JP4452629B2 - Buildings using steel and timber together and their construction methods - Google Patents
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Description
この発明は、建物の壁となる軸組構造物の構築に鋼材と木材を用い、骨組みとなる鋼材の外表面を木材で覆うことにより、鋼材の腐食発生を防いで耐久性を向上させることができると共に、良好な住環境が確保でき、しかも、耐火性に優れた建物を構築することができる鋼材と木材を併用した建物とその構築方法に関する。 This invention uses steel and wood for the construction of the frame structure that becomes the wall of the building, and covers the outer surface of the steel material that becomes the framework with wood, thereby preventing corrosion of the steel material and improving durability. In addition, the present invention relates to a building using steel and wood in combination, and a method for constructing the same, which can secure a good living environment and can build a building excellent in fire resistance.
従来、我が国の一般的な建築物としては、木造建築、鉄筋コンクリート造建築、鉄骨造建築を挙げることができるが、木造建築に比べて鉄筋コンクリート造建築や鉄骨造建築は、耐震性や耐火性に優れ、多層階の建物の構築が簡単であるため、近年一般住宅のような建物においても多く建設されるようになっている。 Conventionally, general buildings in Japan include wooden buildings, reinforced concrete buildings, and steel framed buildings, but reinforced concrete and steel framed buildings are superior to wooden buildings in terms of earthquake resistance and fire resistance. Since building of a multi-story floor is easy, in recent years, many buildings such as ordinary houses have been built.
鉄筋コンクリート造建築は、建物の軸組を鉄筋で組み立て、この軸組をコンクリートで覆うことによって構築され、また、鉄骨造建築は、建物の軸組を鉄骨構造材で組み立て、この軸組をコンクリートで覆うことによって構築される。 Reinforced concrete structures are constructed by assembling a building frame with steel bars and covering the frame with concrete.In steel-framed building, a building frame is assembled with a steel structure and the frame is made of concrete. Built by covering.
ところで、コンクリートの作成に用いる骨材として有用な、清流の川砂や砂利は量的に採取が困難であるため、近年、海砂や砕石を用いることを余儀なくされている。 By the way, since clear river sand and gravel, which are useful as aggregates for making concrete, are difficult to collect quantitatively, in recent years, it has been forced to use sea sand and crushed stone.
しかし、海砂や砕石は、洗浄して使用しても塩分を含むことになり、この塩分が鉄筋や鉄骨構造材を腐食させることで、建物の耐久佐を低下させて寿命を短くする大きな原因になっている。 However, sea sand and crushed stone will contain salt even if they are washed and used, and this salt will corrode the reinforcing bars and steel structure materials, thereby reducing the durability of the building and shortening the service life. It has become.
また、コンクリートは、吸湿性があるため、内部に埋め込まれた鉄筋や鉄骨構造材を湿気で腐食させて建物の耐久性を低下させるだけでなく、構築後の壁や柱にひび割れが発生することになる。 In addition, because concrete is hygroscopic, it does not only reduce the durability of the building by corroding the reinforcing bars and steel structures embedded in it with moisture, but it also causes cracks in the walls and pillars after construction. become.
そこで、この発明の課題は、軸組構造物の骨組みに鋼材を用い、この鋼材の外表面を木材で包むようにして覆うことにより、湿気による鋼材及び木材の腐食発生を防ぎ、耐久性と耐火性に優れた建物を得ることができる鋼材と木材を併用した建物とその構築方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to use steel for the framework of the frame structure and to cover the outer surface of the steel so as to be wrapped with wood, thereby preventing the occurrence of corrosion of the steel and wood due to moisture, and improving durability and fire resistance. The object is to provide a building using steel and wood that can provide an excellent building, and a construction method thereof.
