JP7402093B2 - 建物ユニット補強構造 - Google Patents

Description

この発明は、建物ユニット補強構造に関するものである。

戸建て住宅や集合住宅には、ユニット建物によって構成されたものが存在している。ユニット建物は、予め工場で製造した建物ユニットを建築現場へ搬送して、建築現場で組立てることによって、短期間のうちに構築できるようにした建物である。建物ユニットには、鉄骨系のものと木質系のものとが存在しており、鉄骨系の建物ユニットは、複数本の天井梁と床梁とを柱で連結して成るボックスラーメン構造のユニットフレームを有している。

このようなユニットフレームを有する建物ユニットでは、隣接する柱と柱との間に間柱が設置され、この間柱を介してユニットフレームに外壁材や内装材などが取付けられている。そして、間柱の上下の端部における、天井梁や床梁に対する連結部に対して拡縮用隙間を設けた建物ユニットが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－２４８６７３号公報

上記特許文献１に記載された建物ユニットでは、連結部に設けられた拡縮用隙間が拡縮することで、例えば、天井梁などに撓みがあるような場合であっても、間柱を支障なく天井梁と床梁との間に設置することが可能になる。そして、拡縮用隙間を有する連結部は、バネになるため、建物ユニットに作用される外力を吸収するのに利用することができる。しかし、連結部自体が持つバネの強さは、間柱の材質や板厚などによってほぼ決まってしまうため、連結部のバネの強さを外力の吸収にとって最適となるように設定・調整するのが難しかった。

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、
建物ユニットを構成する天井梁と床梁との間に設置される間柱の、前記天井梁および前記床梁の少なくとも一方に対する連結部に補強プレートが設置され、
前記間柱は、ウェブ部と、該ウェブ部の両側部に屈曲形成された一対のフランジ部とを有するＣ字断面の部材とされており、
前記連結部は、前記フランジ部の端部に対して前記ウェブ部の端部のみを上下方向に延ばした縦延長部と、該縦延長部の端部を前記天井梁の下面または前記床梁の上面に沿って横に屈曲した横面部とを有しており、
前記補強プレートは、前記フランジ部の端部と前記ウェブ部の前記横面部との間に形成される拡縮用隙間に介在されると共に、前記補強プレートは、前記縦延長部と前記横面部とが成すコーナー部分に達する位置まで差込まれた状態で設置されている建物ユニット補強構造を特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、簡易な構成を追加するだけで間柱の連結部のバネの強さを最適に設定・調整できるようになる。

本実施の形態にかかる建物ユニット（ユニットフレーム）の全体斜視図である。 図１のユニットフレームに間柱及び外壁材を取付けた状態を示す全体斜視図である。 図２のユニットフレームに内装材を取付けた状態を示す側面図（バネモデル）である。 間柱の斜視図である。 間柱の連結部の背面図である。 間柱の連結部の側面図である。このうち、（ａ）は補強プレートの取付前、（ｂ）は補強プレートの取付後、（ｃ）は拡縮用隙間の拡縮の様子を示す図である。 補強プレートの一例を示す斜視図である。 補強プレートの別の例を示す斜視図である。 連結部に補強プレートを取付ける状態を示す間柱の端面図である。 図５の他の実施例を示す間柱の連結部の背面図である。 補強プレートの変形例を示す斜視図である。 一対のフランジ部を撓めた状態を示す、間柱の連結部の部分拡大斜視図である。 地震や強風などによる水平力が間柱に作用した状態を示す図である。 間柱が傾斜した状態を示す図５と同様の間柱の連結部の背面図である。 水平力による内装材の層間変形と、内装材のせん断変位を示す図である。 横軸を層間変形とし、縦軸をせん断変位として、補強プレートを設けた場合と補強プレートを設けなかった場合とで、水平力による内装材の層間変形の量と、内装材のせん断変位との関係をまとめたグラフである。

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１６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、この実施例の構成について説明する。

戸建て住宅や集合住宅を、ユニット建物によって構成する。ユニット建物は、予め工場で製造した建物ユニットを建築現場へ搬送して、建築現場で組立てることによって、短期間のうちに構築できるようにした建物である。

