特許 6374363 建築構造、建築物及び建築物の工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374363

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】建築構造、建築物及び建築物の工法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/24 20060101AFI20180806BHJP

   E04B 1/342 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/24 A

   E04B1/342 A

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-161641(P2015-161641)

(22)【出願日】2015年8月19日

(65)【公開番号】特開2017-40068(P2017-40068A)

(43)【公開日】2017年2月23日

【審査請求日】2017年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】511309023

【氏名又は名称】株式会社エスビーエル

(74)【代理人】

【識別番号】110000589

【氏名又は名称】特許業務法人センダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大出真隆

【審査官】 土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２６２６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４６−９０２３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００３−７４１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４８５７２７２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第４３４９９９６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／２４

Ｅ０４Ｂ １／３４２

Ｅ０４Ｃ ３／０４

Ｅ０４Ｂ １／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

桁行方向に立てられた柱間に架設される横架材、及び
前記横架材の上に設置されるユニット
を備え、
前記横架材が軽量形鋼からなり、
前記ユニットが
１）短辺部材を備える矩形の水平枠、
２）前記水平枠に直交するように、前記短辺部材の長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁、
３）前記短辺部材の一端と前記小梁との間に架設される第１の斜材、及び
４）前記短辺部材の他端と前記小梁との間に架設される第２の斜材
を備え、
前記短辺部材が前記柱に結合されるトラス構造の大梁の上弦材であり、
前記横架材が前記大梁の下弦材であり、
前記小梁の垂直材が前記大梁の垂直材であり、
前記第１の斜材及び第２の斜材が前記大梁の斜材である
ことを特徴とする建築構造。

【請求項2】

前記小梁が前記大梁から外へ突き出る突出部分を有し、前記突出部分の先端が自由端であることを特徴とする請求項１に記載の建築構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の建築構造を有する建築物。

【請求項4】

１）短辺部材を備える矩形の水平枠、
２）前記水平枠に直交するように、前記短辺部材の長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁、
３）前記短辺部材の一端と前記小梁との間に架設される第１の斜材、及び
４）前記短辺部材の他端と前記小梁との間に架設される第２の斜材
を備えるユニットを組み立てる工程、
桁行方向に立てられた柱間に軽量形鋼からなる横架材を架設する工程、及び
前記短辺部材が前記柱に結合されるトラス構造の大梁の上弦材となり、前記横架材が前記大梁の下弦材となり、前記小梁の垂直材が前記大梁の垂直材となり、前記第１の斜材及び第２の斜材が前記大梁の斜材となるように、前記横架材の上に前記ユニットを設置する工程
を含むことを特徴とする建築物の工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築構造、該建築構造を有する建築物及び建築物の工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、横架材の上に設置されるユニットを備える建築構造が知られている。例えば、下記特許文献１は、そのような建築構造を開示しているが、以下の問題点がある。

【0003】

特許文献１に記載された建築構造（以下、「従来技術」という。）では、横架材として、桁行方向に立てられた柱の上端を連結する単一構造の敷桁が用いられ、この敷桁の上にユニットを設置する構成であるため、敷桁に高い曲げ強度が要求される。したがって、斯かる建築構造では、横架材として、Ｈ形鋼又はＩ形鋼等の重量形鋼が採用される。しかしながら、この横架材は、重さが重いので、柱の上に設置する作業が容易でない。また、重量形鋼の使用は、建築物の重量を増加させるだけでなく、材料コストも増加させるという問題がある。

【0004】

従来技術では、単一構造の敷桁が柱にピン接合される構成であるため、桁行方向に立てられた柱間にブレースが必要である。一方、桁行方向に設置される壁材としてガラス壁を採用する場合等では、ブレースを除去したいという要望がある。しかしながら、ブレースを必要とする建築構造では、このような要望に対応することができない。

