JP3990492B2 - 建築物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、枠組壁工法で構築された建築物に関するものであり、特に形鋼からなる骨組を有するパネルを床組、小屋組に用いた建築物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
枠組壁工法、所謂ツーバイフォー工法による建築物は、近年、特に住宅分野においての普及が目立っている。これは枠組壁工法が木材を使用した建築工法であるため日本の風土に適していること、在来軸組工法と異なり地震等の水平力に床、壁、屋根等の構造面が対抗するため耐震性に優れていること、内部の壁や天井に耐火被覆が施されているため耐火性に優れていることなどの理由によるものと考えられる。また施工の合理性も枠組壁工法が普及している原因と考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら枠組壁工法による木造住宅の供給が増える一方で、近年、地球環境保全のうえで森林の果たす役割の重要性が指摘されており、今後木材の伐採量が減少し、住宅建築への木材の供給が不足することが考えられる。
従って枠組壁工法においては、木材の使用量を減少させつつも従来通りの性能を維持する建築物を提供することが要求される。
【０００４】
一方、住宅建築においては、鉄骨造も普及している。鉄骨造は、資源難の木材を使用しないという点において上述の問題点を解決するものであり、しかも断面積あたりの強度が大きく、組立精度が高いという利点を有している。しかしながら、火災に弱い、木の住宅と比べ温かみがない等の欠点も有している。
【０００５】
そこで本発明においては、枠組壁工法による木造建築物に、鉄骨造の欠点を補完しつつ鋼材を使用することにより、木材の使用量を減少させるとともに鉄骨造の利点を生かした建築物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、枠組壁工法で構築された建築物であって、形鋼によって形成された枠体及び形鋼からなる補強骨を接合し、上面に面材を貼り付けた床パネルを複数接合した床組を有し、前記床組の外周側面に木材からなる外側補助根太を周設したことを特徴とする。
また、本発明においては、形鋼によって形成された枠体及び形鋼からなる補強骨を接合し、上面に面材を貼り付けた床パネルと、形鋼によって形成された枠体及び形鋼からなる補強骨を接合して構成された天井パネルと、を有する枠組壁工法で構築された建築物であって、屋根下地パネルと前記天井パネルの間に介設される複数のトラスパネルを備えた小屋組を有し、複数の前記トラスパネルのうち、両妻側に位置する前記トラスパネルは、木材からなる骨組みを備えると共に、他の前記トラスパネルは、形鋼からなる骨組みを備えていることを特徴とする。
このような建築物においては、軽量、高強度、高精度、工場生産に適する等鉄骨造の利点を享受した建築物を枠組壁工法で構築することが可能となる。また、床組の外周側面に木材からなる外側補助根太を周設することにより、若しくは、小屋組の両妻側のトラスパネルを木材で形成することにより、建築物の断熱性能を高めることができる。尚、床組、小屋組に鋼製のパネルを使用しているが、建築物の構造設計においては従来通りの手法を適用することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。尚、同一要素については同一符号を用いて説明する。
図１は、枠組壁工法により構築された建築物１０を分解斜視図で示したものである。建築物１０は、基礎Ａ、１階床組Ｂ、１階壁組Ｃ、２階床組Ｄ’、２階壁組Ｅ及び小屋組Ｆを含む。本発明においては、このうち２階床組Ｄ’に形鋼からなる骨組を有する床パネル１を用いている。ここで、１階床組Ｂに形鋼からなる骨組を有する床パネル１を用いていないのは、鋼材は熱伝導率が大きく結露し易いために、木材を使用する方が適しているためである。従って、３階建て以上の建築物では１階部分の床組を除く全ての階の床組に、形鋼からなる骨組を有するパネルを使用することができる。
【０００８】
