特開 2022-186105 建物ユニット連結構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022186105

(43)【公開日】2022-12-15

(54)【発明の名称】建物ユニット連結構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/348 20060101AFI20221208BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

E04B1/348 U

E04B1/58 503H

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094167

(22)【出願日】2021-06-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高津 比呂人

(72)【発明者】

【氏名】高尾 全

(72)【発明者】

【氏名】新谷 祐介

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA04

2E125AA14

2E125AB01

2E125AB16

2E125AC15

2E125AC16

2E125BB18

2E125BC09

2E125BD01

2E125BE08

2E125BF04

2E125CA78

(57)【要約】

【課題】上下に隣接する建物ユニットの鋼管柱同士を接合しつつ、鋼管柱に対する鉄骨梁の固定度を高めることを目的とする。
【解決手段】建物ユニット連結構造は、第一鋼管柱３０Ａと、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに梁端部４０Ｅが接合される上側鉄骨梁４０Ｕと、を有する第一建物ユニット２０Ａと、第一鋼管柱３０Ａの上に配置される第二鋼管柱３０Ｂと、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部に梁端部４０Ｅが接合される下側鉄骨梁４０Ｌと、を有する第二建物ユニット２０Ｂと、内部にセメント系充填材５２が充填され、下部が第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内に嵌め込まれるとともに、上部が第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内に嵌め込まれ、第一鋼管柱３０Ａと第二鋼管柱３０Ｂとを連結する連結鋼管５０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一鋼管柱と、前記第一鋼管柱の柱頭部に梁端部が接合される第一鉄骨梁と、を有する第一建物ユニットと、
前記第一鋼管柱の上に配置される第二鋼管柱と、前記第二鋼管柱の柱脚部に梁端部が接合される第二鉄骨梁と、を有する第二建物ユニットと、
内部にセメント系充填材が充填され、下部が前記第一鋼管柱の前記柱頭部内に嵌め込まれるとともに、上部が前記第二鋼管柱の前記柱脚部内に嵌め込まれ、前記第一鋼管柱と前記第二鋼管柱とを連結する連結鋼管と、
を備える建物ユニット連結構造。

【請求項2】

前記第一鉄骨梁の前記梁端部に設けられ、前記第一鋼管柱の前記柱頭部と接触する第一セメント系硬化体と、
前記第二鉄骨梁の前記梁端部に設けられ、前記第二鋼管柱の前記柱脚部と接触する第二セメント系硬化体と、
を備える請求項１に記載の建物ユニット連結構造。

【請求項3】

前記連結鋼管の下端は、前記第二鉄骨梁の下端よりも下側に位置し、
前記連結鋼管の上端は、前記第二鉄骨梁の上端よりも上側に位置する、
請求項１又は請求項２に記載の建物ユニット連結構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物ユニット連結構造に関する。

【背景技術】

【0002】

上下の鋼管柱の内部に、コンクリートを充填して接合する鋼管柱の接合構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２－２６４２３５号公報

【特許文献2】特開平５－２９５８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、現場において、箱状の複数の建物ユニットを積み上げることにより、建物を構築するユニット工法（ユニット建築）が知られている。

【0005】

建物ユニットは、例えば、四隅に立てられた複数の鋼管柱と、隣り合う鋼管柱にそれぞれ架設された複数の鉄骨梁とを備え、現場において積み上げられる。そして、上下に隣接する箱状ユニットの鋼管柱同士が接合される。

【0006】

この種のユニット工法では、現場において、上下に隣接する箱状ユニットの鋼管柱同士を接合しつつ、鋼管柱に対する鉄骨梁の固定度を高めたいとの要望がある。

【0007】

本発明は、上記の事実を考慮し、上下に隣接する建物ユニットの鋼管柱同士を接合しつつ、鋼管柱に対する鉄骨梁の固定度を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の建物ユニット連結構造は、第一鋼管柱と、前記第一鋼管柱の柱頭部に梁端部が接合される第一鉄骨梁と、を有する第一建物ユニットと、前記第一鋼管柱の上に配置される第二鋼管柱と、前記第二鋼管柱の柱脚部に梁端部が接合される第二鉄骨梁と、を有する第二建物ユニットと、内部にセメント系充填材が充填され、下部が前記第一鋼管柱の前記柱頭部内に嵌め込まれるとともに、上部が前記第二鋼管柱の前記柱脚部内に嵌め込まれ、前記第一鋼管柱と前記第二鋼管柱とを連結する連結鋼管と、を備える。

