JP2021161712A - 木製壁材と鉄骨柱との接合構造 - Google Patents
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Abstract
Description
当該木製壁材と鉄骨梁との接合構造は、CLT(Cross
Laminated Timber(直交集成板))により形成された木製壁材としてのCLT壁パネルの上端側と上側鉄骨梁とが接合され、かつ、当該CLT壁パネルの下端側と下側鉄骨梁とが接合された構造である。
本発明は、上述した課題に鑑み、施工性に優れた木製壁材と鉄骨柱との接合構造を提供するものである。
また、木製壁材と鉄骨柱との接合構造であって、所定の間隔を隔てて隣り合うように立設された一方の鉄骨柱及び他方の鉄骨柱と、一方の鉄骨柱の外周面の一部を嵌合させるための一方の溝と他方の鉄骨柱の外周面の一部を嵌合させるための他方の溝とが一方の板面に開口するように形成された木製壁材とを備え、木製壁材が一方の鉄骨柱と他方の鉄骨柱とに跨るように配置されて、木製壁材の一方の溝と一方の鉄骨柱の外周面の一部とが嵌合されたとともに、木製壁材の他方の溝と他方の鉄骨柱の外周面の一部とが嵌合された状態で、木製壁材と鉄骨柱とが接合手段により接合されたことを特徴とするので、施工性に優れるとともに、鉄骨柱によって木製壁材に対する拘束力がより向上した木製の壁を構築できる。
また、接合手段は、木製壁材と鉄骨柱とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び木製壁材と鉄骨柱とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方であることを特徴とするので、施工性に優れる。
また、接合手段は、鉄骨柱に連結されて木製壁材を上下方向から挟み込んで木製壁材を拘束する上側拘束部材及び下側拘束部材と、上側拘束部材と木製壁材の上端部とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び上側拘束部材と木製壁材の上端部とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方と、下側拘束部材と木製壁材の下端部とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び下側拘束部材と木製壁材の下端部とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方と、であることを特徴とするので、施工性に優れるとともに、鉄骨柱3と上側拘束部材5Aと下側拘束部材5Bとによって木製壁材に対する拘束力が向上する。
また、木製壁材に形成された溝は、鉄骨柱の外周面における半周分の範囲に対応する半外周面のうち材軸方向に延長する所定範囲の嵌合対象外周面部分が嵌合される溝であることを特徴とするので、鉄骨柱による木製壁材に対する拘束力向上効果を高めることができる。
また、鉄骨柱としてH形鋼を用いた場合、木製壁材に形成された溝は、H形鋼の各フランジにおけるウェブの一方の面よりも一方側に位置される各フランジの各半分のうち材軸方向に延長する所定範囲の嵌合対象フランジ部分が嵌合される溝であることを特徴とするので、鉄骨柱を構成するH形鋼による木製壁材に対する拘束力向上効果を高めることができる。
実施形態1に係る木製壁材と鉄骨柱との接合構造は、図1乃至図5に示すように、所定の間隔を隔てて隣り合うように立設された一方の鉄骨柱3A(3)及び他方の鉄骨柱3B(3)と、一方の鉄骨柱3Aの外周面の一部を嵌合させるための一方の溝2A(2)と他方の鉄骨柱3Bの外周面の一部を嵌合させるための他方の溝2B(2)とが一方の板面に開口するように形成された木製壁材1とを備え、木製壁材1が一方の鉄骨柱3Aと他方の鉄骨柱3Bとに跨るように配置されて、一方の鉄骨柱3Aの外周面の一部と木製壁材1の一方の溝2Aとが嵌合されたとともに、他方の鉄骨柱3Bの外周面の一部と木製壁材1の他方の溝2Bとが嵌合された状態で、木製壁材1と鉄骨柱3A,3Bとが接合手段4により接合された接合構造である。
このように、木製壁材1の溝2A,2Bに鉄骨柱3A,3Bの外周面の一部を嵌合させたことによって、木製壁材1の溝2A,2Bで鉄骨柱3の外周面の一部を挟み込んで木製壁材1が所定の位置に位置決めされた状態となるとともに、木製壁材1の左右方向(水平方向)の動きが鉄骨柱3A,3Bにより拘束された状態となる。
そして、当該状態のまま接合手段4を用いて木製壁材1と鉄骨柱3A,3Bとを接合することにより、木製の壁を容易に構築できる。
Laminated Timber(直交集成板))又は集成材又はLVL(Laminated Veneer
Lumber(単板積層材))又は合板又は製材等の木により形成された板状部材である。