上記のような課題を解決するため、請求項1の発明は、建物における軸組構造物の構築に鋼材と木材を用い、基礎上に骨組みとして立設した鋼材を外部に露出しないように木材で覆って軸組構造物を組み立てた構成を採用したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
請求項2の発明は、建物における軸組構造物の構築に鋼材と木材を用い、基礎上に骨組みとして立設する鋼材として隅柱にチャンネル材と中間柱にH型鋼を用い、前記隅柱は二本のチャンネル材を直角の配置で立設し、両チャンネル材の内角面を角材で覆うことによって形成し、前記隅柱と中間柱の間及び中間柱間に木製の壁用パネルを、鋼材の溝に両側を嵌め込んで組み込むことによって周壁を形成し、この周壁の内外面に木製板を張設することにより、骨組みとして立設した鋼材を外部に露出しないように木材で覆って軸組構造物を組み立てた構成を採用したものである。
The invention of
また、請求項3の発明は、建物における軸組構造物の構築に鋼材と木材を用い、基礎上に鋼材を立設して骨組みを組み立て、この骨組みに対して木製の壁用パネルの組み込みと、内外面への木製板の張設とによって、鋼材を外部に露出しないように木材で覆って軸組構造物を組み立てる構成を採用したものである。
The invention of
ここで、鋼材を柱や梁に用いてボルト結合や溶接で接合することによって軸組構造物の骨組みを組み立て、また、鋼材の外表面を覆うために用いる木材は、例えば、樹齢100年以上で最適な時期に伐採され、丸太乾燥ができたものを厚さが5cm以上に加工した無垢
材を使用する。
Here, a steel frame is used as a pillar or a beam to assemble the framework of the frame structure by joining by bolting or welding, and the wood used to cover the outer surface of the steel material is, for example, 100 years old or older Use solid wood that has been cut down at the optimal time and dried to a thickness of 5cm or more.
このような木材は、乾燥割れや反り、狂い等の発生が少なく、厚さが5cm以上の無垢材であると、30分の耐火に十分耐えることができる特性がある。 Such wood is less susceptible to dry cracking, warping, and distorting, and has a characteristic that it can sufficiently withstand fire resistance of 30 minutes if it is a solid material having a thickness of 5 cm or more.
上記のように、鋼材の外表面を木材で接触状態にして包むように覆うと、木材の吸湿作用で鋼材を外部からの湿気が接触しないように保護し、これにより、鋼材に対する湿気の作用を木材で防止することができ、湿気による鋼材及び木材の腐食発生を防ぎ、建物の耐久性を向上させることができる。 As described above, when the outer surface of the steel material is covered and wrapped with wood, the steel material is protected by moisture absorption so that moisture from the outside does not come into contact. It is possible to prevent the corrosion of steel and wood caused by moisture, and the durability of the building can be improved.
この発明によると、鋼材を用いて軸組構造物の骨組みを組み立て、前記鋼材の外表面を木材で覆って軸組構造物を組み立てたので、木材の吸湿作用で鋼材に外部からの湿気が接触しないように保護し、これにより、鋼材に対する湿気の作用を木材で防止することができ、湿気による鋼材及び木材の腐食発生を防ぎ、耐久性に優れた長寿命の建物を構築することができる。 According to this invention, the framework of the frame structure is assembled using steel, and the frame structure is assembled by covering the outer surface of the steel with wood, so that moisture from the outside contacts the steel due to the moisture absorption of the wood. Thus, the action of moisture on the steel material can be prevented with wood, and corrosion of the steel material and wood due to moisture can be prevented, and a long-life building having excellent durability can be constructed.
また、鋼材の外部を木材で包むように覆ったので、木材による断熱効果で保温性に優れ、良好な住環境が確保できる建物を構築できると共に、鋼材以外の部分に木材を用いることにより、余剰している木材の消費拡大を図ることができる。 In addition, because the outside of the steel material is covered with wood, it is possible to construct a building that has a heat insulation effect with wood and is excellent in heat retention and can secure a good living environment, and by using wood for parts other than steel, surplus Can increase the consumption of wood.
更に、鋼材の外部を覆う木材に厚みのある無垢材を用いることにより、このような木材は燃えにくく、従って、耐火性に優れた建物を構築できる。 Further, by using a thick solid material for the wood covering the outside of the steel material, such wood is difficult to burn, and thus a building with excellent fire resistance can be constructed.
以下、この発明の実施例を図示例と共に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below together with illustrated examples.
