(57)【要約】【課題】製造コストが安価で容易に施工でき、しかも、信頼性に優れた住宅の鉄骨構造及びその施工方法を提供する。【解決手段】鉄骨構造１は、水平姿勢でべた基礎２に埋設される支持体３と、この支持体３に下端をボルト止めした複数の柱４と、複数の柱４に両端をボルト止めした梁５，６とを備える構造体である。支持体３、柱４及び梁５，６は総てＨ型鋼から成る建築部材である。これらは相互に、梁方向、桁方向及び上下方向に所定のスパンで配置されている。鉄骨構造１の全体における溶接箇所を少なくし、住宅の工期の短縮と建設に係るコストダウンとを同時に達成できる。【選択図】　図１
2004027647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅のべた基礎に水平姿勢で埋設されるＨ型鋼から成る支持体と、
前記支持体の長手方向に間隔を開けて配置され、前記支持体に下端をボルト止めするＨ型鋼から成る複数の柱と、
前記複数の柱に両端をボルト止めするＨ型鋼から成る梁と、
を備える住宅の鉄骨構造。
【請求項２】
Ｈ型鋼から成る前記支持体のウェブが直立した姿勢であり、Ｈ型鋼から成る前記柱のウェブが前記支持体の長手方向に沿った姿勢であり、Ｈ型鋼から成る前記梁のウェブが直立した姿勢であり、
前記複数の柱の下端に設けたエンドプレートを、前記支持体の上部のフランジにボルト止めし、前記梁の両端に設けたエンドプレートを、前記柱同士の相対向するフランジに各々ボルト止めした請求項１に記載の住宅の鉄骨構造。
【請求項３】
前記支持体、前記柱及び前記梁から構成される住宅を複数棟配列する鉄骨構造であって、前記複数棟の住宅が前記支持体を共有する請求項１又は２に記載の住宅の鉄骨構造。
【請求項４】
Ｈ型鋼からなる支持体を、水平姿勢にして宅地に設置する工程と、
前記支持体の長手方向に間隔を開けて複数の柱を直立させて配置し、該複数の柱の下端を、前記支持体にボルト止めする工程と、
前記複数の柱の間に梁を配置し、該梁の両端を前記複数の柱に各々ボルト止めする工程と、
前記支持体の周囲にコンクリートを打設することにより、前記支持体を埋設するべた基礎を形成する工程と、
を含む住宅の鉄骨の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建売り、建替え又は注文建築等に係る住宅の鉄骨構造及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、べた基礎の上面から突出したアンカーボルトに、複数の柱の下端を溶接又はボルト止めすることが周知である。このような鉄骨構造は、宅地上に組み上げた鉄筋にアンカーボルトを溶接し、鉄筋とアンカーボルトをコンクリートで固めることにより、べた基礎を形成するものである。この施工の過程で、アンカーボルトが、微妙に傾いたり所定の位置から移動することが頻繁に起こる。
【０００３】
このため、アンカーボルトに柱を固定した際に、柱の配置や柱同士の間隔が微妙に増減することになり、このような柱同士の間に梁を掛け渡す工程においては、柱に対して梁を溶接する位置を作業者等が必要に応じて調節したり、或いは、図８に例示するような調節可能な鉄骨構造を採用する必要がある。即ち、同図は、柱Ｐの上下方向の途中に箱型の継手本体（柱ジョイント）Ｊを介在し、この継手本体Ｊの側面に、梁Ｂを繋ぐための継手材Ｊ１を各々溶接した鉄骨構造の分解斜視図である。柱Ｐは全体として一本であるが、短い柱Ｐ０の間に継手本体Ｊを挟み、これらを相互に溶接している。
【０００４】
施工現場において、べた基礎に柱Ｐを立ち上げた後、Ｈ型鋼から成る梁Ｂを、そのウェブｗが直立した姿勢にして、同じくＨ型鋼から成る継手材Ｊ１の先端ｅに突き当てる。そして、梁Ｂ及び継手材Ｊ１のそれぞれのウェブｗ，ｗ１を一対の接続板Ｐで挟持する。接続板Ｐはウェブｗ，ｗ１を跨ぐ鋼板である。ウェブｗ，ｗ１及び接続板Ｐに穿孔した複数のボルト挿通孔（図示省略）に、ボルト・ナット（図示省略）を挿通する。
【０００５】