【0005】

従来技術では、ユニットが１）短辺部材を備える矩形の水平枠、２）前記水平枠に直交するように、前記短辺部材の長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁、３）前記短辺部材の一端と前記小梁との間に架設される第１の斜材、及び４）前記短辺部材の他端と前記小梁との間に架設される第２の斜材を備えている。しかしながら、このユニットは、水平枠と小梁が逆Ｔ字状に立体化された状態で横架材（敷桁）の上に設置されるため、水平枠と横架材が重なり合うことになり、それ故、構造的に非効率である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４８５７２７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、重量形鋼からなる横架材の使用及び桁行方向に立てられた柱間に設置されるブレースを排除することができ、かつ構造的に効率の良い建築構造、建築物及び建築物の工法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明は、桁行方向に立てられた柱間に架設される横架材、及び前記横架材の上に設置されるユニットを備え、前記横架材が軽量形鋼からなり、前記ユニットが１）短辺部材を備える矩形の水平枠、２）前記水平枠に直交するように、前記短辺部材の長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁、３）前記短辺部材の一端と前記小梁との間に架設される第１の斜材、及び４）前記短辺部材の他端と前記小梁との間に架設される第２の斜材を備え、前記短辺部材が前記柱に結合されるトラス構造の大梁の上弦材であり、前記横架材が前記大梁の下弦材であり、前記小梁の垂直材が前記大梁の垂直材であり、前記第１の斜材及び第２の斜材が前記大梁の斜材であることを特徴とする建築構造、並びに前記建築構造を有する建築物を提供する。また、本発明は、１）短辺部材を備える矩形の水平枠、２）前記水平枠に直交するように、前記短辺部材の長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁、３）前記短辺部材の一端と前記小梁との間に架設される第１の斜材、及び４）前記短辺部材の他端と前記小梁との間に架設される第２の斜材を備えるユニットを組み立てる工程、桁行方向に立てられた柱間に軽量形鋼からなる横架材を架設する工程、及び前記短辺部材が前記柱に結合されるトラス構造の大梁の上弦材となり、前記横架材が前記大梁の下弦材となり、前記小梁の垂直材が前記大梁の垂直材となり、前記第１の斜材及び第２の斜材が前記大梁の斜材となるように、前記横架材の上に前記ユニットを設置する工程を含むことを特徴とする建築物の工法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の建築構造及び建築物は、横架材が桁行方向に立てられた柱に結合されるトラス構造の大梁の下弦材であり、それ故、横架材自体に高い曲げ強度が要求されないので、横架材が軽量形鋼からなる。したがって、本発明によれば、重量形鋼からなる横架材の使用を排除することが可能である。また、本発明の建築構造及び建築物は、短辺部材が上弦材であり、横架材が下弦材であり、小梁の垂直材が垂直材であり、第１の斜材及び第２の斜材が斜材であるトラス構造の大梁が桁行方向に立てられた柱に結合される構成であるので、柱と大梁が一体化されたラーメン構造が形成される。したがって、本発明によれば、桁行方向に立てられた柱間に設置されるブレースを排除することが可能である。さらに、本発明の建築構造及び建築物は、水平枠と横架材が重なり合うことがなく、その上、横架材とユニットの組み合わせによってトラス構造の大梁が形成される構成である。したがって、本発明によれば、構造的に高効率な建築構造及び建築物を提供することが可能である。一方、本発明の建築物の工法によれば、上記効果を有する建築物を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係る建築構造の基本構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施例１で採用したユニットの平面図である。

【図3】図３は、本発明の実施例１で採用したユニットの正面図である。

【図4】図４は、本発明の実施例１で採用したユニットの側面図である。

【図5】図５は、本発明の実施例１で採用したユニットを構成する小梁の側面図である。

【図6】図６は、ユニットの設置方法を説明するための図である。

【図7】図７は、横架材の上にユニットが設置された状態を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施例２に係る建築構造の基本構成を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施例２で採用したユニットの平面図である。

【図10】図１０は、本発明の実施例２で採用したユニットの側面図である。

【図11】図１１は、本発明の実施例２で採用したユニットを構成する小梁の側面図である。

【図12】図１２は、本発明の実施例２に係る建築構造を有する建築物の正面図である。

【図13】図１３は、本発明の実施例２に係る建築構造を有する建築物の側面図である。

【図14】図１４は、本発明の実施例２に係る建築構造を有する建築物の骨組みを示す正面図である。

【図15】図１５は、本発明の実施例２に係る建築構造を有する建築物の骨組みを示す側面図である。

【図16】図１６は、図１２のＡ−Ａ部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の説明の内容に限定されるものではない。

【実施例1】

【0012】

図１に示したように、本発明の実施例１に係る建築構造は、横架材１０及びユニット２０を備えている。

【0013】

横架材１０は、リップ溝形鋼及び軽溝形鋼等から選択される軽量形鋼からなる。軽量形鋼の使用は、建築物の軽量化及び材料コストの低減に資するという利点がある。横架材１０は、桁行方向に立てられた柱３０間に架設される（図１、図６及び図７参照）。この横架材１０は、従来技術で採用された横架材（敷桁）と異なり、柱３０の上端には接合されない。この横架材１０は、柱３０の上端より低い位置で柱３０に接合される（図１、図６及び図７参照）。

