CN103306365B - 木造建筑构造躯体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种与横架材或基础可进行弯曲力矩的传递而接合的框架构造的柱和承重墙发挥各自具有的承载力而具有较大的耐震性的木造建筑构造躯体。将基础（3）与木制的柱（1）、以及该木制的柱与梁（2）分别用两根螺栓（13）接合，能够在相互间进行弯曲力矩的传递。此外，在上述梁（2）与基础（3）之间设有承重墙（4）。以当在梁与基础之间发生了层间变形时、木制的柱破坏之前发生的层间变形与上述承重墙破坏之前发生的层间变形大致相同、或为承重墙破坏之前发生的层间变形以上的方式，设定上述螺栓的发生伸长的范围的长度、或木制柱的截面尺寸。

Description

木造建筑构造躯体
技术领域
本发明涉及通过由木材构成的柱、梁、以及抵抗水平方向的力的承重墙等构成的木造建筑构造躯体，特别涉及包括上端或下端与梁等横架材或基础以能够进行弯曲力矩的传递的方式接合的柱的木造建筑构造躯体。
背景技术
使用柱和梁等横架材构建的木造建筑物的许多为通过在柱与柱之间设置斜支柱（也即斜撑）的承重墙、或在柱与柱之间固定面材的承重墙抵抗地震时等的水平方向力的骨架构造。在这样的构造中，设在上述承重墙的两侧部的柱为在与梁、卧木或横梁等横架材之间不传递弯曲力矩、而主要通过轴力支撑梁等的轴柱，斜支柱或面材约束轴柱的倾斜。
另一方面，作为与骨架构造不同的构造，在木造建筑物中还提出了将柱与梁等横架材可进行弯曲力矩的传递地接合的框架（Rahmen）构造，例如有在专利文献1中记载的构造。在框架构造中，容易得到柱较少的居室空间，并且容易在外壁部确保较大的开口。在这样的框架构造中，通过柱的弯曲刚性以及与柱可进行弯曲力矩的传递地接合的横架材等的弯曲刚性来抵抗地震时等的水平方向力。
在这样使构造躯体为框架构造来构成木造建筑物的情况下，在梁的下侧、除了作为框架构造的柱以外还配置轴柱而另外设置外壁及分隔壁的情况较多。在专利文献2中记载有将这样的外壁及分隔壁做成承重墙而作为构造躯体的一部分的技术。如果将外壁及分隔壁做成能够抵抗地震时等的水平方向力的结构，则使作为框架构造的柱的数量减少，有可能成为经济性良好的构造。
专利文献1：日本特开2004－92150号公报
专利文献2：日本特开2006－118275号公报
但是，在构成上述框架构造的柱及梁、和使用面材等的承重墙中，抵抗水平方向力的机构完全不同，对于水平方向力的变形特性不同。特别是，存在柱和承重墙的各自在失去承载力之前的层间变形量、即在柱支撑的梁与基础或下层的梁之间、该梁的在轴线方向上发生的水平方向的相对的位移较大地不同的情况。若有这种特性的差异，则在如地震运动那样水平方向力反复作用时，有可能先发生构造躯体的一部分的性能下降。并且，可以想到吸收反复作用的地震运动的能量的能力下降。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的情况而做出的，其目的是得到一种与横架材或基础能够进行弯曲力矩的传递地接合的框架构造的柱和承重墙充分发挥各自具有的承载力和振动能量的吸收性能、具有较大的耐震性的木造建筑构造躯体。
为了解决上述问题，有关技术方案1的发明，提供一种木造建筑构造躯体，具有：木制柱，立设在基础或下层的梁上，截面为扁平的长方形；木制梁，以下面对置的方式接合在上述木制柱上，在该木制柱的截面的长轴方向上具有轴线；承重墙，以规定间隔立设在上述基础或上述下层的梁上，具备通过轴力支撑上述木制梁的两根轴柱、和固定在这些轴柱的两者上的板材或两端固定在这些轴柱上并在倾斜方向上架设的规定宽度的多个板材；上述木制柱的下端部经由在该木制柱的截面的长轴方向上的两端附近分别在铅直方向上配置的两根第1螺栓，以能够从上述木制柱进行弯曲力