JP2015014154A - 木質構造部材、木質構造部材の接合構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃え代設計による木造準耐火構造のロングスパン建築が可能で、ローコストかつ短納期で、現地での組み立て容易性も高い木質構造部材、木質構造部材の接合方法及び木質構造部材の接合構造の施工方法を提供する。
【解決手段】木質構造部材１０の木質部材１１は、中央に配置された内側木質板材１２と、この内側木質板材１２を両面から挟む一対の外側木質板材１３ａ，１３ｂと、を積層して形成される。木質部材１１の外周には、所定の燃え代層Ｐを設けて、この燃え代層Ｐよりも内側を荷重支持部Ｑとし、木質構造部材１０全体を準耐火構造にしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、木質構造部材、木質構造部材の接合構造及びその施工方法に関し、特に、ロングスパンの木造建築物に用いることが可能な木質構造部材とこの木質構造部材を用いた建築技術の改良に関する。

近年、建築分野においては建築基準法の改正により、所定の性能を満たせば木材を構造部材として耐火建築物に使用できることになったことから、木造建築物の開発が盛んに行われている。また、平成２２年１０月１日に施行された公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律により、それまで鋼構造が多かった倉庫や工場などのロングスパンの公共建築物においても木造建築が採用されるようになってきた。

このようなロングスパンの構造物を建設するためには、断面幅および断面せい（厚さ）の大きい木材が必要である。大断面幅および断面せいを確保可能な木質材料として、単板積層材（ＬＶＬ、ＬＶＢ）、合板又は集成材が用いられる。

集成材は、断面寸法の小さい板材を接着剤で再構成して作られる木質材料である。また、単板積層材は、複数の単板を、接着剤を塗布して貼り合わせて圧縮接着するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。このうち、ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber）は単板の繊維方向を揃えて積層したもので、ＬＶＢ（Laminated Veneer Board）は合板と同様に単板の繊維方向を直交方向にして積層したものである。

集成材や単板積層材などの木質構造部材を建築物に用いる場合の構造として、耐火構造と準耐火構造がある。耐火構造の木質材料は、火災が起こっても燃え止まる性能を有する。一方、準耐火構造の木質材料は、材料の断面外周部に一定の燃え代を見込んで設計される木質材料である。すなわち、火災にあっても、木材が表面から燃え進み、芯部は一定時間にわたり強度を保っている構造をいう。

また、上記のような単板積層材などの木質構造部材を用いてロングスパンの構造物を建設するためには、（１）木質構造部材の梁の表面に鋼板を設置して補強するか、（２）大断面木材の小口にスリット加工を施して鋼板を挿入して接合する必要がある。

このような例として、単板積層材又は集成材よりなる柱用部材及び梁用部材の端部に、それぞれ鋼板製の接合板を接着剤により接着固定し、柱用部材の端部に接着した接合板と、梁用部材の端部に接着した接合板との間に鋼板製のジョイント板を配した技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術では、ジョイント板の一方の部分と柱用部材の端部に接着した接合板とをボルト・ナットにて直接結合し、ジョイント板の他方の部分を梁用部材の端部に接着した接合板にボルト・ナットにて直接結合している。

特開２００７−１３０８６０号公報 特開平１１−５０５３２号公報

ところで、上述した、ＬＶＬなどの単板積層材は、幅方向に１２００〜１８００ｍｍ程度、長さ方向１２ｍ以上の大きな寸法での製作が可能で、大断面の柱、梁を作るには最適な材料である。

しかし、大断面で使用する場合に、厚さ９０ｍｍ程度が製作品質管理上の限界で厚さが足りないため、二次接着を行って座屈を押さえる必要がある。しかしながら、この二次接着を行う場合、大型の専用製造機械が必要であるため、コストが高く、また製品の納期も長期に及んでいた。また、このような積層材は、出荷時に分解しての輸送ができないとともに、現場での施工の自由度が低かった。

さらに、単板積層材は、製造機械の制約から、一般的に厚さ方向には９０ｍｍ程度までの積層材しか製作できず、建築物を準耐火構造とした場合に、積層材に燃え代を確保するのが難しかった。

本発明は、以上のような従来の課題を解決するものであって、その目的は、燃え代設計による木造準耐火構造のロングスパン建築が可能で、ローコストかつ短納期で、現地での組み立て容易性も高い木質構造部材、木質構造部材の接合方法及び木質構造部材の接合構造の施工方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、内側木質板材と、前記内側木質板材を両面から挟む一対の外側木質板材とを積層した木質部材を備えた木質構造部材であって、前記木質部材の外周に所定の燃え代層を有し、前記燃え代層よりも内側を、長期荷重を支持するに足る荷重支持部とし、前記荷重支持部へ綴り材を貫入して、前記綴り材で前記内側木質板材と前記外側木質板材とを固定し、前記燃え代層に形成された前記綴り材の貫入部に木栓を埋設したことを特徴とする。この木質部材には、単板積層材、集成材又は合板を用いる。

以上の態様では、木質構造部材では、ＬＶＬなどの単板積層材、集成材又は合板を複数枚積層して木質部材を綴り材により固定して一体化することで、ロングスパンの木造構造物を安価に施工することができる。すなわち、従来木造でのロングスパン構造の建築物を建設するためには、断面幅及び断面せいの大きい木材が必要であり、そのためには、専用の製造機械を用いて二次接着することによる木材の一体化が必要になっていたが、本発明の木質構造部材では、二次接着を行わなくても木質部材の一体化が可能になる。

これにより、木質構造部材の組み立て及び製作を工場でなくて現場で行うことができる。したがって、施工の自由度が上がるとともに、分解した状態で現場へ輸送できるので、現地でのロングスパンの構造物を組み上げる余地ができる。

本発明の好ましい態様では、前記木質部材は、接着剤を用いずに積層される。
これにより、高コストな二次接着が不要になるので、材料費を大幅に減らすことが可能になるとともに、製造工程の省略による納期の大幅な短縮が可能になる。さらに、準耐火構造のための燃え代設計を施すに当たっても、木質部材に対する二次接着という機械的な大きさの制約がなく、幅方向に大きな寸法を確保することが容易になる。

