JP2011256688A

JP2011256688A - 木製トラス梁構造体

Info

Publication number: JP2011256688A
Application number: JP2010146841A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nakahara; 靖雄中原
Original assignee: Mitsuwa Co Ltd
Current assignee: Mitsuwa Co Ltd
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: JP4614151B1

Abstract

【課題】トラス梁単体の強度を増し、加工と組立てが容易で、運搬が容易であり、トラス梁の下弦材のみでなく上弦材にも均等に力を分散させ、トラス梁の上に柱や束が立てられ、桁とトラス梁を強固に固定でき、さらには、トラス梁が転倒しないことを可能とする技術を提供することを目的とする。
【解決手段】２本で構成される木製トラス梁構造体（平行弦トラス）の場合、土台の上に木製トラス梁構造体の仕口の下などに柱１を配置して、木製トラス梁構造体の下弦材２ｂを受けるのに必要な桁の大きさを決定し配置する。次に、下弦材２ｂの大きさ以上の束４を、木製トラス梁構造体の仕口の横に立てる。その上に、木製トラス梁構造体の上弦材２ａを受けるのに必要な受け桁３を配置する。受け桁３には、上弦材２ａと下弦材２ｂの仕口が合う形に、蟻継、兜蟻又は逆蟻継の加工の他、胴差などの加工を施す。上弦材２ａ、下弦材２ｂ及び束４から構成される梁の両面又は片面に、９〜４５ｍｍ厚の面材６を固定する。面材６を繋ぐ位置には束４を立てる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建造物のトラス梁に係り、特に、木造軸組み工法構築物の大きな空間を造るのに適し、製作が容易で建築現場でも容易に組み立てができる木製トラス梁構造体に関する。

大型構築物の場合、従来の技術では、トラス梁の支点を固定することが極めて困難であるため、トラス梁単体に大きな荷重が掛けられないという問題があった。

屋根のトラスは三角形のため、大スパンになると、道路事情から運ぶことは困難で、建築現場で加工組み立てなければならない。しかし、技術並びに場所の問題に起因して、建築現場で作業することが困難である。

木造ラーメンは、例えば図１３に示すように、梁２と柱１を金物（特殊金物・ドリフトピン９）で繋いで強度を出している。この金物の穴あけが仕口から繊維方向にあけるためドリルが繊維に沿って曲がり易く、精度よく加工することが困難である。また、大きなスパンを飛ばすには大きな梁を必要とする。このような問題を受けて、改良された木製のトラス梁が開示されている（例えば、特許文献１〜２及び非特許文献１参照。）。

特表２００９−５３６２７７号公報特開平０７−２９２８５４号公報

木造建築研究フォーラム監修、（財）日本建築センター発行「図解木造建築」１９９２年

従来の技術は、トラス梁の形状が特許文献１のように上弦材・下弦材・斜材を小さく軽くし、ある程度の強度を出し、トラス梁の数を多く入れて強度を出している。この場合、力は、下弦材で受けるか、特許文献２のようにするか、フランジハンガーを端に取り付けて受け桁で受けるか、いずれかの方法によっている。しかし、いずれの方法も、組み立てと取り付けに時間と技術を要する。

一方、ボードウエブ梁も非特許文献１のように、製作に手間が掛かり、薄いウエブプレートは、安全のため支持部補強を必要とし、多くの場合は膨らみ止めを必要とする。したがって、現場での作業に技術と手間が掛かり、木造枠組工法の一部には使われるが、木造軸組工法にはほとんど使われない。

さらに二階建てにする場合、従来のトラスでは、軸組工法のように柱を梁の上に直接柱を立てるなど、トラス梁の上に大きな荷重を掛けることが出来ない。したがって、最初に床面を作り、その上に壁面の位置を決め、柱受け材を取り付けてから柱を立てるために、多大な時間を要する。

また、屋根のトラスは三角形に作るため、輸送に大きな問題点を抱えている。また、支点の固定の方法が難しく転倒などの危険性がある。屋根トラスの場合、受け桁より出た軒先に、鼻隠しや広小舞をまっすぐに固定するため、固定位置が多くなるために多くの屋根トラスを入れる必要がある。

