JPH11336197A

JPH11336197A - 建物ユニット及びユニット建物

Info

Publication number: JPH11336197A
Application number: JP16856498A
Authority: JP
Inventors: Okitoshi Haneda; 臣利羽田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、梁に横補剛材が設けられた
地震力に強いユニット建物を提供するものである。【解決手段】本発明は、建物ユニット１０を構成する
梁１１と、梁１１に連結される小梁１２とが、梁１１の
横補剛材をなして梁１１の横座屈を防止できる連結部材
２０、２１、２２で連結されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅等に適用され
る建物ユニット及びユニット建物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５５−３６５３６号公報に
記載のように、住宅等のユニット建物は建物ユニットが
複数個接合されて形成されている。建物ユニットは、四
隅の柱の上下端を各々梁で結んで六面体の箱形枠組を形
成し、これを骨組みとして組み立てられている（図１
（ハ）図の柱と梁の配置参照）。建物ユニットの構造体
は、鉛直な複数の柱材と、それらの柱材間に水平に架け
渡された梁材とで構成されている。建物ユニットは、柱
材と梁材とからなる箱型枠組の各面には、床、壁、天井
が形成されている。各面には、構造材として、床根太、
間柱、天井小梁が用いられている。一方、地震力等の水
平外力が建物ユニットに作用するときに、梁には横座屈
荷重が発生する。そして、この梁が横座屈に耐えうる方
策としては、理想的には梁の上フランジを固定して横補
剛をするのが良いとされる。即ち、梁と梁に連接する小
梁とが、梁背が同じ高さで、剛に接合するのが良い。ま
た一方、間口の長い建物ユニットの梁材は必然的に梁背
が高くなる。梁背が高くなると横座屈による応力も大き
くなる。しかし、一般的に小梁は設計等の理由により梁
と梁背が異なり、梁の上フランジを充分に固定して、梁
に接合されていない。又、梁を横座屈させようとして起
こる梁に作用する応力に関しては、梁と小梁の接合部が
横座屈荷重を受ける事になる。その為、接合部は横座屈
により生じる応力に充分耐えうる必要がある。また、梁
と小梁の接合部は梁の側面に小梁を突きつける接合方法
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、梁背の高い建
物ユニットの梁に作用する横座屈は、梁と小梁の接合部
に大きな横座屈荷重を発生させるといった問題がある。
一方、梁と小梁の接合部は梁の側面に小梁を突きつける
接合方法となっているので、梁背の高い梁や梁の板厚の
厚い梁のときには、充分な接合強度が確保できないとい
った問題があった。

【０００４】本発明は、上記のこのような問題点に着眼
してなされたものであり、その目的とするところは、こ
れらの問題点を解消し、梁に横補剛材が設けられた地震
力に強いユニット建物を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の建物ユニ
ットにおいては、建物ユニットを構成する梁と、梁に連
結される小梁とが、梁の横補剛材をなして梁の横座屈を
防止できる連結部材で連結されていることを特徴とす
る。

【０００６】又、請求項２記載の建物ユニットにおいて
は、請求項１記載の建物ユニットであって、建物ユニッ
トを構成する梁と小梁との間に隙間が設けられているこ
とを特徴とする。隙間は梁の側面と小梁の端面との間に
設けるのがよい。又、連結部材が小梁の長手方向と上下
方向とに広がる接合板部を備え、小梁と連結部材との小
梁の長手方向の接合面を長くすることが良い。

【０００７】又、請求項３記載の建物ユニットにおいて
は、横補剛材がないとした場合に、梁にかかるモーメン
トから計算される理論上の曲げ応力が、梁の形状と梁の
材質から設定される梁の許容曲げ応力より大となる部分
があるときに、梁にかかるモーメントから計算される理
論上の曲げ応力が梁の形状と梁の材質から設定される梁
の許容曲げ応力よりも小さくなる様に、梁の横補剛材を
なして梁の横座屈を防止できる連結部材を備えているこ
とを特徴とする。

