（短辺）１４２に設ける変形を行っても良い。

図２０は、取付プレート２０の好適な使用例２を示す図である。取付プレート２０の多用途孔２０３は、図１０に示す側方連結をする際に、ユニット境界部１９の連結箇所を増やす追加連結孔として使用することができる。すなわち、一つ目のフレーム体１０－１´の後ろ側の天井梁（長辺）１４１の取付プレート２０と二つ目のフレーム体１０－２´の前側の天井梁（長辺）１４１の取付プレート２０を相対させ、前後で一対配置する多用途孔２０３をボルトナットで締結することで、連結が強化できる。この時、取付プレート２０の表面２０４（外側プレート２０１の外方向に現れる表面２０４、図１８参照）は、フレーム体１０´の端面（上フランジｕｆ１４と下フランジｂｆ１４の外方向側端面ｆＰＬ）と面一であるため、追加連結が連結孔１５の連結に干渉することは無い。また、取付プレート２０を、天井梁（短辺）１４２、床梁（長辺）１３１、床梁（短辺）１３２に設け、追加連結孔を増やす変形を行うのも好ましい。

以上、本形態の建物ユニット１´によれば、天井梁（長辺）１４１´に、多用途孔２０３を有する取付プレート２０を備えているので、クレーンでの吊り作業が容易に可能であり、建物ユニット１´を欠損させることなく運搬が可能である。また、取付プレート２０の多用途孔２０３は、建物ユニット１´の連結強化に使用することもできる。

以上、本発明について、好適な実施の形態および変形例を述べたが、これらは本発明の一例であり、各形態および各変形を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

１、１´ 建物ユニット
６，７，８ 構造用合板
９ 性能材
１０、１０´ フレーム体
１１ 柱
Ｗ１１ 辺サイズ
１２ ダイアフラム
１２１ リブ
Ｌ１２ ダイアフラム外形長さ
１３ 床梁
１３１ 床梁（長辺）
１３２ 床梁（短辺）
１４ 天井梁
１４´ 梁端部
１４１ 天井梁（長辺）
１４２ 天井梁（短辺）
ｗ１４ ウェブ部
ｕｆ１４ 上フランジ
ｂｆ１４ 下フランジ
ｆＰＬ フランジ外側端面
ｗＬ１４ ウェブ高
ｆＬ１４ フランジ幅
１５ 連結孔
１６ 補強プレート
１７ 連結プレート
１８ ユニット連結部
１９ ユニット境界部
２０ 取付プレート
２０１ 外側プレート（他方の面）
２０２ 内側プレート（一方の面）
２０３ 多用途孔
２１、２２、２３、２４ 外壁
２５ 壁板材
４０ 天井
４１ 防水シート
３０ 床
５０ 吊りプレート
１０１、１０２、１０３、１０４ 連結ユニット

Claims (7)

1. 四隅に配置された柱と、前記柱の上下端部に設けられたダイアフラムと、前記ダイアフラムに接続された床梁および天井梁と、からなる直方体のフレーム体を備える建物ユニットにおいて、
   前記柱は角柱で、前記床梁および前記天井梁は断面溝型に構成され、外方向にのみ溝の開口部を向けるように配置され、
   前記床梁および前記天井梁の上フランジおよび下フランジには、前記床梁および前記天井梁の各梁端部から部材長手方向やや部材中央側の位置に、連結孔が設けられている
   ことを特徴とする建物ユニット。
   
2. 前記上フランジおよび前記下フランジの前記連結孔は、同軸上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物ユニット。
   
3. 前記連結孔からさらに前記部材長手方向やや部材中央側の位置には、前記上フランジと前記下フランジの間に、前記床梁および前記天井梁のウェブ部のウェブ面と直交する面を持つ補強プレートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物ユニット。
   
4. 前記柱は角型鋼管で、前記床梁および前記天井梁は溝形鋼で、
   前記床梁および前記天井梁のウェブ部のウェブ高は前記ダイアフラムの外形長さと略同じで、前記上フランジおよび前記下フランジのフランジ幅は前記柱の辺サイズに対して短く、前記床梁および前記天井梁の前記梁端部は前記ダイアフラムの外方向側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の建物ユニット。
   
5. 少なくとも前記天井梁の、少なくとも長辺側のものは、前記補強プレートからさらに前記部材長手方向やや部材中央側の位置に、Ｖ字に折り曲げ加工した取付プレートを備え、
   前記取付プレートは、一方の面は前記ウェブ面と直交して前記上フランジと前記下フランジの間に設けられ、他方の面は前記ウェブ面と平行かつ外方向に現れるように設けられ、前記取付プレートの前記他方の面には、少なくとも一つの多用途孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建物ユニット。
6. 前記建物ユニットの天井の表層は、前記フレーム体を覆い隠すサイズの防水シートであることを特徴とする請求項１に記載の建物ユニット。
   
7. 請求項１に記載の前記建物ユニットを重ね合わせおよび／または隣り合わせ、一対配置する前記連結孔をボルトナットで締結することで、上下および／または側方四方に連結された、連結ユニット。
   

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