【0009】

請求項１に係る建物ユニット連結構造によれば、第一建物ユニットは、第一鋼管柱と、第一鋼管柱の柱頭部に梁端部が接合される第一鉄骨梁とを有する。また、第二建物ユニットは、第一鋼管柱の上に配置される第二鋼管柱と、第二鋼管柱の柱脚部に梁端部が接合される第二鉄骨梁とを有する。

【0010】

連結鋼管は、内部にセメント系充填材が充填される。この連結鋼管の下部は、第一鋼管柱の柱頭部内に嵌め込まれる。また、連結鋼管の上部は、第二鋼管柱の柱脚部内に嵌め込まれる。この連結鋼管によって、第一鋼管柱と第二鋼管柱とが連結される。

【0011】

ここで、前述したように、連結鋼管の下部は、第一鋼管柱の柱頭部内に嵌め込まれる。この第一鋼管柱の柱頭部には、第一鉄骨梁の梁端部が接合される。これにより、水平力作用時に、第一鉄骨梁の梁端部から第一鋼管柱の柱頭部に圧縮力が作用した場合に、当該柱頭部の変形が抑制される。つまり、第一鋼管柱の柱頭部に対する第一鉄骨梁の梁端部の固定度が高められる。

【0012】

これと同様に、連結鋼管の上部は、第二鋼管柱の柱脚部内に嵌め込まれる。この第二鋼管柱の柱脚部には、第二鉄骨梁の梁端部が接合される。これにより、水平力作用時に、第二鉄骨梁の梁端部から第二鋼管柱の柱脚部に圧縮力が作用した場合に、当該柱脚部の変形が抑制される。つまり、第二鋼管柱の柱脚部に対する第二鉄骨梁の梁端部の固定度が高められる。

【0013】

このように本発明では、上下に隣接する第一建物ユニットの第一鋼管柱と第二建物ユニットの第二鋼管柱を接合することができる。また、本発明では、第一鋼管柱の柱頭部に対する第一鉄骨梁の梁端部の固定度を高めることができるとともに、第二鋼管柱の柱脚部に対する第二鉄骨梁の梁端部の固定度を高めることができる。

【0014】

請求項２に記載の建物ユニット連結構造は、請求項１に記載の建物ユニット連結構造において、前記第一鉄骨梁の前記梁端部に設けられ、前記第一鋼管柱の前記柱頭部と接触する第一セメント系硬化体と、前記第二鉄骨梁の前記梁端部に設けられ、前記第二鋼管柱の前記柱脚部と接触する第二セメント系硬化体と、を備える。

【0015】

請求項２に係る建物ユニット連結構造によれば、第一鉄骨梁の梁端部には、第一セメント系硬化体が設けられる。第一セメント系硬化体は、第一鋼管柱の柱頭部と接触する。これにより、水平力作用時に、第一鉄骨梁の梁端部から第一セメント系硬化体を介して、第一鋼管柱の柱頭部に圧縮力が分散して作用する。

【0016】

したがって、第一鋼管柱の柱頭部の変形がさらに抑制される。つまり、第一鋼管柱の柱頭部に対する第一鉄骨梁の梁端部の固定度がさらに高められる。

【0017】

これと同様に、第二鉄骨梁の梁端部には、第二セメント系硬化体が設けられる。第二セメント系硬化体は、第二鋼管柱の柱脚部と接触する。これにより、水平力作用時に、第二鉄骨梁の梁端部から第二セメント系硬化体を介して、第二鋼管柱の柱脚部に圧縮力が分散して作用する。

【0018】

したがって、第一鋼管柱の柱頭部の変形がさらに抑制される。つまり、第一鋼管柱の柱頭部に対する第一鉄骨梁の梁端部の固定度がさらに高められる。

【0019】

請求項３に記載の建物ユニット連結構造は、請求項１又は請求項２に記載の建物ユニット連結構造において、前記連結鋼管の下端は、前記第二鉄骨梁の下端よりも下側に位置し、前記連結鋼管の上端は、前記第二鉄骨梁の上端よりも上側に位置する。

【0020】

請求項３に係る建物ユニット連結構造によれば、連結鋼管の下端は、第二鉄骨梁の下端よりも下側に位置する。これにより、水平力作用時に、第一鉄骨梁から第一鋼管柱の柱頭部に作用した圧縮力を、連結鋼管の下部の全体で受けることができる。したがって、第一鋼管柱の柱頭部の変形をより確実に抑制することができる。

