(57)【要約】【課題】防錆防食塗装の不要化及び裏込め工事の簡略合理化によりユニット製作費及び現場工事費の著しい低減を図ることができ、しかも、地下ユニットの構造強度を一段と高めて耐震・耐久性の顕著な向上が図れるようにする。【解決手段】短辺方向に□型ラーメン構造で、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される地下ユニット１の外側には、その外周全域を取り囲む状態でコンクリート壁体１０を形成し、この外周コンクリート壁体１０とボックス型地下ユニット１とがアンカー１１…を介して一体結合されているとともに、前記コンクリートベタ基礎２と外周コンクリート壁体１０とが結合金具１２…を介して一体化されている。【選択図】　　　図５
2004124678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチ間隔に配置された芯材鉄骨を軸組として、その外側に金属製外板が固定されてなる壁構造体、天井構造体及び床構造体を工場生産の段階で組立てて短辺方向にラーメン構造に構成された地下ユニットを建設現場に搬入して掘削穴底部に形成のコンクリート基礎上に据付けることで短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される金属製ボックス型地下室の構造であって、
完工されたボックス型地下ユニットの外側には、その外周全域を取り囲む状態でコンクリート壁体が形成されており、
この外周コンクリート壁体とボックス型地下ユニットとがアンカーを介して一体結合されているとともに、
前記コンクリート基礎と外周コンクリート壁体とが結合金具を介して一体化されていることを特徴とする金属製ボックス型地下室の構造。
【請求項２】
前記地下ユニットは、その壁構造体の上下方向中間部で水平面に沿って分断してそれぞれ工場生産の段階で略コ字型ラーメン構造に構成された上下二つの分割ユニットを分離状態で建設現場に搬入し、該建設現場で両分割ユニットの分断面端部同士を突き合わせ状態で固定接合することにより短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工されるものである請求項１に記載の金属製ボックス型地下室の構造。
【請求項３】
前記地下ユニットは、その壁構造体の上下方向中間部で水平面に沿って、かつ、その天井構造体及び床構造体の幅方向中間部で垂直面に沿って分断してそれぞれ工場生産の段階で略Ｌ字型ラーメン構造に構成された上下及び左右それぞれ二つで計四つの分割ユニットを分離状態で建設現場に搬入し、該建設現場で四つの分割ユニットの分断面端部同士を突き合わせ状態で固定接合することにより短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工されるものである請求項１に記載の金属製ボックス型地下室の構造。
【請求項４】
建築現場で短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される前記地下ユニットの複数個が長辺方向に直列状に並置され、隣接する地下ユニット同士を固定接合することにより所定の地下室が構築されている請求項１ないし３のいずれかに記載の金属製ボックス型地下室の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨を芯材とし、その芯材鉄骨を所定のピッチ間隔に配置して構成される軸組の外側に鋼板等の金属製外板を固定してなる壁構造体、天井構造体及び床構造体を工場生産の段階で組立てて短辺方向にラーメン構造に構成された地下ユニットを建設現場に搬入して地下に埋設することで短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される金属製ボックス型地下室の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の金属製ボックス型地下室は、工場生産された地下ユニットを建設現場に搬入して地下に埋設施工するだけでよく、全てが現場施工されるコンクリート造りあるいは鉄骨造りの地下室の場合に比べて、建設現場での建て方工事が非常に少なく工期の大幅な短縮及び工費の節減が図れるだけでなく、トラック等のユニット運搬車が通行可能なところであれば、例えば都市部に多くみられる狭小地であっても地下室を能率よく施工することが可能である。また、短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造という複合構造の採用によって地下埋設状態で地下ユニットに加わる大きな土圧や水圧に対しても十分に耐応可能な強度を有する。
