JP6731765B2

JP6731765B2 - 建物

Info

Publication number: JP6731765B2
Application number: JP2016066231A
Authority: JP
Inventors: 嵩広藤井; 元伸前川; 和宏佐分利
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: JP2017179791A

Description

本発明は、建物に関する。

下記特許文献１には、建物に吹抜け空間を確保するために、建物中央部に構造骨組を集めた住宅の骨組構造が開示されている。

特開平１１−１０７３６７号公報

上記特許文献１のように、建物に吹抜け部を設ける場合は、吹抜け部の外部に耐震要素を集めて耐震強度を確保することがあるが、この場合、吹抜け部の外部のプランニングが制限される。

本発明は上記事実を考慮して、吹抜け部の外部に配置される耐震要素を減らすことができる建物を提供することを目的とする。

請求項１の建物は、木質の柱梁架構で構成された吹抜け部と、前記吹抜け部の内部において下階から上階に亘って配置され耐震要素となる木質ブレースと、を有する。

請求項１に記載の建物では、吹抜け部を構成する木質の柱梁架構の耐震性が向上するので、吹抜け部の外部の耐震要素を削減できる。
請求項２の建物は、請求項１に記載の建物において、前記吹抜け部の内部には木質柱と木質梁で架構が構成されている。

請求項３の建物は、請求項２に記載の建物において、前記木質ブレースは前記木質柱と前記木質梁との接合部から跳ね出す通し梁と接合されている。

請求項３の建物では、木質ブレースと通し梁とを接合することで、木質ブレースの座屈を抑制できる。また、梁もしくは床により通し梁の跳ね出し根元の水平変形を拘束すれば、木質ブレースの面外方向への移動が抑制される。このため木質ブレースは通し梁以外の梁に接合させる必要がなく、吹抜け部の開放性を向上させることができる。

請求項４の建物は、請求項３に記載の建物において、前記通し梁又は前記木質ブレースに接合され、前記通し梁と直交する方向に架け渡された直交梁を備えている。

請求項４の建物によると、通し梁が木質柱との接合部でさらに面外方向に変形しにくくなるので、木質ブレースの座屈抑制効果を高めることができる。

本発明に係る建物によると、吹抜け部の外部に配置される耐震要素を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る建物の２階平面図である。本発明の実施形態に係る建物の吹抜け部を示した立断面図であり、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの補強構造を示した斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの補強構造において、ブレースの面外方向の移動を抑制する梁に代えて床材を配置した変形例を示した部分立面図であり、（Ｂ）は斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの補強構造において、ブレースに接合された内大梁を通し梁とせず、ブレースに補強梁を接合した変形例を示した部分立面図であり、（Ｂ）は斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの補強構造において、ブレースに接合された内大梁を通し梁とせず、ブレースに方杖を接合した変形例を示した部分立面図であり、（Ｂ）は斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物において、ブレースが建物の１階毎に設けられた変形例を示した部分立面図であり、（Ｂ）はブレースの下端部が一階の床梁と外柱の仕口部に接合された変形例を示した部分立面図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの上端部と内柱との接合部の構造を示した部分拡大図であり、（Ｂ）はブレースの下端部と床梁との接合部の構造を示した部分拡大図であり、（Ｃ）はブレースと内大梁との接合部の構造を示した部分拡大図である。本発明の実施形態に係る建物におけるブレースの下端部と床梁との接合部の構造の変形例を示した部分拡大図である。

図１には、本発明の実施形態に係る建物１０の２階の平面図が示されている。図２（Ａ）、（Ｂ）には、それぞれ図１にＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線で示した位置の断面図が示されている。図１、図２（Ａ）、（Ｂ）は実施形態の構成を説明するために柱、梁、床が簡略化して示されており、外壁やサッシ、階段や手摺などの図示は省略されている。

（建物）
建物１０は木造とされ、図１において互いに交差する２本の１点鎖線で示された部分に、木質の柱梁架構で形成された吹抜け部１２を備えている。吹抜け部１２以外には２階の床１４が張られている。本発明における「木造」とは木材を主な構造材料として建物が構築されていることを示しているが、コンクリートや鉄骨、鉄筋などを含んで構築されていてもよい。また、建物１０は２階建てとされ、吹抜け部１２は１階から２階に亘って構成されているが、建物１０は３階建て以上の建物とされていてもよいし、この場合吹抜け部１２は３階以上に亘って構成される。

