JP2011042957A - Wooden frame body for unit building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、予め工場などで生産しておいた各構成部材(各構成ユニット)を施工現場の土台、柱などの骨組に組み付け、取り付けて構築する際に使用するユニット式建築物用木製枠体に関し、より詳細には、角部の補強により木製枠体の角度を保持し、木製枠体の剛性を高め、例えば、耐震強度を高めることができ、更に、このような木製枠体の補強金具の寸法を所期の耐震強度に合わせて設定することもできるユニット式建築物用木製枠体に関する。 In the present invention, a building such as a sunroom, a conservatory, or a greenhouse is constructed by assembling and attaching each component (each component unit) that has been produced in advance in a factory or the like to a framework such as a foundation or a pillar of a construction site More specifically, regarding the wooden frame for a unit type building used at the time, the angle of the wooden frame can be maintained by reinforcing the corners, and the rigidity of the wooden frame can be increased, for example, the earthquake resistance can be increased. Furthermore, the present invention relates to a wooden frame for a unit type building, in which the size of the reinforcing bracket of such a wooden frame can be set in accordance with the desired seismic strength.
従来、例えば、特許文献1などに記載されているように、住宅などの既存建物に、サンルーム、コンサバトリーなどのように壁面をガラス張りにした透明材壁構造建築物を増築したり、庭に温室を造ったりすることが行われている。このような透明材壁構造建築物の施工方法としては、例えば、構築に使用する木製枠体を予め工場などで生産し、これらを施工現場に搬送して、施工現場の土台、柱などの骨組に組み付けていきながら、壁面、屋根面にガラス板などの透明板材を取り付けていくというユニット式建築物の施工方法が行われていた。このような工法では、用いる木製枠体に歪みが生じ難いことが望ましく、また、建築物の耐震強度などの観点からも、木製枠体は、強度に優れていることが望ましい。
Conventionally, for example, as described in
一方、従来より、枠体の補強手段としては、種々提案されており、例えば、特許文献2には、「柱と桁のように互いに水平方向と垂直方向に交わる少なくとも2本の木材の交差部に、各木材の側面と木材間に形成される挟角部の側面とを覆う筋違板と、該筋違板の端部に設けた水平方向の木材の上面に係止される係止片とから成り、該筋違板の各木材の側面に沿う部分と係止部を釘等の結着手段で木材に結着させたことを特徴とする軸組の補強金具」、特許文献3には、「所定の単位間隔を置いて配される左右一対の木製縦枠材の、何れか一方または双方共が、上下両端に平ホゾの突設、形成された管柱を、同平ホゾ平面形の長さ方向中央位置において半裁して得られる構造と略同様にした、上下両端に半裁平ホゾ部を有し、これら半裁平ホゾ部間となる主材部部材断面を柱材の半分としてなるものに形成され、これら左右木製縦枠材主材部か、木製縦枠材主材部および木製縦枠材主材部相当に形成した木製縦枠補助材の、各上下端間を夫々木製横枠材で一体化して柱材寸法と同厚の矩形枠本体とする一方、該矩形枠本体内に、双方の部材幅を合わせると柱材寸法と同厚となるように各部材幅を規制してなる複数本の貫部材と間柱部材とを夫々適宜間隔置きに配して一体化すると共に、貫材群と間柱材群との境界位置には、薄鋼板製の筋違材を斜設、介在させた上、その両端部に一体化した連結ボルト孔付きのコーナー金具を、矩形枠本体コーナー部に一体化し、コーナー金具の連結ボルト孔に合わせて矩形枠本体に通孔を穿設してなることを特徴とする木造軸組構造用単位耐力壁枠体」が提案されている。
On the other hand, conventionally, various means for reinforcing a frame have been proposed. For example, Patent Document 2 discloses that “a crossing portion of at least two pieces of wood that intersect each other in the horizontal direction and the vertical direction like columns and girders. A bracelet that covers the side face of each piece of wood and the side face of the sandwiched corner formed between the pieces of wood, and a locking piece that is fastened to the upper surface of the horizontal wood provided at the end of the streak piece The shaft reinforcing bracket characterized in that a portion along the side surface of each timber of the stiffener and the engaging portion is attached to the wood by a binding means such as a nail ",
しかしながら、上記の従来の補強手段では、いずれも、複雑な構成によらずに木製枠体の強度を補強することはできず、また、例えば、所期の耐震強度に合わせて木製枠体を補強する補強金具を設計し易くするという点については、特に考慮されていなかった。 However, none of the above-mentioned conventional reinforcing means can reinforce the strength of the wooden frame without depending on the complicated configuration. For example, the wooden frame is reinforced in accordance with the desired seismic strength. The point of facilitating the design of the reinforcing bracket to be made was not particularly taken into consideration.
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、複雑な構成によらずにユニット式建築物用木製枠体の強度を補強することができ、更に、所期の耐震強度に合わせて木製枠体を補強できる補強金具を設計し易くすることも可能なユニット式建築物用木製枠体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can reinforce the strength of the wooden frame for a unit type building without using a complicated structure. Further, the wooden frame can be adapted to the desired seismic strength. It is an object of the present invention to provide a wooden frame for a unit type building that can easily design a reinforcing metal fitting that can reinforce the frame.
