JP6202623B2

JP6202623B2 - 合わせ梁及び合わせ柱

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Publication number: JP6202623B2
Application number: JP2014098013A
Authority: JP
Inventors: 真理子関; 俊哉坂牧; 田中　康夫; 康夫田中; 今井　淳一; 淳一今井; 郷高木; 佳伸熊川; 直樹西出; 貴宏蛇石
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2034-05-09
Also published as: JP2015214832A

Description

本発明は、合わせ梁及び合わせ柱に関し、特に４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁及び合わせ柱に関する。

例えば日本の住宅建築物では、伝統的に木製の梁や柱を現した真壁造となっているように、木造建築物は、構造材である木製の柱や梁の木の表面を、室内に露出させて現したデザインが好まれている。このような柱や梁を現した木質空間は、火災時に構造材である柱や梁の露出した部分が直接加熱を受けて燃焼し易い状態にあることから、防耐火性能上の非損傷性（火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能）を確保する必要がある。

このため、木造の準耐火構造物で梁や柱の現し設計を行う場合、建築基準法「Ｈ１２年建設省告示第１３５８号第二項のハ」に示す、燃えしろ設計を行うのが一般的である。燃えしろ設計は、地震時の短期構造耐力に対して必要な断面に、所定の燃えしろ分（例えば準耐火構造４５分における集成材では３５ｍｍの燃えしろ分）を足す設計であるが、この足した燃えしろ分は構造計算に入れることはできないため、構造計算が非効率になる。

また、燃えしろ設計した後の柱や梁の断面は仕上げ幅が大断面になりやすく、一般的に流通している、仕上げ幅が例えば１０５ｍｍや１２０ｍｍの構造用木材の断面幅を超えて、構造用木材が特注扱いとなることがほとんどあることから、仕口加工を含めた構造用木材の製作に、多くの手間や時間がかかることになる。

これらの課題に対して、木造の準耐火構造物で例えば現し梁を設計する際に、燃えしろ設計によることなく、準耐火構造４５分以上の耐火性能を保持できるようにした耐火構造が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、一般的に流通している構造用木材を組み合わせることで、大断面の構造用木材を特注して形成することなく、燃えしろ設計を行えるようした耐火構造も開発されている（例えば、非特許文献１参照）。

特開２０１４−９４９９号公報

株式会社大林組プレスリリース（２０１３年３月２７日）

しかしながら、上記特許文献１に記載の耐火構造では、現し梁の露出する部分が、もとの梁せいの半分以下に制限されることになるため、梁せいが小さいと現せる部分が少なくなって、梁を現した木質空間としての意匠性を十分に発揮できなくなる。

また、上記非特許文献１に記載の耐火構造では、例えば７５ｍｍ幅の構造用単板積層材（ＬＶＬ）による梁材を３本横に並べて配置して、ボルトを用いてつづり合わせることで断面幅を２２５ｍｍとすることにより、大断面の構造用木材と同様の構造耐力を保持できるようになっているが、二次接着の代わりにボルトを用いて接合していることから、ボルト孔による断面欠損により、仕上げ断面を構造計算にフルに算入することが難しくなって、効率の良い燃えしろ設計を行うことできなくなる。

本発明は、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、柱や梁の３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことのできる合わせ梁及び合わせ柱を提供することを目的とする。

本発明は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、３０ｍｍ以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ梁を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の合わせ梁は、前記留付けピスが、梁の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

本発明の合わせ梁は、前記留付けピスが、梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域に亘って、長さ方向に５００ｍｍ以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

また、本発明は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ柱であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、３０ｍｍ以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ柱を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の合わせ柱は、前記留付けピスが、柱の角部から３０ｍｍ以上離れた位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

本発明の合わせ柱は、前記留付けピスが、柱の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置から、高さ方向上方に３００ｍｍ以下のピッチで、好ましくは上下方向に３か所以上、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

本発明の合わせ梁又は合わせ柱によれば、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、柱や梁の３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る合わせ梁及び合わせ柱を用いて形成された、木造建築物の骨組み構造を説明する略示部分透視斜視図である。図１のＡ−Ａに沿った断面図である。図１のＢ−Ｂに沿った断面図である。実施例１の合わせ梁の試験体の説明図である。実施例２の合わせ柱の試験体の説明図である。

