JP7145582B2 - 木造ラーメン構造体の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は木造ラーメン構造体の構築方法に係り、詳しくは木造建築物における柱梁の剛接合を図ることのみならず、その後の地震などによる大きい荷重を受けて建物が歪んでも、また木痩せするなどしても、事後的に剛接合部を修復することができ、さらに柱梁軸組構造の解体や再構築を可能にして撤去や移転を容易にした木造ラーメン構造の構築方法に関するものである。

木造建築物は、基礎にアンカーされた土台に柱を立て、梁をわたして柱梁軸組が形成される。これに筋交いを入れたりツーバイフォー工法では壁パネルを入れるなどして、軸組の変形が大きくならないようにされる。この軸組を剛にしておけば筋交いや壁パネルが必要でなくなり、入口や窓のための開口も大きくとれ、また数多く設けることも可能となる。すなわち、木造建築物であるにもかかわらず鉄骨造と同等もしくはそれに近い剛構造が実現される。

しかし、軸組が鋼材でないゆえに接合部の剛強さは、鉄骨造の溶接やボルト締結に到底及ばない。それにもかかわらず、木造建築物においてもラーメン構造を導入する努力がなされ、その代表的なものとしては仕口に鋼製金物を介在させ、これを柱梁の見栄えを損なうことなくボルト等で接合するといったことがなされる。その金物は鋼製のガセットプレ
ートやそれに類したブラケットであったりするが、金物全体が柱梁に埋入される場合もあれば、ボルトやピンによる固定が柱梁のいずれか一方でなされ、一部露出が避けられないこともある。

例えば特許文献１には、上階用柱の下端仕口と下階用柱の上端仕口とのそれぞれに上下方向へ梁背分延びる十字状の切り込みが形成され、残余部をほぞとしたものが開示されている。その詳細は省くが、図１３（ａ）に示すように、その切り込みやほぞと組み合う十字体４１の各先端と梁４２の端部とにスリット４３が形成され、そこに埋設されたガセットプレート４４にドリフトピン４５を挿通させて、両者を接合している。

特許文献２には、図１３（ｂ）にあるように、柱４６の側面仕口に平面視コ字状であって梁に向けて突出するブラケット４７を取りつけ、梁４８の木口に設けたスリット４９に嵌める構造が示されている。これも本質的にはガセットプレートとドリフトピンによる結合形態と同じである。

特許文献３は仕口に接合金具全体を露出させた形態であり、これは、図１３（ｃ）のごとく、アングル状の鋼材５１を背中合わせにしたような形の羽型接合板５２を、梁５３や柱５４の木口に固定したものである。すなわち、柱梁の交差位置に３方もしくは４方に羽型接合板を取りつけた金属仕口構造体５５が配置され、その羽型接合板と柱の羽型接合板または梁の羽型接合板とをボルトを介して固定するものとなっている。

特開平６－１８５１１５号公報 実登３０９０６６５号公報 特開２００５－２６４６８８

上記のいずれの例においても、接合用のボルトなどを例えば梁側面から埋設ガセットプレートに設けた挿通孔やブラケット受け凹みに差し込むが、その孔や凹みは僅かといえボルト径より大きい。したがって、ナット締結されるボルトといえどもドリフトピンと同様に、初期ガタが残された状態にある。この種の金具を介したものでは、柱梁もしくは梁がボルトなどにより直接一体化されたものとはなっていない点が剛接合構造として完全を期し得ていないと言える。

ところで、梁が中間部位で下方荷重を受けていると梁柱の接合部に作用する曲げモーメントにより、梁上層部では引張が、梁下層部では圧縮が作用する。引張側のドリフトピンは梁の繊維の延びる方向に力を及ぼす結果、梁は最も弱い割裂き強度で対抗しなければならなくなる。ドリフトピンに作用する応力を小さくするためには、梁の成りを大きくしておく必要もある。ピンの径は小さいから支圧の応力集中が生じれば尚更のことである。

また、ドリフトピンは複数本使用されるといっても上記したごとく初期ガタは避けられず、経年変化等が原因して何時までも緊密な締結が保たれるとはかぎらない。ましてや梁断面に比べて小さい断面性能しか持たないガセットプレート等は、木材の強度に見合った曲げ耐力を発揮させようがないことも大きな難点の一つである。

上記したガセットプレートやブラケットは、大荷重が作用した時点で変形などすれば、軸組はほとんど修正が利かなくなる。したがって、地震による大荷重を受けて建物が歪んでも、また木痩せするなどしても、事後的に剛接合部の緩みを解消することはできず、ましてや柱梁軸組構造の再使用可能な解体は望むべくもない。

