專利名稱：鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由柱和梁構(gòu)成的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
圖37為表示根據(jù)由鋼架材料組成的柱和梁構(gòu)成的普通框架結(jié)構(gòu)體的主體結(jié)構(gòu)模型。例示的結(jié)構(gòu)體通過在基礎(chǔ)1上立設(shè)柱2，在各柱2之間橫架了2層的梁3(3a)和3層的梁3(3b)，還在柱2的上端橫架屋頂梁3(3c)而構(gòu)成。
即，以往，當(dāng)構(gòu)筑如圖所示的2層建筑或3層建筑規(guī)模的主體結(jié)構(gòu)時，將承擔(dān)水平負(fù)荷與垂直負(fù)荷的、結(jié)構(gòu)上最重要的柱(俗稱的柱)2從下樓層連續(xù)向最上層立設(shè)，并通過在各柱2的側(cè)面突設(shè)各樓層間的梁3的端部而進行剛接合，從而形成框架結(jié)構(gòu)體的做法較為普遍。于是，相對梁3而優(yōu)先考慮柱2的連續(xù)性的接合結(jié)構(gòu)被稱作“柱優(yōu)接合”。
對于將由鋼架材料構(gòu)成的柱2和柱3按柱優(yōu)接合的方法，例如在下述文獻等公開了其詳細(xì)內(nèi)容。
日本特開昭59-179945號公報日本特開平01-43637號公報日本特開平05-148894號公報日本特開平05-179702號公報日本特開平05-209434號公報但是，在如上所述的柱優(yōu)主體結(jié)構(gòu)中，柱2從下樓層延續(xù)至上樓層，各樓層的柱2在同一平面上，因此若根據(jù)某一層的房間配置確定柱2位置，其余層的柱2位置也由此規(guī)定，所以也就限制了每層設(shè)計圖的自由度。進而，例如在圖37中，即使在2層的柱2的正下方設(shè)置壁面開口部9，也因在其位置具有與1層相同的柱2，所以由于該柱2的存在而產(chǎn)生無法設(shè)置期望的壁面開口部9等不便性。
此外，在如上述的柱優(yōu)主體結(jié)構(gòu)中，如上述各文獻所示，在柱2上普遍采用方形鋼管。圖38為表示采用由方形鋼管構(gòu)成的柱2的框架結(jié)構(gòu)體的平面構(gòu)成。由方形鋼管構(gòu)成的柱2在X方向和Y方向上具有相同的截面性能，因此通過采用這種柱2，可以形成一根柱2承擔(dān)起X方向和Y方向兩向的水平負(fù)荷的雙方向框架結(jié)構(gòu)體。
但是，如上所述，一根柱2在X方向和Y方向上都具備水平耐力的雙方向框架機構(gòu)體中，例如在圖38中，在中間的柱2a和與此相對的柱2b之間一定需要設(shè)置梁3e，且在X方向的梁3f和Y方向的梁3g交叉部也總要設(shè)置柱2c。因此，在設(shè)計柱2和梁3的定位中心時，加大了設(shè)計上的限制。
此外，在這種雙方向框架結(jié)構(gòu)體中，為提高柱2的截面性能，必須要加大該柱2的截面尺寸，但在這種情況下，如圖38所示，柱2向梁3的寬度方向突出，而產(chǎn)生無法將柱容納到壁體內(nèi)等弊端。
進而，方形鋼管具有封鎖形的截面，因此為在其側(cè)面上接合梁3，需要對接合面進行復(fù)雜加工，或焊接各種輔助部件。
本發(fā)明就是為了改善現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)中的上述問題而研制的，其目的在于，提供一種鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，提高了柱和梁配置的設(shè)計自由度高，因此減小了對房間配置和開口部的配置上的限制。并且本發(fā)明的目的在于，在上述主體結(jié)構(gòu)中，根據(jù)經(jīng)濟的部件截面設(shè)計來確保足夠的構(gòu)造耐力，進而有效形成各部件的接合結(jié)構(gòu)，而提高施工性。

發(fā)明內(nèi)容
為達成上述目的，本發(fā)明的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成為將由鋼架材料構(gòu)成的柱和梁進行接合而構(gòu)成2樓層以上，其特征在于，承擔(dān)垂直負(fù)荷及水平負(fù)荷的柱的材料長度被瓜分到各樓層，并通過將柱和梁接合成各樓層之間的梁的連續(xù)性優(yōu)先于柱的柱優(yōu)接合狀態(tài)，各樓層的柱可分別單獨地配置到梁的任意位置上，同時上述柱和梁的接合部通過將柱的強軸方向與梁的材料軸方向平行地剛接合，形成只在各梁的材料軸方向上具備水平耐力的單向框架結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該基本構(gòu)成，因各層的柱與柱之間貫穿了梁，所以無需像現(xiàn)有的柱優(yōu)主體結(jié)構(gòu)那樣使各層的柱位置一致，因此變換各層的柱的位置，例如可提高在2層的柱的正下方設(shè)置窗戶等開口部等設(shè)計上的自由度。且，上樓層的柱的根數(shù)減少到少于下樓層的柱的根數(shù)，因此可更自由地設(shè)計平面設(shè)計圖，同時可實現(xiàn)提高插入柱的作業(yè)的施工性和降低部件成本。
此外，根據(jù)上述基本構(gòu)成，因通過組合柱的強軸方向和梁的材料軸方向一致的單向框架而構(gòu)筑了主體結(jié)構(gòu)，所以在一根柱上的至少只在一個方向上接合了梁便足以，而無需如雙向框架般在一根柱上接合兩個方向以上的梁。其結(jié)果，無需一定要在X方向的梁和Y方向的梁交叉的角部或T字形部配置柱，從而可對X方向的梁則在其X方向的任意位置上，另一方面，對Y方向的梁則在其Y方向的任意位置上，配置柱。由此，例如在平面設(shè)計中已預(yù)先確定了開口部等位置，所以可在除此以外的位置上配置柱的、自由度很高的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。且，還可設(shè)計出在轉(zhuǎn)角部沒有柱的、橫截面為L字形的窗戶等布局。
而且，為了提高如上述的單向框架結(jié)構(gòu)的性能，應(yīng)僅在梁的材料軸方向上增大柱的截面尺寸，而無需在梁的寬度方向增大，因此還很容易將柱容納到壁體內(nèi)。
進而，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)作為涉及組合兩個以上的上述的主體結(jié)構(gòu)體的錯層式主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，還可以采用將第一主體結(jié)構(gòu)、和至少有一部分的樓層間的梁的高度與上述第一主體結(jié)構(gòu)體不同的第二主體結(jié)構(gòu)體相鄰配置，這兩個主體結(jié)構(gòu)體的最下部的梁彼此和最上部的梁彼此分別被一體連接，同時在兩個主體結(jié)構(gòu)體的相鄰部上以梁優(yōu)先的方式將共用于兩個主體結(jié)構(gòu)體的柱接合到各主體結(jié)構(gòu)體的各樓層間的梁上的構(gòu)成。
此外，作為涉及相同錯層式主體結(jié)構(gòu)的其他構(gòu)成，還可以采用通過錯層區(qū)段而將第一主體結(jié)構(gòu)體和至少一部分的樓層間的梁的高度與上述第一主體結(jié)構(gòu)體不同的第二主體結(jié)構(gòu)體相鄰配置，這些兩個主體結(jié)構(gòu)體的最下部的梁彼此和最上部的梁彼此分別被一體連接，同時在上述錯層區(qū)段上立設(shè)通柱，兩個主體結(jié)構(gòu)體的各樓層間的梁延伸至上述錯層區(qū)段，從而以梁優(yōu)先或柱優(yōu)先的方式接合到上述通柱上的構(gòu)成。
根據(jù)這些構(gòu)成，樓層間的梁的高度不同的各主體結(jié)構(gòu)體分別構(gòu)成了梁優(yōu)先的框架結(jié)構(gòu)體，因此在每個主體結(jié)構(gòu)體上容易進行結(jié)構(gòu)計算，從而部件設(shè)計變?nèi)菀住Ｇ?，即使在設(shè)置于兩個主體結(jié)構(gòu)體的連接部分的樓梯和設(shè)置于其樓梯周圍的梁的高度等上發(fā)生設(shè)計變化，也不必對周邊的部件進行復(fù)雜的規(guī)格變換，而可以簡單地移動柱和梁的位置。