【０００３】
上記のごとき金属製ボックス型地下室は、鉄骨や鋼板等の金属製素材を使用するものであることから、地下室の耐久寿命を長くするためには、金属製素材の最大の弱点である錆の発生や腐食をいかに防止するかが非常に重要不可欠な技術要素となる。その重要な防錆対策、防食対策として、従来の金属製ボックス型地下室では、地下ユニットを工場生産するとき、金属製外板の外表面全域に厚膜型の半永久防錆防食システム塗装を施し、また、建設現場に搬入された地下ユニットを掘削穴底部に形成のコンクリート基礎上に据付けて所定のボックス型地下室を完工した後は、地下ユニット外周域の余掘り部分に掘削土砂あるいはセメント系地盤固化材を突き固めながら順次埋戻すといった裏込め工事が行われていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
「ちかやねん　鋼製地下室（ボックス型ユニット）」、大進工業株式会社発行、２００２．３．５、ｐ１−ｐ７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような従来の金属製ボックス型地下室の場合は、防錆防食対策としての塗装に非常に特殊で高価な塗材を使用し、かつ、その高価な塗材を厚く塗布する必要であるだけでなく、地下ユニットの外面全域に均一な塗膜を形成するための塗装工事に高度な技術及び多大な時間を費やし、このことが工場でのユニット製作費用の上昇原因の一つになっている。また、建設現場での土砂あるいはセメント系地盤固化材の埋め戻し（裏込め）工事にも多大な手数及び時間を要し、これが工期短縮の阻害要因になっていた。
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、厚膜型の半永久防錆防食塗装の不要化及び裏込め工事の簡略合理化によって、ユニット製作費及び現場工事費の著しい低減を図ることができ、しかも、地下ユニットの構造強度を一段と高めて耐震・耐久性の顕著な向上を図ることができる金属製ボックス型地下室の構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製ボックス型地下室の構造は、所定のピッチ間隔に配置された芯材鉄骨を軸組として、その外側に金属製外板が固定されてなる壁構造体、天井構造体及び床構造体を工場生産の段階で組立てて短辺方向にラーメン構造に構成された地下ユニットを建設現場に搬入して掘削穴底部に形成のコンクリート基礎上に据付けることで短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される金属製ボックス型地下室の構造であって、
完工されたボックス型地下ユニットの外側には、その外周全域を取り囲む状態でコンクリート壁体が形成されており、この外周コンクリート壁体とボックス型地下ユニットとがアンカーを介して一体結合されているとともに、前記コンクリート基礎と外周コンクリート壁体とが結合金具を介して一体化されていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、ボックス型地下ユニットの完工後、その地下ユニットの外周全域の余掘り部分にコンクリートを打設してコンクリート壁体を形成するだけで、そのコンクリート壁体を裏込め工及び防錆、防食塗装に代替させることが可能である。そのため、ユニット完工後に、余掘り部分に掘削土砂あるいはセメント系地盤固化材を突き固めながら順次埋戻すといった手数及び時間のかかる裏込め工事の簡略合理化が図れるとともに、地下ユニットの工場生産時に金属製外板の外表面全域に特殊で高価な塗料を塗布したり、その塗布に高度な技術及び多大な時間を費やす厚膜型半永久防錆防食のための塗装工事を省略することが可能で、ユニット製作費及び現場工事費の著しい低減が図れる。しかも、ボックス型地下ユニットとその外側に打設形成されたコンクリート壁体及びコンクリート基礎とをアンカー及び結合金具を介して一体結合することにより、ボックス型地下ユニット全体の構造強度並びに対地盤支持強度を非常に大きくすることが可能で、ユニット自体が□型ラーメン構造という構造安全性に優れていることと相俟って、不同沈下及び浮き上がり防止性並びに耐震・耐久性の著しい向上を図ることができる。
【０００９】