【0021】

また、連結鋼管の上端は、第二鉄骨梁の上端よりも上側に位置する。これにより、水平力作用時に、第二鉄骨梁の梁端部から第二鋼管柱の柱脚部に作用した圧縮力を、連結鋼管の上部の全体で受けることができる。したがって、第二鋼管の柱脚部の変形をより確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明によれば、上下に隣接する建物ユニットの鋼管柱同士を接合しつつ、鋼管柱に対する鉄骨梁の固定度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る建物ユニット連結構造が適用された第一建物ユニット及び第二建物ユニットを分解した分解斜視図である。

【図2】図１に示される第一鋼管柱と第二鋼管柱との連結部を示す立面図である。

【図3】図２に示される第一鋼管柱、第二鋼管柱、及び連結鋼管を分解した分解立面図である。

【図4】図２の４－４線断面図である。

【図5】一実施形態に係る建物ユニット連結構造の変形例が適用された第一鋼管柱と第二鋼管柱との連結部を示す図２に対応する立面図である。

【図6】図５に示される第一鋼管柱、第二鋼管柱、及び連結鋼管を分解した分解立面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しながら、一実施形態について説明する。

【0025】

（建物）
図１には、ユニット工法によって構築される建物（ユニット建物）１０が示されている。建物１０は、複数の建物ユニット２０を備えている。複数の建物ユニット２０は、箱状（直方体状）に形成されている。また、複数の建物ユニット２０は、現場において水平方向に配列されるとともに、複数段に積み上げられる。これらの建物ユニット２０によって、建物１０が構築されている。

【0026】

（建物ユニット）
複数の建物ユニット２０は、例えば、同じ形状、及び同じ大きさとされている。各建物ユニット２０は、複数の鋼管柱（鋼管隅柱）３０と、複数の上側鉄骨梁４０Ｕと、複数の下側鉄骨梁４０Ｌとを有している。これらの鋼管柱３０、上側鉄骨梁４０Ｕ、及び下側鉄骨梁４０Ｌは、箱状の建物ユニット２０の各辺に沿って配置されており、工場等において予め接合されている。

【0027】

複数（４本）の鋼管柱３０は、角形鋼管によって形成されている。また、鋼管柱３０は、建物ユニット２０の四隅にそれぞれ立てられている。

【0028】

複数の上側鉄骨梁４０Ｕは、隣り合う鋼管柱３０の柱頭部３０Ｕ（図２参照）にそれぞれ架設されている。これらの上側鉄骨梁４０Ｕは、建物ユニット２０の上端側の平面架構を構成している。この平面架構には、天井パネル（天井材）２２が取り付けられる。なお、天井パネル２２は、省略可能である。

【0029】

複数の下側鉄骨梁４０Ｌは、隣り合う鋼管柱３０の柱脚部３０Ｌ（図２参照）にそれぞれ架設されている。また、複数の下側鉄骨梁４０Ｌは、建物ユニット２０の下端側の平面架構を構成している。この平面架構には、床パネル（床材）２４が取り付けられる。なお、床パネル２４は、省略可能である。

【0030】

隣り合う一対の鋼管柱３０には、上側鉄骨梁４０Ｕ及び下側鉄骨梁４０Ｌが架設されている。これらの一対の鋼管柱３０、上側鉄骨梁４０Ｕ、及び下側鉄骨梁４０Ｌは、建物ユニット２０の周囲の立面架構を構成している。この立面架構には、壁パネル（壁材）２６、又は図示しない窓（サッシュ）が取り付けられる。なお、壁パネル（壁材）２６、及び窓（サッシュ）は、省略可能である。

【0031】

建物ユニット２０は、他の建物ユニット２０の上に積み上げられる。なお、以下では、説明の便宜上、一段目の建物ユニット２０を第一建物ユニット２０Ａとし、二段目に配置された建物ユニット２０を第二建物ユニット２０Ｂとする。また、第一建物ユニット２０Ａの鋼管柱３０を第一鋼管柱３０Ａとし、第二建物ユニット２０Ｂの鋼管柱３０が第二鋼管柱３０Ｂとする。

