JP2023156149A - 山型ラーメンフレームおよび建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】補強を行うことなく山型ラーメン構造のフレームを提供すること。
【解決手段】二本の柱２と、斜め方向に長尺で一端３１が柱２の上端２１に接合され、山型を形成するように互いの他端３２が向かい合う二本の勾配梁３と、柱２と勾配梁３とを接合する挿入鋼板７と、を備える山型ラーメンフレーム１０１であって、挿入鋼板７は、柱２に挿入される柱挿入部７１と、勾配梁３に挿入される梁挿入部７２と、を有し、柱挿入部７１と梁挿入部７２とが、柱２と勾配梁３とが成す角度４０１と同じ角度を成し形成される一枚の板状の部材であり、挿入鋼板７は、山型ラーメンフレーム１０１が形成する面であるフレーム面に平行に柱２と、勾配梁３と、に挿入されることを特徴とする山型ラーメンフレーム。
【選択図】図１

Description

本発明は、柱と、柱の上端から斜め上方に伸びる勾配梁と、柱と勾配梁とを接合する挿入鋼板と、を備え、トラス構造やブレース等による補強を行うことがない山型ラーメンフレーム、および、複数の山型ラーメンフレームによって骨組みが形成される建築物に関する。

従来、柱と梁との接合において、特許文献１に記載されるように、正面Ｌ字状の鋼鈑のプレート金具を、柱および梁に対してそれぞれプレカットした角部スリットに挿入し、ドリフトピンを打ち込むことで、柱と梁を接合する技術が知られている。

特開２００６－４６０５５号公報

しかし、Ｌ字型のプレートを、二本の柱と、鉛直斜め方向に長尺な姿勢で一端が柱の上端に接合され山型を形成するように互いの他端が向かい合う二本の勾配梁と、を備え、柱のみで勾配梁と、勾配梁に設けられる屋根と、の荷重を支える山型ラーメン構造の柱と勾配梁との接合に用いると、Ｌ字型のプレートは、鉛直方向と水平方向とに直角に折れ曲がる姿勢になる。その状態では、Ｌ字型のプレートの水平方向に伸びる部分に鉛直下向きの力が掛かると、Ｌ字型のプレートは、変形又は破損する恐れがあり、ブレースや頬杖等の補強が必要となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、二本の柱と、斜め方向に長尺で一端が柱の上端に接合され山型を形成するように互いの他端が向かい合う二本の勾配梁と、柱と勾配梁とを接合する挿入鋼板と、を備え、ブレースや頬杖等の補強を行う必要のない山型ラーメンフレーム、および、内部空間の意匠性が高く、間取りの自由度が高い建築物を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に掛かる山型ラーメンフレームは、二本の柱と、斜め方向に長尺で一端が前記柱の上端に接合され、山型を形成するように互いの他端が向かい合う二本の勾配梁と、前記柱と前記勾配梁とを接合する挿入鋼板と、を備える山型ラーメンフレームであって、前記挿入鋼板は、前記柱に挿入される柱挿入部と、前記勾配梁に挿入される梁挿入部と、を有し、前記柱挿入部と前記梁挿入部とが、前記前記柱と前記勾配梁とが成す角度と同じ角度を成し、形成される一枚の板状の部材であり、前記挿入鋼板は、山型ラーメンフレームが形成する面であるフレーム面に平行に前記柱と、前記勾配梁と、に挿入されることを特徴とする。

さらに、前記挿入鋼板の前記梁挿入部には、長軸が前記勾配梁の長尺方向と同じ方向でフレーム面に平行な楕円を描くように配置される当該挿入鋼板の厚み方向に貫通した複数の板第一孔が設けられ、前記勾配梁には、前記板第一孔に対応する桁方向に貫通した複数の梁第一孔が設けられ、前記梁挿入部が前記勾配梁に挿入された状態で、重なった前記板第一孔と、前記梁第一孔と、に固定具が挿入されることを特徴とする。

さらに、前記挿入鋼板には、前記柱と前記勾配梁とによって形成される角に対応する位置に、当該挿入鋼板の厚み方向に貫通した板第二孔が設けられ、前記角には、前記板第二孔に対応する桁方向に貫通した角第一孔が設けられ、桁方向に長尺で前記角に接合される第二横架材を接合するための第二横架材受金物が、前記板第二孔と、前記角第一孔と、固定具と、を用いて、前記角に固定されることを特徴とする。

さらに、前記山型ラーメンフレームは、鉛直方向の長さが前記勾配梁の他端の小口面の鉛直方向の長さと同じであり、底面が二本の前記勾配梁の下面に面一で上方に陥没して形成される連結材をさらに備え、前記連結材のフレーム面に垂直な側面には、前記勾配梁の他端が固定される梁受金物が固定され、前記連結材のフレーム面に平行な側面には、桁方向に長尺で当該連結材に接合される第三横架材の端部が固定される第三横架材受金物が固定され、前記連結材は、二本の前記勾配梁の他端の間で、それぞれの前記勾配梁の他端に接合されることを特徴とする。

さらに、前記梁挿入部は、前記勾配梁に挿入された状態で、フレーム面に対して垂直方向である桁方向に長尺で前記勾配梁の中間に接合される第一横架材のうち、最も水下側の前記第一横架材の接合位置に干渉しない長さで、形成されることを特徴とする。

