JP7178730B2 - 躯体ユニット及び簡易構造物 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和３年２月２１日に東京都中央区日本橋蛎殻町二丁目９番に設置。令和３年３月３日に東京都目黒区上目黒１丁目２６番に設置。令和３年３月４日に東京都立川市柴崎町３丁目６に設置。令和３年３月４日に東京都立川市曙町２丁目４に設置。

本発明は躯体ユニット及び簡易構造物に関し、特に、モジュール施工による高い施工性と、ボトムレス構造による空間設計の自由度及び高いバリアフリー性を兼備した、躯体ユニット及び簡易構造物に関する。

コンテナは、本来貨物輸送用の構造物であるが、構造が堅牢であり、モジュール施工により容易に設置できるため、倉庫、店舗、事務所、喫煙ブース等の建築物として利用されることがある。
コンテナを建築物として設置するには、着工前に建築確認申請を行い、建築確認を受けて確認済証を取得しなければならない。この場合、建築物としての構造強度を確保するため、パネル構造の貨物コンテナではなく、ラーメン構造の建築用コンテナが使用される（特許文献１、２）。
建築用コンテナは、主要構造材が建築基準法に準拠したＪＩＳ鋼材から構成され、外寸は輸送の便宜のためＩＳＯコンテナの規格に基づいて設計される。

実用新案登録第３２１０４５３号公報 特開２０２０－２０１８５号公報

従来技術には次のような問題点がある。
＜１＞バリアフリーの問題。
コンテナの床は、２本の梁の間にチャンネル材からなる複数の根太を架け渡し、梁及び根太の上に床面パネルを設置することで構成する。ここで、一般にコンテナの梁は１７０～１８０ｍｍ程度の高さがあるため、外部のコンテナ設置面とコンテナの床の間には、梁の高さに床面パネルの高さを加えた２００ｍｍ程度の大きな段差が生じる。
このため、車椅子の使用者が利用するためにはコンテナの外側にスロープを設置する必要がある。しかし、例えば介助者なしで自ら車椅子で昇降できる限界とされる１／１２勾配で２０ｃｍの段差を吸収するには、水平距離２．４ｍのスロープと踊り場や待機場所が必要となり、コンテナ外側の敷地を広く占有する。これによって、「敷地の有効利用」という、コンテナ構造本来のメリットが損なわれる。
＜２＞設計上の制約の問題。
コンテナはＩＳＯの規格サイズに基づいて設計されるため、天井の高さに規格上の制約がある。例えば２０ｆｔコンテナの場合、室内天井高さは、コンテナ外寸高（約２，５９０ｍｍ）から梁せい高を控除した約２，２５０ｍｍしか確保できない。
このため、特に喫煙ブースなどのように立って利用する施設では、利用者が圧迫感を覚えると共に、内部に設置する設備に高さによる制約が生じる。
また、床の一部をコンテナ設置面より低くしたり、床下収納を設けるなどの、設置面以下の空間を利用した柔軟な設計ができない。
＜３＞メンテナンスの問題。
外部から床下に吹き込んだ雨水が根太の内部に溜まることで、床が腐食するおそれがある。
また、床パネルが水に弱いため、生鮮食品店、生花店といった、室内で水を使う用途での利用が難しい。

本発明の目的は、以上の課題を解決するための躯体ユニット及び簡易構造物を提供することにある。

本発明の躯体ユニットは、支柱、梁材、及び桁材を組んでなる外形略直方体形状の、鋼枠体と、鋼枠体の天面及び４つの側面に付設した、５面の鋼板パネルと、鋼枠体の底面を貫通した、底面開口と、側面の鋼板パネルの一部を貫通した、側面開口と、を備え、側面開口側の側面において、下部の梁材又は桁材が上部の梁材又は桁材より短いことで、底面開口と側面開口の接続部に、梁材又は桁材が延在しないことを特徴とする。

本発明の躯体ユニットは、鋼枠体が、側面開口側の鋼板パネルの側辺に接する１本又は２本の補強支柱を備え、側面開口が、隣り合う支柱及び補強支柱の間、又は隣り合う２本の補強支柱の間に構成されていてもよい。

