JP4568526B2 - ユニット建物の接合構造 - Google Patents

Description

本発明はユニット建物の接合構造に関する。

ユニット建物の接合構造として、特許文献１に記載の如く、相隣る建物ユニットの隙間
を隔てて相並ぶ管柱同士を接合するものがある。特許文献１の接合構造は、一方の管柱に
設けられる第１のナット部材と、この第１のナット部材に対向配置されるとともに他方の
管柱に設けられる第２のナット部材と、両管柱の隙間内で両ナット部材に螺合するねじ部
材と、両管柱の隙間間でねじ部材に被せた丸パイプ状スペーサとから構成される。
特開平6-49911

特許文献１の接合構造には以下の問題点がある。
(1)相隣る建物ユニットの一方の建物ユニットの管柱に、予め工場で第１のナット部材
を溶接しておき、この第１のナット部材にねじ部材を螺合して突出状態で取付けておく必
要があり、生産性が悪く、建物ユニットの輸送保管段階での取扱性が悪い。

(2)建築現場では、一方の建物ユニットのねじ部材にスペーサを被せた後でなければ、
他方の建物ユニットを一方の建物ユニットに近づけて据付けることができず、建物ユニッ
トの据付性が悪い。

(3)ねじ部材に螺合した第２のナット部材を回動操作するスパナは、相隣る建物ユニッ
トの両管柱の隙間、更にはスペーサに設けた窓から第２のナット部材に向けて差し込むも
のであり、ナット部材の操作性が悪い。

本発明の課題は、相隣る建物ユニットの管柱同士を簡易にボルト接合することにある。

請求項１の発明は、相隣る建物ユニットの隙間を隔てて相並ぶ管柱同士をボルト接合するものであり、相並ぶ管柱の相対する側壁のそれぞれにボルト挿通孔を同軸的に設けるとともに、一方の管柱のボルト挿通孔を設けた側壁の背面側の側壁にボルト取付操作孔を設け、他方の管柱のボルト挿通孔を設けた側壁の背面側の側壁にナット取付操作孔を設け、相並ぶ管柱の相対する側壁に設けたボルト挿通孔に同軸配置される孔あきスペーサをそれらの側壁に挟まれる隙間に設け、一方の管柱のボルト取付操作孔から挿入したボルトが両管柱のボルト挿通孔に挿通され、他方の管柱のナット取付操作孔から挿入したナットが上記ボルトに螺着されてなるユニット建物の接合構造であって、前記相隣る建物ユニットの少なくとも１個の建物ユニットの上に他の建物ユニットを配置し、上記少なくとも１個の建物ユニットの管柱にジョイントピースを介して剛接合した天井梁と、上記他の建物ユニットの管柱にジョイントピースを介して剛接合した床梁を上下に重ね、上記相隣る建物ユニットの相並ぶ管柱の相対する隙間に前記孔あきスペーサの下半部を設け、該孔あきスペーサの下半部にそれら相並ぶ管柱をボルト接合し、前記孔あきスペーサの下半部から上に延長した上半部に上記他の建物ユニットの管柱をボルト接合するとともに、上記相隣る建物ユニットの相並ぶ天井梁のジョイントピースに挟まれる隙間に前記孔あきスペーサの下半部の突出部を設け、該孔あきスペーサの突出部にそれらジョイントピースをボルト接合し、上下に配置される建物ユニットの天井梁と床梁の一端部同士をそれらのジョイントピース、孔あきスペーサ、及び管柱を介して接合するとともに、それらの天井梁と床梁の他端部同士も接合するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ボルトが高力ボルトであるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記高力ボルトがトルシア形であるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記管柱同士が、それらの上端部、下端部及び中間部の複数位置でボルト接合されるようにしたものである。

（請求項１）
(a)相隣る建物ユニットの相並ぶ管柱同士をボルト接合することにより合成し、両建物
ユニットからなるユニット建物の水平剛性を合理的に上げることができる。従って、３階
建等の中高層階ユニット建物を強化し、又は柱省略ユニット建物を強化できる。

(b)建物ユニットの工場生産段階では、相隣る一方の建物ユニットの管柱にボルト挿通
孔とボルト取付操作孔を設け、他方の建物ユニットの管柱にボルト挿通孔とナット取付操
作孔を設けるだけであり、生産性が良く、建物ユニットの輸送保管段階での取扱性も良い
。

(c)建築現場では、一方の建物ユニットに対し他方の建物ユニットを近づけて据付け、
それらのスペーサは建物ユニットの相並ぶ管柱の側壁の間に単に差し込むことにて組付け
でき、建物ユニットの据付性、スペーサの組付性が良い。

(d)ボルト及び／又はナットの据付工具は、管柱に設けたボルト取付操作孔又はナット
取付操作孔を用いて操作され、操作性が良い。

(e)ユニット建物において、上階建物ユニットの床梁と下階建物ユニットの天井梁であ
る、２つのラーメン構造体である建物ユニットの上下に重ね配置された２本の梁の両管柱に剛接合された一端部同士を両管柱、及び孔あきスペーサを介して接合するとともに、上下の梁の他端部同士も接合することにより、２本の梁が鉛直荷重の作用下で湾曲変形するとき、２本の梁の両端部の位相差が抑えられる。これにより、２本の梁は、各梁の断面性能の和よりも大きな断面性能を発現して剛性を強化され、鉛直荷重に対する耐力を向上できる。また、一方の建物ユニットの柱に作用する水平荷重によって２本の梁がＳ字変形するとき、２本の梁の両端部と中間部の位相差が抑えられる。これにより、建物ユニットのフレーム強度が拡大し、水平荷重に対する耐力を向上できる。