（吹抜け部）
吹抜け部１２は建物１０の長手方向（図１のＸ方向）の片側に配置された平面矩形状の空間で、建物１０の外周に面して配置されている。本発明における「吹抜け部」とは、下階部分の天井、上階部分の床を設けないことで上下の空間を連結させたスペースのことをいい、吹抜け部の内部には柱、梁、ブレース、壁などの構造部材が配置されていてもよいが、空間の開放性を狙うためこれらの構造部材を省略できればより作用効果が増すと評価されることが多い。本実施形態における吹抜け部１２は、建物１０の１階から２階に亘って床、天井が張られていない上下へ抜ける空間とされている。なお「吹抜け部の外部」とは、建物１０における「吹抜け部」以外の部分のことをいい、例えば内大梁２０が含まれる鉛直方向の構面など吹抜け部周囲の構面は「吹抜け部の外部」に含まれる。

（架構）
吹抜け部１２の内部には、木質の内柱３２と、建物１０の外柱１６から内柱３２へ建物１０の短手方向（図１、２のＹ方向）に沿って架設された木質の内大梁３４と、内大梁３４から外大梁１８及び床１４を支持する内大梁２０へ架設された木製の梁３８、４０とで、木質架構が構成されている。また、内大梁３４は、内柱３２と梁４０の接合部から跳ね出している。なお、内柱３２は本発明の木質柱の一例であり、内大梁３４は本発明の通し梁の一例であり、梁４０は本発明の直交梁の一例である。

なお、本発明における「木質」とは、内柱３２や内大梁３４等が木材を主な材質として形成されている構成を示しており、無垢の木材、集成材、チップ状あるいは粉末状の木材を樹脂で固めた合成材料を含む。また、これらの材料と金属やモルタルなどの無機材料又は樹脂材料等を接合した複合材料を含む。

（ブレース）
吹抜け部１２の内部には図２（Ａ）に示すように、Ｙ方向に沿って木質のブレース４２が配置され、ブレース４２の上端部は内柱３２と棟木２２との仕口部に接合され、下端部は１階の床梁２４の中央部に接合されている。このように、ブレース４２は建物１０の１階から２階に亘って配置されている。さらにブレース４２は、内大梁３４の内柱３２から跳ね出した部分の傾斜端面３４Ｅと接合されている。

ブレース４２の上端部と内柱３２とは、図８（Ａ）に示すように、内柱３２の側面に座掘り３２Ｈを形成し、ブレース４２の上端部の側面に座掘り４２Ｈを形成して、座掘り３２Ｈと座掘り４２Ｈとを連通する貫通孔へボルト７０を通して、ブレース４２の材軸方向に対して斜めに切断された傾斜端面４２Ｃと内柱３２の側面とが接して互いに固定されている。ボルト頭は、座掘り３２Ｈ、４２Ｈの内側に配置されており内柱３２、ブレース４２の側面から突出しないので、外部から視認し難い。なお、本実施形態において座掘り３２Ｈ、４２Ｈには埋め木処理がなされていないが、外観に配慮して埋め木でボルト頭を視認できなくすることもできる。

同様にブレース４２の下端部と床梁２４の中央部とは、図８（Ｂ）に示すように、ブレース４２の下端部の側面に形成した座掘り４２Ｈと床梁２４の底面に形成した座掘り２４Ｈとを連通する貫通孔へボルト７０を通して、ブレース４２の材軸方向に対して斜めに切断された傾斜端面４２Ｄと床梁２４の上面とが接して互いに固定されている。

同様にブレース４２の中央部と内大梁３４の端部とは、図８（Ｃ）に示すように、ブレース４２の側面に形成した２箇所の座掘り４２Ｈと内大梁３４の上下面にそれぞれ形成した座掘り３４Ｈとを連通する貫通孔にボルト７０を通して、ブレース４２の側面と内大梁３４の材軸方向に対して斜めに切断された傾斜端面３４Ｅとが接して互いに固定されている。

また、ブレース４２と同一構面には木質のブレース４４が配置されている。ブレース４４は、上端部が建物１０の外柱２５と軒桁２３との仕口部に接合され、下端部は１階の床梁２４の中央部に接合されている。ブレース４４の上端部と外柱２５の固定方法は、ブレース４２の上端部と内柱３２の固定方法と同様であり、外柱２５の側面とブレース４４の上端部の側面にそれぞれ座掘りを形成し、これらの座掘りを連通する貫通孔へボルトを通して互いに固定する。また、ブレース４４の下端部と床梁２４の固定方法は、ブレース４２の下端部と床梁２４の固定方法と同様であり、図８（Ｂ）に示すように、ブレース４４の下端部の側面と床梁２４の底面にそれぞれ座掘り４４Ｈ、２４Ｈを形成し、これらの座掘りを連通する貫通孔へボルト７０を通してブレース４４の傾斜端面４４Ｊと床梁２４の上面とを接するように互いに固定する。

