专利名称：建筑物单元与单元建筑物及其构筑方法
技术领域：
本发明涉及建筑物单元与单元建筑物及其构筑方法。
背景技术：
以往，构成单元建筑物的建筑物单元是由4根柱子与地板梁及屋顶梁等骨架构成材料(构成承担水平力及垂直力的骨架的构成材料)所形成的箱形骨架构造物(现有技术A)。
作为现有技术的其他建筑物单元，如日本发明专利公开1982年第201441号公报所记载，曾提出在地板构造物上将柱子直立设置的无屋顶建筑物(现有技术B)。
然而，现有技术仍存在以下问题。
(现有技术A)建筑物单元的屋顶高RH无法取得很大。即，如图9所示，在将工场预先生产的建筑物单元搬运至建筑工地时，所能搬运的限制高度Hx为一定值(日本现行道路交通法规限制为3800mm)，如将搬运用卡车的载物台的高度降至技术上所许可的最低高度，则单元高度UH的最大值例如为2940mm。对于一栋2层楼的住宅而言，当建筑物单元的间隔L为6.3m时，一定厚度钢材所构成的地板梁及屋顶梁的合理的背尺寸B1、B2约为240mm。而在梁上尺寸b1、梁下尺寸b2分别为30mm、60mm的情况下，屋顶高度RH则以UH-(B1+b1+B2+b2)＝2370mm为限。
(现有技术B)①由于建筑物单元不具备有屋顶梁，在工场生产阶段时无法设置屋顶，而且分隔等建筑物内部构造也无法完成，所以根本无法提高建筑物单元的工场生产化的比例(图8(A))。
②当建筑物单元被保管在保管场时，设置于建筑物单元四周的养护罩会因罩布上的积水而产生养护罩下垂的现象(图8(B))。
③在为装配而将建筑物单元吊起时，可能会导致整个建筑物产生变形。
另外，为了避免上述②的情况，如日本发明专利1991年30659号公报上记载，在建筑物单元的柱子上端部之间必须设置支承材料。
本发明概述本发明的目的在于，对建筑物单元不仅可在其工场生产阶段中对屋顶部分进行组装，并可提高其屋顶的高度。
本发明系在由多个骨架构成材料接合而成的建筑物单元中，作为骨架构成材料的柱子的下端部与属于骨架构成材料的地板梁接合，而该柱子的上端部与不属于骨架构成材料之屋顶面支承材料接合而成。
附图简单说明
图1为表示第1实施形态的建筑物单元与单元建筑物的示意图。
图2为表示第1实施形态的单元建筑物的示意图。
图3为表示屋顶面支承材料的示意图。
图4为表示屋顶面支承材料的装配状态的示意图。
图5为表示屋顶面支承材料的连接状态的示意图。
图6为表示下层建筑物单元与上层建筑物单元的接合构造的示意图。
图7为表示图6的要部的示意图。
图8为表示无屋顶建筑物单元的示意图。
图9为表示建筑物单元在输送状态下的示意图。
图10为表示柱子的固定结构的示意图。
较佳实施例如图1所示，单元建筑物10为在基础11的上方放置下层建筑物单元12，在下层建筑物单元12的上方再放置上层建筑物单元13、在上层建筑物单元13的上方再放置屋顶构造物14而构成。下层建筑物单元12(图1-图4)如图1及图2所示，下层建筑物单元12为由4根角钢管制的柱子21、4根型钢制的地板梁22和屋顶嵌板23(屋顶面支承材料)接合成箱形的骨架构造物。
柱子21及地板梁22是承担水平力及垂直力并构成建筑物单元12的骨架构造材料。而屋顶嵌板23则不是骨架构成材料。即，建筑物单元12是由各个柱子21的下端部通过焊接与地板梁22固定，各个柱子21的上端部通过后述的固定片23C与屋顶嵌板23以卡榫接合而成。
此时，如图3、图4所示、屋顶嵌板23由横条23A及纵条23B组合而成一个框架，通过由接合于横条23A的固定片23C，并通过铆钉条安装在柱子21上端端板21A上。在屋顶嵌板23的下方安装有屋顶基础23D。上层建筑物单元13(图1、图2)上层建筑物单元13与下层建筑物单元12基本相同，如图2所示，为由4根角钢管制的柱31、4根型钢管制的地板梁32，再加上屋顶嵌板33(屋顶面支承材料)接合而成的箱形骨架构造体。