即ち、本発明は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であって、該枠体の各角部の外周面に、該角部の角度に合わせて側面L字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具が嵌め込み可能となる凹部をそれぞれ備え、各凹部に上記補強金具が嵌め込まれた状態で固定用部材によって取り付けられたことを特徴とするユニット式建築物用木製枠体を提供する。ここで、本発明の木製枠体において、上記補強金具が、更に、上記木製枠体への取り付け面に、上記金属製板材の長さ方向に沿ったL字型凸条部を備え、上記枠体が上記凹部内に更に該L字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであると、より好適である。また、上記ユニット式建築物がユニット式透明材壁構造建築物であり、上記木製枠体が、面材として透明板材を取り付けるものであると、更に好適である。 That is, the present invention is a rectangular wooden frame for a unit type building used when building a building such as a sunroom, a conservatory, or a greenhouse using a component unit, and each corner of the frame. Each of the outer peripheral surfaces is provided with a recessed portion that can be fitted with a reinforcing metal fitting made of a metal plate material so as to be L-shaped in accordance with the angle of the corner, and the reinforcing fitting is fitted into each recessed portion. Provided is a wooden frame for a unit type building which is attached by a fixing member in a state. Here, in the wooden frame of the present invention, the reinforcing metal fitting further includes an L-shaped ridge along the length direction of the metal plate material on the attachment surface to the wooden frame. It is more preferable that the body further includes a concave portion corresponding to the L-shaped convex portion in the concave portion. Further, it is more preferable that the unit type building is a unit type transparent material wall structure building, and the wooden frame is a member to which a transparent plate is attached as a face material.
更に、本発明のユニット式建築物用木製枠体が、上記ユニット式建築物の建築物モデルを決定して、該建築物モデルの全重量を算定し、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定し、該地震時水平力から上記木製枠体の1枠に作用する水平力Hを算定し、次いで上記木製枠体の枠体モデルを決定して、上記水平力Hにおける上記枠体モデルの角に生じる最大作用断面力Mmaxを算定し、更に、形状及び材料を選択した補強金具モデルを決定して、該補強金具モデルの材料の許容曲げ応力度と上記最大作用断面力Mmaxとから、該最大作用断面力Mmaxに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定し、該断面係数となる断面の大きさを有するように、上記補強金具モデルの金属製板材の幅及び厚さ、又は、上記金属製板材の幅、厚さ及び上記L字型凸条部の幅、高さ、を設定したものであると、より好適である。ここで、上記枠体モデルは、該枠体の枠形状、節点位置、ピン支点、ローラー支点、ローラー支点とこれに近接する一の節点との離間距離、該枠体を構成する木材の材質、該木材の寸法、をモデル化したものであることが好ましい。 Furthermore, the wooden frame for unit type building of the present invention determines the building model of the unit type building, calculates the total weight of the building model, selects the seismic intensity at the time of reinforcement, The horizontal force at the time of earthquake in seismic intensity is calculated, the horizontal force H acting on one frame of the wooden frame is calculated from the horizontal force at the time of earthquake, the frame model of the wooden frame is then determined, and the horizontal The maximum action cross-sectional force M max generated at the corner of the frame model at the force H is calculated, and the reinforcing bracket model with the selected shape and material is determined. The allowable bending stress degree of the material of the reinforcing bracket model and the above and a maximum working member forces M max, and calculate the section modulus of the required reinforcing bracket model to withstand the said maximum working member forces M max, so as to have a size of the cross section to be the cross section coefficient, the reinforcing bracket model The width and thickness of the metal plate material, or the above The width of the genus plate material, the thickness and the L-shaped ridge having a width, height and is obtained by setting a more preferred. Here, the frame model includes a frame shape of the frame, a node position, a pin fulcrum, a roller fulcrum, a separation distance between the roller fulcrum and one node adjacent thereto, a material of wood constituting the frame, It is preferable that the size of the wood is modeled.
本発明の木製枠体によれば、枠体の各角部の外周面(枠体の外側側面又は幅方向外枠面)に、角部の角度に合わせて側面L字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具が嵌め込み可能となる凹部、換言すれば、補強金具が嵌合可能となるように補強金具の形状に対応する形状を有する凹部をそれぞれ備え、各凹部に補強金具が嵌め込まれた状態で固定用部材によって取り付けられているので、複雑な構造によらず、枠体の角部の補強をすることが可能となる。ここで、補強金具が、木製枠体への取り付け面、即ち、枠体の凹部への嵌め込み側の面に、更に、金属製板材の長さ方向に沿ったL字型凸条部、換言すれば、側面L字型に形成された金属製板材の形状に対応して側面L字型に形成されたL字型凸条部を備え、枠体が凹部内に更にこのL字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであると、例えば、補強金具が同じ長さ、厚さ、幅の金属製板材からなるものである場合、このような構成の補強金具によれば、より高い補強強度が得られる。また、本発明のユニット式建築物がユニット式透明材壁構造建築物であり、木製枠体が、面材として透明板材を取り付けるものであると、サンルーム、コンサバトリー、温室などのように採光に優れることが望ましいユニット式透明材壁構造建築物の木製枠体を補強することができるので、より効果的である。 According to the wooden frame of the present invention, the outer peripheral surface of each corner of the frame (the outer side surface of the frame or the outer frame surface in the width direction) is formed to have a side L shape according to the angle of the corner. Each of the recesses is provided with a recess having a shape corresponding to the shape of the reinforcement bracket so that the reinforcement bracket made of a metal plate material can be fitted, in other words, the reinforcement bracket can be fitted. Since it is attached by the fixing member in the fitted state, it becomes possible to reinforce the corners of the frame body regardless of a complicated structure. Here, the reinforcing metal fitting is attached to the wooden frame, that is, the surface on the fitting side of the frame into the recess, and further, the L-shaped ridge along the length direction of the metal plate, in other words, For example, an L-shaped ridge formed in the side L-shape corresponding to the shape of the metal plate material formed in the side L-shape is provided, and the frame is further provided in the recess. For example, when the reinforcing bracket is made of a metal plate having the same length, thickness and width, according to the reinforcing bracket having such a configuration, High reinforcement strength can be obtained. In addition, when the unit type building of the present invention is a unit type transparent material wall structure building, and the wooden frame is to be attached with a transparent plate as a face material, it can be used for daylighting such as a solarium, a conservatory, and a greenhouse. Since it is possible to reinforce the wooden frame of the unit type transparent material wall structure building which is desirable to be superior, it is more effective.
