JP4490733B2 - 建物の梁構造 - Google Patents

Description

この発明は、複数個の建物ユニットの内階下建物ユニットと階上建物ユニットとで吹き
抜け部が形成され、前記階下建物ユニットの天井部梁と前記階上建物ユニットの床部梁と
が上下方向に対向して配置され、固定された建物の梁構造に関するものである。

従来、この種の技術は、図１に示す複数個の建物のユニットを重ねて構成する建物で、
例えば吹き抜け部を有する建物の梁構造（特許文献１）が知られている。これによれば、
この梁構造は、階下建物ユニットの外枠を形成する天井部梁と階上建物ユニットの外枠を
形成する床部梁とが上下方向に配置され、固定されている。

この吹き抜け部の梁は、隣接する建物ユニットが位置するところは、横荷重に対して十
分な強度を発揮するが、外壁に直接沿うところは、長いスパンにわたって横荷重を支持す
るものがなく何らかの対策を講じなければならなかった。

そこで、図示を省略するが、外壁に沿う梁と内壁に沿う梁との間の中間部に梁を掛け渡
すことが行われているが、折角の吹き抜け空間を見栄えの悪いものにしてしまっていた。
これの対策として、図６に示すように梁そのものの補強が行われていた。すなわち、建物
ユニットの外枠を構成する断面コ字状の梁材１の内側にちょうど収まる断面コ字状の補強
梁材５を互いに開放側を向けて抱き合うように組み付け、上下面の合わせ部に断続的にア
ーク溶接７がなされていた。なお、長手方向に複数個の重量軽減口３が開けられている。
特開平８−１３７３４号公報

しかしながら、このような技術では、アーク溶接のようなビード状にする溶接では、抵
抗溶接と違って多量の熱を加えることになり、反りとなったり、曲がりとなったり、ある
いは変形し、寸法誤差がでて組み付けに支障が生ずることが起きていた。また、補強梁材
５が梁材１とほぼ同じ大きさのため重量軽減のために重量軽減口３を複数設けているが十
分な軽量化には至らなかった。

そこで、この発明は、上記問題に鑑みて建物の重量増加を極力抑え、十分な強度の吹き
抜け空間を持った建物とする建物の梁構造を提供することを目的としている。

この目的を達成するため、請求項１の発明は、複数個の建物ユニットの内階下建物ユニ
ットと階上建物ユニットとで吹き抜け部が形成され、前記階下建物ユニットの天井部梁と
前記階上建物ユニットの床部梁とが上下方向に対向して配置され、固定された建物の梁構
造において、前記天井部梁及び前記床部梁にそれぞれ用いられる断面コ字状を呈した第一
梁材及び第二梁材がそれぞれ水平方向内側に向かって開放側を向けて配置され、外壁に沿
う前記天井部梁は、前記第一梁材の内側で下部に断面コ字状を呈した第一補強梁材がその
開放側を上方に向けてコーナー同士が略密着するように固定具によって結合され、外壁に
沿う前記床部梁は、前記第二梁材の内側で上部に断面コ字状を呈した第二補強梁材がその
開放側を下方に向けてコーナー同士が略密着するように固定具によって結合されたことを
特徴とする建物の梁構造としている。

また、請求項２の発明は、請求項１において、前記固定具は、タッピングネジ部を先端
に有し、首下部が前記タッピングネジ部の谷径より細くされたタッピングネジであり、前
記第一梁材と前記第一補強梁材と、前記第二梁材と前記第二補強梁材と、及び前記第一梁
材と前記第二梁材とのいずれか少なくとも一つの対向位置に前記タッピングネジ部の谷径
より小径の孔を略同軸上に形成し、前記タッピングネジ部を最初の前記孔にねじ切り貫通
させ、次の前記孔にねじ切り螺合させたことを特徴とする建物の梁構造としている。

さらに、請求項３の発明は、請求項１において、前記第一梁材と前記第二梁材とは、そ
の間にスペーサを挟んで、それぞれ該スペーサに前記固定具で固定され、結合されている
ことを特徴とする建物の梁構造としている。

請求項１の発明によれば、断面コ字状の補強梁材を開放側を上又は下に向けた補強構造
としたため、従来の横方向に開放側を向けた補強構造より横方向荷重に対して十分な支持
荷重を発揮し、断面コ字状の補強梁材を小さな断面、すなわち細い材料ですますことがで
き、また、天井部梁と床部梁とを固定して繋ぎ、両梁のねじれを防止するとともに、その
上下端部に補強梁材を配する構造としたため、上下に離れた両端部の梁の断面積が有効に
作用し、上下方向の荷重に対しても十分な支持力を発揮する。それゆえに、建物の重量増
加を極力抑え、十分な強度の吹き抜け空間を持った建物とする建物の梁構造を提供するこ
とができる。さらに、ねじやボルトナット等の固定具によって固定するため、熱変形を受
けず精度の良い組み付けが行え、また、現場で調整しながらの組み付けや他の部品との一
緒の組み付けもでき、工数削減と状況判断による組み付けもできる。