本発明に掛かる建築物は、複数の請求項１乃至請求項５に記載の山型ラーメンフレームが、間隔を空けてフレーム面が平行な姿勢で一列に並び、各前記山型ラーメンフレームの間に、桁方向に長尺な横架材が架設され、骨組みが形成される建築物であって、前記建築物は、フレーム面に対して垂直に広がる耐力壁を備え、当該建築物の内部空間が桁方向に開口されることを特徴とする。

本発明に係る山型ラーメンフレームによると、挿入鋼板は、柱と勾配梁とに挿入された状態であるとき、柱挿入部が鉛直方向に伸び、梁挿入部が勾配梁の勾配と同じ勾配で斜めに伸びる姿勢になる。この状態であるとき、挿入鋼板の梁挿入部に鉛直下向きの力が掛かっても、当該梁挿入部には、当該梁挿入部の長尺方向の反発力が発生するため、ブレースや頬杖等の補強を必要としない。

さらに、勾配梁と、挿入鋼板と、を固定する複数の固定具が、楕円形を描くように挿入されることで、固定具は、勾配梁の長尺方向及び短手方向に無駄なく広がり、勾配梁と、挿入鋼板と、を固定することになる。その結果、勾配梁と、挿入鋼板と、の固定が強固になり、山型ラーメンフレームのフレーム面の面内方向に対する強度を高めることができる。

さらに、第一横架材が接合される山型ラーメンフレームの角において、当該角に柱と勾配梁とを接合するための挿入鋼板が挿入されていても、第一横架材受金物を取付けることで、挿入鋼板の形状と、柱又は勾配梁のスリットの形状と、を複雑にすることなく、容易に山型ラーメンフレームの角に第一横架材を接合することができる。

さらに、二本の勾配梁の他端の間に連結材を配置することで、山型ラーメンフレームに第二横架材を接合する際、連結材の第二横架材受金物に第二横架材の端部を固定するだけでよく、第二横架材の接合手段が複雑になることがない。また、第二横架材が短くなるため、第二横架材の接合作業の施工性が良くなる。さらに、連結材の鉛直方向の長さは、勾配梁の他端の小口面の鉛直方向の長さと同じであるため、連結材によって意匠性を損ねることがなく、利用できる内部空間が狭くなることもない。さらに、連結材の底面が、勾配梁の下面と面一になり連続するように山型を形成していることで、意匠性を高めることができる。

さらに、挿入鋼板の梁挿入部の長さが、第三横架材の接合位置に干渉しないように長く形成することで、固定具が広がって勾配梁と、挿入鋼板と、に挿入されることになる。その結果、勾配梁と、挿入鋼板と、の固定が強固になり、山型ラーメンフレームのフレーム面の面内方向に対する強度を高めることができる。

本発明に係る建築物によると、当該建築物の内部空間が桁方向に開口されていることで、間取りの自由度が高くなり、内部空間の意匠性を高くすることができる。

本発明の一実施形態に係る山型ラーメンフレームを示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る基礎と柱との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る柱と勾配梁と挿入鋼板を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る柱と勾配梁との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る柱に第一横架材受金物を固定する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る連結材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る勾配梁と連結材との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る連結材と第二横架材との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る山型ラーメンフレームの角と第一横架材との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る勾配梁と第三横架材との接合の様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る山型ラーメンフレームを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る建築物の骨組みを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る建築物を示す図である。

本発明に係る山型ラーメンフレーム１０１および建築物１０４について、以下、図面を参照しつつ説明する。ただし、以下はあくまで本発明の一実施形態を例示的に示すものであり、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

山型ラーメンフレームとは、少なくとも二本の柱及び二本の梁によって構成されるラーメン構造の枠組みにおいて、二本の柱のそれぞれの上端に一端が固定される二本の梁が、一端から他端に向かって斜め上方に伸びる姿勢で互いの他端同士が連結されることで頂を形成する枠組みであり、図１に示すように、一実施形態の山型ラーメンフレーム１０１は、各基礎１の上に立設する二本の木材である柱２と、斜め方向に長尺で一端３１がそれぞれの柱２の上端２１に接合され互いの他端３２が山型を形成するように向かい合う二本の木材である勾配梁３と、柱２の上端２１と勾配梁３の一端３１とを接合する挿入鋼板７と、二本の勾配梁３の他端３２の間に配置される木材である連結材４と、によって構成される木造のフレームである。