図１に示す本発明の好ましい一実施形態に係る合わせ梁１０及び合わせ柱２０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える、例えば軸組構法による木造建築物において、建物自体の重量や、風荷重、地震荷重等を支える骨組み構造を構成する、柱や梁などの骨組み部材として用いられる。本実施形態の合わせ梁１０及び合わせ柱２０は、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、また火災時に露出した部分が直接加熱を受けて燃焼した場合でも、防耐火性能上の非損傷性（火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能）を十分に確保できるようにする機能を備える。

そして、本実施形態の合わせ梁１０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる梁部材であって、図１及び図２に示すように、同様の矩形断面を備える一対の木製角材１１，１１を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面１１ａを接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス１２を打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、留付けピス１２は、一方の木製角材１１における接合面１１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面１１ｂに形成された、ビス打込み孔１３を介して打ち込まれることで、頭部１２ａがビス打込み孔１３の孔底部１３ａに締着されて固定されている。留付けピス１２の頭部１２ａが締着されるビス打込み孔１３の孔底部１３ａは、接合面１１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面１１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ一方の木製角材１１の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、ビス打込み孔１３には、留付けピス１２が打ち込まれた後に、埋め木１４が埋め込まれている。

また、本実施形態の合わせ柱２０は、４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる柱部材であって、図１及び図３に示すように、同様の矩形断面を備える一対の木製角材２１，２１を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面２１ａを接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス２２を打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、留付けピス２２は、一方の木製角材２１における接合面２１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面２１ｂに形成された、ビス打込み孔２３を介して打ち込まれることで、頭部２２ａがビス打込み孔２３の孔底部２３ａに締着されて固定されている。留付けピス２２の頭部２２ａが締着されるビス打込み孔２３の孔底部２ａは、接合面２１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面２１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ一方の木製角材２１の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、ビス打込み孔２３には、留付けピス２２が打ち込まれた後に、埋め木２４が埋め込まれている。

本実施形態では、合わせ梁１０を構成する一対の木製角材１１は、図１及び図２に示すように、例えば特開２００７−２６８７３１号公報に記載されるような、好ましく小径木の丸太から製材した帯状の板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いることができる。木製角材１１は、例えば幅が９０〜１２０ｍｍ程度、梁せい（高さ）が１２０〜１０００ｍｍ程度の大きさの縦長の矩形断面形状（本実施形態では、幅が１０５ｍｍ、梁せいが２７０ｍｍの大きさの縦長の矩形断面形状）を備えるように形成されると共に、９１０〜８０００ｍｍ程度の長さを有する角材として形成されている。

また、本実施形態では、一対の木製角材１１のうちの一方には、接合面１１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面１１ｂに、ビス打込み孔１３が、当該側面１１ｂに対して垂直な方向に掘り込まれることで形成されている。ビス打込み孔１３は、本実施形態では、留付けピス１２の頭部１２ａの外径よりも僅かに大きな内径として、例えば６〜１６ｍｍ程度の内径を備えるように形成されると共に、孔底部１３ａが、他方の長辺部に沿った側面１１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材１１の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置として、当該側面１１ｂから例えば３０〜６０ｍｍ程度の深さ位置（本実施形態では４０ｍｍの深さ位置）となる深さで形成されている。さらに、ビス打込み孔１３は、その中心軸が、好ましくは合わせ梁１０の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置として、例えば３０〜１００ｍｍ程度の高さ位置（本実施形態では５２．５ｍｍの高さ位置）に配置されるように形成されている。

ここで、ビス打込み孔１３の孔底部１３ａは、接合面１１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面１１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材１１の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に配置されるようになっている。ビス打込み孔１３の孔底部１３ａの深さ位置が、３０ｍｍよりも浅いと、準耐火構造４５分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ梁１０の断面内の燃焼がビス１２の頭部１２ａまで到達し易くなるため、ビス１２による接合強度が低下し易くなり、木製角材１１の短辺部の長さの１／２以上の深さとなっていると、ビス打込み孔１３による断面欠損が大きくなって、合わせ梁１０の曲げ強度が低下することになる。ビス打込み孔１３の孔底部１３ａの深さ位置が、他方の長辺部に沿った側面１１ｂから３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材１１の短辺部の長さの１／２を超えない深さとなっていることにより、一対の木製角材１１を分離させることなく、準耐火構造４５分の耐火性能を容易に確保することが可能になる。

