JP6385686B2

JP6385686B2 - 木質フレーム構造

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Publication number: JP6385686B2
Application number: JP2014034739A
Authority: JP
Inventors: 潤坂野; 和也久保田
Original assignee: 株式会社タナカ
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: JP2015161061A

Description

本発明は、門型フレームを、木造軸組（枠構造体）で柱と梁などの横架材の間に形成される開口に取り付け、この開口部を補強する木質フレーム構造に関する。主には、新設の木造軸組で開口が存在する構造に最適であるが、既設の木造軸組の開口部を改修補強する際に適用することもできる。

木造軸組で形成される柱と梁などの横架材との接合部に形成される開口を補強するフレーム状の構造では、フレーム状の柱と梁をいわゆる梁受け金物で接合して、柱脚をいわゆる柱脚金物で土台や基礎に固定して、開口の補強を図っていた。この場合、たとえば、フレーム側の梁を分割して構成し、組み立て後に接合部を繊維シートで覆う構造（特許文献１）、上下２段の梁の側面のみを外側から板材で覆う構造（特許文献２）などが提案されていた。

特開２００６−４６０５５号公報特開２００８−２５５７１３号公報

前記従来技術では、フレーム状の梁材を縦又は横に分割し、構築現場で一体に組み立てる構造であり、前者の場合には梁の接合に金物を使用してビスやボルト類を多数打ち込み、さらに樹脂シートで覆う必要があり、現場施工は困難であった。
また、後者の場合には、軸組の柱や上下の梁に外側から、現場で、合板を打ち付ける必要があり、やはり現場施工に手間がかかり、また接合部の補強が充分とは言えない場合もあった。

本発明は、一体のフレーム柱材に一体のフレーム横架材を接合して、かつフレーム柱材とフレーム横架材の接合部を金属板を屈曲して形成した一体の補強金属板で被覆して木質フレーム構造体を構築したので、前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、コンクリート基礎又は下横架材上に並列して木質の柱が立設され、両柱の上端部を木質の上横架材で連結してなる枠構造体の開口内を補強する構造であって、以下のように構成することを特徴とする木質フレーム構造である。
(1) 前記並列した両柱の内側に沿って、木質で一体のフレーム柱材を配置し、該フレーム柱材の下端を前記コンクリート基礎又は下横架材の上面に接合する。
(2) 前記上横架材の下面に沿って、かつ所定の間隙を設けて、木質で一体のフレーム横架材を配置して、前記両フレーム柱材の上端部と、前記フレーム横架材の両端部を接合して門型フレームを構成する。
(3) 前記フレーム柱材及び前記フレーム横架材の面であって、前記フレーム柱材とフレーム横架材とを接合してなる垂直構面と平行な面を、接合垂直側面とする。かつ、前記接合垂直側面に直角な前記フレーム柱材の面を垂直他面とし、前記垂直他面の内、前記両フレーム柱材の対向する面を内垂直他面とし他側を外垂直他面とする。かつ前記接合垂直側面に直角な前記フレーム横架材の面を上水平他面及び下水平他面とする。
(4) 前記フレーム柱材とフレーム横架材の接合部周辺で接合垂直側面は略面一に形成され、前記接合部で前記フレーム柱材の両接合垂直側面及び前記外垂直他面と、前記接合部で前記フレーム横架材の両接合垂直側面及び前記上水平他面とを、金属板を屈曲して形成した一体で箱状の補強金属板で被覆し、かつ前記箱状の補強金属板は前記フレーム柱材の上面の一部のみを覆うように開口を形成する。かつ前記フレーム柱材の内垂直他面及び前記フレーム梁材の下水平他面を、前記補強金属板で被覆しない。
(5) 前記フレーム柱材の中間部の一垂直他面と前記柱を接合金物で接合し、前記フレーム横架材の中間部の水平他面と前記上横架材とを接合金物で接合する。

