特許 7457884 建築構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-21

(45)【発行日】2024-03-29

(54)【発明の名称】建築構造物

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/32 20060101AFI20240322BHJP

【ＦＩ】

E04B1/32 102G

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023112936

(22)【出願日】2023-07-10

【審査請求日】2023-07-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523261595

【氏名又は名称】株式会社遠藤秀平建築研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】520383474

【氏名又は名称】近未来建築社会実装機構株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003395

【氏名又は名称】弁理士法人蔦田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 秀平

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 あおい

【審査官】兼丸 弘道

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３０６６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０８６１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３２３４１９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】韓国登録実用新案第２０－０４１１５６５（ＫＲ，Ｙ１）

【文献】特許第７０４９６９９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】儀部真二ほか，トータルエナジー理論からみる川合健二邸の再評価とコルゲート建築の妻面の展開に関する一考察，日本建築学会大会学術講演梗概集（九州），日本，社団法人日本建築学会，2007年08月，ｐ．６２１－ｐ．６２２

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／３２，１／３４２

Ｅ０４Ｈ ９／００－９／１６

Ｅ０４Ｈ １／１２

Ｅ０２Ｄ ２７／００－２７／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地表に立設されるアーチ状の地表構造部と、土中に位置する平坦な底面を有する地中構造部とから構成され、
前記地中構造部は、土中に位置する深さが前記地表構造部の高さの１０～２０％であり、
前記地表構造部及び前記地中構造部は、長さ方向に湾曲した湾曲状鋼板部材と長さ方向に直線状の直線状鋼板部材とから構成され、湾曲状鋼板部材同士、直線状鋼板部材同士の重なり部、及び、湾曲状鋼板部材と直線状鋼板部材との重なり部をボルトにより幅方向及び長さ方向に連結することにより一体に構築されてなり、
前記湾曲状鋼板部材及び直線状鋼板部材は、幅方向に湾曲状波形をなしており、
前記湾曲状鋼板部材及び直線状鋼板部材のそれぞれには、山の箇所及び谷の箇所に長さ方向にボルトによる連結用孔が形成されており、
前記直線状鋼板部材は、平坦な底面を有する地中構造部の底面に使用され、
前記湾曲状鋼板部材は、平坦な底面を有する地中構造部の底面の両端から立ち上がる湾曲部及び当該湾曲部から連続するアーチ状の地表構造部にかけて使用され、
前記地中構造部は、当該地中構造部の内部が、全体の比重が１以下の充填材で満たされていて、当該充填材の上面に敷設される敷設物の上面が前記地表構造部の床面となり、
前記地中構造部の下方には、鉄筋コンクリートや鉄骨造・木造のような全ての建築構造において必要とする地中の基礎杭及び地中梁を備えていない
ことを特徴とする建築構造物。

【請求項2】

湾曲状鋼板部材同士や直線状鋼板部材同士の重なり部、又は、湾曲状鋼板部材と直線状鋼板部材との重なり部に、クッション性があるパッキンライナーを挟み込んでボルトで締結する
ことを特徴とする請求項１に記載の建築構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地表構造部と地中構造部とが一体化された建築構造物に関し、特に地中杭や地中梁を不要とする建築構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、地表の上部構造部と地中の下部構造部とが一体化された建築構造物については、下記特許文献に記載の発明が知られている。

【0003】

下記特許文献１には、その第１図に地表に立設される上部構造部と土中に位置する下部構造部とからなる球型建築物が示されている。当該球型建築物は、球体を緯線及び経線に沿って分割した弧面状の中間パネル１と、上端の頂部椀型パネル２と、下端の下部基礎パネル３とを一体に締め付け結合した球殻構造体から構成され、土中に埋設されることにより同構造体に働く土圧による浮力によって、前記球殻構造体が支持され、地耐力のみに頼る大規模な基礎構造や杭が不要となることが示されている。

【0004】

特許文献２には、地中に埋設される基礎部３と、当該基礎部３から連続して球状（アーチ型）に形成した本体１とから構築される建築物が示されている。前記基礎部は、底面部を逆Ｔ字形になるように平板状に形成されており、平面部に土圧が掛かることにより建築物の周囲が安定性を向上させることが示されている。

【0005】

特許文献３には、その第１２図に、筒状建造物の底部を地中に埋設し、地表の上部を居住空間とするユニット型建造物が示されている。前記筒状建造部を固定する方法として、第１１図のコンクリートブロックにより形成された歯止め７３を埋設し、歯止め７３の円弧状係合溝７５に建造物のリング１を係合させて歯止め７３の円弧状支持面７４により前記筒状建造部を支持することにより据え付けることが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特公平４－２７３４５号公報

