JP6319471B1 - 建物構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建物構造において、柱部材の剛性を高めることにより、柱部材の本数を削減し、間取りの自由度を高めること。【解決手段】梁と、柱部材と、内側パネル（３０）と、外側パネル（４０）と、を備え、柱部材は、それぞれがＨ形鋼からなる複数の支持部材（１０）を含み、複数の支持部材（１０）は、各支持部材（１０）のフランジの外面同士が接触するように並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士が溶接されており、柱部材は、各支持部材（１０）のウエブが梁の長手方向と平行となるように梁に固定されており、一方の溶接フランジ（１１Ａ）の幅方向の寸法（Ｗ１）は、各外フランジ（１２Ａ，１２Ｂ）の幅方向の寸法（Ｗ２，Ｗ２′）以下であり、他方の溶接フランジ（１１Ｂ）の幅方向の寸法は、各外フランジ（１２Ａ，１２Ｂ）の幅方向の寸法（Ｗ２，Ｗ２′）よりも小さいこと。【選択図】図２

Description

本発明は、建物構造に関するものである。

一般に、建物構造は、梁や、柱部材、壁パネル等を備えている。例えば、特許文献１には、鉄梁構造材と、直交組鉄骨材（柱部材）と、内壁材と、外壁材と、を備える建物構造が開示されている。直交組鉄骨材は、Ｈ形鋼からなる。この直交組鉄骨材は、ウエブが鉄梁構造材の長手方向と平行となる状態で鉄梁構造材に固定されている。内壁材は、直交組鉄骨材の内側に配置されており、外壁材は、直交組鉄骨材の外側に配置されている。

特開２００４−３１６２７４号公報

特許文献１に記載されるような建物構造では、間取りの自由度を高める等の観点から、柱部材の本数がなるべく少ないことが望ましい。

本発明の目的は、建物構造において、柱部材の剛性を高めることにより、柱部材の本数を削減し、間取りの自由度を高めることである。

前記課題を解決するために、つまり、１本当たりの柱部材の剛性や耐性を高めるために、例えば、それぞれが同じ幅のフランジを有するＨ形鋼からなる複数の支持部材同士を互いに溶接することによって１本の柱部材を構成することが考えられる。具体的に、各支持部材のフランジの外面同士が接触するように並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士を溶接することにより、１本の柱部材を構成することが考えられる。この場合、互いに接触しているフランジの外縁部同士が溶接される。この結果、溶接部は、各フランジにおける幅方向（ウエブと直交する方向）の端面から前記幅方向の外側に向かって張り出す形状になる。

一方、建物構造では、柱部材の幅方向について当該柱部材の両側に壁材等のパネルが配置されるため、柱部材の前記幅方向への大型化は、回避されることが望ましい。

そこで、本発明は、梁と、前記梁に固定される柱部材と、前記柱部材の内側に配置された内側パネルと、前記柱部材の外側に配置された外側パネルと、を備え、前記柱部材は、それぞれがＨ形鋼からなる複数の支持部材を含み、前記複数の支持部材は、各支持部材のフランジの外面同士が接触するように並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士が溶接されており、これにより前記複数の支持部材は、当該複数の支持部材のそれぞれのフランジのうち互いに溶接されている少なくとも一対の溶接フランジと、当該複数の支持部材のそれぞれのフランジのうち各支持部材が並ぶ方向について最も外側に位置する２枚の外フランジと、を有し、前記柱部材は、各支持部材のウエブが前記梁の長手方向と平行となるように前記梁に固定されており、前記一対の溶接フランジの一方の溶接フランジの、前記支持部材のウエブと直交する幅方向の寸法は、各外フランジの前記幅方向の寸法以下であり、前記一対の溶接フランジの他方の溶接フランジの前記幅方向の寸法は、各外フランジの前記幅方向の寸法よりも小さい、建物構造を提供する。

