JP7771595B2 - wooden frame structure - Google Patents

wooden frame structure

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JP7771595B2 JP2021156883A JP2021156883A JP7771595B2 JP 7771595 B2 JP7771595 B2 JP 7771595B2 JP 2021156883 A JP2021156883 A JP 2021156883A JP 2021156883 A JP2021156883 A JP 2021156883A JP 7771595 B2 JP7771595 B2 JP 7771595B2
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Description

本発明は、木造軸組架構に関する。 The present invention relates to wooden frame structures.

木造軸組工法による木造軸組架構においては、木造の柱と、木造の梁もしくは土台といった木質軸部材により構成される架構の内部に、構造用合板などの木質パネルを耐力壁として釘等により接合する形式や、筋交いを配設する形式などが一般に適用されている。この耐力壁にCLT(Cross Laminated Timber)などの厚板の木質パネルを適用する場合、大壁形式にすると架構における壁厚が必要以上に大きくなって不経済である。そこで、架構の柱幅や梁幅に収まるように、真壁形式で木質パネルが架構内に配設されることになる。 In wooden frame construction using the wooden frame method, the interior of a frame made up of wooden axial members such as wooden columns and wooden beams or foundations is generally made up of wooden panels such as structural plywood, which are joined with nails or braces to serve as load-bearing walls. If thick wooden panels such as CLT (Cross Laminated Timber) are used for these load-bearing walls, a large-wall format would result in the wall thickness of the frame being unnecessarily large, which would be uneconomical. Therefore, wood panels are arranged within the frame in a solid-wall format so that they fit within the width of the columns and beams of the frame.

この真壁形式において架構と木質パネルを接合する場合、例えば梁や柱といった木質軸部材にピン孔を備えた鋼板を取り付けておき、木質パネルの端部に鋼板が収容される収容溝を設けておき、収容溝に鋼板を収容させながら木質軸部材と木質パネルを当接させた後、木質軸部材の外側からボルトやビス等の接続金具を差し込み、ピン孔に接続金具を挿通させて接合する方法が一般に用いられている。 When joining a frame and a wooden panel in this solid wall style, a common method is to attach a steel plate with a pinhole to a wooden axial member such as a beam or pillar, create a groove at the end of the wooden panel to accommodate the steel plate, and then abut the wooden axial member and the wooden panel while the steel plate is placed in the groove. After that, a connecting metal fitting such as a bolt or screw is inserted from the outside of the wooden axial member and passed through the pinhole to complete the join.

より詳細には、鋼板には、木質軸部材の側面に固定される鋼板(例えば第1鋼板)と木質パネルの収容溝に収容される鋼板(例えば第2鋼板)が相互に溶接等により一体とされた鋼板ユニットが適用され、第1鋼板と木質軸部材との接続と、第2鋼板と木質パネルとの接続は、それぞれに固有の接続金具にて接続される。すなわち、真壁形式にて架構に木質パネルを接続する場合、一枚ものの鋼板ではなくて鋼板ユニットを必要とし、さらに二種類の接続金具を必要とすることから、これらの接続具に要する材料コストと接続手間が課題となる。 More specifically, the steel plate is a steel plate unit in which a steel plate (e.g., a first steel plate) fixed to the side of the wooden shaft member and a steel plate (e.g., a second steel plate) accommodated in the accommodation groove of the wooden panel are joined together by welding or other means, and the first steel plate is connected to the wooden shaft member, and the second steel plate is connected to the wooden panel using unique connecting hardware. In other words, when connecting wooden panels to a frame in a solid wall format, a steel plate unit is required instead of a single steel plate, and two types of connecting hardware are also required, which poses issues with the material cost and effort required for these connectors.

以上より、架構に木質パネルが真壁形式で接続される木造軸組架構において、接続具に要する材料コストと接続手間の双方を低減できる技術が望まれる。 For these reasons, there is a need for technology that can reduce both the material costs and connection labor required for connectors in wooden frame structures where wooden panels are connected to the frame in a solid wall format.

ここで、特許文献1には、CLT構造物が提案されている。このCLT構造物は、水平方向に延びる筋部材を有するコンクリート製の基礎と、挽き板が積層されて接着されたパネル材であって、下端面に長手方向に沿って延びるスリットが形成された壁パネルと、一部が基礎に埋め込まれて、平板形状の接合板部の少なくとも一部が基礎の上面から上方へ突出する接合プレートと、基礎の上面から突出した接合板部が壁パネルのスリットに挿入された挿入状態で、接合板部と壁パネルとを連結するドリフトピンからなる連結部材とを備えている。接合板部は、その長手方向が筋部材の延びる方向に沿った姿勢で、筋部材の上方に位置しており、接合プレートは、接合板部と、基礎に埋め込まれて接合板部から鉛直方向と交差する方向へ延びる鍔部と、基礎に埋め込まれて鍔部から下方へ延びるアンカー部材とを有し、アンカー部材は下端が筋部材より下方に位置している。 Patent Document 1 proposes a CLT structure. This CLT structure includes a concrete foundation with horizontally extending reinforcing members, a wall panel made of laminated and glued planks with a longitudinally extending slit formed on its bottom surface, a connecting plate partially embedded in the foundation with at least a portion of its flat connecting plate protruding upward from the top surface of the foundation, and a connecting member consisting of a drift pin that connects the connecting plate to the wall panel when the connecting plate protruding from the top surface of the foundation is inserted into the slit in the wall panel. The connecting plate is positioned above the reinforcing members with its longitudinal direction aligned with the extension of the reinforcing members. The connecting plate includes the connecting plate, a flange embedded in the foundation and extending from the connecting plate in a direction intersecting the vertical direction, and an anchor embedded in the foundation and extending downward from the flange, with the lower end of the anchor member positioned below the reinforcing members.

