JP7315151B2 - 木製部材の接続構造について - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 発行所名：一般社団法人 日本建築学会 刊行物名：２０１９年度大会（北陸）日本建築学会大会学術講演梗概集／建築デザイン発表梗概集 発行年月日：２０１９年７月２０日 〔刊行物等〕 集会名 ：２０１９年度日本建築学会大会（北陸） 開催日 ：２０１９年９月３日（２０１９年９月３日～６日）

本発明は、ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）パネルを用いた木造建築物において、ＣＬＴパネルの接続構造に関するものである。

近年ひき板（ラミナ）の繊維方向が直交するように積層したＣＬＴパネルが用いられている。また、木造建築を推奨する制度も始まり、木造の高層建築が提案される動きもある。ＣＬＴパネルを接合する方法としては、いくつかの提案がされている。特許文献１では、ＣＬＴパネルを断面Ｌ型に接合する際に、ラグスクリューボルトを用いて接合する方法が開示されている。

また、ＣＬＴパネルの厚み部分同士を突き合わせて接続する場合は、一方の木口に挿入プレートをボルトで固定し、他方の木口にスリットを設け、挿入プレートをスリットに差し込んだ後、他方のＣＬＴパネルの側面からドリフトピンで他方の木材と挿入プレートを固定する方法が開示されている。

また、特許文献２には、ＣＬＴパネルの下端にボックス部と棒状部からなる接合金物を配置し、床を挟んだ下方に配置されるＣＬＴパネルの上端とボックス部の間を棒状の接合金物で接合する方法が開示されている。

特開２０１９－１９６６５６号公報 特開２０１９－１１９９９０号公報

特許文献１は、縦方向の柱は通し柱を用いており、床を壁柱で挟む構造ではないので、木造での高層建築には適用しにくい。また、特許文献２は、床面を壁柱で挟む構造になっているが、床面と壁柱同士の接合が直接的であり、下方の壁柱と床面および床面と上方の床面のドリフトピン穴やボルト穴等の高い加工精度が要求される。しかし、木製部材同士の接続部は、現場施工のため高い精度管理が容易ではないという課題もあった。

本発明は上記課題に鑑みて想到されたものであり、木製部材の接続に関して施工誤差を容易に吸収でき、木造の高層建築を可能にする木製部材（ＣＬＴパネル）の接続構造を提供するものである。

より具体的に本発明に係る木製部材の接続構造は、
木製部材と接続される部材を接続する接続構造であって、
前記木製部材には、
前記木製部材中に設けられた埋設空間と、
前記埋設空間に配置されたスリーブと、
前記埋設空間に充填されたモルタルを有し、
前記接続される部材には、
前記接続される部材面から突設されたボルトを有し、
前記スリーブの開口径は、前記ボルトの最大径より大きく、
前記ボルトは前記スリーブに挿設され、
前記スリーブは、前記木製部材若しくは、前記木製部材に密着し、前記接続される部材の反対側に位置する他部材に固定され、
前記モルタルは、前記スリーブの内面と、前記スリーブ内に挿設された前記ボルトとの間にも充填されていることを特徴とする。

本発明に係る木製部材の接続構造は、接続される部材に突設させたボルトの最大径より木製部材側に設けた埋設空間中に配置したスリーブの開口径を大きくし、該スリーブにボルトを挿入した後モルタルを充填（注入）することで固定されるので、施工誤差を容易に吸収することができる。

本発明に係る木製部材の接続構造に用いるスリーブを示す（ａ）断面図および（ｂ）底面図である。 スリーブの他の実施例を示す（ａ）断面図および（ｂ）底面図である。 壁パネルと床パネルが接続された（ａ）断面図であり、壁パネルと床パネルが接続される前の（ｂ）断面図である。 壁パネル同士が接続された断面図である。 壁パネルと基礎が接続された断面図である。 壁パネルと床パネルを載置した鉄骨が接続された断面図である。

以下に本発明に係る木製壁パネルの接続構造について説明を行う。なお、以下の説明は本発明の一実施の形態および一実施例についての例示であって、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施の形態は変更することができる。

本発明に係る接続構造は、ＣＬＴに代表される木製部材同士の接続に利用できる。また、木製部材と梁として用いられる鉄骨および基礎に利用される鉄骨や、基礎から突設されたボルトへの接続にも利用することができる。

