JP2014005722A

JP2014005722A - 柱・梁・壁一体化構造（木造ラーメン構造）

Info

Publication number: JP2014005722A
Application number: JP2013085213A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Iwasaki; 義一岩崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-01-16

Abstract

【課題】大型建築、小型建築の併合性を備え、加工部材、工事施工等の簡素化による柱・梁・壁一体化構造（木造ラーメン構造）の実現をする。
【解決手段】本構造は、木製角材の中を鋼製パイプによりケーシングした中に鉄棒（柱・梁基軸鉄棒）を通し、間隙に発泡ウレタン及びモルタル樹脂によって充填した柱・梁部材を、繋ぎナットによる一体化連結金具によって接合固定し連立建てに応用し、また壁にも柱・梁と一体化となる小径木壁材を積み重ねることで木造ラーメン構造を形成し強度を高める仕組みである。
【選択図】図６

Description

本発明は、柱、梁・壁一体化構造（木造ラーメン構造）に関する。

従来の木造在来軸組建築物の柱と梁の接合は多くの切削加工と穿孔加工が集中し、金具を多用して補強していたが、接合部分は強度が弱い欠点があった。

特開２０１０−４７６６３号公報

木造構造物における柱と梁との接合及び梁と梁との接合には金具を多数用いる構造が多い。金具の数を減少させ、施工手間の省力化をはかる。加えて柱と梁及び壁を一体化する壁構造とすることにより、柱間，筋交い、胴縁等を省略し、内壁、外壁を兼用できて仕上材も省略することができる。金具を省略しても柱・梁・壁を一体化することにより、飛躍的に強度を高めることができる。

課題を解決する手段

多数の梁の接合に鉄棒、鋼管パイプ、鉄板などで、梁同士を繋ぎ合わせて結合し、金具使用を小数化し、柱と梁結合での切削加工や穿孔加工の集中を取り除き緩和することであり、このことで柱梁の耐震強化接合構造を達成することにある。二〜三階柱に付いても、柱上部の梁を柱・梁一体化金具で柱同士を押さえ込み、ねじれ、割れを防止し、柱挿入の鋼管パイプ及び鉄板で荷重を緩和し梁の耐震強化接合構造を達成する。

上記達成した柱を連立組立により、形状を長方形、直角、Ｔ字型、十字型に変えた柱での梁受けを強化し、柱基軸鉄棒で梁を突き通し、ナット締めにより固定して耐震強化接合構造を達成する。

上記に述べた在来木造軸組工法による接合部分の弱体化の課題を解決するため、本発明は柱、梁の材料内部及び梁の外部表面の切削及び貫通した穴に、必要に応じて鋼材パイプを重ねて挿入し、鋼材パイプを柱の長さに揃え、隙間を必要に応じて発泡ウレタン及びモルタル及び樹脂詰めし、柱両端に設置した柱梁一体化金具４及び柱脚巻鉄板７でパイプを上下で挟み、荷重を緩和し、柱梁一体化金具４の穴へ柱基軸鉄棒５を通し梁上部の柱梁一体化金具４をネジで止め、必要に応じてジョイントナットで繋ぎ、上記工程で三階建ての建物でも対応できる。

梁課題を解決する発明は、全ての梁は各柱上に設置され、柱内部の柱基軸鉄棒５を基軸として柱・梁連結金具１０により梁基軸鉄棒６同士の連結を可能とすることができる。また梁内部及び梁表面切削穴の位置を変化させることにより柱基軸鉄棒５を避けて梁基軸鉄棒６を繋ぎナット８により梁同士を連結できることを特徴とする。生コン基礎上の柱脚巻鉄板７使用での柱基軸鉄棒５により主柱の横に合わせ柱とし、より耐震強化接合構造となる。上記柱を使用し正方形以外の柱形状、長方形、直角、Ｔ字型、十字型に変えて梁受けを増大し、耐震強化木造ラーメン構造となる。

発明の効果

上記の柱と梁の強化接合構造により家屋全体での強化になり、柱と梁の材料及び材料内部の穴の大きさを変えることにより、鋼材の大小及び鋼材使用の数量等により筋交い、火打ち等を省略した木造ラーメン構造にすることになり、耐震強化構造とすることができる。

上記達成型等柱での連立組立によって、柱と梁の同幅においても強力な接合ができ、工場での合わせ柱組み立てに相乗して現場での組み立ても基礎生コンから連結した柱基軸鉄棒５同士を柱梁一体化金具４で連結一体化し、より一層の耐震強化構造となる。

