JP3224905U - 統一梁工法に基づく軸組木造建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】構造設計を容易にし、且つ生産性も向上し得るようにするために、統一梁工法に基づく軸組木造建築物を提案する。【解決手段】統一した規格からなる梁材１０を使用して構成した梁と、前記梁に垂直に結合する構造柱との組み合わせによって１以上の構造区画ＣＳ１２を構成し、該１以上の構造区画は少なくとも主たる構造区画ＣＳ１１を含み、該主たる構造区画内の間仕切りは非耐力壁で構築する。統一した規格からなる梁材は、その木口寸法が共通している。換言すれば、該共通の木口寸法よりも大きな木口寸法を持つ梁材は使用しないものとする。さらに、該統一した規格からなる梁材は、該梁材の木口寸法と材質に応じた曲げ強度限度を充足する最大長を持ち、主たる構造区画は、該最大長を持つ梁材によって構成した上部床梁とそれに垂直に結合する構造柱とによって構成される。【選択図】図３

Description

本考案は、軸組工法からなる木造建築物に関し、特に、統一梁工法に基づき構築する軸組木造建築物に関する。

軸組工法からなる木造建築物においては、通常、間取り設計が優先され、その梁伏せは梁を受ける構造柱間の長さをスパンとし、任意の間取りに応じて定まる異なるスパンごとに梁の長さを変え、また、使用する梁材の高さ（梁成）も種々変えている。そのため、梁材の本数及び種類が増え、加工時間もそれに比例して多くかかることになる。また、二次梁、三次梁などが加わると荷重も変化し、さらに、間崩れが加わると、架構は複雑を極めたものとなる。その結果、構造設計は不必要に複雑化され、過剰な木材材積を使用しながら、構造的に不安定な建築が行われることになる。

本考案は、軸組工法からなる木造建築物の構造を改善し、構造設計を容易にし且つ生産性も向上し得るようにすることを目的とする。

本考案に係る軸組木造建築物は、統一した規格からなる梁材を使用して構成した梁と、前記梁に垂直に結合する構造柱との組み合わせによって１以上の構造区画（躯体空間）を構成し、該１以上の構造区画は少なくとも主たる構造区画を含み、該主たる構造区画内の間仕切りは非耐力壁で構築したことを特徴とする。

本考案によれば、梁をすべて統一した規格からなる梁材を使用して構成するので、架構がシンプルとなり、構造設計も簡素化され、過剰な木材材積使用も防ぐことができる。また、統一した規格からなる梁材を大量生産して加工所若しくは現場に供給すればよいので、生産性も向上し、トータルの材料費が節約できる等により、経済的である。

本実施例において使用する統一した規格からなる梁材の一例を示す図。 本実施例に従う軸組木造建築物の１階の構造区画の一例を示す平面図。 図２に対応する１階の梁伏せの一例を示す平面図。 本実施例に従う軸組木造建築物の２階の構造区画の一例を示す平面図。

図１は、本実施例において使用する統一した規格からなる梁材の一例を示す。（ａ）は、９１０モジュールの軸組木造建築物における統一した規格からなる梁材１０の一例を示し、１０５ｍｍ（短辺）×２１０ｍｍ（長辺）の木口寸法（断面）を持つ梁材である。（ｂ）は、１０００モジュールの軸組木造建築物における統一した規格からなる梁材１１の一例を示し、１２０ｍｍ（短辺）×２４０ｍｍ（長辺）の木口寸法（断面）を持つ梁材である。一般には、各モジュールに従う梁材の木口寸法（断面）は複数種あることが知られているが、本実施例においては、１軒の軸組木造建築物においては１種類のつまり共通の木口寸法（断面）を持つ梁材のみを使用する。すなわち、本実施例において、９１０モジュールの軸組木造建築物を構築する場合、図１（ａ）に示す木口寸法（断面）を持つ梁材１０を使用し、１０００モジュールの軸組木造建築物を構築する場合、図１（ｂ）に示す木口寸法（断面）を持つ梁材１１を使用する。一つの観点によると、統一した規格からなる梁材１０又は１１を使用するということは、１軒の軸組木造建築物の梁を構築する際に、１種類のつまり共通の木口寸法（断面）を持つ梁材を使用し、それよりも木口寸法の大きな梁材は使用しないということである。なお、本考案の実施にあたっては、統一した規格からなる梁材１０又は１１の木口寸法よりも小さな木口寸法（若しくは梁成）を持つ梁材を、床梁のつなぎあるいは床面材の受け材等、補助材として、つまり甲乙梁として、適宜使用しても差し支えない。

