JP2004285817A - 木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム - Google Patents
木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 既存及び新築の木造建築物における開口部に、木質耐震開口フレー厶を取付けることにより耐力壁のアンバランスの解消と建物全体の耐震性の向上を図るものである。木質耐震開口フレー厶は、左縦柱脚と、右縦柱脚と、これらの上端内側に連結された横架枠と、左右のコーナー補強部と、左右の柱脚金物から構成されている。
【選択図】 図1
Description
既存及び新築の木造建築物における耐力壁のアンバランスの解消と建物全体の耐震性の向上を図るため、新規な発想で開口部の耐力壁化を木質耐震開口フレー厶にて行うことにより、必要最低限の壁倍率・床倍率でバランスの取れた耐力壁の配置を可能とするものである。
既存、新築建築物のいずれにも適用可能な耐震開口補強技術は少ない。(例えば、特許文献1参照)
2.L字状の枠材を構成する部材が一種類のため、製造、加工に時間と費用がかかり、材料のロスが多かった。
3.L字状枠どうしの接合のための加工も、互いに組合わせてピン打込み接合のため、加工、組立てに時間と費用を要していた。
4.L字状枠のコーナー部をラーメン構造とするための補強をする手立てがない。
1.木質部材の組み合わせにより簡易的に耐震開口補強工事を行える構造とする。
2.新築・改修工事にも適応可能とする。
3.開口部が耐力壁となるようフレー厶のコーナー部をラーメン構造とし、中間のフレー厶接合をピン接合となる簡易的な接合金具を用いてフレー厶を構成する。
4.さらに、コーナー部に炭素・ガラス・アラミド等の繊維による接着補強することも可能とする。
5.本フレームの躯体止め付けは容易に行えるラグスクリュー等を用いる。
6.本フレームをプレカット工場等にて量産することにより製品コストを低く抑える。
7.狭小地の間口の小さい車庫組込住宅や、店舗建築物などの大開口を有する建物にラーメン構造となるよう構成された門型開口フレームを用いることで、改正建築基準法により木造建築が不可能とされた建物も木造で可能とする。
8.吹き抜けや天窓等により水平剛性が低下する場合にも適用可能とする。
9.既存建築物及び新築物件への対応する手段として本フレー厶に適合した新規格品サッシ、玄関等にて適応する。また、新築の場合、普及規格サイズに合わせたフレー厶構成とし、柱を本フレーム部材幅分逃がして適応することも可能とする。
10.フレーム部品はI型又はL型の部材のいずれかを用いてL型に組み合わせた木質部品を用い開口幅に適合するようにL型部品を組み合わせる。
11.サッシ等の取り付ける開口部を耐力壁化するためにL型部品のコーナー部をラーメン構造となるよう単板積層材(LVL等)のL型部材を用いたり、集成材等のI型部材を簡易的な繊維接着や引っ張り接合金物でL型に組み合わせた部品を開口部内側の四方向または三方向に引っ張り接合金物にて取り付ける。
12.さらに、四隅コーナー部を繊維接着による補強も可能とする。
13.一般的な窓等の開口部は、四方向の組み合わせとし、玄関サッシや車庫、店舗等の開口部は三方向の組み合わせにより耐力壁化となる。
14.本内付けL型部品の製造をプレカット工場にて量産する。
15.現場取り付け作業が容易に行えるようラグスクリューボルト等を用いる。
左右のコーナー補強部3Dは、左縦柱脚3A及び右縦柱脚3Bと直交状態の横架枠3Cにおいて、横架枠3Cの左方部分と右方部分に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物3D1を埋め込み、左縦柱脚3Aの左方面と右縦柱脚3Bの右方面から貫入した引っ張りボルト3D2を引っ張り金物と螺合するよう構成され、
左右の柱脚金物3Eは、左縦柱脚3Aの下端面と右縦柱脚3Bの下端面に対応する大きさに構成された箱3E1と、箱3E1の上面中央に左右方向をもって植設された縦板3E2と、縦板3E2の上辺に添着された引き寄せ効果を有するウッドタッチパイプ3E3から構成されていることを特徴とするものである。
耐震開口フレーム4は、内方に向けL字状に構成された左上方枠4Aと、内方に向けL字状に構成された左下方枠4Bと、内方に向けL字状に構成された右上方枠4Cと、内方に向けL字状に構成された右下方枠4Dと、これらを連結する引っ張り縦接合金具部4Eと、引っ張り横接合金具部4Fから構成され、左上方枠4Aの下端と左下方枠4Bの上端とが当接する左接合部4Gは、引っ張り縦接合金具部4Eを介して連結され、右上方枠4Cの下端と右下方枠4Dの上端とが当接する右接合部4Gは、引っ張り縦接合金具部4Eを介して連結され、左上方枠4Aの右端と右上方枠4Cの左端とが当接する上接合部4Hは、引っ張り横接合金具部4Fを介して連結され、左下方枠4Bの右端と右下方枠4Dの左端とが当接する下接合部4Hは、引っ張り横接合金具部4Fを介して連結されていることを特徴とするものである。