【０００８】又、請求項４記載のユニット建物において
は、少なくとも請求項１〜３何れか１項記載の建物ユニ
ットを備えていることを特徴とする。

【０００９】又、請求項５記載のユニット建物において
は、天井梁を備えた建物ユニットの天井梁と、この天井
梁に連結される横補剛機能を有する隣接構造体とが、天
井梁のずれ防止ができるように連結部材により連結され
ている構造を有することを特徴とする。

【００１０】上記請求項５記載の発明において、隣接構
造体とは、建物ユニットの上または横に配置される隣接
建物ユニット、建物ユニットの上に設置される屋根フレ
ームまたはバルコニーフレーム等のいずれの構造体を意
味する。隣接構造体が建物ユニットの上に設置される上
階建物ユニットであると、天井梁に連結される隣接構造
体の部分は上階建物ユニットの床梁である。隣接構造体
が建物ユニットの横に設置される隣接建物ユニットであ
ると、天井梁に連結される隣接構造体の部分は隣接建物
ユニットの天井梁である。隣接構造体が建物ユニットの
上に設置される屋根フレームであると、天井梁に連結さ
れる隣接構造体の部分は、軒桁、鼻母屋、小屋梁等、又
は折板を嵌合固定する嵌合部材を複数備えたフレームで
ある。

【００１１】また、上記横補剛機能を有する隣接構造体
とは、例えば、天井梁に連結される部分に小梁や根太を
取り付けたものである。また、天井梁に平行な構造材
に、天井梁に直交する方向の構造材を組み合わせたもの
でもよい。また、天井梁に平行な構造体を介さずに天井
梁に直交する方向の構造体を天井梁に連結可能にしたも
の（例えば、垂木）でもよい。また、天井梁がずれ防止
できるようにするには、高力ボルト等の連結部材で緊密
にまさつ結合したり、あるいは、連結部材として使用す
るボルトとボルト孔との隙間を、１ｍｍ以下にするな
ど、小さくするとよい。

【００１２】

【作用】請求項１記載の建物ユニットにおいては、建物
ユニットを構成する梁と、梁に連結される小梁とが、梁
の横補剛材をなして梁の横座屈を防止できる連結部材で
連結されているので、梁等に地震力がかかった時に充分
に耐えられるユニット建物とすることができる。

【００１３】又、請求項２記載の建物ユニットにおいて
は、建物ユニットを構成する梁と小梁との間に隙間が設
けられているので、小梁の寸法精度に関係なく連結部材
で梁と小梁を接合することができる。そして横座屈によ
り生じる力を小梁が直接受けず、連結部材が負担するの
で、小梁を木材で構成しても割れにくい。

【００１４】又、請求項３記載の建物ユニットにおいて
は、梁の横座屈を防止できる連結部材を備えているの
で、梁等に地震力がかかった時に充分に耐えられるユニ
ット建物とすることができる。

【００１５】又、請求項４記載のユニット建物において
は、少なくとも請求項１〜３何れか１項記載の建物ユニ
ットで建物が形成されているので、地震力に充分に耐え
られるユニット建物とすることができる。

【００１６】又、請求項５記載のユニット建物において
は、天井梁に連結される隣接構造体が横補剛機能を有
し、建物ユニットの天井梁とこの隣接構造体とが、天井
梁のずれ防止ができるように連結部材により連結されて
いるので、梁等に地震力がかかった時に充分に耐えられ
るユニット建物とすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して実施の形態
を説明する。建物ユニット１０の天井部の梁１１と連結
する小梁１２の接合に連結部材２０、２１、２２を用い
た本実施例について説明する。図１は、本発明の建物ユ
ニット１０の構造体の説明図である。尚、図１（ハ）図
において、長辺側梁を含む天井部と、柱と短辺側梁とか
らなる枠体とを分離して図示している。図１（イ）図
は、（ハ）図のイ部拡大図である。図１（ロ）図は、
（ハ）図のロ部拡大図である。図２は、梁１１と小梁１
２の接合部の変形例を示す説明図である。図２（イ）図
は、板状の連結部材２０を用いた状態を示している。図
２（ロ）図は、Ｌ型状の連結部材２１を用いた状態を示
している。図２（ハ）図は、小梁１２の両側面に設けた
板状の連結部材２０を用いた状態を示している。図２
（ニ）図はコの字型の連結部材２２を用いた状態を示し
ている。図３は、連結部材２０、２１、２２の説明図で
ある。