柱31与地板梁32均为承担水平力与垂直力并形成建筑物单元13的骨架的骨架构成材料。屋顶嵌板33则不是骨架构成材料。即，建筑物单元13在各个柱31的下端部通过焊接与地板梁32固定连接，各个柱31的上端部利用固定片(未图示)与屋顶嵌板33卡榫接合而成。
此时，屋顶嵌板33与屋顶嵌板23同样由横条33A与纵条33B所组合的框架形成，在横条33A上接合的固定片(未图示)通过铆钉安装在柱31的上端端板31A上。在屋顶嵌板33的下方装有屋顶基础33D，在屋顶嵌板33的上方则配置有鹰架板33E。
因此，单元建筑物是由以下步骤(1)-(5)构筑而成。
(1)首先在地基上设置由型钢制成的基础梁41。该基础梁41是在预铸混凝土板或现场灌制之混凝土而成的地基42上用固定螺栓加以固定(图1)。
(2)通过耐力螺栓43、螺帽44对下层建筑物单元12的柱21的下端端板21B与基础梁41进行固定连接(图1、图2)。
(3)在下层建筑物单元12的上方放置上层建筑物单元13(图6)，并通过耐力螺栓45、螺帽46对上层建筑物单元13的柱31的下端端板31B与下层建筑物单元12的柱21的上端端板21A进行固定连接(图6、图7)。
(4)在上层建筑物单元13的柱31的上方放置加强梁47(或屋顶顶部构造物14)，并利用耐力螺栓等对加强梁47(或屋顶顶部构造物14)与上层建筑物单元13的柱31的上端端板31A进行固定连接(图6)。
(5)此时，下层建筑物单元12的屋顶嵌板23的横条23A(上层建筑物单元13)的屋顶嵌板33的横条33A沿上层建筑物单元13的地板梁32(加强梁47)或屋顶顶部构造物14配置，横条23A在其纵方向多个位置通过连接件48与上层建筑物单元13的地板梁32连接(图5)。连接件48由紧固螺钉49A固定在地板梁32上，同时，屋顶嵌板23的横条23A由紧固螺钉49B加以固定。在单元建筑物10中，通过调节连接件48与屋顶嵌板23固定位置调整邻接的建筑物单元12的屋顶嵌板23与其屋顶面高度。另外，屋顶嵌板23在通过连接件48固定到上层建筑物13的地板梁32之前系由设置在下层建筑物单元12内的支承材料支撑。
以下说明本实施例形态的作用。
①由于建筑物单元12的屋顶部分系利用非骨架构成材料的屋顶嵌板23构成，故在屋顶部分不配置骨架构成材料。由于屋顶嵌板23不是骨架构成材料，所以其背尺寸B2可以缩小，其结果是屋顶高度RH能够提高。此外，在建筑物单元12的单元高度UH在一定范围内的前提下，屋顶高度RH可较高，地板梁32的背尺寸B1也可较高，因此可大幅度提高地板梁强度。地板梁强度与其背尺寸的三次方成比例。
②由于建筑物单元12的屋顶部分具有屋顶嵌板23，所以在工场生产阶段时，可对屋顶部分进行组装，且内部间隔等建筑物内部构造可一并完成，并可以提高建筑物单元的工场生产率。而且，建筑物单元12在保管时罩覆的养护罩布由屋顶嵌板23支承，可防止向下垂落现象。另外，即使在为安装建筑物单元12而吊起的状态下，也不会产生使其整个形状变形的情况。
③屋顶面支承材料由屋顶嵌板23构成，由于该屋顶嵌板23的横条23A系由固定片23C固定在柱21上，故可简化建筑物单元12的屋顶部分的组装作业。
④由作为骨架构成材料的柱21及地板梁22所构成的建筑物单元12的柱21，因在其上端部与上层建筑物单元13的骨架构成材料(柱31或地板梁32)连接，可由不具有屋顶梁(骨架构成材料)的建筑物单元构筑钢骨框架结构。此外，在建筑物单元12的单元高度UH被限制于一定范围的条件下，不仅可以取得较高的屋顶高度RH，并能获得较大的地板梁32的背尺寸B1，故可大幅度提高地板梁的强度。例如将地板梁的背尺寸B1与以往的上层建筑物单元的地板梁的背尺寸(a)及下层建筑物单元的屋顶梁的背尺寸(a)的和(2a)设定为相同的情况下，背尺寸B1＝2a，地板梁强度则为8a3，即为以往将背尺寸a的地板梁重叠时的强度2a3的4倍。
⑤屋顶嵌板23的横条沿上层建筑物单元13的地板梁32配置，该横条23A在其纵向长度方向的多个位置上通过连接件48与上层建筑物单元13的地板梁32连接，因此，即使降低梁23A的背尺寸h，也可减少横条23A的弯曲量。也就是说，降低屋顶嵌板23的嵌板厚度，而可增加屋顶高度。
