JP2008266904A - 木造建築の躯体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建物に作用する長期荷重に応じて柱と梁の接合構造を採用することで、寸法精度を確保しつつ、部材数や接合数を節約した経済設計を行うことができ、さらには、Ｔ形などの非矩形断面の柱の採用により建物内のスペースの利用性を向上させることができる木造建築の躯体構造を提供する。
【解決手段】木質部材からなる柱２と梁３との接合部を剛接合としたラーメン構造を含む木造建築の躯体構造１。前記ラーメン構造は、長期荷重に対する負担の少ない接合部を柱勝ちラーメンとし、長期荷重に対する負担の多い接合部を梁勝ちラーメンとしている。前記柱２は、水平断面が長方形の柱ユニットを、Ｔ形、Ｌ形、又は十形の水平断面となるように組み合わせた。
【選択図】 図１

Description

本発明は木造建築の躯体構造に関する。さらに詳しくは、ラーメン構造を用いた木造建築の躯体構造に関する。

在来の木造建築は、地震力などの水平荷重に対しては主に筋交いにより抵抗する構造であり、この筋交いは複数の柱間に設けるとともに、直交する２つの方向に配置する必要がある。したがって、在来の木造建築では、筋交いを設ける壁体を確保する必要があることから、開口部の設定や屋内空間の利用に制約があった。

そこで、開口部設定の自由度を高めるとともに屋内空間の利用性を向上させることを主たる目的として、柱と梁の接合を剛接合としたラーメン構造を木造建築に適用することが提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

特許文献１には、柱が階層ごとに分割され、柱に対して各階層間の梁が優先するように柱と梁とが梁勝ち接合されている多階層の木質構造躯体が開示されており、この木質構造躯体では、柱と梁とからなるラーメン構面が、梁の材軸方向にのみ水平耐力を有する一方向ラーメン構面とされている。

また、特許文献２には、直交して組み立てられた、集成材梁の端部材を集成材柱を貫通させ、当該柱に剛に接合した柱・梁接合部構造が開示されている。この柱・梁接合部構造において、集成材柱は、端部材を挟んで上下に分割され、その互いに対向する面からは端部材に嵌合する切込みが２方向に形成されている。また、端部材は、上下の集成材柱に挟み込まれ、梁成方向に貫通し且つ両集成材柱間に軸方向に挿通するボルトにより締め付けられて両集成柱に接合されている。

特開２００６−１０４７２９号公報 特開平６−１８５１１５号公報

しかしながら、特許文献１〜２記載の構造を含む従来の木造建築のラーメン構造では、柱と梁の接合方法が画一的であり、必ずしも実際に建物に作用する長期荷重（建物に長期的に作用する、当該建物の自重や積載荷重を含む鉛直方向の荷重）の分布を反映したものとはなっていない。このため、部材数や接合数が構造上必要な数よりも多くなり、経済設計になっていないことがある。また、柱の上に梁を載せる梁勝ちラーメンだけを採用する場合、階層間において柱が上下に分断されることから、建物の鉛直方向の寸法精度を確保するのが困難であるという問題がある。

また、２方向にラーメン構造とする場合、１本の柱に２方向の梁が接合することになるため、柱の加工による欠損量が大きくなる。したがって、この欠損による弱点を回避するために、２方向に大きな曲げ剛性を有する大断面の柱を採用することになるが、この場合、居室内の隅角部などに柱が突出し、居室の利用に支障を来たすことがある。さらに、木造の場合、２方向に大きな断面の材料を製作することは、木材資源の問題（大きな断面の木材は採取が非常に困難である）からも非常に難しい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、建物に作用する長期荷重に応じて柱と梁の接合構造を採用することで、寸法精度を確保しつつ、部材数や接合数を節約した経済設計を行うことができ、さらには、Ｔ形などの非矩形断面の柱の採用により建物内のスペースの利用性を向上させることができる木造建築の躯体構造を提供することを目的としている。

本発明の木造建築の躯体構造は、木質部材からなる柱と梁との接合部を剛接合としたラーメン構造を含む木造建築の躯体構造であって、
前記ラーメン構造は、長期荷重に対する負担の少ない接合部を柱勝ちラーメンとし、長期荷重に対する負担の多い接合部を梁勝ちラーメンとし、且つ
前記柱は、水平断面が長方形の柱ユニットを、Ｔ形、Ｌ形、又は十形の水平断面となるように組み合わせたことを特徴としている。

本発明の木造建築の躯体構造では、建物に作用する長期荷重に応じて柱と梁の接合構造を変えている。すなわち、長期荷重に対する負担の少ない接合部を柱勝ちラーメンとし、長期荷重に対する負担の多い接合部を梁勝ちラーメンとしている。
ラーメン構造の接合部は、長期的に作用する鉛直方向の荷重に対しても抵抗する必要があるが、その際、荷重負担の多い接合部のラーメン構造は、曲げモーメントだけでなく大きなせん断力も負担する必要がある。この場合、柱と柱の間に梁を配設した柱勝ちラーメン、特に軸方向に接合具を配設した柱勝ちラーメンでは、当該接合具に大きな引き抜き力と大きなせん断力が長期的に常時作用するため、木質部材との接触部分でクリープ現象が発生し、その結果、接合部に変形が生じ、梁が撓むことがある。また、接合具は引き抜き力とせん断力の複合状態にあるため、木質部材の割裂を招く惧れがある。