ボルト挿通孔の内径はボルト・ナットの軸径よりも大きく設定しているので、継手材Ｊ１に対して梁Ｂをその長手方向へ多少進退させることにより、梁Ｂの位置を調節できる。この後で、ボルト・ナットを締結する。同様に、梁Ｂのフランジｆと継手材Ｊ１フランジｆ１とを、一対の接続板Ｐ１を介してボルト止めする。この施工手順は、上記の接続板Ｐによる場合と大差無いでの省略する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の鉄骨構造では、溶接箇所が多いため鉄骨の製造に長時間を要し、また、多くの箇所に溶接を行う分、鉄骨の製造コストが高騰するという問題がある。更に、溶接作業は、職人の勘や経験に頼る作業なので、その仕上がりや強度に個人差が生じることがある。更には、強度が十分であるか否かの判定が難しいという問題がある。また、溶接作業は、やり直しが出来ないことも問題である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、製造コストが安価で容易に施工でき、しかも、信頼性に優れた住宅の鉄骨構造及びその施工方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る住宅の鉄骨構造は、住宅のべた基礎に水平姿勢で埋設されるＨ型鋼から成る支持体と、前記支持体の長手方向に間隔を開けて配置され、前記支持体に下端をボルト止めするＨ型鋼から成る複数の柱と、前記複数の柱に両端をボルト止めするＨ型鋼から成る梁とを備えるものである。
【０００９】
更に、本発明に係る住宅の鉄骨構造は、Ｈ型鋼から成る前記支持体のウェブが直立した姿勢であり、Ｈ型鋼から成る前記柱のウェブが前記支持体の長手方向に沿った姿勢であり、Ｈ型鋼から成る前記梁のウェブが直立した姿勢であり、前記複数の柱の下端に設けたエンドプレートを、前記支持体の上部のフランジにボルト止めし、前記梁の両端に設けたエンドプレートを、前記柱同士の相対向するフランジに各々ボルト止めしたものである。
【００１０】
更に、本発明に係る住宅の鉄骨構造は、前記支持体、前記柱及び前記梁から構成される住宅を複数棟配列する鉄骨構造であって、前記複数棟の住宅が前記支持体を共有するものである。
【００１１】
更に、本発明に係る住宅の鉄骨構造は、Ｈ型鋼からなる支持体を、水平姿勢にして宅地に設置する工程と、前記支持体の長手方向に間隔を開けて複数の柱を直立させて配置し、該複数の柱の下端を、前記支持体にボルト止めする工程と、
前記複数の柱の間に梁を配置し、該梁の両端を前記複数の柱に各々ボルト止めする工程と、前記支持体の周囲にコンクリートを打設することにより、前記支持体を埋設するべた基礎を形成する工程とを含むものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る住宅の鉄骨構造について、図１乃至図６に基づき説明する。図１は、本実施の形態に係る３階建て住宅の骨構造１の正面図であり、図中の矢印Ｘで指す方向を梁方向とする。図２は、鉄骨構造１の側面図であり、図中の矢印Ｙで指す方向を桁方向とする。図１，図２中の矢印Ｚで指す方向を上下（鉛直）方向とする。但し、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは、説明の便宜上定める相対的な指標であり、鉄骨構造１の向き又は姿勢を限定するものではない。
【００１３】
図１及び図２に示すように、鉄骨構造１は、べた基礎２に水平姿勢で埋設される支持体３と、この支持体３に下端をボルト止めした複数の柱４と、複数の柱４に両端をボルト止めした梁５，６とを備える構造体である。支持体３、柱４及び梁５，６は総てＨ型鋼から成る建築部材であり、これらは相互に、梁方向、桁方向及び上下方向に所定のスパンで配置されている。
【００１４】
詳しくは、図３に図１の要部ａを示すように、支持体３は、そのウェブ３ｗが直立し且つそのフランジ３ｆが上下方向に隔たる対を成した水平姿勢である。柱４は、そのウェブ４ｗが梁方向に沿って且つそのフランジ４ｆが梁方向に隔たる対を成した直立姿勢である。図４は図３のＡ−Ａ断面を表している。図３に表した支持体３を、図４においては、長手方向を梁方向に向けたものと桁方向に向けたものを区別して、それぞれ支持体３ｘ及び支持体３ｙと表記する。
【００１５】
支持体３ｘの上部のフランジ３ｆは、梁方向に所定ピッチで２カ所ずつ合計８カ所のボルト挿通孔８を穿孔している。支持体３ｙの上部のフランジ３ｆは、２カ所ボルト挿通孔８を穿孔している。一方、柱４のエンドプレート４ｅは、支持体３ｘ及び支持体３ｙの合計１２箇所のボルト挿通孔８に対応する位置にボルト挿通孔（同符号）を穿孔している。ボルト・ナット７の個数、ボルト挿通孔８の個数又はＨ型鋼の規格については、住宅の規模等に応じて適宜変更又は選択できる事項である。