更に、本発明の木製枠体は、上記ユニット式建築物の建築物モデルを決定して、該建築物モデルの全重量を算定し、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定し、該地震時水平力から上記木製枠体の1枠に作用する水平力Hを算定し、次いで上記木製枠体の枠体モデル、好ましくは枠形状、節点位置、ピン支点、ローラー支点、ローラー支点とこれに近接する一の節点との離間距離、枠体を構成する木材の材質、木材の寸法、をモデル化した枠体モデルを決定して、上記水平力Hにおける上記枠体モデルの角に生じる最大作用断面力Mmaxを算定し、更に、形状及び材料を選択した補強金具モデルを決定して、該補強金具モデルの材料の許容曲げ応力度と上記最大作用断面力Mmaxとから、該最大作用断面力Mmaxに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定し、該断面係数となる断面の大きさを有するように、上記補強金具モデルの金属製板材の幅及び厚さ、又は、更に、L字型凸条部を備えた補強金具であれば、該補強金具モデルの金属製板材の幅、厚さ及びL字型凸条部の幅、高さ、を設定したものであると、所期の耐震強度に合わせた寸法に設定することができるので、複雑な構成、煩雑な計算によらず、木製枠体の補強強度を効率よく調整することが可能となる。 Further, the wooden frame of the present invention determines the building model of the unit type building, calculates the total weight of the building model, selects the seismic intensity at the time of reinforcement, and at the time of the earthquake at the seismic intensity A horizontal force is calculated, a horizontal force H acting on one frame of the wooden frame is calculated from the horizontal force at the time of the earthquake, and then a frame model of the wooden frame, preferably a frame shape, a node position, a pin fulcrum, The frame at the horizontal force H is determined by determining a frame model that models the roller fulcrum, the distance between the roller fulcrum and one node adjacent to the roller fulcrum, the material of the wood constituting the frame, and the dimensions of the wood. The maximum acting sectional force M max generated at the corner of the body model is calculated, and further, a reinforcing bracket model in which the shape and material are selected is determined, and the allowable bending stress degree of the material of the reinforcing bracket model and the maximum acting sectional force M are determined. from the max, to said maximum effect cross-sectional force M max The width and thickness of the metal plate material of the reinforcing bracket model, or further, an L-shape so that the section modulus of the reinforcing bracket model required to obtain If it is a reinforcing metal fitting provided with ridges, the width and thickness of the metal plate of the reinforcing metal fitting model and the width and height of the L-shaped ridges are set, and the expected earthquake resistance Since the dimension can be set according to the strength, the reinforcing strength of the wooden frame can be adjusted efficiently without complicated configuration and complicated calculations.
本発明によれば、複雑な構造によらず、木製枠体の角部の補強をすることが可能であり、更に、複雑な構成を用いたり、複雑な計算を行ったりしなくても、木製枠体の補強強度を効率よく調整することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reinforce the corners of the wooden frame regardless of a complicated structure. Furthermore, the wooden frame can be used without using a complicated configuration or performing a complicated calculation. It becomes possible to adjust the reinforcement strength of the frame efficiently.
以下、本発明につき、図面を参照して、更に詳細に説明する。図1は、本発明の木製枠体の第一構成例の構成を説明する木製枠体A1の概略縦断面図であり、図2は、本発明の木製枠体の第一構成例の構成を説明するために、補強金具21とこれを取り付ける前の木製枠体A1の枠体本体11の取り付け部分とを拡大して示した木製枠体A1の一部拡大概略斜視図である。図中11は枠体本体、図中21は補強金具であり、木製枠体A1は、枠体本体11の各角部12、12、12、12にそれぞれ補強金具21、21、21、21が固着されたものである。木製枠体本体11は、木材からなる横枠材13、13、縦枠材14、14により形成された四角形木製枠体であり、図2に示すように、一対の横枠材13と縦枠材14によって形成される角部12の外周面(枠体外側側面)15には、角部12の角度に合わせて側面L字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具21が嵌め込み可能となるように、横枠材13と縦枠材14にかけて側壁16aがL字型を形成する平板状の凹部(側面L字型凹部)16が形成されている。補強金具21は、枠体本体11の角部12の角度に合わせて側面L字型となるように、即ち、補強金具21の側面21aがL字型を形成するように金属製板材をその長さ方向中間部を鉛直方向に折り曲げたり、補強金具21の側面21aがL字型を形成するように二枚の金属製板材を溶接したものであり、より具体的には、長方形の金属製板材の長さ(図2では、図中矢印L1,L2)方向中央部を90°の角度に折り曲げたり、同じ形状の二枚の金属製板材を90°の角度で溶接したものである。