特開 2024-155182 柱の接合構造

(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】P2024155182

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】柱の接合構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20241024BHJP

   E04B 1/30 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 503M

E04B1/30 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069646

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】柴田 淳平

(72)【発明者】

【氏名】大住 和正

(72)【発明者】

【氏名】中島 俊介

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA03

2E125AB13

2E125AC29

2E125AG48

2E125CA90

(57)【要約】

【課題】傾斜した上側柱を鉛直な下側柱に容易に接合することが可能な柱の接合構造を提供することである。
【解決手段】建築物１における柱２０の接合構造であって、鉛直方向に延びるとともに上端面２１ａが水平な円筒状の下側柱２１と、鉛直方向に対して傾斜して延びるとともに下端面２２ａが水平な円筒状であり、下端面２２ａにおいて下側柱２１の上端面２１ａに接合された上側柱２１とを有し、下側柱２１の上側柱２２に接合される部分における外径及び肉厚が、それぞれ上側柱２２の外径及び肉厚よりも大きくなっており、上側柱２２の下端面２２ａの全体が下側柱２１の上端面２１ａに接合されていることを特徴とする柱接合構造。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建築物における柱の接合構造であって、
鉛直方向に延びるとともに上端面が水平な円筒状の下側柱と、
鉛直方向に対して傾斜して延びるとともに下端面が水平な円筒状であり、下端面において前記下側柱の上端面に接合された上側柱とを有し、
前記下側柱の前記上側柱に接合される部分における外径及び肉厚が、それぞれ前記上側柱の外径及び肉厚よりも大きくなっており、前記上側柱の下端面の全体が前記下側柱の上端面に接合されていることを特徴とする柱の接合構造。

【請求項2】

前記下側柱及び前記上側柱が、それぞれ内部にコンクリートが充填されてコンクリート充填鋼管に構成されている、請求項１に記載の柱の接合構造。

【請求項3】

前記下側柱が、
円筒状の柱本体部と、
外径及び肉厚が前記上側柱よりも大きい円筒状であり、前記柱本体部の上端に接合された仕口部材と、を有し、
前記上側柱の下端面が前記仕口部材の上端面に接合されている、請求項１または２に記載の柱の接合構造。

【請求項4】

前記下側柱の上端面と前記上側柱の下端面との間にダイヤフラムが設けられている、請求項１に記載の柱の接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築物における柱の接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物として、例えばオフィスビル、商業ビルなどの、複数の階層を有する多層階ビルの形態とされたものが知られている。

【0003】

このような建築物は、その構造ないし躯体が、複数本の柱と、柱に接合されて両端支持された梁とを有する構成とされるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－９５１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような建築物では、外観の形状ないし構造的な理由から、構造ないし躯体を構成する一部の柱を途中から斜めにするために、当該柱を、鉛直方向に延びる円筒状の下側柱の上端面に、鉛直方向に対して傾斜して延びる円筒状の上側柱を接合した構成とすることが考えられる。

【0006】

しかし、この場合、平面視で下側柱の上端面が水平面に沿った円形となるのに対し、上側柱の下端面は水平面に沿った楕円形となるので、上側柱の下端面の一部が下側柱の上端面から外側にはみ出して上側柱を下側柱に接合し難い、という問題点があった。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、傾斜した上側柱を鉛直な下側柱に容易に接合することが可能な柱の接合構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の柱の接合構造は、建築物における柱の接合構造であって、鉛直方向に延びるとともに上端面が水平な円筒状の下側柱と、鉛直方向に対して傾斜して延びるとともに下端面が水平な円筒状であり、下端面において前記下側柱の上端面に接合された上側柱とを有し、前記下側柱の前記上側柱に接合される部分における外径及び肉厚が、それぞれ前記上側柱の外径及び肉厚よりも大きくなっており、前記上側柱の下端面の全体が前記下側柱の上端面に接合されていることを特徴とする。

【0009】

本発明の柱の接合構造は、上記構成において、前記下側柱及び前記上側柱が、それぞれ内部にコンクリートが充填されてコンクリート充填鋼管に構成されているのが好ましい。

【0010】

本発明の柱の接合構造は、上記構成において、前記下側柱が、円筒状の柱本体部と、外径及び肉厚が前記上側柱よりも大きい円筒状であり、前記柱本体部の上端に接合された仕口部材と、を有し、前記上側柱の下端面が前記仕口部材の上端面に接合されているのが好ましい。

【0011】

本発明の柱の接合構造は、上記構成において、前記下側柱の上端面と前記上側柱の下端面との間にダイヤフラムが設けられているのが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、傾斜した上側柱を鉛直な下側柱に容易に接合することが可能な柱の接合構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る柱の接合構造が適用された建築物の正面図である。

