JP6051413B1 - 集成材と集成材からなる木造建築物 - Google Patents
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Abstract
Description
火災時の熱で燃えない木造建築して木造の耐火構造にすることが大きな課題で燃える
木材を大規模建築や中高層建築の燃えない耐火構造にすることが必須で燃え代設計で準
耐火建築物の中層建築は可能になり、木造の耐火構造で大規模建築物や中高層建築物に
期待が寄せられています。
北欧では木造で34階建てが計画されています。
木材を水と結露と空気中の水分と切り離し、乾燥させて含水率を下げることで腐食菌
の腐食やシロアリによる食害もなく、木材のセルロース分解、劣化の進行が遅くなり、
木造で火災時の熱で燃えない耐火構造にすることで大規模建築物や中高層建築物が耐久
性も可能にできます。
材から成る表層の燃え代層の間に燃え止まり層の三層構造になっている。燃え止まり層
は、木材より熱容量が大きい高熱容量材、前記燃え代層を構成する木材より熱慣性を高
くした木材等の異種材を有してなり、または不燃材にしてかつ断熱性を有する断熱材等
の異種材のみからなる複合木質構造材である。
この特許文献1の構成でも木材より熱容量が大きい木材で構成されている、結果木材
同志の連続性は見られなく絶縁されてので、通気性が確保できない。
層と表層の燃え代層の間に燃え止まり層の燃え止まり部材の高熱容量材が連続してあり、
燃え止まり層が物理的に接した連続してある三層構造になっている。
また、柱と梁の仕口の梁の端部にも燃え止まり層が設けてあり燃え代層から熱が燃え
止まり層で遮られて熱が荷重支持層に行かない構造になっている。この特許文献2の構
成でも木材同志の連続性は見られなく絶縁されてので、通気性が確保できない。
ただ、特許文献2の構成では、柱、梁の隅角部には補強部材が集成されて隅角部の両
方からの加熱に対応した構造になり、柱、梁の仕口部にプレート金物を内蔵して梁を接
合させてドルフトピンで結合させているので燃え止まり層の燃え止まり部材を貫通し、
梁表層に露出している構造でドルフトピンに初期の火災の熱が伝導して熱の影響を大き
く受けることで荷重支持層に熱が伝導してドルフトピンと荷重支持層の結合部が緩む。
集成層部材は、荷重支持層側に、燃え止まり木材と不燃材とを並列に並べて燃え止まり部分とし、表層側に、燃え止まり木材と不燃材に接するように燃え代木材を位置させて燃え代部分とし、一体的に形成した燃え代木材と燃え止まり木材に、不燃材を密着接合させた構成であり、
かつ、集成層部材の厚さ方向において、その表層側の5〜40%を燃え代部分、荷重支持層側の60〜95%を燃え止まり部分に形成した構成であり、
また、隅角部で使用する集成層部材は、前記した集成層部材の燃え止まり木材の荷重支持層側の半分以上を補強不燃材にした構成であって、
集成層は、荷重支持層周りに、接合手段により集成層のほとんどは燃え止まり木材と不燃材とが交互になるように集成層部材を並べて接合し、集成層の隅角部は、集成層部材と、隅角部で使用する集成層部材と、の組み合わせで、不燃材、補強不燃材、不燃材、又は、不燃材、不燃材、補強不燃材の並びになるように接合して形成したことを特徴とする集成材。
(1)小径木の角材と、継手、仕口で使用するプレート金物とからなり、
(2)小径木の形状をプレート金物を埋められる形状に対応させて形成し、
(3)小径木の構造体は、構造体の一端にプレート金物を埋め込み、小径木同士とプレート金物の接合を構造体に直交したボルト又はビスを使用して強固に構成した小径木の構造体であることを特徴とする。
このような構成すると、非火災時では燃え代部分の燃え代木材と、燃え止まり部分の燃え止まり木材と、荷重支持層の木材と連結しているので荷重支持層への通気性を確保でき、火災時には、集成材の表層にある燃え代部分の木材やそれに連結している燃え止まり部分の木材へと不燃材以外の部分が燃えていくが、燃えた木材部分は炭化していくので、その結果通気性が悪くなり、しかも、燃え代部分より燃え止まり部分の燃え止まり木材を長く形成している燃え止まり部分の途中で十分に燃え止まらせることができる。また、燃え止まり部の燃えなかった木材部分と不燃材により、荷重支持層への熱の伝導も十分に抑えることができるようになる。
図1に記載されているように、隅部柱〜梁仕口部・断面平面詳細図で図6(B)のA−A断面平面詳細図で燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持柱集成材5の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させて直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されて、2方向より燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持梁集成材6のスリット状13にI字形相欠きプレート金物8が挿入されて直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して剛節固定されつつ、荷重支持梁集成材6間に荷重支持火打梁集成材11が架かりI字形プレート金物21と直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して構造的に強固に結合され隅部が強化されています。