また、以下説明において、山型ラーメンフレーム１０１が形成する面をフレーム面と呼び、フレーム面に垂直な方向を桁方向と呼ぶ。

初めに、基礎１に立設する柱２について説明する。図２に示すように、柱２の下端２２は、柱脚金物６によって基礎１に接合される。図２（ａ）に示すように、柱脚金物６は、鋼材の部品であって、板状であり水平に広がる姿勢で基礎１の上面に面し、鉛直方向に貫通した図示しない孔である複数の柱脚第二孔が設けられる下部６１と、下部６１の上面から上方に立ち上がる板状の立上部６２と、板状であり水平に広がる姿勢で立上部６２の上端に下方から支持される第一底部６３と、第一底部６３の両端から上方に立ち上がる板状で、その厚み方向に貫通した孔である複数の柱脚第一孔６７が設けられる柱下挿入部６５と、柱脚第二孔の上方が鉛直方向に開口するように立上部６２の側面から水平方向に突出する板状の第二底部６４と、第二底部６４の下面、立上部６２の側面および下部６１の上面に縁が溶接される板状のスチフナー６６と、によって構成される。そして、柱脚第二孔に上方からアンカーボルト２０４を挿入し、そのアンカーボルト２０４を基礎１に打ち込むことで、柱脚金物６は基礎１に固定される。このとき、柱脚第二孔の上方が鉛直方向に開口するように、第二底部６４が形成されることで、長尺なアンカーボルト２０４を柱脚第二孔に上方から挿入することができ、且つ、アンカーボルト２０４を打ち込むための工具を使用することができる。

図２（ａ）に示すように、柱脚金物６に固定される柱２の下端２２は、柱脚金物６の二枚の柱下挿入部６５が挿入される下方及び水平方向に開口したスリットである二つの柱第二スリット２４と、柱脚第一孔６７に対応した位置に、当該柱脚第一孔６７と同じ方向に貫通した孔である複数の柱第三孔２７と、が設けられる。そして、図２（ｂ）に示すように、柱２の柱第二スリット２４に柱脚金物６の柱下挿入部６５を挿入させ、重なった柱脚第一孔６７と、柱第三孔２７と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、柱２と柱脚金物６とが固定される。よって、柱脚金物６を介して柱２の下端２２は基礎１の上面に固定され立設する。なお、柱２の二つの柱第二スリット２４の間の底面である第一底面２８は、柱２の柱第二スリット２４に柱脚金物６の柱下挿入部６５が挿入された状態であるときに、柱脚金物６の第一底部６３の上面に当接するように形成され、柱２の二つの柱第二スリット２４の間ではない底面である第二底面２９は、柱２の柱第二スリット２４に柱脚金物６の柱下挿入部６５が挿入された状態であるときに、柱脚金物６の第二底部６４の上面に当接するように形成されるため、柱脚金物６は、柱２から受ける荷重を広い面で受けることができ、柱脚金物６と柱２との固定の強度が増す。図２（ｂ）では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった柱脚第一孔６７と、柱第三孔２７と、にドリフトピン２０１が挿入される。

次に、柱２と、勾配梁３と、の接合について説明する。図１に示すように、柱２と、勾配梁３と、は板状の鋼材である一枚の挿入鋼板７を介して接合される。挿入鋼板７は、図３に示すように、柱２に挿入される柱挿入部７１と、勾配梁３に挿入される梁挿入部７２と、から構成され、図１に示すように、柱挿入部７１と、梁挿入部７２と、が成す角度４０２は、柱２と、勾配梁３と、が成す角度４０１と同じ角度になるように形成される。そして、図３に示すように、挿入鋼板７の柱挿入部７１と、梁挿入部７２と、には、当該挿入鋼板７の厚み方向に貫通した孔である複数の板第一孔７３が設けられる。

図３に示すように、柱２の上端２１には、フレーム面に平行で上方及び水平方向に開口したスリットである柱第一スリット２３が設けられ、さらに、柱第一スリット２３に挿入鋼板７の柱挿入部７１が挿入された状態であるときに、挿入鋼板７の柱挿入部７１に設けられた板第一孔７３に対応した位置に、桁方向に貫通した孔である複数の柱第一孔２５が設けられる。そして、図４に示すように、柱２の柱第一スリット２３に挿入鋼板７の柱挿入部７１を挿入させ、柱挿入部７１の中央に位置する板第一孔７３と、当該板第一孔７３に重なる柱第一孔２５と、に固定具であるボルト２０２を挿入し、ボルト２０２の先端側からナット２０３によって締め付け、その他の重なった板第一孔７３と、柱第一孔２５と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、柱２と、挿入鋼板７と、は固定される。図４では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった板第一孔７３と、柱第一孔２５と、に固定具が挿入される。

図３に示すように、勾配梁３の一端３１には、フレーム面に平行で柱２の柱第一スリット２３のように三方向に開口したスリットである梁第一スリット３４が設けられ、さらに、梁第一スリット３４に挿入鋼板７の梁挿入部７２が挿入された状態であるときに、挿入鋼板７の梁挿入部７２に設けられた板第一孔７３に対応した位置に、桁方向に貫通した孔である複数の梁第一孔３６が設けられる。そして、図４に示すように、勾配梁３の梁第一スリット３４に挿入鋼板７の梁挿入部７２を挿入させ、重なった板第一孔７３と、梁第一孔３６と、のうち、１組の板第一孔７３と、梁第一孔３６と、に固定具であるボルト２０２を挿入し、ボルト２０２の先端側からナット２０３によって締め付け、その他の重なった板第一孔７３と、梁第一孔３６と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、勾配梁３と、挿入鋼板７と、は固定される。図４では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった板第一孔７３と、梁第一孔３６と、に固定具が挿入される。