また、本実施形態では、合わせ梁１０は、両側の一対の合わせ柱２０に支持させて、例えば５１００ｍｍの梁スパンとなるように架設されている。ビス打込み孔１３は、梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域として、両側の一対の合わせ柱２０の内側面から各々１５５０ｍｍずつ離れた、例えば中央部分の２０００ｍｍの長さ領域に亘って、その中心軸を梁スパンの長さ方向に５００ｍｍのピッチで配置して、一列に５か所に形成されている。

本実施形態では、ビス打込み孔１３を介して一方の木製角材１１から他方の木製角材１１に向けて打ち込まれる留付けピス１２は、木材を締結するのに使用される木ネジとして公知の各種の留付けビスを用いることができる。留付けピス１２は、ネジの先端が尖っていると共に、ネジ軸の一部にネジが切られており、頭部に十字穴が形成されたものが多く用いられている。本実施形態では、留付けピス１２として、例えば５．５ｍｍ程度のネジ径を有する、例えば１２０ｍｍ程度の長さの商品名「タルキック」（東日本パワーファスニング株式会社製）等を好ましく用いることができる。

留付けピス１２は、例えば一対の木製角材１１を建物の建築施工現場に搬入して、これらの木製角材１１を両側の一対の合わせ柱２０に支持させた状態で、接合面１１ａを重ね合わせて並べて配置した後に、一方の木製角材１１における、接合面１１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面１１ｂに形成された複数のビス打込み孔１３を介して、好ましくは中心軸をビス打込み孔１３の中心軸と合致させた状態で、一方の木製角材１１から他方の木製角材１１に向けて打ち込まれる。これによって、留付けピス１２は、その頭部１２ａを、各々のビス打込み孔１３の孔底部１３ａに締着させて、これらの一対の木製角材１１を、接合面１１ａを密着させながら、締め着けるように締結することで一体として接合する。またこれによって、留付けピス１２は、合わせ梁１０の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置（本実施形態では５２．５ｍｍの高さ位置）にその中心軸を配置した状態で、ビス打込み孔１３を介して打ち込まれて、一対の木製角材１１に固定されると共に、合わせ梁１０の梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域に亘って、長さ方向に５００ｍｍ以下のピッチ（本実施形態では５００ｍｍのピッチ）で、一対の木製角材１１を接合するようにして、１列に５か所に固定されることになる。

ここで、留付けピス１２は、その中心軸を、合わせ梁１０の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置に配置して固定されていることが好ましい。留付けピス１２が、その中心軸を合わせ梁１０の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置に配置して固定されていることにより、準耐火構造４５分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ梁１０の断面内の燃焼領域を、合わせ梁１０の表面からビス１２の頭部１２ａの手前に留めることが可能になって、ビス１２による接合強度が低下するのを効果的に回避することが可能になる。また、留付けピス１２は、合わせ梁１０の梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域に亘って、その中心軸を、長さ方向に５００ｍｍ以下のピッチで配置して固定されていることが好ましい。留付けピス１２が、梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域に、中心軸を５００ｍｍ以下のピッチで配置して固定されていることにより、合わせ梁１０が火災時に熱応力を受けて変形しても、一対の木製角材１１が一体的に動き易くなることで、接合面１１ａに隙間が生じ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

留付けピス１２が打ち込まれた後に、ビス打込み孔１３に埋め込まれる埋め木１４は、好ましくは木材、若しくは石膏系パテや炭酸カルシスム系パテ、或いはセラミックファイバー、金属製ダボ、ロックウール、グラスウール等の不燃材からなり、ビス打込み孔１３の内径と同様の外径を備えると共に、ビス打込み孔１３の深さと同様の長さを有する、円柱形状に形成されている。埋め木１４は、例えば接着剤を介して、ビス打込み孔１３に嵌め込んで埋め込むことにより、留付けピス１２を覆い隠した状態で、一方の木製角材１１に一体として固着される。留付けピス１２が打ち込まれた後に、ビス打込み孔１３に埋め木１４を埋め込むことにより、ビス１２が火災加熱を直接受けることになるのを防いで、一対の木製角材１１を分離させることなく、合わせ梁１０に、準耐火構造４５分の耐火性能を容易に保持させることが可能になる。

また、本実施形態では、合わせ柱２０を構成する一対の木製角材２１は、図１及び図３に示すように、合わせ梁１０の木製角材１１と同様に、例えば特開２００７−２６８７３１号公報に記載されるような、好ましく小径木の丸太から製材した帯状の板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いることができる。木製角材２１は、例えば幅（短辺）が９０〜１２０ｍｍ程度、高さ（長辺）が１２０〜７００ｍｍ程度の大きさの縦長の矩形断面形状（本実施形態では、幅が１０５ｍｍ、高さが２１０ｍｍの大きさの縦長の矩形断面形状）を備えるように形成されると共に、２０００〜１３０００ｍｍ程度の長さを有する角材として形成されている。