図２は、２階床組部分を形成する床パネル１の上面の一部を破断して示した斜視図である。床パネル１は、鋼製の形鋼から形成された枠体２及び補強骨３を接合し、上面に床下地板として面材４を貼り付けたものである。面材４としては、構造用合板、ＯＳＢ、ダイライト等を使用する。枠体２は側根太及び端根太を、補強骨３は床根太をそれぞれ形成する。床パネル１の大きさは、枠組壁工法で多用される９１０ミリメートルモデュールに従い４５５ミリメートルの整数倍とすることが好ましい。本発明では、１８２０×３６４０を標準ユニットとして床パネル１を構成している。但し必要に応じて１０００ミリメートル、約１２２０ミリメートルモデュール等を用いることも可能であり、このような場合に床パネル１は、５００ミリメートル、約６１０ミリメートルの整数倍に形成される。
【０００９】
床パネル１は、積載荷重の他に、建築物に加わる地震力や風圧力等の外力によって発生する水平面内せん断力を負担することになるので、枠体２と補強骨３（端根太または側根太２と床根太３）との接合部分には、図３に示すような補強を行うことが好ましい。
図３（ａ）の例では、端根太（枠体）２と床根太（補強骨）３との接合部に床根太補強用Ｃ形鋼５を介在させている。すなわち、床根太３のウェブ外側に床根太補強用Ｃ形鋼５をタッピングねじＴで固定し、端根太２と床根太３との接合部分を補強している。尚、床根太補強用Ｃ形鋼５の固定には、タッピングねじＴの他、かしめ、リベット等を用いても良い。図３（ｂ）の例では、端部が閉口したボックス状の鋼材を床根太（補強骨）３’に使用している。図３（ｃ）の例では、床根太（補強骨）３の継手部分に鋼製パイプ６を嵌挿して補強を行っている。また図３（ｄ）に示すように、耐力壁、支持壁と鋼製床根太が直交する部位には、ころび止め７を配する。ころび止め７としては、製材、ＬＶＬ、ＰＳＬ、ＬＳＬ、集成材等の木材の他、Ｃ形鋼等の鋼材を使用する。
【００１０】
床パネル１は工場で予め生産され、これを施工時に１階壁組Ｃの上に敷設する。隣接する床パネル１どうしの接合及び床パネル１と１階壁組Ｃの壁上枠との接合については、図４及び図５に詳細を示す。尚、図示した床パネル１には床根太３に交差する合板受けＰＲ、配線用の穴ＷＨが設けられている。図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、図４の矢視部分（ａ）乃至（ｃ）の詳細図をそれぞれ示す。図５（ａ）は上下の耐力壁ＢＷと床パネル１との接合状態を、図５（ｂ）は隣接する床パネル１どうしの接合状態を、図５（ｃ）は後述する外側補助根太８を端根太２に取り付けた状態を示している。すなわち、床パネル１を１階壁組Ｃの上に敷設し、面材４の上からスクリュー釘Ｓを釘打ちすることで、１階壁組Ｃの壁上枠に床パネル１を固定する。図４に示すように、面材４には予めスクリュー釘用の穴ＳＨを設けておく。隣接する床パネル１どうしの接合は、両パネルの隣接側面をタッピングねじＴによってねじ止めすることで行う。
【００１１】
図４及び図５に示すように、本発明の建築物においては、敷設した複数の床パネル１によって構成された床組の外周側面に外側補助根太８を周設している。外側補助根太８としては、製材、ＬＶＬ、ＰＳＬ、ＬＳＬ、集成材等の木材を使用するのが好ましい。しかしながらこのような木材に限らず、断熱材等からなる外側補助根太８を周設しても良い。外側補助根太８は、図５（ｃ）に示すように、タッピングねじＴによって床パネルの枠体２（側根太または端根太）に固定される。尚、外側補助根太８の固定には、タッピングねじＴの他、ナールドネイル、釘等を使用しても良い。
このような構成とするのは、鋼材の熱伝導率が大きいため、外壁と接する部分に鋼材を使用すると建築物の断熱性能が劣ってしまうためである。本実施態様の建築物においては、木材等の断熱性の高い外側補助根太８を床組の外周側面に周設しているので、熱伝導率が著しく高いという鋼材の欠点を補い、建築物１０の断熱性能を向上させている。
尚、図４及び図５に示した接合方法は１つの態様を例示したに過ぎず、本発明の建築物１０における床パネルの接合状態を限定するものではない。
【００１２】
