JP7356695B2 - wooden building structure - Google Patents
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Description
本発明は、新しい木造建物の構造に関する。 The present invention relates to the construction of new wooden buildings.
従来の木造建物の構造は、柱、梁及び土台を軸として構成される木造軸組構造、又は、複数の平板を組み合わせてこれらを面として組み合わせて構成される木造枠組壁構造(2×4構造)が一般的である。 The structure of conventional wooden buildings is either a wooden frame structure made up of pillars, beams, and foundations, or a wooden frame wall structure made up of multiple flat plates (2x4 structure). ) is common.
木造軸組構造は日本で最も多くの木造建物に用いられている伝統的なものであり、タテ木として種々の柱、ヨコ木として土台や梁などを組み上げた構造で、柱や梁などの縦横の軸が上からの荷重を支える。そして、これらの軸組の上に床材などを敷き詰めて床を形成する。このように、木造軸組構造は、線状の木材で組み上げられるため、構造的な制約が少なく、間取りやデザインの自由度が高い。 The wooden frame structure is the traditional type used in the most wooden buildings in Japan, and is a structure in which various pillars are assembled using vertical wood, and foundations and beams are assembled using horizontal wood. The shaft supports the load from above. Then, flooring materials are laid on top of these frameworks to form the floor. In this way, the wooden frame structure is assembled using linear wood, so there are fewer structural restrictions and a higher degree of freedom in floor plan and design.
一方、木造枠組壁構造は、米国などで多く用いられているもので、規定の木材を用いて枠組を作り、そこに合板を貼った木製パネルで箱を作るようにして建てられる構造である。上記の木造軸組構造が「軸」なのに対して、「面」で構成されていて、柱の代わりに壁、梁の代わりに床や天井で支えられる。また、木造軸組構造に比べて、施工が比較的容易で職人の技量に左右されず工期も短い。 On the other hand, a wooden frame wall structure is often used in the United States and other countries, and is a structure in which a frame is made using specified lumber, and a box is made from wooden panels covered with plywood. While the wooden frame structure mentioned above has a "shaft," it is made up of "planes," and is supported by walls instead of columns, and floors and ceilings instead of beams. In addition, compared to wooden frame structures, construction is relatively easy and does not depend on the skill of the craftsman, and the construction period is short.
上記した通り、従来の木造軸組構造は、構造的な制約が少なく間取りやデザインの自由度が高い反面、施工が難しく職人の技量によって左右されるという課題がある。また、工期も比較的長い。一方、木造枠組壁構造は、施工が比較的容易で職人の技量に左右されず工期も短い反面、制約があり自由度が低いという課題がある。また、木造枠組壁構造は、職人の技量に左右されにくいが、我が国においては木造軸組構造が主流である。 As mentioned above, conventional wooden framework structures have few structural restrictions and have a high degree of freedom in floor plan and design, but on the other hand, they are difficult to construct and depend on the skill of the craftsman. Also, the construction period is relatively long. On the other hand, while wooden frame wall structures are relatively easy to construct, do not depend on the skill of the craftsman, and require a short construction period, they are subject to limitations and have a low degree of freedom. Furthermore, although wooden frame wall structures are less dependent on the skill of craftsmen, wooden frame structures are the mainstream in Japan.
本発明の目的は、従来の木造軸組構造よりも施工が容易で工期が短く、木造枠組壁構造のような制約がなく自由度が非常に高い新しい木造建物の構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a new wooden building structure that is easier to construct than conventional wooden frame structures, has a shorter construction period, and has a very high degree of freedom without the constraints of wooden frame wall structures.
本発明に係る一の態様の木造建物の構造は、第1方向に延びる長板が並んで接着された第1平板部と、第1方向に直交する第2方向に延びる長板が並んで接着された第2平板部とが交互に積層された複数の板材と、複数の柱材と、を備え、前記板材の上面又は下面と、前記柱材の端部とが接合されていて、前記板材の第1平板部又は第2平板部が梁として機能することを特徴とする。
The structure of the wooden building according to one aspect of the present invention includes a first flat plate part in which long plates extending in a first direction are lined up and bonded together, and a long plate part extending in a second direction perpendicular to the first direction are lined up and bonded together. a plurality of plate materials in which second flat plate portions are alternately laminated, and a plurality of pillar materials, the upper surface or the lower surface of the plate materials and the end of the pillar material are joined, and the plate material The first flat plate part or the second flat plate part functions as a beam.
この構成によれば、従来の木造軸組構造におけるタテ木はそのまま柱を用い、梁などのヨコ木として板材の第1方向に延びる長板で構成される第1平板部又は第2方向に延びる長板で構成される第2平板部が担うことで、従来の木造軸組構造の枠組みに収まるものでありながら、横架材が不要になることで施工の容易性や工期の短縮を図ることが可能となる。また、同様に根太が不要になることでも施工の容易性や工期の短縮が図られる。 According to this configuration, the vertical timber in the conventional wooden framework structure is used as a pillar, and the horizontal timber such as a beam is made of a first flat plate part consisting of a long plate extending in the first direction of the board material or extending in the second direction. By being carried by the second flat plate part made up of long plates, it can fit within the framework of a conventional wooden frame structure, but it also eliminates the need for horizontal members, making construction easier and shortening the construction period. becomes possible. Similarly, eliminating the need for joists also facilitates construction and shortens the construction period.