１軒の軸組木造建築物の梁を構築する際に使用する各モジュールにおける梁材１０、１１の長さの最大長は、該梁材の木口寸法と材質に応じた曲げ強度限度（たわみ量限度）を充足するものとする。これは、この梁材１０又は１１の最大長よりも長い寸法の梁材は使用しないということである。したがって、別の観点によると、統一した規格からなる梁材１０又は１１を使用するということは、１軒の軸組木造建築物の梁を構築する際に使用する前記１種類のつまり共通の木口寸法（断面）を持つ１本の梁材の長さは、前記最大長を限度とするということである。勿論、個々の建物の設計に従い、部分的には、この規格化された梁材１０又は１１を短く切断して、短い梁を構築するために使用することは当然あり得る。

図１の例においては、各モジュールにおける梁材１０、１１の長さとして、９１０モジュールが３６４０ｍｍ、１０００モジュールが４０００ｍｍであることを示している。これは、梁の曲げ強度限度（たわみ量限度）を考慮して、１０５ｍｍ×２１０ｍｍの木口寸法（断面）を持つ１本の梁材１０が当該建物内で使用される長さは３６４０ｍｍを限度（最大長）とし、１２０ｍｍ×２４０ｍｍの木口寸法（断面）を持つ１本の梁材１１が当該建物内で使用される長さは４０００ｍｍを限度（最大長）とする、ということを例示している。なお、この具体的数値（最大長）は、梁材１０、１１の材質として、規格Ｅ１０５／Ｆ３００の構造用集成材（一例として木材質は欧州赤松）を梁材１０又は１１に用いた場合の例である。したがって、梁材の材質に応じて曲げ強度限度（たわみ量限度）が異なれば、具体的数値（最大長）も適宜異なり得る。

なお、図１に示した梁材１０又は１１を使用して構築する建物における１つの梁の全長が１本の梁材１０又は１１の限度つまり最大長（３６４０ｍｍ又は４０００ｍｍ）よりも長い箇所は、２本以上の梁材１０又は１１を連接して配置することで該当する梁を構築することになるが、その場合、各梁材１０又は１１が連接する箇所（端部）には必ず構造柱が配置されるようにし、該構造柱によって梁材連接箇所（端部）を支持するものとする。

図２は、本実施例に従う多階層の軸組木造建築物の１階の構造区画（躯体空間）の一例を示す平面図である。図示例の１階の構造区画（躯体空間）は、１つの主たる構造区画ＣＳ１１と、１つのサブ構造区画ＣＳ１２とを含む。符号ＣＰで例示している×印は構造柱を示し、符号ＢＷで例示しているハッチング部分は耐力壁を示す。通常、外壁は耐力壁ＢＷであり、建物内部の壁も、構造区画を形成している壁は耐力壁ＢＷからなる。なお、構造区画を形成する壁（構造壁）は、耐力壁ＢＷに限らず、筋交い等によって必要強度を充足したものであればよい。

公知のように、１階の下部の横架材は土台及び大引き等からなっており、上部の横架材は梁（胴差及び床梁等）からなっている。そして、１階の上部の横架材（胴差及び床梁等の梁）は、２階の下部の横架材として機能する。図３は、図２に対応する１階の梁伏せ（つまり、１階上部若しくは２階下部の横架材つまり梁の配置）の一例を示す平面図である。各床梁の端部には、構造柱又は直交梁を設置し、必要な強度が確保された構造とするものとする。

