(57)【要約】【課題】本発明は、簡略な構成で容易に階高が変更できる可変階高式構造物を提供する。【解決手段】ｙ方向に隣り合う柱２のヒンジ３ａに、可変梁５の両端部を接合し、可変梁５のカプラ６を正回転させると、可変梁５の部材長が短縮して両端部各々に接合されているヒンジ３ａが可変梁５に引き寄せられる。これに伴い、柱２を構成する上柱２ａ及び下柱２ａは、ヒンジ３ａの水平移動に伴い鉛直回転して傾斜し、くの字を形成する。このとき、可変梁５を挟んで隣り合う柱２のヒンジ３ａには、逆方向の押し圧力が作用されるため、隣り合う柱２は、くの字のシンメトリを形成し、鉛直高さを低くする。このような挙動により、可変梁５の上下に位置する階層は、その階高を低くするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に延在し上下に連接されるとともに、平面視でｘ方向及びこれと交差するｙ方向の２方向に、所定の離間間隔をもって配置される複数の柱と、隣り合う該柱に架け渡される一般梁と、ｙ方向に隣り合う該柱の中間階に架け渡される可変梁よりなる架構構造を備えてなり、
上下に連接される複数の前記柱の接合部が、ｙ方向への鉛直回転を自在に接合されるとともに、
前記可変梁が、一方の端部に正ねじ及び他方の端部に逆ねじを嵌合するカプラと、一端に正ねじを備え、該カプラの一方の端部に嵌合する第１の梁本体、及び一端に逆ねじを備え、該カプラの他方の端部に嵌合する第２の梁本体により構成され、
前記可変梁の両端部が、上下に連接される複数の前記柱の接合部に接合されることを特徴とする可変階高式構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の可変階高式構造物において、
前記カプラに、鉛直方向の回転力を付与する回転装置が備えられることを特徴とする可変階高式構造物。
【請求項３】
請求項１または２に備えられる可変階高式構造物において、
縦方向に延在し各階層を連通する設備配管に、一般部とｙ方向への鉛直回転を自在とする回転部を備えており、
該回転部が、水平部材との取り合い部、及び上下に連続して配置されている水平部材の中間高さで上下に位置する一般部を連結するように配置され、
水平部材との取り合い部に配置される回転部には、ｙ方向から見て一方の側部に伸縮材、他方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備え、
上下に連続して配置されている水平部材の中間部に位置する回転部には、ｙ方向から見て他方の側部に伸縮材、一方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備えるとともに、該回転部に、他方の側部方向への引張力を作用する駆動装置が備えられることを特徴とする可変階高式構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階高を自在に変更することの可能な可変階高式構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、構造物には、構築後においても用途や機能を変更可能な構成や、長期間にわたり、利用者にとって良好な状態を保持することが求められており、用途や機能を変更可能なフリープラン型の構造や、特許文献１に示すように、構造物を、架構と該架構の内部に納められる内部構造物とで構成し、内部構造物のみを架構から取り出し、メンテナンスを実施できる構成が考案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４６３８３号公報（ｐ２、図２参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、構造物に対する要求は、上述するもののみでなく、構築後において階高の変更が可能な構成を求められる場合が多く、さらに、階高の変更を自在とした構造物には、階高の変更に追従できる設備配管が必要となる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、簡略な構成で容易に階高が変更できる可変階高式構造物を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の可変階高式構造物は、縦方向に延在し上下に連接されるとともに、平面視でｘ方向及びこれと交差するｙ方向の２方向に、所定の離間間隔をもって配置される複数の柱と、隣り合う該柱に架け渡される一般梁と、ｙ方向に隣り合う該柱の中間階に架け渡される可変梁よりなる架構構造を備えてなり、