JP4928091B2 - 木造建築物開口部における耐震用フレーム - Google Patents

木造建築物開口部における耐震用フレーム Download PDF

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Description

本発明は、枠組壁工法及び軸組工法による木造建築物の開口部に耐震性を付与する木質フレーム構造に関する。本発明の木質フレーム構造は、基本的に、門型または箱型の形状をもつフレームであって接合部等に繊維シートを貼着して補強を施したものである。これにより、既存及び新築の木造建築物における耐力壁のアンバランスを解消し、建物全体の耐震性向上を図る。加えて、必要最低限の壁倍率・床倍率で安全な建物を実現可能とする。
阪神・淡路大震災での犠牲者の約９０％が家屋の倒壊による圧死と言われている。その多くは、建物の非力な大開口部による左右・前後の耐力上のアンバランスに起因する建物の「ねじれ」が大きな原因とされている。地震発生により、大開口部を有する建築物の重芯と剛芯のずれによる「ねじれ」が生じ、建築部材同士の接合部が破損することにより倒壊が起きている。特に、既存建築物の耐震性能の早期改善が大きな社会的な問題となっている。
このため、大震災以降、建築基準法の改正で、木構造における主要建築部材同士を耐震用の引張金物（ホールダウン金物）を用いて接合することが規定された。さらに、耐力壁のバランスを取ることが基準化され、床・屋根の水平面剛性（床倍率）も高められた。
この結果、改正建築基準法の下では、狭小地での間口の狭い木造三階建てにおいて一階店舗や車庫組み込み住宅を建築できないケースが多く見られるようになった。また、耐力壁のバランスや床剛性を考慮すると、大スパンで大開口を有する部屋や、吹き抜けを設けた大空間を設計する上でも大きな制約となる。
そこで、木質門型フレームを開口部に組み込むことにより壁や筋交いと同等の耐力を実現する技術が知られている。この技術は、既存及び新築の木造建築物のいずれにも適用可能で、特に新築の場合に適用しやすい。開口部に組み込むこのような木質門型フレームは、容易に製作・運搬・設置できるように分割構造とすることが好ましい。しかしながら、分割構造を有する高性能の耐震用門型フレームに関する技術は少ない。（例えば下記特許文献参照）
特許文献１の耐震用木質フレームは、当初からＬ字状に作製された部材を接合して門型または箱型の形状としたものである。特許文献２の耐震用木質フレームは、２本の角材を接合してＬ字状部材を形成し、次に複数のＬ字状部材を接合して門型または箱型の形状としたものである。特許文献２では、Ｌ字状部材自体の接合部及びＬ字状部材同士の接合部において、部材同士を引き寄せる力を発揮する接合金具を用いている。
特許第２９４６２９９号公報 特開２００４−２８５８１７号公報
上記の通り、木造建築物の開口部、特に大開口部に対して耐震のために取り付けるフレームにおいては、その形状が門型であれ他の形状であれ、容易に製作・運搬・設置できる製品の開発が必要不可欠とされている。このようなフレームは、分割構造が好ましいとされているが、現状の技術では以下のような問題点がある。
・門型フレームを用いる場合、建築物の大きな窓または店舗の出入り口や車庫等の大開口部に設置されるため、大きく、重くかつ長いものとなる。従って、加工や組立に多くの時間と労力を要している。また、搬入や設置に大型車両やクレーン車が必要となり、余分な費用がかかる。製造工場においても製作や組立のためのスペースや保管場所の確保に問題を有している。
・簡易的な接合金具を用いてＬ字状の角部をラーメン構造とするための補強する手立てが不足している。例えば、特許文献２では角部の接合のために引き寄せ力を発揮する接合金具を用い、さらにその周囲にアラミド繊維シートを接着して補強している。しかしながら、特に大開口部に適用される場合には強度が不足する場合がある。
・門型フレームと開口部とを組み合わせる場合、次の２つのタイプが考えられる。１つは、例えば軸組工法により木造建築物の開口部を構築した後にその内側に組み込むための門型フレームである。もう１つは、軸組工法により木造建築物の開口部を構築する際にその開口部自体として組み込むための門型フレームである。前者の門型フレームは建物構造躯体に対して追加されるものであるが、後者の門型フレームは建物構造躯体の一部となるなるものである。前者の門型フレームは開口部により支持されるが、後者の門型フレームは自立している。これらのいずれのタイプにも共通して用いることができる構成の門型フレームは提供されていない。
以上のことから、本発明は下記の事項を目的とする。
（１）分割された各部材片を接合して組み立てる木質の門型または箱型のフレームであって、接合部であるＬ字状の角部を確実な剛接合（ラーメン構造）とする。
（２）門型フレームの梁枠を可能な限り分割することにより、１個の部材片の大きさを小さく軽量化する。この場合、垂直荷重による大きなモーメントを生じない箇所で分割し、分割された部材片同士を接合する。
（３）開口部に組み込む門型フレームと、開口部自体を形成する自立型の門型フレームの双方に共通して用いることができる構成の門型フレームを提供する。
（４）門型フレームの梁枠を分割した場合にも、鉛直荷重Ｐに対する構造躯体としての強度を確保する。
上記の目的を達成すべく、本発明は以下の構成を提供する。
（１）本発明による耐震用門型フレームの態様は、在来軸組工法による木造建築物の構造躯体の一部として開口部を形成するべく、組立てられた形態で取り付けられる木質の耐震用門型フレームにおいて、並立する左右一対の柱枠と、前記柱枠の各々の上端間に横架された梁枠と、前記柱枠の各々の下端に取り付けた柱脚金物とを有し、前記柱枠と前記梁枠とは、接着剤で貼着される高引張強度をもつ第１繊維シートにより剛接合され、前記梁枠が２つまたは３つに分割された梁枠片から形成されており、隣接する前記梁枠片同士が金具によりピン接合され、かつ前記柱枠の各々の外側面にそれぞれ当接させて設けた前記構造躯体の横架材のための第１受け材と、前記梁枠の上面に当接させて設けた前記構造躯体の柱材のための第２受け材とをさらに有することを特徴とする。
（２）上記において、前記柱枠と前記梁枠とは、前記第１繊維シートと金具とにより剛接合されている。
（３）上記において、前記第１繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートである。
（４）上記において、前記第１繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度である。
（５）上記において、前記第１記繊維シートが前記一方向のみの繊維方向をもつシートまたは前記平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記第１繊維シートを複数枚重ねて貼着している。
（６）上記において、前記梁枠片同士の接合部に対して接着剤で貼着された第２繊維シートをさらに有する。
（７）上記において、前記第２繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートである。
（８）上記において、前記第２繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度である。
（９）上記において、前記第２繊維シートが前記一方向のみの繊維方向をもつシートまたは前記平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記第２繊維シートを複数枚重ねて貼着している。
（１０）上記において、
前記梁枠の上面及び下面のいずれか又は双方に対し接着剤で貼着された第３繊維シートをさらに有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の耐震用門型フレーム。