【００１８】建物ユニット１０は、図１（ハ）図に示す
様に、四隅の柱１３の上下端を各々梁１１で結んで、箱
形枠組からなる構造体が形成されている。これを骨組み
として内装、外装が施されて、建物ユニット１０が組み
立てられている。柱１３は角型鋼管からなる。又、梁１
１は軽量溝形鋼からなり、溝形鋼の一フランジ部を上面
にして、フランジ部を建物ユニットの内面側に突出させ
て、建物ユニットの構造体の一部を形成している。梁１
１の両端は構造体の柱１３に接合片を介して溶接されて
いる。そして、建物ユニット１０が複数個接合されて、
ユニット建物（不図示）が形成されている。

【００１９】図１（ハ）図に示す様に、建物ユニット１
０の天井部において、梁１１に直交する小梁１２が梁１
１に連結されている。小梁１２は建物ユニットの天井の
面材を支持している。梁１１と小梁１２との接合は図１
の（イ）図及び（ロ）図に示す様に、２種類の接合方法
が用いられている。

【００２０】図１（ハ）図のイ部は、図１（イ）図及び
図２（イ）図のように、梁１１のウエッブの溝側側面に
は板状の連結部材２０の一端部が溶着されている。小梁
１２ａの両端部（図１（ハ）図中イ部）は、図１（イ）
図、図２（イ）図に示す様に連結部材２０を用いて接合
されている。連結部材２０は図３（イ）図の様に、鋼板
製の板状片で形成されている。板状片には挿通孔２５が
穿孔されている。一方、小梁１２ａは断面が矩形の木材
で形成されている。小梁１２ａの両端で、下面には切り
欠きが設けられている。これは建物ユニット１０同士の
連結部の天井の高さと小梁部分の天井高さとを合わせる
為である。小梁１２ａは切り欠きのある面を下にして、
梁１１の下部のフランジ内側に乗る様にして、小梁１２
ａの両端が接合されている。

【００２１】そして連結部材２０の一面が小梁１２ａの
側面に接している。連結部材２０と小梁１２ａとは、連
結部材２０の挿通孔２５を貫通するビスで固定されてい
る。連結部材２０と小梁１２ａの接合は図１（イ）図の
ように、梁１１のウエッブから最遠のビスまでの距離で
ある接合距離３１をフランジの突出長さより長くする事
により連結強度を充分に確保している。また、梁１１の
ウエッブ部と小梁１２ａの端面との間には、図１（イ）
図のように、隙間３０が設けられている。即ち、連結部
材を用いる部分はこの様に連結部材２０を介して梁１１
と小梁１２とが接合されている。小梁１２ａと梁１１と
の連結部材２０を介しての接合は、図１の小梁１２のう
ちの横補剛材の必要な箇所に用いられている。

【００２２】一方、小梁１２ｂの両端部（図１（ハ）図
中ロ部）は、図１（ロ）図に示す様に、直接梁１１と小
梁１２ｂが突きつけられて接合されている。ここでは連
結部材２０は介されていない。小梁１２ｂも断面が矩形
の木材で形成されている。小梁１２ｂも両端で下面には
切り欠きが設けられている。梁１１の下部フランジ部分
に小梁１２ｂの端部が、切り欠きのある面を下にして、
乗っかる様になされ、小梁１２ｂ端面が梁１１のウエッ
ブ側面に突きつけられて接合されている。上記小梁１２
ｂと梁１１の接合は、図１（ハ）図中の小梁１２の内の
横補剛材の必要でない小梁１２ｂの箇所に用いられてい
る。

