JP2024034885A - 木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木質縦材と木質載置材が損傷し難い木架構の接合構造等を提供する。【解決手段】木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合構造であって、前記上面は、前記木質載置材と当接する載置材当接面と、前記木質載置材が当接しない載置材非当接面と、を有しており、前記載置材非当接面載置され、前記木質載置材に働く荷重を伝達する荷重伝達材を有し、前記荷重伝達材は、前記木質縦材と前記木質載置材に接合されている。【選択図】図２

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 集会名：第１回構造分科会， 開催日：令和４年８月２３日， 開催場所：株式会社 大林組 大阪本店会議室及びＷｅｂ会議， 公開者：辻靖彦， 公開された発明の内容：「木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法」の柱頭部接合ディテール， 集会名：第２回構造分科会， 開催日：令和４年８月３０日， 開催場所：Ｗｅｂ会議， 公開者：辻靖彦， 公開された発明の内容：「木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法」の柱頭部接合ディテール

本発明は、木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法に関する。

従来から、例えば特許文献1のように、木材からなる柱と木材からなる梁とを金物を介して接合する柱梁の接合構造は知られている。このような接合方法では、金物にボルトが挿通されるボルト孔が設けられており、柱や梁を長手方向と直交する方向に貫通し、金物が備えるボルト孔に挿通されるボルトにより、柱と梁が接合されている。

特開平１０－２９２４９２号公報

上記従来の接合構造では、金物に設けられているボルト孔の内径は、ボルトの外径より大きく形成されているので、ボルトとボルト孔との間に隙間が生じている。このため、梁に作用する荷重によりボルトがボルト孔との隙間において移動しやすいので、柱及び梁にめり込みが生じてしまい接合強度が低下する虞があるという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、木質縦材と木質載置材が損傷し難い木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の木架構の接合構造は、
木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合構造であって、
前記上面において、前記木質載置材が当接されない載置材非当接面に載置され、前記木質載置材に働く荷重を伝達する荷重伝達材を有し、
前記荷重伝達材は、前記木質縦材及び前記木質載置材と各々接合されていることを特徴とする。
本発明の他の特徴については、本明細書および添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、木質縦材と木質載置材が損傷し難い木架構の接合構造、及び、木架構の接合方法を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる木架構の接合構造を示す斜視図である。 木架構の接合構造を説明する分解斜視図である。 図３（ａ）は、梁構造体の分解斜視図であり、図３（ｂ）は、仕口ブロックの分解斜視図であり、図３（ｃ）は、仕口ブロックを示す斜視図である。 木架構の接合方法を示すフロー図である。 梁構造体の変形例を示す分解斜視図である。 木架構の接合構造の変形例を示す斜視図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
態様１：木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合構造であって、
前記上面において、前記木質載置材が当接されない載置材非当接面に載置され、前記木質載置材に働く荷重を伝達する荷重伝達材を有し、
前記荷重伝達材は、前記木質縦材及び前記木質載置材と各々接合されていることを特徴とする木架構の接合構造である。

態様１の木架構の接合構造によれば、木質縦材の上面において木質載置材が当接しない載置材非当接面に載置される荷重伝達材が、木質縦材及び木質載置材と各々接合されているので、木質載置材に働く荷重を荷重伝達材から木質柱に伝達することが可能となる。このため、木質載置材に働く荷重が木質柱の上面の載置材非当接面まで分散して伝達されるので、ボルトなどにより接合する場合と比べて木質縦材及び木質載置材にめり込み等が生じないため、木質縦材及び木質載置材の損傷を抑制することができる。

態様２：態様１に記載の木架構の接合構造であって、
前記載置材非当接面の全面に前記荷重伝達材が載置されており、
前記荷重伝達材は、前記木質縦材の縦面と同面となる同面部を有することを特徴とする。

態様２の木架構の接合構造によれば、荷重伝達材が、木質縦材の縦面と同面となる同面部を有しているので、木質縦材の上面の端まで設けられた荷重伝達材により、上面のより広い範囲にて荷重を分散することが可能となる。

態様３：態様１または態様２に記載の木架構の接合構造であって、
前記荷重伝達材は、前記木質載置材の側面と接着材で接着され、前記木質縦材とは前記木質縦材の軸方向に沿う棒状接合材により接合されていることを特徴とする。

