JP2008190169A

JP2008190169A - 木造建築物における柱梁架構

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Publication number: JP2008190169A
Application number: JP2007024131A
Authority: JP
Inventors: Masashi Takahashi; 雅司高橋; Masahiro Kanai; 正博金井; Kenji Ogura; 健二小椋
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP5574311B2

Abstract

【課題】柱や間仕切り壁を撤去してもそれらを含む柱梁架構の水平剛性を確保する。
【解決手段】本発明に係る柱梁架構１は、互いに対向配置され土台６に立設された一対の柱２，２と、該柱の頭部に架け渡された梁３と、一対の柱２，２の互いに向かい合う側面にそれぞれ接着された一対の添柱４，４と、該添柱の頭部に架け渡され梁３の下面に上面が接着された添梁７と、一対の補剛板５，５とからなる。一対の補剛板５，５は計４枚からなり、左右上方に一カ所ずつ存在する柱２と梁３との接合部及び同様に二カ所存在する添柱４と添梁７との接合部が両側方から挟み込まれるようにしてそれらの接合部に接着してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、主としてリフォーム工事の際に用いられる木造建築物における柱梁架構に関する。

住宅においては、家族構成の変動や生活指向の変化等に伴い、新築当時の間取りを変更して下階に広い空間を確保したいというニーズが生じる。

かかるニーズに応えるためには、居室の中央付近や隣接居室の境界に立設されている柱や間仕切り壁を撤去するリフォーム工事を行うことになるが、この場合、柱や間仕切り壁を撤去すると、それらを含んでいた柱梁架構の水平剛性が低下してしまう。そのため、柱や間仕切り壁の撤去に伴い、上述した柱梁架構の水平剛性を高める補強工事が不可欠となる。

一方、柱梁架構の水平剛性は、外壁であれば筋かいを設ける、補強合板を取り付けて耐震壁とするなどの対策をとることができるが、居室内の柱梁架構だと、下階居室に広い空間を確保したいがために柱や間仕切り壁を撤去するのであるから、当然ながら上述した対策を講じることはできない。車が出入りできるだけの開口を設けてビルトインガレージを作りたい場合も同様である。

すなわち、柱や間仕切り壁を撤去した分だけ、これらの柱等を含む柱梁架構の水平剛性が低下し、結果として壁量の不足や偏心率の悪化という事態を招き、いずれにしろ木造建築物全体の耐震性が低下する。

特開２００５−２３２７９７特開２００５−２３２９３７特開２００５−２３２６７８

本出願人は、かかる状況に鑑み、一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に添柱をそれぞれ接着するとともに、柱の頭部と梁の端部との接合部に該接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補剛板を該接合部に接着してなる柱梁架構を開発した。

かかる柱梁架構によれば、添柱によって柱梁架構の水平剛性が向上するとともに、補剛板によって柱と梁の結合の度合いが高くなるので、元々存在した柱や間仕切り壁を撤去しても、柱梁架構の水平剛性を維持することが可能となる。

しかしながら、リフォーム工事の内容によっては、上述した柱梁架構をもってしても耐震補強効果が不十分な場合があり、さらなる耐震性能が要求されていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、柱や間仕切り壁を撤去してもそれらを含む柱梁架構の水平剛性を確保することが可能な木造建築物における柱梁架構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る木造建築物における柱梁架構は請求項１に記載したように、対向配置された一対の柱と、該柱の頭部に架け渡された梁と、前記一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に接着された一対の柱状補剛部材と、前記柱状補剛部材の頭部に架け渡され前記梁の下面に上面が接着された梁状補剛部材と、前記柱と前記梁との接合部及び前記柱状補剛部材と前記梁状補剛部材との接合部にそれらの接合部が両側方から挟み込まれるようにして接着された木質系材料からなる一対の補剛板とからなるものである。

また、本発明に係る木造建築物における柱梁架構は、前記補剛板に繊維シートを貼着したものである。

本出願人は、下階空間を拡げたりビルトインガレージを設けるべく、該下階空間に立設されている柱や間仕切り壁を撤去するリフォーム工事を行うにあたり、添柱と補剛板を使って柱や間仕切り壁の撤去に伴う耐震性の低下を防止するという開発済みの技術を踏まえて、さらなる耐震性能向上をめざしてさまざまな研究開発を行った。