なお、本実施形態においてブレース４２、４４は、上述したようにボルト７０を用いて内柱３２、内大梁３４、床梁２４、外柱２５に接合されているが、接合方法はこれに限られない。例えば図９に示すような、基礎１９の上面にアンカーボルト７２等を用いて固定された接続鋼板７４を、床梁２４に形成された貫通孔及びブレース４２、４４の傾斜端面４２Ｄ、４４Ｊに形成された挿入孔に挿入し、ドリフトピン７６を用いて固定する接合方法としても良い。このように、ブレース４２、４４が軸力を受けた場合にブレース４２、４４が十分な耐力を発揮する前に接合部が先行して破壊されるものでなければ、接合方法は様々な態様とすることができる。

なお、本発明における「ブレース」とは、２つの構造部材間に架け渡される筋交いのことであり、ブレースと該ブレースが架け渡される２つの構造部材とで、３角形の構面を形成するものをいう。また、この３角形の構面に沿った方向を「ブレースの面内方向」と称し、この３角形の構面と交差する方向を「ブレースの面外方向」と称す。また、ブレース４２が配置される「吹抜け部１２の内部」とは、建物１０において２階の床が張られていない空間を示し、吹抜け部１２の外部、例えば外大梁１８や内大梁２０が含まれる鉛直構面は含まない。

（補強構造）
図３に示すように、ブレース４２を補強する内大梁３４と内柱３２との接合部においては、内大梁３４が通し梁とされ、内柱３２は内大梁３４の下方に配置された下柱３２Ａと内大梁３４の上方に配置された上柱３２Ｂとに分割されている。また、内大梁３４には、内大梁３４の延設方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に沿って梁４０が接合されている。

（作用・効果）
第１実施形態の建物１０においては、図１〜図３に示すように吹抜け部１２に耐震要素としてのブレース４２が設けられているので、ブレース４２を設けない場合と比較して、建物１０の耐震性が向上する。このため、吹抜け部の外部の耐震要素を削減できる。したがって、吹抜け部の外部のプランが制約を受けにくく、自由度の高い設計ができる。

またブレース４２は図２（Ａ）に示すように、内大梁３４の跳ね出し部と接合されることにより建物の短手方向（Ｙ方向）に沿った剛性が高められている。換言すると、ブレース４２は内大梁３４との接合部分においてブレース４２の面内方向の変形が抑制されている。このためブレース４２を内大梁３４の跳ね出し部と接合しない場合と比較して、図２（Ａ）に点線Ｂ１で示すような座屈が抑制される。

また内大梁３４は、内柱３２との接合部において通し梁とされている。このため図３に示すように、内大梁３４は内柱３２との接合部において、内大梁３４の延設方向と直交する方向（図３のＸ方向）への回転が抑制される。このためブレース４２は、内大梁３４が内柱３２との接合部において通し梁とされていない場合と比較して、図２（Ｂ）に点線Ｂ２で示すようにブレース４２の面外方向への変形による座屈が抑制される。

さらに内大梁３４には梁４０が接合されており、内大梁３４がＸ方向へ移動することが抑制されている。このためブレース４２は、内大梁３４に梁４０を接合しない場合と比較して、ブレース４２の面外方向への変形が抑制される。またブレース４２を内大梁３４と接合するだけでブレース４２の面内方向及び面外方向への移動が拘束される。このため内大梁３４以外の梁材をブレース４２に接合する必要がない。このため、吹抜け部１２を開放的な空間にすることができる。

このように、本実施形態の建物１０においては、吹抜け部１２にブレース４２が設けられ、ブレース４２は内大梁３４によって補剛され、さらに内大梁３４は通し梁とされて梁４０により移動を拘束されている。これにより建物１０は、吹抜け部１２の開放性を確保しつつ建物１０の耐震強度を向上し、吹抜け部１２の外部の耐震要素が削減されている。