（１１）上記において、前記第３繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートである。
（１２）上記において、前記第３繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度である。
（１３）上記において、隣接する前記梁枠片同士をピン接合する金具が、これらを互いに引き寄せる力を生じる金具である。
（１４）上記において、前記柱枠と前記梁枠とを接合する金具が、これらを互いに引き寄せる力を生じる金具である。
本発明は、門型または箱型のフレームを形成する各部材片同士をＬ字状に接合する角部において、簡易的な接合金具と、接着剤で貼着される高引張強度をもつ繊維シートとを用いている。繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、または長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートの場合、複数枚の繊維シートを重ね貼りすることにより異なる応力方向に対応できる。また、長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートの場合は、１枚のシートで２つの傾斜した応力方向に対応できるので重ね貼りを行う施工の手間を軽減することができる。これにより、角部の十分な剛接合が確保される。
また、門型または箱型のフレームにおける角部を剛接合とすることにより、水平に配置される梁枠に対する水平荷重によるモーメントＭが中点においてゼロとなる。従って、梁枠の中央部分に接合部を設けてもモーメントが発生しない。この結果、梁枠の中央部分を分割することができる。加えて、分割された梁枠片同士を簡易的な金具でピン接合することが可能となる。
さらに、門型フレームにおいて梁枠のスパンの１／４以内であれば大きなモーメントが生じない。従って、この部分での分割も可能である。
梁枠を１箇所または２箇所で分割することにより、２個または３個の梁枠片とした。その結果梁枠を構成するこれら複数の梁枠片の各々を小さく軽量化することができる。
本発明の門型フレームは、開口部に組み込む門型フレームと、開口部自体を形成する自立型の門型フレームの双方に共通して用いることができる。
梁枠下面にスパンと同じ長さの繊維シートを接着剤で接着することにより、鉛直荷重による曲げに対する補強が確保される。
実施の形態について図を参照して説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を用途によって適宜組み合わせることができる。
（１）枠組壁工法による木造建築物への適用の概要
図１は、本発明による木質の耐震用フレームを枠組壁工法による木造建築物へ組み込む状況を模式的かつ概略的に示す図である。尚、木質パネル工法による木造建築物へ組み込む場合も同様である。図１を用いて枠組壁工法（ツーバイフォー工法）による木造建築物５０の施工工程の一部を概略説明する。先ず、基礎５４（立ち上がり部分）の上に土台５５を敷き床（図示せず）を構築した後、スタッドを立設してその外側に合板を張ることにより壁５１を構築する（フレーミング）。１階及び２階のフレーミングを完了した後、棟木から軒にかけてタルキを設置して同様に合板を張ることにより屋根５２のフレーミングを完了する。
図１の木造建築物５０は、例えば、壁５１に設けた壁開口部５１ａ、屋根５２に設けた屋根開口部５２ａ等を有する。壁開口部５１ａが窓の場合、例えば、左右にそれぞれ設置される従スタッド材(数枚合わせたもの)と、上下にそれぞれ設置される床根太やマグサまたは頭つなぎとにより四方を囲まれている。壁開口部５１ａが玄関または車庫等の場合、左右にそれぞれ設置される従スタッド材(数枚合わせたもの)と、上側に設置される床根太やマグサ、頭つなぎにより三方を囲まれている。屋根開口部５２ａは、壁開口部５１ａの窓と同様である。
本発明による木質の耐震用フレームには、形状から区別される２種類があり、１つは門型フレーム１０であり、もう１つは箱型フレーム３０である。これらは、適用箇所によって使い分けられる。一般的に、壁開口部５１ａが玄関や車庫等の大開口部である場合は、門型フレーム１０が組み込まれ、壁開口部５１ａが窓の場合は、箱型フレーム３０が組み込まれる。また、屋根開口部５２ａには、箱型フレーム３０が組み込まれる。
図１に示す門型フレーム１０及び箱型フレーム３０は、木造建築物５０の構造躯体の開口部に取り付けるタイプである。本発明による耐震用フレームの適用方法では、予め門型または箱型に組み立てておき、組み立てた状態のものを開口部に対して取り付ける。
（２）枠組壁工法に適用される門型フレーム（梁枠非分割タイプ）の実施例
図２は、枠組壁工法による木造建築物の壁開口部５１ａの内側に取り付けられる門型フレーム１０の一実施例を示す斜視図である。図２に示す壁開口部５１ａは、例えば、１階の玄関または車庫等である。建築物における１階の壁開口部５１ａと２階以上の階の壁開口部とでは、四方の囲みを形成する開口部枠材５１ｂの種類が異なる。例えば、１階では壁開口部５１ａの下辺が基礎５４または土台５５であるが、２階以上では床根太合わせ梁、床梁等の横架材である。門型フレーム１０は、いずれの階の壁開口部にも取り付けることができ、その取り付け方法も同じである。
尚、以下の説明において、門型フレーム１０について「右側」及び「左側」と表現する場合には、図１に示す矢印Ａの方向からみたときの「向かって右側」及び「向かって左側」をそれぞれ意味する。また、取り付けられたときの屋外側を「前側」とし、屋内側を「後側」とする。これは、門型フレーム１０以外の後述する他の実施例でも同様とする。加えて、本発明における耐震用フレームはいずれも左右対称の形状であるので、「右側」の構成または「左側」の構成のいずれか一方についての説明は、他方についても該当するものである。
図２に示す門型フレーム１０は、図示のように予め組立てられた形態で壁開口部５１ａに嵌め込まれ、固定される。門型フレーム１０は、並立する左右一対の柱枠１２と、これらの柱枠の各々の下端に取り付けた柱脚金物１３と、２本の柱枠１２の各々の上端間に横架された梁枠１１と、２本の柱枠１２の各上端１２ａと梁枠１１とを接合する接合金具１５ａ、１５ｂと、柱枠１２と梁枠１１との接合部である角部に対して貼着された高引張強度をもつ繊維シート１４とを有する。この繊維シートについては、後述する図４Ａ〜図５Ｂにおいて詳細に説明する。
柱枠１２の上端１２ａには、角部ボルト孔１２ｂが穿設されている。この角部ボルト孔１２ｂと連続するように、梁枠１１の端面にもボルト孔（図示せず）が穿設されている。さらに、梁枠１１には、前後方向に貫通する角部ボルト孔１１ａも穿設されている。角部ボルト孔１１ａには引張金具１５ｂが埋め込まれる。引張ボルト１５ａは、角部ボルト孔１２ｂ及び梁枠１１のボルト孔（図示せず）を通り引張金具１５ｂの螺子孔に螺合する。
柱脚金物１３は、箱部１３ａとその上面に立設された縦板部１３ｂとを有する。縦板部１３ｂは、柱枠１２の下部スリット１２ｉに挿入され、脚部ピン孔１２ｄを通るドリフトピン１５ｄにより固定される。箱部１３ａの底面にはボルト孔１３ｃが穿設されている。一方、基礎５４のコンクリート面上には予めアンカーボルト１５ｅが埋設されている。アンカーボルト１５ｅをボルト孔１３ｃに通して固定する。２階以上の場合は、アンカーボルト１５ｅと同様の固定ボルトが床梁等の上に設置される。
また、柱枠１２にも所定間隔で取付用のボルト孔１２ｃが穿設されている。このボルト孔１２ｃにラグスクリューボルト等のボルト１５ｅを通し、開口部枠材５１ｂに固定する。
門型フレーム１０の柱枠１２の上端１２ａと梁枠１１とは種々の接合金具を用いて接合される。この接合部は、Ｌ字状の角部を形成する。接合金具により、柱枠１２と梁枠１１とを互いに引き寄せる力が生じる。
図３Ａ〜図３Ｇは、柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の種々の実施例を示す部分拡大斜視図である。
