JP6872879B2 - 柱梁接合構造及びラーメン構造体 - Google Patents

Description

本発明は、木材からなる柱と木材からなる梁等の横架材とを、曲げモーメントの伝達が可能となるように接合する柱梁接合構造、及びこの柱梁接合構造を採用したラーメン構造体に関するものである。

柱と梁等の横架材とを曲げモーメントの伝達が可能に結合したラーメン構造が木造建築物においても提案されており、例えば特許文献１、特許文献２又は特許文献３に記載されているものがある。
特許文献１に記載されている構造は、木製の柱の側面に木製の梁を突き当て、曲げモーメントの伝達が可能となるように接合したものである。このラーメン構造は、いわゆる柱勝ち構造となっており、多層階の建築物に適用したときに柱を通し柱とすることができる。
一方、特許文献２に記載されているラーメン構造は、木製の柱の上端面に木製の梁を載せ掛けて曲げモーメントの伝達が可能となるように接合したものである。このラーメン構造は、いわゆる梁勝ち構造となっており、柱の両側に連続する梁を接合することができる。そして、上層階の柱は梁の上面から立ち上げるものとなる。

また、特許文献３に記載されている骨組み構造は、柱と梁とを重ね合わせて剛結合された井桁形状の骨格構造体を複数組み合わせたものであり、骨格構造体の張り出した梁の先端部を互いに接合して立方体又は直方体に構築するものである。上記井桁形状の骨格構造体はラーメン構造と考えることができ、柱と梁との接合部を越えて柱は通し柱とすることができるとともに、梁は柱の両側に連続するものとなる。

特開２０１２−１８８８１６号公報 特開２００４−１４３７７９号公報 特開２００６−１４４４６５号公報

特許文献１に記載のラーメン構造では、多層階の建築物等において複数の階層に連続する通し柱を用いることができるが、これに接合する梁は通し柱の両側に連続する梁とすることができない。また、特許文献２に記載のラーメン構造では、柱上に架け渡される梁は柱の位置を越えて連続する構造とすることができるが、多層階の建築物等において複数の階層に連続する通し柱とすることができない。

一方、特許文献３に記載の骨組み構造では、柱の両側に連続する梁を柱の中間部に接合して、通し柱と連続梁とを接合した構造とすることができる。しかし、木製の柱と木製の梁とを接合する構造は、柱の側面と梁の側面とを重ね合わせ、ボルトで締め付けて接合するものとなっている。このような構造では、地震時等に水平方向の力が作用したときに、柱と梁との接合部に大きな曲げモーメントが作用し、ボルトに大きなせん断力が生じる。このため、大型の木造建築物等には適していない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、木製の柱の中間部分に、この柱の両側方に連続する木製の梁を簡単な構造で強固に結合し、曲げモーメントの伝達が可能とした柱梁接合構造を提供すること、及びこの柱梁接合構造によって柱と梁とを接合したラーメン構造体を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、 前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、 前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、 一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、 前記接合金具は、一対の前記横架部材間で、該横架部材の上面の高さから下面の高さまでの範囲に固定されている柱梁接合構造を提供する。

この柱梁接合構造では、梁は扁平な柱の断面の長辺方向に離れた２つの位置で上下方向の変位が拘束されるものとなっているので、扁平柱に対して梁の角度変化が拘束される。つまり、離れた２つの位置で互いに反対方向に作用する上下方向の力によって梁と扁平柱のとの間で曲げモーメントの伝達が可能となる。したがって、木製の扁平柱の中間部分で、該扁平柱の両側へ伸びる梁と該扁平柱とを接合し、これらの間で曲げモーメントの伝達が可能となったラーメン構造とすることができる。特に扁平柱を複数の階層に及ぶ通し柱にすることができ、該扁平柱に複数層の梁を接合して多層のラーメン構造とすることも可能となる。また、梁は扁平な柱の断面の長辺方向に離れた２つの位置で上下方向の変位が拘束されるものとなっているので、小さな拘束力で接合部に作用する大きな曲げモーメントに耐え得るものとなる。つまり、離隔する２つの点で梁の上下方向の変位を拘束することによって曲げモーメントを扁平柱に伝達する構造となっており、簡単な構造で大きな曲げモーメントに抵抗することが可能となる。
また、この柱梁接合構造では、接合金具が梁を構成する一対の横架部材の間に収まり、梁が屋内で露出する構造としても接合金具が目立つことはなく、屋内の仕上がりを良好なものとすることができる。また、梁の上方又は下方から接合金具等の点検や補修を容易に行うことが可能となる。

請求項２に係る発明は、 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、 前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、 前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、 一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、 前記扁平柱の水平断面の長辺を含む２つの側面に、梁支持凸部が設けられ、 前記横架部材は該梁支持凸部に載せ掛けて支持されている柱梁接合構造を提供する。

この柱梁接合構造では、梁に作用する鉛直方向の荷重の大部分が梁支持凸部によって支持される。これにより、接合金具は、主に扁平柱と梁との間の角度変化を拘束するものとして機能し、接合金具に作用する負荷が小さく抑えられる。したがって、接合金具及びこれを介して扁平柱と梁とを結合する構造を簡単なものとすることが可能となる。