矩的传递的方式接合在上述基础或上述下层的梁上；经由在该木制柱的截面的长轴方向的两端附近分别在铅直方向上配置的两根第2螺栓，以能够在上述木制梁与上述木制柱两者间进行弯曲力矩的传递的方式接合上述木制柱与上述木制梁；以当在上述木制梁与上述基础或上述下层梁之间发生了上述木制梁的轴线方向的相对的位移时、上述木制柱破坏之前发生的上述相对的位移与上述承重墙破坏之前发生的上述相对的位移大致相同、或者为上述承重墙破坏之前发生的上述相对的位移以上的方式，设定上述第1螺栓及上述第2螺栓的在上述相对的位移时发生伸长的范围的长度、和上述木制柱的截面的长轴方向的尺寸。
在该木造建筑构造躯体中，当水平方向力作用时，在木制梁与基础或下层的梁之间，在该木制梁的轴线方向上发生水平方向的相对的位移即层间变形。当发生了该层间变形时，在能够在与基础或梁之间进行弯曲力矩的传递地接合的木制柱、即框架构造的设有柱的部分中，发生柱自身的弯曲变形、以及柱与梁或基础的接合部的两者间的角度的变化即接合部的变形。并且，木制柱与木制梁或基础的角度的变化通过在接合部的两根螺栓中的一个中发生伸长、在另一个螺栓附近的柱上作用压缩力而发生。上述接合部的变形性能根据螺栓的长度而较大地变动，如果螺栓的长度较小，则螺栓在断裂前被容许的变形量变小，如果螺栓的长度变大，则螺栓在断裂前被容许的变形量变大。此外，如果木制柱的截面的长轴方向的尺寸较小，则在木制柱中容易发生弯曲变形，破坏之前的层间变形变大。
另一方面，在将板材固定在两根轴柱上的承重墙中，发生板材的变形、以及将板材固定到轴柱上的钉子、小螺钉等的固定部件附近的板材的变形等。
在有关技术方案1的发明的木造建筑构造躯体中，通过上述木制柱与承重墙的破坏之前的层间位移大致相同，在达到破坏之前，木制柱和承重墙这两者在发生了塑性变形的状态下保持承载力，在地震时对于反复作用的水平方向力两者有效地发挥承载性能而抵抗。此外，通过木制柱在破坏之前发生的层间变形比承重墙在破坏之前发生的层间变形大，在构造躯体达到破坏之前，通过螺栓的塑性变形，能够将反复作用的地震运动的能量有效地吸收。
有关技术方案2的发明，在技术方案1所述的木造建筑构造躯体中，将上述木制柱的上端与上述木制梁接合的上述第2螺栓与将上述木制柱的下端与上述基础接合的上述第1螺栓相比，上述发生伸长的范围设定得较长、或者上述发生伸长的范围的粗细设定得较小。
立设在基础之上的柱当地震时的水平方向力作用时，下端被基础约束，并且基础几乎不变形。相对于此，柱的上端部随着接合的梁而变形，在梁中发生弯曲力矩。
而在上述木造建筑构造躯体中，第2螺栓比第1螺栓更容易发生伸长，容易发生木制柱与梁的接合部的变形。因而，水平方向力作用时的柱上端与梁的接合部的约束被缓和，作用在梁上的弯曲力矩及梁的弯曲变形被降低。
有关技术方案3的发明，在技术方案1或2所述的木造建筑构造躯体中，在上述木制柱的上端部及下端部上，在该木制柱的截面的长轴方向的两端附近，在该木制柱的轴线方向上拧入在圆筒状的外周面具有螺旋状的翼体的螺杆部件；在该螺杆部件上，从端面沿该螺杆部件的轴线方向设有孔；上述第1螺栓及上述第2螺栓插入到上述孔内，前端部螺合到设在该孔内的底部附近的阴螺纹中；该第1螺栓及第2螺栓的后端部卡止在固定于上述基础或下层的梁上的接合金属件、或固定在上述木制梁上的接合金属件上；在上述后端部与螺合在上述孔内的阴螺纹中的前端部之间发生上述伸长；设置将上述第1螺栓及上述第2螺栓的前端部螺合的阴螺纹的位置为上述螺杆部件的轴线方向的长度的大致中央部。
在该木造建筑构造躯体中，通过插入到沿木制柱的轴线方向拧入的螺杆部件的中空孔中、在中空孔的底部螺合的螺栓，将木制柱与梁或基础接合。并且，通过变更螺杆部件的沿轴线方向设置的中空孔的深度，能够变更发生螺栓的伸长的范围，调整木制柱与梁的接合部的破坏之前的变形量。并且，通过使设置螺合螺栓的前端部的阴螺纹的位置为螺杆部件的轴线方向的长度的大致中央部，从螺杆部件具有的翼体向木制柱传递的力分布在螺杆部件的轴线方向的较大的范围中，能够避免较大的应力集中在木制柱上。