特開2020-172743号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-172743

特許文献1に記載のCLT構造物においても、壁パネルと基礎の接続に際して、接合板部と鍔部からなる接続金具を要し、ドリフトピンとアンカー部材といった二種類の接続金具を要することに変わりはない。 Even in the CLT structure described in Patent Document 1, connecting wall panels to the foundation requires fittings consisting of a joint plate and a flange, and two types of fittings, namely, drift pins and anchor members, are still required.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、架構に木質パネルが真壁形式で接続される木造軸組架構において、接続具に要する材料コストと接続手間の双方を低減できる木造軸組架構を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a wooden frame structure in which wooden panels are connected to the frame in a solid wall style, which reduces both the material costs required for connectors and the labor required for connections.

前記目的を達成すべく、本発明による木造軸組架構の一態様は、
木造の柱と、木造の梁もしくは土台とを含む架構により形成される、木造軸組架構であって、
前記架構には、木質パネルが真壁形式に配設され、該木質パネルは、前記柱における該架構の面内方向外側の側面から該柱を貫通して該木質パネルの内部に通じる軸状固定部材により、該柱に固定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the wooden frame structure according to the present invention is as follows:
A wooden frame structure formed by a frame including wooden columns and wooden beams or foundations,
The frame is characterized in that wooden panels are arranged in a solid wall format, and the wooden panels are fixed to the columns by axial fixing members that pass through the columns from the outer side of the column in the in-plane direction of the frame and lead to the inside of the wooden panels.

本態様によれば、木質パネルが架構に真壁形式に配設されている木造軸組架構において、木質パネルが、柱における架構の面内方向外側の側面から柱を貫通して木質パネルの内部に通じる軸状固定部材によって柱に固定されていることにより、複数の鋼板が相互に溶接等された鋼板ユニットを不要にでき、架構を構成する柱と木質パネルが一種類の軸状固定部材にて固定されることから、接続具に要する材料コストと接続手間の双方を低減することができる。ここで、軸状固定部材には、ボルトやビス、釘、ドリフトピン等が適用できる。また、木質パネルには、構造用合板や集成材(複数の製材を接着剤やビス等により固定した材)、CLTパネル等が適用できる。 In this aspect, in a wooden frame structure in which wood panels are arranged in a solid wall format on the frame, the wood panels are fixed to the columns with axial fixing members that penetrate the columns from the outer side of the frame's in-plane direction and lead to the interior of the wood panels. This eliminates the need for steel plate units in which multiple steel plates are welded together, and since the columns and wood panels that make up the frame are fixed with a single type of axial fixing member, both the material costs and connection labor required for connectors can be reduced. Here, bolts, screws, nails, drift pins, etc. can be used as axial fixing members. Furthermore, structural plywood, laminated lumber (material in which multiple pieces of lumber are fixed with adhesives, screws, etc.), CLT panels, etc. can be used as wood panels.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記柱に貫通孔が設けられ、
前記木質パネルの端部から内部にかけて軸状溝が設けられており、
前記貫通孔と前記軸状溝が位置決めされて連通孔が形成され、該連通孔に前記軸状固定部材が挿通され、打ち込み固定されていることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
The pillar is provided with a through hole,
An axial groove is provided from the end of the wood panel to the inside,
The through hole and the shaft-shaped groove are positioned to form a communication hole, and the shaft-shaped fixing member is inserted into the communication hole and driven in to be fixed.

本態様によれば、柱に予め設けられている貫通孔と、木質パネルに予め設けられている軸状溝が相互に位置決めされて連通孔が形成され、連通孔に軸状固定部材が挿通され、打ち込み固定されていることにより、所望の打ち込み位置に対して高精度かつ効率的に軸状固定部材を打ち込むことができる。 In this aspect, a through-hole pre-drilled in the pillar and an axial groove pre-drilled in the wood panel are aligned with each other to form a communicating hole, and an axial fixing member is inserted into the communicating hole and hammered in and fixed, allowing the axial fixing member to be hammered into the desired hammering position with high precision and efficiency.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記木質パネルが、該木質パネルの左右にある前記柱に対してそれぞれ前記軸状固定部材により固定されていることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
The wood panel is characterized in that it is fixed to the pillars on the left and right sides of the wood panel by the shaft-shaped fixing members, respectively.

