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技術 コンテナ型ユニット建築における積上接合部のレベル調整方法

出願人 渡辺勧
発明者 渡辺勧
出願日 2015年7月31日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2015-151636
公開日 2017年2月9日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-031632
状態 特許登録済
技術分野 建築構造一般
主要キーワード コンテナ型 海上輸送用コンテナ 部分破壊 丸型鋼管 クッション状 連結工法 四角筒 締付作業
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

コンテナ型ユニット建築施工に際し、所定の強度及び耐久性を有する建物を容易に構築できるようにする。

解決手段

4本以上の柱2を有するコンテナ型ユニット1を、柱2を接合するように積み重ねて設置し、建物を構築するコンテナ型ユニット建築の施工において、流動性を有し時間の経過に伴い固まる固化材袋詰めしたジョイントバッグ10を予め製作しておき、施工現場に設置した下段側ユニット1の柱2の上端面に固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグ10を敷き、ジョイントバッグ10の上方に上段側ユニット1の柱2の下端面を載せ、ジョイントバッグ10が上段側ユニット1の自重により変形した状態で、ジョイントバッグ10の内部の固化材を硬化させる。接合される柱2にジョイントバッグ10を介して設計に従った軸力が伝達される。

概要

背景

従来、下記特許文献1においては、工期を短縮しつつ高層化できるコンテナ型ユニット建築連結工法を提案している。このユニット建築は、図8に示すように、コンテナ型ユニット1を、柱2と梁3とを接合してフレームを構成することにより製作し、複数のユニット1を積み重ねると共に、隣り合わせて設置し、ユニット1同士を連結して、建物構築するものである。

この工法によるコンテナ型ユニット建築においては、図9に示すように、ユニット1の柱2を、断面形状が閉断面を形成するボックス型のものとし、最上階から最下階のユニット1にかけて柱2に長軸ボルト4を挿通し、建物の下方にボルト4の先端部を係止した後、建物の上部でナット5を締め付けることにより、上下のユニット1を連結する。

ところで、予め組み立てられたコンテナ等の構造物を、柱を接合するように積み上げる場合、構造物が3本の柱で支持されるものであれば、柱の長さが不揃いであっても、構造物は傾くものの、上下の構造物の柱は接触し、上段側の構造物の柱から下段側の構造物の柱に軸力が伝達される。

しかしながら、例えば、模式的に図10に示すように、構造物51,52がそれぞれ4本の柱51a〜51d、52a〜52dで支持され、上段側の構造物52の柱52bが他のものより短い場合、柱52bの下端が下段側の構造物51の柱51bの上端に接触しないので、軸力NA〜NDのうち、柱52bの軸力NBが下方へ伝達されず、構造物51,52の柱や梁に曲げモーメント剪断力が生じ、潜在的に内部応力が発生する。

実際の鉄骨加工精度案すると、構造物が4本以上の柱で支持されるものである場合、このような現象が生じることは避けられない。

また、同様に模式的に図11に示すように、下段側と上段側の構造物の柱53,54の接合される端面には、傾きがある場合や不規則凸凹が生じている場合が多く、このような場合、柱53,54の端面の一部だけが接触して、その部分に局所的に高い面圧が作用することになる。

概要

コンテナ型ユニット建築の施工に際し、所定の強度及び耐久性を有する建物を容易に構築できるようにする。4本以上の柱2を有するコンテナ型ユニット1を、柱2を接合するように積み重ねて設置し、建物を構築するコンテナ型ユニット建築の施工において、流動性を有し時間の経過に伴い固まる固化材袋詰めしたジョイントバッグ10を予め製作しておき、施工現場に設置した下段側ユニット1の柱2の上端面に固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグ10を敷き、ジョイントバッグ10の上方に上段側ユニット1の柱2の下端面を載せ、ジョイントバッグ10が上段側ユニット1の自重により変形した状態で、ジョイントバッグ10の内部の固化材を硬化させる。接合される柱2にジョイントバッグ10を介して設計に従った軸力が伝達される。

目的

この発明は、コンテナ型ユニット建築の施工に際し、所定の強度及び耐久性を有する建物を容易に構築できるようにすることを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