建物ユニットには、鉄骨系のものと木質系のものとが存在しているが、図１に示すように、鉄骨系の建物ユニット１は、４本の柱２の上端部間を４本の天井梁３で矩形状に連結し、４本の柱２の下端部間を４本の床梁４で矩形状に連結して成るボックスラーメン構造のユニットフレーム５を有するものなどとされている。柱２や天井梁３や床梁４は、金属製とされる。柱２と天井梁３および床梁４との間の接合は、剛接合とされる。

このようなユニットフレーム５を有する建物ユニット１では、隣接する柱２と柱２との間に、図２（図３）に示すように、間柱６が設置され、この間柱６を介して外壁材７（図２）や、内装材８（図３）などが取付けられる。間柱６は、金属製とされる。

ここで、建物ユニット１は、ほぼ直方体状のものとされる。柱２には、例えば、角筒状のものなどが使われる。天井梁３には、例えば、Ｃ字断面の形鋼などが使われる。矩形状の天井梁３の間には、天井根太１１などが適宜設置される。床梁４は、例えば、Ｃ字断面の形鋼などが使われる。矩形状の床梁４の間には、床板１２などが適宜設置される。ユニットフレーム５は、建物ユニット１の外形を構成する枠体として形成される。間柱６は、建物ユニット１に取付けられる外壁材７や内装材８の幅寸法に合わせた間隔を有して、天井梁３と床梁４との間に設置される。

上記のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えることができる。

（１）建物ユニット１を構成する天井梁３と床梁４との間に設置される間柱６の、天井梁３および床梁４の少なくとも一方に対する連結部２１に、図４、図５に示すように、補強プレート２２が設置される。
間柱６は、ウェブ部２３と、ウェブ部２３の両側部に屈曲形成された一対のフランジ部２４とを有するＣ字断面の部材とされている。
連結部２１は、図６に示すように、フランジ部２４の端部に対してウェブ部２３の端部のみを上下方向２５に延ばした縦延長部２６と、縦延長部２６の端部を天井梁３の下面または床梁４の上面に沿って横に屈曲した横面部２７とを有している。
補強プレート２２は、フランジ部２４の端部とウェブ部２３の横面部２７との間に形成される拡縮用隙間２８に介在されると共に、補強プレート２２は、縦延長部２６と横面部２７とが成すコーナー部分２９に達する位置まで差込まれた状態で設置される。

ここで、連結部２１は、間柱６を天井梁３や床梁４に連結（締結部材３１で上下方向２５に直接締結固定）するために、間柱６の端部に設けられる取付部分である。連結部２１は、間柱６の上端部と下端部にそれぞれ設けられる。

補強プレート２２は、間柱６の連結部２１を補強する金具であり、金属製の板材によって構成される。補強プレート２２は、例えば、図７や、図８に示すようなものとされ、主に、間柱６のウェブ部２３の幅方向、および、フランジ部２４の幅方向とほぼ平行な４つの辺を有する平面視ほぼ矩形状の面２２ａによって構成される。この面２２ａは、間柱６の横面部２７における、天井梁３や床梁４とは反対の側となる面に対して当接固定される。

ウェブ部２３は、Ｃ字断面の間柱６の主要部を構成する面であり、建物ユニット１の周方向に沿って、建物ユニット１の外側へ向くように設置される。ウェブ部２３の外面には、外壁材７が取付けられ、ウェブ部２３の内面側には、内装材８などが取付けられる。

フランジ部２４は、ウェブ部２３の両側部から、建物ユニット１の内方へ向けて一体に屈曲形成された、間柱６の強度を確保・向上するなどのための面である。フランジ部２４は、ウェブ部２３に対してほぼ直角に設けられる。なお、間柱６は、ウェブ部２３の両側部に一対のフランジ部２４を有するＣ字断面のものとして、単体で設けられるのが一般的であるが、例えば、ウェブ部の片側に一つのフランジ部を有するＬ字断面の補助部材３２（図４）を一体的に付設したものなどとしても良い。このＬ字断面の補助部材３２は、建物ユニット１の柱２の部分に外壁材７や内装材８などを取付けるために設けられるものである。