本態様によれば、木質パネルの左右にある柱に対して木質パネルが固定されることから、架構を構成する柱にのみ固定される木質パネルの固定強度を高めることができる。 According to this aspect, the wood panel is fixed to the pillars on either side of the panel, thereby increasing the fixing strength of the wood panel, which is fixed only to the pillars that make up the frame.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記木質パネルに第1シアプレートが埋設され、該木質パネルと前記柱の界面に該第1シアプレートの一部が臨んでおり、
前記第1シアプレートを前記軸状固定部材が貫通していることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
A first shear plate is embedded in the wood panel, and a portion of the first shear plate faces the interface between the wood panel and the column.
The shaft-shaped fixing member penetrates the first shear plate.

本態様によれば、第1シアプレートが木質パネルと柱の界面に臨んだ状態で木質パネルに埋設され、軸状固定部材が第1シアプレートを貫通しながら柱と木質パネルを繋いでいることにより、軸状固定部材のせん断耐力を向上させることができ、軸状固定部材の必要本数を低減することが可能になる。この第1シアプレートは、木質パネルと柱のいずれか一方に埋設することが考えられるが、柱に比べて一般に木質パネルが軟質であることから、木質パネルに埋設するのが好ましい。 In this embodiment, the first shear plate is embedded in the wood panel facing the interface between the wood panel and the column, and the axial fixing member passes through the first shear plate to connect the column and the wood panel. This improves the shear strength of the axial fixing member and reduces the number of axial fixing members required. It is conceivable to embed the first shear plate in either the wood panel or the column, but since wood panels are generally softer than columns, it is preferable to embed it in the wood panel.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記柱に第2シアプレートが埋設され、該柱と前記木質パネルの界面に該第2シアプレートの一部が臨んでおり、
前記第2シアプレートと前記第1シアプレートの双方に前記軸状固定部材が貫通していることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
A second shear plate is embedded in the column, and a portion of the second shear plate faces the interface between the column and the wood panel;
The shaft-shaped fixing member penetrates both the second shear plate and the first shear plate.

本態様によれば、木質パネルに第1シアプレートが埋設されることに加えて、柱に第2シアプレートが埋設され、第1シアプレートと第2シアプレートが柱と木質パネルの界面にて当接した状態で、軸状固定部材が第1シアプレートと第2シアプレートを貫通しながら柱と木質パネルを繋いでいることにより、軸状固定部材のせん断耐力をより一層向上させることができ、軸状固定部材の必要本数をより一層低減することが可能になる。 In this configuration, in addition to embedding the first shear plate in the wood panel, the second shear plate is embedded in the column, and the first and second shear plates abut at the interface between the column and the wood panel. The axial fixing member penetrates the first and second shear plates to connect the column and the wood panel. This further improves the shear strength of the axial fixing member and makes it possible to further reduce the number of axial fixing members required.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記軸状固定部材がドリフトピンであることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
The shaft-shaped fixing member is a drift pin.

本態様によれば、軸状固定部材がドリフトピンであることにより、柱と木質パネルの接続強度を高めることができる。また、柱に予め設けられている貫通孔と、木質パネルに予め設けられている軸状溝が相互に位置決めされることにより形成される連通孔に対して挿通され、打ち込み固定される軸状固定部材として、ドリフトピンは好適となる。 In this embodiment, the axial fixing member is a drift pin, which increases the connection strength between the pillar and the wood panel. Furthermore, a drift pin is suitable as an axial fixing member that is inserted into and hammered into a communicating hole formed by positioning a through hole pre-installed in the pillar and an axial groove pre-installed in the wood panel.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様において、
前記木質パネルと前記梁もしくは前記土台が、ほぞパイプにより固定されていることを特徴とする。
In another aspect of the wooden frame structure according to the present invention,
The wooden panel and the beam or the base are fixed together by a tenon pipe.

本態様によれば、木質パネルと梁もしくは土台がほぞパイプにより固定されていることにより、木質パネルに生じるせん断力をほぞパイプにて負担することができる。 In this embodiment, the wood panel and the beam or base are fixed together with the tenon pipe, so that the shear force generated in the wood panel can be borne by the tenon pipe.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様は、
前記木質パネルが、CLTパネルであることを特徴とする。
Another aspect of the wooden framework according to the present invention is as follows:
The wood panel is a CLT panel.

本態様によれば、木質パネルがCLTパネルであることにより、例えば、縦横の寸法が12m×2.6mまでの広範なパネルを適用できることから、現場におけるパネル同士の接続箇所を可及的に低減することができる。このことにより、木造軸組架構の耐力の向上と施工効率の向上を図ることができる。また、CLTパネルは、複数の板材が繊維方向を交差(直交)させた態様で積層されていることから、変形に強く、耐力壁として好適である。 In this embodiment, because the wood panels are CLT panels, a wide range of panels, for example up to 12m x 2.6m in length and width, can be used, minimizing the number of panel connections on-site. This improves the strength of wooden frame structures and construction efficiency. Furthermore, because CLT panels are made by stacking multiple boards with their fibers crossing (orthogonal), they are resistant to deformation and are suitable for use as load-bearing walls.