本建物構造では、一方の溶接フランジの幅方向の寸法が各外フランジの幅方向の寸法以下であり、他方の溶接フランジの幅方向の寸法が各外フランジの幅方向の寸法よりも小さいので、各溶接フランジ同士の溶接により形成される溶接部が、各溶接フランジの幅方向の寸法と各外フランジの幅方向の寸法との差に応じて溶接フランジの幅方向の外側に生じるスペースに収まる。このため、前記溶接部に起因する柱部材の幅方向への大型化が回避される。よって、内側パネル及び外側パネル間の寸法が広くなることの回避と、柱部材の削減（１本当たりの柱部材の剛性や耐性の向上）と、の双方が達成される。

この場合において、前記複数の支持部材は、前記幅方向についての各外フランジの一端部を通りかつ各ウエブと平行に延びる第１直線と、前記幅方向についての各外フランジの他端部を通りかつ各ウエブと平行に延びる第２直線と、により挟まれる領域に収まる形状を有する溶接部を有することが好ましい。

このようにすれば、内側パネル及び外側パネル間の寸法が広くなることがより確実に回避される。

また、前記建物構造において、前記一対の溶接フランジは、前記複数の支持部材のそれぞれのウエブが一直線上に並んだ状態で互いに溶接されていることが好ましい。

このようにすれば、柱部材の剛性や耐性がより高まる。よって、柱部材の本数がより削減される。

また、前記建物構造において、各ウエブの少なくとも一方には、人の手の挿通を許容する形状を有する穴が形成されていることが好ましい。

このようにすれば、穴を通じて柱部材の内側から外側（各ウエブと外側パネルとの間）に作業者が手を通すことが可能になるので、作業者が外側パネルに対して行う作業や、外側パネルと柱部材との隙間にシートを配置する作業等が容易になる。

具体的に、各ウエブの双方に前記穴が形成されており、各穴は、同等の高さに形成されていることが好ましい。

このようにすれば、作業者による作業が一層容易になる。

また、前記建物構造において、前記外側パネルは、前記幅方向について前記柱部材と重なる部位に作業対象部を有することが好ましい。

この態様では、ウエブに形成された各穴を通じて作業対象部に対する作業を容易に行うことが可能になる。

具体的に、外側パネルは、前記梁の長手方向に並ぶ第１パネル及び第２パネルを含み、前記第１パネルと前記第２パネルとの境界部分が前記作業対象部を構成することが好ましい。

このようにすれば、第１パネル及び第２パネルの連結作業等を容易に行うことができる。

また、前記建物構造において、前記一方の溶接フランジの前記幅方向の寸法は、前記他方の溶接フランジの前記幅方向の寸法よりも大きく、前記他方の溶接フランジは、前記一方の溶接フランジに対して隅肉溶接されていることが好ましい。

このようにすれば、各フランジの溶接作業が簡素化される。

以上のように、本発明によれば、建物構造において、柱部材の剛性を高めることにより、柱部材の本数を削減し、間取りの自由度を高めるとともに施工時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態の建物構造の梁及び柱部材の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線から見た図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線から見た図である。 図１に示す柱部材の変形例の断面図である。 図１に示す柱部材の変形例の断面図である。 図１に示す柱部材の変形例の断面図である。

本発明の一実施形態の建物構造について、図１〜図４を参照しながら説明する。

本建物構造は、複数の梁２と、複数の柱部材５と、内側パネル３０と、外側パネル４０と、を備えている。

各梁２は、Ｈ形鋼からなる。ただし、梁２の形状は、これに限られない。

各柱部材５は、梁２に固定される。柱部材５は、それぞれがＨ形鋼からなる複数の支持部材１０を備えている。複数の支持部材１０は、各支持部材１０のフランジの外面同士が接触するように並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士が溶接されている。より具体的には、複数の支持部材１０は、各支持部材１０のフランジの外面同士が接触し、かつ、各支持部材１０のウエブが一直線上に並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士が溶接されている。以下、複数の支持部材１０のそれぞれのフランジのうち、互いに溶接された一対のフランジを「一対の溶接フランジ」と称し、各支持部材１０が並ぶ方向（図１の左右方向）について最も外側に位置する２枚のフランジをそれぞれ「外フランジ」と称する。本実施形態では、複数の支持部材１０は、第１支持部材１０Ａと、第２支持部材１０Ｂと、を含んでおり、第１支持部材１０Ａの一方のフランジ１１Ａと第２支持部材１０Ｂの一方のフランジ１１Ｂとが互いに溶接されている。つまり、本実施形態では、第１支持部材１０Ａの一方のフランジ１１Ａ及び第２支持部材１０Ｂの一方のフランジ１１Ｂが前記一対の溶接フランジを構成し、第１支持部材１０Ａの他方のフランジ１２Ａ及び第２支持部材１０Ｂの他方のフランジ１２Ｂが前記外フランジを構成する。