本発明の躯体ユニットは、板状、棒状、又は線状の補強材を備え、側面開口の両側の、支柱の下部と補強支柱の下部、又は２本の補強支柱の下部と下部、を補強材で接続してもよい。

本発明の躯体ユニットは、支柱、梁材、及び桁材を組んでなる外形略直方体形状の、鋼枠体と、鋼枠体の天面及び３つの側面に付設した、４面の鋼板パネルと、鋼枠体の底面を貫通した、底面開口と、鋼枠体の側面を貫通した、側面開口と、を備え、側面開口側の側面において、鋼枠体が下部の梁材又は下部の桁材を有さないことを特徴とする。

本発明の躯体ユニットは、板状、棒状、又は線状の補強材を備え、側面開口の両側の２本の支柱の下部と下部を補強材で接続してもよい。

本発明の躯体ユニットは、支柱が、角形鋼管からなる柱本体と、柱本体の上下の端面を塞いだ添接板からなり、添接板が、貨物コンテナ輸送用のツイストロックで固定可能な長孔を有していてもよい。

本発明の簡易構造物は、設置面内に埋設したコンクリート基礎と、コンクリート基礎上に配置した躯体ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明の簡易構造物は、床面の少なくとも一部が、設置面より低くてもよい。

以上の構成より、本発明の躯体ユニット及び簡易構造物は次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞高いバリアフリー性。
躯体ユニットが床面パネルを有さないボトムレス構造であるため、床面を設置面と略同じ高さにすることができる。また、側面開口の下部に梁や桁がないため、床面と設置面の間に段差が生じない。
このため、スロープの設置が不要であるか、設置するとしても短いスロープとすることができ、高いバリアフリー性を発揮することができる。また、スロープの専有面積が小さいため、敷地の有効利用が可能となる。
＜２＞高い設計の自由度。
床面パネルを有さないボトムレス構造であるため、コンテナ建築でありながら高い天井高を確保できる。例えば２０ｆｔコンテナの規格サイズの場合、室内天井高さを２．４ｍ以上とすることができる。
このため、利用者に開放感のある室内空間を提供できると共に、室内に背の高い設備を設置することができる。
また、ボトムレス構造であるため、設置面以下の空間を利用することができる。例えば床の一部を設置面より低くすることで、更に天井高を高くできる。
以上より、モジュール施工による高い施工性と、ボトムレス構造による空間設計の自由度を同時に達成することができる。
＜３＞高いメンテナンス性と用途の広さ。
ボトムレス構造であるため、メンテナンス性が高く、床面パネルの腐食を考慮する必要がない。このため、水の利用を伴う様々な用途に利用することができる。
例えば、側面開口を開放し、床面をコンクリート三和土にして、水打ち可能な生鮮食品店や生花店等としても利用することができる。
＜４＞その他。
床面パネルを有さないため、材料コストが安価である。また、躯体ユニットが軽量となるため、運搬や取り回しが容易である。

本発明の簡易構造物の説明図。 本発明の躯体ユニットの説明図。 鋼枠体の説明図。 施工方法の説明図。 実施例２の説明図。 実施例３の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の躯体ユニット及び簡易構造物について詳細に説明する。
本明細書等では、コンテナの長辺側の１側面を正面として、長辺方向を「梁方向」、短辺方向を「桁方向」と定義する。

[簡易構造物]
＜１＞全体の構成（図１）
本発明の簡易構造物Ａは、建築用コンテナの部材と構造を利用して構築する構造物である。
ここで、「建築用コンテナ」とは、主要構造材をＪＩＳ鋼材で作る、溶接技能認定を受けた溶接技術者によって溶接する、鉄骨製作工場の認定を受けた工場で製造する、等の所定の基準を満たした、日本の建築基準法に適合したコンテナをいう。
簡易構造物Ａは、設置面内に埋設したコンクリート基礎Ａ１上に、躯体ユニット１を搭載してなる。
本例ではコンクリート基礎Ａ１として、躯体ユニット１の設置面に埋設した２本の布基礎を採用する。ただしこれに限らず、例えば枠状の布基礎、ベタ基礎、コンクリートブロックによる四点基礎等であってもよい。
コンクリート基礎Ａ１内には、アンカーボルトを埋設し、アンカーボルトの先端をコンクリート基礎Ａ１の上面から上向きに突出させる。

