特許 7397677 建物ユニット補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】建物ユニット補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/348 20060101AFI20231206BHJP

   E04B 1/00 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

E04B1/348 G

E04B1/00 501Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020003998

(22)【出願日】2020-01-14

(65)【公開番号】P2021110190

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】504093467

【氏名又は名称】トヨタホーム株式会社

(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】寺田 篤弘

【審査官】伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０５６６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５４５９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／００ － １／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

４本の柱と、前記柱の上端部間に架設される４本の天井梁と、前記柱の下端部間に架設される４本の床梁と、を含んで構成されている箱状の建物ユニットと、
前記建物ユニットの妻面における前記柱の下端部を基礎へ固定している第１固定部と、
前記建物ユニットの妻面における前記天井梁と前記床梁とを建物上下方向に連結している中間柱と、
前記建物ユニットの妻面における前記床梁の前記中間柱近傍の部位を前記基礎へ固定している第２固定部と、
を有し、
前記中間柱は、前記建物ユニットが少なくとも建物上下方向に複数設けられたユニット建物の１階部分を構成する前記建物ユニットの妻面に設けられており、
前記ユニット建物は、１階部分以外の前記建物ユニットの桁面から張り出されたキャンチユニットを有しており、
前記中間柱は、前記キャンチユニットが設けられている前記建物ユニットの建物下方側かつ前記ユニット建物の１階部分を構成する前記建物ユニットの妻面に設けられている、
建物ユニット補強構造。

【請求項2】

前記ユニット建物は、前記建物ユニットのうち所定のサイズに形成された標準建物ユニットと、当該標準建物ユニットに対して妻側の前記天井梁及び前記床梁のそれぞれの長手方向の長さが短く設定されたハーフ建物ユニットとを含んで構成されかつ前記ハーフ建物ユニットは少なくとも１階部分に設けられており、
前記中間柱は、前記ユニット建物の１階部分を構成する前記ハーフ建物ユニットに設けられている、
請求項１記載の建物ユニット補強構造。

【請求項3】

前記中間柱は、前記建物ユニットの妻面における前記天井梁の長手方向中央部と前記床梁の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している、
請求項１又は請求項２に記載の建物ユニット補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物ユニット補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、建物ユニットの固定構造について開示されている。この固定構造では、箱型の建物ユニットの桁面における床梁を基礎に固定する固定部を有している。この固定部は、水平荷重により桁面における床梁に作用する曲げモーメントの反曲点を除いた位置に設定されている。これにより、建物ユニットの桁面において水平荷重が入力された際に、固定部に荷重が分散されるため、建物ユニットの桁面における剛性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－７１９０２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、建物ユニットの妻面は、一般的に桁面よりも柱に対する天井梁及び床梁の長さ比が小さいため、桁面よりも水平剛性が高くなる。したがって、建物ユニットの妻面において水平荷重が入力されると、妻面における一方の柱と基礎とを固定する部位には圧縮力が作用するが、他方の柱と基礎とを固定する部位には引抜力が集中する可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

【0005】

本発明は上記問題を考慮し、建物ユニットの妻面における基礎に対する引抜力を分散することができる建物ユニット補強構造を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様に係る建物ユニット補強構造は、４本の柱と、前記柱の上端部間に架設される４本の天井梁と、前記柱の下端部間に架設される４本の床梁と、を含んで構成されている箱状の建物ユニットと、前記建物ユニットの妻面における前記柱の下端部を基礎へ固定している第１固定部と、前記建物ユニットの妻面における前記天井梁と前記床梁とを建物上下方向に連結している中間柱と、前記建物ユニットの妻面における前記床梁の前記中間柱近傍の部位を前記基礎へ固定している第２固定部と、を有している。

【0007】

第２の態様に係る建物ユニット補強構造は、第１の態様に係る発明において、前記中間柱は、前記建物ユニットが少なくとも建物上下方向に複数設けられているユニット建物における１階部分を構成する前記建物ユニットの妻面に設けられている。

【0008】

第３の態様に係る建物ユニット補強構造は、第２の態様に係る発明において、前記ユニット建物は、１階部分以外の前記建物ユニットの桁面から張り出されたキャンチユニットを有しており、前記中間柱は、前記キャンチユニットが設けられている前記建物ユニットの建物下方側かつ前記ユニット建物の１階部分を構成する前記建物ユニットの妻面に設けられている。