（請求項２）
(f)高力ボルトを用いることにより、相隣る建物ユニットの相並ぶ管柱同士を強固に合成し、ユニット建物の水平剛性を向上できる。

（請求項３）
(g)トルシア形の高力ボルトを用いることにより、ボルトとナットの締結操作をトルシア工具により簡易に実施できる。

（請求項４）
(h)相隣る建物ユニットの相並ぶ管柱同士を、それらの上端部、下端部及び中間部の複数位置でボルト接合することにより、それら管柱同士の合成の強化を図り、ユニット建物の水平剛性を一層向上できる。

図１はユニット建物を示す模式斜視図、図２は建物ユニットを示す斜視図、図３は構法
Ｉが適用された建物ユニットを示す模式正面図、図４は構法Ｉの具体的構造を示す断面図
、図５は構法IIが適用されたユニット建物を示す模式正面図、図６は構法IIの具体的構造
を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、図７は構法IIの梁の剛性強化原理を示し、（
Ａ）は梁の変形状態を示す模式図、（Ｂ）は梁単位モデルを示す模式図、（Ｃ）はラーメ
ン構造体モデルを示す模式図、図８は構法IIのユニットフレームの剛性強化原理を示し、
（Ａ）は梁の変形状態を示す模式図、（Ｂ）はラーメン構造体モデルを示す模式図、図９
は相隣る建物ユニットの構法IIIによる接合構造を示す模式図、図１０は図９の要部を示
す断面図、図１１は建物ユニットの接合例を示す模式図、図１２は構法IIIの変形例を示
し、（Ａ）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う
断面図、図１３は孔あきスペーサを示す斜視図、図１４は構法IIIの変形例を示し、（Ａ
）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、
図１５は構法IIIの変形例を示し、（Ａ）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（
Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１６は構法IVが適用された建物ユニットを示し
、（Ａ）は最下階建物ユニットを示す正面図、（Ｂ）は上階建物ユニットを示す正面図、
図１７は構法IVのフレームの剛性強化原理を示す模式図、図１８は構法IVのフレームの剛
性強化例を示す模式図、図１９は構法IVの斜材取付例を示す正面図、図２０は斜材の下端
取付部を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、図２１は斜材の上端部が取付けられる
天井梁中間部を示す断面図である。

図１のユニット建物１は、基礎１０に最下階建物ユニット２０を支持し、最下階建物ユ
ニット２０の上に順に上階建物ユニット３０、４０を搭載して構築されたものである。
即ち、ユニット建物１は、複数の建物ユニット２０、３０、４０を水平方向と鉛直方向
に隣接設置して構築されるものである。建物ユニット２０（建物ユニット３０、４０も同
じ）は、図２に示す如く、角鋼管製管柱２１と、形鋼製床梁２２と、形鋼製天井梁２３を
箱形に接合した骨組構造体である。建物ユニット２０は、管柱２１の下端部にジョイント
ピース２２Ｊを介して床梁２２を溶接し、管柱２１の上端部にジョイントピース２３Ｊを
介して天井梁２３を溶接して構成される。建物ユニット２０は、床梁２２を省略できる。

ユニット建物１は、複数の建物ユニット２０を鉛直方向に積層して３階建等の中高層階
ユニット建物を構成することができる。また、ユニット建物１は、建物ユニット２０の少
なくとも１個のコーナー部を柱省略コーナー部としてなる柱省略建物ユニットの複数個を
隣接して接合し、各柱省略建物ユニットの柱省略コーナー部を互いに突き合せて柱省略接
合部を形成してなる柱省略ユニット建物を構成することもできる。

基礎１０は、図３、図４に示す如く、コンクリート製ベタ基礎１１にアンカーボルト１
２を用いて鋼製基礎構造体１３を固定し、この基礎構造体１３の上部に最下階建物ユニッ
ト２０を支持する。

最下階建物ユニット２０は、床梁２２を省略したものであり、４本の角鋼管製柱２１の
上端部間に形鋼製天井梁２３を架け渡し、天井梁２３の端部を柱２１の上端部に剛接合し
て構成したラーメン構造体である。柱２１の上端部にジョイント金物２３Ｊ（図６）を溶
接し、ジョイント金物２３Ｊに天井梁２３の端部が溶接される。尚、最下階建物ユニット
２０は、柱２１の下端部間に架け渡される形鋼製床梁２２を更に有し、床梁２３の端部を
柱２１の下端部に剛接合するものでも良い。

上階建物ユニット３０（４０も同じ）は、４本の角鋼管製柱３１（４１）の上端部間に
形鋼製天井梁３３（４３）を架け渡し、天井梁３３の端部を柱３１の上端部に剛接合する
とともに、柱３１の下端部間に形鋼製床梁３２（４２）を架け渡し、床梁３２の端部を柱
３１の下端部に剛接合して構成したラーメン構造体である。柱３１の上端部と下端部にジ
ョイント金物３３Ｊ（不図示）、３２Ｊ（図６）を溶接し、ジョイント金物３３Ｊ、３２
Ｊのそれぞれに天井梁３３、床梁３２の端部が溶接される。

ユニット建物１にあっては、最下階建物ユニット２０と上階建物ユニット３０の間で、
最下階建物ユニット２０の天井梁２３と上階建物ユニット３０の床梁３２が上下に重ね配
置され、上階建物ユニット３０と上階建物ユニット４０の間で、上階建物ユニット３０の
天井梁３３と上階建物ユニット４０の床梁４２が上下に重ね配置される。