【００１６】
以上のフランジ３ｆ及びエンドプレート４ｅのそれぞれ合計１２箇所のボルト挿通孔８には、図３に表したボルト・ナット７が各々挿通される。これらのボルト・ナット７を締め付けることにより、柱４の下端に設けたエンドプレート４ｅが、支持体３の上部のフランジ３ｆに締結されている。柱４のウェブ４ｗとエンドプレート４ｅとの入隅には、図３に示すように、鋼板から成る補強リブ４ｒが設けられている。
【００１７】
図４に示すように、支持体３ｘの上下に隔たり対を成したフランジ３ｆの間に、支持体３ｙのウェブ３ｗに沿った姿勢の鋼板から成るリブ３ｒが設けられている。リブ３ｒを支持体３ｙのウェブ３ｗにボルト止めすることにより、支持体３ｘと支持体３ｙとは強固に連結されている。このようなボルト止め構造は、周知の技術であるため詳細な図示を省略する。
【００１８】
図１に示すように、梁５は、そのウェブ５ｗが直立し且つそのフランジ５ｆが上下方向に隔たる対を成した水平姿勢である。柱４と梁５との連結構造は、図５に詳しく示すように、梁５の両端（図示は左端のみ）に設けたエンドプレート５ｅが、複数のボルト・ナット７により柱４のフランジ４ｆ及びこれに対向する隣の柱４（図１の右端の柱）のフランジ４ｆに締結されている。エンドプレート５ｅ及びフランジ４ｆに、ボルト・ナット７を挿通するための複数のボルト挿通孔を穿孔している点は、上記と同様である。
【００１９】
また、図１に示すように、梁５は一本のＨ型鋼であるが、梁６は住宅の屋根の傾斜に沿った山形になるよう２本のＨ型鋼を傾斜させ突合わせたものである。柱４と梁６との連結構造は、図６に詳しく示すように、梁６の両端（図示は左端のみ）に設けたエンドプレート６ｅが、複数のボルト・ナット７により柱４のフランジ４ｆ及びこれに対向する隣の柱４（図１の右端の柱）のフランジ４ｆに締結されている。エンドプレート６ｅ及びフランジ４ｆに、ボルト・ナット７を挿通するための複数のボルト挿通孔を穿孔している点は、上記と同様である。
【００２０】
図５及び図６に示すように、柱４の梁５，６をボルト止めした部位には、更に強度を向上するために、梁方向に隔たり対を成したフランジ４ｆの間に、鋼板から成る補強リブ９が水平姿勢で設けられている。更に、補強リブ９に、鋼板から成る継手材５ａ，１１ａが直立姿勢で接合され、それぞれに、桁方向に延びる別の梁５及びブレース１１が連結している。柱４に補強リブ９を設けることで、柱４と梁５，６とを梁方向において剛接合にすることができ、桁方向については、ブレース１１によって補強するようにしている。
【００２１】
次に、住宅の鉄骨の施工方法について説明する。当該鉄骨構造１は、以下にＡ〜Ｄの符号を付した工程を順次経て組み立てられる。
【００２２】
Ａ：図３及び図４に示すように、Ｈ型鋼からなる支持体３を、その長手方向を梁方向又は桁方向に沿わせた水平姿勢にして宅地Ｇに設置する。宅地Ｇとは、造成地のような平坦な土地を専ら意味するが、住宅の建設が可能な場所を総て包括する。宅地Ｇは更地であっても良いが、予め、捨て基礎を打設することが好ましい。
【００２３】
上記のように支持体３を正確な水平姿勢にするためには、簡易なジャッキ等を用いて支持体３を支持した上で、水準器を確認しながら、支持体３の姿勢を徐々に修正して行く手法を採用しても良い。支持体３と宅地Ｇとの間にジャッキ等を進入させるスペースを確保するために、支持体３を例えば捨て基礎から約１００ｍｍ浮き上がらせても良い。また、支持体３を強固に固定するためには、べた基礎２（この時点で未形成）に埋設される鉄筋に、支持体３を接合する。
【００２４】
Ｂ：支持体３の長手方向に間隔を開けて複数の柱４を直立させて配置する。この作業は、複数の柱４の中の一の柱４をクレーン等で吊り上げ直立姿勢にして行う。この状態で、一の柱４の下端に設けたエンドプレート４ｅを支持体３の上部の３ｆにボルト・ナット７により締結する。この締結が完了した後、他の柱４について同じ作業を繰り返す。
【００２５】
Ｃ：図１、図５及び図６に示すように、複数の柱４の間に梁５，６を配置する。この作業は、複数の梁５，６の中の一の梁５，６をクレーン等で吊り上げ水平姿勢にして行う。この状態で、梁５，６の両端に設けたエンドプレート５ｅ，６ｅを、各柱４のフランジ４ｆにボルト・ナット７により各々締結する。この締結が完了した後、他の梁５，６について同じ作業を繰り返す。
【００２６】
