JP4417743B2 - 木造建築物における柱梁架構 - Google Patents
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Description
本発明は、主としてリフォーム工事の際に用いられる木造建築物における柱梁架構に関する。
住宅においては、家族構成の変動や生活指向の変化等に伴い、新築当時の間取りを変更して下階に広い空間を確保したいというニーズが生じる。
かかるニーズに応えるためには、居室の中央付近や隣接居室の境界に立設されている柱や間仕切り壁を撤去するリフォーム工事を行うことになるが、この場合、柱や間仕切り壁を撤去すると、それらを含んでいた柱梁架構の水平剛性が低下してしまう。そのため、柱や間仕切り壁の撤去に伴い、上述した柱梁架構の水平剛性を高める補強工事が不可欠となる。
ここで、柱梁架構の水平剛性は、外壁であれば筋かいを設ける、補強合板を取り付けて耐震壁とするなどの対策をとることができるが、居室内の柱梁架構だと、下階居室に広い空間を確保したいがために柱や間仕切り壁を撤去するのであるから、当然ながら上述した対策を講じることはできない。
したがって、柱や間仕切り壁を撤去した分だけ、これらの柱等を含む柱梁架構の水平剛性が低下し、結果として木造建築物全体の耐震性が低下するという問題を生じていた。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、柱や間仕切り壁を撤去してもそれらを含む柱梁架構の水平剛性を確保することが可能な木造建築物における柱梁架構を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る木造建築物における柱梁架構は請求項１に記載したように、対向配置された一対の柱と該柱の頭部に架け渡された梁とからなり、前記一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に添柱をそれぞれ接着するとともに、前記柱の頭部、前記添柱の頭部及び前記梁の接合部（フィンガージョイントを除く）に該接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補強板を接着するとともに、該一対の補強板のうち、前記梁に直交する別の梁が前記柱に掛けられた側の補強板に切り欠きを設け、該切り欠きを前記別の梁の隅部に嵌め込んだものである。
本出願人は、下階の居室空間を拡げるべく、該居室空間に立設されている柱や間仕切り壁を撤去するリフォーム工事を行うにあたり、柱や間仕切り壁の撤去に伴う耐震性の低下をいかに防止すればよいかという点に着眼し、かかる着眼の下、さまざまな研究・実験を行った結果、ボルト、ラグスクリュー、ダボといったメカニカルな締結では、柱と梁といった２つの部材を一体化して剛接にするには限界があることを突き止めるとともに、それに代わる方法として、既存の柱に添柱を接着した上、柱梁の接合部に補強板を接着すれば、柱の曲げ剛性が高くなるとともに、接合部における接合度が向上し、柱梁架構をラーメン架構、すなわち柱と梁との接合部を剛接とした架構に近づけ、その結果として柱梁架構の面内水平剛性を高めるとともに、木造建築物全体の耐震性を向上させることができるという新たな知見を見出した。
すなわち、請求項１に係る木造建築物における柱梁架構においては、一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に添柱をそれぞれ接着するとともに、前記柱の頭部と前記梁の接合部に該接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補強板を該接合部に接着してある。
このようにすると、添柱によって柱梁架構の面内水平剛性が向上するとともに、柱の頭部と梁の接合部に補強板を接着してあるので、柱と梁の結合の度合いが高くなり、剛接合により近くなる。
そのため、柱梁架構内に元々存在した柱や間仕切り壁を撤去しても、柱梁架構の面内水平剛性が低下することはない。
以下、本発明に係る木造建築物における柱梁架構の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構を示した正面図、図２は、該柱梁架構の接合部を示した分解斜視図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る柱梁架構１は、互いに対向配置され土台６に立設された一対の柱２，２と、該柱の頭部に架け渡された梁３とからなるとともに、一対の柱２，２のうち、互いに向かい合う側面に添柱４，４をそれぞれ接着し、柱２の頭部と梁３の接合部（二カ所）には該接合部が両側方から挟み込まれるようにして一対の補強板５，５を該接合部に接着してある。
一対の補強板５，５は、二カ所ある接合部にそれぞれ設けてあり、図１に示す構成では、計４枚の補強板５を用いてある。ここで、補強板５は、木質系材料からなる三角形状の板材で構成してあり、例えば厚みが２４ｍｍ程度の構造用合板や、ソリッドの木材ラミナを接着した厚さ２４〜３５ｍｍ程度の積層板で構成することができる。
補強板５は、天井懐に収まる範囲でできるだけ補強効果が大きくなるよう、その形状や大きさを適宜決定するのがよい。なお、本実施形態では、梁３に直交する別の梁が柱２に掛かっていることを想定し、該梁と干渉することがなきよう、切り欠き１１を設けてある。
添柱４は、土台６の天端から梁３の下端までをその高さとした後付けの補強部材である。
