特開 2024-112407 建築物構造

(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】P2024112407

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】建築物構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20240814BHJP

   E04H 1/04 20060101ALI20240814BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 321A

E04H1/04 C

E04H9/02 331Z

F16F15/02 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017381

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000150615

【氏名又は名称】株式会社長谷工コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110003498

【氏名又は名称】弁理士法人アイピールーム

(74)【代理人】

【識別番号】100167117

【弁理士】

【氏名又は名称】打越 佑介

(72)【発明者】

【氏名】入江 貴弘

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AC03

2E139AC04

2E139AC06

2E139AC08

2E139AC26

2E139AC27

2E139AC28

2E139AC33

2E139AD01

2E139CC02

3J048DA01

3J048EA38

(57)【要約】      （修正有）

【課題】建築物の全階層の架構における開口面積が広めになって所望の採光性を確保すると共に、任意の階層及び位置に対する補強により所望の免震性を確保する建築物構造を提供すること。
【解決手段】柱１は、第１柱１１と、第２柱１２と、第３柱１３とを有し、梁２は、第１梁２１と、第２梁２２と、第３梁２３とを有し、耐震壁３は、第１耐震壁３１と、第２耐震壁３２と、第３耐震壁３３とを有し、床スラブ４は、第１床スラブ４１と、第２床スラブ４２とを有し、第２柱１２は、第１柱１１及び第３柱１３と比して扁平であり、第２梁２２は、第１梁２１及び第３梁２３と比して扁平であり、第２耐震壁３２は、第１耐震壁３１及び第３耐震壁３３と比して厚くかつ第２柱１２を兼ね、第２床スラブ４２は、第１床スラブ４１と比して厚くかつ第２梁２２を兼ねる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

垂直方向に設けられる柱と、桁行方向と平行に設けられる梁と、梁間方向と平行に設けられる耐震壁と、水平方向に設けられる床スラブとを備え、
柱、梁、耐震壁、及び床スラブで形成される内部空間と、内部空間の梁間方向側の一端に隣接する第１外部空間と、他端に隣接する第２外部空間とを含み、
柱は、第１外部空間側に位置する第１柱と、第２外部空間側に位置する第２柱と、第２外部空間側かつ第２柱より外側に位置する第３柱とを有し、
梁は、第１外部空間側に位置して第１柱と接合される第１梁と、第２外部空間側に位置して第２柱と接合される第２梁と、第２外部空間側かつ第２梁の最外端側に位置して第３柱に接合される第３梁とを有し、
耐震壁は、第１外部空間側に位置して第１柱と接合される第１耐震壁と、第２外部空間側に位置して第１耐震壁と連続している第２耐震壁と、第２外部空間側かつ第２耐震壁より外側に位置して第２耐震壁と連続しており第３柱と接合される第３耐震壁とを有し、
床スラブは、第１外部空間側に位置して第１柱及び第１梁と接合される第１床スラブと、第２外部空間側に位置して第１床スラブと連続しており第２柱と接合される第２床スラブとを有し、
第２柱は、第１柱及び第３柱と比して扁平であり、
第２梁は、第１梁及び第３梁と比して扁平であり、
第２耐震壁は、第１耐震壁及び第３耐震壁と比して厚く、かつ第２柱を兼ね、
第２床スラブは、第１床スラブと比して厚く、かつ第２梁を兼ねる
ことを特徴とする建築物構造。

【請求項2】

建築物は、集合住宅であり、
内部空間は、区分けされた住戸であり、
第１外部空間は、住戸に併設された共用廊下であり、
第２外部空間は、住戸に付随するバルコニーである
ことを特徴とする請求項１に記載の建築物構造。

【請求項3】

内部空間は、桁行方向に少なくとも３つ以上連続して形成されており、
第３柱、第３梁、及び第３耐震壁は、桁行方向の中央に該当する少なくとも１つ以上の内部空間に対応する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物構造。

【請求項4】

内部空間は、垂直方向に少なくとも３つ以上連続して形成されており、
第３柱、第３梁、及び第３耐震壁は、垂直方向の下層階に該当する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物構造。

