(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る部材取付具及び建物の実施形態について、
図1〜
図7を参照して説明する。各図において共通する部材・部位には共通の符号を付している。
【0017】
図1は、本発明に係る部材取付具の一実施形態としての部材取付具1を示す斜視図である。
図1に示す部材取付具1は、建築部材としての手摺の取付具である。
図2は、部材取付具1の上面図である。また、
図3及び
図4それぞれは異なる方向から見た場合の部材取付具1の側面図である。なお、
図1では、部材取付具1の他に、部材取付具1に対して取り付けられる手摺取付部材50を示している。
【0018】
まず、部材取付具1が取り付けられる建物の一例の概略について説明する。建物は、例えば、鉄骨造の軸組みを有する4階建て以下の工業化住宅であり、地盤に配置された鉄筋コンクリート基礎(不図示)と、鉄骨柱や鉄骨梁などの軸組部材で構成された軸組架構を有し、鉄筋コンクリート基礎に緊結された上部構造体と、で構成される。なお、軸組架構を構成する軸組部材は、予め規格化(標準化)されたものであり、予め工場にて製造されたのち建築現場に搬入されて組み立てられる。また、軸組架構の鉄骨柱は、平面視において、建物の基本モジュール(例えば305mm)のグリッド(通り心)の交点に設けられるように設計されている。
【0019】
鉄筋コンクリート基礎は、上部構造体の下側に位置し、上部構造体を支持している。具体的に、鉄筋コンクリート基礎は、断面逆T字状の布基礎であり、フーチング部と、基礎梁としての立ち上がり部と、を備えている。また、鉄筋コンクリート基礎の立ち上がり部の天端部には、軸組架構の柱の柱脚を固定するための柱脚固定部が設けられており、柱脚を固定する際に用いられるアンカーボルトが立ち上がり部の天端から鉛直方向上側に向かって突出している。
【0020】
また、鉄筋コンクリート基礎は、上部構造体の軸組架構からの鉛直荷重を地盤に分散して伝達する機能に加えて、上部構造体の外周壁構造を構成する各種の部材、上部構造体の床構造を構成する各種の部材などを直接的又は間接的に支持する機能をも有している。
【0021】
上部構造体の軸組架構は、複数の鉄骨柱及び複数の鉄骨梁などから構成されている。軸組架構の外周部には、外周壁構造を構成する外装材38(
図5参照)等が配置される。また、軸組架構の層間部には、床構造を構成する床板部材等が配置される。
【0022】
建物の外周壁構造は、外装材38(
図5参照)、断熱材及び内装材を少なくとも含む。外装材38として軽量発泡コンクリート(以下、「ALC」と記載する。「ALC」とは「autoclaved light weight concrete」の略である。)のパネルを用いることができるが、外装材38として、例えば、耐火性を有する金属系や窯業系のサイディング、押出成形セメント板、木質パネル材などを用いることも可能である。外周壁構造の外層は、外装材38を複数連接させることにより形成することができる。
【0023】
また、断熱材は、例えば、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム等の発泡樹脂系の材料で形成することができ、上述の外装材38(
図5参照)により形成された外層の内面に沿って連接することにより、外周壁構造の断熱層を形成することができる。
【0024】
更に、内装材は、例えば、石膏ボードを用いることができ、断熱層の内側に連接することにより、外周壁構造の内層を形成することができる。
【0025】
