JP2023039476A - 建物用木質ユニットおよび建物 - Google Patents

Abstract

【課題】トラックやトレーラー等で移動可能なパネルまたはユニットを建設現場で複数連結して作ることで移動可能な建物であって、それを構成するパネルまたはユニットからの組み立て、パネルまたはユニットへの分解、パネルまたはユニットの再利用およびパネルまたはユニットの移動を容易に行うことのできる木造の建物、およびそれに用いられる建物用木質ユニットを提供する。【解決手段】複数の木質ユニットを連結して建物とするために用いられる木質ユニットであって、前記木質ユニットは、木質梁材および木質土台材を含むとともに、木質梁材および／または木質土台材は、その長手方向を貫通する中空部を備えることを特徴とする、建物用木質ユニット。【選択図】図１

Description

本発明は、建物用木質ユニットおよび建物に関する。

従来、木造建築において、工期短縮や建設現場での作業量低減、品質の安定化等を目的とした工法にユニット工法やパネル工法がある。ユニット工法は、工場で生産した建物の部屋単位等の箱型のユニットを現場で組み立てるプレハブ工法の一種であり、パネル工法は、工場で生産した建物の床や壁などの構造体をパネルにして現場で組み立てるプレハブ工法の一種である。また、木造軸組工法や板倉工法においても、工期短縮や低コスト化等を狙った木造システム建築構法が提案されている（例えば特許文献１）。しかしながら、これら工法は、木造住宅において普及している在来軸組工法よりも一般的に工期が短い等の特長があるものの、ユニット間やパネル間の連結は、建設現場でのボルト締め、釘打ち、接合金物や接着剤等によってなされるため、建設現場での更なる工期短縮や作業量の低減が望まれる。また、例えば仮設住宅等、基本的に短期での利用を目的とする場合において、組み立てられたユニットやパネルを分解して再利用することは容易ではない。

一方、再利用が可能な基礎（例えば特許文献２）や組み立て分解可能なキャンピングシェル（例えば特許文献３）が提案されている。特許文献２では、布基礎において、プレキャストコンクリート製の基礎ベースと、この基礎ベースの上に配置された鉄骨製の基礎立ち上がり部で構成された再利用可能な布基礎が提案されているが、再利用が可能な建物（上部構造体）については新たな提案がなされていない。また、特許文献３では、必要時に組み立てることができ、不要時には分解することが可能な構造体が提案されているが、自動車の荷台上に設置するキャンピングシェルについて記載されているのみであり、住宅や店舗等の建築物については何ら示唆されていない。

また、移動が容易な移動式建屋が提案されている（例えば特許文献４）。特許文献４では、床体に移動用のキャスタを備え、基礎を用いずに重錘で建屋を固定することで、移動が容易な構造となっている。そのため、簡易的な構造となっており、一時的な店舗や住居として使用するには好適と考えられるが、地震時などに十分な安全性が確保されているとは言い難い。

特開２０１７－１９０５７７号公報 特開２００４－３３９７２８号公報 特開２０２０－１８５９５８号公報 特開２０１４－３７７４３号公報

近年では、生活様式の多様化や変化に伴い、必ずしも特定の土地に囚われない住まいが求められるようになってきている。これまで、トレーラーに積載できる大きさの建物を移動して用いるトレーラーハウスはあったが、トレーラーに積載できない大きさの建物でありながら、それを構成するユニットやパネルからの組み立て、分解、再利用および移動を容易に行うことができる木造建物はなかった。

本発明の課題は、トラックやトレーラー等で移動可能なパネルまたはユニットを建設現場で複数連結して作ることで移動可能な建物であって、それを構成するパネルまたはユニットからの組み立て、パネルまたはユニットへの分解、パネルまたはユニットの再利用およびパネルまたはユニットの移動を容易に行うことのできる木造の建物を提供することにあり、さらに、それに用いられる建物用木質ユニットを提供することにある。

すなわち本発明は、複数の木質ユニットを連結して建物とするために用いられる木質ユニットであって、前記木質ユニットは、木質梁材および木質土台材を含むとともに、木質梁材および／または木質土台材は、その長手方向を貫通する中空部を備えることを特徴とする、建物用木質ユニットである。