また、本発明による木造軸組架構の他の態様において、
前記木質パネルの正面視形状は矩形であり、
前記矩形の四つの隅角部が切り欠かれていることを特徴とする。
In another aspect of the wooden frame structure according to the present invention,
The front view shape of the wood panel is rectangular,
The four corners of the rectangle are cut out.

本態様によれば、正面視矩形の木質パネルの四つの隅角部が切り欠かれていることにより、地震時に木造軸組架構が変形した際に、木質パネルの隅角部が梁や土台等に当接し、相互に押圧することによる圧縮力にて荷重上昇することを解消できる。 In this case, the four corners of the rectangular wooden panel, as viewed from the front, are notched. This prevents the corners of the wooden panel from coming into contact with beams, foundations, etc., and pressing against each other when the wooden frame structure is deformed during an earthquake, preventing an increase in load due to compressive forces.

以上の説明から理解できるように、本発明の木造軸組架構によれば、架構に木質パネルが真壁形式で接続される木造軸組架構において、接続具に要する材料コストと接続手間の双方を低減することができる。 As can be understood from the above explanation, the wooden frame structure of the present invention can reduce both the material costs and connection labor required for connectors in a wooden frame structure in which wooden panels are connected to the frame in a solid wall format.

第1実施形態に係る木造軸組架構の一例を示す正面図である。1 is a front view showing an example of a wooden frame structure according to a first embodiment. FIG. 図1のII-II矢視図であって、柱と木質パネルを軸状固定部材が固定している状態を説明する図である。2 is a view taken along the line II-II in FIG. 1, illustrating the state in which the shaft-shaped fixing member fixes the pillar and the wood panel. (a),(b)はいずれも、柱と木質パネルの界面にシアプレートを備えて軸状固定部材が双方を固定している状態を説明する図である。10A and 10B are diagrams illustrating a state in which a shear plate is provided at the interface between the pillar and the wood panel, and an axial fixing member fixes both of them. シアプレートの一例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an example shear plate. 第1実施形態に係る木造軸組架構の一例の構造モデル図である。FIG. 1 is a structural model diagram of an example of a wooden frame structure according to a first embodiment. 第2実施形態に係る木造軸組架構の一例を示す正面図である。FIG. 10 is a front view showing an example of a wooden frame structure according to a second embodiment. 第2実施形態に係る木造軸組架構の一例の構造モデル図である。FIG. 10 is a structural model diagram of an example of a wooden frame structure according to a second embodiment.

以下、各実施形態に係る木造軸組架構の一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 An example of a wooden frame structure according to each embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and drawings, substantially identical components will be designated by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted.

[第1実施形態に係る木造軸組架構]
はじめに、図1乃至図5を参照して、第1実施形態に係る木造軸組架構の一例について説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る木造軸組架構の一例を示す正面図であり、図2は、図1のII-II矢視図であって、柱と木質パネルを軸状固定部材が固定している状態を説明する図である。
[Wooden framework structure according to the first embodiment]
First, an example of a wooden frame structure according to the first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 5. Here, Figure 1 is a front view showing an example of a wooden frame structure according to the first embodiment, and Figure 2 is a view taken along the line II-II in Figure 1, illustrating how the pillars and wooden panels are fixed by shaft-shaped fixing members.

木造軸組架構100は、木造の柱10と、木造の梁20及び土台30とを含む架構90により形成され、架構90には木質パネル40が真壁形式に配設される。ここで、図示例は、建物の1階の架構90を示しているが、2階以上の建物の上階の架構が対象の場合は、左右の柱と上下の梁により架構が形成される。 The wooden frame structure 100 is formed by a framework 90 including wooden columns 10, wooden beams 20, and a foundation 30, and wooden panels 40 are arranged in a solid wall format on the framework 90. The illustrated example shows the framework 90 for the first floor of a building, but if the framework is for the upper floors of a two-story or higher building, the framework is formed by left and right columns and top and bottom beams.

木質パネル40は、その左右の側面41が左右にある柱10に対してそれぞれ当接され、上面42が梁20に当接され、下面43が土台30に当接された状態で、左右の側面41と当接する左右の柱10に対して固定される。より具体的には、柱10における架構90の面内方向外側の側面12から、柱10を貫通して木質パネル40の内部に通じるドリフトピン50(軸状固定部材の一例)により、木質パネル40が柱10に固定される。 The wood panel 40 is fixed to the left and right columns 10 with its left and right side surfaces 41 abutting against the columns 10 on the left and right, its top surface 42 abutting against the beams 20, and its bottom surface 43 abutting against the base 30. More specifically, the wood panel 40 is fixed to the columns 10 with drift pins 50 (an example of axial fixing members) that extend from the outer side surface 12 of the column 10 in the in-plane direction of the frame 90, through the column 10, and into the interior of the wood panel 40.