しかしながら、長期荷重に対して負担の大きい接合部を柱の上に梁を載せた梁勝ちラーメン構造とすることによって、ラーメン接合部に生じる大きなせん断力を接合具が負担するのを回避することができる。これにより、前述した梁の撓みや木質部材の割裂といった不具合を防止することができる。
一方、すべての柱・梁接合部を梁勝ちラーメン構造とすると、多階層構造においては、階層間において柱が上下に分断されることから、建物の鉛直方向の寸法精度を確保するのが困難となるが、本願発明では、長期荷重に対して負担の少ない接合部を柱と柱の間に梁を配置した柱勝ちラーメン構造としているので、この柱勝ちラーメン構造における通し柱を利用することで鉛直方向における寸法精度を容易に確保することができる。

また、水平断面が長方形の柱ユニットを、Ｔ形、Ｌ形、又は十形の水平断面となるように組み合わせた柱を用いているので、大きな曲げ剛性を確保しつつ、その断面形状を必要最小限のものにすることができ、その結果、屋内空間の利用性を向上させることができる。
なお、本発明では、複数の柱ユニットからＴ形、Ｌ形、又は十形の水平断面の１本の柱を構成しており、各柱ユニットと梁とが接合される結果、１本の柱について複数の接合部が存在することになり、１本の柱に「柱勝ちラーメン構造」と「梁勝ちラーメン構造」とが混在することがある。

長期荷重に対する負担の少ない接合部に配置した柱の側面から、長期荷重に対する負担の多い接合部に配置した梁の端部に向かってラグスクリュー又は引きボルトを埋設し、当該柱及び梁端部を一体化してなるのが好ましい。この場合、前記ラグスクリュー又は引きボルトにより柱と梁を一体構造にすることによって、接合部の変形及び割裂を防止することができる。また、曲げ剛性が増加するので、柱の断面形状を必要最小限のものにすることができ、その結果、屋内空間の利用性を向上させることができる。

長期荷重に対する負担の少ない接合部に配置した梁の側面から、長期荷重に対する負担の多い接合部に配置した柱の側面に向かってラグスクリュー又は引きボルトを埋設し、当該梁及び柱を一体化してなるのが好ましい。この場合、前記ラグスクリュー又は引きボルトにより柱と梁を一体構造にすることによって、接合部の変形及び割裂を防止することができる。また、曲げ剛性が増加するので、柱の断面形状を必要最小限のものにすることができ、その結果、屋内空間の利用性を向上させることができる。

ラーメンフレームを構成する隣接する柱間において、曲げモーメント及びせん断力を伝達し得る接合手段を介して、前記ラーメンフレームを構成する梁に補助柱を接合することができる。かかる補助柱を配置することにより水平力に対する抵抗力が増加するので、大きなグリッドの内部空間を構成することが可能になり、平面設計の自由度が増大する。

接合金具アセンブリを用いて柱の側面に梁木口が接合されており、
前記接合金具アセンブリが、
前記柱の側面と梁木口との間に配設される上部金物と下部金物とからなり、且つ、各金物が、柱の側面に当接する柱側プレートと、梁木口に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと
を備えており、
前記下部金物は、梁端部の下面を載置させ得るリブプレート、及び前記下部金物の柱側プレートの上部において柱の側面に当接する背板を有しており、
前記背板の柱側表面には、柱の側面に穿設された凹部内に嵌入される突起が形成されており、且つ
前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されているのが好ましい。

かかる接合金具アセンブリでは、梁端部の下面が下部金物のリブプレートに載置されるとともに、背板の柱側表面に形成された突起が、柱の側面に穿設された凹部内に嵌入される。また、ラグスクリューと上部金物又は下部金物を固定するためのボルトの径よりもボルト孔を大きくしているので、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断することができる。これにより、ラグスクリューにより曲げモーメントを伝達し、前記突起によりせん断力に抵抗することができる。こうして、力の伝達経路を明確に区分けすることにより、ラグスクリューへのせん断力の伝達を回避することができる。その結果、せん断力による木質部材の割裂を防止することができ、大きな曲げモーメントを伝達することができる。

また、大地震時には、ラグスクリュー接合部が破壊する前に、金物及びボルトが降伏し、塑性化するため高いエネルギー吸収性能を得ることができる。一方、前記金物などが降伏した後は、平面保持の仮定が崩れ、各構成部材への応力の再配分が生じ、局部的な応力集中が生じる。その影響は、特に大変形時において顕著となり、ラグスクリュー接合部にせん断力が生じることになるが、このときはせん断抵抗用に配設した突起が曲げモーメントにも抵抗することから、ラグスクリュー接合部への急激な応力の伝達が防止されるとともに、その破壊が抑制される。

接合金具アセンブリを用いて柱の側面に梁木口が接合されており、
前記接合金具アセンブリが、
前記柱の側面と梁木口との間に配設される上部金物と下部金物とからなり、且つ、各金物が、柱の側面に当接する柱側プレートと、梁木口に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
前記上部金物と下部金物との間における柱の側面及び梁木口に形成されたスリット内に嵌入される鋼板と
を備えており、
前記下部金物は、梁端部の下面を載置させ得るリブプレートを有しており、
前記鋼板には、当該鋼板を柱及び梁端部に固定するための固着手段が挿通する固定孔が形成されており、且つ
前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されているのが好ましい。

