JPH01322041A - 建物のフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建物のフレームに係り、特に、工場で生産さ
れて建設現場で組み立てられる量産住宅用耐力フレーム
に関する。

〔従来の技術〕

量産住宅の骨組みは、工場でユニットとして生産された
フレームを建設現場で組み立てることにより構成される
。この骨組みの外壁部のところどころの適所には内部に
補強用鉄筋を入れた軽量気泡コンクリート製の耐力壁が
取り付けられ、これにより骨組みの剛性、耐力を確保す
ることが行われる。

また、骨組みの剛性、耐力を確保するための他の方法と
して、ユニット化されたフレームの上下の梁の間に梯子
状構造のフレーム補強部を設け、これによりフレームを
補強ラーメン構造とし、この補強ラーメン構造のフレー
ムを骨組みのところどころの適所に入れることが提案さ
れている（特開昭５６−１３９３３０号）。

また他の方法として、ユニット化されたフレームの柱と
梁の結合部の近傍を丸鋼、平鋼、山形網等による筋かい
でＸ型に接合し、これにより補強ブレース構造とし、こ
の補強ブレース構造のフレームを骨組みのところどころ
の適所に入れるという方法もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、建物が大型化し、部屋数が多くなったり、階
高が高くなって高層化する場合には、骨組みの外壁部だ
けではなく建物内部の剛性、耐力を高める・ことが必要
となる。

このため、前記補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリート
製耐力壁を外壁部だけではなく間仕切り壁等として建物
内部に配置することも考えられるが、これによると、こ
の耐力壁を配置した位置にはドア等を設けるための開口
部を作ることができなくなり、それだけ建物の設計自由
度が失われることになる。また、互いに向かい合わせた
２個のフレームの間に補強用鉄筋入りの軽量気泡コンク
リート製耐力壁を挿入した構造にした場合には、この耐
力壁を配置した箇所と耐力壁を配置しない箇所とでは耐
力壁の厚さ分の寸法のずれが生じることになり、このた
め建物の設計が複雑、困難になるという問題も生ずる。

これに対し、建物内部のフレームとして、上下の梁の間
に梯子状構造のフレーム補強部を設けた補強ラーメン構
造のフレームを使用した場合には、フレーム自体に剛性
、耐力が与えられ、前述の軽量気泡コンクリート製耐力
壁を使用する必要がないため、寸法のずれという後者の
問題は生じないが、フレームの中央部に梯子状構造のフ
レーム補強部が設けられているため、フレームにドア等
を設けるための開口部を作ることができず、前者の問題
点が残されることになる。

また、筋かいをＸ型とした前記補強ブレース構造のフレ
ームの場合にも、寸法のずれという問題は生じないが、
概して剛性、耐力が大きすぎ、良好なエネルギ吸収能力
を有さす、前述の軽量気泡コンクリート製耐力壁と併用
できないという問題が残る。

本発明の目的は、ドア等を設けるための開口部を作るこ
とができ、また寸法のずれが発生せず１、さらに適正な
剛性、耐力を有し、耐力フレーム、特に建物内部の耐力
フレームとして使用するに適したものとなる建物のフレ
ームを提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明に係る建物のフレームは、少なくとも左
右２本の柱と、これらの柱を連結する上下の梁のうちの
少なくとも下側の梁と、上下２本で一対をなし、柱と梁
とを斜めに連結する少なくとも一対のブレースとを有し
てユニットとして構成されたことを特徴とするものであ
る。

柱とブレース、梁とブレースの結合はボルトで行っても
よく、あるいは溶接で行ってもよい。柱の本数は左右２
本だけでもよく、左右２本とその間の１本の合計３木で
もよい。梁は下側の梁だけとし、これによりフレームを
Ｕ字型としてもよく、あるいは上下２本の梁とし、これ
により四角枠状としでもよい。上下２木で一対をなすブ
レースは左右片側に一対だけ設けてもよく、左右両側に
二対設けてもよい。

柱から梁とブレースとの連結箇所までの水平距離は画一
的に定めず、フレームに要求される剛性、耐力に応じて
定めるものとする。

フレームは、１本の柱と、この柱にそれぞれの端部が結
合され、この端部から斜め上方と斜め下方とに延びる２
本のブレースとを有するものとして構成してもよく、建
設現場で梁を柱、ブレースに結合するようにしてもよい
。