請求項３に係る発明は、 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、 前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、 前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、 一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、 一対の前記横架部材の互いに対向する面のそれぞれに固定された一対の梁側接合金具を有し、 該梁側接合金具と前記扁平柱に固定された前記接合金具とが、鉛直方向に軸線を有するボルトによって連結されている柱梁接合構造を提供する。

この柱梁接合構造では、梁の上方又は下方からボルトを差し入れて梁側接合金具と扁平柱に固定された接合金具とを結合することができ、作業性が良好となる。また、点検や補修、特にボルトを交換することを容易に行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の柱梁接合構造において、 前記ボルトは、前記接合金具が破壊されるか若しくは前記扁平柱から前記接合金具が脱落する上下方向の力、又は前記梁側接合金具が破壊されるか若しくは前記横架部材から前記梁側接合金具が脱落する上下方向の力より小さい引張力で降伏点応力に達するものとする。

この柱梁接合構造では、扁平柱と梁との間に、相互間の角度を変化しようとする大きな力が作用したときに、ボルトが降伏することによって扁平柱に固定された接合金具及び梁側接合金具の破壊又は脱落を回避することができる。したがって、地震等の大きな負荷が作用した後の復旧は、ボルトを交換することによって可能となり、簡単かつ迅速に行うことができる。また、地震動によって繰り返し負荷が作用するときには、降伏したボルトの塑性変形によって震動のエネルギーが吸収され、震動を抑制するとともに震動の減衰を促進することが可能となる。

請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載の柱梁接合構造において、 一対の前記横架部材の互いに対向する面のそれぞれに固定された一対の前記梁側接合金具は、前記横架部材の上部及び下部で互いに連結されているものとする。

この柱梁接合構造では、一対の梁側接合金具を介して一対の横架部材が扁平柱に連結され、この部分で一対の横架部材はほぼ一定の間隔が維持されるので、一対の横架部材からなる梁のねじり変形及び一対の横架部材の間隔の変動を抑制することが可能となる。また、一対の梁側接合金具を連結することにより、扁平柱に固定された接合金具の負荷を低減することができる。

請求項６に係る発明は、 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、 前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、 前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、 一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、 前記扁平柱に固定され、前記横架部材を前記扁平柱に接合する位置及び姿勢で仮支持する仮支持金具を有する柱梁接合構造を提供する。

この柱梁接合構造では、横架部材を扁平柱の側面に当接して接合しようとするときに、横架部材を所定の位置及び姿勢に仮支持するために仮支持金具を用いることができる。そして、このように横架部材を仮支持した状態で横架部材と扁平柱との接合作業を行うことができ、作業の効率化が可能となる。

請求項７に係る発明は、 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、 前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、 前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、 一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、 前記横架部材は、前記扁平柱の側面に当接される範囲のほぼ中央に、端面が対向してせん断力の伝達が可能に接続された接続部を有する柱梁接合構造を提供する。

この柱梁接合構造を、図１２（ａ）に示すようにラーメン構造体における扁平柱と梁との接合部に適用すると、地震等の水平力が作用して扁平柱が傾いたときに、接合部で接続された横架部材には、図１２（ｂ）に示すようにせん断力が作用し、図１２（ｃ）に示すように曲げモーメントが作用する。このようなせん断力の分布及び曲げモーメントの分布は、横架部材に接続部がないラーメン構造体とほぼ同じ分布となる。つまり、横架部材が接続された位置で曲げモーメントはほとんど生じておらず、接続部がせん断力の伝達を可能とするものであれば、水平力が作用したときの断面力分布は、接続部がないときとほぼ等しくなる。したがって、本請求項に係る接合構造では、扁平柱と横架部材とでラーメン構造体を形成するときの接合構造として採用したときに、地震等の水平力に対して扁平柱と横架部材からなる梁との間で曲げモーメントが伝達され、梁が扁平柱との接合部で接続されていても、ラーメン構造体は水平力に対して大きな耐力を有するものとなる。そして、接続部を設けることによって梁が軸線方向に長いラーメン構造体を形成することが可能となる。

請求項８に係る発明は、 複数の木製の柱と、これらの柱に掛け渡される木製の梁と、を有し、 前記柱の少なくとも一つは、水平断面が長方形で前記梁の軸線方向に長辺を有する扁平柱であり、 前記梁は、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなり、 前記扁平柱と前記梁とを接合する構造が、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の柱梁接合構造であるラーメン構造体を提供するものである。

このラーメン構造体では、木製の扁平柱の中間部分で、該扁平柱の両側へ連続する連続梁と該扁平柱とを接合し、これらの間で曲げモーメントの伝達が可能なラーメン構造とすることができる。そして、扁平柱を梁と接合した位置より上方に連続する構造とすることができ、扁平柱を複数の階層に及ぶ通し柱にすることができる。したがって、該扁平柱に複数層の梁を接合して多層のラーメン構造とすることも可能となる。また、梁は扁平な柱の断面の長辺方向に離れた位置で上下方向の変位が拘束されるものとなっているので、接合部に作用する大きな曲げモーメントに耐え得るラーメン構造体とすることができる。