図1と図2のように、鋼材と木材を併用した建物は、基礎1上に鋼材と木材を併用した軸組構造物2を組み立て、この軸組構造物2の上に和風の小屋組3を設けて構築されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in a building using both steel and wood, a
上記軸組構造物2は、基礎1上に立設したコーナ柱4と中間柱5、コーナ柱4と中間柱5間にかけ渡した大梁6や、大梁6間にかけ渡した小梁7、コーナ柱4と中間柱5間及び中間柱5問に立て込んだ壁用の木製パネル8によって形成されている。
The
図1乃至図4に示す第1の実施の形態において、図3は、上記軸組構造物2における直角コーナ部分と中間部分の構造を示し、基礎1上に立設したコーナ柱4が、アングル材9と、その外側二面に重ねて直角に配置した二本のチャンネル材11と、このアングル材9の内角側二面に重なるように配置した木製の角柱10の集合による組み合わせによって形成され、両側チャンネル材11の溝12内に、壁用の木製パネル8の側部が嵌り合っている。
In the first embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 4, FIG. 3 shows the structure of the right-angled corner portion and the intermediate portion in the
上記アングル材9に対して木製の角柱10は、アングル材9の一辺に一面が丁度適合する正方形となり、壁用木製パネル8は、チャンネル材11の溝幅と同様の厚みに形成されている。
The
図3に示すように、上記基礎1上に立設した中間柱5は、木製の中間角柱13と、この中間角柱13の両側二面に重ねるように配置したチャンネル材14との組み合わせによって形成され、中間角柱13はその一面が丁度チャンネル材14の幅と一致する正方形となり、両側チャンネル材14の溝12内に、上記したと同様に壁用木製パネル8の側部が嵌り合っている。
As shown in FIG. 3, the
図4は、コーナ柱4と大梁6及び小梁7の結合構造を示し、大梁6及び小梁7は図示の場合、チャンネル材15を用い、大梁6はコーナ柱4のチャンネル材9やアングル材とボルトや溶接によって結合し、また、中間柱5の上端と大梁6及び小梁7の結合もボルトや溶接によって結合すると共に、大梁6及び小梁7は、その溝内に木製角材16を嵌め込み、外面を板材17で覆った構造になっている。
FIG. 4 shows a connecting structure of the
上記軸組構造物2において、室内側には内側壁板18を、室外側には外側壁板19をそれぞれ張設することにより、軸組構造物2の骨組みに用いた鋼材の外面を包むように覆うことができる。
In the
図9乃至図13に示す第2の実施の形態において、上記軸組構造物2におけるコーナ柱4が、直角に配置した二本のチャンネル材11、両チャンネル材11の内角側二面に重なるように配置した木製の角柱10の集合による組み合わせによって形成され、両側チャンネル材11の溝12内に、壁用の木製パネル8の側部が嵌り合っている。
In the second embodiment shown in FIG. 9 to FIG. 13, the
上記チャンネル材11に対して木製の角柱10は、チャンネル材11の一辺に一面が丁度適合する正方形となり、壁用の木製パネル8は、チャンネル材11の溝幅と同様の厚みに形成されている。
The
図10に示すように、上記基礎1上に立設した中間柱5は、H型鋼を用いて形成され、H型鋼の両側溝12内に、上記したと同様に壁用木製パネル8の側部が嵌り合っている。
As shown in FIG. 10, the
上記中間柱5において、T型材5aとこれにビス5bで固定する帯板5cによって断面H形に形成された中間柱5dと、H型鋼を用いた中間柱5eとを用い、コーナ柱4に隣接する位置に前者の中間柱5dが位置するように両中間柱5dと5eを交互に配置するようにしている。
In the
前者の中間柱5dは、T型材5aを基礎1上に立設し、壁用の木製パネル8は、斜めにして一方の側縁をチャンネル材11の溝12に嵌め込んだ後、他方の側縁をT型材5aの内角部分に収め、次に、T型材5aに帯板材5cをビス5bで固定すれば、コーナ柱4と中間柱5間及び中間柱5間へのパネル8の組み込みが、図11のように、上からの落とし込みではなく、前面からの嵌め込みによって行え、パネル8の組み込み作業が容易になる。
The former