＜２＞躯体ユニット（図２）
躯体ユニット１は、簡易構造物Ａの躯体を構成するユニット体である。
躯体ユニット１は、外形略直方体形状の鋼枠体１０と、鋼枠体１０の各面に付設する複数枚の鋼板パネル２０と、鋼枠体１０の底面全面を貫通する底面開口Ｘと、側面開口Ｙと、を少なくとも備える。
本例では、鋼枠体１０の天面及び４つの側面に、５面の鋼板パネル２０を付設する。
本発明の簡易構造物Ａは、予め工場で製作した躯体ユニット１を設置場所に搬送するモジュール施工によって、現場での組み立てを必要とせず、容易に建築することができる。

＜２．１＞側面開口
側面開口Ｙは、躯体ユニット１内部への入出口である。
側面開口Ｙは、１枚の側面パネル２２の一部を貫通するか、鋼枠体１０の側面１面を貫通して設ける。
本例では、鋼枠体１０の梁材１２側の一側面において、一方の支柱１１と側面パネル２２の間に隙間を設け、側面パネル２２の隙間側の側辺に補強支柱１４を設け、支柱１１と補強支柱１４の間に側面開口Ｙを構成する。
側面開口Ｙの下方の梁材１２は、上方の梁材１２より短くして、側面開口Ｙと底面開口Ｘを連通させる。なおここで「連通させる」とは、側面開口Ｙと底面開口Ｘの間に梁材１２又は桁材１３が延在しないことを意味するが、側面開口Ｙと底面開口Ｘの間に後述する補強材１５が延在する場合も含む。

＜３＞鋼枠体（図３）
鋼枠体１０は、躯体ユニット１の骨格を構成するラーメン構造体である。
鋼枠体１０は、支柱１１と、梁材１２と、桁材１３と、を外形略直方体形状に組んでなる。
本例では鋼枠体１０が、４本の支柱１１と、５本の梁材１２と、４本の桁材１３と、１本の補強支柱１４と、１枚の補強材１５と、からなる。
詳細には、平行に立設した４本の支柱１１の上部間及び下部間を、梁材１２及び桁材１３で連結する。但し、鋼枠体１０の側面開口Ｙ側の１面では、２本の支柱１１間に補強支柱１４を立設し、補強支柱１４の上部と２本の支柱１１の上部を梁材１２で連結し、補強支柱１４の下部と片側の支柱１１の下部を梁材１２で連結し、補強支柱１４の下部と他側の支柱１１の下部を補強材１５で接続する。
従って、側面開口Ｙの下端部には梁材１２が延在しない。

＜３．１＞支柱
支柱１１は、鋼枠体１０を構成する柱材である。
本例では支柱１１として、一般構造用角形鋼管（ＳＴＫＲ４００）からなる柱本体１１ａと、柱本体１１ａの上下の端面に溶接した２枚の添接板１１ｂからなる柱材を採用する。
角形鋼管はＬ字等の開放型断面に比べて断面性能が高く、柱構造としての高い強度と安定性を発揮することができる。
添接板１１ｂには、貨物コンテナ輸送用のツイストロックに連結可能な長孔を設ける。また、下部の添接板１１ｂには、更にコンクリート基礎Ａ１のアンカーボルトを挿通可能なボルト孔を設ける。

＜３．２＞補強支柱
補強支柱１４は、側面開口Ｙの少なくとも一側を区画する支柱である。
補強支柱１４の構造には、支柱１１と同じ構造を採用することができるが、添接板に長孔やボルト孔を設ける必要はない。
本例では、鋼枠体１０における梁材１２側の側面において、１本の補強支柱１４を、２本の支柱１１の中間部に設ける。
補強支柱１４は、幅方向の片側が側面パネル２２の側辺に接し、他側が側面開口Ｙに接する。

