JP5110895B2

JP5110895B2 - 建築用構造部材

Info

Publication number: JP5110895B2
Application number: JP2007026264A
Authority: JP
Inventors: 英雄金塚
Original assignee: 英雄金塚
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: JP2008190229A

Description

本発明は、組み立てが容易であり、３次元の骨組を簡単に構築できる骨組構築方法において使用する建築用構造部材に関する。

建築物の構造を構成する構造材は、その節点において適宜の手段で接合されて骨組構造が構成される。木材であれば、種々の組構造が古くから提案されている。最近では、木造構造物に要求される耐震強度が高くなっており、接合金物が多用されている。また、鋼構造における鋼材は、節点に接合用の部材があらかじめ設けてあり、部材をボルトで接合する手法が採用されている。

従来、木組構造の骨組を構成する手段として部材端部を加工して溝と凸部を組み合わせて接合する手法が取られている。例えば、アリ溝による部材の連結は、結合作業が容易であり、連結部自体に高い剛性や強度があり、押し引き双方の力に耐える利点を有する。
特許文献１には、図１４に示すような、鋼管製の芯材と木材を組み合わせることも提案されている。鋼管の上部に、梁または桁を接合するための連結片が突出して設けてあり、下端部には台座が設けてある。
特開２００２−２４２３０４号公報

木組構造の場合、木材を精度よく加工しなければならず、熟練を要するものであり簡単に技術を修得できるものではない。
本発明は、部材端部に接合用の加工を施すことなく単一の部材を組み合わせることによって端部に接合継手を形成し、３次元の骨組を構築できるようにする骨組構築方法において使用する構造部材に大きな靭性を与え、耐震性能を高めるものである。

棒状の芯材に対向して芯材より長さが長い上下部材を芯材の一端部に端部を揃えて固定して逆の端に空間を有する延長部が形成してあり、芯材より長さの長い左右部材を芯材の他端に端部を合わせて対向して固定して上下部材の延長部とは逆の端に空間を有する延長部が形成してあり、両端部の空間の開放されている方向が９０度ずれている建築用構造部材である。

部材の材質は木材、合成樹脂、鋼材などが使用でき、特に限定されないので選択の幅が広いものとなると共に、棒状部材の間に弾性体からなる緩衝材を介在させることによって基本部材に大きな靭性を与え、地震時の変形量を大きく取れるようにして、耐震力を高めた。

実施例１
図１（１）に基本部材１０を示す。断面正方形（辺長ａ）の棒状部材１を、１つの棒状部材１が挿入できる空間３０（距離ａ）をあけて平行に保持する。図１（１）に示す基本部材１０は、概念的に示したものであり、単独でこの状態で存在するものではなく、他の基本部材１０と組み立てられ更に交点において固定されてこの状態となる。

基本部材１０の強度を上げる必要がある場合は、図１（２）に示すように、端部の長さ３ａの区間を除いた中間部分に補強部材１５を連続、または、不連続に設けて補強して必要強度を得る。棒状部材１の間には別途芯材（図示しない）を挿入して棒状部材１及び補強部材１５を固定する。距離３ａは、基本部材１０を組み立てる際に相互に噛みあわせるのに必要な最低の長さである。
図１（３）に示すように、棒状部材１及び補強部材１５は不連続なものであってもかまわない。
棒状部材の間に弾性部材３を介在させることによって基本部材１０に大きな靭性を与え、地震時の変形量を大きく取れるようにして、耐震力を高め、基本部材１０のめり込みを緩和する。
また、図１（４）に示すように、補強部材１５、または、棒状部材１に適宜の間隔で貫通孔１６を設けることによって、配管や配線にこの貫通孔１６を利用することができる。

図２に基本部材１０を使用して骨組を構成する場合の基本部材１０の交点の組み付け状態を示す。
２本の棒状部材１を空間３０をあけてＺ方向に設置する。この基本部材１０の端部において、ＸとＹ方向から基本部材１０を構成する棒状部材１を挿入して互いに噛みあうように組み付け、ボルト等の固定手段で固定する。等しい長さの基本部材１０を使用して箱型の骨組を組み立てた基本ユニットを図３に示す。また、図４に示すように、Ｘ方向の基本部材１０１の長さを倍の長さ、または適宜の長さとすることによって、図３に示す基本ユニットを連続した骨組を構成することができる。

図５〜図８は長い基本部材１０１を使用して骨組を構成した例であり、隅部の組み付け状態は、図２の実施例と同じであるが、中間部に柱としての基本部材１０２、梁としての基本部材１０３を設けたものであり、Ｘ方向の梁１０３は棒状部材が上下に平行に配置されており、Ｙ方向の梁１０３は横方向に平行に棒状部材が配置されているので、両者の交差部で干渉することがない。更に、壁の周囲には、基本部材１０４が適宜の段数配設されている。
基本部材１０１、１０２、１０３、１０４によって骨組が完成したら、順次、図６〜図８に示すように板材等を壁、及び屋根部分に設けて構造物とする。

実施例２
図９に示すように、断面正方形（辺長ａ）の芯材となる棒状部材１の上下に、芯材１と同一断面で長さが少なくとも３ａだけ長い上下部材２０、２１が、芯材１の一端部１１に端部を揃えて固定してある。固定手段は、ボルトによる固定、接着剤による固定、または、鋼材の場合は溶接など部材の材質に応じて適宜の固定手段から選択する。上下部材２０、２１は、芯材１より３ａだけ長いので芯材１の他端１２より外側に延びる延長部４０となり、上下部材の間に空間３０が形成される。延長部の長さが３ａであるので、空間３０には、芯材１、上下部材２０、２１の３部材分が納まり得るものとなり、部材端部において突出する部分がない。