態様３の木架構の接合構造によれば、木質載置材の側面と荷重伝達材とが接着されて仕口をなし、一体となった仕口部分を構成する荷重伝達材と木質縦材が軸方向に沿う棒状接合材により接合されているので、木質載置材に作用する荷重を確実に木質縦材に伝達することが可能となる。

態様４：態様２または態様３に記載の木架構の接合構造であって、
前記荷重伝達材の繊維方向は縦方向であることを特徴とする。

態様４の木架構の接合構造によれば、荷重伝達材の繊維方向は縦方向なので、圧縮方向に作用する荷重は棒状接合材により対抗し、引っ張り方向に作用する荷重は荷重伝達材により対抗することが可能である。このため、より強固に接合することが可能である。

態様５：木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合方法であって、
前記木質載置材に働く荷重を伝達し、前記上面において前記木質載置材が当接しない載置材非当接面の全面に載置される荷重伝達材を製造する荷重伝達材製造ステップと、
前記木質載置材と前記荷重伝達材とを接合して仕口ブロックを形成する仕口ブロック形成ステップと、
前記仕口ブロックを前記上面に載置し、前記荷重伝達材と前記木質縦材とを接合する縦方向接合ステップと、
を有することを特徴とする木架構の接合方法である。

態様５の木架構の接合方法によれば、載置材非当接面の全面に載置される荷重伝達材と、木質載置材とを接合して形成した仕口ブロックを木質縦材の上面に載置して、荷重伝達材と木質縦材とを接合することにより、木架構の損傷を防止しつつより強固に接合することが可能な木架構の接合方法を提供することが可能となる。

＝＝＝本実施の形態について＝＝＝
本実施の形態について、以下において、さらに詳しく説明する。
以下、本発明の一実施形態に係る木架構の接合構造及び木架構の接合方法について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る木架構の接合構造を、図１、図２に示すように、木質縦材としての木質柱１と、木質柱１の上面１ａに載置される木質載置材として、十字状に直交させて接合された梁構造体２と、の接合部を例に挙げて説明する。

以下に説明する木架構の接合構造においては、十字状の直交する梁構造体２を構成する一方の木質梁２０の長手方向をＸ方向、他方の木質梁２１の長手方向をＹ方向とし、梁構造体２が載置される木質柱１の長手方向をＺ方向として示す。また、木質柱１と梁構造体２との接合構造を構成する各部位であっても、また、木質柱１と梁構造体２との接合構造を構成する各部材については単体の状態であっても、木質柱１と梁構造体２とが接合された状態でＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向となる方向にて方向を特定して説明する。

まず、最初に梁構造体２について説明する。
梁構造体２は、Ｘ方向を長手方向とする第１木質梁２０と、Ｙ方向を長手方向とする第２木質梁２１と、Ｙ方向を長手方向とする第１補強板２２と、Ｘ方向を長手方向とする第２補強板２３と、を有する。

第１木質梁２０及び第２木質梁２１は、図３（ａ）に示すように、長手方向と直交する方向に切った断面の寸法、及び、形状が同じであり、断面形状は長方形である。また、第１補強板２２の寸法と、第２補強板２３の寸法も同じであり、第１補強板２２及び第２補強板２３の幅Ｗ１は、第１木質梁２０及び第２木質梁２１の幅Ｗ２と同じである。

本実施形態の梁構造体２は、第１木質梁２０と第２木質梁２１が直角に交差して相欠き接合されており、第１木質梁２０と第２木質梁２１とが上下に重なる接合部２ａを跨ぐように第１補強板２２及び第２補強板２３が設けられている。

第１木質梁２０は、接合部２ａでは、第１木質梁２０が第２木質梁２１の下に位置しており、第２木質梁２１と対向する上側に、下方に窪む第１切欠き部２０ａを有している。切欠き部２０ａは、Ｘ方向に長く、中央部２０ｂが下方に深く梁成Ｄの半分まで切り欠かれており、中央部２０ｂの両側に浅い両端部２０ｃが設けられて階段状をなしている。切欠き部２０ａのＸ方向の長さＬ１は、第２補強板２３の長さＬ２と同じであり、両端部２０ｃの窪み量は、第２補強板２３の厚さと同じである。また、中央部２０ｂの下には、下面から上方に窪む第３切欠き部２０ｄが設けられている。第３切欠き部２０ｄのＸ方向の長さＬ３は、第１補強板２２の幅（Ｘ方向の長さ）Ｗ１と同じであり、窪み量は第１補強板２２の厚さと同じである。