以上のように、支持体３、柱４及び梁５，６を各々ボルト・ナット７により締結するので、実際の施工では、ボルト・ナット７を初めは比較的緩めに締めておいて、支持体３、柱４及び梁５，６が、互いに隙間が開いたり、或いは、捩れたりや圧縮力が加わったりすることのないよう適切に位置調整した上で、ボルト・ナット７を強く締め付ける。
【００２７】
これは、支持体３、柱４及び梁５，６を溶接により接合する場合に比較して有利な点である。即ち、支持体３、柱４及び梁５，６を枠組みし溶接した場合、熱によるＨ型鋼の微妙な伸縮に起因して、支持体３、柱４又は梁５，６に捩れや圧縮等の残留応力が発生することがある。更に比較するなら、支持体３、柱４及び梁５，６を各々ボルト・ナット７により締結する場合であれば、ボルト・ナット７を緩めるだけで、何度でも解体してやり直しができる。これに対し、溶接を終えてから、上記例示の残留応力の有無を確認したり、これを除去したりすることは困難である。
【００２８】
また、ボルト・ナット７の締め付け作業には熟練が不要であるため、レンチ又はスパナ等の工具を建設現場に準備するだけで、誰にでも簡単且つ確実に施工できる。従って、特に溶接工と称される職人を雇って建設現場に派遣するといった人件費を完全に削除できるので、当該鉄骨構造１に係る加工費及び施工費のトータルコストを大幅に削減できる。また、補強リブ９の柱４への接合や、エンドプレート４ｅの柱４への接合に限っては、溶接を適用することも考えられるが、この場合でも、補強リブ９又はエンドプレート４ｅに係る加工は、製造工場等から出荷する以前の工程で総て終えるので、建築現場において溶接を行う事は、全く無いのである。
【００２９】
Ｄ：支持体３の周囲には上記の鉄筋が網羅しているので、この鉄筋と共に支持体３を囲繞する型枠（べた基礎用）を形成し、この型枠内にミキサー車等からコンクリート流し込む。コンクリートのレベルが、例えば支持体３の約１００ｍｍ上方に達したところで、コンクリートの流し込みを終了する。コンクリートの硬化を待って１枚スラブのべた基礎が完成する。このように、べた基礎２によって支持体３全体を被覆することにより、べた基礎２が支持体３の錆びを防止する役割も果たす。
【００３０】
また、基礎としてべた基礎を適用することにより、布基礎を代表例とするフーチング基礎に支持体を埋設する場合に比較して、住宅の基礎の形成に要するコストを最小限に抑えられる。即ち、フーチング基礎を形成するには、個々の支持体３に沿って複雑な型枠を組まなければならず、その分、べた基礎の方が、フーチング基礎よりも施工に要するコストが安くて済む。また、フーチング基礎はコンクリートの使用量を節約できるという利点は有るが、鉄骨材料、その加工及び施工に要する手間を包括するトータルコストにおいては、べた基礎の方が著しく有利である。
【００３１】
以上、本発明は特定の実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すように、支持体３に、べた基礎２の上面から突出するエンドプレート４１ｅを上端に設けた短い柱４１を立ち上げる一方、柱４の下端に、エンドプレート４２ｅを設け、これらのエンドプレート４１ｅ，４１ｅを互いにボルト止めしても良い。この場合、建替え等に伴って柱４を撤去するに際して、べた基礎２を壊さなくても済むという利点がある。
【００３２】
また、支持体３を複数ピースから構成しても良い。例えば、図７（ｂ）に示すように、隣り合う２本の柱４の間を繋ぐ支持体３の長手方向の途中を分断しても良い。或いは、長手方向の途中を分断した２つの支持体３の間を、これらの下面同士を繋ぐ連結材３０で連結しても良い。この場合、２つの支持体３の間に水道等の配管スペース１３を確保できる。更に、２つの支持体３に対して連結材３０がボルト止め等により着脱自在としても良い。この場合、施工時に、２つの支持体３の間隔スパンを決める治具として利用し、べた基礎２を打設する前に連結材３０を取り除いても良い。
【００３３】
また、図８に示すように、支持体３と柱４と梁５，６から構成される当該鉄骨構造１を３棟連ねて建設する場合に、これら３棟の住宅に係る鉄骨構造１が一本の支持体３を共有する構造を適用しても良い。或いは、２棟又は４棟以上の複数棟の住宅に係る鉄骨構造１が、一本の支持体３を共有するようにしても良い。つまり、図８は、一の住宅に係る鉄骨構造１に対して、その梁方向又は桁方向へ延出する支持体３に沿って他の住宅に係る鉄骨構造１を連ねて建設する一例を表している。