また、本発明の木質構造部材の接合構造は、上記木質構造部材からなる一方の材と他方の材の接合構造であって、前記一方の材となる前記木質部材と、前記他方の材となる前記木質部材とが嵌合するように接合部が形成され、前記内側木質板材と前記一対の外側木質板材との間に、一対の接合用板材を備え、前記接合用板材は、前記燃え代層より内側で、前記一方の材と前記他方の材とを連結するように所定長さを埋設し、前記内側木質板材と前記外側木質板材と前記接合用板材とを綴り材を貫入して固定したことを特徴とする。

以上の態様では、一方の材を柱，他方の材を梁とした場合に、柱と梁とを別々に現場に運搬し、現場で組み立てることが可能になる。したがって、分解した効率的なサイズで運搬が容易になるとともに、現地での大きな地組することができるようになる。また、接合用板材を木質材料内に埋設して用いることができるので、木材から鋼板などが露出せず、意匠性が高い。

木質構造部材の接合構造の好ましい態様では、前記内側木質板材又は前記外側木質板材に面一となるように嵌合されたことを特徴とする。
以上の態様では、接合する相互の木質板材同士の境界を面一に形成できるので、木質構造部材相互が一体的に視認され、外観上好ましい。

本発明の木質構造部材の接合構造を用いて行う建築物の施工方法は、前記一方の材と前記他方の材は連結される梁材であり、前記一方の材に前記接合用板材が予め固定されており、前記他方の材の前記内側木質板材と前記外側木質板材との間に挟み材を介在させて隙間を設け、前記隙間に前記接合用板材を挿入してから前記挟み材を除去した後、前記一方の材と前記他方の材を接合することを特徴とする。

以上の態様では、各木質板材の間に挟み材を設けて間隙を設け、他方の材を一方の材に対してスライドして挿入することで、接合用板材を、接合部に案内することができるので、両材を組合せる作業が容易になる。また、一方の材と他方の材とを挿入した後は、挟み材として板材の間に挿入していた楔を取り除き、両材に設けた孔に、ドリフトピン等で両材の接合ができる。したがって、一方の材と他方の材の接合作業が、高所作業になる場合でも、作業の簡略化が可能になる。

以上のような本発明によれば、燃え代設計による木造準耐火構造のロングスパン建築が可能で、ローコストかつ短納期で、現地での組み立て容易性も高い木質構造部材、木質構造部材の接合方法及び木質構造部材の接合構造の施工方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る木質構造部材の一例を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）。 図１（ａ）のＡ−Ａ断面拡大図。 本発明の実施形態に係る木質構造部材の接合構造のＡ部及びＢ部を示す分解図。 図３のＡ部の接合構造を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）。 図３のＡ部の接合構造を示す分解図（ａ）及び（ｂ）。 図３のＢ部の接合構造を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）。 図３のＢ部の接合構造を示す分解図（ａ）及び（ｂ）。 本発明の実施形態に係る木質構造部材と木質補強部材との接続構造を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る木質構造部材と木質補強部材との接続構造を示す断面図。 本発明の実施形態に係る木質構造部材と木質補強部材との接続構造を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る木質構造部材と木質補強部材との接続構造を示す断面図。 本発明の実施形態に係る木質構造部材の接合構造を用いた架構の建築方法を示す模式図。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。以下では、［１．］として木質構造部材の構成について説明し、［２．］として木質構造部材同士の接合構造について説明する。また、［３．］として木質構造部材と木質補強部材の接合構造について説明し、最後に、［４．］として木質構造部材及びその接合構造を用いて行う架構の建築方法について説明する。

［１．木質構造部材について］
［１−１．構成］
図１と図２を用いて、本実施形態の木質構造部材１０の構成について説明する。図１（ａ）は、木質構造部材１０の側面図であり、（ｂ）は平面図である。また、図２は、木質構造部材１０の図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面拡大図である。

（材料）
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、木質構造部材１０は、３枚の板材を積層することで、木質部材１１を形成したものである。この板材には、最適な材料として、単板積層材のＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber）を用いる。これは、ＬＶＬが幅方向１２００〜１８００ｍｍ程度、長さ方向１２ｍ以上の大きな寸法での製作が可能で、大スパンかつ大断面の柱や梁を製作するのに優れているからである。

なお、単板積層材のＬＶＢ（Laminated Veneer Board）、集成材又は合板を用いることも可能であるが、これらの板材のうちＬＶＢ以外は、現状では、大スパンの建築を行うに当たってＬＶＬと同様に長さ１２ｍ程度の大きさを確保するには、製品の二次接着が必要となる。

（全体構造）
木質構造部材１０の木質部材１１は、図１（ｂ）又は図２に示すように、中央に配置された内側木質板材１２と、この内側木質板材１２を両面から挟む一対の外側木質板材１３ａ，１３ｂと、を積層して形成される。

木質部材１１の外周には、図２の断面図に破線で示すように、所定の燃え代層Ｐを設けて、この燃え代層Ｐよりも内側を荷重支持部Ｑとし、木質構造部材１０全体を準耐火構造にしている。

すなわち、木質構造部材１０は、木質部材１１の燃え代層Ｐと荷重支持部Ｑの二層間で木材が連続しており、木材からなる二層全体で固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風圧力、地震力の短期に生ずる力（短期荷重）に対して構造耐力上安全であり、かつ、荷重支持部Ｑのみで長期に生ずる力（長期荷重）を支持するに足り、構造耐力上安全であるように断面設計がなされる。

ここで、木質部材１１を無垢材以外の単板積層材や集成材で形成した場合に、木質構造部材１０を準耐火構造とするためには、４５分間の加熱環境下において表面から３５ｍｍまでを燃え代として設計する必要がある。本実施形態では、木質部材１１を構成する各板材１２，１３ａ及び１３ｂはそれぞれ７５ｍｍ厚のＬＶＬを用い、３枚の合計２２５ｍｍ厚のうち外周７０ｍｍを燃え代層Ｐとし、この燃え代層Ｐよりも内側の１５５ｍｍ厚の部分を荷重支持部Ｑとして設計した。

