JPH10184068A - 建物内のシェルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化し施工を容易にすると共に重量物に対
する天井の強度を確保する。 【解決手段】 家屋内の一室に、下梁２ｘ，２ｙと支柱
３と上梁７ｘ，７ｙとからなる鉄骨の骨組みを有する室
を形成する。上梁７ｘ，７ｙからなる四角形の上梁骨組
み７に、互いにボルト１３で連結する３種の天井フレー
ムＡ、Ｂ、Ｃをボルト１３で連結することで天井の骨組
みを形成する。天井フレームは、枠部１１が大きさの異
なる二種の正方形Ａ、Ｂと、二種の正方形の各辺を長辺
と短辺とする長方形Ｃからなり、各天井フレームＡ、
Ｂ、Ｃは枠部１１に十字板１２を接合した略「田」の字
形をなし、天井フレームは十字板１２が格子状に連なる
ように連結し、十字板１２の線上にボルト１３が位置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家屋等の一室等の
一区画内に設ける鉄骨等の金属製の建物内のシェルター
（耐震室）に関する。

【０００２】

【従来の技術】家屋、特に建築後かなりの年数が経過し
て老朽化した木造家屋等は必ずしも大地震に耐え得る程
度の強度を備えておらず、地震等の際、家屋が倒壊する
おそれが高く、生命や財産を失う危険も高い。このよう
な場合に、家屋を耐震性の高いものに建て直すには多大
な費用と時間がかかり、現実には困難である場合も多
い。このような現状に鑑み、既存の家屋内の一階の一室
に鉄骨構造のシェルター（耐震室）をつくり、地震等の
際に倒壊しやすい木造家屋に対して強度の高いシェルタ
ー内で住人や家財等を保護しようとする技術が提案され
ている。そのようなシェルターとすれば、家屋内の一室
の補修で済むので経済的に安上がりであり、施工時間も
短いという利点がある。このようなシェルターの一例と
して、登録実用新案公報第３０２５９８６号に開示され
たものがある。このシェルターは、鉄骨組土台の各辺に
連結して鉄骨柱を起立させ、天井では鉄骨柱の上部に接
続された天井梁に格子状に補強桁等を組み付け、梁と補
強桁とで形成される格子状の空間に略ひし形の応力伝達
部材を配した構造としている。更に鉄骨組土台の各辺に
複数の鉄骨柱を結合し、この複数の鉄骨柱間の鉄骨組土
台と天井梁とを応力伝達部材で連結した補強構造を備え
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種のシェルターでは、シェルターの側部に上述の補
強構造を設けているために、一室内にシェルターを組み
込む際、部屋の出入口等の開口部に補強構造が位置する
と、補強構造が開口部を塞ぐことになり、使い勝手が悪
いという欠点がある。しかも鉄骨構造に補強構造が加わ
るために鉄骨の使用量が増加し、重量が大きくなるとい
う欠点もある。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みて、軽量
で施工しやすく、しかも建物内の一区画に設置してその
区画の出入口などの開口部を塞ぐことのない建物内のシ
ェルターを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による建物内のシ
ェルターは、家屋内の一区画に、下梁とこの下梁に結合
された柱とこの柱の上部に結合された上梁とからなる金
属製の骨組みを有する室を形成し、上梁に互いに連結す
る複数の天井フレームを連結することで天井の骨組みを
形成してなることを特徴とする。天井の骨組みは、互い
に連結する複数の天井フレームが上梁で吊られた構造と
なり、地震などの際に階上から重量物がシェルターの天
井に落下した際、天井フレームが下側に円弧状に変形す
ることで衝撃を吸収し、引っ張り応力が作用して各天井
フレームが均等な強度を有し、金属骨組みの構造上合理
的である。しかも複数の天井フレームの配列組み合せで
骨組みを構成することとしたので、シェルターの設置ス
ペースの大きさによらず、数種の天井フレームと上梁だ
けで天井の骨組みを形成でき、経済的である。

