JP7689868B2

JP7689868B2 - 建物ユニット

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Publication number: JP7689868B2
Application number: JP2021090740A
Authority: JP
Inventors: 篤志吉沢; 新一木村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2025-06-09
Anticipated expiration: 2041-05-31
Also published as: JP2022183429A

Description

本開示は、建物ユニットに関する。

一般に、ユニット建物を構成する建物ユニットは、四隅に配置される柱と、これら柱の下端部同士を連結して架け渡される床大梁と、柱の上端部同士を連結して架け渡される天井大梁とからなる直方体状の骨組構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、この従来の骨組構造の建物ユニットは、床大梁や天井大梁に断面コ字状の溝形鋼が用いられ、床部分では、一対の対向する床大梁の間に、床小梁が架け渡されている。そして、床小梁の両端は、取付金具を介して床大梁に溶接されている。

また、取付金具は、床小梁の端面が溶接された小梁接合板と、この小梁接合板の上下端縁から略直角に折曲された上フランジおよび下フランジとにより、コの字断面形状に形成されている。そして、上フランジおよび下フランジが、床大梁の上下に結合されている。

特開２０１８－３１２２０号公報

近年、建物ユニットにより構築するユニット建物の品質向上を図るにあたり遮音性の向上が求められている。しかしながら、遮音材や補強材などを追加すると、部品点数の増加や製造の手間の増加によりコストアップを招く。

本開示は、上述の従来の課題に着目して成されたもので、安価に遮音性能向上を図ることが可能な建物ユニットを提供することを目的としている。

本開示の建物ユニットは、対向して配置された溝形鋼製の床大梁の間に、床小梁が架け渡され、前記床小梁の長手方向端部は、取付金具を介して前記床大梁に固定されている。そして、前記取付金具は、前記床小梁が固定された小梁接合板と、前記小梁接合板の上下に設けられ、前記床大梁に固定された上フランジおよび下フランジとによりコの字断面形状に形成されている。さらに、前記取付金具の前記小梁接合板は、凹状に形成されたビード部を備える。また、前記取付金具は、前記小梁接合板と両フランジの少なくとも一方との端縁部から立ち上げられて、前記小梁接合板と前記一方のフランジとに跨って連続して設けられた立上片を備える。

本開示の建物ユニットでは、取付金具の小梁接合板にビード部を設けたことにより、取付金具による床小梁の支持剛性を向上させ、これにより床小梁への荷重入力時の床小梁の撓み量を抑え、床小梁の振動を抑制できる。よって、床への荷重入力時の騒音の発生を抑え、遮音性を向上できる。また、取付金具は、小梁接合板と両フランジの少なくとも一方との端縁部から立ち上げられて、小梁接合板と前記一方のフランジとに跨って連続して設けられた立上片を備える。したがって、立上片は取付金具による床小梁の支持剛性をさらに向上させることができ、建物ユニットの遮音性をさらに向上できる。

このように、遮音材や補強材を増加させることなく建物ユニットの剛性を向上して、安価に遮音性能を向上できる。

図１は、実施の形態１の建物ユニットの骨組構造を示す斜視図である。図２は、実施の形態１の建物ユニットの要部を示す断面図であって、図１のＳ２－Ｓ２線の位置の断面を示す。図３は実施の形態１の建物ユニットに用いた取付金具の斜視図である。図４は実施の形態１の建物ユニットに用いた取付金具を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は図４（ｂ）のＳｃ－Ｓｃ線の位置の断面図、（ｄ）は底面図である。図５は実施の形態２の建物ユニットに用いた取付金具の斜視図である。図６は実施の形態１、２および比較例における床小梁の耐集中荷重性能試験の説明図である。図７は実施の形態１、２および比較例における床小梁の耐集中荷重性能試験の結果である荷重に対する変位量を示す図である。図８は実施の形態１、２および比較例における床小梁の耐集中荷重性能試験の結果に基づく上下方向の剛性を示す図である。図９は実施の形態１、２および比較例における床小梁の水平構面剛性試験の説明図である。図１０は実施の形態１、２および比較例における床小梁の水平構面剛性試験の結果である荷重に対する変位量を示す図である。図１１は実施の形態１、２および比較例における床小梁の水平構面剛性試験の結果に基づく水平方向の剛性を示す図である。図１２は実施の形態３の建物ユニットに用いる取付金具を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１３は実施の形態４の建物ユニットに用いる取付金具の側面図である。図１４は実施の形態５の建物ユニットに用いる取付金具の斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の建物ユニットは、図１に示すように、四隅に配置される柱１０と、柱１０の下端どうしを連結する床大梁２０と、柱１０の上端どうしを連結する天井大梁３０とを備えたボックス形のラーメン構造に形成されている。

