(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のとおり張出部の構造フレームにブレース等を設けた構成では、張出部に一体に設備機器を取り付けようとした場合に、その取り付けが不可又は困難になることが考えられる。つまり、例えば張出部の下部に設備機器としてのシャッタ装置を一体的に埋め込んで取り付けようとしても、シャッタ装置とブレース等とが干渉することが考えられる。そのため、用途の自由度の制約が大きいといった不都合が生じる。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外壁面から張り出した付帯構造物について用途の自由度の制約を減らすことができる建物の補強構造を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
【0007】
第1の発明の建物の補強構造は、外壁面に隣接した部位にその外壁面から張り出して設けられる付帯構造物(25)を備える建物に適用され、前記付帯構造物は、水平方向に延びる構造フレーム(40)を有し、その構造フレームは、水平方向の抵抗力を高めるべく補強部(50)を備えており、前記補強部は、前記付帯構造物において前記外壁面から離間した位置に設けられていることを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、建物において外壁面から延びる付帯構造物の構造フレームが補強部を備えているため、その構造フレームの水平方向の抵抗力(面剛性)が高められる。したがって、軒部やバルコニーが付帯構造物として設けられる場合に、その軒部やバルコニーの構造強度を高めることができる。また、補強部は、付帯構造物において外壁面から離間した位置に設けられているため、付帯構造物において外壁面側の端部には、補強部が設けられていない空きスペースが確保される。したがって、例えば構造フレームと同じ高さ位置に、外壁面に沿ってシャッタ装置等の設備機器を設けたりすることが可能となる。その結果、外壁面から張り出した付帯構造物について用途の自由度の制約を減らすことができる。
【0009】
第2の発明の建物の補強構造は、前記構造フレームは、前記外壁面から張り出して設けられる複数の張出梁(41)と、それら各張出梁にそれぞれ連結して設けられる複数の連結梁(42)とを有し、前記連結梁は、前記外壁面から離間した位置にそれぞれ設けられており、それら各連結梁の間となる位置に前記補強部が設けられていることを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、張出梁及び連結梁を有してなる構造フレームについて、補強部が設けられることで構造強度を高めることができる。また、補強部は、外壁面から離間した位置に設けられた連結梁に設けられるため、やはり用途の自由度について制約を減らすことができる。
【0011】
第3の発明の建物の補強構造は、前記外壁面の外側に設備機器(30)が取り付けられる建物に適用され、前記構造フレームと同じ高さ位置に、前記付帯構造物に少なくとも一部が埋め込まれるようにして前記設備機器が取り付けられることを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、付帯構造物に少なくとも一部が埋め込まれるようにして設備機器が取り付けられることから、付帯構造物内にデッドスペースが存在しても、そのデッドスペースを上手く利用して設備機器を取り付けることができる。この場合、上記のとおり構造フレームでは、補強部が外壁面から離間した位置に設けられることから、設備機器の取り付けに関して制約がなく、スペースの有効利用を図った上での設備機器の取り付けを実現できる。
【0013】
第4の発明の建物の補強構造は、前記付帯構造物の下部に軒天部が設けられており、前記設備機器は、建物外壁(14a)に設けられた開口部(18)を覆うシャッタカーテン(31)を有するシャッタ装置(30)であり、前記シャッタ装置のシャッタケース(32)の少なくとも一部が前記軒天部に埋め込まれるようにして取り付けられることを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、シャッタ装置を埋め込み式にしたため、建物外壁において開口部を極力上方に拡張することが可能となる。この場合、付帯構造物の構造強度を高めつつ、建物外壁での開口部の大型化を可能にすることを実現できる。
【0015】