しかるに、ユニット建物１は、構法I、II、III、IVのそれぞれが適用されて剛性強化さ
れる。

構法Iは基礎−柱剛接合構造、
構法IIは上下梁接合構造、
構法IIIは隣接柱接合構造、
構法IVは斜材補強構造である。

（構法I：基礎−柱剛接合構造）（図３、図４）
構法Iは、基礎１０と最下階建物ユニット２０の間にて適用され（図１）、最下階建物
ユニット２０の柱２１の柱脚２１Ｆが基礎１０に略ずれないように接合される（図３）。

基礎１０は、図４に示す如く、基礎構造体１３の上端部に取付金物１４を溶接にて固定
してあり、最下階建物ユニット２０の柱脚２１Ｆに溶接にて固定した取付金具２４が高力
ボルト１５によってその取付金物１４に略ずれないように接合される。

構法Iによれば、ユニット建物１において、最下階建物ユニット２０の柱脚２１Ｆを基
礎１０に略ずれないように接合したことにより、基礎１０に対する柱脚２１Ｆの回転が抑
えられ、建物ユニット２０の水平剛性を向上できる。建物ユニット２０の水平剛性を上げ
るために、柱２１の断面を強化する必要がないし、中柱や水平ブレースを付加する必要も
なく、建物ユニット２０のプランの自由度を増し、コスト低減できる。

（構法II：上下梁接合構造）（図５〜図８）
構法IIは、最下階建物ユニット２０の天井梁２３と上階建物ユニット３０の床梁３２の
間、及び／又は上階建物ユニット３０の天井梁３３と上階建物ユニット４０の床梁４２の
間で適用される（図１）。以下、最下階建物ユニット２０の天井梁２３と上階建物ユニッ
ト３０の床梁３２の間への適用について説明する。

最下階建物ユニット２０の天井梁２３と上階建物ユニット３０の床梁３２の鉛直荷重（
床荷重）に対する梁の剛性強化のために、天井梁２３と床梁３２の両端部同士を剛接合部
Ｒ1、Ｒ2にて略ずれないように接合する（図５）。

また、最下階建物ユニット２０と上階建物ユニット３０の水平荷重に対するフレームの
剛性強化のために、上述の剛接合部Ｒ1、Ｒ2に加え、天上梁２３と床梁３２の長手方向の
中間部（本実施例では中央部）同士を剛接合部Ｒ3にて略ずれないように接合する（図５
）。

剛接合部Ｒ1〜Ｒ3は、図５に模式的に示した如く、４本の線材にて構成しても良いが、
図６に示すプレート５０を用いることができる。プレート５０は、天井梁２３のウエブｗ
と床梁３２のウエブｗに添設され、２本の高力ボルト５１、５１で天井梁２３のウエブｗ
に、２本の高力ボルト５２、５２で床梁３２のウエブｗに締結される。図６のプレート５
０は左右に相隣る最下階建物ユニット２０、２０の天井梁２３、２２、及び上階建物ユニ
ット３０、３０の床梁３２、３３により両側から挟まれるものを示したが、プレート５０
は各１個の建物ユニット２０、３０の天井梁２３、床梁３２に片側だけを添設するもので
も良い。プレート５０は溶接接合されるものでも良い。

尚、プレート５０は、天井梁２３のフランジｆと床梁３２のフランジｆに添設し、高力
ボルト又は溶接接合でそれらのフランジｆ、ｆに締結され、天井梁２３と床梁３２を略ず
れないように接合するものでも良い。

構法IIによれば、ユニット建物１において、上階建物ユニット３０の床梁３２と下階建
物ユニット２０の天井梁２３である、上下に重ねた２本の梁２３、３２の両端部同士を剛
接合部Ｒ1、Ｒ2によって略ずれないように接合したことにより、２本の梁２３、３２が鉛
直荷重の作用下で湾曲変形するとき、２本の梁２３、３２の両端部の位相差が抑えられる
（図７（Ａ））。これにより、２本の梁２３、３２は、各梁２３、３２の断面性能Ｉ1、
Ｉ2の和（Ｉ1＋Ｉ2）よりも大きな断面性能α（Ｉ1＋Ｉ2）を発現して剛性を強化され、
鉛直荷重に対する耐力を向上できる。尚、構法IIによるこの梁剛性強化メリットのために
は、剛接合部Ｒ3を具備することを必要としない。

２本の梁２３、３２だけからなる梁単体モデル（図７（Ｂ））では、本発明が適用され
ない通常モデルに対し、約2.6倍の耐力を示す。２本の梁２３、３２の両端部に柱２１、
３１が剛接合されたラーメン構造体モデル（図７（Ｃ））では、通常モデルに対し、1.3
〜1.4倍の耐力を示す。尚、図７（Ｂ）、（Ｃ）において、天井梁２３、床梁３２の中央
部の間に設けられているＳは、天井梁２３と床梁３２の隙間を埋めるスペーサであり、床
梁３２に作用した床荷重を天井梁２３に伝達可能にするものである。