また、この構造は従来の木造軸組構造の枠組みに収まるものであるため、我が国の職人の対応も比較的容易である。さらには、ヨコ木を板材に置きかえることで、床の遮音性能の向上や、面内せん断剛性の向上なども期待できる。 Furthermore, since this structure fits within the framework of a conventional wooden frame structure, it is relatively easy for Japanese craftsmen to handle it. Furthermore, by replacing horizontal wood with board materials, it is expected that the sound insulation performance of the floor and in-plane shear rigidity will be improved.
また、従来の木造軸組構造の場合、柱及び壁の直下率を計算して設計する必要があった。柱の直下率とは、2階の柱の下に1階の柱がどれだけあるかを示す値である。壁の直下率とは、2階の耐力壁の下に1階の耐力壁がどれだけあるかを示す値である。具体的には、柱の直下率=(1階と2階の柱位置が同じ柱本数/上階の柱本数)×100(%)、壁の直下率=(1階と2階の耐力壁位置が同じ壁の長さ/上階の壁の長さ)×100(%)を直下率という。 In addition, in the case of conventional wooden frame structures, it was necessary to calculate and design the vertical ratio of columns and walls. The direct-below ratio of columns is a value indicating how many first-floor columns are below second-floor columns. The direct wall ratio is a value that indicates how much of the load-bearing wall on the first floor is below the load-bearing wall on the second floor. Specifically, the ratio of directly under columns = (number of columns with the same column position on the 1st and 2nd floors / number of columns on the upper floor) x 100 (%), the ratio of directly under walls = (load-bearing walls on the 1st and 2nd floors) The ratio of the length of the wall with the same position/length of the wall on the upper floor) x 100 (%) is called the direct-down ratio.
図11に示すように、直下率が高ければ高いほど地震等による被害が小さくなっており、直下率50~60%を境に被害が大きく減少していることがわかる。したがって、現在では、直下率60%以上にすることが勧められていて、従来の木造軸組構造の場合はこれを設計に取り入れることが推奨されている。 As shown in Figure 11, it can be seen that the higher the direct hit rate, the less damage caused by earthquakes, etc., and the damage decreases significantly when the direct hit rate reaches 50 to 60%. Therefore, it is currently recommended that the direct-down ratio be 60% or more, and in the case of conventional wooden frame structures, it is recommended that this be incorporated into the design.
一方、上記した本発明の構造であれば、直下率100%と同等かそれ以上の耐震性を備えることが可能となる(図12、図13参照)。これらの図は、構造に負荷をかけた場合の変形量や変形比を示すグラフである。このグラフに示す通り、上記した本発明の構造は強固な耐震性を備えると同時に、直下率をそれほど考慮することなく、設計することが可能となる。すなわち、強固な耐震性を具備しつつ、様々な構造の木造建物をつくることができる。 On the other hand, with the structure of the present invention described above, it is possible to provide seismic resistance equivalent to or greater than the direct impact rate of 100% (see FIGS. 12 and 13). These figures are graphs showing the amount of deformation and deformation ratio when a load is applied to the structure. As shown in this graph, the structure of the present invention described above has strong earthquake resistance, and at the same time, can be designed without much consideration of the direct impact ratio. In other words, it is possible to create wooden buildings with various structures while providing strong earthquake resistance.
また、この木造建物の構造は、前記板材が上面又は下面に複数の穴を有する。この構成によれば、この穴に柱材の端部を嵌合することで、板材と柱材を強固に接合できる。なお、板材の穴は柱材の端部がそのまま嵌合する形状としてもよく、柱材の端部に突部を有する構成の場合、その突部が嵌合する形状としてもよい。 Moreover, in the structure of this wooden building, the board material has a plurality of holes on the upper surface or the lower surface. According to this configuration, by fitting the end portion of the pillar material into this hole, the plate material and the pillar material can be firmly joined. Note that the hole in the plate material may have a shape into which the end of the pillar material fits as is, or in the case of a configuration in which the end of the pillar material has a protrusion, the hole may have a shape into which the protrusion fits.
また、この木造建物の構造は、木造建物の下方に配される基礎をさらに備え、前記基礎の上に前記板材を配する、又は、前記基礎の上に土台を介して前記板材を配する。この構成によれば、従来の木造軸組構造における土台が必須の構成でなくなり、土台がなくなることでさらに施工が容易となり、工期も短縮できる。さらに、前記板材を床として用いることで、この板材の非常に高い面剛性により、基礎を規格化することも可能となる。そして、規格化された基礎の上に板材を敷き詰めるのみのため、非常に工期を短縮でき、コスト減にも大きくつながる。また、土台を介する構成であれば、従来の木造軸組構造に近い構造となり、従来の職人の対応も比較的容易となる。 Moreover, the structure of this wooden building further includes a foundation arranged below the wooden building, and the board is arranged on the foundation, or the board is arranged on the foundation via a foundation. According to this configuration, the foundation in the conventional wooden framework structure is no longer an essential component, and the elimination of the foundation further facilitates construction and shortens the construction period. Furthermore, by using the board material as a floor, it becomes possible to standardize the foundation due to the very high surface rigidity of this board material. Furthermore, since the planks are simply laid on a standardized foundation, the construction period can be significantly shortened, leading to significant cost reductions. In addition, if the structure is based on a foundation, the structure will be similar to a conventional wooden frame structure, and it will be relatively easy for conventional craftsmen to handle it.