尚、CLTとは、農林水産省告示第3079号の直交集成板の日本農林規格第1条に規定されたように、「ひき板又は小角材(これらをその繊維方向を互いにほぼ平行にして長さ方向に接合接着して調整したものを含む。)をその繊維方向を互いにほぼ平行にして幅方向に並べ又は接着したものを、主としてその繊維方向を互いにほぼ直角にして積層接着し3層以上の構造を持たせた一般材」である。
即ち、CLTは、張り合わせる板の繊維方向が直交するように複数の板を張り合わせて構成された木材であり、直交集成板と呼ばれている。
また、集成材は、張り合わせる板の繊維方向が並行方向となるように複数の板を張り合わせて構成された木材である。
また、LVLは、農林水産省告示第2773号の単板積層材の日本農林規格第1条に規定されたように、「ロータリーレース、スライサーその他の切削機械により切削した単板を主としてその繊維方向を互いにほぼ平行にして積層接着した一般材及び繊維方向が直交する単板を用いた場合にあっては、直交する単板の合計厚さが製品の厚さの30%未満であり、かつ、当該単板の枚数の構成比が30%以下である一般材」である。
形鋼としては、例えば、断面H形のH形鋼が用いられる。
鋼管としては、例えば、断面中空矩形の矩形鋼管が用いられる。
そして、鉄骨柱3を構成するH形鋼の当該嵌合対象フランジ部分34,34が木製壁材1の溝2,2に嵌合されて、ウェブ32の一方の面33と木製壁材1の一方の板面11とが接触した状態に設定された後、接合手段4を用いて木製壁材1と鉄骨柱3とが接合される(図5参照)。
当該構成とすれば、鉄骨柱3を構成するH形鋼による木製壁材1に対する拘束力向上効果を高めることができる。
当該嵌合対象外周面部分35は、例えば、角型鋼管の4つの側面のうちの1つの側面と当該1つの側面と隣り合う2つの側面における周方向に沿った側面半分領域とからなる面部分で構成される。
そして、鉄骨柱3を構成する角型鋼管の嵌合対象外周面部分35が木製壁材1の溝2に嵌合された状態に設定された後、接合手段4を用いて木製壁材1と鉄骨柱3とが接合される(図5参照)。
当該構成とすれば、鉄骨柱3を構成する角型鋼管による木製壁材1に対する拘束力向上効果を高めることができる。
この場合、鉄骨柱3を構成するH形鋼の嵌合対象外周面部分が木製壁材1の溝2に嵌合された状態に設定された後、接合手段4を用いて木製壁材1と鉄骨柱3とが接合されることになり、鉄骨柱3を構成するH形鋼による木製壁材1に対する拘束力向上効果を高めることができる。
即ち、接合手段4は、木製壁材1と鉄骨柱3とに貫通して両者を接合するビス、ボルト、ドリフトピン等の棒状接合部材40を用いた手段、又は、木製壁材1と鉄骨柱3とを接着する接着剤を用いた手段、又は、上述した棒状接合部材40と接着剤とを併用して用いた手段(即ち、棒状接合部材40及び接着剤の両方を用いた手段)であればよい。
特に、木製壁材1に形成された溝2を、鉄骨柱3の外周面における半周分の範囲に対応する半外周面のうち材軸方向に延長する所定範囲の嵌合対象外周面部分が嵌合される溝2とすることにより、鉄骨柱3による木製壁材1に対する拘束力向上効果を高めることができる。
木製壁材と鉄骨柱とを接合する接合手段として、図6,図7に示すように、鉄骨柱3に連結されて木製壁材1を上下方向から挟み込んで木製壁材1を拘束する上側拘束部材5A及び下側拘束部材5Bと、上側拘束部材5Aと木製壁材1の上端部とに貫通して両者を固定する棒状固定部材40及び下側拘束部材5Bと木製壁材1の下端部とに貫通して両者を固定する棒状固定部材40と、上側拘束部材5Aと鉄骨柱3とを固定する棒状固定部材40A及び下側拘束部材5Bと鉄骨柱3とを固定する棒状固定部材40Aと、を備えた接合手段5を用いてもよい。尚、棒状固定部材40Aとしては例えば高力ボルト41等を使用すればよい。
左側部材51及び右側部材52は、例えば鉄骨柱3の左右いずれかの側面に取付けられるフラットバー等の壁材側取付板55と、壁材側取付板55の一端縁より延長するように設けられて柱側取付板56の板面と直交する板面を有した柱側取付板56と、壁材側取付板55の側縁と柱側取付板56の側縁とに亘って延長するように設けられた補強板57とを備える。
中央部材53は、例えば鉄骨柱3がH形鋼である場合、木製壁材1の上端面12又は下端面13と接触する板面を有した基板58aと、基板58aの左右の両側縁より同方向に延長して互いに対向するH形鋼のフランジ31,31の内面にそれぞれ接触する板面を有した側板59a,59bと,側板59a,59bの延長端同士を繋いで基板58aの板面と平行に対向する板面を有した対向板58bとを備える。
即ち、中央部材53は、基板58aと側板59a,59bと対向板58bとで囲まれた断面矩形状の貫通中空空間を備えた矩形筒体又は矩形環体により構成される。