〔作用〕

ブレースはフレームの中央部に配置されず、フレームの
コーナ側に斜めに配置されるものであるため、フレーム
を建物内部に入れて骨組みを構成しても、ドア等を設け
るための開口部をフレームに作ることが可能になる。ま
たブレースによってフレーム自体の剛性、耐力が大きく
なり、補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリート製耐力壁
を使用する必要がないため、寸法のずれは発生せず、建
物の設計が容易になる。

また斜めのブレースが柱と梁との間に介入されることに
より、フレームに作用する水平荷重等はブレースを介し
て梁でも受けられ、荷重が大きい場合には梁を屈曲変形
させることによって柱が座屈するのを防止し、これによ
り建物の倒壊を防止できる。

また、前述の通り柱から梁とブレースとの連結箇所まで
の水平距離を画一的に定めず、この距離を調整すること
により、フレームの剛性、耐力を建物の例えば外壁部に
取り付けられる補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリート
製耐力壁と同じ剛性、耐力に設定でき、建物の骨組みを
経済的な構造とすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例に係るフレーム１を示し、この
フレーム１は工場で予めユニットとして製造され、建設
現場で組み立てられて建物の骨組とされるものである。

左右２本の柱２，３の下端はダイアフラム５を介して梁
４で連結され、それぞれの柱２，３に上下２本で一対を
なすブレース６．７が設けられる。ブレース６の下端と
柱２゜３、ブレース７の上端と柱２，３、およびブレー
ス７の下端と梁４とは高力ボルト８、ナツト９により結
合される。梁４のブレース７との結合箇所にはプレート
状の補強部材１０が設けられ、梁４が補強されている。

′　以上のようにフレーム１は亀甲状に二対合計４本斜
めに配置されたブレース６．７により剛性、耐力が高め
られ、フレーム１は耐力フレームとなっている。また、
フレーム１は、左右２本の柱２．３とこれらの柱２．３
の下端を連結する梁４とで全体形状Ｕ字型となっている
。

第２図はブレース６．７と柱２，３との具体的な結合構
造を示し、第３図はブレース７と梁４との具体的な結合
構造を示す。

第２図の通りブレース６の下端とブレース７の上端とに
は補強部材１１で補強された連結部材１２が溶接で取り
付けられ、また柱２，３には断面Ｔ字型のブラケット１
３が溶接で取り付けられる。

これらの連結部材１２、ブラケット１３には孔１４．１
５が形成され、これらの孔１４．１５に前記高力ボルト
８が挿通されてブレース６．７と柱２．３とはボルト結
合される。第３図の通りブレース７の下端には断面Ｔ字
型の連結部材１６が溶接で取り付けられ、この連結部材
１６が梁４に高力ボルト８、ナツト９で結合されること
により、ブレース７は梁４にボルト結合される。第１図
の通りブレース６の上端にも連結部材１６が溶接で取り
付けられている。

本実施例では柱２，３、ブレース６．７は断面四角形の
角柱鋼からなり、梁４はＩ型鋼からなるものであったが
、柱２，３、ブレース６．７をＩ型網とし、梁４を断面
四角形の角柱鋼としてもよい。またこれらの柱２，３、
ブレース６．７、梁４をＨ型鋼、チャンネル鋼、Ｃ型チ
ャンネル鋼としてもよい。

以上のフレーム１は柱２．３から梁４とブレース７との
連結箇所までの水平距離Ｌ＋　　（第１図参照）、言い
換えると、梁４とブレース７との２つの連結箇所間の距
離Ｌ２を画一的に定めず、フレーム１に要求される剛性
、耐力に応じてＬ２を定める。すなわち、Ｌ２を調整す
ることによってフレーム１に与える剛性、耐力を決定す
るものとする。

また、フレーム１は左右２木の柱２．３間の距離Ｌ３を
モジュール化して各種寸法のものが製造され、フレーム
を多数使用することによりユニット住宅の骨組みを組み
立てることができるようになっている。

第４図は建設現場において同じモジュール数のフレーム
１を上下２個ＩＡ、ＩＢ＆［ｌみ合わせて連結した状態
を示し、下側のフレームＩＡは建物の１階分であり、上
側のフレームＩＢは２階分である。フレームＩＡの柱２
．３は基礎コンクリートにアンカーボルトで結合され、
またフレームＩＡのブレース６の上端は前記連結部材１
６を介してフレームＩＢの梁４にボルト結合される。建
物が２階建ての場合にはフレームＩＢの柱２．３の上端
に梁が掛は渡されて連結され、この梁とフレームＩＢの
ブレース６の上端とが連結部材１６を介してボルト結合
される。建物が３階建ての場合にはフレームＩＢの上部
にさらにフレーム１が載せられて連結され、以後、前述
と同様に梁等の連結作業を行うことになる。