また、従来は、図14に示す破線部のような張り出し部分にも基礎が必要であったが、板材を用いることで、板材の高い面外剛性から片持ちで負荷に耐えることができ、その部分の基礎が不要となる。そのため、上記のように矩形の基礎とすることができ工期及びコストを抑えられるし、基礎の規格化も可能となる。また、例えばバルコニーを設置する場合、従来の構造ではそれを支える柱が必須であったところ、この板材を用いることで、バルコニー部分を片持ちで支えることが可能となり、従来必須であった柱を不要とすることができる。発明者らの実験によれば、3mの張り出しを片持ちで支持可能であった。 In addition, conventionally, foundations were required for the overhanging parts as shown in the broken line in Figure 14, but by using plate materials, the high out-of-plane rigidity of the plate material allows it to withstand the load with a cantilevered structure. The foundation of the part is no longer required. Therefore, as mentioned above, a rectangular foundation can be used, reducing construction time and costs, and standardizing the foundation. In addition, when installing a balcony, for example, pillars were required to support it in conventional structures, but by using this plate material, it is now possible to support the balcony part on a cantilever, which eliminates the pillars that were previously required. It can be made unnecessary. According to the inventors' experiments, it was possible to support a 3 m overhang with a cantilever.
また、この木造建物の構造は、前記柱材の上端又は下端と前記板材との接合部に、接合部材が配されている。この構成によれば、板材に穴がない場合にも、接合部材により柱材と板材とを接合することができる。また、板材に穴がある場合においても、接合部材により強固に接合することができる。 Moreover, in the structure of this wooden building, a joining member is arranged at the joining part between the upper end or lower end of the pillar material and the board material. According to this configuration, even when there is no hole in the plate material, the column material and the plate material can be joined by the joining member. Furthermore, even if there are holes in the plate materials, they can be firmly joined by the joining member.
また、この木造建物の構造は、2本の前記柱材と、該2本の柱材と接合される上方又は下方の板材とを構成要素として形成される面に筋交いが設けられている。ここで、筋交いには、長板状の板材からなる両筋交いや片筋交い、K型の筋交い、頬杖型の筋交い、その他の鉄筋やアングルなど型鋼からなるブレースダンパーなどが含まれる。この構成によれば、木造建物の強度や耐震性が向上する。 Moreover, the structure of this wooden building is provided with braces on a surface formed by the two pillars and an upper or lower plate joined to the two pillars. Here, the braces include double braces and single braces made of long plate-like plates, K-shaped braces, chin-shaped braces, and brace dampers made of steel bars and shaped steel such as angles. According to this configuration, the strength and earthquake resistance of the wooden building are improved.
また、この木造建物の構造は、2本の前記柱材と、該2本の柱材と接合される上方又は下方の板材とを構成要素として形成される面に面材が設けられてもよい。 Further, in the structure of this wooden building, a face plate may be provided on a surface formed by the two pillars and an upper or lower plate joined to the two pillars. .
また、この木造建物の構造は、前記複数の柱材のうち所定数の柱材が前記第1方向に沿って配され、前記該所定数の柱材からなる柱材列が前記第1方向と平行に前記第2方向に沿って列状に配されていて、前記板材の前記第1平板部又は前記第2平板部が梁又は根太として機能する。複数の柱材をこのように配することで、板材の第1平板部の第1方向に延びる長板又は第2平板部の第2方向に延びる長板が横架材としての機能を効果的に発揮する。 Further, in the structure of this wooden building, a predetermined number of pillars among the plurality of pillars are arranged along the first direction, and a column row consisting of the predetermined number of pillars is arranged along the first direction. They are arranged in parallel in a row along the second direction, and the first flat plate part or the second flat plate part of the plate material functions as a beam or a joist. By arranging the plurality of pillar materials in this way, the long plate extending in the first direction of the first flat plate part of the plate material or the long plate extending in the second direction of the second flat plate part of the plate material can effectively function as a horizontal member. Demonstrate.
また、この木造建物の構造は、前記板材が、前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、該板材の上面及び下面には前記第1平板部が露出するように積層されている、または、前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、最上面及び最下面には前記第1平板部が配されていて、これらを挟み込むように、最上面の上及び最下面の下に、さらに前記第1平板部がそれぞれ配されている。 Further, the structure of this wooden building is such that the boards are stacked such that the first flat plate part and the second flat plate part are alternately stacked, and the first flat plate part is exposed on the upper and lower surfaces of the board. The first flat plate part and the second flat plate part are alternately stacked, and the first flat plate part is arranged on the uppermost surface and the lowermost surface, and the uppermost surface is arranged so as to sandwich them. The first flat plate portions are further disposed above and below the bottom surface, respectively.
この構成によれば、板材の上面及び下面に第1平板部が配され、これに挟み込まれるように、第2平板部が挟まれ(3層の場合)、又は、第1平板部、第2平板部、第1平板部が交互に積層される(5層以上の場合)。 According to this configuration, the first flat plate part is disposed on the upper surface and the lower surface of the plate material, and the second flat plate part is sandwiched between the first flat plate part (in the case of three layers), or the first flat plate part and the second flat plate part are sandwiched between the first flat plate part and the second flat plate part. The flat plate portion and the first flat plate portion are alternately laminated (in the case of five or more layers).
また、この木造建物の構造は、前記板材が前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、前記板材の上面及び下面のいずれか一方に前記第1平板部が露出し、該板材の上面及び下面のいずれか他方に前記第2平板部が露出するように積層されている。この構成によれば、板材の第1平板部と第2平板部との数が一致し、縦横の強度が略均等になる。 In addition, the structure of this wooden building is such that the first flat plate part and the second flat plate part are alternately stacked on the board, and the first flat part is exposed on either the upper surface or the lower surface of the board, The plates are laminated so that the second flat plate portion is exposed on the other of the upper and lower surfaces of the plates. According to this configuration, the number of the first flat plate portions and the second flat plate portions of the plate material are the same, and the strength in the vertical and horizontal directions becomes approximately equal.