図5は、壁用木製パネル8の第1の例を示し、両側の縦枠材20と上下枠材21を用いて上下に長い矩形状の枠体22を組み、両側縦枠材20の外半部はチャンネル11や14内にはめ込む狭幅部20aに形成し、両側縦枠材20の内面側全長に縦枠材20よりも一回り小径の縦桟材23を固定し、対向する縦桟材23間に、縦桟材23と同じ断面径の多数の断熱用角材24を水平状態で順次積み重ね状にして配置し、枠体22内で断熱用角材24の両面に生じた凹部に、この凹部に適合する厚みの平板25をそれぞれ張設し、両面をフラットに仕上げた構造になっている。
FIG. 5 shows a first example of the wall
図6に示す第2の例の壁用木製パネル8は、上記と同様の枠体22の内部に、縦枠材20の半分の断面径の多数の断熱用の角材26を両面側から順次積み重ね状に配列することで、両面をフラットに仕上げた構造になっている。
A wall
なお、壁用木製パネル8は何れの例においても、断熱用角材24、26の配列パターン
は水平だけでなく、図6のように傾斜状に配列するようにしてもよい。
In any example, the wall
図7に示す第3の例の壁用木製パネル8は、同一長さの単板41を複数並べて接着した三枚の集合板42を、その木目が順次交差する配置となるように重ねて接着固定し、一辺が両側縦枠材20の間に納まる正方形で柱の幅と同様の厚みを有する面板43とし、この面板43の四周縁に凹溝44を周設し、この四周囲の凹溝44内に接続板45をその一部が外側に突出するよう嵌め込み固定し、両側縦枠材20の対向面に設けた凹溝に両側の接続板を嵌め込むことにより、必要枚数の壁用木製パネル8を上から順に落とし込み、上下の壁用木製パネル8は、上下の凹溝44にわたって接続板45を嵌め込んで接続することにより、木製の壁を形成するものである。
The wall
このように、三枚の集合板42を、その木目が順次交差する配置となるように重ねて接着固定すると、木のくせが取り除けるので反り等の発生が防げると共に、単板41に端材を使用できるのでコスト的に有利となる。
In this way, when the three
なお、上記面板43の両面における周囲の稜部は、傾斜や円弧状の面取りを施すようにすると共に、単板41相互の結合や接続板45の取付け及び接続板45と縦枠材の固定は、接着以外の手段を採用してもよい。
The peripheral ridges on both sides of the
図8に示す第4の例の壁用木製パネル8は、角軸状短材の集合によって第3の例と同様の壁用木製パネル8を形成したものであり、角軸状短材46の長手方向の両側と両未口に凹溝47を設け、同一長さの四本の角軸状短材48を正方形となるよう巴状に組み合わせ、その中心部に年輪が両面に見えるような配置で正方形の中央角材48aを組み込み、上記巴状に組み合わせた角軸状短材48の外側に長い四本の角軸状短材46を巴状に組み合わせ、これを順次外方に繰り返し、隣接する各角軸状短材46及び角軸状短材46と中央角材48aは、両者の凹溝47にわたって嵌め込んだ接続板49によって接続することにより、一辺が両側縦枠材20の問に納まる正方形で柱の幅と同様の厚みを有する面板50としている。
The wall
この面板50の四周縁に残した凹溝47内に接続板49をその一部が外側に突出するよう嵌め込み囲定し、両側縦枠材20の対向面に設けた凹溝に両側の接続板49を嵌め込むことにより、必要枚数の壁用木製パネル8を上から順に落とし込み、上下の壁用木製パネル8は、上下の凹溝47にわたって接続板49を嵌め込んで接続することにより、木製の壁を形成するものである。
The connecting
この第4の例の壁用木製パネル8においても、角軸状短材46と中央角材48の両面における周囲の稜部は、傾斜や円弧状の面取りを施すようにすると共に、角軸状短材46相互の結合や接続板49の取付け、接続板49と縦枠材20の画定は、接着以外の手段を採用してもよい。
In the wall
図12と図13に示す第5の例の壁用木製パネル8は、角軸状短材51の上下面に凹溝52を設け、この角軸状短材51を上下に積み重ねて貫通する複数のボルト53で締結すると共に、上下角軸状短材51の凹溝52間に接続板54を嵌め込んで組み立てたものである。
In the fifth example of the wall
このような壁用木製パネル8は、角軸状短材51を締結するボルト53を利用し、基礎1に埋設したアンカーボルト55とナット56を介して結合し、基礎1上への固定強度を向上させることができる。
Such a wall