【０００６】また、天井フレームは四角形の枠部に十字
板を接合した略「田」の字形をなしていて、天井フレー
ムは十字板が格子状に連なるように連結され、天井フレ
ーム同士と天井フレーム及び上梁の連結部材がそれぞれ
十字板の線上に位置することとしてもよい。これによ
り、格子状に構成された天井の骨組みで十字板がそれぞ
れ小梁に近い役割を果たし、強度の向上に寄与する。ま
た、天井フレームは、枠部が大きさの異なる二種の正方
形と、該二種の正方形の各辺を長辺と短辺とする長方形
からなり、天井の骨組みはこれらの３種の天井フレーム
の組み合せで構成されてなることとしてもよい。これら
３種の天井フレームを組み合わせることで、四畳半、六
畳、八畳等各種のシェルタースペースによらず、天井の
骨組みを構成できて経済的である。

【０００７】下梁に互いに連結する複数の床フレームを
連結することで床の骨組みを形成し、複数の床フレーム
の角部を束で支持するようにしてもよい。床の骨組みも
床フレームを組み合わせて連結することで適宜の大きさ
の骨組みを構成できる。床フレームは、枠が大きさの異
なる二種の正方形と、該二種の正方形の各辺を長辺と短
辺とする長方形との３種からなり、床の骨組みはこれら
の３種の床フレームの組み合せで構成されていてもよ
い。これら３種の床フレームを組み合わせることで、四
畳半、六畳、八畳等各種のシェルタースペースによら
ず、床の骨組みを構成できて経済的である。

【０００８】また、本発明による建物内のシェルター
は、建物内の一区画に、下梁とこの下梁に結合された柱
とこの柱の上部に結合された上梁とからなる金属製の骨
組みを有する室を形成し、柱と上梁と下梁で区画する側
部に互いに連結する複数の側部フレームを連結すること
で側部の骨組みを形成してなることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図８により説明する。図１は実施の形態による建物
内のシェルターの製造過程における斜視図、図２は同じ
くシェルターの製造過程における分解斜視図、図３は柱
と下梁、柱と上梁の連結構造を示す一部破断状態の分解
斜視図、図４は図３の平面図、図５は天井の骨組みを示
す平面図、図６は３種の天井フレームを示す斜視図、図
７は天井フレーム同士、そして天井フレームと上梁との
連結構造を示す図、図８は上梁に天井フレームが連結さ
れた状態の側面図、図９は下梁と床フレームの連結構造
をなす図である。図１及び２において、実施の形態によ
るシェルター１は図示しない例えば木造家屋の一区画、
例えば六畳の一室内に、床を取り除いた状態で、この室
の四周の壁と天井の内側に隣接して組み立てられる。

【００１０】このシェルター１において、２種類の長さ
の下梁２ｘ、２ｙが四角形の枠状に組み立てられ、各角
部では、起立する柱３に二本の下梁２ｘ、２ｙが連結さ
れている。図３は、下梁２ｘ、２ｙと柱３の連結構造を
示すものであり、地盤上のコンクリート製の平板ブロッ
ク４上に柱３が建てられ、更に図示は省略するが、地盤
上３０ｃｍ程度の高さまでコンクリート（またはモルタ
ル）を打設すると共にコンクリート内に餅網状の鉄筋を
配設することで、シェルター１の中核部分を押さえるよ
うにする。また、柱３下部の隣接する二面には水平方向
に直交して略コの字形のブラケット５が固定され、この
ブラケット５にボルト止めされた略コの字形の継目板６
を介して略コの字形の下梁２ｘ、２ｙがボルト止め等で
連結されている。４本の柱３に対してこのように下梁２
ｘ、２ｙが六畳のスペースに沿った四角形状に連結され
て、下梁骨組み２を構成している。図３及び４に示すよ
うに、各柱３の上部には、同様に隣接する二面に水平方
向に直交して略コの字形のブラケット５が固定され、こ
のブラケット５にボルト止めされた略コの字形の継目板
６を介して略コの字形の２種類の長さの上梁７ｘ，７ｙ
がボルト止め等で連結されている。４本の柱３に対して
このように上梁７ｘ，７ｙが連結され、平面視で上梁７
ｘ，７ｙは六畳のスペースに沿った四角形状に組み立て
られて、上梁骨組み７を構成している。これら下梁２
ｘ，２ｙ、柱３及び上梁７ｘ，７ｙは断面略コの字形の
鉄骨によって構成されている。