【請求項5】

垂直方向の最下部に設けられた免震材料をさらに含み、
第３柱は、免震材料に直結される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば集合住宅のラーメン構造といった建築物構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば集合住宅では、住戸といった内部空間が桁行方向に並列するように複数形成され、この住戸の梁間方向側の一端に共用廊下、他端にバルコニーといった内部空間外に相当する外部空間が形成されていた。このような集合住宅では、柱と梁とを主な構造体とする架構式構造（ラーメン構造）が採用されており、さらに住戸の各々を区分けする戸境として耐震壁が採用されていた。

【0003】

こういった集合住宅のうち、例えば特許文献１では、住戸の採光面積を減らさず、階高を高くしなくても開口部分の高さを確保できる構造として、上部の構造体が耐震壁と床スラブのみによるものであり、耐震壁の上端又は下端に減衰材（高減衰ゴムや粘弾性材料）を内蔵させることで、桁行方向のラーメンを構成していた柱及び梁を全廃しても所望の免震効果が得られる技術が開示されている（要約、請求項３、及び段落「００２９」参照）。

【0004】

また、外部空間側に、梁間方向と平行な耐震壁３と連続して扁平柱２２が設けられ、扁平柱２２に対応する位置に床スラブ５と連続して扁平梁４２が設けられている（図４及び図７参照）。これにより、ラーメン構造の架構面において柱及び梁が突出せず、開口部分が相対的に広くなることから、階高を高くしなくても内部空間に対する採光面積を広めに確保できる効果が期待された。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１－０２０５５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、建築物の上部の構造体より下位について記載されていないことから、中～下部の構造体は従来のラーメン構造の架構が採用されていると判断するのが妥当である。換言すると、中～下部の構造体に対して、上述した扁平柱及び扁平壁の構造のみならず、減衰材を内蔵した耐震壁を採用しても、所望の免震効果を得られないことから、中～下部に相当する内部空間に対する採光面積を広めに確保できていないおそれがある。

【0007】

一般的に、建築物に含まれる内部空間は、階層のみならず位置や向きによる価値の差を伴う。換言すると、同じ階層でも位置や向きによって内部空間の採光性に差異があってもよく、むしろ建築物全体の免震性を優先すべきであることは言うまでもない。すなわち、階層に関わらず、建築物全体に対して上述した扁平柱及び扁平壁の構造を採用し、任意の階層及び位置に対して所定の免震構造を付加する新たな構造に、発明者等は辿り着いた。

【0008】

そこで、本発明の目的は、建築物の全階層の架構における開口面積が広めになって所望の採光性を確保すると共に、任意の階層及び位置に対する補強により所望の免震性を確保する建築物構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

すなわち、本発明における建築物構造は、垂直方向に設けられる柱と、桁行方向と平行に設けられる梁と、梁間方向と平行に設けられる耐震壁と、水平方向に設けられる床スラブとを備え、柱、梁、耐震壁、及び床スラブで形成される内部空間と、内部空間の梁間方向側の一端に隣接する第１外部空間と、他端に隣接する第２外部空間とを含み、柱は、第１外部空間側に位置する第１柱と、第２外部空間側に位置する第２柱と、第２外部空間側かつ第２柱より外側に位置する第３柱とを有し、梁は、第１外部空間側に位置して第１柱と接合される第１梁と、第２外部空間側に位置して第２柱と接合される第２梁と、第２外部空間側かつ第２梁の最外端側に位置して第３柱に接合される第３梁とを有し、耐震壁は、第１外部空間側に位置して第１柱と接合される第１耐震壁と、第２外部空間側に位置して第１耐震壁と連続している第２耐震壁と、第２外部空間側かつ第２耐震壁より外側に位置して第２耐震壁と連続しており第３柱と接合される第３耐震壁とを有し、床スラブは、第１外部空間側に位置して第１柱及び第１梁と接合される第１床スラブと、第２外部空間側に位置して第１床スラブと連続しており第２柱と接合される第２床スラブとを有し、第２柱は、第１柱及び第３柱と比して扁平であり、第２梁は、第１梁及び第３梁と比して扁平であり、第２耐震壁は、第１耐震壁及び第３耐震壁と比して厚く、かつ第２柱を兼ね、第２床スラブは、第１床スラブと比して厚く、かつ第２梁を兼ねることを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、内部空間に対する梁間方向の一方に位置する第２外部空間側の架構における開口面積が、扁平かつ第２耐震壁を兼ねる第２柱及び第２床スラブを兼ねる第２梁の採用により広めになることで、第２外部空間側の採光性を確保できると共に、第３柱、第３耐震壁、及び第３梁が構造上不足している第２柱及び第２梁の耐力を補強することで、第２外部空間側かつ任意の階層及び位置に対して所望の免震性を確保する効果を期待できる。