なお、柱１０は角形鋼管により形成され、床大梁２０および天井大梁３０は、断面がコ字形の溝形鋼材によって形成されている。詳細には、床大梁２０は、図２に示すように、ウェブ２１と、ウェブ２１の上下を略直角に折曲されて上下に略平行に配置された上フランジ２２および下フランジ２３とを備える。また、天井大梁３０も同様の形状に形成されている。

そして、図１に示すように、一対の対向する桁側の床大梁２０，２０の間に、角型鋼板製の床小梁４０が架け渡されている。各床小梁４０は、長手方向の両端が鋼材により形成された取付金具５０を介して床大梁２０に固定されている。なお、床大梁２０は、図２に示すように床材６０を支持する。また、床材６０としては、パーティクルボードと硬質木片セメント材とを重ねたものを用いることができるが、これに限定されるものではなく合板などを用いることができる。

取付金具５０は、厚さ４ｍｍ程度の鋼材により、図３、図４に示すように、小梁接合板５１と上フランジ５２および下フランジ５３とにより略コの字断面形状に形成されている。なお、上フランジ５２および下フランジ５３は、小梁接合板５１の上下端部を曲げ加工により折曲して形成されており、その折り曲げ部分は、半径４ｍｍ程度で湾曲されている。

さらに、取付金具５０は、ビード部５４と、立上片５５、５５とを備える。なお、取付金具５０の水平方向の幅寸法Ｌ１は、９０ｍｍ程度に形成され、高さ寸法Ｌ２は、１５０ｍｍ程度に形成されている。また、上フランジの幅寸法Ｌ３は４０ｍｍ程度に形成され、下フランジ５３の幅寸法Ｌ４は、７０ｍｍ程度に形成されている。

そして、図２に示すように、小梁接合板５１には、床小梁４０の長手方向の端部が突き当てられた状態で、溶接により結合されている。また、上フランジ５２は、床大梁２０の上フランジ２２の上面に重ね合わされた状態で、溶接により結合されている。下フランジ５３は、床大梁２０の下フランジ２３の上面に重ね合わされた状態で、溶接により結合されている。

ビード部５４は、絞り加工により、図４（ｃ）に示すように、小梁接合板５１に内側方向（床大梁２０のウェブ２１に近付く方向）へ８ｍｍ程度あるいはそれ以上の深さで凹ませて形成されている。また、ビード部５４は、水平方向の幅Ｌ１１が床小梁４０の水平方向の内寸よりも小さな幅であって６２ｍｍ程度の寸法で、高さ方向の寸法Ｌ１２（図４（ａ）参照）が、１００ｍｍ程度の寸法の正面から見て略長方形状に形成されている。

立上片５５は、図４（ｂ）に示すように、小梁接合板５１と下フランジ５３とに跨って連続して形成されている。すなわち、立上片５５は、小梁接合板５１の端部および下フランジ５３の端部を折り曲げ加工により、小梁接合板５１の端部および下フランジ５３に対して略直角を成すよう折り曲げて形成されている。なお、この折り曲げ部分は、半径４ｍｍ程度で湾曲されている。

また、立上片５５において、下フランジ５３に沿う方向の寸法Ｌ２１は、３５ｍｍ程度の寸法であり、小梁接合板５１に沿う方向の寸法Ｌ２２は、１１５ｍｍ程度の寸法に形成されている。また、小梁接合板５１に沿って配置されている部分の高さＬ２３は、２０ｍｍ程度の寸法に形成され、下フランジ５３に沿う部分の高さＬ２４も２０ｍｍ程度の寸法に形成されている。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２の建物ユニットについて説明するが、この実施の形態２では実施の形態１との相違点のみ説明する。

実施の形態２は、取付金具２５０の構造が、実施の形態１と異なるもので、他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態２で用いる取付金具２５０は、図５に示すように、実施の形態１で用いた取付金具５０の立上片５５を省略したものである。他の構成は、実施の形態１と同様であり実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。

（実施の形態１、２の作用）
次に、実施の形態１、２の建物ユニットの作用について説明する。
＜耐集中荷重性能についての説明＞
図６は、床小梁４０を上方から見た説明図である。この耐集中荷重性能は、比較例と実施の形態１と実施の形態２とのそれぞれの床小梁４０の長手方向の中央ＣＥに所定の荷重Ｆ１を付与し、そのときの床小梁４０の上下方向の変位量を検出し剛性を求めた。