上記のような各実施の形態において、パネル8の組み込み時におけるボルト53とアンカーボルト55の結合は、基礎1に埋設したアンカーボルト55を所定長さだけ突出させておき、パネル8の組み込み時に、パネル8に設けたボルト挿通孔の下部をアンカーボルト55の突出部分に外嵌し、パネル8の内部途中において、ボルト53とアンカーボルト55をナットで結合すればよく、具体的には、この結合作業を行うために、パネル8にはボルト53とアンカーボルト55の結合部分に一面側で開口してボルト挿通孔と連通する作業用凹部を設け、パネル8に上端から挿通したボルト53の作業用凹部内に臨む下端にナットを装着しておき、パネル8の組み込みによって、作業用凹部内に突出したアンカーボルト55の上端とボルト53にわたって螺合するようにナットを回動操作すれば、ボルト53とアンカーボルト55をナットで結合することができる。
In each embodiment as described above, the
図2は、軸組構造物2の上に設ける合掌構造の和風小屋組3を示し、軒げた27問に小屋ばりを設け、軒げた27と小屋ばりに立設した真づか28やつりづか29、方づえ30等で両側一対となる合掌31を真づか28から両側下がりの勾配を有する傾斜状に支持し
、合掌31上に一定の間隔で横方向の母屋32を固定し、この母屋32上に傾斜状となる垂木33を並べ、垂木33上に野地板34を敷設し、野地板34上に瓦材を敷設すると共に、上記上下母屋32間に生じた空間と、垂木33間に生じた空間のそれぞれを断熱用の角材35を並べることによって埋め、小屋組3に断熱機能を付加した構造になっている。
FIG. 2 shows a Japanese
ここで、鉄骨構造材の外表面を木材で覆うことにより、丁度刀とこれを納める鞘の関係のように、鉄骨構造材を湿気から有効に保護することができ、長年にわたって防錆効果が得られ、建物の骨組みとなる鉄骨構造材の耐久性を大幅に向上させることができ、また、鉄骨構造材の外表面を覆うために用いる冬木材には、例えば、樹齢100年以上で最適な時期に伐採され、丸太乾燥ができたものを厚さが5cm以上に加工した無垢材を使用する。 Here, by covering the outer surface of the steel structure material with wood, the steel structure material can be effectively protected from moisture just like the relationship between the sword and the sheath that houses it, and the antirust effect has been obtained for many years. It is possible to greatly improve the durability of the steel structure material that forms the framework of the building, and for winter timber used to cover the outer surface of the steel structure material, for example, the optimal time at the age of 100 years or more Use solid wood that has been cut down and dried to a thickness of 5 cm or more.
このような木材は、古い日本の木造建築が現存していることからも分かるように、耐久性に優れ、乾燥割れや反り、狂い等の発生が少なく、しかも、厚さが5cm以上の無垢材であると、30分の耐火試験に十分耐えることができる特性がある。 As can be seen from the fact that old wooden structures in Japan exist, such timber has excellent durability, is less likely to cause dry cracking, warping, and madness, and is solid wood with a thickness of 5 cm or more. When it is, there exists a characteristic which can fully endure the fire test of 30 minutes.
次に、この発明に係る建物の構築方法を説明する。 Next, a building construction method according to the present invention will be described.