また、このラーメン構造体では、柱勝ち構造のラーメン構造体で生じる次のような問題点を回避することができる。
図１５（ａ）に示すように、柱勝ち構造であって多径間にわたるラーメン構造体では、図１５（ｂ）に示すように、水平方向の力が作用してラーメン構造体に変形が生じたときに、柱１０１に突き当てて接合された梁１０２と該柱１０１との間に隙間が生じる。このような変形によって床材や内装材に損傷が生じるおそれがある。また、梁高が大きいと梁１０２と柱１０１との間の角度が変化することによって隣接する柱１０１ａ，１０１ｂ間の間隔が変動し、二次応力が生じることがある。これらに対し、本請求項に係るラーメン構造体では、扁平柱と梁との接合部で扁平柱と梁との双方が連続するものであり、上記のような不都合は生じないものとなる。

以上説明したように、本発明の柱梁接合構造では、木製の扁平な柱の中間部分に、この扁平柱の両側方に連続する木製の梁を、簡単な構造で強固に接合して曲げモーメントの伝達が可能な構造とすることができる。また、扁平な柱の中間部分に連続梁を曲げモーメントの伝達が可能に接合して強固なラーメン構造体を得ることができる。

本発明に係る柱梁接合構造及びラーメン構造体を適用した木造建築構造躯体を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態である柱梁接合構造の概略斜視図である。 図２に示す柱梁接合構造の、梁を接合する前の扁平柱の状態を示す概略斜視図である。 図３に示す扁平柱と接合される梁の接合前の状態を示す概略斜視図である。 図２に示す柱梁接合構造の、本図（ｂ）中に示すＡ−Ａ線における断面図である。 図２に示す柱梁接合構造の分解斜視図である。 図２に示す柱梁接合構造の、本図（ｂ）中に示すＢ−Ｂ線における矢視図である。 本発明の柱梁接合構造が適用されたラーメン構造体であって、本発明に係るラーメン構造体の他の例を示す概略斜視図である。 本発明の柱梁接合構造を適用することができる扁平柱と梁の接合部の他の態様を示す概略斜視図である。 本発明の他の実施形態である柱梁接合構造の概略側面図及び概略平面図である。 図１０に示す柱梁接合構造で接合される梁の接合前の状態を示す概略斜視図である。 図１０に示す柱梁接合構造を採用したラーメン構造体に水平力が作用したときのせん断力及び曲げモーメントの分布を示す概略図である。 本発明のラーメン構造体を用いた木造建築構造躯体の他の例を示す概略斜視図である。 本発明のラーメン構造体を用いた木造建築構造躯体の他の例を示す概略斜視図である。 本発明によって解決することができる問題点を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る柱梁接合構造及びラーメン構造体を適用した木造建築構造躯体を示す概略斜視図である。
この構造躯体は、木製の柱と木製の梁とを曲げモーメントの伝達が可能に接合したラーメン構造体を複数組み合わせて主要部が構成されている。ラーメン構造体は、図１中に示す水平に設定したＸ軸に沿った方向に梁を有するＸ方向ラーメン構造体群１と、Ｘ軸と直角で水平に設定したＹ軸に沿った方向に梁を有するＹ方向ラーメン構造体群２とを含むものである。

Ｘ方向ラーメン構造体群１に含まれる第１のＸ方向ラーメン構造体１１と第２のＸ方向ラーメン構造体１２とは所定の間隔をあけて対向するように設けられ、これらのＸ方向ラーメン構造体１１，１２が有するＸ方向梁３１，３２の上に４つの主径間梁３３がＹ軸方向に架け渡されている。
Ｙ方向ラーメン構造体群２に含まれる４つのＹ方向ラーメン構造体２１は、第２のＸ方向ラーメン構造体１２の背面側つまり第１のＸ方向ラーメン構造体１１が設けられた側と反対側に配列して設けられている。そして、それぞれのＹ方向ラーメン構造体２１は、Ｙ方向梁４１の軸線がＸ方向ラーメン構造体１１，１２の複数の柱３２間又は柱３２が設けられた範囲の外側を通過する位置に設けられている。
Ｙ方向ラーメン構造体２１が有するＹ方向梁４１は、第２のＸ方向ラーメン構造体１２が有するＸ方向梁３１−２の上で、主径間梁３３と端面を突き合わせ、軸力の伝達が可能となるように接続されている。

第１のＸ方向ラーメン構造体１１と第２のＸ方向ラーメン構造体１２とが有する柱は、水平な断面の形状がＸ方向梁３１の軸線方向に長く、これと直角方向に短い扁平な長方形となった扁平柱３２である。Ｘ方向梁３１は扁平柱３２を両側から挟み込むように接合される一対の横架部材３１ａ，３１ｂからなるものであり、それぞれの横架部材３１ａ，３１ｂは、断面の形状が上下方向に長く、横方向に短い長方形となっている。Ｘ方向梁３１は上記扁平柱３２の中間部分に接合され、相互間で曲げモーメントの伝達が可能とするものであり、これによってラーメン構造体として機能するものとなっている。
一方、Ｙ方向ラーメン構造体２１も同様に扁平柱４２と一対の横架部材４１ａ，４１ｂからなるＹ方向梁４１とが、扁平柱４２の中間部分で曲げモーメントの伝達が可能に接合されたものである。