【0032】

また、第一建物ユニット２０Ａの上側鉄骨梁４０Ｕは、第一鉄骨梁の一例である。また、第二建物ユニット２０Ｂの下側鉄骨梁４０Ｌは、第二鉄骨梁の一例である。

【0033】

（建物ユニット連結構造）
第二建物ユニット２０Ｂの複数の第二鋼管柱３０Ｂは、第一建物ユニット２０Ａの複数の第一鋼管柱３０Ａの上にそれぞれ配置される。複数の第一鋼管柱３０Ａと、複数の第二鋼管柱３０Ｂとは、連結鋼管５０を介してそれぞれ連結される。以下、第一建物ユニット２０Ａの第一鋼管柱３０Ａと、第二建物ユニット２０Ｂの第二鋼管柱３０Ｂとの連結構造について詳説する。

【0034】

図２には、図１に点線で示される領域Ｒに対応する立面図が示されている。図２に示されるように、水平方向に配列された第一建物ユニット２０Ａは、各々の第一鋼管柱３０Ａを隣接させた状態で配置されている。

【0035】

また、第一建物ユニット２０Ａの第一鋼管柱３０Ａの上には、第二建物ユニット２０Ｂの第二鋼管柱３０Ｂが配置されている。さらに、第一建物ユニット２０Ａの上側鉄骨梁４０Ｕの上には、第二建物ユニット２０Ｂの下側鉄骨梁４０Ｌが配置されている。

【0036】

（連結鋼管）
図２及び図３に示されるように、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの断面形状は、同じとされている。また、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの断面サイズは、同じとされている。この第一鋼管柱３０Ａと第二鋼管柱３０Ｂとは、連結鋼管５０を介して軸力Ｎを伝達可能に連結されている。

【0037】

具体的には、連結鋼管５０は、角形鋼管によって形成されている。この連結鋼管５０の断面形状は、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの断面形状と同じとされている。また、連結鋼管５０の断面サイズは、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの断面サイズよりも若干小さくされている。この連結鋼管５０の下部は、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内に嵌め込まれている。一方、連結鋼管５０の上部は、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内に嵌め込まれている。

【0038】

連結鋼管５０の内部には、セメント系充填材５２が充填されている。セメント系充填材５２は、例えば、硬化したコンクリート、硬化したモルタル、又は硬化したグラウト等によって形成されている。また、セメント系充填材５２は、連結鋼管５０の下端５０Ａから上端５０Ｂに渡って充填されている。この連結鋼管５０によって、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ及び第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌが補強されている。

【0039】

なお、セメント系充填材５２は、例えば、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに連結鋼管５０の下部を嵌め込んだ状態で、連結鋼管５０の内部に充填しても良い。また、セメント系充填材５２は、例えば、工場又は現場サイト等において、連結鋼管５０の内部に充填しても良い。

【0040】

第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内には、第一軸力伝達プレート３２Ａが設けられている。第一軸力伝達プレート３２Ａは、平面視にて、矩形状に形成されている。また、第一軸力伝達プレート３２Ａは、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内に嵌め込まれている。この第一軸力伝達プレート３２Ａの外周部は、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの内周面に溶接等によって接合されている。

【0041】

第一軸力伝達プレート３２Ａは、上側鉄骨梁４０Ｕの下端４０Ａよりも下側に配置されている。この第一軸力伝達プレート３２Ａの上に、連結鋼管５０の下端５０Ａが載置されている。これにより、連結鋼管５０から第一軸力伝達プレート３２Ａを介して、第一鋼管柱３０Ａに軸力Ｎが伝達される。また、連結鋼管５０の下端５０Ａは、上側鉄骨梁４０Ｕの下端４０Ａよりも下側に配置されている。

【0042】

第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内には、第二軸力伝達プレート３２Ｂが設けられている。第二軸力伝達プレート３２Ｂは、平面視にて、矩形状に形成されている。また、第二軸力伝達プレート３２Ｂは、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内に嵌め込まれている。この第二軸力伝達プレート３２Ｂの外周部は、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの内周面に溶接等によって接合されている。

【0043】

第二軸力伝達プレート３２Ｂは、下側鉄骨梁４０Ｌの上端４０Ｂよりも上側に配置されている。この第二軸力伝達プレート３２Ｂは、連結鋼管５０の上端５０Ｂに載置されている。つまり、第二軸力伝達プレート３２Ｂは、連結鋼管５０を介して第一軸力伝達プレート３２Ａに支持されている。

【0044】

これにより、第二鋼管柱３０Ｂから第二軸力伝達プレート３２Ｂを介して連結鋼管５０に軸力Ｎが伝達される。また、連結鋼管５０の上端５０Ｂは、下側鉄骨梁４０Ｌの上端４０Ｂよりも上側に配置されている。

