JP4195493B1 - Wooden house structure - Google Patents
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Abstract
【課題】木造家屋の構成要素である土台桁と柱材間を緊結せずに地震時の倒壊を防ぐ、木造家屋の構造を提供する。
【解決手段】基礎の上面に水平に配置した土台桁と、前記土台桁上に垂直に立設した柱材と、前記柱材間に水平に架設した桁材と、により構成した木造家屋の構造であって、前記土台桁と前記柱材との結合部を緊結せず、前記柱材の下端が土台桁から浮き上がり可能であることを特徴とする、木造家屋の構造。
【選択図】図1The present invention provides a structure of a wooden house that prevents collapse during an earthquake without tightly connecting a base beam and a pillar material, which are constituent elements of a wooden house.
A structure of a wooden house comprising a base girder arranged horizontally on the upper surface of a foundation, a pillar material standing vertically on the foundation girder, and a girder laid horizontally between the pillar members. The structure of the wooden house is characterized in that the bottom part of the pillar material can be lifted from the foundation girder without connecting the connecting portion between the foundation girder and the pillar material.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、地震による倒壊を防ぐ、木造家屋の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a wooden house that prevents collapse due to an earthquake.
一般に軸組工法の木造家屋は、基礎の上面に水平に設置する土台桁、土台桁の上面に垂直に立設する柱材、および柱材間に水平に架設する梁によって構成する。
このような木造家屋の耐震構造として、土台桁や柱材、梁等が結合する結合部を金具により緊結して固定する構成(例えば特許文献1)や、ワイヤーにより土台桁と梁とを緊結して固定する構成(例えば特許文献2)等が採用されている。
As a seismic structure of such a wooden house, a structure in which a base girder, a column member, a beam and the like are joined and fixed by a metal fitting (for example, Patent Document 1), or a base girder and a beam are tightly connected by a wire. The structure (for example, patent document 2) etc. which are fixed is used.
しかしながら、前記した木造家屋の耐震構造は、金具やワイヤーによって構成部材を緊結するため、地震により作用する力が緊結した部位に集中して金具やワイヤーが破損してしまい、家屋が倒壊するおそれがある。 However, since the earthquake-resistant structure of the wooden house described above connects the structural members with metal fittings and wires, the force acting by the earthquake is concentrated on the site where the earthquake is tight, and the metal fittings and wires are damaged, and the house may collapse. is there.
本発明は、木造家屋の構成要素である土台桁と柱材間を緊結せずに地震時の倒壊を防ぐ、木造家屋の構造を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the structure of a wooden house which prevents collapse at the time of an earthquake, without connecting between the base beam and pillar material which are the components of a wooden house.
上記目的を達成するためになされた本願の第1発明は、基礎の上面に水平に配置した土台桁と、前記土台桁上に垂直に立設した柱材と、前記柱材の上端間に水平に架設した上桁材と、前記柱材の下端間に水平に架設した下桁材と、により構成した木造家屋の構造であって、前記柱材と、前記上桁材と、前記下桁材と、によって矩形の枠組を構成し、枠組内には筋違又は合板を配置し、前記土台桁と前記柱材との結合部を緊結せず、前記柱材の下端が土台桁から浮き上がり可能であり、前記柱材と平行に立設した緊張材を有し、前記緊張材の下端は前記基礎に固定し、前記緊張材の上端は、圧縮した弾性部材を介して、前記上桁材に取り付け、前記枠組の一方の柱材が浮き上がった際に、前記枠組は矩形の状態を保持し、前記弾性部材によって、前記枠組が浮き上がる前の状態に復元可能に構成したことを特徴とする、木造家屋の構造を提供する。
本願の第2発明は、第1発明の木造家屋の構造であって、前記柱材又は前記上桁材の一部にダンパーを設け、前記ダンパーによって前記緊張材を保持したことを特徴とする、木造家屋の構造を提供する。
本願の第3発明は、第1発明又は第2発明の木造家屋の構造であって、前記枠組の柱材間に、中間桁材を水平に架設し、前記緊張材の上端は弾性部材を介して、前記中間桁材に取り付けることを特徴とする、木造家屋の構造を提供する。
The first invention of the present application made to achieve the above object is a horizontal girder arranged horizontally on the upper surface of a foundation, a column member standing vertically on the foundation girder, and a horizontal column between upper ends of the column members. It is a structure of the wooden house comprised by the upper girder material constructed | assembled by the lower girder material horizontally constructed between the lower ends of the said column material, Comprising : The said column material, the said upper girder material, and the said lower girder material And form a rectangular frame, arrange a strut or plywood in the frame, do not bind the connecting part of the base beam and the column material, the lower end of the column material can be lifted from the base beam There is a tendon standing upright in parallel with the pillar material, the lower end of the tendon is fixed to the foundation, and the upper end of the tendon is attached to the upper girder via a compressed elastic member , when one of the pillar of the framework is lifted, the framework holds a rectangular state by the elastic member Characterized in that the recoverable configured to the condition before the framework is lifted, to provide a structure of a wooden house.