また、構法IIでは、ユニット建物１において、上階建物ユニット３０の床梁３２と下階
建物ユニット２０の天井梁２３である、２つのラーメン構造体の上下に重ね配置された２
本の梁２３、３２の両端部同士を剛接合部Ｒ1、Ｒ2によって略ずれないように接合し、か
つ中間部同士を剛接合部Ｒ3によって略ずれないように接合したことにより、一方の建物
ユニット３０の柱３１に作用する水平荷重Ｐによって２本の梁２３、３２がＳ字変形する
とき、２本の梁２３、３２の両端部と中間部の位相差が抑えられる（図８（Ａ））。これ
により、建物ユニット２０、３０のフレーム強度が拡大し、水平荷重に対する耐力を向上
できる。

本発明による建物ユニット２０、３０のフレーム剛性は、本発明が適用されない通常モ
デルに対し、約1.3倍になる（図８（Ｂ））。

構法IIにおいて、上階建物ユニット３０の床梁３２と下階建物ユニット２０の天井梁２
３を略ずれないように接合する構造は、それらの床梁３２のウエブｗと天井梁２３のウエ
ブｗに添うプレート５０、又はそれらの床梁３２のフランジｆと天井梁２３のフランジｆ
に添うプレート５０を用いて簡易に実施できる。プレート５０をウエブｗに添設するもの
の方が、建物ユニット２０、３０のフレーム強度を向上できる。

（構法III：隣接柱接合構造）（図９〜図１５）
構法IIIは、最下階建物ユニット２０、２０の相並ぶ柱２１、２１同士の間、上階建物
ユニット３０、３０の相並ぶ柱３１、３１の間、上階建物ユニット４０、４０の相並ぶ柱
４１、４１の間で適用される（図１）。

しかるに、本実施例では、中高層階ユニット建物や柱省略ユニット建物等を構成するユ
ニット建物１において、ユニット建物１の水平剛性を上げるため、ユニット建物１内の一
部で図９に示す如くに相隣る建物ユニット２０、２０の隙間を隔てて相並ぶ管柱２１、２
１同士を以下の如くにボルト接合する。

相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１同士は、図１０に示す如く、そ
れらの上端部、下端部及び中間部の３位置のそれぞれにおいて、下記(1)〜(3)の如くにボ
ルト接合される。

(1)相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１の相対する側壁２１Ａ、２
１Ａのそれぞれにボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａを同軸的に設けるとともに、一方の管柱２
１のボルト挿通孔６１Ａを設けた側壁２１Ａの背面側の側壁２１Ｂにボルト取付操作孔６
１Ｂを設け、他方の管柱２１のボルト挿通孔６１Ａを設けた側壁２１Ａの背面側の側壁２
１Ｂにナット取付操作孔６１Ｃを設ける。ボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａは互いに同一径を
なし、ボルト取付操作孔６１Ｂ、ナット取付操作孔６１Ｃも互いに同一径をなす。

(2)相隣る建物ユニット２０、２０を建築現場の基礎上に据付け、相並ぶ管柱２１、２
１の相対する側壁２１Ａ、２１Ａに設けたボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａに同軸配置される
孔開きスペーサ６０を、それらの側壁２１Ａ、２１Ａに挟まれる隙間に設ける。

(3)一方の管柱２１の側壁２１Ｂに設けたボルト取付操作孔６１Ｂから挿入したボルト
６１を両管柱２１、２１のボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａ、及び両管柱２１、２１の相対す
る側壁２１Ａ、２１Ａの間の隙間に設けた孔あきスペーサ６０のボルト挿通孔６０Ａに挿
通する。他方の管柱２１の側壁２１Ｂに設けたナット取付操作孔６１Ｃから挿入したナッ
ト６２を上記ボルト６１に螺着する。ボルト６１は、高力ボルト、本実施例ではトルシア
形の高力ボルトし、トルシア工具をナット取付操作孔６１Ｃから挿入してナット６２をボ
ルト６１に締結操作する。

尚、ボルト６１として、高力六角ボルトを用いることができるし、他のボルトを用いる
こともできる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１同士をボルト接合すること
により合成し、両建物ユニット２０、２０からなるユニット建物１の水平剛性を合理的に
上げることができる。従って、３階建等の中高層階ユニット建物１を強化し、又は柱省略
ユニット建物１を強化できる。

(b)建物ユニット２０の工場生産段階では、相隣る一方の建物ユニット２０の管柱２１
にボルト挿通孔６１Ａとボルト取付操作孔６１Ｂを設け、他方の建物ユニット２０の管柱
２１にボルト挿通孔６１Ａとナット取付操作孔６１Ｃを設けるだけであり、生産性が良く
、建物ユニット２０の輸送保管段階での取扱性も良い。

(c)建築現場では、一方の建物ユニット２０に対し他方の建物ユニット２０を近づけて
据付け、それらのスペーサ６０は建物ユニット２０の相並ぶ管柱２１の側壁２１Ａ、２１
Ａの間に単に差し込むことにて組付けでき、建物ユニット２０の据付性、スペーサ６０の
組付性が良い。

(d)ボルト６１及び／又はナット６２の据付工具は、管柱２１に設けたボルト取付操作
孔６１Ｂ又はナット取付操作孔６１Ｃを用いて操作され、操作性が良い。

(e)高力ボルト６１を用いることにより、相隣る建物ユニット２０の相並ぶ管柱２１同
士を強固に合成し、ユニット建物１の水平剛性を向上できる。

(f)トルシア形の高力ボルト６１を用いることにより、ボルト６１とナット６２の締結
操作をトルシア工具により簡易に実施できる。

(g)相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１同士を、それらの上端部、
下端部及び中間部の複数位置でボルト接合することにより、それら管柱２１同士の合成の
強化を図り、ユニット建物１の水平剛性を一層向上できる。