そして、補強金具21には、凹部16内に嵌め込み、固定するためのネジ部材(固定用部材)3、3、3、3、3、3の各ネジ足部分3a、3a、3a、3a、3a、3aを挿通させる挿入孔21b、21b、21b、21b、21b、21bが、その幅(図2では、図中矢印B)方向中央部に長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a wooden frame A1 for explaining the configuration of a first structural example of the wooden frame of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of the first structural example of the wooden frame of the present invention. FIG. 3 is a partially enlarged schematic perspective view of a wooden frame A1 in which a reinforcing
本発明の木製枠体は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であり、枠体本体の形状は、四角形であれば良いが、通常、例えば、図1に示す枠体本体11のように長方形又は正方形であり、従って、その四隅の角度は、通常、枠体本体11のように90°(直角)であるが、枠体の使用箇所に合わせて台形とすることもできる。ここで、本発明の補強金具は、枠体の角部に合わせて側面L字型に形成したものであるが、このような台形の枠体の角部に合わせた場合、補強金具の形状は、側面略L字型、側面略く字型となる。従って、本発明において、「L字型」とは、略L字型、く字型、略く字型のように、L字と認識される形状を全て含む。木製枠体を構成する木材としては、従来より、木造建築に使用されている木材を使用することができ、例えば、かし、くり、けやき等、南米ブラジル材であるイペ(タブベイヤ)[ブラジル産]などのいわゆるハードウッドであっても、レッドシダーなどのソフトウッドであっても使用できる。
The wooden frame of the present invention is a quadrangular wooden frame for a unit type building used when building a building such as a sunroom, a conservatory, or a greenhouse using a constituent unit, and the shape of the frame body is However, it is usually rectangular or square like the
木製枠体の製造方法は、特に制限されるものではなく、所定の大きさ、形状の木材を上記構成となるように組み付け、従来の木製枠体と同様にスクリューネジ等のネジ部材、ボルトナット、釘などの固定手段で各木材を固定することによって製造することができる。また、凹部16の形成方法(切り欠き方法)は、特に制限されず、縦枠材、横枠材として使用する木材を、枠体本体として組み立てた後に、所定形状の凹部16となるように、適宜手段で切り欠いておいてもよく、枠体本体を組み立てた後、所定形状の凹部16を適宜手段で切り欠いてもよい。
The manufacturing method of the wooden frame is not particularly limited, and the wood of a predetermined size and shape is assembled so as to have the above-described configuration, and a screw member such as a screw screw, a bolt and nut like a conventional wooden frame. It can be manufactured by fixing each wood with a fixing means such as a nail. Moreover, the formation method (notch method) of the recessed
本発明の補強金具を形成する金属製板材は、ステンレス製、鉄製などの板材(鋼板)を好適に使用することができる。金属製板材の大きさは、枠体本体の奥行き、幅、高さなどに合わせて適宜選定することができるが、後述するように、所望の補強強度が得られるように、長さ(図2中、矢印L1、L2)、厚さ(図2中、t1)、幅(図2中、矢印B)が設定されていることが望ましい。図1、2に示した補強金具21は、枠体本体11の角部12の角度に合わせて長方形の金属製板材の長さ方向中央部を折り曲げるか、二枚の金属製板材を溶接したものであるが、本発明の補強金具は、金属製板材の折り曲げ位置又は溶接する二枚の金属製板材のそれぞれの長さが特に制限されるものではなく、例えば、図2中のL1、L2のどちらか一方が他方よりも長くなるように折り曲げたり、どちらか一方が他方よりも長い金属製板材を溶接したものであってもよいが、後述するように、補強強度を調整する場合、調整し易さを考慮すれば、金属製板材の長さ方向の真ん中を折り曲げるか、同じ長さ(形状)の二枚の金属製板材を溶接して、図2中のL1、L2が同じになるようにすると、より好適である。なお、折り曲げ方法は、特に制限されず、金属製板材を折り曲げる際に通常利用される手段により折り曲げることができる。また、溶接方法も二枚の金属製板材を溶接する際に通常利用される手段により溶接することができる。なお、本発明において、側面L字型となるように金属製板材を形成する手段は、上述したような折り曲げ、溶接に限定されるものではなく、他の適宜手段によって側面L字型となるように形成してもよい。
As the metal plate material forming the reinforcing metal fitting of the present invention, a plate material (steel plate) made of stainless steel or iron can be suitably used. The size of the metal plate material can be appropriately selected according to the depth, width, height, etc. of the frame body. However, as will be described later, the length (FIG. 2) is obtained so that a desired reinforcing strength can be obtained. The arrows (L 1 , L 2 ), thickness (t 1 in FIG. 2), and width (arrow B in FIG. 2) are preferably set. The reinforcing
図1、2に示した補強金具21は、枠体本体11の幅方向中央に固着されているが、一の枠体本体を他の枠体本体に柱材(間柱)を介在させずに接続する場合は、一の枠体本体と他の枠体本体との接合性を考慮すれば、一の枠体本体と他の枠体本体とにおける枠体幅方向の補強金具の固着位置をずらすと、より好適である。例えば、一の枠体本体に取り付ける補強金具の位置を枠体の幅方向右寄り(図2では、図面上、右側)とし、他の枠体本体に取り付ける補強金具の挿入孔の位置を枠体の幅方向左寄り(図2では、図面上、左側)にずらして取り付けることが、望ましい。なお、このように一の枠体本体と他の枠体本体との枠体幅方向の補強金具の固着位置をずらす場合、当然のことながら、補強金具の固着位置に合わせて枠体本体に形成する凹部の位置もずらすことが必要である。これらのことは、後述するリブ付きタイプの補強金具及びこのような補強金具を固着する枠体本体の凹部についても同様である。