本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１においては、一対の柱２，２のうち、互いに向かい合う側面に添柱４，４をそれぞれ接着するとともに、二カ所ある柱２の頭部と梁３の接合部に該接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補強板５，５をそれぞれ接着してある。
このようにすると、添柱４によって柱梁架構１の面内水平剛性が向上するとともに、柱２の頭部と梁３の接合部に補強板５を接着してあるので、柱２と梁４の結合の度合いが高くなり、剛接合により近くなる。その意味では、補強板５は、鉄骨材に用いるガセットプレートに相当するものと言える。
本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１をリフォーム工事として施工する手順を以下に説明する。
まず、柱梁架構１の構面内に存在する柱や間仕切り壁を撤去する。
次に、柱２と添柱４の当接面に対して必要に応じてプレーナー掛け（カンナがけ）を行い、接着工程に備える。
次に、添柱４，４を柱２，２の内方側面にそれぞれ接着し、面内の曲げ剛性を高める。なお、上階の荷重を仮受けする必要がある場合には、柱２，２間の既存柱を撤去する前に柱２と添柱４の接着を行うようにすればよい。
このようにすれば、添柱４を、リフォーム工事期間中、仮受け材として利用することができる。
使用する接着剤としては、市販されている任意の接着剤から適宜選択することが可能であり、例えば日本シーカ株式会社から「シーカデュア３０」の商品名で市販されている二液混合型エポキシ樹脂接着剤を使用することができる。かかる接着剤は、粘性が高く液だれしないので作業性がよい、冬期以外であれば３日で最終強度の９０％程度まで強度が発現する、混練ラティチュードが広いので多少の混練不足でも不具合は生じない等の長所がある。
次に、二カ所ある柱２の頭部と梁３の接合部を両側方から挟み込むようにして該接合部に一対の補強板５，５を接着する。接着に用いる接着剤は上述したと同様のものを用いればよい。
柱２や梁３へののり代は５５ｍｍ程度以上を確保するのが望ましい。なお、補強板５は、柱２及び梁３のみならず、後付施工した添柱４にも接着されることは言うまでもない。
以上説明したように、本実施形態に係る木造建築物における柱梁架構１によれば、添柱４によって柱梁架構１の面内水平剛性が向上するとともに、柱２の頭部と梁３の接合部に補強板５を接着してあるので、柱２と梁４の結合の度合いが高くなり、剛接合により近くなる。
そのため、柱梁架構１の構面内に元々存在した柱や間仕切り壁を撤去しても、柱梁架構１の面内水平剛性が従前の架構より低下することはなく、したがって、木造建築物の耐震性も維持することが可能となる。
具体的には、柱２の断面を１０５ｍｍ×１０５ｍｍとし、補強板を厚さ２４ｍｍの合板を用いて水平載荷試験を行ったところ、壁量換算で約１ｍの剛性を示した。したがって、柱２と同じ断面をもつ添柱４を用いれば、柱２と梁３の接合部が剛接であると仮定した場合、理論式から計算すると、壁量換算で３．１ｍとなり、三尺（住宅の基準単位でメートル法では約９１ｃｍとなる）の片筋かいの１．７倍の壁量となる。
本実施形態では、居室空間内に存在する既存の架構を耐震補強して柱梁架構１を構築することを前提として説明したが、必ずしも耐震補強、すなわち既存の建物への適用に限定されるものではなく、新築時から本実施形態に係る柱梁架構１を採用することも可能である。
かかる構成によれば、下階に大空間を設けた住宅を設計施工することが可能となる。なお、新築の場合には、柱２に添柱４を接着するという構成に代えて、例えば一方の幅が土台や梁の幅と同じで他方の幅がその倍程度の扁平柱を用いるのが望ましい。かかる柱は、例えば集成材で構成することができる。
また、本実施形態では、耐震補強する既存の架構が居室空間内に存在するものとしたが、外壁部分にも用いることができる。すなわち、開口を設ける必要がない外壁については、従来の筋かいや耐震壁を用いても耐震補強が可能であるが、大きな開口を設けたい場合、例えば、ビルトインガレージや店舗の出入り口の架構を耐震補強したい場合、本発明の柱梁架構を適用すれば、車両や多数の客が出入りできる大開口を残しても、十分な面内水平剛性を確保することが可能となる。また、テラスやサンルームに接した居室の外壁を耐震補強する場合に本発明に係る柱梁架構を適用すれば、該柱梁架構がもたらす大開口によって居室とテラスあるいはサンルームとを一体化して快適な居住空間を創りだすことが可能となる。
また、本実施形態では、一対の柱２，２と該柱の頭部に架け渡された梁３とからなる柱梁架構１を例に説明したが、本発明に係る柱梁架構は、上記説明や図に示すようないわゆる梁勝ち構造に限定されるものではなく、柱を通し柱としたいわゆる柱勝ち構造にも適用することができることは言うまでもない。
１ 木造建築物における柱梁架構
２ 柱
３ 梁
４ 添柱
５ 補強板
２ 柱
３ 梁
４ 添柱
５ 補強板
Claims (1)
- 対向配置された一対の柱と該柱の頭部に架け渡された梁とからなり、前記一対の柱のうち、互いに向かい合う側面に添柱をそれぞれ接着するとともに、前記柱の頭部、前記添柱の頭部及び前記梁の接合部（フィンガージョイントを除く）に該接合部が両側方から挟み込まれるようにして木質系材料からなる一対の補強板を接着するとともに、該一対の補強板のうち、前記梁に直交するように前記柱に別の梁が掛けられている側の補強板に切り欠きを設けて該切り欠きを前記別の梁の隅部に嵌め込んだことを特徴とする木造建築物における柱梁架構。
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