かかる接合金具アセンブリにおいても、前記接合金具アセンブリにおける突起と同様に、柱の側面及び梁木口に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を挿通する固着手段によりせん断力に抵抗することができ、前記と同様の作用効果を奏することができる。

接合金具アセンブリを用いて柱の木口に梁の上面又は下面が接合されており、
前記接合金具アセンブリが、
前記柱の木口と梁の上面又は下面との間に配設される第１金物と第２金物とからなり、且つ、各金物が、柱の木口に当接する柱側プレートと、梁の上面又は下面に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
前記第１金物と第２金物との間における柱の木口及び梁の上面又は下面に形成されたスリット内に嵌入される鋼板と
を備えており、
前記鋼板には、当該鋼板を柱及び梁端部に固定するための固着手段が挿通する固定孔が形成されており、且つ
前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されているのが好ましい。

かかる接合金具アセンブリにおいても、前記接合金具アセンブリと同様に、柱の木口及び梁の上面又は下面に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を挿通する固着手段によりせん断力に抵抗することができ、前記と同様の作用効果を奏することができる。

接合金具アセンブリを用いて柱の木口に梁の上面又は下面が接合されており、
前記接合金具アセンブリが、
前記柱の木口と梁の上面又は下面との間に配設される第１金物と第２金物とからなり、且つ、各金物が、柱の木口に当接する柱側プレートと、梁の上面又は下面に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
前記第１金物と第２金物との間における柱の木口及び梁の上面又は下面に形成された凹部内に嵌入される突起と
を備えており、
前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されているのが好ましい。

かかる接合金具アセンブリにおいても、前記接合金具アセンブリにおける固着手段と同様に、柱の木口及び梁の上面又は下面に形成された凹部内に嵌入される突起によりせん断力に抵抗することができ、前記と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の木造建築の躯体構造によれば、寸法精度を確保しつつ、部材数や接合数を節約した経済設計を行うことができ、さらには、建物内のスペースの利用性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の木造建築の躯体構造（以下、単に「躯体構造」ともいう）の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る躯体構造１の斜視説明図である。この躯体構造１は２階建ての建物の躯体構造であり、木質部材（例えば、集成材）からなる柱と梁が２方向（Ｘ方向及びＹ方向）において剛に接合されたラーメン構造を採用している。このラーメン構造では、図１において「Ｘ」で示される方向が短スパンの桁行方向であり、「Ｙ」で示される方向が当該桁行方向と直交する長スパンの梁間方向である。そして、本実施の形態では、建物に作用する長期荷重に応じて柱と梁の接合構造を変えている。すなわち、長期荷重に対する負担の少ない接合部を柱勝ちラーメンとし、長期荷重に対する負担の多い接合部を梁勝ちラーメンとしている。躯体構造１においては、原則として、梁間方向を梁勝ちラーメンとし、桁行方向を柱勝ちラーメンとしている。ただし、図１において「Ｂ」で示される部分の桁行方向は、長期荷重に対する負担が多いことから、通し柱ではなく管柱とされ、梁勝ちラーメンを構成している。

ラーメン構造の接合部は、長期的に作用する鉛直方向の荷重に対しても抵抗する必要があるが、その際、荷重負担の多い接合部のラーメン構造は、曲げモーメントだけでなく大きなせん断力も負担する必要がある。本実施の形態では、柱や梁の軸方向端面に配設した接合金物により当該柱と梁を接合しているが、この場合、柱と柱の間に梁を配設した柱勝ちラーメンでは、当該接合金物に大きな引き抜き力と大きなせん断力が長期的に常時作用すると（すなわち、長期荷重に対する負担が大きいと）、木質部材との接触部分でクリープ現象が発生し、その結果、接合部に変形が生じ、梁が撓むことがある。また、接合金物は引き抜き力とせん断力の複合状態にあるため、木質部材の割裂を招く惧れがある。

しかしながら、長期荷重に対して負担の大きい接合部を柱の上に梁を載せた梁勝ちラーメン構造とすることによって、ラーメン接合部に生じる大きなせん断力を接合金物が負担するのを回避することができる。これにより、前述した梁の撓みや木質部材の割裂といった不具合を防止することができる。
一方、すべての柱・梁接合部を梁勝ちラーメン構造とすると、多階層構造においては、階層間において柱が上下に分断されることから、建物の鉛直方向の寸法精度を確保するのが困難となるが、本実施の形態では、長期荷重に対して負担の少ない接合部を柱と柱の間に梁を配置した柱勝ちラーメン構造としているので、この柱勝ちラーメン構造における通し柱を利用することで鉛直方向における寸法精度を容易に確保することができる。

