JP3635043B2

JP3635043B2 - 木造建築物の免震構造

Info

Publication number: JP3635043B2
Application number: JP2001166559A
Authority: JP
Inventors: 栄作東坂
Original assignee: 株式会社トピックス
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002356915A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木造住宅等の木造建築物における免震構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木造建築物における在来型の軸組工法では、縦方向に延びる柱等の木製構造部材と横方向に延びる梁等の木製構造部材とを、仕口や継手等により緊結して矩形枠体状に接合し、さらに矩形枠体の対角位置に板状又は柱状の木製筋違を釘等で固定することによって補強を図りつつ、壁などの骨組み構造を形成する工法が採用されている。しかしながら、このような在来型工法では、構造部材自体は木材であるためそれが乾燥すると収縮して補強金物との間に緩みが生じることになる。そのため、せっかく補強を施しても不完全となりがちで、建築が完成した後では修復が極めて困難であり、また、通し柱ではなく管柱における接合部においては、補強が不完全になることにより強度が低下して、管柱を使用する上階と下階との間でずれが生じる可能性がある。さらに、接合部を除く構造部材や筋違は木製のものであるため、このような在来型工法では工業的な規格化が難しいという問題もある。
【０００３】
そこで、このような問題を解消するために、複数の筒部を有する金属製の接合部材を用いて、その接合部材に隣接する２本以上の木製構造部材の端部をそれぞれ筒部に挿入し、さらにその接合部材と筒部に挿入された木製構造部材とをボルトで固定するようにした木製建築物の骨格構造が考えられている。このような構造であれば、強度の低下を招くことなく精度よく組み立てることができ、しかも工業的な規格化が容易な木造構造物を提供し、さらにその木造構造物を利用して簡便に建築することができるといった、様々なメリットを得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、木製部材と金属製部材とが混在する上述したような木造建築物が地震や強風等により強い振動を受けた場合、その振動は木製部材よりも金属製部材に伝達されやすいという傾向がある。すなわち、接合部材の筒部に挿入した木造構造部材をボルトによって接合部材に固定した上述の構造を有する木造建築物が強い振動を受けると、金属製であるボルトが木造構造部材と密接に接触しているために、ボルトに伝わった振動によりそれが挿入されている木製構造部材の部位に緩みが生じたり、場合によってはひび割れが生じることがある。これにより木造建築物の劣化や崩壊を招く恐れが生じることになる。
【０００５】
そこで本発明は、以上のような問題を解消するために、接合部材の筒部に挿入した木造構造部材をボルトによって接合部材に固定するという構造のメリットを十分に活かしつつ、強い振動にも耐え得る木造建築物の免震構造を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の木造構造物は、隣接する少なくとも２本の木製構造部材と、該木製構造部材の端部をそれぞれ挿入し得る少なくとも２つの筒部を有する接合部材とを基本構成要素とし、前記各木製構造部材の各端部を接合部材の対応する各筒部に挿入した状態で接合部材の内部において一方の木製構造部材に設けた突部を他方の木製構造部材に設けた凹部に挿入して木製構造部材同士を緊密に接続するとともに各木製構造部材を接合部材に固定するために前記各筒部及び該各筒部に挿入された各木製構造部材の各端部に貫通させたボルトを利用して、それら各木製構造部材と接合部材とを固定するようにした木造建築物の骨格構造において、前記各筒部に挿入された木製構造部材の各端部と前記ボルトとの間に、建築物が受ける振動を吸収し得る免震部をそれぞれ形成していることを特徴としている。
【０００７】