本発明によれば、トラックやトレーラー等で移動可能なパネルまたはユニットを建設現場で複数連結して作ることで移動可能な建物であって、それを構成するパネルまたはユニットからの組み立て、パネルまたはユニットへの分解、パネルまたはユニットの再利用およびパネルまたはユニットの移動を容易に行うことのできる木造の建物を提供することができ、さらに、それに用いられる建物用木質ユニットを提供することができる。

建物用木質ユニットの断面図である。 木質梁材の断面図である。 木質土台の材断面である。 建物の斜視図である。 木質梁材に張力が掛かっている際の長手方向断面図である。 建物用木質ユニットの連結方法のフロー図である。

本発明の建物用木質ユニットにおいて、木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部は、張力の掛けられた線材を収容するために用いられる中空部であることが好ましい。

本発明の建物用木質ユニットは、さらに壁を含み、この壁は木質梁材および木質土台材に接合されていることが好ましい。この壁は耐震壁であることが好ましい。壁は全ての壁が耐震壁であってもよく、全てではない一つまたは幾つかの壁が耐震壁であってもよい。本発明の建物用木質ユニットは、さらに屋根および／または床を備えることが好ましい。

木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部は、木質梁材および／または木質土台材に内包された中空管状材の中空部であることが好ましく、前記中空管状材は炭素繊維強化プラスチックまたは金属からなることが好ましい。

本発明はまた、建物用木質ユニットを少なくとも二つ含み、それらが木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部を、長手方向に貫通する態様で固定された張力の掛けられた線材により連結されてなる建物である。
本発明の建物は、さらに木質土台材を支持するコンクリート製基礎を含むことが好ましい。コンクリート製基礎は、プレキャストコンクリート製基礎であることが好ましい。

以下、本発明について図面を用いて詳しく説明する。なお、以下の説明は本発明の好ましい実施態様の一例である。本明細書において、「梁材」は大梁として用いられる部材であり、「土台材」は基礎の上に設置して土台として用いられる部材である。

〔木質ユニット〕
図１に、本発明の建物用木質ユニットの断面図の一例を示す。木質梁材１０１Ａ，Ｂと木質土台材１０２Ａ，Ｂは、それぞれ、それらの長手方向を貫通する中空部を備えている。なお、中空部は図１中には図示していない。この中空部があることで、中空部にプレストレス用の線材を通すことができ、その線材に張力を掛けることで複数のユニットを連結して一つの建物とすることができる。

木質梁材１０１Ａと木質梁材１０１Ｂとの間は、小梁１０３が、梁材に取り付けられたアゴ掛金具によって接合されている。壁は、この例では、一方が耐震壁１０５であり、他方が非耐力壁である雑壁１０６である。

耐震壁１０５は、化粧用構造用合板１０７Ａ、フェノールフォーム断熱材１０８Ａ、構造用合板１０９、透湿防水シート１１０Ａ、胴縁１１１Ａ、金属サイディング１１２Ａからなり、柱と木質梁材１０１Ａを含んでいる（図１中では壁の構成を示すために、柱の図示を一部省略している）。

雑壁は、化粧用普通合板１１３、フェノールフォーム断熱材、普通合板１１４、透湿防水シート１１０Ｂ、胴縁１１１Ｂ、金属サイディング１１２Ｂからなり、柱１０４と木質梁材１０１Ｂを含んでいる。
屋根は、ＣＬＴ１１５、フェノールフォーム断熱材１０８Ｂ、野地板１１６、アスファルトルーフィング１１７、ガルバリウム鋼板（登録商標）１１８からなる。

床は、化粧用構造用合板１０７Ｂ、透湿防水シート１１０Ｃ、フェノールフォーム断熱材１０８Ｃ、大引き１１９からなり、木質土台材１０２Ａ，Ｂを含んでいる（図１中では床の構成を示すために、大引きの図示を一部省略している）。

屋根は、壁にアングル金物で着脱可能に相互に接合されている。耐震壁用の構造用合板は、国土交通大臣が認定する方法に基づき、梁材、柱、土台材それぞれとＣＮくぎによって留め付けられている。