本発明に係る金属製ボックス型地下室の構造における地下ユニットとしては、工場生産の段階で□型ラーメン構造の単一ユニットに構成されるものであってもよいが、特に、請求項２に記載のように、壁構造体の上下方向中間部で水平面に沿って分断してそれぞれ工場生産の段階で略コ字型ラーメン構造に構成された上下二つの分割ユニットを分離状態で建設現場に搬入し、該建設現場で両分割ユニットの分断面端部同士を突き合わせ状態で固定接合することにより短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工されるもの、あるいは、請求項３に記載のように、壁構造体の上下方向中間部で水平面に沿って、かつ、その天井構造体及び床構造体の幅方向中間部で垂直面に沿って分断してそれぞれ工場生産の段階で略Ｌ字型ラーメン構造に構成された上下及び左右それぞれ二つで計四つの分割ユニットを分離状態で建設現場に搬入し、該建設現場で四つの分割ユニットの分断面端部同士を突き合わせ状態で固定接合することにより短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される構成とすることが望ましい。
【００１０】
すなわち、請求項２に記載のように、工場生産の段階で略コ字型ラーメン構造の上下二つの分割ユニット、あるいは、請求項３に記載のように、工場生産の段階で略Ｌ字型ラーメン構造の上下及び左右それぞれ二つで計四つの分割ユニットに構成する場合は、工場生産の段階で□型ラーメン構造の単一ユニットに構成されるものに比べて、ユニット単体の小型化、軽量化が可能で、工場生産そのものが容易になるばかりでなく、工場から建設現場へのユニット運搬に小型トラックを使用することが可能であるとともに、建設現場での建て方工事においても小型のレッカーの使用が可能で、ユニット分割化に伴う現場工事手数の増加を補って余り有る総合経済効果が得られる。
【００１１】
また、本発明に係る金属製ボックス型地下室の構造において、請求項４に記載のように、建築現場で短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型に完工される前記地下ユニットの複数個が長辺方向に直列状に並置され、隣接する地下ユニット同士を固定接合することにより所定の地下室を構築する手段を採用することによって、地下ユニットの長辺方向の単位長さを小さく分割して、地下ユニットの設置数を増減することのみで、敷地面積や施主の要望等に対応した多様な大きさの地下室を構築することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る金属製ボックス型地下室の構築施工状態の概要を示す概略斜視図、図２は同地下室の完工状態を示す概略側面図、図３は同地下室の完工状態を示す概略正面図、図４は図２のＸ−Ｘ線に沿った概略縦断正面図である。この金属製ボックス型地下室は、工場において寸法や形状などを標準化して同一仕様、同一構造に組立製作されて短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造に構成されたボックス型地下ユニット１の任意複数個をそれらの長辺方向が連続する状態で掘削穴底部に形成のコンクリートベタ基礎２上に直列状に据付け並置するとともに、隣接する地下ユニット１，１同士を水密状態に固定接合し、かつ、直列状に並置された複数個の地下ユニット１の長辺方向両端にそれぞれ妻壁３を固定することによって所望容積を持つ地下室ＢＲが構築（完工）されている。
【００１３】
上記各ボックス型地下ユニット１は、図２及び図３に示すように、所定ピッチ間隔Ｐに配置されたＨ型鋼やチャンネル鋼等の芯材鉄骨４…を軸組として、その外側に鋼板等の金属製外板５が固定されてなる二つの壁構造体６と一つの天井構造体７と一つの床構造体８を工場生産の段階で組立てることにより、既述のとおり、短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造に構成されている。
【００１４】
なお、直列状に並置される複数個の地下ユニット１のうち、長辺方向一端部の地下ユニット１における天井構造体７には、上部建物（図示省略）との間で昇降するための階段設置用の開口７Ａ（図１参照）が形成されている。また、前記妻壁３も前記地下ユニット１における壁構造体６と同様に、所定ピッチ間隔Ｐに配置された芯材鉄骨４’…を軸組とし、その外側に鋼板等の金属製外板５’が固定されてなる。
【００１５】
