(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を決定し、該決定された部材断面を、共用部構造体を構成する他の部位の部材断面として適用することを特徴とする集合住宅の共用部構造体の設計方法。
【請求項２】
既存の共同住宅の形状に基づいてこれに取り付ける共用部構造体の形状を決定する形状決定工程と、形状決定工程によって決定された共用部構造体に柱を割り付ける柱割付工程と、該柱割付工程で割り付けられた柱スパンおよび構造計算に影響する他のパラメータに基づいて、柱スパンおよび構造計算に影響する他のパラメータに対応して予め決定された複数の部材断面の中から最適の部材断面を選択する工程と、を有し、
前記予め決定された部材断面は、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて、柱のスパンを含む構造計算に影響するパラメータを変えて複数の構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を構造計算に影響するパラメータに対応して決定していることを特徴とする集合住宅の共用部構造体の設計方法。
【請求項３】
構造計算によって求められた部材断面に基づいて、該部材断面を適用可能な廊下ユニット組合せの最大スパンを算出し、該最大スパンをもって解析モデルの廊下ユニット組合せのスパンとすることを特徴とする請求項２記載の集合住宅の共用部構造体の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも廊下と、廊下と各戸を連結する連結廊下と、外付け階段を備え、既存の集合住宅に設けられる集合住宅の共用部構造体の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
５階建て以下の古い階段室型集合住宅などのようにエレベータのない既存の建物が多数存在する。このような、エレベータのない建物では、外出するには必ず階段の昇り降りをしなければならず、高齢者や身体的障害のある人達が２階以上に居住している場合、非常に不便である。
そこで、近年ではこのようなエレベータの無い既存の階段室型集合住宅の外部にエレベータと、該エレベータ間を連結する水平廊下を設置してバリアフリー化する提案がなされている(例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２５４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に提案されたものは既存の集合住宅の外部にエレベータ、廊下等の共用部構造体を設けるというものである。
しかしながら、特許文献１のものでは設計の標準化がされておらず、既存の集合住宅ごとに構造設計を行って柱や梁の部材断面を決定しなければならず、設計が大変である。
【０００４】
このように、既存の集合住宅に共用部構造体を設置することについての提案はなされているものの、その設計を簡易に行う観点からの検討はなされていない。
そこで、本発明は既存集合住宅の共用部構造体の設計を簡易に行う方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は複数種類の既存の階段室型集合住宅を対象に調査を行い、これに共用部構造体を構築するに際して、これをユニット化して構築するとすれば、どのようなユニットが必要となるかについて検討した。その結果、以下に示すユニットが必要であることが判明した。
【０００６】
１．各階の各戸をつなぐための廊下からなる「廊下ユニット(A）」
２．廊下と各戸をつなぐ「はねだしユニット(B）」
３．各上下階をつなぐ「階段ユニット(C）」
４．階段ユニットにもうけられて階段の踊り場となる「階段はねだしユニット(D）」
５．エレベータが設けられる「エレベータユニット(E）」
６．隣接する棟に連絡する「連絡ユニット(F）」
【０００７】
上記ユニットが必要であることが判明したことから上記の６つのユニットを組み合わせることによって共用部構造体が構築できる。
上記のユニットの組合せによって共用部構造体が構築できるとしても、その組み合わせ方のパターン、すなわち、はねだしユニットや階段ユニットの設置位置によって各ユニットを構成する柱、梁の負担荷重が異なることから、対象とする共同住宅ごとに構造計算をしなければならない。
しかしながら、共同住宅ごとに構造計算を実施するのでは設計が煩雑化することから、設計の簡易化、標準化ができないかを鋭意検討した。以下、この検討経過を説明しつつ本発明を説明する。