そして、壁材側取付板55の外側の板面と木製壁材1の上端面12又は下端面13とを接触させるとともに、柱側取付板56の外側の板面とH形鋼のフランジ31の外側の板面とを接触させた状態となるように、左側部材51及び右側部材52を設置する。
そして、側板59a又は側板59b、フランジ31、柱側取付板56に形成されたボルト挿通孔22,21,23に高力ボルト41のねじ軸部を貫通させてナット42を締結することにより、左側部材51と右側部材52と中央部材53とが鉄骨柱3に固定される。
さらに、左側部材51及び右側部材52に形成されたガイド孔24を介して棒状固定部材40としてビス等を木製壁材1の上端面12側又は下端面13側にねじ込むことで左側部材51及び右側部材52が木製板材1に固定される。
また、上側拘束部材5A及び下側拘束部材5Bと棒状固定部材40,40Aと棒状固定部材40とによる接合手段5を用いて、木製壁材1の上端面12側と下端面13側とが上下から拘束された状態で、木製壁材1と鉄骨柱3とが接合された構成となるので、鉄骨柱3と上側拘束部材5Aと下側拘束部材5Bとによって木製壁材1に対する拘束力が向上した耐力壁(耐震壁)等の壁を構築できる。
即ち、上側拘束部材5Aや下側拘束部材5Bと木製壁材1とを接合する手段は、ビス、ボルト、ドリフトピン等の棒状接合部材40、又は、接着剤、又は、当該棒状接合部材40と接着剤とを併用した手段とすればよい。
図8(a)に示すように、実施形態1において説明した接合手段4及び実施形態2において説明した接合手段5の両方の接合手段を用いてもよい。
図8(b)に示すように、実施形態1において説明した接合手段4と実施形態2において説明した上側拘束部材5A又は下側拘束部材5Bを用いた接合手段とを併用した接合手段を用いてもよい。
実施形態2では、上側拘束部材5A及び下側拘束部材5Bは、左側部材51と右側部材52と中央部材53とを備えた構成のものを例示したが、当該上側拘束部材及び下側拘束部材は、例えば、中央部材53を備えずに、左側部材51と右側部材52とで構成されたものであってもよい。
また、上側拘束部材及び下側拘束部材は、木製壁材1の上端面12又は下端面13と接触させる板面を有してかつ鉄骨柱3に溶接等で固定されたフラットバー等の取付板により構成されてもよい。
この場合、当該取付板は、例えば、一方の端縁から、鉄骨柱3を構成するH形鋼の嵌合対象フランジ部分34,34や鉄骨柱3を構成する角型鋼管の嵌合対象外周面部分35を挿入するための図外のスリットが形成されたものを用いる。そして、当該取付板の板面を木製壁材1の上端面12又は下端面13に接触させながら、上記図外のスリット内に鉄骨柱3の嵌合対象フランジ部分34,34や嵌合対象外周面部分35を挿入した後に、取付板の図外のスリットの周囲と鉄骨柱3とを溶接等により固定する。その後、取付板に形成された図外のガイド孔を介して棒状固定部材40としてのビス等を木製壁材1の上端面12側又は下端面13側にねじ込むことによって取付板を木製板材1に固定すれば、木製板材1の上下側から上下の取付板(フラットバー)によって木製壁材1が拘束された接合構造を実現できる。
当該接合構造であっても、木製壁材1の溝2に鉄骨柱3の外周面の一部を嵌合させたことによって、木製壁材1の溝2で鉄骨柱3の外周面の一部を挟み込んで木製壁材1が所定の位置に位置決めされた状態となるとともに、木製壁材1の左右方向(水平方向)の動きが鉄骨柱3により拘束された状態となり、当該状態のまま接合手段4を用いて木製壁材1と鉄骨柱3とを接合することにより、木製の壁を容易に構築できるようになる。
また、鉄骨柱3を構成する鋼管として、断面中空円形の丸形鋼管等の鋼管を用いてもよい。
そして、鉄骨梁60及び鉄骨桁61の上に例えば図外のデッキプレートを敷設し、デッキプレートの上にコンクリートスラブを打設して床62を構築することができる。
当該壁が、鉛直荷重を負担せずに水平力のみ負担する壁である場合、耐火被覆を不要とでき、当該壁を、木製壁材1を用いた現しで構築できるため、建物の内外から木製壁材1による木質感を付与できる意匠性に優れた建物を構築できるようになる。尚、鉄骨柱3が鉛直荷重を負担する場合、鉄骨柱3において木製壁材1の外側に露出する部分をロックウールや耐火ボード等の耐火材で被覆して耐火構造とすればよい。
当該スパンドレルと呼ばれる壁は、建物の外部に面したカーテンウォールと建物内の床との間において、壁面がカーテンウォールのパネル面と例えば平行に対向するとともに、垂直方向及び水平方向に延長して、上端が床の上面よりも上方に位置されてかつ下端が床の下面よりも下方に位置されるように設置されるか、あるいは、上端が床の上面よりも上方に位置されるか、あるいは、下端が床の下面よりも下方に位置されるように設置される壁であり、当該スパンドレルが防火区画(床)となるためには、垂直方向の高さ寸法が900mm以上(即ち、垂直方向の最低高さ寸法が900mm)必要で、かつ、準耐火構造としなければならない。