フランジ部２４の端部は、フランジ部２４の上端部または下端部のことである。フランジ部２４の端部は、設計上、天井梁３または床梁４に僅かに達しない長さに形成される。

ウェブ部２３の端部は、ウェブ部２３の上端部または下端部のことである。ウェブ部２３の端部は、間柱６を構成するＣ字断面の部材の端部における、フランジ部２４となる部分を部分的に切除するなどによって、フランジ部２４の端部よりも長くなるように形成される。そして、フランジ部２４の端部よりも長く形成された部分に、縦延長部２６や横面部２７が形成される。

上下方向２５は、上から下へ向かう方向、または、下から上へ向かう方向のことである。

縦延長部２６は、ウェブ部２３の端部に形成されて、フランジ部２４の端部を超えるように上下方向２５へ延びる縦向きの部分である。縦延長部２６は、設計上、天井梁３または床梁４に達する長さに形成される。

横面部２７は、ウェブ部２３の端部の縦延長部２６よりも先端側に形成される、横向きの部分である。横面部２７は、天井梁３の下面または床梁４の上面に面接触されて、天井梁３または床梁４に対する締結固定面となる部分である。この実施例では、図９に示すように、横面部２７は、フランジ部２４の幅のほぼ半分程度またはそれ以上（フランジ部２４の幅程度以下）の長さに形成されている。

拡縮用隙間２８は、間柱６の端部の連結部２１を弾性変形可能にするために形成された隙間のことである。これにより、拡縮用隙間２８は、バネ部として機能するものとなる。拡縮用隙間２８は、ほぼ縦延長部２６の上下方向２５の長さ分（から横面部２７の板厚を引いた分）の大きさの隙間となる。拡縮用隙間２８は、間柱６を建物ユニット１に取付けたときに、間柱６に作用される上下方向２５の引張力や圧縮力によって上下に拡縮するように変形される（図６（ｃ））。

補強プレート２２は、間柱６の上下の連結部２１のうちの少なくとも一方の拡縮用隙間２８に設置される（図では上端側の連結部２１となっているが、下端側の連結部２１としても、両方の連結部２１としても良い）。補強プレート２２は、図９に示すように、拡縮用隙間２８に対して建物ユニット１の内側から外側へ向けてほぼ水平に差し込まれる（差込方向）。この際、間柱６のフランジ部２４の端部をガイドとして、補強プレート２２の差込みを案内させることができる。

そして、補強プレート２２によって調整または補強される連結部２１のバネの強さは、補強プレート２２の強度（材質や肉厚）などによって設定される。強度の高い補強プレート２２を取付けることで、補強効果が大きくなり、バネがより強くなる。強度の低い補強プレート２２を取付けることで、補強効果が小さくなり、バネは僅かに強くなる。

コーナー部分２９は、ウェブ部２３の端部の縦延長部２６と横面部２７との屈曲部分のことである。このコーナー部分２９およびその周辺部分は、連結部２１において実際にバネ部としての機能を発揮する部分であり、拡縮用隙間２８の弾性変形によって、側方から見て、図６（ｃ）に示すように、コーナー部分２９の角度が広がったり狭まったりすることで、上記したように、拡縮用隙間２８が上下に拡縮される。

補強プレート２２を、コーナー部分２９に達する位置まで差込むために、例えば、補強プレート２２は、差込方向の幅寸法を、横面部２７の長さとほぼ等しくするか、または、フランジ部２４の幅寸法とほぼ等しくするのが好ましい。これにより、補強プレート２２の差込方向の手前側の縁部が、横面部２７の手前側の縁部やフランジ部２４の手前側の側面と一致したときに、補強プレート２２の奥側の縁部が、コーナー部分２９に達するように差込まれたこととなり、目視確認できるものとなる。但し、補強プレート２２の差込方向の幅寸法は、上記に限るものではなく、例えば、横面部２７の長さと、フランジ部２４の幅寸法との中間などとすることができる。

