JP3698059B2 - 切妻屋根の小屋組構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、切妻屋根の小屋組構造に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、小屋裏に居室として使用可能なほどの大空間の形成を、剛接合において実現可能とする、複合梁を用いた切妻屋根の小屋組構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木質系住宅の構造材として、鉄骨材の強度、安定性、耐久性などの長所を兼ね備えた複合梁が、この出願の出願人より提案されている（特開平８−13690号公報など）。
【０００３】
この複合梁は、Ｈ型鋼の両フランジ部に木質端材が配設されたものであり、住宅用構造材に要求される強度、安定性、及び耐久性がＨ型鋼により充足され、在来の木軸工法の適用を木質端材が可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記複合梁の適用は、これまでのところ、桁や小屋梁までにとどまっており、小屋組には、一般の木質系住宅に採用されている構造がそのまま引き継がれていた。したがって、小屋組には小屋束が必要不可欠とされており、この小屋束の配設により、小屋裏に居室として使用可能なほどの大空間を形成することは難しかった。住宅の内部空間の有効利用という観点からは、小屋裏居室の潜在的な需要がある。
【０００５】
この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、小屋裏に居室として使用可能なほどの大空間の形成を、剛接合において実現可能とする切妻屋根の小屋組構造を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明者らは、前述の課題を解決するために、他の屋根に比較して大きな小屋裏空間を形成可能な切妻屋根を選定し、その小屋組に先に提案している、前述の通りの複合梁を採用するとともに、複合梁間の接合を剛接合により実現する方策を模索した。そして、鋭意検討した結果、以下の通りの発明を完成したのである。
【０００７】
すなわち、この出願の発明は、切妻屋根における桁及び小屋梁に、Ｈ型鋼の両フランジ部に木質端材が配設された複合梁が用いられるとともに、登り梁及び棟木にも複合梁が用いられ、登り梁に用いられた複合梁が、そのＨ型鋼のウェブ部において、小屋梁に用いられた複合梁のＨ型鋼のフランジ部に接合金具によりボルト接合されることを特徴とする切妻屋根の小屋組構造（請求項１）を提供する。
【０００８】
またこの出願の発明は、前記請求項１に係る発明に関し、接合金具は、小屋梁に用いられる複合梁のＨ型鋼フランジ部への固定板部と、この固定板部から斜め上方に立設された、登り梁に用いられる複合梁のＨ型鋼ウェブ部との連結板部とを備えるとともに、連結板部には、その片面において側方に突出し、登り梁に用いられる複合梁の仮置きを可能とした受け部を備え、小屋梁に用いられた複合梁のＨ型鋼フランジ部に固定板部においてボルト接合された接合金具の連結板部の受け部に、登り梁に用いられた複合梁が仮置きされ、その連結板部において接合金具が、登り梁に用いられた複合梁のＨ型鋼ウェブ部にボルト接合されること（請求項２）、切妻屋根の棟部における２本の登り梁が、これに用いられた複合梁のＨ型鋼ウェブ部において、棟金具によりボルト接合されること（請求項３）をそれぞれ一態様として提供する。
【０００９】
さらにこの出願の発明は、前記請求項３に係る発明に関し、棟金具は、登り梁に用いられる２本の複合梁のＨ型鋼ウェブ部への固定板部と、この固定板部の頂部に、両複合梁の木質端材の上面と面一となるように配設された木質材とを備え、固定板部が、登り梁に用いられた２本の複合梁のＨ型鋼のウェブ部間に跨ってボルト接合されること（請求項４）を、また、この請求項４に係る発明に関し、棟木に用いられた複合梁が、棟金具の固定板部にボルト接合されること（請求項５）を一態様として提供する。
【００１０】
さらにまたこの出願の発明は、以上の請求項１乃至５のいずれかに係る発明に関し、母屋にも複合梁が用いられ、離間配置された登り梁間にボルト接合されること（請求項６）を一態様として提供する。
【００１１】
以下、図面に沿ってこの出願の発明の切妻屋根の小屋組構造についてさらに詳しく説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造の一実施形態を示した要部斜視図である。
【００１３】
たとえばこの図１に示したように、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、切妻屋根における桁（１）及び小屋梁（２）に、Ｈ型鋼（３）の両フランジ部（３ａ）（３ａ）に木質端材（４）（４）が配設された複合梁（５）が用いられるとともに、登り梁（６）及び棟木（７）にもこの複合梁（５）が用いられる。
【００１４】
そして、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、登り梁（６）に用いられた複合梁（５）が、図１図中の円内に示したように、Ｈ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）において、小屋梁（２）に用いられた複合梁（５）のＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）に接合金具（８）によりボルト接合される。
【００１５】