請求項２の発明によれば、上記請求項１の効果に加え、特殊な固定具を用いるのではあ
るが、ねじ切りを行いながら固定することができ組み付け工数も掛からないうえ、一方向
から作業ができるという大きな効果も奏することができる。

請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加え、スペーサに固定具の役割を担わせて
部品点数を削減し重量軽減を可能とし、第一梁材と第二梁材が結合されて一体となった高
さのある梁の如くなり、断面二次モーメントの大きな梁構造を得ることができる。また、
固定具をタッピングねじとするならば、位置合わせをすることなく固定ができ組み付け工
数の削減を図ることができる。

以下、図面に基づいてこの発明を説明する。

図１は、この発明に係る梁構造を有した建物１０の角部に吹き抜け部３０を形成し、右
側、上側、後側を省略した建物を示している。建物１０は、種々異なる複数の建物ユニッ
ト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、・・・を現場にて組み付け構築されている。

この複数個の建物ユニット１０ａ、１０ｂ、・・・の内階下建物ユニット１０ａと階上
建物ユニット１０ｂとで吹き抜け部３０が形成され、その他の建物ユニット１０ｃ、１０
ｄ等は吹き抜け部３０の周りに隣接して設けられている。各建物ユニット１０ａ、１０ｂ
、１０ｃ、１０ｄ、・・は、四隅の角形を呈した柱１１とこの柱１１の上下で連結する天
井部梁１３、床部梁１２とで直方体状の外枠を形成し、この外枠に壁１４（外壁）、１５
（内壁）や床１６が設けられている。

組み付けられた建物１０は、階下建物ユニット１０ａの天井部梁１３と階上建物ユニッ
ト１０ｂの床部梁１２とが上下方向に対向して配置され、固定された梁構造を呈しており
、天井部梁１３及び床部梁１２は、それぞれ用いられる断面コ字状を呈した第一梁材４０
及び第二梁材４５がそれぞれ水平方向内側（室内側）に向かって開放側を向けて配置され
ている。しかしながら、図示しない天井や階上建物ユニット１０ｂの床１６をなくして吹
き抜け部３０を形成する梁部分の内、直接外壁１４に沿う部分は、風圧や地震による横荷
重に対し補強する必要がある。

そこで、図２，図３に示すように、外壁１４に沿う天井部梁１３は、第一梁材４０の内
側で下部に断面コ字状を呈した第一補強梁材７５がその開放側を上方に向けてコーナー同
士が略密着するように固定具７０によって結合されている。また、外壁に沿う床部梁１２
は、第二梁材４５の内側で上部に断面コ字状を呈した第二補強梁材８０がその開放側を下
方に向けてコーナー同士が略密着するように固定具７０によって結合されている。固定具
７０は、ボルト、ワッシャ、ナットからなるもの、あるいはねじ、さらにはタッピングね
じを備えたねじ等が利用される。

また、ここで使用される補強梁材７５，８０は、横方向荷重に対して曲げ変形に耐力を
示すように開放側を上下に向けて使用されるので、梁材４０，４５に比べて十分小さな断
面のものでカバーできる。従って、十分な重量軽減ができる。

天井部梁１３と床部梁１２のそれぞれが、図1に示す柱１１間に一ないし複数本設けら
れ、図1に示す壁１４，１５を支持するスタッド１７と梁材４０，４５及び補強梁材７５
，８０とをボルトナットからなる固定具７０で共締めして固定されている。

第一梁材４０と第二梁材４５との間の結合（図３ａ、図３ｂ参照）及び第一梁材４０同
士、第二梁材４５同士の結合（図３ｂ）に、スペーサ４３を挟んで、それぞれスペーサ４
３にねじである固定具７０をねじ込み固定して、ねじれの防止や強度向上をはかっている
。このスペーサ４３は、ボルトナットのナットに相当する役割をして固定具７０の一部を
形成しており、あらかじめねじ切りされているか、タッピングねじでねじ切りされる下孔
が形成されている。

図５は、図２，図３に示す梁構造と、スタッド１７、フレーム３９および壁１４との取
付関係を斜視図で示している。壁１４には、その室内側にフレーム３９が取り付けられ、
このフレーム３９を介して壁１４はスタッド１７に固定されている。外壁である壁１４に
例えば風圧がかかると、フレーム３９を介してスタッド１７および床部梁１２、天井部梁
１３に荷重が作用する。