図２に示されるように、第１支持部材１０Ａの溶接フランジ１１Ａの幅方向（各ウエブ１３Ａ，１３Ｂと直交する方向）の寸法Ｗ１は、第１支持部材１０Ａの外フランジ１２Ａの幅方向の寸法Ｗ２及び第２支持部材１０Ｂの外フランジ１２Ｂの幅方向の寸法Ｗ２′以下に設定されている。本実施形態では、前記寸法Ｗ１、前記寸法Ｗ２及び前記寸法Ｗ２′は、全て同じ（例えば１００ｍｍ）に設定されている。第２支持部材１０Ｂの溶接フランジ１１Ｂの幅方向の寸法Ｗ３は、各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの幅方向の寸法Ｗ２よりも小さく（例えば７５ｍｍ）に設定されている。つまり、図２に示されるように、各溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂ及びこれら溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂ同士の溶接（隅肉溶接）により形成される溶接部（溶接ビード）Ｐは、幅方向についての各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの一端部を通りかつ各ウエブ１３Ａ，１３Ｂと平行に延びる第１直線Ｌ１と、幅方向についての各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの他端部を通りかつ各ウエブ１３Ａ，１３Ｂと平行に延びる第２直線Ｌ２と、により挟まれる領域に収まる形状を有する。

第１支持部材１０Ａ及び第２支持部材１０Ｂの各フランジ１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂの厚さは、全て同じ（例えば６ｍｍ）に設定されている。また、第１支持部材１０Ａ及び第２支持部材１０Ｂの各ウエブ１３Ａ，１３Ｂの厚さは、各フランジ１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂの厚さと同じに設定されている。ただし、各フランジ１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂの厚さは、各ウエブ１３Ａ，１３Ｂの厚さよりも大きく設定されてもよい。

図１に示されるように、第１支持部材１０Ａのウエブ１３Ａには、上下方向に間欠的に（本実施形態では等間隔に）並ぶ複数の穴１３ｈが形成されている。第２支持部材１０Ｂのウエブ１３Ｂには、ウエブ１３Ａの各穴１３ｈと同じ高さに複数の穴１３ｈが形成されている。なお、各穴１３ｈの形状及び位置は、図１に示される例に限られない。また、穴１３ｈは、各ウエブ１３Ａ，１３Ｂの少なくとも一方に形成されればよい。例えば、各穴１３ｈの直径は、１２５ｍｍに設定される。

柱部材５は、各支持部材１０のウエブ１３Ａ，１３Ｂが梁２の長手方向（図１の左右方向）と平行となるように梁２に固定されている。本実施形態では、図１に示されるように、柱部材５の上端部は、第１ベースプレート２１を介して梁２のフランジの下面に固定される。また、柱部材５が梁２上に固定される場合、柱部材５の下端部は、第２ベースプレート２２を介して梁２のフランジの上面に固定される。なお、柱部材５が基礎上に固定される場合、第２ベースプレート２２は省略される。

第１ベースプレート２１は、第１支持部材１０Ａ及び第２支持部材１０Ｂの上端部に溶接等により固定される。図３に示されるように、第１ベースプレート２１は、一対の溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの上端面を受ける第１中央受け部２１ａと、各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの上端面を受ける第１外受け部２１ｂと、第１中央受け部２１ａと第１外受け部２１ｂとを連結する第１連結部２１ｃと、を有する。第１中央受け部２１ａ及び第１外受け部２１ｂは、矩形状に形成されている。第１連結部２１ｃの幅方向（図３の上下方向）の寸法は、第１中央受け部２１ａ及び第１外受け部２１ｂの同方向の寸法よりも小さい。第１中央受け部２１ａ及び第１外受け部２１ｂには、ボルトを通すためのボルト孔２１ｈが形成されている。第１ベースプレート２１は、ボルト孔２１ｈに挿通されたボルト（図示略）により梁２のフランジに固定される。