＜スリーブ＞
図１および図２に本発明に使用されるスリーブ１０（図１）およびスリーブ２０（図２）の断面図および底面図を示す。本発明に係る接続構造では、接続される部材と、接続される部材に対して上または下方向に配置される木製部材を接続するために、木製部材中にスリーブを埋設し、接続される部材から突設させたボルトをスリーブ中に挿設し、モルタルを注入して接続される。

図１を参照して、図１（ａ）はスリーブ１０の断面図を、図１（ｂ）は、底面１０ｃａを示す。スリーブ１０は、筒部１０ａの一方端に、開口部１０ｂが設けられ、他方端に底部１０ｃが筒部１０ａと一体的に形成された略円筒容器形状を呈している。開口部１０ｂの開いた部分を開口径１０ｂＲとする。スリーブ１０内面にはリブ１０ａｃが形成されている。リブ１０ａｃはスリーブ１０内面からスリーブ１０内側に突設されていればその形状は特に限定しない。図では、リング状のリブ１０ａｃが２本形成されたものが示されている。なお、リブ１０ａｃは、開口部１０ｂの縁に設けられていてもよい。

底部１０ｃの底面１０ｃａ中央に雌ネジが形成された穴１０ｃｒが設けられている。穴１０ｃｒは、筒部１０ａ内部まで貫通していてもよい。また、底面１０ｃａには筒部１０ａ内部と連通する底面貫通孔１０ｃｖが形成されている。図では底面貫通孔１０ｃｖが４つある場合を示している。また、筒部側面１０ａｓの下部（底部１０ｃに近い方）には筒部１０ａ内部と連通する貫通孔１０ａｓｖが形成されている。なお、後述する図３の場合においては、底面貫通孔１０ｃｖは、設けなくてもよい場合がある。

図２を参照して、図２（ａ）はスリーブ２０の断面を表し、図２（ｂ）は、底面２０ｃａを示す。スリーブ２０は、スリーブ１０と同様に、筒部２０ａの一方端に開口部２０ｂが設けられ、他方端に底部２０ｃが筒部２０ａと一体的に形成されている。開口部２０ｂの開いた部分を開口径２０ｂＲとする。スリーブ２０の底部２０ｃは、筒部２０ａの外径より大きいフランジ２２が形成されている。図２ではフランジ２２を略四角形としたが、フランジ２２の形状は特に限定されない。フランジ２２には、固定用貫通孔２２ａが形成されている。図では、固定用貫通孔２２ａは４か所形成されている状態を示したが、固定用貫通孔２２ａの数は２個以上であれば特に限定されない。なお、スリーブ２０の底面２０ｃａには、スリーブ１０同様に穴２０ｃｒが設けられていてもよい。

なお、スリーブ２０の筒部側面２０ａｓの下部（底部２０ｃに近い方）には、筒部２０ａ内部と連通する貫通孔２０ａｓｖが設けられている。また、筒部２０ａの内面にはスリーブ１０同様にリブ２０ａｃが設けられている。

スリーブ１０の穴１０ｃｒとスリーブ２０のフランジ２２に形成された固定用貫通孔２２ａは、共にスリーブ１０およびスリーブ２０を、後述する木製部材若しくは他部材に固定するために用いられる。つまりスリーブ１０およびスリーブ２０とも底部（１０ｃおよび２０ｃ）に、木製部材若しくは他部材に固定するための固定部を有していると言ってもよい。

また、スリーブ１０およびスリーブ２０は、硬度の高い材質であれば、特に限定されない。例えば、製造しやすいという観点から鋳物であれば好適である。

＜壁パネル／床パネル／壁パネル＞
図３に本発明のスリーブ１０を用いて、第１の壁パネル５０の上に敷かれた床パネル３０と第２の壁パネル４０を接続する場合の接続構造を示す。なお、本明細書において、スリーブ１０（若しくは２０）より下側にある壁パネルを第１の壁パネル５０と呼び、上側にある壁パネルを第２の壁パネル４０と呼ぶ。図３（ａ）は、接続された状態を示し、図３（ｂ）は、接続前の状態を示す。図３の場合、木製部材は床パネル３０であり、接続される部材は第２の壁パネル４０である。また、第１の壁パネル５０は他部材である。