1 and 2 are fixed to the center of the frame
また、本発明の場合、各挿入孔21bは、ネジ部材3のネジ足(ねじ切り)部分3aのみが挿入可能となるように開設されていてもよいが、ネジ部材3のネジ頭3bが補強金具21内に埋め込めるように開設すると、凹部16内に嵌め込まれ、固着された補強金具21の表面が平坦になるので、より望ましい。そして、本発明の場合、挿入孔、固定用部材の数は、特に制限されず、例えば、補強金具の長さなどに合わせて適宜選定することができる。なお、本発明の固定用部材は、補強金具を木材に固定することができる限り、その手段はネジ部材に限定されず、例えば、ボルトナットなどを使用することもできる。
In the case of the present invention, each
本発明の補強金具の形状は、図1、2に示す補強金具21のように側面21aがL字型を形成するように、換言すると、補強金具21の長さ方向に沿った縦断面がL字型を形成するように、平板状の金属製板材を側面L字型に形成したもの(フラットタイプ)、即ち、長さ方向の端面21c、21cが長方形となるものであってもよいが、図3及び図4に示すように、補強金具の木製枠体への取り付け面、換言すれば、補強金具が形成するL字型の内側表面に、金属製板材の長さ方向に沿ったL字型凸条部を備えたもの、換言すると、平板状の金属製板材が側面L字型となるように、その長さ方向中間部が屈曲した形状に形成されており、その内側(屈曲した内側)表面に長さ方向に沿って、内方に延出したL字型凸条部(リブ)を備えた補強金具(リブ付きタイプの補強金具)であって、枠体本体が凹部内に更にそのL字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであってもよい。より具体的には、図3に示す木製枠体A2の補強金具22のように、金属製板材を側面L字型となるようにその長さ方向中央部が屈曲した形状であり、その内側表面(取り付け面)22aの幅(図3中、矢印B)方向中央部に、その長さ(図3中、矢印L1、L2)方向に沿ったL字型凸条部22bを備えることによって、長さ方向の両端面22c、22cがそれぞれT字型となる端面T字型の形状となるようなものであってもよい。この場合、ネジ部材(固定用部材)3、3、3、3、3、3の各ネジ足部分3a、3a、3a、3a、3a、3aを挿通させる挿入孔22d、22d、22d、22d、22d、22dは、L字型凸条部22bの突設位置を避けるように、その幅(図3中、矢印B)方向の位置を中央部からずれるように、交互に幅方向中央よりも一方寄り、他方寄りとなり、且つ長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設されている。そして、このようにL字型凸条部22bを備えた補強金具22を取り付ける枠体本体11に形成される凹部の形状は、枠体本体11の角部12を構成する縦枠体14と横枠体13とにかけて側壁16aがL字型となるように平板状に切り欠かれた凹部(側面L字型凹部)16内の幅方向中央部に更にL字型凸条部22bに対応するL字型凹条部16bが形成され、横枠材13側、縦枠材14側の各端面(壁)16c、16cがT字型を形成する端面T字型凹部16’が形成されたものとなる。なお、本発明の場合、L字型凸条部が補強金具22の幅方向中央部よりも幅方向のいずれか一方側にずれた位置に形成し、その位置に枠体本体の凹部内のL字型凹条部の位置を対応させたものであってもよい。このような場合、補強金具22の両端面22c、22cの形状は略T字型となり、これに対応する凹部の形状も横枠材13側、縦枠材14側の各端面(壁)16c、16cも略T字型となる。
The shape of the reinforcing bracket of the present invention is such that the
また、図4に示す木製枠体A3の補強金具23のように、金属製板材が側面L字型となるように形成されており、その取り付け面23aの幅(図4中、矢印B)方向一辺側23b(図4では、図中左側)に、その長さ(図4中、矢印L1、L2)方向に沿ったL字型凸条部23cが備えられた構成とすることによって、補強金具23の長さ方向の両端面23d、23dがそれぞれL字状となり、端面L字型となるような形状のものであってもよい。この場合、ネジ部材(固定用部材)3、3、3、3、3、3の各ネジ足部分3a、3a、3a、3a、3a、3aを挿通させる挿入孔23e、23e、23e、23e、23e、23eは、補強金具23の幅(図4中、矢印B)方向中央部に長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設される。そして、このようにL字型凸条部23cを備えた補強金具23を取り付ける枠体本体11に形成される凹部の形状は、枠体本体11が角部12を構成する縦枠体14と横枠体13とにかけて側壁16aがL字型となるように平板状に切り欠かれた凹部(側面L字型凹部)16内の幅方向一辺側(図4では、図中左側)に、更にL字型凸条部23cに対応するL字型凹条部16dが形成され、横枠材13側、縦枠材14側の各端面(壁)16c、16cがL字型を形成する端面L字型凹部16”が形成されたものとなる。なお、本発明の場合、補強金具のL字型凸条部23cを補強金具の幅方向他辺側(図4中右側)に突設し、その突設位置に枠体本体の凹部内のL字型凹条部16dの位置を対応させたものであってもよい。
Further, like the reinforcing metal fitting 23 of the wooden frame A3 shown in FIG. 4, the metal plate material is formed so as to be L-shaped on the side surface, and the width (arrow B in FIG. 4) of the mounting
補強金具22、23において、L字型凸条部22b、23cの形成方法は、特に制限されず、補強金具22、23の側面がL字型となるように溶接する同じ形状の二枚の金属製板材の各幅方向中央又は各幅方向一辺側に、それぞれ溶接した後にL字型凸条部が形成されるように予め凸条部を溶接などの適宜手段で固着しておき、これらを側面がL字状となるように溶接したり、金属製板材をL字型に折り曲げた後、別途、金属製板材を凸条部の形状に合わせてL字型に成形したものを溶接などの適宜手段で固着してもよく、金属製板材を側面L字型となるように折り曲げた後に、その幅方向中央又は幅方向一辺側にL字型凸条部が形成されるように、折り曲げる前の金属製板材に予め凸条部を溶接などの適宜手段で固着しておいたり、平板状の金属製板材から凸条部が突出した形状に成形したものを折り曲げたり、溶接する金属製板材として使用してもよい。なお、L字型凸条部22b、23cの高さ(図3、4中、矢印l)、幅(図3、4中、t2)は、作用荷重などを考慮して、適宜選定することができる。また、後述するように、所望の補強強度が得られるように、設定されていることが望ましい。
The method of forming the L-shaped