第２木質梁２１は、第１木質梁２０と対向する下側に、上方に窪む第２切欠き部２１ａを有している。第２切欠き部２１ａは、Ｙ方向に長く、中央部２１ｂが上方に深く梁成Ｄの半分まで切り欠かれており、中央部２１ｂの両側に浅い両端部２１ｃが設けられて階段状をなしている。切欠き部２１ａのＹ方向の長さＬ１は、第１補強板２２の長さＬ２と同じであり、両端部２１ｃの窪み量は、第１補強板２２の厚さと同じである。また、中央部２１ｂの上には、上面から上方に窪む第４切欠き部２１ｄが設けられている。第４切欠き部２１ｄのＹ方向の長さＬ３は、第２補強板２３の幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ１と同じであり、窪み量は第２補強板２３の厚さと同じである。

第１木質梁２０の第１切欠き部２０ａには、第２木質梁２１が収容され、第２木質梁２１の上に第２補強板２３が、第１木質梁２０に沿って第２木質梁２１を跨ぐように、第１切欠き部２０ａの両端部２０ｃと第２木質梁２１の第４切欠き部２１ｄにより形成される窪みに配置される。また、第１木質梁２０の下には、第１補強板２２が、第２木質梁２１に沿って第１木質梁２０を跨ぐように、第１切欠き部２１ａの両端部２１ｃと第１木質梁２０の第３切欠き部２０ｄにより形成される窪みに配置される。そして、第１木質梁２０、第２木質梁２１、第１補強板２２、及び、第２補強板２３の、互いに対向する面同士が当接されて、接着剤や釘等で固定（接合）され、第１木質梁２０と第２木質梁２１とは直交して接合された梁構造体２が形成される。

本実施形態に係る木架構の接合構造にて接合される梁構造体２は、十字状に接合されている接合部２ａが平面視において正方形状をなしており、その面積は、木質柱１の上面１ａの面積より小さいので、木質柱１の上面１ａに梁構造体２の接合部２ａを載置すると、木質柱１の上面１ａには、図２に示すように、載置された梁構造体２が当接される載置材当接面１ｂと、梁構造体２が当接されない載置材非当接面１ｃとが存在する。

梁構造体２は、接合部２ａにおける平面視の中心を、木質柱１の上面１ａの中心に配置して、木質柱１の上面１ａに載置して接合される。この場合には、接合部２ａ、及び、接合部２ａと繋がって、木質柱１の外周をなす４つの各側面（縦面）１ｄと直交する方向に延びる各木質梁２０、２１が、木質柱１の上面１ａと当接する部位が載置材当接面１ｂとなり、木質柱１の上面１ａにおける四隅が載置材非当接面１ｃとなる。第１木質梁２０と第２木質梁２１は、幅Ｗ２が同一なので、前述したように接合部２ａの平面視の形状は正方形である。このため、木質柱１の上面１ａの四隅に位置する載置材非当接面１ｃの平面形状は正方形状をなしている。

木質柱１と梁構造体２とは、載置材非当接面１ｃに各々載置される荷重伝達材３を介して接合される。荷重伝達材３は、載置材非当接面１ｃと同じ底面積を有する角柱状の木質部材であり、繊維方向（木目の方向）が上下方向に沿うように形成されている。荷重伝達材３は、図２、図３（ｂ）に示すように、木質柱１の上面１ａの四隅にそれぞれ配置され、その高さＨは、第１木質梁２０と第２木質梁２１の梁成Ｄと一致している。

各荷重伝達材３には、平面視における中心にＺ方向（鉛直方向）に沿って、棒状接合材としてのラグスクリューボルト５が螺合される貫通孔３ａが設けられている。また、各荷重伝達材３が載置される各載置材非当接面１ｃには、平面視における中心にＺ方向（鉛直方向）に沿ってラグスクリューボルト５が螺合される螺合孔１ｅが設けられている。

荷重伝達材３は、図２、図３（ｃ）に示すように、梁構造体２が載置された木質柱１の上面１ａの四隅に配置される状態で、第１木質梁２０及び第２木質梁２１の側面と対向する側面３ｃが接着剤や釘等で、第１木質梁２０及び第２木質梁２１に固定（接合）され、木質柱１の上面１ａに載置される仕口ブロック４を形成している。ここで、仕口ブロック４は、梁構造体２のうちの、第１木質梁２０及び第２木質梁２１に固定された各荷重伝達材３において、外部に露出する２つの側面３ｂにより形成される４つの角部を繋ぐ正方形状をなす部位を示している。

