JP7358142B2 - ユニット建物 - Google Patents

Description

この発明は、ユニット建物に関するものである。

ユニット建物は、予め工場で製造された建物ユニットを建築現場へ運んで、建築現場で組立てることにより、短期間のうちに建物を構築できるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。

ユニット建物では、同じ大きさの建物ユニットを上下方向に積層配置して互いに連結するのが一般的となっている。これにより、下階の柱の位置と上階の柱の位置とが上下方向に一致されるので、下階の柱と上階の柱とを上下に連結することで、上階の建物ユニットの荷重を、上階の柱と下階の柱とを介して、下階の建物ユニットへ伝達することができる。

これに対し、上記特許文献１のユニット建物では、下階にて隣接配置されている２つの建物ユニットの間の境界位置にある柱を省略して、下階の２つの建物ユニットの内部空間を繋げるようにしている。そして、繋げられた下階の２つの建物ユニットの真上にて互いに隣接配置されている上階の２つの建物ユニットの、境界位置にある柱に対し、その下端部間が互いに連結されるようにしている。更に、境界位置とは反対側の位置では、上階の建物ユニットの柱と下階の建物ユニットの柱とを上下に連結するようにしている。

これにより、上階の建物ユニットの荷重が、上階の境界位置にある柱と、上階の床梁と、下階の境界位置とは反対側にある柱とを介して、下階の建物ユニットへ伝達されるようになる。なお、上階の境界位置とは反対側にある柱と、下階の境界位置とは反対側にある柱とを介しても、上階の建物ユニットの荷重が、下階の建物ユニットへ伝達される。

特開平１１－３２４１２７号公報

上階にて隣接配置されている２つの建物ユニットの間の境界位置の真下に下階の建物ユニットの柱が存在していない場合に、特許文献１のように、境界位置にある上階の柱の下端部間を連結すると共に、境界位置とは反対側の上階の柱と下階の柱とを連結するだけだと、上階の２つの建物ユニットの境界位置が下方へ撓むのを防止するのが難しい。

そこで、本発明は、上記した問題点の改善に寄与することを主な目的としている。

上記課題に対して、本発明は、
４本の柱の上端間を、ジョイントピースを介して４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を、ジョイントピースを介して４本の床梁で矩形状に連結してなる建物ユニットを、複数組合わせて構成されたユニット建物であって、
下階に２つの前記建物ユニットが隣接配置され、
下階の２つの前記建物ユニットの上に、上階の２つの前記建物ユニットが隣接配置された状態で載置されると共に、
上階にて隣接配置されている２つの前記建物ユニット間の境界位置の真下に下階の２つの前記建物ユニットの前記柱が存在しておらず、
前記境界位置で、上階の２つの前記建物ユニットは、隣接する柱の上端部またはその近傍間を第一の連結部によって互いに連結されると共に、隣接する柱の下端部またはその近傍間を第二の連結部によって互いに連結され、
前記第一の連結部は、前記境界位置にて上階の２つの前記建物ユニットの隣接方向と直交する方向へ延びることで平行となる一対の前記天井梁の端部の互いに対向する側面の前記ジョイントピース間の位置にのみ設けられ、
前記第二の連結部は、前記境界位置にて前記隣接方向と直交する方向へ延びることで平行となる一対の前記床梁の端部の互いに対向する側面の前記ジョイントピース間の位置にのみ設けられ、
上階の２つの前記建物ユニットは、下階の２つの前記建物ユニットとは異なる大きさとされると共に、上階の２つの前記建物ユニット間の前記境界位置が、下階の２つの前記建物ユニット間の境界位置に対して、前記隣接方向へオフセットされていることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、上階にて隣接配置されている２つの建物ユニットの間の境界位置の真下に下階の建物ユニットの柱が存在していなくても、第一の連結部は、一対のジョイントピースと一対の天井梁の端部側面とが重なり、第二の連結部は、一対のジョイントピースと一対の端部側面床梁とが重なることで、高い結合強度が得られるので、上階の２つの建物ユニットの境界位置が下方へ撓むのを抑制することができる。
また、上階の２つの建物ユニットは、下階の２つの建物ユニットとは異なる大きさとされると共に、上階の２つの建物ユニット間の境界位置が、下階の２つの建物ユニット間の境界位置に対して、隣接方向へオフセットされている。これにより、下階の間取りと上階の間取りにそれぞれ合った大きさの建物ユニットを下階と上階とに用いることができるようになるため、ユニット建物の構成を合理化してコスト低減などを図ることができる。