上下に連接される複数の前記柱の接合部が、ｙ方向への鉛直回転を自在に接合されるとともに、前記可変梁が、一方の端部に正ねじ及び他方の端部に逆ねじを嵌合するカプラと、一端に正ねじを備え、該カプラの一方の端部に嵌合する第１の梁本体、及び一端に逆ねじを備え、該カプラの他方の端部に嵌合する第２の梁本体により構成され、前記可変梁の両端部が、上下に連接される複数の前記柱の接合部に接合されることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の可変階高式構造物は、前記カプラに、鉛直方向の回転力を付与する回転装置が備えられることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の可変階高式構造物は、縦方向に延在し各階層を連通する設備配管に、一般部とｙ方向への鉛直回転を自在とする回転部を備えており、該回転部が、水平部材との取り合い部、及び上下に連続して配置されている水平部材の中間高さで上下に位置する一般部を連結するように配置され、水平部材との取り合い部に配置される回転部には、ｙ方向から見て一方の側部に伸縮材、他方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備え、上下に連続して配置されている水平部材の中間部に位置する回転部には、ｙ方向から見て他方の側部に伸縮材、一方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備えるとともに、該回転部に、他方の側部方向への引張力を作用する駆動装置が備えられることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の可変階高式構造物は、中間階を構成するある一方向に延在する梁を伸縮自在な構成とし、また、上下に連続する柱を前記梁が架け渡される方向への鉛直回転を自在とするヒンジを介して接合する構成とし、該ヒンジに前記梁の端部を接合する構成とした。これにより、梁の部材長を短縮すると、隣り合う前記柱のヒンジが梁方向へ引き寄せられて水平移動するため、これに伴い上下に連続する柱が鉛直方向に回転して傾斜し、該梁の上下に位置する階層の階高を低くすることができるものである。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、可変階高式構造物１は、柱２、一般梁４、及び可変梁５よりなる架構構造を備えている。前記柱２は、縦方向に延在しており、平面視でｘ方向及びこれと直行するｙ方向の各々に、所定の離間間隔をもって複数配置されている。該柱２は、上下方向に上柱２ａと下柱２ａが連続して鉛直状に接合されている構成を有しており、その接合部には、ｙ方向に鉛直回転の自在なヒンジ３ａが備えられている。また、ｘ方向及びｙ方向に各々隣り合う柱２には、少なくとも可変階高式構造物１の接地階及び最上階を構成する位置に、部材長が伸縮することのない一般に用いられている一般梁４が架け渡されている。さらに、前記柱２と一般梁４との接合部には、ｙ方向に鉛直回転の自在なヒンジ３ｂが備えられている。
【００１１】
これにより、前記柱２に縦方向の押圧力、もしくは前記柱２を構成するヒンジ３ａにｙ方向の押圧力が作用されると、図１（ｂ）に示すように、該ヒンジ３ａがｙ方向に移動するものの、柱２と一般梁４との接合部に位置するヒンジ３ｂは位置固定されている。このため、上柱２ａ及びと下柱２ａがｙ方向の一方及び他方にそれぞれ鉛直回転して傾斜し、柱２はくの字を形成して、鉛直高さを低くする。
【００１２】
ところで、中間階を構成する位置には、図２（ａ）に示すように、ｘ方向に一般梁４が架け渡されているが、図１（ａ）に示すように、ｙ方向には可変梁５が配置されている。該可変梁５は、部材長の伸縮を自在に構成されているもので、カプラ６と、第１の梁体７、及び第２の梁体８により構成されている。該カプラ６は、一方の端部６ａに正ねじ、他方の端部６ｂに逆ねじが嵌合できるネジ切り面を内周面に有しており、また、第１の梁体７には一端に正ねじのネジ切り面、第２の梁体８には一端に逆ねじのネジ切り面が形成されている。したがって、前記カプラ６の一方の端部６ａに第１の梁体７、他方の端部６ｂに第２の梁体８を嵌合することにより可変梁５が形成されるものである。
【００１３】
該可変梁５は、カプラ６の内方に第１の梁体７及び第２の梁体８を取り込むような方向へカプラ６を回転する、つまり正回転することにより、カプラ６と第１の梁体７及び第２の梁体８との嵌合長さが伸びて、可変梁５自身の部材長が短縮する。また、これと逆方向への回転、つまり逆回転することにより、カプラ６と第１の梁体７及び第２の梁体８との嵌合長さが縮んで、可変梁５自身の部材長が伸張するものである。