本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、初期ガタのない接合構造として柱梁軸組の剛接合を達成し、地震などにより事後的な現象によって軸組が歪んでも、また経年変化するなどしても、接合部の緩みを解消したり、変形の修復を容易に図ることができる木造ラーメン構造体を構築する方法を提供することである。

本発明は、木造建築物における柱梁の剛接合を図った木造ラーメン構造、すなわち、図１を参照して、その木造ラーメン構造自体は以下であり、既設柱１２Ａと次設柱１２Ｂのいずれの木柱にも、柱梁を剛接合させる部位に水平な貫通孔１７が上下に少なくとも一対穿設されるとともに、貫通孔１７には既設梁１１Ａ内に螺入されたラグスクリュー１４のヘッド部外周ねじ２０Ａがかみ合わされる第一雌ねじ４Ａを備えた金属製の第一カプラー４が装填され、木柱間に配置される梁には断面寸法を減少させる段差部２２が形成され、その段差面２２ａを境に断面寸法の小さい部分の木口１１ｍが既設柱１２Ａの側に、断面寸法の大きい部分の木口１１ｎが次設柱１２Ｂの側に形成され、断面寸法の小さい木口１１ｍから段差面２２ａまでの梁外凹陥状空間２３は、第一カプラー４における反第一雌ねじ側に設けた第二雌ねじ４Ｂに連接される接合具を配置できる長さとされ、貫通孔１７の延長線上にある他のラグスクリュー１４が、梁の段差面２２ａから外周ねじ２０Ａの刻設されたヘッド２０を突出させるようにして次設梁１１Ｂ内の既設柱側に螺入され、さらに他のラグスクリュー１４が、次設柱１２Ｂに面する側の木口１１ｎから外周ねじ２０Ａの刻設されたヘッド２０を突出させるようにして次設梁１１Ｂ内の次設柱側に螺入され、連結ボルト５が第二雌ねじ４Ｂにかみ合わされ、かつその連結ボルト５に掛けたナット６により既設柱１２Ａが貫通孔１７の近傍で支圧され、連結ボルト５は、金属製の第二カプラー７が第一内ねじ７Ａでもってかみ合わされ、その第二カプラー７には、段差面２２ａから突出されたラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａにかみ合わされる第二内ねじ７Ｂが反第一内ねじの側に形成され、その第二内ねじ７Ｂと第一内ねじ７Ａとは同方向螺旋であるが、第二内ねじ７Ｂのねじピッチｐ_B が第一内ねじ７Ａのねじピッチｐ_A より大きくされており、第一カプラー４、連結ボルト５、支圧用のナット６、第二カプラー７を備える金属製のねじ式接合機構２によって柱梁の剛接合が達成される木造ラーメン構造体であり、それに適用される構築方法は、同じく図１を参照して、まず、次設梁１１Ｂ_L を所定位置に配置するために、下階用次設梁１１Ｂ_L と既設柱１２Ａとの間に連結ボルト５や第二カプラー７を配置可能とする大きさの隙間δ（図４を参照）を生じさせるように次設柱１２Ｂを傾け、その際、次設柱１２Ｂのアンカーボルトのうち既設柱１２Ａの側にあるアンカーボルト２５（図４を参照）を緩め、次設柱１２Ｂがそれ以上に倒れないように引っ張っておき、
この状態で下階用次設梁１１Ｂ_L を吊り込み下階用仕口に配置し、断面寸法の大きい部分の木口１１ｎの側に螺入されているラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａを下階用の貫通孔１７_L に臨ませ、上階用次設梁１１Ｂ_U も吊り込み上階用仕口に配置し、梁寸法が元のままの部分の木口１１ｎの側に螺入されているラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａを上階用の貫通孔１７_U に臨ませ、
それぞれの貫通孔１７_L ，１７_U に第一カプラー４を挿入して、ねじ底に到るまで各第一雌ねじ４Ａを次設梁１１Ｂから出ているヘッド外周ねじ２０Ａにかみ合わせ、次設梁１１Ｂの既設柱側を支えておき、
この次設梁１１Ｂの段差面２２ａで形成された梁外凹陥状空間２３に連結ボルト５を臨ませ、そのねじの既設柱側を第一カプラー４の第二雌ねじ４Ｂにねじ底までかみ合わせ、支圧板８、ナット６を配置し、支圧板８が既設柱１２Ａを強く押圧するようにナット６を締め、次設梁１１Ｂと既設柱１２Ａとを緊締結し、その状態で、第二カプラー７を連結ボルト５と段差面２２ａから突出しているヘッド外周ねじ２０Ａとの間に配置し、第二カプラー７がナット６に当接するまで深く螺着させ、これらの操作は上階用の仕口においてもなされ、
この状態で、下階用のみならず上階用の次設梁１１Ｂ_L ，１１Ｂ_U の各断面寸法の小さい木口１１ｍ，１１ｍにスペーサ２７を付着させておき、次設柱１２Ｂを引っ張って起こし、下階用次設梁１１Ｂ_L に付けたスペーサ２７_L を既設柱１２Ａに当接させ、
第二カプラー７を回転して第一内ねじ７Ａと連結ボルト５との螺着量を減らし、第二内ねじ７Ｂを段差面２２ａから突出しているヘッド外周ねじ２０Ａに初期螺合状態とし、
次設柱１２Ｂを倒してスペーサ２７_L を除去し、第二カプラー７をヘッド外周ねじ２０Ａに向けて前進させ、第二カプラー７を回転させれば （ねじピッチの差×回転数 ）分だけラグスクリューヘッド２０と連結ボルト５とを接近させ、かつ除去されたスペーサ２７_L の厚み分だけラグスクリューヘッドを移動させ、このとき、その仕口における４つのねじ式接合機構２における第二カプラー７はほぼ同時に回転され、次設柱１２Ｂのアンカーボルトのうち緩められているアンカーボルト２５（図９を参照）を締め、次設柱１２Ｂの直立を図り、上階用次設梁１１Ｂ_U にはスペーサ２７_U が残されて直立状態にあり、そこで次設柱１２Ｂと既設柱１２Ａの間を拡げ、スペーサ２７_U を除去し、その後は下階用の仕口における操作と同じ操作により上階用の次設梁１１Ｂ_U を取りつけ、全階の第二カプラー７を本締めする手順としたことである。