更に、芯材１の左右に上下部材２０、２１と同一断面、同一長さの左右部材２２、２３を、上下部材２０、２１が合わせた端部とは反対側の端部１２に端を合わせて固定し、空間３０とは反対側の端部に延長部４１を有するので延長部４１、４１の間に空間３１を形成する。空間３０と空間３１の開放されている方向は９０度ずれており、組み合わせた部材の断面は十字型となる（図１１（１）参照）。このように、実施例２においては、芯材１の周囲に棒状部材を４本組み合わせたものを基本部材１０とする。

実施例２の基本部材１０において、荷重を負担するのは上下、左右部材であり、芯材１は、構造的には荷重を負担するものでなく、上下及び左右部材を所定の位置に保持するためのものであるので大きな強度を必要としない。
基本部材１０を構成する芯材１等は、基本的な考えを示すために正方形断面として説明したが、図１０に示すように芯材１は円形断面や長方形断面であってもかまわない。
また、芯材１を正方形、上下、左右部材を長方形または円形とするなど、種々の変形が考えられる。

更に、上下部材と左右部材との間に各種断面の補助部材２を固定または充填して、基本部材１０の外観を四角形や円形、八角形などにすることもできる。
実施例１の場合と同様に、上下部材及び左右部材は不連続に設けることができる。更に、補強部材１５、または、棒状部材１に適宜の間隔で貫通孔１６を設けることによって、配管や配線にこの貫通孔１６を利用することができる。これらの斜視図を図１１に示す。

芯材１と上下部材２０、２１と左右部材２２、２３の間に弾性部材３を介在させることによって基本部材１０に大きな靭性を与え、地震時の変形量を大きく取れるようにして、耐震力を高めることも可能である。また、基本部材１０のめり込みを緩和することができる。

実施例２の基本部材１０を使用して骨組を構成する場合の組み立て手順は、以下のようにおこなう。以下の説明では、基本的考えを示すため、同一断面、同一長さの基本部材１０を使用して立方体の骨組を作る場合で説明する。
まず、図１２（１）に示すように、基本部材１０ａの端部の一端部の空間３０に直角に他の基本部材１０ｂの２本の延長部４１を差し込み、差し込んだ側の空間３１の中央部に基本部材１０ａの上下部材が位置するように組み付ける。このとき、両者が移動しないように適宜の手段で仮止めをおこなう。基本部材１０ｂの空間３１は、相手の基本部材１０ａの上下部材によって２つに分けられた状態となり、２本の延長部を差し込むことができる空間が形成される。４本の基本部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの端部を互いに差し込んで図１２（２）に示すように四角形の枠を形成する。枠の４隅には上向きに開放された空間が形成されている。

次に、図１２（３）に示すように、隅部に形成された２つの空間に基本部材１０ｅ〜１０ｈの延長部４０、４１のいずれかを差し込み、４隅に柱１１を直立させる。
図１２（４）に示すように、芯材１に左右部材２２、２３を固定したものを柱１１の上端部に組み付けて骨組を構成し、図１２（５）に示すように、上下部材２０、２１を固定して立方体の３次元の骨組が完成される。または、最初の枠を組み立てと同様にして四角形の枠を組み上げて柱１１の上部に設置するようにしてもよい。基本部材１０同士の接合部は、ボルトを貫通させる穴を設けておき、ボルトとナットで固定して基本部材１０の節点を剛結する。
この骨組に床、壁、天井材を取り付けることによって、構造物として完成する。
バリエーションとして図１２（６）に示すように、あらかじめ屋根部材と一体化した部材５を使用することもできる。

図１３示す例は、部材の交差部に、連結部材１０５を使用して基本部材１０を組み立てる例である。連結部材１０５は、短い棒状部材を互いに噛みあわせて、上下方向、前後方向、及び左右方向に基本部材１０を連結することができる空間が形成されているものである。この例における基本部材１０は、棒状部材を９本、もしくは芯材を用いない場合は８本を組み合わせて断面正方形としたものである。

本発明の基本部材の斜視図。基本部材の組み付け詳細斜視図。基本部材を使用した骨組構造の斜視図。骨組構造の変形例の斜視図。骨組構造の変形例の組立手順の斜視図。骨組構造の変形例の組立手順の斜視図。骨組構造の変形例の組立手順の斜視図。骨組構造の変形例の組立手順の斜視図。本発明の実施例２の基本部材の正面図及び断面図。基本部材を構成する部材の変形例の断面図。実施例２の基本部材の変形例の斜視図。実施例２の組み立て手順の説明図。他の組立方法の斜視図。鋼管と木材を合成した従来の骨組構造の斜視図（従来例）。

符号の説明

１棒状部材（芯材）
１０基本部材
１５補強部材
２補助部材
３弾性部材
２０、２１上下部材
２２、２３左右部材
３０、３１空間
４０、４１延長部

Claims

棒状部材を芯材とし、この芯材に対向して芯材より長さが長い上下部材を芯材の一端部に端部を揃えて固定し、他端に空間を有する延長部が形成してあり、芯材より長さの長い左右部材を芯材の他端に端部を合わせて対向して固定して上下部材の延長部とは逆の端に空間を有する延長部が形成してあり、両端部の空間の開放されている方向が９０度ずれており、かつ、芯材と左右、上下部材の間に緩衝材が介在させてある建築用構造部材。