【図2】図１に示す建築物の側面図である。

【図3】図１に示す建築物の、範囲Ａの部分の拡大図である。

【図4】図１に示す建築物の、躯体の構造を示す説明図である。

【図5】図１に示す建築物の、柱の接合部分の断面図である。

【図6】図５におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図7】（ａ）は下側柱の上端面の形状を誇張して示す説明図であり、（ｂ）は上側柱の下端面の形状を誇張して示す説明図であり、（ｃ）は下側柱の上端面に対する上側柱の下端面の配置を誇張して示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る柱の接合構造について詳細に例示説明する。

【0015】

図１、図２に示す建築物１は、本発明の一実施形態に係る柱の接合構造が適用された柱を有する建築物の一例である。この建築物１は、例えばオフィスビル、商業ビルなどとして利用される、複数（多数）の階層を有するビルディングである。

【0016】

建築物１の１階（地上階）から３階までの下層階の部分における、正面（図１に示す側の面）の外壁２ａ、側面（図２に示す側の面）の外壁２ｂ及び正面と側面との間の角面の外壁２ｃは、それぞれ地面３に垂直な平面状である。これらの正面の外壁２ａ、側面の外壁２ｂ及び角面の外壁２ｃは、それぞれ道路に面する壁である。

【0017】

これに対し、建築物１の４階よりも上階の上層階の部分に複数の階層に亘って設けられた正面の外壁４ａ、側面の外壁４ｂ及び角面の外壁４ｃは、それぞれ平面状であるとともに、建築基準法上の斜線制限ないし天空率の制限をクリアするために、それぞれ地面３に垂直な方向（鉛直方向）に対して一定の角度で上向きとなるように傾斜している。

【0018】

図１に示すように、建築物１の正面の外壁４ａは、外壁４ａの側からの正面視（図１に示す正面視）において、それぞれ鉛直方向に対して傾斜して延びる窓部５及び外壁パネル６を備えた構成とすることができる。より具体的には、外壁４ａは、外壁４ａの側からの正面視において、それぞれ外壁４ａの下端から上端にまで鉛直方向に対して傾斜して延びる複数本のストライプ状の窓部５及び外壁パネル６が交互に横並びに配置された構成とすることができる。

【0019】

図３に示すように、それぞれの窓部５は、縦長で平行四辺形の板状の窓５ａが各階層において上下に２枚ずつ並べて配置された構成を有している。なお、窓部５は、縦長で平行四辺形の窓５ａが各階層において１枚ずつ配置された構成であってもよく、縦長で平行四辺形の窓５ａが各階層において上下に３枚以上並べて配置された構成であってもよく、縦長で平行四辺形の１枚の窓５ａが複数の階層に跨って配置された構成であってもよい。

【0020】

それぞれの外壁パネル６は、縦長で平行四辺形の複数のパネルユニット６ａがスリット７を介して上下に並べて配置された構成を有している。それぞれのパネルユニット６ａは各階層に対応した上下方向長さを有し、各階層の２つの窓５ａに隣接して配置されている。なお、パネルユニット６ａは、複数の階層に跨る上下方向長さを有する構成であってもよく、外壁パネル６全体が１つのパネルユニット６ａで構成されてもよい。

【0021】

外壁４ａは、例えば外壁パネル６が設けられずに外壁４ａの全体に窓部５が設けられた構成、窓部５が設けられずに外壁４ａの全体に外壁パネル６が設けられた構成など、種々の構成とすることができる。また、外壁４ａは、外壁４ａの側からの正面視において、窓部５及び外壁パネル６が鉛直方向に平行に延びる構成とすることもできる。

【0022】

図４に示すように、建築物１の躯体（構造）１０は、複数本の柱１１と、それぞれ対応する柱１１に接合されて柱１１に両端支持された複数本の梁１２とを有している。なお、便宜上、図４においては、一部の柱及び梁にのみ符号を付している。

【0023】

それぞれの柱１１には、各階層において床部分ないし天井部分を構成するように平面視で格子状に配置された複数本の梁１２が上下方向に各階層分の間隔を空けて接合されている。また、複数本の梁１２は、それぞれ各階層において水平方向に沿って延びて配置され、その両端において対応する柱１１に接合されている。

【0024】

建築物１は、躯体１０を構成する柱１１として、下方から上方に向けて鉛直に延び、途中から鉛直方向に対して傾斜した斜め方向に延びる柱２０を有している。柱２０は、下側柱２１と上側柱２２とを有しており、本実施形態に係る柱の接合構造によって、下側柱２１の上端面２１ａに上側柱２２の下端面２２ａが接合された構成となっている。下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの接合は、例えば溶接によって行うことができる。