特別是，當(dāng)采用通過設(shè)置于錯層區(qū)段的通柱連接兩個主體結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成時，各主體結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)獨立性變得更加明確，同時容易避免由于地震時的振動而搖動錯層區(qū)段的外壁而脫離主體結(jié)構(gòu)體等情況。
作為構(gòu)成上述主體結(jié)構(gòu)的主要部件的截面結(jié)構(gòu)，梁優(yōu)選由具備豎立的腹板和上下2個法蘭的H形鋼構(gòu)成，且承擔(dān)起垂直負(fù)荷及水平負(fù)荷的柱優(yōu)選由至少在強軸方向的一部分具有開放形截面的腹板的鋼材或該鋼材的組合體構(gòu)成。
并且，作為這些柱和梁的接合結(jié)構(gòu)，優(yōu)選在梁的法蘭上以規(guī)定間隔形成多個螺栓孔，而在柱的端部焊接其大小不超過梁的法蘭寬度的接合板，因此在該接合板上也形成螺栓孔，并通過上述各螺栓孔以高強度螺栓螺接柱的接合板和梁的法蘭，使柱和梁被鋼接合。
根據(jù)這種部件選定和接合結(jié)構(gòu)的采用，可將具備必要的截面性能的柱和梁調(diào)到低成本，且這些部件彼此的接合作業(yè)也變得更加簡單，從而提高了施工性。
在上述主體結(jié)構(gòu)中，為了將在上部或下部接合了柱的梁的側(cè)部(所謂面板區(qū)段)加勁，連接在該梁的上下法蘭之間的加勁部件優(yōu)選至少要在符合上述柱的強軸方向的截面尺寸的范圍內(nèi)安裝。作為加勁部件，除了通過焊接固定在梁的上下法蘭及腹板的側(cè)面上的加強板以外，還可以在添設(shè)于梁的上下法蘭及腹板的側(cè)面上的截面為溝槽形的部件上設(shè)置與上述加強板相同的加強筋。這種架勁部件還可以形成與梁分開的單元，并借助于高強度螺栓螺接到梁的凹部上。
此外，根據(jù)上述主體結(jié)構(gòu)，無需在轉(zhuǎn)角部和T字部對梁彼此進行剛接合。因此，相互正交的梁彼此，可進行將固定于一側(cè)梁的側(cè)面的加強板和另一側(cè)梁的腹板的對接部分通過添設(shè)于該對接部分的續(xù)接板以高強度螺栓螺接的、所謂銷釘接合。由此，梁彼此的接合簡單，且不會在梁的法蘭的上下方突出接合板和高強度螺栓等，因此主體結(jié)構(gòu)體和墻壁材料或地板等的連接也變得簡單。
再者，根據(jù)柱配置以外的結(jié)構(gòu)要求，會有不得不將正交的梁彼此進行剛接合，以便傳遞梁的彎曲應(yīng)力的情況。在這種情況下，在梁的上下法蘭的對接部分也添設(shè)續(xù)接板，從而可通過高強度螺栓連接進行接合。
當(dāng)不想在梁的法蘭的上下方突設(shè)續(xù)接板和高強度螺栓時，可將在各梁的材料軸方向上延伸規(guī)定尺寸的量的腹板以橫截面為L字、T字、或十字狀焊接而成的正交腹板、和在各梁的材料軸方向上延伸規(guī)定尺寸的量的上下方的各法蘭分別通過一張鋼板形成的正交法蘭，通過預(yù)先焊接固定為一體而形成的正交梁單元連接，將該正交梁單元的正交腹板及正交法蘭、和各梁的腹板及法蘭，分別通過續(xù)接板進行高強度螺栓連接而剛接合。若采用這種連接結(jié)構(gòu)，還可將彎曲應(yīng)力傳遞到梁彼此的正交部，同時用于接合梁彼此的板和螺栓等不會突出到梁的正交部，因此也很容易將柱立設(shè)在該正交部的正下方或正上方。
此外，根據(jù)上述主體結(jié)構(gòu)，承擔(dān)水平負(fù)荷的柱相對梁進行剛接合，因此對于不承擔(dān)水平負(fù)荷的間柱，則相對梁進行梁優(yōu)先的銷釘接合為好。由此，可減小間柱的截面尺寸，同時還可緊湊地容納間柱和梁的接合部。
此外，在上述主體結(jié)構(gòu)中，通過將從由預(yù)制混凝土構(gòu)成的地板的緣端部突出的地板接合板載架到梁的法蘭而進行高強度螺栓連接，可在被梁圍住的水平構(gòu)面內(nèi)形成地面。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不必進行復(fù)雜加工就容易地將地板接合到梁上，同時利用地板自身的面內(nèi)剛性，可確保被梁圍住的水平面上的充分的剛性。還在對該樓層的地板施工之后，可將其地板作為作業(yè)基礎(chǔ)而將該樓層的柱立設(shè)到梁上，因此還具有良好的作業(yè)性能。
此外，在上述主體結(jié)構(gòu)中，可通過適當(dāng)?shù)陌惭b部件將外壁材料安裝到梁的法蘭上。在這種情況下，以連接到由柱及梁構(gòu)成的主體結(jié)構(gòu)免面的外側(cè)的狀態(tài)，或以與主體構(gòu)面外側(cè)分開的狀態(tài)支撐外壁部件?；蛘?，可將外壁材料安裝到由柱及梁構(gòu)成的主體構(gòu)面內(nèi)。
此外，在上述主體結(jié)構(gòu)中，還可以在梁的寬度方向上的中央部分形成用于接合柱的區(qū)段，側(cè)緣部分形成用于接合地板或外壁材料的區(qū)段，在上述各區(qū)段上以規(guī)定間隔直列地形成螺栓孔。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因在梁的法蘭上劃分了用于接合柱的區(qū)段和用于接合地板及外壁材料的區(qū)段，從而可避免用于這些接合的各種板類型及螺栓類型相互干擾。因此，可與地板和外壁材料的容納狀況無關(guān)地設(shè)定柱的位置，從而進一步提高結(jié)構(gòu)體的設(shè)計自由度。
對于上述主體結(jié)構(gòu)的最下部，可將其接合到由鋼筋混凝土構(gòu)成的基礎(chǔ)梁上。該基礎(chǔ)梁具備沿著基礎(chǔ)梁的軸方向上下一對的橫主筋、在基礎(chǔ)梁的軸方向相隔一定間隔進行配置，且連接上述橫主筋之間的多根箍筋、根據(jù)需要配置在上述箍筋的中間部的腹筋，且在柱的接合位置上配置了以相隔一定間隔配置于基礎(chǔ)梁的寬度方向的2根一組的地腳螺栓，以便跨過上側(cè)的橫主筋。
通過如此構(gòu)成基礎(chǔ)梁，在2層建筑或3層建筑的主體結(jié)構(gòu)體上不必過分增大基礎(chǔ)梁的寬度，而節(jié)約配筋量和混凝土量，可確保實用上充分的基礎(chǔ)強度。且，即使不采用復(fù)雜的模板輔件，也可僅通過必要的簡單作業(yè)而將用于接合柱的地腳螺栓配置在任意位置上，從而提高了模板加工的施工性能。
對于上述主體結(jié)構(gòu)的最下部，也可將這些接合到由H形鋼構(gòu)成的基礎(chǔ)梁上，并通過混凝土來覆蓋該基礎(chǔ)梁周圍。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)梁與柱的接合也可以與上部結(jié)構(gòu)的柱與梁的相同方接合，因此可統(tǒng)一作業(yè)內(nèi)容，從而實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)的效率化。且，與在現(xiàn)場構(gòu)筑鋼筋混凝土制的基礎(chǔ)梁的方法相比，可使制定基礎(chǔ)梁的頂端水平的作業(yè)和穿心的調(diào)整作業(yè)、以及制定地腳螺栓的位置作業(yè)等變得簡單，從而可在短時間內(nèi)設(shè)置基礎(chǔ)梁。希緊螺栓孔因預(yù)先在工廠形成，所以還提高了施工精度。進而，澆注于基礎(chǔ)梁周圍的混凝土防止該基礎(chǔ)梁生銹，同時增加了基礎(chǔ)全體的重量，從而提高了穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明的實施方式的基本主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
圖2為從平面圖上看到的述主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
圖3為表示組合了上述主體結(jié)構(gòu)體的錯層式主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