【０００８】
共用部構造体について考え得る複数のパターンについて通常想定されるパターンのうちで最も構造設計において厳しい条件になるような部位（パターン）を想定する。厳しい条件とは、共用部構造体を構成する柱・梁の負担荷重が最も大きい部位である。もっとも、ここで想定したパターンよりも構造設計上厳しくなるようなパターンも想定することは可能であるが、そのような通常想定されるパターンではないとして許容しないようにする。
図４はこの最も厳しい条件となるパターンを示しており、柱と梁の組合せによって構成される共用部構造体の一部を示している。図中のＡ〜Ｄの符号は前述したユニットを示している。
この最も厳しい条件となるパターンは、図４に示されるように、廊下ユニット３つ(A1)(A2)(A3)を直列に繋ぎ、その住戸側に２個のはねだしユニット(B1)(B2)が設けられ、廊下ユニットにおけるはねだしユニットを設けたのと反対側に階段ユニット(C)を設け、階段ユニットに階段はねだしユニット(D)を設けた、ものである。
【０００９】
このような最も厳しいユニット組合せ(パターン）について、構造計算をしてユニット組合せを構成する柱・梁の断面を決定する。そうすれば、共用部構造体における他の部分はこれよりも条件がゆるいので構造計算上は適用可能である。
このようにすることで、共用部構造体の各部についての構造計算が不要になり、迅速な設計が可能になる。
また、上記のようなユニット組合せよりも構造計算上厳しい条件にならないというルールさえ満たせば様々なユニットの組合せに対して、前記の構造計算で求めた部材断面を適用できる。このため、様々なユニットの組合せからなる共用部構造体に対してその都度構造計算をする必要がなくなり、その意味で迅速な設計が可能になる。
本発明は以上のような知見に基づくものであり、具体的には以下のような構成を有する。
【００１０】
(１）本発明に係る集合住宅の共用部構造体の設計方法は、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を決定し、該決定された部材断面を、共用部構造体を構成する他の部位の部材断面として適用することを特徴とするものである。
【００１１】
(２）また、既存の共同住宅の形状に基づいてこれに取り付ける共用部構造体の形状を決定する形状決定工程と、形状決定工程によって決定された共用部構造体に柱を割り付ける柱割付工程と、該柱割付工程で割り付けられた柱スパンおよび他のパラメータに基づいて、柱スパンおよび他のパラメータに対応して予め決定された複数の部材断面の中から最適の部材断面を選択する工程と、を有し、
前記予め決定された部材断面は、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて、柱のスパンを含む構造計算に影響するパラメータを変えて複数の構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を構造計算に影響するパラメータに対応して決定していることを特徴とするものである。
なお、柱スパン以外で構造計算に影響するパラメータとしては、例えば階数、階高さ等がある。
【００１２】
(３）上記（２）のものにおいて、構造計算によって求められた部材断面に基づいて、該部材断面を適用可能な廊下ユニット組合せの最大スパンを算出し、該最大スパンをもって解析モデルの廊下ユニット組合せのスパンとすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を決定し、該決定された部材断面を、共用部構造体を構成する他の部位の部材断面として適用するようにしたので、共用部構造体の各部についての構造計算が不要になり、迅速な設計が可能になる。
また、上記のようなユニット組合せよりも構造計算上厳しい条件にならないというルールさえ満たせば様々なユニットの組合せに対して、前記の構造計算で求めた部材断面を適用できる。このため、様々なユニットの組合せからなる共用部構造体に対してその都度構造計算をする必要がなくなり、その意味で迅速な設計が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態１］