【００１４】
したがって、図１（ａ）に示すように、ｙ方向に隣り合う柱２のヒンジ３ａに、該可変梁５の両端部を接合し、該可変梁５のカプラ６を正回転させると、可変梁５の部材長が短縮して両端部各々に接合されている前記ヒンジ３ａが可変梁５に引き寄せられる。しかし、柱２と一般梁４との接合部に位置するヒンジ３ｂは位置固定されているため、前記柱２を構成する上柱２ａ及び下柱２ｂが、図１（ｃ）に示すように、ｙ方向に鉛直回転して傾斜し、柱２がくの字を形成して鉛直高さを低くする。このとき、可変梁５を挟んで隣り合う柱２のヒンジ３ａ各々には、互いにｙ方向で向かい合う方向に押し圧力が作用するため、隣り合う柱２は見かけ上、くの字のシンメトリを形成する。このような挙動により、上柱２ａ及び下柱２ｂにより決定される可変梁５の上下に位置する階層は、その階高を低くするものである。
【００１５】
なお、本実施の形態では、ｙ方向に短スパンの可変階高式構造物１を例に挙げて、階高を低くする構成を詳述したが、必ずしもこれにこだわるものではなく、図３（ａ）に示すように、ｙ方向に多スパンを有する構成としても良い。このような構成の可変階高式構造物１について、該可変梁５の上下に位置する階層の階高を低くしたい場合には、図３（ｂ）に示すように隣り合う可変梁５について、前記カプラ６を正回転とする可変梁５ａと逆回転とする可変梁５ｂを交互に配置する。
【００１６】
これにより、隣り合う可変梁５のカプラ６に対して同時に回転力を与えると、部材長が短縮する可変梁５ａと伸長する可変梁５ｂが交互に連続するため、前記柱２のヒンジ３ａには、常に両側に位置する可変梁５ａ、５ｂからｙ方向で一定方の力が作用される。したがって、ｙ方向の一方向への押圧力と、他方向への押圧力が、隣り合う前記柱２のヒンジ３ａに交互に作用するため、効率よく前記柱２のヒンジ３ａをｙ方向に移動して前記上柱２ａと下柱２ｂを傾斜させ、可変梁５ａ、５ｂの上下に位置する階層の階高を低くするものである。
【００１７】
なお、本実施の形態では、前記柱２が上柱２ａと下柱２ｂを備える２階層の可変階高式構造物１を示したが、必ずしもこれにこだわるものではなく、可変階高式構造物１を複数層の構造物としても良い。また、この場合には、必ずしも前記一般梁４と可変梁５が、上下方向に交互に配置されている必要はなく、少なくとも可変階高式構造物１の接地階及び最上階を構成する位置に、一般梁４が架け渡されていれば、可変梁５が、上下方向に連続して配置されていてもよい。このように配置することにより、例えば、上下に連続する可変梁５について、可変梁５ａ、５ｂを水平方向のみ交互に配置し、鉛直方向には同一の可変梁５ａ、５ｂを配置すれば、柱２はくの字に変形するものの所望の１階層のみ階高を低くすることが可能であり、また、上下に連続する可変梁５について、可変梁５ａ、５ｂを水平方向だけではなく、鉛直方向にも交互に配置すれば、すべての階高を同時に低くすることが可能となる。
【００１８】
また、前記可変梁５を構成するカプラ６には、回転駆動部９と、チェーン１０と、歯車１１により構成されている回転装置１２が備えられており、該回転装置１２を作動することにより、前記可変梁５の部材長を容易に変化させることができる構成となっている。
前記チェーン１０は、図２（ｂ）に示すように、リング状に形成されており、前記歯車１１は、前記可変梁５のカプラ６の外周面の断面方向に固着手段を介して固着されて、前記チェーン１０と嵌合する歯形状を有している。また、前記回転駆動部９は、図３（ａ）に示すように、該回転駆動部９と前記歯車１１を連結する前記チェーン１０が、鉛直に配置できるように、前記歯車１１と鉛直方向の同軸状で、直上に位置する一般梁４もしくは可変梁５の下面に固定手段を介して固定されている。
このような構成の回転装置１２は、回転駆動部９を回転することにより、リング状のチェーン１０が鉛直方向に回転し、該チェーン１０と嵌合している歯車１１も連動して回転するため、該歯車１１が固着された前記カプラ６に回転力が作用されるものである。
【００１９】