このような構造によれば、この木造建築物が地震や台風等の強風により強い振動を受けた場合、その振動がボルトに伝わったとしてもそのボルトが受けた振動を免震部によって吸収することができるため、木造構造物のボルトを挿通した部位へ伝わる振動を軽減することができることになり、木造構造物とボルトとの間の緩みや木造構造物自体のひび割れ等を有効に抑制することができる。
【０００８】
具体的に好ましい免震部には、弾性変形可能な素材からなる弾性変形部材をボルトを包囲する位置に設けたものが挙げられる。この場合、より具体的な好ましい構造には、木製構造部材にその厚み方向に開口する貫通孔を形成し、弾性変形部材を貫通孔の内部に配設した状態で、ボルトを弾性変形部材に挿入するようにしたものが挙げられる。特にボルトからの振動を、その周囲に略均等に分散させて、振動に基づく力の特定箇所への集中を防止するためには、貫通孔を円形状の等断面形状をなすものとし、弾性変形部を貫通孔の内部に密接に配設すると有効である。
【０００９】
また、木製構造部材へのボルトからの振動をより有効に抑制するようにするためには、免震部に、貫通孔に添って配設され弾性変形部材を密接に収容し得る外筒部を設けるとよい。
さらに、弾性変形部材へのボルトの挿通を容易化するためには、弾性変形部材の略中央部にボルト挿入孔を貫通させて形成し、該ボルト挿入孔とそれに挿入されるボルトとの間に内筒部材を介在させると有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２は、木造建築物１００（図６参照）の一部である壁の骨格構造１０を一例として簡略化して示したものである。この骨格構造１０は、４本の木製構造部材（以下、構造部材と略する）１と、これら構造部材１を方形枠体状に接合するために各構造部材１の端部に配置される４つの接合部材２とを備えている。これら構造部材１と接合部材２はボルト３によって緊結されており、そのボルト３と構造部材１との間に、免震部Ｘを形成している。
【００１２】
まず、構造部材１は、所定の規格に応じた寸法に製材された木製角材である。そして、相互に隣接する構造部材１同士を緊密に接続するために、図３に示すように一方の構造部材１の端面には角状をなす突部１１を形成し、他方の構造部材１の端部における側面には前記突部１１に対応する形状をなす凹部１２を形成しており、突部１１を対応する凹部１２に密接に挿入するようにしている。これら突部１１及び凹部１２は、構造部材１の切断の工程で予めその構造部材１に一体に形成しておけばよい。さらに本実施形態では、この構造部材１を接合部材２に取り付けるためのボルト３を挿入する位置に、図４及び図５に示すように、その構造部材１の長手方向と直交する方向に貫通孔１３を形成している。なお、構造部材１の具体的構成はこのようなものに限られず、例えば凹部１２を構造部材１の端面に形成して、同一方向に延びて隣接する他方の構造部材１の突部１１と係合させるようにすることもできる。また、縦方向に使用される構造部材１と横方向に使用される構造部材１とで同一寸法にして骨格構造１０を平面視正方形の枠体状としてもよいし、それらの寸法を異ならせて骨格構造１０を正面視長方形の枠体状としてもよい。
【００１３】
接合部材２は、前記構造部材１の断面形状に対応させて略正方形の断面形状を有する金属製の筒部２１を有するものである。この筒部２１は当該接合部材２により接合される構造部材１の本数に対応する数だけ存在させているため、例えば図３に基本的な構造として示す接合部材２は相互に直角に配置した筒部２１を二つ有しており、全体としてＬ字形をなしている。なお、各筒部２１の中心軸は、構造部材１の材軸方向に一致させている。また、筒部２１には、それに挿入される構造部材１を固定するためのボルト挿入孔２ｓを形成している。なお、このような接合部材２は、前記二つの筒部２１を相互に連結して内部を空洞にした状態に製作することができるが、金属板を塑性変形加工することによっても製作することができる。なお、上述のように接合部材２には接合される構造部材１の本数に対応する数の筒部２１を設けているため、前記Ｌ字形をなすものに限らず、例えば図７に示すように相互に直角をなすように配置した３つ（同図（ａ））、４つ（同図（ｂ））５つ（同図（ｃ））、又は６つ（同図（ｄ））の筒部２１を有するような接合部材２のいずれかを、構造部材１の適宜の接合箇所において適用するようにしている。