本発明によれば、柱梁の剛接合を図る金属製ねじ式接合機構が、第一カプラー、連結ボルト、支圧用のナット、第二カプラーを備え、第二カプラーの２つの内ねじは同一方向の螺旋をなすが、第二内ねじのねじピッチが連結ボルト側に位置する第一内ねじのねじピッチより大きくされているので、第二カプラーの回転でもって次設梁のラグスクリューを既設柱方向に引き寄せ、結果として次設梁を既設柱に剛強に接合することができる。

既設柱を挟んだ二つの梁に螺入するラグスクリューがねじ式接合機構により緊連結されるので、柱を挟んで不連続に配置される梁同士であっても剛強な接合がなされ、ひいては梁に挟まれた柱との一体性も格段に向上し、柱梁の剛接合が達成された木造ラーメン構造体とすることができる。

既設柱と次設柱との間に配置される次設梁の両端部には木柱の対向面部にそれぞれ密接する木口が形成されるが、そのうち既設柱側の木口の断面寸法が梁に段差部を設けることによって次設柱側の木口よりも小さくされる。既設柱側の木口から段差部までの梁外凹陥状空間は第二カプラーなどの接合具を配置することができる長さとされるので、ねじ式接合機構のうち既設柱および次設梁から露出した部分を梁外凹陥状空間に収容しておくこと
ができる。

梁の軸方向に配置されるねじ式接合機構は、梁の側面からドリフトピンなどで固定されるガセットプレート機構に比べれば、明らかに初期ガタのない接合となり柱梁軸組の剛接合が達成される。このねじ式接合機構は回転操作できることから、大きい荷重を受けて軸組に歪や変形が生じても、また経年変化などてガタの生じることがあっても、第二カプラーをさらに締めれば剛接合状態を再現することができる。

本発明によれば、既設柱を挟んだ二つの梁に螺入するラグスクリューがねじ式接合機構により緊締されるので、不連続に配置される梁同士であっても剛強な接合がなされ、ひいては梁に挟まれた柱との一体性が格段に向上し、柱梁の剛接合が達成される。

本発明の構築方法の対象をなす木造ラーメン構造体を形成するねじ式接合機構の主たる構成と、第二カプラーをヘッド外周ねじに向けて前進させる段階にある接合機構が軸組の下階用仕口に適用されている要部概略図。 ねじ式接合機構が２階建て家屋の柱梁軸組に導入して完成されている全体の正面図。 （ａ）は梁単体の一例の正面図、（ｂ）は角柱の軸組における仕口での接合状態斜視図、（ｃ）はねじ式接合機構群が交差している様子を示す斜視図、（ｄ）は丸柱の軸組における仕口での接合状態斜視図、（ｅ）は梁の異なる形をした一例の正面図。 下階用次設梁と既設柱に間に隙間δを生じさせるように次設柱を傾けた状態の正面図。 （ａ）は連結ボルトを第一カプラーに臨ませた状態の模式図、（ｂ）は支圧板、皿バネ座金、ナットを配置した状態の模式図、（ｃ）は支圧板が既設柱を強く押圧するようにナットが締められている状態の模式図。 第二カプラーを連結ボルトと段差面から突出しているヘッド外周ねじとの間に配置した状態の模式図。 第二カプラーがナットに当接するまで連結ボルトに深く螺着された状態の模式図。 第二カプラーを回転して第一内ねじと連結ボルトとの螺着量を減らし、第二内ねじを段差面から突出しているヘッド外周ねじに初期螺合させた状態の模式図。 水平姿勢のジャッキにより次設柱を既設柱から離すように少し倒して下階用次設梁のスペーサを除去したときの模式図。 ジャッキを伸ばして上階用次設柱と既設柱の間を拡げ、スペーサを除去したときの模式図。 梁を交差させた形態の仕口の平面図。 平面視Ｔ状に配した梁の仕口の平面図。 先行技術文献に開示された剛接合構造例。