第２ベースプレート２２は、第１支持部材１０Ａ及び第２支持部材１０Ｂの下端部に溶接等により固定される。図４に示されるように、第２ベースプレート２２は、一対の溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの下端面を受ける第２中央受け部２２ａと、各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの下端面を受ける第２外受け部２２ｂと、第２中央受け部２２ａと第２外受け部２２ｂとを連結する第２連結部２２ｃと、を有する。第２ベースプレート２２は、矩形状に形成されている。すなわち、第２中央受け部２２ａ、第２外受け部２２ｂ及び第２連結部２２ｃのそれぞれの幅方向の寸法は、同じである。第２中央受け部２２ａ及び第２外受け部２２ｂには、ボルトを通すためのボルト孔２２ｈが形成されている。第２ベースプレート２２は、ボルト孔２２ｈに挿通されたボルトにより梁２のフランジに固定される。

図２に示されるように、内側パネル３０は、柱部材５の内側に配置されており、外側パネル４０は、柱部材５の外側に配置されている。外側パネル４０は、前記幅方向について柱部材５と重なる部位に作業対象部を有する。具体的に、外側パネル４０は、互いに梁２の長手方向に並ぶ第１パネル４１と第２パネル４２とに分割されている。各パネル４１，４２には、例えばリップ溝形鋼４５が設けられており、これらリップ溝形鋼４５同士がボルト等の締結具４６で接続されている。各パネル４１，４２の境界部分は、一対の溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの外側でかつ一対の溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの近傍に位置している。つまり、各パネル４１，４２の境界部分が前記作業対象部に相当する。なお、前記作業対象部の位置は、この例に限られない。また、外側パネル４０と柱部材５との隙間にシートが配置される場合がある。

以上に説明したように、本実施形態の建物構造では、第１支持部材１０Ａの溶接フランジ１１Ａの幅方向の寸法Ｗ１が各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの幅方向の寸法Ｗ２，Ｗ２′以下であり、第２支持部材１０Ｂの溶接フランジ１１Ｂの幅方向の寸法Ｗ３が各外フランジの幅方向の寸法Ｗ２，Ｗ２′よりも小さいので、各溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂ同士の溶接により形成される溶接部Ｐは、各溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの幅方向の寸法Ｗ１，Ｗ３と各外フランジ１２Ａ，１２Ｂの幅方向の寸法Ｗ２，Ｗ２′との差に応じて溶接フランジの幅方向の外側に生じるスペースに収まる。より具体的には、各溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂ及び溶接部Ｐは、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とにより挟まれる領域に収まる。このため、溶接部Ｐに起因する柱部材５の幅方向への大型化が回避される。よって、内側パネル３０及び外側パネル４０間の寸法が広くなることの回避と、柱部材５の削減（１本当たりの柱部材５の剛性や耐性の向上）と、の双方が達成される。

また、上記実施形態では、第１パネル４１と第２パネル４２との境界が柱部材５の外側に位置しているが、各ウエブ１３Ａ，１３Ｂには穴１３ｈが形成されているので、作業者は、柱部材５の内側から各穴１３ｈに手を通すことによって、各パネル４１，４２を締結具４６で接続する作業を容易に行うことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、図５に示されるように、各ウエブ１３Ａ，１３Ｂが一直線上に並び、溶接フランジ１１Ａがウエブ１３Ａから一方側（図５の上側）に偏倚し、溶接フランジ１１Ｂがウエブ１３Ｂから他方側（図５の下側）に偏倚していてもよい。

あるいは、図６に示されるように、各溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂの幅方向の寸法Ｗ１，Ｗ３が互いに同じに設定され、かつ、溶接フランジ１１Ａの幅方向の端面と溶接フランジ１１Ｂの幅方向の端面とが面一になる状態でこれら溶接フランジ１１Ａ，１１Ｂ同士が溶接されてもよい。この場合においても、溶接部Ｐは、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との間に収まる。