【００１４】
免震部Ｘは、中央部にボルト３を挿入するための貫通孔４ｓを有しそのボルト３を包囲するゴムやウレタン等の素材からなる概略円筒状の弾性変形部材４と、弾性変形部材４を密接に収納し構造部材１に形成した貫通孔１３内に配置される外筒４１と、弾性変形部材４の貫通孔４ｓ内に配置され内部にボルト３を挿通させる円筒状の内筒４２とを有している。これら弾性変形部材４、外筒４１及び内筒４２の長さは、構造部材１の一辺の長さにほぼ対応させている。また、外筒４１及び内筒４２には、適宜の径を有する一般的な薄肉金属製パイプを適用すればよい。
【００１５】
そして、隣接する２本の構造部材１を接合部材２によって接合するに際しては、まず予め、構造部材１の貫通孔１３内に免震部Ｘの構成要素である外筒４１を挿入し、その外筒４１内に弾性変形部材４を圧入し、さらに弾性変形部材４の貫通孔４ｓに内筒４２を圧入しておく。そのうえで、接合部材２の各筒部２１の開放端側から各構造部材１を挿入し、接合部材２の内部において一方の構造部材１の突部１１を他方の構造部材１の凹部１２に挿入する。このとき、構造部材１の貫通孔１３内に配置された内筒４２と接合部材に形成したボルト挿入孔２ｓとがほぼ一直線状に合致していることになる。そして、これらボルト挿入孔２ｓ及び内筒４２にボルト３を挿入し、ボルト３の先端にナット４３を止着することによって構造部材１を接合部材２に固定する。すなわちこの状態では、ボルト３の軸部、内筒４２、弾性変形部材４、外筒４１、貫通孔１３及びボルト挿入孔２ｓは、縦断面で考えた場合、ほぼ同心円をなしていることになる。なお、ボルト３の頭部及びナット４３と接合部材２の外側面との間には、大きさの異なる座金４４、４５をそれぞれ二つずつ設けるようにしている。
【００１６】
なお、本実施形態では図１、図２及び図６に示すように、骨格構造１０において対角位置にある接合部材２同士をそれぞれ金属製のシャフト５によって連結するとともに、各シャフト５の端部に設けた圧縮コイルバネ６によってシャフト５を接合部材２に対して弾性付勢している。また、接合部材２には、図３に示すように、これらシャフト５及び圧縮コイルバネ６等を取り付けるための正面視直角三角形状のベース２２を隣接する筒部２１間に設けている。このようにすることで、在来工法のように単に釘等で固定した筋違と比較した場合、対角位置にある接合部材２間にシャフト５及び圧縮コイルバネ６が大きな突っ張り強度を持って配置されるため、骨格構造１０の強度の向上を図っている。
【００１７】
以上のような構成からなる本実施形態によれば、木造建築物１００を構成する骨格構造１０において、各部材の規格化や施工時の精度の向上のために、隣接する各木製構造部材１の各端部を金属製の接合部材２の対応する各筒部２１にそれぞれ挿入し、その各構造部材１の各端部をボルト３によって接合部材２の対応する各筒部２１に固定するという構造を採用し、さらにそのボルト３と各筒部２１に挿入された各木製構造部材１の各端部との間に免震部Ｘをそれぞれ設けている。このため、台風等の強風や地震等によりこの木造建築物１００が強い振動を受けた場合、ボルト３に伝わった振動を免震部Ｘに吸収させることで構造部材１への振動の伝達を抑制することができるので、構造部材１のボルト３との接触部分における緩みやひび割れを防止することができ、骨格構造１０はもとより木造建築物１００全体を高強度を有するものとすることができる。
【００１８】
特に免震部Ｘには弾性変形部材４を設けており、この弾性変形部材４を構造部材１に形成した貫通孔１３に密接に配置しており、さらに貫通孔１３を円形の等断面を有するものとしているので、このように簡単な構造であってもボルト３から弾性変形部材４に伝わる振動を各方向に略均等に分散させて、一カ所への振動による力の集中を防止し、免震効果をより向上することができる。
【００１９】
さらに、弾性変形部材４を構造部材１の貫通孔１３に沿って設けた外筒４１に圧入するようにしているので、弾性変形部材４を木製の構造部材１の貫通孔１３に直接挿入する場合よりも簡単に配置することができる。また、ボルト３は弾性変形部材４の中央部を貫通させた内筒４２の内部に通すようにしているため、ボルト３の配設も容易に行うことができる。
【００２０】