（固定構造）
木質部材１１は、図２に示すように、綴り材としてのボルト１４を貫入することで一体に固定される。

すなわち、内側木質板材１２と外側木質板材１３ａ，１３ｂとに対して、長さ方向に３段と、幅方向に２列の計６箇所に、ボルト１４を貫入して固定する。

ボルト１４の端部を固定するため、外側木質板材１３ａと１３ｂの外面から、座掘りして穴Ｈを設け、この穴Ｈに座金付きのナット１５を、座金１５ａが外側に向くようにして埋設されている。このとき、座金１５ａが燃え代層Ｐよりも内側に位置するように埋設される。このナット１５に、ボルト１４をねじ込み、ボルト１４をナット１５によって締め付けることで、内側木質板材１２と、外側木質板材１３ａ，１３ｂとを緊結して固定している。なお、ボルト１４としては、Ｍ１２のボルトを用いるのが好ましい。

また、穴Ｈには、木栓１６が埋め込まれている。この木栓１６は、その厚みを、燃え代層Ｐの厚みと同様に３５ｍｍとしている。

［１−２．効果］
以上の構成の木質構造部材１０では、ＬＶＬなどの単板積層材、集成材又は合板を複数枚積層して木質部材１１とし、この複数の板材を綴り材となるボルト１４により固定して一体化することで、ロングスパンの木造構造物を安価に施工することができる。

すなわち、従来木造でのロングスパン構造の建築物を建設するためには、断面幅及び断面せいの大きい木材が必要であり、そのためには、専用の製造機械を用いて二次接着することによる木材の一体化が必要になっていた。これに対して、本実施形態の木質構造部材１０では、二次接着を行わなくても木質部材１１の一体化が可能になる。

そのため、木質構造部材１０の組み立て及び製作を工場でなく建設現場で行うことができる。したがって、施工の自由度が上がるとともに、分解した状態で現場へ輸送できるので、現地でのロングスパンの構造物を組み上げることが許容され、設計の自由度が拡がる。

また、高コストな二次接着が不要になるので、材料費を大幅に減らすことが可能になるとともに、製造工程の省略による納期の大幅な短縮が可能になる。

さらに、準耐火構造のための燃え代設計を施すに当たっても、木質部材１１に対する二次接着という機械的な大きさの制約がなく、幅方向に大きな寸法を確保することが容易になる。

［１−３．他の態様］
本発明の木質構造部材は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様も包含する。すなわち、上記実施形態では、木質部材１１を３枚の単板積層材等により構成したが、本発明の木質構造部材は、複数枚の板材を綴り材により一体化し、燃え代層Ｐと荷重支持部Ｑとを形成できれば４枚又は５枚など３枚以上の複数枚により構成することが可能である。

上記実施形態では、外側木質板材１３ａ，１３ｂの両外面に穴Ｈを設け、木栓１６を設けたが、本発明の木質構造部材はこのような態様に限られない。すなわち、一方の外側木質板材にのみ外側から座掘りして穴を設け、他方の外側木質板材には外側から座掘りはせず、内側からナットを埋設する。一方の外側木質板材から内側木質板材を貫通させ、埋設したナットに向かってボルトをねじ込むことにより、ボルトを一方のナットに固定する。その上で、一方の外側木質板材の外側から座金つきのナットを挿入してボルトに対して締め付けることにより、積層された木質部材を緊結して固定することも可能である。

上記実施形態では、木質部材を固定する道具としてボルトに限らず、木質構造部材の荷重支持部が長期荷重を支持するに足る強度を有し、木質部材を緊結固定することが可能な素材であれば、他の素材によって構成することも可能である。また、架構において木質構造部材を用いる箇所によっては、後述のように、ドリフトピンやビスなどによって固定することも可能である。

［２．木質構造部材の接合構造について］
［２−１．構成］
続いて、上記「１．」で説明した木質構造部材を、他の木質構造部材と接続するための接合構造について図３〜７を用いて説明する。図３は、上述した木質構造部材１０を柱３０、梁４０及び登り梁５０の３箇所に用い、柱３０と梁４０の接合部分（以下、これを「Ａ部」という。）と、梁４０と登り梁５０との接合部分（以下、これを「Ｂ部」という。）の２箇所に本発明の接合構造を用いて、架構２０を構成する例を示したものである。また、図４及び図５は、Ａ部の接合構造を示す図であり、図６及び図７は、Ｂ部の接合構造を示す図である。

図３に示すように、架構２０は、柱３０を構成する木質構造部材と、柱３０と接続する梁４０をなす木質構造部材と、梁４０と接続する登り梁５０をなす木質構造部材とにより構成される。

なお、架構２０を構成する要素として、他に、柱３０と梁４０との間の入隅部Ｓに斜めに取り付けられた方杖６０と、登り梁５０の最上部近傍の入隅部Ｔに水平方向に配置されたタイバー７０とが含まれるが、方杖６０とタイバー７０については、木質補強部材として次の項で説明し、本項では省略する。

柱３０と梁４０，梁４０と登り梁５０とは、それぞれ接合部であるＡ部とＢ部において連結して接合している。概略すると、一方の木質部材と、他方の木質部材とが嵌合するように接合部が形成され、内側木質板材と一対の外側木質板材との間に一対の接合用板材が設けられている。この接合用板材は、燃え代層より内側に埋設されている。そして、一方と他方の木質部材と、接合用板材とを綴り材を貫入して固定されている。以下、Ａ部とＢ部に分けてそれぞれの接合構造について具体的に説明する。

（Ａ部の接合構造）
図４及び図５を用いてＡ部の接合構造について説明する。図４（ａ）に示すように、Ａ部は、上述した木質構造部材１０を用いた柱３０と梁４０とを嵌合することで接合したものである。