また、前記において、以下のように構成することを特徴とする木質フレーム構造である。
(1) フレーム柱材の下端に固定した柱脚金物を前記コンクリート基礎に埋設したアンカーボルトに固定して、前記フレーム柱材をコンクリート基礎又は土台に接合する。前記柱脚金物は、奥側に開放部を有する切り欠きを形成して、該切り欠きに前記アンカーボルトを挿通して定着させる。
(2)前記両フレーム柱材の対向する内垂直他面の上端部に、前記フレーム横架材の両端面を接合して門型フレームを構成する。
(3) 前記補強金属板は、前記フレーム柱材とフレーム横架材の接合部周辺で接合垂直側面を覆うことができる逆Ｌ字状の第１板及び第２板と、前記フレーム柱材の外垂直他面を覆う第３板と、前記フレーム柱材の上面の一部及びフレーム横架材の上水平他面の一部を覆う第４板及び第５板とからなり、
前記第１板と前記第２板とを前記第３板を介して連設して、前記第１板の上縁に前記第４板を連設して、前記第２板の上縁に前記第５板を連設してした一体の板材を屈曲して箱状に形成する。
かつ、前記第１板の上縁及び前記第２板の上縁で、前記第４板及び第５板が形成されない開口を形成し、前記フレーム柱材の上面の一部は、前記第４板及び第５板により覆われない構成とする。

この発明は、枠構造体をフレーム柱材及びフレーム横架材とともに新設する場合、あるいは、既設の枠構造体をいわゆるリフォームで補強する場合のいずれにでも適用できる。
また、前記におけるフレーム柱材とフレーム横架材との接合構造は、通常は、両フレーム柱材の間に、フレーム横架材の両端面を当接するように接合するが、両フレーム柱材の上面にフレーム横架材の下面を当接する構造、その他の構造でも可能である。要は両部材が構造的に接合されれば良い。
また、前記におけるフレーム横架材は主にフレーム梁材として構成するが、他の横架材とすることも可能である。
また、前記における「前記フレーム横架材を垂直方向にゆるく貫通して」とは、フレーム横架材に固定用棒材の外径より若干小さい径の貫通孔を形成して、固定用棒材の軸方向の移動についてはフレーム横架材は固定用棒材に対してある程度自由に移動できるが、固定用棒材の軸に垂直な方向の移動にはフレーム横架材と固定用棒材が一体で移動するような状態を指す。
また、前記における固定用棒材とは、各種ボルト、ピン、ビスなどを指す。

特許文献１では、フレーム柱とフレーム梁がアラミドシートでプレセットされ現場納品されるので、運搬時にフレーム部材で荷姿が大きくなり、運搬コストがかかっていた。この発明は、一体のフレーム柱材、フレーム横架材、柱脚金物及び補強金属板とから門型フレームを構成するので、本フレームはフレーム柱とフレーム梁が接合されていない状態で現場に納品することができるので、運搬時の荷姿を減らすことを実現し、運搬コストを削減して、搬送効率を高めることができる。
また、現場作業は、ピンやビス、ボルト類のみの汎用の固定用棒材で組み立てができるので、現場作業を効率化できる効果がある。また、補強金属板が、フレーム柱材の両接合垂直側面及び垂直他面と、フレーム横架材の両接合垂直側面及び水平他面とを被覆できる一体の構造としたので、フレーム柱材とフレーム横架材の接合状態を保つことができる。
さらに、フレーム横架材は、木造軸組（枠構造体）の上横架材の下面から所定の間隙を設けて、配置されるので、枠構造体からの鉛直加重を負担せずに、総じて、枠構造体を効率的に補強する。
また、この発明の門型フレームは、木造枠組（軸組構造）の開口に取りつけ、材端部を半剛接合としたものである。したがって、この門型フレームを取り付けた軸組は、耐力壁を有する構面として算定することができる。

この発明の木質フレーム構造の組み立てを表す斜視図である。この発明の木質フレーム構造を表す正面図である。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の木質フレーム構造の適用する建築物の概略した平面図及び正面図である。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の木質フレーム構造の施工手順を表す概略した正面図である。（ａ）（ｂ）は、この発明の木質フレーム構造の他の施工手順を表す概略した正面図である。この発明の木質フレーム構造に使用するフレーム柱材で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は右側面図である。この発明の木質フレーム構造に使用するフレーム梁材で、（ａ）は接合端部の正面図、（ｂ）は側面図である。この発明の木質フレーム構造に使用する柱脚金物である。この発明の木質フレーム構造に使用する柱脚固定金物で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図を表す。（ａ）はこの発明の木質フレーム構造に使用する梁受け金物の斜視図、（ｂ）は同じく補強鋼板の斜視図である。この発明の木質フレーム構造に使用する補強鋼板で、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である、（ｄ）は製造用の板材である。