以上のように、柱２と、挿入鋼板７と、が固定され、勾配梁３と、挿入鋼板７と、が固定されることで、山型ラーメンフレーム１０１を構成する柱２と、勾配梁３と、が挿入鋼板７を介して接合される。挿入鋼板７は、柱２と、勾配梁３と、に挿入された状態であるとき、柱挿入部７１が鉛直下方向に伸び、梁挿入部７２が勾配梁３の勾配と同じ勾配で斜め方向に伸びる姿勢になっており、挿入鋼板７の梁挿入部７２に鉛直下向きの力が掛かっても、当該梁挿入部７２には、当該梁挿入部７２の長尺方向の反発力が発生するため、二本の柱２と、斜め方向に長尺で一端３１が前記柱２の上端２１に接合され山型を形成するように互いの他端３２が向かい合う二本の前記勾配梁３と、を備え、柱２のみで勾配梁３と、勾配梁３に設けられる屋根と、の荷重を支える山型ラーメンフレーム１０１において、フレーム面に対するブレースや頬杖等の補強を行う必要がなく、部材数の削減、施工性能向上が図れ、その内部空間を有効に使用することが可能となる。なお、一実施形態では、柱勝ちで柱２と勾配梁３とが接合されるが、梁勝ちの接合であっても良い。

さらに、図１に示すように、挿入鋼板７の梁挿入部７２は、勾配梁３の長尺方向に長く形成される。山型ラーメンフレーム１０１には、図１２に示すように、その勾配梁３の中間の桁方向側面に桁方向に長尺な第三横架材５３である母屋が間隔を空けて複数接合されることになる。そのため、図１に示すように、勾配梁３に挿入される挿入鋼板７の梁挿入部７２は、勾配梁３と、第三横架材５３と、の接合の妨げになることを避けるように、勾配梁３の第三横架材５３の接合位置４０４に干渉しない範囲で当該勾配梁３の長尺方向に向かって長く形成される。鋼材である挿入鋼板７の梁挿入部７２の勾配梁３の長尺方向と同じ方向の長さが、長くなることで、固定具を広い範囲で勾配梁と、挿入鋼板と、に挿入することができる。その結果、勾配梁と、挿入鋼板と、の固定が強固になり、山型ラーメンフレームのフレーム面の面内方向に対する強度を高めることができる。また、挿入鋼板７のフレーム面に平行な面積が大きくなり、挿入鋼板７は、フレーム面に平行な面内方向に対して剛性が高くなり、挿入鋼板７自体が耐力壁として作用するため、挿入鋼板７を介して柱２と、勾配梁３と、が接合される山型ラーメンフレーム１０１は、フレーム面の面内方向に掛かる山型ラーメンフレーム１０１自身の荷重や積雪による静的荷重、及び、風雨や地震による動的荷重に対して強度を有することができる。

また、図３に示すように、挿入鋼板７の梁挿入部７２に設けられる複数の板第一孔７３には、長軸が前記勾配梁３の長尺方向と同じ方向でフレーム面に平行な楕円３０３を描くように配置される板第一孔７３と、その楕円３０３の中央に配置される板第一孔７３と、がある。そして、図４に示すように、挿入鋼板７の梁挿入部７２に設けられる複数の板第一孔７３と、当該板第一孔７３に重なった梁第一孔３６と、のうち、前述した固定具であるボルト２０２が挿入されるのは、楕円３０３の中央に配置される板第一孔７３と、当該板第一孔７３に重なる梁第一孔３６と、であり、楕円３０３を描くように配置される複数の板第一孔７３と、梁第一孔３６と、には固定具であるドリフトピン２０１が挿入される。楕円３０３を描くように固定具が挿入されることで、固定具は、勾配梁３の長尺方向及び短手方向に無駄なく広がり、勾配梁３と、挿入鋼板７と、を固定することになる。結果、必要以上に板第一孔７３と、梁第一孔３６と、を設ける必要がなく、勾配梁３と、挿入鋼板７と、の固定が強固になり、山型ラーメンフレーム１０１における挿入鋼板７の耐力壁としての効果がより高くなる。もし、必要以上に板第一孔７３と、梁第一孔３６と、を設け勾配梁３と、挿入鋼板７と、を固定すると、挿入鋼板７は多数の板第一孔７３によって剛性が低くなり、勾配梁３は多数の梁第一孔３６によって剛性が低くなり、山型ラーメンフレーム１０１が脆弱になる可能性がある。

また、図１２に示すように、山型ラーメンフレーム１０１が用いられる建築物１０４の骨組み１０３には、山型ラーメンフレーム１０１の柱２と、勾配梁３と、が成す角１０２に、桁方向に長尺な第一横架材５２である軒桁が接合されることになる。柱２と、勾配梁３と、が柱勝ちで接合される一実施形態では、柱２の上端２１の桁方向側面に第一横架材５２が接合されることになり、図１に示す柱２の上端２１の第一横架材５２の接合位置４０３には、図１１に示すように、第一横架材５２の端部を固定するための後述する第一横架材受金物９０が固定される。図５に示すように、第一横架材受金物９０は、柱２に当接される板状の背面部９１と、背面部９１の両端から直角に折れ曲がり同じ方向に伸び、後述する第一横架材５２の第一横架材スリット５２１に挿入される板状の二枚の第一横架材挿入部９３と、によって構成される鋼材の部品である。第一横架材受金物９０の背面部９１には、当該背面部９１の厚み方向に貫通した孔である複数の被固定孔９２が縦に一列に設けられ、第一横架材挿入部９３には、当該第一横架材挿入部９３の厚み方向に貫通した孔である複数の第一横架材固定孔９４が縦に一列に設けられる。なお、一列に設けられる第一横架材固定孔９４のうち一番上に位置する第一横架材固定孔９４は、上方に開放された形状に形成される。