スパンドレル部70の建物外面側、及び、窓部71,71は、水平方向に間隔を隔てて設けられた複数の方立(マリオン)74,74…と、水平方向に隣り合う方立74,74の間において上下方向に間隔を隔てて設けられた複数の無目73,73…とで囲まれた複数の格子状の各枠内に、例えばガラスパネル72が嵌め込まれたガラスカーテンウォールに構成されている。
尚、方立74は、例えば図外の固定手段により、スパンドレルや床62に固定される。
また、無目73の水平方向の両端側が図外の連結手段を介して方立74に固定される。
さらに、上側支持部材75及び下側支持部材76は、建物の外面側が無目73に連結され、かつ、室内側にはレール77を備え、当該室内側が当該レール77を介してスパンドレルに支持される。
また、上側支持部材75及び下側支持部材76にロックウールを吹付ける等の耐火処理を施すことで、上側支持部材75及び下側支持部材76を耐火構造とする。
即ち、スパンドレルを構成する木製壁材1として準耐火構造対応の木製板材を用いるとともに、上側支持部材75及び下側支持部材76に耐火処理を施すことにより、準耐火構造のスパンドレル部70を構築できる。
また、室内側からスパンドレル部70を見た場合、スパンドレルを構成する木製壁材1の木質感を目視することができ、執務環境を向上できる室内意匠に優れた建物とできる。
一方、上述したスパンドレル部70を備えた建物によれば、スパンドレルを木製壁材1により構成したことにより、スパンドレルをケイ酸カルシウム板により構成した場合と比べて、ガラスパネル面に結露が発生し難くなるという効果も得られる。
5A 上側拘束部材、5B 下側拘束部材、34,34 嵌合対象フランジ部分、
35 嵌合対象外周面部分、40 棒状接合部材。
Claims (6)
- 木製壁材と鉄骨柱との接合構造であって、
木製壁材の一方の板面に開口するように形成された溝と鉄骨柱の外周面の一部とが嵌合された状態で木製壁材と鉄骨柱とが接合手段により接合されたことを特徴とする木製壁材と鉄骨柱との接合構造。 - 木製壁材と鉄骨柱との接合構造であって、
所定の間隔を隔てて隣り合うように立設された一方の鉄骨柱及び他方の鉄骨柱と、
一方の鉄骨柱の外周面の一部を嵌合させるための一方の溝と他方の鉄骨柱の外周面の一部を嵌合させるための他方の溝とが一方の板面に開口するように形成された木製壁材とを備え、
木製壁材が一方の鉄骨柱と他方の鉄骨柱とに跨るように配置されて、木製壁材の一方の溝と一方の鉄骨柱の外周面の一部とが嵌合されたとともに、木製壁材の他方の溝と他方の鉄骨柱の外周面の一部とが嵌合された状態で、木製壁材と鉄骨柱とが接合手段により接合されたことを特徴とする木製壁材と鉄骨柱との接合構造。 - 接合手段は、木製壁材と鉄骨柱とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び木製壁材と鉄骨柱とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の木製壁材と鉄骨柱との接合構造。
- 接合手段は、
鉄骨柱に連結されて木製壁材を上下方向から挟み込んで木製壁材を拘束する上側拘束部材及び下側拘束部材と、
上側拘束部材と木製壁材の上端部とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び上側拘束部材と木製壁材の上端部とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方と、
下側拘束部材と木製壁材の下端部とに貫通して両者を接合する棒状接合部材及び下側拘束部材と木製壁材の下端部とを接着させる接着剤のうちの少なくとも一方と、
であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の木製壁材と鉄骨柱との接合構造。 - 木製壁材に形成された溝は、鉄骨柱の外周面における半周分の範囲に対応する半外周面のうち材軸方向に延長する所定範囲の嵌合対象外周面部分が嵌合される溝であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の木製壁材と鉄骨柱との接合構造。
- 鉄骨柱としてH形鋼を用いた場合、木製壁材に形成された溝は、H形鋼の各フランジにおけるウェブの一方の面よりも一方側に位置される各フランジの各半分のうち材軸方向に延長する所定範囲の嵌合対象フランジ部分が嵌合される溝であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の木製壁材と鉄骨柱との接合構造。
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