図３Ａでは、梁枠１１の右端近傍に丸鋼メネジ加工した引張金具１５ｂが上下段に埋め込まれている。一方、引張ボルト１５ａが柱枠１２の外側面から略水平に貫入し、この引張金具１５ｂと螺合する。
図３Ｂでは、梁枠１１の右端近傍に上下段に埋め込まれた引張金具１５ｂの各々が、複数本の引張ボルト１５ａを受ける。従って、引張金具１５ｂは複数箇所でメネジ加工されている。
図３Ｃ及び図３Ｄでは、引張金具１５ｂが梁枠１１の上面より垂直に埋め込まれている。一方、柱枠１２の外側面から貫入された引張ボルト１５ａが引張金具１５ｂと螺合する。
尚、梁枠１１として構造用集成材を用いた場合、ラミナの積層方向に直交して引張金具１５ｂを埋設することにより、引張力に対する耐力が向上させる。
図３Ｅでは、梁枠１１の右端近傍に引張金具１５ｂを上下段に埋め込む。そして、柱枠１２の外側面からそれぞれ斜めに貫入した２本の引張ボルト１５ａが各引張金具１５ｂと螺合する。２本の引張ボルト１５ａは正面からみると互いに交差している。この実施例では、下から上へ及び上から下へと引き寄せる力が生じるのでさらに効果的となる。
図３Ｆでは、略正面Ｌ字状の鋼鈑のプレート金具１５ｆを、梁枠１１及び柱枠１２に対してそれぞれプレカットした角部スリット１１ｂ、１２ｅに挿入する。プレート金具１５ｆには複数のピン孔１５ｆ１が穿設されている。これらのピン孔１５ｆ１の位置は、梁枠１１及び柱枠１２にそれぞれ穿設した複数のピン孔１１ｆ、１２ｆと対応する。プレート金具１５ｆを挿入した後、ピン孔１１ｆ、１２ｆにドリフトピン１５ｇを打設する。これにより、梁枠１１と柱枠１２とは確実に接合される。
図３Ｇでは、梁枠１１を引き寄せ接合するために接合金具１５ｈを用いる。接合金具１５ｈは略四角形のプレートを具備し、その左辺は垂直ではなく傾斜している。垂直な右辺及び水平な下辺に対してＬ字状鋼鈑のフランジ１５ｈ２が溶接される。傾斜した左辺にはウッドタッチパイプ１５ｈ３が溶接される。ウッドタッチパイプ１５ｈ３の傾斜は、上方から下方へ向かうにつれて柱枠１２の方へ近づく方向である。フランジ１５ｈ２は、引張ボルト１５ａにより柱枠１２に固定される。一方、梁枠１１には、接合金具１５ｈと嵌合するように角部スリット１１ｂ及びパイプ孔１１ｃがプレカットされる。さらに梁枠１１には、引張ボルト１５ａの締め付けナット等の突出部分を収容するための切り欠き部１１ｄを設けている。切り欠き部１１ｄには、フランジ１５ｈ２も収容される。
柱枠１２上端に接合金具１５ｈを引張ボルト１５ａにて固定した後、プレカットした梁枠１１を上から落とし込むと、傾斜して設けたウッドタッチパイプ１５ｈ３が梁枠１１を柱枠１２方向へ引き寄せる。その後、接合金具１５ｈに設けた複数のピン孔１５ｈ１及びこれらに対応する梁枠１１のピン孔１１ｆにドリフトピン１５ｇを打設する。接合金具１５ｈを用いることにより、半剛接合が実現される。
図３Ｈ〜図３Ｋは、梁枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の種々の実施例を示す部分斜視図である。梁枠勝ちの接合とした場合は、梁枠の梁成が大きくなっても開口部の高さを容易に確保することができる。
図３Ｈでは、柱枠１２の上端近傍において引張金具１５ｂを前後方向に水平に埋め込む。一方、梁枠１１上面より引張ボルト１５ａを貫入し、引張金具１５ｂと螺合させる。図３Ｉでは、１つの引張金具１５ｂが複数本の引張ボルト１５ａを受ける。図３Ｈ及び図３Ｉの実施例では、引張ボルト１５ａの長さを短くできるように、梁枠１１の上面にボルト頭用の座掘１１ｅを穿設している。引張ボルト１５ａを短くすることにより、接合部の曲げモーメントに対して安全を確保できる。接合後は、座堀１１ｅに接着剤を充填して埋める。
図３Ｊでは、縦長方形状の鋼鈑のプレート金具１５ｆを梁枠１１及び柱枠１２のそれぞれの角部スリット１１ｂ、１２ｅに挿入する。プレート金具１５ｆには複数のピン孔１５ｆ１が穿設されている。これらのピン孔１５ｆ１に対応するように、梁枠１１及び柱枠１２にもそれぞれピン孔１１ｆ、１２ｆが穿設されている。これらのピン孔にドリフトピン１５ｇを打設することで、梁枠１１と柱枠１２とが確実に接合される。
図３Ｋでは、柱枠１２を引き寄せ接合するために接合金具１５ｈを用いる。接合金具１５ｈは略四角形のプレートを具備し、その下辺は水平ではなく傾斜している。水平な上辺及び垂直な左辺に対してＬ字状鋼鈑のフランジ１５ｈ２が溶接される。傾斜した下辺にはウッドタッチパイプ１５ｈ３が溶接される。ウッドタッチパイプ１５ｈ３の傾斜は、右から左へ向かうにつれて梁枠１１の方へ近づく方向である。フランジ１５ｈ２は、引張ボルト１５ａにより梁枠１１に固定される。一方、柱枠１２には、接合金具１５ｈと嵌合するように角部スリット１２ｅ及びパイプ孔１２ｈがプレカットされる。さらに柱枠１２には、引張ボルト１５ａの締め付けナット等の突出部分を収容するための切り欠き部１２ｇを設けている。切り欠き部１２ｇには、フランジ１５ｈ２も収容される。この場合も梁枠１１上面にボルト頭の座堀１１ｅを施し、引張ボルト１５ａを短くすることができる。これにより、接合部における曲げモーメントに対して安全となる。接合金具１５ｈを用いることにより、半剛接合が実現される。
図４Ａ〜図４Ｄは、図２に示した門型フレームにおける梁枠１１と柱枠１２との接合部である角部に対して貼着される繊維シートの適用例を示す図である。角部における梁枠１１及び柱枠１２のそれぞれの表面に跨るように繊維シートを巻き付けて貼着する。繊維シートは接着剤により貼着される。上述の金具によるピン接合に加えて繊維シート及び接着剤による補強接合により、角部における剛接合を実現する。この結果、角部における引張・曲げ耐力が向上し、初期剛性を高めることができる。さらに、粘り強い耐力による信頼性を大幅に向上させる。
繊維シートは、例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維等の化学繊維及びこれらを組み合わせた繊維、及びこれらの繊維と金属系繊維との複合繊維である。繊維シートは、高引張強度を有するとともに靱性に優れた繊維をシート状に形成したものである。さらに、繊維方向に基づく繊維シートの種類として、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート（十字状に織ったシート）、または後述する図５Ａに示すような長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートがある。
図４Ａでは、繊維シート１４が、柱枠１２の上端近傍側面及び梁枠１１の前面と後面に適数枚巻き付けられている。さらに、貼着された繊維シート１４の表面に対して接着剤を上塗りする。この場合、繊維シート１４の裏面に接着剤を塗布して貼着しただけの構造と比較して、繊維シート１４と接着剤の双方が接合主材となる。この結果、接合金物と同等の十分な接合耐力が得られる。これにより、門型フレーム１０の角部における引張応力に対する強度のみでなくモーメント応力に対する曲げ強度が大幅に向上する。角部の構造的な一体化が確保され、靱性に優れた剛接合となる。
図４Ｂでは、図４Ａの繊維シート１４に加え、その上に重なるようにかつ異なる方向に繊維シート１４ａが巻き付けられている。適数枚の繊維シート１４ａは繊維シート１４の端部と直交するように梁枠１１に巻き付けられている。繊維シート１４ａもまた接着剤にて接着補強される。これらにより、梁枠１１と柱枠１２のずれや脱落を完全に防止できる。特に、繊維シートの繊維方向が長手方向と平行な一方向のみの場合、または、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートの場合には、重ね貼りすることにより異なる応力方向に対応することができる。