以下に、本発明に係る木造ラーメン構造体とその構築方法を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。図１には、柱梁軸組１の建て方における或る段階の柱梁の様子が示され、中央にはその時点での金属製ねじ式接合機構２の全形が大きく表されている。この接合機構により、木造建築物における柱梁の剛接合した図２に示す木造ラーメン構造体３が実現される。

その接合機構２は、図１に示されるように、第一カプラー４、連結ボルト５、支圧用のナット６、第二カプラー７を備える。なお、図示の例においては支圧板８や皿バネ座金９も含まれている。これらの要素のうち、剛接合を達成する直接の要素は第二カプラー７であり、第一カプラー４と同様に軸方向に並ぶ二つの雌ねじを備える。特筆すべきは、左下
に表した拡大図のごとく、第二カプラー７において、雌ねじを形成する第一内ねじ７Ａと第二内ねじ７Ｂは同方向のスパイラルであるが、第二内ねじ７Ｂのねじピッチｐ_B は第一内ねじ７Ａのねじピッチｐ_A より大きくされている。この第二カプラー７を回転させれば梁１１を柱１２に近づけ、両者を剛に接合できるだけでなく、柱１２を挟んだ梁１１と梁１１との剛接合も図られるようになっている。

それらの要素を具体的に説明する前に、ねじ式接合機構２が柱梁軸組１に導入される全体的な形態を述べる。その軸組は図２に示すごとくであり、２階建ての家屋としての例となっている。軸組１は図３（ａ）にも示す梁１１が図２のごとく並べられた柱１２に架け渡される。導入されるねじ式接合機構２は後述するラグスクリュー１４ごとに適用され、図３（ｂ）に示すように梁１１の一断面中の上下に左右各一対とされる。したがって、ラグスクリュー群１５を４本からなる棒状に描けば図３（ｃ）のようになる。一つの群は矩形断面を持つ柱１２を貫通して延びるものであり、必要に応じて設けられる他の群は交差するように配置される。この例では、群１５Ｍが群１５Ｔの内部領域に配置されている。以下の説明では軸組を正面から見ているので、４つのねじ式接合機構のうち手前の上下一対のみが表される。

ねじ式接合機構２を構成する要素を個々に詳細に説明する。第一カプラー４は図１に示すように筒体であり、第一雌ねじ４Ａと第二雌ねじ４Ｂが直列に形成される。本例では両雌ねじは同一方向螺旋、同一径、同一ピッチである。このカプラー４は図２の右側に示された既に強固に直立された柱１２Ａ（以下、既設柱という。）に取りつけられる。その直立した既設柱には、これから組み込もうとする梁１１Ｂ（以下、次設梁という。）を剛接合させるようとする部位（仕口）に水平な貫通孔１７が上下に穿設されている。第一カプラー４は、その貫通孔１７に装填されるものであるが、後で述べる支圧作用を効果的に発揮させるために、貫通孔１７よりは少し短かい寸法とされる。

上記した第一雌ねじ４Ａは、図１に示すように、既設梁１１Ａ内に螺入されているラグスクリュー１４Ａのヘッド部外周ねじ２０Ａとかみ合わすべく形成されたものである。なお、第二雌ねじ４Ｂは先に触れた連結ボルト５を螺着させるためのものである。この第一カプラー４は後述する建て方のところで説明するように既設柱１２Ａに既に装填されており、その既設柱と平行して立てられようとしている柱１２Ｂ（以下、次設柱という。）にも後で説明する図４の段階で装填される。ちなみに、ラグスクリュー１４は、図１中に符号１８，１９，２０が与えられた梁の軸方向に螺入するねじ軸とジャナールとヘッドからなる。そのヘッド２０には上記した外周ねじ２０Ａが形成され、ラグスクリュー１４のねじとヘッド部外周ねじ２０Ａとは同径であり、例えば丸棒からの削り出し品とされる。