仕口ブロック４は、図２に示すように、木質柱１の上面１ａに載置された状態で、荷重伝達材３及び木質柱１に亘るラグスクリューボルト５が螺合されて接合される。仕口ブロック４が木質柱１に接合された状態では、図１に示すように、各荷重伝達材３において、第１木質梁２０及び第２木質梁２１と対向しない側面（同面部）３ｂは、木質柱１の側面（縦面）１ｄと、同一平面をなしている。すなわち、４つの荷重伝達材３を含み、平面視正方形状をなす仕口ブロック４の一辺の幅Ｗ３は、木質柱１の上面１ａの一辺の幅Ｗ４と同じである。

本実施形態の木架構の接合方法は、まず、図４に示すように、第１木質梁２０と第２木質梁２１とが十字状に接合された梁構造体２を予め製造し、また、荷重伝達材３も予め製造しておく（荷重伝達材製造ステップＳ１）。
次に、梁構造体２の４箇所の入り隅部に荷重伝達材３を配置し、対向する面同士を接合して仕口ブロック４を形成する（仕口ブロック形成ステップＳ２）。

次に、仕口ブロック４を木質柱１の上面１ａに、荷重伝達材３の露出する側面（同面部）３ｂと、木質柱１の側面（縦面）１ｄと、が同一平面をなすように載置し、各荷重伝達材３の上方からラグスクリューボルト５を貫通孔３ａと螺合孔１ｅに螺合して、仕口ブロック４を木質柱１の上面１ａに接合する（縦方向接合ステップＳ３）。

本実施形態の木架構の接合構造及び木架構の接合方法によれば、木質柱１の上面１ａにおいて梁構造体２が当接しない載置材非当接面１ｃに載置される荷重伝達材３が、木質柱１及び梁構造体２と各々接合されているので、梁構造体２に働く荷重を荷重伝達材３から木質柱１に伝達することが可能となる。このとき、梁構造体２に働く荷重が木質柱１の上面１ａの全面に散して伝達される。このため、木質の柱や梁を、長手方向と交差する方向に貫通するボルトなどにより接合する場合と比べて木質柱１及び梁構造体２にめり込み等が生じないので、木質柱１及び木質梁２０、２１の損傷を抑制することができる。

また、荷重伝達材３は外部に露出する側面３ｂが、木質柱１の側面（縦面）１ｄと同一平面を形成するので、木質柱１の上面１ａの端まで設けられた荷重伝達材３により、上面１ａのより広い範囲にて荷重を支持することが可能である。

また、梁構造体２が有する第１木質梁２０及び第２木質梁２１の側面と荷重伝達材３の対向する側面３ｃとが接着されて仕口ブロック４をなし、一体となった仕口ブロック４を構成する荷重伝達材３と木質柱１が軸方向にラグスクリューボルト５により接合されているので、第１木質梁２０及び第２木質梁２１に作用する荷重を確実に木質柱１に伝達することが可能となる。

また、荷重伝達材３の繊維方向は木質柱１と同じ縦方向なので、引っ張り方向に作用する荷重はラグスクリューボルト５により対抗し、圧縮方向に作用する荷重は荷重伝達材３により対抗することが可能である。このため、より強固に接合することが可能である。

また、梁構造体２を構成する第１木質梁２０及び第２木質梁２１は、繊維方向が木質柱１の繊維方向と交差する横方向なので、例えば木質梁２０、２１を上方から進入するラグスクリューボルト等により木質柱１に固定すると、木質梁２０、２１にめり込みが生じる虞がある。一方、本実施形態の荷重伝達材３の繊維方向は、木質柱１の繊維方向及びラグスクリューボルト５の進入方向と同じ縦方向なので、ラグスクリューボルト５に対する高い剛性を備えている。このため、木質柱１と第１木質梁２０及び第２木質梁２１とを、より強固に接合することが可能である。

本実施形態の木架構の接合方法によれば、載置材非当接面１ｃの全面に載置される荷重伝達材３と、梁構造体２とを接合して形成した仕口ブロック４を木質柱１の上面１ａに載置して、荷重伝達材３と木質柱１とを接合することにより、第１木質梁２０及び第２木質梁２１の損傷を防止しつつより強固に木質柱１と第１木質梁２０及び第２木質梁２１とを接合することが可能な木架構の接合方法を提供することが可能となる。