図４Ｃでは、図４Ａの繊維シート１４に加え、その上に重なるように繊維シート１４ｂ及び１４ｃが巻き付けられている。適数枚の繊維シート１４ｂと１４ｃは、それぞれ水平方向に対してそれぞれ斜め４５度と−４５度で傾斜して柱枠１２の側面と梁枠１１の前面を跨ぐように貼着されている。
図４Ｄでは、図４Ａの繊維シート１４に加え、その上に重なるように図４Ｃの繊維シート１４ｂ及び１４ｃが巻き付けられ、さらにその上に重なるように繊維シート１４ｄが巻き付けられている。適数枚の繊維シート１４ｄは、繊維シート１４の端部と直交するように梁枠１１に巻き付けられている。
図４Ｃ及び図４Ｄの実施例のように、複数枚の繊維シートを互いに交差させて幾重にも重ねて貼着し、さらに接着剤を上塗りして補強することにより極めて強固な剛接合が実現される。
上記のように、繊維シート１４等を柱枠１２及び梁枠１１に貼着する場合、繊維シート１４等と当たる柱枠１２及び梁枠１１の角の面取りを行うことが好適である。これは、繊維シート１４等の破断を防止するためである。
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明における好適な繊維シートの実施例を示す図である。図５Ａのように柱枠１２と梁枠１１に巻き付けられる好適な繊維シート１４は、シートの長手方向に対して縦糸と横糸が互いに異なる二方向に傾斜するように織られた織物である。このような長手方向から傾斜した二方向の繊維方向をもつ繊維シートを用いることにより、１枚のシートで２つの傾斜した応力方向に対応できるので図４Ｂ〜図４Ｄに示したような複数枚のシートの重ね貼りを軽減したり省いたりできる。
図５Ｂは、図５Ａの繊維シート１４に関連する力または糸の方向等を模式的に示す図である。矢印ｓ０は、梁枠１１の一般的な亀裂方向を示す。これは、梁枠１１の木材繊維方向であり略水平方向である。矢印ｓ０は繊維シートの長手方向でもある。矢印ｓ３は亀裂部分に生じる応力の大きさと方向を示す。矢印ｓ１とｓ２は、繊維シート１４の縦糸方向と横糸方向における応力ｓ３の分力である。こうして縦糸と横糸が亀裂部分の応力に耐えることにより、亀裂の拡大を防止することができる。繊維シートの長手方向ｓ０に対する縦糸方向及び横糸方向の傾斜角度αは、最も好適には４５度であり、３０〜６０度の範囲でもよい。
図６Ａ〜図６Ｃは、図２の門型フレーム１０の柱枠１２の各々の下端に取り付けた柱脚金物の実施例を示す図である。これらの図面の各々は、点線円で囲んだ柱脚金物１３の拡大図を含む。
図６Ａでは、柱脚金物１３は、柱枠１２の下端面に対応する大きさに構成された箱部１３ａと、その上面中央に左右方向に立設された縦板部１３ｂとから構成されている。縦板部１３ｂは、柱枠１２の下端にプレカットされた下部スリット１２ｉに挿入される。そして、ドリフトピン１５ｄを脚部ピン孔１２ｄ及び縦板ピン孔１３ｄに通すことにより、柱脚金物１３が柱枠１２に固定される。
箱部１３ａの下面に穿設されたボルト孔１３ｃに、基礎のアンカーボルトや床梁等に設置された固定用ボルトを通すことにより、柱脚金物１３が基礎や床梁等に固定される。この場合、図示していないが、柱脚金物１３の下面のボルト孔１３ｃの周縁から下面の後縁までを切り欠いておくことにより、門型フレームを建築物の開口部に円滑に嵌め込むことができる。後述する他の柱脚金物の実施例についても同様である。
図６Ｂの柱脚金物１３は、図６Ａの柱脚金物とほぼ同様の構成であるが、基礎や床梁等に固定する箇所を増設した増設脚部１３ｅを具備する。ここでは、増設脚部は箱部１３ａの片側のみであるが、箱部の両側に設けてもよい。
図６Ｃの柱脚金物１３は、図６Ａの柱脚金物とほぼ同様の構成であるが、縦板部１３ｂの上辺の半分にウッドタッチパイプ１３ｆを具備する。ウッドタッチパイプ１３ｆに対応するように、柱枠１２の下端の下部スリット１２ｉに下部パイプ孔１２ｊをプレカットしている。ウッドタッチパイプ１３ｆは、やや傾斜している。従って、縦板部１３ｂを下部スリット１２ｉに挿入することにより、ウッドタッチパイプ１３ｆが柱枠１２と柱脚金物１３とを引き寄せる効果を奏する。
図２の門型フレームの基礎等への固定方法として、図示していないが、公知のホールダウン金物を柱枠１２の下部の両側面を挟んで相対するように設け、ボルトで緊結する。これにより先に設置しているアンカーボルトや固定ボルトで引っ張り固定できる。
（３）枠組壁工法に適用される門型フレーム（梁枠分割タイプ）の実施例
図７は、枠組壁工法による木造建築物の壁開口部５１ａの内側に取り付けられる門型フレーム２０の一実施例を示す斜視図である。図７に示す壁開口部５１ａは、図２と同様である。
前述の図２に示した門型フレーム１０では梁枠１１が分割されておらず一体的であったのに対し、図７に示す門型フレーム２０では梁枠２１が２つに分割された梁枠片２１ａと２１ｂから形成されており、これらはプレート金具２２ａによりピン接合されている。梁枠２１が２つに分割されている点以外は、図７の門型フレーム２０は、図２の門型フレーム１０と同じ構成を有する。
従って、図７に示す門型フレーム２０において、梁枠片２１ａ左端と柱枠１２上端との接合、並びに梁枠辺２１ｂ右端と柱枠１２上端との接合については、前述の図３Ａ〜図３Ｋに示した金具による接合の各実施例を同様に適用できる。加えて、前述の図４Ａ〜図４Ｄ並びに図５Ａ及び図５Ｂに示した繊維シートと接着剤による接合の各実施例を同様に適用できる。よって、図３Ａ〜図５Ｂに関する前述の説明は、全て図７に示す門型フレーム２０にも該当する。
門型フレーム２０の左右の角部を剛接合とすることにより、梁枠２１に対する水平荷重に対してその中央のモーメントＭ＝０となる。従って、この部分で梁枠２１を分割して金具により接合してもモーメントが発生しない。この結果、梁枠片２１ａと２１ｂを接合する金具を、簡易なピン接合とすることが可能となる。
図８Ａ〜図８Ｇは、梁枠片が２つに分割された２分割タイプの梁枠２１を有する図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。
図８Ａでは、梁枠片２１ａ、２１ｂの各々の接合端面（木口）に垂直方向に設けたスリット２１ｄに鋼鈑のプレート金具２２ａを挿入する。プレート金具２２ａには、複数のピン孔２２ａ１が穿設されている。一方、これらのピン孔２２ａ１に対応するように梁枠片２１ａ、２１ｂにもピン孔２１ｃが穿設されている。ドリフトピン２３ａをピン孔２１ｃに打設することで、梁枠片２１ａと２１ｂは確実に接合される。
図８Ｂでは、梁枠片２１ａ、２１ｂの各々の接合面に水平方向に設けたスリット２１ｄに鋼鈑のプレート金具２２ｂを挿入する。プレート金具２２ｂには、ピン孔２２ｂ１、２２ｂ２と、ピン孔２２ｂ２と連続する切り欠き２２ｂ３とが設けられている。梁枠片２１ａ、２１ｂのピン孔２１ｃにドリフトピン２３ａを打設することで梁枠片２１ａと２１ｂは確実に接合される。
図８Ｂにおいて、切り欠き２２ｂ３を形成する２つの縁のうち、中心線２２ｂ４に近い側の縁ｐは中心線２２ｂ４と平行であり、遠い側の縁ｑは挿入方向に向かって中心線２２ｂ４から遠ざかっている。ピン孔２２ｂ２に対応する梁枠片２１ａ、２１ｂのピン孔２１ｃに対して、プレート金具２２ｂの挿入前にドリフトピン２３ａを打ち込んでおく。次に、このプレート金具２２ｂを挿入すると、くさび効果により梁枠片２１ａと２１ｂ同士を引き寄せる効果を生じる。これにより隙間のない接合部を実現する。
図８Ｃでは、鋼鈑のプレート金具２２ｃの左片と右辺にウッドタッチパイプ２２ｃ１を溶接している。ウッドタッチパイプ２２ｃ１は、前方から後方に向かって中心線２２ｃ２から遠ざかる方向に傾斜している。一方、梁枠片２１ａ、２１ｂには対応するようにスリット２１ｄとウッドタッチパイプ用のパイプ孔２１ｅが穿設されている。パイプ孔２１ｅは中心線２２ｃ２に平行である。従って、プレート金具２２ｃを挿入すると、くさび効果により梁枠片２１ａと２１ｂ同士を引き寄せる効果を生じる。これにより隙間のない接合部を実現する。
