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(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】2024-04-22
(45)【発行日】2024-05-01
(54)【発明の名称】建物柱の補助部材
(51)【国際特許分類】
E04H 9/02 20060101AFI20240423BHJP
E04G 23/02 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
E04H9/02 321B
E04G23/02 E
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2021087661
(22)【出願日】2021-05-25
(65)【公開番号】P2022180902
(43)【公開日】2022-12-07
【審査請求日】2023-01-20
(73)【特許権者】
【識別番号】520178342
【氏名又は名称】株式会社ＭＡＳＡ ＬＡＢＯ
(73)【特許権者】
【識別番号】595115592
【氏名又は名称】学校法人鶴学園
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】井口 道雄
(72)【発明者】
【氏名】細川 洋治
(72)【発明者】
【氏名】貞末 和史
【審査官】伊藤 昭治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２０４２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１２７４０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１６２４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０６３５６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｈ ９／００ － ９／１６
Ｅ０４Ｇ ２３／００ － ２３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉛直方向に延びる第一側面部と、前記第一側面部の上端縁に連続して水平に延びる上面部と、
前記第一側面部の下端縁に連続して水平に延びる下面部と、
前記上面部及び前記下面部の端縁同士を連結して前記第一側面部と平行に延びる第二側面部と、
前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部と直交するとともに、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、少なくともいずれか二面の内面に固定するリブと、からなり、
前記上面部及び前記下面部には、積層した際に接する面を相互に連結するためのボルト挿通孔を有し、
前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、直交するいずれか二面の内面に固定する、正面視三角形状である、
建物柱の補助部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建物柱の補助部材であって、積層して組み立てることで、地震時に柱が負担していた鉛直荷重を支持する機能を喪失した場合に、柱の機能を補完する働きを持つものに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、柱がその機能を喪失した場合を想定して設置する建物柱の耐震補助構造としては、建物の基礎梁とその上部梁の間に、補助部材を積層して組み立てて設置する構造が使われている。
この補助構造は、建物の柱が破損した時に、積層して組み立てた補助部材により、柱が負担していた鉛直荷重を引き受けるもので、これによって大地震の際に建物柱が損傷した場合にあっても、建物居住者の避難空間と避難時間を確保することができる。
この補助構造は、建物の柱が破損した時に、積層して組み立てた補助部材により、柱が負担していた鉛直荷重を引き受けるもので、これによって大地震の際に建物柱が損傷した場合にあっても、建物居住者の避難空間と避難時間を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－１２２１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の、建物柱の補助構造を構成する補助部材は、中空の箱状体からなるものである。
このため、大地震時に、設置した建物柱の補助部材が荷重を受けたときに、その力を負担するのは両側面部のみであり、大きな水平荷重を負担することはできなかった。
また、地震時の横揺れにより、建物が水平方向に変位すると、補助部材も水平方向に変形してしまうため、鉛直荷重に対する負担能力を喪失するおそれもあった。
このため、大地震時に、設置した建物柱の補助部材が荷重を受けたときに、その力を負担するのは両側面部のみであり、大きな水平荷重を負担することはできなかった。
また、地震時の横揺れにより、建物が水平方向に変位すると、補助部材も水平方向に変形してしまうため、鉛直荷重に対する負担能力を喪失するおそれもあった。
【0005】