第５図は以上のように多数のフレームが組み立てられて
作られる建物の骨組み１７を示し、この骨組み１７は、
ブレース６．７で補強されたフレーム１だけではなくブ
レース６．７が使用されていないフレーム１′も用いて
作られる。フレーム１．１′には水平な桁１８が連結さ
れ、骨組み１７は立体的となる。

ブレース６．７により補強されて耐力フレームとなった
フレーム１は骨組み１７のところどころの適所に配置さ
れ、これにより骨組み１７の全体的な剛性、耐力を確保
する。

フレーム１は骨組み１７の外壁部のフレームとして使用
することも可能であるが、本実施例では外壁部の剛性、
耐力は、外壁部に補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリー
ト製耐力壁を取り付けることによって大きくできること
になっているため、フレーム１は、第５図の通り、建物
内部に配置されて骨組み１７の内部の剛性、耐力を大き
くするために使用される。

このようにフレーム１を建物内部のフレームとして使用
するようにしても、ブレース６．７はフレーム１のコー
ナ側に斜めに配置されてフレーム１の中央部に配置され
るものではないため、フレーム１の中央部にドアや通路
等を設けるための開口部を作ることができ、フレーム１
の配置箇所を間仕切り壁とする必要がないため、建物の
設計自由度が増すことになる。

また、以上のように建物内部の剛性、耐力をブレース６
．７で耐力フレームとしたフレーム１により確保できる
ため、補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリート製耐力壁
を互いに向かい合わせた２個のフレームの間に挿入して
建物内部の剛性、耐力を確保する構造にする必要がなく
なり、従ってこの軽量気泡コンクリート製耐力壁が配置
された箇所と配置されない箇所とで軽量気泡コンクリー
ト製耐力壁の厚さ分だけの寸法がずれるという問題もな
くなり、建物の設計が容易となる。

さらに、フレーム１を補強された耐力フレームとするた
めには斜めのブレース６．７を柱２，３と梁４との間に
入れるだけでよく、従って必要とされる材料が少なくて
すむとともに、フレーム１の剛性、耐力は適正なものと
なり、またブレース６．７によって建物の振動を防止で
きるようになるため、建物の住み心地性の向上も図るこ
とができる。

また、柱２．３に作・用して柱２，３を湾曲させようと
する屋根や階上の重量やフレーム１に作用する水平荷重
はブレース６．７を介して梁４でも受けられ、このため
柱２，３等に作用させることができる荷重を大きくでき
、フレーム１の、ひいては建物の骨組み１７の耐力は高
まり、地震発生時等におけるエネルギ吸収量も大きくな
る。特に本実施例では、前述の通り、梁４におけるブレ
ースフの連結箇所には補強部材１０が設けられ、梁４の
剛性が大きくなっているため、ブレース７を介して梁４
に作用させることができる荷重が大きくなっている。

極めて大きな地震の発生等により柱２．３に作用する上
方からの荷重で柱２，３が座屈しようとする場合、ある
いはフレーム１に作用する水平荷重が極めて大きい場合
には、本実施例では第６図に示す通り、ブレース６．７
を介して作用する荷重により梁４が屈曲変形し、柱２，
３が座屈するのを防止できる。この結果、建物全体が倒
壊するのを防止でき、建物の中にいる人の安全性を確保
できる。

前述の通り第１図で示すし、（すなわちＬＺ　）の距離
を調整することによってフレーム１の剛性、耐力を任意
に設定でき、そして梁４が屈曲変形す゛る荷重の大きさ
も決めることができるため、建物の外壁部に配置される
補強用鉄筋入りの軽量気泡コンクリート製耐力壁の剛性
、耐力とフレーム１の剛性、耐力とを同じに設定するこ
とにより、建物の外壁部と内部とで骨組み１７の剛性、
耐力を同じにした構造とすることができ、骨組み１７を
経済的なものとすることができる。

第７図〜第１３図は本発明の別実施例に係るフレーム２
１，３１，４１，５１，６１，７１．８１を示す。以下
の説明においては前記実施例における部材と同一または
同一機能の部材には同じ符号を付し、その説明を簡略ま
たは省略する。

第７図のフレーム２１は左右２本の柱２，３の他に柱２
２を有し、柱２，３は主柱で、柱２２は中柱である。上
下２本で一対をなすブレース６゜７は主柱２と中柱２２
とに設けられる。この実施例では主柱３と中柱２２との
間にドアや通路等を設けるための開口部を作ることがで
きる。