荷重支持火打梁集成材11と結合部に後付燃え代・燃え止まり集成層20−1を耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型になり火災時に耐火性能を発揮できます。
耐火性接着剤4はケイ酸ナトリウム水溶液およびポリ塩化アルミニウム水溶液の混合物やケイ酸ナトリウム水溶液や液体ガラス等で燃え代木材7−1と燃え止まり木材7−2や不燃材3や補強不燃材34に塗布し、密着接合する。または不燃材3と燃え止まり木材7−2に塗布し、密着接合して材間の隙間をなくして空気の侵入を防ぎ、燃え進みを防止でき、燃え止まりを確実にできます。
不燃材3は繊維入りモルタル、強化プラスターボード、ケイ酸カルシウム板や繊維入りモルタル、強化プラスターボード、ケイ酸カルシウム板等にケイ酸ナトリウム水溶液およびポリ塩化アルミニウム水溶液を混合物やケイ酸ナトリウム水溶液や液体ガラスを減圧・加圧注入・乾燥した不燃性3を使用することにより耐火性、不燃性が強化されます。
ケイ酸ナトリウム水溶液およびポリ塩化アルミニウム水溶液の混合物は耐熱性構造体になります。
補強不燃材34は繊維入りモルタル、強化プラスターボード、ケイ酸カルシウム板等や繊維入りモルタル、強化プラスターボード、ケイ酸カルシウム板等にケイ酸ナトリウム水溶液およびポリ塩化アルミニウム水溶液の混合物やケイ酸ナトリウム水溶液や液体ガラスを減圧・加圧注入・乾燥した不燃性を強化した補強不燃材34を使用することにより耐火性、不燃性が強化されます。
荷重支持集成材やI字形相欠きプレート8、ボルト14、ビス15や耐火性接着剤4は火災時に熱及び余熱による影響を排除でき、荷重支持集成材の熱による接着性能の低下や金物の熱による歪が発生しにくい構成です。
また、I字形相欠きプレート8、L字形相欠きプレート10、鍔付I字形相欠きプレート44をクロス交差させた金物の代わりにクロス部を溶接して歪を直した十字形プレート28、T字形プレート9、L字形十字プレート43、鍔付I字形十字プレート45等を使用も可能です。
尚、燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持火打梁集成材11を燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持火打梁鋼管角パイプ(無収縮モルタル注入)39にすることもできる。
また、荷重支持梁集成材6に上部には耐火のスラブ26と耐火の後付スラブ22を施工
し、荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26とスラブ26を繋ぐための後打ちスラブ22が施工され、耐火構造上も重要な構成で、スラブ26は鉄筋コンクリート、PCコンクリート板、ALC発泡コンクリートやQLデッキのコンクリートやCLT厚板直交板48に側面、底面、上面を被覆不燃材52等の耐火構造です。
このような構成のため火災時に燃え代・燃え止まり集成材層1−1の表層部の燃え代部材の燃え代木材7−1が燃焼して炭化して空気が減少して燃え止まり層の燃え止まり部材の細長い燃え止まり木材7―2に燃え進んでも細長い不燃材3と細長い燃え止まり木材7―2が交互に形成され、耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合することで細長い燃え止まり木材7―2の半分位の長さの位置で4方向から空気供給が途絶えて燃え止まり、残りの細長い燃え止まり木材7―2と細長い不燃材3で火災時の余熱の伝導を制御することができ、荷重支持集成材や内部のI字形相欠きプレート金物8がクロス交差した金物やボルト14、ビス15に余熱の伝導させないため、熱による強度低下や熱による歪を排除できます。
不陸粘着性接着剤2はケイ酸ナトリウム水溶液およびポリ塩化アルミニウム水溶液の混合物や微細なグラスウール等とケイ酸ソーダや液体ガラス等を練り合わせることで荷重支持集成層に燃え代・燃え止まり集成材層1−1を接着するため接着面の微細な不陸面にも十分に接着性能を発揮できる接着剤となります。
燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持梁集成材6の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されて、燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13にI字形相欠きプレート8が挿入されて直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されつつ、荷重支持梁集成材6間に荷重支持火打梁集成材11が架かり、I字形プレート21と直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合された隅部が強化されています。
は後付燃え代・燃え止まり集成層20−1を耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型になり、火災時に耐火性能を発揮できます。