2nd invention of this application is the structure of the wooden house of 1st invention, Comprising: A damper was provided in a part of the pillar material or the upper girder material, The tension material was held by the damper, Provide wooden house structure.
A third invention of the present application is the structure of the wooden house of the first invention or the second invention, wherein an intermediate girder material is horizontally installed between the column members of the frame, and the upper end of the tension member is interposed through an elastic member. Thus, a structure of a wooden house is provided, which is attached to the intermediate beam member.
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
<1>柱材が土台桁から浮き上がり、地震等によって作用する力を分散するため、家屋の倒壊を防ぐことができる。
<2>基礎に固定した緊張材を、弾性部材を介して、柱材に架設した桁材に取り付けるため、柱材及び桁材にかかる力を弾性部材で吸収して軽減することができる。
<3>弾性部材の復元力によって、柱材が土台桁から浮き上がっても、元の位置に戻るため、家屋の倒壊を防ぐことができる。
<4>柱材と緊張材との間に設置したダンパー部分に相対変形・相対速度が生じるため、ダンパーが地震エネルギーを吸収し、地震時の応答を低減することができる。
<5>緊張部材、弾性材、ダンパーのいずれも安価であるため、低価格で構築することができる。
The present invention can obtain at least one of the following effects by means for solving the above-described problems.
<1> Since the pillar material is lifted from the base girder and disperses the force acting by an earthquake or the like, the collapse of the house can be prevented.
<2> Since the tension material fixed to the foundation is attached to the girder erected on the column material via the elastic member, the force applied to the column material and the girder material can be absorbed and reduced by the elastic member.
<3> Due to the restoring force of the elastic member, even if the column material is lifted from the base girder, it returns to the original position, so that the house can be prevented from collapsing.
<4> Since a relative deformation and a relative speed are generated in the damper portion installed between the pillar material and the tension material, the damper absorbs the seismic energy and can reduce the response at the time of the earthquake.
<5> Since all of the tension member, the elastic material, and the damper are inexpensive, they can be constructed at a low price.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1>本発明の全体の構成
本発明の木造家屋は、コンクリート基礎70と、その上面に配置した土台桁10、土台桁10上に立設した柱材20、柱材20間に架設した上桁材31、下桁材32、コンクリート基礎70に立設した緊張材40、緊張材40の上部に設けた弾性部材50、及び柱材20の一部に設けたダンパー60からなる。(図1)
以下、各構成部材について詳述する。
<1> Overall Configuration of the Present Invention A wooden house according to the present invention includes a
Hereinafter, each component will be described in detail.