（２）図７（図８）に示すように、補強プレート２２は、一対のフランジ部２４の端部間に跨る長さ４１を有して設置されても良い。

ここで、補強プレート２２の長さ４１は、間柱６のウェブ部２３の幅方向（または、天井梁３や床梁４の長手方向）の寸法のことである。補強プレート２２は、間柱６のウェブ部２３の幅寸法とほぼ同じかそれよりも長く形成される。一対のフランジ部２４の端部間に跨る長さ４１を有して設置とは、補強プレート２２が、一対のフランジ部２４の端部間の間隔Ｌ（図５）と等しい長さか（長さ４１＝間隔Ｌ）、それ以上の長さ（長さ４１＞間隔Ｌ）を有していることである。一対のフランジ部２４の端部間の間隔Ｌは、フランジ部２４の内面間の間隔Ｌ１に、一対のフランジ部２４の肉厚Ｌ２を足した長さ（Ｌ１＋２・Ｌ２）となる。一対のフランジ部２４の内面間の間隔Ｌ１は、自然状態での間隔でも良いし、後述するように撓めた状態の間隔でも良い。

そして、このような長さ４１を有する補強プレート２２は、両方のフランジ部２４の端部を覆った状態に設置される。両方のフランジ部２４の端部を覆った状態とは、補強プレート２２の端部が、一対のフランジ部２４の各端部と、上下方向２５に重なる状態である。これにより、補強プレート２２は、間柱６が傾いたときに、一対のフランジ部２４の端部を押さえるストッパとなる。この際、補強プレート２２は、図５に示すように、一対のフランジ部２４の両端部に、その両端部が直接接触された状態（架設状態）で設置しても良いし、図１０に示すように、一対のフランジ部２４の両端部に、その両端部が通常時には接触されないような離隔状態（隙間ｓ）で設置しても良い（なお、図１０は、締結部材３１を完全に締結する前の途中状態を示している。）。補強プレート２２の両端部をフランジ部２４の両端部に直接接触させるか離隔させるか、または、補強プレート２２と一対のフランジ部２４の両端部との離隔距離（隙間ｓ）をどのくらいの大きさに設定するかは、間柱６の許容可能な傾きの大きさに応じて決定される。そして、間柱６の許容可能な傾きの大きさは、補強プレート２２の肉厚ｔなどによって設定される。補強プレート２２の肉厚ｔは、自然状態の拡縮用隙間２８と同じか、または、拡縮用隙間２８よりも薄くなるように設定される（拡縮用隙間２８≧補強プレート２２の肉厚ｔ）。補強プレート２２の肉厚ｔが厚くなるほど、間柱６の許容可能な傾きは小さくなる。反対に肉厚Ｌ２が薄くなるほど、間柱６の許容可能な傾きは大きくなる。

（３）補強プレート２２は、横面部２７と共に天井梁３または床梁４に締結固定するための共締穴５１を有しても良い。

ここで、共締穴５１は、補強プレート２２を、コーナー部分２９に達するように拡縮用隙間２８へ差し込んだ状態で、横面部２７を天井梁３または床梁４に締結部材３１で締結固定するための取付穴５２（図９）と合致する位置に設けられる。この実施例では、共締穴５１は、補強プレート２２に対して横方向（天井梁３または床梁４の長手方向）に単数または複数（例えば、二箇所など）設けられている。共締穴５１の設置個数は、これに限るものではない。

なお、補強プレート２２には、共締穴５１を設ける代わりに、図１１に示すような、長穴状の切込部５３などを設けても良い。この長穴状の切込部５３は、締結部材３１の取付位置（横面部２７の取付穴５２と合致する位置）から補強プレート２２の奥側の縁部に達するまで、間柱６に対する補強プレート２２の設置方向へ延びるものとされる。切込部５３は、締結部材３１と干渉しない幅寸法を有して補強プレート２２の奥側の縁部の位置まで延ばされて外部に開かれる。これにより、間柱６を天井梁３や床梁４に締結固定した後であっても、連結部２１に補強プレート２２を設置することが可能になる。

（４）図８に示すように、補強プレート２２は、両端部に一対のフランジ部２４の外面に対して係止可能な屈曲部６１を有しても良い。

ここで、屈曲部６１は、補強プレート２２の両端部に一対設けられた、フランジ部２４の外面に沿って上下方向２５へ延びる面とされる。一対の屈曲部６１は、補強プレート２２の水平な面２２ａに対して一体に屈曲形成される。一対の屈曲部６１は、互いに平行な状態で相対向するように、天井梁３や床梁４とは反対側へ向けて、ほぼ垂直に曲げ形成される。屈曲部６１を設けた補強プレート２２は、側面視ほぼＣ形状の部材となる。一対の屈曲部６１は、フランジ部２４の外面に対してほぼ面接触されるのが好ましいが、一対の屈曲部６１は、フランジ部２４の外面から、僅かに離隔するように形成しても良い。

