JP4819783B2 - 木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁およびその構築方法 - Google Patents
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Description
本発明は、前記の課題を有利に解消した木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁およびその構築方法を提供することを目的とする。
少なくとも壁厚方向の後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板が垂直面上に並列して積み重ねるように配置されると共に土台または梁と柱に係合されて前部壁面材が設けられ、
少なくとも前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板が垂直面上に並列して積み重ねるように配置されると共に土台または梁と柱に係合されて後部壁面材が設けられ、
さらに、前部壁面材と後部壁面材とは、前部壁面材の後面側の係合用凹部が、後部壁面材の前面側の係合用突部に係合し、前部壁面材の後面側の係合用突部が後部壁面材の前面係合用凹部に係合して、楔装置により前部壁面材と後部壁面材とが一体化されていることを特徴とする。
また、第2発明では、第1発明の木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁において、前記の前部壁面材を構成する各木製小幅厚板の前面側に、部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とが交互に設けられ、後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に設けた木製化粧用小幅厚板における係合用凹部と係合用突部とが前部壁面材の前面側の係合用突部と係合用凹部に係合されて、一体化されていることを特徴とする。
また、第3発明では、第1発明または第2発明の木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁において、前記の後部壁面材を構成する各木製小幅厚板の後面側に、部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とが交互に設けられ、前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に設けた外装用木製小幅厚板における係合用凹部と係合用突部とが、後部壁面材の後面側の係合用突部と係合用凹部に係合されて、一体化されていることを特徴とする。
また第4発明の耐火・耐震壁の構築方法においては、土台または梁とこれに間隔をおいて立設される柱に設けられた溝に、少なくとも壁厚方向の後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板をその端部を嵌合するようにして、垂直面上に並列して積み重ねるように配置すると共に土台または梁と柱に係合させて前部壁面材を設け、前記土台または梁とこれに間隔をおいて立設される柱に設けられた溝に、少なくとも壁厚方向の前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板の端部を嵌合すると共に、前部壁面材を構成する小幅厚板の後面側の係合用凹部に、後部壁面材を構成する小幅厚板の前面側の係合用突部が係合するようにして、前部壁面材の後面側に後部壁面材の前面側を係合させて、前部壁面材と後部壁面材とを一体化し、次いで、柱および一体化された前部壁面材および後部壁面材に支持させるように上部梁を設置することを特徴とする。
また、柱と梁の間に配置された前面壁面材と後面壁面材とが一体化されているので、地震動時において、水平力が入力された場合、前面壁面材および後面壁面材が共同して抵抗して、柱または梁に圧縮力または引張力あるいはせん断力等の応力を伝達させることができる効果が得られる。
また、本発明の小幅厚板は、間伐材を有効に活用することができるので、安価な小幅厚板を間伐材から製作することができる。
また、本発明の耐火・耐震壁の構築方法によると、土台または梁と柱とに設けた溝に、端部が係合するように前部壁面材あるいは後部壁面材を積み重ね配置すると共に、前部壁面材および後部壁面材の各小幅厚板の係合用凹部と係合用突部を係合させて一体化するので、安価な小幅厚板を使用して、柱の間に容易に耐震壁を構築することができる。また、小幅厚板を使用するので、耐火壁とすることができる。