4本以上の柱を有するコンテナ型ユニット(1)を、柱(2)を接合するように積み重ねて設置し、建物構築するコンテナ型ユニット建築施工において、流動性を有し時間の経過に伴い固まる固化材袋詰めしたジョイントバッグ(10)を予め製作しておき、施工現場に設置した下段側ユニット(1)の柱(2)の上端面に固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグ(10)を敷き、ジョイントバッグ(10)の上方に上段側ユニット(1)の柱(2)の下端面を載せ、ジョイントバッグ(10)が上段側ユニット(1)の自重により変形した状態で、ジョイントバッグ(10)の内部の固化材を硬化させ、上下のユニット(1)の接合される全ての柱(2)の端面間に隙間が生じることなく、均一な面圧が作用した状態で、上段側ユニット(1)の柱(2)から下段側ユニット(1)の柱(2)へジョイントバッグ(10)を介して軸力が伝達されるようにしたコンテナ型ユニット建築における積上接合部のレベル調整方法

請求項2

前記積み重ねるユニット(1)の柱(2)を、それぞれ断面形状が閉断面を形成するボックス型のものとし、最上階から最下階のユニット(1)にかけて、その柱(2)に長軸ボルト(4)を挿通し、建物の下方にボルト(4)の先端部を係止して、建物上部での締付作業により、上下のユニット(1)を連結するコンテナ型ユニット建築の施工において、前記ジョイントバッグ(10)として、前記ボルト(4)を挿通するためのボルト挿通穴(11)を有するものを使用したことを特徴とする請求項1に記載のコンテナ型ユニット建築における積上接合部のレベル調整方法。

請求項3

前記下段側ユニット(1)の柱の上端部に短筒状のジョイント枠材(12)を取り付け、ジョイント枠材(12)の内側に上段側ユニット(1)の柱(2)の下端部を嵌め入れて、上下のユニット(1)の柱(2)の外周をジョイント枠材(12)で包囲し、ジョイント枠材(12)の内周とその内側に嵌め入れられたユニット(1)の柱(2)の外周との間に前記ジョイントバッグ(10)の周縁部を挟み込んで、固化材の硬化に伴い、下段側ユニット(1)の柱(2)に対する上段側ユニット(1)の柱(2)の水平方向の移動が阻止されるようにしたことを特徴とする請求項2に記載のコンテナ型ユニット建築における積上接合部のレベル調整方法。

技術分野

0001

この発明は、コンテナ型ユニット建築施工に際し、積上接合部のレベルを調整する方法に関するものである。

背景技術

0002

従来、下記特許文献1においては、工期を短縮しつつ高層化できるコンテナ型ユニット建築の連結工法を提案している。このユニット建築は、図8に示すように、コンテナ型ユニット1を、柱2と梁3とを接合してフレームを構成することにより製作し、複数のユニット1を積み重ねると共に、隣り合わせて設置し、ユニット1同士を連結して、建物構築するものである。

0003

この工法によるコンテナ型ユニット建築においては、図9に示すように、ユニット1の柱2を、断面形状が閉断面を形成するボックス型のものとし、最上階から最下階のユニット1にかけて柱2に長軸ボルト4を挿通し、建物の下方にボルト4の先端部を係止した後、建物の上部でナット5を締め付けることにより、上下のユニット1を連結する。

0004

ところで、予め組み立てられたコンテナ等の構造物を、柱を接合するように積み上げる場合、構造物が3本の柱で支持されるものであれば、柱の長さが不揃いであっても、構造物は傾くものの、上下の構造物の柱は接触し、上段側の構造物の柱から下段側の構造物の柱に軸力が伝達される。

0005

しかしながら、例えば、模式的に図10に示すように、構造物51,52がそれぞれ4本の柱51a〜51d、52a〜52dで支持され、上段側の構造物52の柱52bが他のものより短い場合、柱52bの下端が下段側の構造物51の柱51bの上端に接触しないので、軸力NA〜NDのうち、柱52bの軸力NBが下方へ伝達されず、構造物51,52の柱や梁に曲げモーメント剪断力が生じ、潜在的に内部応力が発生する。