図８Ｄでは、梁枠片２１ａ、２１ｂの接合面近傍にて引張金具２３ｃを上下段に前後方向に埋め込む。そして、梁枠片２１ａ、２１ｂの上下面にそれぞれ鋼鈑のプレート金具２２ｄを当て、引張ボルト２３ｄで固定している。プレート金具２２ｄには、ボルト孔２２ｄ１の他に補強のために長ビスで留め付けられるようにビス孔２２ｄ２も穿設されている。これにより、高引張耐力が得られる。
図８Ｅでは、梁枠片２１ａ、２１ｂの接合面と直交するように引張金具２３ｃを上下段に埋め込む。そして、梁枠片２１ａ、２１ｂの上下面にそれぞれ鋼鈑のプレート金具２２ｄを当て、引張ボルト２３ｄで固定している。プレート金具２２ｄには、ボルト孔２２ｄ１の他に補強のために長ビスで留め付けられるようにビス孔２２ｄ２も穿設されている。これにより、高引張耐力が得られる。
図８Ｆでは、鋼鈑のプレート金具２２ｅの左片と右辺にウッドタッチパイプ２２ｅ１を溶接している。ウッドタッチパイプ２２ｅ１は、下方から上方に向かって中心線２２ｅ３から遠ざかる方向に傾斜している。一方、梁枠片２１ａ、２１ｂには対応するようにスリット２１ｄとウッドタッチパイプ用のパイプ孔２１ｅが穿設されている。パイプ孔２１ｅは中心線２２ｅ３に平行である。従って、プレート金具２２ｅを打ち込むと、くさび効果により梁枠片２１ａと２１ｂ同士を引き寄せる効果を生じる。これにより隙間のない接合部を実現する。さらにドリフトピン２２ａにより確実に固定する。
図８Ｇの鋼鈑のプレート金具２２ｆは、図８Ｆのプレート金具２２ｅの下辺にフランジ２２ｆ５を溶接した形状である。さらに、図８Ｂのプレート金具２２ｂに設けた切り欠き２２ｂ３と同様の切り欠き２２ｆ４を設けている。切り欠き２２ｆ４と連続するピン孔２２ｆ３に対応する梁枠片のピン孔２１ｃには、予めドリフトピン２２ａが打ち込まれている。従って、プレート金具２２ｆを打ち込むと、くさび効果により梁枠片２１ａと２１ｂ同士を引き寄せる効果を生じる。これにより隙間のない接合部を実現する。さらにドリフトピン２２ａにより確実に固定する。梁枠片２１ａ、２１ｂの下面には、フランジ２２ｆ５の厚み分の凹部が設けられている。
図８Ｈ〜図８Ｊは、梁枠片が３つ分割された３分割タイプの門型フレーム２０１における接合部の実施例を示す図である。
梁枠２１の端からの距離が、梁枠２１の全長の約１／４以内（通常、８００mm〜１０００mm）の点においても、大きなモーメントが生じない。従って、この範囲内で梁枠２１を分割して金具により接合することも可能である。梁枠２１の両端からこの範囲内の所定の距離にある２点でそれぞれ分割すると、３つの梁枠片２１ａ、２１ｇ、２１ｂができる。以下、この３分割タイプにおける両側の各梁枠片２１ａ、２１ｂを「端部梁枠片」と称し、中央の梁枠片２１ｇを「中央梁枠片」と称する場合がある。
３分割タイプの門型フレーム２０１では、工場において柱枠１２と端部梁枠片２１ａまたは２１ｂのみを接合したもの、あるいは一体成形したものを生産し、在庫しておくことが好適である。こうすることにより、現場において中央梁枠片２１ｇの長さ及び梁成、並びに繊維シートでの補強手段を適宜選択して開口部のスパンや使用目的に適合させることが可能となる。
以下に示す３分割タイプの門型フレーム２０１では、梁枠２１全体が水平な実施例のみを示す。しかしながら、別の実施例として、傾斜屋根の勾配に適合するように梁枠２１が斜め勾配をもって横架するフォーヒンジ構成も可能である。例えば台形、マンサード形がある。
図８Ｈでは、上述の図８Ｆで示したプレート金具２２ｅを用いて梁枠片同士を引き寄せ接続している。
図８Ｉでは、上述の図８Ａに示したプレート金具２２ａを用いて梁枠片同士を接続している。さらに、図８Ｄに示したプレート金具２２ｄで上面と下面を補強している。
図８Ｊでは、上述の図８Ｇに示したプレート金具２２ｆを用いて梁枠片同士を引き寄せ接続している。さらに、図８Ｄに示したプレート金具２２ｄで上面を補強している。図８Ｊに示す中央梁枠片２１ｈは、鉛直荷重Ｐも負担する。このため、中央梁枠片２１ｈの断面性能を強化するために梁成を大きくしている。
図９Ａ〜図９Ｄは、図８Ｈ〜図８Ｊに示した３分割タイプの門型フレーム２０１の接合部における繊維シート及び接着剤による補強の実施例を示す図である。もちろん、図７に示した２分割タイプの門型フレーム２０にも適用できる。尚、図７に示すように構造躯体の開口部内に嵌め込み取り付ける梁枠分割タイプの門型フレームの梁枠接合部については、通常は金具によるピン接合のみでも十分であり、必要に応じて繊維シートと接着剤による補強を行ってもよい。これに対し、後述する図１６Ａ〜図１７Ｂに示す構造躯体の一部として組み込む自立型の梁枠分割タイプの門型フレームについては、通常、金具によるピン接合に加えて繊維シートと接着剤による補強が必要である。これは、曲げ耐力補強のためである。
図９Ａでは、梁枠片２１ａと２１ｇとの接合部を跨いで前面と後面に適数枚の繊維シート２４を接着剤により貼着する。さらに、繊維シート２４と直交してその上に重なる繊維シート２４ａを、接合部の前面、下面及び後面に巻き付け貼着する。
図９Ｂでは、梁枠片２１ａと２１ｇとの接合部の全面に繊維シート２４が巻き付けられている。
図９Ｃでは、梁枠片２１ａと２１ｇとの接合部を跨いで前面と後面に適数枚の繊維シート２４を接着剤により貼着する。さらに、繊維シート２４と直交してその上に重なる幅広の繊維シート２４ａを、接合部の全面に巻き付けるように貼着する。
図９Ｄでは、図９Ｃに示した繊維シート２４、２４ａに加え、繊維シート２４ｂが、柱枠１２の上端面の端から梁枠２１上面の全長の約４／１の距離に相当する位置まで貼着されている。３分割タイプの接合部は、端部から梁枠全長の約４／１の距離までの範囲内に位置するので、繊維シート２４ｂは接合部を必ず跨ぐ。これは、特に鉛直荷重を負担できるように梁成を大きくした場合の補強として有効である。
以上の図９Ａ〜図９Ｄに示す繊維シートの接着剤による貼着方法は、これらに限定されるものではなく、適宜組み合わせた構成とすることができる。
梁枠分割タイプの門型フレームの各柱枠下端に取り付けられる柱脚金物については、前述の梁枠非分割タイプにおいて説明したものと同様である。
さらに図示していないが、梁枠分割タイプの門型フレーム１０の素材として構造用単板積層材（ＬＶＬ）を用いる場合、梁枠１１と柱枠１２の接合部を設けないでＬＶＬで柱枠と梁枠を一体にＬ型成形したものを用いることが可能となる。しかし、ＬＶＬはラミナ（単板）の繊維方向が一定であるため、加力方向によって強度にバラツキが生じる。そこで、角部に対し図４Ａ〜図４Ｄに示したような繊維シートと接着剤による接着補強を施せば、剛接合を実現することができる。その場合、図５Ａ及び図５Ｂに示した繊維シートを用いればさらに好適である。
ここで、梁枠分割タイプの門型フレーム２０、２０１の組み立て方法の例を説明する。
予め製造工場で、一方の柱枠と１つの梁枠片を剛接合した、門型フレーム用Ｌ字状部材を作製する。このＬ字状部材の作製方法として、柱枠と梁枠片のそれぞれの角材を金具を用いて接合し、その接合部を繊維シートと接着剤で補強して剛接合する方法と、柱枠と梁枠片を単板から一体成形し、その角部を繊維シートと接着剤で補強して剛接合する方法とがある。
次に、施工現場において、左側のＬ字状部材と右側のＬ字状部材を互いに向き合わせて接合し、門型フレームを組み立てる。３分割タイプの門型フレームの場合は、このとき中央梁枠片を挿入して接合する。
（４）枠組壁工法に適用される箱型フレームの実施例
図１０は、枠組壁工法による木造建築物の壁開口部５１ａの内側に取り付けられる箱型フレーム３０の一実施例を示す斜視図である。図１０に示す壁開口部５１ａは、主として窓や出入口である。
図１０に示す箱型フレーム３０は、図示のように予め組立てられた形態で壁開口部５１ａに嵌め込まれ、開口部枠材５１ｂに対して固定される。箱型フレーム３０は、箱型を形成するべく接合された４個のＬ字状枠３１、３２、３３、３４と、互いに隣接する前記Ｌ字状枠同士を接合する金具３６ａ、３６ｂとを有する。Ｌ字状枠３１等の各々は、横枠片と縦枠片の端部同士を直角に接合して形成される。