【文献】特開２０１２－２６１５４号公報

【文献】特公昭５２－４９６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の球型建築物は、球殻構造体を構築する資材として、球体を緯線及び経線に沿って分割した弧面状の中間パネル１と頂部椀型パネル２と下部基礎パネル３の種々の資材を必要とする。また、球体を緯線及び経線に沿って分割した弧面状の中間パネル１を要素とするので、球型建築物はその文字通りに球型の形状となる。

【0008】

特許文献２の建築物は、基礎部３及び本体１を鉄筋コンクリートで築造されているので、通常の鉄筋コンクリートの建築物と築造方法が変わらず、鉄筋を設置したり、コンクリートを流し込んだりする基礎工事を必要とする。したがって、その解体も容易ではない。

【0009】

特許文献３のユニット型建造物は、地表を浅く掘り下げて据え付けるだけであるため、これを構築することや据え付けたものを移動させることは容易であるが、安定性には乏しいものである。

【0010】

そこで、本発明は、安定性に優れ、鉄筋コンクリートや鉄構造・木造のような全ての建築構造において必要としていた基礎工事が不要であり、現場において構築が容易であり、かつ、解体も容易な建築構造物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る建築構造物は、地表に立設されるアーチ状の地表構造部と、土中に位置する平坦な底面を有する地中構造部とから構成され、前記地中構造部は、土中に位置する深さが前記地表構造部の高さの１０～２０％であり、前記地表構造部及び前記地中構造部は、長さ方向に湾曲した湾曲状鋼板部材と長さ方向に直線状の直線状鋼板部材とから構成され、湾曲状鋼板部材同士、直線状鋼板部材同士の重なり部、及び、湾曲状鋼板部材と直線状鋼板部材との重なり部をボルトにより幅方向及び長さ方向に連結することにより一体に構築されてなり、前記湾曲状鋼板部材及び直線状鋼板部材は、幅方向に湾曲状波形をなしており、前記湾曲状鋼板部材及び直線状鋼板部材のそれぞれには、山の箇所及び谷の箇所に長さ方向にボルトによる連結用孔が形成されており、前記直線状鋼板部材は、平坦な底面を有する地中構造部の底面に使用され、前記湾曲状鋼板部材は、平坦な底面を有する地中構造部の底面の両端から立ち上がる湾曲部及び当該湾曲部から連続するアーチ状の地表構造部にかけて使用され、前記地中構造部は、当該地中構造部の内部が、全体の比重が１以下の充填材で満たされていて、当該充填材の上面に敷設される敷設物の上面が前記地表構造部の床面となり、前記地中構造部の下方には、鉄筋コンクリートや鉄骨造・木造のような全ての建築構造において必要とする地中の基礎杭及び地中梁を備えていないことを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係る建築構造物は、湾曲状鋼板部材同士や直線状鋼板部材同士の重なり部、又は、湾曲状鋼板部材と直線状鋼板部材との重なり部に、クッション性があるパッキンライナーを挟み込んでボルトで締結する構成としてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る建築構造物は、前記地中構造部が、土中に位置する深さが前記地表構造部の高さの１０～２０％であり、前記地中構造部は、その内部が、全体の比重が１以下の充填材で満たされているため、安定性に優れている。また、本発明に係る建築構造物は、長さ方向に湾曲した鋼板部材を含む鋼板部材を連結することにより一体に構築されており、地中構造部の下方には、地中構造部に連結される地中の基礎杭及び地中梁を備えていないため、鉄筋コンクリートや鉄骨造・木造のような全ての建築構造のような基礎工事が不要であり、前記地中構造部を収容する穴を掘削し、前記鋼板部材を連結するだけなので、現場において構築が容易であり、かつ、解体も容易である。

【0014】

また、前記地中構造部を構成する鋼板部材を、前記地表構造部を構成する鋼板部材よりも厚みが１０～２０％厚くすれば、さらに安定性が向上する。

【0015】

このように本発明に係る建築構造物は、少ない鉄骨材料つまり省資源の建築構造物が実現でき、その結果、ＣＯ_２削減にも貢献し、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）すなわち持続可能な開発目標に対して適合性の高い建設技術の具体化となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