【0014】

図１〜図４に示したように、ユニット２０は、水平枠２１、小梁２２、第１の斜材２３及び第２の斜材２４を備えている。

【0015】

図２に示したように、水平枠２１は、一対の短辺部材２１ａ，２１ａと一対の長辺部材２１ｂ，２１ｂにより矩形に形成される。一対の短辺部材２１ａ，２１ａは、互いに平行に配置される。一対の長辺部材２１ｂ，２１ｂは、互いに平行に配置され、一対の短辺部材２１ａ，２１ａと直交するように、一対の短辺部材２１ａ，２１ａに接合される。

【0016】

小梁２２は、柱３０に結合されない梁である。図５に示したように、小梁２２は、単一構造ではなく、トラス構造である。すなわち、小梁２２は、上弦材２２ａ、上弦材２２ａと平行に配置される下弦材２２ｂ、上弦材２２ａと下弦材２２ｂの間に垂直に配置される垂直材２２ｃ、上弦材２２ａと下弦材２２ｂの間に斜めに配置される斜材２２ｄ，２２ｅを備えている。

【0017】

図２及び図３に示したように、小梁２２は、水平枠２１と直交するように、短辺部材２１ａの長さ方向中央に接合される。それにより、水平枠２１と小梁２２は、図３に示したように、Ｔ字状に立体化される。本実施例で採用したユニット２０は、水平枠２１と小梁２２がＴ字状に立体化される点で、水平枠と小梁が逆Ｔ字状に立体化される従来技術で採用されたユニットと異なる。

【0018】

図１及び図３に示したように、第１の斜材２３は、短辺部材２１ａの一端と小梁２２との間に架設される。本実施例で採用したユニット２０は、第１の斜材２３が小梁２２の下弦材２２ｂ付近に設けられたプレート２５を介して小梁２２に接合されている。

【0019】

図１及び図３に示したように、第２の斜材２４は、短辺部材２１ａの他端と小梁２２との間に架設される。本実施例で採用したユニット２０は、第２の斜材２４がプレート２５を介して小梁２２に接合されている。

【0020】

水平枠２１を構成する短辺部材２１ａ及び長辺部材２１ｂ、小梁２２を構成する上弦材２２ａ、下弦材２２ｂ、垂直材２２ｃ及び斜材２２ｄ，２２ｅ、第１の斜材２３並びに第２の斜材２４の材料は、断面が同一形状かつ同一寸法の軽量形鋼であることが好ましい。そのような材料の使用は、設計及び製造を容易にし、コスト削減も可能にする。また、そのような軽量形鋼を材料とするこれらの部材は、溶接しなくても、ボルト等を用いて機械的に接合することができる。したがって、溶接歪みによる組立精度の低下がなく、高度な組立精度を実現し得る。

【0021】

本実施例が適用される典型的な建築物では、ユニット２０が複数使用される。また、図６に示したように、各ユニット２０は、予め組み立てられた後、横架材１０の上に設置されることが好ましい。

【0022】

図１に示したように、ユニット２０は、水平枠２１の短辺部材２１ａを柱３０の上端に接合し、かつ小梁２２、第１の斜材２３及び第２の斜材２４が接合されたプレート２５を横架材１０に接合することによって、横架材１０の上に設置される。図１では、短辺部材２１ａの両端がそれぞれ柱３０に接合されているが、これに限定されない。例えば、図６及び図７に示したように、桁行方向に立てられた２本の柱３０（３０ａ），３０（３０ｂ）間に２つのユニット２０（２０ａ），２０（２０ｂ）が配置される場合には、一方のユニット２０（２０ａ）の短辺部材２１ａの一端が柱３０（３０ａ）に接合され、他方のユニット２０（２０ｂ）の短辺部材２１ａの他端が柱３０（３０ｂ）に接合され、一方のユニット２０（２０ａ）の短辺部材２１ａの他端が他方のユニット２０（２０ｂ）の短辺部材２１ａの一端に接合される。

【0023】

図１及び図７に示したように、ユニット２０が横架材１０の上に設置されることにより、桁行方向に立てられた柱３０に結合されたトラス構造の大梁５０が形成される。この大梁５０の上弦材は、水平枠２１を構成する短辺部材２１ａであり、大梁５０の下弦材は、横架材１０であり、大梁５０の垂直材は、小梁２２を構成する垂直材２２ｃであり、大梁５０の斜材は、第１の斜材２３及び第２の斜材２４である。

【0024】

本実施例では、この大梁５０と桁行方向に立てられた柱３０が一体化することによって、ラーメン構造が形成されるため、桁行方向に立てられた柱３０間に設置されるブレースを排除することが可能である（図７参照）。

【0025】

また、本実施例では、横架材１０が大梁５０の下弦材になるため、横架材１０自体に高い曲げ強度が要求されない。したがって、重量形鋼からなる横架材１０の使用を排除することが可能である。