0006

実際の鉄骨加工精度案すると、構造物が4本以上の柱で支持されるものである場合、このような現象が生じることは避けられない。

0007

また、同様に模式的に図11に示すように、下段側と上段側の構造物の柱53,54の接合される端面には、傾きがある場合や不規則凸凹が生じている場合が多く、このような場合、柱53,54の端面の一部だけが接触して、その部分に局所的に高い面圧が作用することになる。

先行技術

0008

特許第5707418号公報

発明が解決しようとする課題

0009

このように、構造物の柱や梁等のフレーム部材設計段階で考慮していなかった曲げモーメントや剪断力が生じて、内部応力が発生したり、局所的に高い面圧が作用したりすると、フレーム部材に変形や部分破壊が生じる恐れがある。

0010

そこで、この発明は、コンテナ型ユニット建築の施工に際し、所定の強度及び耐久性を有する建物を容易に構築できるようにすることを課題とする。

課題を解決するための手段

0011

上記のような課題を解決するため、この発明は、4本以上の柱を有するコンテナ型ユニットを、柱を接合するように積み重ねて設置し、建物を構築するコンテナ型ユニット建築の施工において、流動性を有し時間の経過に伴い固まる固化材袋詰めしたジョイントバッグを予め製作しておき、施工現場に設置した下段側ユニットの柱の上端面に固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグを敷き、ジョイントバッグの上方に上段側ユニットの柱の下端面を載せ、ジョイントバッグが上段側ユニットの自重により変形した状態で、ジョイントバッグの内部の固化材を硬化させ、上下のユニットの接合される全ての柱の端面間に隙間が生じることなく、均一な面圧が作用した状態で、上段側ユニットの柱から下段側ユニットの柱へジョイントバッグを介して軸力が伝達されるようにしたのである。

0012

また、前記積み重ねるユニットの柱を、それぞれ断面形状が閉断面を形成するボックス型のものとし、最上階から最下階のユニットにかけて、その柱に長軸のボルトを挿通し、建物の下方にボルトの先端部を係止して、建物上部での締付作業により、上下のユニットを連結するコンテナ型ユニット建築の施工において、前記ジョイントバッグとして、前記ボルトを挿通するためのボルト挿通穴を有するものを使用したのである。

0013

さらに、前記下段側ユニットの柱の上端部に短筒状のジョイント枠材を取り付け、ジョイント枠材の内側に上段側ユニットの柱の下端部を嵌め入れて、上下のユニットの柱の外周をジョイント枠材で包囲し、ジョイント枠材の内周とその内側に嵌め入れられたユニットの柱の外周との間に、前記ジョイントバッグの周縁部を挟み込んで、固化材の硬化に伴い、下段側ユニットの柱に対する上段側ユニットの柱の水平方向の移動が阻止されるようにしたのである。

発明の効果

0014

この発明に係るコンテナ型ユニット建築における積上接合部のレベル調整方法では、施工に際し、接合される柱の端面間に固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグを挟み込むだけで、柱の端面間の隙間に合わせてジョイントバッグが変形し、時間の経過に伴い、ジョイントバッグの内部の固化材が硬化して、上段側ユニットの柱から下段側ユニットの柱へジョイントバッグを介して軸力が設計どおり伝達されるようになるので、所定の強度及び耐久性を有する堅固な建物を容易に構築できる。

0015

また、積み重ねるユニットの柱をボックス型のものとし、最上階から最下階のユニットにかけてその柱に長軸のボルトを挿通する工法と組み合わせ、柱の接合部をジョイント枠材で包囲することにより、建物を高層化しても安全性を容易に確保できる。

図面の簡単な説明

0016

この発明に係るレベル調整方法の第1実施形態の構成部材を示す分解斜視図
同上の施工状態を示す(a)平面図、(b)(a)のA−A断面図
同上の第2実施形態の施工状態を示す(a)平面図、(b)(a)のA−A断面図
同上の第3実施形態の施工状態を示す(a)平面図、(b)(a)のA−A断面図
同上の第4実施形態の構成部材を示す分解斜視図
同上の施工状態を示す平面図
同上の図6におけるA−A断面図
特許文献1に記載の連結工法を採用した建物の斜視図
同上の建物隅部における概略斜視図
柱の長さが不揃いの場合における構造物の積上状態を模式的に示す(a)平面図、(b)正面図
柱の端面が傾斜している場合の接合状態を示す模式的に示す拡大正面図