以下の図は全て本発明に係る実施例の図である。

【図1】本実施例に係る建築構造物の正面図であり、破線は埋設されている地中構造部をを示す。

【図2】本実施例に係る建築構造物の背面図であり、破線は埋設されている地中構造部をを示す。

【図3】本実施例に係る建築構造物の側面図であり、破線は埋設されている地中構造部をを示す。

【図4】本実施例に係る建築構造物の正面側から見た斜視図である。

【図5】本実施例に係る建築構造物の正面側から見た設計図ある。

【図6】本実施例に係る建築構造物の側面側から見た設計図ある。

【図7】長さ方向に湾曲状の鋼板部材の形態を示す斜視図である。

【図8】長さ方向に直線状の鋼板部材の形態を示す斜視図である。

【図9】長さ方向に湾曲状の鋼板部材を幅方向に連結した状態を示す斜視図である。

【図10】本発明に係る実施例であって、長さ方向に湾曲状の鋼板部材を長さ方向に連結した状態を示す斜視図である。

【図11】建築構造物において、長さ方向に湾曲状の鋼板部材を幅方向及び長さ方向に連結して構築した状態を部分的に示す建築構造物の部分斜視図である。

【図12】長さ方向に直線状の鋼板部材を幅方向に連結した状態を示す斜視図である。

【図13】長さ方向に直線状の鋼板部材を長さ方向に連結した状態を示す斜視図である。

【図14】建築構造物において、長さ方向に直線状の鋼板部材を幅方向及び長さ方向に連結して構築した状態を部分的に示す建築構造物の部分斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に本発明の好適な実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

【実施例1】

【0018】

本発明者は、先に特許第７０４９６９９号の建築物を発明し、その建築物に使用した建築材料を、本発明に使用する鋼板部材の例として使用する。

【0019】

図１～図６には、本実施例における建築構造物Ａが示されており、当該建築構造物Ａは地表Ｂに立設される地表構造部１と、破線で示すように土中に位置する地中構造部２とから構成される。

【0020】

前記建築構造物Ａは、各図に示すように、全体としてアーチ状の建物であって、図５及び図６に示すように、地表に立設されている地表構造部１は地表から１２ｍの高さであり、土中に位置する地中構造部２は地表から２ｍの深さである。また、間口は２５ｍであり、奥行きは３０ｍである。

【0021】

地表構造部の高さと地中構造部の深さとの関係は、安定性を維持するために地中構造部の深さは地表構造部の高さの１０％以上にすることが望ましく、また、鋼板部材などの資材や作業性を考慮して地中構造部の深さは地表構造部の高さの２０％以下にすることが望ましい。本実施例においては、地中構造部２の深さ２ｍは、地表構造部１の高さ１２ｍの１６．６％に設計されている。なお、前記地中構造部２は本実施例のように地表を掘り下げて地中、すなわち土中に埋設してもよく、また、地中構造部２の周囲に盛り土をして土中に位置するようにしてもよい。

【0022】

また、地中構造部２は、安定性維持のために、その内部に土、砂利、石材あるいは発泡スチロールなどの充填材３が満たされており、本体構造物重量（地表構造部と地中構造部との重量）と充填材３との合計が総重量の前提となり、重量バランスを考慮して充填材３の比重は安全面の点、すなわち地中に沈下するおそれをなくすことから１以下とするのが望ましい。充填材３の比重が２以上だと地中構造部２が地中に沈下するおそれがある。

【0023】

なお、「地表構造部の重量」と「地中構造部の重量＋充填材の重量」との比が、０．９以上で１以下と特定した場合には、「地表構造部の重量」が「地中構造部の重量＋充填材の重量」と同じか、または、１０％を限度として軽く設計されるので、地表構造部が安定する。また、「地中構造部の重量＋充填材の重量」が「地表構造部の重量」と同じか、または、１０％を限度として重く設計されるため、無駄に「地中構造部の重量＋充填材の重量」を重くしないので、建築資材の量が減らせ、かつ、作業量が低減して建築コストが軽減される。

【0024】

そして、地中構造部２に充填された充填材３の上面が床面４となり、床面４に合板やコンクリートパネルなどの敷設物が敷設されて床を構成する。

【0025】

上記のように構成したことにより、地中構造部２の下方には、地中構造部２に連結される地中の基礎杭及び地中梁を必要とせず、地中構造部２が安定して土中に位置することになる。

【0026】

前記地表構造部１及び地中構造部２は、長さ方向に湾曲した鋼板部材を含む鋼板部材を連結することにより一体に構築されている。以下、前記鋼板部材について説明する。

【0027】

図７に示す１０は、鋼板部材としての長さ方向に湾曲状の１本の湾曲状鋼板部材を示し、図８に示す２０は、鋼板部材としての長さ方向に直線状の１本の直線状鋼板部材を示す。これらの湾曲状鋼板部材１０及び直線状鋼板部材２０は、厚さが３ｍｍ以上であって、幅方向に２周期の湾曲状波形をなしている。これらの湾曲状鋼板部材１０及び直線状鋼板部材２０のそれぞれには、山の箇所及び谷の箇所に長さ方向に数箇所のボルトによる連結用孔が形成されている。