その結果、一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に柱状補剛部材をそれぞれ接着するとともに、該柱状補剛部材の頭部に梁状補剛部材を架け渡して該梁状補剛部材の上面を梁の下面に接着し、柱と梁との接合部及び柱状補剛部材と梁状補剛部材との接合部にそれらの接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補剛板を接着するというあらたな構成を見出したものである。

かかる構成において、柱を既存柱、梁を既存梁とした場合、柱状補剛部材及び梁状補剛部材による軸組補剛作用と補剛板による接合部補剛作用とが相まって、既存柱及び既存梁からなる軸組架構の水平剛性を大幅に向上させることが可能となる。

そのため、既存柱及び既存梁からなる柱梁架構内に元々存在した柱や間仕切り壁を撤去しても、柱梁架構の水平剛性が低下することはない。

本発明に係る木造建築物における柱梁架構は、主として既存柱及び既存梁からなる軸組架構をリフォーム工事によって耐震補強するための構造であるが、必ずしもかかる用途に限定されるものではなく、新築の際に適用することも可能である。

特に、諸事情によって大断面の柱や梁を使用することが困難である場合であっても、通常断面の軸組部材を複数組み合わせた本願発明の構成により、耐震性にきわめて優れた柱梁架構を実現することが可能となる。

ガセットプレート（当て板）の役目をする補剛板は、柱の上端近傍側面、梁の端部近傍側面、柱状補剛部材の上端近傍側面及び梁状補剛部材の端部近傍側面にそれらの両側方から挟み込まれるようにして接着されることにより、柱と梁との接合箇所が補剛されかつ柱状補剛部材と梁状補剛部材との接合箇所が補剛されるのであれば、その材質や形状は任意であり、例えば構造用合板を適当な大きさに切断して製作することが可能である。

ここで、アラミド繊維シートに代表される繊維シートを補剛板に貼着するようにしたならば、柱梁の接合箇所における接合度がさらに高くなり、柱梁架構の耐震性がさらに向上する。

以下、本発明に係る木造建築物における柱梁架構の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る柱梁架構を示した正面図、図２は、該柱梁架構の接合部を示した分解斜視図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る柱梁架構１は、互いに対向配置され土台６に立設された一対の柱２，２と、該柱の頭部に架け渡された梁３と、一対の柱２，２の互いに向かい合う側面にそれぞれ接着された一対の柱状補剛部材４，４と、該柱状補剛部材の頭部に架け渡され梁３の下面に上面が接着された梁状補剛部材７と、柱２，２及び柱状補剛部材４，４の頭部近傍にそれぞれ設けられた一対の補剛板５，５とからなる。

二組からなる一対の補剛板５，５は計４枚からなり、両側上方に一カ所ずつ存在する柱２と梁３との接合部及び柱状補剛部材４と梁状補剛部材７との接合部にそれらの両側方から挟み込まれるようにして接着してある。すなわち、各補剛板５は、柱２、梁３、柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７を跨ぐようにして、柱２及び梁３の柱梁接合部の側面とその構面内側に位置する柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７の接合部の側面（２つの側面は面一）に接着してある。

ここで、補剛板５は、木質系材料からなるほぼ矩形状の板材で構成してあり、例えば厚みが１２ｍｍ程度の構造用合板や、ソリッドの木材ラミナを接着した厚さ２４〜３５ｍｍ程度の積層板で構成することができる。

なお、本実施形態では、補剛板５の高さを天井懐に収まる範囲に設定してあるとともに、梁３に直交する別の梁が柱２に掛かっていることを想定し、該梁と干渉することがなきよう、切り欠き１１を設けてある。

柱状補剛部材４は、土台６の天端上方から梁３の下端までをその高さとした後付けの補強部材、梁状補剛部材７は、柱状補剛部材４，４の内法を長さとした後付けの補強部材であり、柱状補剛部材４の上端と梁状補剛部材４の端部とは、適当な仕口で又は公知の柱梁接合金物を用いて接合してある。