図面に基づきこの発明の実施形態を説明する。

１．適用する既存構造

（１）コンクリート製の基礎７１の上に土台７２、７２（横架材）が固定され、幅Ｌ０のスパンで土台７２が無い開口７６が形成されている。土台７２、７２の端縁部に既設の柱７３がそれぞれ立設され、既設の柱７３、７３の上端に既設の梁７４が架設固定されてた構造となっている（図２）。柱７３と土台７２、柱７３と梁７４とは、それぞれ通常の接合金物などを使った通常の構成で接合されている。なお、幅Ｌ０の部分に土台を形成してもよく、また、コンクリート製の基礎７１上の土台７２を全部省略することもできる（図示していない）。

２．木質フレーム構造に使用する部材

（１）フレーム柱材１（図６）
フレーム柱材１は、断面（短辺Ｌ１１×長辺Ｌ１２）で、杭頭部の一側をＬ１２より細くなるように、上面５からＬ１３の範囲に、切り欠きを形成し、切り欠きの端に係止段部７を形成する（図６）。Ｌ１３は使用するフレーム梁材２０の梁せい（＝Ｈ２１）に応じて設定する。
フレーム柱材１は、幅Ｌ１２の面を接合垂直側面２、２として、幅Ｌ１１の面で、係止段部７を形成した面を内垂直他面３、係止段部７を形成しない面を外垂直他面４とする。
フレーム柱材１の柱頭部で、内垂直他面３から外垂直他面４に向けて、径１３ｍｍ程度の貫通孔８、８を穿設する。貫通孔８はボルトを挿通する孔で、外垂直他面４側に径６０×深さ３０ｍｍ程度で、ボルト頭部を収容する座堀を形成する。また、貫通孔８は使用する梁受け金物４０により異なり、この場合には、上下に３つ形成する。
また、フレーム柱材１の柱脚部で、下面６からＬ１４まで切欠き９を形成する。切欠き９は使用する柱脚金物５０により異なるが、この場合には、Ｌ１４＝２５０ｍｍ程度で形成し、下面６をテーパーを形成する。また、接合垂直側面２、２間に貫通孔１１、１１を形成する。貫通孔１１は使用する柱脚金物５０により異なるが、この場合、４つを台形の頂点の位置に配置し、切欠き９を貫通する。
また、フレーム柱材１の中間高さに内垂直他面３から外垂直他面４に貫通する水平方向の貫通孔１２、１２を形成する。貫通孔１２は、ラグスクリューボルト（コーチボルト）を挿通する目的で、柱脚と柱頭を除く位置に３箇所等間隔で形成して、内垂直他面３側にボルトの頭部を収容する座堀を形成する。
また、フレーム柱材１は、例えば、
短辺Ｌ１１×長辺Ｌ１２＝１０５×２４０ｍｍ、または１２０×２４０ｍｍ
で形成する。

（２）フレーム梁材２０（フレーム横架材）（図７）
フレーム梁材２０は、スパンＬ０に対応した長さ（通常はＬ０−２×Ｌ１２＋α）で、断面幅Ｄ２１×高さＨ２１で形成される。
梁の長さ方向（水平方向）で、フレーム梁材２０は、高さＨ２１の面を接合垂直側面２１、２１とし、幅Ｄ２１の面を、上水平他面２２、下水平他面２３とする。
フレーム梁材２０の両端部に、端面２４、２４から水平方向Ｌ２１まで、切欠き２５、２５を形成する。切欠き２５は、使用する梁受け金物５０の構造により異なるが、この場合には、２本を上水平他面２２から下水平他面２３まで貫通して設ける。また、２本の切欠き２５、２５間で、他面２２、２３側をさらに切り欠いて収容部空間２６を形成する。また、両接合垂直側面２１、２１間に切欠きを貫通する水平方向の貫通孔２７、２７を設ける。
また、フレーム梁材２０の中間部に、下水平他面２３から上水平他面２２に至る縦方向の貫通孔２８、２８を設ける。貫通孔２８は、ラグスクリューボルト（コーチボルト）を挿通する目的で、両端部を除く位置に３箇所を等間隔で形成して、下水平他面２３にボルトの頭部を収容する座堀を形成する。