本発明においては、木製柱、木製梁、木製板材であるので、以下では単に、主として、柱、梁、板で記載する。また、本発明において使用する小幅厚板2としては、板厚が25〜60mm以上、このましくは、前後の複数の小幅厚板2相互を一体化した壁パネル状の板厚で、その板厚が耐火性を確保するために少なくとも60mmであり、小幅厚板2の幅寸法が100mm〜300mmに加工(製品化)された厚板部材が使用される。
また、前部側壁面材6を組み立てる部材として使用する小幅厚板2の前面側は、この形態では、他の部材を設けないため、平坦面とされている。
また、室外側に位置する後部側壁面材7(図1、図3参照)を組み立てる部材として小幅厚板3を使用する場合では、その前面側に、部材長手方向に係合用凹部4と係合用突部5が交互に連続して設けられ、前記の係合用凹部4と係合用突部5は、小幅厚板3の幅一杯に形成される。
また、後部側壁面材7を組み立てる部材として使用する小幅厚板2の後面側(室外側)は、この形態では、他の部材を設けないため、平坦面とされている。
前記の係合用突部5および係合用凹部4は、部材長手方向に交差する45°方向に傾斜した方向に連続するように設けられている。
前記のような、前部側の小幅厚板2と後部側の小幅厚板3は、組み立て時において、便宜上、上部梁8を上方に浮かした状態の図2で説明すると、上部梁8が柱9の胴付き部10に架設されないで状態(好ましくは、上部梁8の縦孔11内に柱9のほぞ12が係合して胴付き部10に載置されないで状態で、上部梁8下面側の溝13の深さ以上に浮かされた状態)において、土台または下部梁14(および上部梁8)と2つの柱9の間の開口部内に、土台または下部梁14に対して45°に傾斜した状態で配置されるため、所定長さにされた小幅厚板2の部材長手方向の両端部は、45°に傾斜した状態で切断され、そして配置される箇所により、例えば、下隅部または上隅部に配置される部材では、正面視で直角2等辺三角形に、中間部下側に配置される部材では正面視で左右対称な台形に、中間部上側に配置される部材では、正面視で点対称な菱形の形態に製作される。
前部側の小幅厚板2の係合用突部5の部材長手方向の長さ寸法は、係合用凹部4の部材長手方向の長さ寸法よりも小さくされて、前部側の小幅厚板2および後部側の小幅厚板3のうちの一方の部材における係合用突部5が、他方の部材における係合用凹部4に挿入配置可能にされて、若干スライドさせて係止可能にされている。
前記の上部梁8を下位に位置する柱9の胴付き部10から浮かす高さ寸法は、上部梁8下面側に設ける溝13の深さ寸法よりも多くしておく必要がある。
このようにすることにより、前後の壁面材を構成するための小幅厚板を下から順に積み重ねるように配置することができる。
前記のように、前部壁面材6の対角方向の下部側では、各小幅厚板2は柱9と土台または梁14に釘止め24されて積み重ねられるため、これらにより、全体として正面L形のフレーム構造となり、上部梁8にその軸方向の水平力が作用した場合に、小幅厚板2に引張力または圧縮力が作用した場合、土台または梁あるいは柱9に水平力等の力を伝達可能にされている。
前記のように、前部壁面材の対角方向の上部側では、各小幅厚板2は柱9と土台または梁14に釘止め24されないで積み重ねられるため、これらにより、上部梁8にその軸方向の水平力が作用した場合に、小幅厚板2に圧縮力が作用した場合、土台または梁あるいは柱9に伝達可能にされている。
ここで、前記の楔装置19の構造について簡単に説明すると、図11(a)に示すように、部材長手方向の片面に楔装置19は、一対の棒状楔19a,19bによって構成され、角棒状楔体19a,19bの片面が平坦面19cであり、反対面に勾配をもつ多数の傾斜面19dを直列に備えており、直列に隣り合う各傾斜面19dは、境界段差部19eを介して連続し、前記の境界段差部19eは棒状楔体19a,19bの片面の平坦面19cに対して垂直な面またはこれに近い傾斜面とされている。一対の棒状楔19a,19bでは前記の多数の傾斜面19dの長手方向寸法を比較的短くして等しくしてある。そして一対の棒状楔19a,19bの多数の傾斜面19d,19dを密接して重ねて構成され、前記の境界面18間に挿入し、図11(b)に示すように、棒状楔19a,19bを相互移動すると、傾斜面19d,19d同士の摺動によって棒状楔19a,19bが左右方向に変位し、境界面18相互を離反させるように作用し、各小幅厚板2,3の端部を柱9の溝13底部に圧着させる。
なお、楔装置19は、多数の連続する傾斜面19dの長手方向寸法を比較的短く構成してあるから、長いものであっても比較的短い相互移動によって確実な楔作用が得られる。