有关技术方案4的发明，在技术方案1、2或3所述的木造建筑构造躯体中，设定将构成上述承重墙的板材或在倾斜方向上架设的规定宽度的多个板材向上述轴柱固定的钉子或小螺钉的根数，以使在上述木制梁与上述基础或上述下层的梁之间发生了上述相对的位移时的上述承重墙的承载力与上述木制柱的承载力大致等同。
在两个轴柱间固定有板材的承重墙或在轴柱间固定有沿倾斜方向架设的多个板材的承重墙根据将这些板材向轴柱固定的钉子或小螺钉的根数或间距而变形性能变化。即，在使根数变多时或使间距变小时，承重墙的刚性变大，相对于相同的水平方向力的层间变形相比根数较少时或间距较大时变小。此外，在使根数变少时或使间距变大时，承重墙的刚性变小，相对于相同的水平方向力的层间变形变大。
此外，在根数据变多时或使间距变小时，承载力增大，在相对于水平方向力的层间变形量达到塑性区域时承重墙承载的水平方向力增大。
这样，调整将承重墙的板材等固定的钉子或小螺钉的根数或间距，设定为，使得在承重墙与为框架构造的木制柱中、相同的水平方向力作用时的层间变形量大致相同。此外，当地震时的水平方向力反复作用而发生了较大的层间变形时，能够使由承重墙和框架构造的木制柱承载的水平方向力的差变小。因而，能够避免通过水平方向力的作用而力集中在承重墙或构成为框架构造的木制柱的一个上的情况。
如以上说明，在本发明的木造建筑构造躯体中，与横架材或基础可进行弯曲力矩的传递地接合的框架构造的柱和承重墙充分发挥各自具有的承载力和振动能量的吸收性能，具有较大的耐震性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的木造建筑构造躯体的概略立体图。
图2是表示图1所示的木造建筑构造躯体的基础与柱、柱与梁、梁与上层的柱的接合构造的概略侧视图。
图3是表示图1所示的木造建筑构造躯体的基础与柱的接合部的放大剖视图。
图4是在图3所示的柱与梁的接合中使用的螺杆部件的侧视图及剖视图。
图5是表示在柱与基础的接合部使用长度不同的螺栓的例子的剖视图。
图6是表示图1所示的木造建筑构造躯体的柱与梁的接合部的放大剖视图。
图7是表示地震时的水平方向力作用时的柱的变形、以及柱与基础及柱与梁的接合部的变形的概略图。
图8是表示通过框架构造的柱和承重墙支撑相同的梁的框架构造体的部分侧视图。
图9是表示将在图8所示的外壁部的承重墙中也使用的面板状部件固定在轴柱上的状态的概略图。
图10是表示通过框架构造的柱和承重墙支撑相同的梁的框架构造体的另一例的部分侧视图。
图11是表示在图8所示的框架构造体上作用水平方向力而发生了层间变形的状态的概略图。
图12是表示框架构造的柱及承重墙的水平方向力与层间变形角的关系的图。
图13是表示将框架构造的柱与基础接合的构造的另一例的剖视图。
图14是表示图13所示的接合构造的功能概略图。
标号说明
1柱；1a、1b缺口部；2梁；3基础；4、5承重墙；6上层的柱；7上层的梁；11螺杆部件；11a伸出部；11b中空孔；11c阴螺纹；12地脚螺栓；13螺栓；14接合金属件；15、16螺母；17梁用的螺杆部件；18螺栓；19螺栓；20螺母；21螺杆部件；22、24螺杆部件；23、25螺栓；31卧木；32、33轴柱；34面板状部件；35地脚螺栓；36连结螺栓；37小螺钉；38板材；39小螺钉；40地脚螺栓；41中间螺母。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示有关本发明的木造建筑构造躯体的概略立体图。