ところで、木柱間に配置される梁には図３（ａ）に示したように断面寸法を減少させる段差部２２が既設柱側の部位に形成される。その段差面２２ａ（図１を参照）を境に断面寸法の小さい部分の木口１１ｍが既設柱１２Ａの側に、梁寸法が元のままの部分（断面寸法の大きい部分）の木口１１ｎが次設柱１２Ｂの側に形成されることになる。断面寸法の小さい木口１１ｍから段差面２２ａまでの梁外凹陥状空間２３は、第一カプラー４における反第一雌ねじ側に設けた第二雌ねじ４Ｂに連接される後述する接合具を配置できる長さとされる。なお、断面の小さい部分が、梁として所望強度を発揮する寸法に選定されていることは言うまでもない。

この次設梁１１Ｂに適用されるラグスクリュー１４はいずれも既設柱１２Ａの貫通孔１７の延長線上にあり、１つは梁の段差面２２ａから外周ねじの刻設されたヘッド２０を突出させるようにして既設柱側に螺入されている。もう１つは次設柱１２Ｂに面する側の木口１１ｎから外周ねじの刻設されたヘッド２０を突出させるようにして次設柱側に螺入されている。

上記した接合具としての連結ボルト５が第二雌ねじ４Ｂにかみ合わされ、かつ連結ボルト５に掛けたナット６により既設柱１２Ａが貫通孔１７の近傍で支圧されるようになっている。支圧部に作用する高い面圧を少しでも低くし支圧を効果的にするために支圧板８が既設柱１２Ａにあてがわれ、皿バネ座金９を挟むなどしてナット６の緩み止めが図られる。その支圧板８による押圧力により既設柱１２Ａが少しではあるが圧縮されるようにしているので、その支圧の際に第一カプラー４が邪魔にならないよう前述したごとく第一カプラー４は貫通孔１７よりも少し短くされている。ちなみに、支圧作用が低下することがあっても、後述するごとく次設梁１１Ｂは既設柱１２Ａに、さらには次設梁１１Ｂが既設梁１１Ａに事後的に引き寄せることができるので、既設柱１２Ａに作用する挟圧力が所望外に低下することはない。

連結ボルト５には、他の接合具としての金属製の第二カプラー７が第一内ねじ７Ａでもってかみ合わされる。第二カプラー７には、段差面２２ａから突出されたラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａにかみ合わされる第二内ねじ７Ｂが反第一雌ねじ側に形成されるが、この第二内ねじ７Ｂと第一内ねじ７Ａとは同方向螺旋であるものの、第二内ねじ７Ｂのねじピッチｐ_B が第一内ねじ７Ａのねじピッチｐ_A より大きくされていることはすでに述べた。

