JP6965738B2 - 建築物およびその支持構造 - Google Patents

Description

本発明は基礎、建築物本体、および、箱形構造体を備える建築物、ならびに、その支持構造に関する。

建築物本体の室にスキップフロアを形成する等の目的で設置される箱形構造体を備える建築物が知られている。例えば、特許文献１に記載の建築物は基礎(１)、基礎(１)に支持される躯体部(２)、および、高さ調整部材(６)を介して基礎(１)のスラブ部(１２)と結合される箱状体(３)を備える。箱状体(３)は建築物の１階の床を構成する天板部(３２)、スラブ(１２)と結合される底板部(３１)、および、天板部(３２)と底板部(３１)とを繋ぐ側板部(３３)を備える。側板部(３３)には、箱状体(３)の内部空間(３０)に出入りするための出入口(３４)が設けられる。

特開２０１７−６６７０８号公報

特許文献１の建築物では、箱状体(３)の荷重が基礎(１)にかかる。このため、基礎(１)の寿命が短くなるおそれがある。

(１)本発明に関する建築物の支持構造は地盤に設置され、フーチングおよび立ち上がりを含む布基礎と、前記布基礎に支持される建築物本体と、前記建築物本体の１階のフロアレベルを鉛直方向に跨ぐように前記布基礎内の領域に設置される箱形構造体とを備える。
上記支持構造によれば、箱形構造体の荷重が主に布基礎内の領域の地盤で受けられるため、布基礎に箱形構造体の荷重が作用しない、または、布基礎に作用する箱形構造体の荷重が小さくなる。このため、基礎の寿命が長くなる。なお、箱形構造体の荷重は主として箱形構造体の固定荷重、および、箱形構造体にかかる積載荷重を意味する。

(２)好ましい例では(１)に記載の建築物の支持構造において、前記箱形構造体の下部は前記地盤に埋められ前記下部の側壁に隣接するように設けられる保護壁をさらに備える。
地盤に対する箱形構造体の浮き上がりが抑制されるため、箱形構造体の位置が安定する。また、地盤から作用する土圧が保護壁により受けられるため、箱形構造体の耐久性が高められる。

(３)好ましい例では(１)に記載の建築物の支持構造において、前記箱形構造体の下部は前記地盤上に配置される。
このため、箱形構造体を容易に設置できる。

(４)好ましい例では(１)〜(３)のいずれか一項に記載の建築物の支持構造において、前記地盤のせん断抵抗角により規定される前記箱形構造体の水平土圧が作用する領域の外側に前記フーチングが位置するように、前記布基礎に対する前記箱形構造体の位置が設定される。
このため、基礎の寿命が一層長くなる。

(５)本発明に関する建築物は上記(１)〜(４)のいずれか一項に記載の建築物の支持構造を備える。
上記建築物によれば上記(１)の支持構造により得られる効果と同様の効果が得られる。

本発明に関する建築物、および、その支持構造によれば、基礎の寿命が長くなる。

第１実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 図１の箱形構造体およびその周辺の断面図。 支持構造の施工方法の第１工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第２工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第３工程に関する断面図。 支持構造の施工方法の第４工程に関する断面図。 第２実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 第３実施形態の建築物およびその支持構造の模式図。 第１変形例の建築物およびその支持構造の模式図。 第２変形例の建築物およびその支持構造の模式図。 第３変形例の建築物およびその支持構造の模式図。

(第１実施形態)
図１を参照して、建築物１およびその支持構造１Ａの一例について説明する。建築物１を構成する主な要素は布基礎１０、建築物本体２０、および、箱形構造体３０である。布基礎１０は地盤１００に設置される。建築物本体２０は布基礎１０内の領域に設置される。建築物本体２０の一例は個別住宅または集合住宅である。箱形構造体３０は建築物本体２０を構成する構造物とは別に建築物本体２０内の空間の区画するために設置される。箱形構造体３０は支持構造１Ａにより支持される。支持構造１Ａは布基礎１０を介することなく箱形構造体３０の荷重を受ける地盤１００を含む。