上記目的を達成するためになされた本発明の建物柱の補助部材は、鉛直方向に延びる第一側面部と、前記第一側面部の上端縁に連続して水平に延びる上面部と、前記第一側面部の下端縁に連続して水平に延びる下面部と、前記上面部及び前記下面部の端縁同士を連結して前記第一側面部と平行に延びる第二側面部と、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部と直交するとともに、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、少なくともいずれか二面の内面に固定するリブと、からなり、前記上面部及び前記下面部には、積層した際に接する面を相互に連結するためのボルト挿通孔を有し、前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、直交するいずれか二面の内面に固定する、正面視三角形状とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するためになされた本発明の建物柱の補助部材は、鉛直方向に延びる第一側面部と、前記第一側面部の上端縁に連続して水平に延びる上面部と、前記第一側面部の下端縁に連続して水平に延びる下面部と、前記上面部及び前記下面部の端縁同士を連結して前記第一側面部と平行に延びる第二側面部と、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部と直交するとともに、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、少なくともいずれか二面の内面に固定するリブと、からなる。
前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部の内面に四周を固定し、前記リブの一部を切り欠いて開口部を設けてもよい。
前記リブの中央に矩形状又は円状の開口部を設けてもよい。
前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、直交するいずれか二面の内面に固定する、正面視三角形状としてもよい。
前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部の内面に四周を固定し、前記リブの一部を切り欠いて開口部を設けてもよい。
前記リブの中央に矩形状又は円状の開口部を設けてもよい。
前記リブは、前記第一側面部、前記上面部、前記下面部、及び前記第二側面部のうち、直交するいずれか二面の内面に固定する、正面視三角形状としてもよい。
【発明の効果】
【0007】
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）補助部材の内面に設けたリブが、補助部材の各面に作用する力を負担するため、強度の高い耐震補助構造となる。
（２）リブに開口部を設けることにより、一方の開口面からリブを挟んだ他方側の連結材を取り付けることができる。
（３）リブの開口部を所定の形状とすることで、補助部材を積層して構成された架構が幾何学的模様を創出するため、ファサードやピロティに新たな美感を与えることができる。
（１）補助部材の内面に設けたリブが、補助部材の各面に作用する力を負担するため、強度の高い耐震補助構造となる。
（２）リブに開口部を設けることにより、一方の開口面からリブを挟んだ他方側の連結材を取り付けることができる。
（３）リブの開口部を所定の形状とすることで、補助部材を積層して構成された架構が幾何学的模様を創出するため、ファサードやピロティに新たな美感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら本発明の建物の補助部材を詳細に説明する。
【0010】
［実施例１］
（１）建物柱の補助部材
本発明の建物柱の補助部材１は、鉛直方向に延びる第一側面部１１と、この第一側面部１１の上端縁に連続して水平に延びる上面部１２と、第一側面部１１の下端縁に連続して上面部１２と平行に延びる下面部１３と、上面部１２及び下面部１３の端縁同士を連結して第一側面部１１と平行に延びる第二側面部１４と、を有して、側方に開口を有する中空の立方体であり、鋼板により構成する（図１）。
（１）建物柱の補助部材
本発明の建物柱の補助部材１は、鉛直方向に延びる第一側面部１１と、この第一側面部１１の上端縁に連続して水平に延びる上面部１２と、第一側面部１１の下端縁に連続して上面部１２と平行に延びる下面部１３と、上面部１２及び下面部１３の端縁同士を連結して第一側面部１１と平行に延びる第二側面部１４と、を有して、側方に開口を有する中空の立方体であり、鋼板により構成する（図１）。
【0011】
（２）リブ
補助部材１は、第一及び第二の側面部１１、１４と上面部１２及び下面部１３の各内面に、四周を溶接により固定するリブ１５を有する。
リブ１５は鋼板からなり、四辺の中央を頂点とした矩形状の開口部１５１を有する。
補助部材１は、第一及び第二の側面部１１、１４と上面部１２及び下面部１３の各内面に、四周を溶接により固定するリブ１５を有する。
リブ１５は鋼板からなり、四辺の中央を頂点とした矩形状の開口部１５１を有する。
【0012】
（３）耐震補助構造
本発明の補助部材１を用いた建物の耐震補助構造は、建物の梁間に設けるものであり、本実施例においては、コンクリートからなるベース２上に複数の補助部材１を並列および積層して構成する（図２）。
本発明の補助部材１を用いた耐震補助構造を提供する建物は、例えば、鉄骨造の倉庫や事務所ビル等の既存建物である。本実施例の建物は柱３の上下に梁４と基礎部５を有しており、柱３や梁４の耐力が不足する場合において、該耐力を補うための耐震補助構造となる。
基礎部５の上部にはベース２を形成する。