図１１（Ｂ）〜（Ｄ）の本発明によるユニット建物１の水平剛性、換言すれば建物ユニ
ット２０の柱頭に対する許容水平荷重Ｐは、本発明が適用されない通常モデル（図１１（
Ａ））の許容水平荷重Ｐａに対し1.2〜1.9倍になる。図１１（Ｂ）は管柱２１、２１同士
を上端部と下端部でボルト接合した例でＰ＝1.2Ｐａ、図１１（Ｃ）は管柱２１、２１同
士を上端部と下端部と中間部の１箇所でボルト接合した例でＰ＝1.7Ｐａ、図１１（Ｄ）
は管柱２１、２１同士を上端部と下端部と中間部の３位置でボルト接合した例でＰ＝1.9
Ｐａである。

図１２は、相隣る４個の建物ユニット２０のコーナー部を互いに突き合せ配置し、各建
物ユニット２０の上に上階建物ユニット３０を搭載したユニット建物１において、十字状
孔あきスペーサ７０を用い、構法IIIを適用した例である。このとき、４個の建物ユニッ
ト２０の管柱２１同士が十字状の隙間を隔てて相並び、４個の上階建物ユニット３０の柱
３１同士も十字状の隙間を隔てて相並ぶ。また、上下に相対応する建物ユニット２０と上
階建物ユニット３０の間で、建物ユニット２０の相隣る柱２１の上端部に剛接合されてそ
れらの間に架け渡される天井梁２３と、上階建物ユニット３０の相隣る柱３１の下端部に
剛接合されてそれらの間に架け渡される床梁３２が上下に重ね配置される。

孔あきスペーサ７０は、図１３に示す如く、桁方向に沿って配置される桁方向板７１と
、桁方向板７１の桁方向に沿う中央部の下半部に直交配置される妻方向板７２とからなる
。

孔あきスペーサ７０の桁方向板７１の下半部は、妻方向にて相隣る建物ユニット２０、
２０の相並ぶ柱２１、２１の相対する側壁２１Ａ、２１Ａに挟まれる隙間に設けられ、一
方の柱２１の側壁２１Ａに設けたボルト取付操作孔６１Ｂから挿入したボルト６１を両管
柱２１、２１のボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａ、及び両管柱２１、２１の側壁２１Ａ、２１
Ａの間の隙間に設けた桁方向板７１の下半部のボルト挿通孔７１Ａに挿通し、他方の管柱
２１の側壁２１Ｂに設けたナット取付操作孔６１Ｃから挿入したナット６２を上記ボルト
６１に螺着する。また、孔あきスペーサ７０の妻方向板７２は、桁方向にて相隣る建物ユ
ニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１の相対する側壁２１Ａ、２１Ａに挟まれる隙間
に設けられ、一方の管柱２１の側壁２１Ｂに設けたボルト取付操作孔６１Ｂから挿入した
ボルト６１を両管柱２１、２１のボルト挿通孔６１Ａ、６１Ａ、及び両管柱２１、２１の
側壁２１Ａ、２１Ａの間の隙間に設けた妻方向板７２のボルト挿通孔７２Ａに挿通し、他
方の管柱２１の側壁２１Ｂに設けたナット取付操作孔６１Ｃから挿入したナット６２を上
記ボルト６１に螺着する。これにより、相隣る４個の建物ユニット２０の相並ぶ管柱２１
同士をボルト接合して合成し、図９〜図１１の実施例におけると同様に、それら建物ユニ
ット２０を含むユニット建物１の水平剛性を合理的に上げることができる。

孔あきスペーサ７０の桁方向板７１の上半部は、桁方向板７１の下半部から上に延長さ
れ、妻方向にて相隣る上階建物ユニット３０、３０の相並ぶ管柱３１、３１の相対する側
壁３１Ａ、３１Ａに挟まれる隙間に設けられ、一方の管柱３１の側壁３１Ｂに設けたボル
ト取付操作孔６１Ｂから挿入したボルト６１を両管柱３１、３１のボルト挿通孔６１Ａ、
６１Ａ、及び両管柱３１、３１の側壁３１Ａ、３１Ａの間の隙間に設けた桁方向板７１の
上半部のボルト挿通孔７１Ｂに挿通し、他方の管柱３１の側壁３１Ｂに設けたナット取付
操作孔６１Ｃから挿入したナット６２を上記ボルト６１に螺着する。これにより、相隣る
４個の上階建物ユニット３０の相並ぶ管柱３１同士をボルト接合して合成し、図９〜図１
１の実施例における同様に、それら上階建物ユニット３０を含むユニット建物１の水平剛
性を合理的に上げることができる。

更に、ユニット建物１において、上下に重ね配置される建物ユニット２０の天井梁２３
と上階建物ユニット３０の床梁３２の一端部同士が、それらの管柱２１、３１、及び孔あ
きスペーサ７０の桁方向板７１を介して上述の如くに接合されるから、天井梁２３と床梁
３２の他端部同士の前述の構法IIの如くに略ずれないように接合することができる。２本
の梁２３、３２が鉛直荷重の作用下で湾曲変形するとき、２本の梁２３、３２の両端部の
位相差が抑えられる。これにより、２本の梁２３、３２は、各梁２３、３２の断面性能の
和よりも大きな断面性能を発現して剛性を強化され、鉛直荷重に対する耐力を向上できる
。また、一方の建物ユニット３０の柱３１に作用する水平荷重によって２本の梁２３、３
２がＳ字変形するとき、２本の梁２３、３２の両端部と中間部の位相差が抑えられる。こ
れにより、建物ユニット２０、３０のフレーム強度が拡大し、水平荷重に対する耐力を向
上できる。ユニット建物１において、構法IIと構法IIIがともに適用され、ユニット建物
１の水平剛性と上下剛性を併せ強化できる。