ここで、柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７を柱２及び梁３に後付けする関係上、柱状補剛部材４は、土台６の天端から梁３の下端までの高さよりもΔＨだけ短く形成してあり、土台６の天端と柱状補剛部材４の下端との間に隙間が生じている。そのため、かかる隙間箇所で剛性低下が懸念されるのであれば、柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７を施工した後、必要に応じて、高さがΔＨで断面が柱状補剛部材４と同じ角材を嵌め込むようにしてもかまわない。

本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１においては、一対の柱２，２のうち、互いに向かい合う側面に柱状補剛部材４，４をそれぞれ接着するとともに、該柱状補剛部材の頭部に梁状補剛部材７を架け渡してその上面を梁３の下面に接着し、左右上方に一カ所ずつ存在する柱２と梁３との接合部及び柱状補剛部材４と梁状補剛部材７との接合部にそれらが両側方から挟み込まれるようにして一対の補剛板５，５をそれぞれ接着してある。

このようにすると、柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７によって柱梁架構１の水平剛性が向上するとともに、柱２と梁４の接合部や柱状補剛部材４と梁状補剛部材７との接合部における接合度が高くなり、剛接合により近くなる。その意味では、補剛板５は、鉄骨材に用いるガセットプレートに相当するものと言える。

本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１をリフォーム工事として施工する手順を以下に説明する。

まず、柱梁架構１の構面内に存在する柱や間仕切り壁を撤去する。

次に、柱２と柱状補剛部材４の当接面に対して必要に応じてプレーナー掛け（カンナがけ）を行い、接着工程に備える。梁３と梁状補剛部材７の当接面についても同様である。

次に、梁状補剛部材７を梁３の内方下面に接着するとともに、該梁状補剛部材の端部に柱状補剛部材４，４を接合し、さらに柱状補剛部材４，４を柱２，２の内方側面にそれぞれ接着することで、架構の水平剛性を高める。

使用する接着剤としては、市販されている任意の接着剤から適宜選択することが可能であり、例えば、コニシ株式会社から「クイックセット」の商品名で、住友スリーエム株式会社から「ＤＰ−４２０」の商品名で、日本シーカ株式会社から「シーカデュア３０」の商品名でそれぞれ市販されている二液混合型エポキシ樹脂接着剤を使用することができる。かかる接着剤は、冬期以外であれば３日で最終強度の９０％程度まで強度が発現する、混練ラティチュードが広いので多少の混練不足でも不具合は生じない等の長所がある。

次に、柱２及び梁３の柱梁接合部と柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７の接合部を両側から挟み込むようにして、それらの側面に補剛板５，５をそれぞれ接着する。接着に用いる接着剤は上述したと同様のものを用いればよい。

最後に、天井を施工するが、補剛板５の高さを天井懐に収まる範囲に設定してあるので、補剛板５が居室内に露出することはない。

以上説明したように、本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１によれば、柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７によって柱梁架構１の水平剛性が向上するとともに、補剛板５，５によって柱２及び梁３の柱梁接合部及び柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７の接合部の接合度が高くなり、剛接合により近くなる。

そのため、柱梁架構１の構面内に元々存在した柱や間仕切り壁を撤去しても、柱梁架構１の水平剛性が従前の架構より低下することはなく、したがって、木造建築物の耐震性も維持することが可能となる。

また、従来技術（特許文献１記載の発明）に比べると、梁状補剛部材７による剛性向上作用が加わったことで、補剛板５の厚みを２４ｍｍから１２ｍｍに低減することが可能となり、内壁であれ外壁であれ、補剛板５を壁断面内に納めることができる。

具体的には、柱２及び柱状補剛部材４の断面を１０５ｍｍ×１０５ｍｍ、梁３の断面を１０５ｍｍ×１８０ｍｍ、梁状補剛部材７の断面を１０５ｍｍ×１５０ｍｍとし、補剛板を厚さ１２ｍｍの合板を用いて水平載荷試験を行ったところ、壁量換算で２．７３ｍとなり、４．５尺（住宅の基準単位でメートル法では約１３６．５ｃｍとなる）の片筋かいに匹敵する壁量となる。

