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発明の名称 建物ユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−78696
公開日 平成9年(1997)3月25日
出願番号 特願平7−236690
出願日 平成7年(1995)9月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】木下 實三 (外2名)
発明者 垂石 庸子 / 渡辺 聡
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 矩形状の床パネルと、この床パネルの相対する側縁部に立設された2本の長寸柱および2本の短寸柱と、前記各長寸柱の上端部から前記短寸柱の上端部に跨がってそれぞれ掛け渡されるとともに前記長寸柱側を水平状梁部としかつ前記短寸柱側を傾斜状梁部とした2本の屈曲上梁とを備える建物ユニットであって、前記各屈曲上梁と前記長寸柱との接合部および前記各屈曲上梁と前記短寸柱との接合部がピン接合されているとともに、それ以外の柱と床パネルとの接合部が剛接合されていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項2】 請求項1に記載の建物ユニットにおいて、前記2本の長寸柱の上端部間および前記2本の短寸柱の上端部間にはそれぞれ直線上梁が掛け渡され、この直線上梁と前記長寸柱および短寸柱との接合部はピン接合されていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項3】 請求項2に記載の建物ユニットにおいて、前記2本の屈曲上梁の屈曲部間には中間梁が掛け渡され、この中間梁と前記各直線上梁との間には小梁が前記屈曲上梁と平行に設けられていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の建物ユニットにおいて、前記2本の長寸柱は前記矩形状の床パネルの相対する一方の長辺側縁部の隅部に立設され、前記2本の短寸柱は前記矩形状の床パネルの相対する他方の長辺側縁部の隅部に立設されていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の建物ユニットにおいて、前記各屈曲上梁は前記水平状梁部と傾斜状梁部とが別体として形成され、前記水平状梁部と傾斜状梁部との間にはこれら両梁部を所定の角度で接合する接続部材が設けられているとともに、前記傾斜状梁部の下端を前記短寸柱の上端部に接合する接合部材が設けられ、前記接続部材は、前記水平状梁部に挿入固定される第1接続部と、この第1接続部に対して所定の角度で形成され前記傾斜状梁部に挿入固定される第2接続部とを備えていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項6】 請求項5に記載の建物ユニットにおいて、前記第2接続部に対して前記傾斜状梁部が長手方向に位置調整可能に仮固定できる調整機構を備えていることを特徴とする建物ユニット。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物ユニットに関する。詳しくは、天井フレームの妻側または桁側に傾斜状天井部を有する建物ユニット、いわゆる、台形形状の建物ユニットに関する。
【0002】
【背景技術】ユニット工法で用いられる建物ユニットの1つとして、北側傾斜線制限などに対応できるように、天井フレームの一部を傾斜状天井部とした、いわゆる、台形形状の建物ユニットが知られている。たとえば、建物ユニットの短辺側の天井フレームを傾斜状天井部としたものとして特開昭64−39436号公報が、建物ユニットの長辺側の天井フレームを傾斜状天井部としたものとして特開平2−147737号公報や特開平2−147738号公報などが知られている。
【0003】この種の建物ユニット、たとえば、短辺側に傾斜状天井部を形成した建物ユニットは、図10に示すように、矩形状の床フレーム1と、この床フレーム1の相対する側縁部に立設された高さの異なる妻フレーム2A,2Bと、この両側の妻フレーム2A,2Bの上端部間に掛け渡された天井フレーム3とから構成されている。
