JP2008156971A - 木造建築物の軸組構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、従来の木造建築物に比較して、耐震性、耐風性を更に向上した木造建築物を容易に構築可能な軸組構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 木造建造物の、通し柱２ａ及び管柱２ｂを含む柱群２を含んで構成される軸組構造１０であって、一対の長尺広幅側面２０と一対の長尺狭幅側面２２とに囲繞された断面矩形の長尺主材１４と、長尺広幅側面２０より小幅の長尺側面２４ａを有する長尺副材１６とを、長手方向を並行させ且つ長尺広幅側面２０に長尺副材１６を面接合することによって形成される複合柱材１２が、柱群２のうちの少なくとも通し柱２ａに適用され、長尺主材１４と長尺副材１６との接合面１８と、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（Ｘ方向）とが平行であることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、耐震性、耐風性を向上した木造建築物の軸組構造に関する。

地震国である我が国においては、木造建築物の耐震性が特に重要視されている。木造には軸組壁工法（在来工法）や枠組壁工法（２×４工法）による建築物がある。軸組壁工法による建築物では、筋交いや耐力壁が地震力（水平力）を負担するため、筋交い、耐力壁をバランスよく多数配置することで耐震性が向上される。また、枠組壁工法による建築物では、壁が地震力を負担するため、壁面をバランスよく多数配置することで耐震性が向上される。

また、耐震性の向上の観点から、断面形状をＬ字型とした構造材、或いはかぎ形集成柱等が開示さている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。これらの構造材を柱材に適用し、建築物に係る土台と柱材との接合面積を大きくすることによって、耐震性の向上が図られている。
特許第３５８１４２６号公報（請求項１、図１、図６） 特開２００２−２６６４２８号公報（請求項１、図１）

しかし、従来の軸組壁工法や枠組壁工法による木造建築では、上述のとおり、耐震性を向上するために筋交いや壁面をバランスよく多数配置する必要があり、建築物内における空間設計の自由度が制限される。

また、特許文献１等に開示された構造材やかぎ形集成柱を単に柱材として適用するのみでは、耐震性、耐風性の向上を十分に図ることができない。建築物には、地震力や風圧力といった水平方向の外力に対向し得る構造が要求される。しかし、上記構造材等のように、断面形状をＬ字型としただけでは、耐震性や耐風性の向上の観点からは不十分であり、特に、狭小間口の建築物のような間口と奥行きの寸法差が大きい建築物では、これら耐震性、耐風性の更なる向上が求められている。

そこで本発明者は、上記の問題点に鑑み、従来の木造建築物に比較して、耐震性、耐風性を更に向上した木造建築物を容易に構築可能な軸組構造を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明の軸組構造の要旨とするところは、木造建造物の、通し柱及び管柱を含む柱群を含んで構成される軸組構造であって、一対の長尺広幅側面と一対の長尺狭幅側面とに囲繞された断面矩形の長尺主材と、該長尺広幅側面より小幅の長尺側面を有する長尺副材とを、長手方向を並行させ且つ該長尺広幅側面に該長尺副材を面接合することによって形成される複合柱材が、前記柱群のうちの少なくとも通し柱に適用され、前記長尺主材と前記長尺副材との接合面と、前記木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向とが平行であることを特徴とする。

かかる木造建築物の軸組構造において、前記複合柱材の断面形状は、Ｌ字型、Ｔ字型、十字型の何れかをなし得る。

かかる木造建築物の軸組構造において、前記長尺主材及び前記長尺副材の下端には、前記複合柱材を前記木造建築物の土台に接合するために立設した板状金物を挿入可能な凹溝が、前記接合面に対して直角方向にそれぞれ形成され得る。