（３）補強鋼板３０（補強金属板）図１０（ｂ）、図１１
補強鋼板３０は、同一形状の第１板３１ａ及び第２板３１ｂと、第３板３１ｃと、同一形状の第４板３１ｄ及び第５板３１ｅとから構成する。各板３１ａ〜３１ｅには、フレーム柱材１やフレーム梁材２０にビス類を打ち込んで固定するエンボス孔からなる透孔３２、３２が多数穿設されている。
第１板３１ａ及び第２板３１ｂは、フレーム梁材２０とフレーム柱材１との接合部（接合部の隅部。以下同様）と、接合部に連続するフレーム柱材１の接合垂直側面２の一部と、接合部に連続するフレーム梁材２０の接合垂直側面２１の一部を覆うことができるように、略逆Ｌ字状に形成されている。また、フレーム梁材２０の接合垂直側面２１の下縁に対応した縁３４からフレーム柱材の垂直側面の内側の縁に対応した縁３３が交わる部分は部分円弧状にアール３５が形成されている。なお、フレーム梁材２０の接合垂直側面２１の下縁に対応した縁３４は、その下縁より多少上方（内側）に位置させてあるが、下縁と一致又は下方に位置させることもできる（図示していない）。また、同様に、フレーム柱材１の接合垂直側面２の内側の縁に対応した縁３４は、その内側の縁より多少内側に位置させたが、その縁と一致又は多少外側に位置させることもできる（図示していない）。
また、第３板３１ｃは、フレーム柱材１の外垂直他面４の上端部を覆うことができるような縦長長方形の形状となっている。
また、第４板３１ｄ及び第５板３１ｅは、両板３１ｄ、３１ｅが協働して、フレーム梁材２の上水平他面２２で接合部に連続する部分と、上水平他面２２に連続するフレーム柱材１の上面５の一部とを覆うことができる形状で形成する。
補強鋼板３０の製造は、先ず第３板３１ｃの長辺に、それぞれ第１板３１ａ、第２板３１ｂを連設し、第１板３１ａの上縁に第４板３１ｄを連設し、第２板３１ｂの上縁に第５板３１ｅを連設した展開図状の一体の板材３０ａを形成する（図１１（ｄ））。板材は、例えば、厚さ１．６ｍｍ程度の鋼板を打ち抜いて製造する。
この板材３０ａで各板材３１ａ〜３１ｅを、各板を区分する線に沿って折り曲げて、箱状の補強鋼板３０を構成する（図１０（ｂ））。第４板材３１ｄと第５板材３１ｅとは、組み立てた状態で自由縁３６、３６が近接して、２枚でフレーム梁材２０の上水平他面２２の一部とフレーム柱材１の上面５の一部を覆うようになる（図１１（ａ）、図１０（ｂ））。図１１（ｃ）で、右向きの縁（縁３３を含む）の右方及び下向きの縁（縁３４を含む）の下方はいずれも開口している。また、第１板３１ａ、第２板３１ｂ及び第３板３１ｃの上縁で、第４板３１ｄ及び第５板３１ｅで塞がれていない部分には、開口３７が形成されている（図１１（ａ）、図１０（ｂ））。
また、フレーム柱材の外垂直他面４に対応する第３板３１ｃの下側の端縁を端縁３８とする。また、フレーム梁材２０の上水平他面２３に対応する第４板３１ｄ、第５板３１ｅで、フレーム梁材２０の長さ方向の中心側の縁を縁３９とする。
なお、この箱状の補強鋼板３０では、施工し易さから、フレーム柱材１の内垂直他面３、フレーム梁材２０の下水平他面２３を覆っていない（開口されている）が、内垂直他面３及び下水平他面２３を覆う板をさらに連設することもできる（図示していない）。また、フレーム柱材１の上面は一部しか覆っていない。また、補強鋼板３０は鋼製が望ましいが、同様な構造であれば材料は問わない。

（４）梁受け金物４０（図１０（ａ））
梁受け金物４０は、フレーム柱材１側からのボルトを受けるねじ孔４２、４２を多数設けた縦長長方形の受け板４１と、受け板４１の両縦長辺に、係止片４３を連設して構成する（図１０（ａ））。受け板４１は、フレーム梁材２０の端面２４、２４に沿って配置され、収容部空間２６の端に位置する。また、係止片４３は、フレーム梁材２０の切欠き２５、２５に挿入され、貫通孔２７、２７に連通できる透孔４４及び係止凹部４５を穿設してある。

（５）柱脚金物５０（図８、図９）
柱脚金物５０は、フレーム柱材１の下面６の形状と略同一の上面を有するボックス本体５１と、ボックス本体５１の天板５２の上面にフレーム柱材１の切欠９に挿通できる係止板５６を突設して、構成する。
ボックス本体５１は、底板５３の上面と天板５２の下面との間に仕切板５４、５４を縦に３本入れて構成し、底板５３には背面側（開口７６の奥側）に開放部５５ａを有する切欠き５５が形成され、アンカーボルト７５を切欠き５５に挿通して、ボックス本体５１内でナットを螺合できるようになっている。仕切板５４はフレーム柱材１の接合垂直側面２に直角な方向に配置されておるので、接合垂直側面２方向に開口部を設けて、開放してある。
また、係止板５６は、下端はボックス本体５１と同じ幅で形成し、テーパー状の段差部５７を経て幅を狭く形成してあり、また、フレーム柱材１の柱脚の貫通孔１１、１１に応じた透孔５８、５８を穿設してある。