上記主径間梁３３は、一対の横架部材３３ａ，３３ｂからなるものであり、それぞれの横架部材３３ａ，３３ｂは、断面の形状が上下方向に長く、横方向に短い長方形となっている。これらの横架部材３３ａ，３３ｂは、Ｙ方向梁４１を構成する横架部材４１ａ，４１ｂと同じ幅を有し、幅方向に同じ間隔に保持されたものであるが、第１のＸ方向ラーメン構造体１１のＸ方向梁３１−１と第２のＸ方向ラーメン構造体１２のＸ方向梁３１−２との間では梁高が拡大され、広く設定された第１のＸ方向ラーメン構造体１１と第２のＸ方向ラーメン構造体１２との間に架け渡されて、これらの主径間梁３３上に作用する荷重を支持することができるものとなっている。

上記主径間梁３３はＹ方向梁４１と同一の軸線上にあって、軸線方向の力を伝達することが可能に接合されるとともに、これらと直角方向に配置されるＸ方向梁３１と交差し、互いに接合されている。これによりＸ方向梁３１と接続されたＹ方向梁４１及び主径間梁３３とが格子状に接合され、水平方向に広がりを有する水平方向構造体を形成している。この水平方向構造体を、Ｘ方向ラーメン構造体１１，１２の扁平柱３２及びＹ方向ラーメン構造体２１の扁平柱４２が支持するものとなっており、これらの扁平柱３２，４２は、Ｘ方向梁３１とＹ方向梁４１又は主径間梁３３との接合位置から外れた位置で支持するものとなっている。
また、主径間梁３３、Ｘ方向梁３１又はＹ方向梁４１の上には、床材として機能する面部材（図示しない）が固定され、水平方向に広がりを有する上記水平方向構造体の変形を拘束するものとなっている。

次に、本発明の一実施形態であって、上記Ｘ方向ラーメン構造体１１，１２の扁平柱３２とＸ方向梁３１との接合構造について説明する。なお、Ｙ方向ラーメン構造体２１の扁平柱４２とＹ方向梁４１との接合構造については、詳細な説明を省略するが同様に接合されるものであって、本発明の一実施形態である。また、上記Ｘ方向ラーメン構造体１１，１２及びＹ方向ラーメン構造体２１は、本発明に係るラーメン構造体の一実施形態である。

上記扁平柱３２と一対の横架部材３１ａ，３１ｂからなるＸ方向梁３１との接合は、図２に示すように、扁平柱３２の断面の長辺を含む側面（以下、長辺方向側面３２ａ）に一対の横架部材３１ａ，３１ｂが扁平柱３２を挟み込むように当接して接合されたものである。そして、扁平柱３２の長辺方向側面３２ａで該横架部材３１ａ，３１ｂが支持されるとともに、扁平柱３２の断面の短辺を含む側面（以下、短辺方向側面３２ｂ）に固定された柱側接合金具５１を介して横架部材３１ａ，３１ｂの扁平柱３２に対する上下方向の相対的な変位が拘束されるものである。

図３は、Ｘ方向梁３１を接合する前の扁平柱３２の状態を示す概略斜視図であり、図４は、Ｘ方向梁３１を構成する横架部材３１ａ，３１ｂの扁平柱３２と接合される前の状態を示す概略斜視図である。
図３に示すように扁平柱３２には、長辺方向側面３２ａの幅方向における中央部であって横架部材３１ａ，３１ｂが当接される領域の下部に梁支持凸部５２が設けられている。この梁支持凸部５２は、金属からなる矩形断面の棒状部材が扁平柱３２を貫通して２つの長辺方向側面３２ａから端部が突き出したものである。また、上記梁支持凸部５２の上方であって横架部材３１ａ，３１ｂが当接される領域の上部には、仮支持金具として機能する受け金物５３が取り付けられている。受け金物５３は扁平柱３２に固定され、長辺方向側面３２ａより張り出した位置で上方に向けて立ち上げられた受け板５３ａを備えている。

また、扁平柱の短辺方向側面３２ｂには、接合されるＸ方向梁３１の上面の高さから下面の高さまでの範囲内に柱側接合金具５１が固定されている。柱側接合金具５１は、扁平柱３２に取り付けるためのプレート５１ａと、このプレートから突き出すように固定された連結用ブロック５１ｂとを備えている。
プレート５１ａは扁平柱３２にねじ込まれるビス、釘又はラグスクリュー等を挿通するための複数の小孔がプレートのほぼ全域に分布して設けられている。
連結用ブロック５１ｂは、プレート５１ａの両側縁に沿った位置で上下方向のほぼ中央部に設けられている。すなわち扁平柱３２に接合される一対の横架部材３１ａ，３１ｂの互いに対向する面と近接した位置に、それぞれ設けられている。それぞれの連結用ブロック５１ｂは、鉛直方向に貫通するボルト孔５１ｃを備えており、このボルト孔の内周面には雌ネジが形成されて、上方と下方との双方からボルトをねじ込むことができるものとなっている。

一方、Ｘ方向梁３１を構成する横架部材３１ａ，３１ｂには、図４に示すように、扁平柱３２と当接される領域の下部であって長辺方向側面３２ａの幅方向における中央部に、切り欠き凹部６２が形成されている。この切り欠き凹部６２には、扁平柱３２に設けられた梁支持凸部５２が入り込み、横架部材３１ａ，３１ｂを下側から支持するものとなっている。そして、横架部材３１ａ，３１ｂがこれらの軸線方向に相対的に移動するのを拘束するものである。

