(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】P2024154349
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】土木建築構造の垂直部材と水平部材をC型接合部品とH型結合部品の 嵌合 部品で構造部材それぞれを着脱し再利用することができる接合構造。
(51)【国際特許分類】
E04B 1/18 20060101AFI20241023BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20241023BHJP
【FI】
E04B1/18 A
E04B1/18 G
E04B1/18 F
E04B1/58 507Z
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2023078912
(22)【出願日】2023-04-18
(71)【出願人】
【識別番号】593063552
【氏名又は名称】株式会社ライト建築事務所
(72)【発明者】
【氏名】庄司 悦治
【テーマコード(参考)】
2E125
【Fターム(参考)】
2E125AA04
2E125AA14
2E125AA53
2E125AB12
2E125AC01
2E125AC13
2E125AC23
2E125AG02
2E125AG03
2E125AG07
2E125AG13
2E125AG21
2E125AG23
2E125AG41
2E125BA01
2E125BB09
2E125BB14
2E125BB16
2E125BB25
2E125BB33
2E125BB36
2E125BD01
2E125CA33
2E125EA01
2E125EA12
2E125EA33
(57)【要約】
【課題】土木建築構造の資源・エネルギーロス・廃材を抑制・再利用する単純な共通部材を変更修理し使い続ける、100年超の強靭化・デザイン・暮らしに役立つ美しく快適な居住環境と空間を世界人口が増える脱炭素社会の持続性に役立てる。
【解決手段】
土木建築の木造・鉄骨・PC造などの垂直部材小口の上下同士、又は水平部材小口の左右同士、叉は垂直部材と水平部材、垂直部材同士、水平部材同士の接合構造を単純な接合部品で多様な資源・素材を活かし、省資源・省エネ・省労力で様々な素材に合う接合部品が、土木建築構造物を強靭化し使い続ける可変架構な暮らしに役立てる、動植物の枝・節の関節構造の仕組みは自然の大地/気侯/人の関節筋肉の動的な機能を活用した木材鉄骨・PC部材を共通の接合技術で、身近なパネルから住宅の構造物・高層建築の外壁・床・屋根・土木の擁壁・高速道路の路盤まで構築する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土木建築の垂直部材小口の上下同士、又は水平部材小口の左右同士、叉は前記垂直部材と前記水平部材、又は垂直部材同士、水平部材同士の接合構造であって、
垂直部材又は水平部材に取付けるための取付孔が備えられたC型接合部品が、前記垂直部材と前記水平部材の上下面に垂直部材小口断面と同じ断面の突起部の側面の各々接合部に、前記C型接合部の窪み面が相対してH型の間隙ができるように取付部により取付けられ、前記、C型接合部品の前記H型の間隙に前記H型結合部品が挿入して相対する接合部材が接合されるようにした土木建築の接合構造。
【請求項2】
前記C型接合部品の取付孔と前記水平部材又は前記垂直部材の高強度鉄筋が緊張され結合したことを特徴とする請求項1に記載の土木建築の接合構造。
【請求項3】
前記C型接合部品による前記H型間隙の顎間の距離よりも前記H型結合部品の軸長さの方を短くしたことを特徴とする請求項1に記載の土木建築の接合構造。
【請求項4】
前記C型接合部品よりH型接合部品が伸縮性が強く備え、又は前記C型接合部品を備える構造部材より先に前記H型接合部品が伸縮又は破損することを特徴とする請求項1記載の接合構造。
【請求項5】
請求項1から請求項4記載のC型接合部品。
【請求項6】
請求項1から請求項4記載のH型結合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
土木建築の柱梁壁など垂直部材断面小口の上下同士、又は水平部材断面小口の左右同士、叉は垂直部材と水平部材の素材である木材・鉄・コンクリ―ト・鉄筋の接合・複合構造が複雑で、素材・力学・生産・加工・エネルギー・労務等の機能品質効率が低い無駄・ロス・短寿命を改善する、共通化・単純化により、架構形式と接合形式を単純化・着脱化する技術である。
【背景技術】
【0002】
地球環境の変化による自然災害や人口が都市に集まる住環境の資源エネルギーの持続性など「SDGs」的・地球レベルの課題をつなぐ技術改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献1】特許第6347366号、