建物の床構造は、床板部材を含む。床板部材は、軸組架構の鉄骨梁間に架設され、鉄骨梁により直接的又は間接的に支持される。床板部材は、例えば、ALCパネルにより構成することができるが、折板、押出成形セメント板、木質パネルなどの別の床パネルを用いてもよい。上述した木質パネルとしては、例えば、張り合わせる板の繊維方向が平行する集成材や、張り合わせる板の繊維方向が直交するように交互に張り合わされる直交集成板(CLT(Cross Laminated Timberの略))などが挙げられる。床構造は、床板部材に加えて、例えば、床板部材に対して直接的又は間接的に取り付けられる、下階屋内空間の天井面を構成する天井内装材や、床支持材上に積層された、上階屋内空間の床面を構成するフローリング等の床内装材などを含むものであってもよい。更に、ここで説明する建物の屋上は陸屋根であり、屋上の床構造(以下、「屋上床構造」と記載する。)は、屋上の床梁としての鉄骨梁30の上面に載置される床パネル31上に、断熱材33及びゴム系や塩化ビニル系の防水シート32が積層されることにより形成されている(
図5参照)。
【0026】
図1〜
図4に示す部材取付具1は、上述した建物の屋上床構造に対して取り付け可能なものであり、梁取付部2と、床取付部3と、部材取付部4と、を備えている。なお、本実施形態では、部材取付具1を屋上床構造に対して取り付ける構成を以下に例示説明するが、ベランダの床構造に対しても同様の施工により取り付け可能である。
【0027】
より具体的に、本実施形態の部材取付具1は、板状の第1板部41と、この第1板部41と対向して配置された板状の第2板部42と、第1板部41及び第2板部42との間に位置し、第1板部41及び第2板部42を連結する板状の連結部43と、第2板部42の第1板部41と対向する面(以下、「下面」と記載する。)と反対側の面(以下、「上面」と記載する。)上に設けられた、内面に雌ねじ部44aが形成された筒状部44と、第2板部42の上面上で、筒状部44と隣接して立設されている補強板部45と、を備えている。
【0028】
ここで、本実施形態の梁取付部2は第1板部41により構成されている。第1板部41は、厚み方向から見た場合に円形の外形を有している。第1板部41の外径は、例えば100〜200mmとすることができる。また、第1板部41の厚みは、例えば5〜10mmとすることができる。但し、第1板部41の外径や厚みは、上述した範囲に限られるものではなく、設置位置等の条件に応じて適宜変更することが可能である。
【0029】
また、第1板部41には、厚み方向に貫通する挿通孔41aが形成されている。この挿通孔41aを利用して、第1板部41が建物の屋上床構造の鉄骨梁30の上フランジ30aに取り付けられる。この取り付け詳細は後述する(
図5参照)。
【0030】
本実施形態の床取付部3は、第1板部41と対向して配置された第2板部42の一部により構成されている。具体的に、第2板部42は、厚み方向から見た場合に、略一様な幅で延在する帯状の胴部42aと、この胴部42aの一端側に連続し、胴部42aよりも幅広の矩形状の第1端部42bと、胴部42aの他端側に連続し、胴部42aよりも幅広の矩形状の第2端部42cと、で構成されている。そして、本実施形態の床取付部3は、第2板部42の第1端部42bにより構成されている。
【0031】
なお、第2板部42の胴部42aの幅は、例えば30〜50mmとすることができる。また、第1端部42bの幅は、例えば70〜120mmとすることができる。更に、第2端部42cの幅は、例えば60〜100mmとすることができる。また更に、第2板部42の厚みは、例えば5〜10mmとすることができる。但し、第2板部42の各部の幅や厚みは、上述した範囲に限られるものではなく、設置位置等の条件に応じて適宜変更することが可能である。
【0032】
ここで、床取付部3としての第2板部42の第1端部42bには、厚み方向に貫通する複数(本実施形態では3つ)の挿通孔46a〜46cが設けられている。3つの挿通孔46a〜46cはいずれも、帯状の胴部42aの延在方向に沿って長い長孔である。また、3つの挿通孔46a〜46cは、帯状の胴部42aの幅方向において一列に直線状に配置されている。この挿通孔46a〜46cを利用して、第2板部42が建物の屋上床構造の床パネル31の上面に取り付けられる。この取り付け詳細は後述する(
図5参照)。
【0033】
なお、第2板部42を厚み方向から見た場合(