引っ張り縦接合金具部4Eは、縦接合金具4E1と、縦切込み部4E2から構成され、縦接合金具4E1は、鋼板プレート4E11の上下端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ4E12から構成され、縦切込み部4E2は、左接合部4Gと右接合部4Gに、当該左接合部と右接合部の中心から上下方向に刻設した鋼板プレート挿入用縦切込み4E21と、縦切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴4E22かと構成され、縦接合金具を縦切込み部に打ち込み、ドリフトピンDPを打設して左接合部と右接合部とはそれぞれ接合するよう構成され、
引っ張り横接合金具部4Fは、横接合金具4F1と、横切込み部4F2から構成され、横接合金具4F1は、鋼板プレート4F11の左右端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ4F12から構成され、横切込み部4F2は、上接合部4Hと下接合部4Hに、当該上接合部と下接合部の中心から左右方向に刻設した鋼板プレート挿入用横切込み4F21と、横切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴4F22から構成され、横接合金具を横切込み部に打ち込み、ドリフトピンDPを打設して上接合部と下接合部とを接合するよう構成されていることを特徴とするものである。
1は第1発明の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームである。
1イは第2発明の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームである。
第1種開口部2は、玄関サッシや車庫・店舗等の開口部である。
A.左右のコーナー補強部3Dは、左縦柱脚3A及び右縦柱脚3Bと直交状態の横架枠3Cにおいて、横架枠3Cの左方部分と右方部分に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物3D1を埋め込み、左縦柱脚3Aの左方面と右縦柱脚3Bの右方面から貫入した引っ張りボルト3D2を引っ張り金物と螺合するよう構成されている。
この場合、
a1.ゴム付き座金3D21を用いて木のやせによる緩み防止することが可能である。
a2.引っ張り金物の緩み防止としてボルトのネジ部にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布してから挿入することも可能である。
a3.数本の引っ張りボルトを受けるよう数カ所にメネジ加工したものも可能である。
a4.左右のコーナー部分は、アラミド繊維シート3D3などで繊維接着補強をすることができる。
そして、これら左右の柱脚金物3Eは、左縦柱脚3Aと右縦柱脚3Bの下端面に形成されたプレカットを利用して装着しドリフトピン3E4で固定されている。
さらに、左右の柱脚金物3Eは基礎2Fにアンカーボルト3E5で固定するよう構成されている。
C.左縦柱脚3Aと右縦柱脚3Bには、コーチスクリューボルト3Gとスプリングワッシャー付き座金3G1が取付けられる水平なボルト穴3G2が適数段開設されている。
A.耐震開口フレー厶4は、内方に向けL字状に構成された左上方枠4Aと、内方に向けL字状に構成された左下方枠4Bと、内方に向けL字状に構成された右上方枠4Cと、内方に向けL字状に構成された右下方枠4Dと、これらを連結する引っ張り縦接合金具部4Eと、引っ張り横接合金具部4Fから構成されている。
b1.縦接合金具4E1は、鋼板プレート4E11の上下端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ4E12から構成されている。
b2.縦切込み部4E2は、左接合部4Gと右接合部4Gに、当該左接合部と右接合部の中心から上下方向に刻設した鋼板プレート挿入用縦切込み4E21と、縦切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴4E22から構成されている。
b3.縦接合金具を縦切込み部に打ち込み、ドリフトピンDPを打設することで、左接合部と右接合部とはそれぞれ確実に接合される。
c1.横接合金具4F1は、鋼板プレート4F11の左右端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ4F12から構成されている。