さらに、前記各地下ユニット１における壁構造体６の軸組用芯材鉄骨４…の内側及び妻壁３の軸組用芯材鉄骨４’…の内側には、図２乃至図４に示すように、当該壁構造体６及び妻壁３に作用する負荷荷重の分布に対応させて上部よりも下部の方が密度が大きくなる状態で鋼製フラットバー９…及び９’…が互いに平行に横架固定されて壁構造体６及び妻壁３の上下の全域に亘って等分布またはほぼ等分布の荷重が負荷されるように補強されているとともに、床構造体８の軸組用芯材鉄骨４…の内側にも、図４に示すように、その床構造体８に作用する負荷荷重の分布に対応させて短辺方向（幅方向）の中央部よりも両側部の方が密度が大きくなる状態で鋼製フラットバー９ａ…が互いに平行に横架固定されて床構造体８の全幅に亘って等分布またはほぼ等分布の荷重が負荷されるように補強され、かつ、天井構造体７の中央部にも鋼製フラットバー９ｂ…が互いに平行に横架固定されて補強されている。ただし、これら壁構造体６、床構造体８、天井構造体７及び妻壁３の補強用のフラットバー９，９ａ，９ｂ，９’…はなくてもよい。
【００１６】
上記のようにして完工されたボックス型地下ユニット１の外側には、その外周全域を取り囲む状態でコンクリート壁体１０が形成されている。この外周コンクリート壁体１０内には、図５に明示するように、地下ユニット１における金属製外板５に工場生産の段階で予め溶接されているジベル筋等のアンカー１１…が埋め込まれており、このアンカー１１…を介してボックス型地下ユニット１と外周コンクリート壁体１０とが一体結合されている。また、前記コンクリートベタ基礎２の外周寄り位置には、図５に明示するように、上半部が上方に突出する状態で差し筋などの結合金具１２…が予め埋設されており、この結合金具１２…の突出上半部が外周コンクリート壁体１０内に埋め込まれるようにコンクリートを打設することにより、結合金具１２…を介してコンクリートベタ基礎２と外周コンクリート壁体１０とが一体化されている。
【００１７】
上記したように、ボックス型地下ユニットの完工後、その地下ユニット１の外周全域の余掘り部分にコンクリートを打設してコンクリート壁体１０を形成することで、そのコンクリート壁体１０を、掘削土砂やセメント系地盤固化材を突き固めながら順次埋め戻す裏込め工事及び地下ユニット１外面の防錆、防食塗装に代替させている。そのため、ユニット完工後における手数及び時間のかかる裏込め工事の簡略合理化が図れるとともに、地下ユニット１の工場生産時に金属製外板５の外表面全域に特殊で高価な塗料を塗布したり、その塗布に高度な技術及び多大な時間を費やす厚膜型半永久防錆防食のための塗装工事を省略することが可能となり、ユニット製作費及び現場工事費の著しい低減が図れる。
【００１８】
その上、ボックス型地下ユニット１とその外側に打設形成されたコンクリート壁体１０及びコンクリートベタ基礎２とがアンカー１１…及び結合金具１２…を介して一体結合されているので、ボックス型地下ユニット全体の構造強度並びに対地盤支持強度を非常に大きくすることが可能で、ユニット自体が□型ラーメン構造という構造安全性に優れていることと相俟って、不同沈下及び浮き上がり防止性並びに耐震・耐久性の著しい向上を図ることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、直列状に並置され、かつ、互いに水密状に固定接合される複数個の地下ユニット１がそれぞれ工場生産の段階で□型ラーメン構造の単一ユニットに構成されたものを用いた例で説明したが、各地下ユニット１が図６あるいは図７に示すように、工場生産の段階で複数に分断されて製作される分割ユニット形式のものを用いてもよい。
【００２０】
図６に示す分割ユニット形式の地下ユニット１は、壁構造体６の上下方向中間部、つまり、高さ寸法の２分の１に相当する中間高さｈで水平面に沿って上下二等分に分断してそれぞれ工場生産の段階で略コ字型ラーメン構造の上下二つの分割ユニット１Ｕ，１Ｄを構成し、これら上下二つの分割ユニット１Ｕ，１Ｄを分離状態で建設現場に搬入して該建設現場において両分割ユニット１Ｕ，１Ｄをそれらの分断面端部同士の突き合わせ状態で固定接合することにより、短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型地下ユニット１を完工するものである。
【００２１】