尚、図１２において、４個の建物ユニット２０のうち、桁方向片側の２個の建物ユニッ
ト２０の上部にだけ上階建物ユニット３０を搭載し、他の２個の建物ユニット２０の上部
は上階建物ユニット３０が搭載されない下屋とするユニット建物１にあっては、孔あきス
ペーサ７０の桁方向板７１を図１２（Ｂ）に２点鎖線で示す如くに上半部の桁方向片側部
分を切除する。

図１４は、図１２の変形例であり、相隣る２個の建物ユニット２０のコーナー部を互い
に突き合せ配置し、各建物ユニット２０の上に上階建物ユニット３０を搭載したユニット
建物１において、平板状孔あきスペーサ８０を用い、構法IIIを適用した例である。

相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１の相対する側壁２１Ａ、２１Ａ
に挟まれる隙間に孔あきスペーサ８０の下半部を設け、図１２の実施例と同様に、それら
相並ぶ管柱２１、２１同士をボルト６１によりボルト接合し、構法IIIを構築する。

また、相隣る上階建物ユニット３０、３０の相並ぶ管柱３１、３１の相対する側壁３１
Ａ、３１Ａに挟まれる隙間に孔あきスペーサ８０の上半部を設け、図１２の実施例と同様
に、それら相並ぶ管柱３１、３１同士をボルト６１によりボルト接合し、構法IIIを構築
する。

更に、相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１、２１の相対するジョイントピ
ース２３Ｊ、２３Ｊに挟まれる隙間に孔あきスペーサ８０の下半部の突出部８１を設け、
それら相対するジョイントピース２３Ｊ、２３Ｊ同士をボルト６１によりボルト接合する
。これにより、ユニット建物１において、上下に重ね配置される建物ユニット２０の天井
梁２３と上階建物ユニット３０の床梁３２の一端部同士が、それらの柱２１、３１、及び
孔開きスペーサ８０を介して接合されるから、天井梁２３と床梁３２の他端部同士も略ず
れないように接合することにより、構法IIも構築できる。

図１５は、図１２の変形例であり、相隣る３個の建物ユニット２０のコーナー部を互い
に突き合せ配置し、各建物ユニット２０の上に上階建物ユニット３０を搭載したユニット
建物１において、Ｌ字状孔あきスペーサ９０を用い、構法IIIを適用した例である。

孔あきスペーサ９０は、桁方向に沿って配置される桁方向板９１と、桁方向板９１の一
方の縦縁に直交配置される妻方向板９２とからなる。

妻方向と桁方向のそれぞれにおいて、相隣る建物ユニット２０、２０の相並ぶ管柱２１
、２１の相対する側壁２１Ａ、２１Ａに挟まれる隙間に孔あきスペーサ９０の桁方向板９
１、妻方向板９２の下半部を設け、図１２の実施例と同様に、それら相並ぶ管柱２１、２
１同士をボルト６１によりボルト接合し、構法IIIを構築する。

また、妻方向と桁方向のそれぞれにおいて、相隣る上階建物ユニット３０、３０の相並
ぶ管柱３１、３１の相対する側壁３１Ａ、３１Ａに挟まれる隙間に孔あきスペーサ９０の
桁方向板９１、妻方向板９２の上半部を設け、図１２の実施例と同様に、それら相並ぶ管
柱３１、３１同士をボルト６１によりボルト接合し、構法IIIを構築する。

ユニット建物１にあっては、上下に重ね配置される建物ユニット２０の天井梁２３と上
階建物ユニット３０の床梁３２の一端部同士が、それらの管柱２１、３１、及び孔あきス
ペーサ９０の桁方向板９１又は妻方向板９２を介して接合されるから、天井梁２３と床梁
３２の他端部同士も略ずれないように接合することにより、構法IIも構築できる。

尚、図１５において、３個の建物ユニット２０のうち、妻方向片側の建物ユニット２０
の上部にだけ上階建物ユニット３０を搭載し、他の建物ユニット２０の上部は上階建物ユ
ニット３０が搭載されない下屋とするユニット建物１にあっては、孔あきスペーサ９０の
妻方向板９２の上半部を図１５（Ｂ）に２点鎖線で示す如くに切除する。

（構法IV：斜材補強構造）（図１６〜図１８）
構法IVは、最下階建物ユニット２０の柱２１の柱脚２１Ｆと天井梁２３の中間部の間、
上階建物ユニット３０（４０も同じ）の柱３１の柱脚３１Ｆと天井梁３３の中間部の間、
又は上階建物ユニット３０（４０も同じ）の柱３１の柱頭３１Ｈと床梁３２の中間部の間
で適用される（図１）。

図１６（Ａ）は、最下階建物ユニット２０の柱２１の柱脚２１Ｆと天井梁２３の中間部
の間に、斜材１０１を設けたものである。斜材１０１は、柱２１の柱脚２１Ｆと天井梁２
３の中間部のそれぞれにピン接合される（剛接合でも可）。