圖4為同樣地表示錯層式的其他主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
圖5為表示作為本發(fā)明的實施方式的由H形鋼構(gòu)成的柱和由H形鋼構(gòu)成的梁的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖6為表示作為本發(fā)明的實施方式的由H形鋼構(gòu)成的柱中接合板的變形例的透視圖。
圖7為同樣地表示由H形鋼構(gòu)成的柱中接合板的其它變形例的透視圖。
圖8為表示作為本發(fā)明的實施方式，將上述接合板固定到柱上的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖9為同樣地表示將上述接合板固定到柱上的其他結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖10為表示作為本發(fā)明的實施方式，涉及柱的結(jié)構(gòu)的其它示例的圖，即連接了2根H形鋼的柱的透視圖。
圖11為相同地表示涉及柱結(jié)構(gòu)的其它例的圖，即將加強筋焊接到大型H形鋼上的柱的橫截面。
圖12為相同地表示涉及柱結(jié)構(gòu)的其它例的圖，即將加勁材料焊接到方形鋼管上的柱的透視圖。
圖13為相同地表示涉及柱結(jié)構(gòu)的其它例的圖，即將加勁材料焊接到大型H形鋼上的柱的橫截面圖。
圖14為相同地表示涉及柱結(jié)構(gòu)的其它例的圖，即通過腹板板連接了2根方形鋼管的柱的透視圖。
圖15為表示作為本發(fā)明的實施方式的面板區(qū)段加勁單元的構(gòu)成的透視圖。
圖16為相同地表示接合在梁上下方的柱位置偏離時，面板區(qū)段加勁單元的使用例的側(cè)視圖。
圖17為表示作為本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)角部分的梁彼此的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖18為表示作為本發(fā)明的實施方式的在對梁彼此進行剛接合時使用的正交梁單元的構(gòu)成的透視圖。
圖19為表示上述正交梁單元和梁的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖20為表示作為本發(fā)明的實施方式的正交梁單元的其它實施方式的透視圖。
圖21為相同地表示正交梁單元的另外的實施方式的透視圖。
圖22為表示作為本實施方式的間柱的結(jié)構(gòu)的圖，即將橫截面為十字狀的延長部焊接到由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體的間柱的透視圖。
圖23為相同地表示間柱的其它結(jié)構(gòu)的圖，即將圓管構(gòu)成的延長部焊接到由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體的間柱的透視圖。
圖24為相同地表示間柱的其它結(jié)構(gòu)的圖，即將方管構(gòu)成的延長部焊接到由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體的間柱的截面圖。
圖25為相同地表示間柱的其它結(jié)構(gòu)的圖，即將由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體和接合板相互轉(zhuǎn)動45度的間柱的透視圖。
圖26為表示作為本發(fā)明的實施方式的用于將地板架設(shè)到主體結(jié)構(gòu)體上的基本結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖27為表示作為本發(fā)明的實施方式的被梁圍住的水平構(gòu)面內(nèi)配置地面板的俯視圖。
圖28為上述地面板的緣端附近的縱截面圖。
圖29為表示上述地面板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖30為表示作為本發(fā)明的實施方式的用于將外壁材料安裝到主體結(jié)構(gòu)體外側(cè)的基本結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖31為表示作為本發(fā)明的實施方式的將外壁材料安裝到主體結(jié)構(gòu)面內(nèi)的結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
圖32為表示作為本發(fā)明的實施方式的擴大梁的法蘭寬度而分割各部件的接合區(qū)域的主體結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成的透視圖。
圖33為表示圖32所示的主體結(jié)構(gòu)體中的梁彼此的接合部的側(cè)視圖。
圖34為作為本發(fā)明的實施方式支撐主體結(jié)構(gòu)體最下部的鋼筋制的基礎(chǔ)梁的透視圖。
圖35為作為本發(fā)明的實施方式支撐主體結(jié)構(gòu)體最下部的鋼筋制的基礎(chǔ)梁的截面圖。
圖36為表示圖35所示的基礎(chǔ)梁和柱的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖37為現(xiàn)有普通框架結(jié)構(gòu)體的主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
圖38為在上述現(xiàn)有普通框架結(jié)構(gòu)體的主體結(jié)構(gòu)模型上采用由方形鋼管構(gòu)成的柱時的俯視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
(主體結(jié)構(gòu)的基本模型)圖1為本發(fā)明的實施方式的基本主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
該主體結(jié)構(gòu)以如下順序構(gòu)成，即首先根據(jù)水平方向的設(shè)計將1層的柱20a立設(shè)到基礎(chǔ)梁10上，將2層的地梁30a架設(shè)到該1層的柱20a的上端部，接著將2層的柱20b立設(shè)到2層的地梁30a上，將3層的地梁30b架設(shè)到該2層的柱20b的上端部，在同樣地立設(shè)3層的柱20c，將最上層的屋頂梁30c架設(shè)到3層的柱20c的上端部。其中示出的各樓層的柱20(20a，20b，20c)為承擔(dān)垂直負(fù)荷和水平負(fù)荷的柱。由此，構(gòu)成了各樓層間及最上部的梁30(30a，30b，30c)向水平方向延續(xù)的梁優(yōu)先的主體結(jié)構(gòu)體。
再者，在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，由混凝土構(gòu)成的連續(xù)基礎(chǔ)和固定于基礎(chǔ)上的臥木等橫架材料在結(jié)構(gòu)模型上也可看作相當(dāng)于最下部的梁的部件，當(dāng)將此與其它梁30區(qū)別時稱作基礎(chǔ)梁10。
圖2為從平面圖上看到的上述主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
在該示意圖中例示了由H形鋼構(gòu)成的柱20(20x，20y)，但各柱20將H形鋼的強軸方向即腹板的長度方向與梁30(30x，30y)的材料軸方向平行地剛接合到梁30上。即，相對X方向(圖示為左右方向)，根據(jù)以X方向配置的梁30x和同樣地以X方向配置強軸方向的柱20x，而相對Y方向，則根據(jù)以Y方向配置的梁30y和同樣地以Y方向配置強軸方向的柱20y，形成了只在各梁30的材料軸方向具備水平耐力的單向框架。
在該主體結(jié)構(gòu)體中，柱20被分割到各樓層之間，各樓層的柱20可分別單獨地配置到梁30的任意位置上。因此，如圖1所示，可將1層的壁面開口部90設(shè)置在2層的柱20b的正下方位置。且，如圖2的圓內(nèi)所示，也可在梁30彼此的交叉部中除去柱。梁30彼此在該交叉部中的接合為銷釘接合。