本実施の形態にかかるユニット建物のユニット構成を示す平面図である。このうち、（ａ）は下階の構成、（ｂ）は上階の構成である。 図１（ｂ）のＡ－Ａ線に沿った位置でのユニット建物の縦断面図である。 建物ユニットのユニットフレームの斜視図である。 第一の連結部の周辺の斜視図である。 第一の連結部または第二の連結部の周辺の平面図である。 比較例にかかるユニット建物を側方から見た図であり、上階の建物ユニットの撓みを示す図である。 他の比較例にかかる中柱を設けたユニット建物を側方から見た図である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１～図７は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、構成について説明する。

図１（ａ）は、住宅などの建物１の下階２の構成を示す平面図、（ｂ）は上階３の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った位置における建物１の縦断面図である。

この建物１は、ユニット工法によって構築されたユニット建物４とされている。ユニット建物４は、予め工場で製造された建物ユニット５を建築現場へ運んで、建築現場で組立てることにより、短期間のうちに建物１を構築できるようにしたものである。

図３に示すように、建物ユニット５は、長さの等しい４本の柱６の上端間を４本の天井梁７で矩形状に連結し、４本の柱６の下端間を４本の床梁８で矩形状に連結してなるボックスラーメン構造のユニットフレームを有する鉄骨系のものとされる。柱６の上端部および下端部には、ジョイントピース９が溶接固定されており、天井梁７および床梁８は、ジョイントピース９に固定される。柱６は、例えば、角型鋼管などで構成することができ、天井梁７や床梁８は、例えば、内向きＣ字状をした溝形鋼などで構成することができる。ジョイントピース９は、内向きＣ字状をした部材によって、天井梁７や床梁８の端部を外側から包持するように構成することができる。

平面視ほぼ矩形状をした４本の天井梁７および４本の床梁８は、それぞれ長さの等しい一対の長辺と長さの等しい一対の短辺とを有して、長方形状となるように構成されている。

このような建物ユニット５は、水平方向（長辺方向１１や短辺方向１２）に隣接配置されると共に、上下方向１３に積層配置されて互いに連結される。これにより、建物１は、下階２と上階３とを有する多層階のユニット建物４となる。なお、長辺方向１１は、長辺の延設方向であり、建物ユニット５の桁方向となる。短辺方向１２は、短辺の延設方向であり、建物ユニット５の妻方向となる。また、ユニット建物４が２階建ての場合、下階２は１階となり上階３は２階となる。ユニット建物４が３階建て以上の場合、下階２と上階３は相対的なものとなる。

下階２の建物ユニット５と上階３の建物ユニット５とは、位置を揃えた状態で上下に積重ねられるのが一般的である。位置を揃えた状態とは、下階２の建物ユニット５と上階３の建物ユニット５の向きを同じにして、下階２の建物ユニット５の柱６と上階３の建物ユニット５の柱６の位置を合わせて積重ねた状態にすることである。

そして、上記の構成に対し、この実施例のユニット建物４は、以下のような構成を備えることができる。

（１）図２に示すように、下階２に２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）が隣接配置される。
下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の上に、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）が隣接配置された状態で載置される。
上階３にて隣接配置されている２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１の真下に柱６が存在しない状態とされる。
この場合に、境界位置２１で、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）は、隣接する柱６の上端部またはその近傍間を第一の連結部２３によって互いに連結されると共に、隣接する柱６の下端部またはその近傍間を第二の連結部２４によって互いに連結されるようにする。

ここで、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）および上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）は、例えば、長辺方向１１に隣接配置されている。これにより、長辺方向１１が隣接方向となる。なお、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の隣接構造は、必要に応じて短辺方向１２に対しても複数並設することができる。また、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の隣接構造は、必要に応じて短辺方向１２に対しても複数並設することができる。この実施例では、ユニット建物４の下階２を、２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の隣接構造を短辺方向１２に３つ並べた構成とし、上階３を、２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の隣接構造を短辺方向１２に２つ並べると共に、２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の隣接構造を１つ組合わせた構成としている。但し、ユニット建物４の構成は、上記に限るものではない。

上記したユニット建物４では、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の隣接構造、および、および上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の隣接構造を１つの単位として、位置を揃えて上下に積重ねられている。

境界位置２１とは、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の合わせ部分の位置のことである。なお、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の合わせ部分は、境界位置２１とは別の境界位置２２となる。図１に示すように、このユニット建物４では、上階３の一部分に、境界位置２２と異なる境界位置２１を有している。

上階３にて隣接配置されている２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１の真下に（下階２の）柱６が存在しない状態とは、境界位置２１の真下の位置に、下階２の建物ユニット５のユニットフレームを構成する柱６が存在していない場合や、図７のような中柱２５などが設けられていないことなどである。