【0004】ここで、床フレーム1は、2本の長辺下梁5,6と、この2本の長辺下梁5,6間を連結する複数本の根太7とから構成されている。妻フレーム2Aは、2本の長寸柱8A,9Aと、この2本の長寸柱8A,9Aの上端部間および下端部間を連結する短辺上梁10Aおよび短辺下梁11Aとから構成されている。妻フレーム2Bは、2本の短寸柱8B,9Bと、この2本の短寸柱8B,9Bの上端部間および下端部間を連結する短辺上梁10Bおよび短辺下梁11Bとから構成されている。天井フレーム3は、前記各長寸柱8A,9Aの上端部から前記短寸柱8B,9Bの上端部に跨がってそれぞれ掛け渡されるとともに前記長寸柱8A,9A側を水平状梁部12としかつ前記短寸柱8B,9B側を傾斜状梁部13とした2本の屈曲上梁14,15と、この2本の屈曲上梁14,15間を連結する複数本の小梁16とから構成されている。
【0005】従来、このような建物ユニットの製造にあたっては、工場において、床フレーム1、妻フレーム2A,2Bおよび天井フレーム3を別個に製作しておく。組立にあたって、床フレーム1の相対する側縁部に妻フレーム2A,2Bを立設したのち、天井フレーム3を妻フレーム2A,2Bの上端部間に吊り上げ、その水平状梁部12の端部を妻フレーム2Aの長寸柱8A,9Aの上端部に溶接固定するとともに、傾斜状梁部13の端部を妻フレーム2Bの短寸柱8B,9Bの上端部に溶接固定する。つまり、天井フレーム3と長寸柱8A,9Aおよび短寸柱8B,9Bの上端部とを剛接合することにより、建物ユニットを製造していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような構造の建物ユニットでは、長さ寸法の異なる長短2種類の柱8A,9A、8B,9Bが含まれているため、荷重による撓み量が長さ寸法によつて異なる。たとえば、短寸柱8B,9Bの撓み量は、同じ水平荷重が加わっても、長寸柱8A,9Aの撓み量よりも小さい。このため、地震や台風などにより建物ユニットの骨組みに水平荷重が加わると、短寸柱8B,9Bの撓み量と長寸柱8A,9Aの撓み量とが異なるため、これらの柱8A,9A、8B,9Bと天井フレーム3との剛接合部分に大きな負荷がかかる。
【0007】本発明の目的は、このような長さ寸法の異なる長短2種類の柱を備えた建物ユニットにおいて、柱の接合部にかかる負荷に対する耐久性を向上させることができる建物ユニットを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の建物ユニットは、図面を参照して説明すると、矩形状の床パネル21と、この床パネル21の相対する側縁部に立設された2本の長寸柱22,22および2本の短寸柱23,23と、前記各長寸柱22,22の上端部から前記短寸柱23,23の上端部に跨がってそれぞれ掛け渡されるとともに前記長寸柱22,22側を水平状梁部26Aとしかつ前記短寸柱23,23側を傾斜状梁部26Bとした2本の屈曲上梁26,26とを備える建物ユニットであって、前記各屈曲上梁26,26と前記長寸柱22,22との接合部および前記各屈曲上梁26,26と前記短寸柱23,23との接合部がピン接合されているとともに、それ以外の柱22,22、23,23と床パネル21との接合部が剛接合されていることを特徴とする。
【0009】このような構成によれば、建物ユニットの骨組み20に水平荷重が加わり、長寸柱22と短寸柱23との撓み量に差が生じても、長寸柱22の上端部と短寸柱23の上端部とを連結する屈曲上梁26の両端が各柱22,23に対してピン接合されているから、上記撓み量の差をこれらの接合部における変形により吸収することができる。これにより、接合部にかかる負荷に対する耐久性を向上させることができる。
【0010】また、上記構成において、前記2本の長寸柱22,22の上端部間および前記2本の短寸柱23,23の上端部間にはそれぞれ直線上梁24,25が掛け渡され、この直線上梁24,25と前記長寸柱22,22および短寸柱23,23との接合部はピン接合されていることを特徴とする。このような構成によれば、長寸柱22,22の上端部と短寸柱23,23の上端部とを連結する屈曲上梁26,26によって、2本の長寸柱22,22の撓み量に差が生じても、また、短寸柱23,23の撓み量に差が生じても、2本の長寸柱22,22の上端部間および前記2本の短寸柱23,23の上端部間を連結する直線上梁24,25の両端が各柱22,23に対してピン接合されているから、上記撓み量の差をこれらの接合部における変形により吸収することができる。
【0011】また、上記構成において、前記2本の屈曲上梁26,26の屈曲部間には中間梁27が掛け渡され、この中間梁27と前記各直線上梁24,25との間には小梁36,37が前記屈曲上梁26,26と平行に設けられていることを特徴とする。このような構成によれば、2本の屈曲上梁26,26間に小梁を掛け渡す構造に比べ、小梁の長さ寸法が短いものを使用することができるから、経済的に構成することができる。