本実施の形態に係る集合住宅の共用部構造体の設計方法は、３個の廊下ユニット（A）が直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニット（B）と、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニット(C)と、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニット(D)と、からなる解析モデルについて構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面を決定し、該決定された部材断面を共用部構造体を構成する他の部位の部材断面として適用することを特徴とするものである。
以下、このような本実施の形態に係る共用部構造体の設計方法を具体的に説明する。
【００１５】
図１は本実施の形態において設計の対象となる共用部構造体の説明図、図２は図１における矢視A−A断面図である。共用部構造体は、図１、図２に示すように、既存の共同住宅の出入り口側に設けられるものである。本実施の形態の共用部構造体は、エレベータ３、エレベータホール５、これらを連結する廊下７、廊下から各住戸９ａ〜９ｄへの連結廊下１１および階段１３を備えている。
図３は、図１に示した共用部構造体の５階部分を、これを構成する柱と梁のみで示した図である。図３においては、共用部構造体をユニットで示しており、図中の(A）〜（Ｆ）はそれぞれ、廊下ユニット(A）、はねだしユニット(B）、階段ユニット(C）階段はねだしユニット(D）、エレベータユニット(E)、連絡ユニット(F)を示している。
【００１６】
図４は前述した解析モデルを示している。この解析モデルについて構造計算を行うにあたり、構造計算に影響するパラメータとして、下記の表１に示すように、階数、階高さ、廊下の幅（Y１）、階段幅（Y2）、はねだしユニット幅(Y3)、廊下のスパン(Xa）、階段はねだし部分（Xb）、廊下ユニット組合せのスパン(La)、を仮設定する。
【００１７】
【表１】
0004793057.tif 000002
【００１８】
(１）階数・・・・・通常共同住宅は５階建てなので、５階とする。
(２）階高さ・・・・共同住宅に最も多いものとして2.6とする。
（３）廊下の幅（Y１）・・通常は1.6〜1.8であり、幅が広いほど構造計算上は厳しくなるので、1.8として計算する。
（４）階段幅（Y2）・・・通常は1.8〜2.6であり、幅が広いほど構造計算上は厳しくなるので、2.6として計算する。
（５）廊下のスパン（Xａ）・・・通常は1.6〜3.8であり、幅が広いほど構造計算上は厳しくなるので、3.8として計算する。
(６）階段はねだし部分（Ｘｂ）・・・通常は1.2〜1.8であり、幅が広いほど構造計算上は厳しくなるので、1.8として計算する。
(７）廊下ユニット組合せのスパン(La)・・・３個の廊下ユニットの組合せからなる廊下ユニット組合せとして通常想定される最大長さとする。この例では、既存の集合住宅を多数検証して、10.4mとした。
【００１９】
上記の仮設定値に基づいて、仮定荷重による構造計算を行い、解析モデルのユニット組合せを構成する各部材（柱・梁）の断面を算出する。なお、部材断面の決定については、構造計算による耐力のみならず、隣接する梁・柱との取り合いも考慮して決定する。
ここで算出された部材断面リストを下記の表２に示す。
【００２０】
【表２】
0004793057.tif 000003
【００２１】
また、表２における部材番号とは、ユニット組合せを構成する各部材（柱・梁）それぞれの番号であり、各部材番号がユニット組合せのどの部材に相当するかを図５に示してある。
各ユニットがどのような部材で構成されているかを図５に基づいて見てみると、廊下ユニット（A）は、４本の柱（C11）と、２本の大梁(G11)と、２本の大梁(G12)によって構成されている。また、はねだしユニット（B）は、２本の柱（C11）と、１本の大梁(G11)と、２本の大梁(G13)と、１本の小梁(b11)によって構成されている。また、階段ユニット(C)は、４本の柱（C11）と、２本の大梁(G11)と、２本の大梁(G12)によって構成されている。また、階段はねだしユニット(D)は、２本の柱（C11）と、大梁(G11)(G12)(G14)と、小梁(b12)によって構成されている。
【００２２】
以上のように、ユニット組合せを構成する各部材断面が決定されると、これに基づいて共用部構造体を構成する他の部分のユニットの部材断面を決定する。
構造計算上、解析モデルのユニット組合せが最も厳しい条件であることから、共用部構造体の他の部分を構成するユニットについて、上記で求めた部材断面をそのまま適用できるのである。