次に、このねじ式接合機構２を使用して柱梁軸組１の建て方の手順を説明する。なお、既設柱１２Ａと次設柱１２Ｂとの間に下階用次設梁１１Ｂ_L と上階用次設梁１１Ｂ_U を組み込み、図２のごとくの軸組１を完成させようとする例である。
（１）次設梁１１Ｂ_L を所定位置に配置するために、下階用次設梁１１Ｂ_L と既設柱１２Ａとの間に図４のごとくの隙間δを生じさせるように次設柱１２Ｂを傾ける。その際、次設柱１２Ｂのアンカーボルトのうち既設柱１２Ａの側にあるアンカーボルト２５を緩め、次設柱１２Ｂがそれ以上に倒れないようにレバーブロック（登録商標）２６により引っ張っておく。このδは、接合具としての連結ボルト５や第二カプラー７を配置可能とする大きさでよい。このとき、上階用次設梁１１Ｂ_U と既設柱１２Ａに間にはδより大きい隙間が生じることは言うまでもない。なお、δは、図５（ｃ）および図６から分かるように、貫通孔１７から連結ボルト５が突出して固定された状態で第二カプラー７を配置できる寸法δ₁ としておけばよい。連結ボルト５がδ₁ より長い場合は、図５（ａ）から分かるごとく、連結ボルト５を第一カプラー４とかみ合わせるために配置することができる寸法δ₂ としておけばよい。
（２）この状態で下階用次設梁１１Ｂ_L を図４のように吊り込み下階用仕口に配置し、断面寸法の大きい部分の木口１１ｎの側に螺入されているラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａを下階用の貫通孔１７_L に臨ませる。上階用次設梁１１Ｂ_U も吊り込み上階用仕口に配置し、梁寸法が元のままの部分の木口１１ｎの側に螺入されているラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａを上階用の貫通孔１７_U に臨ませる。
（３）この時点で、図示しないドリフトピンを所定箇所に打って次設梁１１Ｂの次設柱側での姿勢の大きな変化を阻止しておき、それぞれの貫通孔１７_L ，１７_U に第一カプラー４を挿入して、ねじ底に到るまで各第一雌ねじ４Ａを次設梁１１Ｂから出ているヘッド外周ねじ２０Ａにかみ合わせる。次設梁１１Ｂの既設柱側は図示したようにジャッキＪ₁ ，Ｊ₂ によって支えておく。
（４）次設梁１１Ｂの段差面２２ａで形成された梁外凹陥状空間２３に、図５（ａ）で示した連結ボルト５を臨ませ、そのねじの既設柱側を第一カプラー４の第二雌ねじ４Ｂにねじ底までかみ合わせる。図５（ｂ）に示すように、支圧板８、皿バネ座金９、ナット６を配置し、図５（ｃ）のごとく支圧板８が既設柱１２Ａを強く押圧するようにナット６を締める。皿バネ座金９はナット６の緩みを防止し、次設梁１１Ｂと既設柱１２Ａとが緊締結される。その状態で、図６のように、第二カプラー７を連結ボルト５と段差面２２ａから突出しているヘッド外周ねじ２０Ａとの間に配置し、図７に示すように第二カプラー７が
ナット６に当接するまで深く螺着させる。これらの操作は上階用の仕口においてもなされる。
（５）この状態で、下階用のみならず上階用の次設梁１１Ｂ_L ，１１Ｂ_U の各断面寸法の小さい木口１１ｍ，１１ｍに所望厚みｔ例えば４ｍｍのプラスチックスペーサ２７をピン止めするなりして付着させておく。レバーブロック（登録商標）２６（図４を参照）により次設柱１２Ｂを引っ張って起こし、下階用次設梁１１Ｂ_L に付けたスペーサ２７_L を図７のごとく既設柱１２Ａに当接させる。ちなみに、上階用次設梁１１Ｂ_U と既設柱１２Ａとの間にはｔより大きい隙間が生じる。
（６）第二カプラー７を回転して第一内ねじ７Ａと連結ボルト５との螺着量を減らし、図８に示すように、第二内ねじ７Ｂを段差面２２ａから突出しているヘッド外周ねじ２０Ａに例えば１ピッチ程度の初期螺合状態とする。
（７）そこで、図９において水平姿勢のジャッキＪ₃ により次設柱１２Ｂを少し倒してスペーサ２７_L を除去する。ジャッキＪ₃ を外し、図１のように第二カプラー７をヘッド外周ねじ２０Ａに向けて前進させる。ヘッド外周ねじ２０Ａにかみ合う第二内ねじ７Ｂと連結ボルト５にかみ合う第一内ねじ７Ａとは同方向螺旋、同一径であるが、第二内ねじ７Ｂのねじピッチｐ_B が第一内ねじ７Ａのねじピッチｐ_A より大きくされているので、第二カプラー７を回転させれば（ねじピッチの差×回転数）分だけラグスクリューヘッド２０と連結ボルト５とが接近する。各内ねじが所定の力を発揮するかみ合い量を達成しかつ除去されたスペーサ２７_L の厚み分だけラグスクリューヘッドを移動させる。このとき、その仕口における４つのねじ式接合機構２における第二カプラー７はほぼ同時に回転される。次設柱１２Ｂのアンカーボルトのうち緩められているアンカーボルト２５（図９を参照）を締め、次設柱１２Ｂの直立を図る。なお、スペーサ２７の厚みｔは（ねじピッチの差×回転数）に相当するものとされ、木口１１ｍが既設柱１２Ａに当接した時点で所定のかみ合わせが達成される。
（８）上階用次設梁１１Ｂ_U にはスペーサ２７_U が残されているので、直立状態にあるとはいえ次設柱１２Ｂ_U は上階用の仕口において突っ張られた状態にある。そこで図９に示したジャッキＪ₄ を伸ばして次設柱１２Ｂと既設柱１２Ａの間を拡げ、スペーサ２７_U を除去する。その後は下階用の仕口における操作と同じ操作により上階用の次設梁１１Ｂ_U を取りつける（図１０を参照）。全階の第二カプラー７を本締めすれば、図２に示したように一・二階用の軸組１が完成される。さらに次の軸組１を構築する場合は次々設柱を設置して同じ要領により先に述べた次設柱を既設柱と見立てて次々設梁を組み込めばよい。例えば図１１や図３（ｃ）のようにねじ式接合機構を交差させ、ひいては梁を交差した形態３１にすることも、図１２のように平面視Ｔ状にした形態３２とすることもできる。ちなみに、軸組を追加しない場合には、第一カプラーに抜け止め阻止金具３３を取りつけておけばよい。なお、梁外凹陥状空間２３は木製カバー３４（図１０を参照）などで覆えば柱梁接合部における見栄えを簡単に整えておくことができる。