【0045】

なお、第二軸力伝達プレート３２Ｂが連結鋼管５０を介して第一軸力伝達プレート３２Ａに支持された状態で、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌとの間には、隙間が形成される。これと同様に、第二軸力伝達プレート３２Ｂが連結鋼管５０を介して第一軸力伝達プレート３２Ａに支持された状態で、上側鉄骨梁４０Ｕと下側鉄骨梁４０Ｌとの間には、隙間が形成される。

【0046】

（第一セメント系硬化体）
図２に示されるように、第一建物ユニット２０Ａの上側鉄骨梁４０Ｕは、Ｈ形鋼によって形成されている。この上側鉄骨梁４０Ｕは、上下方向に互いに対向する上側フランジ４２及び下側フランジ４４と、上側フランジ４２及び下側フランジ４４を接続するウェブ４６とを有している。

【0047】

上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅには、一対の第一セメント系硬化体６０Ａが設けられている。一対の第一セメント系硬化体６０Ａは、例えば、硬化したコンクリート、硬化したモルタル、又は硬化したグラウト等によって形成されている。また、各第一セメント系硬化体６０Ａは、直方体状（ブロック状）に形成されている。

【0048】

図４に示されるように、一対の第一セメント系硬化体６０Ａは、上側鉄骨梁４０Ｕのウェブ４６の両側に配置されている。また、各第一セメント系硬化体６０Ａは、上側鉄骨梁４０Ｕの上側フランジ４２と下側フランジ４４との間に配置されている。

【0049】

ウェブ４６、及び一対の第一セメント系硬化体６０Ａには、貫通孔４６Ｈ，６０Ｈがそれぞれ形成されている。これらの貫通孔４６Ｈ，６０Ｈに挿入された通しボルト７０の両端部にナット７２を締め込むことにより、一対の第一セメント系硬化体６０Ａがウェブ４６に固定されている。この一対の第一セメント系硬化体６０Ａによって、上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅが補強されている。

【0050】

図２に示されるように、第一セメント系硬化体６０Ａの側面６０Ｓは、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに接触（面接触）されている。これにより、水平力作用時に、上側鉄骨梁４０Ｕから第一セメント系硬化体６０Ａの側面６０Ｓを介して、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに圧縮力Ｐが伝達される。

【0051】

（第二セメント系硬化体）
図２に示されるように、第二建物ユニット２０Ｂの下側鉄骨梁４０Ｌは、Ｈ形鋼によって形成されている。この下側鉄骨梁４０Ｌは、上下方向に互いに対向する上側フランジ４２及び下側フランジ４４と、上側フランジ４２及び下側フランジ４４を接続するウェブ４６とを有している。

【0052】

下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅには、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂが設けられている。一対の第二セメント系硬化体６０Ｂは、例えば、硬化したコンクリート、硬化したモルタル、又は硬化したグラウト等によって形成されている。また、各第二セメント系硬化体６０Ｂは、直方体状（ブロック状）に形成されている。

【0053】

図４に示されるように、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂは、下側鉄骨梁４０Ｌのウェブ４６の両側に配置されている。また、各第二セメント系硬化体６０Ｂは、下側鉄骨梁４０Ｌの上側フランジ４２と下側フランジ４４との間に配置されている。

【0054】

ウェブ４６、及び一対の第二セメント系硬化体６０Ｂには、貫通孔４６Ｈ，６０Ｈがそれぞれ形成されている。これらの貫通孔４６Ｈ，６０Ｈに挿入された通しボルト７０の両端部にナット７２を締め込むことにより、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂがウェブ４６に固定されている。この一対の第二セメント系硬化体６０Ｂによって、下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅが補強されている。

【0055】

図２に示されるように、第二セメント系硬化体６０Ｂの側面６０Ｓは、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに接触（面接触）されている。これにより、水平力作用時に、下側鉄骨梁４０Ｌから第二セメント系硬化体６０Ｂの側面６０Ｓを介して、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに圧縮力Ｐが伝達される。

【0056】

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

【0057】

図２に示されるように、第一建物ユニット２０Ａの第一鋼管柱３０Ａと、第二建物ユニット２０Ｂの第二鋼管柱３０Ｂとは、連結鋼管５０を介して軸力（鉛直荷重）Ｎを伝達可能に連結されている。