（６）柱補強金物（図２）
柱補強金物６０は、いわゆるホールダウン金物と同様の構造であり、既設の柱７３の側面で、開口７６とは反対側の側面に沿って縦に配置する固定板６１と、固定板６１の端部に設置した水平方向の係止板６３とからなり、係止板６３と固定板６１との間を補強片で補強されている。
固定板６１は、柱７３の側面に向けて打ち込むビス類（ラグスクリューボルトなども含む）の軸を通す透孔６２、６２を多数設けてある。また、係止板６３は、係止孔６４を有し、係止孔６４は、柱脚に使う場合には、コンクリート基礎７１からのアンカーボルト７５を挿通して、その上端部を定着できるように形成する。また、柱頭に使用する場合には、梁７４を縦に貫通したボルト６８の下端部を挿通して定着できるように形成する（図２）。

３．木質フレーム構造の構築

（１）門型フレーム７０の構成（図１）
（ａ）フレーム柱材１の下端部に柱脚金物５０を配置し、フレーム柱材１の切欠き９に柱脚金物５０の係止板５６を挿入して、ボックス本体５１の天板５２を、フレーム柱材１の下面６に当接する。続いて、フレーム柱材１の貫通孔１１、１１からドリフトピン６７、６７を挿入して、係止板５６の透孔５８、５８に挿通させ、フレーム柱材１に柱脚金物５０を固定する。
（ｂ）また、フレーム梁材２０の両端部に梁受け金物４０を配置し、梁受け金物４０の係止片４３、４３をフレーム梁材２０の切欠き２５、２５に挿入して、梁受け金物４０の受け板４１をフレーム梁材２０の収容部空間２６に配置する。フレーム梁材２０の貫通孔２７、２７からドリフトピン６７、６７を打ち、係止片４３の透孔４４、４４を挿通させて、フレーム梁材２０に梁受け金物４０を固定する。
（ｃ）（ｂ）の作業が完了したならば、２本のフレーム柱材１、１を、係止段部７が対向するように向き合わせて並列し、フレーム柱材１の柱頭で、係止段部７にフレーム梁材２０の下水平他面２３の端部を載せて、フレーム枠材２０の端面をフレーム柱材１に当接する。ここで、フレーム柱材１、１の上面５、５は、フレーム梁材２０の上水平他面２２と略面一に配置される。
（ｄ）（ｃ）の作業が完了したならば、フレーム柱材１の外垂直他面４から貫通孔８、８にボルト６８、６８を挿入して、各ボルト６８の先端を梁受け金物４０の受け板４１のねじ孔４２に螺合緊結する。また、フレーム梁材２０の一方の接合垂直側面２１から、貫通孔２７、２７に向けてドリフトピン６７、６７を挿入して、梁受け金物４０の係止片４３の透孔４４又は係止凹部４５を貫通して、他の接合垂直側面２１側に貫通させる。以上で、２本のフレーム柱材１、１とフレーム梁材２０との接合が完了する。
（ｅ）（ｄ）が完了したならば、さらに、ボックス型の補強鋼板３０をフレーム柱材１とフレーム梁材２０の接合部に被せる。これにより、貫通孔８、２７、切欠き２５、フレーム梁材２０の端縁が補強鋼板３０で塞がれる。続いて、補強鋼板３０の透孔３２、３２からビスを打ちをして、
補強鋼板３０をフレーム柱材１及びフレーム梁材２０と一体に固定する。この際、第４板３１ｄの自由端３６と第５板３１ｅの自由端３６の間に多少（１〜数ｍｍ程度）の間隙が形成されるので、フレーム梁材２０の変形などが生じた場合にも両自由端３６、３６が重なることを防止できる。
（ｆ）以上のようにして、門型フレーム７０が構成される（図１、図４（ａ））。門型フレーム７０の構築は、通常、フレーム柱材１、１、フレーム梁材２０、補強鋼板３０、梁受け金物４０、柱脚金物５０、柱補強金物６０などを構築現場に搬入して、構築現場敷地内又は隣接した場所で構築することが望ましいが、構築場所は任意であり、工場などで構築して現場に搬入することもできる。また、組み立て手順も上記例に限らず、門型フレーム７０が構築できれば任意である。
（ｇ）この補強鋼板３０により、フレーム柱材１、１とフレーム梁材２０の接合部が離れようとする変形をおさえることができる。特許文献１のような一枚の鋼板ではビスに力を伝えて補強するだけになるが、箱状の補強鋼板３０で外側を覆うことによって、補強鋼板３０に直接力が伝わりやすくなり、より強固になる。また、フレーム柱材１、１とフレーム梁材２０の接合部を回転するような力が加わった場合、接合部の外側を覆うことにより、箱状の補強鋼板３０が有効には作用する。