＜３．３＞補強材
補強材１５は、側面開口Ｙの下方を補強する部材である。
本例では補強材１５として、長尺の鋼製プレートを採用し、側面開口Ｙの片側の支柱１１の下部と、側面開口Ｙの他側の補強支柱１４の下部に、添接板の代わりに補強材１５を付設する。補強材１５には、必要に応じてコンクリート基礎Ａ１のアンカーボルトを挿通可能なボルト孔を設ける。
補強材１５で側面開口Ｙの両側を拘束することで、クレーンによる躯体ユニット１の吊り上げ時に、側面開口Ｙの下方が両側に開き変形するのを防ぐことができる。
なお、補強材１５は板状体に限らず、鋼棒のような棒状体や、ワイヤロープのような線状体であってもよい。また、補強材１５は鋼枠体１０の必須の構成要素ではなく、鋼枠体１０に補強材１５を設けないこともできる。

＜４＞鋼板パネル（図２）
鋼板パネル２０は、躯体ユニット１の天面及び壁面を構成するパネル体である。
鋼板パネル２０は、鋼枠体１０の天面を被覆する天面パネル２１と、鋼枠体１０の側面を被覆する側面パネル２２と、を備える。
本例では鋼板パネル２０として、１面の天面パネル２１と、４面の側面パネル２２の組合せを採用し、梁材１２側の側面パネル２２の内１面は、側面開口Ｙの幅及び補強支柱１４の幅だけ、対向する他の側面パネル２２より幅を狭くする。
天面パネル２１及び側面パネル２２は、波型鋼板（コルゲート板）からなる外壁に、ブラスターボード、ウレタン吹付け断熱層、不燃クロス等を積層した内壁を付設してなる。ただし天面パネル２１及び側面パネル２２の構成はこれに限らず、他の公知の構造を採用することができる。
本例では側面パネル２２の内、梁材１２側の１面及び桁材１３側の１面に、窓４０を設置するための設備孔２２ａを設ける。

＜５＞その他の設備
本例では簡易構造物Ａが、扉３０、２枚の窓４０、及び庇５０を更に備える。
詳細には、側面開口Ｙの内部、すなわち、側面開口Ｙを区画する、支柱１１、上部の梁材１２、補強支柱１４、及び補強材１５の間に、引き戸タイプの扉３０を付設する。
２枚の側面パネル２２の設備孔２２ａ内に、それぞれ窓４０を付設する。
扉３０の上方に、梁材１２に沿って庇５０を付設する。
なお、以上の構成は一例にすぎず、扉３０等の数や具体的構成は任意に設計することできる。また、扉３０等の一部または全部を設けないこともできるし、扉３０等以外の設備を付設することもできる。

＜６＞施工方法（図４）
本発明の簡易構造物Ａは、例えば以下の手順で設置する。
簡易構造物Ａの設置面の内、梁材１２の直下になる部分を掘削して帯状の基礎孔を設ける。基礎孔の底に砕石を敷設し、砕石の上に捨てコンクリートを打設する。
捨てコンクリート上に、コンクリート基礎Ａ１を設置する。詳細には、基礎孔内に型枠を組み、型枠内に鉄筋とアンカーボルトを設置して、コンクリートを打設する。アンカーボルトは、躯体ユニット１の４本の支柱１１の直下に配置する。
コンクリート基礎Ａ１の硬化後、２本のコンクリート基礎Ａ１の間に土間コンクリートＡ２を打設する。
コンクリート基礎Ａ１上に、クレーン等の重機で躯体ユニット１を吊り込む。
この際、添接板１１ｂのボルト孔に、コンクリート基礎Ａ１のアンカーボルトを挿通させる。
躯体ユニット１の設置後、アンカーボルトの先端にナットを螺着して、躯体ユニット１をコンクリート基礎Ａ１に固定する。
側面開口Ｙに扉３０を、側面パネル２２の設備孔２２ａに窓４０を、側面開口Ｙ上部の梁材１２に庇５０を、土間コンクリートＡ２上にタイルパネルを、それぞれ付設する。
なお、上記の手順は一例に過ぎず、他の手順を用いてもよい。

[側面１面を側面開口とする例]
実施例１では、側面パネル２２の一部に側面開口Ｙを設けたが、鋼枠体１０の側面の１面に側面パネル２２を設けないことにより、１面の側面全体を側面開口Ｙとしてもよい（図５）。
本例では、鋼枠体１０の桁材１３側の側面において、側面パネル２２と下方の桁材１３を設けず、左右の支柱１１と上方の桁材１３の間に側面開口Ｙを構成する。