図３に示すように、柱２には、当該柱２の第一横架材５２の接合位置４０３に、第一横架材受金物９０の被固定孔９２に対応して桁方向に貫通する孔である複数の角第一孔２６が設けられ、挿入鋼板７には、柱２の角第一孔２６に対応して当該挿入鋼板７の厚み方向に貫通する孔である板第二孔７４が設けられる。そして、図５に示すように、被固定孔９２と、角第一孔２６および板第二孔７４と、が重なるように、第一横架材受金物９０の背面部９１を柱２に当接させ、重なった被固定孔９２と、角第一孔２６と、板第二孔７４と、に固定具であるボルト２０２を挿入し、ボルト２０２の先端からナット２０３を締め付けることで、第一横架材受金物９０を柱２に固定させる。図５では、例示的に一組のボルト２０２とナット２０３だけを表示しているが、全ての重なった被固定孔９２と、角第一孔２６および板第二孔７４と、にボルト２０２が挿入されナット２０３によって固定される。

なお、柱２の桁方向側面の両方にそれぞれ第一横架材５２が接合される山型ラーメンフレーム１０１の場合は、それぞれの被固定孔９２と、角第一孔２６および板第二孔７４と、が重なるように二つの第一横架材受金物９０で柱２を挟み込み、重なった被固定孔９２と、角第一孔２６と、板第二孔７４と、に固定具であるボルト２０２を挿入し、ボルト２０２の先端からナット２０３を締め付けることで、二つの第一横架材受金物９０を柱２に固定させる。また、第一横架材５２が勾配梁３に接合される他の実施形態では、柱２ではなく勾配梁３に第一横架材受金物９０を固定するための孔が設けられる。以上のように、挿入鋼板７が、柱２および勾配梁３に挿入されている状態でも、山型ラーメンフレーム１０１の柱２と勾配梁３とが成す角１０２に第一横架材受金物９０を固定することができ、第一横架材５２を固定するために複雑な構造や部材を必要とせず、容易に第一横架材５２を接合することができる。

次に、山型ラーメンフレーム１０１の頂点部分について説明する。図１に示すように、二本の勾配梁３の向かい合う他端３２の間に連結材４が配置される。連結材４は、図７（ａ）に示すように、四角柱状の木材であって、その鉛直方向の長さは勾配梁３の他端３２の小口面３３の鉛直方向の長さと同じ長さであり、連結材４のフレーム面に垂直な側面である第一側面４１に梁受金物８０が固定され、フレーム面に平行な側面である第二側面４２に後述する第二横架材受金物８５が固定される。

図６に示すように、梁受金物８０は、連結材４の第一側面４１に当接される板状の背面部８１と、背面部８１の両端から直角に折れ曲がり同じ方向に伸び、後述する勾配梁３の梁第二スリット３５に挿入される板状の二枚の梁頂挿入部８３と、によって構成される鋼材の部品である。そして、背面部８１には、当該背面部８１の厚み方向に貫通した孔である複数の被固定孔８２が縦に一列に設けられ、梁頂挿入部８３には、当該梁頂挿入部８３の厚み方向に貫通した孔である複数の梁頂固定孔８４が縦に一列に設けられる。なお、一列に設けられる梁頂固定孔８４のうち一番上に位置する梁頂固定孔８４は、上方に開放された形状に形成される。

図６に示すように、第二横架材受金物８５は、連結材４の第二側面４２に当接される板状の背面部８６と、背面部８６の両端から直角に折れ曲がり同じ方向に伸び、後述する第二横架材５１の第二横架材スリット５１１に挿入される板状の二枚の第二横架材挿入部８８と、によって構成される鋼材の部品である。そして、背面部８６には、当該背面部８６の厚み方向に貫通した孔である複数の被固定孔８７が縦に一列に設けられ、第二横架材挿入部８８には、当該第二横架材挿入部８８の厚み方向に貫通した孔である複数の第二横架材固定孔８９が縦に一列に設けられる。なお、一列に設けられる第二横架材固定孔８９のうち一番上に位置する第二横架材固定孔８９は、上方に開放された形状に形成される。

図６に示すように、連結材４には、第一側面４１に対して垂直に貫通し、梁受金物８０の複数の被固定孔８２に対応する孔である複数の連結第一孔４４と、第二側面４２に対して垂直に貫通し、第二横架材受金物８５の複数の被固定孔８７に対応する孔である複数の連結第二孔４５と、が設けられる。そして、被固定孔８２と、連結第一孔４４と、が重なるように二つの梁受金物８０で連結材４を挟み込み、重なった被固定孔８２と、連結第一孔４４と、に固定具である図示しないボルトを挿入し、ボルトの先端から図示しないナットを締め付けることで、二つの梁受金物８０を連結材４の向かい合う二つの第一側面４１に固定させる。