【００１１】四角形状に組み立てられた上梁７ｘ，７ｙ
には、図５に示すように四角形状の天井フレームＡ、
Ｂ、Ｃが格子状に配列されて連結されている。ここで、
天井フレームＡ、Ｂ、Ｃは、図６に示すように比較的寸
法の大きい（例えば、９００×９００ｍｍ）正方形の天
井フレームＡ、寸法の小さい（例えば７０５×７０５ｍ
ｍ）正方形フレームＢ、天井フレームＡの辺長を長辺と
し、天井フレームＢの辺長を短辺とする（例えば９００
×７０５ｍｍ）長方形フレームＣの３種類で構成されて
いる。しかも各天井フレームＡ，Ｂ，Ｃは四角形をなす
断面視Ｌ字形の枠部１１に対して十字板１２が中央に張
られた平面視「田」の字形を呈している。

【００１２】そして図５において、六畳用に長方形状を
なす上梁骨組み７の長手方向において、左から天井フレ
ームＢ、Ｃ、Ｃ、Ｂで一列を構成し、天井フレームＢ、
Ｃ間、Ｃ、Ｃ間、Ｃ、Ｂ間は、枠部１１の隣り合う各辺
同士を例えば所定間隔の３本のボルト１３（図５では、
略図で一部のみを示す）等の連結部材で互いに連結す
る。連結構造は、図７に示すように隣接する天井フレー
ムＢ、Ｃの枠部１１，１１にそれぞれＬ字形の連結板１
４，１４の一側部を固定し、連結板１４，１４の他方の
側部を対向させてボルト１３で互いに連結するようにな
っている。同様な連結方法で他の天井フレーム同士も互
いに連結する。そして、上梁７ｘ，７ｙに接する天井フ
レームＢ、Ｃについても、一側部を枠部１１にボルト止
めされた連結板１４の他側部を上枠７ｘ、７ｙに対向さ
せた状態で、ボルト１３でそれぞれ３箇所連結すればよ
い。次の列は天井フレームＣ、Ａ、Ａ、Ｃを配列して互
いに連結し、上梁７ｙとも連結し、最後の列で、天井フ
レームＢ、Ｃ、Ｃ、Ｂを互いに連結し、上梁７ｘ，７ｙ
とも連結する。

【００１３】このようにして、天井フレームＡ，Ｂ，Ｃ
が四角形状の上梁７ｘ，７ｙに格子状に連結された状態
で、各天井フレームの十字板１２は互いに格子状に連な
ることになり、しかもボルト１３が十字板１２の線上に
位置するように枠部１１と連結板１４を固定すること
で、これら十字板１２は枠部１１と連結板１４及びボル
ト１３を介して上梁７ｘ、７ｙに直線状に連結された状
態になり、十字板１２が小梁に似た役割を果たすことに
なる。尚、図７，８に示すように、天井フレームＡ、
Ｂ、Ｃの下側に化粧用の天井板１６を取り付けても良
く、更に、二つの天井フレームを連結する一対の連結板
１４，１４を覆う外装用の竿縁カバー１７を装着するよ
うにしてもよい。また、上梁７，７′の外側に梁型１８
を設けるようにしてもよい。