本発明の一実施形態である柱梁接合構造を示す斜視図である。図１に示す柱梁の加工仕上げの斜視図である。図１に示す柱梁接合構造を示す正面図及び側面図である。図３に示す柱梁との接合に用いられる金具類の正面図及び平面図である。図３に示す生コン基礎取り付けの柱脚巻鉄板の平面図である。柱・梁・壁を一体化にした正面図である。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。

一階についてはコンクリート基礎の上に木製土台をアンカーボルト、ナットにより締め付ける。

次に柱下端に取り付ける注脚巻鉄板７を木製土台と同様に締め付けた後、柱上端に柱・梁一体化金具４を取り付け、ネジ切りした柱基軸鉄棒５を柱・梁一体化金具４の上部から柱の内部に貫通させて、柱脚巻鉄板７の中空部にナットで固定する。場合により木製土台を省略して直接コンクリート基礎の上に柱脚巻鉄板７をのせることも可能である。

そして、梁に貫通さしたネジ切りした梁基軸鉄棒６を柱・梁一体化金具４の上部に入れた柱・梁連結金具１０で連結する。

次に一階柱の上端にのせた梁の上部に、二階柱の下端を受ける柱・梁一体化金具４を取り付けて、一階の柱脚巻鉄板７と柱・梁を強固に一体化する為に締めナットで固定し、繋ぎナットを入れる。この繋ぎナットにより二階の柱基軸鉄棒５と連結することができる。

次に、柱を入れ梁基軸鉄棒６を挿入した梁を柱の上にのせ、一階同様に柱・梁連結金具１０で梁同士を連結し、柱と梁を強固に一体化する為に梁上部で締めナットにより固定する。そうすることで二階建ての木造ラーメン構造となり、強固な耐震強化建築となる。
また、三階建ても同様の方法で木造ラーメン構造とすることができる。いずれの場合も柱・梁の両端を鉄板で補強することにより、ねじれや歪み等をなくし安全で強力な耐震建築が実現できる。

更に、柱には小径木壁材１５と接合する面に凹となる溝を切削又は加工する。小径木壁材１５は柱接合面両端に凸に加工し背割りを入れ上下に凹と凸に加工する。加工した小径木壁材１５をボンド等の接着剤を用いて梁の高さまで嵌め込んで積み重ね、壁構造とすることでより一層の耐震構造とすることができる。

更に、内壁・外壁を兼用させることも可能であり、場合によっては外壁・内壁の仕上げも省略することができる優れものである。これは世界初の柱・梁・壁構造として当発明独自のものであって他の追随を許すものではありません。

以下、実施例に基づき本発明を更に説明する。

丸太から断面寸法１２０ｍｍ×１２０ｍｍの芯持ち角材を製造し、その芯持ち角材の一角を切り取り、そこからひび割れ防止の背割りをいれた（レンジ乾燥においては柱梁には背割りを入れない）同体的な芯持ち角材を四個作り、それぞれ乾燥させ含水率１０〜１５％に調整し、各構成部材全ての四側面に対してモルダーを用いて整形を施し、各構成部材を一体化させ長手方向に穴を作るために、接面同士を水性ビニルウレタン樹脂接着剤使用で接着し、最終仕上げを行い、２３０ｍｍ程度の柱用の角材を得る。そうしてできた柱梁用集合角材１．２の穴に直径５０ｍｍの鋼管パイプを挿入し、更に鋼管パイプの空間に両端ネジ山を切った直径２２ｍｍの柱梁基軸鉄棒５・６を挿入し、柱と鋼材パイプの隙間に発泡ウレタン及び接着モルタル及び樹脂等を詰め完了する。場合により発砲ウレタン等の充填材は省略することもできる。

芯持ち角材の芯持ち梁については、９ｃｍ×９ｃｍの芯持ち角材を縦三列横二列一体の梁２７ｃｍ×１８ｃｍを、横三列接着し、真ん中に切削し穴を設け、両端にネジ山を切った直径２２ｍｍの鉄棒を入れ、垂直方向二個の梁を柱基軸鉄棒５と柱梁連結金具１０上でナット締めにより固定する。

小径木壁材１５については、５ｃｍから１５ｃｍ角で長さ１ｍから６ｍの両端を凸に加工し、背割りを入れ上下に凹と凸に加工し、柱には小径木壁材１５との接合部分に凹となる溝を切削又は加工し、ボンド等の接着剤を用いて小径木壁材１５を嵌め込み梁の高さまで積み重ねていく。