[Ａ部の接合構造]
以下、図１においてＡ〜Ｄで示される各部位の接合部分（柱―梁接合部分、又は柱―基礎接合部分）を詳細に説明する。まず、図２〜４を参照しつつ、Ａで示される部位の接合部分を説明する。
図２は、図１においてＡで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。また、図３は、同じく図１においてＡで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。図２〜３並びに後出する図４〜７及び図１１〜１２において、（ａ）は、いずれも接合部分を建物内側から見た図であり、（ｂ）は（ａ）を図において右側から見た図である。Ａで示される部位の桁行方向の接合部分（桁行方向に沿って配設される梁と柱の接合部分）は、長期荷重に対して負担の少ない接合部であることから、建物外側には通し柱２を採用している。この通し柱２は、断面が長方形であり、その長辺が建物の桁行方向に平行になるように配置されている。そして、この通し柱２の建物内側面には、同じく断面長方形の柱１２が接合されている。この柱１２は、図１又は図３の（ｂ）に示されるように、長期荷重に対して負担の多い接合部に用いられるものであることから、梁勝ちラーメンを構成すべく１階部分の梁１３ｂによって途中で分断された管柱である。前記通し柱２及び柱１２によって、Ａで示される部位の柱は、断面Ｔ形の柱とされている。このように、断面矩形の柱に代えて、水平断面が長方形の柱ユニットを、Ｔ形の水平断面となるように組み合わせた柱を用いることで、大きな曲げ剛性を確保しつつ、その断面形状を必要最小限のものにすることができ、その結果、屋内空間の利用性を向上させることができる。

２階部分の桁行方向の梁３ａの木口及び１階部分の桁行方向の梁１３ａの木口は、いずれも接合金具アセンブリＡ１を用いて通し柱２の側面に接合される。この接合金具アセンブリＡ１は、柱の側面と梁木口との間に配設される上部金物６１と下部金物６２とからなる接合金物６０と、柱に埋め込まれる柱側ラグスクリュー６３と、梁に埋め込まれる梁側ラグスクリュー６４とを備えている。

前記上部金物６１及び下部金物６２は、いずれも柱の側面に当接する柱側プレート６５と、梁木口に当接する梁側プレート６６と、前記柱側プレート６５と梁側プレート６６との間に設けられる複数のリブプレート６７とを有している。また、前記下部金物６２は、梁端部の下面を載置させ得るリブプレート６７ａ、及び前記下部金物６２の柱側プレート６５の上部において柱の側面に当接する背板６８を有している。そして、この背板６８の柱側表面には、柱の側面に穿設された凹部内に嵌入される突起６９が形成されている。この突起６９は、鋼製の丸棒、短円筒体、短各筒体などで形成することができ、溶接により背板６８の柱側表面に固着されている。また、背板６８の梁側表面には、当該背板６８と直交する方向であって、柱２の軸に平行な方向にリブプレート６７ｂが配設されている。このリブプレート６７ｂには、固定孔が穿設されており、この固定孔に挿通される丸棒又はボルトによって、当該リブプレート６７ｂと梁３ａ、１３ａとが接合される。

前記ラグスクリュー６３、６４の頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリュー６３、６４と前記プレート６５、６６を固定するためのボルト７０の径よりも、当該プレート６５、６６に形成されたボルト孔が大きくされており、ラグスクリュー６３、６４及びボルト７０へのせん断力の伝達を遮断するように構成されている。
前記上部金物６１及び下部金物６２を構成するプレートは、それぞれ鋼板で作製されており、溶接により互いに固着されている。前記背板６８は、下部金物６２の柱側プレート６５と同じ一枚の鋼板から作製されている。

前記接合金具アセンブリＡ１を用いた柱２と梁３ａの接合は、以下のようにして行うことができる（柱２と梁１３ａの接合も同様にして行うことができる）。まず、柱２及び梁３ａの所定箇所に穿設した下穴内にラグスクリュー６３、６４をねじ込んで、当該ラグスクリュー６３、６４を柱２及び梁３ａにそれぞれ埋設する。ついで、ラグスクリュー６３を埋設した柱２の側面に下部金物６２を取り付ける。この場合、予め柱２の側面に穿設した凹部内に下部金物６２の背板６８に形成した突起６９を嵌入することで、容易に下部金物６２の位置決め及び取付け（仮固定）を行うことができる。ついで、柱２の下側に配設されたラグスクリュー６３頭部のメネジ部にボルト７０を螺入することで、下部金物６２を柱側面に固定させる。

つぎに、上部金物６１を梁端部上面に載置して、当該上部金物６１の梁側プレート６６のボルト孔を貫通して、ボルト７０を、梁３ａ内に埋め込まれたラグスクリュー６４の頭部に形成されたメネジ部に螺入する。
ついで、ボルト７０により上部金物６１を固定した梁３ａを、前記下部金物６２のリブプレート上に載置する。このとき、梁１３ａの端部に形成されたスリットに、前記背板６８に立設されたリブプレート６７ｂが嵌入される。

ついで、リブプレート６７ｂに穿設された固定孔に丸棒又はボルトを挿通させ、最後に、下部金物６２の梁側プレート６６のボルト孔を貫通して、ボルト７０を、梁３ａ内に埋め込まれたラグスクリュー６４の頭部に形成されたメネジ部に螺入するとともに、上部金物６１の柱側プレート６５のボルト孔を貫通して、ボルト７０を、柱２内に埋め込まれたラグスクリュー６３の頭部に形成されたメネジ部に螺入する。