木質パネル40は、正面視形状が矩形であり、高さがh、幅がdである。木質パネル40には、構造用合板や集成材、CLTパネルなどが適用できるが、縦横の寸法が12m×2.6mまでの広範なパネルを利用でき、現場におけるパネル同士の接続箇所を可及的に低減できること、このことによって木造軸組架構100の耐力の向上と施工効率の向上に繋がることから、CLTパネルが好適である。 The wooden panel 40 has a rectangular shape when viewed from the front, with a height of h and a width of d. Structural plywood, laminated timber, CLT panels, etc. can be used for the wooden panel 40, but CLT panels are preferred because they can be used in a wide range of panels with dimensions up to 12m x 2.6m, and they minimize the number of connection points between panels on-site, which improves the strength of the wooden frame structure 100 and improves construction efficiency.

左右の柱10の芯間距離Dは、0.5m乃至2.0mの範囲の複数の形態があり、例えば、0.5m、0.75m、1.0m、1.5m、及び2.0mの形態が挙げられる。 The center-to-center distance D between the left and right columns 10 is available in several configurations ranging from 0.5 m to 2.0 m, including, for example, 0.5 m, 0.75 m, 1.0 m, 1.5 m, and 2.0 m.

木質パネル40の四つの隅角部には、切り欠き44が設けられている。この隅角部における切り欠き44により、地震時に木造軸組架構100に水平力Fが作用して変形した際に、木質パネル40の隅角部が左右の柱10や梁20、土台30に当接して、相互に押圧することによる圧縮力にて荷重上昇することを防止できる。 Notches 44 are provided at the four corners of the wooden panel 40. These notches 44 prevent the corners of the wooden panel 40 from coming into contact with the left and right columns 10, beams 20, and foundations 30 and increasing the load due to compressive forces caused by mutual pressure when a horizontal force F acts on the wooden frame structure 100 during an earthquake and causes deformation.

図1に示すように、木質パネル40の幅dに対して、切り欠き44の高さh1は、d/30(1/30ラジアン)に設定される。本発明者等の経験則によれば、切り欠き44が1/30ラジアンに設定されることにより、地震時に架構90が変形した際に、木質パネル40の隅角部が梁20や土台30に当接しないことが分かっており、この経験則に依拠している。 As shown in Figure 1, the height h1 of the cutout 44 is set to d/30 (1/30 radians) relative to the width d of the wood panel 40. According to the inventors' experience, setting the cutout 44 to 1/30 radians prevents the corners of the wood panel 40 from coming into contact with the beams 20 or foundation 30 when the frame 90 deforms during an earthquake, and this experience is the basis for this design.

また、木質パネル40の上面42と下面43のうち、左右の切り欠き44を除いた中央領域の長さはd/2に設定されている(中央領域の長さがd/2となるように、切り欠き44の長さが設定される)。 Furthermore, the length of the central region of the upper surface 42 and lower surface 43 of the wood panel 40, excluding the left and right cutouts 44, is set to d/2 (the length of the cutouts 44 is set so that the length of the central region is d/2).

図2に示すように、柱10には貫通孔15が設けられ、木質パネル40の端部から内部にかけて軸状溝45が設けられており、貫通孔15と軸状溝45が位置決めされて連通孔18が形成されている。ここで、貫通孔15と軸状溝45の長さは同一もしくは略同一に設定されている。 As shown in Figure 2, a through hole 15 is provided in the column 10, and an axial groove 45 is provided from the end of the wood panel 40 to the inside, and the through hole 15 and the axial groove 45 are positioned to form a communicating hole 18. Here, the lengths of the through hole 15 and the axial groove 45 are set to be the same or approximately the same.

そして、連通孔18に対してドリフトピン50が挿通され、打ち込み固定されている。 The drift pin 50 is then inserted into the communication hole 18 and driven in to be fixed.

図1に示すように、左右の柱10と木質パネル40は、複数のドリフトピン50により固定される。ここで、木質パネル40の左右それぞれのドリフトピン50の本数は、以下の二つの算定式により設定できる。 As shown in Figure 1, the left and right columns 10 and the wood panel 40 are fixed together by multiple drift pins 50. Here, the number of drift pins 50 on each side of the wood panel 40 can be determined using the following two calculation formulas.

具体的には、地震時に水平力Fが作用した際の、木造軸組架構100における、CLTパネルと柱の接合部の降伏耐力Pyは、以下の式(1)により表すことができる。 Specifically, when a horizontal force F acts during an earthquake, the yield strength Py of the joint between the CLT panel and the column in a wooden frame structure 100 can be expressed by the following equation (1):

式(1)において、ny×pyは、図1における全てのドリフトピンのせん断降伏耐力Qyに相当する。 In equation (1), ny x py corresponds to the shear yield strength Qy of all the drift pins in Figure 1.

一方、木造建物の耐震性能においては、地震時の層間変形角:1/150が一般的な指標であることから、CLTパネルと柱の接合部の剛性P150は、以下の式(2)により表すことができる。 On the other hand, in the seismic performance of wooden buildings, the inter-story deformation angle during an earthquake: 1/150 is a general indicator, so the rigidity P 150 of the joint between the CLT panel and the column can be expressed by the following equation (2).