さらに、第二横架材受金物８５の被固定孔８７と、連結第二孔４５と、が重なるように、第二横架材受金物８５の背面部８６を連結材４の第二側面４２に当接させ、重なった被固定孔８７と、連結第二孔４５と、に固定具である図示しないボルトを挿入し、ボルトの先端から図示しないナットを締め付けることで、第二横架材受金物８５を連結材４の第二側面４２に固定させる。山型ラーメンフレーム１０１の桁方向側面の両方にそれぞれ第二横架材５１が接合される場合は、被固定孔８７と、連結第二孔４５と、が重なるように二つの第二横架材受金物８５で連結材４を挟み込み、重なった被固定孔８７と、連結第二孔４５と、に固定具である図示しないボルトを挿入し、ボルトの先端から図示しないナットを締め付けることで、二つの第二横架材受金物８５を連結材４の向かい合う二つの第二側面４２に固定させる。

図７（ａ）に示すように、勾配梁３の他端３２には、フレーム面に平行なスリットである梁第二スリット３５が設けられ、さらに、梁第二スリット３５に梁受金物８０の梁頂挿入部８３が挿入された状態であるときに、勾配梁３の梁頂固定孔８４に対応する位置に、桁方向に貫通した孔である複数の梁第二孔３７が設けられる。そして、図７（ｂ）に示すように、勾配梁３の梁第二スリット３５に連結材４に固定された梁受金物８０の梁頂挿入部８３を挿入させ、重なった梁第二孔３７と、梁頂固定孔８４と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで勾配梁３と、梁受金物８０と、が固定される。同様に、山型ラーメンフレーム１０１のもう一本の勾配梁３と、梁受金物８０と、を固定することで、二本の勾配梁３の他端３２は連結材４に接合され、二本の勾配梁３と、連結材４と、で山型が形成される。図７（ｂ）では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった梁第二孔３７と、梁頂固定孔８４と、にドリフトピン２０１が挿入される。

図１２に示すように、山型ラーメンフレーム１０１が用いられる建築物１０４は、山型ラーメンフレーム１０１の頂点部分に、桁方向に長尺な第二横架材５１である棟木が接合される。もし、山型ラーメンフレーム１０１が、連結材４を備えず二本の勾配梁３の他端３２同士が接合されるフレームであった場合、第二横架材５１の端部が、梁勝ちで勾配梁３の他端３２同士が接合されている位置に接合されるため、第二横架材５１と、勾配梁３と、の接合手段は複雑になる。また、山型ラーメンフレーム１０１が、連結材４を備えず、二本の勾配梁３の他端３２が、それぞれ一本の第二横架材５１の側面に接合される、つまり第二横架材５１と、勾配梁３と、が第二横架材勝ちで接合される場合、長尺な第二横架材５１が必要となり、その接合作業は大掛かりな作業となる。

しかし、本発明のように、二本の勾配梁３の他端３２の間に連結材４を備える山型ラーメンフレーム１０１では、連結材４の第二横架材受金物８５に第二横架材５１の端部を接合するだけで良いので、第二横架材５１の接合手段が複雑になることはなく、また、第二横架材５１が短くなるため、第二横架材５１の接合作業の施工性が良くなる。特に、連立する複数の山型ラーメンフレーム１０１によって構成される建築物１０４においては、隣り合う山型ラーメンフレーム１０１を立て、それぞれの山型ラーメンフレーム１０１の連結材４に第二横架材５１を接合させて、さらに隣り合う山型ラーメンフレーム１０１を立て、山型ラーメンフレーム１０１の連結材４に第二横架材５１を接合させて、といったように、第二横架材５１によって桁方向の剛性を確保しつつ建築物１０４を形成する山型ラーメンフレーム１０１を順に立てることが可能となり、作業の安全性、施工性が格段に良くなる。

次に、山型ラーメンフレーム１０１が連立して骨組み１０３が形成される建築物１０４について説明する。図１２に示すように、建築物１０４の骨組み１０３は、複数の山型ラーメンフレーム１０１が、互いにフレーム面が平行になるように一直線上に配置され、夫々の山型ラーメンフレーム１０１の間に、桁方向に長尺な構造躯体である横架材が架設されることで形成される。一実形態の横架材は、棟木である第二横架材５１、軒桁である第一横架材５２および母屋である第三横架材５３である。

図８（ａ）に示すように、第二横架材５１の端部には、第二横架材受金物８５の第二横架材挿入部８８が挿入される二つの第二横架材スリット５１１と、当該第二横架材スリット５１１に第二横架材受金物８５の第二横架材挿入部８８が挿入された状態であるときに、第二横架材５１の第二横架材固定孔８９に対応する位置に、第二横架材固定孔８９と同じ方向に貫通した孔である複数の第二横架材貫通孔５１２が設けられる。そして、図８（ｂ）に示すように、第二横架材５１の第二横架材スリット５１１に連結材４に固定された第二横架材受金物８５の第二横架材挿入部８８を挿入させ、重なった第二横架材貫通孔５１２と、第二横架材固定孔８９と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、第二横架材５１の端部が山型ラーメンフレーム１０１に接合される。図８（ｂ）では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった第二横架材貫通孔５１２と、第二横架材固定孔８９と、に固定具が挿入される。