また、この木造建物の構造は、前記板材を複数備え、前記複数の柱材のうち所定数の柱材で構成される第1の柱群の上方に第1の板材が配され、該第1の柱群の上端部と該第1の板材の下面とが接合されていて、前記第1の柱群の下方に第2の板材が配され、該第1の柱群の下端部と該第2の板材の上面とが接合されていて、前記複数の柱材のうち所定数の柱材で構成される第2の柱群の上方に第2の板材が配され、該第2の柱群の上端部と該第2の板材の下面とが接合されている。 In addition, the structure of this wooden building includes a plurality of the above-mentioned plate members, and the first plate member is arranged above a first column group composed of a predetermined number of column members among the plurality of column members, and The upper end of the column group and the lower surface of the first plate are joined, a second plate is disposed below the first column group, and the lower end of the first column group and the lower surface of the first plate are joined. The upper surface of the second plate member is joined to the upper surface of the second plate member, and the second plate member is arranged above the second column group made up of a predetermined number of pillar members among the plurality of pillar members, and the second plate member is The upper end portion and the lower surface of the second plate member are joined.
また、この木造建物の構造は、前記第2の柱群の下端部と前記土台の上面とが接合されている。また、前記第2の柱群の下方に第3の板材が配され、該第2の柱群の下端部と該第3の板材の上面とが接合される構成としてもよい。 Further, in the structure of this wooden building, the lower end of the second group of columns and the upper surface of the foundation are joined. Alternatively, a third plate member may be disposed below the second column group, and the lower end of the second column group and the upper surface of the third plate member may be joined.
また、この木造建物の構造は、前記板材を複数備え、第1の板材は、前記複数の穴が上面及び下面に設けられ、第2の板材は、前記複数の穴が少なくとも下面に設けられ、前記複数の柱のうち第1の柱群の上方に第1の板材が、該第1の柱群の一方の突部を該第1の板材の下面の穴に嵌合して取り付けられ、前記第1の柱群の下方に前記土台が、該第1の柱群の他方の突部を該土台の穴に嵌合して取り付けられ、前記複数の柱のうち第2の柱群の上方に第2の板材が、該第2の柱群の一方の突部を該第2の板材の下面の穴に嵌合して取り付けられ、前記第2の柱群の下方に第1の板材が、該第2の柱群の他方の突部を該第1の板材の上面の穴に嵌合して取り付けられてもよい。 In addition, the structure of this wooden building includes a plurality of the above-mentioned board materials, the first board material has the plurality of holes provided on the top surface and the bottom surface, and the second board material has the plurality of holes provided at least on the bottom surface, A first plate is attached above a first group of columns among the plurality of columns by fitting one protrusion of the first group into a hole in the lower surface of the first plate, and The base is attached below the first group of columns by fitting the other protrusion of the first group into the hole of the base, and the base is attached above the second group of columns among the plurality of columns. A second plate is attached by fitting one protrusion of the second group of columns into a hole on the lower surface of the second plate, and a first plate below the second group of columns, The second pillar group may be attached by fitting the other protrusion into a hole in the upper surface of the first plate.
また、この木造建物の構造は、第1方向に延びる長板が並んで構成される第1平板部と、第1方向に直交する第2方向に延びる長板が並んで構成される第2平板部とが交互に積層された板材と、複数の柱材と、を備え、前記板材は、前記複数の柱材の端部がそれぞれ嵌合する複数の穴を有し、前記複数の柱材の上方に前記板材が配され、該複数の柱材が、該板材の穴にそれぞれ嵌合して取り付けられ、前記板材の第1平板部が梁として機能し、第2平板部が根太として機能する構成としてもよい。 In addition, the structure of this wooden building includes a first flat plate section made up of long plates extending in a first direction, and a second flat plate section made up of long plates extending in a second direction perpendicular to the first direction. and a plurality of pillar materials, the plate material having a plurality of holes into which ends of the plurality of pillar materials fit, respectively, and the plurality of pillar materials having a plurality of holes. The plate material is disposed above, the plurality of pillars are fitted into holes of the plate material, respectively, and attached, the first flat plate part of the plate material functions as a beam, and the second flat plate part functions as a joist. It may also be a configuration.
本発明に係る一の態様の木造建物の構造は、第1方向に延びる長板が並んで構成される第1平板部と、第1方向に直交する第2方向に延びる長板が並んで構成される第2平板部とが交互に積層された板材と、複数の柱材と、を備え、前記複数の柱材の上方に前記板材が配され、該複数の柱材と該板材が接合され、前記板材の第1平板部が梁として機能し、第2平板部が根太として機能する構成としてもよい。 The structure of the wooden building according to one aspect of the present invention includes a first flat plate part formed by arranging elongated plates extending in a first direction, and an elongated plate part formed by arranging elongated plates extending in a second direction perpendicular to the first direction. a plurality of pillars, the plate is arranged above the plurality of pillars, and the plurality of pillars and the plate are joined. The first flat plate portion of the plate material may function as a beam, and the second flat plate portion may function as a joist.