近年建築件数が減少しており、地震、Ｃｏ２、建築強度など安全への意識が高くなっています。自分の持ち家での耐震強度を高めていき、命を守ることが重要な建築の判断基準となってきており、大阪市の建築士らによるＪＰｏｄ工法協会では早くも間伐材による耐震シェルターが開発され、実験で瓦屋根の十二畳間（約１０ｔ）が落下しても壊れないことを確認したとのことです。このことからも木材で強度が保てることが証明されております。したがって本製品の目的は現在の建築に壁材も間伐材使用で積み重ね、より大きな集合木材使用で柱・梁・壁の一体化とし、家全体を少しでも耐震シェルターのように強度のある建築物にするとともに間伐材の使用を何倍にも増やし、地域雇用の促進にも繋げることにあります。
それぞれの地域には森林組合、製材所、大工、左官もおり、地域の大型工事等、大型建築ともなればまず、地域内での森林組合による木材集積、地域内の企業の活躍により、地域の発展に貢献することができます。
又、現在の学校や体育館などの大型建築では九寸柱を使用していないところもあり、九寸柱取りの原木丸太は樹齢百年単位の物になり、現在このような原木はあまりなく、あっても一箇所での集積は困難と思われ、分散地での集積及び単価交渉、工事単価の積み上げ、工事施工期間等を考えますと長期的な計画となりますが、本発明の集合材柱・梁は予めの予算策定が早くできます。
又、本発明の柱・梁等では、現在の一般住宅用の五寸柱を縦横に二列並べれば十寸角になり地域製材所等により製品化でき、地域雇用にも役立ちます。一般住宅の五寸柱加工の合わせ柱使用工法で、より強力な柱・梁・壁一体化構造（木造ラーメン構造）とすることができ、大都会向きの一般住宅にも利用できます。
建築上の特性としては、本構造材を使用すれば、間柱、筋交い等を極力省略した間口、梁間の長丈な建築物が施工可能となり、木造三階建ても充分な耐震強度を持ったものが建築可能と思われます。

１柱
２梁
３底板足
４柱・梁一体化金具
５柱基軸鉄棒
６梁基軸鉄棒
７柱脚巻鉄板
８繋ぎナット
９締めナット
１０柱・梁連結金具
１１柱基軸鉄棒切削
１２梁基軸鉄棒切削
１３基礎止ボルト
１４嵌合部
１５小径木壁材

Claims

柱梁の中に両端まで貫通した切削穴に、必要に応じて鋼材パイプを挿入し、その中に柱には柱基軸鉄棒、梁には梁基軸鉄棒及びピアノ線等を入れ、その間隙を発泡ウレタン及び接着モルタル及び樹脂で充填し、柱にはコンクリート基礎から連結した柱基軸鉄棒を柱両端に取り付けた柱梁一体化金具の穴を通し、梁上でナット締めし、繋ぎナットで連結することで複数階建ての建物にも対応し、梁は梁内部及び梁表面に切削をした梁穴に、梁基軸鉄棒を挿入した梁を柱上部で、梁同士を突き合わせ、柱梁双方の基軸鉄棒を、柱梁対応繋ぎ金具で連結一体化した木造ラーメン構造とし、上記柱を連立組立により、正方形、長方形、直角、Ｔ字型、十字型に形状を変えた柱の上部に梁をのせ梁受けを強化し、柱基軸鉄棒で梁を突き通し、形状変形に合わせた鉄板にも穴を通し、梁上部で繋ぎナットで締め柱梁を一体化することを特徴とする柱・梁を含む耐震強化接合構造であり、壁については柱・梁の大きさにより木材を５ｃｍ〜１５ｃｍ角、長さ１ｍ〜６ｍとし両端を凸に加工し背割りを入れ上下に凹と凸に加工し、柱は壁材との接合面に凹となる溝を切削又は加工して壁材をボンド等の接着剤を用いて梁の高さまで嵌め込み強固に接合する。それにより柱・梁の木造ラーメン構造を相俟って強固な柱・梁・壁一体化構造となり耐熱や断熱、保温効果に優れ、加えて耐震強度が飛躍的に高くなる。また内壁・外壁の仕上げも兼ねて施行することができ、省力で美化にも優れた壁全体を構築することになり、木材の需用拡大とＣＯ２の排出削減も実現できる。