布基礎１０の内部には布基礎１０の強度を高めるための複数の鉄筋(図示略)が埋め込まれている。布基礎１０はフーチング１１および立ち上がり１２により構成される。フーチング１１は補助層１３上に設置される。補助層１３は布基礎１０の形成を補助するために必要に応じて形成される。補助層１３の構造の一例は捨てコンクリート層だけにより構成される単層構造、ならびに、捨てコンクリート層および砕石層により構成される２層構造である。立ち上がり１２の下部１２Ａは地盤１００に埋設される。立ち上がり１２の上部１２Ｂは地上に突出する。

建築物本体２０は布基礎１０上に設置される。一例では、建築物本体２０は２階建てである。建築物本体２０の１階２１には、複数の室２１Ａが形成される。複数の室２１Ａの一例は居住者が主として利用する室(以下「主室」)、および、居住者が一時的な活動のために利用する室(以下「副室」)である。主室の具体的な例としてリビング、ダイニング、および、寝室が挙げられる。副室の具体的な例として洗面所、トイレ、および、脱衣所が挙げられる。２階２２にも複数の室２２Ａが形成される。複数の室２２Ａの一例は主室および副室である。一例では、１階２１の床２１ＢのフロアレベルＦＬを鉛直方向に跨ぐように箱形構造体３０が設置される。１階２１の室２１Ａは箱形構造体３０により区画される。１階２１の室２１Ａには箱形構造体３０によりスキップフロア２３が形成される。

箱形構造体３０は布基礎１０および建築物本体２０の構造計算から箱形構造体３０の荷重を除くことができるように設置される。以下では、この設置の形態を「個別設置」と称する。個別設置には、布基礎１０および建築物本体２０の一方または両方と箱形構造体３０とを結合する箇所が存在する形態も含まれる。この形態でも布基礎１０および建築物本体２０と箱形構造体３０とが構造的に分断されることにより、箱形構造体３０から布基礎１０および建築物本体２０に荷重が伝達されない、または、箱形構造体３０から布基礎１０および建築物本体２０に伝達される荷重が十分に小さい。伝達される荷重が十分に小さいとは、布基礎１０および建築物本体２０の構造計算においてその荷重を０とみなせる程度に小さいということである。個別設置のより好ましい例では、地盤１００のせん断抵抗角θＡにより規定される箱形構造体３０の水平土圧が作用する領域ＲＡの外側にフーチング１１が位置するように、布基礎１０に対する箱形構造体３０の位置が設定される。地盤１００における箱形構造体３０の水平土圧が作用する領域ＲＡは第１仮想線ＬＡと第２仮想線ＬＢとの間の領域である。第１仮想線ＬＡはグランドレベルＧＬに直交し、箱形構造体３０の側面、保護壁５０の側面、または、補強構造物８０の側面を通過する仮想線である。図示される例のように、補強構造物８０の側面が箱形構造体３０の側面に対して水平方向の外方に位置する場合、第１仮想線ＬＡは補強構造物８０の側面を通過するように規定される。第２仮想線ＬＢは地盤１００のせん断抵抗角θＡを規定する一方の仮想線である。せん断抵抗角θＡは第２仮想線ＬＢと第３仮想線ＬＣとのなす角度である。せん断抵抗角θＡは地盤１００を構成する土の性質により異なる。一例では、せん断抵抗角θＡは３５°である。第３仮想線ＬＣはグランドレベルＧＬに平行、かつ、箱形構造体３０の底面、保護壁５０の底面、または、補強構造物８０の底面を通過する仮想線である。図示される例のように、補強構造物８０が鉛直方向において箱形構造体３０の下方に設置される場合、第３仮想線ＬＣは補強構造物８０の底面を通過するように規定される。各仮想線ＬＡ〜ＬＣは箱形構造体３０または補強構造物８０の角で交差する。

支持構造１Ａを構成する地盤１００は布基礎１０を介さずに箱形構造体３０の荷重を受ける。これは、地盤１００が箱形構造体３０の荷重を直接的に受ける場合に限らず、布基礎１０とは構造的に連結しないように設置される構造物を介して地盤１００が箱形構造体３０の荷重を受ける場合も含む。

個別設置の具体例について記述する。図１等に示される第１例では、箱形構造体３０の下部３１は地盤１００に埋められる。この場合、箱形構造体３０の位置が安定する。図９に示される第２例では、箱形構造体３０の下部３１は地盤１００の表面１０１に設置される。この場合、箱形構造体３０を容易に設置できる。図示しない第３例では、布基礎１０の立ち上がり１２に囲まれた領域に防湿コンクリート層が形成される。箱形構造体３０は防湿コンクリート層に設置される。見掛け上では防湿コンクリート層は立ち上がり１２と結合する。構造的には防湿コンクリート層は立ち上がり１２と分断される。