(主體結(jié)構(gòu)的組合)圖3為表示組合了兩個以上圖1所示的主體結(jié)構(gòu)體的錯層式主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
該主體結(jié)構(gòu)體組合了位于附圖左側(cè)的第一主體結(jié)構(gòu)體A和位于附圖右側(cè)的第二主體結(jié)構(gòu)體B，且基礎(chǔ)梁10及屋頂梁30f遍布兩個主體結(jié)構(gòu)體A，B連接成一體，但兩個主體結(jié)構(gòu)體A，B的2層的地梁30e，30d的高度互不相同。
兩個主體結(jié)構(gòu)體A，B的的相鄰部共用在兩個主體結(jié)構(gòu)體A，B的柱20堆積支撐第二主體結(jié)構(gòu)體B的地梁30d的柱20d、支撐第一主體結(jié)構(gòu)體A的2層地梁30e的柱20e、以及支撐兩個主體結(jié)構(gòu)體A，B的屋頂梁30f的柱20f而構(gòu)成，且該柱20d，20e，20f和各梁30d，30e，30f的接合部都以梁優(yōu)先的方式剛接合。
在這種梁優(yōu)先的框架結(jié)構(gòu)體中，無需將相鄰部的柱20(20d，20e，20f)遍及上下層而配置到同軸上，而可移動其一部分的柱20的位置。例如，如圖3中的點劃線和箭頭所示，可只將最下級的柱20d和最上級的柱20f向右錯開。并且，即使如此地移動一部分的柱20，也無須更該其它樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計和平面設(shè)計圖。
此外，如該圖所示，也可以與相鄰部的柱20(20d，20e，20f)接合而或改變雙方的地梁30d，30e的高度，在這種情況下，只改變在相鄰部所共用的柱20(20d，20e，20f)的分割尺寸即可。這些柱20和梁30的接合部，即使相互位置關(guān)系發(fā)生變化也可采用同樣的連接結(jié)構(gòu)。
圖4為表示組合了兩個以上圖1所示的主體結(jié)構(gòu)體的錯層式的其他主體結(jié)構(gòu)模型的示意圖。
位于附圖左側(cè)的第一主體結(jié)構(gòu)體C為3層建筑，位于附圖右側(cè)的第二主體結(jié)構(gòu)體D為2層建筑，且兩個主體結(jié)構(gòu)體C，D的中間地梁30(30g，30h，30j)的高度不同?；A(chǔ)梁10及屋頂梁30k遍布兩個主體結(jié)構(gòu)體C，D被連接成一體，但其余的地梁30(30g，30h，30j)相對構(gòu)成各主體結(jié)構(gòu)體C，D的柱20以梁優(yōu)先方式接合。
在兩個主體結(jié)構(gòu)體C，D之間設(shè)置了用于設(shè)置樓梯91的錯層區(qū)段S。在該錯層區(qū)段S上立設(shè)了通柱200，使其從基礎(chǔ)梁10至屋頂梁30k位于同軸上。并且，各主體結(jié)構(gòu)體C，D的地梁30g，30h，30j延伸至錯層區(qū)段S，接合到該通柱200上。在例示的主體結(jié)構(gòu)模型中，通柱200被分為上下兩個部分，并夾持從第二主體結(jié)構(gòu)體D延出的2層的地梁30j而以梁優(yōu)先方式接合到其上下方。
在該主體結(jié)構(gòu)模型中，第一主體結(jié)構(gòu)體C和第二主體結(jié)構(gòu)體D形成分別獨立的梁優(yōu)先結(jié)構(gòu)，因此各主體結(jié)構(gòu)體C，D的結(jié)構(gòu)獨立性更明確。且，在兩個主體結(jié)構(gòu)體C，D之間設(shè)置錯層區(qū)段S，并通過在該錯層區(qū)段S設(shè)置樓梯91，使樓梯91周圍的梁的配置和移動也變得容易。而且，在立設(shè)于錯層區(qū)段S的通柱200上接合從各主體結(jié)構(gòu)體C，D延出的地梁30g，30h，30j，所以可避免因地震時的振動而搖動錯層區(qū)段的外壁而脫離主體結(jié)構(gòu)等情況。
(柱和梁)對構(gòu)成如上所述的主體結(jié)構(gòu)模型的柱20和梁30的部件形狀、及其接合結(jié)構(gòu)進行說明。
圖5為表示作為本發(fā)明的實施方式的柱20和梁30的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，原則上在梁30上采用H形鋼。在由H形鋼構(gòu)成的梁30的上下方的法蘭31上以預(yù)先規(guī)定的間隔沿著其材料軸方向形成了2列螺栓孔311。該螺栓孔311用于將柱20和其它部件接合到梁30上時。螺栓孔311的配置間隔基于設(shè)計模型等適當(dāng)決定在數(shù)cm～數(shù)十cm的范圍內(nèi)。
此外，對于柱20的承擔(dān)垂直負(fù)荷和水平負(fù)荷的柱20采用H形鋼，或采用屬于此的部件即至少在強軸方向的一部分具有開放性截面的腹板22的鋼材。由H形鋼構(gòu)成的柱20的強軸方向成為腹板22的面內(nèi)方向。在柱20的端部預(yù)先焊接了其大小不超過梁30的法蘭寬度的接合板23。該接合板23形成跨過柱20的兩個法蘭21，再向柱20的強軸方向延出的大致長方形狀。
在接合板23上預(yù)先形成了與形成于梁30的法蘭31的螺栓孔3兒對應(yīng)的多個螺栓孔231(參照圖6)。并且，使柱20的腹板22與梁30的材料軸方相配，將柱20的接合板23對接到梁30的法蘭31上，通過上述各螺栓孔231，311以高強度螺栓80螺接柱20的接合板23和梁30的法蘭31，將柱20和梁30剛接合。
圖6為表示由H形鋼構(gòu)成的柱20中接合板23的變形例。在該實施方式中，2張接合板23以被分割的狀態(tài)安裝到柱20的兩個法蘭21上。各接合板23將其中心位置大致與柱20的法蘭21相對應(yīng)地焊接到各法蘭21和腹板22的一部分。
圖7為表示接合板23的另一變形例。在該方式中，接合板23跨過柱20的兩個法蘭21而被安裝為一體，又在該接合板23的沿著腹板22的側(cè)緣部形成了大致為矩形的切口部232。切口部232還可以不在腹板22的兩側(cè)，而只在腹板22的一側(cè)形成。該切口部232用于后述的地面板的接合上。
圖8為表示將上述接合板23固定到柱20上的結(jié)構(gòu)。在該方式中，柱20的法蘭21的端部借助于對接焊接211而固定到接合板23的表面。將法蘭21的頂端作為切斷為斜面的坡口，在內(nèi)側(cè)固定墊板212，從外側(cè)進行對接焊接211。因要固定墊板212，所以在腹板22的兩端切入了半圓形狀的荷葉邊213。且，腹板22的中間部分通過余量焊接233固定到接合板23上。該對接焊接的接合強度高，還可適用于大型的建筑物。
圖9為表示將上述接合板23固定到柱20上的另一固定結(jié)構(gòu)。在該方式中，接合板23取代對接焊接，而以余量焊接233橫跨腹板22和法蘭21全周而固定。根據(jù)該固定結(jié)構(gòu)，只要至少中層左右的建筑物便具有充分的強度，從而與對接焊接相比，能以低成本制造。且，無需加工荷葉邊和固定墊板的作業(yè)，因此具有良好的作業(yè)性能。
圖10～14為表示涉及柱20的結(jié)構(gòu)的另一示例的圖。在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，由在強軸方向的一部分具有開放形截面的腹板的鋼材、或該鋼材的復(fù)合體構(gòu)成的柱20為如下狀態(tài)的柱。
圖10所示的柱20，使2根H形鋼以這些腹板22并列到同一軸上的方式相鄰，且將接合板23分別焊接到與這些各H形鋼的法蘭21對應(yīng)的端部。在兩個H形鋼的相鄰的法蘭21上焊接了跨過這兩個法蘭31的接合板23，并通過該接合板23將兩個H形鋼連接成一體。
圖11所示的柱20，使用腹板22尺寸為上述圖10所示的H形鋼的2倍左右的大型的H形鋼，并在其腹板22的中央兩面上與法蘭21平行地焊接了加強筋24。在該柱20的端部焊接了包含H形鋼及加強筋24的全截面的接合板23。在該接合板23上設(shè)置了如圖7所示的沿著腹板22的切口部232。