⑥由柱21及地板梁22作为骨架构成材料构成的建筑物单元12的柱21的下端部或地板梁22与基础梁44接合，建筑物单元12的柱21的上端部与上层建筑物单元13的骨架构成材料(柱31或地板梁32)接合，可由不具有屋顶梁的建筑物单元12构筑钢骨框架结构。而且，由于可利用建筑物单元12的地板梁22(骨架构成材料)为基础梁41进行加强，所以，地板梁22的背尺寸可以比标准尺寸为低，其结果是可增大屋顶高度。
另外，对于下层建筑物单元12的柱21的上端端板21A与上层建筑物单元13的柱31的下端端板31B之间利用螺栓刚性接合的变形实例进行说明。
即，以下说明通过紧固工具50及螺栓61对柱21及柱31进行固定的顺序(图10)。
(1)在固定于基础梁41的下层建筑物单元12的柱21上端端板21A上预设有阴螺纹部62。
(2)使螺栓61在工场生产阶段时与位于上层建筑物单元13的柱31上端端板31A上预设的阴螺纹部62螺合。此时，螺栓61的上端部以从柱31的上端端板31A凸出的状态与该上端端板31A接合(图10(A))。
(3)将紧固工具50的紧固件连接部51与上述(2)的螺栓61的工具连接部61E相连接。在紧固件连接部51接触工具连接部61E的前阶段时，紧固工具50的前端爪部54在螺栓61周围弹开而顶入螺栓61，并从工具连接部61E到达或通过接近螺丝本体61A的脆弱接合部61F，并紧包住工具连接部61E。
(4)通过紧固工具50的操作部对紧固件连接部51进行回转操作，将螺栓61的副螺丝部61D从上层建筑物单元13的上端端板31A的螺纹部62脱开，将前端爪部54上接合保持的螺栓61插入柱31内(图10(B))。
(5)通过紧固工具50，使插入柱31内的螺栓61的主螺纹部61C通过上层建筑物单元13的下端端板31B的螺栓插通孔，并与下层建筑物单元12的上端端板21A的螺纹部62螺合，由此将上层建筑物单元13的柱31(下端端板31B)与下层建筑物单元12的柱21(上端端板21A)固定(图10(C))。
上述(5)中，在紧固工具50螺合过程中，当到达一定扭矩时，螺栓61的脆弱接合部61F即破断(图10(D))。为此，使螺栓61在一定的扭矩下与螺帽62螺合。
(6)将紧固工具50抽出至柱31外面。此时，紧固工具50的前端爪部54与螺栓61的脆弱接合部61F接合，由于螺栓61破断，使得工具连接部61E与螺丝本体61A切离并能被取出至柱31外面。另外，上述(5)中，在螺栓61与螺纹部62开始螺合之后，如果螺栓61的脆弱接合部61F未因紧固工具50的螺合操作而破断，则紧固工具50的前端爪部54与连接在螺丝本体61A上的工具连接部61E将继续维持接合状态，而且不能取出至柱31外面。
紧固工具50在将上述(6)中被夹在爪部54中的螺栓破断后的工具连接部61E用人工清除后可重复使用。
另外，在此变形实施例中利用紧固工具50与螺栓61连接建筑物单元的方法，也可适用于用螺栓对基础梁41与下层建筑物单元12的柱21的下端端板21B作刚性接合的场合。
以下说明本变形实例的作用。
①螺栓61预定以凸出状态装设于建筑物单元13的上端端板31A的螺纹部62，并将其上端端板31A的螺纹部62闭塞。因此，在螺栓61不被装设于上端端板31A的情况下，建筑物单元13的上方将不能安装上层建筑物单元或屋顶结构材料，并且无法继续施工。即，在建筑物单元13的上方装设上阶建筑物单元或屋顶结构材料的阶段时，必须事先确认建筑物单元13的柱31与下层建筑物单元12是否已经固定。
②对插入于柱31内的螺栓61在设置于下层建筑物单元12中的螺纹部62中作螺合操作。因此，与将螺栓直立于下层建筑物单元12并对插入柱31内的螺母在该螺栓中进行螺合操作相比，所用零件较为紧凑。换言之，对于设于下层建筑物单元12的螺纹状承受部而言，本发明只需在柱21的上端端板21A上设置阴螺纹部62即可构成螺纹状承受部，而且，设于上端端板21A上的阴螺纹部62比一般螺栓直立所构成的螺纹状承受部更为紧凑。另外，针对嵌入柱31内的螺纹状紧固件而言，本发明可通过在螺纹部61C的上方设置小容积(小口径、高度低)的头部61B的紧凑的螺栓61构成螺纹状紧固件，比一般使用大容积(大口径、大高度)螺母作为螺纹状紧固件更为紧凑。