本実施例においては、甲乙梁等補助材として機能する小木口寸法のものを除くすべての梁が統一した規格からなる梁材１０又は１１を用いて構築される。例えば、主たる構造区画ＣＳ１１において、該構造区画ＣＳ１１を構成する耐力壁の上辺に沿って配置される梁（胴差）は、長辺の梁がそれぞれ３６４０ｍｍの梁材とその半分の約１８２０ｍｍの梁材とを連接した組み合わせで構成され、短辺の梁（胴差）がそれぞれ１本の３６４０ｍｍの梁材（最大長の梁材）で構成される。また、対抗する長辺（胴差）の間に架橋される複数の並列的な床梁（上部床梁）はそれぞれ１本の３６４０ｍｍの梁材（最大長の梁材）がそのまま用いられる。このように、主たる構造区画ＣＳ１１においては、胴差の間に架橋される複数の並列的な床梁（上部床梁）が最大長の梁材によって構築される。すなわち、主たる構造区画ＣＳ１１は、前記最大長を持つ前記梁材によって構成した床梁（上部床梁）と該床梁（上部床梁）の下部に垂直に結合する構造柱との組み合わせによって構成される。このように主たる構造区画ＣＳ１１を規定することにより、必要な構造的強度を確保する一方で建物全体の木材使用量を最小化することができ、経済的である。

サブ構造区画ＣＳ１２とは、個別の建物の設計上必然的に生じ得る、主たる構造区画ＣＳ１１よりも小さな面積からなる構造区画である。図２の例において、サブ構造区画ＣＳ１２を構成する耐力壁の上辺に沿って配置される梁は、長辺の２つの梁がそれぞれ３６４０ｍｍの梁材とその半分の約１８２０ｍｍの梁材とを連接した組み合わせで構成され、短辺の２つの梁がそれぞれ２７３０ｍｍの梁材で構成される。また、対抗する長辺の間に架橋される複数の並列的な床梁はそれぞれ２７３０ｍｍの梁材が用いられる。なお、主たる構造区画ＣＳ１１及びサブ構造区画ＣＳ１２の双方において、胴差部分を形成するために２本の梁材を連接する場合の各梁材の長さは、上記例に限らない。要するに、梁の曲げ剛性限度を考慮した限度長（３６４０ｍｍ又は４０００ｍｍ）以下であればよい。

図２の例では、１つの階の構造区画が、それぞれ１つの主たる構造区画ＣＳ１１とサブ構造区画ＣＳ１２とでなっている。しかし、１つの階の構造区画を構成する主たる構造区画ＣＳ１１とサブ構造区画ＣＳ１２の数はこれに限らず、個別の建物の設計に応じて適宜異なる。例えば、１つの階において複数の主たる構造区画が存在し得るし、サブ構造区画が存在しないことも有り得る。主たる構造区画ＣＳ１１は、その床梁（上部床梁）が最大長を持つ梁材１１によって構成されるので、１つの階又は建物を構成する１以上の構造区画の中で最大面積を持つものとなる。すなわち、主たる構造区画はサブ構造区画よりも大きな面積を持つ。

以上のように主たる構造区画ＣＳ１１及びサブ構造区画ＣＳ１２を構築した後は、該各構造区画ＣＳ１１，ＣＳ１２内の非耐力壁構造による間仕切りは任意に設計し構築してよい。