柱と梁をラーメン構造にしたものは、先に記した問題点のほか、木造軸組み工法では梁と受け桁を一体にして強度を取るが、従来のラーメンフレームでは梁と受け桁を一体にすることが困難であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて、トラス梁単体の強度を増し、加工と組立てが容易で、運搬が容易であり、トラス梁に掛かる力を均等に分散させ、トラス梁の上に柱や束が立てられ、桁とトラス梁を強固に固定でき、さらには、トラス梁が転倒しないことを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明の第１手段は、平行配置された、上弦材２ａ、下弦材２ｂ、及び、垂直荷重に応じて加えられる中間材２ｃからなる木製トラス梁構造体であって、上弦材、下弦材及び中間材は、いずれの端部も仕口部を介して受け桁３と連結され、かつ、相互に束でつながり、両側面又は片側面に、面材６が貼られていることを特徴とする。

第２手段は、第１手段に記載の木製トラス梁構造体であって、上弦材及び中間材は、垂直荷重に応じて、受け桁側の所定部分の垂直断面が他の部分の当該断面より大きいことを特徴とする。

第３手段は、第１又は第２の手段に記載の木製トラス梁構造体であって、受け桁側の端部に垂直のエンドブロック（４ａ）を備えることを特徴とする。

第４手段は、第３手段に記載の木製トラス梁構造体であって、上弦材端部の下面が柱の上端面に当接配置されることを特徴とする。

第５手段は木製トラス梁構造体であって、平行配置された、上弦材２ａ及び下弦材２ｂからなり、当該材はいずれの端部も仕口部を介して受け桁３と連結され、かつ、相互に束４でつながる部材２組が、繋ぎ梁５により垂直断面略ロ字状に接合一体化され、外側面に面材６が貼られていることを特徴とする。

第６手段は、第５手段に記載の木製トラス梁構造体であって、上弦材端部の下面が柱の上端面に当接配置されることを特徴とする。

第７手段は、平行配置された、上弦材２ａ、下弦材２ｂ、及び、垂直荷重に応じて加えられる中間材２ｃからなる木製トラス梁構造体であって、上弦材、下弦材及び中間材は、相互に束でつながり、両側面又は片側面に面材６が貼られており、勾配屋根と同じ勾配であって、棟側端部が相欠き１３され、他の端部は仕口部を介して受け桁３と連結され、両端部共に垂直のエンドブロック４ａを備え、屋根本体を支持することを特徴とする。

本発明の木製トラス梁構造体は、単体で、たわみ、せん断及び曲げモーメントの強度を高め、より広い空間を取ることが可能にする。また、木製トラス梁構造体に柱等を直接立てることが可能になる。また、工場や現場での作業には軸組工法の技術や機械加工を活かせるので作業性が良い。また、仕口同士を納めたとき、安全に自立するので現場の施工作業性が極めて良く安全である。また、転倒しないことを可能にする。また、柱と木製トラス梁構造体の梁幅が同一であるため、ラーメン接合することが可能になる。また、屋根に使う場合、小屋裏に空間部を取ることが可能になる。さらには、運搬も容易である。

平行弦トラスの実施形態を示す斜視図である。梁２本を使用した平行弦トラスの実施形態を示す側面図である。梁を３本使用した平行弦トラスの実施形態を示す斜視図である。仕口加工の（ａ）蟻継（ｂ）兜蟻（ｃ）逆蟻継である梁を３本使用した平行弦トラスの実施形態の側面図である。屋根トラスの骨組み側面図である。屋根トラスの実施形態を示す斜視図である。屋根トラスの実施形態を示す側面図である。コラム型トラスの実施形態を示す斜視図である。ラーメントラスの実施形態を示す斜視図である。ラーメントラスの実施形態を示す側面図である。ラーメンコラム型トラスの実施形態を示す斜視図である。従来の木造ラーメン実施形態を示す斜視図である。

本発明の実施形態について図を参照して詳述する。上述した課題を解決するために、従来のトラス梁との違いは、上弦材と下弦材に軸組み工法で使用する梁材を使用し、場合によっては中間にも梁を配置して加重を分担させ、支点を片側複数箇所にする点にある。図２と図８は片側２箇所、図５では片側３箇所、図９では片側４箇所の場合である。