【0028】

図９は、湾曲状鋼板部材１０の連結方法の具体例として、湾曲状鋼板部材１０Ａとこれに幅方向に連結する湾曲状鋼板部材１０Ｂを示す。図示するようにボルトにより締結して、湾曲状鋼板部材１０Ａと湾曲状鋼板部材１０Ｂとを幅方向に連結する。図１０は、湾曲状鋼板部材１０の連結方法の具体例として、湾曲状鋼板部材１０Ｂとこれに長さ方向に連結する湾曲状鋼板部材１０Ｃを示す。図示するようにボルトにより締結して、湾曲状鋼板部材１０Ｂと湾曲状鋼板部材１０Ｃとを長さ方向に連結する。図１１は、このように連結固定した湾曲状鋼板部材１０が建築構造物における壁面から屋根面にかけての湾曲部に配置された例を示す。この湾曲状鋼板部材１０は建築構造物における湾曲した面に使用される。

【0029】

図１２は、直線状鋼板部材２０の連結方法の具体例として、直線状鋼板部材２０Ａとこれに幅方向に連結する直線状鋼板部材２０Ｂを示す。図示するようにボルトにより締結して、直線状鋼板部材２０Ａと直線状鋼板部材２０Ｂとを幅方向に連結する。図１３は、直線状鋼板部材２０の連結方法の具体例として、直線状鋼板部材２０Ａとこれに長さ方向に連結する直線状鋼板部材２０Ｃを示す。図示するようにボルトにより締結して、直線状鋼板部材２０Ａと直線状鋼板部材２０Ｃとを長さ方向に連結する。図１４は、このように連結固定した直線状鋼板部材２０が建築構造物の壁面部に配置された例を示す。この例のように、直線状鋼板部材２０は建築構造物における平坦な面に使用される。

【0030】

なお、湾曲状鋼板部材１０同士や直線状鋼板部材２０同士の重なり部、又は、湾曲状鋼板部材１０と直線状鋼板部材２０との重なり部に、クッション性がある合成樹脂製のパッキンライナーを挟み込んでボルトで締結することにより、隙間の解消、漏水防止、振動防止及びボルト抜けの防止を向上させるようにしてもよい。

【0031】

なお、前記地中構造部２を構成する鋼板部材は、前記地表構造部１を構成する鋼板部材よりも厚みを１０～２０％厚くすると、耐荷重性が向上するので望ましい。

【0032】

上記した鋼板部材を用いて、まず、地中構造部２が入る穴を設計に基づいて形成し、当該穴に前記鋼板部材を搬入して、前記穴の壁面に沿って鋼板部材を貼り付けながら、前記した要領で幅方向及び長さ方向に鋼板部材を連結して地中構造部２を形成する。そして、地中構造部２を形成する鋼板部材が地表面に達したときに、地中構造部２の内部に充填材３を投入する。その後、設計に基づいて地中構造部２を形成した鋼板部材に、さらに鋼板部材を連結しながら、地表構造部１を形成していき、図１～図６に示すアーチ状の建築構造物Ａを構築する。

【0033】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0034】

Ａ・・・・建築構造物
１・・・・地表構造部
２・・・・地中構造部
３・・・・充填材
４・・・・床面
１０・・・湾曲状鋼板部材
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・・湾曲状鋼板部材
２０・・・直線状鋼板部材
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・直線状鋼板部材

【要約】

【課題】本発明は、安定性に優れ、鉄筋コンクリートや鉄骨造・木造のような全ての建築構造において必要となる地中杭や地中梁設置等の基礎工事が不要であり、現場において構築が容易であり、かつ、解体も容易な省資源の建築構造物を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る建築構造物Ａは、地表に立設される地表構造部１と、土中に位置する地中構造部２が一体化され、前記地中構造部は、土中に位置する深さが前記地表構造物の高さの１０～２０％であり、前記地表構造部及び地中構造部は、長さ方向に湾曲した鋼板部材を含む鋼板部材を連結して構築されてなり、前記地中構造部は、その内部が、全体の比重が１以下の充填材３で満たされていて、当該充填材の上面が地表構造物の床面４となり、地中構造部の下方には、地中構造部に連結される地中の基礎杭及び地中梁を備えていないことを特徴とする。
【選択図】 図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】