このように、本発明の建築物においては、形鋼からなる骨組を有する床パネル１を複数接合することで床組を構成しているので、資源難である木材の使用量を減少させることができる。また鋼製の床パネル１は、木材に比べ軽量で且つ寸法精度が高いために施工性の向上にもつながる。さらにモデュールに準拠した床パネル１を使用すると、工場での大量生産が可能となり、平面計画の異なる建築物にも同一の床パネル１を適用することができるので、床パネル１の生産コストひいては建設コストの削減にもつながる。尚、床組に鋼製のパネルを使用しているが、建築物の構造設計においては従来通りの手法を適用することができる。
【００１３】
次に、本発明の他の実施形態による建築物２０を図６に示す。
図６は、枠組壁工法により構築された建築物２０を分解斜視図で示したものである。建築物２０は、基礎Ａ、１階床組Ｂ、１階壁組Ｃ、２階床組Ｄ、２階壁組Ｅ及び小屋組Ｆ’を含む。本実施の形態においては、このうち小屋組Ｆ’に形鋼からなる骨組を有するパネルを用いている。尚、小屋組Ｆ’に鋼製のパネルを使用しているが、建築物の構造設計においては従来通りの手法を適用することができる。
小屋組に使用する鋼製のパネルとしては、枠体と補強骨より構成される天井パネル１１と、キングポスト・フィンクトラス等のトラス方式のトラスパネル２１とがあり、適宜必要なパネルを選択して使用する。トラスパネル２１を使用する場合、図６及び図７に示すように、断熱性能の低下を考慮して、両妻側のトラスパネル２１’は木製とする。しかしながら、断熱処理等を施すことによりトラスパネル２１’を鋼製のパネルとすることも可能である。
尚、本実施形態においては、屋根下地に関しては木製としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜断熱処理等を施した上で屋根下地を鋼製のパネルで構成しても良い。
天井パネル１１は、図示した例のように１枚のパネルにより構成しても良いが、望ましくは、複数のパネルを接合して構成するものとする。この場合、各パネルはモデュールに基づいた大きさとし且つ床パネル１と同一寸法に形成する。但し、使用する鋼材の断面寸法は床パネル１よりも小さくすることができる。
トラスパネル２１については、屋根の勾配、形状等に応じて寸法を決定する必要がある。図７及び図８には、トラスパネル２１を用いて切妻屋根、寄棟屋根を構成した例を示す。これらの例では、隣接するトラスパネル２１どうしは鋼製の母屋２２によって接合されている。また隣接するトラスパネル２１の中間には鋼製の軒先補強材２３が設けられている。本発明においては、本実施形態のように切妻屋根、寄棟屋根に限らず、トラスパネル２１を使用することで入母屋屋根などを構成することもできる。
【００１４】
このように、本実施形態の小屋組Ｆ’は、形鋼からなる骨組を有するパネルを適宜選択または組み合わせて構成されるので、鋼製パネルの使用量に応じて木材を節約することができる。しかしながら鋼製パネルの使用によって断熱性能が低下することがあるので、鋼製パネルが外壁と接する部分については断熱処理を施すことが好ましい。本実施形態においては、天井パネル１１に対して、先述した例のように外周に木材または断熱材等を周設することで断熱処理を施している。
【００１５】
上述した２つの建築物においては、２階床組Ｄ’に鋼製パネルを使用した建築物１０、小屋組Ｆ’に鋼製パネルを使用した建築物２０について述べたが、２階床組及び小屋組の両部分に鋼製パネルを使用した建築物とすることも可能である。床組及び小屋組に鋼製のパネルを使用することで、上述した２つの建築物以上に木材の使用量を減少させることが可能である。尚、床組及び小屋組に鋼製のパネルを使用した場合であっても、建築物の構造設計においては従来通りの手法を適用することができる。
【００１６】