第２の壁パネル４０には、ボルト１６が固定される。図３では、ボルト１６は、第２の壁パネル４０の下端面４０ａから下方に突設されている。

ボルト１６には先端に突起形状１６ａが形成される。突起形状１６ａの形体は、特に限定されない。ボルト１６に雄ネジが形成されていた場合には、その雄ネジと嵌合するピッチの雌ネジが形成されたナットを螺合して突起形状１６ａとしてもよい。突起形状１６ａを含めスリーブ１０内に挿入されるボルト１６の最も太い部分をボルト１６の最大径と呼ぶ。ボルト１６と第２の壁パネル４０との固定方法は特に限定されない。

他部材（この場合第１の壁パネル５０）には、固定ネジ１８が設置されている。なお、固定ネジ１８は後述するように木製部材自身に設置される場合もある。図３の場合は、第１の壁パネル５０の上端面５０ａから上方に向かって突設されている。固定ネジ１８は、スリーブ１０の穴１０ｃｒの雌ネジに嵌合するピッチの雄ネジ溝が形成されている。固定ネジ１８と第１の壁パネル５０との結合方法は特に限定されない。

床パネル３０にはスリーブ１０が収納できる貫通孔３２が形成される。第１の壁パネル５０の上端面５０ａは貫通孔３２の下端開口を塞ぐ。また、第２の壁パネル４０の下端面４０ａは貫通孔３２の上端開口を塞ぐ。結果、第１の壁パネル５０の上端面５０ａ、貫通孔３２、第２の壁パネル４０の下端面４０ａに囲まれた空間が、第１の壁パネル５０と床パネル３０と第２の壁パネル４０の重なり部分に形成される。この空間を埋設空間１４と呼ぶ。スリーブ１０は、埋設空間１４に配置される。したがって、埋設空間１４の内径は、スリーブ１０の外径よりも大きい。つまり、スリーブ１０の外面と埋設空間１４の内面の間には隙間１４ａが形成されている。

スリーブ１０の底部１０ｃの底面１０ｃａに形成された穴１０ｃｒは、第１の壁パネル５０の上端面５０ａから突設された固定ネジ１８と螺着する。スリーブ１０は、第１の壁パネル５０の上端面５０ａに固定される。一方、第２の壁パネル４０の下端面４０ａから下方に向かって突設されたボルト１６は、スリーブ１０内に挿設される。

ここで、スリーブ１０の開口径１０ｂＲは、ボルト１６の最大径よりも大きく設定されている。したがって、ボルト１６をスリーブ１０に挿設する際には、高い精度を必要とせず、スリーブ１０の設定位置と、ボルト１６の設定位置に多少の違いがあっても、挿設することが可能となる。すなわち、スリーブ１０の開口径１０ｂＲとボルト１６の最大径の差分だけ床パネル３０と第２の壁パネル４０の取付の位置ずれを許容（吸収）できる許容代となる。

埋設空間１４にはモルタルが充填される。モルタルは、ボルト１６が挿設された状態で、スリーブ１０の内部で硬化するため、ボルト１６はスリーブ１０内部で固定される。スリーブ１０内には、リブ１０ａｃ（図１参照）が形成され、ボルト１６は突起形状１６ａが形成されている。したがって、ボルト１６とスリーブ１０はモルタルを介して強固に固定される。

したがって、床パネル３０は、接続される部材（第２の壁パネル４０）の反対側に配置された第１壁パネル５０に固定されたスリーブ１０により強固に接続される。

なお、埋設空間１４にモルタルを充填するために、注入孔２６ａと排出孔２６ｂが形成されている。注入孔２６ａは排出孔２６ｂより重力方向で下側に設けるのが望ましい。図３の場合、注入孔２６ａは床パネル３０から埋設空間１４の下部に向けて形成されており、排出孔２６ｂは、第２の壁パネル４０から埋設空間１４の上部に向けて形成されている。埋設空間１４の下方から充填されたモルタルは、スリーブ１０の貫通孔１０ａｓｖからスリーブ１０の内部に充填される。また、埋設空間１４とスリーブ１０の隙間１４ａにも充填される。