実施例

0017

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

0018

この実施形態は、例えば、図8に示すようなコンテナ型ユニット1を積み重ねて構築する建物を施工する際に、接合する柱2において、軸力が上方から下方へ確実に伝達されるようにするため、レベル調整を行う方法に関するものである。

0019

図9に示すように、柱2は、断面形状が閉断面を形成するボックス型の図示した角型又は丸型鋼管とされ、これに梁3が接合されて、ユニット1のフレームが構成される。柱2の内部には、長軸のボルト4が挿通され、建物の下方にボルト4の先端部を係止して、建物の上部でナット5を締め付けることにより、上下のユニット1が連結される。

0020

また、第1実施形態について図1に示すように、柱2の端面には端板6が固定され、端板6の中央部にはボルト4の挿通穴7が設けられている。

0021

この方法の施工に際しては、薄型クッション状のジョイントバッグ10を予め製作しておく。ジョイントバッグ10は、流動性を有し時間の経過に伴い固まる固化材を袋詰めしたものとする。ジョイントバッグ10の外周は、柱2の断面形状に応じて四角形状又は円形状とし、柱2の断面よりも一回り大きな寸法とする。ジョイントバッグ10の中央部には、ボルト4の挿通穴11を設ける。

0022

ジョイントバッグ10に充填される固化材としては、水と反応して硬化する粉末状のセメント又はこれをベースとした混合セメントを使用する。セメントには、砂を混合するほか、これに加えて、鋼繊維炭素繊維アラミド繊維ポリプロピレンポリエチレン等の合成繊維を混合し、固化時の強度増大を図るようにしてもよい。

0023

また、硬化促進剤入りの速乾セメントを使用し、工期短縮を図るようにしてもよい。そのほか、粘性のあるゲル状の固化材又は液体状の固化材を使用してもよい。

0024

ジョイントバッグ10の袋は、燃えにくく、透水性を有する布を縫製して形成し、流動性を有する状態の固化材を充填しても自由に変形可能で、柱2の接合部への着脱が容易なものとする。

0025

また、下段側となるユニット1の柱2の上端部には、短い角筒状の鋼材等から成るジョイント枠材12を予め溶接等により取り付けておく。ジョイント枠材12は、上段側となるユニット1の柱2の下端部を、隙間をもって嵌入できる寸法とする。

0026

そして、図2に示すように、施工現場に設置した下段側ユニット1に上段側ユニット1を積み重ねて固定する際には、下段側ユニット1の柱2の上端に位置する端板6に、固化材が流動性を有する状態のジョイントバッグ10を敷く。

0027

次に、ジョイント枠材12の内側に上段側ユニット1の柱2の下端部を嵌め入れて、上下のユニット1の柱2の外周をジョイント枠材12で包囲し、ジョイント枠材12の内周とその内側に嵌め入れられた上段側ユニット1の柱2の外周との間にジョイントバッグ10の周縁部が挟み込まれるようにする。

0028

このように設置すると、ジョイントバッグ10は、上段側ユニット1の自重により、上下の柱2の端面間の隙間に合わせて変形する。この作業は、積み重ねるユニット1の接合する全ての柱2について行う。

0029

その後、上段側ユニット1の柱2とジョイント枠材12の間に水を注ぐと、時間の経過に伴い、ジョイントバッグ10に詰めた固化材が水を吸収して硬化し、上下のユニット1の接合される全ての柱2の端面間の隙間がジョイントバッグ10の硬化した固化材で埋められ、上段側ユニット1の柱2から下段側ユニット1の柱2へジョイントバッグ10を介して軸力が設計どおり伝達されるようになる。

0030

また、ジョイント枠材12の内周と上段側ユニット1の柱2の外周との間に挟み込まれたジョイントバッグ10の周縁部においても、固化材が硬化しているので、下段側ユニット1の柱2に対する上段側ユニット1の柱2の水平方向の移動が阻止される。