圖12所示的柱20，通過焊接將由腹板22和法蘭21構(gòu)成的T字形截面的加勁材料252固定在由方形鋼管構(gòu)成的中心材料251所相對的兩個側(cè)面上。中心材料251可使用圓形鋼管。加勁材料252的腹板22夾著中心材料251的中心而并列在同一軸上。在該柱20的端部也焊接了包含中心材料251和加勁材料252的全截面的長方形狀的接合板23。在該接合板23上也可設(shè)置如圖7所示的沿著腹板22的切口部232(省略圖示)。
圖13所示的柱20，使用如圖11所示的具有大型腹板22的H形鋼，并在其腹板22的中央兩面上通過焊接固定了截面為溝槽形的加勁材料253。夾持腹板22而相對的加勁材料253形成與圖12所示的柱20的中心材料251相同的中心部。該中心部還可相對截面為半圓形狀的加勁材料，構(gòu)成為圓筒狀。在該柱20的端部也焊接了包含全截面的長方形狀的接合板23。
圖14所示的柱20，通過配置于其中間的腹板材料255將由2根方形鋼管構(gòu)成的中心材料254連接成一體。腹板材料255通過焊接或通過安裝板256的螺栓連接而固定到中心材料254的側(cè)面上。在腹板材料255，為了使全體更輕而形成了多個孔256。在各中心材料254的端部接合了略細(xì)于中心材料254的圓管256，且在該圓管256的端部焊接了接合板23。中心材料254可使用圓形鋼管。
這些柱20都具有強軸方向的腹板22，其腹板22形成直線狀，即截面為開放形的形狀。使該腹板22與梁30的材料軸方向一致，通過將焊接于端部的接合板以高強度螺栓80連接到梁30的法蘭31上，對柱20和梁30進行了剛接合。若采用這種結(jié)構(gòu)，可增大包含梁30的材料軸的單向框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)耐力。因此，很容易擴大柱30的配置間隔，或加高層高，從而進一步提高涉及柱20的配置的設(shè)計自由度。
(面板區(qū)段的加勁結(jié)構(gòu))框架結(jié)構(gòu)的柱20和梁30的接合部區(qū)域被稱作面板區(qū)段。因集中負(fù)荷作用于該面板區(qū)段上，所以需要將梁30的法蘭變形，或為防止腹板32被屈曲而要給面板區(qū)段加勁。
作為在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中的面板區(qū)段的加勁結(jié)構(gòu)，有如圖5所示，將與梁30的材料軸正交的加強板33安裝到梁30的上下方的法蘭31之間的結(jié)構(gòu)。加強板33以與柱20的法蘭21的間隔對應(yīng)的寬度至少配置在2處以上，并通過焊接固定到梁30的腹板32的兩側(cè)面及上下方的法蘭31的內(nèi)面。當(dāng)柱20接合到梁30上下方的位置有偏移時，加強板33被安裝到分別與上側(cè)及下側(cè)的各柱20的法蘭21對應(yīng)的位置上。
圖15為表示作為面板區(qū)段加勁結(jié)構(gòu)的另一實施方式，將面板區(qū)段的加勁部件形成單元化，從而可后裝到梁30的構(gòu)成。面板區(qū)段加勁單元34具有通過垂直加勁板342結(jié)合了上下一對水平加勁板341的大致溝槽形的形狀，并分別使上下水平加勁板341沿著梁30的上下各法蘭31內(nèi)側(cè)，垂直加勁板342沿著梁30的腹板32的側(cè)面而形成。相當(dāng)于上述加強板33的垂直方向的加強筋343以與柱20的法蘭21的間隔對應(yīng)的寬度至少焊接在被上下方的水平加勁板341和垂直加勁板342圍住的側(cè)面部的2處部位。在上下方的各水平加勁板341上形成了與形成于梁30的法蘭31的螺栓孔311配合的多個螺栓孔344。
該面板區(qū)段加勁單元34，如圖所示，被墊在梁30的面板區(qū)段，并利用形成于水平加勁板341的螺栓孔344，借助于高強度螺栓80將梁30的法蘭31及柱20的接合板23連接成一體。
如圖16所示，當(dāng)接合在梁30的上下方的柱20的位置有偏移時，可以遍及上下雙方的柱20的位置的長度一體形成面板區(qū)段加勁單元34。在這種情況下，加強筋343被安裝在與上下雙方的柱20的法蘭21對應(yīng)的位置。
就這樣，若利用可后裝到梁30上的面板區(qū)段加勁單元34，可節(jié)省對梁30進行焊接加工的工時而實現(xiàn)降低成本，同時例如很容易與由于增改建筑物而導(dǎo)致的柱20的追加和柱20的位置變更對應(yīng)。
(梁彼此的接合部)本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)以只在梁30的材料軸方向上具備水平耐力的單向框架組合為基本模型。因此，在梁30彼此交叉的轉(zhuǎn)角部和T字部，原則上無需將梁30彼此剛接合，而銷釘接合便足以。且，無需一定要在梁30的交叉部的正下方設(shè)置柱20。
圖17為表示作為本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)角部分的梁30彼此的接合結(jié)構(gòu)的透視圖。在一側(cè)的梁30的側(cè)面通過焊接固定了加強板33，且該加強板33對接成與另一側(cè)的梁30的腹板32呈同一平面。并且，在該對接部分從兩側(cè)面添設(shè)了續(xù)接板35，并利用加強板33、腹板32的端部、以及預(yù)先形成于續(xù)接板35的螺栓孔(省略圖示)，由高強度螺栓80連接這些。
根據(jù)該接合結(jié)構(gòu)，無需將梁30的法蘭31彼此接合，因此可簡單地接合梁30彼此。且，在梁30的法31蘭的上下方?jīng)]有突出板類或螺栓類，因此當(dāng)在梁30上安裝外壁材料和地面板等時的連接也變得簡單。
但是，根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的全體形狀和柱20及梁30的位置關(guān)系等結(jié)構(gòu)問題，會有需要剛接合特定的梁30彼此而傳遞彎曲應(yīng)力的情況。在這種情況下，在交叉的梁30彼此的上下各法蘭31的對接部分也添設(shè)續(xù)接板35，并通過以高強度螺栓80連接，可剛接合。
當(dāng)未在剛接合了梁30彼此的部位的法蘭31的上下方突出板類和螺栓類時，可通過如圖18所示的正交梁單元36接合梁30彼此。例示的正交梁單元36具有將向2方向延伸的腹板焊接為在平面圖上為L字狀而形成一體的正交腹板362。正交腹板362在轉(zhuǎn)角部附近形成交叉為十字狀。在正交腹板362的上下兩緣焊接了由1張鋼板將向2方向延伸的法蘭形成為一體的仰視L字形的正交法蘭361。由正交腹板362和正交法蘭361構(gòu)成的截面形狀形成為與所接合的梁30的截面形狀相同。正交腹板362及正交法蘭361的交叉部延出的長度為數(shù)十cm至1m左右。
該正交梁單元36如圖19所示，將正交腹板362及正交法蘭361的端部對接到梁30的端部，并通過將梁30的腹板32及法蘭31分別通過續(xù)接板35以高強度螺栓80連接而接合。根據(jù)采用這種連接結(jié)構(gòu)，通過簡單的接合作業(yè)，可將梁30彼此的正交部剛接合。且，用于接合梁30彼此的板和螺栓等不會突出到交叉部的法蘭31上，因此如圖所示，很容易將柱20立設(shè)到該交叉部的正下方或正上方。
正交梁單元36如圖20及圖21所示，可構(gòu)成在平面圖上為十字狀和在平面圖上為T字狀。
(間柱)在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，原則上，承擔(dān)水平負(fù)荷的間柱40以梁優(yōu)先方式相對梁30進行銷釘接合。圖22～圖25為表示作為本發(fā)明的實施方式的間柱40的部件形狀和接合結(jié)構(gòu)的示例。
圖22所示的間柱40，在由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體41端部將橫截面為十字狀的延長部43通過尾板42接合到同軸上，且在該延長部43的端部焊接接合板44形成。延長部43焊接了一對山形鋼片，以便對接到這些棱角部彼此。接合板44形成為與間柱主體41的截面尺寸大致相同尺寸的正方形狀，并在其四角附近形成了螺栓孔441。利用該螺栓孔441，通過將接合板44以高強度螺栓螺接在梁30的法蘭31上，間柱40被銷釘接合在梁30上。而且，在附圖上例示了柱腳部分，但柱頭部分也相同。