同図（ａ）に示すように、柱３０は、内側木質板材３１と、この内側木質板材３１を両側から挟む一対の外側木質板材３２ａと３２ｂを備える。また、梁４０は、内側木質板材４１と、この内側木質板材４１を両側から挟む一対の外側木質板材４２ａと４２ｂを備える。

同図（ａ）にハッチングで示すように、柱３０と梁４０との間には、両材が嵌合する接合部Ｃが形成される。この接合部Ｃは、柱３０の外側木質板材３２ａ及び３２ｂの内側と、梁４０の内側木質板材４１の外側とが当接し、柱３０の内側木質板材３１の頭頂部部分と梁４０の内側木質板材４１の下端部分が当接することにより形成される。すなわち、柱３０の外側木質板材３２ａと３２ｂにより、梁４０の内側木質板材４１を挟んで嵌合している。

また、図４（ａ）に示すように、柱３０と梁４０とを、上述のような嵌合構造とすることにより、外側木質板材又は内側木質板材同士の境界、内側木質板材と外側木質板材との境界は、面一に形成される。

図４（ａ）及び（ｂ）と、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、柱３０の外側木質板材３２ａと３２ｂの内側面には、接合用板材３３ａと３３ｂ（合わせて接合用板材３３という。）が埋設されている。この接合用板材３３には鋼板が用いられる。

また、接合用板材３３を埋設するため、外側木質板材３２ａと３２ｂの内側面には、埋設溝３４ａと３４ｂが形成される。この埋設溝３４ａと３４ｂとは、外側木質板材３２ａと３２ｂの内側面を所定の深さで削り取ることにより形成される。

ここで、柱３０と梁４０とは、木質構造部材１０として上述したように、準耐火構造として、燃え代層Ｐと荷重支持部Ｑとが設けられているところ、図４（ｂ）に破線で示すように、埋設溝３４ａと３４ｂは、燃え代層Ｐに干渉しない位置に形成され、ここに接合用板材３３が埋設される。

柱３０及び梁４０を構成するこれらの内側木質板材及び外側木質板材は、図４（ｂ）に示すように、綴り材である複数のボルト１４と座金１５ａ付のナット１５によって緊結固定されるとともに、燃え代層Ｐには、木栓１６が施される。なお、図には示していないが、内側木質板材及び外側木質板材の接合部の固定には、ボルト１４とナット１５に代えて、ドリフトピンを用いることも可能である。このような固定具の使い分けは、接合部に必要とされる強度に応じて行う。特に、接合部が高所に設置される場合には、施工負担の軽減から打ち込むだけで結合可能なドリフトピンを使うことが多い。なお、ドリフトピンを用いる場合には、木栓１６は不要である。

なお、複数のボルト１４を貫通させるため、柱３０と梁４０、接合用板材３３には、それぞれ対応する位置に、複数の孔が設けられており、柱３０と梁４０の外側木質板材には、ナット１５を設置するための穴が座掘りされている。また、ボルト１４とナット１５との固定方法と、木栓１６の取り付けについては、木質構造部材１０において説明したのと同様であるので説明を省略する。

（Ｂ部の接合構造）
図６及び図７を用いて、Ｂ部の構成を説明する。図６（ａ）に示すように、Ｂ部は、上述した木質構造部材１０を用いた梁４０と登り梁５０とを嵌合により接合したものである。

梁４０は、上述の通り、内側木質板材４１と、この内側木質板材４１を両側から挟む一対の外側木質板材４２ａと４２ｂを備える。また、登り梁５０は、内側木質板材５１と、この内側木質板材５１を両側から挟む一対の外側木質板材５２ａと５２ｂを備える。

同図（ａ）にハッチングで示すように、梁４０と登り梁５０との間には、両材が嵌合する接合部Ｃが形成される。接合部Ｃは、梁４０の外側木質板材４２ａ，４２ｂの内側と、登り梁５０の内側木質板材５１の外側とが当接し、梁４０の内側木質板材４１の頭頂部と、登り梁５０の内側木質板材５１の下端部とが当接することで形成される。

すなわち、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、梁４０の外側木質板材４２ａと４２ｂにより、登り梁５０の内側木質板材５１を挟んで嵌合することで接合部Ｃが形成される。

また、図６（ａ）に示すように、梁４０と登り梁５０とを、上述のような嵌合構造とすることにより、外側木質板材又は内側木質板材同士の境界、内側木質板材と外側木質板材との境界は、面一に形成される。

図６（ａ）及び（ｂ）と、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、梁４０の外側木質板材４２ａと４２ｂの内側面には、接合用板材４３ａ〜４３ｄ（合わせて接合用板材４３という。）の４つの板材が埋設されている。この接合用板材４３には鋼板が用いられる。

また、接合用板材４３を埋設するため、梁４０の外側木質板材４２ａと４２ｂの内側面と、登り梁５０の外側木質板材５２ａと５２ｂの内側面には、それぞれ埋設溝４４ａ，４４ｂと、埋設溝５３ａ，５３ｂが形成される（図３も参照）。この埋設溝４４ａ，４４ｂと、埋設溝５３ａ，５３ｂは、外側木質板材３２ａと３２ｂ及び外側木質板材４２ａと４２ｂの内側面を所定の深さで削り取ることにより形成される。

ここで、梁４０と登り梁５０とは、木質構造部材１０として上述したように、準耐火構造として、燃え代層Ｐと荷重支持部Ｑとが設けられているところ、図６（ｂ）に破線で示すように、埋設溝４４ａ，４４ｂと、埋設溝５３ａ，５３ｂは、燃え代層Ｐに干渉しない位置に形成され、ここに接合用板材４３が埋設される。

なお、Ａ部において説明したのと同様、複数のボルト１４を貫通させるため、梁４０と登り梁５０、接合用板材４３には、それぞれ対応する位置に、複数の孔が設けられており、梁４０と登り梁５０の外側木質板材には、ナット１５を設置するための穴が座掘りされている。