図１に示した上弦材２ａと下弦材２ｂの２本で構成される木製トラス梁構造体（平行弦トラス）を作るには、土台の上に柱１ａを配置する。配置する位置は、木製トラス梁構造体仕口の下、又は、あまり離れないところに配置して、木製トラス梁構造体の下弦材２ｂを受けるのに必要な桁の大きさを決定し、受け桁３ｂを配置する。次に、下弦材２ｂの梁の大きさ以上の長さの束４ｂを、木製トラス梁構造体の仕口の横に立てる。その上に木製トラス梁構造体の上弦材２ａを受けるのに必要な受け桁３ａを配置する。受け桁３ａ、３ｂには、上弦材２ａと下弦材２ｂの仕口が合う形に、図４に示す蟻継、兜蟻又は逆蟻継の加工の他、胴差などの加工を施す。

木製トラス梁構造体の上弦材２ａと下弦材２ｂの間には、９１０ｍｍ間隔くらいに束４ｃを配置する。上弦材２ａと下弦材２ｂと束４ｃから構成される梁の両面又は片面に、９ｍｍから４５ｍｍくらいの厚さの面材６を、接着剤、釘、ビス、タッカー、ラグスクリュー、又はボルト８等で固定する。面材６の厚さや材料は、強度や燃え代設計によって変える。面材６を繋ぐ位置には束４ｃを立てる。木製トラス梁構造体が長くなった場合には、上弦材２ａと下弦材２ｂはいずれも繋いだものを使用する。上弦材と下弦材の繋ぐ位置は上下でずらすことが望ましい。また、面材６も表裏の継手位置を変えることで強度を増す。面材６のところにスリーブ穴１５を開けることも可能である。

木製トラス梁構造体の上弦材２ａと下弦材２ｂには軸組工法と同じ梁を使用しており、例えば図１に示すように、床の構築に必要な繋ぎ梁５を、在来加工の仕口（例えば、蟻継１０）を使って繋ぎ合すことが可能になる。

図２で示すように、面材６を釘、ビス、タッカー、ラグスクリュー又はボルト８等で固定するときは、千鳥に打つことで強度を増す。羽子板ボルト７を取り付けることにより、せん断に抵抗させる。

図２の上弦材２ａと下弦材２ｂに仕口（例えば、蟻継１０）を使った場合、せん断に耐え切れないときは、図３に示すように、中間材２ｃを入れて強度を増す。さらに大きな加重が加わるときには、図５に示すように、上弦材２ａと中間材２ｃの梁を途中まで大きくすることが可能である。

木製トラス梁構造体を屋根トラスに使う場合には、直線の木製トラス梁構造体は、長くても建設現場まで車で運ぶことが可能である。図６に示すように、２基の木製トラス梁構造体を屋根の角度と同じ角度にして棟の部分で相欠き１３にする。木製トラス梁構造体の受け桁３側には、図４（ｂ）の兜蟻１２を加工する。上弦材２ａにはダボを取り付ける穴を開けておく。棟側と受け桁３の両側には、エンドブロック４ａを垂直に取り付ける。

図７で示すように、面材６を取り付け、釘、ビス、タッカー、ラグスクリュー又はボルト８等で固定する。現場で、棟のエンドブロック４ａ同士をボルトで固定する。棟のエンドブロック４ａに配置される面材６は現場で貼り一体化する。また、ダボ１７を取り付ける。母屋にもダボ１７を入れる穴を開けておく。表裏の面材６は繋ぐところを別にする。２基の木製トラス梁構造体を繋ぎ合せた後、レッカー等で吊り上げて仕口同士を納める。

図８で示すように、母屋１８をダボ穴に入れて釘や鎹などで固定する。垂木１９を母屋１８の上に取り付ける。従来の工法では、母屋１８を水平に取り付けるため、斜め上角に垂木１９を固定していた。本発明では母屋１８を屋根勾配に取り付けるため、上に取り付ける垂木１９は母屋１８の上場全体にあたり、垂木１９は強固に固定出来る。軒の出や鼻隠しの納め方は軸組み工法と同じで、現場での作業が容易である。

図９に示すように、木製トラス梁構造体をコラム型に使う場合には、４５０ｍｍくらいの間隔に木製トラス梁構造体を２基並べて配置して繋ぎ梁５で繋ぐ。面材６を４面に貼り、受け桁３にコラム型に組み立てた仕口同士を納める。また、工場又は作業場で下面と両横面の３面を貼り、現場で床下地と一緒に上面を千鳥貼りにすることも可能である。