本発明によれば、従来の木造軸組構造よりも施工が容易で工期が短く、木造枠組壁構造よりも制約が少なく自由度が高い。 According to the present invention, construction is easier and the construction period is shorter than conventional wooden frame structures, and there are fewer restrictions and a higher degree of freedom than wooden frame wall structures.
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づき説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。本実施形態においては、一例として2階建ての木造建物の構造について説明するが、本発明は1階建てや3階建て以上の木造建物にも適用可能である。また、本実施形態においては、一例として板材に2つの第1平板部で1つの第2平板部を挟み込んだ3層構造の板材を用いて説明するが、本発明に用いる板材は5層や7層など、3層以上の板材も適用可能である。また、本実施形態においては、一例として端部に突部を有する柱材と、上面又は下面に穴を有する板材を用いた例を説明するが、端部に突部のない柱材や穴のない板材も適用可能である。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment. In this embodiment, the structure of a two-story wooden building will be described as an example, but the present invention is also applicable to one-story, three-story or more wooden buildings. In addition, in this embodiment, as an example, a plate material having a three-layer structure in which one second flat plate part is sandwiched between two first flat plate parts will be used. A plate material having three or more layers is also applicable. In addition, in this embodiment, an example will be explained in which a column material having a protrusion at the end and a plate material having a hole on the top or bottom surface are used. It is also possible to use plate materials without
<第1実施形態>
(木造建物の構造)
図1は本発明の一実施形態に係る木造建物の構造を示す模式図である。図2は柱材と土台との接合部を示す説明図である。図3は柱材と板材との接合部を示す説明図である。図4は柱材と板材を示す説明図である。図5は板材と従来の木造軸組構造の構成部材との対応を示す説明図である。
<First embodiment>
(Structure of wooden building)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a wooden building according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a joint between a pillar material and a foundation. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a joint between a pillar material and a plate material. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the pillar material and the plate material. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the correspondence between the plate materials and the constituent members of a conventional wooden framework structure.
図1に示すように、木造建物10は、2階建ての構造であって、下方の基礎4と、基礎の上に土台3と、複数の柱材2と、2つの板材1と、を主要な構成として備える。なお、図1では屋根部がない構成としているが、従来の木造軸組構造と同様の屋根部の構造を用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the
基礎4は、従来の木造軸組構造と同様、鉄筋とコンクリートで形成され、地面に敷設されている。土台3は、例えば檜などを使用した木製のヨコ材であり、基礎4とアンカーボルトで固定されている。また、土台3の上面には、複数の穴31が設けられていて、柱材2の突部21と嵌合する(図2参照)。
The
柱材2は、例えば杉などを使用した木製のタテ材であり、下端に突部21と、上端に突部22が設けられている(図4参照)。また、柱材2の突部21と土台3の穴31とが嵌合した接合部には、柱材2と土台3に渡るようにネジ止めされた金物5を補強材として用いる(図2参照)。
The
図3、図4、図5に示すように、板材1は、第1方向Xに延びる木製の長板が複数並んで接着された第1平板部11と、第1方向に直交する第2方向Yに延びる木製の長板が複数並んで接着された第2平板部12が交互に積層され、これらが接着されてなる板材である。具体的には、本実施形態の板材1は、対向する2枚の第1平板部11の間に、1枚の第2平板部12が介在するように積層された3層構造である。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the
なお、板材1の3層構造は、本実施形態の一例であり、第1平板部11が3枚と、これらの各間に第2平板部12が2枚介在した5層構造や、第1平板部11が4枚と第2平板部12が3枚の7層構造、また下方から順に2枚の第1平板部11、1枚の第2平板部12、1枚の第1平板部11、1枚の第2平板部12、2枚の第1平板部11とする7層構造などを用いてもよい。また、各長板は同寸の幅のものを用いてもよいが、幅が異なる寸法の長板を用いて平板部を構成することも可能である。
Note that the three-layer structure of the
また、木造建物10において板材1は2つ用いられていて、1つは木造建物10の1階の天井と2階の床となる下方の板材1(下方の板材を「1A」と称する)であり、もう1つは2階の天井となる上方の板材1(上方の板材を「1B」と称する)である。下方の板材1Aは、下面に1階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、柱材2の上端の突部22が嵌合する穴13が複数形成されている。また、同下方の板材1Aは、上面に2階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、下端の突部21が嵌合する穴13が複数形成されている(図4参照)。
In addition, two
そして、この板材1Aの下面の穴13と、1階部分の柱材2の突部22とが嵌合したそれぞれの接合部には、板材1Aと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられているまた、この板材1Aの上面の穴13と、2階部分の柱材2の突部21とが嵌合したそれぞれの接合部には、同様に板材1Aと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられている(図3の符号6参照)。
At each joint where the
一方、木造建物10の2階の天井となる上方の板材1Bは、下面に2階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、柱材2の上端の突部22が嵌合する穴13が複数形成されている。そして、この板材1Bの下面の穴13と、1階部分の柱材2の突部22とが嵌合したそれぞれの接合部には、板材1Bと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられている。
On the other hand, the upper plate material 1B, which serves as the ceiling of the second floor of the
図5に示すように、この板材1は、第1平板部11の第1方向Xに延びる複数の長板が、従来の木造軸組構造における梁や桁などの横架材に相当する。これにより、そして、第2平板部12の第2方向Yに延びる長板が、従来の木造軸組構造における床板を支えるための床下に渡す横木、すなわち根太に相当する。
As shown in FIG. 5, in this
(本実施形態の効果)
この構成により、柱と横架材に相当する第1平板部11の長板とで、従来の木造軸組構造と同様の構造を有することとなる。さらに、第2平板部12の長板が根太に相当するため、従来の軸組構造における横架材及び根太、すなわち在来の木造軸組構造の水平構面を、第1平板部11及び第2平板部12が積層された板材1に置き換えることができる。これにより、従来の軸組構造における横架材や軸組に敷き詰める床材が不要になることで、施工が容易となり、工期の短縮が可能となる。
(Effects of this embodiment)
With this configuration, the pillars and the long plates of the first
また、本願の発明者らは、本実施形態の効果を検証すべく試験を行った。1つ目の試験は、従来の軸組構造(種々の直下率)と、本実施形態の構造とにおける耐震性を比較したもので、それぞれの構造に負荷をかけた場合の変形量や変形比を測定するものである。変形量や変形比が小さいほど耐震性が高いこととなる。図12、13にその結果を示す。 In addition, the inventors of the present application conducted tests to verify the effects of this embodiment. The first test compared the seismic resistance of a conventional frame structure (with various dipping ratios) and the structure of this embodiment, and examined the amount of deformation and deformation ratio when a load was applied to each structure. It is used to measure The smaller the amount of deformation or the deformation ratio, the higher the earthquake resistance. The results are shown in FIGS. 12 and 13.