ドリフトピン50の必要本数は、上式(1)、(2)の小さい方を設計耐力とすることにより、設定される。 The required number of drift pins 50 is determined by taking the smaller of the above equations (1) and (2) as the design strength.

図3(a)、(b)には、柱10と木質パネル40の間の界面におけるせん断耐力を向上させる接合形態が図示されている。ここで、図3(a)、(b)はいずれも、柱と木質パネルの界面にシアプレートを備えて軸状固定部材が双方を固定している状態を説明する図である。 Figures 3(a) and (b) show a joint configuration that improves the shear strength at the interface between the column 10 and the wood panel 40. Both Figures 3(a) and (b) illustrate a state in which a shear plate is provided at the interface between the column and the wood panel, and an axial fixing member secures both together.

図3(a)に示す形態は、木質パネル40に第1シアプレート55A(シアプレート55)が埋設され、木質パネル40の側面41(柱10との界面)に第1シアプレート55Aが臨んでいる。 In the configuration shown in Figure 3(a), a first shear plate 55A (shear plate 55) is embedded in the wood panel 40, and the first shear plate 55A faces the side surface 41 of the wood panel 40 (the interface with the column 10).

図4に示すように、シアプレート55は、ピン孔55cを備えた円盤55aと、円盤55aの輪郭に沿って立設する筒壁55bとを有している。筒壁55bが木質パネル40の内部に埋設され、円盤55aの背面が柱10との界面に臨んでおり、ドリフトピン50がピン孔55cを貫通して木質パネル40の内部に埋設されている。 As shown in Figure 4, the shear plate 55 has a disk 55a with a pin hole 55c and a cylindrical wall 55b that stands along the outline of the disk 55a. The cylindrical wall 55b is embedded inside the wood panel 40, with the back surface of the disk 55a facing the interface with the column 10, and the drift pin 50 passes through the pin hole 55c and is embedded inside the wood panel 40.

一方、図3(b)に示す形態は、木質パネル40に第1シアプレート55Aが埋設されていることに加えて、柱10に別途の第2シアプレート55B(シアプレート55)が埋設され、第2シアプレート55Bもその円盤55aが木質パネル40との界面に臨んでいて、第1シアプレート55Aと第2シアプレート55Bの双方の円盤55aの背面同士が界面において当接している。そして、双方の円盤55aのピン孔55cをドリフトピン50が貫通して、木質パネル40の内部に埋設されている。 On the other hand, in the configuration shown in Figure 3(b), in addition to a first shear plate 55A embedded in the wood panel 40, a separate second shear plate 55B (shear plate 55) is embedded in the column 10, and the disk 55a of the second shear plate 55B also faces the interface with the wood panel 40, with the backs of the disks 55a of the first shear plate 55A and the second shear plate 55B abutting each other at the interface. Drift pins 50 pass through the pin holes 55c of both disks 55a and are embedded inside the wood panel 40.

図3(a),(b)のいずれの形態においても、一つもしくは二つのシアプレート55にて柱10と木質パネル40の界面のせん断耐力が向上することにより、設計上算定されるドリフトピン50の必要本数を低減することが可能になる。 In either configuration shown in Figure 3(a) or (b), the use of one or two shear plates 55 improves the shear strength of the interface between the column 10 and the wood panel 40, making it possible to reduce the number of drift pins 50 required for design calculations.

ここで、本発明者等は、図3(a)に示す一つのシアプレート55にて補強された形態と、図3(b)に示す二つのシアプレート55にて補強された形態における、ドリフトピン1本当たりの耐荷重を求める検証実験を行っている。 The inventors conducted verification experiments to determine the load-bearing capacity per drift pin in the configuration reinforced with one shear plate 55 shown in Figure 3(a) and the configuration reinforced with two shear plates 55 shown in Figure 3(b).

その結果、図3(a)の形態では、ドリフトピンが5mm程度変位した際に最大耐荷重12kN程度となり、その後は塑性変形する結果となっている。 As a result, in the configuration shown in Figure 3(a), the maximum load capacity is approximately 12 kN when the drift pin is displaced by approximately 5 mm, after which it begins to plastically deform.

一方、図3(b)の形態では、ドリフトピンが10mm程度変位した際に最大耐荷重15kN程度となり、その後は塑性変形する結果となっている。 On the other hand, in the configuration shown in Figure 3(b), the maximum load capacity reaches approximately 15 kN when the drift pin is displaced approximately 10 mm, after which it undergoes plastic deformation.

すなわち、シアプレート55の枚数を2倍にしても耐荷重は1.3倍程度の増加に過ぎないことから、費用対効果の観点では1枚のシアプレート55にて補強する形態が望ましい。 In other words, doubling the number of shear plates 55 only increases the load capacity by about 1.3 times, so from a cost-effectiveness perspective, reinforcing with a single shear plate 55 is preferable.