図2参照)に、帯状の胴部42aの幅方向の中心を通る中心線Lは、3つの挿通孔46a〜46cのうち中央の挿通孔46bの幅方向の中心を通る。また、第1端部42bの幅方向の中心を通る中心線は、帯状の胴部42aの幅方向の中心を通る中心線Lと一致している。本実施形態の胴部42a及び第1端部42bは、このような位置関係で連続している。
【0034】
本実施形態の連結部43は平板状であり、その厚み方向が上述した第2板部42の胴部42aの幅方向と略一致するように、第1板部41及び第2板部42の間で、第1板部41及び第2板部42を連結している。より具体的に、第1板部41及び第2板部42の厚み方向から見た場合に、連結部43は、第1板部41の中心を通過するように直線状に延在している。また、連結部43は、第2板部42の帯状の胴部42aの中心線L上に延在している(
図2参照)。なお、連結部43の厚みは、例えば5〜15mmとすることができるが、この厚みに限られるものではなく、設置位置や、部材取付具1に取り付けられる建築部材の荷重等に応じて適宜変更することが可能である。
【0035】
本実施形態の部材取付部4は、第2板部42の上面から突設されている筒状部44により構成されている。具体的に、本実施形態の筒状部44は、第2板部42の第2端部42cの上面から突設されている。筒状部44(部材取付部4)は、第2端部42c及び連結部43を介して第1板部41(梁取付部2)に連結されているとともに、胴部42aを介して第1端部42b(床取付部3)に連結されている。また、筒状部44(部材取付部4)は、平面視で開口部31aに対して第1端部42b(床取付部3)とは反対側に持ち出された位置に設けられている。そのため、第2端部42c付近に建築部材による荷重の負担がかかりやすいが、補強板部45を設けることで第2端部42c付近の変形を抑制することができる。筒状部44の内面には、上述したように雌ねじ部44aが形成されており、
図1に示す手摺取付部材50の筒部51の雄ねじ部51aが螺合可能となっている。なお、手摺取付部材50は、筒部51と、この筒部51の一端側に連続するフランジ部52と、を備えており、フランジ部52上に建築部材としての手摺がボルト及びナット等の締結部材により締結される。なお、本実施形態では、部材取付部4に対して手摺取付部材50を介して手摺を固定可能な構成であるが、この構成に限られるものではなく、部材取付部4に対して手摺などの建築部材を直接固定可能な構成であってもよい。
【0036】
筒状部44の外径としては例えば60〜80mmとすることができる。また、筒状部44の高さとしては、例えば15〜30mmとすることができる。但し、筒状部44の外径や高さは、上述した範囲に限られるものではなく、設置位置や設置される部材の特性に応じて適宜変更することが可能である。
【0037】
なお、第2板部42を厚み方向から見た場合(
図2参照)に、帯状の胴部42aの幅方向の中心を通る中心線Lは、筒状部44の中心を通る。また、第2端部42cの幅方向の中心を通る中心線は、帯状の胴部42aの幅方向の中心を通る中心線Lと一致している。本実施形態の胴部42a及び第2端部42cは、このような位置関係で連続している。
【0038】
以下、上述した部材取付具1が屋上床構造に対して取り付けられた建物について詳細に説明する。
図5は、
図1〜
図4に示す部材取付具1を、上述した建物の屋上床構造に取り付けた状態を示す断面図である。
【0039】
図5に示すように、建物の屋上床構造は、上フランジ30a、下フランジ30b及びウェブ30cにより構成されたH形鋼の鉄骨梁30の上面に載置された床パネル31を含むものである。部材取付具1は、この屋上床構造に対して取り付けられている。ウェブ30cは、鉄骨梁30の上フランジ30aの上面の幅方向の中心を通る梁の中心線に対して平面視で重なる位置に設けられている。また、鉄骨梁30は、梁の中心線が建物の通り心に対して平面視で重なるように配置されている。
【0040】