本発明の木造建築物の軸組構造によると、当該軸組構造に係る少なくとも通し柱に、長尺主材と長尺副材とを面接合することによって形成される複合柱材が適用され、且つこれら長尺主材及び長尺副材の接合面を、当該木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向と平行にした状態で、当該複合柱材が木造建築物の土台に立設される。従って、長尺主材に係る長尺広幅側面が、木造建築物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向と平行をなし、当該方向と長尺主材自体が撓みにくい方向とを揃えているため、木造建築物の間口と奥行きのうち寸法が大のものの方向と平行をなす壁面に作用する風圧力を、断面積、断面２次モーメント及び断面係数が大きく、変形しにくい長尺主材で負担することができ、耐風性の向上を図ることができる。

また、狭小間口の建築物のような間口と奥行きの寸法差が大きい建築物においても、長尺主材が、間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向に長尺主材に係る長尺広幅側面を平行にして配置されるため、寸法が大のものの方向に作用する地震力や風圧力といった水平方向の外力を、断面２次モーメント及び断面係数の大きく、長尺主材自体が撓みにくい方向で負担することができる。つまり、本発明の軸組構造によると、従来の木造建築物の軸組構造に比べて、耐震性、耐風性が更に向上された木造建築物を提供することができる。

更に、本発明の軸組構造に係る少なくとも通し柱に複合柱材を適用することによって、従来の角柱のような通し柱に比べて、断面積、断面２次モーメント及び断面係数が増大するため、耐震性の向上も図られる。また、通し柱のみならず管柱にも複合柱材を適用することによって、耐震性、耐風性の向上が一層図られる。

また更に、本発明に係る複合柱材を、当該複合柱材に係る接合面に対して直角方向に立設された板状金物を介して土台に接合することによって、木造建築物の耐震性、耐風性の更なる向上が図られる。

以下、本発明の軸組構造の実施形態について、図面に基づき説明する。なお、以下で「接合」と記した場合には、特に断らない限り、一般に適用されている建築用接合金物や釘、ボルト等を用いた剛接合、更には接着剤を併用した剛接合を意味する。また、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。

本実施の形態に係る軸組構造１０は、図１及び図２に示すように、木造建築物における通し柱２ａ及び管柱２ｂを含む柱群２、土台４、並びに胴差６や桁、梁等の横架材を含んで構成される軸組構造であって、これら種々の構成部材のうち、柱群２に係る少なくとも通し柱２ａに、複合柱材１２を適用したものである。なお、図１は、横架材を省略した軸組構造１０を示す平面図、図２は、図１におけるＡ方向から見た部分拡大斜視図である。

複合柱材１２は、一対の長尺広幅側面２０と一対の長尺狭幅側面２２とに囲繞された断面矩形の長尺主材１４と、長尺広幅側面２０より小幅の長尺側面２４ａを有する長尺副材１６とを、長手方向を並行させ、且つ長尺広幅側面２０に長尺副材１６を面接合することによって形成されており、この複合柱材１２の断面形状はＬ字型をなしている。長尺主材１４と長尺副材１６との接合方法は特に限定されず、公知のあらゆる接合方法が適用できるが、例えば図２及び図３（ａ）に示すように、長尺主材１４と長尺副材１６との接合面１８に直交する貫通孔３０を、各部材の長手方向に所定の間隔を空けて複数形成し、この貫通孔３０に挿通したボルト３２にナット３４を螺合することによって、長尺主材１４と長尺副材１６とが接合される。当該接合方法によれば、長尺主材１４及び長尺副材１６には貫通孔３０を形成するのみでよく、加工が容易であると共に、外力の作用による接合面１８のズレをボルト３２で抑制することができる。

