JP2961595B2 - 建築用フレームを用いた建築物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピラミッド・ティ
ンバー工法とも云うべき工法による建築用フレームを用
いた建築物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のものにあっては、下記の
ようなものになっている。 １．木造住宅の工法には在来軸組工法、ツーバイフォー
工法、木質パネル工法等がある。 ２．力学的に分類すると垂直荷重、水平荷重を軸材
（柱）で受ける木造軸組工法と、面で受けるツーバイフ
ォー工法、木質パネル工法とに分けられる。 本願工法も含まれる木造軸組工法とは、柱，梁，筋かい
及び火打ち等で構成され、積載荷重の垂直力、地震，風
圧時の荷重の水平力を梁，筋かい，火打ち材等を伝わっ
て柱である「軸」に伝え、土台，基礎，最終的に地盤に
伝える。それに対してツーバイフォー工法、木質パネル
工法は「面」を組み合わせた「箱」を１単位として空間
を構成し、垂直力、水平力を壁面、床面での箱全体で受
け、基礎、地盤に伝える。これらの工法は、パネル化、
合理化（工業化）を図りやすい利点を有する。 ３．木造軸組工法について述べる。 イ．在来工法といわれる日本古来の伝統工法であるが、
合理化、省資源化、省力化により現在の在来軸組工法と
なっている。 ロ．柱，梁，筋かい，火打ち，間柱，胴差し，桁，木
束，大引，根太、母屋，垂木，板，胴縁など多種多様の
材種で構成されている。 ハ．伝統的技術職人（大工）によって、墨付け、切込
み、組立て、造作しなければならない。 そのため、施工期間もかかり、また、技術を習得するに
も時間を要し、職人不足となっているのが現状である。 ニ．一般製材を用いて従来の複雑な継ぎ手、仕口、加工
を用いて組み立てているが、柱，梁などの断面が小さく
なったため、剛接合とはならず、金物補強によるピン接
合で建てるため、筋かい、火打ち材を必要としている。 ホ．木材の乾燥も、自然乾燥から乾燥機による人工的乾
燥になったが、断面の芯まで十分乾燥できずに建築する
ため、クレームの要因となったり、建物の強度や性能に
も影響しているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにあっては、下記のような問題点を有していた。 １．軸材（フレーム）の構成について イ．一般的には、柱を垂直に建て梁を水平方向に接続
し、張り間方向は門型にフレームを組むため、特に地震
等の水平力に対して弱い。 ロ．張り間方向、桁行き方向とも筋かいが必要となり、
施工上、また、壁のパネル化，断熱化を図る上で問題と
なっている。 ハ．在来工法では、部分的に通し柱を用いているが、柱
の断面が小さいため日本古来の神社，仏閣のような剛接
合的とはならず、金物による補強をしてピン接合となっ
ているため地震等の水平力に対して弱い。 ニ．一般製材を用いているため長尺ものが取れず、複雑
な継ぎ手，仕口を用いるため特殊な技能者を必要とす
る。 ホ．柱を垂直に建て梁を水平方向に接続して組み立てる
ため、建て方に時間と労力がかかり、工期短縮が図れな
い。 ヘ．熟練大工不足で、大工の技能差により建物の構造強
度、仕上げに大きな差が生じ、均一化した建物にならな
い。 ト．一般製材を用いているため、使用木材の乾燥が充分
できず、木材の欠点である痩せ，割れ，反り，ねじれ等
が発生し、クレームの要因となる。 チ．南面に窓を大きく取るため筋かいをバランスよく配
置できない場合が多く、耐震性（特に偏心による建物の
崩壊）の問題が発生する。また、柱を土台の上より建て
ているため、特に大きな荷重を受ける柱は、土台のめり
込みに注意しなければならない。水平力が壁に加わった
時、柱の引抜きにも注意しなければならない。 ２．水平面の構成について イ．一階床の構成は、土台，大引，木束，根太，火打ち