【0012】また、上記構成において、前記2本の長寸柱22,22は前記矩形状の床パネル21の相対する一方の長辺側縁部の隅部に立設され、前記2本の短寸柱23,23は前記矩形状の床パネル21の相対する他方の長辺側縁部の隅部に立設されていることを特徴とする。このような構成によれば、建物ユニットの長辺側に傾斜状天井部を構成することができるから、たとえば、ユニットの長辺側が北側を向くように、ユニットの配置が制約される場合でも北側斜線制限に対応することができる。
【0013】また、上記構成において、前記各屈曲上梁26,26は前記水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとが別体として形成され、前記水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとの間にはこれら両梁部26A,26Bを所定の角度で接合する接続部材71が設けられているとともに、前記傾斜状梁部26Bの下端を前記短寸柱23,23の上端部に接合する接合部材77が設けられ、前記接続部材71は、前記水平状梁部26Aに挿入固定される第1接続部と、この第1接続部に対して所定の角度で形成され前記傾斜状梁部に挿入固定される第2接続部とを備えていることを特徴とする。このような構成によれば、屈曲上梁26,26を水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとに別体形成し、その水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとを接続部材71を介して所定の角度に接合してあるから、水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとをエンドプレート51を介して突き合わせ溶接する構造に比べ、水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとを、所定の角度で精度よく、かつ、容易に接合することができる。また、傾斜状梁部26Bの角度が異なる場合でも、接続部材71および接合部材77のみを変更すればよいから、つまり、水平状梁部26Aや傾斜状梁部26Bはそのまま使用できるから、部品点数を削減できる。
【0014】また、上記構成において、前記第2接続部に対して前記傾斜状梁部が長手方向に位置調整可能に仮固定できる調整機構(長孔76)を備えていることを特徴とする。このような構成によれば、第2接続部73に対して傾斜状梁部26Bの長手方向位置を調整しながらボルト75などにより仮固定したのち、溶接することができるから、高精度な接合を行える。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。図1は本実施形態の建物ユニットの骨組みを示している。同建物ユニットの骨組み20は、矩形状の床パネル21と、この床パネル21の相対する一方の長辺側縁部の隅部に立設された2本の長寸柱22,22と、前記床パネル21の相対する他方の長辺側縁部の隅部に立設された2本の短寸柱23,23と、前記2本の長寸柱22,22の上端部間および前記2本の短寸柱23,23の上端部間にそれぞれ掛け渡された直線上梁24,25と、前記各長寸柱22,22の上端部から前記短寸柱23,23の上端部に跨がってそれぞれ掛け渡されるとともに前記長寸柱22,22側を水平状梁部26Aとしかつ前記短寸柱23,23側を傾斜状梁部26Bとした2本の屈曲上梁26,26と、この2本の屈曲上梁26,26の屈曲部間に掛け渡された中間梁27とを備えて構成されている。
【0016】前記床パネル21は、2本の長辺下梁31,31と、2本の短辺下梁32,32とから矩形枠状の骨組みに形成されている。2本の長辺下梁31,31間には、複数本の根太33が一定ピッチ間隔で設けられている。なお、各長辺下梁31,31および短辺下梁32,32の両端は、前記長寸柱22,22および短寸柱23,23の下端部にそれぞれ溶接固定されている。つまり、剛接合されている。前記直線上梁24、中間梁27および屈曲上梁26,26の水平状梁部26Aで囲まれた面には、中間梁27と直線上梁24との間に小梁36が屈曲上梁26と平行に設けられているとともに、ブレース34がX状に掛け渡されている。また、中間梁27、直線上梁25および屈曲上梁26,26の傾斜状梁部26Bで囲まれた面には、中間梁27と直線上梁25との間に小梁37が屈曲上梁26と平行に設けられているとともに、ブレース35がX状に掛け渡されている。