なお、第２の壁パネル４０の下端面４０ａにおいて、ボルト１６の周囲を抉って、埋設空間１４を第２の壁パネル４０中に延設してもよい。接合相手中に設けられ埋設空間１４と連続的につながる空間をを延設埋設空間１５と呼ぶ。延設埋設空間１５は、主として木製部材と接合相手の接合強度を高めるために設けられる。また、図３の場合は、スリーブ１０の底面１０ｃａ（図１参照）が他部材（この場合第１の壁パネル５０）に穴１０ｃｒ以外の部分では接している。このような場合は、底面貫通孔１０ｃｖ（図１参照）は設けなくてもよい。

＜壁パネル／壁パネル／＊＊＞
図４には、スリーブ１０で壁パネル同士を接続する場合の構造を示す。図４の場合、木製部材は、上方の第２の壁パネル４０であり、接続される部材は下方の第１の壁パネル５０である。このようにスリーブ１０は、底部１０ｃを上側にし、開口部１０ｂを下方に向けて用いることもできる。なお、図４の場合、他部材はない。また、固定ネジ１８は、木製部材（第２の壁パネル４０）自体に設置される。

埋設空間１４は、第２の壁パネル４０の下端と、第１の壁パネル５０の上端の間に形成される。ここでは、埋設空間１４の下面を第１の壁パネル５０の上端面５０ａで構成する場合で説明する。しかし、埋設空間１４は、第１の壁パネル５０中に延設埋設空間１５を設けて形成してもよい。また、第１の壁パネル５０中に埋設空間１４を形成し、第２の壁パネル４０中に延設埋設空間１５を設けてもよい。

第２の壁パネル４０の下端にはスリーブ１０を埋設する埋設空間１４が形成されている。埋設空間１４の上端には、埋設空間１４の内径より径の小さい小空間１４ｂが設けられる。小空間１４ｂは固定ネジ１８が設置された部材に設けられ埋設空間１４と連通する空間である。小空間１４ｂは、主としてスリーブ１０の底部１０ｃ側からモルタルを注入しやすくするために設けられる。なお、小空間１４ｂも埋設空間１４の一部としてよい。

小空間１４ｂから第２の壁パネル４０の表面と連通する排出孔２６ｂが形成されている。また、埋設空間１４の下方には排出孔２６ｂと同様に、第２の壁パネル４０の表面と連通する注入孔２６ａが形成される。

小空間１４ｂの上端からは固定ネジ１８が突設されている。固定ネジ１８はスリーブ１０の穴１０ｃｒに螺着し、スリーブ１０を埋設空間１４に固定している。したがって、スリーブ１０は、木製部材自体に固定されている。

小空間１４ｂとスリーブ１０の底面１０ｃａ（図１参照）に形成された底面貫通孔１０ｃｖは連通状態になっている。注入孔２６ａから注入されたモルタルが排出孔２６ｂを通って第２の壁パネル４０の表面に漏れ出るようにするためである。また、接続される部材となる第１の壁パネル５０の上端面５０ａからはボルト１６が上方向に突設される。

第１の壁パネル５０と第２の壁パネル４０は、ボルト１６がスリーブ１０に挿設されるように載置される。そして、埋設空間１４にはモルタルが充填される。充填は、注入孔２６ａからモルタルを注入し、排出孔２６ｂからモルタルがあふれるまで注入することで、埋設空間１４にモルタルが充填される。

以上のように本発明に係る接続構造は、壁パネル同士を接続する際にも利用することができる。なお、この例では、第２の壁パネル４０を木製部材とし、第１の壁パネル５０を接続される部材としたが、逆にすることもできる。

＜基礎／壁パネル／＊＊＞
図５に接続される部材が基礎６０と、第２の壁パネル４０を接合する場合の構成を示す。この場合、木製部材は第２の壁パネル４０であり、接続される部材は基礎６０である。他部材はない。第２の壁パネル４０（木製部材）内にスリーブ１０を配置する埋設空間１４を形成するのは、図４の場合と同じである。接続される部材は第２の壁パネル４０の下方に配置されている。第２の壁パネル４０との接続面は、コンクリート面（基礎６０の上に配した鉄板でもよい）であり、接続面からボルト１６が突設されている。

本発明に係る接続構造では、木製部材をコンクリート等の基礎６０に対しても強固に接続することができる。

＜鉄骨／床パネル／壁パネル＞
図６には、スリーブ２０を用いて、木製部材（床パネル３０）と接続される部材（第２の壁パネル４０）を接続する場合を示す。この場合は、他部材として鉄骨６２を利用する。すなわち、鉄骨６２の梁の上に載置された床パネル３０と、床パネル３０の上に載置された第２の壁パネル４０を接続する。