0031

このように、上下のユニット1の接合される全ての柱2について、接合部の隙間を埋めた状態で、構築する建物の上方から下方へかけて、挿通穴7,11を介し柱2に長軸のボルト4を挿通し、建物の下方にボルト4の先端部を係止して、建物の上部で締付作業を行い、上下のユニット1を連結すると、所定の強度及び耐久性を有する堅固な構造の建物を容易に構築できる。

0032

なお、図3に示す第2実施形態のように、柱2の端板6のジョイントバッグ10への接触面に凸凹を形成しておくと、端板6とジョイントバッグ10との相対的な滑りが防止されるので、下段側ユニット1に対する上段側ユニット1の水平方向への移動をより確実に防止することができる。

0033

また、ジョイント枠材12は、下段側ユニット1の柱2に溶接等により固定するのではなく、この第2実施形態で示すように、下段側ユニット1の梁3に載せるようにしてもよい。この場合、柱2にジョイント枠材12を固定する工程を省略することができる。

0034

また、図4に示す第3実施形態のように、ジョイント枠材12として、上下のユニット1の柱2の外周を包囲する四角筒状の周壁13の内部に、水平方向の中間板14を備え、中間板14にボルト4の挿通穴15を設けたものを使用し、ジョイントバッグ10を2個使用して、接合する柱2の上端及び下端の端板6と中間板14との間にそれぞれジョイントバッグ10を挟むようにしてもよい。

0035

この場合、ジョイント枠材12は、下段側ユニット1の柱2に中間板14で支持されるので、第1実施形態のように溶接等で固定する必要がないだけでなく、第2実施形態のように載置に適当な梁3が存在しない状況でも、容易に施工できる。また、2個のジョイントバッグ10は、中間板14の上面及び下面にそれぞれ1個ずつ予め貼り付けておくと、現場での施工性をさらに向上させることができる。

0036

また、図5図7に示す第4実施形態のように、海上輸送用コンテナクレーン吊下用のものと同様のコーナーキャスティング16を、積み重ねるユニット1の各コーナー部に取り付けておき、これをユニット1の接合に利用してもよい。

0037

この場合、下段側ユニット1の柱2の上端部に取り付けられたコーナーキャスティング16の外周にジョイント枠材12を遊嵌して、ジョイント枠材12が下段側ユニット1の梁3で支持されるようにし、下段側ユニット1のコーナーキャスティング16の上端面にジョイントバッグを10を載せる。

0038

次に、ジョイント枠材12の内側に、上段側ユニット1の柱2の下端部に取り付けられたコーナーキャスティング16を嵌め入れて、上下のユニット1のコーナーキャスティング16の外周がジョイント枠材12で包囲され、ジョイント枠材12の内周と上下のユニット1のコーナーキャスティング16の外周との間にジョイントバッグ10の周縁部が挟み込まれるようにする。

0039

そして、コーナーキャスティング16の上下端面及び外周面にそれぞれ形成されたクレーン吊下用の挿通穴17,18のうち、上下端面の挿通穴17及びジョイントバッグ10の挿通穴11にボルト4を挿通し、その締付作業を行って、ユニット1を連結する。

0040

この第4実施形態のように、ユニット1にコーナーキャスティング16を取り付けておくと、クレーンを使用してユニット1を容易に輸送でき、現場での施工に伴うレベル調整においても、上下のユニット1のコーナーキャスティング16に挟まれたジョイントバッグ10がコーナーキャスティング16の端面間の隙間に合わせて変形し、時間の経過に伴い、ジョイントバッグ10の内部の固化材が硬化して、上段側ユニット1の柱2から下段側ユニット1の柱2へ軸力が設計どおり伝達されるようになるので、所定の強度及び耐久性を有する堅固な建物を容易に構築できる。

0041

1ユニット
2 柱
3 梁
4ボルト
5ナット
6端板
7挿通穴
10ジョイントバッグ
11 挿通穴
12 ジョイント枠材
13周壁
14中間板
15 挿通穴
16コーナーキャスティング
17,18 挿通穴

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