【００３４】
この場合に次の利点がある。即ち、既述のＡの工程を繰り返して行う回数を低減できる。しかも、上記一の住宅に対して他の住宅を狂い無く真っ直ぐに配置できる。また、支持体３を複数ピースで構成しておけば、施工前に、一の住宅に係る鉄骨構造１と他の住宅に係る鉄骨構造１を一本の支持体３で繋いでも、施工後に、一の住宅に係る鉄骨構造１と他の住宅に係る鉄骨構造１の間（敷地の境界付近）において、支持体３を分断できる。
【００３５】
尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施できるものである。同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施できるものである。一体に構成されている発明特定事項を複数の要素から構成した形態でも、複数の要素から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態でも実施できるものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る住宅の鉄骨構造及びその方法によれば、べた基礎に対して複数の柱を正確に位置決めできるので、柱同士の間隔を高い精度で設定できる。このため、従来のように柱同士の距離が微妙に狂うことを考慮して柱と梁との接合箇所に溶接継手を適用する必要が無く、柱と梁とをボルト止めによって接合する事が可能となる。従って、当該鉄骨構造の全体における溶接箇所を少なくし、住宅の工期の短縮と建設に係るコストダウンとを同時に達成できる。
【００３７】
特に、べた基礎を適用することにより、支持体をフーチング基礎に埋設する場合等に比較して、基礎の形成に要するコストを最小限に低減できる。これは、フーチング基礎はコンクリートの使用量を節約できるが、フーチング基礎を形成するには、支持体に沿って複雑な型枠を組まなければならず、施工に要するコストが高騰するからである。従って、べた基礎上に柱と梁を立ち上げるようにした当該鉄骨構造及びその方法によれば、鉄骨材料、その加工及び施工方法を含めたトータルコストを最小限に抑えられる。
【００３８】
また、支持体と柱と梁から構成され住宅の主要な骨組みとなる当該鉄骨構造を複数連ねて建設する場合に、これら複数棟の住宅に係る鉄骨構造が一本の支持体を共有する構造として建設できる。従って、一の住宅に係る鉄骨構造に対して、その梁方向又は桁方向へ延出する支持体に沿って、他の住宅に係る鉄骨構造を連ねて建設する場合に、次の利点がある。即ち、支持体を宅地に位置決めしたり支持体を正確に水平姿勢となるように高さ調整する工程を繰り返して行う回数を低減できる。しかも、上記の一の住宅に対して他の住宅を狂い無く真っ直ぐに配置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に実施の形態に係る住宅の鉄骨構造の正面図。
【図２】本発明に実施の形態に係る住宅の鉄骨構造の側面図。
【図３】図１のａ部の詳細を示す正面図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】図１のｂ部の詳細を示す正面図。
【図６】図１のｃ部の詳細を示す正面図。
【図７】本発明に実施の形態に係る住宅の鉄骨構造の要部の他の例及びその変形例を示す正面図。
【図８】本発明に実施の形態に係る住宅の鉄骨構造の更なる他の例を示す正面図。
【図９】従来例の本鉄骨構造の要部を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１：鉄骨構造
２：べた基礎
３：支持体
４：柱
５，６：梁
７：ボルト・ナット
８：ボルト挿通孔
３ｆ，４ｆ：フランジ
４ｅ，５ｅ：エンドプレート
【図１】
2004027647.tif 000003
【図２】
2004027647.tif 000004
【図３】
2004027647.tif 000005
【図４】
2004027647.tif 000006
【図５】
2004027647.tif 000007
【図６】
2004027647.tif 000008
【図７】
2004027647.tif 000009
【図８】
2004027647.tif 000010
【図９】
2004027647.tif 000011