図２に示されるように、箱形構造体３０を構成する主な要素は箱本体４０および保護壁５０である。箱本体４０は地盤１００に形成される補強構造物８０に設置される。補強構造物８０の構成は任意に選択可能である。図２等に示される第１例では、補強構造物８０は敷砂利層８１および耐圧スラブ層８２により構成される。敷砂利層８１は地盤１００に設置される。耐圧スラブ層８２は敷砂利層８１に設置される。図１１等に示される第２例では、補強構造物８０は地盤１００に埋設される杭である。

箱本体４０は床４１、天井４２、壁４３、および、蓋４４により構成される。箱本体４０の形状は任意に選択できる。図２等に示される第１例では、箱本体４０の形状は中空の直方体である。第２例では、箱本体４０の形状は中空の立方体である。箱本体４０内には室４０Ａが形成される。室４０Ａは居住者に利用される。室４０Ａの一例は居室および押入れである。箱本体４０を構成する材料は任意に選択できる。好ましい例では、箱本体４０を構成する材料は耐腐食性が高い材料である。その一例は鋼または鉄である。箱本体４０の耐腐食性が高い場合、箱本体４０のうちの地盤１００に埋められる部分が腐食しにくい。

天井４２には出入口４２Ａが形成される。室４０Ａは出入口４２Ａを介して箱本体４０の外部と連通する。蓋４４は出入口４２Ａを閉鎖するように出入口４２Ａに設置される。蓋４４の設置形態は任意に選択できる。第１例では、蓋４４は箱本体４０に結合されない。この場合、室４０Ａを利用する居住者により蓋４４が運搬される。第２例では、蓋４４は開き戸と同様に使用できるように天井４２と結合される。室４０Ａには、出入口４２Ａを介して箱本体４０の外部と床４１とを往来できるように梯子４５が設置される。

壁４３には、複数の結合部材４３Ａが取り付けられている。結合部材４３Ａの一例はボルトである。保護壁５０は箱本体４０の壁４３に隣接するように箱本体４０の外部に設置される。保護壁５０の設置の形態は任意に選択できる。第１例では、保護壁５０は壁４３と接触する。この場合、結合部材４３Ａにより保護壁５０と壁４３とが結合される。このため、箱本体４０が鉛直方向に浮き上がることが抑制される。第２例では、保護壁５０と壁４３との間に一定の隙間が形成される。保護壁５０が設置される場合、箱形構造体３０の周囲の地盤１００から作用する土圧が保護壁５０により受けられる。このため、箱本体４０の耐久性が高められる。保護壁５０を構成する材料は任意に選択できる。好ましい例では、保護壁５０を構成する材料は耐腐食性が高い材料である。その一例はコンクリートである。

鉛直方向における布基礎１０に対する床４１の位置は任意に選択できる。図２に示される例では、床４１の位置は布基礎１０のフーチング１１の底面１１Ａよりも低い。このため、箱形構造体３０の位置が安定する。また、箱形構造体３０の水平土圧が布基礎１０に作用しないため、布基礎１０の寿命が一層長くなる。図１０等に示される第２例では、鉛直方向における床４１の位置はフーチング１１の底面１１Ａと実質的に同じである。図示しない第３例では、鉛直方向における床４１の位置はフーチング１１の底面１１Ａと地盤１００の表面１０１との間である。第２例および第３例の場合、箱形構造体３０の水平土圧が布基礎１０に作用しないように布基礎１０に対する箱形構造体３０の位置が設定される。具体的には、箱形構造体３０の水平土圧が作用する領域ＲＡに布基礎１０が存在しないように、布基礎１０に対する箱形構造体３０の位置が設定される。

図１に示されるように、天井４２は１階２１の室２１Ａに設置される。天井４２は室２１Ａにスキップフロア２３を形成する。床２１Ｂには、１階２１の床２１Ｂと天井４２とを往来するための階段９０が設置される。一例では、建築物本体２０の壁２４と箱本体４０の壁４３との間に形成される空間２５に補助構造体２６が設置される。補助構造体２６は床２６Ａおよび脚(図示略)により構成される。脚は床２１Ｂに設置される。床２６Ａは脚に結合される。床２６Ａは箱本体４０の天井４２とともにスキップフロア２３の一部を構成する。