（２）（１）の門型フレーム７０の組み立てに前後して、または、アンカーボルト７５が埋設してコンクリート基礎７１を形成し、土台７２を構築する（図４（ａ））。

（３）土台７２上に、柱７３を立て、柱７３の柱脚部に、柱補強金物６０を取り付け、土台７２を貫通したアンカーボルト７５を柱補強金物６０の係止板６３の係止孔６４に挿通して、アンカーボルト７５にナットを螺合して、アンカーボルト７５と柱補強金物６０、柱７３を強固に固定する（図２）。柱補強金物６０は、固定板６１の透孔６２、６２からラグスクリューボルト６６を打ち込んで柱７３に固定される。

（４）（３）の柱補強金物６０の固定が完了したならば、あるいは柱補強金物６０を固定する前に、柱７３、７３、梁７４の間の開口７６に、柱脚金物５０の底板５３の開放部５５ａを図２の奥側（背面側、室内側）に向けて、門型フレーム７０を挿入して、柱７３にフレーム柱材１の外垂直他面４が、対向するように取り付ける（図４（ｂ）。この際、コンクリート基礎７１に固定されたアンカーボルト７５が、柱脚金物５０の位置（フレーム柱材１の下面６の位置）で上方突出しているので、柱脚金物５０の底板５３の開放部５５ａからアンカーボルト７５をボックス本体５１内に導く。

（５）続いて、柱７３の柱頭部に、梁７４を架設して、梁７４の下面を、フレーム梁材２０の上水平他面２２に対向させる。この際、梁７４の下面とフレーム梁材２０の上水平他面２２との間に、梁７４の下面と補強鋼板３０の第４板３１ｄ及び第５板３１ｅの上面との間に、それぞれ２０〜３０ｍｍ程度の（１０〜５０ｍｍでも可）間隙２９が形成される。
また、柱７３の柱頭部に、柱補強金物６０を取り付け、梁７４に固定して下方に伸びたボルト６８を、柱補強金物６０の係止板６３の係止孔６４に挿通して、ボルト６８にナットを螺合して、ボルト６８を介して、柱７３と梁７４とを強く固定する。
続いて、フレーム柱材１の貫通孔１２、１２からラグスクリューボルト６６、６６を柱７３に向けて打ち込み、フレーム梁材２０の貫通孔２８、２８からラグスクリューボルト６６、６６を梁７４に向けて打ち込む。
ここで、貫通孔２８は、ラグスクリューボルト６６のネジ部の外径より若干小さな径で形成され、ラグスクリューボルト６６はフレーム梁材２０をはゆるく貫通している。なお、ラグスクリューボルト６６の先端部は充分な強度で梁７４に定着されている。従って、梁７４に生じる垂直荷重（ラグスクリューボルト６６の軸方向の荷重）は、構造計算上、門型フレーム７０（フレーム梁材２０）に伝達されない。さらに、梁７４がたわむような荷重が作用しても、間隙２９が形成されているので、同様に、梁７４に生じる垂直荷重は、構造計算上、門型フレーム７０（フレーム梁材２０）に伝達されない。しかし、ラグスクリューボルト６６の軸方向に直角な荷重（例えば、風による荷重など）の場合には、ラグスクリューボルト６６は貫通孔２８内で位置を保ち、門型フレーム７０と木造軸組（柱７３、梁７４など）、すなわち木質フレーム構造８０として、有効に抵抗できる。
また、これと前後して柱脚金物５０のボックス本体５１内位置するアンカーボルト７５の先端部にナットを螺合して、アンカーボルト７５と柱脚金物５０（＝フレーム柱材１）とを強固に固定する。