第5の発明の建物の補強構造は、前記補強部は、ブレース補強部(50)であり、前記外壁面に平行に延びる方向と、前記ブレース補強部を構成するブレース材(52)とのなす角度が45度よりも小さいことを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、外壁面から張り出して設けられる付帯構造物に対して外壁面に平行な方向の応力が作用した場合に、効率的な応力伝達を実現できる。つまり、付帯構造物の張出基端部側の外壁面に対するブレース材の傾きが小さい状態(外壁面に平行な方向とブレース材とのなす角度が45度未満)となっており、外壁面に対するブレース材の傾きが大きい状態(外壁面に平行な方向とブレース材とのなす角度が45度以上)である場合に比べて、外壁面に平行な方向の応力が作用した場合において有利な構成となる。これは、張出構造物である付帯構造物を保護する上で好適な構成であると言える。
【0017】
第6の発明の建物の補強構造は、前記補強部は、ブレース補強部(50)であり、前記外壁面に平行な方向に複数の前記ブレース補強部が並べて設けられていることを特徴とする。
【0018】
上記構成によれば、外壁面に平行な方向に並ぶ複数のブレース補強部により補強部が構成されるため、建物に対して水平応力が作用する場合に、各ブレース補強部に作用する軸力(引張応力)を複数に分散させることができる。これにより、構造フレームにおいて効率的な応力伝達を実現し、ひいては水平方向における変位量(変位角)の低減を図ることができる。
【0019】
第7の発明の建物の補強構造は、前記構造フレームは、前記外壁面から張り出して設けられる複数の張出梁(41)と、それら各張出梁にそれぞれ連結して設けられる複数の連結梁(42)とを有し、前記連結梁は、前記外壁面から離間した位置にそれぞれ設けられており、それら各連結梁の間に、前記張出梁に平行な方向に延びる複数の中間梁(44)が設けられており、前記各連結梁の間において前記複数の中間梁により分割された各分割範囲のいずれかは前記補強部が設けられている補強範囲であり、それ以外の前記分割範囲は、前記補強部が設けられていない空き範囲であることを特徴とする。
【0020】
上記構成によれば、複数の分割範囲のうち空き範囲を用いることで、付帯構造物において外壁面から離間した位置でも設備機器の設置が可能となり、用途の自由度を高める上でより好適な構成を実現できる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、多層階建物において上階部(例えば二階建て建物の二階部)に柱付きのベランダが設けられている構成を採用しており、建物の屋根部がベランダ上方を覆うようにして設けられている。建物は、例えば鉄骨フレームよりなる複数の建物ユニットにより構築されるユニット式建物である。
【0023】
図1は建物においてベランダを斜め下方より見た斜視図、
図2はベランダにおける屋根部分の構成を示す縦断面図である。
【0024】
図1に示すように、建物10は、下階部としての一階部分11と上階部としての二階部分12とを有しており、二階部分12の上方に屋根部13が設けられている。二階部分12には、外壁14の一部を一階部分11の出隅よりも凹ませるようにしてベランダ15が設けられている。つまり、二階部分12の外壁14に入隅が設けられ、そこにベランダ15が設けられている。ベランダ15は、側面の二方が外壁14に囲まれ、かつ二方が開放されており、開放側の部分には腰壁部16が設けられている。また、ベランダ15には、その上方に張り出した屋根部13を支持するためのベランダ柱17が設けられており、腰壁部16の出隅部分はベランダ柱17に対して固定されている。
【0025】
なお、建物10のユニット構造において一階部分11の建物ユニットに対して二階部分12の建物ユニットを後退(セットバック)させて配置することで、一階部分11の建物ユニットの上方にベランダ形成の空間が確保されるようになっている。
【0026】
外壁14において二階屋内空間とベランダ空間とを仕切る部分(ベランダ外壁14a)には開口部としての窓部18が設けられており、その窓部18には開閉体としてのサッシ戸19が設けられている。窓部18は掃出窓であり、窓部18を通じてベランダ15への人の出入りが可能となっている。
【0027】
屋根部13は、寄棟屋根や切妻屋根などの傾斜屋根を構成するものである。
図2に示すように、屋根部13は、屋根傾斜方向に延びる屋根フレームとしての垂木21と、その垂木21の上に設けられた屋根下地材としての野地板22と、野地板22の上に設けられた屋根仕上材としての瓦23とを有している。屋根部13において、外壁14から屋外側へ張り出している部分が軒部25であり、軒部25において垂木21の先端部には鼻先木26が固定されている。
図1に示すように、ベランダ15とそれ以外とでは、軒部25において外壁面から軒先までの長さが相違しており、ベランダ15では、それ以外の部位よりも軒長さが大きくなっている。そして、軒部25において、ベランダ15の上方となる部分(軒長さが大きい部分)がベランダ柱17により支持されている。
【0028】
本実施形態では、軒部25(特にベランダ上方の軒部)が、外壁面に隣接した部位にその外壁面から張り出して設けられる付帯構造物に相当する。