本発明は、上述した実施形態に限らず、種々の変形例が可能である。例えば、断熱処理を施すことによって１階床組部分にも床パネル１を適用することが可能である。また作業性等を考慮してトラスパネル２１を軽量小型化するために、片流れのトラスパネル２枚を接合して構成するものとしても良い。さらに小屋組部分は、トラス方式に限らず、たるき方式、屋根ばり方式によって構成することも可能である。この場合、たるき、むなぎ、屋根ばり等の部材には鋼材を用いる。そして野地板を形成する木製の屋根下地パネル３１の面材にビス等を打込むことで、鋼製のたるきと木製の屋根下地パネル３１を接合し、屋根下地を構成する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明においては、床組、小屋組に鋼製のパネルを使用しているので、資源難である木材の使用量を減少させた建築物を提供することができる。さらに全体としては木造でありながら、軽量で且つ寸法精度が高い等の鉄骨造の長所を取り込んだ建築物とすることができる。また、床組の外周側面に木材からなる外側補助根太を周設することにより、若しくは、小屋組の両妻側のトラスパネルを木材で形成することにより、建築物の断熱性能を高めることができる。尚、構造設計においては従来の枠組壁工法による手法をそのまま適用することができるので、部分的に鋼製パネルを使用したことに伴う新たな手間は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】２階床組に鋼製のパネルを使用した、本発明に係る建築物の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明における床パネルの上面の一部を破断して示した斜視図である。
【図３】本発明における床パネルの細部を示す詳細図である。
【図４】本発明における床パネルの接合状態を示す斜視図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ図４の矢視部分（ａ）乃至（ｃ）の詳細図である。（ａ）は上下の耐力壁と床パネルとの接合状態を示す詳細図、（ｂ）は隣接するパネルどうしの接合状態を示す詳細図、（ｃ）は外側補助根太を端根太に取り付けた状態を示す詳細図である。
【図６】小屋組に鋼製のパネルを使用した、本発明に係る建築物の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】鋼製のトラスパネルを使用して切妻屋根を形成した状態を示す斜視図である。
【図８】鋼製のトラスパネルを使用して寄棟屋根を形成した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ．．．．．．床パネル
２ ．．．．．．枠体（端根太・側根太）
３，３’．．補強骨（床根太）
４ ．．．．．．面材
５ ．．．．．．床根太補強用Ｃ形鋼
６ ．．．．．．鋼製パイプ
７ ．．．．．．ころび止め
８ ．．．．．．外側補助根太
１０．．．．．建築物
１１ ．．．．天井パネル
２０．．．．．建築物
２１．．．．．トラスパネル
２１’．．．．トラスパネル
２２ ．．．．母屋
２３ ．．．．軒先補強材
３１ ．．．．屋根下地パネル
Ａ ．．．．．．基礎
Ｂ ．．．．．．１階床組
Ｃ ．．．．．．１階壁組
Ｄ，Ｄ’．．２階床組
Ｅ ．．．．．．２階壁組
Ｆ，Ｆ’．．小屋組
ＰＲ．．．．．合板受け
ＷＨ．．．．．配線用穴
Ｔ ．．．．．．タッピングねじ
Ｓ ．．．．．．スクリュー釘
ＳＨ．．．．．スクリュー釘用穴
ＢＷ．．．．．耐力壁

Claims (2)

1. 枠組壁工法で構築された建築物であって、
   形鋼によって形成された枠体及び
   形鋼からなる補強骨を接合し、上面に面材を貼り付けた床パネルを複数接合した床組を有し、
   前記床組の外周側面に木材からなる外側補助根太を周設したことを特徴とする建築物。
2. 形鋼によって形成された枠体及び
   形鋼からなる補強骨を接合し、上面に面材を貼り付けた床パネルと、
   形鋼によって形成された枠体及び
   形鋼からなる補強骨を接合して構成された天井パネルと、を有する枠組壁工法で構築された建築物であって、
   屋根下地パネルと前記天井パネルの間に介設される複数のトラスパネルを備えた小屋組を有し、
   複数の前記トラスパネルのうち、
   両妻側に位置する前記トラスパネルは、木材からなる骨組みを備えると共に、
   他の前記トラスパネルは、形鋼からなる骨組みを備えていることを特徴とする建築物。

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