隅角部に補強不燃材34が入ることで荷重支持集成材やI字形相欠きプレート8やボルト14、ビス15や耐火性接着剤4は火災時に熱のよる影響を排除でき、金物は熱による歪が発生しにくい構成です。
また、I字形相欠きプレート8の代わりに溶接されて歪を直した十字形プレート28、T字形プレート9、L字形十字プレート43等を使用も可能です。
尚、燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持火打梁集成材11を燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加した荷重支持火打梁鋼管角パイプ(無収縮モルタル注入)39にすることもできる。
また、荷重支持梁集成材6に上部には耐火性のPC鉄筋コンクリートのスラブ26と耐
火性の鉄筋コンクリートの後付スラブ22を荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26とスラブ26を繋ぐための後打ちスラブ22が施工され耐火構造上重要な構成にしています。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮できます。
荷重支持柱集成材5に2方向より荷重支持梁集成材6が挿入されて結合し、荷重支持火打梁集成材11が荷重支持梁集成材6間に架けられ荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26と後打ちスラブ22を設けた構成です。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮できます。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
また、I字形相欠きプレート8、L字形相欠きプレート10、鍔付I字形相欠きプレート44をクロス交差させた相欠きプレートの代わりにクロス部を溶接して歪を直した十字形プレート28、T字形プレート9、L字形十字プレート43、鍔付I字形十字プレート45等を使用も可能です。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボ
ルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮します。
荷重支持柱集成材5に3方向より荷重支持梁集成材6が挿入されて結合し、荷重支持火打梁集成材11が荷重支持梁集成材6間に架けられ荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26と後打ちスラブ22を設けた構成です。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボ
ルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮できます。
荷重支持柱集成材5に3方向より荷重支持梁集成材6が挿入されて結合し、荷重支持火打梁集成材11が荷重支持梁集成材6間に架けられ荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26と後打ちスラブ22を設けた構成です。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボ
ルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮します。
荷重支持柱集成材5に4方向より荷重支持梁集成材6が挿入されて結合し、荷重支持火打梁集成材11が荷重支持梁集成材6間に架けられ荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26と後打ちスラブ22を設けた構成です。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
荷重支持柱集成材5の仕口部分の内部にI字形相欠きプレート8をクロス交差させてボ
ルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合され、荷重支持梁集成材6に設けられたスリット状13に挿入されてボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して強固に結合されてから後付燃え代・燃え止まり集成層20−1が耐火性接着剤4とビス15を介して密着接合させて、燃え代・燃え止まり集成層1−1と一体成型され、耐火性能を発揮します。
荷重支持柱集成材5に4方向より荷重支持梁集成材6が挿入されて結合し、荷重支持火打梁集成材11が荷重支持梁集成材6間に架けられ荷重支持梁集成材6の上部にスラブ26と後打ちスラブ22を設けた構成です。
荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11には表層周囲に燃え代・燃え止まり集成層1−1を付加されています。
図6と同様の構成ですがスラブは被覆不燃材52を上部、下部と側面を耐火被覆したCLT厚板直交板48を設けて直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して荷重支持梁集成材6、荷重支持火打梁集成材11にアンカーして水平荷重に対応した剛節構造になり、遮音構造になっています。