なお、比較例は、従来技術において説明したように、床小梁４０の長手方向の両端部を断面コの字状の取付金具により床大梁２０に固定したものであり、実施の形態２の取付金具２５０においてビード部５４を備えない構造のものである。また、比較例、実施の形態１、２のいずれも、小梁接合板５１と上フランジ５２と下フランジ５３とにより構成されるコの字断面形状部分については、材質、寸法が共通のものを用いた。

図７および図８は、床小梁４０の中央ＣＥに荷重Ｆ１を付与して得られた比較例と実施の形態１と実施の形態２との特性を示すもので、図７は荷重Ｆ１に対する変位量特性を示し、図８は剛性を表す。

図７では実線が比較例の変位量特性を示し、一点鎖線が実施の形態１の変位量特性を示し、二点鎖線が実施の形態２の変位量特性を示している。図７に示すように、比較例の変位量と比較して、実施の形態２の変位量が抑えられ、実施の形態１の変位量がさらに抑えられた。また、図８に示すように、比較例の剛性０．９６に対し、実施の形態２は１．０６倍の１．０１、実施の形態１は１．２５倍の１．１９と実施の形態１，２は、比較例よりも集中荷重剛性を向上させることができた。

＜水平構面剛性についての説明＞
図９は床小梁４０の水平構面剛性試験の説明図である。この水平構面剛性試験では、床小梁４０の一端を、取付金具５０を介して床大梁２０に固定する一方で、もう一方の端部を自由端とし、長手方向の中央ＣＥに、床小梁４０に直交する水平方向に荷重Ｐを加え、床小梁４０の水平方向の変位量δを検出した。

図１０では実線が比較例の変位量特性を示し、一点鎖線が実施の形態１の変位量特性を示し、二点鎖線が実施の形態２の変位量特性を示している。図１０に示すように、比較例の変位量と比較して、実施の形態２の変位量が抑えられ、実施の形態１の変位量がさらに抑えられた。また、図１１に示すように、比較例の剛性０．０３１に対し、実施の形態２は１．１２倍の０．０３５、実施の形態１は１．７６倍の０．０５５と実施の形態１，２は、比較例よりも水平構面剛性を向上させることができた。

以上のように、実施の形態１，２の建物ユニットでは、取付金具５０、２５０による床小梁４０の支持剛性が向上し、荷重入力時の床小梁４０の振動を抑えることができる。これにより、部品点数を増加させることなく、安価に建物ユニットの遮音性を向上できる。

（実施の形態１、２の効果）
以下に、実施の形態１、２の建物ユニットの効果を列挙する。
（１）実施の形態１、２の建物ユニットは、対向して配置された溝形鋼製の床大梁２０，２０の間に、床小梁４０が架け渡され、床小梁４０の長手方向端部は、取付金具５０、２５０を介して床大梁２０に固定されている。そして、取付金具５０、２５０は、床小梁４０が固定された小梁接合板５１と、小梁接合板５１の上下に設けられ、床大梁２０に固定された上フランジ５２および下フランジ５３とによりコの字断面形状に形成されている。さらに、取付金具５０、２５０の小梁接合板５１は、凹状に形成されたビード部５４を備える。なお、実施の形態１、２で示した寸法の取付金具５０では、ビード部５４の深さは８ｍｍ以上であることが望ましい。

したがって、取付金具５０、２５０による床小梁４０の支持剛性が向上し、荷重入力時の床小梁４０の振動を抑えることができる。これにより、部品点数を増加させることなく、安価に建物ユニットの遮音性を向上できる。

（２）実施の形態１の建物ユニットでは、取付金具５０は、さらに立上片５５、５５を備える。この立上片５５は、小梁接合板５１と下フランジ５３との端縁部から立ち上げられて、小梁接合板５１と下フランジ５３とに跨って連続して設けられている。

したがって、取付金具５０による床小梁４０の支持剛性をさらに向上させることができ、建物ユニットの遮音性をさらに向上できる。

（３）実施の形態１の建物ユニットでは、取付金具５０の立上片５５は、小梁接合板５１および下フランジ５３の端縁部を折曲して形成されている。

したがって、取付金具５０において立上片５５を小梁接合板５１および下フランジ５３とは別体の部材により形成したものと比較して、部品点数を抑え、製造コストを抑えることが可能である。

（他の実施の形態）
以下に、本開示の他の実施の形態として取付金具の変形例について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態同士で共通する構成には同じ符号を付して説明を省略し相違点のみ説明する。

（実施の形態３）
図１２に基づいて実施の形態３の建物ユニットに適用する取付金具３５０について説明する。この取付金具３５０は、立上片３５５の形状が実施の形態１の立上片５５の形状と異なる。