本実施形態では、一対の木製角材２１のうちの一方には、接合面２１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面２１ｂに、ビス打込み孔２３が、当該側面２１ｂに対して垂直な方向に掘り込まれることで形成されている。ビス打込み孔２３は、本実施形態では、留付けピス２２の頭部２２ａの外径よりも僅かに大きな内径として、例えば６〜１６ｍｍ程度の内径を備えるように形成されると共に、孔底部２３ａが、他方の長辺部に沿った側面２１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材２１の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置として、当該側面２１ｂから例えば３０〜６０ｍｍ程度の深さ位置（本実施形態では４０ｍｍの深さ位置）となる深さで形成されている。さらに、ビス打込み孔２３は、その中心軸が、好ましくは合わせ柱２０の角部から３０ｍｍ以上離れた位置として、例えば３０〜１００ｍｍ程度離れた位置（本実施形態では５２．５ｍｍ離れた位置）に配置されるように形成されている。

ここで、ビス打込み孔２３の孔底部２３ａは、接合面２１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面２１ｂから、３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材２１の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に配置されるようになっている。ビス打込み孔２３の孔底部２３ａの深さ位置が、３０ｍｍよりも浅いと、準耐火構造４５分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ柱２０の断面内の燃焼がビス２２の頭部２２ａまで到達し易くなるため、ビス２２による接合強度が低下し易くなり、木製角材２１の短辺部の長さの１／２以上の深さとなっていると、ビス打込み孔２３による断面欠損が大きくなって、合わせ柱２０の座屈強度が低下することになる。ビス打込み孔２３の孔底部２３ａの深さ位置が、他方の長辺部に沿った側面２１ｂから３０ｍｍ以上深く、且つ木製角材２１の短辺部の長さの１／２を超えない深さとなっていることにより、一対の木製角材２１を分離させることなく、準耐火構造４５分の耐火性能を容易に確保することが可能になる。

また、本実施形態では、合わせ柱２０は、例えば３１７４ｍｍ程度の長さを有しており、土台３０の上面から立設して設置されると共に、合わせ柱２０の上方には、当該合わせ柱２０に支持させて、上述の合わせ梁１０が、架設されることによって取り付けられている。これによって、合わせ柱２０は、例えば３２９０ｍｍ程度の座屈長さを備えることになる。本実施形態では、ビス打込み孔２３は、合わせ柱２０の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置として、例えば合わせ柱２０の下端部から１１００ｍｍ上方に離れた高さ位置から、高さ方向上方に３００ｍｍ以下のピッチとして、その中心軸を高さ方向上方に３００ｍｍのピッチで配置して、両側の角部に沿って２列に、好ましくは上下方向に各々３か所（合計６か所）に形成されている。

本実施形態では、ビス打込み孔２３を介して一方の木製角材２１から他方の木製角材２１に向けて打ち込まれる留付けピス２２は、合わせ梁１０において用いた留付けピス１２と同様に、木材を締結するのに使用される木ネジとして公知の各種の留付けビスを用いることができる。留付けピス２２は、ネジの先端が尖っていると共に、ネジ軸の一部にネジが切られており、頭部に十字穴が形成されたものが多く用いられている。本実施形態では、留付けピス２２として、合わせ梁１０において用いた留付けピス１２と同様に、例えば５．５ｍｍ程度のネジ径を有する、例えば１２０ｍｍ程度の長さの商品名「タルキック」（東日本パワーファスニング株式会社製）等を好ましく用いることができる。