スリーブ２０は、他部材である鉄骨６２同士のつなぎ目部分を跨ぐように配置される場合を示しているが、鉄骨６２の中ほどに配置してもよい。スリーブ２０のフランジ２２に設けられた固定用貫通孔２２ａと鉄骨６２に設けられた結合孔をボルト締結することで、スリーブ２０は鉄骨６２に固定される。床パネル３０には、フランジ２２を包む埋設空間１４が設けられる。

また、図６では、接続される部材である第２の壁パネル４０内に延設埋設空間１５を設け、埋設空間１４を拡大した場合を示す。スリーブ２０は筒部２０ａの長さが長くなり、内部に設けられたリブ２０ａｃも４つ設けた例を示している。

接続される部材である第２の壁パネル４０中の延設埋設空間１５の上端からは下方に向かってボルト１６が突設されている。ボルト１６は、スリーブ２０内に挿設される。そして、埋設空間１４および延設埋設空間１５をモルタルで充填し、固定する。このように、接続される部材である第２の壁パネル４０中に延設埋設空間１５を設けることで、床パネル３０と第２の壁パネル４０がモルタルでも接続されることとなり、横方向のせん断力に対する抗力が高くなる。

本発明は木製部材の壁パネルの接合に好適に利用することができる。

１０ スリーブ
１０ａ 筒部
１０ａｃ リブ
１０ａｓ 筒部側面
１０ａｓｖ 貫通孔
１０ｂ 開口部
１０ｂＲ 開口径
１０ｃ 底部
１０ｃａ 底面
１０ｃｒ 穴
１０ｃｖ 底面貫通孔
１４ 埋設空間
１４ａ 隙間
１４ｂ 小空間
１５ 延設埋設空間
１６ ボルト
１６ａ 突起形状
１８ 固定ネジ
２０ スリーブ
２０ａ 筒部
２０ａｓ 筒部側面
２０ａｓｖ 貫通孔
２０ａｃ リブ
２０ｂ 開口部
２０ｂＲ 開口径
２０ｃ 底部
２０ｃａ 底面
２０ｃｒ 穴
２２ フランジ
２２ａ 固定用貫通孔
２６ａ 注入孔
２６ｂ 排出孔
３０ 床パネル
３２ 貫通孔
４０ 第２の壁パネル
４０ａ 下端面
５０ 第１の壁パネル
５０ａ 上端面
６０ 基礎
６２ 鉄骨

Claims (6)

1. 木製部材と接続される部材を接続する接続構造であって、
   前記木製部材には、
   前記木製部材中に設けられた埋設空間と、
   前記埋設空間に配置されたスリーブと、
   前記埋設空間に充填されたモルタルを有し、
   前記接続される部材には、
   前記接続される部材面から突設されたボルトを有し、
   前記スリーブの開口径は、前記ボルトの最大径より大きく、
   前記ボルトは前記スリーブに挿設され、
   前記スリーブは、前記木製部材若しくは、前記木製部材に密着し、前記接続される部材の反対側に位置する他部材に固定され、
   前記モルタルは、前記スリーブの内面と、前記スリーブ内に挿設された前記ボルトとの間にも充填されていることを特徴とする木製部材の接続構造。
2. 前記スリーブは、内面にリブが形成され、底面に固定部を有し、
   前記ボルトは突起形状が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載された木製部材の接続構造。
3. 前記埋設空間は、接続される部材内に延設されていることを特徴とする請求項１または２に記載された木製部材の接続構造。
4. 前記木製部材が床パネルであり、
   前記接続される部材が第２の壁パネルであり、
   前記スリーブは、前記他部材に固定されており、
   前記他部材が第１の壁パネルであることを特徴とする請求項１または２に記載された木製部材の接続構造。
5. 前記木製部材が床パネルであり、
   前記接続される部材が第２の壁パネルであり、
   前記スリーブは、前記他部材に固定されており、
   前記他部材が鉄骨であることを特徴とする請求項１または２に記載された木製部材の接続構造。
6. 前記木製部材が壁パネルであり、
   前記接続される部材が建物の基礎であり、
   前記スリーブは、前記壁パネルに固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載された木製部材の接続構造。