また、長尺主材１４と長尺副材１６との他の接合方法としては、図４及び図５（ａ）に示すような接合方法であってもよい。これらの図に示した複合柱材１２ｃに係る接合方法は、長尺主材１４と長尺副材１６との接合面１８に直交する挿入孔３６を、各部材の長手方向に所定の間隔を空けて、接合面１８側から各部材内部に向かって複数形成し、この挿入孔３６にパイプピン４２を挿入する。パイプピン４２の側壁４３には、パイプピン４２の長手方向に対して直交方向にドリフトピン４４を挿通するための貫通孔４５が形成されている。長尺主材１４に係る長尺狭幅側面２２及び長尺副材１６に係る長尺側面２４ｂからパイプピン４２の長手方向に対して直交方向にドリフトピン４４を挿入し、この挿入されたドリフトピン４４を貫通孔４５に挿通することによって、長尺主材１４と長尺副材１６とが接合される。当該接合方法によっても、長尺主材１４及び長尺副材１６には挿入孔３６を形成するのみでよく、加工が容易であると共に、外力の作用によって接合面１８に生じる水平方向のズレをパイプピン４２で抑制することができる。更には、上述した接合方法に比べて、ドリフトピン４４による接合面１８を境に長尺主材１４と長尺副材１６とが離れようとする方向のズレを抑制する効果が高く、また、必要な接合用部品数が少なく、接合作業も非常に容易であるため、作業効率の向上も図られる。

そして、本実施形態の軸組構造１０は、上記の複合柱材１２や複合柱材１２ｃに係る接合面１８と、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向とが平行であることを特徴とする。つまり、図１において、Ｘ方向を間口方向、Ｙ方向を奥行き方向とした場合、Ｘ方向の間口方向の寸法がＹ方向の奥行き方向の寸法よりも小であるため、接合面１８をＸ方向の間口方向と平行にして複合柱材１２、１２ｃが立設される。

図２及び図４は、図１におけるＡ方向から見た部分拡大斜視図であって、本実施形態の軸組構造１０に係る通し柱２ａに複合柱材１２又は複合柱材１２ｃを適用した態様を示している。なお、図２及び図４は、複合柱材１２、１２ｃに係る長尺主材１４と長尺副材１６との接合方法のみが異なり、その他の構成は同一であるため、以下では図２に基づき詳述する。図２に示すように、軸組構造１０を構成する通し柱２ａに複合柱材１２を適用し、且つ複合柱材１２に係る接合面１８と、間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（図２中Ｘ方向）とが平行となるようにして複合柱材１２が土台４に立設される。

このように、本実施形態の軸組構造１０によると、軸組構造１０に係る少なくとも通し柱２ａに複合柱材１２が適用され、且つ複合柱材１２を形成する長尺主材１４及び長尺副材１６の接合面１８を、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（図１中Ｘ方向）と平行にした状態で、複合柱材１２が土台４に立設される。従って、長尺主材１４に係る長尺広幅側面２０が、木造建築物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（同図中Ｘ方向）と平行をなし、このＸ方向と長尺主材１４自体が撓みにくい方向とを揃えているため、木造建築物の間口と奥行きのうち寸法が大のものの方向（同図中Ｙ方向）と平行をなす壁面に作用する風圧力を、断面積、断面２次モーメント及び断面係数が大きく、変形しにくい長尺主材１４で負担することができ、耐風性の向上を図ることができる。

また、狭小間口の建築物のような間口と奥行きの寸法差が大きい建築物においても、長尺主材１４が、間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（図１中Ｘ方向）に長尺主材１４に係る長尺広幅側面２０を平行にして配置されるため、寸法が大のものの方向（同図中Ｙ方向）に作用する地震力や風圧力といった水平方向の外力を、断面２次モーメント及び断面係数の大きく、長尺主材１４自体が撓みにくい方向で負担することができる。つまり、本実施形態の軸組構造１０によると、従来の木造建築物の軸組構造に比べて、耐震性、耐風性が更に向上された木造建築物を提供することができる。