（変形例）
本実施形態の変形例について説明する。本実施形態においては内大梁３４に梁４０が接合されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば梁４０を設けなくても、吹抜け部１２にブレース４２が設けられていれば、ブレース４２が設けられていない場合と比較して、建物１０の耐震性能は向上する。また梁４０を設けなくても、ブレース４２に内大梁３４が接合されているので、ブレース４２の面内方向の座屈は抑制される。

あるいは梁４０に代えて、例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように床根太５２を内大梁３４に接合し、床根太５２と外大梁１８、２０へ床材５０を架け渡すことによっても、内大梁３４が内大梁３４の延設方向と直交する方向（Ｘ方向）へ移動することが抑制される。なお、床材５０の構成は、合板を２枚重ね貼りした構成や合板の間に芯材を挟んだ構成など、内大梁３４と外大梁１８、２０のスパンや積載荷重によって適宜選択することができる。さらに、床材５０に加えて、又は床材５０に代えて、ブレース４２に対して、内大梁３４の延設方向と直交する方向（Ｘ方向）に延設される補強梁を接合してもよい。

また、本実施形態において内大梁３４は内柱３２との接合部において通し梁とされているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように内柱３２を通し柱として、内大梁３４をブレース４２側の跳ね出し部３４Ａと跳ね出し部３４Ａと反対側の本体部３４Ｂとに分割して、跳ね出し部３４Ａの端部３４ＡＥをブレース４２とを接合してもよい。この場合、端部３４ＡＥは、内大梁３４を通し梁とした場合の内大梁３４の端部３４Ｅ（図３参照）と比較して、内柱３２との接合部を中心に回転しやすくなるが、例えばブレース４２に対して、内大梁３４の延設方向と直交する方向（Ｘ方向）に延設される補強梁５４を接合することで、ブレース４２の座屈を抑制することができる。あるいは図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ブレース４２から梁４０へ方杖５８を架け渡すことによっても、内大梁３４の延設方向と直交する方向（Ｘ方向）へのブレース４２の座屈を抑制することができる。この場合、補強梁５４を用いる場合と比較して、吹抜け部１２の開放性を高めることができる。

また、本実施形態においてブレース４２には内大梁３４が接合されているものとしたが本発明の実施形態はこれに限られない。構造耐力上座屈が問題とならない場合は、例えば図２（Ａ）に示すブレース４４のように、中央部分の補剛がないブレースとしてもよい。なお、建物１０にはブレース４２とブレース４４の双方が設けられているが、建物の大きさや必要とされる構造強度によっては、ブレース４２とブレース４４の何れか一方を設けるものとしてもよい。

また、本実施形態においてブレース４２は建物１０の複数階に亘って配置されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば図７（Ａ）に示すブレース４６、４８のように一階毎にそれぞれ配置するものとしてもよいし、ブレース４６、４８の何れか一方を一階のみに配置するものとしてもよい。ブレースを一階毎にあるいは一階のみに配置しても、建物１０の耐震性能を向上させることができる。

なお、ブレース４８は、上端部が棟木２２と内柱３２の仕口部に接合され、下端部が内柱３２から建物１０の外周部の外柱２５へ架け渡した大梁５６の中央部に接合されている。また、大梁５６の上部には床が張られていない。ブレース４６は、上端部が内柱３２と大梁５６との仕口部に接合され、下端部が床梁２４の中央部に接合されている。

また、本実施形態においてブレース４２の下端部は建物１０の１階の床梁２４の中央部へ接合されているものとしたが本発明の実施形態はこれに限られない。例えば図７（Ｂ）に示すブレース６０のように、床梁２４と外柱２５との仕口部に接合してもよい。この場合、ブレース６０の座屈を抑制する手段としては、内柱３２から跳ね出した内大梁３４を用いることができる。

１０建物
１２吹抜け部
３２内柱（木質柱）
３４内大梁（木質梁、通し梁）
３８梁（木質梁）
４０梁（木質梁、直交梁）
４２、４４、４６、４８、６０ブレース（木質ブレース）

Claims

木質の柱梁架構で構成された吹抜け部と、
前記吹抜け部の内部において下階から上階に亘って配置され耐震要素となる木質ブレースと、を有する建物。
前記吹抜け部の内部には木質柱と木質梁で架構が構成されている、請求項１に記載の建物。
前記木質ブレースは前記木質柱と前記木質梁との接合部から跳ね出す通し梁と接合されている、請求項２に記載の建物。
前記通し梁又は前記木質ブレースに接合され、前記通し梁と直交する方向に架け渡された直交梁を備えた、請求項３に記載の建物。