既設柱１２Ａや次設柱１２Ｂは矩形断面のもので示したが、図３（ｄ）のように丸柱３５とすることも差し支えない。また、次設梁１１Ｂには段差面を境に断面寸法の小さい部分の木口を形成できさえすればよいので、極端に描けば、図３（ｅ）のような変形梁３６でも、所定の強度を備えているなら差し支えない。なお、木口１１ｍは、梁外凹陥状空間を梁の上下の２箇所形成することにより得られる形としたが、左右の２箇所形成することにより得られる形としたり、梁周囲４箇所に形成することによって得られる形とすることもできる。

ところで、上記の例では、第二カプラー７の第二内ねじ７Ｂと第一内ねじ７Ａとは、同径であるとしたが、同方向螺旋かつねじピッチを第一内ねじ７Ａより大きくした第二内ねじ７Ｂとするなら同一径でなくてもよい。ただ、同一径にしておけば、カプラー自体の構造や形が可及的に単純化され、さらには製作も容易となって都合がよい。

さらに、上の例では、第二内ねじ７Ｂのねじピッチは第一内ねじ７Ａのねじピッチより大きく、第一カプラー４の第二雌ねじ４Ｂのねじピッチは第一雌ねじ４Ａのねじピッチに等しく、既設梁１１Ａ内のラグスクリュー１４のヘッド外周ねじ２０Ａのねじピッチが、次設梁１１Ｂ内のラグスクリューヘッドの外周ねじ２０Ａのねじピッチより小さいとの前提に立って示した。それに代えて、第二カプラー７の第二内ねじ７Ｂのねじピッチｐ_B は第一内ねじ７Ａのねじピッチｐ_A より大きいが、第一カプラー４の第一雌ねじ４Ａのねじピッチは第二雌ねじ４Ｂのねじピッチより大きく、既設梁１１Ａ内のラグスクリュー１４のヘッド外周ねじのねじピッチを、次設梁１１Ｂ内のラグスクリューヘッドの外周ねじのねじピッチに等しくしておくこともできる。その場合はラグスクリューにおけるヘッド外周ねじの同一径化が図られる。

ちなみに、通常はねじ式接合機構２は、図３（ｃ）のごとく、梁の一断面中の上下に左右各一対とした計４つとされるが、サイズによっては梁の一断面中の上下に一対とした計２つとすることもあり得る。さらに、既設柱のみならず次設柱においても、その柱脚を、本発明者が特願２０１６－１６０４１９において提案した剛柱脚構造としておけば、その詳細はここでは省くが、柱梁軸組を比類のない剛接合の木造ラーメン構造体としておくことができる。

以上の説明から分かるように、本発明によれば、既設柱を挟んだ二つの梁に螺入するラグスクリューがねじ式接合機構により緊締されるので、不連続に配置される梁同士であっても剛強な接合がなされ、ひいては梁に挟まれた柱との一体性が格段に向上し、柱梁の剛接合が達成される。

梁の軸方向に配置されるねじ式接合機構は、梁の側面からドリフトピンで固定される先行技術におけるガセットプレートなどの機構と比べれば、明らかに初期ガタのない接合となり、これにより柱梁軸組の剛接合の向上は比較する術もない。このねじ式接合機構は回転操作によることから、大きい荷重を受けて軸組に歪や変形が生じても、また経年変化など木痩せしてガタの生じることがあっても、第二カプラーをさらに締めれば剛接合状態を再現することができる。逆に言えば、第二カプラーの操作によって接合を解除することもできるので、軸組の解体が極めて容易で、廃材の発生量も可及的に少なくでき、さらに言えば、再構築することも可能なわけで、移動式住居としたり、解体保管しておくことができる仮設住宅とする途も拡がる。

１…柱梁軸組、２…ねじ式接合機構、３…木造ラーメン構造体、４…第一カプラー、４Ａ…第一雌ねじ、４Ｂ…第二雌ねじ、５…連結ボルト、６…支圧用のナット、７…第二カプラー、７Ａ…第一内ねじ、７Ｂ…第二内ねじ、１１…梁、１１Ａ…既設梁、１１Ｂ，１１Ｂ_L ，１１Ｂ_U …次設梁、１１ｍ…断面寸法の小さい部分の木口、１１ｎ…梁寸法が元のままの部分（断面寸法の大きい部分）の木口、１２…柱、１２Ａ…既設柱、１２Ｂ…次設柱、１４，１４Ａ…ラグスクリュー、１７、１７_L ，１７_U …貫通孔、２０Ａ…ヘッド外周ねじ、２２…段差部、２２ａ…段差面、２３…梁外凹陥状空間、２５…アンカーボルト、２７，２７_L ，２７_U …スペーサ、ｐ_A …第一内ねじのねじピッチ、ｐ_B …第二内ねじのねじピッチ。

Claims (1)