【特許文献2】特許第6928210号、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
土木建築の荷重応力を均等化し力学的に安全であり、資源・エネルギーロス・廃材を抑制し、且つ、関連部材を再利用するには構造部材の共通化と接合部の共通共用化による単純化と着脱により循環性を持たせることが不可欠だ。
【0004】
柱と梁のT型架構を繰り返し連結する単純な架構とその部材の接合構造、応力の共通化・部材の共通化した、木造・PC造部材を工場で造り、現場の組立・解体を繰り返し、使い続ける、素材を活かす部材構成と接合構造で組立て後の変更や修理、リニューアルに適した解体・再利用できる総合性が不可欠だ。
【0005】
多様な部材を接合する部材同士の接合部に適した多角接合性や接合強度の共通共用化が進めば、資源・エネルギー・労務・ゴミ等の無駄・ロスを削減できる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
土木の構造物も建築の木造・鉄骨・PC造も素材特質を活かす構成が総合的な機能になり、素材が異なる、それぞれの接合部材同士の接合形式は共通化し、木材・鉄・コンクリート夫々に合う接合方法を組み合わせることが必要だ。
【0007】
人骨と筋肉の構成のように、木材繊維・鉄の分子構造・PC構造の棒鋼とコンクリート等の素材機能を複合した、夫々の部材に共通の接合部材はC型を共通化し、C型接合部材同士をH型結合部材で接合すれば解決手段となるだろう。
【0008】
土木構造は、大地の基盤に重さを合理的に伝え橋の橋脚に橋桁を載せ地盤沈下・地震力に適応するように、木造・鉄骨造・PC造の柱と梁、金属と繊維方向力の差を活かす梁勝架構の接合が木材繊維方向に直交以外は合理的だ。鉄筋コンクリート基礎上に柱を立てる基本形は木造・鉄骨造・PC造に共通の総合性を活用し、木造の梁断面上下面の弱さを補えば、総合的な接合性を得るだろう。
【0009】
木造の梁勝架構の接合部は、木材繊維方向力を補う梁接合面の鋼板と梁断面を横断する異形棒鋼を接着剤で固定、又は丸鋼管小口内に内ネジと異形棒鋼、又は、丸鋼管長さの複数本の中心で水平に複数が角度段差をつけ交差する棒鋼ピン孔を備えた異形棒鋼、又は丸鋼管を多角形断面の柱側面に近い位置で接合し母材より先に接合部を破壊し母材の持続性を持たす。
図4(ロ)、
図7。
【0010】
梁接合部の鋼板をC型接合部品に変え、柱脚柱頭の小口と梁の上下面のC型結合部品が反転相対した窪みがH型の間隙に、H型結合部品を挿入し、柱頭柱脚と梁を結合する。柱頭柱脚小口面と丸鋼管小口面が合うように装着し、ピン孔に所定の棒鋼ピンを備えた柱と柱頭柱脚小口面と定着プレートを複数のボルト孔を介しボルトで結合した、柱頭柱脚と梁の上下面を丸鋼管の両小口に内ネジを備えた梁を接合するT型の梁勝架構なら最少の木材形状と加工、最少の鋼材で部材の共通化すれば、現場作業の最少化につながる。
図2(イ)、
図7。
【0011】
PC造の接合部は、柱の側面内に予め緊張した異形棒鋼が柱頭柱脚上下小口面から突出した異形棒鋼を、柱頭柱脚の断面が同じ形の突起部を梁断面上下面に合わせ装着した、鋼製パイプ小口に突出した2本、又は3本の異形棒鋼を直角三角形状に一体複合化した鋼製パイプで連結した接合構造であり、PC棒鋼に緊張力を備えた部材単体同士を接合する接合部の力学性を拓く。
図2ロ・ハ。
【0012】
梁の上下面に柱断面小口と同じ突起部を付加し、柱と梁接合部の梁断面を拡大した梁中央パネルゾーンに柱と梁の多様な応力を綜合する
嵌合接合部品同士をクロス筋・鋼板を連結補強する。
図1-ハ、
図2-ロ・ハ。
図6(イ・ロ・ハ)。
【0013】
梁の上下面と柱小口にC型接合部品を備え、伸縮性を備えるH型結合部品が、構造母材のC型接合部品より先に破損し、構造母材が再利用できる接合構造や棒鋼をパイプ空洞にモルタル・樹脂注入など、PC造部材同士の接合手段と現場作業の削減・資源・性能・品質などの先の課題である部材の再利用につなげる。
【0014】
PC構造部材を小型化し、柱と梁の上下面に柱小口断面と同じ形状の突起部を予め備えた梁の突起部が対向した接合部に共通のC型接合部品同士をH型結合部品で接合し、引き抜き、柱と梁を解体できる着脱型の構造部材を再利用するために、C型接合部とH型結合部材の材質は真逆の鉄の材料力学の性質が構造力学を通じて社会資源の土木建築を持続化します。
図1・2・3(イ・ロ・ハ)。
【0015】
コンクリートに鉄筋を打込む前に緊張する定着部と接合部を兼ねる部材により柱・梁両部材端で複数鉄筋を連結したC型接合部品同士が相対し形成したH型の間隙に、H型結合部品がC型接合部品同士を勘合し、解体時にH型結合部品を引抜くボルト頭を掴み引き出す機能をH型結合部品に造り込む。
図3(ロ・ハ)
【0016】
C型接合部品とH型間隙の顎間の距離よりもH型結合部品の軸長さの方を短くし、C型接合部品の強度・変形よりも、H型結合部品の変形が大きく強度も低い材質により、勘合接合が可能で引抜き難い接合機能を創出します。
図3.