図９（ａ）に示すように、第一横架材５２の端部には、第一横架材受金物９０の第一横架材挿入部９３が挿入される二つの第一横架材スリット５２１と、当該第一横架材スリット５２１に第一横架材受金物９０の第一横架材挿入部９３が挿入された状態であるときに、第一横架材５２の第一横架材固定孔９４に対応する位置に、第一横架材固定孔９４と同じ方向に貫通した孔である複数の第一横架材貫通孔５２２が設けられる。そして、図９（ｂ）に示すように、第一横架材５２の第一横架材スリット５２１に連結材４に固定された第一横架材受金物９０の第一横架材挿入部９３を挿入させ、重なった第一横架材貫通孔５２２と、第一横架材固定孔９４と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、第一横架材５２の端部が山型ラーメンフレーム１０１に接合される。図９（ｂ）では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった第一横架材貫通孔５２２と、第一横架材固定孔９４と、に固定具が挿入される。

図１に示す勾配梁３の第三横架材接合位置４０４には、図１１に示すように、第三横架材受金物９５が固定される。図１０（ａ）に示すように、第三横架材受金物９５は、勾配梁３に当接される板状の背面部９６と、背面部９６の両端から直角に折れ曲がり同じ方向に伸び、後述する第三横架材５３の第三横架材スリット５３１に挿入される板状の二枚の第三横架材挿入部９８と、によって構成される鋼材の部品である。そして、背面部９６には、当該背面部９６の厚み方向に貫通した孔である複数の図示しない被固定孔が縦に一列に設けられ、第三横架材挿入部９８には、当該第三横架材挿入部９８の厚み方向に貫通した孔である複数の第三横架材固定孔９９が縦に一列に設けられる。なお、一列に設けられる第三横架材固定孔９９のうち一番上に位置する第三横架材固定孔９９は、上方に開放された形状に形成される。そして、勾配梁３には、図１に示すように、当該勾配梁３の第三横架材接合位置４０４に、第三横架材受金物９５の被固定孔に対応し桁方向に貫通する孔である複数の梁第三孔３８が設けられ、梁第三孔３８と、第三横架材受金物９５の被固定孔と、が重なるように、第三横架材受金物９５を勾配梁３に当接させ、重なった梁第三孔３８と、第三横架材受金物９５の被固定孔と、に固定具である図示しないボルトが挿入され、ボルトの先端から図示しないナットを締め付けることで、勾配梁３に第三横架材受金物９５が固定される。

図１０（ａ）に示すように、第三横架材５３の端部には、第三横架材受金物９５の第三横架材挿入部９８が挿入される二つの第三横架材スリット５３１と、当該第三横架材スリット５３１に第三横架材受金物９５の第三横架材挿入部９８が挿入された状態であるときに、第三横架材５３の第三横架材挿入部９８に対応する位置に、第三横架材固定孔９９と同じ方向に貫通した孔である複数の第三横架材貫通孔５３２が設けられる。そして、図１０（ｂ）に示すように、第三横架材５３の第三横架材スリット５３１に連結材４に固定された第三横架材受金物９５の第三横架材挿入部９８を挿入させ、重なった第三横架材貫通孔５３２と、第三横架材固定孔９９と、に固定具であるドリフトピン２０１を挿入することで、第三横架材５３の端部が山型ラーメンフレーム１０１に接合される。図１０（ｂ）では、例示的に一つのドリフトピン２０１だけを表示しているが、全ての重なった第三横架材貫通孔５３２と、第三横架材固定孔９９と、に固定具が挿入される。

そして、骨組み１０３には、図１３に示すように、隣接する山型ラーメンフレーム１０１の各柱２の間に耐力壁１０５が設けられ、勾配梁３に天井材１０１および図示しない屋根が設けられ、最も端に配置される山型ラーメンフレーム１０１に、フレーム面に平行な大開口窓１０８が設けられ、床１０９が設けられることで建築物１０４は形成される。建築物１０４は、山型ラーメンフレーム１０１自体がフレーム面に掛かる静的荷重及び動的荷重に対する強度を有しているため、フレーム面に平行な耐力壁を備える必要がなく、フレーム面に平行な壁を備えないことで、建築物１０４の内部空間を自由に使用することでき、間取りを自由に設定することで、意匠性を高めることができる。一実施形態のように、内部空間にフレーム面に平行な壁を一切備えず、内部空間が桁方向に開口される建築物１０４は、大勢の人が収容でき、また、大きな物を内部空間に入れることができるため、展示会、見本市、販売催事、イベント等に最適な建築物１０４となる。また、内部に複数のテナントを設ける複合施設として活用する場合は、内部空間にフレーム面に平行な壁を設ける間隔の制約がないため、テナントの間取りの制限がなく、様々な間取りで複数のテナントを設けることができる。

また、図１に示すように、山型ラーメンフレーム１０１の連結材４の底面４３は、当該山型ラーメンフレーム１０１の二本の勾配梁３の下面３９に面一に連続するように、山型に形成される。これにより、図１３に示すように、建築物１０４が、当該建築物１０４の内部から勾配梁３及び連結材４が見えるように形成される場合に、勾配梁３と連結材４との繋がりの見栄えが良くなり意匠性が向上させられる。さらに、柱２、勾配梁３、第二横架材５１、第一横架材５２および第三横架材５３の固定具が挿入された各孔には、その孔に適合する木材の栓を被せることで、それぞれの孔を隠し、意匠性が向上させられる。さらに、柱２、勾配梁３、第二横架材５１、第一横架材５２および第三横架材５３の各スリットには、スリットの遊びに適合する形状の木材を、各スリットの遊び部分にはめ込むことで、それぞれのスリットを隠し、意匠性が向上させられる。