【0058】

具体的には、連結鋼管５０の下部は、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内に嵌め込まれている。また、連結鋼管５０の下端５０Ａは、第一軸力伝達プレート３２Ａの上に載置されている。一方、連結鋼管５０の上部は、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内に嵌め込まれている。これにより、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌとが連結鋼管５０を介して連結される。

【0059】

また、連結鋼管５０の内部には、セメント系充填材５２が充填されている。この連結鋼管５０の上端５０Ｂには、第二軸力伝達プレート３２Ｂが載置されている。つまり、第二軸力伝達プレート３２Ｂは、連結鋼管５０を介して第二軸力伝達プレート３２Ｂに支持されている。

【0060】

これにより、第二鋼管柱３０Ｂの軸力Ｎが、第二軸力伝達プレート３２Ｂから連結鋼管５０、及びセメント系充填材５２に伝達される。連結鋼管５０、及びセメント系充填材５２に伝達された軸力Ｎは、第一軸力伝達プレート３２Ａを介して第二鋼管柱３０Ｂに伝達される。

【0061】

このように本実施形態では、連結鋼管５０及びセメント系充填材５２を介して、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌとを、軸力Ｎを伝達可能に連結することができる。

【0062】

また、本実施形態では、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ及び第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに連結鋼管５０を嵌め込むことにより、第一鋼管柱３０Ａと第二鋼管柱３０Ｂとを容易に連結することができる。したがって、第一建物ユニット２０Ａ及び第二建物ユニット２０Ｂの施工性が向上する。

【0063】

なお、連結鋼管５０は、第一建物ユニット２０Ａの設置前に、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに予め嵌め込んでも良い。また、連結鋼管５０は、第一建物ユニット２０Ａの設置後に、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに嵌め込んでも良い。

【0064】

また、本実施形態では、第二軸力伝達プレート３２Ｂが連結鋼管５０を介して第二軸力伝達プレート３２Ｂに支持された状態で、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌとの間に隙間が形成される。この隙間によって、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの施工誤差等を吸収することができる。

【0065】

さらに、本実施形態では、第二軸力伝達プレート３２Ｂが連結鋼管５０を介して第一軸力伝達プレート３２Ａに支持された状態で、上側鉄骨梁４０Ｕと下側鉄骨梁４０Ｌとの間に隙間が形成される。この隙間によって、上側鉄骨梁４０Ｕ及び下側鉄骨梁４０Ｌの施工誤差等を吸収することができる。したがって、第一建物ユニット２０Ａ及び第二建物ユニット２０Ｂの施工性がさらに向上する。

【0066】

（第一鋼管柱の柱頭部と上側鉄骨梁の梁端部との接合構造）
次に、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅと接合構造の作用について説明する。

【0067】

図２に示されるように、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕには、上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅが接合されている。この第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕには、連結鋼管５０の下部が嵌め込まれている。

【0068】

これにより、水平力作用時に、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅから圧縮力Ｐが作用した場合に、当該柱頭部３０Ｕが潰れる等の変形が抑制される。つまり、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに対する上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅの固定度が高められる。

【0069】

また、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに伝達される圧縮力Ｐは、連結鋼管５０を介してセメント系充填材５２に分散して伝達される。これにより、セメント系充填材５２の局所的な破壊等が抑制される。したがって、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに対する上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅの固定度がさらに高められる。

【0070】

さらに、連結鋼管５０の下端５０Ａは、上側鉄骨梁４０Ｕの下端４０Ａよりも下側に位置している。これにより、水平力作用時に、上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅから第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに作用する圧縮力Ｐを、連結鋼管５０の下部の全体で受けることができる。したがって、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの潰れ等の変形をより確実に抑制することができる。

【0071】

また、セメント系充填材５２は、熱容量が大きい。したがって、連結鋼管５０にセメント系充填材５２を充填することにより、連結鋼管５０、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの耐火性能が高められる。この結果、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの耐火被覆を省略し、又は耐火被覆を低減することができる。

【0072】

さらに、上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅには、一対の第一セメント系硬化体６０Ａが設けられている。一対の第一セメント系硬化体６０Ａの側面６０Ｓは、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに接触されている。

【0073】

これにより、水平力作用時に、上側鉄骨梁４０Ｕから第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに作用する圧縮力Ｐが、一対の第一セメント系硬化体６０Ａの側面６０Ｓを介して、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの側面３０Ｓに分散して伝達される。したがって、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕの変形がさらに抑制される。