また、柱10に比べて一般に木質パネル40が軟質であることから、図3(a)に示すように、一つのシアプレート55を界面に設ける場合は、木質パネル40にシアプレート55を埋設するのが好ましい。 Furthermore, since the wood panel 40 is generally softer than the pillar 10, when one shear plate 55 is provided at the interface, it is preferable to embed the shear plate 55 in the wood panel 40, as shown in Figure 3(a).

図5は、図1に示す木造軸組架構100の構造モデルの一例を示す図である。構造モデルM1において、梁B1や土台B2に対する柱Cの接合(仕口)は、ホゾや鎌継(カマ)、蟻継(アリ)などによる接合形態や、ほぞパイプ等の接合金具を介した接合形態などがあるが、いずれも、構造モデル上はピンP1となる。 Figure 5 is a diagram showing an example of a structural model of the wooden frame structure 100 shown in Figure 1. In the structural model M1, the joints (joints) of the column C to the beam B1 or foundation B2 can be joints such as tenons, mortise and tenon joints, or joints using connecting fittings such as tenon pipes, but all of these are represented by pins P1 in the structural model.

一方、左右の柱Cと木質パネルWとの複数のドリフトピンによる接合は、バネSpによりモデル化できる。 On the other hand, the connections between the left and right columns C and the wooden panel W using multiple drift pins can be modeled using springs Sp.

図1に示す木造軸組架構100によれば、木質パネル40が、柱10における架構90の面内方向外側の側面から柱10を貫通して木質パネル40の内部に通じるドリフトピン50によって柱10に固定されていることにより、鋼板ユニット等をの接続治具を不要にでき、柱10と木質パネル40を一種類の軸状固定部材にて固定できることから、接続具に要する材料コストと接続手間の双方を低減することができる。 In the wooden frame structure 100 shown in Figure 1, the wooden panel 40 is fixed to the column 10 by a drift pin 50 that penetrates the column 10 from the outer side of the column 10 in the in-plane direction of the frame 90 and leads to the interior of the wooden panel 40. This eliminates the need for connecting jigs such as steel plate units, and allows the column 10 and wooden panel 40 to be fixed with a single type of axial fixing member, thereby reducing both the material cost and connection labor required for the connector.

[第2実施形態に係る木造軸組架構]
次に、図6及び図7を参照して、第2実施形態に係る木造軸組架構の一例について説明する。ここで、図6は、第2実施形態に係る木造軸組架構の一例を示す正面図である。
[Wooden framework structure according to the second embodiment]
Next, an example of a wooden frame structure according to the second embodiment will be described with reference to Figures 6 and 7. Here, Figure 6 is a front view showing an example of a wooden frame structure according to the second embodiment.

木造軸組架構100Aは、木質パネル40と梁20及び土台30が、ほぞパイプ60を介して固定されている点において木造軸組架構100と相違する。 The wooden frame structure 100A differs from the wooden frame structure 100 in that the wooden panels 40, beams 20, and foundations 30 are fixed together via tenon pipes 60.

ほぞパイプ60には不図示のピン孔が開設されており、ピン孔にドリフトピン等のピン65が挿通されることにより、ほぞパイプ60が梁20や土台30に固定されながら、梁20及び土台30と、木質パネル40の上面42及び下面43を固定する。 The tenon pipe 60 has pin holes (not shown), and pins 65 such as drift pins are inserted into the pin holes to secure the tenon pipe 60 to the beam 20 and base 30, thereby securing the beam 20 and base 30 to the upper surface 42 and lower surface 43 of the wood panel 40.

図示例では、木質パネル40の上面42と下面43にそれぞれ二つのほぞパイプ60が設けられているが、ほぞパイプ60の数は図示例に限定されない。また、ほぞパイプ60の径をφとした際に、二つのほぞパイプ60間の距離d2は5φ以上に設定され、ほぞパイプ60と切り欠き44の間の距離d1は2.5φ以上に設定される。 In the illustrated example, two tenon pipes 60 are provided on each of the upper surface 42 and lower surface 43 of the wood panel 40, but the number of tenon pipes 60 is not limited to the illustrated example. Furthermore, when the diameter of the tenon pipe 60 is φ, the distance d2 between the two tenon pipes 60 is set to 5φ or more, and the distance d1 between the tenon pipe 60 and the cutout 44 is set to 2.5φ or more.

図6に示すように、木質パネル40の上下面と梁20及び土台30をほぞパイプ60にて固定することにより、地震時に架構90が変形した際に木質パネル40と梁20等の界面に作用するせん断力Sを、ほぞパイプ60にて負担することができる。 As shown in Figure 6, by fixing the top and bottom surfaces of the wood panel 40 to the beam 20 and base 30 with tenon pipes 60, the shear force S acting on the interface between the wood panel 40 and the beam 20, etc. when the frame 90 is deformed during an earthquake can be borne by the tenon pipes 60.

