JP2016000934A - 板壁式の木製梁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物を効率的に施工できるだけでなく、鉛直方向および水平方向の荷重や衝撃負荷に対しての充分な強度を有し、しかも、製造コストも低減できる木製トラス梁ユニットを提供すること。
【解決手段】 建築物の床組や屋根組等の平面構造物を構築するために用いられる木製梁ユニットにおいて、木製梁Ｂ単体を、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材１・１…と；これら板幅方向に並んだ長尺板材１・１…の側面全体を覆うように両面に張り付けられた補強用合板２・２とを含んで構成すると共に、前記木製梁Ｂを梁幅方向に平行に並置し、かつ、隣り合う木製梁Ｂ・Ｂ同士をこれらと平面視で直交する継ぎ板材３によって連結一体化して構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、木製トラス梁の改良、詳しくは、大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物の施工を効率的に行えるだけでなく、鉛直方向および水平方向の荷重や衝撃負荷に対する構造強度にも優れ、しかも、製造コストの低減も図れる木製トラス梁ユニットに関するものである。

周知のとおり、倉庫や体育館等の大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物を構築する際には、梁材を架け渡すスパン長(支点間の距離)が非常に大きくなるため、鉛直荷重や曲げ応力に対しての強度に優れたトラス梁(上下のトラス弦材とその内側のトラス腹材によって平行弦トラスが形成されているもの)が使用されることが多い。

また、上記トラス梁に関しては、鉄骨材から成るものが一般的であるが、木造建築物においては、重量の大きい鉄骨梁よりも軽量な木製梁の方が適しているため、従来においては、軸方向に並べた複数の角材をその内側に挿通した長尺ボルトにより一体化してトラス弦材を構成した木製トラス梁が開発されている(特許文献１参照)。

また他にも、従来においては、トラス弦材の内側に形成したホゾ穴にトラス腹材に設けたホゾを嵌め込んで両者を連結できるようにした木製トラス梁も公知となっている(特許文献２参照)。しかしながら、これら文献１や文献２のトラス梁については、製造時に複雑な木材加工を行う必要があったため、製造コストが高く付く欠点があった。

一方、従来においては、上下に平行に配置した長尺材を所定間隔で配置した束材によって連結し、更にそれらの両面に構造用合板を張り付けた梁材も公知となっている(特許文献３参照)。しかし、この技術に関しては、強度上、長尺材や束材に厚さ四寸(約120mm)程度の角材を使用する必要があったため、梁材を薄型に形成することができなかった。

また、上記文献１〜３に係る梁材に関しては、トラス梁を一つずつクレーン等で持ち上げて桁上や土台上に並べて設置する必要があったため、施工作業を効率良く行うことができなかった。しかも、上記従来の梁材においては、梁材単体の重量が大きかったため、梁材同士の間隔を狭めて複数の梁材を高密度に配置することもできなかった。

特開平１−２９０８５５ 特表２００９−５３６２７７号公報 特許第４６１４１５１号公報

本発明は、従来技術に上記問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物を効率的に施工できるだけでなく、鉛直方向および水平方向の荷重や衝撃負荷に対しての充分な強度を有し、しかも、製造コストも低減できる木製トラス梁ユニットを提供することにある。

本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。

即ち、本発明は、建築物の床組や屋根組等の平面構造物を構築するために用いられる木製梁ユニットにおいて、
木製梁Ｂ単体を、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材１・１…と；これら板幅方向に並んだ長尺板材１・１…の側面全体を覆うように両面に張り付けられた補強用合板２・２とを含んで構成すると共に、
前記木製梁Ｂを梁幅方向に平行に並置し、かつ、隣り合う木製梁Ｂ・Ｂ同士をこれらと平面視で直交する継ぎ板材３によって連結一体化して構成した点に特徴がある。

また、上記長尺板材１及び継ぎ板材３に関しては、厚さ91mm(約三寸)以下の木板材を使用するのが好ましく、理想的には厚さ30〜76mm(一寸から二寸五分程度)のものを採用するのがより好ましい。