【0029】
軒部25の下部(つまり軒裏)には、軒天部を構成する複数の軒天材27が設けられている。軒天材27は、所定の耐火性能を有する板状の不燃材よりなり、外壁14と鼻先木26との間に架け渡されて設けられている。
【0030】
ベランダ外壁14aにおいて窓部18の上方には、設備機器としてのシャッタ装置30が設けられている。シャッタ装置30は、窓部18(サッシ戸の屋外面)に沿って昇降するシャッタカーテン31と、シャッタカーテン31を巻き取り状態で収納する横長のシャッタケース32とを有している。シャッタカーテン31は、例えばスラット式シャッタカーテンである。本実施形態では特に、シャッタケース32は、その一部が軒部25に埋め込まれるようにしてベランダ外壁14aに対して取り付けられており、シャッタケース32の一部のみが軒天材27の下方に露出するようになっている。この場合、軒天材27の上方の軒天裏空間を有効利用してシャッタ装置30の設置が可能となることに加え、ベランダ外壁14aに窓部18を上方に拡張できることの効果を期待できる。
【0031】
なお、軒部25に、全体が埋め込まれるようにしてシャッタケース32を設けることも可能である。この場合、軒天材27の下面の高さ位置とシャッタケース32の下面の高さ位置とが概ね一致する。
【0032】
軒部25には構造フレームとしての軒フレーム40が設けられており、次にその軒フレーム40の構成について説明する。
図3は、軒フレーム40の構成を示す平面図である。
図3において、HLは建物本体の外縁を示し、RLは屋根部13の外縁を示している。
【0033】
軒フレーム40は、水平方向に延びるようにして、軒天材27の上方となる位置に設けられている(
図2参照)。軒フレーム40は、一端が建物本体の躯体(建物ユニットの柱又は天井大梁)に対して固定され、外壁面(窓部18が設けられたベランダ外壁14aの外面)からそれに直交する方向に延びる2本の張出梁41と、それら張出梁41に直交する向き、すなわち外壁面に水平な方向に延び、張出梁41の先端部分及び中間部分にそれぞれ連結される一対の連結梁42とを有している。各連結梁42は、外壁面から離間した位置にそれぞれ設けられている。張出梁41及び連結梁42はそれぞれ断面コ字状の溝形鋼よりなる。張出梁41はそれぞれ溝開口がフレーム中心側となる向きで設けられ、連結梁42は溝開口が互いに向き合うようにして設けられている。なお、説明の便宜上、張出梁41の先端部分に連結される連結梁42を「先端連結梁42a」、中間部分に連結される連結梁42を「中間連結梁42b」とも称する。
【0034】
建物本体の躯体に対する張出梁41の固定について具体的には、例えば建物ユニットの柱に溶接等により固定金具が取り付けられ、その固定金具に張出梁41がボルト等により固定されている。先端連結梁42aは、ベランダ15の出隅側の一端がベランダ柱17により支持され、それとは逆の他端が建物本体に連結されている。
【0035】
一対の連結梁42の間には、張出梁41に平行となる向きで複数の小梁43が設けられている。小梁43は、張出梁41や連結梁42よりも小さい断面寸法を有する鉄鋼材よりなり、例えば溝形鋼又は角形鋼である。小梁43は、軒天材27を吊り下げ支持するための支持部材を固定する部材である。また、一対の連結梁42の間においてその連結梁42の長手方向中央部には中間小梁44が設けられている。
【0036】
図2に示すように、小梁43にはその下方に延びる吊り下げ支持材45が固定され、その吊り下げ支持材45の下端に、軒天材27の下地材46が固定されている。下地材46は、軒先と同じ方向に延びる長尺材よりなり、軒フレーム40の下方となる部分では吊り下げ支持材45により軒天材27が吊り下げ支持されている。また、軒フレーム40の下方以外の部分では、下地材46が、垂木21から下方に延びる、吊り下げ支持材45とは別の吊り下げ支持材47に固定され、その吊り下げ支持材47により軒天材27が吊り下げ支持されている。
【0037】
また、軒部25においては、当該軒部25における水平方向の抵抗力を高めるべく補強構造を採用することが望ましい。ただし、上述したとおり一部が埋め込まれるようにして軒部25にシャッタ装置30(シャッタケース32)が取り付けられる構成では、シャッタ装置30と補強構造とが干渉することが懸念される。つまり、
図2に示すように、軒フレーム40とシャッタ装置30とは水平方向に横並びとなるように配置されており、例えば軒フレーム40の全体に補強構造を設けると、その補強構造がシャッタ装置30に干渉すると考えられる。
【0038】
そこで本実施形態では、軒フレーム40において、シャッタ装置30に干渉しない位置に、すなわちシャッタ装置30が取り付けられるベランダ外壁14aから所定距離以上離間した位置に、補強構造を設ける構成としている。本実施形態では、補強構造としてブレース構造を採用する。