図12、13に示す通り、本実施形態の構造の場合、直下率100%と同等かそれ以上の耐震性を備えることがわかった。このように、本実施形態の構造によれば、強固な耐震性を備えると同時に、直下率をそれほど考慮することなく、フレキシブルに設計することが可能となる。すなわち、強固な耐震性を具備しつつ、様々な構造の木造建物をつくることができる。 As shown in FIGS. 12 and 13, the structure of this embodiment was found to have earthquake resistance equal to or higher than that of 100% direct impact. In this manner, the structure of this embodiment provides strong earthquake resistance and at the same time allows for flexible design without much consideration of the direct impact ratio. In other words, it is possible to create wooden buildings with various structures while providing strong earthquake resistance.
2つ目の試験は、床の剛性についての試験である。本願の発明者らが本実施形態の構造における床の剛性について試験を行い、これを従来の軸組構造の床の結果と比較した。なお、従来構造の床とは、一般的に用いられる合板の床材を軸組に釘打ちして固定したものである。 The second test was about the rigidity of the floor. The inventors of the present application conducted tests on the rigidity of the floor in the structure of this embodiment, and compared the results with the results of a floor with a conventional frame structure. Note that the conventionally constructed floor is one in which commonly used plywood flooring is nailed to a framework.
そして、それぞれの床の側面、すなわち床面と水平方向に厚み方向の端面から荷重をかけ、その時の床の変形量から床の耐力を測定する試験である。一般的に水平せん断試験と言われるものである。なお、従来の軸組構造の床の試験結果については、公知文献の試験結果を用い、これと本実施形態の試験結果とを比較した。 In this test, a load is applied from the side surface of each floor, that is, from the end surface in the thickness direction in a direction horizontal to the floor surface, and the yield strength of the floor is measured from the amount of deformation of the floor at that time. This is generally referred to as a horizontal shear test. In addition, regarding the test results of the floor of the conventional frame structure, the test results of the publicly known literature were used, and the test results of this embodiment were compared with the test results.
図15は、試験結果を示すグラフであって、(a)が本実施形態の床であって、せん断加力試験より得られたせん断応力と変形角との関係を示すグラフであり、(b)が従来の軸組構造の床であって、釘打ちした合板床のせん断加力試験より得られたせん断耐力と変形角との関係を示すグラフである。図15に示すように、1/150rad(0.0067rad)時の従来の軸組構造の床(標準)の耐力が約11.8kN/m2であるところ、本実施形態の床の耐力は、グラフより約2.5N/mm2、これに厚さ150mmと幅1000mmを乗じると約375kN/m2となる。そして、それぞれの耐力を1.96kN(壁倍率1.0)で割ると、従来の軸組構造の床が6倍、本実施形態の床が191倍となる。この結果から、本実施形態の床の剛性は従来に比べて大幅に向上することがわかった。 FIG. 15 is a graph showing the test results, in which (a) is the floor of this embodiment, and (b) is a graph showing the relationship between the shear stress and the deformation angle obtained from the shear force test. ) is a conventional frame structure floor, and is a graph showing the relationship between shear strength and deformation angle obtained from a shear force test of a nailed plywood floor. As shown in FIG. 15, the yield strength of the floor (standard) of the conventional frame structure at 1/150 rad (0.0067 rad) is approximately 11.8 kN/ m2 , but the yield strength of the floor of this embodiment is: From the graph, it is about 2.5 N/mm 2 , and when this is multiplied by the thickness of 150 mm and the width of 1000 mm, it becomes about 375 kN/m 2 . Then, when each proof stress is divided by 1.96 kN (wall magnification 1.0), the floor of the conventional frame structure is 6 times as strong, and the floor of this embodiment is 191 times as strong. From this result, it was found that the rigidity of the floor of this embodiment was significantly improved compared to the conventional floor.