なお、以上に述べた本実施形態の木造構造物は、建築物１００の壁を施工する際に限らず、床や天井にも適用することができるものである。その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上に詳述したように、木造建築物の施工において、隣接する各木造構造部材の各端部を接合部材の対応する各筒部に挿入した位置でボルトを使用して各木製構造部材の各端部を接合部材の対応する各筒部に固定する場合、接合部材の内部において一方の木製構造部材に設けた突部を他方の木製構造部材に設けた凹部に挿入して木製構造部材同士を緊密に接続するとともに、前記ボルトと前記各筒部に挿入された木製構造部材の各端部との間にそれぞれ形成した免震部の作用によってボルトから木製構造部材に伝わる振動を抑制するようにしている。したがって、このような木造建築物が地震や強風により大きな振動を受けた場合、金属であるボルトに伝わった振動が木製の構造部材に伝わる前に免震部に吸収させることができるので、ボルトを挿入するために木製構造部材に形成した孔等に生じやすい緩みやひび割れを有効に防止することができることになり、木造建築物全体の強度維持を図ることができる。
【００２２】
また、免震部に弾性変形可能な素材で成型した弾性変形部材を用い、その弾性変形部材を木製構造部材のボルト挿入位置に形成した貫通孔に埋め込んだり、その貫通孔や弾性変形部材の断面形状を円形にするなどの工夫を施すことにより、ボルトから伝わる振動を更に有効に抑制することができる。
【００２３】
さらに、弾性変形部材の周囲を覆う外筒部を木製構造部材に形成した貫通孔に挿入したり、ボルトの周囲を覆う内筒部を弾性変形部材の内部に設けることによって、弾性変形部材の木製構造物への配設の容易さや、ボルトの弾性変形部材への挿入の容易さを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における基本構造の例を示す概略的な正面図。
【図２】同基本構造を構成する骨格構造を示す斜視図。
【図３】同骨格構造の要部を分解して示す斜視図。
【図４】同実施形態における木製構造部材及び免震構造を分解して示す斜視図。
【図５】同免震構造の概略的な断面図。
【図６】同実施形態の免震構造を適用した木造建築物の概略正面図。
【図７】同実施形態に適用される接合部材の例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…木製構造部材
２…接合部材
３…ボルト
４…弾性変形部材
１０…骨格構造
１３…貫通孔
２１…筒部
４１…外筒部（外筒）
４２…内筒部（内筒）
１００…木造建築物
Ｘ…免震部

Claims

隣接する少なくとも２本の木製構造部材と、該木製構造部材の端部をそれぞれ挿入し得る少なくとも２つの筒部を有する接合部材とを基本構成要素とし、前記各木製構造部材の各端部を接合部材の対応する各筒部に挿入した状態で接合部材の内部において一方の木製構造部材に設けた突部を他方の木製構造部材に設けた凹部に挿入して木製構造部材同士を緊密に接続するとともに各木製構造部材を接合部材に固定するために前記各筒部及び該各筒部に挿入された各木製構造部材の各端部に貫通させたボルトを利用して、それら各木製構造部材と接合部材とを固定するようにした木造建築物の骨格構造において、前記各筒部に挿入された木製構造部材の各端部と前記ボルトとの間に、建築物が受ける振動を吸収し得る免震部をそれぞれ形成していることを特徴とする木造建築物の免震構造。
免震部が、前記ボルトを包囲する位置に弾性変形可能な素材からなる弾性変形部材を具備していることを特徴とする請求項１記載の免震構造。
前記木製構造部材にその厚み方向に開口する貫通孔を形成し、前記弾性変形部材を該貫通孔の内部に配設した状態で、前記ボルトを弾性変形部材に挿入するようにしている請求項２記載の木造建築物の免震構造。
前記貫通孔を円形状の等断面形状をなすものとし、前記弾性変形部を貫通孔の内部に密接に配設している請求項３記載の木造建築物の免震構造。
前記免震部が、前記貫通孔に添って配設され前記弾性変形部材を密接に収容し得る外筒部を具備していることを特徴とする請求項３又は４記載の木造建築物の免震構造。
前記弾性変形部材の略中央部にボルト挿入孔を貫通させて形成し、該ボルト挿入孔とそれに挿入されるボルトとの間に内筒部材を介在させていることを特徴とする請求項２乃至５記載の木造建築物の免震構造。