【0039】
具体的には、
図3に示すように、シャッタ装置30の前後方向の幅寸法はWであり、軒フレーム40の中間連結梁42bは、ベランダ外壁14aからシャッタ装置30の幅寸法Wよりも大きい距離L1を隔てた位置に配置されている。これにより、ベランダ外壁14aと中間連結梁42bとの間にシャッタ設置スペースSが確保されている。そして、シャッタ設置スペースについては補強構造を設けず、それよりも先端側(軒先側)に補強構造としてのブレース補強部50を設ける構成としている。
【0040】
図4は、ブレース補強部50について概要を示す図である。なお、
図4では小梁43を省略している。
【0041】
図4において、軒フレーム40には、各連結梁42の間となる位置に、中間小梁44を挟んで2組のブレース補強部50が設けられている。この場合、2組のブレース補強部50は、外壁面(窓部18が設けられたベランダ外壁14aの外面)に平行な方向、すなわち軒フレーム40の長手方向に並べて設けられている。
【0042】
ブレース補強部50について詳しくは、張出梁41と連結梁42との連結部、及び連結梁42と中間小梁44との連結部には、それぞれブレース取付金具としてのブラケット51が固定されており、そのブラケット51にブレース52がX字状に配設されている。ブレース52はボルト接合によりブラケット51に対して固定されている。本構成では、軒フレーム40においてブレース52により軒部25における水平構面伝達力が確保されている。なお、ブレース52には、張力を調整する調整機構としてのターンバックル(図示略)が取り付けられている。
【0043】
各ブレース52は、外壁面に平行に延びる方向に対する角度(ブレース傾斜角θ)が45度よりも小さくなるように取り付けられている。ただし、軒フレーム40には、左右の張出梁41の間の領域を2つに分割してそれら各領域にブレース補強部50がそれぞれ設けられているため、ブレース補強部50を1つのみ設けた場合(分割しない場合)に比べて、ブレース傾斜角θは大きくなっている。
【0044】
建物10に対して水平応力が作用する場合について
図5により説明する。
図5では、建物10に対して、外壁面に平行に延びる方向に水平応力Pが作用しており、軒部25に水平方向に変位が生じる状態を模式的に示している。
【0045】
ここで、軒フレーム40では、軒フレーム40の長手方向において左右の張出梁41の間に2組のブレース補強部50が並べて設けられているため、図示の水平応力Pが作用する場合に、各ブレース補強部50に作用する軸力F(引張応力)が複数に分散される。つまり、軒フレーム40において左右の張出梁41の間に単一のブレース補強部50が設けられる構成と比べて、1本当たりのブレース負担荷重が低減される。これにより、軒フレーム40において効率的な応力伝達を実現でき、水平方向における変位量δ(変位角)が低減される。
【0046】
また、外壁面に平行な方向と各ブレース52とのなす角度(ブレース傾斜角θ)が45度よりも小さいため、言うなれば、外壁面に対するブレース52の傾きが小さい状態となっている。したがって、ブレース傾斜角θが45度以上であり、外壁面に対するブレース52の傾きが大きい場合に比べて、外壁面に平行な方向の水平応力Pが作用した場合において有利な構成となる。
【0047】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【0048】
建物10において外壁面から延びる軒部25の軒フレーム40がブレース補強部50を備えているため、その軒フレーム40の水平方向の抵抗力(面剛性)が高められる。したがって、付帯構造物としての軒部25の構造強度を高めることができる。また、ブレース補強部50は、外壁面から離間した位置に設けられているため、軒部25において外壁面側の端部には、ブレース補強部50が設けられていない空きスペース(シャッタ設置スペースS)が確保される。したがって、外壁面に沿って、軒フレーム40と同じ高さ位置にシャッタ装置30を設けること等が可能となる。その結果、外壁面から張り出した軒部25について用途の自由度の制約を減らすことができる。
【0049】
軒フレーム40と同じ高さ位置に、軒部25に一部が埋め込まれるようにしてシャッタ装置30を取り付ける構成とした。これにより、軒部25内にデッドスペースが存在しても、そのデッドスペースを上手く利用してシャッタ装置30を取り付けることができる。この場合、上記のとおり軒フレーム40では、ブレース補強部50が外壁面から離間した位置に設けられることから、シャッタ装置30の取り付けに関して制約がなく、スペースの有効利用を図った上でのシャッタ装置30の取り付けを実現できる。
【0050】
また、ベランダ外壁14aにおいて窓部18を極力上方に拡張することが可能となる。この場合、軒部25の構造強度を高めつつも、ベランダ外壁14aでの窓部18の大型化を可能にすることを実現できる。