留付けピス２２は、例えば一対の木製角材２１を建物の建築施工現場に搬入して、これらの木製角材２１を土台３０から立設させた状態で、接合面２１ａを重ね合わせて並べて配置した後に、一方の木製角材２１における、接合面２１ａとは反対側の他方の長辺部に沿った側面２１ｂに形成された複数のビス打込み孔２３を介して、好ましくは中心軸をビス打込み孔２３の中心軸と合致させた状態で、一方の木製角材２１から他方の木製角材２１に向けて打ち込まれる。これによって、留付けピス２２は、その頭部２２ａを、各々のビス打込み孔２３の孔底部２３ａに締着させて、これらの一対の木製角材２１を、接合面２１ａを密着させながら、締め着けるように締結することで一体として接合する。またこれによって、留付けピス２２は、合わせ柱２０の角部から３０ｍｍ以上離れた位置（本実施形態では５２．５ｍｍ離れた位置）にその中心軸を配置した状態で、ビス打込み孔２３を介して打ち込まれて、一対の木製角材２１に固定されると共に、合わせ柱２０の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置として、例えば合わせ柱２０の下端部から１１００ｍｍ上方に離れた高さ位置から、高さ方向上方に３００ｍｍ以下のピッチ（本実施形態では３００ｍｍのピッチ）で、一対の木製角材２１を接合するようにして、両側の角部に沿って２列に、好ましくは上下方向に各々３か所（合計６か所）に固定されることになる。

ここで、留付けピス２２は、その中心軸を、合わせ柱２０の角部から３０ｍｍ以上離れた位置に配置して固定されていることが好ましい。留付けピス２２が、その中心軸を合わせ柱２０の角部から３０ｍｍ以上離れた位置に配置して固定されていることにより、準耐火構造４５分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ柱２０の断面内の燃焼領域を、合わせ柱２０の表面からビス２２の頭部２２ａの手前に留めることが可能になって、ビス２２による接合強度が低下するのを効果的に回避することが可能になる。また、留付けピス２２は、合わせ柱２０の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置から、その中心軸を、高さ方向上方に３００ｍｍ以下のピッチで配置して固定されていることが好ましい。留付けピス１２が、合わせ柱２０の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置から、中心軸を３００ｍｍ以下のピッチで配置して固定されていることにより、合わせ柱２０が火災時に熱応力を受けて変形しても、一対の木製角材２１が一体的に動き易くなることで、接合面２１ａに隙間が生じ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

留付けピス２２が打ち込まれた後に、ビス打込み孔２３に埋め込まれる埋め木２４は、合わせ梁１０において用いた埋め木１４と同様に、好ましくは木材、若しくは石膏系パテや炭酸カルシスム系パテ、或いはセラミックファイバー、金属製ダボ、ロックウール、グラスウール等の不燃材からなり、ビス打込み孔２３の内径と同様の外径を備えると共に、ビス打込み孔２３の深さと同様の長さを有する、円柱形状に形成されている。埋め木２４は、例えば接着剤を介して、ビス打込み孔２３に嵌め込んで埋め込むことで、留付けピス２２を覆い隠した状態で、一方の木製角材２１に一体として固着される。留付けピス２２が打ち込まれた後に、ビス打込み孔２３に埋め木２４を埋め込むことにより、ビス２２が火災加熱を直接受けることになるのを防いで、一対の木製角材２１を分離させることなく、合わせ柱２０に、準耐火構造４５分の耐火性能を容易に保持させることが可能になる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の合わせ梁１０又は合わせ柱２０によれば、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、当該合わせ梁１０又は合わせ柱２０の３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することが可能になり、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、合わせ梁１０や合わせ柱２０は、一対の木製角材１１，２２を並べて配置して一体として接合することによって、燃えしろ設計を行うのに必要な大きさの断面を確保するようになっているので、接合される各々の木製角材１１，２２として、一般的に流通している、仕上げ幅が例えば１０５ｍｍや１２０ｍｍの構造用木材を用いることが可能になって、特注扱いの構造用木材を用いることなく、簡易に合わせ梁１０や合わせ柱２０を形成することが可能になる。

また、一対の木製角材１１，２２を接合して形成された合わせ梁１０や合わせ柱２０は、燃えしろ設計を行うのに十分な大きさの断面形状を備えることになるので、防耐火性能上の非損傷性を容易に保持することが可能になって、３面或いは４面の全体又は略全体を室内に露出させた、現し梁や現し柱として取り付けることが可能になる。

さらに、本実施形態によれば、合わせ梁１０や合わせ柱２０は、ビス打込み孔１３，２３を介して留付けピス１２，２２を打ち込むことで、一対の木製角材１１，２１が一体として締結接合されることによって形成されており、断面欠損となるビス打込み孔１３は、燃えしろ設計における燃えしろ領域にのみ形成されているので、燃えしろ領域を除く仕上げ断面を構造計算にフルに算入することが可能になって、効率の良い燃えしろ設計を行うことが可能になる。