この接合金具（８）は、図１図中に拡大して示したように、また、その一形態である図２＜ａ＞＜ｂ＞の断面図、平面図に示したように、小屋梁（２）に用いられる複合梁（５）のＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）への固定板部（８ａ）と、この固定板部（８ａ）から斜め上方に立設された、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）との連結板部（８ｂ）とを備えることができる。
【００１６】
また、接合金具（８）は、連結板部（８ｂ）の片面において側方に突出し、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）の仮置きを可能とした受け部（８ｃ）を備えることもできる。この場合、連結板部（８ｂ）は、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）の片面に当接可能とし、かつ受け部（８ｃ）が、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）の仮置きを可能とするために、図２＜ｂ＞に示したように、固定板部（８ａ）の中心からやや偏心して位置するのが好ましい。こうすることにより、接合金具（８）における通り芯と登り梁（６）に用いられる複合梁（５）の通り芯とが一致する。そして、この接合金具（８）は、曲げに対して十分な強度を確保するために、連結板部（８ｂ）をはじめ、固定板部（８ａ）の板厚を厚くし、若しくはやや厚くし、溶接により接合一体化することが好ましい。もちろん、受け部（８ｃ）も板厚は厚い若しくはやや厚い方が、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）を仮置きする際に、複合梁（５）を十分に支持することができるため、好ましい。この受け部（８ｃ）の配設は、連結板部（８ｂ）との一体成形、あるいは固定板部（８ａ）及び連結板部（８ｂ）と同様に、固定板部（８ａ）の片面に溶接するなどが可能である。
【００１７】
なお、連結板部（８ｂ）の形状、固定板部（８ａ）に対する傾斜角度などは、切妻屋根の勾配などに応じ、適宜変更可能である。図１図中の円内に拡大して示したように、連結板部（８ｂ）は、固定板部（８ａ）よりやや上方に立ち上げられた後に斜め上方に向かうようにし、あるいは図２＜ａ＞に示したように、固定板部（８ａ）からほぼすぐに斜め上方に立設するなど、各種の形態が可能である。
【００１８】
以上の構成を有する接合金具（８）は、図３に示したように、小屋梁（２）に用いられた複合梁（５）のＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）に固定板部（８ａ）においてボルト接合される。そして、登り梁（６）に用いられた複合梁（５）とは、接合金具（８）の連結板部（８ｂ）に備えた受け部（８ｃ）に、登り梁（６）に用いられた複合梁（５）が仮置きされ、連結板部（８ｂ）において接合金具（８）は、登り梁（６）に用いられた複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）にボルト接合される。
【００１９】
このような複合梁（５）のＨ型鋼（３）と接合金具（８）とのボルト接合を可能とするために、複合梁（５）のＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）及びウェブ部（３ｂ）、そして接合金具（８）の固定板部（８ａ）及び連結板部（８ｂ）には、図２＜ａ＞＜ｂ＞及び図３に示したように、ボルトの貫通を可能とするボルト穴（９）を形成しておくことができる。このボルト穴（９）の位置も、接合金具（８）の連結板部（８ｂ）の形状、傾斜角度などと同様に、切妻屋根の勾配に応じて適宜変更可能である。たとえば９寸、１０寸などとすることができる。また、これら図２＜ａ＞＜ｂ＞及び図３に示したように、複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）及び接合金具（８）の連結板部（８ｂ）には、ボルト穴（９）の中間位置に補助穴（１０）を設け、しのなどの挿入を可能とし、接合位置の位置合わせを容易とすることもできる。
【００２０】
この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造は、たとえば以上に例示されるように、他の屋根に比較して大きな小屋裏空間を形成可能な切妻屋根を選定し、その小屋組に先に提案している、前述の通りの複合梁（５）を採用し、すなわち、桁（１）及び小屋梁（２）ばかりでなく、登り梁（６）及び棟木（７）にも複合梁（５）を採用するため、従来の小屋束は不要となり、小屋裏に居室として使用可能なほどの大空間の形成を可能とする。しかも、登り梁（６）に用いられた複合梁（５）は、そのＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）において、たとえば図１及び図２＜ａ＞＜ｂ＞に例示されるような接合金具（８）により、小屋梁（２）に用いられた複合梁（５）のＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）にボルト接合されるため、登り梁（６）に複合梁（５）を用いることの不都合さが解消され、複合梁（５）間の接合を剛接合により実現することができる。すなわち、複合梁（５）は、鉛直荷重に対しては高い強度を有するが、大きな曲げモーメントが局部的に発生すると、Ｈ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）及びウェブ部（３ｂ）に座屈、変形などが生じやすいという弱点がある。