【0017】
部材の工場生産過程のコンクリート打設前に棒鋼を緊張する定着部材を接合部材が兼ねるために、C型接合部品とH型接合部品はそれぞれ、鉄の弾性変形域と塑性変形域が活かす多機能性を活用します。工場生産設備の効率化・小型化・単純化により、工場生産で完結したPC造部材同士を複合接合する、接合力を生むためにC型とH型の挿入断面が楔状構造でC型接合部材同士が蜜着させる。
また、接合部に未知の制震機能や小型化部材を複合する部材の大型化に広がる。
【0018】
小型の共通部材で階層を増やすには、柱数を割り込み増やす架構形式、地震力を抑制する制震機能を付加するなど、空間構造規模を変えず階層増に適応し、同じ工場生産の高品質部材を共用する新たなPC構造の開発を展望する。制震機能は、柱部材2本が梁の中心線上一定の間隔で並立し、平面的にT字型の鋼製部材同士2本の柱側面から並行に対向突出し、伸縮性の形状記憶合金の結合部品で上下から落とし込み
嵌合した制震装置を備える架構に応用する。「
図8」
【0019】
建設立地・社会変化・技術進歩に適応するには、構造部材と接合部が共通化し荷重・応力が均一化する、分子構造が着脱連結するような構成の小型部材の複合構造を創出する再生技術の要素をT型架構のモデュール構造が備える。
【0020】
階層の増減に適応する部材の複合構造も、扁平部材のT型架構を平面的に重ねる技術開発も基本部材の力学特性を変えずに、平面的・階層的多様な連続体の空間構成と構造架構が融合する綜合性を創る建築デザインの多様な空間と力学性が持続的な居住系建築づくりに役立つだろう。
【0021】
土木建築の構造が増減移築できる着脱・可変構造は、建設過程の逆工程であり、部材接合部の着脱性が不可欠であり、構造的バランスのよい部材配置は、デザインにも効果的であり無駄な自由設計思考を見直す建築技術革新が望まれる。
【図面の簡単な説明】
【
図1】柱頭小口と柱脚小口の接合及び接合金物の設置位置の概要図。
【
図2】木造・PC造の柱梁のC型・H型・棒鋼の接合構成・補強部材。
【
図3】鋼製C型勘合接合部品とH型
嵌合結合部品の長短接合部構成図。
【
図4】垂直部材・水平部材の接合、垂直部材同士の接合、木造接合図。
【
図5】壁・屋根・床版の多角接合面同士、パネル小口と柱梁の配置図。
【
図6】PC造の柱と梁のパイプ接合パネルゾーンの突起部の接合構造。
【
図7】木造のT型架構・梁勝架構・鋼板・棒鋼・ピンの接合構造。
【
図8】PC造小型共用部材の並列・複合・制震装置等の接合構造。
【発明を実施するための形態】
【0022】
土木建築の垂直部材断面小口の上下同士、又は水平部材断面小口の左右同士、叉は垂直部材と水平部材の接合に、共通の鋼製C型接合部品の小口又は側面が、部材小口、又は部材側面各々接合面に、C型接合部品断面の窪み面が、垂直水平に個別に反転相対して固定されたH型の間隙に、H型結合部品が垂直、又は水平に挿入し結合する接合構造が様々な外力による変形を鉄の弾性変形域と塑性変形域を使い分け自然現象に適応する土木建築を強靭化する。
【0023】
土木建築の用途は広いが、垂直部材断面小口の上下同士、又は水平部材断面小口の左右同士、叉は垂直部材と水平部材の素材である木材・鉄・コンクリ―ト・鉄筋の接合・複合構造が複雑で素材・力学・生産・加工・エネルギー・労務環境など、低い総合性・無駄・ロス・短寿命を改善し、合理性のある架構形式と接合形式を綜合化する万能的な持続的・脱炭素化社会の技術である。
【0024】