雑壁は土台材にホールダウンパイプで着脱可能に相互に接合されている。屋根は図１中の例示では両側の壁に対して直角で接合されており、床に対して平行となっているが、雨水の流れを良くする観点から、両側で壁の高さを変えて、傾斜をつけることが好ましい。

本発明の建物用木質ユニットは、建設現場で製作しても良いが、建設現場での作業負荷低減、工期短縮や品質管理の観点から、事前に工場で製作しておくことが好ましい。特に耐震壁を含むユニットについては、事前に工場で製作しておくことが好ましい。

また、屋根、壁、床をそれぞれパネル毎に事前に工場で製作し、建設現場でそれらを組み立てるようにしても良い。この場合、各部材がパネル状となるため、輸送効率の観点で好ましい。

図２に、この実施形態における木質梁材の断面図を示す。木質梁材はスギの集成材２１で構成されており、中空部２３Ａ～Ｄを備えた炭素繊維強化プラスチック２２Ａ～Ｄを４つ内包している。これらの炭素繊維強化プラスチック２２Ａ～Ｄは、木質梁材の断面の四隅に配置されている。

炭素繊維強化プラスチックの形状は外形が矩形であり、中空部として１つの炭素繊維強化プラスチックに２つの丸孔が空いている（２３Ａ～Ｄ）。木質ユニットを連結する際には、中空部に、好ましくは、全ての中空部に、張力をかけるための線材を通す。この線材は、好ましくはＰＣ鋼材であり、さらに好ましくはＰＣ鋼より線である。

図３に、この実施形態における木質土台材の断面図を示す。木質土台材はヒノキからなる集成材３１で構成されており、中空部３３Ａ～Ｄを備えた鋼管３２Ａ～Ｄを４つ内包している。鋼管の形状は円形である。ユニットを連結する際には、中空部に、好ましくは全ての中空部に、張力を掛けるための線材を通す。この線材は、好ましくはＰＣ鋼材であり、好ましくはＰＣ鋼より線である。

〔建物〕
次に、本発明の建物用木質ユニットを用いた建物について説明する。図４にこの実施形態における建物の斜視図を示す。
この例では、建物は、木質ユニット４１Ａ，ＢおよびＣが、木質梁材および木質土台材に内包される中空部を通っているＰＣ鋼より線に張力を掛けることで、３つ連結されている。建物はコンクリート製基礎４２に着脱可能なアンカーボルトによって接合されている。

コンクリート製基礎は現地で打設しても良いが、プレキャストコンクリートを用いることが好ましい。プレキャストコンクリートを用いることで、建設現場でのコンクリート打設作業が不要となるため、工期を短縮することができる。建物の短手の片側にはドア４６が設置されている。

建物の端部の木質ユニット４１Ａおよび４１Ｃは、耐震壁が建物の対角線上になるように設置されており、中間の木質ユニット１つの雑壁の片側に窓４７が設置されている。各木質ユニット間の境界部について、屋根パネル間および壁パネル間にジョイントカバー４５Ａ，Ｂが設置されており、止水処理がなされている。

本建物は建設現場で木質ユニットを連結することで製作しても良いが、事前に工場で木質ユニットを連結して建物を製作し、それを建築現場の所定の基礎に設置しても良い。この場合、建物には、建物をクレーン等で吊り上げるための吊金具が備えられていることが好ましい。吊金具があることで、建物を移動する際に、建物をクレーン等で吊り上げ、トレーラー等を用いて移動することができる。

〔連結〕
図５に、木質梁材の中空部を通る線材に張力を掛けて木質ユニットを連結している際の、木質梁材の長手方向の断面図の一例を示す。長手方向の中空部は木質梁材に内包される炭素繊維強化プラスチック５２Ａ～Ｄに内包される丸穴によって形成されており、中空部を張力が掛かった線材５４Ａ，Ｂが貫通している。この線材は好ましくはＰＣ鋼より線である。

木質梁材５１Ａ，Ｂは金属プレート５３Ａ，ＢおよびＣによって挟まれており、張力が掛かった線材は、その両端部で定着具５５Ａ～Ｄによって、張力がかかった状態で固定されている。木質梁材はプレストレスによって、その長手方向に圧着されているため、強固に連結されている。