図１１Ａ〜図１１Ｃは、箱型フレーム３０の右上に位置するＬ字状枠３３の接合部すなわち角部の実施例を示した図である。尚、他のＬ字状枠３１、３２及び３４についても同様である。
Ｌ字状枠３３は、角材である横枠片３３ａと縦枠片３３ｂとを金具により引き寄せ接合して形成される。さらに、金具により接合された接合部に対し、高引張強度をもつ繊維シートを接着剤で貼着することにより、剛接合とすることができる。接合部すなわち角部に対する繊維シートの適用方法は、前述の図４Ａ〜図４Ｄに示した門型フレームの角部におけるそれと同様である。また前述の図５Ａ及び図５Ｂに示した繊維シートを用いることが好適である。
図１１Ａでは、横枠片３３ａの右端近傍に丸鋼メネジ加工した引張金具３８が上下段に埋め込まれている。一方、引張ボルト３９が縦枠片３３ｂの外側面から略水平に貫入し、この引張金具３８と螺合する。
図１１Ｂでは、引張金具３８が横枠片３３ａの上面より垂直に埋め込まれている。一方、縦枠片３３ｂの外側面から貫入された引張ボルト３９が引張金具３８と螺合する。
尚、横枠片３３ａとして構造用集成材を用いた場合、ラミナの積層方向に直交して引張金具３８を埋設することにより、引張力に対する耐力が向上させる。
図１１Ｃでは、横枠片３３ａの右端近傍に上下段に埋め込まれた引張金具３８の各々が、複数本の引張ボルト３９を受ける。従って、引張金具３８は複数箇所でメネジ加工されている。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、互いに隣接するＬ字状枠同士を接合する接合部の実施例を示す図である。箱型フレームは、互いに隣接するＬ字状枠の縦枠片の端面同士または横枠片の端面同士を引き寄せ接合して形成される。図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１０におけるＬ字状枠３３と３４の接合部を示しているが、他の接合部についても同様であり、図１２ＣはＬ字状枠３１と３３の接合部の実施例を示す図である。
図１２Ａでは、鋼鈑のプレート金具３６ａの上片と下辺にウッドタッチパイプ３６ａ２を溶接している。ウッドタッチパイプ３６ａ２は、右から左に向かって中心線３６ａ３から遠ざかる方向に傾斜している。一方、縦枠片３３ｂ、３４ｂには、プレート金具３６ａに対応するようにスリット３３ｅ、３４ｅとパイプ孔３３ｆ、３４ｆがそれぞれ穿設されている。パイプ孔３３ｆ、３４ｆは中心線２３６ａ３に平行である。
図１２Ｂに示すように、プレート金具３６ａを打ち込むと、くさび効果により縦枠片３３ｂと３４ｂ同士を引き寄せる効果を生じる。これにより隙間のない接合部を実現する。さらにドリフトピン３６ｂにより確実に固定する。
図１３Ａ及び図１３Ｂは、箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物のコーナー近傍の開口部５１ａに取り付けた実施例を示す図である。図１３Ａを参照する。枠組壁工法の施工工程において、基礎工事及び床工事の完了後に行う壁工事において、スタッド５１ｃを壁となる位置に立設する。壁開口部５１ａの周囲には開口部枠材５１ｂを設置する。その後、組み立てた状態の箱型フレーム３０を開口部５１ａに嵌め込み開口部枠材５１ｂに固定する。箱型フレーム３０の取付後、図１３Ｂに示すように、壁合板５１ｄをスタッド上に張るフレーミング工事を行う。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の屋根５２における開口部５２ａに取り付けた実施例を示す図である。図１４Ａを参照する。例えば、１階及び２階のフレーミングの完了後、屋根工事において棟木から軒に延びるタルキ５２ｃを設置する。屋根開口部５２ａの周囲には開口部枠材５２ｂを設置する。その後、組み立てた状態の箱型フレーム３０を屋根開口部５２ａに嵌め込み開口部枠材５２ｂに固定する。箱型フレーム３０の取付後、図１４Ｂに示すように、屋根合板５２ｄをタルキ上に張るフレーミング工事を行う。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の床５３における開口部５３ａに取り付けた実施例を示す図である。図１５Ａを参照する。基礎工事の完了後、土台や頭つなぎの上に根太５３ｃを設置する。床開口部５３ａの周囲には開口部枠材５３ｂを設置する。その後、組み立てた状態の箱型フレーム３０を床開口部５３ａに嵌め込み開口部枠材５３ｂに固定する。箱型フレーム３０の取付後、図１５Ｂに示すように、床合板５３ｄを根太上に張るフレーミング工事を行う。
（５）在来軸組工法に適用される門型フレーム（取り付け型）の実施例
図１６Ａ及び図１６Ｂは、在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａの内側に取り付けられる門型フレーム２０の一実施例を示す斜視図である。門型フレーム２０は、図７に示した梁分割タイプである。
図１６Ａにおける壁開口部７０ａは、基礎７４または土台７５の上に立設された左右一対の柱材７２と、左右の柱材７２の上端間に横架された胴差・桁・まぐさ等の横架材７１とにより形成される。取付方法は、図７の門型フレーム２０を開口部枠材５２ｂに取り付ける場合と同様である。
図１６Ｂにおける壁開口部７０ａは、床梁７６等の上に立設された左右一対の柱材７２と、左右の柱材７２の上端間に横架された胴差・桁・まぐさ等の横架材７１で形成される。取付方法は、図７の門型フレーム２０を開口部枠材５２ｂに取り付ける場合と同様である。
（６）在来軸組工法に適用される門型フレーム（自立型）の実施例
図１７Ａ及び図１７Ｂは、在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａ自体を構成する自立型の門型フレーム２０２の一実施例を示す斜視図である。図示の自立型門型フレーム２０２は、図７に示した梁分割タイプの門型フレーム２０と同じ構成である。従って、梁枠片２１ａ、２１ｂと柱枠１２との接合部及び梁枠片２１ａ、21b同士の接合部並びにそれらの接合部における接着シートと接着剤による補強については、門型フレーム２０と同様である。図示しないが別の例として、図２に示した梁非分割タイプの門型フレーム１０と同じ構成の自立型門型フレームも可能である。
図１７Ａに示す門型フレーム２０２は、基礎７４の一部を地盤面まで下げた基礎天端面７４ａより上に設けられる車庫などの壁開口部７０ｂを構成する。すなわち、門型フレーム２０２は建築物の躯体の一部を構成している。門型フレーム２０２の柱脚金物１３を基礎天端面７４ａに設けたアンカーボルトに固定することにより、門型フレーム２０２が自立する。
自立型門型フレーム２０２を設置する場合、その梁枠２１の上面両端から上方に延びる柱材７２を支持するために、梁枠２１の上面に柱材受け材７８を載置固定する。さらに柱枠１２の上端から左側及び右側へ延びる横架材７１を支持するために、柱枠１２の外側面に当接する横架材受け材７９を固定する。これらの受け材を設けることにより、後続の工程が容易となる。
尚、ここでは車庫などの開口部を想定した例を示しているが、基礎７４を地盤面まで下げない場合や、土台７５の上にも自立させて設置できる。
図１７Ｂは、構造躯体の一部を構成する自立型の門型フレーム２０２の別の設置例である。床梁７６等の上に柱脚金物１３を固定することにより自立した状態で取り付けられる。図１７Ａと同様に、上方の柱材を支持する柱材受け材７８と、左右に延びる横架材を支持する横架材受け材７９とを設置する。これらの受け材を設けることにより、後続の工程が容易となる。
さらに、図１８に示すように、一方向に連続して自立型の門型フレーム２０２を設け、一方向ラーメン構造躯体として用いるこことができる
図１９Ａは、自立型の門型フレームにおける繊維シート及び接着剤による補強手段の一例を示している。図示の例は、中央梁枠片２１ｇに鉛直荷重Ｐがかかる３分割タイプの門型フレームについてのものである。中央梁枠片２１ｇの曲げ耐力補強のために、引張強度の高い長尺繊維シート２５を中央梁枠片２１ｇの下面の全面に貼着する。これにより中央梁枠片２１ｇの梁成を増さなくても鉛直荷重Ｐに対応できる。このように、施工現場での補強対応が可能となる。