【００２３】又、梁１１と小梁１２ａを連結している連
結部材２０、２１、２２を用いる部分は、次の様にして
設定しておく。まず、横補剛材がない場合を想定し、梁
にかかるモーメントから計算される理論上の曲げ応力σ
₀と、梁の形状と梁の材質から設定される梁の許容曲げ
応力ｆｂとを比較する。尚、梁の材質から設定される梁
の許容曲げ応力は理論値である為、溝型鋼の梁の許容曲
げ応力は、梁の形状を含んだ次式で表すことができる。ｓｆｂ＝（９００Ａｆ）／（Ｌｂ×ｈ）×１．５ここでＡｆはフランジ面積ｃｍ
² ｈは梁背の高さ（ウエブ長さ）ｃｍＬｂは横補剛機能を有する部分間の距離ｃｍＬｂは、横補剛材がない場合には、この実施例では梁１
１の一方の柱梁接合部と他方の柱梁接合部との距離Ｌｂ
₀である。

【００２４】尚、σ₀は σ₀＝Ｍ／ＺＭはモーメントＺは梁の断面係数このｆｂとσ₀との比較によりｓｆｂ≧σ₀であれば
横補剛材は無くてもよい。しかしｓｆｂ＜σ₀となる部
分があるならば横補剛材を導入する必要がある。本発明
では、横補剛材として、梁と小梁とを連結する連結部材
を用いるのでＬｂとして、離散値である小梁の位置を用
いて計算することができる。このとき、ｓｆｂ＞σ₀と
なるようにＬｂをＬｂ´として求めてもよい。式を書き
換えるとＬｂ´＝（（９００Ａｆ）／ｈ）×（Ｚ／Ｍ）
×１．５となる。

【００２５】従って、柱からＬｂ´の距離まで離れない
範囲の小梁の接合に連結部材を用いる。又、Ｌｂ´を求
めずに任意の小梁を選んではその小梁と柱との距離をＬ
ｂとしてｓｆｂとσ₀とを比較して、ｓｆｂ＞σ₀を満
たす小梁を見いだす様にしても良い。もし（Ｌｂ₀／
２）≦Ｌｂ´ならば、連結部材を用いる小梁は一箇所で
よい。又、（Ｌｂ₀／２）＞Ｌｂ´ならば、連結部材を
用いる小梁は２ヵ所以上必要となる。この場合には一方
の柱からＬｂ´の範囲内の一箇所と他方の柱からＬｂ´
の範囲内の一箇所のそれぞれに設定した連結部材を用い
る小梁間でも、ｓｆｂ＞σ₀´となる様にする。この場
合、σ₀´は連結部材を用いた位置での応力であるの
で、 σ₀´＝（１−Ｌｂ₁）／（Ｌｂ₀／２）×Ｌｂ₀ Ｌｂ₁は柱梁接合部から先に選択した一つ目の連結部材
を用いる小梁までの距離である。以下同様に一つ目の連
結部材を用いた小梁から二つ目の連結部材を用いるべき
小梁までのｓｆｂ＞σ₀´を満たす距離Ｌｂ2 ´を求め
てはＬｂ₂を特定してゆく。したがって、連結部材２０
の使用位置を特定することができる。上記式より算定さ
れた横補剛機能を有する部分間の距離Ｌｂより離れない
間隔の小梁に連結部材２０を使用すればよい。それ以外
の小梁には、従来の連結部材２０なしの梁１１に小梁１
２を突きつける接合方法を用いることができ、より廉価
にできる。

【００２６】次に、その他の連結部材の形状とそれを用
いての本実施例について説明する。これらの実施例は上
記図２（イ）図、図３（イ）図の連結部材を他の形状の
連結部材に置き換えたものである。

【００２７】図２（ロ）図、図３（ロ）図に示す実施例
では、連結部材２１は、おれ曲がった板状であって、長
片３５と短片２８とからなり、この二つの板状片が、Ｌ
型に形成されている。梁１１のウエッブの側面下部に短
片２８が固定され、長片３５は小梁１２の側面に固定さ
れている。即ち、短片２８が梁１１に重ねられて、固定
孔２７を通したボルトによりボルト締めされる。梁１１
との固着は、ボルト締めでなくかしめ接合であってもよ
い。又、長片３５は、図２（イ）図の実施例と同様に、
固定孔２５を貫通するビス、ボルト等で小梁１２の側面
と固定される。