これは、複合梁（５）そのものの問題というよりは、Ｈ型鋼（３）それ自体の構造上の欠点に由来するものであるが、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）を桁（１）ではなく、これに直交継ぎされる小屋梁（２）に用いられる複合梁（５）にボルト接合するため、そのようなＨ型鋼（３）のフランジ部（３ａ）及びウェブ部（３ｂ）における座屈、変形などは全く発生しない。登り梁（６）に用いられる複合梁（５）の接合は剛接合となる。したがって、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造は、架構構造とも言えるほどの十分な強度を有する。しかも、ボルト接合であるため、施工現場において簡易工具により容易に接合可能であり、施工性にも優れる。
【００２１】
しかも、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、前述の通り、棟木（７）にも複合梁（５）を採用していることから、その木質端材（４）の存在により、従来と同様に、垂木（１１）を何ら問題なく釘をはじめとする各種の固定具により容易に接合することも可能である。
【００２２】
また、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、図１に示したように、切妻屋根の棟部における２本の登り梁（６）は、これに用いられた複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）において、棟金具（１２）によりボルト接合することができる。
【００２３】
棟金具（１２）は、たとえば図４に示したように、図１に示した登り梁（６）に用いられる２本の複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）への固定板部（１２ａ）と、この固定板部（１２ａ）の頂部に、両複合梁（５）（５）の木質端材（４）の上面と面一となるように配設された木質材（１２ｂ）とを備えることができる。
【００２４】
この棟金具（１２）は、図１に示したように、固定板部（１２ａ）が、登り梁（６）に用いられた２本の複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）間に跨ってボルト接合される。このため、登り梁（６）に用いられる２本の複合梁（５）の接合も、棟金具（１２）を用いたボルト接合により剛接合となる。しかも、ボルト接合であることから、棟金具（１２）も、前述の接合金具（８）と同様に、施工現場において簡易工具により容易に接合可能であり、施工性に優れる。さらに、棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）の頂部には、前述の通りの木質材（１２ｂ）が存在するため、垂木（１１）との取り合いが容易ともなる。
【００２５】
このような棟金具（１２）では、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）のＨ型鋼（３）とのボルト接合を可能とするために、複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）及び棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）に、ボルトの貫通を可能とするボルト穴（９）を形成しておくことができる。このボルト穴（９）の位置も、接合金具（８）と同様に、切妻屋根の勾配に応じて適宜変更可能である。たとえば９寸、１０寸などとすることができる。また、図４に示したように、複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）及び棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）には、ボルト穴（９）の中間位置に補助穴（１０）を設け、しのなどの挿入を可能とし、接合位置の位置合わせを容易とすることもできる。
【００２６】
図５＜ａ＞＜ｂ＞は、以上の棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）の一形態を示した平面図、断面図であるが、この図５＜ａ＞＜ｂ＞に示したように、固定板部（１２ａ）は、登り梁（６）に用いられる２本の複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ（３ｂ）間を跨ぐことができるように、その形状を平面視略V字形とすることができる。V字角の大きさは、切妻屋根の勾配に応じて適宜変更可能である。また、固定板部（１２ａ）の頂部には、図４に示したように、木質材（１２ｂ）の配設を可能とする受け部（１２ｃ）を、木質材（１２ｂ）の幅に対応させて固定板部（１２ａ）の表裏方向に配設することができる。もちろんこの受け部（１２ｃ）は必ずしも設ける必要はなく、木質材（１２ｂ）への固定板部（１２ａ）の差込み及び接着などによる接合が可能であれば、省略することが可能である。
【００２７】
なお、棟金具（１２）においても、前述の接合金具（８）と同様に、固定板部（１２ａ）は、ボルト接合に際して、登り梁（６）に用いられる複合梁（５）のＨ型鋼（３）のウェブ部（３ｂ）の片面に当接することになるため、図５＜ｂ＞に示したように、固定板部（１２ａ）は、棟金具（１２）の中心からやや偏心して位置するのが好ましい。こうすることにより、棟金具（１２）における通り芯と登り梁（６）に用いられる複合梁（５）の通り芯とが一致する。