圖23所示的間柱40，將圖22所示的間柱40的延長部變形為更堅固的結(jié)構(gòu)。該間柱40的延長部43由構(gòu)成間柱主體41的細(xì)于方形鋼管的圓管431、和沿著圓管431的軸方向焊接到圓管431的外面的加強筋片432構(gòu)成。加強筋片配置到4個部位，以便從圓管431的軸心看去形成各90度的中心角，且各加強筋片432的外緣部與接合板44的各邊的中央部對應(yīng)。該間柱40也與圖22所示的間柱40相同地利用焊接到延長部43的端部的接合板44而與梁30的法蘭31銷釘接合。
圖24所示的間柱40將圖23所示的間柱40的延長部43的圓管431置換成了方管433。方管433以向軸周圍轉(zhuǎn)動45度的姿勢接合到構(gòu)成間柱主體41的方形鋼管41上。并且，在方管433的各棱角部焊接了加強筋片432。在該間柱40上，也在延長部43的端部焊接了接合板44，并通過該接合板44將間柱40與梁30銷釘接合。
根據(jù)這些方式的間柱40，可使接合板44的尺寸與由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體41的截面尺寸相同，因此能以最小限度的大小在梁30側(cè)達到待確保的間柱40的接合空間。還可在接合板44的四角附近形成螺栓孔441，因此可避免螺栓孔441干擾位于梁30的中央的腹板32，在接合時的螺栓螺接作業(yè)也可順利進行。
圖25所示的間柱40，將間柱主體41的結(jié)構(gòu)變得更簡單，從而提高生產(chǎn)性和使結(jié)構(gòu)設(shè)計更容易。該間柱40由方形鋼管構(gòu)成的間柱主體41、和直接焊接到其端部的正方形狀的接合板44構(gòu)成，且間柱主體41從柱頭至柱腳形成了相同的截面形狀。還以向軸周圍轉(zhuǎn)動的姿勢焊接，使間柱主體41的側(cè)面相對接合板44的邊緣形成45度角。并且，將接合板44的相對的2邊與梁30的法蘭31的兩側(cè)緣一致的狀態(tài)接合到梁30上。
根據(jù)該構(gòu)成，間柱主體41的截面尺寸與接合板44的大小相比變小，但間柱主體41從柱頭至柱腳形成了相同截面形狀，因此作用于間柱40的軸方向的垂直負(fù)荷可順利地傳遞到梁30上。因此，涉及間柱40的結(jié)構(gòu)力學(xué)上的解析也變得簡單。且，構(gòu)成間柱40的部件的加工也變得極少，從而可抑制制造成本。且，可與在上述圖22～圖24所示的間柱40相同地在接合板44四角附近形成螺栓孔441，因此可以很容易地進行接合時的螺栓連接作業(yè)。
(地板)圖26為表示作為本發(fā)明的實施方式的用于在由柱20和梁30構(gòu)筑的主體結(jié)構(gòu)體上架設(shè)地板的基本結(jié)構(gòu)。地板由在內(nèi)部配置網(wǎng)狀鋼筋的預(yù)制混凝土制的地面板50形成。在地面板50的緣端部以水平方向突出了地面板接合板51，并在該地面板接合板51上形成了螺栓孔511。并且，在梁30的上法蘭31的上面載架了地面板接合板51，并通過以高強度螺栓80連接到法蘭31上，將地面板50固定到梁30上。
在梁30上接合了柱20的部分，如圖6所示，分割焊接于柱20端部的接合板23，或如圖7和圖11所示在接合板23上設(shè)置切口部232，從而確保用于載架地板接合板51的空間。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可統(tǒng)一從地面板50突出的地面板接合板51的高度，而直接將其地面板接合板51全部載架到梁30的上法蘭31上。因此，根據(jù)在梁30的載架位置，無需改變地面板接合板51的安裝高度，或利用隔板等進行高度調(diào)整，因此可提高施工性。且，不會在梁30上有柱20的接合板23和地面板接合板51相互干擾的現(xiàn)象，因此可與其前后順序無關(guān)地進行柱20對相同梁30的立設(shè)作業(yè)和地面板50的架設(shè)作業(yè)。
圖27為表示被梁30(30x，30y)圍住的水平構(gòu)面內(nèi)配置地面板50的俯視圖。在各地面板50上在其相對置的Y方向的2邊上，沿著其邊設(shè)置了多個地面板接合板51y，且這些地面板接合板51y載架到Y(jié)方向的梁30y上，從而分別固定成如上所述的狀態(tài)。還在與該Y方向正交的X方向的梁30相鄰的地面板50上，在X方向的邊的角部附近也設(shè)置了另外的地面板接合板51x，從而固定在X方向的梁30x上。就這樣，通過夾上地面板50的角部而分別在2方向的邊上設(shè)置地面板接合板51x，51y，對X方向及Y方向的任意方向的水平力，也能實現(xiàn)具備剛性的地結(jié)構(gòu)。
再者，圖中的標(biāo)號52為在相鄰的地面板50的接合面上設(shè)置溝槽狀的切入部而填充灰砂漿的開尾銷。由此，可實現(xiàn)相鄰的地面板50成為一體，從而將剪切力傳遞到兩個地面板50之間。
圖28和圖29表示地面板50的具體結(jié)構(gòu)。在地面板50內(nèi)配置了上下2層的X方向的鋼筋52x和Y方向的鋼筋52y，并在其X方向的上層的鋼筋52x兩端焊接埋板53，埋設(shè)在混凝土54內(nèi)。在埋板53的下面焊接了截面為L形的垂直端部板55，而其下端的水平片被焊接在X方向的下層鋼筋52x上。從該埋板53的外端部一體延出了接合在上述Y方向的梁30y的地面板接合板51y。還在埋板53的Y方向的端部也相同地一體延出了接合在前述X方向的梁30x的地面板接合板51。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的鋼筋52x，52y和地面板接合板51在結(jié)構(gòu)成形成一體，可得到具備很高的面內(nèi)剛性的地面板50。
再者，在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，取代上述的預(yù)制混凝土制的地面板50，通過由ALC(起泡輕量混凝土)構(gòu)成的地面板載架到梁30的法蘭31上，可形成地板。在這種情況下，為了確保圍住梁30的構(gòu)面的水平剛性，需要并用水平放置。
(外壁)圖30為表示作為本發(fā)明的實施方式的用于在由柱20和梁30構(gòu)筑的主體結(jié)構(gòu)體上安裝外壁材料60的基本結(jié)構(gòu)。外壁材料60以恰當(dāng)?shù)拇笮”幻姘寤?，在其里面預(yù)先安裝了安裝件61。將該安裝件61載架到梁30的上法蘭31的外側(cè)緣部，并通過與上法蘭31螺栓連接，將外壁材料60固定到主體結(jié)構(gòu)體上。
在例示的結(jié)構(gòu)中，在由柱20和梁30構(gòu)成的主體構(gòu)面的略靠外側(cè)，以對接到該主體構(gòu)面的狀態(tài)安裝了外壁材料60。若是該結(jié)構(gòu)，在主體構(gòu)面內(nèi)可以設(shè)置隔熱層(省略z圖示)。
在例示的結(jié)構(gòu)中，也可增大安裝件61的突出長度，將外壁材料60與主體構(gòu)面上隔開。在這種情況下，可在外壁材料60與主體構(gòu)面之間設(shè)置隔熱層。
作為外壁材料60的支撐結(jié)構(gòu)，還可采用從基礎(chǔ)部分向上方堆積外壁材料60，將其要部以恰當(dāng)間隔固定到主體結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)、和很輕的外壁材料60懸吊到主體結(jié)構(gòu)體的外側(cè)而支撐的懸墻結(jié)構(gòu)等。
圖31為表示作為本發(fā)明的實施方式的將外壁材料60安裝到由柱20和梁30構(gòu)成的主體結(jié)構(gòu)面內(nèi)的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，主體構(gòu)面露在建筑物的外面，且在主體構(gòu)面的內(nèi)側(cè)設(shè)置了隔熱層。
就這樣，在本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)中，可根據(jù)外壁材料60的種類和設(shè)計者的意圖，構(gòu)成多種類型的結(jié)構(gòu)的外壁。而且，在上述的各結(jié)構(gòu)中，外壁材料60與隔熱材料一起被一體化。