土台，下地板等多くの材料と接合を要し、床鳴り，床の
隙間の発生要因となる。 ロ．二階床の構成は、床梁，根太，火打ち梁，下地板等
多くの材料と接合を要し、床鳴り，床の隙間の発生要因
となる。 ハ．梁も断面の大きなものが必要となり、荷重に応じて
梁背の異なるものを用意しなければならない。 ３．壁面の構成について イ．外壁，内壁とも筋かいを設けなければならず、施工
上、また、壁のパネル化，断熱化を図る上で障害となっ
ている。 ロ．壁を構成する部材も柱，間柱，まぐさ，開口枠，下
地胴縁，筋かい等多くの種類の部材を必要とする。 ４．小屋組の構成について イ．小屋を構成する部材も小屋梁，束，母屋，野地垂
木，下地板，小屋筋かい等多くの種類の部材を必要とす
る。 ロ．屋根形状により熟練大工を必要とする。 ５．横架材の構成について 断面の大きなものは乾燥が十分できず、割れが発生し構
造強度の低下の原因となる。 本願は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、上述の問
題を解決できるものを提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記のようになるものである。すなわち、
本発明は、建築用フレーム１と水平面部２と壁面部３と
小屋組部４と屋根５から構成され、建築用フレーム１
は、基礎１Ａと、この基礎に桁行き方向で所定間隔をも
って直接緊結された適数個のピラミッド・ティンバーフ
レーム１Ｂと、これらピラミッド・ティンバーフレーム
１Ｂ，１Ｂ間を接合する繋ぎ梁１Ｃ及び棟梁１Ｄと、各
ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂに水平方向をもっ
て取付けられた合わせ梁１Ｅから構成され、ピラミッド
・ティンバーフレーム１Ｂは、角材１Ｂ１，１Ｂ１の張
り間方向を三角形型のラーメン的構造に構成され、合わ
せ梁１Ｅは、ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂにお
ける二階の胴差し、桁位置にピラミッド・ティンバーフ
レームを両側より挟み込むように片持ち部と中間部が一
体に構成されていると共に、隣接するピラミッド・ティ
ンバーフレーム１Ｂ，１Ｂと繋ぎ梁１Ｃ間に木材または
鉄筋，丸パイプ等による筋かい１Ｆが設けられ、水平面
部２は、一階床２Ａと二階床２Ｂから構成され、一階床
２Ａは、ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ，１Ｂ間
に土台２Ａ１を配置し、その上に根太梁２Ａ２を所定間
隔に配置し、床合板２Ａ３を張って剛床に構成され、二
階床２Ｂは、合わせ梁１Ｅの上に根太梁２Ｂ１を所定間
隔に配置し、床合板２Ｂ２を張って剛床に構成され、壁
面部３は、外壁３Ａと、内壁３Ｂから構成され、外壁３
Ａは、各ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂと連結さ
れた合わせ梁１Ｅと、頭繋ぎ梁材３Ａ１から吊る方式に
より取付けられ、内壁３Ｂは、床上から天井までの間仕
切り壁として構成され、小屋組部４は、桁の位置をもっ
てピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂに、オーバーハ
ングして取付けた合わせ梁１Ｅの上、または頭繋ぎ梁４
Ａ１、棟梁１Ｄに小屋組の野地垂木梁４Ａを所定間隔に
て配置し、野地合板４Ｂを張って構成され、屋根５は、
ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ及び棟梁、頭繋ぎ
梁を利用した小屋組部の上に屋根仕上材５Ａを張設して
流れ屋根、または無落雪屋根に構成されている建築用フ
レームを用いた建築物である。