この孔に対しては、木質構造部材１０において説明したのと同様に、ボルト１４とナット１５及び木栓１６により接合する場合と、木ダボ又はドリフトピンを挿入して接合する場合と、さらには、内側木質板材及び外側木質板材の間の開き止めとして、ビスを挿入する場合がある。このような固定具の使い分けは、接合部に必要とされる強度に応じて行う。Ｂ部のように、高所に設置される部分では、施工負担の軽減から打ち込むだけで結合可能なドリフトピンを使うことが多い。なお、ドリフトピンを用いる場合には、木栓１６は不要である。また、ボルト１４とナット１５との固定方法と、木栓１６の取り付けについては、木質構造部材１０において説明したのと同様であるので説明を省略する。

［２−２．作用効果］
以上のような本実施形態の接合構造では、架構２０の構成要素である、柱３０，梁４０及び登り梁５０を、ＬＶＬなどの単板積層材、集成材又は合板を複数枚積層して形成した木質構造部材１０により構成し、この複数の板材を綴り材となるボルト１４により固定して一体化することで、ロングスパンの架構を安価に施工することができる。

特に、柱３０，梁４０及び登り梁５０を、部品として現場に運搬し、現場で組み立てることが可能になるので、分解した効率的なサイズで運搬が容易になるとともに、現地で大きく地組することができるようになる。

また、Ａ部における接合構造では、接合用板材３３を、外側木質板材３２ａ，３２ｂに埋設溝３４ａ，３４ｂを形成し、内側木質板材３１及び４１には溝を設けず、梁４０の内側木質板材４１と、柱３０の内側木質板材３１との当接面に接合部Ｃが形成される。したがって、梁４０の荷重を内側木質板材４１から柱３０の内側木質板材３１で受けることができる。このように、接合用板材を、荷重支持する内側木質板材３１ではなく添え木となる側に形成することで、接合強度と構造耐力とを両立した架構を提供することが可能になっている。

一方、Ｂにおける接合構造では、梁４０に対して登り梁５０を接合するのは、後述するように、現場における地組によりＡ部を接合したことで一体になった柱３０と梁４０とを建て起こした後、登り梁５０を上方より降ろした時点である。このとき、従来の二次接着を施して切り込みを付与した構造部材と異なり、登り梁５０を構成する木質構造部材１０は、板材が接着されていないので、板材の間に楔などの挟み材を挿入することにより、板材間に間隙を設けることができる。したがって、梁４０側に接合用板材４３を設置した状態で、登り梁５０を降ろすことで、登り梁５０の板材の間隙に接合用板材４３を滑り込ませることができ、高所における現地作業が容易になる。

また、柱３０と梁４０、梁４０と登り梁５０とを、上述のような嵌合構造とすることで、外側木質板材又は内側木質板材同士、並びに外側木質板材と内側木質板材の境界を面一に形成できるので、木質構造部材相互が一体的に視認され、外観上好ましい。さらには、鋼板からなる接合用板材を、外側木質板材と内側木質板材の間に埋設して用いることができるので、木材から鋼板などが露出せず、意匠性が高い。

以上のような本実施形態によれば、製造コストを大幅に削減しつつ、現地の作業を容易にした木質構造部材の接合構造を提供することができる。

［３．木質補強部材の接合構造について］
［３−１．概略的構成］
上述した木質構造部材である柱・梁に木質補強部材としての方杖及びタイバーを接合する接合構造について、図３と図８〜図１１を用いて説明する。

図３に示すように、本実施形態の架構２０は、上述した柱３０、梁４０及び登り梁５０の他、木質補強部材として、柱３０と梁４０との間の入隅部Ｓに斜めに取り付けられた方杖６０と、登り梁５０の最上部近傍の入隅部Ｔに水平方向に配置されたタイバー７０とを備える。

すなわち、木質補強部材である方杖６０とタイバー７０とは、角度の異なる２つの木質構造部材である柱３０と梁４０、又は２つの登り梁５０が接合する入隅部Ｓ又はＴに設けられる。方杖６０は、柱と梁との入隅部分を斜めに接続して固め、長期荷重と風や地震などの短期荷重に対して架構２０又は建物の変形を防ぐ補強部材である。また、タイバー７０は、登り梁５０の左右開きを抑える補強部材である。

方杖６０は、柱３０と梁４０にそれぞれ設けられた嵌合溝に対して差し込まれ嵌合する。また、タイバー７０は、２つの登り梁５０に設けられた嵌合溝に対して差し込まれ嵌合する。

図３においては明示していないが、柱３０及び梁４０と方杖６０との接合部には、柱３０又は梁４０と嵌合した方杖６０を貫くようにドリル等により貫通孔をあけ、複数本の木ダボを貫入する。同様に、登り梁５０とタイバー７０との接合部にも、登り梁５０とタイバー７０を貫くようにドリル等により貫通孔をあけ、複数本の木ダボを貫入する。

なお、本実施形態において、方杖６０とタイバー７０とは、いずれも複数枚の板材、ここでは、最適な材料として他の部材と同様、単板積層材のＬＶＬを用いることを想定している。ただし、方杖６０とタイバー７０の素材としては、ＬＶＢ、集成材又は合板を用いて、複数枚の板材により構成することも可能であることはもちろん、上述した嵌合構造を成す部分の加工を施すことが可能である限りは、無垢材により構成することも可能である。
以下、方杖６０と、タイバー７０の具体的構成について、図８〜１１を参照して説明する。

［３−２．方杖の具体的構成］
方杖６０の具体的構成について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、方杖６０と柱３０との接合部を拡大して示す斜視図であり、図９（ａ）は、方杖６０と柱３０との接合構造を示す断面図であり、図９（ｂ）は比較例として示す態様である。なお、ここでは、方杖６０と柱３０との接合構造について説明するが、方杖６０と梁４０との接合構造も同様である。