また、扁平柱３１が当接される領域の中央上部には、掛け金物６３が取り付けられている。掛け金物６３は、横架部材３１ａ，３１ｂの扁平柱３２と当接する面に凹部６８を設け、この凹部内に固定されている。そして、横架部材３１ａ，３１ｂの扁平柱３２に当接される面に沿って上部から下方に突き出した掛け板６３ａを備えている。掛け板６３ａは扁平柱３２に固定された受け金物５３が有する受け板５３ａと掛け合わすことができるものである。つまり、受け板５３ａが掛け板６３ａを下側から抱え込むように保持するものとなっている。

また、一対の横架部材３１ａ，３２ｂの互いに対向する側面の、扁平柱３２の２つの短辺方向側面３２ｂと隣接する位置には、梁側接合金具６１がそれぞれ取り付けられている。この梁側接合金具６１は、横架部材３１ａ，３１ｂに取り付けるためのプレート６１ａと、このプレート６１ａから突出するように固定された孔あきブロック６１ｂとを備えている。
プレート６１ａは、柱側接合金具のプレート５１ａと同様に、扁平柱３２にねじ込まれるビス、釘又はラグスクリュー等を挿通するための複数の小孔がプレート６１ａのほぼ全域に分布して設けられている。

孔あきブロック６１ｂは、プレート６１ａの幅方向のほぼ中央であって上下に２つが間隔をあけて設けられ、扁平柱３２の短辺方向側面３２ｂと近接する位置に突き出している。この位置は、扁平柱３２に固定された柱側接合金具５１の連結用ブロック５１ｂが突き出している位置の直上及び直下となっている。この孔あきブロック６１ｂには上下方向に貫通孔６１ｃが形成されており、この貫通孔６１ｃは扁平柱３２に取り付けられた柱側接合金具５１の連結用ブロック５１ｂに設けられたボルト孔５１ｃと軸線が一致する位置に設けられたものである。

このような扁平柱３２と一対の横架部材３１ａ，３１ｂからなるＸ方向梁３１とは次のように接合される。
Ｘ方向梁３１を構成するそれぞれの横架部材３１ａ，３１ｂは、扁平柱３２の両側からそれぞれ長辺方向側面３２ａに当接し、図５に示すように扁平柱３２に設けられた梁支持凸部５２が横架部材３１ａ，３１ｂの切り欠き凹部６２に嵌まり込むように上方から該支持凸部５２に載せ掛ける。これと同時に扁平柱３２に固定されている受け金物５３の受け板５３ａが横架部材３１ａ，３１ｂに固定されている掛け金物６３の掛け板６３ａを抱え込むように掛け合わされる。これにより、横架部材３１ａ，３１ｂは梁支持凸部５２によって支持されるとともに横架部材３１ａ，３１ｂの上部は受け金物５３と掛け金物６３とによって扁平柱３２に当接する位置に保持され、横架部材３１ａ，３１ｂの側面が扁平柱３２の長辺方向側面３２ａと対向した姿勢に維持される。ただし、このとき横架部材３１ａ，３１ｂは梁支持凸部５２の軸線周り回転が拘束されたものではない。

横架部材３１ａ，３１ｂが梁支持凸部５２及び受け金物５３と掛け金物６３とによって保持された状態で、図６に示すように横架部材３１ａ，３１ｂに固定された梁側接合金具６１と扁平柱３２に固定された柱側接合金具５１とが連結される。
横架部材３１ａ，３１ｂが梁支持凸部等によって支持され、横架部材３１ａ，３１ｂの側面が扁平柱の長辺方向側面３２ａに当接された状態では、図６中の一点鎖線で示すように梁側接合金具６１の２つの孔あきブロック６１ｂに設けられた鉛直方向の貫通孔６１ｃと、柱側接合金具５１の連結用ブロック５１ｂに設けられたボルト孔５１ｃとの中心線がほぼ一致するものとなる。したがって、上方から連結プレート６４及びワッシャ６５を装着して上側ボルト６６を上側の孔あきブロックの貫通孔６１ｃに挿通し、先端部を連結用ブロックのボルト孔５１ｃにねじ込むことができる。一方、下方からも下側ボルト６７を連結プレート６４及びワッシャ６５を装着して下側の孔あきブロックの貫通孔６１ｃに挿通し、先端部を連結用ブロックのボルト孔５１ｃにねじ込むことができる。そして、上側ボルト６６と下側ボルト６７との双方を締め付けることによって図７に示すように扁平柱３２と梁３１を構成する２つの横架部材３１ａ，３１ｂとが接合される。

上記連結プレート６４は、長方形の鋼プレートであって、長辺方向の両端部にボルト６６，６７を挿通することができる孔が設けられている。これらの孔にボルト６６，６７を挿通して連結用ブロックのボルト孔５１ｃにねじ込むことによって一対の梁側接合金具５１が連結プレート６４によって連結されるものである。

なお、上記接合工程においては、梁支持凸部と仮支持金具として機能する受け金物及び掛け金物とによって横架部材を仮支持するものとしているが、受け金物と掛け金物とによって横架部材を仮支持するものであってもよい。