建物を構築せんとする地面に建物の平面形状に合わせた基礎1を構築し、この基礎1上に図1と図2、図4のように、コーナ柱4と、コーナ柱4間の位置に所要数の中間柱5と、コーナ柱4と中間柱5間に各種例示した壁用木製パネル8をそれぞれ建て込むと共に、これらの上部に大梁6や小梁7をかけ渡し、大梁6や小梁7は木製角材16と板材17で覆うと共に、壁面の室内側には内側壁板18を、室外側には外側壁板19をそれぞれ張設することにより、構成に用いた鋼材の外面を木材で包むように覆うことで軸組構造物2を構築し、この軸組構造物2上に小屋組3を組み立てることにより、鋼材と木材を併用した建物が完成する。
A
このような紬組構造物2に対して、室内を間仕切りして内外装を施すことにより、建物の構築が完了し、壁構造となる軸組構造物2は両面がフラットになっているので、内外装の施工が簡単で美しく仕上がり、また、軸組構造物2におけるコーナ柱4の部分は、アングル9やチャンネル11と木製の角柱10の集合による組み合わせによって形成され、特に隅部の強度向上により耐定性に優れた建物を構築することができる。
For such a
また、軸組構造物2と小屋組3は、その空間が断熱用の角材24、35で埋められているので、断熱性に優れた建物を構築することができると共に、軸組構造物2における壁用木製パネル8には開口部分を設けて窓や出入ロを形成するようにしてもよく、また、図示の建物は一階建を示したが、地下室の構築や壁構造を上方に延長して設けることにより、二階建や三階建の建物を構築することができる。
In addition, since the space of the
1 基礎
2 軸組構造物
3 小屋組
4 コーナ柱
5 中間柱
6 大梁
7 小梁
8 木製パネル
9 アングル材
10 角柱
11 チャンネル材
12 溝
13 中間角柱
14 チャンネル材
15 チャンネル材
16 木製角材
17 板材
20 縦枠材
21 上下枠材
22 枠体
23 縦桟材
24 断熱用角材
25 平板
26 角材
27 軒げた
28 真づか
29 つりづか
30 方づえ
31 合掌
32 母屋
33 垂木
34 野地板
35 角材
41 単板
42 集合板
43 面板
44 凹溝
45 接続板
46 角軸状短材
47 凹溝
48 角軸状短材
49 接続板
50 面板
51 角軸状短材
52 凹溝
53 ボルト
54 接続板
55 アンカーボルト
56 ナット
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記H型鋼は、T型材と帯板材とからなり、このT型材を基礎上に立設し、前記壁用パネルの側縁をこのT型材の内角部分に収め、次いでT型材に帯板材を固定することにより、柱間への木製パネルの組み込みを前面から行えるようにしたことを特徴とする鋼材と木材を併用した建物。 Steel and wood are used to construct the frame structure in the building, and channel material and H-shaped steel are used for the corner column as the steel material standing on the foundation as a framework, and the corner column is perpendicular to the two channel materials. It is formed by covering the inner corner surfaces of both channel materials with square wood, and fitting wooden wall panels between the corner pillars and the intermediate pillars and between the middle pillars on both sides of the steel groove A steel wall is formed by assembling a frame structure by covering the steel material standing up as a frame with wood so that it is not exposed to the outside, by forming a peripheral wall by incorporating it in, and stretching wooden plates on the inner and outer surfaces of this peripheral wall In buildings that use wood together,
The H-shaped steel consists of a T-shaped material and a strip material. The T-shaped material is erected on the foundation, the side edges of the wall panel are accommodated in the inner corners of the T-shaped material, and then the strip material is fixed to the T-shaped material. This is a building that uses both steel and wood, characterized in that the wooden panels can be installed between the columns from the front .
To construct the frame structure in the building , the channel material, which is a steel material, and H-shaped steel and wood are used. On the foundation , the H-shaped steel T-shaped material is erected with the channel material as the corner column and the frame is assembled. The wooden wall panel is incorporated into the frame from the front side by placing the side edge of the frame in the inner corner portion of the T-shaped material, and then fixing the band plate material to the T-shaped material, and the inner and outer surfaces of the peripheral wall formed by this incorporation. A construction method of a building using both steel and wood, in which a wooden board is stretched and covered with wood so that the steel is not exposed to the outside and the frame structure is assembled.
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