【０００５】

【発明の実施の形態】実施例について図面を参照して説
明する。１１は本発明の建築用フレームを用いた建築物
で、建築用フレーム１と水平面部２と壁面部３と小屋裏
部４と屋根部５から構成されている。建築用フレーム１
の構成は下記の通りである。基礎１Ａと、この基礎に桁
行き方向（Ｙ方向）で所定間隔をもって直接基礎に緊結
された適数個のピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ
と、これらピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ，１Ｂ
間を接合する繋ぎ梁１Ｃ及び棟梁１Ｄと、各ピラミッド
・ティンバーフレーム１Ｂに水平方向をもって取付けら
れた合わせ梁１Ｅから構成されている。ピラミッド・テ
ィンバーフレーム１Ｂは、角材１Ｂ１，１Ｂ１の張り間
方向（Ｘ方向）を三角形型のラーメン的構造に構成され
ている。この三角形型のラーメン的構造により、鉛直荷
重，垂直荷重に対して自立させることが可能で筋かいを
省くことができる。合わせ梁１Ｅは、ピラミッド・ティ
ンバーフレーム１Ｂにおける二階の胴差し、桁位置にピ
ラミッド・ティンバーフレームを両側より挟み込むよう
に片持ち部と中間部が一体に構成されている。隣接する
ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ，１Ｂと繋ぎ梁１
Ｃ間に木材または鉄筋，丸パイプなどによる筋かい１Ｆ
を設け、水平面部２は、一階床２Ａと二階床２Ｂから構
成されている。一階床２Ａは、ピラミッド・ティンバー
フレーム１Ｂ，１Ｂ間に土台２Ａ１を配置し、その上に
根太梁２Ａ２を所定間隔に配置し、床合板２Ａ３を張っ
て剛床に構成され、二階床２Ｂは、合わせ梁１Ｅの上に
根太梁２Ｂ１を所定間隔に配置し、床合板２Ｂ２を張っ
て剛床に構成されている。壁面部３は、外壁３Ａと、内
壁３Ｂから構成されている。外壁３Ａは、各ピラミッド
・ティンバーフレーム１Ｂと連結された合わせ梁１Ｅ
と、頭繋ぎ梁材３Ａ１から吊る方式により取付けられて
いる。内壁３Ｂは、床上から天井までの間仕切り壁とし
て構成されている。このほか、小屋組部４と屋根５等に
ついては、下記のように構成されている。 イ．小屋組部４は、桁の位置をもってピラミッド・ティ
ンバーフレーム１Ｂに、オーバーハングして取付けた合
わせ梁１Ｅの上、または頭繋ぎ梁４Ａ１、棟梁１Ｄに小
屋組の野地垂木梁４Ａを所定間隔にて配置し、野地合板
４Ｂを張って構成されている。 ロ．屋根５は、ピラミッド・ティンバーフレーム１Ｂ及
び棟梁、頭繋ぎ梁を利用した小屋組部の上に屋根仕上材
５Ａを張設して流れ屋根（または無落雪屋根でも良い）
に構成されている。 ハ．床，壁，屋根をパネル化して現場で組み込むことも
可能とする。 ニ．主要フレームの構成に使用されるピラミッド・ティ
ンバーフレーム、合わせ梁、頭繋ぎ梁などの主要構造材
に構造用集成材、ＬＶＬなどのエンジニアリングウッド
を用いる。 ホ．合わせ梁には、中間部に所定間隔に座屈防止のウエ
ブ１Ｅ１を取付ける。ここで、主要構造の施工手順を説
明する。 第１．主要フレームの中心を三角形型のラーメン的構造
としたピラミッド・ティンバーフレームで構成する。 第２．合わせ梁を通常の胴差し及び桁の位置をもってピ
ラミッド・ティンバーフレームを両側より挟み込むよう
にオーバーハングして取付ける。 第３．合わせ梁を取付けたピラミッド・ティンバーフレ
ームを所定間隔にて配置し、直接基礎に緊結する。 第４．ピラミッド・ティンバーフレームを繋ぎ梁，棟
梁，頭繋ぎ梁で連結する。 第５．桁行き方向の所定箇所に木材または鉄筋，丸パイ
プ等による筋かいを設ける。 第６．ピラミッド・ティンバーフレーム間の基礎の上に
土台を配置する。 第７．建て方にクレーンを用い、接合部分は公知の金
物，ボルト，ピン等で止める。 以上で主要構造の建て方が完了し、この後、床組，壁
組，小屋組を行う。