図１９Ｂは、自立型の門型フレームにおける繊維シート及び接着剤による補強手段の別の例を示している。図示の例は、梁枠片２１ａ（２１ｂ）に集中荷重Ｐがかかる２分割タイプの門型フレームについてのものである。梁枠２１全体の曲げ耐力補強のために、長尺繊維シート２６を梁枠片２１ａ（２１ｂ）の下面に貼着する。さらに、長尺繊維シート２７を柱枠１２の上端面の端から梁枠２１上面の全長の約４／１の距離に相当する位置まで貼着する。これにより中央梁枠片の梁成を増さなくても鉛直荷重Ｐに対応できる。このように、施工現場での補強対応が可能となる。
尚、図１９Ａ及び図１９Ｂに示した梁枠の下面及び／または上面を長尺繊維シートと接着剤で補強することは、分割しないタイプ及び２または３分割タイプのいずれの自立型門型フレームにも有効に適用できる。
・本来耐震性が無いとされた開口部の耐震性能化が図れる。
・従来の開口部を除いた耐力壁配置手法での潜在的アンバランスによる建物の「ねじれ」を抑制できる。
・開口部の耐力壁化により全体のバランスが改善され、既存耐力壁の低倍率化が可能となり、既存耐力壁の取り付く柱の引き抜き力が軽減され、ホールダウン金物が軽微化できる。
・本発明の門型または箱型フレームを開口部に設け耐力壁化することにより、耐力壁が計画的に分散、配置できるので床の剛性度の低減が可能となる。
・車庫、店舗等の開口部や、アパート界壁や長スパンとなる部屋の耐震化・たわみ補強も可能となる。従って、阪神・淡路大震災で大きな問題となった開口部の破壊での建物の倒壊による居住者の圧死を防止できる。
・本発明の門型及び箱型フレームは木質で構成されているので、軽く、現場での納まり、変更が部材の交換や切断加工により即座に対応できる。
・既存建物の場合、居住したままで耐震改修工事が可能となる。
・本発明の門型及び箱型フレームは、構造躯体への取り付け方法が単純であるため、解体建物から容易に取り外して再利用ができる。
・梁枠分割タイプの門型フレームは、種々の開口幅にも適合できる。
・梁枠分割タイプの門型フレームは、合理的な生産や部品ストックが可能となり、量産化によるコストダウンが図れ、運搬・設置費用の軽減できる。
・梁枠分割タイプの門型フレームは、柱枠と梁枠の剛接合となる仕様を変えないで、種々の工法の構造躯体及びその使用目的に応じて、梁枠片同士の接合部における金具並びに繊維シート及び接着剤の手法を変更することができる。
・狭小地での大開口部を有した二階建て以上の建物の建築が可能となる。
・耐力壁のバランス改善や床剛性の低倍率化と、建物内部での大スパンで大開口を有する部屋や吹き抜けを設けた大空間に対して、本発明の門型または箱型フレームを用いることで設計の自由度が大幅に増す。
本発明による木質の耐震用フレームを枠組壁工法による木造建築物へ組み込む状況を模式的かつ概略的に示す図である。 門型フレーム１０の一実施例を示す斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 柱枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 梁枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 梁枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 梁枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 梁枠勝ちの場合の柱枠１２と梁枠１１との接合部における接合金具の一実施例を示す部分拡大斜視図である。 図２に示した門型フレームにおける梁枠１１と柱枠１２との接合部である角部に対して貼着される繊維シートの適用例を示す図である。 図２に示した門型フレームにおける梁枠１１と柱枠１２との接合部である角部に対して貼着される繊維シートの適用例を示す図である。 図２に示した門型フレームにおける梁枠１１と柱枠１２との接合部である角部に対して貼着される繊維シートの適用例を示す図である。 図２に示した門型フレームにおける梁枠１１と柱枠１２との接合部である角部に対して貼着される繊維シートの適用例を示す図である。 本発明における好適な繊維シートの実施例を示す図である。 本発明における好適な繊維シートの実施例を示す図である。 図２の門型フレーム１０の柱枠１２の各々の下端に取り付けた柱脚金物の実施例を示す図である。 図２の門型フレーム１０の柱枠１２の各々の下端に取り付けた柱脚金物の実施例を示す図である。 図２の門型フレーム１０の柱枠１２の各々の下端に取り付けた柱脚金物の実施例を示す図である。 枠組壁工法による木造建築物の壁開口部５１ａの内側に取り付けられる門型フレーム２０の一実施例を示す斜視図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 図７の門型フレーム２０の中央接合部の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１における接合部の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１における接合部の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１における接合部の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１の接合部における繊維シート及び接着剤による補強の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１の接合部における繊維シート及び接着剤による補強の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１の接合部における繊維シート及び接着剤による補強の実施例を示す図である。 ３分割タイプの門型フレーム２０１の接合部における繊維シート及び接着剤による補強の実施例を示す図である。 枠組壁工法による木造建築物の壁開口部５１ａの内側に取り付けられる箱型フレーム３０の一実施例を示す斜視図である。 箱型フレーム３０の右上に位置するＬ字状枠３３の接合部すなわち角部の実施例を示した図である。 箱型フレーム３０の右上に位置するＬ字状枠３３の接合部すなわち角部の実施例を示した図である。 箱型フレーム３０の右上に位置するＬ字状枠３３の接合部すなわち角部の実施例を示した図である。 互いに隣接するＬ字状枠同士を接合する接合部の実施例を示す図である。 互いに隣接するＬ字状枠同士を接合する接合部の実施例を示す図である。 互いに隣接するＬ字状枠同士を接合する接合部の実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物のコーナー近傍の開口部５１ａに取り付けた実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物のコーナー近傍の開口部５１ａに取り付けた実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の屋根５２における開口部５２ａに取り付けた実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の屋根５２における開口部５２ａに取り付けた実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の床５３における開口部５３ａに取り付けた実施例を示す図である。 箱型フレーム３０を枠組壁工法による木造建築物の床５３における開口部５３ａに取り付けた実施例を示す図である。 在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａの内側に取り付けられる門型フレーム２０の一実施例を示す斜視図である。 在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａの内側に取り付けられる門型フレーム２０の一実施例を示す斜視図である。 在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａ自体を構成する自立型の門型フレーム２０２の一実施例を示す斜視図である。 在来軸組工法による木造建築物の壁開口部７０ａ自体を構成する自立型の門型フレーム２０２の一実施例を示す斜視図である。 一方向に連続して自立型の門型フレーム２０２を設置した実施例である。 自立型の門型フレームにおける繊維シート及び接着剤による補強手段の一例を示している。 自立型の門型フレームにおける繊維シート及び接着剤による補強手段の一例を示している。