【0009】

第４の態様に係る建物ユニット補強構造は、第２又は第３の態様に係る発明において、前記ユニット建物は、前記建物ユニットに対して妻側の前記天井梁及び前記床梁のそれぞれの長手方向の長さが短く設定されかつ少なくとも１階部分に設けられたハーフ建物ユニットを含んで構成されており、前記中間柱は、前記建物ユニットが建物上下方向に複数設けられているユニット建物における１階部分を構成する前記ハーフ建物ユニットに設けられている。

【0010】

第５の態様に係る建物ユニット補強構造は、第１～第４のいずれか一つの態様に係る発明において、前記中間柱は、前記建物ユニットの妻面における前記天井梁の長手方向中央部と前記床梁の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している。

【0011】

第１の態様によれば、建物ユニット補強構造は、建物ユニットと、中間柱と、第１固定部と、第２固定部とを有している。建物ユニットは、４本の柱と、柱の上端部間に架設される４本の天井梁と、柱の下端部間に架設される４本の床梁とで箱状に形成されている。中間柱は、建物ユニットの妻面における天井梁と床梁とを建物上下方向に連結している。第１固定部は、建物ユニットの妻面における柱の下端部を基礎へ固定している。第２固定部は、建物ユニットの妻面における床梁の中間柱近傍の部位を基礎へ固定している。ここで、建物ユニットの妻面において水平荷重が入力された場合、一方の柱を基礎へ固定している一方の第１固定部には圧縮力が作用するが、他方の柱を基礎へ固定している他方の第１固定部には引抜力が作用する。この際、中間柱にも水平荷重が作用するため、第２固定部にも引抜力が作用する。つまり、建物ユニットの妻面において入力された水平荷重による引抜力が一つの第１固定部と第２固定部とに分散して作用する。

【0012】

第２の態様によれば、中間柱は、ユニット建物の１階部分を構成する建物ユニットの妻面に設けられている。このユニット建物は、建物ユニットが少なくとも建物上下方向に複数設けられている。したがって、ユニット建物の１階部分を構成する建物ユニットの妻面に水平荷重が作用した場合、当該建物ユニットと基礎との間に作用する引抜力を一つの第１固定部と第２固定部とに分散させることができる。

【0013】

第３の態様によれば、キャンチユニットが設けられかつユニット建物の１階部分以外を構成する建物ユニットに対して建物下方側に位置すると共にユニット建物の１階部分を構成している建物ユニットの妻面に中間柱が設けられている。したがって、キャンチユニットからの荷重により１階部分を構成する建物ユニットの第１固定部に作用する引抜力を第２固定部へ分散させることができる。

【0014】

第４の態様によれば、中間柱は、建物ユニットが建物上下方向に複数設けられているユニット建物における１階部分を構成するハーフ建物ユニットに設けられている。このハーフ建物ユニットは、建物ユニットのうち所定のサイズに形成された標準建物ユニットに対して妻側の天井梁及び床梁のそれぞれの長手方向の長さが短く設定されている。したがって、ハーフ建物ユニットは、標準建物ユニットに対して妻面の開口が小さくなるため、剛性が高くなる。このため、ハーフ建物ユニットの妻面において水平荷重が入力されると、一つの第１固定部には標準建物ユニットの一つの第１固定部よりも大きな引抜力が作用するが、この引抜力を第２固定部に分散させることができる。

【0015】

第５の態様によれば、中間柱は、建物ユニットの妻面における天井梁の長手方向中央部と床梁の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している。したがって、建物ユニットの妻面において入力される水平荷重の向きが反転した場合でも、反転する前と同じように建物ユニットと基礎との間に作用する引抜力を分散させることができる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明に係る建物ユニット補強構造は、建物ユニットの妻面における基礎に対する引抜力を分散することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態に係る建物ユニット補強構造を有するユニット建物を概略的に示す概略斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る建物ユニット補強構造を有するユニット建物を妻側から見た状態を示す概略図である。

【図3】第１実施形態に係る建物ユニット補強構造を有する建物ユニットに水平荷重が入力された状態を概略的に示す概略図である。

【図4】対比例に係る建物ユニットに水平荷重が入力された状態を概略的に示す概略図である。

【図5】第２実施形態に係る建物ユニット補強構造を有するユニット建物を概略的に示す概略斜視図である。

【図6】第２実施形態に係る建物ユニット補強構造を有するユニット建物の一部を妻側から見た状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１実施形態）
以下、図１～図３を用いて、本発明に係る建物ユニット補強構造の第１実施形態について説明する。

【0019】

（ユニット建物の全体構成）
図１に示されるように、建物ユニット補強構造１０を有するユニット建物１１は、図示しない基礎と、基礎上に設けられた１階部分１２と、１階部分１２の上に設けられた２階部分１４とを有する２階建て構造とされている。