c2.横切込み部4F2は、上接合部4Hと下接合部4Hに、当該上接合部と下接合部の中心から左右方向に刻設した鋼板プレート挿入用横切込み4F21と、横切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴4F22から構成されている。
c3.横接合金具を横切込み部に打ち込み、ドリフトピンDPを打設することで、上接合部と下接合部とはそれぞれ確実に接合される。
そして、この場合、各縦枠と各横枠には、コーチスクリューボルト4Lとスプリングワッシャー付き座金4L1が取付けられる水平なボルト穴4L2が適数段開設されている。
右上方枠4Cを例に説明する。
b1.図13〜図15を参照して、L字状に連結された縦枠4C1と横枠4C2において、この連結箇所はアラミド繊維シート4Iなどで繊維接着補強をすることができる。
b2.図16〜図21を参照して、L字状に連結された縦枠4C1と横枠4C2において、横枠4A2の右方部分に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物4J1を埋め込み、縦枠4C1の右方面から貫入した引っ張りボルト4Jを引っ張り金物と螺合するよう構成されている。
なお、4J2はゴム付き座金で、木のやせによる緩み防止することが可能である。
b3.図22〜図24を参照して、L字状に連結された縦枠4C1と横枠4C2において、横枠4C2の右方部分に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物4J1を埋め込み、縦枠4C1の右方面から貫入した引っ張りボルト4Jを引っ張り金物と螺合するよう構成されている。
さらに、この連結箇所はアラミド繊維シート41などで繊維接着補強することができる。
b4.図25〜図28を参照して、L字状に一体に構成されたL型部材において、連結箇所はアラミド繊維シート4Iなどで縦横の繊維接着補強されている。
b5.図29を参照して、床面5等の開口部5Aに、第2発明の木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム1イを、構造躯体の大梁・小梁材の内側にラグスクリューボルト等を用いて強固に取り付けることができる。
構造用単板積層材(LVL)の繊維方向を部分的に変えたクロス板(LVB)、厚手の構造用合板等の木質板を用い、L字型にカットする。
コーナー部に繊維補強も可能とする。
L型部品を組み立てるための引っ張り接合金物を用いる。
接合金物を用いるためのプレカットを行う。
構造用集成材や人工木材、LVL等の木質I型部材を用い繊維接着や引っ張り金物等を用いL字型に組み合わせる。
コーナー部に繊維接着にてL字型に組み合わせることも可能とする。
金物等を用い組み合わせたコーナー部に、さらに繊維接着補強も可能とする。
引っ張り接合金物を用いるためのプレカットを行う。
全国にあるプレカット工場等との提携によりL型部品の生産をする。
引っ張り接合金物はフレーム接合部の中間部に鋼板プレート両端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ一体の接合金物を埋め込み、打ち込みピンで接合する専用接合金物を生産して用いる。
量産によるコストダウンを図る。
一般開口部のサッシには、四方向の組み合わせによる構造躯体の柱・横架材の内側に本L型部品を取り付ける。
玄関・車庫・店舗等の開口部には三方向の組み合わせによる構造躯体の柱・横架材の内側にI型部材を取り付け、柱脚部は専用柱脚金物で基礎に直接緊結する。
既存建物の場合は補強開口部のサッシや外壁材等を除去し、構造躯体の柱・横架材の内側に本L型部品を取り付け、幅を切り詰めた新規格サッシをその上に取り付ける。
新築建物の場合は補強開口部の構造躯体の柱、横架材の内側に本L型部品を取り付け、その上に新規格サッシを取り付ける。
また、普及規格サッシを用いる場合は柱を本フレー厶部材幅分逃がして適応することも可能とする。
組立にはL型部品の接合金物を用い、フレー厶取り付けにはラグスクリューボルト等を用いて構造躯体に強固に取り付ける。
2.開口幅に適合した種類の商品化を図ることにより、既存普及規格のサッシ、建具や、新規格寸法の開口商品をそのまま利用可能となる。
3.従来の開口部を除いた耐力壁配置手法での潜在的アンバランスによる「建物のねじれ」を抑制できる。
4.開口部耐力壁により全体のバランスが改善され、既存耐力壁の低倍率化が可能となり、耐力壁の取り付く柱の引き抜き力が軽減され、引っ張り接合金物(ホールダウン金物)が軽微化又は無設置の可能性を有する。
5.本フレームを開口部に設け開口耐力壁化することにより、耐力壁が計画的に分散、配置できるので床の剛性度の低減が可能となる。