つまり、図３に示した、他の部分の廊下ユニット（A4〜A7）については、A1〜A3を構成する部材断面を適用する。また、E1、E2についても、A1〜A3を構成する部材断面を適用する。また、B3、B4については、B1〜B2を構成する部材断面を適用する。
連絡ユニット(F)についてはA1〜A3を構成する部材断面を適用する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、共用部構造体を構成するユニット組合せについて構造計算を実施し、他の部分についてユニット組合せを構成する部材（柱・梁）断面を適用するようにしたので、ユニット組合せについてのみ構造計算を実施すればよく、共用部構造体の設計が容易になる。
【００２４】
上記実施の形態で設計の対象（部材断面決定の対象）として示した共用部構造体は、解析モデルと同様のユニット組合せ、すなわち３個の廊下ユニット（A）が直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニット（B）と、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニット(C)と、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニット(D)と、を備えたものを例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこのような共用部構造体への適用に限られるものではなく、対象とする共用部構造体の形状が解析モデルで想定したよりも構造計算上厳しい条件にならない場合には、上記のようなユニット組合せを有していない場合にも同様に適用できる。
【００２５】
なお、共用部構造体が解析モデルで想定したよりも構造計算上厳しい条件にならないための条件としては以下のような条件を満たせばよい。
(１）はねだしユニット（B）を３個以上連続して組み合わせない。
(２）階段ユニット(C）、階段はねだしユニット(D）、エレベータユニット（Ｅ）は、廊下ユニット総数の１／２＋１を超えて取り付けない。
(３）階段ユニット(C）、階段はねだしユニット(D）、エレベータユニット（Ｅ）は連続して組合せない。
【００２６】
［実施の形態２］
本実施の形態に係る共用部構造体の設計方法は、既存の共同住宅の形状に基づいてこれに取り付ける共用部構造体の形状を決定する形状決定工程と、形状決定工程によって決定された共用部構造体に柱を割り付ける柱割付工程と、該柱割付工程で割り付けられた柱スパンおよび構造計算に影響する他のパラメータに基づいて、複数の柱スパンおよび構造計算に影響する他のパラメータに対応して予め決定された複数の部材断面の中から最適の部材断面を選択する工程と、を有し、前記予め決定された部材断面は、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて、該解析モデルの構造計算に影響するパラメータを変えて複数の構造計算を実施し、該解析モデルを構成する部材断面をパラメータごとに決定していることを特徴とするものである。
【００２７】
上記の各工程のうち、まず構造計算に影響するパラメータに対応して予め複数の部材断面を決定する方法について説明する。
実施の形態１と同様に、３個の廊下ユニットが直列に繋がれた廊下ユニット組合せと、該廊下ユニット組合せの一方の側に設けられた２個のはねだしユニットと、前記廊下ユニット組合せの他方の側に設けられた階段ユニットと、該階段ユニットに設けられた階段はねだしユニットと、からなる解析モデルについて、構造計算に影響するパラメータとして本実施の形態では階数、階高さ、柱のスパンを変えて複数の構造計算を実施する。
本実施の形態では、表３に示すタイプ１〜タイプ８までの８つのタイプについて構造計算を実施した。
【００２８】
【表３】
0004793057.tif 000004
【００２９】
なお、表３におけるＬａ2の値は、以下のようにして決定されている。まず、実施の形態１と同様に廊下ユニット組合せ（Ａ１〜Ａ３）について想定される最大スパンによって構造計算を実施して部材断面を求める。そして、ここで算出された部材断面に基づいて、その部材断面で設計可能な廊下ユニット組合せの最大長さ(Ｌａ2）を再度計算して求める。本件では、Ｌａ2＝10.6となる。
ここで、求めたＬａ2の値が表３に記載されている。このＬａ2＝10.6は上記の計算で求められた部材断面で設計可能な廊下ユニット組合せの最大長さであり、逆に設計対象の共用部構造体の廊下ユニット組合せの長さが表３に記載されたＬａ2の値以下であれば、表３の各タイプに対応する部材断面を適用できることになる。
【００３０】