(変形例1)
図6は筋交いを取り付けた木造建物の構造を示す模式図である。図7は柱材と土台との接合部を示す説明図である。図6、図7に示すように、本実施形態の木造建物は、柱材2と土台3の接合部と、柱材2と板材1の接合部を対角線上に結ぶ筋交いが設けられていてもよい。また、柱材2と板材1の接合部同士を対角線上に結ぶ筋交いが設けられていてもよい。
(Modification 1)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of a wooden building equipped with braces. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the joint between the pillar material and the base. As shown in FIGS. 6 and 7, the wooden building of this embodiment is provided with braces diagonally connecting the joints between the
具体的には、図7に示すように、柱材2と土台3の接合部から、図示しない隣の柱材2と板材1の下面の接合部に向けて筋交い7を取り付ける。また、筋交い7は、一例として柱材2に金物8によって固定されている。なお、金物8の形状は一例であり、別の構造の金物を用いてもよい。また、本実施形態は片筋交いを取り付けた一例であり、両筋交いを取り付けることも可能である。
Specifically, as shown in FIG. 7, braces 7 are installed from the joint between the
このように、本実施形態の木造建物の構造は、従来の木造軸組構造と同様に筋交いを取り付けることが可能であり、各接合部同士を対角線上に結ぶ筋交いを設けることで、強度や耐震性を向上することが可能となる。 In this way, the structure of the wooden building of this embodiment can be fitted with braces in the same way as conventional wooden frame structures, and by providing braces connecting each joint diagonally, strength and earthquake resistance can be improved. This makes it possible to improve performance.
(変形例2)
図8Aは木造建物の構造の別の変形例を示す図であり、面材を取り付けた構造を示す模式図である。図8Aに示すように、本実施形態の木造建物は、2つの柱材2と土台3と板材1で囲われる面と、2つの柱材2と2つの板材1で囲われる面とに、面材9が設けられていてもよい。
(Modification 2)
FIG. 8A is a diagram showing another modification of the structure of a wooden building, and is a schematic diagram showing a structure with a panel attached. As shown in FIG. 8A, the wooden building of this embodiment has a surface surrounded by two
(変形例3)
図8Bは木造建物の構造の別の変形例を示す図であり、上記の実施形態では、従来の木造軸組工法と同様に複数の柱材を縦横に整列した例であるが、本発明の構造を用いることで、図8Bに示すように、柱材を縦横に整列させず、まばらに配することも可能である。従来の木造軸組工法では、このようなまばらな配列にすると十分な強度を得られなかったが、本発明を用いることでまばらな配列にした場合にも十分な強度を得ることができる。
(Modification 3)
FIG. 8B is a diagram showing another modified example of the structure of a wooden building. In the above embodiment, a plurality of pillars are arranged vertically and horizontally as in the conventional wooden frame construction method, but the present invention By using this structure, as shown in FIG. 8B, it is also possible to arrange the pillars sparsely without arranging them vertically and horizontally. In the conventional wooden frame construction method, sufficient strength could not be obtained with such a sparse arrangement, but by using the present invention, sufficient strength can be obtained even with a sparse arrangement.
(変形例4)
図9Aは木造建物の構造の別の変形例を示す図であり、柱材の端部に突部21を設けない場合の例であり、板材の穴に柱材の端部をそのまま嵌合する木造建物の構造を示す板材と柱材との接合部を示す図である。図9Aに示すように、本実施形態の木造建物は、柱材の端部に突部21がなく、柱材2の端部を板材1の穴にそのまま嵌合する構造である。また、図9Bに示すように、板材に穴を設けず、板材と柱材とを金具等によって固定する構造としてもよい。
(Modification 4)
FIG. 9A is a diagram showing another modification of the structure of a wooden building, in which the
<第2実施形態>
次に、上記の第1実施形態と構造の異なる第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態の木造建物の構造を示す模式図である。上記した第1実施形態との主な相違点は、土台3をなくして、基礎4の上に板材1を配した点である。以下、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ構造のものについては同じ符号を用いる。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment having a different structure from the first embodiment described above will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a wooden building according to the second embodiment. The main difference from the first embodiment described above is that the
図10に示すように、木造建物20は、2階建ての構造であって、下方の基礎4と、複数の柱材2と、3つの板材1と、を主要な構成として備える。なお、図10では屋根部がない構成としているが、従来の木造軸組構造と同様の屋根部の構造を用いてもよい。また、木造建物20において板材1は3つ用いられていて、1つは木造建物20の1階の床となる下方の板材1(下方の板材を「1X」と称する)であり、1つは木造建物20の1階の天井と2階の床となる下方の板材1(中央の板材を「1Y」と称する)であり、もう1つは2階の天井となる上方の板材1(上方の板材を「1Z」と称する)である。
As shown in FIG. 10, the
基礎4は、従来の木造軸組構造と同様、鉄筋とコンクリートで形成され、地面に敷設されている。そして、基礎4の上面に板材1Xが敷き詰められていて、板材1Xと基礎4とは、例えばアンカーボルトにより緊結されている。また、この板材1Xの上面には、複数の穴13が設けられていて、柱材2の突部21と嵌合する。なお、柱材2は、例えば杉などを使用した木製のタテ材であり、下端に突部21と、上端に突部22が設けられている。
The
中央の板材1Yは、下面に1階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、柱材2の上端の突部22が嵌合する穴13が複数形成されている。また、同中央の板材1Yは、上面に2階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、下端の突部21が嵌合する穴13が複数形成されている(図4参照)。
A plurality of
そして、この板材1Yの下面の穴13と、1階部分の柱材2の突部22とが嵌合したそれぞれの接合部には、板材1Yと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられている。また、この板材1Yの上面の穴13と、2階部分の柱材2の突部21とが嵌合したそれぞれの接合部には、同様に板材1Yと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられている(図3の符号6参照)。
At each joint where the
一方、木造建物20の2階の天井となる上方の板材1Zは、下面に2階の柱となる複数の柱材2に対応する位置に、柱材2の上端の突部22が嵌合する穴13が複数形成されている。そして、この板材1Zの下面の穴13と、1階部分の柱材2の突部22とが嵌合したそれぞれの接合部には、板材1Zと柱材2に渡るようにネジ止めされた金物が補強材として用いられている。
On the other hand, the upper plate material 1Z, which serves as the ceiling of the second floor of the
この構成により、上記した第1実施形態の効果に加え、基礎4の上に土台3を組むこと及び別途床材を敷き詰める必要がなく、板材1と基礎4とを固定することで足りるので、さらに施工が容易となり、非常に工期を短縮でき、コスト減にも大きくつながる。また、基礎を規格化することも可能となる。
With this configuration, in addition to the effects of the first embodiment described above, there is no need to assemble the
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記の実施形態は第1平板部が第2平板部よりも積層数の多い構造の板材の例であるが、これに限られず、第1平板部と第2平板部が交互に同数積層された板材を用いることも可能である。 As mentioned above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but various additions, changes, or deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the above embodiment is an example of a plate material having a structure in which the first flat plate part has a larger number of laminated layers than the second flat plate part, the present invention is not limited to this, and the first flat plate part and the second flat plate part are alternately laminated in the same number of layers. It is also possible to use a plate material made of aluminum.