一方、本発明では、上記木製梁Ｂにおける各列の長尺板材１・１…を、板長方向に並んだ複数の分割板材11・11…から構成すると共に、板幅方向に隣接する長尺板材１・１同士において、各列の分割板材11・11…の境目部12・12…の位置が重ならないように、端部位置をズラして分割板材11・11…を配置することもでき、これによって木製梁Ｂに圧縮方向や横方向の負荷がかかった場合でも、木製梁Ｂの横座屈や撓み変形を抑制して梁ユニットＵの剛性を高めることができる。

そしてまた、本発明では、木製梁Ｂの横座屈や撓み変形を抑えて梁ユニットＵの剛性を高める手段として、上記継ぎ板材３を木製梁Ｂ・Ｂの上部同士及び下部同士を繋ぐように上下に取着することもできる。

また更に、本発明では、上記補強用合板２を、長尺板材１の板長方向に並んだ複数の分割合板21・21…から構成した場合において、これら分割合板21・21…の境目部22・22…の位置に継ぎ板材３を取着することにより、木製梁Ｂの横座屈や撓み変形を抑えて梁ユニットＵの剛性を高めることもできる。

他方、本発明では、上記木製梁ユニットの構成に代えて、木製梁Ｂ単体を、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材１・１…と；これら板幅方向に並んだ長尺板材１・１…の両面に側面全体を覆うように並べて張り付けられ、かつ、板長方向が長尺板材１の板長方向と直交するように積層して張り付けられた短尺板材４・４…とを含んで構成すると共に、
前記木製梁Ｂを梁幅方向に平行に並置し、かつ、隣り合う木製梁Ｂ・Ｂ同士をこれらと平面視で直交する継ぎ板材３によって連結一体化して構成することもできる。

また、上記短尺板材４については、長尺板材１と同じ厚み及び板幅を有する木板材を使用することによって、長尺板材１を製材する際の端材を利用することができるため、材料コストをより抑えることができる。

本発明では、隙間なく並べた長尺板材と、その両面に張り付けた補強用合板によって木製梁を板壁式に構成したことにより、鉛直方向や水平方向の荷重や衝撃負荷を長尺板材から成る板壁によって吸収できるだけでなく、梁両側に張り付けた面材によって荷重を分散吸収できるため、木製梁の強度を従来よりも向上させることが可能となる。

特に、上記長尺板材に厚みが約三寸(91mm)以下の厚みの小さい板材を使用した場合において、上記板壁構造と補強用合板による補強効果が強度を確保する上で重要となる。また更に、長尺板材を複数の板材を並べて構成する場合にも、補強用合板が添え木の役割を果たすため、梁強度が低下するような心配はない。

また、本発明では、長尺板材と補強用合板によって木製梁を薄型に構成したことによって、木製梁単体の重量を抑制することができるため、梁間隔を狭くして木製梁を高密度に並べて配置することができる。そして、複数の木製梁を継ぎ板材で連結してユニット化することで、複数のトラス梁を一度に設置できるため、設置作業を効率化できる。

なお、本発明では、上記継ぎ板材にも板材を使用しているため、多数の継ぎ板材によって木製梁を連結したとしても、ユニットの荷重が過大になる心配もない。また、多数の継ぎ板材を使用可能とすることで、継ぎ板材への負荷も分散させることができるため、剛性の高い頑丈な梁ユニットを作製できる。

また更に、本発明では、梁ユニットの製造時に複雑な木材加工や金具の取り付けを行う必要もないため、大スパンの木製梁を製造する場合であっても製造コストが高く付く心配もない。また本発明では、長尺板材を切り出した後の切れ端を利用して継ぎ板材を作製することができるため、材料コストも抑制できる。

以上のように、本発明によって、大型建築物の床組や屋根組の施工作業を従来よりも効率的に行えるだけでなく、鉛直方向や水平方向の荷重に対する構造強度の面でも問題がなく、しかも、製造コストや施工コスト等のコスト面でも有利な木製梁ユニットを提供できることから、本発明の実用的価値は頗る高い。

本発明の実施例１における木製梁を表わす全体斜視図である。 本発明の実施例１における木製梁の構造を表わす分解斜視図である。 本発明の実施例１における梁ユニットを表わす全体斜視図である。 本発明の実施例１における梁ユニットの設置状態を表わす側面図である。 本発明の実施例１における梁ユニットの取付け状態を表わす説明図である。 本発明の実施例２における木製梁を表わす全体斜視図である。 本発明の実施例２における木製梁の構造を表わす拡大図である。 本発明の実施例２における梁ユニットを表わす全体斜視図である。