部材取付具1の梁取付部2は、鉄骨梁30の上フランジ30aのウェブ30cを挟んで一方側の上方を含む領域に形成されている床パネル31の開口部31aに挿入された状態で、上フランジ30aの一方側に対して、ボルト及びナット等の締結部材により固定されている。
【0041】
開口部31aは円柱状の空隙であり、その内径は梁取付部2の外径と略等しい。したがって、梁取付部2を開口部31a内に挿入し、梁取付部2を上フランジ30aの一方側と固定すると、梁取付部2が開口部31aの底部において平面視で鉄骨梁30と重ならない範囲を塞ぐ底板(塞ぎ部)を構成する。なお、本実施形態では梁取付部2が塞ぎ部を兼ねているが、梁取付部2とは別途に塞ぎ部が設けられていてもよい。
【0042】
部材取付具1の床取付部3は、床パネル31の上面に対して、ボルト及びナット等の締結部材により固定されている。具体的に、床取付部3を含む第2板部42は、円柱状の開口部31aを跨るように延在しており、平面視で上フランジ30aと重ならない位置の床パネル31の上面に対して、ボルト及びナット等の締結部材により固定されている。
【0043】
部材取付具1の部材取付部4には、建築部材としての手摺が、手摺取付部材50を介して固定される。具体的に、部材取付部4としての筒状部44には、手摺取付部材50の筒部51の下端部が螺合されており、建築部材としての手摺は、手摺取付部材50のフランジ部52上に、ボルト及びナット等の締結部材により締結される。
【0044】
ここで、部材取付部4は、鉄骨梁30の上方の位置(平面視で上フランジ30aと重なる位置)に設けられている。部材取付部4をこのような位置に設けると、部材取付部4を鉄骨梁30の上方ではない位置(平面視で上フランジ30aと重ならない位置)に設ける構成と比較して、部材取付部4及び部材取付部4に対して直接的又は間接的に取り付けられる手摺等の建築部材による荷重が、鉄骨梁30の上フランジ30aによって負担され易くなる。そのため、建築部材による荷重のうち、鉄骨梁30の上フランジ30aによって負担される荷重の割合が増加することになり、床取付部3(本実施形態では第1端部42b)を介して床パネル31によって負担される荷重の割合が減少する。つまり、床取付部3を介して床パネル31に加わる荷重の負荷を軽減することができる。
【0045】
なお、建物の屋上に、鉄骨梁30に沿って上方に延出するパラペットを設ける場合、鉄骨梁30の上フランジ30aのウェブ30cを挟んだ他方側の上方の位置は、パラペットの構造部材との納まりとの関係で、梁取付部2を配置し難いことがある。かかる場合には、上フランジ30aの一方側以外の位置へ梁取付部2を固定することは難しい。また、床パネル31を用いた陸屋根では、床パネル31の吹上げ防止のために、床パネル31の側面に吹上げ防止突起を設け、この吹上げ防止突起に係合する吹上げ防止鉄筋を仕込むことが行われる。通常、このような吹上げ防止鉄筋は鉄骨梁30のセンター付近(ウェブ30cの直上)に位置するため、鉄骨梁30のセンターに梁取付部2を設けると、吹き上げ防止鉄筋と干渉してしまうおそれがある。そのため、梁取付部2は、上フランジ30aの上面のうち、上フランジ30aの一方側の上面のみを覆う状態で、上フランジ30aの一方側に対して固定される構成とすることが好ましい。このようにすれば、上述したようなパラペットの構造部材や吹上げ防止鉄筋との干渉を回避しつつ、建物の屋上床構造に手摺、太陽光利用装置、物置等の建築部材を取り付け易くすることができる。
【0046】
なお、梁取付部2が上フランジ30aの一方側の上面のみを覆う状態で、上フランジ30aの一方側に対して固定されている場合には、上フランジ30aの他方側の上面に、床パネル31間に配置された鉄筋が連結される剛床金物を設けることができる。剛床金物を設けることができれば、床パネル31の周囲に鉄筋を配設し、これら鉄筋を剛床金物に対して連結することができる。そのため、敷設される複数の床パネル31同士を強固に連結して一体化し、耐震性を向上させることができる。
【0047】