図８に示すように、方杖６０は、柱３０に設けられた嵌合溝３５に対して差し込まれており、これにより、柱３０と嵌合している。

より具体的には、方杖６０は、柱３０及び梁４０と同様に、３枚の板材を積層することで構成されている。内側木質板材６１は、その端部面が、柱３０を構成する内側木質板材３１の側部面に当接している。外側木質板材６２ａと外側木質板材６２ｂとは、その端部の側面を所定の厚さ削り取って挿入部６３を形成したうえ、この挿入部６３が、柱３０を構成する外側木質板材３２ａと３２ｂに設けられた嵌合溝３５に挿入される。

このように、方杖６０の外側木質板材６２ａと外側木質板材６２ｂに形成された挿入部６３が柱３０に形成された嵌合溝３５に挿入され、内側木質板材６１が柱３０のエッジに当接することで、方杖６０と柱３０及び梁４０の嵌合構造が形成される。

また、方杖６０の３枚の板材と、柱３０を構成する３枚の板材は、すべて同じ厚み（本実施形態では各７５ｍｍ）で形成されるので、方杖６０と柱３０との境界は、面一に形成される。

図９（ａ）に示すように、方杖６０と柱３０とは、上述のようにして、方杖６０の端部を柱３０の嵌合溝３５へ挿入して両材が嵌合し、この嵌合した方杖６０と柱３０に対して、木ダボ６４を貫入することにより、両材を接合している。木ダボ６４は、柱３０及び梁４０と方杖６０とを地組により接合した後に、ドリル等により貫通孔ＴＨを設け、この貫通孔ＴＨに差し込む。なお、貫通孔ＴＨは、予め製造時にそれぞれの材に設けておいてもよい。

ここで、架構２０は、準耐火構造であるため、方杖６０においても燃え代層Ｐを設けた燃え代設計にする必要がある。したがって、図９（ａ）に破線で示すように、方杖６０の外周の所定範囲（ここでは表面から３５ｍｍの範囲）に燃え代層Ｐを形成し、それよりも内側の層を、長期荷重を支持するに足る荷重支持部Ｑとしている。

この場合、方杖６０において考えられる燃え代設計としては、図９（ｂ）に示すように、木質構造部材１０において示したのと同様に、燃え代層Ｐよりも内側の層をボルト１４により緊結して、燃え代層Ｐに設けた座掘りの穴Ｈに対しては、木栓１６をすることにより対処することも考えられる。

しかしながら、図９（ｂ）に示すように、方杖６０と柱３０とを、ボルト１４と木栓１６とにより接合した場合、方杖６０の外側木質板材６２ａ及び外側木質板材６２ｂの側面が嵌合構造を形成するために所定厚さ削り取られているため、火災発生時でない通常時の有効断面Ｙは、図中に示すように、ボルト１４で緊結された範囲に留まる。これは、燃え代層Ｐを除いた火災後の有効断面と同様である。しかし、方杖６０は、長期荷重と地震、風などの短期荷重に対して建物の変形を防ぐものであって、上述のような有効断面Ｙでは、強度を確保できる材寸法を確保するのが難しい。

そこで、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、貫通孔ＴＨに木ダボ６４を貫入して接合することで、柱３０と方杖６０の木材同士を縫い付け、内側と外側の木質板材を一体化させ、通常時の有効断面Ｙ’を材全体に及ぼす。また、木ダボ６４により接合部の強度を上げて、接合部でのズレを防止するとともに、たわみの抑制効果を持たせている。

［３−３．タイバーの具体的構成］
タイバー７０の具体的構成について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、タイバー７０と登り梁５０との接合部を拡大して示す斜視図であり、図１１（ａ）は、タイバー７０と登り梁５０との接合構造を示す断面図であり、図１１（ｂ）は比較例として示す態様である。

図１０に示すように、タイバー７０は、登り梁５０に設けられた嵌合溝５３に対して差し込まれており、これにより、登り梁５０と嵌合している。

より具体的には、タイバー７０は、２枚の板材７１ａ，７１ｂを積層することで構成されており、２枚の板材７１ａ，７１ｂの内側端部を、所定厚さ削り取ってコの字状に加工して挿入部７２ａ及び７２ｂを形成する。挿入部７２ａ及び７２ｂが登り梁５０に設けられた嵌合溝５３に挿入されることで、タイバー７０と登り梁５０との嵌合構造となる。

図１１（ａ）に示すように、タイバー７０と登り梁５０とは、上述のようにして、タイバー７０の端部を登り梁５０の嵌合溝５３へ挿入されて両材が嵌合し、この嵌合したタイバー７０と登り梁５０に対して、木ダボ７３を貫入することにより、両材を接合している。木ダボ７３は、２つの登り梁５０と方杖６０とを地組により接合した後に、ドリル等により貫通孔ＴＨを設け、この貫通孔ＴＨに差し込む。なお、貫通孔ＴＨは、予め製造時にそれぞれの材に設けておいてもよい。

ここで、架構２０は、準耐火構造であるため、タイバー７０においても方杖６０と同様、燃え代層Ｐを設けた燃え代設計にする必要がある。したがって、図１１（ａ）に破線で示すように、タイバー７０の外周の所定範囲（ここでは表面から３５ｍｍの範囲）に燃え代層Ｐを形成し、これよりも内側を、長期荷重を支持するに足る荷重支持部Ｑとする。

この場合、タイバー７０において考えられる燃え代設計としては、図１１（ｂ）に示すように、木質構造部材１０において示したのと同様に、燃え代層Ｐよりも内側の層をボルト１４により緊結して、燃え代層Ｐに設けた座掘りの穴Ｈに対しては、木栓１６をすることにより対処することも考えられる。

しかし、図１１（ｂ）に示すように、タイバー７０と登り梁５０とを、ボルト１４と木栓１６とにより接合した場合、梁材５２ａ，５２ｂを欠き込んで嵌合し、さらに、木栓１６部分を欠き込んでいるため、火災発生時でない通常時の有効断面Ｙは、図中に示すように、ボルト１４で緊結された範囲に留まる。これは、燃え代層Ｐを除いた火災後の有効断面と同様である。しかし、タイバー７０は、長期荷重と地震、風などの短期荷重に対して建物の変形を防ぐものであって、上述のような有効断面では、木栓部、梁材の欠損により、登り梁と一体になった強度を確保できる材寸法を確保するのが難しい。