符号の説明
１０ 門型フレーム（梁枠非分割タイプ）
１１ 梁枠
１１ａ 角部ボルト孔
１１ｂ 角部スリット
１１ｃ パイプ孔
１１ｄ 切り欠き部
１１ｅ 座掘
１１ｆ ピン孔
１２ 柱枠
１２ａ 柱枠上端
１２ｂ 角部ボルト孔
１２ｃ 柱枠ボルト孔
１２ｄ 脚部ピン孔
１２ｅ 角部スリット
１２ｆ 角部ピン孔
１２ｇ 切り欠き部
１２ｈ パイプ孔
１２ｉ 下部スリット
１２ｊ 下部パイプ孔
１３ 柱脚金物
１３ａ 箱部
１３ｂ 縦板部
１３ｃ ボルト孔
１３ｄ 縦板ピン孔
１３ｅ 増設脚部
１３ｆ ウッドタッチパイプ
１４ 繊維シート
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 上重ね繊維シート
１５ａ 引張ボルト
１５ｂ 引張金具
１５ｃ 取付用ボルト
１５ｄ ドリフトピン
１５ｅ アンカーボルト
１５ｆ プレート金具
１５ｆ１ ピン孔
１５ｇ ドリフトピン
１５ｈ 接合金具
１５ｈ１ ピン孔
１５ｈ２ フランジ
１５ｈ３ ウッドタッチパイプ
２０ 門型フレーム（梁枠分割タイプ）
２１ａ、２１ｂ 梁枠片
２１ｃ ピン孔
２１ｄ スリット
２１ｅ パイプ孔
２２ａ プレート金具
２２ａ１ ピン孔
２２ｂ プレート金具
２２ｂ１、２２ｂ２ ピン孔
２２ｂ３ 切り欠き
２２ｂ４ 中心線
２２ｃ プレート金具
２２ｃ１ ウッドタッチパイプ
２２ｃ２ 中心線
２２ｄ プレート金具
２２ｄ１ ボルト孔
２２ｄ２ ビス孔
２２ｅ プレート金具
２２ｅ１ ウッドタッチパイプ
２２ｅ２ ピン孔
２２ｅ３ 中心線
２２ｆ プレート金具
２２ｆ１ ウッドタッチパイプ
２２ｆ２、２２ｆ３ ピン孔
２２ｆ４ 切り欠き
２２ｆ５ フランジ
２２ｆ６ 中心線
２３ａ ドリフトピン
２３ｂ 接合ボルト
２４ 繊維シート
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 上重ね繊維シート
２５、２６、２７ 長尺繊維シート
３０ 箱型フレーム
３１、３２、３３、３４ Ｌ字状枠
３３ａ 横枠片
３３ｂ 縦枠片
３３ｅ スリット
３３ｆ パイプ孔
３４ｂ 縦枠片
３４ｅ スリット
３４ｆ パイプ孔
３６ａ プレート金具
３６ａ１ ピン孔
３６ａ２ ウッドタッチパイプ
３６ａ３ 中心線
３６ｂ ドリフトピン
３８ 引張金具
３９ 引張ボルト
５０ 枠組壁工法構造躯体
５１ 壁
５１ａ 壁開口部
５１ｂ 開口部枠材
５１ｃ スタッド
５１ｄ 壁合板
５２ 屋根
５２ａ 屋根開口部
５２ｂ 屋根開口部枠
５２ｃ 垂木
５２ｄ 屋根合板
５３ 床
５３ａ 床開口部
５３ｂ 床開口部枠
５３ｃ 根太
５３ｄ 床合板
５４ 基礎
５５ 土台
７０ａ 軸組工法開口部
７１ 横架材
７２ 柱材
７４ 基礎
７５ 土台
７６ 床梁
７８ 柱材受け材
７９ 横架材受け材
２０１ ３分割タイプ門型フレーム
２０２ 自立型門型フレーム

Claims (14)

  1. 在来軸組工法による木造建築物の構造躯体の一部として開口部を形成するべく、組立てられた形態で取り付けられる木質の耐震用門型フレームにおいて、
    並立する左右一対の柱枠と、前記柱枠の各々の上端間に横架された梁枠と、前記柱枠の各々の下端に取り付けた柱脚金物とを有し、
    前記柱枠と前記梁枠とは、接着剤で貼着される高引張強度をもつ第１繊維シートにより剛接合され、
    前記梁枠が２つまたは３つに分割された梁枠片から形成されており、隣接する前記梁枠片同士が金具によりピン接合され、かつ
    前記柱枠の各々の外側面にそれぞれ当接させて設けた前記構造躯体の横架材のための第１受け材と、前記梁枠の上面に当接させて設けた前記構造躯体の柱材のための第２受け材とをさらに有することを特徴とする
    耐震用門型フレーム。
  2. 前記柱枠と前記梁枠とは、前記第１繊維シートと金具とにより剛接合されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震用門型フレーム。
  3. 前記第１繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートであることを特徴とする請求項１または２に記載の耐震用門型フレーム。
  4. 前記第１繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度であることを特徴とする請求項３に記載の耐震用門型フレーム。
  5. 前記第１記繊維シートが前記一方向のみの繊維方向をもつシートまたは前記平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記第１繊維シートを複数枚重ねて貼着したことを特徴とする請求項３に記載の耐震用門型フレーム。
  6. 前記梁枠片同士の接合部に対して接着剤で貼着された第２繊維シートをさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐震用門型フレーム。
  7. 前記第２繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートであることを特徴とする請求項６に記載の耐震用門型フレーム。
  8. 前記第２繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度であることを特徴とする請求項７に記載の耐震用門型フレーム。
  9. 前記第２繊維シートが前記一方向のみの繊維方向をもつシートまたは前記平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記第２繊維シートを複数枚重ねて貼着したことを特徴とする請求項７のいずれかに記載の耐震用門型フレーム。
  10. 前記梁枠の上面及び下面のいずれか又は双方に対し接着剤で貼着された第３繊維シートをさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐震用門型フレーム。
  11. 前記第３繊維シートが、長手方向と平行な一方向のみの繊維方向をもつシート、長手方向と平行及び垂直な二方向の繊維方向をもつシート、及び長手方向に対して異なる２つの方向に傾斜した二方向の繊維方向をもつシートを含む群から選択されたいずれかのシートであることを特徴とする請求項１０に記載の耐震用門型フレーム。
  12. 前記第３繊維シートが傾斜した二方向の繊維方向をもつシートである場合、前記傾斜角度が３０〜６０度であることを特徴とする請求項１１に記載の耐震用門型フレーム。
  13. 隣接する前記梁枠片同士をピン接合する金具が、これらを互いに引き寄せる力を生じる金具であることを特徴とする請求項１または２に記載の耐震用門型フレーム。
  14. 前記柱枠と前記梁枠とを接合する金具が、これらを互いに引き寄せる力を生じる金具であることを特徴とする請求項２に記載の耐震用門型フレーム。
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