更に、本発明の木製枠体は、枠体本体の形状が四角形であれば良く、例えば、図5に示す木製枠体A4のように、2本の横枠材13、13と2本の縦枠材14、14とにより四角形の枠体本体11が形成され、更に、その高さ方向下側に1本の木製横架材17が縦枠材14、14に固設され、枠体本体11の各角部12、12、12、12に補強金具21、21、21、21が取り付けられたものであってもよい。また、図6に示す木製枠体A5のように、2本の横枠材13、13と2本の縦枠材14、14とにより四角形の枠体本体11が形成され、更に、その高さ方向に所定間隔離間して上下2本の木製横架材17、17が、それぞれ縦枠材14、14に固設され、枠体本体11の各角部12、12、12、12に補強金具21、21、21、21が取り付けられたものであってもよい。更に、図7に示す木製枠体A6のように、2本の横枠材13、13と2本の縦枠材14、14とにより四角形の枠体本体11が形成され、更に、その高さ方向下側に1本の木製横架材17が縦枠材14、14に固設され、その高さ方向上側に1本の木製アーチ状横架材18が縦枠材14、14に固設され、枠体本体11の各角部12、12、12、12に補強金具21、21、21、21が取り付けられたものであってもよく、図7に示す木製枠体A6において、木製横架材17を固設しない以外は、図7に示す木製枠体A6と同様の構成としたものであってもよい。更にまた、木製枠体A4、A5、A6において、それぞれ補強金具21に替えて、図3に示す補強金具22又は図4に示す補強金具23を固着したものであってもよい。
Furthermore, the wooden frame body of the present invention only needs to have a rectangular shape of the frame body. For example, the wooden frame body A4 shown in FIG. A rectangular frame
上述したように補強金具21、22、23のいずれかが枠体本体の4つの角部に取り付けられた木製枠体は、ユニット式建築物の構成ユニットとして使用されるものであり、例えば、壁用木製枠体、屋根用木製枠体、扉用木製枠体、窓用木製枠体などとして使用することができる。ここで、本発明の木製枠体に取り付ける面材は、特に制限されるものではないが、本発明の木製枠体は、ユニット式透明材壁構造建築物の構成ユニットとして使用すると、より好適であることから、例えば、ユニット式透明材壁構造建築物の側面や屋根に使用する枠体については、面材として透明板材を取り付けると、より好適である。透明板材としては、サンルーム、コンサバトリーなどに使用されているガラス板、硬質透明樹脂製板などを使用することができ、硬質透明樹脂製板としてより具体的には、例えばポリカーボネート板、アクリル板などが挙げられる。また、ガラス板を使用する場合、シングルガラスであってもダブルガラスであってもよい。また、このようにユニット式透明材壁構造建築物の構成ユニットとして使用する場合であっても、例えば、枠内に市販の扉や建具を取り付けたり、枠内に窓や建具を取り付けたりして、扉用木製枠体、窓用木製枠体として利用しても好適である。
As described above, the wooden frame body in which any of the reinforcing
補強金具21、22、23のいずれかが枠体本体の4つの角部に取り付けられた木製枠体を使用したユニット式建築物の構築方法は、従来公知のユニット式建築物用木製枠体の場合と同様であり、例えば、壁用木製枠体として使用するのであれば、上述したような面材を取り付けた後、又は取り付ける前に、必要数の壁用木製枠体を用意し、土台に立設された柱材(間柱)の一面に一の壁用木製枠体を、予め所定位置に開設した挿入孔を利用してスクリューネジ等のネジ部材、ボルトナット、釘などにより締結固定し、更に、一の壁用木製枠体に隣接する壁用木製枠体を締結固定して、互いに隣接する壁用木製枠体を接合し、土台に固定していくと共に、柱材の上記一面に隣接する面に次の壁用木製枠体を同様に接合固定していき、所望の大きさの壁構造ができるように適宜数の壁用木製枠体を連接していくことによって、補強強度に優れた所望の壁構造を簡単な現場作業で構築することができる。
A construction method of a unit type building using a wooden frame in which any one of the reinforcing
本発明の木製枠体によれば、木製枠体に、ガラス板、硬質透明樹脂製板などの面材を取り付ける際に、歪みが生じて取り付け難くなったり、現場施工で骨組み、基盤に取り付け、組み立てる際にも、歪みが生じて組み立て難くなったりすることがなく、また、壁部材などとして使用した場合にも強度に優れるのみならず、例えば、透明板材を取り付け、サンルームなどの透明材壁構造建築物に使用すると、快適な居住空間を形成する建築物の構成部材(構成ユニット)としての外観にも優れている。 According to the wooden frame of the present invention, when attaching a face material such as a glass plate, a hard transparent resin plate, etc. to the wooden frame, it becomes difficult to attach due to distortion, a framework in field construction, attached to the base, When assembling, distortion does not occur and it becomes difficult to assemble, and when used as a wall member etc., it not only has excellent strength, but for example, a transparent plate wall is attached, and a transparent material wall such as a solarium When used in a structural building, it is excellent in appearance as a structural member (structural unit) of a building that forms a comfortable living space.
上記木製枠体A1、A2、A3などの補強金具の寸法は、以下に詳述する補強金具の寸法設定方法によって、より好適に設定することができる。以下、図8、図9及び図10を用いて本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法をより詳細に説明する。図8は、本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法のフローを説明する図であり、図9は、木製枠体モデルAを土台B1、B2に固定した状態を示した木製枠体モデルAの説明図(概略正面図)である。図10は、補強金具モデル20を側方から見た状態を、L字型凸条部を備えたリブ付タイプについてはL字型凸条部を省略して示した補強金具モデルの説明図(概略側面図)であり、二点破線の四角形内にフラットタイプの長さ方向一端面21cの形状を示したものである。なお、図中の各矢印aはネジ部材の打ち込み位置を示している。また、図11は、L字型凸条部を備えたリブ付タイプの長さ方向一端面22c、23dの形状を示したものである。
The dimensions of the reinforcing metal fittings such as the wooden frame bodies A1, A2, and A3 can be more suitably set by a reinforcing metal fitting dimension setting method described in detail below. Hereinafter, the dimension setting method suitable for the reinforcing member for the wooden frame of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 8 is a view for explaining a flow of a dimension setting method suitable for the reinforcing member of the wooden frame of the present invention, and FIG. 9 shows a state in which the wooden frame model A is fixed to the bases B 1 and B 2. It is explanatory drawing (schematic front view) of the wooden frame model A. FIG. 10 is an explanatory view of the reinforcing bracket model in which the reinforcing