『実施例１』
本発明の実施例１を、図１から図５に基いて以下に説明する。ちなみに同図において、符号１で指示するものは、木製の長尺板材であり、符号２で指示するものは、補強用合板である。また符号３で指示するものは、継ぎ板材である。

[木製梁の構成]
まずこの実施例１では、木製の長尺板材１・１…を板幅方向に隙間なく平行に並べると共に、これら板幅方向に並べた長尺板材１・１…の側面全体を覆うように補強用合板２・２を両面に張り付けて木製梁Ｂを構成している(図１、図２参照)。なお本実施例では、長尺板材１・１…に対する補強用合板２・２の張り付けを、釘留めによって行っているが、接着剤を併用することも可能である。

また本実施例では、上記木製梁Ｂにおける各列の長尺板材１・１…を、複数の分割板材11・11…を板長方向に並べて構成している。また、長尺板材１の各分割板材11・11…には、厚さ60mm、幅300mmの木板材を使用している。なお、板幅方向に並べる長尺板材１の数や各長尺板材１の板幅については、木製梁Ｂの梁成(通常は900〜2000mm)に応じて任意に変更できる。

また、上記長尺板材１の分割板材11・11…の板厚に関しても、設計上において厚さ60mm以外の木板材を使用することもできるが、木製梁Ｂ単体の重量が過大にならないように厚さ91mm(三寸程度)以下の木板材を使用するのが好ましく、理想的には厚さ30〜76mm(一寸〜二寸五分程度)の木板材を使用するのがより好ましい。

また更に、上記長尺板材１を構成する分割板材11の数や板長についても、木製梁Ｂのスパン長に応じて任意に変更することができるが、板幅方向に隣接する長尺板材１・１同士において、各列の分割板材11・11…の境目部12・12…の位置が重ならないように、端部位置をズラして分割板材11・11…を配置するのが木製梁Ｂの剛性上好ましい。

他方また、本実施例では、上記補強用合板２を、長尺板材１の板長方向に並べた複数の分割合板21・21…から構成し、各分割合板21・21…に厚さ24mm、幅900mm、長さ2000mmの構造用合板を使用している。なお、構造用合板については、一般的な厚さ(7.5〜30mm程度)のものを使用することで、トラス梁Ｂの梁幅を、45〜180mm程度の範囲で設計できる。

また更に、本実施例では、木製梁Ｂに圧縮方向や横方向の負荷がかかった際に、木製梁Ｂの横座屈や撓み変形を抑制できるように、長尺板材１・１…における分割板材11・11…の境目部12・12…の位置が、補強用合板２の分割合板11・11…の境目部12・12…の位置に重ならないように木製梁Ｂの設計を行っている。

[梁ユニットの構成]
次に上記木製梁Ｂを用いた梁ユニットＵの構成について説明する。まず本実施例では、梁ユニットＵを、図３に示されるように、複数の木製梁Ｂ・Ｂ…を起立状態で梁幅方向に所定間隔で平行に並置し、更に木製梁Ｂ・Ｂ…同士をこれらと平面視で直交するように起立状態(板面を水平方向に向けた状態)の継ぎ板材３・３…で連結一体化している。

また本実施例では、上記継ぎ板材３に、厚さ60mm、上下幅300mm、長さ500mmの木板材を使用しているが、継ぎ板材３の寸法に関しては、並置された木製梁Ｂ・Ｂ…の間隔や継ぎ板材３・３…の間隔、スパン長に合わせて厚みを91mm以下、上下幅を180〜300mmの範囲で任意に変更できる。また継ぎ板材３は、長尺板材１・１…の切れ端から作製することで、コストを抑えられる。

また、上記継ぎ板材３の長さ(木製梁Ｂ・Ｂ同士の間隔)に関しては、本実施例のように木製梁Ｂ・Ｂ…を高密度に配置できるように短く設計するのが好ましいが、求められる強度に合わせて任意に変更できる。また継ぎ板材４の長さを抑えることで、圧縮方向や横方向の負荷に対する梁ユニットＵのの剛性を高めることができる。