<2>コンクリート基礎
コンクリート基礎70はコンクリート製である。
コンクリート基礎70は地盤上に配置するベタ基礎や布基礎であり、木造家屋の壁方向に連続して延設する。
<2> Concrete foundation The
The
<3>土台桁
土台桁10は木製の角材である。
土台桁10はコンクリート基礎70の上面に水平に設置する。
<3> Base Girder The
The
<4>柱材
柱材20は木製の角材である。
柱材20は土台桁10上に所定の間隔を設けて垂直に立設する。
<4> Column Material The
The
<5>柱材と土台桁との結合
土台桁10の柱材20を立設する位置には凹部11を設ける。
一方、柱材20の下端には凹部11と対向するように凸部23を設ける。凹部11と凸部23とを嵌合して、土台10と柱材20とを結合し、柱材20を立設する。この際に、土台桁10と柱材20との結合部は金具等を用いた緊結構造としない。
また、凹部11の断面を矩形とする。一方、凸部23は、凹部11と対向するように矩形にし、先端を上側が長辺となる逆台形とする。
このように凹部11と凸部23とを嵌合し、柱材20が台形の斜辺方向に離脱しやすく、現状に復元しやすい構成とする。
<5> Coupling of Column Material and Base Girder A
On the other hand, a
Further, the
Thus, the
<6>桁材
上桁材31、下桁材32は木製の角材である。
上桁材31は柱材20の上端間に水平に架設する。また、下桁材32は柱材20の下端間に水平に架設する。このように配置し、柱材20と上桁材31、及び下桁材32とで矩形の枠組を構成する。
上桁材31は屋根下の梁となる。
木造家屋が2階建の場合は、柱材20の中央付近を1階部分の胴差しとなる中間桁材33を架設して連結する。この際、柱材20は中間桁材33を間に挟む形で、下柱材21と上柱材22とに分けることもできる。
柱材20間や上桁材31、下桁材32間は筋違80や、合板(図示せず)によって補強する。
<6> Girder Material The
The
The
When the wooden house is a two-story building, an
The space between the
<7>緊張材
緊張材40は丸鋼や鉄筋からなる棒状部材である。
緊張材40は下端をコンクリート基礎70に埋設するなどして固定する。
緊張材40は、柱材20の下端間に架設する下桁材32及び柱材20の上端間に架設する上桁材31を貫通する。
緊張材40の上部はナット41等の公知の手段により、上桁材31の上面に位置させる。
ナット41と上桁材31との間には、弾性部材50を緊張材40に嵌装して配置する。(図2)
このように構成し、緊張材40を柱材20と平行に立設する。
<7> Tension
The
The
The upper part of the
Between the
Constituting in this way, the
<8>弾性部材
弾性部材50はコイル状のスプリングや硬質ゴム、皿バネ、板バネ等からなる。
弾性部材50は緊張材40に嵌装する。
弾性部材50は、緊張材40に設けたナット41等と上桁材31とにより圧縮して挟持する。その結果、緊張材40の上端は、上桁材31の上部に取り付けることができる。
弾性部材50を複数個用いる場合には、弾性部材50を緊張材40に嵌挿せずに周囲に配置し、プレート等によって圧縮して挟持する。(図3)
<8> Elastic Member The
The
The
In the case where a plurality of
<9>ダンパー
ダンパー60は筒体61と、筒体61内部の粘弾性体62とにより構成する。(図4)
筒体61は両端を開放した鋼製の筒状体である。
筒体61の内径は緊張材40よりも大きく構成する。
筒体61には緊張材40を挿通し、緊張材40と筒体61との間に粘弾性体62を充填する。
筒体61の長さは、内部に充填した粘弾性体62の弾性力と粘性力とによって地震等によって作用する力を減衰することができる長さとする。
筒体61の内部に充填する粘弾性体62には、アクリル系粘弾性体半固定シート状のものや、高減衰ゴム系材料を溶かし込んだものなどを利用できる。
ダンパー60は柱材20の側面に取り付ける。(図5)
このように構成し、ダンパー60に挿通した緊張材40を、ダンパー60内の粘弾性体62によって保持した状態で柱材20と平行に立設する。
<9> Damper The
The
The inner diameter of the
The
The length of the
As the
The
The
また、ダンパー60は、取付治具63と、粘弾性体62を介して取付治具63に取り付けた2枚のプレート64と、により構成することもできる。(図6)
取付治具63は板体631を柱材20の長さ方向に平行に立設する。
プレート64は鋼製の板状体である。
プレート64は、板体631の両面に粘弾性体62を介して取り付ける。
緊張材40は2枚のプレート64に溶接して固定する。
板体631とプレート64の長さは、板体631とプレート64との間の粘弾性体62の弾性力と粘性力とによって地震等によって作用する力を減衰することができる長さとする。
The
The mounting jig 63 stands the plate 631 parallel to the length direction of the
The
The
The
The lengths of the plate 631 and the
[作用]
次に、上記した本発明の構造の作用を説明する。
<1>通常時
土台桁10に立設した柱材20と、柱材20間に架設した上桁材31、下桁材32とで構成した矩形の枠組の上辺にあたる上枠材31の上部には、弾性部材50を介して緊張材40を取り付ける。
弾性部材50を圧縮した状態で取り付けるため、緊張材40は引張した状態となる。
この構成によって、枠組となる柱材20と上桁材31、下桁材32とよりなる枠組を、自重だけでなく弾性部材50の復元力を加えた力で土台桁10上に保持する。
このように柱材20、上桁材31、下桁材32、土台桁10を一体となって保持する。そのため、柱材20と土台桁10との結合部を緊結せずとも、構築する枠組が変形することがない。
[Action]
Next, the operation of the structure of the present invention described above will be described.