本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法は、図8に示すように、ユニット式建築物の建築物モデルを決定するステップ100、建築物モデルの全重量を算定するステップ101、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定するステップ102、地震時水平力から木製枠体の1枠に作用する水平力H(図9参照)を算定するステップ103、木製枠体の枠体モデルA(図9参照)を決定するステップ104、水平力Hにおける枠体モデルA(図9参照)の角II(図9参照)に生じる最大作用断面力Mmax(図10参照)を算定するステップ105、形状及び材料を選択した補強金具モデル20(図10参照)を決定するステップ106、補強金具モデル20(図10参照)の材料の許容曲げ応力度と最大作用断面力Mmaxとから、最大作用断面力Mmaxに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定するステップ107、図10に示すように、補強金具モデル20の端面21cが長方形であるフラットタイプの場合は、算出した断面係数となる断面の大きさを有するように補強金具モデル20の金属製板材の幅B及び厚さt1を設定するステップ108、図11に示すように、補強金具モデル20が更にL字型凸条部を備え、端面22cが略T字型、又は端面23dが略L字型のようなリブ付タイプの場合は、算出した断面係数となる断面の大きさを有するように補強金具モデル20の金属製板材の幅B、厚さt1及びL字型凸条部の幅t2、高さlを設定するステップ109を含むものである。
As shown in FIG. 8, the dimension setting method suitable for the reinforcing member for the wooden frame of the present invention includes a
ここで、ステップ100における建築物モデルとは、ステップ101の建築物モデルの全重量を算定することができるように、建築物としての完成品を想定したものであり、大きさ、形状、材料、構成(枠体の大きさ、使用数、枠体に嵌め込む面材など)を想定したものである。そして、ステップ101では、この建築物モデルの各データに基づいて全重量を算定する。ステップ102では、補強時の震度(例えば、震度5弱)を選択して、該震度での地震時水平力を建築基準法施行令88条により、固定荷重に積載荷重を加えたものに、地震層せん断力係数を乗じて求める。そして、ステップ103では、ステップ100で決定した建築物モデルに基づいて、ステップ102で算出した地震時水平力から建築物モデルの木製枠体の1枠に作用する水平力H(図9参照)を算定する。即ち、ステップ102で算出した地震時水平力を全体地震時水平力とし、これを分担する枠数で割って、即ち、(全体地震時水平力÷分担枠数)によって、1つの枠体の水平力を求める。ステップ104では、枠体モデルを決定するが、図9に示す枠体モデルAのように、枠体モデルAは、枠形状、節点I、II、III、VI、V、ピン支点I、ローラー支点V、ローラー支点Vとこれに近接する一の節点IVとの離間距離をモデル化し、更に、枠体を構成する木材の材質、木材の寸法をモデル化することが好ましい。そして、ステップ105では、ステップ104で決定した木製枠体モデルに基づき、木材のヤング係数E、木材部材の断面積A、木材の断面2次モーメントI、ローラー支点の離間距離などからステップ103で算定した水平力Hにおける枠体モデルAの角(節点II)に生じる最大作用断面力Mmaxを例えば市販の構造計算プログラムを利用してコンピュータ計算などにより算定する。ステップ106では、図10に示すように、金属製板材を側面L字型に形成し、端面21cが長方形であるフラットタイプ、金属製板材を側面L字型に形成し、更に、L字型凸条部を備え、端面22cが略T字型(幅方向中央にリブ付)、又は端面23dが略L字型(幅方向一端辺にリブ付)であるリブ付タイプというように、形状及び材料を選択した補強金具モデル20を決定する。そして、ステップ107では、ステップ106で決定した補強金具モデルの材料によって定まる許容曲げ応力度σaと、ステップ105で算定した最大作用断面力Mmaxとから、該最大作用断面力Mmaxに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定する。即ち、補強金具の応力をσ、補強金具モデルの断面係数をZとすると、σ=Mmax/Zとなり、最大作用断面力Mmaxに耐えるには、σ=Mmax/Z≦σaであることから、最大作用断面力Mmaxに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数Zを算定することができる。なお、許容曲げ応力度σaは、例えば、金属製板材が鉄板であれば、許容曲げ応力度σa=2400kg/cm2である。そして、ステップ106で決定した補強金具モデルがフラットタイプの場合は、ステップ108へと進み、ステップ107で算出した断面係数Zとなる断面の大きさを有するように補強金具モデル20の金属製板材の幅B及び厚さt1を設定する。この場合、幅B及び厚さt1は断面が長方形となる場合の計算式である断面係数Z=B(幅)×t1(厚さ)2÷6から求められる。一方、ステップ106で決定した補強金具モデルがリブ付タイプの場合は、ステップ109へと進み、ステップ107で算出した断面係数Zとなる断面の大きさを有するように補強金具モデル20の金属製板材の幅B、厚さt1及びL字型凸条部の幅t2、高さlを設定する。この場合、金属製板材の幅B、厚さt1、L字型凸条部の幅t2、高さlは、後述するように、l(高さ)+t1(厚さ)=h1(全体高さ)としたとき、全体高さ(h1)方向の中立軸の位置に関するファクターe1と、h1(全体高さ)、L字型凸条部の幅t2、金属製板材の幅B、金属製板材の厚さt1との関係式(後述する式(1)及び式(2))から断面係数Zを求めることができる。
Here, the building model in
なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。 In addition, this invention is not limited to the said structure, A various change can be made in the range which does not deviate from the summary of this invention.
以下、実施例を示して補強金具の寸法設定方法をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example is shown and a dimension setting method of a reinforcement metal fitting is explained more concretely, the present invention is not limited to the following example.