【0025】

図５に示すように、下側柱２１は、鉛直方向すなわち地面３に垂直な方向に延びるとともに上端面２１ａが水平な円筒状となっている。下側柱２１の上端面２１ａは、鉛直姿勢の下側柱２１の軸線に垂直な面に沿って水平に配置されているので、図６、図７（ａ）に示すように、平面視で円形となっている。

【0026】

本実施形態では、下側柱２１は、柱本体部２１Ａと、柱本体部２１Ａの上端に接合された仕口部材２１Ｂとを有する構成となっている。柱本体部２１Ａと仕口部材２１Ｂとの接合は、例えば溶接によって行うことができる。柱本体部２１Ａは、鉛直方向すなわち地面３に垂直な方向に延びるとともに上端面が水平な円筒状となっている。仕口部材２１Ｂは、柱本体部２１Ａと同軸に鉛直方向に延びるとともに上端面及び下端面が水平な円筒状となっている。仕口部材２１Ｂは、その下端面において柱本体部２１Ａの上端面に接合されて下側柱２１の上端側部分を構成している。したがって、下側柱２１の上端面２１ａは仕口部材２１Ｂの上端面により構成されており、上側柱２２の下端面２２ａは仕口部材２１Ｂの上端面に接合されている。

【0027】

図５に示すように、上側柱２２は、鉛直方向すなわち地面３に垂直な方向に対して傾斜して延びるとともに下端面２２ａが水平な円筒状となっている。より具体的には、図１、図４から解るように、上側柱２２は、図１に示す正面側で外壁２ａ及び外壁４ａの右端に配置され、図３に破線で示すように、正面視において鉛直方向に対して傾斜するとともに、図２に示す側面視においても外壁４ａと平行となるように鉛直方向に対して外壁４ａと同一角度で傾斜している。すなわち、上側柱２２は、正面視及び側面視のそれぞれの方向から見て鉛直方向に対して傾斜する所謂二転びの傾斜姿勢となっている。上側柱２２の下端面２２ａは、鉛直方向に対して傾斜する上側柱２２の軸線に垂直な面に対して傾斜した面に沿って配置されているので、図６、図７（ｂ）に示すように、平面視で楕円形となっている。

【0028】

上側柱２２は、軸方向に複数に分割されたものを継手２３で接合した構成であってもよい。

【0029】

本実施形態に係る接合構造は、下側柱２１及び上側柱２２を、その内部にコンクリートＣが充填されてコンクリート充填鋼管に構成されたものとすることができる。下側柱２１及び上側柱２２を、それぞれコンクリート充填鋼管に構成されたものとすることで、円筒状に形成された下側柱２１及び上側柱２２を、より径の細いものとしつつ所望の強度、剛性、変形性能を有するものとすることができる。

【0030】

なお、下側柱２１及び上側柱２２は、その内部にコンクリートＣが充填されない構成としてもよい。

【0031】

ここで、図７（ａ）に示すように、平面視において下側柱２１の上端面２１ａが水平面に沿った円形となるのに対し、上側柱２２の下端面２２ａは水平面に沿った楕円形となるので、下側柱２１の上側柱２２に接合される部分すなわち仕口部材２１Ｂの外径及び肉厚が、それぞれ上側柱２２の外径及び肉厚と同一であると、楕円形である上側柱２２の下端面２２ａの一部が下側柱２１の上端面２１ａから外側にはみ出して上側柱２２を下側柱２１に接合し難い、という問題が生じることになる。

【0032】

そこで、本実施形態に係る接合構造では、下側柱２１の上側柱２２に接合される部分すなわち仕口部材２１Ｂの外径及び肉厚は、それぞれ上側柱２２の外径及び肉厚よりも大きくすることで、図７（ｃ）に示すように、平面視において、楕円形である上側柱２２の下端面２２ａを、その全体が円形である下側柱２１の上端面２１ａの範囲内に配置されるようにしている。これにより、上側柱２２の下端面２２ａが、その全体において下側柱２１の上端面２１ａに接合されるようにして、上側柱２２を下側柱２１に容易に接合することが可能となる。

【0033】

なお、下側柱２１の上側柱２２に接合される部分すなわち仕口部材２１Ｂの外径及び肉厚は、楕円形である上側柱２２の下端面２２ａの全体が円形である下側柱２１の上端面２１ａの範囲内に配置されるように、上側柱２２の外径、肉厚及び傾斜角度に応じて、適宜設定すればよい。