本実施形態では、居室空間内に存在する既存の架構を耐震補強して柱梁架構１を構築することを前提として説明したが、必ずしも耐震補強、すなわち既存の建物への適用に限定されるものではなく、新築時から本実施形態に係る柱梁架構１を採用することも可能である。

また、本実施形態では、耐震補強する既存の架構が居室空間内に存在するものとしたが、外壁部分にも用いることができる。すなわち、開口を設ける必要がない外壁については、従来の筋かいや耐震壁を用いても耐震補強が可能であるが、大きな開口を設けたい場合、例えば、ビルトインガレージや店舗の出入り口の架構を耐震補強したい場合、本発明の柱梁架構を適用すれば、車両や多数の客が出入りできる大開口を残しても、十分な水平剛性を確保することが可能となる。また、テラスやサンルームに接した居室の外壁を耐震補強する場合に本発明に係る柱梁架構を適用すれば、該柱梁架構がもたらす大開口によって居室とテラスあるいはサンルームとを一体化して快適な居住空間を創りだすことが可能となる。

また、本実施形態では、梁３に直交する別の梁が柱２に架設されていることを想定して補剛板５に切り欠き１１を設けたが、かかる切り欠きは必須の構成ではなく、柱２に掛かっている梁の状況によってはこれを省略することができる。

また、本実施形態では、一対の柱２，２と該柱の頭部に架け渡された梁３とからなる柱梁架構１を例に説明したが、本発明に係る柱梁架構は、上記説明や図に示すようないわゆる梁勝ち構造に限定されるものではなく、柱を通し柱としたいわゆる柱勝ち構造にも適用することができることは言うまでもない。

また、本実施形態では特に言及しなかったが、補剛板５の高さを天井懐に収まる範囲に抑えたことによって、接合部の接合度を十分に高めることができない場合には、図３に示すように、アラミド繊維シート、ポリエステル繊維シート等の繊維シート３１を補剛板５に貼着し、該補剛板を補強するようにしてもよい。

アラミド繊維シートは、例えば水平、垂直及び斜め４５゜方向、計４方向に織られたシートを採用することができる。

一方、下階の用途その他の関係で補剛板５が露出してもかまわない場合、例えばビルトインガレージの場合には、繊維シートとの併用構成に代えて、図４に示すように接着面積（高さ）が十分に確保され柱状補剛部材４及び梁状補剛部材７に当接しない箇所が斜めにカットされてなる補剛板５ａを用いた柱梁架構４１を採用することができる。

ここで、柱梁架構４１は、梁状補剛部材７と柱状補剛部材４との取合い箇所（入隅部）に配置された方杖４２を備えており、該方杖は、その一端を梁状補剛部材７の下面に、他端を柱状補剛部材４の側面に接着してあるとともに、両側面を補剛板５ａ，５ａに接着してある。

かかる構成においても、上述した実施形態と同等かそれ以上の耐震性向上を図ることが可能となる。

なお、方杖４２の設置については任意であってこれを省略してもかまわない。また、かかる変形例において、方杖４２を設置した点及び補剛板５ａの高さ（形状）が異なる以外は上述した実施形態と同一の構成であるので、ここではその説明を省略する。

本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１の図であり、(a)は正面図、(b)はＡ−Ａ線に沿う鉛直断面図。本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構の分解斜視図。変形例に係る木造建築物における柱梁架構の分解斜視図。変形例に係る柱梁架構４１の図であり、(a)は正面図、(b)はＢ−Ｂ線に沿う鉛直断面図。

符号の説明

１，４１木造建築物における柱梁架構
２柱
３梁
４柱状補剛部材
５，５ａ補剛板
７梁状補剛部材
３１繊維シート

Claims

対向配置された一対の柱と、該柱の頭部に架け渡された梁と、前記一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に接着された一対の柱状補剛部材と、前記柱状補剛部材の頭部に架け渡され前記梁の下面に上面が接着された梁状補剛部材と、前記柱と前記梁との接合部及び前記柱状補剛部材と前記梁状補剛部材との接合部にそれらの接合部が両側方から挟み込まれるようにして接着された木質系材料からなる一対の補剛板とからなることを特徴とする木造建築物における柱梁架構。
前記補剛板に繊維シートを貼着した請求項１記載の柱梁架構。