第一の連結部２３および第二の連結部２４については、後述する。

（２）図１に示すように、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）は、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）とは異なる大きさとされると共に、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１が、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）間の境界位置２２に対して、隣接方向へオフセット２６（図２）されても良い。

ここで、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）と下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）とが異なる大きさを有するとは、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）を組合わせたときの長辺方向１１の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）と、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）を組合わせたときの長辺方向１１の長さ（Ｌ３＋Ｌ４）とを同じにしつつ（Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４）、上階３の各建物ユニット５の長辺方向１１の長さと下階２の各建物ユニット５の長辺方向１１の長さとが異っている（Ｌ１≠Ｌ３、Ｌ２≠Ｌ４）ことである。

上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１が、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）間の境界位置２２に対して、隣接方向へオフセット２６されているとは、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１と、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）間の境界位置２２とが、長辺方向１１にズレていることである。

（３）図４（図５）に示すように、第一の連結部２３は、境界位置２１にて対向する天井梁７の端部間に設けられても良い。
同様に、第二の連結部２４は、境界位置２１にて対向する床梁８の端部間に設けられても良い（図５）。

ここで、天井梁７の端部は、ジョイントピース９の位置とすることができる。
ジョイントピース９の位置は、ジョイントピース９と天井梁７とが重なることで、高い結合強度を得るのが容易な位置である。第一の連結部２３は、内向きＣ字状をしたジョイントピース９および天井梁７の縦面部（ウェブ部）の位置に設けられる。第一の連結部２３は、天井梁７の両端部に対して設けられる。

床梁８の端部は、ジョイントピース９の位置とすることができる。ジョイントピース９の位置は、ジョイントピース９と床梁８とが重なることで、高い結合強度を得るのが容易な位置である。第二の連結部２４は、内向きＣ字状をしたジョイントピース９および床梁８の縦面部の位置に設けられる。第二の連結部２４は、床梁８の両端部に対して設けられる。

なお、構造的には、第一の連結部２３や第二の連結部２４は、例えば、柱６間の位置や、天井梁７間および床梁８間のジョイントピース９から少し離れた位置などに設けることも可能である。

（４）第一の連結部２３は、対向する天井梁７間の間隙３１に圧縮材３２を介して、天井梁７どうしを隣接方向にボルト３３などの固定具で固定したものとされても良い。
同様に、第二の連結部２４は、対向する床梁８間の間隙３１に圧縮材３２を介して、天井梁７どうしを隣接方向にボルト３３などの固定具で固定したものとされても良い。

ここで、圧縮材３２は、圧縮力を受けるための部材である。圧縮材３２は、金属製のスペーサーなどとすることができる。圧縮材３２は、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の間に、施工性の確保や誤差吸収のために通常設けられている間隙３１とほぼ同じ厚みのものとするのが好ましい。圧縮材３２は、長辺方向１１に対向するジョイントピース９間に介在されて、ジョイントピース９とともに締結される。

ボルト３３などの固定具は、天井梁７間および床梁８間の各箇所に、単数または複数設けることができる。この実施例では、ボルト３３などの固定具は、各箇所で、上下二本ずつ取付けられている。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

ユニット建物４などの建物１は、地面に対して下階２の建物ユニット５を複数設置した後に、上階３の建物ユニット５を複数設置することで構築される。

この際、下階２の建物ユニット５と上階３の建物ユニット５とは、位置を揃えた状態で上下に積重ねられるのが一般的である。

これに対し、図２に示すように、下階２に２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）が（長辺方向１１に対して）隣接配置され、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）の上に、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）が（長辺方向１１に対して）隣接配置された状態で載置されると共に、上階３にて隣接配置されている２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１の真下に柱６が存在しないようにすることも考えられる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果 １）上階３にて隣接配置されている２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１の真下に柱６が存在しない場合に、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）における、境界位置２１にて隣接する柱６の上端部またはその近傍間を第一の連結部２３によって互いに連結すると共に、隣接する柱６の下端部またはその近傍間を第二の連結部２４によって互いに連結する。これにより、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）どうしの上部間および下部間が第一の連結部２３および第二の連結部２４によってそれぞれ強固に連結されて、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）が長辺方向１１に強固に繋がって一体化された状態になるので、境界位置２１の真下に柱６や中柱２５などのような支えるものがなくても、図６に示すような、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の境界部分の下方への撓み４１を抑制できるようになる。

よって、例えば、図７に示すように、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１の真下に中柱２５を設けて、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１を中柱２５で下から支えるなどの対策を取る必要をなくすことができる。そのため、中柱２５の存在による下階２の間取りへの影響をなくしたり、中柱２５の設置に要するコストを削減したり、中柱２５の取付けに要していた工数の削減や、工数の削減に伴う作業性の向上や、工期の短縮などを得ることができる。