③当紧固工具50对螺栓61与下层建筑物单元12的阴螺纹部62进行螺合的过程中达到一定扭矩后，螺栓61的脆弱接合部61F即破断。由此，不论紧固工具50是否由柱外操作，螺栓61都可以所需的扭矩螺合，并将建筑物单元13的柱31与下层建筑物单元12可靠地固定。
④紧固工具50只能装设于螺栓61的工具连接部61E朝向螺丝本体61A的那一面，而与靠近螺丝本体61A设置的脆弱接合部61F接合，并夹住该工具连接部61E。因此，一旦将螺栓61装设在紧固工具50上之后，螺栓61的工具连接部61E即不会从紧固工具50脱落，紧固工具50能可靠地使将螺栓61插入柱31内，并与下层建筑物单元12的阴螺纹部62可靠地螺合。
⑤紧固工具50通过螺合操作使螺栓61的脆弱接合部61F在一定扭矩下破断之后，紧固工具50仅保持与螺栓61的螺丝本体61A分离的工具连接部61E并带出柱31之外。由此，当螺栓61未在一定扭矩下完成紧固时，则无法将紧固工具50抽出；通过在柱31外面目测观察到该抽出的紧固工具50保持有工具连接部61E而不保持有螺丝本体61A，可以很容易的在柱31外面对螺栓61是否在一定扭矩下完成紧固加以确认。
虽然以上根据附图对本发明的实施形态作了详细说明，但本发明的具体构成并不受上述实施例所限制，凡不脱离本发明范围的设计变更均应包含在本发明中。例如，本发明中的建筑物单元也可以是不通过如基础梁之类而直接与地基连接而成。另外，本发明不限于在与建筑物单元的柱的上端部接合的上层建筑物单元为无屋顶梁的建筑物单元，也可以是具有屋顶梁的建筑物单元。
工业应用性采用上述本发明，建筑物单元在工场生产阶段时，不仅可对屋顶部分进行组装，并可提高屋顶高度。
权利要求
1.一种由多个骨架构成材料接合而成的骨架结构体的建筑物单元，其特征在于所述建筑物单元为将骨架构成材料的地板梁与骨架构成材料的柱子的下端侧部接合，将不属于骨架构成材料的屋顶面支承材料与该柱子的上端侧部接合而成。
2.如权利要求1所述的建筑物单元，其特征在于，所述屋顶面支承材料由屋顶嵌板构成，而且所述屋顶嵌板的横条系通过固定片安装在所述柱子上。
3.一种利用权利要求1所述的建筑物单元的单元建筑物，其特征为所述单元建筑物为将上层建筑物单元的骨架构成材料与所述建筑物单元的柱子上端部连接而成。
4.如权利要求3所述的单元建筑物，其特征在于，所述屋顶嵌板的横条沿上层建筑物单元的地板梁配置，所述横条在其长度方向的多个位置通过连接件与上层建筑物单元的地板梁连接。
5.一种如权利要求3或4所述的单元建筑物的构筑方法，其特征在于，在地基上设置基础梁，并且将建筑物单元的柱子的下端部或地板梁与所述基础梁接合，而将上层建筑物单元的骨架构成材料与柱子的上端部接合。
6.如权利要求5所述的单元建筑物的构筑方法，其特征在于，在下部构造体上搭置建筑物单元时，将插入建筑物单元的柱子内部的螺栓与设在下部构造体中的阴螺纹部螺合操作，并将建筑物单元固定于下部构造体时，将所述螺栓安装在所述螺合操作前预设在建筑物单元的柱头的上部构造体安装用孔上，利用紧固工具将所述螺栓由所述柱头插入柱内并与所述阴螺纹部螺合，从而将建筑物单元的柱子与下部构造体固定。
全文摘要
在建筑物单元(12)中,将骨架构成材料的地板梁(22)与骨架构成材料的柱子(21)的下端部侧面接合,而将不属于骨架构成材料的屋顶嵌板(23)与柱子(21)的上端部侧面接合而成。
文档编号E04B1/348GK1195384SQ97190663
公开日1998年10月7日 申请日期1997年6月5日 优先权日1996年6月18日
发明者伊理知香, 大西克则 申请人:积水化学工业株式会社