図４は、図３に示す１階の梁伏せの上に構築される２階の構造区画の一例を示す平面図である。図示例の２階においても、大別して、１つの主たる構造区画ＣＳ２１と、１つのサブ構造区画ＣＳ２２とからなる。２階の主たる構造区画ＣＳ２１は、１階の主たる構造区画ＣＳ１１の真上に構築されるが、個別の建物の設計に応じて、２階の主たる構造区画ＣＳ２１の面積が１階の主たる構造区画ＣＳ１１の面積よりも大きくなることはあり得る。また、２階のサブ構造区画ＣＳ２２は、１階のサブ構造区画ＣＳ１２の真上に構築されるが、これは、個別の建物の設計に応じて、２階のサブ構造区画ＣＳ２２の面積が１階のサブ構造区画ＣＳ１２の面積よりも小さくなることはあり得る。３階以上の構造区画も、図４に示した２階の構造区画と同様の設計思想で構築される。すなわち、階上（２階又は３階等）の主たる構造区画は、階下（１階又は２階等）に構造柱又は構造壁若しくは耐力壁が存在しない箇所に梁上集中荷重がかかるような平面配置を回避するように設計されるものとし、もって、階上（２階又は３階等）の主たる構造区画の構成は階下（１階又は２階等）の主たる構造区画の構成と実質的な共通性を持つものとする。

以上のように、各構造区画ＣＳ１１，ＣＳ１２、ＣＳ２１，ＣＳ２２は、統一した規格からなる梁材１０又は１１を使用して構成した梁と、該梁の下部に垂直に結合する構造柱ＣＰ及び耐力壁ＢＷ（若しくは筋交い等による構造壁）との組み合わせによって構成される。なお、構造柱ＣＰ及び耐力壁ＢＷ（若しくは筋交い等による構造壁）等の構造体は、必要に応じて面材の釘打ちを密にするとか／面材を両面張りにするなどによって壁倍率を増加した構造とし、さらには二重壁構造として壁倍率を一層増加した構造とし、これによって、３階以上の中層木造建築物の耐震構造基準を充足させるものとする。

本考案にしたがって統一した規格からなる梁材を用いることにより、梁材の高さ寸法（梁成）が統一されるので、外壁用の壁面材あるいは間仕切り壁用の壁面材の高さ寸法（壁パネル寸法）を統一化することができる。特に、真壁式面材壁パネルの場合は、梁材の下面に壁面材（壁パネル）の上縁部が接するので、壁面材の高さ寸法（壁パネル寸法）の統一化は、壁面施工図（パネル施工図）を簡略化すること及び壁パネルの製作を効率化することに資する。

以上、本考案に係る統一した規格からなる梁材を用いた軸組木造建築物（すなわち、「統一梁工法に基づく軸組木造建築物」）の好ましい条件を整理すると次のとおりである。なお、以下で、「〜Ｐ」とは、その軸組木造建築物において採用するモジュール（例えば９１０モジュールあるいは１０００モジュール）の１単位の長さを１Ｐ（９１０ｍｍあるいは１０００ｍｍ）と言い、そのｘ倍の長さをｘＰと言う。

条件Ａ：１構造区画の平面における床梁架橋方向（例えば短辺方向）の最大寸法を４Ｐ（９１０モジュールでは３６４０ｍｍ、１０００モジュールでは４０００ｍｍ）とし、長辺方向の最大寸法を８Ｐ（９１０モジュールでは７２８０ｍｍ、１０００モジュールでは８０００ｍｍ）とし、階上（２階又は３階等）の構造区画は階下（１階又は２階等）の構造区画と共通の平面配置を持つものとする。すなわち、階上の構造区画は、階下に構造柱又は構造壁が存在しない箇所に梁上集中荷重がかかるような平面配置を回避するように設計されるものとする。

条件Ｂ：１構造区画における梁伏せは、最大寸法で４Ｐの梁材（つまり前記最大長の梁材）を床梁架橋方向（例えば短辺方向）に掛け渡し、このような床梁架橋方向（例えば短辺方向）に掛け渡した梁材を床梁架橋方向に直角な方向（例えば長辺方向）に１Ｐ（９１０モジュールでは９１０ｍｍ、１０００モジュールでは１０００ｍｍ）の間隔で複数配置し、床面を構成する各梁材の端部は構造柱又は直交梁によって支持されるものとする。