図１６（Ｂ）は、上階建物ユニット３０の柱３１の柱脚３１Ｆと天井梁３３の中間部の
間に、斜材１０２を設けたものである。斜材１０２は、柱３１の柱脚３１Ｆと天井梁３３
の中間部のそれぞれにピン接合される（剛接合でも可）。尚、上階建物ユニット３０は床
梁３２を有しているから、柱３１の柱頭３１Ｈと床梁３２の中間部の間に上述の斜材１０
２を設けるものでも良い。

構法IVによれば、ユニット建物１において、最下階建物ユニット２０の柱脚２１Ｆと天
井梁２３の中間部の間に斜材１０１を設けたことにより、ラーメン構造体のフレームの１
隅である柱２１と天井梁２３の一部が斜材１０１とともに形成する直角三角形を不変形体
（不変形トラス）とする。これにより、建物ユニット２０における天井梁２３の見かけ長
さＬ2（天井梁２３の全長Ｌから不変形トラス部分Ｌ1を除いた変形部分長さＬ2）を短く
してそのフレーム剛性を強化し、水平荷重Ｐに対する耐力を向上できる（図１７）。

また、上階建物ユニット３０（４０も同じ）の柱脚３１Ｆと天井梁３３の中間部の間（
又は柱頭３１Ｈと床梁３２の中間部の間）に斜材１０２を設けたことにより、ラーメン構
造体のフレームの１隅である柱３１と天井梁３３の一部が斜材１０２とともに形成する直
角三角形を不変形体（不変形トラス）とする。これにより、建物ユニット３０における天
井梁３３の見かけ長さＬ2（天井梁３３の全長Ｌから不変形トラス部分Ｌ1を除いた変形部
分長さＬ2）を短くしてそのフレーム剛性を強化し、水平荷重Ｐに対する耐力を向上でき
る。

ラーメン構造体の柱２１と梁２３のフレーム、柱３１と梁３２、３３のフレームを生か
しながら、斜材１０１、１０２を付加するだけの簡易な構成により、上述の不変形体（不
変形トラス）を形成でき、簡易に上述のフレーム剛性の強化を実現できる。

斜材１０１、１０２を柱２１、３１と梁２３、３３（３２）のそれぞれにピン接合する
ことにより、ラーメン構造体のフレームの１隅に前述の不変形体（不変形トラス）を簡易
に形成でき、斜材１０１、１０２の取付仕口を簡素化できる。

斜材１０１、１０２のみによるフレーム剛性補強であるから、建物ユニット２０、３０
等のラーメン構造体における開口の形成などに、あまり邪魔にならず、比較的大きな開口
の形成ができる。

本発明による建物ユニット２０、３０（４０も同じ）のフレーム剛性は、本発明が適用
されない通常モデルに対し、1.3〜2.0倍になる。建物ユニット２０及び建物ユニット３０
（４０も同じ）において、斜材１０１、１０２を建物ユニット２０の天井梁２３、建物ユ
ニット３０の天井梁３３に接合する位置、換言すれば不変形トラス部分Ｌ1の長さを450mm
、900mmに設定したとき、建物ユニット２０、３０の許容水平荷重Ｐａは、図１８に示す
如く、斜材１０１、１０２を用いない通常モデルの許容水平荷重Ｐａ（1300kg、900kg）
に対して、建物ユニット２０では1550kg、1700kgに拡大し、建物ユニット３０では1200kg
、1400kgに拡大する。

尚、図１８に示す如く、最下階建物ユニット２０において、左右の柱２１の柱脚２１Ｆ
と天井梁２３の左右の中間部のそれぞれとの間に左右の斜め材１０１、１０１を設けても
良い。また、上階建物ユニット３０（４０も同じ）においても、左右の柱３１の柱脚３１
Ｆ（又は柱頭３１Ｈ）と天井梁３３（又は床梁３２）の左右の中間部のそれぞれとの間に
左右の斜材１０２、１０２を設けても良い。これによれば、左右の斜め材１０１、１０１
、１０２、１０２を最下階建物ユニット２０の天井梁２３、上階建物ユニット３０の天井
梁３３に接合して形成される不変形トラス部分Ｌ1の長さが、例えば450mmの如くに短くて
も、建物ユニット２０、３０の許容水平荷重Ｐａを2050kg、1800kgの如くに大きく拡大で
きる。

図１９〜図２１は、構法IVにおける斜材１０１（１０２も同じ）の具体的取付例である
。建物ユニット２０（３０、４０も同じ）は、床梁２２を備えた例であり、床梁２２と天
井梁２３の間に、斜材１０１を含む補強フレーム２５を嵌め込んでいる。

補強フレーム２５は、柱２１に添設される補強柱２６と、間柱２７を有し、補強柱２６
の下端部から水平に延ばした取付板２６Ａに斜材１０１の下端部を溶接等により接合する
とともに、間柱２７の上端側の側面に斜材１０１の上端部を溶接等により接合し、斜材１
０１の下端側中間部と間柱２７の下端側中間部につなぎ梁２８を架け渡し、斜材１０１の
上端側中間部と補強柱２６の上端側中間部につなぎ梁２９を架け渡して構成される。

補強フレーム２５は、補強柱２６及び斜材１０１の下端部を構成する取付板２６Ａを、
柱２１の柱脚２１Ｆに接合したジョイントピース２２Ｊにボルト接合し、補強柱２６の上
端部から水平に延ばした取付板２６Ｂを柱２１の柱頭２１Ｈに接合したジョイントピース
２３Ｊにボルト接合する。このとき、ジョイントピース２２Ｊに抱着される床梁２２の上
フランジとウエブの内面にはＬ字断面の床梁補強金物１０３が溶接され、斜材１０１の取
付板２６Ａはジョイントピース２２Ｊに着座し、床梁補強金物１０３、床梁２２、ジョイ
ントピース２２Ｊ、取付板２６Ａに挿通されるボルト１０４、ナット１０４Ａにより接合
される。