【0020】

１階部分１２は、箱型の建物ユニット１６により構成されている。また、２階部分１４は、建物ユニット１６及びキャンチユニット１８を含んで構成されており、上下方向に建物ユニット１６同士が相互に連結されている。

【0021】

建物ユニット１６は、ラーメン構造で矩形箱型構造とされている。具体的には、建物ユニット１６の四隅にそれぞれ立設された４本の柱２０と、それぞれの柱２０の上端部２０Ａ同士を連結する長短二種類の天井梁２２、２４と、それぞれの柱２０の下端部２０Ｂ同士を連結する長短二種類の床梁２６、２８と、によって構成されている。なお、天井梁２４と床梁２８とが建物ユニット１６の妻面を構成していると共に、天井梁２２と床梁２６とが建物ユニット１６の桁面を構成している。また、複数の建物ユニット１６のうちユニット建物１１の外壁に対応する部位には、図示しない外壁パネルが図示しない締結具により取り付けられている。

【0022】

キャンチユニット１８は、建物ユニット１６と同様に、ラーメン構造で箱型構造とされている。具体的には、キャンチユニット１８の四隅にそれぞれ立設された４本の柱２０と、それぞれの柱２０の上端部２０Ａ同士を連結する長短二種類の天井梁２２、３０と、それぞれの柱２０の下端部２０Ｂ同士を連結する長短二種類の床梁２６、３２と、によって構成されている。なお、天井梁３０と床梁３２とがキャンチユニット１８の妻面を構成していると共に、天井梁２２と床梁２６とがキャンチユニット１８の桁面を構成している。また、天井梁３０は、建物ユニット１６の天井梁２４に対して長手方向の長さが短く（一例として半分程度に）設定されている。また、床梁３２は、天井梁３０と同様に建物ユニット１６の天井梁２４に対して長手方向の長さが短く（一例として半分程度に）設定されている。これにより、キャンチユニット１８の妻側の幅サイズが建物ユニット１６より小さくされている。さらに、キャンチユニット１８のうちユニット建物１１の外壁に対応する部位には、図示しない外壁パネルが図示しない締結具により取り付けられている。

【0023】

キャンチユニット１８は、２階部分１４の建物ユニット１６の桁面から張り出すように取り付けられており、一例としてキャンチユニット１８の内部と２階部分１４の建物ユニット１６の内部とが連通されている。

【0024】

図２に示されるように、ユニット建物１１の１階部分１２を構成する建物ユニット１６には、中間柱２１が設けられている。この中間柱２１は、一例として、柱２０と同様に建物上下方向を長手方向とする鋼材により構成されていると共に、建物ユニット１６の天井梁２４の長手方向中央部と床梁２８の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している。中間柱２１と天井梁２４及び床梁２８とは、図示しない締結具を介して締結されている。

【0025】

ユニット建物１１の１階部分１２を構成する建物ユニット１６の妻面における柱２０の下端部２０Ｂは、第１固定部３６を介して基礎に固定されている。この第１固定部３６は、公知技術であるので簡単に説明する。すなわち、第１固定部３６は、柱２０の下端部２０Ｂに予め溶接された図示しないベースプレートが、基礎に取り付けられている図示しないアンカーボルトと締結された構成とされている。

【0026】

ユニット建物１１の１階部分１２を構成する建物ユニット１６の妻面の床梁２８における中間柱２１の近傍の部位は、第２固定部３８を介して基礎に固定されている。この第２固定部３８は、床梁２８における中間柱２１が取り付けられた部位に取り付けられた図示しないクリップナットが基礎に設けられたアンカーボルトにナットを介して締結されている。なお、第２固定部３８の具体的な構成については、例えば、特開２０１７－７１９０２号公報等の床梁と基礎との固定構造等で公知であるため、詳細な説明を省略する。

【0027】

（第１実施形態の作用・効果）
次に、第１実施形態の作用並びに効果を説明する。

【0028】

ここで、図４に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

【0029】

図４に示されるように、建物ユニット１００は、ラーメン構造で箱型構造とされている。具体的には、建物ユニット１００の四隅にそれぞれ立設された４本の柱２０（図４では一方の妻側における柱２０のみ図示）と、それぞれの柱２０の上端部２０Ａ同士を連結する長短二種類の天井梁２２（図１参照）、２４と、それぞれの柱２０の下端部２０Ｂ同士を連結する長短二種類の床梁２６（図１参照）、２８と、によって構成されている。なお、図２に示される中間柱２１は設けられていない。したがって、建物ユニット１００の妻面において水平荷重が入力されると、妻面における一方の柱２０と基礎とを固定する一方の第１固定部３６には圧縮力Ｃが作用するが、他方の柱２０を基礎へ固定している他方の第１固定部３６には引抜力Ｐが作用する。つまり、この他方の第１固定部３６には引抜力Ｐが集中する可能性がある。