（５）補強プレート２２は、一対の屈曲部６１の内面間の間隔７１が、一対のフランジ部２４の端部間の間隔Ｌよりも狭くなっていても良い（間隔７１＜間隔Ｌ）。

ここで、屈曲部６１の内面間の間隔７１は、補強プレート２２の長さ４１から屈曲部６１の肉厚を引いたものである。一対のフランジ部２４の端部間の間隔Ｌは、この場合、自然状態でのフランジ部２４の外面間の距離とされる。即ち、屈曲部６１の内面間の間隔７１は、自然状態でのフランジ部２４の端部間の間隔Ｌよりも僅かに小さくなるように設定される。

一対の屈曲部６１の内面間の間隔７１は、例えば、図１２に示すように、一対のフランジ部２４を弾性変形可能な領域内でスプリングバック現象が生じる程度に撓めた状態にして、一対のフランジ部２４を一対の屈曲部６１で外側から挟み付けて装着できるような大きさに設定される。例えば、一対の屈曲部６１の内面間の間隔７１は、一対のフランジ部２４の端部間の（自然状態での）間隔Ｌよりも１ｍｍ～数ｍｍ程度小さくなるように形成される。

＜作用＞この実施例の作用について説明する。

建物ユニット１は工場で製造される。建物ユニット１は、４本の柱２の上端部間を４本の天井梁３で矩形状に連結し、４本の柱２の下端部間を４本の床梁４で矩形状に連結したボックスラーメン構造のユニットフレーム５を有している。

この際、例えば、平行な一対の天井梁３を用いて天井パネルを構成し、平行な一対の床梁４を用いて床パネルを構成し、２本の柱２と、残りの天井梁３および床梁４を１本ずつ用いた矩形状の妻フレームを２つ構成する。そして、天井パネルと床パネルを上下に隔てて一対の妻フレームで連結することで、ユニットフレーム５は組立てられる。

次に、ユニットフレーム５の隣接する柱２と柱２との間に、間柱６を設置し、間柱６に外壁材７や、内装材８（図３）などを取付けることなどによって、建物ユニット１が製造される。この際、間柱６の端部の連結部２１に拡縮用隙間２８を設けて、拡縮用隙間２８を拡縮させることで、例えば、天井梁３などに撓みがあるような場合でも、間柱６を支障なく天井梁３と床梁４との間に設置することが可能になる。そして、連結部２１に拡縮用隙間２８を設けた場合、連結部２１はバネとして機能するものとなる。この連結部２１は、建物ユニット１に作用される外力を吸収するのに利用することができる。しかし、連結部２１自体が持つバネの強さは、間柱６の材質や板厚などによってほぼ決まってしまうため、連結部２１のバネの強さを最適に設定・調整するのが難しかった。

そこで、この実施例では、間柱６の端部の天井梁３や床梁４に対する連結部２１の拡縮用隙間２８に対して、ユニットフレーム５の内側から、この実施例の補強プレート２２を水平に設置するようにした。これにより、連結部２１が補強プレート２２によって補強されるため、連結部２１のバネを強くすることができる。補強プレート２２は、例えば、ユニットフレーム５に間柱６を取付けるときや、間柱６に外壁材７を取付けてユニットフレーム５の各部の誤差などを調整するときなどに取付けられる。または、補強プレート２２は、例えば、間柱６に外壁材７を取付けてユニットフレーム５の各部の誤差などを調整した後、内装材８を取付ける前までの間に取付けられる。