なお、楔装置19は、適宜の長さに切断して使用することもできる。また、本発明では、前記の楔装置19は、平面矩形状であり、上部梁8に設けられる縦貫通孔11aから挿入可能な寸法に設定される。
なお、図1,2等では、傾斜面19dを省略して縦線1本で表現している。
前記のように、後部壁面材の対角方向の下部側では、各小幅厚板3は柱9と土台または梁14に釘止め24されて積み重ねられるため、これらにより、全体として正面逆L形のフレーム構造となり、地震時において上部梁8にその軸方向の水平力が作用した場合に、小幅厚板3に引張力または圧縮力が作用した場合、土台または梁あるいは柱9に水平力等の力を伝達可能にされている。
また、前記の正面菱形形状の小幅厚板3を境にして、前記下部側の小幅厚板3と対称な正面台形状の小幅厚板3が、係合用突部5および係合用凹部4が係合された状態で順次積み重ねられる。
前記のように、後部壁面材の対角方向の上部側では、各小幅厚板3は柱9と土台または梁14に釘止め24されないで積み重ねられるため、これらにより、上部梁8にその軸方向の水平力が作用した場合に、小幅厚板2に圧縮力が作用した場合、土台または梁あるいは柱9に伝達可能にされている。
すなわち、地震時において、前部壁面材の下部の小幅厚板2に圧縮力(図1において、上部梁8の左から右方向に水平力が作用した場合)が作用している状態では、後部壁面材7の下部の小幅厚板3では引張力に抵抗する構造であり、前部壁面材の上部では圧縮力に抵抗する構造であり、後部壁面材の上部では、圧縮力に抵抗する構造になっている。
前記のように、前記前後の壁面材6,7を左右方向に圧着している拡開用楔装置19の配置位置に向かって、前後の壁面材6,7の上部に前記太径の錐22から錐により前記太径の錐孔22と同径の孔23が穿設され、その孔に渡って、太径の込栓21aが圧入されて、前後の壁面材6,7と上部梁8とは横方向に一体化され、上部梁8から前後の壁面材6,7にせん断力の伝達が可能にされている。また、前部壁面材6および後部壁面材7および楔装置19による耐火・耐震壁1は、柱9と上部梁8と土台または下部梁14の溝13に係合して、前後方向(壁面に垂直な方向)の移動が拘束される。
なお、前記実施形態では、前部壁面材6および後部壁面材7あるいは化粧用壁面材6aおよび外装用壁面材7aにより鉛直荷重を負担することも可能である。
(1)前後の壁面材あるいは仕上げ用あるいは外装用の小幅厚板2,3からなるパネルの端部を係合させるための差込係止溝13を設けた土台または下部梁14あるいは上部梁8あるいは柱9を設置する。
(2)上部梁8は、パネル差込溝13の深さ以上、柱9上端部から浮かした状態で適宜仮保持した状態で配置し、小幅厚板2,3の端部を係止可能にする。
(3)前部側または後部側の壁面材の内の一方の下部(対角線を境界とした下段側)を構成するために、無垢木材または合成パネルからなる小幅厚板2、3を、土台または下部梁14いっぱいになるまで積み重ねる。必要に応じ、土台または下部梁14あるいは柱9に釘止めする。
(4)前部側または後部側の壁面材の内の他方の下部(対角線を境界とした下段側)を構成するために、無垢木材または合成パネルからなる小幅厚板2、3を、土台または下部梁14いっぱいになるまで積み重ねる。必要に応じ、土台または下部梁14あるいは柱9に釘止め24する。
(5)前部および後部の壁面材6,7における境界壁18間に楔装置19を打ち込み、前後の壁面材の下部の一体化を図る。また、土台と下部柱と柱の下端部とのほぞとに渡って、込栓を打ち込んで、一体化する。
(6)前部側または後部側の壁面材の内の一方の上部(対角線を境界とした上段側)を構成するために、無垢木材または合成パネルからなる小幅厚板2(3)を、いっぱいになるまで積み重ねる。
(7)前部側または後部側の壁面材の内の他方の上部(対角線を境界とした上段側)を構成するために、無垢木材または合成パネルからなる小幅厚板3(2)を、いっぱいになるまで積み重ねる。
(8)前後の壁面材における上部(対角線を境界とした上段側)の小幅厚板を柱9に必要に応じ釘止めする。
(9)上部梁8を柱9上端部の胴付き部10に落とし込む。
(10)上部梁8と柱上端部に渡って、込栓21を打ち込み一体化させる。
(11)上部梁8における直列に間隔をおいて設けた大径縦貫通孔11より、前後の壁面材6,7の境界壁18間に、小幅厚板2結合用の楔装置19を挿入して打ち込んで、上部の各前後の壁面材6,7相互の一体化を図ると共に、錐もみ可能にする。
(12)上部梁8の大径縦貫通孔11から、大径縦貫通孔11と同径のキリで、上部梁8下面から下方に6mm程度の深さに渡って、前記楔装置19の上部を削りとるように、各前後の壁面材6,7(各小幅厚板)を浅孔23あける。