（６）以上のようにして、木質フレーム構造８０を構築する（図２、図４（ｃ））。

（７）この木質フレーム構造８０では、特に補強鋼板３０の第３板３１ｃがフレーム柱材１の外垂直他面４と柱７３の間に挟まれ、かつラグスクリューボルト６６で、フレーム柱材１と柱７３とが接合される。かつラグスクリューボルト６６で、フレーム梁材２０と梁７４とが接合される。
また、（５）で記載したように梁７４の下面と門型フレーム７０の上面（すなわち、フレーム梁材２０の上水平他面２２、補強鋼板３０の第４板３１ｄ及び第５板３１ｅの上面、フレーム柱材１、１の上面５、５）に間隙２９が形成されので、梁７４が凹に変形した場合であっても、構造計算上、梁７４が負担する鉛直荷重が、門型フレーム７０に伝達することを無視することができるので、構造計算を簡易にできる。
また、木造フレーム構造８０に大きな外力（特に接合部を回転させるような外力）が掛かった場合、補強鋼板３０がフレーム柱材１とフレーム梁材２０との接合部の角度を維持でき、とりわけ、補強鋼板３０の第３板３１ｃの端縁３８がフレーム柱材１の外垂直他面４に喰い込み、補強鋼板３０の第４板３１ｄ、第５板３１ｅの端縁３９、３９がフレーム梁材２０の上水平他面２２に喰い込み、門型フレーム７０の接合部の外側の変形を防止できる。したがって、総じて木質フレーム構造８０の開口７６を従来に比して強固に補強できる。

４．木質フレーム構造の他の構成（バリエーション）

（１）前記実施形態で、この木質フレーム構造８０は、通常は、平面で一方向の軸に単独または直列（図３（ｃ）破線図示７０）に適用するが、平面で１本の柱７４に交わって直交する２方向に適用することもできる（図３（ａ））。また、この場合、縦方向を１本の柱７４から離して、この木質フレーム構造８０を適用することもできる（図３（ｂ）。また、同一軸方向で、並列して２列以上この木質フレーム構造８０を適用することもできる（図３（ｃ））。また、上下の階層に適用することもできる（図示していない）。

（２）また、前記実施形態で、柱脚金物５０は、通常の柱の下面と土台やコンクリート基礎とを接合する他の構造の金物を使用することもできる（図示していない）。この場合には、柱脚金物５０に応じて、フレーム柱材１の柱脚部を加工する。
梁受け金物４０も同様に、柱に梁を固定する際に使用する他の構造の金物を適用することもできる（図示していない）。この場合には、梁受け金物４０に応じて、フレーム柱材１の柱頭部、フレーム梁材２０の両端部を加工する。

（３）また、前記実施形態では、コンクリート基礎７１上に門型フレーム７０を固定したが、土台７２上に門型フレーム７０のフレーム柱材１、１を固定することもできる（図示していない）。
また、アンカーボルト７５と同等な強固な固定手段を使用すれば、２階以上の上方の階で、他の横架材（１階天井付近の梁材など）に門型フレーム７０のフレーム柱材１、１を固定することもできる（図示していない）。

（４）また、前記実施形態では、主に新築住宅工事で、門型フレーム７０を構成して、柱７３、梁７４と平行して構築したが（図４）、他の施工とすることもできる（図５）。すなわち、柱７３、梁７４が先に構築され、開口７６が形成され（図５（ａ））、開口７６に門型フレーム７０をはめ込むように建て込むこともできる（図５（ｂ））。この工法では、新築のみならず、既設の柱７３、梁７４を補強するリフォーム工事などにも適用することができる。

１フレーム柱材
２フレーム柱材の接合垂直側面
３フレーム柱材の内垂直他面
４フレーム柱材の外垂直他面
５フレーム柱材の上面
６フレーム柱材の下面
７フレーム柱材の係止段部
１１フレーム柱材の貫通孔（柱脚）
１２フレーム柱材の貫通孔（中間部）
２０フレーム梁材（フレーム横架材）
２１フレーム梁材の接合垂直側面
２２フレーム梁材の上水平他面
２３フレーム梁材の上水平他面
２４フレーム梁材の端面
２５フレーム梁材の切欠き（端部）
２６フレーム梁材の収容部空間（端部）
２７フレーム梁材の貫通孔（端部）
２８フレーム梁材の貫通孔（中間部）
２９間隙（フレーム梁材２０と梁７４）
３０補強鋼板
３０ａ補強鋼板用の板材
３１ａ〜３１ｅフレーム梁材の第１板〜第５板
３２補強鋼板の透孔
３３補強鋼板の縁（柱の縦側）
３４補強鋼板の縁（梁の下縁側）
３５補強鋼板の縁のアール
３６補強鋼板の第４板・第５板の自由縁
３７補強鋼板の開口
３８補強鋼板の端縁（柱材）
３９補強鋼板の端縁（梁材）
４０梁受け金物
４１梁受け金物の受け板
４２梁受け金物の受け板のねじ孔
４３梁受け金物の係止片
４４梁受け金物の係止片の透孔
４５梁受け金物の係止片の係止凹部
５０柱脚金物
５１柱脚金物のボックス本体
５２柱脚金物のボックス本体の天板
５３柱脚金物のボックス本体の底板
５４柱脚金物のボックス本体の仕切板
５５柱脚金物の底板の切欠き
５５ａ柱脚金物の切欠きの開放部
５６柱脚金物の係止板
５７柱脚金物の係止板の段差部
５８柱脚金物の係止板の透孔
６０柱補強金物
６１柱補強金物の固定板
６２柱補強金物の固定板の透孔
６３柱補強金物の係止板
６４柱補強金物の係止板の透孔
６６ラグスクリューボルト（コーチボルト）
６７ドリフトピン
６８ボルト
７０門型フレーム
７１コンクリート基礎
７２土台
７３柱
７４梁
７５アンカーボルト
７６開口
８０木質フレーム構造