上記実施形態においては、梁構造体２が補強板２２、２３を備えている例について説明したが、補強板は、必ずしも設けられていなくとも構わない。
また、上記実施形態においては、荷重伝達材と木質縦材とを接合する棒状接合材としてラグスクリューボルトを用いる例について説明したが、これに限らず、例えばＧＩＲ（グルードインロッド）など、木質縦材の軸方向に沿って配置されて、荷重伝達材と木質縦材とを接合可能な棒状の部材であれば構わない。

また、上記実施形態においては、２本の木質梁２０、２１が相欠き接合されている例について説明したが、これに限らず、たとえば、図５に示すように、１本の木質梁２５幅方向における両側から各々木質梁２６が当接されて接合されていても構わない。

上記実施形態においては、木質載置材として２本の木質梁２０、２１が十字状に交差している梁構造体２を例に挙げて説明したが、これに限るものではない。例えば図６（ａ）に示すように、木質載置材として出隅部などの角部をなし、Ｌ字状に接合された２本の木質梁２７、図６（ｂ）に示すように、壁に沿うように配置される１本の木質梁２８、図６（ｃ）に示すように、１本の木質梁２８の一方の側面に直交する木質梁２９がＴ字状に接合された２本の木質梁２８、２９など、木質載置材は、木質柱１の上面に載置される木質の横材であれば構わない。

以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 木質柱、１ａ 上面、１ｂ 載置材当接面、１ｃ 載置材非当接面、
１ｄ 柱の側面（縦面）、１ｅ 螺合孔、２ 梁構造体（木質載置材）、
２ａ 接合部、３ 荷重伝達材、３ａ 貫通孔、３ｂ 露出する側面（同面部）、
３ｃ 木質梁と対向する側面、４ 仕口ブロック、
５ ラグスクリューボルト（棒状接合材）、
２０ 第１木質梁、２０ａ 第１切欠き部、２０ｂ 第１切欠き部の中央部、
２０ｃ 第１切欠き部の両端部、２０ｄ 第３切欠き部、２１ 第２木質梁、
２１ａ 第２切欠き部、２１ｂ 第２切欠き部の中央部、
２１ｃ 第２切欠き部の両端部、２１ｄ 第４切欠き部、２２ 第１補強板、
２３ 第２補強板、２５～２９ 木質梁、
Ｄ 梁成、Ｈ 荷重伝達材の高さ、Ｌ１ 第１及び第２切欠き部の長さ、
Ｌ２ 補強部材の長さ、Ｗ１ 補強板の幅、Ｗ２ 木質梁の幅、
Ｗ３ 仕口ブロックの幅、Ｗ４ 木質柱の幅、

Claims (5)

1. 木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合構造であって、
   前記上面は、前記木質載置材と当接する載置材当接面と、
   前記木質載置材が当接しない載置材非当接面と、を有しており、
   前記載置材非当接面に載置され、前記木質載置材に働く荷重を伝達する荷重伝達材を有し、
   前記荷重伝達材は、前記木質縦材と前記木質載置材に接合されていることを特徴とする木架構の接合構造。
2. 請求項１に記載の木架構の接合構造であって、
   前記載置材非当接面の全面に前記荷重伝達材が載置されており、
   前記荷重伝達材は、前記木質縦材の縦面と同面となる同面部を有することを特徴とする木架構の接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の木架構の接合構造であって、
   前記荷重伝達材は、前記木質載置材の側面と接着材で接着され、前記木質縦材とは前記木質縦材の軸方向に沿う棒状接合材により接合されていることを特徴とする木架構の接合構造。
4. 請求項２に記載の木架構の接合構造であって、
   前記荷重伝達材の繊維方向は縦方向であることを特徴とする木架構の接合構造。
5. 木質縦材と、前記木質縦材の上面に載置される木質載置材とを接合する木架構の接合方法であって、
   前記木質載置材に働く荷重を伝達し、前記上面において前記木質載置材が当接しない載置材非当接面の全面に載置される荷重伝達材を製造する荷重伝達材製造ステップと、
   前記木質載置材と前記荷重伝達材とを接合して仕口ブロックを形成する仕口ブロック形成ステップと、
   前記仕口ブロックを前記上面に載置し、前記荷重伝達材と前記木質縦材とを接合する縦方向接合ステップと、
   を有することを特徴とする木架構の接合方法。
   

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