【００２８】図２（ハ）図に示す実施例では、図２
（イ）図の実施例と同様の板状の連結部材２０が、２枚
並列にして、梁１１に取り付けられている。即ち、２枚
の連結部材２０は端部２６が並行して、梁１１に溶接で
固定される。２枚の連結部材２０は、小梁１２の両側面
を連結部材２０が挟む様にして設けられている。又、連
結部材２０は、固定孔２５を貫通するビス、ボルト等で
小梁１２と固定される。

【００２９】図２（ニ）図、図３（ハ）図に示す実施例
では、連結部材２２が、３枚の板状片からなるコの字型
に形成されている。両端の板状片３６、３６は固定孔２
５が穿孔されて、中央の板状片３３は梁１１と接する端
部は切り欠かれている。そして連結部材２２の端部２９
が、梁１１のウエッブ側面下部に溶接で固着されてい
る。連結部材２２は小梁１２の上面に被せるようにして
設けられ、連結部材の中央の板状片３３が小梁１２の上
面にくるようになされている。又、連結部材２２は、図
２（ハ）図の実施例と同様に、固定孔２５からビス、ボ
ルト等を挿入して小梁１２を固定している。これらの実
施例では、連結部材２０〜２２で梁１１と直交する小梁
１２が固定されているので、梁１１と小梁１２の間に隙
間３０があっても接合上何ら問題はない。又、隙間３０
が許容されるので、小梁１２の長さの寸法管理が緩やか
にでき、建物ユニットの組み立てがし易いという利点が
ある。

【００３０】以上のように、梁１１に直交する小梁１２
は梁１１と連結部材２０、２１、２２を介して強固に接
合されている。そして、梁１１の横補剛材の役割を果た
すことができる。そのため、梁１１の横座屈を連結部材
２０、２１、２２によって防止できるようになされてい
る。連結部材２０が、梁１１の横補剛材をなして梁１１
の横座屈を防止できるようになされているので、梁１１
に地震力等による横座屈がかかった時に充分に耐えられ
るユニット建物１０とすることができる。尚、本発明は
上記発明の実施の形態に限定されない。例えば、ユニッ
ト建物を構成する建物ユニットは１つでも良く、パネル
と建物ユニットの併用により構築されるユニット建物に
適用してもよい。

【００３１】つぎに、図４は本発明の他の実施例であっ
て、上、下階建物ユニットの構造体の連結構造を示す説
明図である。本実施例のユニット建物は、下階建物ユニ
ットの上に上階建物ユニット（隣接構造体）が設置され
た複数階でなっている。これら建物ユニットは、前記実
施例の建物ユニット１０と同様の構造体になされてい
る。図４において、１１Ｂは下階建物ユニットの天井梁
であり、１１Ａは上階建物ユニットの床梁であって、い
ずれも断面コ字形状の軽量溝型鋼からなり、この軽量溝
型鋼のフランジ部を建物ユニットの内面側に突出させ
て、上、下階建物ユニットの構造体の一部を形成してい
る。そして、上階建物ユニットの床梁１１Ａは、下階建
物ユニットの天井梁１１Ｂの直上に位置している。

【００３２】上階建物ユニットの床梁１１Ａには、軽量
型鋼からなる小梁１２Ａが、その端面に取り付けられた
接合部材２０Ａを介して適宜の間隔を設けて横設され、
この小梁１２Ａによって床梁１１Ａが横補剛されてい
る。一方、下階建物ユニットの天井梁１１Ｂには、断面
が矩形の木材で形成された小梁１２Ｂが、適宜の間隔を
設けて接着剤またはビス等で横設されている。なお、こ
の天井小梁１１Ｂは、その下面に石膏ボード等の天井面
材を張り付けるために設けられ、天井梁１１Ｂの横補剛
に寄与するには十分な強度と剛性を有するものではな
い。そして、上記下階建物ユニットの天井梁１１Ｂと、
この天井梁１１Ｂの直上の横補剛された上階建物ユニッ
トの床梁１１Ａとが、天井梁１１Ｂのずれ防止ができる
ように、高力ボルト２０Ｂとナット２１Ｂ（連結部材）
により緊結状態で連結されている。すなわち、天井梁１
１Ｂの上フランジと床梁１１Ａの下フランジとの間にス
ペーサーを挟み、これらを高力ボルト２０Ｂとナット２
１Ｂとで摩擦結合している。そしてまた、まさつ結合で
ない場合、天井梁１１Ｂと床梁１１Ａが大きくずれない
ように、上記ボルト２０Ｂとボルト挿入孔との隙間を小
さくし、１ｍｍ以下に抑えるようにすればよい。