＜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）天井梁３や床梁４に対する間柱６の連結部２１に補強プレート２２を設置して、連結部２１を補強プレート２２で補強するようにした。この際、補強プレート２２は、間柱６のフランジ部２４の端部とウェブ部２３の横面部２７との間に形成された連結部２１の拡縮用隙間２８に介在させるようにする。これにより、拡縮用隙間２８を利用して補強プレート２２を無理なく設置すると共に、拡縮用隙間２８に設置された補強プレート２２によって連結部２１の横面部２７周辺を補強して連結部２１の剛性を向上することができる。そして、補強プレート２２は、縦延長部２６と横面部２７とが成すコーナー部分２９に達するように、拡縮用隙間２８の奥まで深く差込んだ状態で設置する。これにより、バネ部として機能する連結部２１の縦延長部２６と横面部２７とのコーナー部分２９の周辺の剛性が確実に向上されるため、連結部２１のバネ強度をより高めることが可能になる。そして、連結部２１に補強プレート２２を設置するだけで、連結部２１のバネ強度を高めることができるため、構成が簡易であり、また、補強プレート２２はコストもかからず費用対効果が高いので、建物ユニット１の構造耐力の向上を図る上で有効性が高い。

即ち、天井梁３と床梁４との間に間柱６が設置されて、連結部２１に上下方向２５の引張力や圧縮力が作用されたときには、連結部２１は、縦延長部２６と横面部２７とのコーナー部分２９やその周辺部分が、引張力や圧縮力によって、側方から見た状態で、コーナー部分２９の角度が広がったり狭まったりするように弾性変形される。このとき、拡縮用隙間２８は、正面から見て、全体が拡がったり縮んだりするように拡縮変形した状態となる。このように、コーナー部分２９やその周辺部分が弾性変形して、拡縮用隙間２８が拡縮変形することで、コーナー部分２９やその周辺部分が引張力や圧縮力に抵抗するバネとなって、引張力や圧縮力を吸収する。

そして、間柱６は、連結部２１がバネ部となることで、引張力や圧縮力に対して、間柱６の端部に位置する連結部２１が主に変形されるようになり、その分、中間部の変形が抑制されるため、間柱６の中間部に引張力や圧縮力の影響が及ぶのを緩和・抑制できる。

しかし、連結部２１のバネが弱いと、連結部２１にて引張力や圧縮力を十分に吸収できなくなるため、引張力や圧縮力の影響が間柱６の中間部（に取付けられた内装材８など）にまで及ぶことになり、建物ユニット１や建物に損傷を与えるおそれが生じる。連結部２１自体が持つバネの強さは、間柱６の材質や板厚などによってほぼ決まってしまうため、連結部２１のみでバネの強さを最適に設定・調整するのは難しい。

そこで、上記したように、補強プレート２２を拡縮用隙間２８に介在させると共に、補強プレート２２をコーナー部分２９に達するように拡縮用隙間２８の奥部まで深く差込んで設置するようにした。これにより、連結部２１を構成する横面部２７やコーナー部分２９やその周辺が補強プレート２２によって補強されて、コーナー部分２９のバネとしての強度が高められるので、連結部２１のバネの強さを補強プレート２２によって最適に設定・調整することが可能になる。

そして、補強プレート２２を設けることで、連結部２１は、より大きな引張力や圧縮力に耐えられるようになる（引張力や圧縮力に対する抗力（引張抗力）が向上される）。また、連結部２１のコーナー部分２９のバネが強くなることで、引張力や圧縮力が作用されたときのコーナー部分２９の角度変化（または拡縮用隙間２８の拡縮）を小さくできる。

そして、補強プレート２２によって連結部２１の引張力や圧縮力に対する抗力（引張抗力）が向上されることで、間柱６の中間部への引張力や圧縮力の影響をより有効に緩和・抑制できるようになり、建物ユニット１の構造耐力がより向上される。よって、引張力や圧縮力による建物の損傷をより効果的に抑制することが可能になる。

この際、補強プレート２２をコーナー部分２９に達するように、拡縮用隙間２８の奥部まで深く差込むことで、バネ力を発生するコーナー部分２９およびその周辺部分の剛性が直接かつ効果的に向上されるため、連結部２１のコーナー部分２９は、補強プレート２２によってバネの強度を高めた効果がタイムラグなく発揮されるようになる。