土木建築が安全であり、資源・エネルギーロス・廃材が地球に還元するまで、関連部材を再利用する技術で、共通・共用・単純・着脱・循環を関係つける。
【0025】
木造・PC造では、C型接合部品のC型の窪み底や鍔部の接合孔を介してボルト棒鋼が木材、PC部材の棒鋼を結合緊結した接合部が柱側面で木造・PC造2本の柱小口同士が接合する
嵌合結合構造。
図1-イ・ロ、
図2-イ。
図4・7・8。
【0026】
木造の柱頭柱脚小口の鋼製C型断面接合部と木造梁上下面の中心線上に鋼製のC型断面
嵌合接合金物の窪み同士が上下反転対向しC型断面
嵌合接合が棒鋼又は鋼板で梁上下面に予め工場で固定した梁のC型断面の上下の窪みで形成したH型の間隙にH型部品の両突起部が合うように水平に挿入結合して柱と梁を接合する、最も単純な柱と梁の接合構造。
図2-イ、
図3、
図4(ロ),
図7。
【0027】
CLT壁、PC造パネル部材の垂直小口同士、叉は水平小口同士又は柱、又は梁の垂直側面、水平上下面が接合する鋼製C型断面接合部品の窪み同士の間に形成されたH型の間隙に鋼製H型
嵌合結合部品を挿入し、CLT壁、又はPC造パネルを結合した接合構造。又は、柱部材と梁部材を結合してできた多角形状のユニット夫々の結合構造。
図4-イ、
図5-イ。
【0028】
鉄骨造のH型鋼柱や角鋼管、丸鋼管断面小口にH型鋼柱・角鋼管・丸鋼管断面とH型鋼梁の接合を、柱頭柱脚側面、小口、梁部材上下面に溶接、ボルトで鋼製C型接合部品を固定したC型の窪同士が反転相対する窪み同士の間に、H型部品の両突起部が挿入結合する接合構造。
図1-(イ)・(ハ)。
【0029】
PC構造の柱頭柱脚小口と梁上下面に柱頭柱脚小口と断面小口が同じ突起部を備え対向する側面に備えたC型
嵌合接合部の窪み面が上下に反転対向して固定形成されたH型の間隙にH型断面の結合部品が水平に挿入した接合部4個所が柱頭柱脚の接合部と結合した接合構造。
図2(ロ・ハ)。
【0030】
また、PC構造の柱頭柱脚と梁上下面の突起部のC型
嵌合接合部の上下左右4か所をクロス筋、鋼板で緊結した補強構造。
図1-ハ、
図2(ロ・ハ)
図6。
【0031】
木造の梁勝架構の部材断面が共通の柱頭小口から柱脚方向複数面の内側に近い位置に一定長さの丸鋼管内面のネジと複数個所に水平に棒鋼ピンが角度・段差で交差する穴を備えた丸鋼管が、柱の小口面と丸鋼管小口面を合わせ、棒鋼ピンを備えた柱と、柱頭小口面と定着プレート鋼の取付け孔を介しナットで複合した7柱と梁を結合する。
図4(ロ)、
図7。
【0032】
木造の梁勝架構の扁平柱の柱頭柱脚小口短辺の中心垂直に挿入した鋼板の棒鋼ピンが直角方向に貫通するピン穴を備えた鋼板と扁平柱小口の短辺両側面から延長したベースプレートのボルト穴を介し、梁を上下に貫通する棒鋼とネジとナットで緊結した柱梁の接合構造。
図7-(ハ)。
【0033】
PC構造柱の側面内に備える異形棒鋼が柱頭柱脚上下小口面から突出した異形棒鋼が柱頭柱脚の断面が同じ形の突起部を備えた梁断面上下面に合わせ装着した鋼管が柱頭柱脚小口面から突出した1本、2本、3本の異形棒鋼を一体複合化した鋼製パイプで複数配筋を連結した接合。
図2(ロ・ハ)、
図6。
【0034】
柱頭柱脚と同じ断面小口の突起部を梁の上下面に備えた梁のPC型
嵌合接合部品の窪みが相対するように予め装着し、H型
嵌合結合部品を水平方向に挿入し、柱と梁を接合する結合構造、又は、柱と梁の梁勝ち接合部の梁の上下面の鋼製C型
嵌合部品間をアンカー筋、又はクロス筋、又は鋼板で連結した梁上下面の柱頭柱脚の接合構造。
図1(ハ)、
図2(ロ・ハ)、
図3、
図6.