そこで、本実施形態では、貫通孔ＴＨに木ダボ７３を貫入して接合することで、登り梁５０とタイバー７０の木材同士を縫い付け、内側と外側の木質板材を一体化させ、通常時の有効断面Ｙ’を材全体に及ぼす。また、木ダボ７３により接合部の強度を上げて、接合部でのズレを防止するとともに、たわみの抑制効果を持たせている。

［３−４．作用効果］
以上のような本実施形態の木質補強部材では、木質補強部材である方杖６０とタイバー７０とを、角度の異なる２つの木質構造部材である柱３０と梁４０、又は２つの登り梁５０が接合する入隅部Ｓ又はＴに設けることで、方杖６０は、柱と梁との入隅部分を斜めに接続して固め、長期荷重と地震、風などの短期荷重に対して架構２０又は建物の変形を防ぐことができ、タイバー７０は、登り梁５０の左右開きを抑えることができる。

特に、木質補強部材を、木質構造部材に差し込んで嵌合したうえで、ボルトとナット及び木栓によって固定するのではなく、木質構造部材及び木質補強部材を貫くように、複数本の木ダボを貫入して固定する。そのため、木質構造部材と木質補強部材とから形成される架構を、準耐火構造として、燃え代層を設けた場合においても、通常時は、内側と外側の木質板材を一体化させて長期荷重と地震、風などの短期荷重等に対する強度を確保し、火災時には燃え代分を除いた材だけで、火災後に倒壊しない構造体の設計が可能になっている。

［４．木質構造部材を用いた建築方法について］
以上のような木質構造部材、木質補強部材とその接合構造を用いた建築方法について、図３及び図１２を用いて説明する。

［４−１．地組みフレームの組み立て］
既に述べたように、柱３０，梁４０及び方杖６０は、地組みにより上述した方法で各々を接合し組み立てる。ここで、柱３０，梁４０及び方杖６０により形成される構造体を本項において、地組みフレーム８０という。

この地組みフレーム８０の組み立て手順について図３を参照して、具体的に説明する。まず、柱３０の外側木質板材３２ａと、梁４０の外側木質板材４２ａとを平面上に仮置きする。

続いて、外側木質板材３２ａに形成された埋設溝３４ａに、接合用板材３３を設置する。また、梁４０の外側木質板材４２ａに形成された埋設溝４４に、接合用板材４３ａ及び４３ｂを設置する。

その上から、方杖６０の外側木質板材６２ａの挿入部６３を、柱３０に設けられた嵌合溝３５と、梁４０の嵌合溝４５に合わせて、外側木質板材６２ａを積層する。

さらに、柱３０の内側木質板材３１と、梁４０の内側木質板材４１とを積層し、方杖６０の内側木質板材６１を、外側木質板材６２ａに積層する。

次に、方杖６０の外側木質板材６２ｂを積層し、接合用板材３３を、柱３０の内側木質板材３１と、梁４０の内側木質板材４１の接合部分に設置するとともに、接合用板材４３ｃ及び４３ｄを、梁４０の内側木質板材４１の先端部分に設置する。

柱３０の外側木質板材３２ｂと、梁４０の外側木質板材４２ｂとを積層し、柱３０と梁４０との接合部Ｃでは、図示しないドリフトピン又は別途図に示したボルト１４とナット１５により柱３０と梁４０を接合するとともに、柱３０の外側木質板材３２ａ及び３２ｂと、梁４０の外側木質板材４２ａ及び４２ｂの外側面の座掘りした穴Ｈに木栓１６を挿入する。以上のような工程を経て、地組みフレーム８０が組み立てられる。

［４−２．合掌フレームの組み立て］
一方、２つの登り梁５０とタイバー７０についても、地組みにより上述した接合方法で、接合して組み立てる。２つの登り梁５０とタイバー７０により形成される構造体を本項において、合掌フレーム９０という。

この合掌フレーム９０の組み立て手順について図３を参照して、具体的に説明する。
まず、２つの登り梁５０の外側木質板材５２ａを平面上に仮置きする。柱３０と梁４０とのＡ部の接合に準じて、登り梁５０同士を接合するため、接合用板材５４を、埋設溝５５に埋設する。次に、外側木質板材５２ａに形成された嵌合溝５３に、板材７１ａの端部に形成された挿入部７２ａを合わせて、外側木質板材５２ａに板材７１ａを重ね合わせる。

その上から、２つの登り梁５０の内側木質板材５１を重ね合わせ、さらに、板材７１ｂを板材７１ａの位置に合わせて重ねる。さらに、外側木質板材５２ｂを、板材７１ｂの挿入部７２ｂが嵌合溝５３に合うように、重ね合わせる。これにより、タイバー７０と登り梁５０とが嵌合した状態になる。嵌合したタイバー７０と登り梁５０に対して、ドリル等により貫通孔ＴＨをあけ、木ダボ７３を貫入することにより、両材を接合する。以上のような工程を経て、合掌フレーム９０が組み立てられる。

［４−３．架構の建方］
以上のように形成された地組みフレーム８０と、合掌フレーム９０とは、次のようにして建て込みが行われる。

前提として、地組みフレーム８０と、合掌フレーム９０とを組み上げた状態では、地組みフレーム８０と、合掌フレーム９０との接合部である、Ｂ部は接合されていない状態にある。すなわち、Ｂ部には、ボルト１４等の固定具を挿入せず、反対に、内側木質板材５１と外側木質板材５２ａ、内側木質板材５１と外側木質板材５２ｂとの間に、間隔を設けるため、楔等の挟み材を介在させる。

その上で、まず、地組みフレーム８０を、クレーン等により吊り上げて、図１２に示す状態にする。なお、図１２中の架構２０下部の柱３０の側部、梁４０の端部の下方に設けられているのは、足場ＳＴである。

