(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と梁とを含む骨組みを備えた建物ユニットを複数組み合わせて建てられるユニット式建物の熱応力吸収構造であって、前記骨組みを所定の耐火性能を有する耐火鋼で形成するとともに、隣接する前記建物ユニット同士の連結部分に、高熱によって生じる前記骨組みの膨張を吸収する熱応力吸収手段が設けられ、前記各建物ユニットの骨組みのうち少なくとも上下に配置される建物ユニットの対向する前記梁には、これらの梁がそれぞれの長手方向に対して変形しにくいようにこれらの梁の剛性を高める補強手段が設けられ、
前記熱応力吸収手段は、隣接する前記建物ユニットの隣合う柱の上端同士を連結する連結プレートに設けられた孔に挿通されるとともに、前記耐火鋼よりも先に変形して連結を解除する位置決めピンおよび取付ボルトであり、
前記位置決めピンおよび取付ボルトは、通常の鋼であることを特徴とするユニット式建物の熱応力吸収構造。
【請求項２】
請求項１に記載のユット式建物の熱応力吸収構造において、前記熱応力吸収手段は、隣接する前記建物ユニットの隣合う柱の上端同士を連結するとともに、他の部分よりも強度の弱い部分を設けた連結プレートであることを特徴とするユニット式建物の熱応力吸収構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のユニット式建物の熱応力吸収構造において、前記位置決めピンおよび取付ボルトには、その中間部分に他の部分よりも小径となったくびれ部がそれぞれ形成されていることを特徴とするユニット式建物の熱応力吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の建物ユニットを組み合わせて建てられるユニット式建物の熱応力吸収構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
図５に示すように、工業化住宅として知られるユニット式建物１は、予め工場で生産された複数の下階建物ユニット２、およびこれらの下階建物ユニット２の上に載置される上階建物ユニット３を、建設現場で組合わせることにより建てられている。これらの建物ユニット２，３は、図６に示すように、四隅に立設される４本の柱５と、これらの柱５の上端間同士および下端間同士を結合する各４本の上梁６、下梁７とを有する骨組み８を備えて形成されている。
また、上梁６の長辺梁間には複数本の天井小梁９が架けわたされ、下梁７の長辺梁間には複数本の根太１０が架けわたされている。
【０００３】
一般に、このような各建物ユニット２，３同士の組合わせは、図５，７に示すように、連結プレート１２，１２’を介して行われている。
すなわち、下階建物ユニット２の柱５の上部には仕口１３が設けられており、この仕口１３には、例えば位置決めピン１４，１５が立設され、一方、上階建物ユニット３の柱の下部には仕口１３’が設けられ、この仕口１３’の下面には、上記位置決めピン１４，１５と係合する孔が明けられている。また、連結プレート１２，１２’にも位置決めピンが挿通される孔が明けられており、このような連結プレート１２，１２’が水平方向に隣合う柱５の上端同士間に架けわたされ、位置決めボルト１６で締め付けることにより、上下左右の建物ユニット２，３が連結されてユニット式建物１が建てられようになっている。
なお、連結プレート１２’は、２本の柱５が集まる部位に使用されるものであるため、大きさが連結プレート１２よりも小さなものとなっている。
【０００４】
ところで、ユニット式建物１の例えば１つの建物ユニット２Ａで火災が発生した場合、その高熱により建物ユニット２Ａの通常の鋼材でなる上梁６や下梁７等が、図５，７中、矢印Ａ，Ｂ方向に膨張する。そうすると、膨張した上梁６等が、連結プレート１２およびこの連結プレート１２で連結されている建物ユニット２，２によって、一定以上の伸びを押さえられるため、上梁６等はそれ以上伸びず、逃げ場を失った上梁６等が曲がってしまい、その結果、天井面材等が落下し、ユニット式建物が破壊する等ユニット式建物に重大な悪影響を及ぼす。
【０００５】