前述した接合金具アセンブリＡ１を用いた柱と梁の接合では、梁端部の下面が下部金物６２のリブプレート６７ａに載置されるとともに、背板６８の柱側表面に形成された突起６９が、柱２の側面に穿設された凹部内に嵌入される。また、丸棒又はボルトによってリブプレート６７ｂと梁１３とが接合される。さらに、ラグスクリュー６３、６４と上部金物６１又は下部金物６２を固定するためのボルト７０の径よりもボルト孔を大きくしているので、ラグスクリュー６３、６４及びボルト７０へのせん断力の伝達を遮断することができる。これにより、ラグスクリュー６３、６４により曲げモーメントを伝達し、前記突起６９及び丸棒又はボルト、並びに梁端部の下面とリブプレート６７ａの載置面との係合によりせん断力に抵抗することができる。こうして、力の伝達経路を明確に区分けすることにより、ラグスクリュー６３、６４へのせん断力の伝達を回避することができる。その結果、せん断力による木質部材の割裂を防止することができ、大きな曲げモーメントを伝達することができる。

また、大地震時には、ラグスクリュー接合部が破壊する前に、接合金物６０及びボルト７０が降伏し、塑性化するため高いエネルギー吸収性能を得ることができる。一方、前記接合金物６０などが降伏した後は、平面保持の仮定が崩れ、各構成部材への応力の再配分が生じ、局部的な応力集中が生じる。その影響は、特に大変形時において顕著となり、ラグスクリュー接合部にせん断力が生じることになるが、このときはせん断抵抗用に配設した突起６９及び丸棒又はボルトが曲げモーメントにも抵抗することから、ラグスクリュー接合部への急激な応力の伝達が防止されるとともに、その破壊が抑制される。

また、火災時には梁３ａの表面に近い部分に埋設されているラグスクリュー６４は、抵抗力を失う可能性があるが、木質部材は火災により一定の深さまでは炭化するが内部は火災による影響が少ない。したがって、ラグスクリュー６４による接合部が火災により耐力を失った後に、前記突起６９及び丸棒又はボルトによる接合がその役割を担うことによって、建物の倒壊を防ぐことが可能となる。
なお、大きな曲げモーメントに抵抗するためには複数本のラグスクリュー６３、６４を使用する必要があるが、これらラグスクリュー６３、６４を接合金物６０と緊結するボルト７０に均等な一定張力を導入することによって、安定した性能を確保することができる。

また、前述した接合方法においては、互いに別体である上部金物６１と下部金物６２とからなる接合金物６０を用いて柱２の側面に梁木口を接合しており、柱２の側面に固定された下部金物６２に形成されたリブプレート６７ａ上に梁端部の下面を載置している。したがって、柱２及び梁３ａに埋め込まれたラグスクリュー６３、６４を用いて当該柱２の側面に梁木口を接合するに際し、梁３ａを上方から落とし込むことで当該梁３ａを所定の位置に位置決めすることができ、従来のようにクレーンなどの重機を用いて梁３ａを吊った状態で当該梁３ａを所定の位置に保持し続ける必要がない。その結果、施工時間を短縮することができ、また施工のための設備も簡素化することができる。これにより、施工コストを低減させることができる。

なお、前記接合金具アセンブリＡ１における背板６８、リブプレート６７ｂ及び突起６９に代えて、前記上部金物６１と下部金物６２との間における柱の側面及び梁木口に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を用いることもできる。この鋼板に、当該鋼板を柱及び梁端部に固定するための固着手段が挿通し得る固定孔を形成しておき、この固定孔に丸棒又はボルトなどの固着手段を挿通する。この場合、柱の側面及び梁木口に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を挿通する固着手段によりせん断力に抵抗することができ、前記接合金具アセンブリＡ１と同様の作用効果を奏することができる。

また、梁３ｂの下面に柱１２の木口を接合する場合（図２の（ｂ）参照）、及び梁１３ｂの上面又は下面に柱１２の木口を接合する場合（図３の（ｂ）参照）、接合金具アセンブリＡ２を用いて接合が行われる。
かかる接合金具アセンブリＡ２は、前記柱１２の木口と梁１３ｂの上面又は下面との間に配設される第１金物８１と第２金物８２とからなる接合金物８０と、柱１２に埋め込まれる柱側ラグスクリュー８３と、梁１３ｂに埋め込まれる梁側ラグスクリュー８４と、前記第１金物８１と第２金物８２との間における柱の木口及び梁１３ｂの上面又は下面に形成された凹部内に嵌入される突起８９とを備えている。前記第１金物８１及び第２金物８２は、いずれも柱の木口に当接する柱側プレート８５と、梁１３ｂの上面又は下面に当接する梁側プレート８６と、前記柱側プレート８５と梁側プレート８６との間に設けられる複数のリブプレートと８７を有している。

前記ラグスクリュー８３、８４の頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリュー８３、８４と前記プレート８５、８６を固定するためのボルト７０の径よりも、当該プレート８５、８６に形成されたボルト孔が大きくされており、ラグスクリュー８３、８４及びボルト７０へのせん断力の伝達を遮断するように構成されている。