図３〜図６を参照して、建築物１の施工方法の一例について説明する。第１工程では、図３に示されるように、箱形構造体３０を設置するための掘削溝１１０が地盤１００に形成される。第２工程では、図４に示されるように、掘削溝１１０の底１１１に補強構造物８０が設置される。第３工程では、図５に示されるように、箱本体４０が補強構造物８０上に設置される。第４工程では、図６に示されるように、保護壁５０が形成される。この工程は具体的には次のように実施される。最初に、保護壁５０を形成するための型枠(図示略)が壁４３の横に設置される。次に、型枠にコンクリートが流し込まれる。コンクリートが硬化することにより型枠の形状に応じた保護壁５０が形成される。次に、保護壁５０から型枠が外される。第４工程では、箱本体４０のうちのグランドレベルＧＬよりも下方の部分および保護壁５０が埋設されるように掘削溝１１０が埋め戻される。第５工程では、布基礎１０が形成される。この工程は具体的には次のように実施される。最初に、地盤１００のうちの箱形構造体３０の周囲に掘削溝(図示略)が形成される。次に、掘削溝の底に補助層１３(図２参照)が形成される。次に、複数の鉄筋が補助層１３上に設置される。次に、布基礎１０を形成するための型枠(図示略)が補助層１３上に設置される。次に、型枠にコンクリートが流し込まれる。コンクリートが硬化することにより型枠の形状に応じた布基礎１０が形成される。次に、布基礎１０から型枠が外される。次に、フーチング１１および立ち上がり１２の下部１２Ａが埋設されるように掘削溝が埋め戻される。なお、箱形構造体３０等を設置する工程と布基礎１０を設置する工程との順序は任意に選択できる。一例では、第５工程が第１工程〜第４工程よりも前に実施され、布基礎１０の設置の完了後に第１工程〜第４工程が実施される。

建築物１およびその支持構造１Ａの作用および効果について説明する。箱形構造体３０の荷重が布基礎１０を介さずに布基礎１０内の領域の地盤１００で受けられるため、布基礎１０に箱形構造体３０の荷重が作用しない。このため、布基礎１０の寿命を伸ばすことができる。また、箱形構造体３０が個別設置されるため、布基礎１０および建築物本体２０の構造計算を簡略化できる。

(第２実施形態)
第２実施形態の建築物１は図１に示される箱形構造体３０に代えて、図７に示される箱形構造体２３０を備える。箱形構造体２３０は、１階２１の床２１ＢのフロアレベルＦＬに加え、２階２２の床２２ＢのフロアレベルＦＬを鉛直方向に跨ぐように設置される。この構造では、１階２１および２階２２で箱形構造体２３０を利用できるため、利便性が高くなる。

箱形構造体２３０の基本構造および第１実施形態の箱形構造体３０の基本構造は同様である。箱形構造体２３０の構造は第１実施形態の箱形構造体３０よりも高さが高い点において第１実施形態の箱形構造体３０の構造と異なる。箱形構造体２３０の天井２４２は２階２２の室２２Ａにおける床２２Ｂよりも高い位置に設置される。天井２４２は室２２Ａにスキップフロア２３を形成する。床２２Ｂには、スキップフロア２３および床２２Ｂを往来できるように階段９０が設置される。

箱形構造体２３０の室２３１には、室２３１を第１室２３１Ａと第２室２３１Ｂとに区画する壁２３２が設けられる。壁２３２には、第１室２３１Ａと第２室２３１Ｂとを連通する出入口(図示略)、および、出入口を閉鎖する蓋(図示略)が設けられる。第１室２３１Ａは壁２３２に対して上方に位置する。第１室２３１Ａには、天井２４２と壁２３２とを繋ぐ梯子２３３が設置される。第２室２３１Ｂは壁２３２に対して下方に位置する。第２室２３１Ｂには、壁２３２の出入口を介して第１室２３１Ａと床４１とを往来できるように梯子２３４が設置される。梯子２３４は箱本体４０の幅方向において、壁４３よりの位置に設置される。