<1> Normal time At the upper part of the
Since the
With this configuration, the frame composed of the
Thus, the
<2>水平力作用時
<2−1>浮き上がり
柱材20と土台桁10との結合部は緊結しない。そのため、地震や台風によって家屋に力が作用し、その力が一定値以上に達したときには、柱材20が土台桁10から浮き上がり、家屋に作用する力が一点に集中することなく、枠組を構成する柱材20、上桁材31、下桁材32に分散する。(図7)
柱材20の下端間に架設した下桁材32は、柱材20が浮き上がっても枠組を矩形の状態に保持し続ける。
柱材20と土台桁10との結合部は、柱材20の凸部11の先端が逆台形状であるため、家屋に作用する力が一定値以上に達して柱材20が浮き上がったときには凹部23の上端部を、凸部11の台形の斜面に沿って摺動する。そのため、浮き上がりやすく、戻る際にも台形の斜辺に沿って元の位置に復元しやすい。
また、枠組の重心が上方に移動することにより、浮き上がった柱材20とは反対側の柱材20を軸として重心を元の位置に戻そうとする下方への自然復元力も利用できる。
<2> At the time of horizontal force action <2-1> Lifting up The coupling | bond part of the
The
The connecting portion between the
Further, when the center of gravity of the frame moves upward, a downward natural restoring force that attempts to return the center of gravity to the original position about the
<2−2>緊張材、弾性部材の作用
木造家屋に作用する力が一定値以上に達すると、枠組を構成する柱材20、上桁材31、下桁材32は上下方向及び水平方向に変位する。
一方、緊張材40は下端をコンクリート基礎70に固定しているため水平方向にしか変位しない。
そのため、上桁材31と緊張材40との間で相対変位が発生する。
上桁材31と緊張材40との相対変位によって弾性部材50は、通常時の長さAと圧縮時の長さBの差(A−B)長さだけ圧縮される。(図8)
柱材20、上桁材31及び下桁材32によって構成した枠組には弾性部材50の復元力が作用する。
よって弾性部材50の復元力によって上桁材31の変位を低減すると共に、柱材20及び桁材32を通常時の位置に復元する力が作用する。
<2-2> Action of tension material and elastic member When the force acting on the wooden house reaches a certain value or more, the
On the other hand, the
Therefore, a relative displacement occurs between the
The
The restoring force of the
Accordingly, the displacement of the
<2−3>ダンパーの作用
緊張材40は、柱材20に設けたダンパー60によって保持し、ダンパー60内の粘弾性体62やプレート64に接している。(図5、図6)
木造家屋に作用する力が一定値以上に達すると、柱材20は上下方向及び水平方向に変位する。一方、緊張材40はコンクリート基礎70に埋設しているため水平方向にしか変位しない。
そのため、柱材20に設けたダンパー60と緊張材40との間で相対変位が発生する。ダンパー60と緊張材40との相対変位によって、ダンパー60内の粘弾性体62がせん断変形する。これによって、粘弾性体62の弾性力と粘性力とにより、柱材20の変位と、柱材20に作用する力とを減衰する。
柱材20と緊張材40との間の相対変位の量は柱材20の上部の方が大きくなる。よって、ダンパー60は緊張材40の上端付近を保持することが望ましい。
<2-3> Action of Damper The
When the force acting on the wooden house reaches a certain value or more, the
Therefore, a relative displacement occurs between the
The amount of relative displacement between the
[その他の実施例]
上記実施例では、上桁材31の上部に弾性材50を設けたが、屋根90等の配置により上桁材31の上部に弾性材50を設置するスペースがない場合には、隣接する柱材20間の中央付近に緊張材40を立設し、上桁材31の緊張材40の貫通部にダンパー60を設けてもよい。(図9)
このように構成することで、弾性材50を配置するスペースを確保すると共に、一本の緊張材40と弾性材50とで柱材20と、上桁材31、下桁材32とからなる枠組を保持することができる。
[Other Examples]
In the above embodiment, the
With such a configuration, a space for arranging the
また、緊張材40を取り付けるための中間桁材33aを、上桁材31の下方の所定の位置に架設しても良い。(図10)