かかる接合金具アセンブリＡ２を用いた接合では、突起８９が、第１金物８１と第２金物８２との間における柱１２の木口及び梁１３ｂの上面又は下面に形成された凹部内に嵌入される。また、ラグスクリュー８３、８４と第１金物８１又は第２金物８２とを固定するためのボルト７０の径よりもボルト孔を大きくしているので、ラグスクリュー８３、８４及びボルト７０へのせん断力の伝達を遮断することができる。これにより、ラグスクリュー８３、８４により曲げモーメントを伝達し、前記突起８９によりせん断力に抵抗することができる。こうして、力の伝達経路を明確に区分けすることにより、ラグスクリュー８３、８４へのせん断力の伝達を回避することができる。その結果、せん断力による木質部材の割裂を防止することができ、大きな曲げモーメントを伝達することができる。

なお、前記接合金具アセンブリＡ２における突起８９に代えて、前記第１金物８１と第２金物８２との間における柱の木口及び梁の上面又は下面に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を用いることもできる。この鋼板に、当該鋼板を柱端部及び梁に固定するための固着手段が挿通し得る固定孔を形成しておき、この固定孔に丸棒又はボルトなどの固着手段を挿通する。この場合、柱の木口及び梁の上面又は下面に形成されたスリット内に嵌入される鋼板を挿通する固着手段によりせん断力に抵抗することができ、前記接合金具アセンブリＡ２と同様の作用効果を奏することができる。

図４は、図１においてＡで示される部位の脚部接合部分を示しており、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。前記柱２及び柱１２の各脚部も、それぞれ接合金具アセンブリＡ３によって基礎に接合されている。
この接合金具アセンブリＡ３は、柱２、１２の脚部と基礎との間に配設される柱脚金物９０と、柱脚部の柱背方向両端に埋め込まれるラグスクリュー９１と、基礎に固定されるアンカーボルト９２とを備えている。前記柱脚金物９０は、柱脚部木口に当接する上部ベースプレート９３と、基礎に当接する下部ベースプレート９４と、前記上部ベースプレート９３と下部ベースプレート９４との間に設けられる壁状の複数のリブプレート９５とを有している。上部ベースプレート９３、下部ベースプレート９４及びリブプレート９５は、鋼板で作製されており、溶接により互いに固着されて一体にされている。

また、前記上部ベースプレート９３の上面には、柱脚部木口に穿設された凹部内に嵌入される突起９６が形成されている。この突起９６は、鋼製の丸棒、短円筒体、短各筒体などで形成することができ、溶接により上部ベースプレート９３の上面に固着されている。
前記ラグスクリュー９１の頭部には、メネジ部が形成されており、ボルト７０を螺入することで当該ラグスクリュー９１を上部ベースプレート９３に固定している。この上部ベースプレート９３に形成された、ボルト７０用のボルト孔は、当該ボルト７０の外径よりも５〜１０ｍｍ程度大きくされており、柱２、１２にせん断力が作用したときに、ラグスクリュー９１及びボルト７０に当該せん断力が伝達されるのを遮断できるようになっている。

かかる接合金具アセンブリＡ３を用いた接合では、脚部と基礎との間に配設される柱脚金物９０の突起９６が柱脚部木口に穿設された凹部内に嵌入される。また、ラグスクリュー９１と柱脚金物９０を固定するためのボルト７０の径よりもボルト孔を大きくしているので、ラグスクリュー９１及びボルト７０へのせん断力の伝達を遮断することができる。これにより、ラグスクリュー９１により曲げモーメントを伝達し、前記突起９６によりせん断力に抵抗することができる。こうして、力の伝達経路を明確に区分けすることにより、ラグスクリュー９１へのせん断力の伝達を回避することができる。その結果、せん断力による木質部材の割裂を防止することができ、大きな曲げモーメントを伝達することができる。

また、本実施の形態では、図２〜４の（ｂ）に示されるように、柱２の側面（外部側表面）から、梁３又は梁１３の端部に向かってラグスクリュー７１を埋設し、当該柱及び梁端部を一体化している。前記ラグスクリュー７１により柱と梁を一体構造にすることによって、接合部の変形及び割裂を防止することができる。また、曲げ剛性が増加するので、柱の断面形状を必要最小限のものにすることができ、その結果、屋内空間の利用性を向上させることができる。なお、ラグスクリュー７１に代えて、引きボルトを用いることもできる。引きボルトを用いる場合、当該引きボルトで両部材を締め付けた後に、部材に別途形成した孔より、ボルトと木部先穴との間のクリア部分（クリアランス）にエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などからなる接着剤を注入することにより、より強固に一体化させることができる。また、ラーメンフレームが接する部分（柱側面など）にエポキシ樹脂、レゾルシノール樹脂などからなる接着剤を塗布したのちに、前記ラグスクリュー７１や引きボルトを締め込むことにより、さらに強固に一体化を図ることができる。

[Ｂ部の接合構造]
つぎに、図５〜７を参照しつつ、図１においてＢで示される部位の接合部分を説明する。
図５は、図１においてＢで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。また、図６は、同じく図１においてＢで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。Ｂで示される部位の桁行方向の接合部分は、短スパンの柱と梁の接合部であるが、長期荷重に対して負担の多い接合部であることから、柱の上に梁を載せた梁勝ちラーメン構造とされている。また、梁間方向の接合部分も、柱の上に梁を載せた梁勝ちラーメン構造とされている。そして、このＢで示される部位における柱の断面もＡで示される部位と同じくＴ形にされている。