Claims

コンクリート基礎又は下横架材上に並列して木質の柱が立設され、両柱の上端部を木質の上横架材で連結してなる枠構造体の開口内を補強する構造であって、以下のように構成することを特徴とする木質フレーム構造。
(1) 前記並列した両柱の内側に沿って、木質で一体のフレーム柱材を配置し、該フレーム柱材の下端を前記コンクリート基礎又は下横架材の上面に接合する。
(2) 前記上横架材の下面に沿って、かつ所定の間隙を設けて、木質で一体のフレーム横架材を配置して、前記両フレーム柱材の上端部と、前記フレーム横架材の両端部を接合して門型フレームを構成する。
(3) 前記フレーム柱材及び前記フレーム横架材の面であって、前記フレーム柱材とフレーム横架材とを接合してなる垂直構面と平行な面を、接合垂直側面とする。かつ、前記接合垂直側面に直角な前記フレーム柱材の面を垂直他面とし、前記垂直他面の内、前記両フレーム柱材の対向する面を内垂直他面とし他側を外垂直他面とする。かつ前記接合垂直側面に直角な前記フレーム横架材の面を上水平他面及び下水平他面とする。
(4) 前記フレーム柱材とフレーム横架材の接合部周辺で接合垂直側面は略面一に形成され、前記接合部で前記フレーム柱材の両接合垂直側面及び前記外垂直他面と、前記接合部で前記フレーム横架材の両接合垂直側面及び前記上水平他面とを、金属板を屈曲して形成した一体で箱状の補強金属板で被覆し、かつ前記箱状の補強金属板は前記フレーム柱材の上面の一部のみを覆うように開口を形成する。かつ前記フレーム柱材の内垂直他面及び前記フレーム梁材の下水平他面を、前記補強金属板で被覆しない。
(5) 前記フレーム柱材の中間部の一垂直他面と前記柱を接合金物で接合し、前記フレーム横架材の中間部の水平他面と前記上横架材とを接合金物で接合する。
以下のように構成することを特徴とする請求項１記載の木質フレーム構造。
(1) フレーム柱材の下端に固定した柱脚金物を前記コンクリート基礎に埋設したアンカーボルトに固定して、前記フレーム柱材をコンクリート基礎又は土台に接合する。前記柱脚金物は、奥側に開放部を有する切り欠きを形成して、該切り欠きに前記アンカーボルトを挿通して定着させる。
(2)前記両フレーム柱材の対向する内垂直他面の上端部に、前記フレーム横架材の両端面を接合して門型フレームを構成する。
(3) 前記補強金属板は、前記フレーム柱材とフレーム横架材の接合部周辺で接合垂直側面を覆うことができる逆Ｌ字状の第１板及び第２板と、前記フレーム柱材の外垂直他面を覆う第３板と、前記フレーム柱材の上面の一部及びフレーム横架材の上水平他面の一部を覆う第４板及び第５板とからなり、
前記第１板と前記第２板とを前記第３板を介して連設して、前記第１板の上縁に前記第４板を連設して、前記第２板の上縁に前記第５板を連設してした一体の板材を屈曲して箱状に形成する。
かつ、前記第１板の上縁及び前記第２板の上縁で、前記第４板及び第５板が形成されない開口を形成し、前記フレーム柱材の上面の一部は、前記第４板及び第５板により覆われない構成とする。