このように接合された扁平柱３２と２つの横架部材３１ａ，３１ｂからなる梁３１とは、次のように２つの離れた位置で上下方向の相対的な変位が拘束されるものとなる。
梁側接合金具６１及び柱側接合金具５１を介して連結された位置でＸ方向梁３１が扁平柱３２に対して下方へ変位しようとするときには、扁平柱３２に固定されている連結用ブロック５１ｂと横架部材３１ａ，３１ｂに固定されている下側の孔あきブロック６１ｂとが下側ボルト６７によって連結されていることにより、Ｘ方向梁３１の下方への相対的な変位が拘束される。一方、Ｘ方向梁３１が扁平柱３２に対して上方へ変位しようとするときには、扁平柱３２に固定されている連結用ブロック５１ｂと横架部材３１ａ，３１ｂに固定されている上側の孔あきブロック６１ｂとが上側ボルト６６によって連結されていることにより、Ｘ方向梁３１の上方への相対的な変位が拘束される。

なお、上記の接合構造において、上側ボルト６６と下側ボルト６７とに代えて一本の長いボルトとこのボルトにねじり合わされるナットとを用いるものであってもよい。このようなボルトとナットとを用いるときには、上方から連結プレート６４及びワッシャ６５を装着してボルトを上側の孔あきブロック６１ｂの貫通孔６１ｃに挿通し、連結用ブロック５１ｂのボルト孔５１ｃにねじ込む。さらに、このボルトを深くねじ込んでボルト孔５１ｃを貫通させ、下側の孔あきブロック６１ｂの貫通孔６１ｃを貫通させる。そして、下方からワッシャ６５及び連結プレート６４を装着してナットをねじり合わせ、締め付けることによってＸ方向梁３１と扁平柱３２とを接合することができる。

このようにＸ方向梁３１が扁平柱３２の断面の長辺にほぼ相当する距離を隔てた２つの位置で上下方向の変位が拘束されることにより、Ｘ方向梁３１と扁平柱３２との間の相互間で曲げモーメントの伝達が可能となる。そして、Ｘ方向梁３１と扁平柱３２との間で曲げモーメントの伝達が可能となることにより、これらの扁平柱３２とＸ方向梁３１とがラーメン構造体を構成するものとなる。

また、このようにＸ方向梁３１と扁平柱３２とが接合されたラーメン構造体１１，１２では、扁平柱３１の両側に連続するＸ方向梁３１を扁平柱３１の中間部分に接合することとができ、Ｘ方向梁３１を連続梁とするとともに扁平柱３２を複数の階層に連続する通し柱とすることができる。したがって、図８に示すように複数の通し柱３４に対して上下に複数の梁３５，３６を接合することによって多層のラーメン構造体とすることができ、これらを組み合わせることによって全方向の水平力に対して多層のラーメン構造で抵抗する木造建築構造躯体とすることができる。

以上に説明した柱梁接合構造では、扁平柱３２が梁３１と接合される位置より上方へ連続するものであり、梁３１は扁平柱３２と接合される位置の両側に連続したものであるが、本発明の柱梁接合構造は、図９に示すような態様で適用することができる。
図９（ａ）に示す柱梁接合構造は、扁平柱３７の上端部に、該扁平柱３７の両側に連続する連続梁３８を接合するものである。このような部分においても、図２から図７に示す構成を採用して曲げモーメントの伝達が可能に接合することができる。また、図９（ｂ）に示すように扁平柱３７は梁３８と接合される位置の上方にまで連続する通し柱とし、この扁平柱３７に梁３８の端部を接合するときに適用することもできる。このときには梁３８の端部を梁側接合金具が取り付け可能となる程度に扁平柱３７の短辺方向側面３７ａより突き出して接合するのが望ましい。さらに、図９（ｃ）に示すように扁平柱３７の上端部と梁３８の端部とを接合するときに適用することもできる。

以上に説明した柱梁接合構造は、扁平柱と連続梁とを接合するものであったが、本発明の柱梁接合構造は、梁が扁平柱の両側に伸びるように配置されて他端側が他の柱等によって支持される構造に適用したときに、梁が扁平柱に当接されている部分のほぼ中央で、該梁に接続部を設けることができる。
図１０は、梁９１を構成する横架部材９１ａ−１，９１ａ−２，９１ｂ−１，９１ｂ−２が扁平柱との接合部で接続された柱梁接合構造の例を示す概略側面図及び概略平面図である。また、図１１は横架部材９１ａの接続部９０の構造を示す分解斜視図である。
この接合構造では、横架部材９１ａ−１，９１ａ−２，９１ｂ−１，９１ｂ−２が扁平柱９２の長辺方向側面のほぼ中央で端面を対向させ、せん断力の伝達が可能に接続されている。
接続された横架部材９１ａ−１，９１ａ−２の端部には、図１１に示すようにそれぞれ端面から軸線方向へ所定の範囲に上下方向のスリット９１ｃが設けられており、このスリット９１ｃに鋼板からなる連結プレート９３が挿入されている。この連結プレート９３には複数のピン孔９３ａが形成されている。そして、横架部材９１ａ−１，９１ａ−２には連結プレートのピン孔９３ａと対応する位置に両側面間で水平方向に貫通する貫通孔９１ｄが形成されており、この貫通孔９１ｄ及び連結プレートのピン孔９３ａを貫通するようにドリフトピン９４が挿入されている。これにより、互いに接続される横架部材９１ａ−１，９１ａ−２間では連結プレート９３を介してせん断力が伝達されるとともに、横架部材が連続するものに比べて低減はされるが曲げモーメントも伝達されるものとなっている。