【００３３】上述のように、本実施例のユニット建物に
おいては、前記実施例のように、横補剛された天井梁で
捩じれ変形や捩じれ座屈を防止するのでなく、天井梁１
１Ｂと、小梁１２Ａにより横補剛された直上の床梁１１
Ａとが、天井梁１１Ａのずれ防止ができるように、高力
ボルト２０Ｂとナット２１Ｂ（連結部材）により連結さ
れているので、天井梁の捩じれ変形や捩じれ座屈を防止
できる。従って、梁等に地震力がかかった時に充分に耐
えられるユニット建物とすることができる。また、天井
梁１１Ｂに横設される小梁１２Ｂの取付け方法が、接着
剤またはビス等で接合する簡単なものであるから、手間
がかからず建物ユニットの生産性がよくなる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載のユニット建物において
は、建物ユニットを構成する梁と、梁に連結される小梁
とが、梁の横補剛材をなして梁の横座屈を防止できる連
結部材で連結されているので、梁等に地震力がかかった
時に充分に耐えられるユニット建物とすることができ
る。

【００３５】又、請求項２記載の建物ユニットにおいて
は、建物ユニットを構成する梁と小梁との間に隙間が設
けられているので、小梁の寸法精度に関係なく連結部材
で梁と小梁を接合することができる。

【００３６】又、請求項３記載の建物ユニットにおいて
は、梁の横座屈を防止できる連結部材を備えているの
で、梁等に地震力がかかった時に充分に耐えられるユニ
ット建物とすることができる。

【００３７】又、請求項４記載の建物ユニットにおいて
は、請求項１〜３記載の建物ユニットで建物が形成され
ているので、地震力に充分に耐えられる建物ユニットと
することができる。

【００３８】又、請求項５記載のユニット建物において
は、天井梁に連結される隣接構造体が横補剛機能を有
し、建物ユニットの天井梁とこの隣接構造体とが、天井
梁のずれ防止ができるように連結部材により連結されて
いるので、梁等に地震力がかかった時に充分に耐えられ
るユニット建物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建物ユニットの構造体の説明図であ
る。

【図２】梁と小梁の接合部の変形例を示す説明図であ
る。

【図３】連結部材の説明図である。

【図４】本発明の他の実施例であって、上、下階建物ユ
ニットの構造体の連結構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１０建物ユニット１１梁１２小梁１３柱１４梁２０、２１、２２連結部材２５、２７固定孔２６、２９端部３０隙間寸法３１縁端距離３２縁端距離４０固定ビス１１Ｂ天井梁１１Ａ床梁１２Ａ、１２Ｂ小梁２０Ｂ、２１Ｂボルト、ナット（連結部
材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物ユニットを構成する梁と、梁に連結
される小梁とが、梁の横補剛材をなして梁の横座屈を防
止できる連結部材で連結されていることを特徴とする建
物ユニット。
【請求項２】建物ユニットを構成する梁と小梁との間
に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１記載
の建物ユニット。
【請求項３】横補剛材がないとした場合に、梁にかか
るモーメントから計算される理論上の曲げ応力が、梁の
形状と梁の材質から設定される梁の許容曲げ応力より大
となる部分があるときに、梁にかかるモーメントから計
算される理論上の曲げ応力が梁の形状と梁の材質から設
定される梁の許容曲げ応力よりも小さくなる様に、梁の
横補剛材をなして梁の横座屈を防止できる連結部材を備
えていることを特徴とする建物ユニット。
【請求項４】少なくとも請求項１〜３何れか１項記載
の建物ユニットを備えていることを特徴とするユニット
建物。
【請求項５】天井梁を備えた建物ユニットの天井梁
と、この天井梁に連結される横補剛機能を有する隣接構
造体とが、天井梁のずれ防止ができるように連結部材に
より連結されている構造を有することを特徴とするユニ
ット建物。