【0011】

建築物は、集合住宅であり、内部空間は、区分けされた住戸であり、第１外部空間は、住戸に併設された共用廊下であり、第２外部空間は、住戸に付随するバルコニー又は庭であってもよい。

【0012】

この構成によれば、第２外部空間とし住戸に付随するバルコニー又は庭側の採光性を確保できることで、住戸の付加価値を高められる効果を期待できる。

【0013】

内部空間は、桁行方向に少なくとも３つ以上連続して形成されており、第３柱、第３梁、及び第３耐震壁は、桁行方向の中央に該当する少なくとも１つ以上の内部空間に対応する位置に設けられることが望ましい。

【0014】

この構成によれば、桁行方向の中央にのみ位置するように設けられた第３柱、第３梁、及び第３耐震壁が建築物全体の免震性を効率良く高めることから、桁方向の中央以外に位置する内部空間における採光性を確保する効果を期待できる。

【0015】

内部空間は、垂直方向に少なくとも３つ以上連続して形成されており、第３柱、第３梁、及び第３耐震壁は、垂直方向の下層階に該当する位置に設けられることが望ましい。

【0016】

この構成によれば、垂直方向の下層階にのみ位置するように設けられた第３柱、第３梁、及び第３耐震壁が建築物全体の免震性を効率良く高めることから、上層階や中層階に位置する内部空間における採光性を確保する効果を期待できる。

【0017】

本発明における建築物構造は、垂直方向の最下部に設けられた免震材料をさらに含み、第３柱は、免震材料に直結されることが望ましい。

【0018】

この構成によれば、免震材料が第３柱、第３梁、及び第３耐震壁に生じた揺れを吸収することから、建築物全体の免震性を高める効果を期待できる。

【0019】

「建築物」とは、例えば、集合住宅・戸建住宅・仮設住宅・学校・病院・高齢者施設・障害者施設・各種商業施設であり、鉄筋コンクリート造・鉄骨鉄筋コンクリート造・鉄骨造といった構造やサイズを限定しない。

【0020】

柱、梁、耐震壁、及び床スラブは、建築物の躯体（「構造体」ともいう。）に該当し、圧縮強度が低めな２４Ｎ／ｍｍ^２以上６０Ｎ／ｍｍ^２未満であっても、高めな６０Ｎ／ｍｍ^２以上２００Ｎ／ｍｍ^２未満であってもよく、建築現場で打設されるコンクリート造（以下「在来式」ともいう。）でも所定の工場で製造されてから建築現場に搬送されるプレキャストコンクリート造（以下「ＰＣａ式」ともいう。）でもよく、それぞれ単体に形成されても２種類以上が組み合わさって一体的に形成されてもよい。柱、梁、耐震壁、及び床スラブのサイズ・形状・互いの接合方法を含む施工方法といった仕様は、設置される場所や工期を含む計画に応じて決定されてよい。耐震壁は、耐力壁と表してもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、建築物の全階層の架構における開口面積が広めになって所望の採光性を確保すると共に、任意の階層及び位置に対する補強により所望の免震性を確保する効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態における建築物を正面視した概念図である。