【0017】図2および図3は前記長寸柱22と直線上梁24および屈曲上梁26との接合部構造を示している。前記長寸柱22の上端部直交2面には平面略T字状の連結ブラケット41,42が溶接固定されている。前記直線上梁24の端部には、平面L字形のアングル材43が固定されている。アングル材43は、上梁24の端部近傍から上梁24のウエブ24aに対して直角に突設された面43Aと、この面43Aから直角にかつウエブ24Aと平行に折曲された面43Bとを備えている。面43Bに溶接固定されたナット44には、前記連結ブラケット41を通して数本のボルト45が螺合されている。つまり、長寸柱22の上端部と直線上梁24の端部とがピン接合されている。前記屈曲上梁26の端部には、平面L字形のアングル材46が固定されている。アングル材46は、上梁26の端部近傍から上梁26のウエブ26aに対して直角に突設された面46Aと、この面46Aから直角にかつウエブ26aと平行に折曲された面46Bとを備えている。面46Bに溶接固定されたナット47には、前記連結ブラケット42を通して数本のボルト48が螺合されている。つまり、長寸柱22の上端部と屈曲上梁26の端部とがピン接合されている。なお、連結ブラケット42には、前記ブレース34の端部がボルト止めされるブレース固定板49が溶接固定されている。
【0018】図4は前記屈曲上梁26と中間梁27との接合部構造を示している。前記屈曲上梁26は、前記水平状梁部26Aと、傾斜状梁部26Bとが別体として形成され、これらがエンドプレート51を介して所定角度に突き合わせ溶接されている。水平状梁部26Aの端部には、前記中間梁27の端部が溶接固定されている。なお、水平状梁部26Aおよび傾斜状梁部26Bの端部には、前記ブレース34,35の端部がボルト止めされるブレース固定板52,53が溶接固定されている。
【0019】図5および図6は前記短寸柱23と直線上梁25および屈曲上梁26との接合部構造を示している。前記短寸柱23の上端部直交2面には平面略T字状の連結ブラケット61,62が溶接固定されている。前記直線上梁25の端部には、平面L字形のアングル材63が固定されている。アングル材63は、上梁25の端部近傍から上梁25のウエブ25aに対して直角に突設された面63Aと、この面63Aから直角にかつウエブ25aと平行に折曲された面63Bとを備えている。面63Bに溶接固定されたナット64には、前記連結ブラケット61を通して数本のボルト65が螺合されている。つまり、短寸柱23の上端部と直線上梁25の端部とがピン接合されている。前記屈曲上梁26の端部には、平面L字形のアングル材66が固定されている。アングル材66は、上梁26の端部近傍から上梁26のウエブ26aに対して直角に突設された面66Aと、この面66Aから直角にかつウエブ26aと平行に折曲された面66Bとを備えている。面66Bに溶接固定されたナット67には、前記連結ブラケット62を通して数本のボルト68が螺合されている。つまり、短寸柱23の上端部と屈曲上梁26の端部とがピン接合されている。なお、連結ブラケット62には、前記ブレース35の端部がボルト止めされるブレース固定板69が溶接固定されている。
【0020】このような実施形態によれば、建物ユニットの骨組み20に水平荷重が加わり、長寸柱22と短寸柱23との撓み量に差が生じても、長寸柱22の上端部と短寸柱23の上端部とを連結する屈曲上梁26の両端が各柱22,23に対してピン接合されているから、上記撓み量の差をこれらの接合部における変形により吸収することができる。そのため、これらの接合部にかかる負荷に対する耐久性を向上させることができる。
【0021】また、2本の長寸柱22,22の上端部間および2本の短寸柱23,23の上端部間にそれぞれ掛け渡した直線上梁24,25の両端と、長寸柱22,22および短寸柱23,23との接合部をピン接合としたので、長寸柱22,22の上端部と短寸柱23,23の上端部とを接合する屈曲上梁26,26によって、2本の長寸柱22,22の撓み量に差が生じても、また、短寸柱23,23の撓み量に差が生じても、2本の長寸柱22,22の上端部間および2本の短寸柱23,23の上端部間を連結する直線上梁24,25の両端が各柱22,23に対してピン接合されているから、上記撓み量の差をこれらの接合部における変形により吸収することができる。
【0022】また、2本の長寸柱22,22および2本の短寸柱23,23と、2本の直線上梁24,25および2本の屈曲上梁26,26との接合部が全てピン接合であるから、全ての接合部を溶接などによる剛接合とした構造に比べ、組立工数を削減できる。しかも、これらの接合は、直線上梁24,25および屈曲上梁26,26内でボルト接合しているから、これらの梁24,25,26の外側にボルト・ナットなどが露出することがない。そのため、これらの梁24,25,26にそって外装部材などを配置することもできる。
