JP6303085B2 - 多機能構造体およびそれを用いた建築物の耐震構造 - Google Patents

Description

本発明は、衛生設備および収納設備を備えた多機能構造体およびそれを用いた建築物の耐震構造に関する。

建物の外部や内部の壁、柱の耐力や剛性、ねばり強さを向上させ、建物の耐震性能を高める方法を耐震補強と呼ぶ。耐震補強の方法としては、耐震診断の結果に基づき、「耐力」を上げる、「変形性能」を上げる方法がある。耐力を上げるには、耐震壁（耐力壁）や鉄骨ブレースまたは鉄筋ブレース、クロスウォール等の耐震壁を増設する方法などがる。変形性能を向上させるには、柱を炭素繊維、鉄板などで補強する方法がある。耐震壁は耐震性上バランス良く計画する必要が重要である。コスト・工期・整合性・施工性等を総合的に判断し、最適な方法を選定する。耐震補強計画では，多くの場合、補強工事のみを単独で行うことは少なく、その他のリニューアルと同時に実施するケースがほとんどである。これは耐震補強工事の周辺工事（仕上げの撤去、復旧、建物利用者への配慮）との関連やサッシやガラス、設備機器、配管といった構造体以外の部材も更新することで、全体的な耐震性能のアップ、さらには建物全体の付加価値の向上が図れるといったメリットが大きいためといえる。しかし、リニューアル工事の場合、住宅では少子高齢化の影響で、世帯形態の変化やライフスタイルの多様化により、部屋数の要求が減り、部屋を解体し、大きな間仕切り壁のない部屋にリニューアルする傾向が顕著になっている（例えば特許文献１）。その傾向に伴い大きな部屋をとると、柱や耐力壁の量が少なくなり、耐震性が低くなる。吹き抜けなども、耐力壁が少なくなるため、耐震性が低下する傾向がある。リビングなど南面に大きな部屋を設ける場合、南面は、衛生設備が集中する北面に比べて耐力壁が少なくなり、耐力壁の配置が北側に偏りずれが生じ、地震力をうけた場合壊れやすくなる。そのため、改修工事による柱や間仕切壁を取り払うことで補強工事が難しく、工期と費用がかかり、部分的な改修のみに止まっているのが現状である。

特許第４６９１１９４号公報

不良ストック化が懸念される古い建築物を耐震化し、今後も利用可能な優良ストックとして再生させることは、資産の有効活用という経済的な面だけでなく、地震による建築物の倒壊等の被害から国民の生命、身体及び財産を保護するため、重要で意義のあることである。利用可能な優良ストックに再生させるために、世帯形態の変化やライフスタイルの多様化などの外的要因の変化に対応できるよう、リビングなど南面に大きな部屋を設ける場合、耐震的安全面において南面は衛生設備が集中する北面に比べて耐力壁が少なくなり、耐力壁の配置が北側に偏ることになり、耐震バランス悪くなる。また、コスト・工期・整合性・施工性等を総合的に判断し、耐震化が出来ない場合がある。

本発明は、買い手や借り手のつかない不良ストック化が懸念される古い建築物を安心して生活することができ、ライフスタイルの変化に柔軟に対応できるフレキシブルな優良ストックに再生することを解決すべき課題としている。

本発明の第１の態様は、隔壁によって囲繞された空間に設置された衛生設備と、前記隔壁の壁面の少なくとも一部と対面する位置に設置された収納設備と、前記隔壁と前記収納設備との隙間に設置された構造筋交いを備えた多機能構造体を提供する。また本発明の第２の態様は、多機能構造体を用いた建築物の耐震構造であって、前記建築物の居住空間に設置した前記多機能構造体の前記隙間の外側に配置された少なくとも一対の構造柱と前記構造筋交いを連結した耐震構造を提供する。

構造筋交いが設置された空間を耐力壁として利用することができる多機能構造体を住空間に据えれば、多機能構造体自体が耐震コアを形成し、建築物の耐震バランスが向上する。多機能構造体は、建築物の耐震化における工期・整合性・施工性等を総合的に改善し、耐震補強のコストダウンを実現する。