该构造体由将木制的柱1与木制的梁2以可进行弯曲力矩的传递的方式接合的框架构造体构成主要部，在混凝土制的基础3上将多个框架构造体组合而形成。各个框架构造体为在木制的柱1之上载置木制的梁2并接合的所谓下承梁（梁式）构造。并且，框架构造体的一部分除了能够与梁进行弯曲力矩的传递的框架构造的柱1以外，还具有在支撑梁2的两个轴柱上固定着面板状的部件的承重墙4、5。
构成各个框架构造体的柱1的截面尺寸为在梁2的轴线方向上较长、在与梁2的轴线等直角的方向上较短的扁平的形状。此外，梁2的截面尺寸为在铅直方向上较长、在水平方向上较短的扁平的形状。因而，各框架构造的柱与梁的接合部为抵抗在截面的长边方向上发生压缩应力和拉伸应力的一方向的弯曲的构造。
图2是表示在图1所示的木造建筑构造躯体中使用的基础3与柱1的接合构造、柱1与梁2的接合构造、以及梁2与上层的柱6的接合构造的概略侧视图。此外，图3是基础3与柱1的接合构造的放大剖视图。
在这些接合构造中，柱1的截面的长边方向的两端部经由接合金属件14a、14b与梁2或基础3连结。因而，通过水平方向的力在柱1上发生的弯曲力矩通过作用在用一个接合金属工具14a连结的部分上的拉伸力、和作用在用另一个接合金属工具14b连结的部分或该连结部分和其附近的木部上的压缩力，被传递给基础3或梁2。
上述接合金属件14a、14b安装在设于柱1的上端部及下端部的缺口部1a内，这些缺口部1a设在柱1的截面的长边方向的两端部。从各个缺口部1a内的水平面，沿该柱1的轴线方向上拧入螺杆部件11，将螺杆部件11与接合金属件14通过螺栓13结合。
另一方面，在基础3中，在柱1的与被拧入螺杆部件11的位置对应的位置上，分别埋入有铅直方向的地脚螺栓12，头部从基础3的上面突出。并且，通过螺合在该地脚螺栓12上的螺母15将接合金属件14固定到基础3上。由此，将基础3与柱1经由地脚螺栓12、接合金属件14、螺栓13及螺杆部件11接合。
上述螺杆部件11如图4所示，在棒状的钢部件的侧面设有螺旋状的伸出部11a。在拧入到木部件中的状态下，伸出部11a与木部件卡合，相互间传递该螺杆部件11的轴线方向及与轴线呈直角方向的力。此外，从该螺杆部件11的端面沿轴线方向设有中空孔11b，在中空孔11b的底部上切削有阴螺纹11c。该阴螺纹11c螺合着插入在中空孔11b中的螺栓13的前端。
上述螺栓13在两端部形成有阳螺纹，一端插入在螺杆部件11的中空孔11b中并螺合到底部的阴螺纹11c中。另一端螺合着螺母16，并卡止到接合金属件14上。并且，在两端部的形成有阳螺纹的部分之间，外径比螺杆部件的中空孔11b的内径小，与中空孔11b的内周面离开，使得不会约束螺栓13的伸缩。
该螺栓13优选的是由低碳钢等的断裂之前的塑性变形量较大的材料形成，根据构造物的使用部位、构成构造物的部件的尺寸等，可以适当选择材料、直径、长度等。
当通过卡合在上述螺栓13上的螺母16将接合金属件14固接在螺杆部件11上时，拧紧以使接合金属件14密接在螺杆部件11的端面上，但也可以对螺栓13作用更大的拉伸力、在发生了弹性的伸长变形的状态下将接合金属件14固接。在这样拧紧的状态下，在螺杆部件11的端面与接合金属件14的上面之间预先作用着压接力。
上述接合金属件14具备相互对置的两个水平板部、和将它们连结的侧板部。在上侧的水平板部上设有螺栓孔，与拧入到柱1中的螺杆部件11的端面抵接，并将螺栓13插通到螺栓孔中。并且，通过将螺合在螺栓13上的螺母16拧紧，将接合金属件14与螺杆部件11结合。在下侧的水平板部上也设有开口，该水平板部与基础3的上面对置，将螺合在插通于开口中的地脚螺栓12上的螺母15拧紧，将接合金属件14与基础3结合。
另外，地脚螺栓12经由板14a卡止在下侧的水平板部上，能够调整地脚螺栓12与接合金属件14的相对的位置。