図４は、第一梁材４０と図２，図３に示す第一補強梁材７５と、第二梁材４５と図２，
図３に示す第二補強梁材８０と、及び第一梁材４０と第二梁材４５とのいずれか少なくと
も一つの対向位置に特殊な固定具７０を用いて結合する構造が示されている。ここでは、
例えば第一梁材４０と第二梁材４５との間に孔あきのスペーサ４３を介して結合する場合
が示されている。この例の固定具７０は、タッピングネジ部７１を先端に有し、首下部７
２がタッピングネジ部７１の谷径より細くされた形状のタッピングネジである。この対向
位置にタッピングネジ部７１の谷径より小径の孔４１，４６を略同軸上に形成し、タッピ
ングネジ部７１を最初の孔４１にねじ切り貫通させ、次の孔４６にねじ切り螺合させて固
定した建物の梁構造としている。従って、固定作業は、少し同軸がずれていたとしても、
ねじきりをしながら固定も行うので、誤差の吸収や作業性に優れている。

断面コ字状の補強梁材を開放側を上又は下に向けた補強構造としたため、この建物の梁
構造は、従来の横方向に開放側を向けた補強構造より横方向荷重に対して十分な支持荷重
を発揮し、縦方向（上下方向）の荷重に対しても大きな断面二次モーメントが確保でき、
十分な支持荷重を発揮する。したがって、断面コ字状の補強梁材を小さな断面、すなわち
細い材料ですますことができ、建物の重量増加を極力抑え、十分な強度の吹き抜け空間を
持った建物とすることができる。また、ねじやボルトナット等の固定具によって固定する
ため、熱変形を受けず精度の良い組み付けが行える。さらに、現場での調整しながらの組
み付けも他の部品との一緒の組み付けもでき、工数削減と状況判断による組み付けもでき
る。

また、特殊な固定具を用いるのではあるが、ねじ切りを行いながら固定することができ
組み付け工数も掛からないうえ、反対側が作業し難いところでも一方向から作業ができる
という大きな効果も奏することができる。

さらに、スペーサに固定具の役割を担わせて部品点数を削減し重量軽減を可能とし、固
定具をタッピングねじとするならば、位置合わせをすることなく固定ができ組み付け工数
の削減を図ることができる。

以上、この発明を図面に基づいて説明したが、この発明は上記図面の実施例に限定され
るものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもこの発明に含
まれるのは勿論である。例えば、第一梁材と第二梁材との結合は孔あきスペーサを介して
ボルトナットで固定しても良い。

この発明の吹き抜け部を有する建物の要部を示す斜視図である。 この発明の梁部を補強した建物の梁構造を示す図３（ａ）の分解斜視図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。 特殊な固定具を用いた梁材同士の固定を説明する断面説明図である。 この発明の外壁まで固定した建物の梁構造の部分斜視図である。 従来の梁補強構造を示す部分斜視図である。

符号の説明

１０ 建物
１０ａ 建物ユニット（階下建物ユニット）
１０ｂ 建物ユニット（階上建物ユニット）
１０ｃ、１０ｄ、・・・ 建物ユニット
１２ 床部梁
１３ 天井部梁
１４，１５ 壁
３０ 吹き抜け部
４０ 第一梁材（梁材）
４１、４６ 孔
４３ スペーサ
４５ 第二梁材（梁材）
７０ 固定具
７１ タッピングねじ部
７２ 首下部
７５ 第一補強梁材（補強梁材）
８０ 第二補強梁材（補強梁材）

Claims (3)

1. 複数個の建物ユニットの内階下建物ユニットと階上建物ユニットとで吹き抜け部が形成
   され、前記階下建物ユニットの天井部梁と前記階上建物ユニットの床部梁とが上下方向に
   対向して配置され、固定された建物の梁構造において、
   前記天井部梁及び前記床部梁にそれぞれ用いられる断面コ字状を呈した第一梁材及び第
   二梁材がそれぞれ水平方向内側に向かって開放側を向けて配置され、
   外壁に沿う前記天井部梁は、前記第一梁材の内側で下部に断面コ字状を呈した第一補強
   梁材がその開放側を上方に向けてコーナー同士が略密着するように固定具によって結合さ
   れ、
   外壁に沿う前記床部梁は、前記第二梁材の内側で上部に断面コ字状を呈した第二補強梁
   材がその開放側を下方に向けてコーナー同士が略密着するように固定具によって結合され
   たことを特徴とする建物の梁構造。
2. 請求項１において、前記固定具は、タッピングネジ部を先端に有し、首下部が前記タッ
   ピングネジ部の谷径より細くされたタッピングネジであり、前記第一梁材と前記第一補強
   梁材と、前記第二梁材と前記第二補強梁材と、及び前記第一梁材と前記第二梁材とのいず
   れか少なくとも一つの対向位置に前記タッピングネジ部の谷径より小径の孔を略同軸上に
   形成し、前記タッピングネジ部を最初の前記孔にねじ切り貫通させ、次の前記孔にねじ切
   り螺合させたことを特徴とする建物の梁構造。
3. 請求項１において、前記第一梁材と前記第二梁材とは、その間にスペーサを挟んで、そ
   れぞれ該スペーサに前記固定具で固定され、結合されていることを特徴とする建物の梁構
   造。
   

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