更に、部材取付部4は、平面視で鉄骨梁30の中心線を跨る位置に設けられることが好ましい。このようにすれば、部材取付部4及び部材取付部4に取り付けられる手摺等の建築部材による荷重が、鉄骨梁30の上フランジ30a全域によって負担され易くなる。そのため、床取付部3を介して床パネル31に加わる荷重の負荷をより一層軽減することができる。また、例えば、鉄骨梁30の中心線上に既存の手摺が位置し、この手摺と連続する手摺を新設する場合には、既存の手摺との連結作業を考慮して部材取付部4を鉄骨梁30の中心線上に位置させることにより、既存の手摺と新設の手摺との連結作業を容易に行うことができる。
【0048】
最後に、部材取付具1を屋上床構造に対して取り付ける施工手順について説明する。なお、ここでは、既存の鉄骨住宅の屋上床構造に対して部材取付具1を取り付け、
図5に示す状態にする施工手順を例示説明するが、部材取付具1は、新築の鉄骨住宅などの新築の建物の屋上床構造に対して取り付けることも可能である。
【0049】
まず、屋上の防水シート32、断熱材33及び床パネル31に対して、ホールソーを用いて開口部31aとしての円柱状の貫通孔を形成する。貫通孔は、鉄骨梁30の上フランジ30aの上方領域のみならず、鉄骨梁30の上フランジ30aの上方領域以外の領域を含むように形成される。つまり、鉄骨梁30の上フランジ30aの上方領域のみに開口部31aとしての貫通孔が形成されないようにする。このようにすれば、この貫通孔を通じて上フランジ30aの下面側(ウェブ30c側)の作業を行うことができる。具体的には、以下で説明するように、鉄骨梁30の上フランジ30aに形成されたボルト孔に対してボルト34を下方から挿通する作業を行う際に、上述の開口部31aとしての貫通孔を通じて上方から上フランジ30aの下面側に手を入れることができる。
【0050】
次に、鉄骨梁30の上フランジ30aに形成されたボルト孔に対してボルト34を下方から挿通し、ボルト34を上フランジ30aの上面から上方に突出した状態とする。次いで、特殊座金35を上方からボルト34に嵌合する。このようにして、ボルト34を、上フランジ30aの上面から上方に突出した状態のまま、上フランジ30aに固定する。なお、
図6は、特殊座金35の単体を示す図である。
図6に示すように、特殊座金35は、内周部分に弾性変形し得る突出片35aを有している。そのため、特殊座金35をボルト34に嵌合すると、突出片35aによってボルト34が係止される。そのため、上フランジ30aの上面から上方に突出する状態のボルト34に特殊座金35を嵌合すると、ボルト34を、上フランジ30aの上面から突出した状態のまま、上フランジ30aに対して固定することができる。
【0051】
また、床パネル31に床取付部3をボルト固定できるように、床取付部3が配置される部分の防水シート32と断熱材33を撤去すると共に、この撤去部分の床パネル31にボルト孔をあけておく。
【0052】
次に、部材取付具1を開口部31a内に挿入する。この際、上フランジ30aの上面から突設されているボルト34が、梁取付部2としての第1板部41に設けられている挿通孔41aを挿通する。そして、ボルト34に対してナット36を螺合することにより、梁取付部2としての第1板部41を、上フランジ30aの一方側に対して締結する。なお、第1板部41を鉄骨梁30の上フランジ30aに締結する締結部材としては、上述したボルト34及びナット36に限られるものではなく、例えば、ワンサイドボルト等を利用してもよい。一方向から締め付け施工が可能なワンサイドボルトを用いることにより、屋上から簡単に作業を進めることができる。
【0053】