ところで、上述する架構構造を備える可変階高式構造物１は、架構構造による階高の伸縮に応じて鉛直方向に可変可能な外壁仕上げ材１３及び設備配管１４を備えている。以下に、該外壁仕上げ材１３及び配管設備１４を詳述する。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、前記外壁仕上げ材１３は、可変階高式構造物１の最上階を構成する一般梁４より鉛直に吊り下げられる第１の外壁仕上げ材１３ａと、接地階を構成する一般梁４に支持されて鉛直に立接する第２の外壁仕上げ材１３ｂにより構成されており、両者は向かい合う端部同士が突き合うことなく、所定の長さを重複して差し違いに配置されている。このような構成により、該外壁仕上げ材１３は、可変階高式構造物１の階高が低くなると、図３（ｂ）に示すように、差し違いに配置された第１の外壁仕上げ材１３ａ及び第２の外壁仕上げ材１３ｂの端部どうしの重複長さが長くなり、外壁仕上げ材１３自身の全長を、損傷することなく短縮することができる。
【００２１】
一方、前記設備配管１４は、図４（ａ）に示すように、縦方向に延在する筒体よりなる一般部１５と、一般梁４や可変梁５等の水平部材２０ａ、２０ｂとの取り合い部、及び上下に連続して水平に配置されている水平部材２０ａ、２０ｂの中間高さ位置で、上下に連接される前記一般部１５を連結する回転部１６により構成されている。
該回転部１６の形状は、一般部１５と一般梁４や可変梁５等の水平部材２０ａ、２０ｂとの取り合い部に位置する回転部１６ａには、ｙ方向から見て一方の側部に上下方向に伸縮自在な伸縮材１７、他方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジ１８を備えている。一方、上下に連続して配置されている水平部材２０ａ、２０ｂの中間部で、上下に連接される前記一般部１５を連結する位置に配された回転部１６ｂには、ｙ方向から見て他方の側部に伸縮材１７、一方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジ１８を備えるとともに、該回転部１６ｂに、他方の側部方向への引張力を作用する駆動装置１９が備えられている。
なお、本実施の形態では、伸縮材１７に蛇腹部材を用いているが必ずしもこれにこだわるものではなく、上下方向に伸縮自在な部材であれば、いずれを用いてもよい。
【００２２】
前記駆動装置１９には、水平ローラ１９ａ及び吊り材１９ｂが用いられており、水平ローラ１９ａは、前記回転部１６ｂの直上に位置する水平部材２０ａ、２０ｂの下面に、ｙ方向への水平移動が自在に備えられている。また、吊り材１９ｂは、該水平ローラ１９ａと前記回転部１６ｂの伸縮材１７を連結するように取り付けられている。これら駆動装置１９は、前記水平ローラ１９ａをｙ方向から見て他方の側部方向に水平移動させることにより、前記吊り材１９ｂを介して前記回転部１６ｂにｙ方向から見て他方の側部方向への引張力を作用させるものである。
【００２３】
上述する構成の設備配管１４は、図４（ｂ）に示すように、可変階高式構造物１の階高を低くすると同時に、前記駆動装置１９が作動し、前記水平ローラ１９ａがｙ方向から見て他方の側部方向に水平移動する。これにより、上下に連続して配置されている水平部材２０ａ、２０ｂの中間部に位置する回転部１６ｂには、ｙ方向から見て他方の側部方向に引張力が作用し、ｙ方向から見て他方の側部方向に移動する。しかし、上下に連接している一般部１５と水平部材２０ａ、２０ｂとの取り合い部に位置する回転部１６ａは位置固定されているため、一般部１５がｙ方向に鉛直回転して傾斜し、上下の一般部１５の配置形状をくの字型に変形させる。これにより、上下に連続して配置されている水平部材２０ａ、２０ｂの間に位置する設備配管１４は、その鉛直高さを前記可変階高式構造物１の階高に応じて低くすることができるものである。
【００２４】
なお、回転部１６ｂには、一方の端部にヒンジ１８、他方の側部に伸縮材１７が備えられているとともに、回転部１６ａには、回転部１６ｂと逆で他方の側部にヒンジ１８、一方の端部に伸縮材１７を備えることから、前記設備配管１４がｙ方向から見て他方の側部方向に向けて、くの字型に変形するような挙動を阻害することはない。
【００２５】
また、くの字型に変形した設備配管１４は、可変階高式構造物１の階高が伸張した際には、前記駆動装置１９を作動させて前記水平ローラ１９ａをｙ方向から見て一方の側部方向に水平移動させる。これにより、上下に連続して配置されている水平部材２０ａ、２０ｂの中間部に位置する回転部１６ｂには、ｙ方向から見て一方の側部方向に押圧力が作用し、ｙ方向から見て一方の側部方向に移動しながら、上下に連接している一般部１５をｙ方向に鉛直回転させて、前記設備配管１４の配置形状を鉛直状に変形させる。
【００２６】