（効果 ２）ユニット建物４では、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）は、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）とは異なる大きさのものとされても良い。これにより、下階２の２つの建物ユニット５（５Ａ，５Ｂ）間の境界位置２２と、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間の境界位置２１とを隣接方向（長辺方向１１）へオフセット２６させて、下階２の間取りと上階３の間取りにそれぞれ合った（互いに異なる）大きさの建物ユニット５を下階２と上階３とに用いることができるようになるため、ユニット建物４の構成を合理化してコスト低減などを図ることができる。

そして、ユニット建物４をこのような構成とした場合に、境界位置２１の真下に柱６や中柱２５などのような支えるものがなくなるが、このようにしても、第一の連結部２３と第二の連結部２４とを備えるようにすれば、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の境界部分の下方への撓み４１を抑制することができる。

（効果 ３）第一の連結部２３を、境界位置２１，２２にて対向する天井梁７の端部間に設け、第二の連結部２４を、境界位置２１，２２にて対向する床梁８の端部間に設けるようにしても良い。これにより、建物ユニット５の柱６よりも内側となる位置にて、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の上部間および下部間を、第一の連結部２３および第二の連結部２４によって接合できるので、建物ユニット５の柱６よりも外側に設けられる外壁や内壁などの壁部４２との干渉を防止することができ、作業性を良くすることができる。

（効果 ４）第一の連結部２３を、対向する天井梁７間の間隙３１に圧縮材３２を介して、天井梁７どうしを隣接方向にボルト３３で固定するものとし、第二の連結部２４を、対向する床梁８間の間隙３１に圧縮材３２を介して、床梁８どうしを隣接方向にボルト３３で固定するものとしても良い。これにより、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の間に、施工性の確保や誤差吸収のために設けられている間隙３１を利用して、間隙３１に圧縮材３２を介在させることで、圧縮材３２にて上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）間に作用する圧縮力を受けることができるようになり、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）をより強固に一体化できるので、上階３の２つの建物ユニット５（５Ｃ，５Ｄ）の下方への撓み４１をより有効に抑制することが可能になる。

１ 建物
２ 下階
３ 上階
４ ユニット建物
５ 建物ユニット
６ 柱
７ 天井梁
８ 床梁
１１ 長辺方向（隣接方向）
２１ 境界位置
２２ 境界位置
２３ 第一の連結部
２４ 第二の連結部
２６ オフセット
３２ 圧縮材
３３ ボルト

Claims (2)

1. ４本の柱の上端間を、ジョイントピースを介して４本の天井梁で矩形状に連結し、４本の柱の下端間を、ジョイントピースを介して４本の床梁で矩形状に連結してなる建物ユニットを、複数組合わせて構成されたユニット建物であって、
   下階に２つの前記建物ユニットが隣接配置され、
   下階の２つの前記建物ユニットの上に、上階の２つの前記建物ユニットが隣接配置された状態で載置されると共に、
   上階にて隣接配置されている２つの前記建物ユニット間の境界位置の真下に下階の２つの前記建物ユニットの前記柱が存在しておらず、
   前記境界位置で、上階の２つの前記建物ユニットは、隣接する柱の上端部またはその近傍間を第一の連結部によって互いに連結されると共に、隣接する柱の下端部またはその近傍間を第二の連結部によって互いに連結され、
   前記第一の連結部は、前記境界位置にて上階の２つの前記建物ユニットの隣接方向と直交する方向へ延びることで平行となる一対の前記天井梁の端部の互いに対向する側面の前記ジョイントピース間の位置にのみ設けられ、
   前記第二の連結部は、前記境界位置にて前記隣接方向と直交する方向へ延びることで平行となる一対の前記床梁の端部の互いに対向する側面の前記ジョイントピース間の位置にのみ設けられ、
   上階の２つの前記建物ユニットは、下階の２つの前記建物ユニットとは異なる大きさとされると共に、上階の２つの前記建物ユニット間の前記境界位置が、下階の２つの前記建物ユニット間の境界位置に対して、前記隣接方向へオフセットされていることを特徴とするユニット建物。
2. 請求項１に記載のユニット建物であって、
   前記第一の連結部は、対向する前記天井梁間の間隙に圧縮材を介して、前記天井梁どうしを前記隣接方向にボルト固定したものとされると共に、
   前記第二の連結部は、対向する前記床梁間の間隙に圧縮材を介して、前記床梁どうしを前記隣接方向にボルト固定したものとされていることを特徴とするユニット建物。