接続される横架部材９１ａ−１，９１ａ−２の端面と底面との隅角部には、矩形の切り欠き９１ｅが設けられ、扁平柱９２から突き出すように設けられた一つの梁支持凸部９５に両側から載せ掛けるように双方の横架部材９１ａ−１，９１ａ−２が支持されるものとなっている。
また、それぞれの横架部材９１ａ−１，９１ａ−２の扁平柱に当接される側面には掛け金物９６が取り付けられている。そして、扁平柱９２の対応する位置には受け金物９７が取り付けられている。これらの掛け金物９６及び受け金物９７は、図３及び図４に示すものと同じ構造を有するものであるが、幅方向の寸法は縮小されている。

一方、扁平柱９２の短辺方向側面に固定された柱側接合金具９８、図１１に示すように横架部材９１ａ，９１ｂに固定された梁側接合金具９９及び柱側接合金具と梁側接合金具とを連結する機構は、図６及び図７に示すものと同じものを用いることができる。
なお、図１１には示していない横架部材９１ｂ−１，９１ｂ−２についても同様の構造によって接続され、同様に扁平柱９２と接合される。

上記横架部材９１ａ，９１ｂを扁平柱に接合する工程は、次にように行うことができる。
扁平柱９２には梁支持凸部９５及び受け金物９７を取り付けておき、接続する一方の横架部材９１ａ−１には連結プレート９３をスリット９１ｃに挿入し、ドリフトピン９４によって固定しておく。この横架部材９１ａ−１の端部に設けられた切り欠き９１ｅを梁支持凸部９５に嵌め合わせるように横架部材９１ａ−１を梁支持凸部９５に載せ掛けるとともに、掛け金物を９６を受け金物９７に掛け合わせて横架部材９１ａ−１を仮支持する。そして、接続する他方の横架部材９１ａ−２を梁支持凸部９５に載せ掛けるとともに、端部に設けられたスリット９１ｃに、すでに仮支持された横架部材９１ａ−１に装着された連結プレート９３を挿入し、掛け金物９６を受け金物９７に掛け合わせる。後から梁支持凸部９５に載せ掛けた横架部材９１ａ−２には、側面から貫通孔９１ｄにドリフトピン９４を挿入し、連結プレート９３と該横架部材９１ａ−２とを結合する。その後、扁平柱９２に取り付けられた柱側接合金具９８と横架部材９１ａ，９１ｂに固定された梁側接合金具９９とは、図６及び図７に示す接合構造と同様にして連結する。
なお、掛け金物９６は接合される横架部材の一方、すなわち先に架設される横架部材にのみ設け、扁平柱９２にはこの掛け金物と対応する受け金物のみを設けるものであってもよい。

このような接合構造は、図１２（ａ）に示すように扁平柱９２の両側に伸びた梁９１の端部が他の柱１００ａ，１００ｂによって支持されるラーメン構造体としたときに、地震等の水平力Ｈによるせん断力及び曲げモーメントの分布は、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すものとなる。
扁平柱９２の短辺方向側面の位置、つまり扁平柱９２に対して上下方向の相対的な変位が拘束された位置間では大きなせん断力が作用し、このせん断力が接続部９０を越えて接続した横架部材間で伝達される。一方、曲げモーメントは上下方向の相対的な変位が拘束される位置間で正負が反転し、接続部９０の位置でほとんど曲げモーメントが生じないものとなる。したがって、接続部９０は曲げモーメントの伝達が生じない構造であっても、水平力Ｈが作用したときには、横架部材が接続部のない連続するものであるラーメン構造体と同様に挙動し、水平力Ｈに対して有効に抵抗するものとなる。

以上に説明した柱梁接合構造を採用したラーメン構造体は、図１に示すようにＸ方向ラーメン構造体及びＹ方向ラーメン構造体として配置し、木造建築構造躯体を形成することができるが、他の接合構造と混在するように用いることもできる。例えば図１３に示す木造建築構造躯体は、Ｘ方向ラーメン構造体７３のＸ方向梁７４と扁平柱７５との接合には本発明の柱梁接合構造を適用するが、Ｙ方向ラーメン構造体７０のＹ方向梁７１と扁平柱７２との接合は、いわゆる梁勝ち構造としたものである。このようなＹ方向梁７１と柱７２との接合には、柱の端部に軸線方向にスクリュー部材（図示しない）をねじ込むとともにＹ方向梁７１の接合部には鉛直方向にスクリュー部材（図示しない）をねじ込んでおき、接合金具等を介してこれらのスクリュー部材を連結する構造を採用することができる。
また、図１４に示す木造建築構造躯体のように、本発明を適用したＸ方向ラーメン構造体８６とともに、Ｙ方向の構造体としては、ラーメン構造とせずに耐力壁８２を用いた耐力構造体とするものであってもよい。上記耐力壁は２つの柱８４，８４の間に面部材８５を固定したものである