そこで、このような熱応力による建物の破壊等の悪影響を未然に防止しようとした連結プレートが提案されている。このような連結プレートとしては、火災時に生じる熱応力を吸収するように形成したもので、中央に丸等の開口部が形成されたものが知られている。このようにすればは、開口部が形成された中央部の剛性が弱いので、火災時の高熱により骨組みの梁等が線膨張した場合、連結プレートの中央部が撓み、これにより、熱応力を吸収しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような中央に開口部が形成された連結プレートでは、火災時等に高熱により生じた熱応力を吸収することはできるが、中央に開口部が形成されているので連結プレートの剛性は弱い。従って、このような剛性の弱い連結プレートで各建物ユニット同士を連結しているので、ユニット式建物全体としての剛性は充分でないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、火災時の高熱による建物ユニットの骨組みの膨張を吸収することができ、かつ、建物ユニットの剛性を確保することができ、建物ユニットの破壊を未然に防止することができるようになるユニット式建物の熱応力吸収構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るユニット式建物の熱応力吸収構造は、図面を参照して説明すると、図１に示すように、柱５と梁６，７とを含む骨組み８を備えた建物ユニット２，２、３，３を複数組み合わせて建てられるユニット式建物１の熱応力吸収構造であって、骨組み８を所定の耐火性能を有する耐火鋼で形成するとともに、隣接する建物ユニット２，２、３，３同士の連結部分に、高熱によって生じる骨組みの膨張を吸収する熱応力吸収手段２０が設けられ、各建物ユニット２，２、３，３の骨組み８のうち少なくとも上下に配置される建物ユニット２，３の対向する梁６，７には、これらの梁６，７が長手方向に対して変形しにくいようにこれらの梁６，７の剛性を高める補強手段２１が設けられ、熱応力吸収手段２０は、隣接する建物ユニット２，２の隣合う柱５の上端同士を連結する連結プレート１２に設けられた孔１２Ａ，１２Ｂ、１２Ｃに挿通されるとともに、耐火鋼よりも先に変形して連結を解除する位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６であり、位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６は、通常の鋼であることを特徴とするものである。
【０００９】
以上において、耐火鋼はＦＲ鋼であることが好ましい。また、補強手段２１はＦＲ鋼あるいは通常の鋼で形成されることが好ましく、この補強手段２１は梁６，７と同様の溝型鋼状部材を、これらの梁６，７との間で断面角柱状となるように設けることが好ましい。その他、補強手段２１は梁６，７の剛性を所定以上に高めるものであれば、平鋼、角材、丸棒材等を使用可能である。
【００１０】
このような本発明では、火災時の高熱で建物ユニット２，２、３，３の骨組み８が膨張しても、隣接する建物ユニット２，２、３，３同士の連結部分に設けられた熱応力吸収手段２０で膨張を吸収できるので、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができるようになる。また、各建物ユニット２，２、３，３の骨組み８のうち、少なくとも上下に配置される建物ユニット２，３の対向する梁６，７には、これらの梁６，７の長手方向に対して変形しにくいように補強手段２１が設けられているので、梁６，７の剛性を高めることができて、建物ユニット２，３の剛性を確保することができ、これにより、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができるようになる。さらに、建物ユニット２，３の骨組み８が耐火鋼で形成されているので、ユニット式建物１全体の耐火性能が向上するものとなった。
また、火災時の高熱によって建物ユニット２，３の骨組み８が膨張しても、位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６が骨組み８よりも先に変形して建物ユニット２，２、３，３同士の連結状態が解除されるので、結果的に骨組み８の膨張を吸収することができ、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができる。
さらに、通常の鋼で位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６を形成すればよいので、値段も安く、入手しやすい。
【００１１】
本発明において、図４に示すように、熱応力吸収手段２０は、隣接する建物ユニット２，２の隣合う柱５の上端同士を連結するとともに、他の部位よりも強度の弱い部位を設けた連結プレート３２であってもよい。
【００１２】
以上において、他の部位よりも強度の弱い部位として、連結プレート３２の中央に孔３２Ａを明けることが好ましく、この場合、孔としては丸孔、角孔等を明ければよい。