【0034】

このように、本実施形態に係る接合構造では、下側柱２１の上側柱２２に接合される部分すなわち仕口部材２１Ｂの外径及び肉厚を、それぞれ上側柱２２の外径及び肉厚よりも大きくすることで、上側柱２２の下端面２２ａが、その全体において下側柱２１の上端面２１ａに接合されるようにしたので、楕円形である上側柱２２の下端面２２ａの一部が下側柱２１の上端面２１ａから外側にはみ出さないようにして、上側柱２２を下側柱２１に容易に接合することができる。また、平面視において、楕円形である上側柱２２の下端面２２ａを、その全体が円形である下側柱２１の上端面２１ａの範囲内に配置されるので、上側柱２２から加えられる鉛直方向の荷重を、下側柱２１により効率よく支持することができる。

【0035】

また、本実施形態に係る接合構造では、下側柱２１を、円筒状の柱本体部２１Ａと、外径及び肉厚が上側柱２２よりも大きい円筒状であり、柱本体部２１Ａの上端に接合された仕口部材２１Ｂと、を有し、上側柱２２の下端面２２ａが仕口部材２１Ｂの上端面２１ａに接合される構成としたので、下側柱２１を梁１２に接合される仕口部材２１Ｂを備えた構成としつつ仕口部材２１Ｂにより上側柱２２を下側柱２１に容易に接合する構成とすることができる。

【0036】

下側柱２１を、円筒状の柱本体部２１Ａと、外径及び肉厚が上側柱２２よりも大きい円筒状であり、柱本体部２１Ａの上端に接合された仕口部材２１Ｂと、を有する構成とした場合では、柱本体部２１Ａを、外径及び肉厚が上側柱２２と同一の円筒状のものとするのが好ましい。これにより、上記の通り、仕口部材２１Ｂの外径及び肉厚を、それぞれ上側柱２２の外径及び肉厚よりも大きくして下側柱２１と上側柱２２との接合を容易にしつつ、下側柱２１の大部分を構成する柱本体部２１Ａを上側柱２２と共通のサイズの鋼管で形成することができるようにして、柱本体部２１Ａないし柱２０のコストを低減することができる。

【0037】

図５、図６に示すように、本実施形態に係る接合構造は、下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの間にダイヤフラム３０を設けた構成とすることもできる。この場合、上側柱２２の下端面２２ａは、ダイヤフラム３０を介して下側柱２１の上端面２１ａに接合されればよい。すなわち、上側柱２２の下端面２２ａは、下側柱２１の上端面２１ａに接合されたダイヤフラム３０の上面に接合されればよい。下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの間にダイヤフラム３０を設けた構成とすることで、下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの接合部分における下側柱２１及び上側柱２２の強度を高めることができる。

【0038】

本実施形態では、仕口部材２１Ｂの上端面と上側柱２２の下端面２２ａとの間にダイヤフラム３０が設けられるとともに、仕口部材２１Ｂの下端面と柱本体部２１Ａの上端面との間にダイヤフラム３１が設けられている。ダイヤフラム３０、３１は、それぞれ鋼板により矩形の板状に形成されており、仕口部材２１Ｂ、柱本体部２１Ａ、上側柱２２に対して溶接により接合されている。ダイヤフラム３０、３１の中心には、それぞれ下側柱２１及び上側柱２２の内部にコンクリートを充填する際に当該コンクリートを通す円形の孔３０ａ、３１ａが設けられている。仕口部材２１Ｂの上端面と下端面とにダイヤフラム３０、３１が設けられることで、仕口部材２１Ｂの強度をダイヤフラム３０、３１により高めて、梁１２が接合される仕口部材２１Ｂの変形を防止することができる。

【0039】

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0040】

例えば、前記実施形態では、下側柱２１を、柱本体部２１Ａと仕口部材２１Ｂとを有する構成としているが、柱本体部２１Ａのみで構成され、仕口部材２１Ｂを有さない構成としてもよい。この場合、柱本体部２１Ａの外径及び肉厚を、上側柱２２の外径及び肉厚よりも大きくすればよい。

【0041】

また、前記実施形態では、下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの間にダイヤフラム３０を設けた構成としているが、下側柱２１の上端面２１ａと上側柱２２の下端面２２ａとの間にダイヤフラム３０を設けず、下側柱２１の上端面２１ａに上側柱２２の下端面２２ａを直接接合した構成としてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ 建築物
２ａ 外壁
２ｂ 外壁
２ｃ 外壁
３ 地面
４ａ 外壁
４ｂ 外壁
４ｃ 外壁
５ 窓部
５ａ 窓
６ 外壁パネル
６ａ パネルユニット
７ スリット
１０ 躯体
１１ 柱
１２ 梁
２０ 柱
２１ 下側柱
２１ａ 上端面
２１Ａ 柱本体部
２１Ｂ 仕口部材
２２ 上側柱
２２ａ 下端面
２３ 継手
３０ ダイヤフラム
３０ａ 孔
３１ ダイヤフラム
３１ａ 孔
Ｃ コンクリート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】