【0074】

また、一対の第一セメント系硬化体６０Ａによって上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅのウェブ４６を両側から挟み込むことにより、ウェブ４６の座屈が抑制される。

【0075】

さらに、一対の第一セメント系硬化体６０Ａは、熱容量が大きい。したがって、一対の第一セメント系硬化体６０Ａを上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅに設けることにより、当該梁端部４０Ｅの耐火被覆を省略し、又は耐火被覆を低減することができる。

【0076】

しかも、図３に示されるように、一対の第一セメント系硬化体６０Ａは、通しボルト７０及びナット７２によって上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅに容易に取り付けることができる。したがって、上側鉄骨梁４０Ｕの施工性が向上する。

【0077】

（第二鋼管柱の柱脚部と下側鉄骨梁の梁端部との接合構造）
次に、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌと下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅと接合構造の作用について説明する。

【0078】

図２に示されるように、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌには、下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅが接合されている。この第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌには、連結鋼管５０の下部が嵌め込まれている。

【0079】

これにより、水平力作用時に、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅから圧縮力Ｐが作用した場合に、当該柱脚部３０Ｌが潰れる等の変形が抑制される。つまり、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに対する下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅの固定度が高められる。

【0080】

また、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに伝達される圧縮力Ｐは、連結鋼管５０を介してセメント系充填材５２に分散して伝達される。これにより、セメント系充填材５２の局所的な破壊等が抑制される。したがって、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに対する下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅの固定度がさらに高められる。

【0081】

さらに、連結鋼管５０の上端５０Ｂは、下側鉄骨梁４０Ｌの上端４０Ｂよりも上側に位置している。これにより、水平力作用時に、下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅから第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに作用する圧縮力Ｐを、連結鋼管５０の上部の全体で受けることができる。したがって、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの潰れ等の変形をより確実に抑制することができる。

【0082】

また、セメント系充填材５２は、前述したように、熱容量が大きい。したがって、連結鋼管５０にセメント系充填材５２を充填することにより、連結鋼管５０、及び第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの耐火性能が高められる。この結果、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの耐火被覆を省略し、又は耐火被覆を低減することができる。

【0083】

さらに、下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅには、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂが設けられている。一対の第二セメント系硬化体６０Ｂの側面６０Ｓは、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの側面３０Ｓに接触されている。

【0084】

これにより、水平力作用時に、下側鉄骨梁４０Ｌから第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに作用する圧縮力Ｐが、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂの側面６０Ｓを介して、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの側面３０Ｓに分散して伝達される。したがって、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌの変形がさらに抑制される。

【0085】

また、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂによって下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅのウェブ４６を両側から挟み込むことにより、ウェブ４６の座屈が抑制される。

【0086】

さらに、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂは、熱容量が大きい。したがって、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂを下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅに設けることにより、当該梁端部４０Ｅの耐火被覆を省略し、又は耐火被覆を低減することができる。

【0087】

しかも、図３に示されるように、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂは、通しボルト７０及びナット７２によって下側鉄骨梁４０Ｌの梁端部４０Ｅに容易に取り付けることができる。したがって、下側鉄骨梁４０Ｌの施工性が向上する。

【0088】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0089】

上記実施形態では、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌに第二軸力伝達プレート３２Ｂが設けられている。しかし、第二軸力伝達プレート３２Ｂを省略し、第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌを載置しても良い。この場合、第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌから第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに軸力が伝達される。つまり、連結鋼管５０によって、第一鋼管柱３０Ａと第二鋼管柱３０Ｂとが、軸力を伝達可能に連結される。

【0090】

また、図５及び図６に示される変形例では、隣接する一対の連結鋼管５０が軸力伝達プレート８０を介して連結されている。軸力伝達プレート８０は、平面視にて、矩形状に形成されている。

【0091】

軸力伝達プレート８０は、一対の連結鋼管５０の材軸方向の中間部に設けられている。具体的には、軸力伝達プレート８０は、外ダイアフラムのように、一対の連結鋼管５０の材軸方向の中間部を横切っている。この軸力伝達プレート８０の外周部は、一対の連結鋼管５０から外側へ張り出している。

【0092】

軸力伝達プレート８０の外周部は、隣接する一対の第一鋼管柱３０Ａの上端に係合されている。この状態で、一対の連結鋼管５０の下部が、一対の第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕ内にそれぞれ嵌め込まれている。また、一対の連結鋼管５０の上部は、隣接する一対の第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌ内にそれぞれ嵌め込まれている。