このような本発明では、火災時の高熱によって建物ユニット２，３の骨組み８が膨張しても、他の部位よりも強度の弱い部位が撓み、これにより、熱応力が吸収され、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができる。
【００１６】
本発明において、図３に示すように、熱応力吸収手段２０の位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６には、中間部分に他の部分よりも小径となったくびれ部１４Ａ，１５Ａ、１６Ａがそれぞれ形成されていてもよい。
【００１７】
このような本発明では、火災時の高熱によって建物ユニット２，３の骨組み８が膨張しても、位置決めピン１４，１５および取付ボルト１６の特にくびれ部１４Ａ，１５Ａ、１６Ａが先に破断されるので、まず建物ユニット２，２、３，３同士の連結状態が解除され、結果的に骨組みの膨張を吸収することができ、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態は、ユニット式建物１を、図２に示すような骨組み８’を備えた複数の下階建物ユニット２，２、および上階建物ユニット３，３を、所定の耐火性能を有する建築構造用耐火鋼材としてのＦＲ鋼で形成するとともに、骨組み８’を構成する上梁６、下梁７に補強手段である補強部材２１を設け、さらに、各建物ユニット２，２および３，３同士の連結部分に、火災時の高熱による建物ユニットの骨組みの膨張を吸収する熱応力吸収手段２０を設けたものである。
なお、この実施形態において、前記従来のユニット式建物と同一構造、同一部材には、同一符号を付すとともに、その詳細な説明は省略または簡略化する。
【００１９】
下階建物ユニット２、上階建物ユニット３の上梁６、下梁７は、溝型状部材で形成され、このような上梁６、下梁７には、溝型状部材で形成された補強部材２１が溶接等で固着されている。この補強部材２１は、上梁６および下梁７の長手方向ほぼ全長にわたっており、上梁６および下梁７がそれぞれの長手方向に対して変形しにくいように補強し、これにより、上梁６および下梁７の剛性を確保するためのものである。そして、前記天井小梁９はこのような補強部材２１の背面にブラケット２２を介して取り付けられている。
なお、補強部材２１にはＦＲ鋼または通常の鋼材が使用されている。
【００２０】
図１に示すように、下建物ユニット２，２の柱５の上部の仕口１３には、それぞれ大小の位置決めピン１４，１５がねじ込み等で立設され、これらの位置決めピン１４，１５は、上階建物ユニット３，３の仕口１３’下面に明けられた孔に挿入可能となっている。また、下建物ユニット２，２と上階建物ユニット３，３との間に介在される連結プレート１２にも、位置決めピン１４，１５が挿通可能とされる孔１２Ａ，１２Ｂが明けられている。なお、連結プレート１２は、ＦＲ鋼あるいは通常の鋼材等で形成されている。
【００２１】
下建物ユニット２，２と上階建物ユニット３，３との仕口１３，１３’の、柱５から外側に突出した部位には、ボルト挿通孔１３Ｃがそれぞれ明けられており、連結プレート１２にもこのボルト挿通孔１３Ｃと対応するボルト挿通孔１２Ｃが明けられている。そして、連結プレート１２を間に介在させて下建物ユニット２，２の上に上階建物ユニット３，３を載せた後、それぞれのボルト挿通孔１３Ｃ，１２Ｃに取付けボルト１６を差し込み、この取付けボルト１６とナット１７とを螺合させることにより、上下の建物ユニット２，２と３，３との結合が行われるようになっている。そして、これらの取付けボルト１６、ナット１７、大小の位置決めピン１４，１５は、前記ＦＲ鋼よりも先に変形して連結を解除する例えば通常の鋼製となっており、この鋼は耐火性能がＦＲ鋼よりも劣るものである。
【００２２】
ここにおいて、取付けボルト１６、ナット１７、大小の位置決めピン１４，１５を含んで前記熱応力吸収手段２０が構成されている。
【００２３】
前述のような本第１実施形態によれば次のような効果がある。
（１）熱応力吸収手段２０を構成する位置決めピン１４，１５、および取付ボルト１６が、耐火鋼より先に軟化する通常の鋼材で形成されているので、火災時の高熱によって建物ユニット２等の骨組み８’の上梁６、下梁７等が膨張しても、位置決めピン１４，１５、および取付ボルト１６が骨組みよりも先に軟化するので、建物ユニット２，２、３，３同士の連結状態が解除され、結果的に骨組みの膨張を吸収することができ、建物ユニットの破壊を未然に防止することができる。
【００２４】
（２）各建物ユニット２，３の骨組み８’の上梁６、下梁７には補強部材２１が設けられているので、これらの上梁６、下梁７の剛性を高めることができるとともに、建物１全体の剛性を確保することができ、これにより、建物ユニット２，３の破壊を未然に防止することができるようになる。