図７に示す分割ユニット形式の地下ユニット１は、壁構造体６の高さ寸法の２分の１に相当する中間高さｈの水平面に沿って上下二等分に、かつ、天井構造体７及び床構造体８の幅方向中間部、つまり、幅寸法の２分の１に相当する中間幅ｗで垂直面に沿って左右二等分に分断して工場生産の段階で略Ｌ字型ラーメン構造の上下及び左右それぞれ二つづつ計四つの分割ユニット１ＵＬ，１ＵＲ，１ＤＬ，１ＤＲを構成し、これら四つの分割ユニット１ＵＬ，１ＵＲ，１ＤＬ，１ＤＲを分離状態で建設現場に搬入して該建設現場において四つの分割ユニット１ＵＬ，１ＵＲ，１ＤＬ，１ＤＲをそれらの分断面端部同士の突き合わせ状態で固定接合することにより、短辺方向に□型ラーメン構造で、かつ、長辺方向に耐震壁構造のボックス型地下ユニット１を完工するものである。
【００２２】
これら図６あるいは図７に示すような分割ユニット形式を採用する場合は、工場生産の段階で□型ラーメン構造の単一ユニットに構成される上記実施の形態のものに比べて、ユニット単体の小型化、軽量化により工場生産そのものを容易にすることができるばかりでなく、工場から建設現場へのユニット運搬に小型トラックの使用が可能であるとともに、建設現場での建て方工事においても小型のレッカーの使用が可能であって、ユニット運搬や建て方工事に纏わる費用の低減が図れるために、ユニット分割化に伴い現場での接合工事手数が増加することによる工事費の増大を補って余り有る総合経済効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、全面現場施工による建設手段が採られていたコンクリート造りあるいは鉄骨造りの地下室に比べて工期の著しい短縮及び工費の大幅な節減が図れるのはもとより、ボックス型地下ユニットの完工後、その地下ユニットの外周全域の余掘り部分にコンクリートを打設してコンクリート壁体を形成するだけで、そのコンクリート壁体を裏込め工及び防錆、防食塗装に代替させることが可能であるため、ユニット完工後に、余掘り部分に掘削土砂あるいはセメント系地盤固化材を突き固めながら順次埋戻すといった手数及び時間のかかる裏込め工事を簡略合理化できるとともに、地下ユニットの工場生産時に金属製外板の外表面全域に特殊で高価な塗料を塗布したり、その塗布に高度な技術及び多大な時間を費やす厚膜型半永久防錆防食のための塗装工事を省略できて、ユニット製作費及び現場工事費を著しく低減することができる。
【００２４】
しかも、ボックス型地下ユニットとその外側に打設形成されたコンクリート壁体及びコンクリート基礎とをアンカー及び結合金具を介して一体結合することにより、ボックス型地下ユニット全体の構造強度並びに対地盤支持強度を非常に大きくすることができ、ユニット自体が□型ラーメン構造という構造安全性に優れていることと相俟って、不同沈下及び浮き上がり防止性能並びに耐震・耐久性の著しい向上を図ることができるという顕著な効果を奏する。
【００２５】
特に、請求項２や請求項３に記載のような分割ユニット形式を採用することによって、ユニット単体の小型化、軽量化が可能で、工場生産そのものが容易になるばかりでなく、工場から建設現場へのユニット運搬に小型トラックを使用することが可能であるとともに、建設現場での建て方工事においても小型のレッカーの使用が可能で、ユニット分割化に伴う現場工事手数の増加を補って余り有る総合経済効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属製ボックス型地下室の構築施工状態の概要を示す概略斜視図である。
【図２】同上地下室の完工状態を示す概略側面図である。
【図３】同上地下室の完工状態を示す概略側面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ線に沿った概略縦断正面図である。
【図５】地下ユニットとコンクリート壁体及びコンクリートベタ基礎とコンクリート壁体との一体結合構造を示す要部の拡大縦断面図である。
【図６】分割ユニット形式の一例を示す概略縦断正面図である。
【図７】分割ユニット形式の他の例を示す概略縦断正面図である。
【符号の説明】
１　地下ユニット
１Ｕ，１ＵＬ，１ＵＲ　上部分割ユニット
１Ｄ，１ＤＬ，１ＤＲ　下部分割ユニット
２　コンクリートベタ基礎
４　芯材鉄骨
５　金属製外板
６　壁構造体
７　天井構造体
８　床構造体
１０　コンクリート壁体
１１　アンカー
１２　結合金具
ＢＲ　地下室
【図１】
2004124678.tif 000003
【図２】
2004124678.tif 000004
【図３】
2004124678.tif 000005
【図４】
2004124678.tif 000006
【図５】
2004124678.tif 000007
【図６】
2004124678.tif 000008
【図７】
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