上述する構成によれば、可変階高式構造物１は、上柱２ａと下柱２ｂを備える柱２が、ｙ方向に回転可能なヒンジ３ａを介して接合されているとともに、隣り合う柱２が、ヒンジ３ａに部材長を自在に可変できる可変梁５を架け渡されることから、可変梁５の部材長が短縮すると、両端部各々に接合されている前記ヒンジ３ａが可変梁５に引き寄せられ、これに伴い、前記柱２を構成する上柱２ａ及び下柱２ａが、該ヒンジ３ａの水平移動にとともにｙ方向に鉛直回転して傾斜するため、柱２はくの字を形成し、鉛直高さを低くする。このとき、前記可変梁５を挟んで隣り合う柱２のヒンジ３ａには、逆方向の押し圧力が作用されるため、隣り合う柱２は、くの字のシンメトリを形成し、上柱２ａ及び下柱２ａを備える可変梁５の上下に位置する階層は、その階高を低くすることが可能となる。
【００２７】
また、可変階高式構造物１は、階高の伸縮に対応可能な設備配管１４を備えることから、階高の変更に伴い、設備配管１４の取り替え作業等を実施する必要が無く、可変階高式構造物１の階高変更を、簡略な構成でかつ低コストで実現することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の可変階高式構造物によれば、縦方向に延在し上下に連接されるとともに、平面視でｘ方向及びこれと交差するｙ方向の２方向に、所定の離間間隔をもって配置される複数の柱と、隣り合う該柱に架け渡される一般梁と、ｙ方向に隣り合う該柱の中間階に架け渡される可変梁よりなる架構構造を備えてなり、上下に連接される複数の前記柱の接合部が、ｙ方向への鉛直回転を自在に接合されるとともに、前記可変梁が、一方の端部に正ねじ及び他方の端部に逆ねじを嵌合するカプラと、一端に正ねじを備え、該カプラの一方の端部に嵌合する第１の梁本体、及び一端に逆ねじを備え、該カプラの他方の端部に嵌合する第２の梁本体により構成され、前記可変梁の両端部が、上下に連接される複数の前記柱の接合部に接合される。
これにより、可変梁の部材長が短縮すると、両端部各々に接合されている前記ヒンジが可変梁に引き寄せられ、これに伴い、前記柱を構成する上柱及び下柱が、該ヒンジの水平移動にとともにｙ方向に鉛直回転して傾斜するため、柱はくの字を形成し、鉛直高さを低くする。このとき、前記可変梁を挟んで隣り合う柱のヒンジには、逆方向の押し圧力が作用されるため、隣り合う柱は、くの字のシンメトリを形成し、上柱及び下柱を備える可変梁の上下に位置する階層は、その階高を低くすることが可能となる。
【００２９】
請求項２記載の可変階高式構造物によれば、前記カプラに、鉛直方向の回転力を付与する回転装置が備えられることから、簡略な構成で、容易に構造物の階高を変更することが可能となる。
【００３０】
請求項３記載の可変階高式構造物によれば、縦方向に延在し各階層を連通する設備配管に、一般部とｙ方向への鉛直回転を自在とする回転部を備えており、該回転部が、水平部材との取り合い部、及び上下に連続して配置されている水平部材の中間高さで上下に位置する一般部を連結するように配置され、水平部材との取り合い部に配置される回転部には、ｙ方向から見て一方の側部に伸縮材、他方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備え、上下に連続して配置されている水平部材の中間部に位置する回転部には、ｙ方向から見て他方の側部に伸縮材、一方の側部にｙ方向への鉛直回転を自在とするヒンジを備えるとともに、該回転部に、他方の側部方向への引張力を作用する駆動装置が備えられる。
これにより、階高の変更に伴い、設備配管の取り替え作業等を実施する必要が無く、可変階高式構造物の階高変更を、簡略な構成でかつ低コストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変階高式構造物の概略を示す図である。
【図２】本発明の可変階高式構造物の詳細を示す図である。
【図３】本発明の多スパンの可変階高式構造物の挙動を示す図である。
【図４】本発明の可変階高式構造物に備えられる設備配管の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１  可変階高式構造物
２  柱
３ａ  ヒンジ
３ｂ  ヒンジ
４  一般梁
５  可変梁
６  カプラ
７  第１の梁材
８  第２の梁材
９  回転駆動部
１０  チェーン
１１  歯車
１２  回転装置
１３  外壁仕上げ材
１４  設備配管
１５  一般部
１６  回転部
１７  伸縮材
１８  ヒンジ
１９  駆動装置
２０ａ  水平部材
２０ｂ  水平部材
【図１】
2004316256.tif 000003
【図２】
2004316256.tif 000004
【図３】
2004316256.tif 000005
【図４】
2004316256.tif 000006