【0051】
外壁面に平行に延びる方向とブレース52とのなす角度(ブレース傾斜角θ)を45度よりも小さくした。これにより、軒部25に対して外壁面に平行な方向(軒先に沿う方向)の応力が作用した場合に、効率的に応力伝達できる。これは、張出構造物である軒部25を保護する上で好適な構成であると言える。
【0052】
外壁面に平行な方向に複数のブレース補強部50を並べて設けた。これにより、軒フレーム40において効率的な応力伝達を実現し、ひいては水平方向における変位量(変位角)の低減を図ることができる。こうして効率的な応力伝達を実現することで、比較的径の細い線材を用いてブレース補強部50を構成したとしても、軒フレーム40の十分な面剛性を実現できる。
【0053】
[他の実施形態]
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【0054】
・軒フレーム40を
図6のように構成してもよい。
図6では、左右の張出梁41と一対の連結梁42とに囲まれた部位に、張出梁41に平行な方向に延びる複数(図では2本)の中間小梁44が設けられており、その複数の中間小梁44により分割された各分割範囲のいずれかが、補強部が設けられている補強範囲、それ以外の分割範囲が、補強部が設けられていない空き範囲となっている。つまり、
図6では、左右の張出梁41と一対の連結梁42とに囲まれた部位が、2本の中間小梁44により三分割されており、そのうち左右両側の分割範囲にブレース補強部50が設けられ、中央の分割範囲が空きスペースSAとなっている。
【0055】
この場合、複数の分割範囲のうち空き範囲(空きスペースSA)を用いることで、軒部25において外壁面から離間した位置でも設備機器の設置が可能となる。ゆえに、用途の自由度を高める上でより好適な構成を実現できる。具体的には、軒部25において
図6の空きスペースSAに、軒フレーム40により支持された状態で、設備機器として例えば照明装置を設けるとよい。
【0056】
・上記実施形態では、建物10の二階部分12の入隅部にベランダ15を設けたが、これを変更し、二階部分12の入隅部を無くした構成において二階部分12にベランダ15を設けるようにしてもよい。この場合における軒フレーム40の構成を
図7に示す。
図7に示す軒フレーム40では、2本の張出梁41と、それに連結される一対の連結梁42とを有する構成は上述の
図3と同じであり、先端連結梁42aが、建物本体に連結されていない点で
図3と相違している。なお、
図7には、3つのブレース補強部50を有する構成を例示している。
【0057】
・上記実施形態では、付帯構造物としての軒部25の下方に柱付きベランダを設ける構成としたが、これを変更し、ベランダ柱を有しないベランダ(柱無しベランダ)を設ける構成としてもよい。
【0058】
・上記実施形態では、軒フレーム40(構造フレーム)の補強部としてブレース補強部を設けたが、これに代えて、構造用合板を設ける構成でもよい。
【0059】
・軒部25(付帯構造物)に埋め込み状態で設ける設備機器としては、シャッタ装置30以外に、照明装置や物干し装置などであってもよい。
【0060】
・上記実施形態では、傾斜屋根を構成する屋根部13において、その軒部25(付帯構造物)の補強構造に本発明を適用したが、例えば陸屋根からなる屋根部において外壁面から張り出した張出部分(付帯構造物)の補強構造に本発明を適用してもよい。
【0061】
また、本発明の補強構造を屋根部13以外で具体化することも可能である。例えば、建物において付帯構造物としてのキャンチバルコニを設ける構成とし、そのキャンチバルコニの床部(底部)に相当する部分の補強構造に本発明を適用してもよい。また、外壁面から張り出して設けられる庇を付帯構造物とし、その庇の補強構造に本発明を適用してもよい。
【0062】
・上記実施形態では、軒部25において軒フレーム40を建物本体の外縁HLよりも屋外側にはみ出さないように配置したが、建物本体の外縁HLより屋外側にはみ出して配置してもよい。要するに、軒部25(すなわち、軒長さ(外壁面から軒先まで)の範囲)に対して軒フレーム40が配置されていればよい。
【0063】
また、軒部25において軒の出が小さい場合には、軒部25の軒天部が、ベランダ15の上方に設けられた軒天部(ベランダ側軒天部)と、ベランダ15よりも屋外側に設けられた軒天部(屋外側軒天部)とに分離されている場合がある。この場合、ベランダ側軒天部と屋外側軒天部とがそれら両軒天部の境界に位置する外壁によって不連続とされ、その外壁高さ分だけ屋外側軒天部がベランダ側軒天部よりも上方に位置していることがある。このような構成においては、軒部25におけるベランダ15上方部分(すなわちベランダ側軒天部に対応する部分)を付帯構造物として扱い、当該部分に軒フレーム40を配設すればよい。