6.窓等の開口部の他、車庫・店舗等の大開口部や、アパート界壁や長スパンとなる大部屋の耐震化・たわみ補強も可能となり、阪神・淡路大震災で大きな問題となった大開口部の破壊での建物倒壊による居住者の圧死が抑制可能となる。
7.本フレームが木質材で構成されているので現場での納まり、変更が部材の交換や切断加工等により即座に対応できる。
8.既存建物の場合、居住したまま耐震改修工事が可能となる。
9.本フレームの躯体取り付けが容易であることより、古くなった建物から取り外し再利用も可能となる。
10.本開口フレー厶は建物の水平面等(床・屋根・天井面)の開口部、つまり床面では床下収納庫、掘りごたつ、吹き抜け等の開口や、屋根・天井面での吹き抜け、天窓、天井収納階段等の開口部での耐震向上と水平剛性を保つことも可能とする。
2 第1種開口部
3 門型耐震開口フレーム
3A 左縦柱脚
3B 右縦柱脚
3C 横架枠
3D 左右のコーナー補強部
3E 左右の柱脚金物
1イ 第2発明の木造躯体に組込む木質耐震開口フレー厶
4 耐震開口フレーム
4A 左上方枠
4B 左下方枠
4C 右上方枠
4D 右下方枠
4E 引っ張り縦接合金具部
4F 引っ張り横接合金具部
Claims (10)
- 基礎(2F)と、基礎上の土台(2A)に並立された左右の柱(2B、2C)と、左右の柱の上面に横架された胴差(2D)で形成された出入り口などに使用する正面方形の第1種開口部(2)に、当該開口部内に組み込み状態で取付けられる門型耐震開口フレーム(3)から構成され、門型耐震開口フレーム(3)は、左縦柱脚(3A)と、右縦柱脚(3B)と、これらの上端内側に連結された横架枠(3C)と、左右の柱脚金物(3E)から構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 基礎(2F)と、基礎上の土台(2A)に並立された左右の柱(2B、2C)と、左右の柱の上面に横架された胴差(2D)で形成された出入り口などに使用する正面方形の第1種開口部(2)に、当該開口部内に組み込み状態で取付けられる門型耐震開口フレー厶(3)から構成され、門型耐震開口フレーム(3)は、左縦柱脚(3A)と、右縦柱脚(3B)と、これらの上端内側に連結された横架枠(3C)と、左右のコーナー補強部(3D)と、左右の柱脚金物(3E)から構成され、左右のコーナー補強部(3D)は、左縦柱脚(3A)及び右縦柱脚(3B)と直交状態の横架枠(3C)において、横架枠(3C)の左方部分と右方部分に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物(3D1)を埋め込み、左縦柱脚(3A)の左方面と右縦柱脚(3B)の右方面から貫入した引っ張りボルト(3D2)を引っ張り金物と螺合するよう構成され、左右の柱脚金物(3E)は、左縦柱脚(3A)の下端面と右縦柱脚(3B)の下端面に対応する大きさに構成された箱(3E1)と、箱(3E1)の上面中央に左右方向をもって植設された縦板(3E2)と、縦板(3E2)の上辺に添着された引き寄せ効果を有するウッドタッチパイプ(3E3)から構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 請求項2記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームにおいて、左右の柱脚金物(3E)は、左縦柱脚(3A)と右縦柱脚(3B)の下端面に形成されたプレカットを利用して装着しドリフトピン(3E4)で固定し、左右の柱脚金物(3E)は基礎(2F)にアンカーボルト(3E5)で固定するよう構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 土台(2A)や横架材と、土台や横架材上に並立された左右の柱(2B、2C)と、左右の柱の上面に横架された胴差(2D)や桁で形成された出入り口などに使用する正面方形の第2種開口部(22)、あるいはマグサで形成された窓などに使用する正面方形の第3種開口部に、当該開口部内に組み込み状態で取付けられる耐震開口フレー厶(4)から構成され、耐震開口フレー厶(4)は、内方に向けL字状に搆成された左上方枠(4A)と、内方に向けL字状に構成された左下方枠(4B)と、内方に向けL字状に構成された右上方枠(4C)と、内方に向けL字状に構成された右下方枠(4D)と、これらを連結する引っ張り縦接合金具部(4E)と、引っ張り横接合金具部(4F)から構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 土台(2A)や横架材と、土台や横架材上に並立された左右の柱(2B、2C)と、左右の柱の上面に横架された胴差(2D)や桁で形成された出入り口などに使用する正面方形の第2種開口部(22)、あるいはマグサで形成された窓などに使用する正面方形の第3種開口部に、当該開口部内に組み込み状態で取付けられる耐震開口フレー厶(4)から構成され、