【０００６】

【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で次に記載する効果を奏する。 １．主要フレームの中心を三角形型のラーメン的構造と
することにより、横力（地震力、風圧力）に対して、水
平力を三角形型の斜めフレーム材に軸力として変換して
反力で安定させることとなり、また、直接基礎に緊結す
るため外力（地震、風圧）などに対して強い建物とな
る。 ２．三角形型に構成したラーメン的構造となるためＸ方
向（張り間方向）には耐力壁を必要とせず、筋かい、構
造用合板などを用いることが不要となり、施工性も良く
なるためコストダウンが図れる。 ３．主要フレームに構造用集成材、ＬＶＬなどのエンジ
ニアリングウッドを用いるので、長尺もので強度が強
く、十分乾燥した安定した材料で構成できるため建築後
のクレームの発生及び強度、気密性の劣化が防げる。 ４．主要フレーム等を予め工場でプレカットして現場で
クレーンにて組み立てるため工期短縮となり、熟練した
技能者を必要としない。 ５．桁行き方向の所定間隔の位置にピラミッド・ティン
バーフレームを配置し、繋ぎ梁，棟梁等を公知の金物，
ボルト，ピン等で接合できるため特殊な技能者を要しな
い。 ６．桁行き方向の所定箇所に木材または鉄筋，丸パイプ
等による筋かいを設けることにより、外壁，内壁を耐力
壁としなくても良く、壁のパネル化，断熱化をしやす
い。 ７．ピラミッド・ティンバーフレームの二階、さらには
必要に応じて三階の胴差し位置に片持ち部と中間部が一
体の合わせ梁を用いて取付けることにより、ピラミッド
・ティンバーフレームと合わせ梁は、三つ以上の支点で
支持された連続梁になり、片持ち部の曲げ応力（ＭＣ）
と中央部分の固定端モーメント（ＭＯ）が打ち消される
（ＭＯ−ＭＣ）ことにより合わせ梁の断面を小さくする
ことができ経済的となる。Ｐは垂直荷重を示す。（図６
参照） ８．外壁は、各ピラミッド・ティンバーフレームとジョ
イントした合わせ梁，頭繋ぎ梁材から吊る方式によって
セットすることにより、免震構造となる。この吊る方式
以外の方法としては、合わせ梁の片持ち部の端部に柱を
設け、外壁で耐力壁を設けるとよい。（図４参照） ９．床組に根太梁を用いることにより、従来の複雑な床
組を必要とせず、パネル化しやすく、施工性がよい。 １０．一階床の構成は、ピラミッド・ティンバーフレー
ム間に土台を配置し、その上に根太梁を所定間隔に配置
し、床合板を張り剛床に構成されている。 この場合、図示は省略するが、一階床をコンクリート土
間として、木材による床組を省略することも可能であ
る。 １１．二階床及び三階床（図示略）は、ピラミッド・テ
ィンバーフレームの二階、三階の胴差し位置に取付ける
片持ち部と中間部が一体の合わせ梁を用いて取付け、そ
の上に根太梁を所定間隔に配置し、床合板を張り剛床に
構成されている。 １２．外壁もパネル化することにより施工性が良く、コ
ストダウンが図れる。 １３．内壁は、耐力壁を設けず床上から天井間での間仕
切り壁（パネル化しやすい）に構成されているので、取
外しが自由でフリー間仕切りとなり、ライフサイクルの
変化に対応できる住いとなる。 １４．桁の位置にピラミッド・ティンバーフレームより
オーバーハングして取付けた合わせ梁の上、または頭繋
ぎ梁，棟梁に小屋組の野地垂木梁を所定間隔にて配置
し、野地合板を張って、小屋組部とすることができる。 １５．二階部分の乗り方を自由に選択でき、また、三角
形型のピラミッド・ティンバーフレームを利用して流れ
屋根部分を構成でき、施工性がよく外観形状のデザイン
性，内部空間の変化を持たせることができる。（図８参
照） １６．トラス組した三角形の小屋組部の空間を利用し、
吹き抜け，小屋裏部屋などに活用できる。また、天窓を
用いて直射日光を取り入れて、冬期間の暖房の補助、給
湯などに利用するダイレクトゲイン方式の空間としても
利用できる。 １７．床，壁，屋根等をパネル化することにより更に工
期短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】建築用フレームの斜視図である。