【0023】また、これらの接合にあたって、各梁24,25,26の内面にL字状(直交する2つの面を有するL字状)のアングル材43,46,63,66を取り付け、これらのアングル材43,46,63,66を用いて各柱22,23との接合を行っているから、たとえば、梁のウエブと平行な面のみを有する板を用いてピン接合する場合に比べ、強度を向上させることができる。とくに、片側が開放された断面C型のチャンネル材から形成された梁24,25,26の変形などを効果的に防止できる。
【0024】また、2本の屈曲上梁26,26の屈曲部間に中間梁27を掛け渡し、この中間梁27と各直線上梁24,25との間に小梁36,37を屈曲上梁26,26と平行に設けたので、2本の屈曲上梁26,26間に小梁を掛け渡す構造に比べ、小梁の長さ寸法が短いものを使用することができるから、経済的に構成することができる。
【0025】また、2本の長寸柱22,22を矩形状の床パネル21の相対する一方の長辺側縁部の隅部に立設し、2本の短寸柱23,23を矩形状の床パネル21の相対する他方の長辺側縁部の隅部に立設したので、建物ユニットの長辺側に傾斜状天井部を構成することができるから、たとえば、ユニットの長辺側が北側を向くように配置制限された場合にも北側斜線制限に対応することができる。
【0026】以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、建物ユニットの長辺側に傾斜状天井部を構成したが、2本の長寸柱22を床パネル21の相対する一方の短辺側縁部に、2本の短寸柱23を床パネル21の相対する他方の短辺側縁部にそれぞれ立設すれば、短辺側に傾斜状天井部を構成することができる。
【0027】また、前記屈曲上梁26については、図7に示す構造としてもよい。これは、前記水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとを別体として形成し、この水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとの間にこれら両梁部26A,26Bを所定の角度で接合する接続部材71を設けるとともに、前記傾斜状梁部26Bの下端を前記短寸柱23の上端部に接合する接合部材77を設けた構造である。
【0028】ここで、前記接続部材71は、図8に示すように、前記水平状梁部26A内に挿入されかつ溶接固定される断面コ字状の第1接続部72と、この第1接続部72に対して所定の角度で折り曲げられ前記傾斜状梁部26B内に挿入されかつ溶接固定される断面コ字状の第2接続部73とを備える。なお、これらの形成にあたっては、図8の二点鎖線で示すように、1枚の板を所定形状に打ち抜き成形し、これを折り曲げて第1接続部72および第2接続部73を形成することができる。
【0029】前記第2接続部73のフランジ73a内面にはナット74が溶接固定されている。このナット74には、第2接続部73の外側に前記傾斜状梁部26Bが嵌合された状態において、傾斜状梁部26Bの外側から挿入されたボルト75が螺合されている。傾斜状梁部26Bには、図9に示すように、前記ボルト75が挿入される調整機構としての長孔76が形成され、これにより、第2接続部73に対して傾斜状梁部26Bの長手方向位置を調整しながらボルト75により仮固定したのち、溶接することができるようになっている。また、前記接合部材77は、一端が前記傾斜状梁部26Bに溶接され、他端が前記短寸柱23の連結ブラケット62にボルト78により固定されている。
【0030】このような構成とすれば、水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとを接続部材71を介して所定の角度に接合してあるから、水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとをエンドプレート51を介して突き合わせ溶接する構造にくらべ、水平状梁部26Aと傾斜状梁部26Bとを、所定の角度で精度よく、かつ、容易に接合することができる。しかも、傾斜状梁部26Bに長孔76を形成してあるから、第2接続部73に対して傾斜状梁部26Bの長手方向位置を調整しながらボルト75により仮固定したのち、溶接することができるから、高精度な接合を行える。また、傾斜状梁部26Bの角度が異なる場合でも、接続部材71および接合部材77のみを変更すればよいから、つまり、水平状梁部26Aや傾斜状梁部26Bはそのまま使用できるから、部品点数を削減できる。
【0031】
【発明の効果】本発明の建物ユニットによれば、長さ寸法の異なる長短2種類の柱を備えた建物ユニットにおいて、接合部にかかる負荷に対する耐久性を向上させることができる。




 

 


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