(梁法蘭的區(qū)段劃分)圖32為表示作為本發(fā)明的實施方式，將地面板50和外壁材料60安裝到由柱20和梁30構(gòu)筑的主體結(jié)構(gòu)體上，且更自由地設(shè)計這些地面板50和外壁材料60(這些被稱作“二次部件”)的位置關(guān)系的主體結(jié)構(gòu)。
在例示的結(jié)構(gòu)中，梁30的法蘭的寬度形成為大于圖26和圖30所示的梁30的法蘭寬度，在形成于法蘭31上的2列螺栓孔311基礎(chǔ)上，另外在其兩外側(cè)形成各1列的螺栓孔312。并且，將包含中央側(cè)的2列螺栓孔311的中央部分31a設(shè)定在用于接合柱20和間柱40的區(qū)段上，并以圖中示出的1點劃線為邊界，將包含其外側(cè)的各1列螺栓孔312的側(cè)緣部分31b設(shè)定到用于接合地面板50和外壁材料60等二次部件的區(qū)段上。柱20和間柱40與圖5和圖22所示的方式相同地通過焊接于其端部的接合板23，24接合到法蘭31的中央部分31a。另一方面，地面板50通過從其緣端部突出的地面板接合板51接合到法蘭31的側(cè)緣部分31b的一側(cè)。且，外壁材料60通過安裝于其里面的安裝件61接合到相反側(cè)的側(cè)緣部分31b。
就這樣，擴大梁30的法蘭31的寬度，并通過將各部件的接合區(qū)域以寬度方向分割，無需考慮柱20和間柱40的接合位置、以及地面板50和外壁材料60等二次部件的接合位置的干擾，從而可任意設(shè)定各部件的接合位置。
此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如圖33中所示，當(dāng)通過焊接在一側(cè)的梁30的側(cè)面的加強板33接合與該梁30正交的另一側(cè)的梁30時，可預(yù)先在另一側(cè)的梁30的法蘭31端面上焊接預(yù)置板37，將該預(yù)置板37鉤搭到對側(cè)的梁30的側(cè)緣部分31b，進行梁30的定位的作業(yè)。若沒有梁30的側(cè)緣部分31b，當(dāng)在梁30彼此的接合部的正下方或正上方立設(shè)柱20時，其接合板23會成為障礙，因此難以鉤搭預(yù)置板37，但通過采用該結(jié)構(gòu)，不管有無柱20，都很容易地鉤搭預(yù)置板37，從而提高了梁30彼此的接合作業(yè)的效率和穩(wěn)定性。還通過擴大梁30的法蘭31的寬度，必然會獲得增大梁30自身的截面強度的效果。
(基礎(chǔ)梁)圖34為作為本發(fā)明的實施方式，表示支撐主體結(jié)構(gòu)體最下部的基礎(chǔ)梁10的結(jié)構(gòu)。
在由鋼筋混凝土構(gòu)成的基礎(chǔ)梁10的內(nèi)部沿著基礎(chǔ)梁10的軸方向配置了上下一對橫主筋101。在例示的方式中，利用在橫主筋101上系有2根鋼筋的部件來確保所要的截面積。這是出于如下考慮在利用一根大徑鋼筋時，在轉(zhuǎn)角部等進行鋼筋彎曲加工時，增大其彎曲半徑而容納量變差，因此避免這種情況，用于盡量減小基礎(chǔ)梁10的寬度。
上下的橫主筋101通過在基礎(chǔ)梁10的軸方向上相隔一定間隔配置的多根箍筋102連接。箍筋102的上端和下端被彎曲成U字形，鉤搭在橫主筋101上。進而，1根腹筋103沿著基礎(chǔ)梁10的軸方向配置成連接箍筋102上下方的中間部分。
地腳螺栓104以2件組成一組，并在基礎(chǔ)梁10的寬度方向上相隔一定間隔配置成跨過上側(cè)的橫主筋101。在系筋螺栓104的下端部通過螺合于各地腳螺栓104的螺母106安裝了固定板105，并通過該固定板105連接了2件地腳螺栓104的下端。且，在地腳螺栓104的上端部安裝了露在混凝土109的頂端的堆積板107，并在比該雙夾板107靠上方的位置突出的地腳螺栓104的上端部分螺合了螺母108。
若如此構(gòu)成基礎(chǔ)梁10，與相隔一定間隔在寬度方向配置2列橫主筋101的結(jié)構(gòu)相比，可減小基礎(chǔ)的寬度，但對于2層建筑和3層建筑的主體結(jié)構(gòu)體，僅此也能確?；A(chǔ)強度。因此，不必過分增大基礎(chǔ)梁10的寬度，從而可節(jié)約配筋量和混凝土量。
此外，即使不特別采用復(fù)雜的模板輔助件，也可在沿著基礎(chǔ)梁10的軸方向的任意位置上配置所需量的2件一組的地腳螺栓104，因此可使地腳螺栓104的埋設(shè)位置容易與柱20的設(shè)計位置對應(yīng)，從而提高了模板工序的施工性。
圖35～圖36為表示作為本發(fā)明的實施方式的另一構(gòu)成的基礎(chǔ)梁10的結(jié)構(gòu)。
該基礎(chǔ)梁10由直立的腹板12、和具備上下2件法蘭11的H形鋼構(gòu)成，在上法蘭11上與上述的各層的梁30相同地預(yù)先以規(guī)定間隔形成了2列地腳螺栓孔111。在上下法蘭11之間在軸方向上以適當(dāng)?shù)拈g隔預(yù)先焊接了被彎曲成コ形固定筋14。這些固定筋14夾著腹板12與其兩側(cè)相對地安裝。且，同樣地在上下法蘭11之間在軸方向上相隔適當(dāng)間隔預(yù)先焊接了基礎(chǔ)梁10的材料軸正交的加強板12。
該基礎(chǔ)梁10首先沿著其設(shè)置部分在地基上挖了溝槽，在該溝槽內(nèi)填埋碎石沙，并在適當(dāng)部位配置混凝土制的安裝臺而進行拉平后，栽置到其安裝臺71上。基礎(chǔ)梁10彼此正交的轉(zhuǎn)角部和T字部中，與圖17所示的梁30彼此的接合結(jié)構(gòu)相同地接合了基礎(chǔ)梁10彼此。若基礎(chǔ)梁10配置到規(guī)定位置而相互接合，則在基礎(chǔ)梁10的兩側(cè)筑入副箱板72，在將其外側(cè)埋回到土73中。副箱板通過安裝于各固定筋14圓盤形隔板74，確?；炷?5的覆蓋厚度相對基礎(chǔ)梁10和固定筋14恰當(dāng)。并且，在副箱板72內(nèi)側(cè)澆注混凝土75，從而覆蓋基礎(chǔ)梁10。此時，如圖36所示，在接合了柱20的部分，使基礎(chǔ)梁10的上法蘭11從混凝土71露出，并在該露出部分接合柱20。柱20的接合結(jié)構(gòu)與圖5所示相同。
在基礎(chǔ)梁10上安裝柱20之后，在上述露出部分填充了混凝土75。而且，還可以取代這種僅露出基礎(chǔ)梁10的上法蘭11的局部的施工方法，降低混凝土75的澆注高度，使基礎(chǔ)梁10的上法蘭11的全長露出。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，與在現(xiàn)場構(gòu)筑鋼筋混凝土制的基礎(chǔ)梁10的方法相比，可節(jié)省基礎(chǔ)梁10的頂端的拉平作業(yè)和穿心的調(diào)整作業(yè)、和系筋螺栓104的位置作業(yè)等，從而能以短時間內(nèi)設(shè)置基礎(chǔ)梁10。地腳螺栓孔111因預(yù)先在工廠形成，所以提高了施工精度。在從基礎(chǔ)至上部結(jié)構(gòu)，能以相同方法接合柱20和梁30，因此可統(tǒng)一作業(yè)內(nèi)容，從而實現(xiàn)場作業(yè)的效率更好。澆注于基礎(chǔ)梁10周圍的混凝土75能防止該基礎(chǔ)梁10生銹，同時增加了基礎(chǔ)全體的重量，從而提高了穩(wěn)定性。
本發(fā)明的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)可廣泛應(yīng)用到以住宅為代表的1層建筑以上的小中規(guī)模建筑物的軀體結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，將由鋼架構(gòu)成的柱(20)和梁(30)接合而構(gòu)筑2層以上，其特征在于，承擔(dān)垂直負(fù)荷及水平負(fù)荷的柱(20)的材料長度被分割到每樓層上，通過將柱(20)和梁(30)以梁優(yōu)先方式接合成各樓層間的梁(30)的連續(xù)性相對于柱(20)優(yōu)先，各樓層間的柱(20)可分別單獨地配置在梁(30)的任意位置上，同時，所述柱(20)和梁(30)的接合部通過將柱(20)的強軸方向與梁(30)的材料軸方向平行地剛接合，形成只在各梁(30)的材料軸方向具備水平耐力的單向框架結(jié)構(gòu)。