【００１４】次に床骨組みの取付構造を図９と図１及び
２を用いて説明する。図６に示す天井フレームＡ、Ｂ、
Ｃから十字板１２を除いた形状のものを床フレームａ、
ｂ，ｃとし、これらを天井フレームと同一の配列で下梁
２ｘ、２ｙで形成された六畳大のスペースの四角形状の
下梁骨組み２内に連結する。連結手段は、天井フレーム
Ａ、Ｂ、Ｃと同様に連結板１４とボルト１３である。そ
の際、４枚の床フレームａ、ｂ，ｃが互いに接する角部
の下側には、図９に示すように、ベース１９上に固定さ
れた束２０が配置され、束２０の上部にネジ込まれたボ
ルト２１上部に支持板２２が固定され、この支持板２２
で４枚の床フレームａ、ｂ，ｃの角部またはこれら角部
に固定された連結板１４を支持するようになっている。
しかもボルト２１にはナット２３が螺合されて束２０の
上面に当接しており、ナット２３の位置を調整すること
で支持板２２の高さを調整できるようになっている。そ
して、連結された床フレームａ、ｂ，ｃ上には根太２
５、捨床２６、フローリング２７等が順次取り付けられ
ていてもよい。

【００１５】本実施の形態によるシェルター１は上述の
ように構成されているから、シェルター１内に内装を施
すことで、ふだんは通常の部屋として使用できる。そし
て、シェルター１の天井においては、図８に示すように
常態では部屋の梁（または階上の床）３０との間に若干
の隙間があり、荷重がかからないので、連結された天井
フレームＡ、Ｂ、Ｃはほぼ水平状態に保持される。そし
て、地震等により家屋が倒壊した場合、シェルター１の
天井に上階の家具や瓦礫、木材等の重量物が落下したと
しても、この天井は格子状に配列された天井フレーム
Ａ、Ｂ、Ｃがボルト１３で相互に連結されて四角形状の
上梁骨組み７にボルト１３で吊られた状態にあるから、
重量物の荷重等により各天井フレームＡ、Ｂ、Ｃが全体
で床側に撓んで円弧状に変形して衝撃を吸収し、天井フ
レームＡ、Ｂ、Ｃ間に互いに引っ張り応力が働くことに
なる。

【００１６】その場合、実施の形態によるシェルター１
では、各天井フレームＡ、Ｂ、Ｃがボルト１３を介して
互いに引っ張り合う柔的な張力で支えることができて、
各天井フレームＡ、Ｂ、Ｃは均等な強度で支え合い、し
かも全体に変形することで強度が大きく、重量に対する
強度が高い。尚、上述の説明では、図５等に示すように
六畳間のスペースに天井フレームＡ、Ｂ、Ｃを格子状に
連結する例について述べたが、この３種の天井フレーム
を適宜組み合わせることで、四畳半や八畳や十二畳等各
種広さの部屋のスペース等にも適用することができる。
例えば、四畳半のスペースに天井フレームを連結するに
は、図５において、天井フレームＣ、Ａ、Ｃからなる縦
方向のフレームを１列除いて連結すればよい。八畳のス
ペースに天井フレームを連結するには横方向に天井フレ
ームＢ、Ｃ、Ｃ、Ｂからなる列を追加して連結すればよ
い。

【００１７】上述のように本実施の形態によるシェルタ
ー１によれば、地震等に対して従来のシェルターと同等
の耐震性を備えている上に、地震などの際に天井に階上
の家具や瓦礫等の重量物が落ちても、天井フレームＡ、
Ｂ、Ｃが上梁骨組み７で吊られているので、全体に変形
して衝撃を緩和し且つ引っ張り応力で荷重を支えるので
強度が高く、それぞれの天井フレームＡ、Ｂ、Ｃが均等
な強度を有していて、天井にかかる重量に対する強度が
高いという格別の利点がある。また、天井の骨組み構造
のために使用する鉄骨の量が比較的少なく軽量化でき、
施工が容易である上に、部屋の開口部を塞ぐ側部の補強
構造がないために既存の部屋に採用し易い。しかも、３
種の天井フレームＡ、Ｂ、Ｃを適宜組み合わせて連結す
ることで、各種広さのスペースに対応して天井の骨組み
を形成することができ、経済的である。更に各天井フレ
ームＡ、Ｂ、Ｃは十字板１２が格子状に連続し、十字板
１２の線上に連結板１４とボルト１３からなる連結手段
が取り付けられて、天井フレーム同士、天井フレームと
上梁骨組み７を連結したから、十字板１２が小梁に近い
役割を果たし、天井の骨組みの強度向上に寄与する。ま
た、同様に、床フレームａ、ｂ、ｃを組み合わせて束２
０で互いの角部を支持することで、同様に各種広さのス
ペースに対応して床の骨組みを低コストで形成すること
ができる。

