JP3986081B1 - 木造建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで施工が容易な組立柱および組立梁からなる木造建築物を提供する。
【解決手段】組立柱１および組立梁２は、それぞれ断面形状を同じくする木質棒状の主材３，４、副材５，６、および補剛材７から構成されている。組立柱１は、直交する二方向に柱副材５の幅分の間隔をあけて３本ずつ柱主材３を平行配置し、当該柱主材３，３間に、柱主材３の材軸方向から見て柱副材５が格子状となるように、柱副材５を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置する。また、組立梁２は、直交する二方向に梁副材６の幅分の間隔をあけて３本ずつ梁主材４を平行配置し、当該梁主材４，４間に、梁主材４の材軸方向から見て梁副材６が格子状となるように、梁副材６を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置する。また、柱副材５，５および梁副材６，６間には補剛材７を介装する。
【選択図】図１

Description

本発明は、組立柱および組立梁を骨組とする木造建築物に関する。

木造軸組工法による木造建築物は、断面寸法の大きな一本物の角材によって柱や梁が構成されている。しかし、一本物の角材の場合、最大径が自ずと制約されるうえ、１本の丸太から切り出される一本物の角材の数量は限られているため、材料費が高くなるという問題がある。

そこで、特許文献１では、中心位置に横断面矩形状の中央支柱部を配置するとともに、中央支柱部を中心として当該中央支柱部の周りに、ほぼ長尺板状の複数の巻回支柱部を順次、渦巻き状に巻回しながら組み合わせ配置した建造物の支柱構造に関する発明が開示されている。そして、この発明によれば、巻回支柱部の組付量によって支柱の外径を自由に設定することができることから、小さな建造物から大きな建造物まで適用することができるとしている。
また、特許文献２では、複数本の細長の木質単位素材を接着により集束して中空構造材を形成するとともに、この中空構造材の一部を切欠いて他の中空構造材を順次、連結固定することを特徴とする建築物の木造骨組構造に関する発明が開示されている。
特開２００６−１９４０２８号公報 特開平１−２３５７５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明の場合、長尺板を使用するため、板が反るという問題がある。このため、反りにくい柾目板を使用しなければならず、コストアップは避けられない。
また、特許文献２に記載された発明の場合、細長の木質単位素材を使用しているため、単位素材を自由に変形させることができ、反りの問題は生じないが、中空構造材同士を接合する際に中空構造材の一部を切欠く必要があるため、施工に手間が掛かるという問題がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低コストで施工が容易な組立柱および組立梁からなる木造建築物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、断面形状を同じくする複数の棒材から構成された組立柱および組立梁を骨組とする木造建築物であって、前記組立柱および前記組立梁はそれぞれ、直交する二方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて平行配置された前記棒材からなる主材と、当該主材間に配設された前記棒材からなる副材とから構成され、前記副材は、前記主材の材軸方向から見て格子状となるように、直交する方向に交互に積層して配置されることを特徴としている。
本発明では、断面形状を同じくする棒状の主材および副材を用いて組立柱および組立梁を構成しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。また、平行配置された主材間に副材を格子状に配置して一体に組み立てる構成としているので、熟練技術を必要とせず、施工が容易であることに加え、様々な断面寸法の柱および梁の製作が可能となる。

また、本発明に係る木造建築物では、前記棒材からなる補剛材が前記副材間に介装されていてもよく、これにより組立柱および組立梁の剛性を高めることができる。
また、前記補剛材を粘弾性体とすれば、粘弾性体が制震材として機能するので、地震や強風に対する制振効果が期待できる。

また、本発明に係る木造建築物では、前記組立梁が、前記組立柱の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材に接合される。また、壁パネルは、前記組立柱の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材と、前記組立梁の上下面から上下方向に突出する前記副材にそれぞれ接合され、床パネルは、前記組立梁の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材に接合される。
このように、本発明では、組立柱の側面から側方に突出する副材および補剛材に組立梁を接合するとともに、組立柱の側面および組立梁の上下面からそれぞれ側方または上下方向に突出する副材および補剛材に壁パネルを接合し、組立梁の側面から側方に突出する副材および補剛材に床パネルを接合する構成としているので、特別な接合部を設ける必要がなく、施工性の向上を図ることができる。