次に図６に、木質ユニットの連結の流れの一実施形態について説明する。まず、プレキャストコンクリート製基礎に土台材を含む床パネルをアンカーボルトで接合し、木質土台材に内包される中空部に張力を掛けるための線材、好ましくはＰＣ鋼より線を通し、ジャッキでこの線材を緊張させることで、床パネル同士を連結する。

その後、木質梁材を含む壁パネルをホールダウンパイプで木質土台材に接合し、木質梁材に内包される中空部に張力を掛けるための線材を通し、ジャッキで線材を緊張させることで、壁パネル同士を連結する。次いで、小梁をアゴ掛金具によって木質梁材と接合し、屋根パネルをアングル金物で壁パネルに接合する。
なお、本発明は前述の例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、前記の図２に示した木質梁断面の例では、木質梁材はスギ集成材で構成されていたが、スギ集成材以外の木質材料で構成されていても良い。また、中空部を備えた炭素繊維強化プラスチックを内包していたが、中空部を備えた鋼管を内包していても良く、中空部を備えた炭素繊維強化プラスチックと中空部を備えた鋼管の両方を内包していても良い。

図４に示した建物は、本発明の木質ユニットを長手方向に連結した単独の建物である。もう一つ本発明の建物を併設し、それらを渡り廊下で接続しても良い。

本発明の建物用木質ユニットは、建物の構成部材として用いることができる。本発明の建物は、例えば住宅や店舗、事務所として用いることができる。

１０１Ａ，Ｂ 木質梁材
１０２Ａ，Ｂ 木質土台材
１０３ 小梁
１０４ 柱
１０５ 耐震壁
１０６ 雑壁
１０７Ａ，Ｂ 化粧用構造用合板
１０８Ａ～Ｃ フェノールフォーム断熱材
１０９ 構造用合板
１１０Ａ～Ｃ 透湿防水シート
１１１Ａ，Ｂ 胴縁
１１２Ａ，Ｂ 金属サイディング
１１３ 化粧用普通合板
１１４ 普通合板
１１５ ＣＬＴ
１１６ 野地板
１１７ アスファルトルーフィング
１１８ ガルバリウム鋼板（登録商標）
１１９ 大引き
２１ スギ集成材
２２Ａ～Ｄ 炭素繊維強化プラスチック
２３Ａ～Ｄ 丸孔
３１ ヒノキ集成材
３２Ａ～Ｄ 鋼管
３３Ａ～Ｄ 丸孔
４１Ａ～Ｃ 木質ユニット
４２ プレキャストコンクリート製基礎
４３ 屋根
４４ 外壁
４５Ａ，Ｂ ジョイントカバー
４６ ドア
４７ 窓
５１Ａ，Ｂ 木質梁材
５２Ａ～Ｄ 炭素繊維強化プラスチック
５３Ａ～Ｃ 金属プレート
５４Ａ，Ｂ 張力を掛けるための線材
５５Ａ～Ｄ 定着具

Claims (9)

1. 複数の木質ユニットを連結して建物とするために用いられる木質ユニットであって、前記木質ユニットは、木質梁材および木質土台材を含むとともに、木質梁材および／または木質土台材は、その長手方向を貫通する中空部を備えることを特徴とする、建物用木質ユニット。
2. 木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部が、張力の掛けられた線材を収容するために用いられる中空部である、請求項１に記載の建物用木質ユニット。
3. さらに壁を含み、前記壁は木質梁材および木質土台材に接合されている、請求項１または２に記載の建物用木質ユニット。
4. 壁が耐震壁である、請求項３に記載の建物用木質ユニット。
5. さらに屋根および／または床を備える、請求項３または４に記載の建物用木質ユニット。
6. 木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部が、木質梁材および／または木質土台材に内包された中空管状材の中空部であり、前記中空管状材は炭素繊維強化プラスチックまたは金属からなる、請求項１乃至５のいずれかに記載の建物用木質ユニット。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の建物用木質ユニットを少なくとも二つ含み、それらが木質梁材および／または木質土台材の長手方向を貫通する中空部を、長手方向に貫通する態様で固定された張力の掛けられた線材により連結されてなる建物。
8. さらに木質土台材を支持するコンクリート製基礎を含む、請求項７に記載の建物。
9. コンクリート製基礎がプレキャストコンクリート製基礎である、請求項８に記載の建物。

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