すなわち、立上片３５５は、実施の形態１で示した立上片５５よりも小梁接合板５１に沿う方向の長さの寸法Ｌ３１が長く形成され、かつ、その全長に亘って寸法Ｌ３２の高さを有する。なお、立上片３５５は、実施の形態１と同様に、曲げ加工により形成されている。

したがって、実施の形態３にあっても、床小梁４０では、実施の形態１と同等かそれ以上の剛性が得られ、安価に遮音性能の向上を図ることが可能である。

（実施の形態４）
図１３に基づいて実施の形態４の建物ユニットに適用する取付金具４５０について説明する。この取付金具４５０は、立上片４５５の形状が実施の形態１の立上片５５の形状と異なる。

すなわち、立上片４５５において、下フランジ５３に沿って設けられた部分４５５ａは、所望の剛性が得られる高さＬ４１（例えば、８ｍｍ）を有する。また、立上片４５５において、小梁接合板５１に沿って設けられた部分４５５ｂと、前記部分４５５ａとの間には、切れ込み部４５５ｃを備える。そして、部分４５５ｂにおいて切れ込み部４５５ｃが形成された箇所では、必要な剛性が得られる寸法（例えば、８ｍｍ）の高さＬ４２を備える。

したがって、実施の形態４にあっても、床小梁４０では、実施の形態１と同等の剛性が得られ、安価に遮音性能の向上を図ることが可能である。また、立上片４５５において部分４５５ａと部分４５５ｂとの間に切れ込み部４５５ｃを設けたことにより、切れ込み部４５５ｃを設けない場合と比較して部分４５５ａと部分４５５ｂとの曲げ加工が容易となる。

（実施の形態５）
図１４に基づいて実施の形態５の建物ユニットに適用する取付金具５５０について説明する。この取付金具５５０は、ビード部５５４の形状が実施の形態１のビード部５４と異なる。

すなわち、ビード部５５４は、小梁接合板５１と下フランジ５３とに跨って連続して形成されている。よって、取付金具５５０の剛性をさらに高めることができる。

したがって、実施の形態５にあっても、床小梁４０では、実施の形態１と同等かそれ以上の剛性が得られ、安価に遮音性能の向上を図ることが可能である。

以上、図面を参照して、本開示の建物ユニットの実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

実施の形態では、立上片は、小梁接合板と下フランジとを曲げ加工して形成したが、これに限定されない。例えば、小梁接合板および下フランジとは別体のものを溶接などにより一体に設けたり、小梁接合板と下フランジとの一方と一体のもの曲げ加工し、他方に溶接などにより一体設けたりしてもよい。

また、実施の形態では、立上片は小梁接合板と下フランジとに跨って設けたが、小梁接合板と上フランジとに跨って設けてもよい。この場合、上フランジは、床大梁の上フランジの下面に重ねて接合する。あるいは、立上片は小梁接合板と下フランジおよび上フランジに跨って設けてもよい。この場合、上フランジは、床大梁の上フランジの下面に重ねて接合し、下フランジは、床大梁の下フランジの上面に重ねて接合する。

また、ビード部は、小梁接合板に形成されていれば、上フランジに跨って形成してもよいし、上フランジと下フランジの両方に跨って形成してもよい。また、ビード部は、実施の形態では、長方形状に形成したが、その形状はこれに限定されず、角部の数を増やすことでさらなる剛性向上を図ることもできる。

１０柱
２０床大梁
３０天井大梁
４０床小梁
５０取付金具
５１小梁接合板
５２上フランジ
５３下フランジ
５４ビード部
５５立上片
２５０取付金具
３５０取付金具
３５５立上片
４５０取付金具
４５５立上片
５５０取付金具
５５４ビード部

Claims

対向して配置された溝形鋼製の床大梁の間に、床小梁が架け渡され、
前記床小梁の長手方向端部は、取付金具を介して前記床大梁に固定され、
前記取付金具は、前記床小梁が固定された小梁接合板と、前記小梁接合板の上下に設けられ、前記床大梁に固定された上フランジおよび下フランジとによりコの字断面形状に形成されている建物ユニットであって、
前記取付金具の前記小梁接合板は、凹状に形成されたビード部を備え、
前記取付金具は、前記小梁接合板と両フランジの少なくとも一方との端縁部から立ち上げられて、前記小梁接合板と前記一方のフランジとに跨って連続して設けられた立上片を備える建物ユニット。
請求項１に記載の建物ユニットにおいて、
前記立上片は、前記小梁接合板の端縁部および前記両フランジのうち前記立上片が設けられているフランジの端縁部を折曲して形成されている建物ユニット。