本発明に係る複合柱材の態様は、上記の断面形状がＬ字型をなす複合柱材１２に限定されず、図３（ｂ）（ｃ）及び図５（ｂ）（ｃ）に示すように、断面形状がＴ字型や十字型をなす複合柱材１２ａ、１２ｂ、１２ｄ、１２ｅのような態様であってもよい。これら複合柱材１２ａ、１２ｂ、１２ｄ、１２ｅは、各図に示したように、何れも１本の長尺主材１４と２本の長尺副材１６とを、長手方向を並行させ、且つ長尺主材１４に係る一対の長尺広幅側面２０にそれぞれ長尺副材１６を面接合することによって形成されている。より具体的には、複合柱材１２ａ、１２ｂにおいては、上記の複合柱材１２と同様、長尺主材１４と長尺副材１６との接合面１８に直交する貫通孔３０を、各部材の長手方向に所定の間隔を空けて複数形成し、この貫通孔３０に挿通したボルト３２にナット３４を螺合することによって、長尺主材１４と２本の長尺副材１６とが接合されている（図３（ｂ）（ｃ））。また、複合柱材１２ｄ、１２ｅにおいては、上記の複合柱材１２ｃと同様、長尺主材１４と長尺副材１６との接合面１８に直交する挿入孔３６を、長尺主材１４では貫通させ、長尺副材１６では接合面１８側から長尺副材１６の内部に向かって、各部材の長手方向に所定の間隔を空けて複数形成し、この挿入孔３６に貫通孔４５を備えたパイプピン４２を挿入する。そして、長尺主材１４に係る長尺狭幅側面２２及び長尺副材１６に係る長尺側面２４ｂからパイプピン４２の長手方向に対して直交方向にドリフトピン４４を挿入し、この挿入されたドリフトピン４４を貫通孔４５に挿通することによって、長尺主材１４と長尺副材１６とが接合されている（図５（ｂ）（ｃ））。なお、図３（ｃ）、図５（ｃ）に示した複合柱材１２ｂ、１２ｅにおいて、長尺副材１６を１本のみ使用することによって、複合柱材１２ａ、１２ｃとは異なる態様の断面形状がＴ字型をなす複合柱材１２ｆを形成することもできる（図６参照）。

そして、これら複合柱材１２ａ〜１２ｆは、複合柱材１２と同様、通し柱２ａに適用できると共に、図６に示すように管柱２ｂとしても適用できる。図６に示した本発明の実施形態に係る軸組構造１０ａでは、通し柱２ａに複合柱材１２が適用されると共に、管柱２ｂに複合柱材１２ａ、１２ｂ、１２ｆが適用されている。なお、複合柱材１２、１２ａ、１２ｂの代わりに、図５に示した複合柱材１２ｃ、１２ｄ、１２ｅがそれぞれ適用されてもよい。これら複合柱材１２（１２ｃ）、１２ａ（１２ｄ）、１２ｂ（１２ｅ）、１２ｆの適用に当たっては、上述の通り、各複合柱材１２（１２ｃ）、１２ａ（１２ｄ）、１２ｂ（１２ｅ）、１２ｆに係るそれぞれの接合面１８と、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向とを平行にして各複合柱材１２等が立設されている。具体的には、図６において、Ｘ方向を間口の方向、Ｙ方向を奥行きの方向とした場合、Ｘ方向の寸法がＹ方向の寸法よりも小であるため、複合柱材１２等に係るそれぞれの接合面１８をＸ方向、即ち間口の方向と平行にして複合柱材１２等が立設されている。

このように、本実施形態の軸組構造１０ａに係る通し柱２ａに複合柱材１２又は複合柱材１２ｃ、管柱２ｂに複合柱材１２ａ〜１２ｆの何れかを適用し、且つ各複合柱材１２、１２ａ〜１２ｆに係るそれぞれの接合面１８を、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向（図６中Ｘ方向）と平行にした状態で各複合柱材１２、１２ａ〜１２ｆを立設することによって、耐震性、耐風性が更に向上された木造建築物を提供することができる。

以上、本発明の実施形態に係る軸組構造１０、１０ａについて詳述したが、各複合柱材１２、１２ａ〜１２ｆの立設方法は特に限定されず、公知のあらゆる立設方法が適用できる。