以上に説明した柱梁接合構造及びラーメン構造体は、いずれも本発明の実施の形態であって、扁平柱と梁との接合構造における詳細な構成等について、本発明の範囲内で適宜に設計して適用することができる。

１：Ｘ方向ラーメン構造体群， ２：Ｙ方向ラーメン構造体群，
１１，１２：Ｘ方向ラーメン構造体，２１：Ｙ方向ラーメン構造体，
３１：Ｘ方向梁， ３１ａ，３１ｂ：Ｘ方向梁を構成する一対の横架部材， ３２：Ｘ方向梁を支持する扁平柱， ３２ａ：扁平柱の長辺方向側面， ３２ｂ：扁平柱の短辺方向側面， ３３：主径間梁， ３３ａ，３３ｂ：主径間梁を構成する一対の横架部材， ３４：通し柱， ３５，３６：梁， ３７：扁平柱， ３８：梁，
４１：Ｙ方向梁， ４１ａ，４１ｂ：Ｙ方向梁を構成する一対の横架部材， ４２：Ｙ方向梁を支持する扁平柱，
５１：柱側接合金具， ５１ａ：柱側接合金具のプレート， ５１ｂ：連結用ブロック，
５１ｃ：ネジ孔， ５２：梁支持凸部， ５３：受け金物， ５３ａ：受け板，
６１：梁側接合金具， ６１ａ：梁側接合金具のプレート， ６１ｂ：孔あきブロック，
６１ｃ：貫通孔， ６２：切り欠き部， ６３：掛け金物， ６３ａ：掛け板， ６４：連結プレート， ６５：ワッシャ， ６６：上側ボルト， ６７：下側ボルト， ６８
：凹部，
７０：Ｙ方向ラーメン構造体， ７１：Ｙ方向梁、 ７２：柱， ７３：Ｘ方向ラーメン構造体， ７４：Ｘ方向梁， ７５：扁平柱， ７６：主径間梁、
８１：Ｙ方向耐力構造体， ８２：耐力壁， ８３：Ｙ方向梁、 ８４柱， ８５：面部材， ８６：Ｘ方向ラーメン構造体
９０：接続部， ９１：梁， ９１ａ，９１ｂ：梁を構成する横架部材， ９１ｃ：スリット， ９１ｄ：貫通孔， ９１ｅ：切り欠き， ９２：扁平柱， ９３：連結プレート， ９３ａ：ピン孔， ９４：ドリフトピン， ９５：梁支持凸部， ９６：掛け金物，
９７：受け金物， ９８：柱側接合金具， ９９：梁側接合金具， １００：柱

Claims (8)

1. 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、
   前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、
   前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、
   一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、
   前記接合金具は、一対の前記横架部材間で、該横架部材の上面の高さから下面の高さまでの範囲に固定されていることを特徴とする柱梁接合構造。
2. 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、
   前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、
   前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、
   一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、
   前記扁平柱の水平断面の長辺を含む２つの側面に、梁支持凸部が設けられ、
   前記横架部材は該梁支持凸部に載せ掛けて支持されていることを特徴とする柱梁接合構造。
3. 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、
   前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、
   前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、
   一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、
   一対の前記横架部材の互いに対向する面のそれぞれに固定された一対の梁側接合金具を有し、
   該梁側接合金具と前記扁平柱に固定された前記接合金具とが、鉛直方向に軸線を有するボルトによって連結されていることを特徴とする柱梁接合構造。
4. 前記ボルトは、前記接合金具が破壊されるか若しくは前記扁平柱から前記接合金具が脱落する上下方向の力、又は前記梁側接合金具が破壊されるか若しくは前記横架部材から前記梁側接合金具が脱落する上下方向の力より小さい引張力で降伏点応力に達するものであることを特徴とする請求項３に記載の柱梁接合構造。
5. 一対の前記横架部材の互いに対向する面のそれぞれに固定された一対の前記梁側接合金具は、前記横架部材の上部及び下部で互いに連結されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の柱梁接合構造。
6. 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、
   前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、
   前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、
   一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、
   前記扁平柱に固定され、前記横架部材を前記扁平柱に接合する位置及び姿勢で仮支持する仮支持金具を有することを特徴とする柱梁接合構造。
7. 水平断面の形状が長方形となった木製の扁平柱と、
   前記水平断面の長辺方向に沿って配置され、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなる木製の梁と、
   前記扁平柱の水平断面の短辺を含む２つの側面にそれぞれ固定された接合金具と、を有し、
   一対の前記横架部材のそれぞれは、前記扁平柱に対して該横架部材の軸線方向の変位が拘束されるとともに、前記接合金具を介して前記扁平柱に上下方向の変位が拘束されており、
   前記横架部材は、前記扁平柱の側面に当接される範囲のほぼ中央に、端面が対向してせん断力の伝達が可能に接続された接続部を有することを特徴とする柱梁接合構造。
8. 複数の木製の柱と、これらの柱に掛け渡される木製の梁と、を有し、
   前記柱の少なくとも一つは、水平断面が長方形で前記梁の軸線方向に長辺を有する扁平柱であり、
   前記梁は、前記扁平柱の両側から該扁平柱を挟むように接合された一対の横架部材からなり、
   前記扁平柱と前記梁とを接合する構造が、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の柱梁接合構造であることを特徴とするラーメン構造体。

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