【００２５】
（３）建物ユニット２，３の骨組み８’がＦＲ鋼で形成されているので、ユニット式建物１全体の耐火性能が向上するものとなった。
【００２６】
図３に示す本発明の第２の実施形態は、前記第１実施形態で、熱応力吸収手段２０としての大小の位置決めピン１４，１５、および取付ボルト１６を、ＦＲ鋼の柱５、梁６，７よりも耐火性能が劣る通常の鋼材製としたものを、さらに、大小の位置決めピン１４，１５、および取付ボルト１６の中間部に、他の部分よりも径の小さなくびれ部１４Ａ，１５Ａ、および１６Ａを形成したものである。
【００２７】
このような本第２の実施形態によれば、前記（２）、（３）と同様の効果を得ることができる他、大小の位置決めピン１４，１５、および取付ボルト１６が通常の鋼材製とされている上に、それぞれの中間部に、くびれ部１４Ａ，１５Ａ、および１６Ａが形成されているので、この部位は、剛性が弱くなっており、火災時の高熱で各建物ユニット２，２、３，３の骨組み８’が膨張した場合でも、くびれ部１４Ａ，１５Ａ、および１６Ａが先に破断する。その結果、骨組みの膨張を吸収することができ、建物ユニットの破壊を未然に防止することができる。
【００２８】
図４に示す本発明の第３の実施形態は、前記第１実施形態においてさらに、連結プレート３２を熱応力吸収手段３０としたものである。
【００２９】
連結プレート３２は、前記連結プレート１２と同様な形状に形成されており、中央には所定の大きさで丸孔３２Ａが明けられている。
【００３０】
このような本実施形態でも、前記（１）、（２）、（３）と同様の効果を得ることができる他、火災時の高熱によって建物ユニット２，３の骨組み８’が膨張しても、連結プレート３２は、孔３２Ａのあいた中央部の剛性が弱いので中央部が撓み、結果的に骨組み８’の膨張を吸収することができ、建物ユニットの破壊を未然に防止することができるという効果がある。
【００３１】
なお、以上の第２，３実施形態において、前記第１実施形態の構造、部材と同一物には、同一符号を付すとともに、その詳細な説明は省略または簡略化してある。
【００３２】
なお、本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形形態を含むものである。
すなわち、前記各実施形態では、建物ユニット２，３のそれぞれの上梁６、下梁７に補強梁２１を設けたが、これに限らず、建物ユニット２，３の対向する上梁６、下梁７だけに補強梁２１を設けてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のユニット式建物の熱応力吸収構造によれば、火災時の高熱で建物ユニットの骨組みが膨張しても、隣接する建物ユニット同士の連結部分に設けられた熱応力吸収手段で膨張を吸収でき、また、各建物ユニットの骨組みのうち少なくとも上下に配置される建物ユニットの対向する梁にはこれらの梁の長手方向に対して変形しにくいように補強部材が設けられているので、梁の剛性を高めることができて建物全体の剛性を確保することができ、これにより、建物ユニットの破壊を未然に防止することができるようになる。さらに、建物ユニットの骨組みが耐火鋼で形成されているので、ユニット式建物全体の耐火性能が向上するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るユニット式建物の４本の柱が集まる部位を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の建物ユニットの骨組みを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の要部を示す全体断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の要部を示す斜視図である。
【図５】一般的なユニット式建物を示す全体側面図である。
【図６】一般的な建物ユニットの骨組みを示す全体斜視図である。
【図７】一般的なユニット式建物における各建物ユニット同士の連結構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ユニット式建物
２  下階建物ユニット
３  上階建物ユニット
６  上梁
７  下梁
１６  取付けボルト
２０  熱応力吸収手段
２１  補強部材（補強手段）
３０  熱応力吸収手段
３２  連結プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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