[側面開口を側面パネルの中間に設ける例]
実施例１では、側面開口Ｙを１面の側面パネル２２の片側に設けたが、側面開口Ｙは１面の側面パネルの中間に設けてもよい（図６）。
詳細には、鋼枠体１０の１側面において、１面の側面パネル２２が左右２枚の分割パネル２２ｂからなり、鋼枠体１０が２本の補強支柱１４を備える。
右側の分割パネル２２ｂを右側の支柱１１と右側の補強支柱１４で挟み、左側の分割パネル２２ｂを左側の支柱１１と左側の補強支柱１４で挟み、左右の補強支柱１４の間に側面開口Ｙを画成する。

[床面を設置面より低くする例]
本例では、簡易構造物Ａの床面の内少なくとも一部を、設置面より低くする。
例えば、簡易構造物Ａにおける土間コンクリートＡ２を部分的に設置面より低くすることで、簡易構造物Ａの内部に、コンテナの内法寸法より背の高い設備を設置することができる。
また、土間コンクリートＡ２全体を設置面より低くして、高さ方向への開放感溢れる構造としたり、土間コンクリートＡ２内に部分的な凹みを設けることで、収納庫として利用する等、コンテナ構造でありながら自由度の高い設計が可能となる。

１ 躯体ユニット
１０ 鋼枠体
１１ 支柱
１１ａ 柱本体
１１ｂ 添接板
１２ 梁材
１３ 桁材
１４ 補強支柱
１５ 補強材
２０ 鋼板パネル
２１ 天面パネル
２２ 側面パネル
２２ａ 設備孔
２２ｂ 分割パネル
３０ 扉
４０ 窓
５０ 庇
Ａ 簡易構造物
Ａ１ コンクリート基礎
Ａ２ 土間コンクリート
Ｘ 底面開口
Ｙ 側面開口

Claims (5)

1. 建築用コンテナの部材及び構造を利用してなる、簡易構造物の躯体ユニットであって、
   支柱、梁材、及び桁材を組んでなる外形略直方体形状の、鋼枠体と、
   前記鋼枠体の天面及び４つの側面に付設した、５面の鋼板パネルと、
   前記鋼枠体の底面を貫通した、底面開口と、
   側面の前記鋼板パネルの一部を貫通した、側面開口と、を備え、
   前記側面開口側の側面において、下部の前記梁材又は前記桁材が上部の前記梁材又は前記桁材より短いことで、前記底面開口と前記側面開口の接続部に、前記梁材又は前記桁材が延在せず、
   前記鋼枠体が、前記側面開口側の前記鋼板パネルの側辺に接する１本又は２本の補強支柱を備え、
   前記側面開口が、隣り合う前記支柱及び前記補強支柱の間、又は隣り合う２本の前記補強支柱の間に構成され、
   板状、棒状、又は線状の補強材を備え、
   前記側面開口の両側の、前記支柱の下部と前記補強支柱の下部、又は２本の前記補強支柱の下部と下部、を前記補強材で接続したことを特徴とする、
   躯体ユニット。
2. 建築用コンテナの部材及び構造を利用してなる、簡易構造物の躯体ユニットであって、
   支柱、梁材、及び桁材を組んでなる外形略直方体形状の、鋼枠体と、
   前記鋼枠体の天面及び３つの側面に付設した、４面の鋼板パネルと、
   前記鋼枠体の底面を貫通した、底面開口と、
   前記鋼枠体の側面を貫通した、側面開口と、を備え、
   前記側面開口側の側面において、前記鋼枠体が下部の前記梁材又は下部の前記桁材を有さず、
   板状、棒状、又は線状の補強材を備え、
   前記側面開口の両側の２本の前記支柱の下部と下部を前記補強材で接続したことを特徴とする、
   躯体ユニット。
3. 前記支柱が、角形鋼管からなる柱本体と、前記柱本体の上下の端面を塞いだ添接板からなり、前記添接板が、貨物コンテナ輸送用のツイストロックで固定可能な長孔を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の躯体ユニット。
4. 設置面内に埋設したコンクリート基礎と、
   前記コンクリート基礎上に配置した、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の躯体ユニットと、を備えることを特徴とする、
   簡易構造物。
5. 床面の少なくとも一部が、前記設置面より低いことを特徴とする、請求項４に記載の簡易構造物。

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