そして、補助部材１をベース２上に並列および積層し、接する面のボルト挿通孔１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａにボルト及びナットにより構成する連結材１６のボルトを挿通し、ナットを螺合して連結する。最上段の補助部材１の上面部１２は梁４と連結する。
本発明の補助部材１はリブ１５に開口部１５１を有するため、補助部材１の一方の開口面からリブ１５を挟んだ他方側の連結材１６を取り付けることができる。このため、補助部材１の片側の開口面が塞がるような建物にも適用することができる。
本発明の補助部材１を用いた建物の耐震補助構造は、建物の梁間に設けるものであり、本実施例においては、コンクリートからなるベース２上に複数の補助部材１を並列および積層して構成する（図２）。
本発明の補助部材１を用いた耐震補助構造を提供する建物は、例えば、鉄骨造の倉庫や事務所ビル等の既存建物である。本実施例の建物は柱３の上下に梁４と基礎部５を有しており、柱３や梁４の耐力が不足する場合において、該耐力を補うための耐震補助構造となる。
基礎部５の上部にはベース２を形成する。
そして、補助部材１をベース２上に並列および積層し、接する面のボルト挿通孔１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａにボルト及びナットにより構成する連結材１６のボルトを挿通し、ナットを螺合して連結する。最上段の補助部材１の上面部１２は梁４と連結する。
本発明の補助部材１はリブ１５に開口部１５１を有するため、補助部材１の一方の開口面からリブ１５を挟んだ他方側の連結材１６を取り付けることができる。このため、補助部材１の片側の開口面が塞がるような建物にも適用することができる。
【0013】
（４）耐震補助構造の作用
地震等によって建物に力が作用すると、柱３や梁４に曲げ変形及びせん断変形が生じたときに、梁４及び基礎部５に固定した耐震補助構造の補助部材１が弾性変形するとともに、建物の鉛直荷重を支持し、建物に生じる変形を抑制する。
また、柱３崩壊時には耐震補助構造が柱３の代わりに軸力を支持する。そして、受ける軸力が大きくなると、積層した補助部材１が層ごとに変形し、衝撃を吸収する。積層した補助部材１は、層崩壊に至る段階で各層ごとに順番に変形するため、急激な層崩壊を抑制する。
補助部材１の内面に設けたリブ１５が、補助部材１の各面に作用する力を負担するため、補助部材１の変形を抑制し、強度の高い耐震補助構造となる。
地震等によって建物に力が作用すると、柱３や梁４に曲げ変形及びせん断変形が生じたときに、梁４及び基礎部５に固定した耐震補助構造の補助部材１が弾性変形するとともに、建物の鉛直荷重を支持し、建物に生じる変形を抑制する。
また、柱３崩壊時には耐震補助構造が柱３の代わりに軸力を支持する。そして、受ける軸力が大きくなると、積層した補助部材１が層ごとに変形し、衝撃を吸収する。積層した補助部材１は、層崩壊に至る段階で各層ごとに順番に変形するため、急激な層崩壊を抑制する。
補助部材１の内面に設けたリブ１５が、補助部材１の各面に作用する力を負担するため、補助部材１の変形を抑制し、強度の高い耐震補助構造となる。
【0014】
［その他の実施例］
（１）開口部の形状
上述の実施例では、リブ１５の開口部１５１を矩形状としたが、円状としてもよい（図３）。また、リブ１５の四隅に切り抜き１５２を設けてもよい。切り抜き１５２を設けることにより、リブ１５を補強部材１の内周面に固定する際に、補強部材１の内周面の角部に寸法誤差があっても、リブ１５を加工することなく補強部材１の内周に収めることができる。また、切り抜き１５２を設けることで溶接長さも短くなり、端部の溶接も容易に行うことができ、施工コストが低減される。
（１）開口部の形状
上述の実施例では、リブ１５の開口部１５１を矩形状としたが、円状としてもよい（図３）。また、リブ１５の四隅に切り抜き１５２を設けてもよい。切り抜き１５２を設けることにより、リブ１５を補強部材１の内周面に固定する際に、補強部材１の内周面の角部に寸法誤差があっても、リブ１５を加工することなく補強部材１の内周に収めることができる。また、切り抜き１５２を設けることで溶接長さも短くなり、端部の溶接も容易に行うことができ、施工コストが低減される。
【0015】
（２）リブの形状
また、リブ１５は、上面部１２（下面部１３でもよい）と第二側面部１４（第一側面部１１でもよい）の内面に固定する三角形状（図４（ａ））でもよいし、例えば円弧状に一部を切り欠く形状（図４（ｂ））としてもよい。
また、リブ１５は、上面部１２（下面部１３でもよい）と第二側面部１４（第一側面部１１でもよい）の内面に固定する三角形状（図４（ａ））でもよいし、例えば円弧状に一部を切り欠く形状（図４（ｂ））としてもよい。
【0016】
このようにリブ１５の開口部１５１を所定の形状とすることにより、補助部材１を積層して構成された架構が幾何学的模様を創出するため（図２）、建物のファサードやピロティに耐震補助構造による新たな美感を与えることができる。
【符号の説明】
【0017】
１ 補助部材
１１ 第一側面部
１２ 上面部
１３ 下面部
１４ 第二側面部
１５ リブ
１５１ 開口部
１５２ 切り抜き
２ ベース
３ 柱
４ 梁
５ 基礎部
１１ 第一側面部
１２ 上面部
１３ 下面部
１４ 第二側面部
１５ リブ
１５１ 開口部
１５２ 切り抜き
２ ベース
３ 柱
４ 梁
５ 基礎部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】