【図2】上記建築物の上層階を平面視した概念図（Ａ）と、下層階を平面視した概念図（Ｂ）である。

【図3】上記建築物を側断面視して一部記載を省略した概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図１～図３を参照しつつ、本発明の一実施形態における建築物構造（以下「本構造」ともいう。）について説明する。これらの図において、複数個存在する同一の物や部位については、一つの物や部位のみに符番した部分もある。説明の便宜上、所定の物や部位、この物や部位の引き出し線をかくれ線（破線）や想像線（一点鎖線）で示した部分もある。説明において、上方、下方、側方、垂直方向、水平方向等の向きを示す用語は、基本的に通常の建築物を基準とし、これ以外を基準にする場合は適宜説明する。

【0024】

本構造を採用する建築物（以下「本建築物」ともいう。）は、複数階に渡って区画された住戸、上記住戸に付随するバルコニー（テラスやベランダでもよい。）又は庭、直線状や湾曲状の共用廊下を含む集合住宅であり、図１では階層毎に６つの住戸かつ２０階建ての集合住宅が示されているが、階層毎の住戸の数は５つ以下でも７つ以上でもよく、階数は１９階以下でも２１階以上でもよく、板状型でも雁行型でもこれら以外の型でもよい。

【0025】

図１に示すように、本建築物は、公知のラーメン構造が採用されており、垂直方向に設けられる柱１と、桁行方向と平行に設けられる梁２と、梁間方向と平行に設けられる耐震壁３と、水平方向に設けられる床スラブ４とをそれぞれ複数備え、複数の柱１、梁２、耐震壁３、及び床スラブ４で形成される内部空間として付番しない住戸と、住戸の梁間方向側の一端に隣接する第１外部空間として図示しない共用廊下と、他端に隣接する第２外部空間として付番しないバルコニーとを含む。

【0026】

図２（Ａ）及び図３に示すように、例えば上層階では、柱１は、共用廊下Ｍ側に位置する第１柱１１と、バルコニーＮ側に位置する第２柱１２とであり、梁２は、共用廊下Ｍ側に位置して第１柱１１と接合される第１梁２１と、バルコニーＮ側に位置して第２柱１２と接合される第２梁２２とであり、耐震壁３は、共用廊下Ｍ側に位置して第１柱１１と接合される第１耐震壁３１と、バルコニーＮ側に位置して第１耐震壁３１と連続している第２耐震３２壁とであり、床スラブ４は、共用廊下Ｍ側に位置して第１柱１１及び第１梁２１と接合される第１床スラブ４１と、バルコニーＮ側に位置して第１床スラブ４１と連続しており第２柱１２と接合される第２床スラブ４２とである。

【0027】

第２柱１２は、第１柱１１と比して扁平であり、第２梁２２は、第１梁２１と比して扁平であり、第２耐震壁３２は、第１耐震壁３１と比して厚くかつ第２柱１２を兼ね、第２床スラブ４２は、第１床スラブ４１と比して厚くかつ第２梁２２を兼ねる。例えば、桁行方向に相当する第２柱１２の厚さは３５０ｍｍ、梁間方向に相当する第２柱１２の幅は３５００ｍｍ、梁間方向に相当する第２梁２２の幅は３５００ｍ、第２梁２２の高さは３５０ｍｍである。

【0028】

すなわち、上層階に位置する住戸Ｌは、一対の第１柱１１、１１と、第１柱１１に対して扁平柱に相当する一対の第２柱１２、１２と、第１梁２１と、第１梁２１に対して扁平梁に相当する第２梁２２と、第１耐震壁３１、３１と、第１耐震壁３１より厚くかつ第２柱１２でもある第２耐震壁３２、３２と、第１床スラブ４１と、第１床スラブ４１より厚くかつ第２梁２２でもある第２床スラブ４２といった構造体で構成される。この構成によれば、バルコニーＮ側の架構における開口面積が広めになって所望の採光性を確保しやすい。隣接する住戸の各々に付随するバルコニーの範囲は、付番しない所定の衝立で区分けされてよい。