また、床パネル31に設けたボルト孔と、床取付部3としての第1端部42bに設けられている挿通孔46a〜46cとを利用し、床取付部3を床パネル31に取り付ける。床取付部3を床パネル31に対して取り付ける方法は、梁取付部2を上フランジ30aに対して取り付ける上述の方法と同様である。具体的には、床パネル31に設けたボルト孔に対してボルト37を下方から挿通し、ボルト37を床パネル31の上面から上方に突出した状態とする。次いで、特殊座金35を上方からボルト37に嵌合する。このようにして、ボルト37を、床パネル31の上面から上方に突出した状態のまま、床パネル31に固定する。次いで、上方に突出したボルト37が床取付部3の挿通孔46a〜46cを通るように、床取付部3を床パネル31上に設置し、ボルト37の上方からナット39を螺合する。このようにして、床取付部3を床パネル31の上面に取り付けることができる。なお、床取付部3としての第2板部42の第1端部42bを床パネル31の上面に締結する締結部材としては、上述したボルト37及びナット39に限られるものではなく、例えば、ワンサイドボルト等を利用してもよい。一方向から締め付け施工が可能なワンサイドボルトを用いることにより、屋上から簡単に作業を進めることができる。
【0054】
ここで、本実施形態の床取付部3としての第1端部42bには3つの挿通孔46a〜46cが設けられている。第1端部42bの下方に、床パネル31の上面が位置する場合には、真ん中の挿通孔46bを利用して、第1端部42bを床パネル31の上面に取り付けることができるが、例えば、第1端部42bが隣接する床パネル31間に跨るように配置され、真ん中の挿通孔46bの下方に、床パネル31間に充填されたモルタルが位置する場合がある。かかる場合には、両端の挿通孔46a及び46cを利用して、隣接する両方の床パネル31の上面に対して第1端部42bを取り付けるようにする。つまり、床取付部3が複数の挿通孔46a〜46cを有する構成とすれば、床パネル31の継ぎ目の位置などでも床取付部3を設置することができ、部材取付具1の設置位置の自由度を高めることができる。
【0055】
次に、部材取付部4としての筒状部44に対して、手摺取付部材50を螺合接合する。この際に、手摺の仕様等に応じて、手摺取付部材50の高さ位置を調整する。
【0056】
この状態で、開口部31aにモルタル(
図5では不図示)を充填する。上述したように、梁取付部2としての第1板部41の外径は、開口部31aの内径と略等しい。そのため、第1板部41が充填されるモルタルを受ける底板となり、第1板部41よりも下方にモルタルが垂れ落ちることを防ぐことができる。なお、モルタルは、部材取付具1を全て覆うまで充填され、コテ等を利用して上面が平滑化される。
【0057】
モルタルが固化した後は、モルタルが露出する部分にも防水シート32を敷設する。その後、手摺取付部材50のフランジ部52に設けられているボルト孔を利用して手摺をボルト固定する(不図示)。
【0058】
以上のようにして、既存の鉄骨住宅の屋上に、建築部材としての手摺を新設することができる。
【0059】
本発明に係る部材取付具及び建物は、上述した実施形態の具体的構成に限られるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変更や変形が可能である。例えば、実施形態では梁の形状をH形鋼としたが、C形鋼、T形鋼、L形鋼等であってもよく、梁の材質についても鋼材に限られるものではなく、木質系材料等であってもよい。また、部材取付具の材質は、鋼材を用いるのが一般的であるが、高強度樹脂であってもよい。また、上述した床パネル31の開口部31aは、ホールソーにより形成された貫通孔として説明したが、新築の鉄骨住宅などの新築の建物に適用する際には、床パネル31に予め形成されている切欠き部であってもよい。また、
図5に示す建物では、鉄骨梁30の上フランジ30aの他方側の上面にも床パネル31が配置されているが、上述したように、上フランジ30aの他方側の上面に剛床金物が配置されている構成であってもよい。
図7は、上フランジ30aの他方側の上面に剛床金物60が取り付けられている例を示すものである。
図7に示す剛床金物60の周囲にはモルタル61が充填されている。なお、
図7に示す剛床金物60は、上フランジ30aの他方側に形成されたボルト孔に挿通されたボルト62及びこのボルト62に螺合されたナット63により、上フランジ30aの他方側(
図7では外装材38に近い側)に対して締結されている。