また本実施例では、上記継ぎ板材３・３…を木製梁Ｂ・Ｂの上部同士及び下部同士を繋ぐように木製梁Ｂの上下に取着しており、これによって、梁ユニットＵに加わった水平方向の負荷を、上下の継ぎ板材３・３によって分散できるだけでなく、梁成の大きい木製梁Ｂの反りも防止できる。

また更に、本実施例では、上記継ぎ板材３を、補強用合板２における分割合板21・21…の境目部22・22…の位置に取着して、境目部22・22…に加わる負荷を継ぎ板材３で吸収できるようにしている。これにより、木製梁Ｂの横座屈や撓み変形が抑えられるため、梁ユニットＵの剛性を高めることができる。

他方また、上記木製梁Ｂに対する継ぎ板材３の取着方法に関しては、木製梁Ｂが薄型であるため、仕口等によって継ぐよりも、釘留めやビス留めの方が好ましい。また本実施例では、全ての木製梁Ｂ・Ｂ間において、継ぎ板材３・３…を同じ位置に固定しているが、釘やビスを打込み易いように継ぎ板材３・３…を隣り合う梁間において互い違いに配置することもできる。

[梁ユニットの設置工法]
次に、上記梁ユニットＵを建築物に設置する工法について説明する。まず、図４(ａ)及び(ｂ)に示すように、建築物の桁Ｐ・Ｐ上に、梁ユニットＵを載置する。そして、図５に示すように、梁ユニットＵと桁Ｐとを連結金具Ｃによって固定する。なお、梁ユニットＵの移動はクレーン等を利用して行う。

そして、上記梁ユニットＵを一つ設置し終わった後は、別の梁ユニットＵを桁行方向に順次設置していき、隣り合う梁ユニットＵ・Ｕの木製梁Ｂ・Ｂ同士を継ぎ板３・３…で連結する。これを繰り返すことによって建築物の軒桁間や二階部分の桁間に平面構造物である屋根組や床組等を効率的に構築することができる。

また、上記梁ユニットＵ・Ｕ…に関しては、桁Ｐに設置して屋根組や床組を構築する以外にも、建築物の土台上に梁ユニットＵ・Ｕ…を設置して一階部分の床組を構築することもでき、その場合には、上記“桁Ｐ”を“土台”に読み替えて同様の手順で設置作業を行うことができる。

『実施例２』
本発明の実施例２を、図６から図８に基いて以下に説明する。この実施例２では、木製梁Ｂに補強用合板を使用せず、短尺板材４・４…を用いて構成している(図６参照)。具体的には、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材１・１…の両面に側面全体を覆うように短尺板材４・４…を並べて張り付けている。

また、上記短尺板材４・４…については、図７に示すように板長方向が長尺板材１の板長方向と直交するように積層して張り付けている。なお本実施例では、長尺板材１・１…と短尺板材４・４…の張り合わせを、釘留めと接着剤を併用して行っているが、実施例１と同様に釘留めのみでの張り合わせも可能である。

また更に、本実施例においては、上記短尺板材４に長尺板材１と同じ材質の杉板を使用すると共に、寸法についても長尺板材１と同じ厚み及び板幅を有する木板材を使用している。これにより、長尺板材１の製材時に生じる端材を短尺板材４として利用することができるため、製造コストを低減できる。

そして、図８に示すように、上記木製梁Ｂを梁幅方向に平行に並置し、更に隣り合う木製梁Ｂ・Ｂ同士をこれらと平面視で直交する継ぎ板材３によって連結一体化することによって、強度に優れた木製梁ユニットＵを構成することができる。なお、木製梁ユニットＵの設置方法は、実施例１と同様である。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、長尺板材１については、各列の長尺板材１・１…の板幅を揃えなくても、板幅の異なる長尺板材１・１…を並べて構成することもできる。

また更に、長尺板材１及び継ぎ板材３に使用する木板材に関しては、厚さ30〜76mm(一寸から二寸五分程度)の薄型のものを採用することが好ましいが、コストと強度のバランスを考慮して厚さ45〜61mm(一寸五分から二寸程度)のものを採用するのがより望ましい。また木板材には、無垢材の他、集成材を使用することもできる。