図５に示されるように、２階部分の桁行方向の梁２３ａの下面と２階部分の桁行方向の柱２２ａの木口との接合、及び２階部分の梁間方向の梁２３ｂの下面と２階部分の梁間方向の柱２２ｂの木口との接合は、いずれも前記接合金具アセンブリＡ２を用いて接合されている。

また、図６に示されるように、１階部分の桁行方向の梁３３ａの上面と２階部分の桁行方向の柱２２ａの木口との接合、及び１階部分の桁行方向の梁３３ａの下面と１階部分の桁行方向の柱３２ａの木口との接合も前記接合金具アセンブリＡ２を用いて接合されている。さらに、１階部分の梁間方向の梁３３ｂの上面と２階部分の梁間方向の柱２２ｂの木口との接合、及び１階部分の梁間方向の梁３３ｂの下面と１階部分の梁間方向の柱３２ｂの木口との接合も前記接合金具アセンブリＡ２を用いて接合されている。
また、図７に示されるように、前記桁行方向の柱３２ａ及び梁間方向の柱３２ｂの各脚部も、それぞれ前記接合金具アセンブリＡ３によって基礎に接合されている。

[Ｃ部の接合構造]
つぎに、図８〜１０を参照しつつ、図１においてＣで示される部位の接合部分を説明する。このＣで示される部位は、建物外壁と連続していない、建物内部における柱と梁の接合部分を含んでいる。Ｃで示される部位における柱は、１本の断面長方形の柱ユニットの各長辺側側面に他の柱ユニットの短辺側側面を接合することで構成されており、断面略十形にされている。

図８は、図１においてＣで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。また、図９は、同じく図１においてＣで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。Ｃで示される部位では、桁行方向が柱勝ちラーメン構造であり、梁間方向が梁勝ちラーメン構造とされている。なお、図８〜１０において、「正面」とは、桁行方向が図において左右に延びる面のことをいう。

図８に示されるように、２階部分の桁行方向の梁４３ａの木口と２階部分の桁行方向の柱４２ａ（通し柱である）の側面との接合は、前記接合金具アセンブリＡ１を用いて行われている。一方、２階部分の梁間方向の梁４３ｂの下面と２階部分の梁間方向の柱４２ｂの木口との接合は、前記接合金具アセンブリＡ２を用いて接合されている。
また、図９に示されるように、１階部分の桁行方向の梁５３ａの木口と前記柱４２ａの側面との接合は、前記接合金具アセンブリＡ１を用いて行われている。一方、１階部分の梁間方向の梁５３ｂの上面と２階部分の梁間方向の柱４２ｂの木口との接合、及び１階部分の梁間方向の梁５３ｂの下面と１階部分の梁間方向の柱５２ｂの木口との接合は、前記接合金具アセンブリＡ２を用いて接合されている。

また、図１０に示されるように、前記桁行方向の柱４２ａ及び梁間方向の柱５２ｂの各脚部も、それぞれ前記接合金具アセンブリＡ３によって基礎に接合されている。
なお、図８〜９の（ｂ）において、７２は、通し柱４２ａを挟んで配置される梁間方向の柱４２ｂ同士、及び柱５２ｂ同士を結合するために梁側面に形成された溝内に配設された引き寄せ用のボルトである。

[Ｄ部の接合構造]
つぎに、図１１〜１２を参照しつつ、図１においてＤで示される部位の接合部分を説明する。このＤで示される部位では、ラーメンフレームを構成する隣接する柱間において、当該ラーメンフレームを構成する梁７３に補助柱７４が接合されている。この補助柱７４は、曲げモーメント及びせん断力を伝達し得る接合手段である、前記接合金具アセンブリＡ２を介して梁７３に接合されている。かかる補助柱７４を配置することにより水平力に対する抵抗力が増加するので、大きなグリッドの内部空間を構成することが可能になり、平面設計の自由度が増大する。また、図１２に示されるように、補助柱７４の脚部は前記接合金具アセンブリＡ３を用いて基礎に接合されている。

なお、前記実施の形態においては、建物の躯体構造全体をラーメン構造としているが、本発明は、これに限定されるものではなく、部分的にラーメン構造を採用した躯体構造も含まれる。例えば、建物の出隅部分だけに２方向ラーメン構造を採用して、２方向開口としてもよい。また、少なくとも一部に前述した２方向ラーメン構造を採用する限り、他の部分において従来の筋交いを用いた躯体構造としてもよい。

また、以上の説明では、複数の柱ユニットからなる柱の断面形状はＴ形又は十形であったが、図１に示される建物の隅部では、略Ｌ形の断面形状である。

本発明の躯体構造の一実施の形態の斜視説明図である。 図１においてＡで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＡで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＡで示される部位の脚部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＢで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＢで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＢで示される部位の脚部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＣで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＣで示される部位の中間部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＣで示される部位の脚部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＤで示される部位の上部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。 図１においてＤで示される部位の脚部接合部分の説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。