条件Ｃ：２階以上の構造区画内の間仕切りは、耐力壁及び構造柱等を含まない、非構造壁で構築する。

条件Ｄ：床梁に使用する統一規格梁材の寸法は、９１０モジュールでは１０５ｍｍ×２１０ｍｍの木口と最大で３６４０ｍｍの長さからなるものとし、１０００モジュールでは１２０ｍｍ×２４０ｍｍの木口と最大で４０００ｍｍの長さからなるものとし、それ以外のモジュールではそれに準ずる寸法からなるものとする。

一例として、以上の条件Ａ〜Ｄを好ましく満たすように構成することにより、床梁にかかる荷重は長期均等荷重のみに限定され、たわみ量限度は推奨値である２０ｍｍ以内且つ長さの１／３００以下となり、剪断強度及び曲げ強度も許容応力内に納めることができる。

このように、本考案によれば、梁成の統一化、構造柱の長さの統一化、外壁用あるいは間仕切り壁用の面材の高さ寸法の統一化（特に真壁式壁の面材の高さ寸法の統一化）を図ることができ、軸組木造建築物の課題としてきた標準化を促進することができる。なお、本考案によれば、間仕切りに耐力壁を使用しないことにより、耐力壁は、建物の外壁及び建物内の構造壁の境界等、限られた場所に集中配置されることになる。したがって、１枚１枚の耐力壁には高い壁倍率が要求される。たとえば、木造でも３階建ての耐震等級３ともなると、筋違いのような低い耐震力の部材では到底間に合わないので、面材耐力壁パネルで構築する必要があり、そのような面材耐力壁パネルは工場によって効率的に生産され得る。そのような耐力壁パネルの工場生産にあっては、部材の標準化を促進することにより、生産性の向上及びコストの削減を図ることが望ましい、本考案によれば、耐力壁パネルの工場生産における部材の標準化の促進というニーズを満たすことができる。例えば、真壁式壁にあっては、その面材の寸法（壁パネル寸法）の統一により、ＣＡＤによる複雑な壁面施工図（パネル施工図）が不要となり、木造壁パネルの工場生産が容易になる。

１０、１１ 統一した規格からなる梁材
ＣＰ 構造柱
ＢＷ 耐力壁
ＣＳ１１、ＣＳ２１ 主たる構造区画
ＣＳ１２、ＣＳ２２ サブ構造区画

Claims (8)

1. 統一した規格からなる梁材を使用して構成した梁と、
   前記梁に垂直に結合する構造柱と
   の組み合わせによって１以上の構造区画を構成し、該１以上の構造区画は少なくとも主たる構造区画を含み、該主たる構造区画内の間仕切りは非耐力壁で構築したことを特徴とする軸組木造建築物。
2. 前記統一した規格からなる梁材は、木口寸法が共通していることを特徴とする請求項１の軸組木造建築物。
3. 前記統一した規格からなる梁材の前記木口寸法よりも大きな木口寸法を持つ梁材は使用しないことを特徴とする請求項２の軸組木造建築物。
4. 前記統一した規格からなる梁材は、該梁材の木口寸法と材質に応じた曲げ強度限度を充足する最大長を持ち、
   前記主たる構造区画は、前記最大長を持つ前記梁材によって構成した上部床梁と該上部床梁の下部に垂直に結合する構造柱との組み合わせによって構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの軸組木造建築物。
5. 前記１以上の構造区画は、さらにサブ構造区画を含み、前記主たる構造区画は、該サブ構造区画よりも大きな面積を持つことを特徴とする請求項４の軸組木造建築物。
6. 前記統一した規格からなる梁材は、１０５ｍｍ×２１０ｍｍの木口と３６４０ｍｍの長さからなる請求項１乃至５のいずれかの軸組木造建築物。
7. 前記統一した規格からなる梁材は、１２０ｍｍ×２４０ｍｍの木口と４０００ｍｍの長さからなる請求項１乃至５のいずれかの軸組木造建築物。
8. 多階層の軸組木造建築物において、階上の前記主たる構造区画は、階下に構造柱又は構造壁が存在しない箇所に梁上集中荷重がかかるような平面配置を回避するように設計されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの軸組木造建築物。

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