上述接合构造优选的是为了控制最终破坏时的变形量而设定为，通过螺栓13的断裂而发生破坏，优选的是进行部件厚度的设定及材料选择，以使接合金属件14具有足够的强度和刚性。
此外，螺杆部件的中空孔既可以如图5（a）所示的螺杆部件22那样较深而使螺栓23的长度变长，也可以如图5（b）所示的螺杆部件24那样使中空孔较浅而使螺栓25的长度变小。在本发明的实施方式中，设定上述中空孔11b的深度及螺栓13的长度，中空孔11b的深度直到螺栓部件11的全长的大致中央部，以使得当在梁2与基础3之间发生梁2的轴线方向的相对位移即层间变形时，上述柱1在破坏之前发生的层间变形比承重墙4、5通过水平方向力的作用而破坏之前发生的层间变形大。
另外，通过将来自螺栓13的拉伸力用螺杆部件11的全长的大致中央部传递，从螺杆部件11的翼体11a向木制的柱1传递的力在该螺杆部件11的轴线方向上较宽地分布，避免应力集中在木部上，对抗螺杆部件11的拔出的耐受力提高。
柱1的上端部与梁2的接合如图6所示，接合金属件14与柱1的下端部同样，通过螺杆部件21、螺栓19及螺母20结合到柱1上。另一方面，在梁2中，在与接合金属件14对应的位置上在铅直方向拧入梁用的螺杆部件17，通过从该螺杆部件17的端面拧入到沿轴线方向设置的螺孔中的螺栓18，将接合金属件14与梁用的螺杆部件17结合。
如图6所示，为了将柱1的上端部与梁2接合而使用的螺栓19与如图3所示那样在将柱1的下端部与基础3接合时使用的螺栓13相比，使用外径较小的螺栓。在本实施方式中，在柱1的下端部与基础3的接合中使用的螺栓13在两端的形成有阳螺纹的部分之间的容许伸长的部分中为18.22mm，在柱1的上端部与梁2的接合部中使用的螺栓19的外径为16.22mm。因此，如图7所示，柱1的上端部的轴线CL1与梁2的轴线CL2的角度A1的变化比柱下端的柱的轴线CL3的相对于水平方向的角度A2的变化更容易发生。因此，当地震时的水平方向力作用而在柱1的上端部发生了倾斜角时，通过接合部的角度变化来缓和梁2过度倾斜。由此，抑制在梁2中发生较大的弯曲力矩、或在梁2中发生过度的挠曲变形。
另外，在本实施方式中，使在柱1的上端部使用的螺栓19的外径比在柱1的下端部使用的螺栓13的外径小，但也可以使在柱1的上端部使用的螺栓的长度比在柱1的下端部使用的螺栓大而使得接合部的角度变化容易发生，也可以使螺栓的外径变小并使长度变大。
图8是与在与梁2之间能够进行弯曲力矩的传递的框架构造的柱1一起、表示在梁2与基础3之间设有承重墙4的框架构造体的一部分的概略侧视图。
该承重墙4是在设于基础3上的卧木31之上立设两个轴柱32、33来支撑梁2、并且在这些轴柱间固接面板状部件34来约束轴柱32、33倾斜的结构。轴柱32、33的截面为与梁2的截面的短边大致相同的尺寸的正方形。并且，由下端部埋入在基础3中的地脚螺栓35约束以便不从卧木31浮起，但在几乎不传递弯曲力矩的状态下接合。并且，上端和端面均与梁2的下面抵接，将梁2用在上下方向贯通的连结螺栓36约束以不从梁2离开，但是，被接合为在与梁2之间的弯曲力矩几乎不被传递。
上述面板状部件34如图9所示，是使规定宽度的板材34a倾斜、隔开规定的间隔排列多个、并且将使倾斜方向相反的同样的多个板材34b重叠贴合的面板状的结构。该面板状部件34的4边被使用钉子37或小螺钉固定在两根轴柱32、33、梁2及卧木31上，通过板材34a、34b的压缩力或拉伸力来约束轴柱32、33、梁2和卧木31之间的相对的变形。此外，木制的卧木31通过地脚螺栓40固定在基础3上。
上述面板状部件34的平行排列的板材之间为通气空间，为2层的两个板材群的间隙相互连通，在壁体内确保上下方向的通气路径。因而，该面板状部件34被用于设在外壁部的承重墙4中。