(第３実施形態)
第３実施形態の建築物１は図７に示される箱形構造体２３０に代えて、図８に示される箱形構造体３３０を備える。箱形構造体３３０は第１箱形構造体３３１および第２箱形構造体３３２により構成される点において第２実施形態の箱形構造体２３０と異なる。個々の箱形構造体３３１、３３２の基本構造は第１実施形態の箱形構造体３０の基本構造と同様である。

第１箱形構造体３３１および第２箱形構造体３３２は個別に構成される。このため、各箱形構造体３３１、３３２の形状および大きさ等を建築物本体２０の空間利用に関連して個別に設計できる。さらに、各箱形構造体３３１、３３２を構成する材料を個別に選択できる。第１例では、第１箱形構造体３３１を構成する材料と第２箱形構造体３３２を構成する材料とが異なる。第２例では、第１箱形構造体３３１を構成する材料と第２箱形構造体３３２を構成する材料とが等しい。

第１箱形構造体３３１は第１実施形態の箱形構造体３０と同様に地盤１００に設置される。第２箱形構造体３３２は第１箱形構造体３３１上に積み重ねられる。第２箱形構造体３３２の底壁３３２Ｂは第１箱形構造体３３１の天井３３１Ａと結合手段により結合される。結合手段の一例は溶接または物理的結合である。物理的結合の一例はボルト、または、底壁３３２Ｂおよび天井３３１Ａに設けられる嵌合構造である。

図８に示される例では、第１箱形構造体３３１の天井３３１Ａの面積が第２箱形構造体３３２の底壁３３２Ｂの面積よりも広い。このため、第１箱形構造体３３１に第２箱形構造体３３２が積み重ねられた状態において第１箱形構造体３３１の天井３３１Ａに余白が生じる。この余白はスキップフロア２３を構成する。第２箱形構造体３３２の天井３３２Ａもスキップフロア２３を構成する。

第１箱形構造体３３１の天井３３１Ａの位置は任意に選択可能である。第１例では、天井３３１Ａは１階２１の室２１Ａに位置する。第２例では、天井３３１Ａは２階２２の室２２Ａに位置する。第２箱形構造体３３２の天井３３２Ａの位置も任意に選択可能である。天井３３２Ａは２階２２の室２２Ａに位置する。第２例では、天井３３２Ａは１階２１の室２１Ａに位置する。

第１箱形構造体３３１の天井３３１Ａには、出入口(図示略)が形成される。第１箱形構造体３３１の室４０Ａは出入口を介して第１箱形構造体３３１の外部と連通する。天井３３１Ａには、出入口を閉鎖するように蓋(図示略)が設置される。第１箱形構造体３３１の室４０Ａには、天井３３１Ａの出入口を介して第１箱形構造体３３１の外部と床４１とを往来できるように梯子４５が設置される。梯子４５は箱本体４０の幅方向において、壁４３よりの位置に設置される。

なお、上記各実施形態は本発明に関する建築物およびその支持構造が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する建築物およびその支持構造は上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、各実施形態に新たな構成を付加した形態である。

１ ：建築物
１Ａ ：支持構造
１０ ：布基礎
１１ ：フーチング
１２ ：立ち上がり
２０ ：建築物本体
２１ ：１階
３０ ：箱形構造体
２３０ ：箱形構造体
３３０ ：箱形構造体
３１ ：下部
４３ ：側壁
５０ ：保護壁
１００ ：地盤

Claims (3)

1. 地盤に設置され、フーチングおよび立ち上がりを含む布基礎と、
   前記布基礎に支持される建築物本体と、
   前記建築物本体の１階のフロアレベルを鉛直方向に跨ぎ、前記布基礎内の領域に設置される箱形構造体とを備え、
   前記箱形構造体は、箱本体と保護壁とを有し、前記布基礎を介さずに前記地盤に設置され、
   前記箱本体の下部は、前記地盤に埋められ、
   前記保護壁は、前記箱本体の壁に隣接するように前記地盤と前記壁との間に配置され、かつ、前記箱本体の前記壁から突出する結合部材によって前記箱本体の前記壁と結合する
   建築物の支持構造。
2. 前記地盤のせん断抵抗角により規定される前記箱形構造体の水平土圧が作用する領域の外側に前記フーチングが位置するように、前記布基礎に対する前記箱形構造体の位置が設定される
   請求項１に記載の建築物の支持構造。
3. 請求項１または２に記載の建築物の支持構造を備える建築物。

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