その他に、緊張材40を1階部分の胴差しとなる中間桁材33に取り付け、ダンパー60を柱材20の一階部分に設けても良い。(図11)
このように構成することで、弾性材50を配置するスペースを確保すると共に、緊張材40を短くすることで、低価格、短工期で構築することができる。
Further, the
In addition, the
By comprising in this way, while securing the space which arrange | positions the
10・・・土台桁
11・・・凹部
20・・・柱材
21・・・下柱材
22・・・上柱材
23・・・凸部
31・・・上桁材
32・・・下桁材
33・・・中間桁材
40・・・緊張材
41・・・ナット
42・・・ブラケット
50・・・弾性部材
60・・・ダンパー
61・・・筒体
62・・・粘弾性体
63・・・取付治具
631・・取付板部
64・・・プレート
70・・・コンクリート基礎
80・・・筋違
90・・・屋根
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記柱材と、前記上桁材と、前記下桁材と、によって矩形の枠組を構成し、枠組内には筋違又は合板を配置し、
前記土台桁と前記柱材との結合部を緊結せず、前記柱材の下端が土台桁から浮き上がり可能であり、
前記柱材と平行に立設した緊張材を有し、
前記緊張材の下端は前記基礎に固定し、
前記緊張材の上端は、圧縮した弾性部材を介して、前記上桁材に取り付け、
前記枠組の一方の柱材が浮き上がった際に、前記枠組は矩形の状態を保持し、前記弾性部材によって、前記枠組が浮き上がる前の状態に復元可能に構成したことを特徴とする、
木造家屋の構造。 A horizontal girder arranged horizontally on the upper surface of the foundation, a column material vertically erected on the foundation girder, an upper girder material horizontally installed between the upper ends of the column materials, and a horizontal between the lower ends of the column materials The structure of a wooden house constructed with lower girder erected on
The column material, the upper girder material, and the lower girder material constitute a rectangular frame, and a strut or plywood is arranged in the frame,
Without binding the connecting portion of the base beam and the pillar material, the lower end of the pillar material can be lifted from the base beam,
It has a tension material erected in parallel with the pillar material,
The lower end of the tendon is fixed to the foundation,
The upper end of the tendon is attached to the upper girder via a compressed elastic member,
When one column member of the frame is lifted, the frame is held in a rectangular state, and the elastic member is configured to be able to restore the state before the frame is lifted ,
Wooden house structure.
前記柱材又は前記上桁材の一部にダンパーを設け、
前記ダンパーによって前記緊張材を保持したことを特徴とする、
木造家屋の構造。 The structure of the wooden house according to claim 1,
A damper is provided on a part of the column member or the upper beam member,
The tendon is held by the damper,
Wooden house structure.
前記枠組の柱材間に、中間桁材を水平に架設し、Intermediate girders are installed horizontally between the column members of the frame,
前記緊張材の上端は弾性部材を介して、前記中間桁材に取り付けることを特徴とする、The upper end of the tendon is attached to the intermediate beam member via an elastic member,
木造家屋の構造。Wooden house structure.
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