将上述面板状部件34向轴柱32、33、梁3或卧木31固定的钉子37或小螺钉的根数可以如图9（a）、图9（b）所示那样变更。钉子37或小螺钉的根数越多，越难发生面板状部件34与轴柱32、33等的相对的位移，承重墙4的刚性变大。
此外，在设在分隔部的承重墙5中，如图10所示，优选的是代替上述面板状部件34，而将一片板材38通过钉子39或小螺钉固接到轴柱32、33、梁3或卧木31上。板材38可以使用构造用的胶合板或矿渣石膏板（JISA5430）等。
这样，在框架构造的柱1和承重墙4、5并列设置以支撑连续的一个梁2的框架构造体中，当地震时的水平方向力作用时，如图11所示那样变形，通过框架构造的柱1和承重墙4的两者的承载力来抵抗。这样，在发生了梁2相对于基础3的轴线方向的位移即层间变形时，可以想到，在框架构造的柱1中，在柱1中发生弯曲变形，并且在柱1与梁2的接合部及柱1与基础3的接合部中，在将它们结合的两根螺栓13中的1根中发生伸长，在接合部中的梁2的轴线与柱1的上端部的轴线之间、柱的下端部的轴线与水平线之间，发生角度变化。另一方面，在承重墙4中，在构成面板状部件34的规定宽度的板材34a、34b中发生伸长或收缩，并且应力在固定在轴柱32、33等上的钉子37或小螺钉的周围集中在板材34a、34b上，板材34a、34b变形，在该板材34a、34b与轴柱32、33等之间发生偏移。在框架构造的柱1或承重墙4中发生这样的变形、在达到破坏之前的层间变形角与水平载荷的关系为图12所示那样。
图12所示的水平载荷与层间变形角的关系是通过实验得到的，实验如以下这样进行。
制作在支撑基台上立设作为框架构造的柱、在上部以可进行弯曲力矩的传递的方式接合梁的试样。此外，承重墙在支撑基台上固定作为卧木的木部件，在其上立设两根轴柱，在其上支撑梁。并且，在作为卧木的木部件、两根轴柱和梁上，固接面板状部件或一片板材，做成试样。这些试样是将框架构造的柱或承重墙分别单独地形成的，对于各个试样，使水平方向力反复作用在柱上的梁或承重墙的上部的梁上。并且，测量水平方向力和上部的梁的向轴线方向的位移，运算层间变形角，调查与水平方向力即水平载荷的关系。层间变形角α是根据图11所示的梁的轴线方向的位移D和柱或承重墙的高度H、用下式运算的。
tanα=D/H
图12中的a线如图8以及图9（a）所示，表示使用将多个规定宽度的板材在倾斜方向上排列的面板状部件34构成的承重墙的水平载荷与层间变形角之间的关系。面板状部件34如图9（a）所示，是在将倾斜方向不同的两个板材重合的部分处、通过钉子37或小螺钉固定在轴柱32上的。此外，b线是表示作为板材而使用矿渣石膏板（住友林业株式会社制“坚固板”）的承重墙的水平载荷与层间变形角之间的关系。这些承重墙在水平方向力的作用开始时发生弹性的位移，然后发生塑性变形，在破坏之前发生50×10－3rad～60×10－3rad左右的层间变形角。
增加将面板状部件34固定到轴柱32上的钉子或小螺钉的根数，如图9（b）所示，在将倾斜方向不同的两块板材重合的部分用钉子37a或小螺钉固定、并将规定宽度的板材的一块再通过钉子37b或小螺钉固定到轴柱32上的情况下，如图12中的c线所示，相对于水平方向力的承载力较大地增加。此外，与此同时，初始刚性即大致弹性地发生变形的范围中的刚性变大，不易发生变形。即，在相同的水平方向力作用的状态下，与增加钉子或小螺钉的根数之前的、图9（a）所示的承重墙相比，梁的位移变小。另外，即使增加钉子37或小螺钉的根数，在破坏之前发生的层间变形角也不会较大地变动。
另一方面，成为框架构造的柱在与基础的接合部及与梁的接合部中、在如图5（b）所示那样使拧入到螺杆部件23中而将接合金属件14向柱结合的螺栓24变短时，水平载荷与层间变形角之间的关系成为图12中所示的d线那样。在该框架构造的柱中，在破坏之前发生的层间变形角为30×10－3rad左右，比在承重墙中发生的层间变形角小。