耐震開口フレーム(4)は、内方に向けL字状に構成された左上方枠(4A)と、内方に向けL字状に構成された左下方枠(4B)と、内方に向けL字状に構成された右上方枠(4C)と、内方に向けL字状に構成された右下方枠(4D)と、これらを連結する引っ張り縦接合金具部(4E)と、引っ張り横接合金具部(4F)から構成され、左上方枠(4A)の下端と左下方枠(4B)の上端とが当接する左接合部(4G)は、引っ張り縦接合金具部(4E)を介して連結され、右上方枠(4C)の下端と右下方枠(4D)の上端とが当接する右接合部(4G)は、引っ張り縦接合金具部(4E)を介して連結され、左上方枠(4A)の右端と右上方枠(4C)の左端とが当接する上接合部(4H)は、引っ張り横接合金具部(4F)を介して連結され、左下方枠(4B)の右端と右下方枠(4D )の左端とが当接する下接合部(4H)は、引っ張り横接合金具部(4F)を介して連結されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。 - 請求項4あるいは請求項5記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームにおいて、
引っ張り縦接合金具部(4E)は、縦接合金具(4E1)と、縦切込み部(4E2)から構成され、縦接合金具(4E1)は、鋼板プレート(4E11)の上下端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ(4E12)から構成され、縦切込み部(4E2)は、左接合部(4G)と右接合部(4G)に、当該左接合部と右接合部の中心から上下方向に刻設した鋼板プレート挿入用縦切込み(4E21)と、縦切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴(4E22)から構成され、縦接合金具を縦切込み部に打ち込み、ドリフトピン(DP)を打設して左接合部と右接合部とはそれぞれ接合するよう構成され、
引っ張り横接合金具部(4F)は、横接合金具(4F1)と、横切込み部(4F2)から構成され、横接合金具(4F1)は、鋼板プレート(4F11)の左右端に斜めに溶接したクサビ効果を有するウッドタッチパイプ(4F12)から構成され、横切込み部(4F2)は、上接合部(4H)と下接合部(4H)に、当該上接合部と下接合部の中心から左右方向に刻設した鋼板プレート挿入用横切込み(4F21)と、横切込みの先端に連設されたウッドタッチパイプ用受穴(4F22)から構成され、横接合金具を横切込み部に打ち込み、ドリフトピン(DP)を打設して上接合部と下接合部とを接合するよう構成したことを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレー厶。 - 請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームにおいて、左上方枠(4A)は、I型部材を用いて縦枠(4A1)と横枠(4A2)をL字状に連結して構成され、左下方枠(4B)は、I型部材を用いて縦枠(4B1)と横枠(4B2)をL字状に連結して構成され、右上方枠(4C)は、I型部材を用いて縦枠(4C1)と横枠(4C2)をL字状に連結して構成され、右下方枠(4D)は、I型部材を用いて縦枠(4C1)と横枠(4C2)をL字状に連結して構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームにおいて、左上方枠(4A)、左下方枠(4B)、右上方枠(4C)、右下方枠(4D)は、L字状の縦枠と横枠において、このコーナー部分はアラミド繊維シートで繊維接着補強されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレー厶。
- 請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームにおいて、L字状に連結された縦枠と横枠における横枠に丸鋼にメネジ加工をした引っ張り金物を埋め込み、縦枠の右方面から貫入した引っ張りボルトを引っ張り金物に螺合するよう構成されていることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
- 床面(5)等の開口部(5A)に、請求項4ないし請求項9記載のいずれかに記載の木造躯体に組込む木質耐震開口フレームを、構造躯体の大梁・小梁材の内側に強固に取り付けることを特徴とする木造躯体に組込む木質耐震開口フレーム。
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