これに対し、例えば、補強プレート２２をコーナー部分２９から離れた拡縮用隙間２８の浅い位置に設置した場合には、コーナー部分２９から離れた位置の剛性は向上されるが、コーナー部分２９周辺の剛性は十分には向上されないため、補強プレート２２によってバネの強度を高める効果が小さくなると共に、バネの強度を高めた効果が発現するまでにタイムラグを生じるようになる。

よって、補強プレート２２をコーナー部分２９に達するように設置することは、補強プレート２２によって連結部２１のバネの強度を高めるのに有効となる。

（効果 ２）補強プレート２２が、一対のフランジ部２４の端部間に跨る長さ４１を有して設置されても良い。これにより、補強プレート２２で、一対のフランジ部２４の両方の端部をそれぞれ押さえることが可能になる。そのため、外力によって間柱６が必要以上に傾くのを、補強プレート２２によって有効に抑制することができる。

即ち、図１３に示すように、例えば、地震や強風などの外力（主に水平力）が建物ユニット１に作用した場合に、建物ユニット１の変形と共に間柱６も傾動される。そして、連結部２１では、間柱６の傾動に伴って、図１４に示すように、横面部２７と一対のフランジ部２４の端部との間の拡縮用隙間２８には、左右の大きさの変化が発生される。間柱６の傾動による拡縮用隙間２８の左右の大きさの変化は、間柱６が傾いた側が広くなり、傾いた側とは反対の側が狭くなる。連結部２１のこのような変形によって水平力は吸収される。

この際、図のように一対のフランジ部２４の端部が完全にフリーな状態になっていると、拡縮用隙間２８の左右の大きさの変化が制限されないので、間柱６の傾動が必要以上に大きくなる。

これに対し、図５や図１０に示すように、補強プレート２２を拡縮用隙間２８へ差し込んだ場合には、拡縮用隙間２８の内部が補強プレート２２で埋められて、拡縮用隙間２８の中の自由な隙間ｓが補強プレート２２の肉厚ｔの分だけ狭くなる。また、補強プレート２２を一対のフランジ部２４の端部間に跨る長さ４１にすることで、間柱６が傾動したときにフランジ部２４の傾いた側とは反対側の端部が補強プレート２２に確実に当たるようになる。そのため、フランジ部２４の端部が補強プレート２２に当たったときに、補強プレート２２がストッパとなって、間柱６の傾動を止めるように機能する。

そして、補強プレート２２で拡縮用隙間２８を狭くした隙間ｓの範囲内でフランジ部２４の端部が補強プレート２２に当たって止められる程度に、間柱６の傾動が制限されるので、間柱６の傾動を小さく抑えることができる。よって、間柱６の傾動が小さく抑えられることで、間柱６の中間部に取付けられた内装材８などの変形や損傷などを軽減することが可能になり、建物ユニット１の構造耐力が向上される。

この点に関して、図１５に示すような、水平力による内装材８の層間変形の量と、内装材８のせん断変位との関係を調べたところ、図１６のグラフ（横軸：層間変形、縦軸：せん断変位）に示すような結果となった。そして、補強プレート２２を設けた場合（実線）は、補強プレート２２を設けなかった場合（破線）と比べて、内装材８のせん断変位を小さく抑えられることが確認された。よって、地震や強風などの外力に対する内装材８の設計条件を緩和することができる。

（効果 ３）補強プレート２２は、横面部２７と共に補強プレート２２を天井梁３または床梁４に締結固定するための共締穴５１を有しても良い。このように、補強プレート２２が共締穴５１を有することで、横面部２７と補強プレート２２とを同時に天井梁３または床梁４に締結固定することが可能になる。そのため、横面部２７と補強プレート２２とが締結によって一体化されるので、補強プレート２２によって横面部２７周辺の剛性を効果的に向上することができる。また、横面部２７と補強プレート２２とを別々に天井梁３または床梁４に固定する必要をなくして、一度の作業で天井梁３または床梁４への固定ができるようになる。更に、間柱６の連結部２１に対して補強プレート２２を固定した後における、補強プレート２２の間柱６からの脱落を確実に防止することができる。よって、補強プレート２２と横面部２７とを共締めすることで、連結部２１周辺の剛性向上と、連結部２１周辺の構造の簡略化と、補強プレート２２などの取付作業性の向上とを同時に得ることができる。