【0093】

一対の第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌは、軸力伝達プレート８０を介して一対の第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに載置されている。換言すると、一対の第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌは、軸力伝達プレート８０を介して一対の第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕに支持されている。これにより、一対の第二鋼管柱３０Ｂの軸力Ｎが、軸力伝達プレート８０を介して一対の第一鋼管柱３０Ａに伝達される。

【0094】

このように第一鋼管柱３０Ａの柱頭部３０Ｕと第二鋼管柱３０Ｂの柱脚部３０Ｌとの間に、軸力伝達プレート８０を介在させても良い。

【0095】

また、本変形例では、一対の連結鋼管５０が、軸力伝達プレート８０を介して連結されている。これにより、一対の連結鋼管５０を介して一対の第一鋼管柱３０Ａが連結されるとともに、一対の連結鋼管５０を介して一対の第二鋼管柱３０Ｂが連結される。

【0096】

そのため、本変形例では、水平力に対して、一対の第一鋼管柱３０Ａが一体に抵抗するとともに、一対の第二鋼管柱３０Ｂが一体に抵抗する。したがって、建物１０の耐震性能が向上する。

【0097】

なお、本変形例では、軸力伝達プレート８０を介して一対の連結鋼管５０が連結されている。しかし、軸力伝達プレート８０は、１本の連結鋼管５０の材軸方向の中間部に設けることも可能である。

【0098】

また、本変形例では、第一軸力伝達プレート３２Ａ及び第二軸力伝達プレート３２Ｂが省略されている。しかし、第一鋼管柱３０Ａに第一軸力伝達プレート３２Ａを設けるとともに、第二鋼管柱３０Ｂに第二軸力伝達プレート３２Ｂを設け、これらの第一軸力伝達プレート３２Ａ、第二軸力伝達プレート３２Ｂ、及び連結鋼管５０を介して軸力Ｎを伝達しても良い。この場合、軸力伝達プレート８０は、軸力を伝達せず、一対の連結鋼管５０を連結する連結プレートとなる。

【0099】

次に、上記実施形態では、セメント系充填材５２が、硬化したコンクリート、硬化したモルタル、又は硬化したグラウト等によって形成されている。しかし、セメント系充填材５２は、例えば、硬化した鋼繊維補強コンクリート等の繊維補強コンクリートによって形成されても良い。この場合、第一鋼管柱３０Ａ及び第二鋼管柱３０Ｂの剛性及び靭性が向上するとともに、耐火性能が向上する。

【0100】

また、上記実施形態では、上側鉄骨梁４０Ｕの梁端部４０Ｅに一対の第一セメント系硬化体６０Ａが設けられている。しかし、一対の第一セメント系硬化体６０Ａは、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。これと同様に、一対の第二セメント系硬化体６０Ｂは、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

【0101】

また、上記実施形態では、第一鋼管柱３０Ａ、第二鋼管柱３０Ｂ、及び連結鋼管５０が、角形鋼管によって形成されている。しかし、第一鋼管柱、第二鋼管柱、及び連結鋼管は、丸形鋼管によって形成されても良い。

【0102】

また、上記実施形態では、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁の一例としての上側鉄骨梁４０Ｕ及び下側鉄骨梁４０Ｌが、Ｈ形鋼によって形成されている。しかし、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁は、Ｈ形鋼に限らず、Ｉ形鋼、Ｃ形鋼等の形鋼や、角形鋼管等の鋼管鋼等であっても良い。

【0103】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0104】

２０Ａ 第一建物ユニット
２０Ｂ 第二建物ユニット
３０Ａ 第一鋼管柱
３０Ｕ 柱頭部（第一鋼管柱の柱頭部）
３０Ｂ 第二鋼管柱
３０Ｌ 柱脚部（第一鋼管柱の柱脚部）
４０Ｕ 上側鉄骨梁（第一鉄骨梁）
４０Ａ 下端（第一鉄骨梁の下端）
４０Ｅ 梁端部（第一鉄骨梁の梁端部）
４０Ｌ 下側鉄骨梁（第二鉄骨梁）
４０Ｂ 上端（第二鉄骨梁の上端）
４０Ｅ 梁端部（第二鉄骨梁の梁端部）
５０ 連結鋼管
５０Ａ 下端（連結鋼管の下端）
５０Ｂ 上端（連結鋼管の上端）
５２ セメント系充填材
６０Ａ 第一セメント系硬化体
６０Ｂ 第二セメント系硬化体
Ｎ 軸力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】