相对于此，在使设在螺杆部件中的中空孔变深、如图3及图6所示那样使用在螺杆部件11的轴线方向的较长的中央部附近与该螺杆部件11螺合的较长的螺栓13的柱中，水平载荷与层间变形角的关系为图12中的e线所示那样。即，虽然承载力较大地变动，但在破坏之前发生的层间变形角增大，成为与在承重墙中发生的层间变形角大致相同或其以上。另外，此时使用的螺栓13的从在中空孔内螺合的阳螺纹部到与螺母螺合的阳螺纹部的长度为约140mm。
可以想到承重墙4、5在破坏之前发生的层间变形角会根据在承重墙中使用的面板状部件34或板材38的刚性、厚度、固定方式等而变动，但通过在成为框架构造的柱1与基础3的接合部及柱1与梁2的接合部中使用的螺栓13、19的长度的设定，能够调整柱1在破坏之前发生的层间变形角，能够使其比在承重墙4、5中发生的层间变形角大。此外，在上述实验中，作为框架构造的柱而截面尺寸为105mm×560mm，但通过使用长边的长度不同的结构，有可能能够调整破坏之前的层间变形角。
这样通过使成为框架构造的柱1在破坏之前的层间变形角与承重墙4、5在破坏之前的层间变形角大致相同，当地震时的水平方向力反复作用在框架构造体上时，框架构造的柱1和承重墙4、5分担而抵抗水平方向力。并且，通过在各自中发生的塑性变形吸收地震运动的能量，能够将对抗最终的破坏的安全性维持得较高。即，如果成为框架构造的柱1的在破坏之前发生的层间变形量比图12中的用d线表示那样在承重墙4、5中发生的层间变形量小，则当框架构造体比柱1容许的层间变形量更大地变形时，框架构造的柱1的承载力丧失。由此，吸收地震运动的能量的能力下降，并且复合集中到承重墙4、5上，对抗破坏的安全性受损。而通过调整为框架构造的柱1的破坏之前的层间变形量，能够增大地震运动的能量的吸收量，使框架构造体的对抗最终的破坏的安全性提高。
另一方面，在本实施方式中，对于使用将多个规定宽度的板材在倾斜方向上排列的面板状部件的承重墙，如图9（b）所示那样设定将面板状部件34向轴柱、梁及卧木固定的钉子37或小螺钉的根数，调整承重墙4对于水平方向力的承载力，以使其与框架构造的柱1等同。由此，在水平方向力的作用下，在承重墙4和框架构造的柱1中发生了塑性变形时，两者负担大致相同的水平方向力，能够避免水平方向力集中作用在承重墙4或框架构造的柱1的一个上。
此外，将上述框架构造的柱与梁或基础接合的构造，除了调整螺栓13、19的长度来调整破坏之前的层间变形量以外，还可以调整螺栓的粗细来调整初期刚性及承载力（最终强度）。还可以通过螺栓的材质的选择，对粗细已设定的螺栓调整屈服点及承载力。因而，通过综合地调整上述螺栓的长度、粗细及材质，能够将水平载荷与层间变形量的关系根据组合的承重墙的构造进行调整，以使例如水平载荷与层间变形量的关系曲线成为相同形状。
另外，成为框架构造的柱1的基础3与梁2的接合构造也可以代替图3或图6所记载的构造而采用图13所示那样的构造。
在该接合构造中，使用与在图3所示的构造中使用的部件相同的螺杆部件11、螺栓13、螺母16及接合金属件14，但在螺杆部件11与接合金属件14之间使用中间螺母41。该中间螺母41螺合到插入在螺杆部件11的中空孔中、与螺杆部件11的阴螺纹部螺合的螺栓13的后方部上，并压接在螺杆部件11的端面上。并且，在与从螺栓13的后端部螺合的螺母16之间，夹入固定着接合金属件14的水平板部。
在这样的接合构造中，与图3所示的接合构造同样，将柱1与接合金属件14结合，并起到以下这样的效果。
在地震时，通过作用在柱1的下端部上的较大的弯曲力矩，在螺栓13中发生拉伸应力，如果在发生塑性变形后发生相反方向的弯曲力矩，则如图14（a）所示那样，接合金属件14维持被夹入在中间螺母41与螺母16之间的状态，使螺栓13发生压缩应力。即，发挥作用，以将螺合在阴螺纹中、前端被固定的螺栓13向中空孔压入。并且，在压缩方向上发生塑性变形，从而接合金属件14回到原来的位置。与此同时，在用在柱截面的相反侧的螺栓中发生拉伸力。通过地震时的振动，反复发生这样的变形。