図7は、木造軸組架構100Aの構造モデルの一例を示す図である。構造モデルM2は、図5に示す構造モデルM1に対して、ほぞパイプをモデル化したピンP2を付加することにより形成できる。 Figure 7 shows an example of a structural model of a wooden frame structure 100A. Structural model M2 can be created by adding pins P2, which model tenon pipes, to structural model M1 shown in Figure 5.

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments, and the present invention is in no way limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately depending on the application form.

10:柱
11:側面
12:側面(面内方向外側の側面)
15:貫通孔
18:連通孔
20:梁
30:土台
40:木質パネル(CLTパネル)
41:側面
42:上面
43:下面
44:切り欠き
45:軸状溝
50:軸状固定部材(ドリフトピン)
55:シアプレート
55A:第1シアプレート
55B:第2シアプレート
55a:円盤
55b:筒壁
55c:ピン孔
60:ほぞパイプ
65:ピン
90:架構
100,100A:木造軸組架構
F:水平力
Py:降伏耐力
Qy:せん断降伏耐力
S:せん断力
M1,M2:構造モデル
10: Pillar 11: Side 12: Side (outer side in the in-plane direction)
15: Through hole 18: Communication hole 20: Beam 30: Base 40: Wood panel (CLT panel)
41: Side surface 42: Upper surface 43: Lower surface 44: Notch 45: Axial groove 50: Axial fixing member (drift pin)
55: Shear plate 55A: First shear plate 55B: Second shear plate 55a: Disk 55b: Cylindrical wall 55c: Pin hole 60: Tenon pipe 65: Pin 90: Frame 100, 100A: Wooden framework frame F: Horizontal force Py: Yield strength Qy: Shear yield strength S: Shear force M1, M2: Structural model

Claims (8)

木造の柱と、木造の梁もしくは土台とを含む架構により形成される、木造軸組架構であって、
前記架構には、木質パネルが真壁形式に配設され、該木質パネルは、前記柱における該架構の面内方向外側の側面から該柱を貫通して該木質パネルの内部に通じる軸状固定部材により、該柱に固定されており、
前記木質パネルに第1シアプレートが埋設され、該木質パネルと前記柱の界面に該第1シアプレートの一部が臨んでおり、
前記第1シアプレートを前記軸状固定部材が貫通していることを特徴とする、木造軸組架構。
A wooden frame structure formed by a frame including wooden columns and wooden beams or foundations,
The frame has wood panels arranged in a solid wall format, and the wood panels are fixed to the columns by shaft-shaped fixing members that pass through the columns from the outer side surfaces of the columns in the in-plane direction of the frame and lead to the interior of the wood panels ;
A first shear plate is embedded in the wood panel, and a portion of the first shear plate faces the interface between the wood panel and the column.
A wooden frame structure, characterized in that the shaft-shaped fixing member penetrates the first shear plate.
前記柱に貫通孔が設けられ、
前記木質パネルの端部から内部にかけて軸状溝が設けられており、
前記貫通孔と前記軸状溝が位置決めされて連通孔が形成され、該連通孔に前記軸状固定部材が挿通され、打ち込み固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の木造軸組架構。
The pillar is provided with a through hole,
An axial groove is provided from the end of the wood panel to the inside,
The wooden frame structure described in claim 1, characterized in that the through hole and the axial groove are positioned to form a communicating hole, and the axial fixing member is inserted into the communicating hole and driven in to be fixed.
前記木質パネルが、該木質パネルの左右にある前記柱に対してそれぞれ前記軸状固定部材により固定されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の木造軸組架構。 A wooden frame structure as described in claim 1 or 2, characterized in that the wood panel is fixed to the columns on the left and right of the wood panel by the axial fixing members, respectively. 前記柱に第2シアプレートが埋設され、該柱と前記木質パネルの界面に該第2シアプレートの一部が臨んでおり、
前記第2シアプレートと前記第1シアプレートの双方に前記軸状固定部材が貫通していることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の木造軸組架構。
A second shear plate is embedded in the column, and a portion of the second shear plate faces the interface between the column and the wood panel;
4. The wooden frame structure according to claim 1 , wherein the shaft-shaped fixing member penetrates both the second shear plate and the first shear plate.
前記軸状固定部材がドリフトピンであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の木造軸組架構。 A wooden frame structure as described in any one of claims 1 to 4, characterized in that the axial fixing member is a drift pin. 前記木質パネルと前記梁もしくは前記土台が、ほぞパイプにより固定されていることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか一項に記載の木造軸組架構。 6. The wooden frame structure according to claim 1, wherein the wooden panels and the beams or the foundations are fixed together by tenon pipes. 前記木質パネルが、CLTパネルであることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか一項に記載の木造軸組架構。 The wooden frame structure according to any one of claims 1 to 6 , wherein the wood panels are CLT panels. 前記木質パネルの正面視形状は矩形であり、
前記矩形の四つの隅角部が切り欠かれていることを特徴とする、請求項1乃至のいずれか一項に記載の木造軸組架構。
The front view shape of the wood panel is rectangular,
The wooden frame structure according to any one of claims 1 to 7 , wherein four corners of the rectangle are cut out.
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