また、壁面には筋交の変わる構造体として両面を被覆不燃材52で耐火接着剤4を密着接合し、耐火被覆されたCLT厚板直交板48を設けて直交したボルト14で荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6にI字形プレート21に直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して剛接合された壁面で荷重支持柱集成材5、荷重支持梁集成材6とCLT厚板直交板48で耐震壁構造の剛節構造になっている。
被覆不燃材52のかわりに燃え代・燃え止まり集成材層1−1を耐火接着剤4で密着接合することで耐火性能は十分発揮できる。
(A)はスラブ・梁貫通設備配管補強図でCLT厚板直交板48に側面、底面、上面を
被覆不燃材52を耐火性接着剤4で密着接合させて被覆し、スラブ貫通設備配管スリーブ50を設けてCLT厚板直交板48を補強I字形プレート51で補強して直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して結合させて隙間に被覆不燃材52を充填し、給水管、排水管、電気配管を被覆不燃材52で被覆することで竪穴区画できます。
荷重支持梁集成材6に梁貫通設備配管スリーブ49を設けて補強I字形プレート51で補強して直交したボルト14と流動性エポキシ樹脂19−1を介して結合ができ、荷重支持梁集成材6の断面欠損を補強し、給水管、排水管、電気配管を被覆不燃材52で被覆することで防火区画の壁にできます。
教育施設の保育園、こども園、幼稚園、小学校、中学校、大学、体育館、講堂や公共施設の劇場、公会堂、集会所、公共建築物、市場や事務所、住宅、集合住宅、倉庫、展示場や医院、診療所、病院の潤いのある建物に適用できる。
2・・不陸粘着性接着剤
3・・不燃材
4・・耐火性接着剤
5・・荷重支持柱集成材
6・・荷重支持梁集成材
7−1・・燃え代木材
7−2・・燃え止まり木材
8・・I字形相欠きプレート
9・・T字形プレート
10・・L字形相欠きプレート
11・・荷重支持火打梁集成材
12・・構造接着剤
13・・スリット状
14・・ボルト
15・・ビス
16・・大入れ部
17・・取り付けビス
18・・不燃シート+埋木
19−1・・流動性エポキシ樹脂
19−2・・流動性エポキシ樹脂注入孔
20−1・・後付燃え代・燃え止まり集成層
21・・I字形プレート
22・・後打ちスラブ
23・・柱継手部
24・・上部材
25・・下部材
26・・スラブ
27・・梁天端より500〜1000mm場所
28・・十字形プレート
29・・アンカーボルト
30・・ベースプレート
31・・無収縮モルタル
32・・基礎コンクリート
33・・隅角部
34・・補強不燃材
35・・大入れ部
36・・荷重支持筋交集成材
37・・銅板
38・・定着用孔
39・・荷重支持火打梁鋼管角パイプ(無収縮モルタル注入)
40・・荷重支持筋交鋼管角パイプ(無収縮モルタル注入)
41・・鍔付設備用プレート付スリーブ管
42・・凹状
43・・L字形十字プレート
44・・鍔付I字形相欠きプレート
45・・鍔付I字形十字プレート
46・・ボルト孔
47・・小径木
48・・CLT厚板直交板
49・・梁貫通設備配管スリーブ
50・・スラブ貫通設備配管スリーブ
51・・補強I字形プレート
52・・被覆不燃材
Claims (3)
- 荷重を支持するための木材からなる荷重支持層と、燃え代部分と燃え止まり部分を有する集成層部材により形成される集成層と、集成層を形成する集成層部材を荷重支持層の外側に接合させるための接合手段と、からなる集成材であって、
集成層部材は、荷重支持層側に、燃え止まり木材と不燃材とを並列に並べて燃え止まり部分とし、表層側に、燃え止まり木材と不燃材に接するように燃え代木材を位置させて燃え代部分とし、一体的に形成した燃え代木材と燃え止まり木材に、不燃材を密着接合させた構成であり、
かつ、集成層部材の厚さ方向において、その表層側の5〜40%を燃え代部分、荷重支持層側の60〜95%を燃え止まり部分に形成した構成であり、
また、隅角部で使用する集成層部材は、前記した集成層部材の燃え止まり木材の荷重支持層側の半分以上を補強不燃材にした構成であって、
集成層は、荷重支持層周りに、接合手段により集成層のほとんどは燃え止まり木材と不燃材とが交互になるように集成層部材を並べて接合し、集成層の隅角部は、集成層部材と、隅角部で使用する集成層部材と、の組み合わせで、不燃材、補強不燃材、不燃材、又は、不燃材、不燃材、補強不燃材の並びになるように接合して形成したことを特徴とする集成材。 - 木材からなる荷重支持層は小径木の構造体で構成され、小径木の構造体は
(1)小径木の角材と、継手、仕口で使用するプレート金物とからなり、
(2)小径木の形状をプレート金物を埋められる形状に対応させて形成し、
(3)小径木の構造体は、構造体の一端にプレート金物を埋め込み、小径木同士とプレート金物の接合を構造体に直交したボルト又はビスを使用して強固に構成した小径木の構造体であることを特徴とする請求項1に記載の集成材。 - 集成材は荷重支持柱集成材、荷重支持梁集成材、荷重支持筋交集成材、荷重支持火打梁集成材であることを特徴とする請求項1に記載の集成材からなる木造建築物。
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