また更に、建築物に対する梁ユニットＵの設置方法に関しても、木製梁Ｂを桁上(或いは土台上)に固定できる方法であれば、羽子板ボルト等の連結金具を用いる方法以外の継ぎ構造を採用することもでき、また梁ユニットＵを屋根組や床組以外の平面構造物に利用することもでき、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

近年、木造建築の分野においては、耐久性に優れ、かつ、従来よりも施工コストを抑制できる新しい床施工方法、及び屋根施工方法の開発が求められている。そのような中で、本発明の板壁式の木製梁ユニットは、大型建築物の床組や屋根組を効率的に構築できるだけでなく、構造強度の面でも優れた有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。

１ 長尺板材
11 分割板材
12 境目部
２ 補強用合板
21 分割合板
22 境目部
３ 継ぎ板材
４ 短尺板材
Ｕ 梁ユニット
Ｂ 木製梁
Ｐ 桁
Ｃ 連結金具

本発明は、木製梁ユニットの改良、詳しくは、大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物の施工を効率的に行えるだけでなく、鉛直方向および水平方向の荷重や衝撃負荷に対する構造強度にも優れ、しかも、製造コストの低減も図れる板壁式の木製梁ユニットに関するものである。

本発明は、従来技術に上記問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、大型建築物において床組や屋根組等の平面構造物を効率的に施工できるだけでなく、鉛直方向および水平方向の荷重や衝撃負荷に対しての充分な強度を有し、しかも、製造コストも低減できる板壁式の木製梁ユニットを提供することにある。

Claims (7)

1. 建築物の床組や屋根組等の平面構造物を構築するために用いられる木製梁ユニットであって、
   木製梁(Ｂ)単体が、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材(１)(１)…と；これら板幅方向に並んだ長尺板材(１)(１)…の側面全体を覆うように両面に張り付けられた補強用合板(２)(２)とを含んで構成されると共に、
   前記木製梁(Ｂ)が梁幅方向に平行に並置され、かつ、隣り合う木製梁(Ｂ)(Ｂ)同士がこれらと平面視で直交する継ぎ板材(３)によって連結一体化されていることを特徴とする板壁式の木製梁ユニット。
2. 長尺板材(１)及び継ぎ板材(３)に厚さ91mm以下の木板材が使用されていることを特徴とする請求項１記載の板壁式の木製梁ユニット。
3. 木製梁(Ｂ)における各列の長尺板材(１)(１)…が、板長方向に並んだ複数の分割板材(11)(11)…から構成されると共に、板幅方向に隣接する長尺板材(１)(１)同士において、各列の分割板材(11)(11)…の境目部(12)(12)…の位置が重ならないように、端部位置をズラして分割板材(11)(11)…が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の板壁式の木製梁ユニット。
4. 継ぎ板材(３)が、木製梁(Ｂ)(Ｂ)の上部同士及び下部同士を繋ぐように上下に取着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の板壁式の木製梁ユニット。
5. 補強用合板(２)が、長尺板材(１)の板長方向に並んだ複数の分割合板(21)(21)…から構成されると共に、これら分割合板(21)(21)…の境目部(22)(22)…の位置に継ぎ板材(３)が取着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の板壁式の木製梁ユニット。
6. 建築物の床組や屋根組等の平面構造物を構築するために用いられる木製梁ユニットであって、
   木製梁(Ｂ)単体が、板幅方向に平行に隙間なく並べられた複数の長尺板材(１)(１)…と；これら板幅方向に並んだ長尺板材(１)(１)…の両面に側面全体を覆うように並べて張り付けられ、かつ、板長方向が長尺板材(１)の板長方向と直交するように積層して張り付けられた短尺板材(４)(４)…とを含んで構成されると共に、
   前記木製梁(Ｂ)が梁幅方向に平行に並置され、かつ、隣り合う木製梁(Ｂ)(Ｂ)同士がこれらと平面視で直交する継ぎ板材(３)によって連結一体化されていることを特徴とする板壁式の木製梁ユニット。
7. 短尺板材(４)に、長尺板材(１)と同じ厚み及び板幅を有する木板材が使用されていることを特徴とする請求項６記載の板壁式の木製梁ユニット。