【００１８】尚、天井フレームＡ、Ｂ、Ｃによる天井の
骨組みと同等な連結構造をシェルター１の側部４０（図
１，２参照）に採用してもよい。この場合、天井フレー
ムＡ、、Ｂ、Ｃをそれぞれ側部フレームとし、互いに連
結された側部フレームＡ、Ｂ、Ｃの外側のものの枠部１
１を柱３，３と上梁７ｘまたは７ｙと下梁２ｘまたは２
ｙとに連結することで側部の骨組みを形成することがで
き（図５と同様になる）、特に家屋に自動車等が飛び込
んだ場合等の衝撃荷重に対する衝撃緩和及び強度補強効
果が大きい。また、上述の実施の形態では、天井フレー
ム（側部フレーム）Ａ，Ｂ，Ｃとして四角形の枠部１１
に十字板１２を固定したものを採用したが、天井フレー
ムの形状についてはこれに限定されることなく、各種の
形状のものを採用できる。例えば、図９に示すように図
６の天井フレームと同様な各種の正方形及び長方形の枠
部１１に対して対角方向に十字板３１を固定して天井フ
レームＡ′、Ｂ′、Ｃ′を構成してもよい。

【００１９】尚、天井フレーム（や床フレームや側部フ
レーム）については、必ずしも四角形の枠部を有してい
なくてもよく、例えば三角形や六角形等適宜の多角形や
円形や楕円形等でもよい。これらの枠部を連結板１４と
連結部材からなる連結手段で互いに連結して、更に上梁
骨組み７等に連結すれば、各天井フレームが格子状に配
列されて上梁骨組み７に吊られ、実施の形態と同様の構
成となる。また、連結手段としてボルト１３等の連結部
材だけを用い、連結部材を直接各種フレームや梁等と連
結してもよい。また、本発明によるシェルターは、木造
家屋だけでなく、セメントブロックを積み上げた家屋、
築後年数が長く老朽化した建物等各種の建物に採用でき
る。しかも採用に際して、上述の実施の形態のように必
ずしも家屋内の既存の一室内に壁面等に隣接して建てな
くても良く、例えば複数室分、或いは一室の一部分等適
宜の区画に設置できる。

【００２０】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る建物内のシ
ェルターは、建物内の一区画に、下梁とこの下梁に結合
された柱とこの柱の上部に結合された上梁とからなる金
属製の骨組みを有する室を形成し、上梁に互いに連結す
る複数の天井フレームを連結することで天井の骨組みを
形成してなるから、天井の骨組みは、互いに連結する複
数の天井フレームが上梁で吊られた構造となり、地震な
どの際に階上から重量物がシェルターの天井に落下した
際、天井フレームが下側に変形することで衝撃を吸収
し、引っ張り応力が作用して各天井フレームが均等な強
度を有する。しかも複数の天井フレームの配列組み合せ
で骨組みを構成することとしたので、使用する金属の使
用量が少なく軽量化できて施工が容易で経済的である上
に、シェルターの設置スペースの大きさによらず、数種
の天井フレームと上梁だけで天井の骨組みを形成でき、
経済的である。