あるいは、図７に示されるように、複数の支持部材１０は、第２支持部材１０Ｂに溶接された第３支持部材１０Ｃをさらに有していてもよい。この場合、第１支持部材１０Ａの一方（図７の右側）のフランジ及び第２支持部材１０Ｂの一方（図７の左側）のフランジに加え、第２支持部材１０Ｂの他方（図７の右側）のフランジ及び第３支持部材１０Ｃの一方（図７の左側）のフランジも、前記一対の溶接フランジを構成する。そして、第１支持部材１０Ａの他方（図７の左側）のフランジ及び第３支持部材１０Ｃの他方（図７の右側）のフランジが前記外フランジを構成する。

また、建物構造は、複数の柱部材５に加え、単一のＨ形鋼からなる柱（ラーメン柱）を含んでいてもよい。

２ 梁
５ 柱部材
１０ 支持部材
１０Ａ 第１支持部材
１０Ｂ 第２支持部材
１０Ｃ 第３支持部材
１１Ａ 溶接フランジ
１１Ｂ 溶接フランジ
１２Ａ 外フランジ
１２Ｂ 外フランジ
１３Ａ ウエブ
１３Ｂ ウエブ
１３ｈ 穴
２１ 第１ベースプレート
２２ 第２ベースプレート
３０ 内側パネル
４０ 外側パネル
４１ 第１パネル
４２ 第２パネル
Ｐ 溶接部

Claims (8)

1. 梁と、
   前記梁に固定される柱部材と、
   前記柱部材の内側に配置された内側パネルと、
   前記柱部材の外側に配置された外側パネルと、を備え、
   前記柱部材は、それぞれがＨ形鋼からなる複数の支持部材を含み、
   前記複数の支持部材は、各支持部材のフランジの外面同士が接触するように並んだ状態で互いに隣接するフランジ同士が溶接されており、これにより前記複数の支持部材は、当該複数の支持部材のそれぞれのフランジのうち互いに溶接されている少なくとも一対の溶接フランジと、当該複数の支持部材のそれぞれのフランジのうち各支持部材が並ぶ方向について最も外側に位置する２枚の外フランジと、を有し、
   前記柱部材は、各支持部材のウエブが前記梁の長手方向と平行となるように前記梁に固定されており、
   前記一対の溶接フランジの一方の溶接フランジの、前記支持部材のウエブと直交する幅方向の寸法は、各外フランジの前記幅方向の寸法以下であり、
   前記一対の溶接フランジの他方の溶接フランジの前記幅方向の寸法は、各外フランジの前記幅方向の寸法よりも小さい、建物構造。
2. 請求項１に記載の建物構造において、
   前記複数の支持部材は、前記幅方向についての各外フランジの一端部を通りかつ各ウエブと平行に延びる第１直線と、前記幅方向についての各外フランジの他端部を通りかつ各ウエブと平行に延びる第２直線と、により挟まれる領域に収まる形状を有する溶接部を有する、建物構造。
3. 請求項１又は２に記載の建物構造において、
   前記一対の溶接フランジは、前記複数の支持部材のそれぞれのウエブが一直線上に並んだ状態で互いに溶接されている、建物構造。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の建物構造において、
   各ウエブの少なくとも一方には、人の手の挿通を許容する形状を有する穴が形成されている、建物構造。
5. 請求項４に記載の建物構造において、
   各ウエブの双方に前記穴が形成されており、
   各穴は、同等の高さに形成されている、建物構造。
6. 請求項４又は５に記載の建物構造において、
   前記外側パネルは、前記幅方向について前記柱部材と重なる部位に作業対象部を有する、建物構造。
7. 請求項６に記載の建物構造において、
   前記外側パネルは、前記梁の長手方向に並ぶ第１パネル及び第２パネルを含み、
   前記第１パネルと前記第２パネルとの境界部分が前記作業対象部を構成する、建物構造。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の建物構造において、
   前記一方の溶接フランジの前記幅方向の寸法は、前記他方の溶接フランジの前記幅方向の寸法よりも大きく、
   前記他方の溶接フランジは、前記一方の溶接フランジに対して隅肉溶接されている、建物構造。

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