1. 
   既設柱と次設柱のいずれの木柱にも、柱梁を剛接合させる部位に水平な貫通孔が上下に少なくとも一対穿設されるとともに、該貫通孔には既設梁内に螺入されたラグスクリューのヘッド部外周ねじがかみ合わされる第一雌ねじを備えた金属製の第一カプラーが装填され、
   木柱間に配置される梁には断面寸法を減少させる段差部が形成され、その段差面を境に断面寸法の小さい部分の木口が前記既設柱の側に、断面寸法の大きい部分の木口が前記次設柱の側に形成され、
   断面寸法の小さい木口から前記段差面までの梁外凹陥状空間は、前記第一カプラーにおける反第一雌ねじ側に設けた第二雌ねじに連接される接合具を配置できる長さとされ、
   前記貫通孔の延長線上にある他のラグスクリューが、梁の前記段差面から外周ねじの刻設されたヘッドを突出させるようにして次設梁内の既設柱側に螺入され、さらに他のラグスクリューが、前記次設柱に面する側の木口から外周ねじの刻設されたヘッドを突出させるようにして前記次設梁内の次設柱側に螺入されており、
   前記接合具としての連結ボルトが前記第二雌ねじにかみ合わされ、かつ該連結ボルトに掛けたナットにより既設柱が前記貫通孔近傍で支圧され、
   前記連結ボルトには、他の接合具としての金属製の第二カプラーが第一内ねじでもってかみ合わされ、
   該第二カプラーには、前記段差面から突出されたラグスクリューのヘッド外周ねじにかみ合わされる第二内ねじが反第一内ねじ側に形成され、
   該第二内ねじと前記第一内ねじとは同方向螺旋であるが、第二内ねじのねじピッチが前記第一内ねじより大きくされ、
   上記した第一カプラー、連結ボルト、支圧用のナット、第二カプラーを備える金属製のねじ式接合機構によって柱梁の剛接合が達成される木造ラーメン構造体の構築方法において、
   まず、前記次設梁を所定位置に配置するために、下階用次設梁と前記既設柱との間に前記連結ボルトや第二カプラーを配置可能とする大きさの隙間を生じさせるように次設柱を傾け、その際、次設柱のアンカーボルトのうち既設柱の側にあるアンカーボルトを緩め、次設柱がそれ以上に倒れないように引っ張っておき、
   この状態で下階用次設梁を吊り込み下階用仕口に配置し、断面寸法の大きい部分の木口の側に螺入されているラグスクリューのヘッド外周ねじを下階用の貫通孔に臨ませ、上階用次設梁も吊り込み上階用仕口に配置し、梁寸法が元のままの部分の木口の側に螺入されているラグスクリューのヘッド外周ねじを上階用の貫通孔に臨ませ、
   それぞれの貫通孔に第一カプラーを挿入して、ねじ底に到るまで各第一雌ねじを次設梁から出ているヘッド外周ねじにかみ合わせ、次設梁の既設柱側を支えておき、
   この次設梁の段差面で形成された梁外凹陥状空間に連結ボルト臨ませ、そのねじの既設柱側を第一カプラーの第二雌ねじにねじ底までかみ合わせ、支圧板、ナットを配置し、支圧板が既設柱を強く押圧するようにナットを締め、次設梁と既設柱とを緊締結し、その状態で、第二カプラーを連結ボルトと段差面から突出しているヘッド外周ねじとの間に配置し、第二カプラーがナットに当接するまで深く螺着させ、これらの操作は上階用の仕口においてもなされ、
   この状態で、下階用のみならず上階用の次設梁の各断面寸法の小さい木口にスペーサを付着させておき、次設柱を引っ張って起こし、下階用次設梁に付けたスペーサを既設柱に当接させ、第二カプラーを回転して第一内ねじと連結ボルトとの螺着量を減らし、第二内ねじを段差面から突出しているヘッド外周ねじに初期螺合状態とし
   次設柱を倒してスペーサを除去し、第二カプラーをヘッド外周ねじに向けて前進させ、第二カプラーを回転させれば （ねじピッチの差×回転数）分だけラグスクリューヘッドと連結ボルトとを接近させ、かつ除去されたスペーサの厚み分だけラグスクリューヘッドを移動させ、このとき、その仕口における４つのねじ式接合機構における第二カプラー７はほぼ同時に回転され、次設柱のアンカーボルトのうち緩められているアンカーボルトを締め、次設柱の直立を図り、上階用次設梁にはスペーサが残されて直立状態にあり、そこで次設柱と既設柱の間を拡げ、スペーサ を除去し、その後は下階用の仕口における操作と同じ操作により上階用の次設梁を取りつけ、全階の第二カプラーを本締めすることを特徴とする木造ラーメン構造体の構築方法。
   

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