さらにまた、本実施形態によれば、合わせ梁１０や合わせ柱２０は、留付けピス１２，２２を打ち込むことで、一対の木製角材１１，２１が一体として締結接合されることによって形成されているので、留付けピス１２，２２による締結力によって、合わせ梁１０や合わせ柱２０が火災時に直接燃焼しても、合わせ梁１０の一対の木製角材１１に開きや、撓みによる高低差が生じたり、合わせ柱２０の一対の木製角材２１に開きが生じるのを防止して、準耐火構造としての性能を容易に確保することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、合わせ梁の一対の木製角材に打ち込まれる留付けピスは、長さ方向に５００ｍｍのピッチで、１列に５か所に打ち込まれている必要は必ずしも無く、長さ方向に５００ｍｍよりも小さいピッチで打ち込まれていたり、２列以上に打ち込まれていたり、５か所以上に打ち込まれていても良い。また、合わせ柱の一対の木製角材に打ち込まれる留付けピスは、上下方向に３００ｍｍのピッチで、３か所づつ２列に打ち込まれている必要は必ずしも無く、上下方向に３００ｍｍよりも小さいピッチで打ち込まれていたり、１列又は３列以上に打ち込まれていたり、３か所以上に打ち込まれていても良い。

以下、実施例により、本発明の合わせ梁や合わせ柱をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔実施例１〕
図４に示す仕様の、１０５×２７０ｍｍの２本の木製角材を合わせた合わせ梁の試験体について、ＩＳＯ８３４に準拠した加熱試験を行った。合わせ梁の試験体は支持スパンを５１００ｍｍとし、２本の木製角材の長期許容応力度の合計に相当する荷重をかけながら、ＩＳＯ８３４に準拠した加熱を行った。評価の基準は、大臣認定試験で非損傷性の評価基準となる、たわみ量の規定値２４０ｍｍ（＝Ｌ²／４００ｄ、Ｌ＝支持スパン長さ、ｄ＝梁せい）を超えず、壊れないこととした。

加熱試験の結果、加熱４５分で梁の最大たわみ量が６２ｍｍとなって規定値以下となり、また破壊もしなかったため、４５分準耐火構造の耐火性能を確認することができた。

〔実施例２〕
図５に示す仕様の、１０５×２１０ｍｍの２本の木製角材を合わせた合わせ柱の試験体について、ＩＳＯ８３４に準拠した加熱試験を行った。合わせ柱の試験体は座屈長さを３２９０ｍｍとし、２本の木製角材の長期許容応力度の合計に相当する荷重をかけながら、ＩＳＯ８３４に準拠した加熱を行った。評価の基準は、大臣認定試験で非損傷性の評価基準となる、軸方向収縮量の規定値３２．９ｍｍ（＝ｈ／１００、ｈ＝座屈長さ）、最大軸方向収縮速度９．８７ｍｍ／分（＝３ｈ／１０００、ｈ＝座屈長さ）を超えず、壊れないこととした。

加熱試験の結果、加熱４５分で柱の最大軸方向収縮量が１．６５ｍｍ、最大軸方向収縮速度が０．３ｍｍ／分となって規定値以下となり、また破壊もしなかったため、４５分準耐火構造の耐火性能を確認することができた。

１０合わせ梁
１１木製角材
１１ａ矩形断面の一方の長辺部に沿った側面（接合面）
１１ｂ接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面
１２留付けピス
１２ａ頭部
１３ビス打込み孔
１３ａ孔底部
１４埋め木
２０合わせ柱
２１木製角材
２１ａ矩形断面の一方の長辺部に沿った側面（接合面）
２１ｂ接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面
２２留付けピス２２ａ頭部
２３ビス打込み孔
２３ａ孔底部
２４埋め木
３０土台

Claims

４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁であって、
同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、
前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、
前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、３０ｍｍ以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、
前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ梁。
前記留付けピスは、梁の下面から３０ｍｍ以上の高さ位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項１記載の合わせ梁。
前記留付けピスは、梁スパンの中央部分の１／３以上の長さ領域に亘って、長さ方向に５００ｍｍ以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項１又は２記載の合わせ梁。
４５分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ柱であって、
同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、
前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、
前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、３０ｍｍ以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの１／２を超えない深さ位置に設けられており、
前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ柱。
前記留付けピスは、柱の角部から３０ｍｍ以上離れた位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項４記載の合わせ柱。
前記留付けピスは、柱の下端部から１５００ｍｍを超えない高さ位置から、高さ方向上方に３００ｍｍ以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項４又は５記載の合わせ柱。