【0026】

さらに、本実施例では、水平枠２１と小梁２２がＴ字状に立体化されたユニット２０が横架材１０の上に設置されるため、水平枠２１と横架材１０が重なり合うことがない（図１、図６及び図７参照）。その上、トラス構造の大梁５０が横架材１０とユニット２０の組み合わせによって形成される構成である（図１及び図７参照）。したがって、構造的に高効率な建築構造及び建築物を提供することが可能である。

【0027】

本実施例に係る建築構造を有する建築物の工法は、以下の工程を含む。
（１）１）短辺部材２１ａを備える矩形の水平枠２１、２）水平枠２１に直交するように、短辺部材２１ａの長さ方向中央に接合されるトラス構造の小梁２２、３）短辺部材２１ａの一端と小梁２２との間に架設される第１の斜材２３、及び４）短辺部材２１ａの他端と小梁２２との間に架設される第２の斜材２４を備えるユニット２０を組み立てる工程、
（２）桁行方向に立てられた柱３０間に軽量形鋼からなる横架材１０を架設する工程、及び
（３）短辺部材２１ａが柱３０に結合されるトラス構造の大梁５０の上弦材となり、横架材１０が大梁５０の下弦材となり、小梁２２の垂直材２２ｃが大梁５０の垂直材となり、第１の斜材２３及び第２の斜材２４が大梁５０の斜材となるように、横架材１０の上にユニット２０を設置する工程。

【0028】

この工法によれば、工程（１）において、多種類の部材がユニット化されるため、建設現場での作業効率を大幅に向上させることができる。また、工程（２）において、横架材１０が軽量であるため、架設作業が容易である。さらに、工程（３）において、ユニット２０が横架材１０の上に設置されることによって、柱３０の傾きが矯正されるため、矯正時間の大幅な短縮を実現することが可能である。

【実施例2】

【0029】

図８〜図１１に示したように、本発明の実施例２に係る建築構造は、ユニット２０を構成する小梁２２がトラス構造の大梁５０から外へ突き出る突出部分２２ｆ，２２ｇを有する点で、実施例１に係る建築構造と異なる。

【0030】

図１２は、本実施例に係る建築構造を有する建築物４０の正面図、図１３は、その側面図、図１４は、その骨組みを示す正面図、及び図１５は、その骨組みを示す側面図である。これらの図に示したように、建築物４０の正面側に配置される突出部分２２ｆは、軒４１の骨組みを構成する。一方、建築物４０の背面側に配置される突出部分２２ｇは、小梁２２の延長部分として機能する。

【0031】

図１１に示したように、突出部分２２ｆ，２２ｇは、小梁２２の一部分であり、小梁２２に付け足したものではない。したがって、突出部分２２ｆ，２２ｇは、鉛直荷重に対する強度が高い。また、小梁に付け足したものと比較して、建築コストが格段に低い。

【0032】

図８及び図１５に示したように、突出部分２２ｆの先端は、自由端である。したがって、建築物４０の軒先を支える柱が不要である。また、突出部分２２ｇの先端も自由端である。したがって、図１６に示したように、突出部分２２ｇの先端に壁材４２を設置した場合には、室内後方の柱が不要となるため、室内後方に柱がある場合と比較して、床面積を拡大することが可能である。

【0033】

本実施例に係る建築構造も、実施例１と同様に、ユニット２０が横架材１０の上に設置されることにより、桁行方向に立てられた柱３０に結合されたトラス構造の大梁５０が形成される。したがって、桁行方向に立てられた柱３０間に設置されるブレースを排除することができる（図１４参照）。なお、建築物４０の側面側ではラーメン構造が形成されないため、梁間方向に立てられた柱３０間にはブレース４８が設置される（図１５参照）。

【0034】

本発明は、住宅、コンビニエンスストア等の小売店舗、飲食店、工場、倉庫など、様々な用途の建築物に適用可能である。

【符号の説明】

【0035】

１０ 横架材
２０ ユニット
２１ 水平枠
２１ａ 短辺部材
２１ｂ 長辺部材
２２ 小梁
２２ａ 上弦材
２２ｂ 下弦材
２２ｃ 垂直材
２２ｄ，２２ｅ 斜材
２２ｆ，２２ｇ 突出部分
２３ 第１の斜材
２４ 第２の斜材
２５ プレート
３０ 柱
４０ 建築物
４１ 軒
４２ 壁材
４３ 基礎
４４ 天井材
４５ 屋根材
４６ ガラス壁
４７ 出入口
４８ ブレース
５０ 大梁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】