なお、本明細書では、組立柱を構成する主材によって形成されるコア部の外周面を「組立柱の側面」と呼び、組立梁を構成する主材によって形成されるコア部の外周面を「組立梁の側面」あるいは「組立梁の上下面」と呼ぶ。

本発明に係る木造建築物では、組立柱および組立梁を構成する主材、副材、および補剛材に断面形状を同じくする棒材を使用しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。しかも、組立柱の側面から側方に突出する副材および補剛材に組立梁を接合するとともに、組立柱の側面および組立梁の上下面からそれぞれ側方または上下方向に突出する副材および補剛材に壁パネルを接合し、組立梁の側面から側方に突出する副材および補剛材に床パネルを接合する構成としているので、特別な接合部を設ける必要がなく、施工性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に本発明に係る木造建築物を構成する組立柱および組立梁の斜視図を、図２に柱梁接合部の平面図および立面図をそれぞれ示す。
本組立柱１および組立梁２は、それぞれ断面形状を同じくする木質棒状の主材３，４および副材５，６（以下、組立柱の主材を柱主材、副材を柱副材と呼び、組立梁の主材を梁主材、副材を梁副材と呼ぶことにする。）から構成されており、本実施形態では、１８ｍｍ×１８ｍｍの正方形断面を有する棒材を使用している。

組立柱１は、直交する二方向（梁間方向および桁行方向）に柱副材５の幅分の間隔をあけて３本ずつ、即ち３×３のマトリックス状に柱主材３を平行配置し、当該柱主材３，３間に、柱主材３の材軸方向から見て柱副材５が格子状（本実施形態では井桁状）となるように、柱副材５を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置し、釘や接着剤などで一体に組み立てる（図２参照）。また、上下方向に並んだ柱副材５，５間に、柱副材５と断面形状を同じくする木質棒状の補剛材７を介装するとともに、組立柱１内部の柱副材５，５間にはサイコロ状の補剛材８を設置し、組立柱１の剛性向上を図る。
なお、補剛材７として、木材に替えて粘弾性体を使用すれば、粘弾性体が制震材として機能するので、地震や強風に対する制振効果が期待できる。

組立梁２も組立柱１と同様に、直交する二方向（鉛直方向および梁間方向もしくは桁行方向）に梁副材６の幅分の間隔をあけて３本ずつ梁主材４を平行配置する。そして、当該梁主材４，４間に、梁主材４の材軸方向から見て梁副材６が格子状（本実施形態では井桁状）となるように、梁副材６を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置し、釘や接着剤などで一体に組み立て、梁副材６，６間には前記補剛材７，８を介装する。
また、組立梁２の両端部は、梁副材６および補剛材７が配設されておらず、梁主材４のみから構成されており、組立柱１の側面から側方に９０ｍｍ程度突出する柱副材５，５および補剛材７，７間に梁主材４を挿入し、釘や接着剤などを用いて柱副材５および補剛材７に梁主材４を固定する。

図３は、壁パネル接合部の平断面を示したものである。
壁パネル１０は、対向する一対の外部パネル１５，１５と、当該外部パネル１５，１５間に配される内部パネル１６と、内部パネル１６と各外部パネル１５との間にそれぞれ設けられる断熱部１７とから構成されている。内部パネル１６および外部パネル１５の厚さはそれぞれ柱主材３の幅と同じになっており、内部パネル１６は、９ｍｍ厚の下地板１２を二枚重ね合わせた構成とされ、外部パネル１５は、９ｍｍ厚の仕上板１１と下地板１２とを貼りあわせた構成になっている。また、断熱部１７は、所定の間隔で配設された厚さ１８ｍｍの桟材１４，１４間に断熱材１３を配した構成とされ、厚さは柱副材５の幅と同じになっている。
組立柱１と組立梁２で囲まれた構面内に壁パネル１０を設置する場合は、組立柱１の側面から側方に突出する柱副材５および補剛材７と、組立梁２の上下面から上下方向に突出する梁副材６および補剛材７を断熱部１７に挿入して釘や接着剤などで固定する。
なお、後述する床パネルも、壁パネル１０と同様の構成とされている。

次に、上記の構造からなる組立柱および組立梁を骨組とする木造建築物の施工手順について、図５〜図１０を用いて説明する。なお、図が煩雑となるため、図５〜図１０では補剛材に網掛けを施していないが、図１〜図３に記載された補剛材と変わるものではない。