【0029】

図２（Ａ）及び（Ｂ）並びに図３に示すように、例えば下層階では、基本的に上層階と同じ構造であるが、柱１は、バルコニーＮ側かつ第２柱１２より外側に位置する第３柱１３を含み、梁２は、バルコニーＮ側かつ第２梁２２の最外端側に位置して第３柱１３に接合される第３梁２３を含み、耐震壁３は、バルコニーＮ側かつ第２耐震壁３２より外側に位置してこれと連続しており第３柱１３と接合される第３耐震壁３３を含む。

【0030】

第３柱１３は、第１柱と同じ厚み及び奥行であってもよい。第３梁２３は、第１梁２１と逆向き（逆梁）であっても同じ向き（順梁）でもあってもよく、第１梁２１より高くても低くてもよい。第３耐震壁３３は、第１耐震壁３１と同じ厚みであってもよい。例えば、桁行方向に相当する第３柱１３の幅は１２５０ｍｍ、梁間方向に相当する第３柱１３の幅は１０４０ｍｍ、梁間方向に相当する第３梁２３の厚さは７００ｍｍ、第３梁２３の高さは７５０ｍｍである。

【0031】

すなわち、下層階に位置する住戸Ｌは、上層階に位置する住戸Ｌと同等の構造体で構成されるのみならず、上記構造体に一対の第３柱１３、１３と、第３梁２３と、第３耐震壁３３とが加わった構造体で構成される。この構成によれば、下層階に対する補強により全体の免震性の向上が期待できるばかりではなく、逆梁であれば第３梁２３が採光の障害になりにくい。

【0032】

図１及び図２（Ｂ）に示すように、第３柱１３、第３梁２３、及び第３耐震壁３３は、下層階に相当する１～６階かつ中央に位置して隣り合う２つの住戸Ｌ、Ｌの各々に対してのみ設けられてもよいが、７階以上又は５階以下の住戸に対して設けられてもよく、住戸Ｌ、Ｌ以外の住戸のうち、例えば、住戸Ｌ、Ｌの各々より外側で隣接する住戸の各々に対してのみ設けられてもよい。

【0033】

図１に示すように、本建築物は、垂直方向の最下部に設けられた免震材料Ｂをさらに含んでいる。免震材料Ｂは、アイソレータやダンパやすべり支承や転がり支承といった公知の装置又はこれらのうち２種類以上を組み合わせた装置であってもよい。第１柱１１及び第３柱１３は、免震材料Ｂに直結される。

【0034】

したがって、本構造によれば、図２及び図３に示すように、住戸Ｌに対する梁間方向の一方に位置するバルコニーＮ側の架構における開口面積が、扁平かつ第２耐震壁３２を兼ねる第２柱１２及び第２床スラブ４２を兼ねる第２梁２２により広めになることで、バルコニーＮ側の採光性を確保できると共に、第３柱１３、第３梁２３、及び第３耐震壁３３が構造上不足している第２柱１２及び第２梁２２の耐力を補強することで、バルコニーＮ側かつ下層階に対して所望の免震性を確保する効果を期待できる。

【0035】

換言すると、本建築物は、図１に示すように、全体的に公知のラーメン構造が採用されているが、上～中層階と下層階とで架構形式が異なっており、詳細には、下層に相当する１～６階かつ中央に位置して隣り合う住戸の各々に対して第３柱１３及び第３梁２３を設けた構造が採用され、かつ第３柱１３を免震材料Ｂに直結させていることから、全体の採光性を高められると共に、全体のねじれを抑制できる効果を期待できる。

【0036】

なお、本実施形態に示した建築物構造は、上述した内容に限定されず、同等の効果を得られる限り、あらゆる部位の位置・形状・寸法や、部位同士の関係を含む。

【符号の説明】

【0037】

１ 柱
１１ 第１柱、１２ 第２柱、１３ 第３柱
２ 梁
２１ 第１梁、２２ 第２梁、２３ 第３梁
３ 耐震壁
３１ 第１耐震壁、３２ 第２耐震壁、３３ 第３耐震壁
４ 床スラブ
４１ 第１床スラブ、４２ 第２床スラブ
Ｌ 住戸（内部空間）
Ｍ 共用廊下（第１外部空間）
Ｎ バルコニー（第２外部空間）
Ｂ 免震材料

【図1】

【図2】

【図3】