而如果不使用中间螺母41，则如图14（b）所示，在发生了塑形变形的螺栓13的塑性变形残留的状态下，接合金属件14回到原来的位置，在该范围中，不抵抗向相反方向的弯曲力矩而发生变形，地震运动的能量的吸收量下降。因而，通过中间螺母41的使用，将吸收地震运动的能量的量增大，有效地使振动衰减。
另外，上述中间螺母41也可以预先固接在螺栓上。即，可以使用一体地设有与中间螺母41发挥同样功能的凸缘状的伸出部的螺栓。
在以上说明的实施方式中，关于基础3与下层的梁2之间的层间变形，调整为使框架构造的柱1在破坏之前发生的层间变形与承重墙4在破坏之前发生的层间变形大致相同、或为其以上，关于设在下层的梁2与上层的梁6之间的框架构造的柱与承重墙也能够做成同样的构造。
此外，本发明并不限定于以上说明的实施方式，在本发明的范围内能够通过其他形态实施。

Claims (4)

1.一种木造建筑构造躯体，其特征在于，
具有：
木制柱，立设在基础或下层的梁上，截面为扁平的长方形；
木制梁，以下面对置的方式接合在上述木制柱上，在该木制柱的截面的长轴方向上具有轴线；
承重墙，以规定间隔立设在上述基础或上述下层的梁上，具备通过轴力支撑上述木制梁的两根轴柱、和固定在这些轴柱的两者上的板材或两端固定在这些轴柱上并在倾斜方向上架设的规定宽度的多个板材；
上述木制柱的下端部在经由该木制柱的截面的长轴方向上的两端附近分别在铅直方向上配置的两根第1螺栓，以能够从上述木制柱向上述基础或上述下层的梁进行弯曲力矩的传递的方式接合在上述基础或上述下层的梁上；
上述木制柱与上述木制梁经由在该木制柱的截面的长轴方向的两端附近分别在铅直方向上配置的两根第2螺栓，将上述木制梁与上述木制柱以两者间能够进行弯曲力矩的传递的方式进行接合；
以当在上述木制梁与上述基础或上述下层梁之间发生了上述木制梁的轴线方向的相对的位移时、上述木制柱破坏之前发生的上述相对的位移与上述承重墙破坏之前发生的上述相对的位移大致相同、或者为上述承重墙破坏之前发生的上述相对的位移以上的方式，设定上述第1螺栓及上述第2螺栓的在上述相对的位移时发生伸长的范围的长度、和上述木制柱的截面的长轴方向的尺寸。
2.如权利要求1所述的木造建筑构造躯体，其特征在于，
将上述木制柱的上端与上述木制梁接合的上述第2螺栓与将上述木制柱的下端与上述基础接合的上述第1螺栓相比，发生上述伸长的范围设定得较长、或者发生上述伸长的范围的粗细设定得较小。
3.如权利要求1或2所述的木造建筑构造躯体，其特征在于，
在上述木制柱的上端部及下端部上，在该木制柱的截面的长轴方向的两端附近，沿该木制柱的轴线方向拧入在圆筒状的外周面具有螺旋状的翼体的螺杆部件；
在该螺杆部件上，从端面沿该螺杆部件的轴线方向设有孔；
上述第1螺栓及上述第2螺栓插入到上述孔内，前端部螺合到设在该孔内的底部附近的阴螺纹中；
该第1螺栓及第2螺栓的后端部卡止在固定于上述基础或下层的梁上的接合金属件、或固定在上述木制梁上的接合金属件上；
在上述后端部与螺合在上述孔内的阴螺纹中的前端部之间发生上述伸长；
设置有与上述第1螺栓及上述第2螺栓的前端部螺合的阴螺纹的位置为上述螺杆部件的轴线方向的长度的大致中央部。
4.如权利要求1所述的木造建筑构造躯体，其特征在于，
设定将构成上述承重墙的板材或在倾斜方向上架设的规定宽度的多个板材向上述轴柱固定的钉子或小螺钉的根数，以使在上述木制梁与上述基础或上述下层的梁之间发生了上述相对的位移时的上述承重墙的承载力与上述木制柱的承载力大致等同。
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