【0030】

これに対し、本実施形態によれば、図２に示されるように、建物ユニット補強構造１０は、建物ユニット１６と、中間柱２１と、第１固定部３６と、第２固定部３８とを有している。建物ユニット１６は、４本の柱２０と、柱２０の上端部２０Ａ間に架設される４本の天井梁２２、２４と、柱２０の下端部２０Ｂ間に架設される４本の床梁２６、２８とで箱状に形成されている。中間柱２１は、建物ユニット１６の妻面における天井梁２４と床梁２８とを建物上下方向に連結している。第１固定部３６は、建物ユニット１６の妻面における柱２０の下端部２０Ｂを基礎へ固定している。第２固定部３８は、建物ユニット１６の妻面における床梁２８の中間柱２１近傍の部位を基礎へ固定している。ここで、図３に示されるように、建物ユニット１６の妻面において水平荷重が入力された場合、一方の柱２０を基礎へ固定している一方の第１固定部３６には圧縮力Ｃが作用するが、他方の柱２０を基礎へ固定している他方の第１固定部３６には引抜力Ｐが作用する。この際、中間柱２１にも水平荷重が作用するため、第２固定部３８にも引抜力Ｐが作用する。つまり、建物ユニット１６の妻面において入力された水平荷重による引抜力Ｐが一つの第１固定部３６と第２固定部３８とに分散して作用する。これにより、建物ユニット１６の妻面における基礎に対する引抜力を分散することができる。

【0031】

また、図２に示されるように、中間柱２１は、ユニット建物１１の１階部分１２を構成する建物ユニット１６の妻面に設けられている。このユニット建物１１は、建物ユニット１６が少なくとも建物上下方向に複数設けられている。したがって、ユニット建物１１の１階部分１２を構成する建物ユニット１６の妻面に水平荷重が作用した場合、当該建物ユニット１６と基礎との間に作用する引抜力を一つの第１固定部３６と第２固定部３８とに分散させることができる。

【0032】

さらに、キャンチユニット１８が設けられかつユニット建物１１の１階部分１２以外を構成する建物ユニット１６に対して建物下方側に位置すると共にユニット建物１１の１階部分１２を構成している建物ユニット１６の妻面に中間柱２１が設けられている。したがって、キャンチユニット１８からの荷重により１階部分１２を構成する建物ユニット１６の第１固定部３６に作用する引抜力Ｐを第２固定部３８へ分散させることができる。

【0033】

さらにまた、中間柱２１は、建物ユニット１６の妻面における天井梁２４の長手方向中央部と床梁２８の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している。したがって、建物ユニット１６の妻面において入力される水平荷重の向きが反転した場合でも、反転する前と同じように建物ユニット１６と基礎との間に作用する引抜力を分散させることができる。

【0034】

なお、上述した第１実施形態では、ユニット建物１１が２階建て構造とされていると共に、２階部分１４にキャンチユニット１８が設けられている構成とされているが、これに限らず、３階建て以上の複数階を有する構造かつ２階部分１４以外にキャンチユニット１８が設けられている構成としてもよいし、２階部分１４も含めてキャンチユニット１８が設けられている構成としてもよい。

【0035】

また、中間柱２１は、建物ユニット１６の妻面における天井梁２４の長手方向中央部と床梁２８の長手方向中央部とを建物上下方向に連結しているが、これに限らず、天井梁２４の長手方向中央部以外の部位と床梁２８の長手方向中央部以外の部位とを建物上下方向に連結する構成としてもよい。

【0036】

（第２実施形態）
次に、図５、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る建物ユニット補強構造について説明する。なお、前述した第１実施形態等と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

【0037】

この第２実施形態に係る建物ユニット補強構造８０は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、中間柱２１がハーフ建物ユニット１６Ｂに設けられている点に特徴がある。

【0038】

（ユニット建物の全体構成）
すなわち、図５に示されるように、ユニット建物８１は、図示しない基礎と、基礎上に設けられた１階部分８４と、１階部分８４の上に設けられた２階部分８６と、２階部分８６の上に設けられた３階部分８８とを有する３階建て構造とされている。

