JP2009108666A - 木造耐震建築 - Google Patents

Abstract

【課題】工夫した構造壁や免震のしくみを導入しても、コンクリート造に比べ１０倍ほどの揺れとなってしまっている現状の木造について、揺れを縮小し、開口部を大きく取れて、かつ耐久性を有する木造を誕生させることのできる、最小限の構造要素が求められており、それを提供する。
【解決手段】
木造の耐震要素を門型のプレストレストコンクリートフレームで負担することにより、従来の構造壁を用いずに済み、地震時の揺れを１／１０ほどに抑え、大地震においても復元力が大きく塑性変形せず、長寿命化がはかれる。
【選択図】図３

Description

本発明は建築の構造に関するものである。

木造の構造上の強度を負担する壁は、木製、金属製等の素材により、筋交い、またはタイストリップ、またはパネルの形状によって補強され形成されている。
従来の免震措置を施した木造建築は、平常時の風で揺れてしまい、その対策機構をとりつけると、大規模の地震時には免震機構が働くが、小規模の地震の時には揺れの変形を抑えることができなかった。

＜１＞従来の木造建築は、木製、金属製等の素材により、筋交い、またはタイストリップ、またはパネルの形状によって補強されているが、木構造の自重が軽いため、建物に負荷としてかかる地震力は、コンクリート造に比較し、かなり小さいにもかかわらず、揺れによる変形が約１０倍程度大きかった。
＜２＞従来の木造建築では、構造上の必要壁量を満足するために、建物の外周部の約半分近くを壁にせざるを得ず、大きな開口部を有することはできなかった。
＜３＞自重の軽い木造建築は、耐震建築のひとつである免震措置を施した場合に、平常時の風で揺れてしまい、その対策機構をとりつけると、大規模の地震時には免震機構が働くが、小規模の地震の時には揺れの変形を抑える働きを有しないという問題を抱え、日常的な地震による揺れの恐怖感を軽減しようという目的に効果を果たせなかった。
＜４＞地球環境対策として、ＬＣＡ評価も考慮に入れると、建物全体をコンクリートで作るよりも、主に地元の木材を活用し、一部の要としてコンクリートを使用することが望まれる。

＜１＞耐震要素となる部分をプレストレストコンクリートフレームで構成するため、従来のような、木製、金属製等の素材により、筋交い、またはタイストリップ、またはパネルの形状によって補強されるものとは異なり、揺れによる変形が約１／１０に抑えられる。また、木造に必要な剛性を待たせるためのコンクリートフレームの量は小さくてすむので、建物の自重は大きくならずにすみ、通常の木造とあまり変わらない地震力負担に抑えられる。
＜２＞構造上有効な壁を木製から剛性の強いプレストレストコンクリートフレームに置き換えたことにより、壁の必要量が約１／１０に減り、コンクリートフレーム以外の木造部分に構造壁を設けないですむようになり、伝統的な日本家屋のように自由に開口部を設けることができるようした。
＜３＞従来の、木造免震機構は、小さな地震や平常時の風で揺れてしまったが、本発明では、その時点ではコンクリートフレームが対応するので揺れは最小限に抑えられ、大きな地震時には、ジョイント機構の働きで、木造がコンクリートフレームから柔軟に接続されかつ適度に分断されるように調整可能であり、免震機能を働かせることができる。 したがって、小さな揺れに対しても大きな揺れに対しても、恐怖感を軽減することができる。
＜４＞建物全体において主に木材を活用し、構造負担する部分としてコンクリートを使用することにより、コンクリート使用量よりも、木使用量を多くして、ＬＣＡ対応をはかり、地球環境に貢献することができる。
＜５＞プレストレストコンクリートフレームにすることにより、大地震時の揺れに対する復元力が大きく、塑性変形を起こさない。

イ）プレストレストコンクリートフレーム部分はシンプルで少量なため、プレキャスト方式などの導入により、容易に施工でき、本発明は、木造の耐震性能増強のための安価な方法となる。
ロ）構造の壁をコンクリートで最小限に作るため、開口部が自由に取れ、間取りが自由に構成できる。
ハ）木造の長屋や共同住宅において、この方式を採用すると、構造をプレストレストコンクリートフレームによって共有化できるため、隣家に影響を与えず住戸分だけの建替えが可能になる。したがって、木造の長屋や共同住宅への導入展開が期待される。

＜イ＞全体の構成。
数層に及ぶ木造建物１に、その層を貫く門型のプレストレストコンクリートフレーム２を組み込み、ジョイント機構３を持って、木造部分と、コンクリート部分を接続するように構成した。
＜ロ＞木造建物１
木造建物部分は、通常の木造とほぼ同様な構成が可能である。異なるのは筋交いやパネルを組み付ける木造の構造壁が不要となることと、それに替わってプレストレストコンクリートフレームに接続する木造部分を各階ごとに用意する必要があることである。
＜ハ＞プレストレストコンクリートフレーム２
プレストレストコンクリートフレームは、平面形状を、ｘ方向ｙ方向両方に機能するように、その変形として、Ｔ字形、Ｌ字形、Ｉ字形などが可能であるが＋字形を基本とし、断面形状を、建物の有する層分を一まとめとする門型を基本とする形状の、プレストレストコンクリート柱・梁フレームとする。
＜ニ＞ジョイント機構３
ジョイント機構は、プレストレストコンクリートフレームと木造部分をしっかり接合するとともに、大きな地震の時には、 柔軟な接合に切り替わるような調整が可能なダンパー機能を備えることもできる。

本発明の構成要素の１つである木造部分の説明図 本発明の構成要素の１つであるプレストレストコンクリートフレームの説明図 木造部分にプレストレストコンクリートフレームを組み込んだ図 本発明の長屋や共同住宅への導入時の説明図

符号の説明

１ 木造部分
２ プレストレストコンクリートフレーム
３ ジョイント機構
４ 層
５ 柱
６ 梁

Claims (3)

1. 数層に及ぶ木造建築に、ジョイントする機構を介して、木造に層を貫通する十文字型の門型のプレストレストコンクリート柱・梁フレームを組み込んで構成した木造耐震建築。
2. 請求項１の構成において、プレストレストコンクリート造と木造のジョイント機構により地震や風に対する建物の揺れの性能を調整可能にした木造耐震建築。
3. 請求項１および２の構成による木造およびプレストレストコンクリート造との混構造建築

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