（１）組立梁および組立柱を支持するための基礎コンクリート２０を打設する。この際、組立柱が設置される箇所には、図５に示すような切欠部２１を基礎コンクリート２０の上部に設けておく。また、切欠部２１を除く基礎コンクリート２０の上端部には、組立梁を基礎コンクリート２０に固定するための梁用金物１９を所定の間隔をあけて設置しておく。
図４（ｂ）に示すように、梁用金物１９は、二つの溝形鋼のウェブ同士を背中合わせに接合したような形状をしており、基礎コンクリート２０の上端部が挿入される第一接合部１９ａと、組立梁の下面から下方に突出する梁副材および補剛材が挿入される第二接合部１９ｂとを備えている。第二接合部１９ｂの側面には、側方に張出した張出し部１９ｄが形成されており、床パネルの下面を構成する外部パネル３５がその上に載置される。また、第一接合部１９ａと第二接合部１９ｂの側面には、釘を打ち込むための孔１９ｃがそれぞれ設けられている。
なお、基礎コンクリート２０の直上に設置される組立梁については、組立梁の下面から下方に突出する梁副材および補剛材の内側面と外側面にそれぞれ補剛材を配し、組立梁と同じ幅に形成するため、第二接合部１９ｂの内法幅も組立梁と同じ幅となる。
また、図４（ｂ）では、第二接合部１９ｂの一方の側面にのみ張出し部１９ｄが形成されているが、組立梁の両側に床パネルを構築する場合は、第二接合部１９ｂの両側面にそれぞれ張出し部１９ｄを形成する。

（２）基礎コンクリート２０上に設置される組立柱１および組立梁２を予め地上で組み立てておく。そして、梁用金物１９の第二接合部１９ｂ内に、組立梁２の下面から下方に突出する梁副材６および補剛材７を挿入して固定するとともに、組立柱１を切欠部２１上に設置する（図６参照）。この際、組立柱１の長さは、施工性を考慮して階高の半分以下に抑え、組立柱１の下端部には柱用金物１８を取り付けておく。一方、組立柱１の上端部には柱副材５および補剛材７を設置せず、柱主材３が上方に突出するようにする。また、上述したように、組立梁２の下面から下方に突出する梁副材６および補剛材７については、その内側面と外側面にそれぞれ補剛材７を配し、組立梁２と同じ幅に形成しておく。
柱用金物１８は、図４（ａ）に示すように、釘を打ち込むための孔１８ｃが形成された平板部１８ａと、コンクリートに埋め込まれるフック状の棒材からなるアンカー部１８ｂとから構成されている。
なお、基礎コンクリート２０と組立梁２との間には、シート状のゴム材２２を介装しておく。これにより、基礎コンクリート２０と組立梁２との間に隙間が形成され、換気口として機能する。

（３）梁用金物１９の張出し部１９ｄ上に載置された外部パネル３５を利用して床パネル３０を構築する。床パネル３０は、図７に示すように、対向する一対の外部パネル３５，３５ａと、当該外部パネル３５，３５ａ間に配される内部パネル３６と、内部パネル３６と各外部パネル３５，３５ａとの間にそれぞれ形成される断熱部３７とから構成されており、内部パネル３６、外部パネル３５，３５ａ、および断熱部３７の厚さは、それぞれ柱副材５および梁副材６の幅と同じになっている。具体的には、内部パネル３６および外部パネル３５は、９ｍｍ厚の下地板１２を二枚重ね合わせ、外部パネル３５ａは、９ｍｍ厚の仕上板３１と下地板３２とを貼りあわせた構成になっている。また、断熱部３７は、所定の間隔で配設された厚さ１８ｍｍの桟材３４，３４間に断熱材３３を配した構成になっている。

（４）基礎コンクリート２０上に設置された組立柱１の上端部に、予め地上で組み立てた組立柱１ａを接合する（図８参照）。この際、組立柱１ａの下端部は、柱副材５および補剛材７が組立柱１ａの下端面から突出するようにしておき、組立柱１の柱主材３，３間に、組立柱１ａの柱副材５および補剛材７を挿入して組立柱１，１ａ同士を接合する。