【0039】

１階部分８４は、複数の建物ユニット１６を組み合わせることにより構成されている。具体的には、１階部分８４は、建物ユニット１６のうち所定のサイズに形成された標準建物ユニット１６Ａと、標準建物ユニット１６Ａに対して妻側の幅サイズが半分とされたハーフ建物ユニット１６Ｂとを組み合わせることにより構成されており、ハーフ建物ユニット１６Ｂの一対の桁面にそれぞれ標準建物ユニット１６Ａの桁面を接合させた構造体９０を２つ建物ユニット１６の妻方向に並べて連結されている。また、それぞれの標準建物ユニット１６Ａ及びハーフ建物ユニット１６Ｂは、図示しないドッキングプレートによって水平方向にて相互に連結されている。また、２階部分８６及び３階部分８８も同様の構成とされており、上下方向にも標準建物ユニット１６Ａ同士及びハーフ建物ユニット１６Ｂ同士は相互に連結されている。

【0040】

標準建物ユニット１６Ａは、ラーメン構造で箱型構造とされており、一例として第１実施形態における建物ユニット１６と同一のサイズとされている。なお、複数の標準建物ユニット１６Ａのうちユニット建物８１の外壁に対応する部位には、図示しない外壁パネルが図示しない締結具により取り付けられている。

【0041】

ハーフ建物ユニット１６Ｂは、ラーメン構造で矩形箱型構造とされており、妻側の天井梁９２及び床梁９４のそれぞれの長さが標準建物ユニット１６Ａの妻側の天井梁２４及び床梁２８に対して長手方向の長さが半分とされている。これにより、ハーフ建物ユニット１６Ｂの妻側の幅サイズが標準建物ユニット１６Ａの半分とされている。さらに、複数のハーフ建物ユニット１６Ｂのうちユニット建物８１の外壁に対応する部位には、図示しない外壁パネルが図示しない締結具により取り付けられている。

【0042】

図６に示されるように、ユニット建物８１の１階部分８４におけるハーフ建物ユニット１６Ｂには、中間柱２１が設けられている。この中間柱２１は、一例として、柱２０と同様に建物上下方向を長手方向とする鋼材により構成されていると共に、ハーフ建物ユニット１６Ｂの天井梁９２の長手方向中央部と床梁９４の長手方向中央部とを建物上下方向に連結している。中間柱２１と天井梁９２及び床梁９４とは、図示しない締結具を介して締結されている。

【0043】

ユニット建物８１の１階部分８４を構成する標準建物ユニット１６Ａ及びハーフ建物ユニット１６Ｂのそれぞれの妻面における柱２０の下端部２０Ｂは、第１固定部３６を介して基礎に固定されている。また、ユニット建物８１の１階部分８４を構成するハーフ建物ユニット１６Ｂの妻面の床梁９４における中間柱２１の近傍の部位は、第２固定部３８を介して基礎に固定されている。

【0044】

（第２実施形態の作用・効果）
次に、第２実施形態の作用並びに効果を説明する。

【0045】

上記構成によっても、中間柱２１がハーフ建物ユニット１６Ｂに設けられている点以外は第１実施形態の建物ユニット補強構造１０と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、中間柱２１は、建物ユニット１６が建物上下方向に複数設けられているユニット建物８１における１階部分８４を構成するハーフ建物ユニット１６Ｂに設けられている。このハーフ建物ユニット１６Ｂは、建物ユニット１６のうち所定のサイズに形成された標準建物ユニット１６Ａに対して妻側の天井梁９２及び床梁９４のそれぞれの長手方向の長さが短く設定されている。したがって、ハーフ建物ユニット１６Ｂは、標準建物ユニット１６Ａに対して妻面の開口が小さくなるため、剛性が高くなる。このため、ハーフ建物ユニット１６Ｂの妻面において水平荷重が入力されると、ハーフ建物ユニット１６Ｂにおける一つの第１固定部３６には標準建物ユニット１６Ａにおける一つの第１固定部３６よりも大きな引抜力が作用するが、この引抜力を第２固定部３８に分散させることができる。

【0046】

なお、上述した第２実施形態では、ユニット建物１１が３階建て構造とされているが、これに限らず、４階建て以上の複数階を有する構造としてもよいし、１階建て構造としてもよい。

【0047】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0048】

１０ 建物ユニット補強構造
１１ ユニット建物
１２ １階部分
１６ 建物ユニット
１６Ａ 標準建物ユニット
１６Ｂ ハーフ建物ユニット
１８ キャンチユニット
２０ 柱
２０Ａ 上端部
２０Ｂ 下端部
２１ 中間柱
２２ 天井梁
２４ 天井梁
２６ 床梁
２８ 床梁
３０ 天井梁
３２ 床梁
３６ 第１固定部
３８ 第２固定部
８０ 建物ユニット補強構造
９２ 天井梁
９４ 床梁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】