第８図のフレーム３１も主柱２，３の他に中柱３２を有
するが、ブレース６．７は主柱２だけに一対設けられて
いる。

第９図のフレーム４１はブレース６．７と柱２３との結
合をガセットプレート４２を介して溶接で行ったもので
ある。第１０図のフレーム５１はブレース６．７と柱２
，３との結合をガセットプレート５２を介して溶接で行
うとともに、ブレース７と梁４との結合もブレース７に
取り付けた連結部材１６を介して溶接で行っている。

以上の各実施例において、工場でフレームをユニットと
して製造する場合における生産性、作業性を考慮すると
、ブレース６．７と柱２，３との結合方法およびブレー
ス７と梁４との結合方法は同じものにすることが好まし
いが、建設現場で２階建て以上の建物を建てる場合に下
側のフレームのブレース６と上側のフレームの梁４とを
火花が生ずる溶接で結合するようにすると、建設現場の
安全上好ましくないため、これらの結合はボルト結合と
することが好ましい。

第１１図のフレーム６１は左右２本の柱２，３を上下２
木の梁４で連結し、フレーム６１を全体形状四角枠状と
して構成したものである。このフレーム６１を使用して
２階建て以上の建物を建てる場合には、このフレーム６
１を上下に積み重ねて連結する。

第１２図のフレーム７１は柱２だけに上下２本で一対を
なすブレース６．７を設けたものである。

すなわち、このフレーム７１は第１図で示すフレーム１
から柱３のブレース６．７をなくしたものであり、ある
いは第８図で示すフレーム３１の中柱３２をなくしたも
のである。

第１３図のフレーム８１は１本の柱２にブレース６．７
の端部を結合し、この結合端部からブレース６を斜め上
方へ延びさせ、ブレース７を斜め下方に延びさしたもの
である。このフレーム８１は、建設現場において左右対
称形のもう１つのフレーム８１と梁で結合され、これに
より第１図で示すフレーム１と同じ構造のものとされる
。これによってもこれまでの実施例と同じ作用効果を得
られる。

以上説明した第１図〜第１２図の実施例で示すように、
柱の本数は２本に限らず、３本、あるいは４本以上とし
てもよく、また上下２本で一対をなうブレースも一対、
二対、あるいは３対以上としてもよく、さらに上下の梁
のうち下側の梁だけを工場で柱に結合してフレームをＵ
字型としてもよいが、上下の梁を工場で柱に結合してフ
レームを四角枠状としてもよい。また第１３図の通り柱
と梁との結合を建設現場で行うものとしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フレームにドア等を設けるための開口
部を作ることができ、またフレームはそれ自身で剛性、
耐力を有するものとなっているため、補強用鉄筋入りの
軽量気泡コンクリート製耐力壁を使用した場合と異なり
寸法がずれる問題が発生せず、さらにフレームの剛性、
耐力が適正なものになり、建物内部の耐力フレームとし
て使用するに適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るフレームを示す正面図、
第２図はブレースと柱との結合方法を示す分解斜視図、
第３図はブレースと梁との結合方法を示す第１図の要部
拡大斜視図、第４図はフレームを上下に重ねて建物の骨
組みを作る場合を示す正面図、第５図は建物の骨組みの
斜視図、第６図は荷重により梁が屈曲変形をした場合を
示す線図による概略図、第７図、第８図、第９図、第１
０図、第１１図、第１２図、第１３図はそれぞれ別実施
例に係るフレームを示す正面図である。　　・１．２１
，３１，４１，５１，６１，７１．８１・・・フレーム
、２，３，２２．３２・・・柱、４・・・梁。 ６．７・・・ブレース、８・・・ボルト、９・・・ナツ
ト、１０．１１・・・補強部材、１７・・・建物の骨組
み、１８・・・桁、Ｌ、・・・柱から梁とブレースとの
連結箇所までの水平距離。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも左右２本の柱と、これらの柱を連結す
   る上下の梁のうちの少なくとも下側の梁と、上下２本で
   一対をなし、柱と梁とを斜めに連結する少なくとも一対
   のブレースとを有してユニットとして構成されたことを
   特徴とする建物のフレーム。
2. （２）請求項１において、柱から梁とブレースとの連結
   箇所までの水平距離が要求される剛性、耐力に応じて決
   められることを特徴とする建物のフレーム。
3. （３）１本の柱と、この柱にそれぞれの端部が結合され
   、この端部から斜め上方と斜め下方とに延びる２本のブ
   レースとを有して構成されたことを特徴とする建物のフ
   レーム。