補強フレーム２５は、間柱２７の下端部を床梁２２の上フランジにボルト接合し、間柱
２７の上端部を天井梁２３の下フランジにボルト接合する。このとき、間柱２７の上端部
がボルト接合される天井梁２３の上下のフランジ間にはＣ字断面の天井梁補強金物１０５
が溶接される。

尚、本実施例において、「略ずれないように接合」は、「接合部が矩形を維持するよう
に接合する」、「上下の梁の重なり部分がずれないように接合する」等を意味し、剛接合
を含むが、剛接合より弱い接合も含む。また、梁の端部同士の接合は、端部の近傍におけ
る接合も含む。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に
限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明
に含まれる。例えば、本発明はユニット建物に限らず、広く一般の建物において適用でき
る。

図１はユニット建物を示す模式斜視図である。 図２は建物ユニットを示す斜視図である。 図３は構法Ｉが適用された建物ユニットを示す模式正面図である。 図４は構法Ｉの具体的構造を示す断面図である。 図５は構法IIが適用されたユニット建物を示す模式正面図である。 図６は構法IIの具体的構造を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。 図７は構法IIの梁の剛性強化原理を示し、（Ａ）は梁の変形状態を示す模式図、（Ｂ）は梁単位モデルを示す模式図、（Ｃ）はラーメン構造体モデルを示す模式図である。 図８は構法IIのユニットフレームの剛性強化原理を示し、（Ａ）は梁の変形状態を示す模式図、（Ｂ）はラーメン構造体モデルを示す模式図である。 図９は相隣る建物ユニットの構法IIIによる接合構造を示す模式図である。 図１０は図９の要部を示す断面図である。 図１１は建物ユニットの接合例を示す模式図である。 図１２は構法IIIの変形例を示し、（Ａ）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１３は孔あきスペーサを示す斜視図である。 図１４は構法IIIの変形例を示し、（Ａ）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１５は構法IIIの変形例を示し、（Ａ）は下階建物ユニットの接合部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１６は構法IVが適用された建物ユニットを示し、（Ａ）は最下階建物ユニットを示す正面図、（Ｂ）は上階建物ユニットを示す正面図である。 図１７は構法IVのフレームの剛性強化原理を示す模式図である。 図１８は構法IVのフレームの剛性強化例を示す模式図である。 図１９は構法IVの斜材取付例を示す正面図である。 図２０は斜材の下端取付部を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。 図２１は斜材の上端部が取付けられる天井梁中間部を示す断面図である。

符号の説明

１ ユニット建物
１０ 建物ユニット
１１ 管柱
２３ 天井梁
２３Ｊ ジョイントピース
３２ 床梁
３２Ｊ ジョイントピース
６１Ａ ボルト挿通孔
６１Ｂ ボルト取付操作孔
６１Ｃ ナット取付操作孔
６０、７０、８０、９０ スペーサ
６１ ボルト
６２ ナット
８１ 突出部

Claims (4)

1. 相隣る建物ユニットの隙間を隔てて相並ぶ管柱同士をボルト接合するものであり、
   相並ぶ管柱の相対する側壁のそれぞれにボルト挿通孔を同軸的に設けるとともに、一方の管柱のボルト挿通孔を設けた側壁の背面側の側壁にボルト取付操作孔を設け、他方の管柱のボルト挿通孔を設けた側壁の背面側の側壁にナット取付操作孔を設け、
   相並ぶ管柱の相対する側壁に設けたボルト挿通孔に同軸配置される孔あきスペーサをそれらの側壁に挟まれる隙間に設け、
   一方の管柱のボルト取付操作孔から挿入したボルトが両管柱のボルト挿通孔に挿通され、他方の管柱のナット取付操作孔から挿入したナットが上記ボルトに螺着されてなるユニット建物の接合構造であって、
   前記相隣る建物ユニットの少なくとも１個の建物ユニットの上に他の建物ユニットを配置し、上記少なくとも１個の建物ユニットの管柱にジョイントピースを介して剛接合した天井梁と、上記他の建物ユニットの管柱にジョイントピースを介して剛接合した床梁を上下に重ね、
   上記相隣る建物ユニットの相並ぶ管柱の相対する隙間に前記孔あきスペーサの下半部を設け、該孔あきスペーサの下半部にそれら相並ぶ管柱をボルト接合し、
   前記孔あきスペーサの下半部から上に延長した上半部に上記他の建物ユニットの管柱をボルト接合するとともに、
   上記相隣る建物ユニットの相並ぶ天井梁のジョイントピースに挟まれる隙間に前記孔あきスペーサの下半部の突出部を設け、該孔あきスペーサの突出部にそれらジョイントピースをボルト接合し、
   上下に配置される建物ユニットの天井梁と床梁の一端部同士をそれらのジョイントピース、孔あきスペーサ、及び管柱を介して接合するとともに、それらの天井梁と床梁の他端部同士も接合するユニット建物の接合構造。
2. 前記ボルトが高力ボルトである請求項１に記載のユニット建物の接合構造。
3. 前記高力ボルトがトルシア形である請求項２に記載のユニット建物の接合構造。
4. 前記管柱同士が、それらの上端部、下端部及び中間部の複数位置でボルト接合される請求項１〜３のいずれかに記載のユニット建物の接合構造。

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