なお、一実施形態では、山型ラーメンフレーム１０１は基礎上に建てられたが、下階が一般的な骨組みである建築物の上階に建てられても良く、その場合は、柱２は、下階を構成する柱や梁などの構造躯体に立設する。

本発明に係る山型ラーメンフレームおよび建築物は、特に建設業において好意的に採用されるものと見込まれ、建設業の発展に貢献できる。

１０１ 山型ラーメンフレーム
１０２ 山型ラーメンフレームの角
１０３ 建築物の骨組み
１０４ 建築物
２ 柱
２１ 柱の上端
２６ 角第二孔
３ 勾配梁
３１ 勾配梁の一端
３２ 勾配梁の他端
３３ 勾配梁の他端の小口面
３４ 梁第一孔
３９ 勾配梁の下面
４ 連結材
４１ 第一側面（連結材のフレーム面に垂直な側面）
４２ 第二側面（連結材のフレーム面に平行な側面）
４３ 連結材の底面
５１ 第二横架材
５２ 第一横架材
５３ 第三横架材
７ 挿入鋼板
７１ 柱挿入部
７２ 梁挿入部
７３ 板第一孔
７４ 板第二孔
８５ 第二横架材受金物
９０ 第一横架材受金物
２０１ ドリフトピン（固定具）
２０２ ボルト（固定具）
４０１ 柱と勾配梁とが成す角度
４０２ 柱挿入部と梁挿入部とが成す角度
４０４ 第三横架材の接合位置
３０３ 楕円

Claims (6)

1. 二本の柱と、斜め方向に長尺で一端が前記柱の上端に接合され、山型を形成するように互いの他端が向かい合う二本の勾配梁と、前記柱と前記勾配梁とを接合する挿入鋼板と、を備える山型ラーメンフレームであって、
   前記挿入鋼板は、前記柱に挿入される柱挿入部と、前記勾配梁に挿入される梁挿入部と、を有し、前記柱挿入部と前記梁挿入部とが、前記前記柱と前記勾配梁とが成す角度と同じ角度を成し、形成される一枚の板状の部材であり、
   前記挿入鋼板は、山型ラーメンフレームが形成する面であるフレーム面に平行に前記柱と、前記勾配梁と、に挿入されることを特徴とする山型ラーメンフレーム。
2. 前記挿入鋼板の前記梁挿入部には、長軸が前記勾配梁の長尺方向と同じ方向でフレーム面に平行な楕円を描くように配置される当該挿入鋼板の厚み方向に貫通した複数の板第一孔が設けられ、
   前記勾配梁には、前記板第一孔に対応するフレーム面に対して垂直方向である桁方向に貫通した複数の梁第一孔が設けられ、
   前記梁挿入部が前記勾配梁に挿入された状態で、重なった前記板第一孔と、前記梁第一孔と、に固定具が挿入されることを特徴とする請求項１に記載の山型ラーメンフレーム。
3. 前記挿入鋼板には、前記柱と前記勾配梁とによって形成される角に対応する位置に、当該挿入鋼板の厚み方向に貫通した板第二孔が設けられ、
   前記角には、前記板第二孔に対応する桁方向に貫通した角第一孔が設けられ、
   桁方向に長尺で前記角に接合される第一横架材の端部が固定される第一横架材受金物が、前記板第二孔と、前記角第一孔と、固定具と、を用いて、前記角に固定されることを特徴とする請求項２に記載の山型ラーメンフレーム。
4. 前記山型ラーメンフレームは、鉛直方向の長さが前記勾配梁の他端の小口面の鉛直方向の長さと同じであり、底面が二本の前記勾配梁の下面に面一で上方に陥没して形成される連結材をさらに備え、
   前記連結材のフレーム面に垂直な側面には、前記勾配梁の他端が固定される梁受金物が固定され、前記連結材のフレーム面に平行な側面には、桁方向に長尺で当該連結材に接合される第二横架材の端部が固定される第二横架材受金物が固定され、
   前記連結材は、二本の前記勾配梁の他端の間で、それぞれの前記勾配梁の他端に接合されることを特徴とする請求項３に記載の山型ラーメンフレーム。
5. 前記梁挿入部は、前記勾配梁に挿入された状態で、桁方向に長尺で前記勾配梁の中間に接合される第三横架材のうち、最も水下側の前記第三横架材の接合位置に干渉しない長さで、形成されることを特徴とする請求項４に記載の山型ラーメンフレーム。
6. 複数の請求項１乃至請求項５に記載の山型ラーメンフレームが、間隔を空けてフレーム面が平行な姿勢で一列に並び、各前記山型ラーメンフレームの間に、桁方向に長尺な横架材が架設され、骨組みが形成される建築物であって、
   前記建築物は、フレーム面に対して垂直に広がる耐力壁を備え、当該建築物の内部空間が桁方向に開口されることを特徴とする建築物。

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