表３に示される８つのタイプに対応して実施の形態１で示したような部材断面リストを作成する。本実施の形態ではタイプ１〜タイプ８の部材断面リストの８つの部材断面リストが作成されることになる。なお、タイプ１の部材断面リスト１は実施の形態１の表２に示したものと同一である。
以上のように、構造計算に影響するパラメータに対応して予め複数の部材断面が決定されている、すなわちパラメータに対応した部材リストが作成されていることを前提として、共用部構造体の設計は以下のようにして行う。
【００３１】
１．形状決定工程
形状決定工程とは、既存の共同住宅の形状に基づいてこれに取り付ける共用部構造体の形状を決定することである。すなわち、共用部構造体を設置しようとしている共同住宅の間取り、入口の位置等に基づいて廊下の長さ、階段の数、廊下と住戸への渡り廊下の数等の共用部構造体の全体形状を決定する。例えば、図１に示すような共用部構造体の形状が決定される。
【００３２】
２．柱割付工程
柱割付工程とは、形状決定工程によって決定された共用部構造体に柱を割り付ける工程である。すなわち、廊下の幅、階段の幅、渡り廊下の幅などを決定し、これに基づいて柱の位置を決定する。この柱割付工程によって共用部構造体を構成する各ユニットが決定されることになる。例えば、図３に示すように柱の割付が行われる。
【００３３】
３．部材断面選択工程
部材断面選択工程とは、柱割付工程で割り付けられた柱スパンおよび他のパラメータに基づいて、複数の柱スパンおよび他のパラメータに対応して予め決定された複数の部材断面の中から最適の部材断面を選択する工程である。
例えば、柱スパンを含む他のパラメータが以下のように決定されたとする。
（１）階数・・・・・・・・・・・・・・・・５階
（２）階高さ・・・・・・・・・・・・・・・2.6
(３）廊下の幅（Y１）・・・・・・・・・・・1.7
(４）階段幅（Y2）・・・・・・・・・・・・ 2.5
(５）廊下のスパン(Xａ）・・・・・・・・・3.7
（６）階段はねだし部分（Ｘｂ）・・・・・・・1.8
（７）廊下の３スパンの長さ（Ｌａ）・・・・・10.5
【００３４】
上記のパラメータを表３に照らしてどのタイプが最適かを判断する。このとき、上記パラメータはタイプ１〜タイプ５のいずれでもその範囲内にあるが、その中で最も部材断面が小さくなるもの、すなわち表３の中でパラメータの最大値が小さいものを選択する。本例ではタイプ１を選択するのが最も部材断面が小さくなるので、タイプ１を選択する。
タイプ１を選択した場合には、表２に示される部材断面を適用することになる。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、既存の共同住宅の形状に基づいてこれに取り付ける共用部構造体の形状を決定し、決定された共用部構造体の形状に基づいて柱を割り付け、割り付けられた柱スパンおよび構造計算に影響する他のパラメータに基づいて、予め決定された複数の部材断面の中から最適の部材断面を選択するようにしたので、既存の共同住宅に取り付ける共用部構造体の構造計算をその都度行う必要がなく設計が迅速にできる。
また、本実施の形態においては、廊下ユニット組合せの最大スパンとして、部材断面を構造計算で求めた後、前記部材断面で適用可能な廊下ユニット組合せの最大スパンを再計算するようにしているので、部材断面をできるだけ小さくでき、材料のコスト低減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の設計の対象となる集合住宅の共用部構造体の説明図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図３】共用部構造体を柱と梁のみで示した図である。
【図４】本実施の形態に係る解析モデルの説明図である。
【図５】本実施の形態に係る解析モデルを、部材番号を付して示した説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  集合住宅の共用部構造体、３  エレベータ、５  エレベータホール、７  廊下、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  住戸、１１  連結廊下、１３  階段。
【図１】
0004793057.tif 000005
【図２】
0004793057.tif 000006
【図３】
0004793057.tif 000007
【図４】
0004793057.tif 000008
【図５】
0004793057.tif 000009