符号の説明

１ 躯体構造
２ 柱（通し柱）
３ 梁
１２ 柱（管柱）
１３ 梁
２２ 柱
２３ 梁
３２ 柱
３３ 梁
４２ 柱
４３ 梁
５２ 柱
５３ 梁
６０ 接合金物
６１ 上部金物
６２ 下部金物
６３ 柱側ラグスクリュー
６４ 梁側ラグスクリュー
６５ 柱側プレート
６６ 梁側プレート
６７ リブプレート
６８ 背板
６９ 突起
７０ ボルト
７１ ラグスクリュー
７２ ラグスクリュー
８０ 接合金物
８１ 第１金物
８２ 第２金物
８３ 柱側ラグスクリュー
８４ 梁側ラグスクリュー
８５ 柱側プレート
８６ 梁側プレート
８７ リブプレート
８９ 突起
９０ 柱脚金物
９１ ラグスクリュー
９２ アンカーボルト
９３ 上部ベースプレート
９４ 下部ベースプレート
９５ リブプレート
９６ 突起

Claims (8)

1. 木質部材からなる柱と梁との接合部を剛接合としたラーメン構造を含む木造建築の躯体構造であって、
   前記ラーメン構造は、長期荷重に対する負担の少ない接合部を柱勝ちラーメンとし、長期荷重に対する負担の多い接合部を梁勝ちラーメンとし、且つ
   前記柱は、水平断面が長方形の柱ユニットを、Ｔ形、Ｌ形、又は十形の水平断面となるように組み合わせたことを特徴とする木造建築の躯体構造。
2. 長期荷重に対する負担の少ない接合部に配置した柱の側面から、長期荷重に対する負担の多い接合部に配置した梁の端部に向かってラグスクリュー又は引きボルトを埋設し、当該柱及び梁端部を一体化してなる請求項１に記載の木造建築の躯体構造。
3. 長期荷重に対する負担の少ない接合部に配置した梁の側面から、長期荷重に対する負担の多い接合部に配置した柱の側面に向かってラグスクリュー又は引きボルトを埋設し、当該梁及び柱を一体化してなる請求項１に記載の木造建築の躯体構造。
4. ラーメンフレームを構成する隣接する柱間において、曲げモーメント及びせん断力を伝達し得る接合手段を介して、補助柱が、前記ラーメンフレームを構成する梁に接合されている請求項１〜３のいずれかに記載の木造建築の躯体構造。
5. 接合金具アセンブリを用いて柱の側面に梁木口が接合されており、
   前記接合金具アセンブリが、
   前記柱の側面と梁木口との間に配設される上部金物と下部金物とからなり、且つ、各金物が、柱の側面に当接する柱側プレートと、梁木口に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
   前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
   前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと
   を備えており、
   前記下部金物は、梁端部の下面を載置させ得るリブプレート、及び前記下部金物の柱側プレートの上部において柱の側面に当接する背板を有しており、
   前記背板の柱側表面には、柱の側面に穿設された凹部内に嵌入される突起が形成されており、且つ
   前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の木造建築の躯体構造。
6. 接合金具アセンブリを用いて柱の側面に梁木口が接合されており、
   前記接合金具アセンブリが、
   前記柱の側面と梁木口との間に配設される上部金物と下部金物とからなり、且つ、各金物が、柱の側面に当接する柱側プレートと、梁木口に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
   前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
   前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
   前記上部金物と下部金物との間における柱の側面及び梁木口に形成されたスリット内に嵌入される鋼板と
   を備えており、
   前記下部金物は、梁端部の下面を載置させ得るリブプレートを有しており、
   前記鋼板には、当該鋼板を柱及び梁端部に固定するための固着手段が挿通する固定孔が形成されており、且つ
   前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の木造建築の躯体構造。
7. 接合金具アセンブリを用いて柱の木口に梁の上面又は下面が接合されており、
   前記接合金具アセンブリが、
   前記柱の木口と梁の上面又は下面との間に配設される第１金物と第２金物とからなり、且つ、各金物が、柱の木口に当接する柱側プレートと、梁の上面又は下面に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
   前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
   前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
   前記第１金物と第２金物との間における柱の木口及び梁の上面又は下面に形成されたスリット内に嵌入される鋼板と
   を備えており、
   前記鋼板には、当該鋼板を柱及び梁端部に固定するための固着手段が挿通する固定孔が形成されており、且つ
   前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の木造建築の躯体構造。
8. 接合金具アセンブリを用いて柱の木口に梁の上面又は下面が接合されており、
   前記接合金具アセンブリが、
   前記柱の木口と梁の上面又は下面との間に配設される第１金物と第２金物とからなり、且つ、各金物が、柱の木口に当接する柱側プレートと、梁の上面又は下面に当接する梁側プレートと、前記柱側プレートと梁側プレートとの間に設けられる複数のリブプレートとを有する接合金物と、
   前記柱側プレートを介して柱に埋め込まれる柱側ラグスクリューと、
   前記梁側プレートを介して梁に埋め込まれる梁側ラグスクリューと、
   前記第１金物と第２金物との間における柱の木口及び梁の上面又は下面に形成された凹部内に嵌入される突起と
   を備えており、
   前記ラグスクリューの頭部に形成されたメネジ部に螺入され当該ラグスクリューと前記プレートを固定するためのボルトの径よりも、当該プレートに形成されたボルト孔を大きくして、ラグスクリュー及びボルトへのせん断力の伝達を遮断するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の木造建築の躯体構造。

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