(13)上部梁8の大径縦貫通孔11から大径込栓21を前記浅孔23下端まで打ち込んで、上部梁8と一体化されている前後の壁面材6,7の上部を結合一体化する。
なお、図5に示す形態では、前記(3)(4)(6)(7)の工程を一度に行って、小幅厚板2,3を順次下から順に積み上げるようにすればよい。
また、図9に示す形態では、前記の(9)の工程の前に、化粧用小幅厚板2aによる化粧用壁面材6aおよび外装用小幅厚板2bによる外装用壁面材7bを構築するようにし、化粧用小幅厚板2aによる化粧用壁面材6aおよび外装用小幅厚板2bによる外装用壁面材7bの上に上部梁8を載置するようにすればよい。
なお、前記の木製間隙閉塞材25としては、小幅厚板と同等の板厚寸法を有する部材とするとよい。
2 小幅厚板(前面側)
3 小幅厚板(後面側)
4 係合用凹部
5 係合用突部
6 前部側壁面材
7 後部側壁面材
8 上部梁
9 柱
10 胴付き部
11 縦孔または縦貫通孔
11a 縦貫通孔
12 ほぞ
13 上部梁の下面側の溝(または土台または下部梁の上面側の溝)
14 土台または下部梁
15 係止溝
15a 片側壁
15b 係止突条
16 角形横孔
17 前部壁面材
18 境界壁
19 楔装置
19a 棒状楔
19b 棒状楔
19c 平坦面
19d 傾斜面
19e 境界段差部
20 後部壁面材
21 込栓
22 錐孔
23 孔
24 釘止め
25 間隙閉塞材
26 木製ガタ防止用材
Claims (4)
- 木造構造物における土台または下部梁と上部梁と左右の柱との間に、
少なくとも壁厚方向の後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板が垂直面上に並列して積み重ねるように配置されると共に土台または梁と柱に係合されて前部壁面材が設けられ、
少なくとも前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板が垂直面上に並列して積み重ねるように配置されると共に土台または梁と柱に係合されて後部壁面材が設けられ、
さらに、前部壁面材と後部壁面材とは、前部壁面材の後面側の係合用凹部が、後部壁面材の前面側の係合用突部に係合し、前部壁面材の後面側の係合用突部が後部壁面材の前面係合用凹部に係合して、楔装置により前部壁面材と後部壁面材とが一体化されていることを特徴とする木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁。 - 前記の前部壁面材を構成する各木製小幅厚板の前面側に、部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とが交互に設けられ、後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に設けた木製化粧用小幅厚板における係合用凹部と係合用突部とが前部壁面材の前面側の係合用突部と係合用凹部に係合されて、一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁。
- 前記の後部壁面材を構成する各木製小幅厚板の後面側に、部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とが交互に設けられ、前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に設けた外装用木製小幅厚板における係合用凹部と係合用突部とが、後部壁面材の後面側の係合用突部と係合用凹部に係合されて、一体化されていることを特徴とする請求項1または2に記載の木製小幅厚板を備えた耐火・耐震壁。
- 土台または梁とこれに間隔をおいて立設される柱に設けられた溝に、少なくとも壁厚方向の後面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板をその端部を嵌合するようにして、垂直面上に並列して積み重ねるように配置すると共に土台または梁と柱に係合させて前部壁面材を設け、前記土台または梁とこれに間隔をおいて立設される柱に設けられた溝に、少なくとも壁厚方向の前面側に部材長手方向に係合用凹部と係合用突部とを交互に連続して設けた多数の木製小幅厚板の端部を嵌合すると共に、
前部壁面材を構成する小幅厚板の後面側の係合用凹部に、後部壁面材を構成する小幅厚板の前面側の係合用突部が係合するようにして、前部壁面材の後面側に後部壁面材の前面側を係合させて、前部壁面材と後部壁面材とを一体化し、次いで、柱および一体化された前部壁面材および後部壁面材に支持させるように上部梁を設置することを特徴とする耐火・耐震壁の構築方法。
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