【0035】
共通のC型の接合部品とH型の
嵌合部品で接合したH型部品を引き抜き、部材を解体する梁勝ち架構のPC構造柱とPC構造柱の柱頭柱脚が接合した梁断面の上下面内で結合した2本の柱側面の間に制震装置が固定した架構。
図8
【0036】
柱と梁の上下面の突起部の垂直接合位置に対向し柱部材同士を梁の上下面の共通のC型の接合部品とH型の
嵌合接合部品を連結し緊張した部材同士を連続化し、社会変化に適応する解体、増減移築、地盤沈下・地震・破損に適応する部材更新時は、H型
嵌合部品を引き抜くボルト孔を予め備えボルト頭を引き出す機能を造り込む。
図2.
【0037】
床構造も上下階空間の連続性をつくるには、階段・EV・吹抜を自在に配置できる自在性と用途変更や社会の変化に適応できる。
【実施例0038】
木造・RC造・PC造に共用する、柱と梁でT型架構のラーメン構造を形成し、木造では、梁上下の圧縮力を鋼製プレート・C型部品・棒鋼で補い、基礎に柱を固定する、アンカーボルトとベースプレートを結合する基本形式を採用する。
【0039】
木造の上部構造も、柱頭及び柱脚の接合部は鉄骨造に使うベースプレートとアンカーボルトと基礎の構成を上部構造の柱頭と梁の接合部を共通の単純で確実に応力を最少の部材を最少の加工形式を採用し上階の柱脚の接合も共通化する。
【0040】
梁断面の上下を貫通する棒鋼の軸力と接着力にて、側面で木材繊維方向力に伝えるせん断力・曲げモーメントに抵抗する構成を活用する接合構成で、少ない加工と現場組立が簡単になり、簡単に解体・増減移築・使い続ける乾式施工で結合する丸鋼管とピンで接合する加工技術や設備の集約効果を活用する。
【0041】
RC・PC造は、小型の共通部材を乾式、接着、モルタル接合部を工場で生産し、搬送と現場組立を効率化し、増減移築・浸水・耐火・自然災害に素早く復旧・恒久建築・仮設建築・多用途・共用部材を再利用できる評定・認定工法化する。
【0042】
PC構造のプロストレストコンクリートの緊張機能は部材毎に完結した部材を乾式で接合し、着脱可能な再利用構造部材で脱炭素化・持続的建築構造とする。
建築構造に迫る自然災害への強靭性・長期持続・再利用に適したリユース構造部材の複合性と多様性に加え、資源・生産・品質・労務・搬送・流通・信頼性・モニタリング・管理システムなど人類共通の居住建築の社会的価値を一変する。
土木建築の垂直部材小口の上下同士、又は水平部材小口の左右同士、叉は前記垂直部材と前記水平部材、又は垂直部材同士、水平部材同士の接合構造であって、垂直部材又は水平部材に取付けるための取付孔が備えられたC型接合部品が、前記垂直部材と前記水平部材の上下面に垂直部材小口断面と同じ断面の突起部の側面の各々接合部に、前記C型接合部の窪み面が相対してH型の間隙ができるように取付部により取付けられ、前記C型接合部品の前記H型の間隙に前記H型結合部品が挿入して、相対する部材が着脱できるようにした土木建築の接合構造。
前記C型接合部品よりH型接合部品が伸縮性が強く備え、又は前記C型接合部品を備える構造部材より先に前記H型接合部品が伸縮又は破損することを特徴とする請求項1記載の接合構造。
前記C型接合部品よりH型接合部品が伸縮性が強く備え、又は前記C型接合部品を備える構造部材より先に前記H型接合部品が伸縮又は破損することを特徴とする請求項1記載の接合構造。