（５）地上で２階の組立梁２ａと１階の壁パネル１０を組み立て、組立梁２ａの下面から下方に突出する梁副材６および補剛材７に壁パネル１０を予め取り付けておく。そして、壁パネル１０が取り付けられた組立梁２ａをクレーン等で吊り上げ、組立柱１，１ａの側面から側方に突出している柱副材５，５および補剛材７，７間に、壁パネル１０および組立梁２ａを上方から落とし込んでセットし、１階の柱副材５、梁副材６、および補剛材７に固定する（図９参照）。
なお、２階の組立梁２ａを１階の組立柱１ａに接合した後で、壁パネル１０を組立柱１，１ａおよび組立梁２，２ａによって構成される構面に取り付けてもよい。

（６）２階の組立梁２ａの側面から側方に突出する梁副材６および補剛材７を利用して、組立梁２ａ，２ａ間に床パネル３０ａを架設する（図１０参照）。

（７）２階より上の部分については、（４）〜（６）と同様の手順により施工すればよいが、屋根部分を施工する際は、組立梁の上面から上方に突出する梁副材および補剛材を垂木の勾配に合わせて切断する必要がある。また、通路となる箇所については、組立梁の上面から梁副材および補剛材が上方に突出しないようにする必要がある。

本発明に係る木造建築物では、組立柱１および組立梁２を構成する主材３，４、副材５，６、および補剛材７，８に、断面形状を同じくする棒材を使用しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。また、棒材を組み合わせるだけなので熟練技術を必要とせず、施工が容易であるだけでなく、様々な断面寸法の柱および梁を製作することが可能となる。
加えて、組立柱１の側面から側方に突出する副材５および補剛材７に組立梁２を接合するとともに、組立柱１の側面および組立梁２の上下面からそれぞれ側方または上下方向に突出する副材５，６および補剛材７に壁パネル１０を接合し、組立梁２の側面から側方に突出する副材６および補剛材７に床パネル３０を接合する構成としているので、特別な接合部を設ける必要がなく、施工性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、組立柱および組立梁のコア部を正方形断面としているが、一方向に主材を多く配した矩形断面としてもよい。また、上記の実施形態では、組立柱および組立梁を構成する棒材を正方形断面としたが、矩形断面でもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明に係る木造建築物を構成する組立柱および組立梁の斜視図である。 （ａ）は柱梁接合部の平面図、（ｂ）は柱梁接合部の立面図である。 壁パネル接合部の平断面図である。 （ａ）は柱用金物、（ｂ）は梁用金物である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。 本発明に係る木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。

符号の説明

１，１ａ 組立柱
２，２ａ 組立梁
３ 柱主材（主材）
４ 梁主材（主材）
５ 柱副材（副材）
６ 梁副材（副材）
７，８ 補剛材
１０ 壁パネル
１１，３１ 仕上板
１２，３２ 下地板
１３，３３ 断熱材
１４，３４ 桟材
１５，３５，３５ａ 外部パネル
１６，３６ 内部パネル
１７，３７ 断熱部
１８ 柱用金物
１８ａ 平板部
１８ｂ アンカー部
１８ｃ，１９ｃ 孔
１９ 梁用金物
１９ａ 第一接合部
１９ｂ 第二接合部
１９ｄ 張出し部
２０ 基礎コンクリート
２１ 切欠部
２２ ゴム材
３０，３０ａ 床パネル

Claims (6)

1. 断面形状を同じくする複数の棒材から構成された組立柱および組立梁を骨組とする木造建築物であって、
   前記組立柱および前記組立梁はそれぞれ、直交する二方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて平行配置された前記棒材からなる主材と、当該主材間に配設された前記棒材からなる副材とから構成され、
   前記副材は、前記主材の材軸方向から見て格子状となるように、直交する方向に交互に積層して配置されることを特徴とする木造建築物。
2. 前記棒材からなる補剛材が前記副材間に介装されていることを特徴とする請求項１に記載の木造建築物。
3. 前記補剛材が粘弾性体であることを特徴とする請求項２に記載の木造建築物。
4. 前記組立梁が、前記組立柱の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材に接合されていることを特徴とする請求項２または３に記載の木造建築物。
5. 壁パネルが、前記組立柱の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材と、前記組立梁の上下面から上下方向に突出する前記副材および前記補剛材にそれぞれ接合されていることを特徴とする請求項４に記載の木造建築物。
6. 床パネルが、前記組立梁の側面から側方に突出する前記副材および前記補剛材に接合されていることを特徴とする請求項４に記載の木造建築物。

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