図７に、軸組構造１０に係る複合柱材１２（１２ｃ）の立設方法の一例を示す。同図（ａ）に示したように、土台４上における複合柱材１２が立設される位置には、板状金物４０及びパイプピン４２が立設される。より具体的には、複合柱材１２に係る長尺主材１４が立設される位置に板状金物４０及びパイプピン４２が立設され、長尺副材１６が立設される位置に板状金物４０が立設される。これら板状金物４０及びパイプピン４２には、ドリフトピン４４（図２参照）を挿通するための貫通孔４５がそれぞれ設けられている。一方、図７（ｂ）に示すように、複合柱材１２に係る長尺主材１４の下端には、土台４に立設された板状金物４０及びパイプピン４２を挿入可能な凹溝４６及び挿入口４８が形成され、長尺副材１６の下端には、板状金物を挿入可能な凹溝４６が形成されている。

ここで、長尺主材１４及び長尺副材１６の下端に形成される凹溝４６の形成方向は特に限定されないが、複合柱材１２に係る接合面１８に対して直角方向に凹溝４６が形成されることがより好ましい。つまり、長尺主材１４及び長尺副材１６の下端に、接合面１８に対して直角方向にそれぞれ形成された凹溝４６に、この凹溝４６の形成方向に合わせて土台４に立設された板状金物４０を挿入してドリフトピン４４で接合固定することによって、容易に複合柱材１２を立設することができる（図２参照）。

更に、凹溝４６の形成方向（板状金物４０の立設方向）は、木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が大のものの方向（図５中Ｙ方向）と平行をなしているため、壁面の大きいＹ方向に作用する地震力や風圧力といった水平方向の外力を、断面２次モーメント及び断面係数の大きい長尺主材１４が主に負担すると共に、板状金物４０も当該外力に有効に作用する。つまり、凹溝４６の形成方向（板状金物４０の立設方向）を複合柱材１２に係る接合面１８に対して直角方向とすることによって、更なる耐震性、耐風性の向上が図られる。

なお、図３（ｂ）（ｃ）及び図５（ｂ）（ｃ）に示した複合柱材１２ａ、１２ｂ、１２ｄ、１２ｅにおいても、複合柱材１２（１２ｃ）と同様、長尺主材１４の下端には板状金物４０及びパイプピン４２を挿入可能な凹溝４６及び挿入口４８が形成され、２本の長尺副材１６の下端にはそれぞれ凹溝４６が形成される。そして凹溝４６は、複合柱材１２ａ等に係る接合面１８に直角方向に形成されることが好ましい。

また、本発明の軸組構造において、立設された複合柱材１２等への胴差６等の横架材の接合方法も特に限定されず、公知のあらゆる接合方法を適用できる。当該接合方法の一例を挙げると、図８（ａ）に示すように、複合柱材１２に係る長尺主材１４の長尺狭幅側面２２及び長尺副材１６の長尺側面２４ａに、それぞれ断面略コ字型の接合金物５０をボルトで固定する。一方、複合柱材１２に接合される横架材、例えば胴差６、の端部には、この接合金物５０が備える２枚の平板部５２を挿入可能な凹溝５４を形成する。そして、図８（ｂ）に示すように、胴差６に形成された凹溝５４に、複合柱材１２に固定された接合金物５０に係る平板部５２を挿入して、胴差６の側面からドリフトピン４４を挿入することによって、複合柱材１２に胴差６等の横架材を容易に接合することができる。