1 板材
11 第1平板部
12 第2平板部
13 穴
2 柱材
21 突部
22 突部
3 土台
31 穴
4 基礎
5 金物
6 金物
7 筋交い
8 金物
9 面材
10 木造建物
20 木造建物
1
Claims (7)
端部に前記板材と接合するための突部を有する複数の柱材と、を備え、
前記板材は、上面又は下面に前記複数の柱材の突部がそれぞれ嵌合する複数の穴を有し、
前記板材の前記穴と、前記柱材の前記突部とが嵌合して取付られ、
前記複数の柱材は、所定数の柱材が前記第1方向に沿って配され、前記板材の第1平板部が梁として機能し、
木造建物の下方に配される基礎をさらに備え、前記基礎の上に前記板材を配する、又は、前記基礎の上に土台を介して前記板材を配し、
下方の前記板材と上方の前記板材とが前記柱材を介して連結されている、木造建物の構造。 A plurality of alternately laminated first flat plate portions in which long plates extending in a first direction are lined up and bonded together, and second flat plate portions in which long plates extending in a second direction perpendicular to the first direction are lined up and bonded. board material,
a plurality of pillars having protrusions at their ends for joining with the plate materials,
The plate material has a plurality of holes on an upper surface or a lower surface into which the protrusions of the plurality of pillar materials fit, respectively,
The hole of the plate material and the protrusion of the pillar material are fitted and attached,
In the plurality of pillar materials, a predetermined number of pillar materials are arranged along the first direction, and a first flat plate portion of the plate material functions as a beam,
further comprising a foundation placed below the wooden building, and placing the board on the foundation, or placing the board on the foundation via a foundation;
A structure of a wooden building in which the lower plate material and the upper plate material are connected via the pillar material .
請求項1に記載の木造建物の構造。 A joining member is disposed at the joint between the upper end or the lower end of the pillar material and the plate material,
The structure of a wooden building according to claim 1.
請求項1に記載の木造建物の構造。 A brace is provided on a surface formed by the two pillars and an upper or lower plate joined to the two pillars.
The structure of a wooden building according to claim 1.
請求項1に記載の木造建物の構造。 A face material is provided on a surface formed by the two pillar materials and an upper or lower plate material joined to the two pillar materials,
The structure of a wooden building according to claim 1.
前記板材の前記第1平板部又は前記第2平板部が梁又は根太として機能する、
請求項1に記載の木造建物の構造。 A column row consisting of the predetermined number of column materials is arranged in a row along the second direction parallel to the first direction,
The first flat plate part or the second flat plate part of the plate material functions as a beam or a joist,
The structure of a wooden building according to claim 1.
前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、該板材の上面及び下面には前記第1平板部が露出するように積層されている、
または、前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、最上面及び最下面には前記第1平板部が配されていて、これらを挟み込むように、最上面の上及び最下面の下に、さらに前記第1平板部がそれぞれ配されている、
請求項1に記載の木造建物の構造。 The plate material is
The first flat plate part and the second flat plate part are stacked alternately, and the first flat plate part is stacked so that the first flat plate part is exposed on the upper and lower surfaces of the plate material,
Alternatively, the first flat plate part and the second flat plate part are alternately stacked, and the first flat plate part is arranged on the uppermost surface and the lowermost surface, and the first flat plate part is placed on the uppermost surface and the lowermost surface so as to sandwich them. The first flat plate portions are further arranged below the lower surface,
The structure of a wooden building according to claim 1.
前記第1平板部と前記第2平板部とが交互に積層され、
前記板材の上面及び下面のいずれか一方に前記第1平板部が露出し、該板材の上面及び下面のいずれか他方に前記第2平板部が露出するように積層されている、
請求項1に記載の木造建物の構造。 The plate material is
The first flat plate portion and the second flat plate portion are alternately stacked,
The plates are laminated so that the first flat plate portion is exposed on either the upper surface or the lower surface of the plate material, and the second flat plate portion is exposed on the other of the upper surface or the lower surface of the plate material.
The structure of a wooden building according to claim 1.
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