【図２】建築用フレームの一部に外壁などを張設した状
態の斜視図である。

【図３】建築用フレームに筋かいを設けた実施例の斜視
図である。

【図４】他の実施例の建築用フレームの合わせ梁の片持
ち部の端部に柱を設け外壁で耐力壁を張設した状態の斜
視図である。

【図５】建築用フレームの一部に外壁、屋根などを張設
した状態の斜視図である。

【図６】作用を説明する合わせ梁の応力図である。

【図７】Ｘ−Ｘ線拡大断面図である。

【図８】同上の他の実施例の拡大図である。

【図９】Ｙ−Ｙ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 建築用フレーム １Ａ 基礎 １Ｂ ピラミッド・ティンバーフレーム １Ｃ 繋ぎ梁 １Ｄ 棟梁 １Ｅ 合わせ梁 １１ 建築用フレームを用いた建築物 ２ 水平面部 ３ 壁面部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築用フレーム（１）と水平面部（２）
   と壁面部（３）と小屋組部（４）と屋根（５）から構成
   され、 建築用フレーム（１）は 、基礎（１Ａ）と、この基礎に
   桁行き方向で所定間隔をもって直接緊結された適数個の
   ピラミッド・ティンバーフレーム（１Ｂ）と、これらピ
   ラミッド・ティンバーフレーム（１Ｂ，１Ｂ）間を接合
   する繋ぎ梁（１Ｃ）及び棟梁（１Ｄ）と、各ピラミッド
   ・ティンバーフレーム（１Ｂ）に水平方向をもって取付
   けられた合わせ梁（１Ｅ）から構成され、ピラミッド・
   ティンバーフレーム（１Ｂ）は、角材（１Ｂ１，１Ｂ
   １）の張り間方向を三角形型のラーメン的構造に構成さ
   れ、合わせ梁（１Ｅ）は、ピラミッド・ティンバーフレ
   ーム（１Ｂ）における二階の胴差し、桁位置にピラミッ
   ド・ティンバーフレームを両側より挟み込むように片持
   ち部と中間部が一体に構成されていると共に、隣接する
   ピラミッド・ティンバーフレーム（１Ｂ，１Ｂ）と繋ぎ
   梁（１Ｃ）間に木材または鉄筋，丸パイプ等による筋か
   い（１Ｆ）が設けられ、 水平面部（２）は、一階床（２Ａ）と二階床（２Ｂ）か
   ら構成され、一階床（２Ａ）は、ピラミッド・ティンバ
   ーフレーム（１Ｂ，１Ｂ）間に土台（２Ａ１）を配置
   し、その上に根太梁（２Ａ２）を所定間隔に配置し、床
   合板（２Ａ３）を張って剛床に構成され、二階床（２
   Ｂ）は、合わせ梁（１Ｅ）の上に根太梁（２Ｂ１）を所
   定間隔に配置し、床合板（２Ｂ２）を張って剛床に構成
   され、壁面部（３）は、外壁（３Ａ）と、内壁（３Ｂ）
   から構成され、外壁（３Ａ）は、各ピラミッド・ティン
   バーフレーム（１Ｂ）と連結された合わせ梁（１Ｅ）
   と、頭繋ぎ梁材（３Ａ１）から吊る方式により取付けら
   れ、内壁（３Ｂ）は、床上から天井までの間仕切り壁と
   して構成され、小屋組部（４）は、桁の位置をもってピ
   ラミッド・ティンバーフレーム（１Ｂ）に、オーバーハ
   ングして取付けた合わせ梁（１Ｅ）の上、または頭繋ぎ
   梁（４Ａ１）、棟梁（１Ｄ）に小屋組の野地垂木梁（４
   Ａ）を所定間隔にて配置し、野地合板（４Ｂ）を張って
   構成され、屋根（５）は、ピラミッド・ティンバーフレ
   ーム（１Ｂ）及び棟梁、頭繋ぎ梁を利用した 小屋組部の
   上に屋根仕上材（５Ａ）を張設して流れ屋根、または無
   落雪屋根 に構成されていることを特徴とする建築用フレ
   ームを用いた建築物。