（効果 ４）補強プレート２２は、その両端部に、一対のフランジ部２４の外面に対して係止可能な屈曲部６１を有しても良い。これにより、屈曲部６１によって、補強プレート２２を一対のフランジ部２４の外面に係止保持させることができる。そのため、補強プレート２２を間柱６（の連結部２１の拡縮用隙間２８）に対し、（屈曲部６１を設けない場合と比べて）安定して設置（仮置き）することができ、また、補強プレート２２の設置後、間柱６を締結部材３１で天井梁３と床梁４との間に固定する際に、補強プレート２２が間柱６から不用意に脱落するのを屈曲部６１によって防止する効果も期待できる。また、屈曲部６１を設けたことによって、間柱６に対する補強プレート２２の位置決めを、屈曲部６１を基準として行うことが可能になるので、間柱６を（横面部２７と共に）天井梁３や床梁４に締結部材３１で固定する際に、共締穴５１の位置合わせを容易に行うことができる。

（効果 ５）補強プレート２２は、一対の屈曲部６１の内面間の間隔７１を、一対のフランジ部２４の端部間の間隔Ｌよりも狭く設定しても良い。これにより、補強プレート２２は、一対のフランジ部２４を近接方向へ僅かに撓めた状態にして、一対の屈曲部６１で一対のフランジ部２４の外面を外側から挟み付けるように、連結部２１の拡縮用隙間２８に取付けられることになる。そのため、一対のフランジ部２４には、スプリングバック現象によって、撓められる前の間隔に戻ろうとする力が発生される。この元の状態へ戻ろうとする力によって、一対のフランジ部２４が、一対の屈曲部６１の内面を内側から外側へ押すことで、補強プレート２２は一対のフランジ部２４に圧着されるので、補強プレート２２を、締結部材３１などを用いずに、間柱６の端部に確実に保持させることができる。よって、間柱６を天井梁３と床梁４との間に締結部材３１で固定する前の段階から間柱６に補強プレート２２を安定して保持させておくことが可能になる。

１ 建物ユニット
３ 天井梁
４ 床梁
６ 間柱
２１ 連結部
２２ 補強プレート
２３ ウェブ部
２４ フランジ部
２５ 上下方向
２６ 縦延長部
２７ 横面部
２８ 拡縮用隙間
２９ コーナー部分
４１ 長さ
５１ 共締穴
６１ 屈曲部
７１ 間隔
Ｌ 間隔

Claims (5)

1. 建物ユニットを構成する天井梁と床梁との間に設置される間柱の、前記天井梁および前記床梁の少なくとも一方に対する連結部に補強プレートが設置され、
   前記間柱は、ウェブ部と、該ウェブ部の両側部に屈曲形成された一対のフランジ部とを有するＣ字断面の部材とされており、
   前記連結部は、前記フランジ部の端部に対して前記ウェブ部の端部のみを上下方向に延ばした縦延長部と、該縦延長部の端部を前記天井梁の下面または前記床梁の上面に沿って横に屈曲した横面部とを有しており、
   前記補強プレートは、前記フランジ部の端部と前記ウェブ部の前記横面部との間に形成される拡縮用隙間に介在されると共に、前記補強プレートは、前記縦延長部と前記横面部とが成すコーナー部分に達する位置まで差込まれた状態で設置されていることを特徴とする建物ユニット補強構造。
2. 請求項１に記載の建物ユニット補強構造であって、
   前記補強プレートは、一対のフランジ部の端部間に跨る長さを有して設置されていることを特徴とする建物ユニット補強構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の建物ユニット補強構造であって、
   前記補強プレートは、前記横面部と共に前記天井梁または前記床梁に締結固定するための共締穴を有していることを特徴とする建物ユニット補強構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の建物ユニット補強構造であって、
   前記補強プレートは、両端部に一対の前記フランジ部の外面に対して係止可能な屈曲部を有していることを特徴とする建物ユニット補強構造。
5. 請求項４に記載の建物ユニット補強構造であって、
   前記補強プレートは、一対の前記屈曲部の内面間の間隔が、一対の前記フランジ部の端部間の間隔よりも狭くなっていることを特徴とする建物ユニット補強構造。