構造柱は、要求される耐震力もしくは意匠面での要求に応じて、隔壁と収納設備との隙間の内側もしくは外側に設置することができる。外側に設置する場合はより大きな耐震力を負荷することができ、多機能構造体の耐震コアとしての能力が向上する。これに対して内側に設置する場合は構造柱が露出しないという点で意匠面でのメリットが大きい。

構造柱は下端を建築物の基礎、上端を天井梁と連結する場合の他にも、上端を梁とは連結させずに多機能構造体の上部と梁の間で留め、上端同士を鋼材で連結するようにしてもよい。この場合、構造柱と鋼材で囲まれた空間が建築物の倒壊時の生存スペースとなり、シェルターとしての役割を果たす。

建築物が鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造の何れかの多階層建築物である場合は、各階層に設置した構造柱が鉛直方向に縦列するように配置することにより、低階層から高階層に至る連続した構造柱が形成され、耐震補強の効果が建築物全体にまで及ぶ。

本発明の多機能構造体もしくはそれを用いた建築物の耐震構造によれば、地震による建築物の倒壊等の被害から国民の生命、身体及び財産を保護することができるとともに、旧態化した住空間を世帯形態の変化やライフスタイルの多様化などの外的要因の変化に対応できるフレキシブルな住空間へと変貌させることができる。構造筋交い等の耐震構造に係る部材は多機能構造体の内部に囲い込まれ、ほとんど人目につくことがないため、従来の工法による場合のような圧迫感や違和感等をほとんど与えない。

多機能構造体の第１の実施形態を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ） 多機能構造体の第２の実施形態を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ） 多機能構造体の第３の実施形態を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ） 多機能構造体の第１の実施形態を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ） 多機能構造体の設置例を示す平面図

図１の多機能構造体１０は、洗面台１２、トイレ１４、洗濯機設置台１６、ユニットバス１８、システムキッチン２０、隔壁２２、収納家具２４、構造柱２６、構造筋交い２８によって構成されており、全体として箱型（ボックス状）の形状になっている。洗面台１２、トイレ１４、洗濯機設置台１６、ユニットバス１８は隔壁２２によって囲繞された空間の内側に設置されている。隔壁２２のうち最も大きな隔壁２２ａに面して洗面台１２、トイレ１４、洗濯機設置台１６が設置されており、その反対側にシステムキッチン２０が設置されている。システムキッチン２０の隣には冷蔵庫を設置するためのスペースが設けられている。

ユニットバス１８は４つの隔壁２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅによって囲繞された浴室に設置されている。このうち隔壁２２ｂには、洗面台１２、トイレ１４、洗濯機設置台１６が設置された脱衣スペースと浴室を行き来するための扉３０が設けられている。残り３つの隔壁２２ｃ、２２ｄ、２２ｅは平面視してコ字型に配置した収納家具２４によって取り囲まれている。収納家具２４ａは隔壁２２ｃの壁面と対面する位置に隙間３２ａを空けて設置されている。同様に収納家具２４ｂは隔壁２２ｄの壁面と対面する位置に、収納家具２４ｃは隔壁２２ｅの壁面と対面する位置にそれぞれ隙間３２ｂ、３２ｃを空けて設置されている。収納家具２４ａと収納家具２４ｂの間のコーナー部には収納家具２４ｄが設置されている。また収納家具２４ｂと収納家具２４ｃの間のコーナー部には収納家具２４ｅが設置されている。

構造柱２６は、多機能構造体１０の内部に設置された３本の柱２６ａ、２６b、２６cと、外部に設置された４本の柱２６d、２６ｅ、２６f、２６gで構成されている。７本の構造柱２６ａ、２６b、２６c、２６d、２６ｅ、２６f、２６gは、それぞれ下端が床下の基礎３４と連結され、上端が天井の梁３６に連結されている。構造柱２６ａと構造柱２６fには構造筋交い３８aが連結されている。同様に構造柱２６bと構造柱２６cには構造筋交い３８b、構造柱２６cと構造柱２６ｅには構造筋交い３８c、構造柱２６dと構造柱２６gには構造筋交い３８dがそれぞれ連結されている。