補強金具の寸法設定方法をより具体的に説明するために、以下の仮定モデルを実施例として想定した。建築物モデルとして2坪位の大きさの標準タイプのコンサバトリーを構築すると仮定すると、コンサバトリーの大きさは、奥行き(出幅)(W)は1.8m、正面横幅(L)は3.6m程度である。そして、この建築物モデルの算定した全重量を0.6(t)と仮定すると、建築基準法に記載された計算式から算定された震度5弱での地震時水平力は、0.12(t)となる。補強する木製枠体モデルA(図9参照)は、高さ(図中、矢印h2)2100mm、横幅(図中、矢印w)850mmと仮定した。また、建築物の支点条件として、ローラー支点Vと節点IVとの離間距離を75mm程度と仮定した。木製枠体モデルAを構成する木材の材質をレッドシダーとすると、その断面性能は、木材の断面が縦38mm、横89mmであれば、断面積A=0.038×0.089=3.382×10−3(m2)、断面二次モーメントI=(0.0383×0.089)÷12=4.06×10−7(m4)となる。そして、木製枠体モデルAの節点IIIに、図中矢印Hで示すように水平力Hがかかるとする。建築物モデルの正面方向の壁の構築に使用する木製枠体は、4体となり、震度5弱の地震があった場合にこのコンサバトリー1枠当たりにかかる水平力Hを地震時水平力(0.12(t))から算定すると、これを分担する枠体の数は、4枠となり、1枠当たりの水平力H=0.03(t)=30(kg)となり、枠体の角に生じる最大モーメントMmaxを市販の構造計算プログラムにより算出すると、枠体の角に加わる最大モーメントMmaxは、Mmax=0.559×0.03=0.01677(t・m)となる。 The following hypothetical model was assumed as an example in order to more specifically explain the method of setting the dimensions of the reinforcing bracket. Assuming that a standard type conservatory with a size of 2 tsubo is constructed as a building model, the size of the conservatory is about 1.8 m in depth (protruding width) (W) and about 3.6 m in front width (L). It is. Assuming that the total weight calculated for this building model is 0.6 (t), the horizontal force during an earthquake with a seismic intensity of less than 5 calculated from the formula described in the Building Standards Act is 0.12 ( t). The wooden frame model A to be reinforced (see FIG. 9) was assumed to have a height (arrow h 2 in the figure) of 2100 mm and a lateral width (arrow w in the figure) of 850 mm. In addition, as a fulcrum condition for the building, the distance between the roller fulcrum V and the node IV was assumed to be about 75 mm. If the material of the wood constituting the wooden frame model A is red cedar, the cross-sectional performance is that the cross-sectional area A = 0.038 × 0.089 = 3.382 if the cross section of the wood is 38 mm long and 89 mm wide. × 10 -3 (m 2), the moment of inertia of I = (0.038 3 × 0.089) ÷ 12 = 4.06 × 10 -7 (m 4). A horizontal force H is applied to the node III of the wooden frame model A as indicated by an arrow H in the figure. There are four wooden frames used to construct the front wall of the building model. When an earthquake with a seismic intensity of 5 or less occurs, the horizontal force H applied per one frame of the conservatory is calculated as the horizontal force (0. 12 (t)), the number of frames that share this is 4 frames, and the horizontal force H per frame is 0.03 (t) = 30 (kg), which occurs at the corners of the frame. When the maximum moment M max is calculated by a commercially available structural calculation program, the maximum moment M max applied to the corner of the frame is M max = 0.559 × 0.03 = 0.016777 (t · m).
図10に示す補強金具モデル20の材質を鉄とすると、鉄の許容応力度σaは2400(kg・cm2)であり、σ=Mmax÷Z≦2400(kg・cm2)となる。この式から断面係数Zとしては、Z≧0.69875(cm3)が必要となることが算出される。補強金具モデル20がフラットタイプの場合、断面係数Zは、断面が長方形となる場合の計算式:Z=B(幅)×t1(厚さ)2÷6から求められる。従って、震度5弱の地震に耐える(枠体の角部に歪みが生じないように補強する)には、補強金具モデルの厚さt1を8mmに設定した場合、必要な幅Bは、Z=B×t1 2÷6であることから、B≒7cmとなる。補強金具モデルがリブ付タイプの場合は、端面略T字型、端面略L字型のいずれであっても断面係数Zは、中立軸の位置に関するファクターを加えて計算することができる。即ち、図11に示すように、l(高さ)+t1(厚さ)=h1(全体高さ)とし、中立軸Cが金属製板材の表面(取り付け面の反対側の面、図11においては上端面)からe1、L字型凸条部の端面(図11においては下端面)からe2の位置にあるとすると、e1と、h1(全体高さ)、L字型凸条部の幅t2、金属製板材の幅B、金属製板材の厚さt1との関係は、下記式(1)となり、断面係数Zは、下記式(2)に基づいた計算式から求められ、それぞれ金属製板材の厚さt1、L字型凸条部の幅t2をそれぞれ8mmと設定した場合、必要な幅Bは、それぞれ約3cm、L字型凸条部の高さlは、それぞれ約1.2cmとなる。
When the material of the reinforcing
次に、上記のように寸法設置された補強金具モデル20を取り付けるネジ部材の耐性(引き抜き力)を求めてみると、補強金具モデル10が長さL1が300mm、長さL2が300mmの側面L字型である場合、ネジ部材として、φ5.1、長さ25mmのネジを補強金具モデル20に打ち込むとすると、それぞれL字型の各端部からそれぞれ30mm離間した位置(図10においてそれぞれ右端及び下端)に打ち込むネジ1本当たりにかかる引き抜き力をT1とすると、市販の構造計算プログラムからT1=62(kg)であり、許容引き抜き力Taを日本建築学会「木構造計算基準・同解説」により求めると、Ta=72.5kg/本となる。従って、T1<Taとなり、上記のように寸法設定された補強金具モデルを取り付けるネジ部材の耐性(引き抜き力)を有することが確認できた。なお、木ネジの場合、木材の比重、ネジ部のねじ込み深さ、木ネジの径により許容引き抜き力は変わる。
Turning now seeking resistance of the screw member for attaching the size installed
このようにして設定された補強金具モデルの各部の寸法に基づいて寸法を設定した補強金具を取り付けた木製枠体は、地震時のせん断力に対し、有効な剛性(強度)を持ち、壁式構造に匹敵させることが可能となる。 The wooden frame attached with the reinforcing brackets whose dimensions are set based on the dimensions of each part of the reinforcing bracket model set in this way has effective rigidity (strength) against the shearing force at the time of earthquake, and is a wall type It becomes possible to make it comparable to the structure.
A 枠体モデル
A1〜A6 木製枠体
B 金属製板材の幅
l L字型凸条部の高さ
t1 金属製板材の厚さ
t2 L字型凸条部の幅
11 枠体本体
12 角部
15 外周面
16、16’、16” 凹部
16b、16d 凹条部
20 補強金具モデル
21、22、23 補強金具
21a 側面
22a、23a 取り付け面
22b、23c L字型凸条部
A Frame model A1 to A6 Wooden frame B Metal plate width l L-shaped ridge height t 1 Metal plate thickness t 2 L-shaped
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JP2019143333A (en) * | 2018-02-19 | 2019-08-29 | 藤田建設工業株式会社 | Building unit and unit building connecting the same |
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