2.一種鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰配置了第一主體結(jié)構(gòu)體(A)，具備權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)；和第二主體結(jié)構(gòu)體(B)，同樣地具備權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，同時至少一部分的樓層間的梁(30)的高度與所述第一主體結(jié)構(gòu)體(A)不同，這些兩個主體結(jié)構(gòu)體(A，B)的最下部的梁(10)彼此及最上部的梁(30)彼此分別被連接為一體，同時，在兩個主體結(jié)構(gòu)體(A，B)的相鄰部中共用于兩個主體結(jié)構(gòu)體(A，B)的柱(20)相對各主體機構(gòu)體(A，B)的各樓層間的梁(30)以梁優(yōu)先方式接合。
3.一種鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過錯層區(qū)段(S)相鄰配置了第一主體結(jié)構(gòu)體(C)，具備權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)；第二主體結(jié)構(gòu)體(D)，同樣地具備權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，同時至少一部分的樓層間的梁(30)的高度與所述第一主體結(jié)構(gòu)體(C)不同，這兩個主體結(jié)構(gòu)體(C，D)的最下部的梁(10)彼此及最上部的梁(30)彼此分別被連接為一體，同時，在所述錯層區(qū)段(S)上立設(shè)了通柱(200)，兩個主體結(jié)構(gòu)體(C，D)的各樓層間的梁(30)延伸至所述錯層區(qū)段(S)，并以梁優(yōu)先或柱優(yōu)先方式接合到所述通柱(200)上。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，梁(30)由具備豎立的腹板(32)和上下2件法蘭(31)的H形鋼構(gòu)成，承擔(dān)垂直負(fù)荷及水平負(fù)荷的柱(20)由至少在強軸方向的一部分具有開放形截面的腹板(22)的鋼材，或該鋼材的復(fù)合體構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，柱(20)和梁(30)的接合部在梁(30)的法蘭(31)上以規(guī)定間隔形成多個的螺栓孔(311)，而在柱(20)的端部焊接了其大小不超過梁(30)的法蘭寬度的接合板(23)，并在其接合板(23)上形成了螺栓孔(231)，且通過所述各螺栓孔(311，231)以高強度螺栓(80)來螺接柱(20)的接合板(23)和梁(30)的法蘭(31)，將柱(20)和梁(30)剛接合。
6.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，在上部或下部接合了柱(20)的梁(30)的側(cè)部，至少在符合所述柱(20)的強軸方向的截面尺寸的范圍內(nèi)安裝連接在該梁(30)的上下法蘭(31)之間的加勁部件。
7.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，相互正交的梁(30)彼此通過添設(shè)于該對接部分的續(xù)接板(35)以高強度螺栓(80)螺接的方式接合固定于一側(cè)梁(30)的側(cè)面上的加強板(33)和另一側(cè)的梁的腹板(32)的對接部分。
8.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，相互正交的梁(30)彼此通過預(yù)先焊接固定為一體而形成的正交梁單元(36)連接正交腹板(362)，在各梁(30)的材料軸方向上延伸規(guī)定尺寸的量的腹板以截面為L字、T字、或十字狀焊接；和正交法蘭(361)，在各梁(30)的材料軸方向上延伸規(guī)定尺寸的量的上下各法蘭分別由1張鋼板形成，且分別通過續(xù)接板(35)以高強度螺栓80螺接該正交梁單元(36)的正交腹板(362)及正交法蘭(361)、各梁(30)的腹板(32)及法蘭(31)而剛接合。
9.如權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，承擔(dān)水平負(fù)荷的間柱(40)相對梁(30)以梁優(yōu)先方式接合。
10.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，通過將從由預(yù)制混凝土構(gòu)成的地板(50)的緣端部突出的地板接合板(51)載架到梁(30)的法蘭(31)而進行高強度螺栓(80)螺接，在被梁(30)圍住的水平構(gòu)面內(nèi)形成地面。
11.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，外壁材料(60)通過適當(dāng)?shù)陌惭b部件(61)安裝到梁(30)的法蘭(31)上，并以連接到由柱(20)及梁(30)構(gòu)成的主體結(jié)構(gòu)面的外側(cè)，或以與主體構(gòu)面外側(cè)分開的狀態(tài)支撐。
12.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，外壁材料(60)安裝在由柱(20)及梁(30)構(gòu)成的主體構(gòu)面內(nèi)。
13.如權(quán)利要求4所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，梁(30)的寬度方向的中央部分(31a)成為用于接合柱(20)的區(qū)段，且側(cè)緣部分(31b)成為用于接合地面板(50)或外壁材料(60)的區(qū)段，在所述各區(qū)段上以規(guī)定間隔直列形成了螺栓孔(311，312)。
14.如權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，主體結(jié)構(gòu)體的最下部與由鋼筋混凝土構(gòu)成的基礎(chǔ)梁(10)接合，所述基礎(chǔ)梁(10)具備沿著基礎(chǔ)梁(10)的軸方向上下一對的橫主筋(101)、在基礎(chǔ)梁(10)的軸方向相隔一定間隔進行配置，且連接所述橫主筋(101)之間的多根箍筋(102)、根據(jù)需要配置在所述箍筋(102)的中間部的腹筋(103)，且在柱(20)的接合位置上配置了以相隔一定間隔配置于基礎(chǔ)梁(10)的寬度方向的2根一組的地腳螺栓(104)，以便跨過上側(cè)的橫主筋(101)。
15.如權(quán)利要求1所述的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)，其中，主體結(jié)構(gòu)體的最下部與由H形鋼構(gòu)成的基礎(chǔ)梁(10)的上法蘭(11)接合，同時該基礎(chǔ)梁(10)的周圍被混凝土(75)所覆蓋。
全文摘要
本發(fā)明的鋼架建筑物的主體結(jié)構(gòu)將由鋼架構(gòu)成的柱和梁接合而構(gòu)筑2層以上，且，承擔(dān)垂直負(fù)荷及水平負(fù)荷的柱的材料長度被分割到每樓層上，通過將柱和梁以梁優(yōu)先方式接合成各樓層間的梁的連續(xù)性相對于柱優(yōu)先，各樓層間的柱可分別單獨地配置在梁的任意位置上，同時所述柱和梁的接合部通過將柱的強軸方向與梁的材料軸方向平行地剛接合，形成只在各梁的材料軸方向具備水平耐力的單向框架結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04B1/58GK1724823SQ200410054568
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者石川干夫, 中澤和男, 神戶英喜, 小西健夫, 高橋是友, 原田淳史 申請人:積水房屋公司