図２の多機能構造体４０は、図１の多機能構造体１０に対して構造柱が２本少ない５本のタイプのものである。多機能構造体４０では全ての構造柱４２が多機能構造体４０の内側に設置されているため、構造柱４２および構造筋交い４４が全く露出しない。これに伴い、多機能構造体１０では収納家具２４は構造筋交い３８dを通すため５箇所に区画していたが、多機能構造体４０では収納家具４６は３箇所に区画するだけでよい。

図３の多機能構造体５０は、図２の多機能構造体４０の構造柱の上端側が短いタイプのものである。構造柱５２の上端は梁３６には達しておらず、多機能構造体５０と梁３６の間に位置している。上端同士は鋼材５４で連結されている。

図４の多機能構造体６０は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造の多階層建築物の住空間に設置するタイプのものである。構造柱６２は、図２の多機能構造体４０のものより耐荷重が大きいものである必要があり、断面積が大型化するため、構造柱６２の設置スペースの分だけ収納家具６４ａ、６４b、６４c、６４dの奥行が小さくなる。構造柱６２aの上下には上階の住空間に設置された構造柱６２b、下階の住空間に設置された構造柱６２cが位置し、構造柱６２a、６２b、６２cは鉛直方向に縦列するように設置する。

図５は多機能構造体の設置方法の一例を示す。ここでは世帯形態の変化やライフスタイルの多様化などの外的要因の変化に対応できるように、可能な限り柱や間仕切壁を取り除き、更地のようになった住空間に多機能構造体を設置する。これにより、旧態化した住空間を世帯形態の変化やライフスタイルの多様化などの外的要因の変化に対応できるフレキシブルな住空間へと変貌させることができる。構造筋交い等の耐震構造に係る部材は多機能構造体の内部に囲い込まれ、ほとんど人目につくことがないため、従来の工法による圧迫感や違和感等をほとんど与えない。多機能構造体を住空間の中心に据えれば、耐震力が大幅に向上するだけでなく、その周囲にロ字型の回遊空間を創出することができる。回遊空間は人が自由に行き来できる連続した空間であり、これまでの間仕切りされた狭い空間では感じることのできなかった空間の広がりを提供するだけではなく、間仕切りによって分断された個人に同じ空間内で生活を営む機会を与え、家族間のコミュニケーションの場をも創出する。さらに多機能構造体は、工場生産された各部材を現場で組み合わせるだけで構築することができるので、在来木軸工法による改修に比べて工期の大幅な短縮とコストダウンが実現できる。

１０、４０、５０、６０ 多機能構造体
１２ 洗面台
１４ トイレ
１８ ユニットバス
２２ 隔壁
２４ 収納家具
２６ 構造柱
２８ 構造筋交い

Claims (3)

1. 隔壁によって囲繞された空間に設置された衛生設備と、
   前記隔壁の壁面の少なくとも一部と対面する位置に設置された収納設備と、
   前記隔壁と前記収納設備との隙間に設置された構造筋交い、
   を備えた多機能構造体を用いた建築物の耐震構造であって、
   前記構造筋交いが、前記建築物の床下の基礎と連結された構造柱に連結され、前記空間の少なくとも三方を囲繞する平面視してコ字型の前記隙間に設置されていることを特徴とする、
   耐震構造。
2. 隔壁によって囲繞された空間に設置された衛生設備と、
   前記隔壁の壁面の少なくとも一部と対面する位置に設置された収納設備と、
   前記隔壁と前記収納設備との隙間に設置された構造筋交い、
   を備えた多機能構造体を用いた建築物の耐震構造であって、
   前記構造筋交いが、前記建築物の床下の基礎と連結された構造柱に連結され、
   前記多機能構造体の前記隙間の内側に配置された少なくとも一対の前記構造柱と連結されていることを特徴とする、
   耐震構造。
3. 前記一対の構造柱の上端が前記多機能構造体の上部と前記建築物の梁の間に位置し、上端同士を鋼材で連結した、
   請求項１または２に記載の耐震構造。

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