【００２８】
前述の通り、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、棟木（７）にも複合梁（５）が用いられるが、この棟木（７）に用いられる複合梁（５）は、図１に示したように、たとえば以上に例示される棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）にボルト接合することができる。このボルト接合には、たとえば、複合梁（５）の直交継ぎなどに用いられるかね金具（１３）を流用することができる。一方、このかね金具（１３）とのボルト接合を容易とするために、棟金具（１２）の固定板部（１２ａ）には、図４及び図５＜ａ＞に示したように、接合位置に、ボルトの貫通を可能とするボルト穴（９）及びしのなどの挿入により位置合わせを容易とするための補助穴（１０）を形成しておくことができる。このように、この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、棟木（７）に用いられる複合梁（５）をもボルト接合可能であるため、施工現場において簡易工具により容易に接合可能であり、施工性に優れ、しかも剛接合となる。
【００２９】
さらにこの出願の発明の切妻屋根の小屋組構造では、図１に示したように、母屋（１４）にも複合梁（５）を用いることができ、離間配置された登り梁（６）間にボルト接合することができる。このボルト接合は、まさに複合梁（５）の直交継ぎであることから、かね金具（１３）の使用が当然可能となる。したがって、母屋（１４）に複合梁（５）を使用する場合にも、施工現場において簡易工具により容易に接合可能であり、施工性に優れ、しかも剛接合となる。また、母屋（１４）に用いられた複合梁（５）により垂木（１１）は十分に支持され、また、複合梁（５）が有する木質端材（４）により垂木（１１）との取り合いも容易となる。
【００３０】
このように、切妻屋根の小屋組にすべて複合梁（５）を採用することにより、これまでの小屋組に必要とされていた木質部材の部品数を減少させることができ、資源保全に有効であり、また、加工の手間を著しく軽減することができ、省施工な小屋組構造となる。しかも強固な小屋組構造ともなる。そして、間口（ｔ）が４間（最大で８間）の住宅が建築可能となる。
【００３１】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。接合金具、棟金具、かね金具の細部の構成などについては様々な形態が存在することは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、小屋裏に居室として使用可能なほどの大空間の形成が、剛接合において実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の切妻屋根の小屋組構造の一実施形態を示した要部斜視図である。
【図２】＜ａ＞＜ｂ＞は、それぞれ、接合金具の一形態を示した断面図、平面図である。
【図３】登り梁に用いられる複合梁と小屋梁に用いられる複合梁との接合金具によるボルト接合の一形態を示した要部分解斜視図である。
【図４】棟金具の一形態を示した斜視図である。
【図５】＜ａ＞＜ｂ＞は、それぞれ、棟金具の固定板部の一形態を示した平面図、断面図である。
【符号の説明】
１ 桁
２ 小屋梁
３ Ｈ型鋼
３ａ フランジ部
３ｂ ウェブ部
４ 木質端材
５ 複合梁
６ 登り梁
７ 棟木
８ 接合金具
８ａ 固定板部
８ｂ 連結板部
８ｃ 受け部
９ ボルト穴
１０ 補助穴
１１ 垂木
１２ 棟金具
１２ａ 固定板部
１２ｂ 木質材
１２ｃ 受け部
１３ かね金具
１４ 母屋

Claims (6)

1. 切妻屋根における桁及び小屋梁に、Ｈ型鋼の両フランジ部に木質端材が配設された複合梁が用いられるとともに、登り梁及び棟木にも複合梁が用いられ、登り梁に用いられた複合梁が、そのＨ型鋼のウェブ部において、小屋梁に用いられた複合梁のＨ型鋼のフランジ部に接合金具によりボルト接合されることを特徴とする切妻屋根の小屋組構造。
2. 接合金具は、小屋梁に用いられる複合梁のＨ型鋼フランジ部への固定板部と、この固定板部から斜め上方に立設された、登り梁に用いられる複合梁のＨ型鋼ウェブ部との連結板部とを備えるとともに、連結板部には、その片面において側方に突出し、登り梁に用いられる複合梁の仮置きを可能とした受け部を備え、小屋梁に用いられた複合梁のＨ型鋼フランジ部に固定板部においてボルト接合された接合金具の連結板部の受け部に、登り梁に用いられた複合梁が仮置きされ、その連結板部において接合金具が、登り梁に用いられた複合梁のＨ型鋼ウェブ部にボルト接合される請求項１記載の切妻屋根の小屋組構造。
3. 切妻屋根の棟部における２本の登り梁が、これに用いられた複合梁のＨ型鋼ウェブ部において、棟金具によりボルト接合される請求項１又は２記載の切妻屋根の小屋組構造。
4. 棟金具は、登り梁に用いられる２本の複合梁のＨ型鋼ウェブ部への固定板部と、この固定板部の頂部に、両複合梁の木質端材の上面と面一となるように配設された木質材とを備え、固定板部が、登り梁に用いられた２本の複合梁のＨ型鋼のウェブ部間に跨ってボルト接合される請求項３記載の切妻屋根の小屋組構造。
5. 棟木に用いられた複合梁が、棟金具の固定板部にボルト接合される請求項４記載の切妻屋根の小屋組構造。
6. 母屋にも複合梁が用いられ、離間配置された登り梁間にボルト接合される請求項１乃至５いずれかに記載の切妻屋根の小屋組構造。

Images