以上に例示した本発明の実施形態に係る軸組構造は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、上記の軸組構造１０、１０ａに係る複合柱材１２、１２ａ〜１２ｆは、何れも断面矩形の長尺主材１４と、少なくとも１本の断面正方形の長尺副材１６とを接合したものであるが、長尺副材１６の断面形状は正方形に限定されず、長尺主材１４と同様の断面矩形の長尺副材１６ａ（不図示）が適用されてもよい。つまり、複合柱材１２等に係る長尺副材１６の代わりに、長尺副材１６に係る長尺側面２４ａの幅より幅広の長尺側面２４ｂを備えた断面矩形の長尺副材１６ａを適用することによって、複合柱材の断面積、断面２次モーメント及び断面係数は更に増大し、耐震性、耐風性が益々向上される。

また、木造建築物においては間口と奥行きに寸法差があるのが一般的であるため、上記の軸組構造１０、１０ａについても、間口と奥行きに寸法差のある態様に基づいて詳述したが、本発明の軸組構造は、間口と奥行きの寸法が同じ木造建築物についても適用することが可能である。例えば、図１及び図６におけるＸ方向の間口方向の寸法と、Ｙ方向の奥行き方向の寸法とが同じであるとした場合には、複合柱材１２等に係る接合面１８を、Ｘ方向の間口方向又はＹ方向の奥行き方向の何れか一方と平行にして複合柱材１２等を立設することによって、本発明の効果と同様の効果を得ることができる。

更に、本発明に係る長尺主材及び長尺副材には無垢材や集成材が適用されてもよいが、薄い単板を積層して接着された単板積層材（ＬＶＬ＝Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）が適用されてもよい。なお、長尺主材及び長尺副材に当該単板積層材を適用する場合には、長尺主材に係る単板積層材の積層方向と、長尺副材に係る単板積層材の積層方向とが直角をなすようにして接合することがより好ましい。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

本発明の実施形態に係る軸組構造の平面図である。 図１中、Ａ方向から見た部分拡大斜視図である。 （ａ）は断面Ｌ字型、（ｂ）は断面Ｔ字型、（ｃ）は断面十字型をなす本発明の実施形態に係る複合柱材の水平方向断面図である。 本発明に係る複合柱材の他の接合方法を示した、図１中、Ａ方向から見た部分拡大斜視図である。 （ａ）は断面Ｌ字型、（ｂ）は断面Ｔ字型、（ｃ）は断面十字型をなす本発明の実施形態に係る複合柱材の他の接合方法を示した水平方向断面図である。 本発明の他の実施形態に係る軸組構造の平面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る複合柱材の立設方法説明図、（ｂ）は当該複合柱材の下面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態に係る複合柱材への横架材の接合方法説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ：軸組構造
１２、１２ａ〜１２ｆ：複合柱材
１４：長尺主材
１６：長尺副材
１８：接合面
２０：長尺広幅側面
２２：長尺狭幅側面
２４ａ、２４ｂ：長尺側面
３０、４５：貫通孔
３６：挿入孔
４０：板状金物
４２：パイプピン
４４：ドリフトピン
４６、５４：凹溝
４８：挿入口

Claims (3)

1. 木造建造物の、通し柱及び管柱を含む柱群を含んで構成される軸組構造であって、
   一対の長尺広幅側面と一対の長尺狭幅側面とに囲繞された断面矩形の長尺主材と、該長尺広幅側面より小幅の長尺側面を有する長尺副材とを、長手方向を並行させ且つ該長尺広幅側面に該長尺副材を面接合することによって形成される複合柱材が、前記柱群のうちの少なくとも通し柱に適用され、
   前記長尺主材と前記長尺副材との接合面と、前記木造建造物の間口と奥行きのうち寸法が小のものの方向とが平行であることを特徴とする、木造建築物の軸組構造。
2. 前記複合柱材の断面形状がＬ字型、Ｔ字型、十字型の何れかをなす、請求項１に記載の木造建築物の軸組構造。
3. 前記長尺主材及び前記長尺副材の下端に、前記複合柱材を前記木造建築物の土台に接合するために立設した板状金物を挿入可能な凹溝が、前記接合面に対して直角方向にそれぞれ形成された、請求項１又は請求項２に記載の木造建築物の軸組構造。

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