図１０に示すように、柱１と木製トラス梁構造体をラーメン構造で結合する場合は、例えば、柱１の大きさは１２０×２４０ｍｍ角の大きさを使い、上弦材２ａには１２０×１５０ｍｍ角の木材を使う。下弦材２ｂには１２０×１８０ｍｍ角を使う。柱１の上にホゾを付けて上弦材２ａと固定する。柱１の下弦材２ｂと当たるところには、胴差１１加工をする。木製トラス梁構造体の上弦材２ａの仕口には逆蟻継１４を加工して、下弦材２ｂの仕口には胴差１１の加工を施す。受け桁３には逆蟻継１４雌加工をする。

現場で建てる前に、柱１と木製トラス梁構造体を横に寝かせて組む。エンドブロック４ａと柱１に、例えば接着剤付きボルトを用いて固定する。その上から面材６を釘、ビス、ラグスクリューなどで貼る。レッカー等で起こし、受け桁３を逆蟻継１４の上に乗せ、羽子板で木製トラス梁構造体を固定する。

上弦材２ａがせん断に耐えられないときは、図１１に示すように、上弦材２ａを部分的に大きな梁に置き換えて強度をあげる。

木製トラス梁構造体のコラム型ラーメントラスでは、図１２に示すように、木製トラス梁構造体２基を、４５０ｍｍ位の間隔に入れ、繋ぎ梁５で繋ぐ。柱１は１２０×２４０ｍｍ角の材２本を木製トラス梁構造体と同じ位置に入れる。図１１と同じように、面材６を貼る。２本の柱１の間にも繋ぎ梁５を入れる。その上から面材６を表裏に貼り固定する。

１・・・柱
２・・・梁
２ａ・・上弦材
２ｂ・・下弦材
２ｃ・・中間材
３・・・受け桁
４・・・束
４ａ・・エンドブロック
５・・・繋ぎ梁
６・・・面材
７・・・羽子板ボルト
８・・・釘、ビス、タッカー、ラグスクリュー又はボルト
９・・・ドリフトピン
１０・・蟻継
１１・・胴差
１２・・兜蟻
１３・・相欠き
１４・・逆蟻継
１５・・スリーブ穴
１６・・ボルト
１７・・ダボ
１８・・母屋
１９・・垂木

Claims

平行配置された、上弦材（２ａ）、下弦材（２ｂ）、及び、垂直荷重に応じて加えられる中間材（２ｃ）からなる木製トラス梁構造体であって、
上弦材、下弦材及び中間材は、いずれの端部も仕口部を介して受け桁（３）と連結され、かつ、相互に束でつながり、両側面又は片側面に、面材（６）が貼られていることを特徴とする木製トラス梁構造体。
上弦材及び中間材は、垂直荷重に応じて、受け桁側の所定部分の垂直断面が他の部分の当該断面より大きいことを特徴とする請求項１に記載の木製トラス梁構造体。
受け桁側の端部に垂直のエンドブロック（４ａ）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の木製トラス梁構造体。
上弦材端部の下面が柱の上端面に当接配置されることを特徴とする請求項３に記載の木製トラス梁構造体。
平行配置された、上弦材（２ａ）及び下弦材（２ｂ）からなり、当該材はいずれの端部も仕口部を介して受け桁（３）と連結され、かつ、相互に束（４）でつながる部材２組が、繋ぎ梁（５）により垂直断面略ロ字状に接合一体化され、外側面に面材（６）が貼られていることを特徴とする木製トラス梁構造体。
上弦材端部の下面が柱の上端面に当接配置されることを特徴とする請求項５に記載の木製トラス梁構造体。
平行配置された、上弦材（２ａ）、下弦材（２ｂ）、及び、垂直荷重に応じて加えられる中間材（２ｃ）からなる木製トラス梁構造体であって、
上弦材、下弦材及び中間材は、相互に束でつながり、両側面又は片側面に面材（６）が貼られており、勾配屋根と同じ勾配であって、棟側端部が相欠き（１３）され、他の端部は仕口部を介して受け桁（３）と連結され、両端部共に垂直のエンドブロック（４ａ）を備え、屋根本体を支持することを特徴とする木製トラス梁構造体。