地組みフレーム８０が立ち上がった図１２の状態において、合掌フレーム９０を、架構２０の上部から垂直に降ろしていき、Ｂ部（図３参照）に差し込む。このとき、内側木質板材５１と外側木質板材５２ａ、内側木質板材５１と外側木質板材５２ｂとの間隙から、梁４０の先端に取り付けられた接合用板材４３を挿入する。ここで、工場において孔あけされた複数の孔に、数本のドリフトピンを挿入する。

次に、楔等の挟み材により内側木質板材５１と外側木質板材５２ａ、内側木質板材５１と外側木質板材５２ｂとの間に空いた間隔を、クランプ材等により閉じ、最後にすべての孔にボルト１４とナット１５、ドリフトピン又はパネリードビスを打ち込んで接合する。これにより、架構２０が建てられる。

［４−４．効果］
以上のような本実施形態の建築方法によれば、地組みフレーム８０を建てた後、合掌フレーム９０を、この地組みフレーム８０に対して垂直方向に降ろしていき、Ｂ部の接合を行う。このとき、合掌フレーム９０は、板材間が接着されていないので、内側木質板材５１と外側木質板材５２ａ、内側木質板材５１と外側木質板材５２ｂとの間に、楔等の挟み材を挟んでおく。

従来の工法であれば、嵌合部分を接合するに当たって、雄側になる接合用板材４３を、雌側になる登り梁５０の埋設溝５３ａ，５３ｂに挿入する必要がある。この点、本実施形態では、上述した間隙により、合掌フレーム９０を垂直方向に降ろしていくことで、接合用板材４３を、埋設溝５３ａ，５３ｂに案内することができる。

したがって、地組みフレーム８０と合掌フレーム９０との嵌合を、クレーンにより合掌フレーム９０を降ろすことにより可能となるので、作業が容易になる。また、地組みフレーム８０と合掌フレーム９０とを嵌合させた後は、挟み材として板材の間に挿入していた楔を取り除き、合掌フレーム９０の登り梁５０に設けた孔に、ドリフトピンを挿入するとともに、ボルト１４とナット１５のネジ締めと木栓１６の取り付けにより接合できるので、高所作業の簡略化も可能である。

［５．他の実施形態］
本発明の構成は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、公知の部材への置換、変更を否定するものでない。

また、上記実施形態においては、本発明は、木質構造部材、木質補強部材又は木質構造部材と木質補強部材とを、接着剤を用いずに重合又は接合することとしているが、これは、従来当分野で行われていた二次接着を行わないことを意図するもので、施工において仮留め的に接着剤を用いることは否定するものではない。

１０…木質構造部材
１１…木質部材
１２…内側木質板材
１３ａ，１３ｂ…外側木質板材
１４…ボルト
１５…ナット
１５ａ…座金
１６…木栓
２０…架構
３０…柱
３１…内側木質板材
３２ａ，３２ｂ…外側木質板材
３３，３３ａ，３３ｂ…接合用板材
３４ａ，３４ｂ…埋設溝
３５…嵌合溝
４０…梁
４１…内側木質板材
４２ａ，４２ｂ…外側木質板材
４３，４３ａ〜４３ｄ…接合用板材
４４，４４ａ，４４ｂ…埋設溝
４５…嵌合溝
５０…登り梁
５１…内側木質板材
５２ａ，５２ｂ…外側木質板材
５３，５３ａ，５３ｂ…埋設溝
５４…接合用板材
５５…埋設溝
６０…方杖
６１…内側木質板材
６２ａ，６２ｂ…外側木質板材
６３…挿入部
６４…木ダボ
７０…タイバー
７１ａ，７１ｂ…板材
７２ａ，７２ｂ…挿入部
７３…木ダボ
８０…地組みフレーム
９０…合掌フレーム
Ｃ…接合部
Ｈ…穴
Ｐ…燃え代層
Ｑ…荷重支持部
Ｓ…入隅部
ＳＴ…足場
Ｔ…入隅部
ＴＨ…貫通孔

Claims (6)

1. 内側木質板材と、前記内側木質板材を両面から挟む一対の外側木質板材とを積層した木質部材を備えた木質構造部材であって、
   前記木質部材の外周に所定の燃え代層を有し、
   前記燃え代層よりも内側を、長期荷重を支持するに足る荷重支持部とし、
   前記荷重支持部へ綴り材を貫入して、前記綴り材で前記内側木質板材と前記外側木質板材とを固定し、
   前記燃え代層に形成された前記綴り材の貫入部に木栓を埋設した
   ことを特徴とする木質構造部材。
2. 前記木質部材には、単板積層材、集成材又は合板を用いることを特徴とする請求項１記載の木質構造部材。
3. 前記木質部材は、接着剤を用いずに積層されたことを特徴とする請求項１又は２記載の木質構造部材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の木質構造部材からなる一方の材と他方の材の接合構造であって、
   前記一方の材となる前記木質部材と、前記他方の材となる前記木質部材とが嵌合するように接合部が形成され、
   前記内側木質板材と前記一対の外側木質板材との間に、一対の接合用板材を備え、
   前記接合用板材は、
   前記燃え代層より内側で、前記一方の材と前記他方の材とを連結するように所定長さを埋設し、
   前記内側木質板材と前記外側木質板材と前記接合用板材とを綴り材を貫入して固定した
   ことを特徴とする木質構造部材の接合構造。
5. 前記内側木質板材又は前記外側木質板材に面一となるように嵌合されたことを特徴とする請求項４記載の木質構造部材の接合構造。
6. 請求項４又は５に記載の木質構造部材の接合構造を用いて行う建築物の施工方法であって、
   前記一方の材と前記他方の材は連結される梁材であり、
   前記一方の材に前記接合用板材が予め固定されており、
   前記他方の材の前記内側木質板材と前記外側木質板材との間に挟み材を介在させて隙間を設け、
   前記隙間に前記接合用板材を挿入してから前記挟み材を除去した後、前記一方の材と前記他方の材を接合する
   ことを特徴とする木質構造部材の接合構造の施工方法。