【００２１】また、天井フレームは四角形の枠部に十字
板を接合した略「田」の字形をなしていて、天井フレー
ムは十字板が格子状に連なるように連結され、天井フレ
ーム同士と天井フレーム及び上梁の連結部材がそれぞれ
十字板の線上に位置するから、十字板がそれぞれ小梁に
近い役割を果たし、強度の向上に寄与する。また、天井
フレームは、枠部が大きさの異なる二種の正方形と、該
二種の正方形の各辺を長辺と短辺とする長方形からな
り、天井の骨組みはこれらの３種の天井フレームの組み
合せで構成されてなることとしたから、これら３種の天
井フレームを組み合わせることで、四畳半、六畳、八畳
等各種のシェルタースペースの大きさであっても天井の
骨組みを構成できて経済的である。

【００２２】更に、下梁に互いに連結する複数の床フレ
ームを連結することで床の骨組みを形成し、複数の床フ
レームの角部を束で支持するようにしたから、床の骨組
みも床フレームを組み合わせて連結することで適宜の大
きさの骨組みを構成できる。床フレームは、枠部が大き
さの異なる二種の正方形と、該二種の正方形の各辺を長
辺と短辺とする長方形との３種からなり、床の骨組みは
これらの３種の床フレームの組み合せで構成されてなる
ので、シェルタースペースの大きさによらず、床の骨組
みを構成できて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による建物内のシェルタ
ーの製造過程における斜視図である。

【図２】 図１と同じく建物内のシェルターの製造過程
における分解斜視図である。

【図３】 柱と下梁、柱と上梁の連結構造を一部破断状
態で示す斜視図である。

【図４】 図３に示す柱と上梁の平面図である。

【図５】 天井の骨組みを示す平面図である。

【図６】 ３種の天井フレームをそれぞれ示す斜視図で
ある。

【図７】 天井フレーム同士、そして天井フレームと上
梁との連結構造を示す図である。

【図８】 上梁に天井フレームが連結された状態の側面
図である。

【図９】 床フレームと下梁の連結構造を示す側面図で
ある。

【図１０】 天井フレームの別の形状を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ シェルター ２ｘ，２ｙ 下梁 ３ 柱 ７ｘ，７ｙ 上梁 １１ 枠部 １２、３１ 十字板 １３ ボルト １４ 連結板 Ａ、Ｂ、Ｃ 天井フレーム ａ、ｂ、ｃ 床フレーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物内の一区画に、下梁とこの下梁に結
   合された柱とこの柱の上部に結合された上梁とからなる
   金属製の骨組みを有する室を形成し、前記上梁に互いに
   連結する複数の天井フレームを連結することで天井の骨
   組みを形成してなる建物内のシェルター。
2. 【請求項２】 前記天井フレームは四角形の枠部に十字
   板を接合した略「田」の字形をなしていて、前記天井フ
   レームは十字板が格子状に連なるように連結され、天井
   フレーム同士と天井フレーム及び上梁の連結部材がそれ
   ぞれ前記十字板の線上に位置することを特徴とする請求
   項１記載の建物内のシェルター。
3. 【請求項３】 前記天井フレームは、枠部が大きさの異
   なる二種の正方形と、該二種の正方形の各辺を長辺と短
   辺とする長方形からなり、前記天井の骨組みはこれら３
   種の天井フレームの組み合せで構成されてなることを特
   徴とする請求項２記載の建物内のシェルター。
4. 【請求項４】 前記下梁に互いに連結する複数の床フレ
   ームを連結することで床の骨組みを形成し、複数の前記
   床フレームの角部を束で支持してなることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれか記載の建物内のシェルター。
5. 【請求項５】 前記床フレームは、枠部が大きさの異な
   る二種の正方形と、該二種の正方形の各辺を長辺と短辺
   とする長方形との３種からなり、前記床の骨組みはこれ
   らの３種の床フレームの組み合せで構成されてなること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の建物内の
   シェルター。
6. 【請求項６】 建物内の一区画に、下梁とこの下梁に結
   合された柱とこの柱の上部に結合された上梁とからなる
   金属製の骨組みを有する室を形成し、前記柱と上梁と下
   梁で区画する側部に互いに連結する複数の側部フレーム
   を連結することで側部の骨組みを形成してなる建物内の
   シェルター。