JP4944680B2 - 横設材同士の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、木造建物の床に設けられた開口部の周囲を囲う梁や根太等の横設材同士の接合構造に関する。

木造建築物における柱同士や柱と梁の接合構造は、従来は木組みや梁受金物によって行われていたが、木造建築物の多様化に伴い、柱と梁の接合強度を高めるために、せん断プレートとドリフトピンによる鋼板挿入式ドリフトピン接合や、木製部材同士を鉄筋等の鋼棒により接合する柱と梁の接合構造が開発されている。
例えば、特許文献１には、柱部材と横設材とを、せん断プレートとドリフトピンによる鋼板挿入式ドリフトピン接合と、柱部材及び横設材に形成した鉄筋径より大きい内径を有する鉄筋挿入孔に跨って挿入される鉄筋の接着剤による固定により接合することを特徴とする木製部材の接合構造が記載されている。

一方、木造建築物における横設材同士の接合構造では、例えば図５に示すように、一方の横設材１０１の側面１０１ａに、Ｕ字形状の梁受金物１１０を取り付け、この梁受金物のＵ字状の凹部１１１に他方の横設材１０２の端部１０２ａを載置し、釘打ち固定することにより、両者を連結していた。

特開２００５−１３９７４８号公報（段落００１３−００１８、図１−５）

吹抜けなどを設けるために床面に開口部を作成する場合、開口部の周囲を囲う横設材同士を、図５に示す梁受金物１１０を用いて接合すると、当該接合部はピン構造とみなされ、床剛性が失われてしまう。そのため、木造建物の構造安定性にとってバランスの悪い構造になってしまい、構造計算で安全性を確認しなければならず、設計に時間と手間を要していた。

また、図６に示すように、開口部の周囲を囲う横設材２０１，２０２同士の接合に、特許文献１に記載されたような柱と梁の接合構造に用いられるせん断プレート２１０とドリフトピン２２０による接合構造をそのまま適用すると、せん断プレート２１０を挿入するための溝２０１ｂを、一方の横設材２０１の側面２０１ａから幅方向に形成することとなる。ところが、横設材の木質繊維は、通常、横設材の長手方向に連続しているので、かかる接合構造では、せん断プレート２１０を挿入するための溝２０１ｂによって、一方の横設材２０１の木質繊維が必ず切断されてしまうことになり、部材強度の低下を招き、ひいては所望の接合強度を得ることができないという問題があった。
かかる問題は、柱を用いない枠組み壁工法で建築する構造物において顕著であった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、開口部の周囲を囲う横設材同士の接合強度を強化しつつ、開口部の面内方向の剛性を高めることができる横設材同士の接合構造を提供することを課題とする。

本発明は、木造建物の床等に設けられた開口部の周囲に設置された木製の第１横設材と、前記開口部の周囲に前記第１横設材に対して直交して設置された木製の第２横設材とを、接合金具を用いて接合する横設材同士の接合構造であって、前記第1横設材及び前記第２横設材は、その長手方向に沿って木目が形成され、前記第1横設材及び前記第２横設材の各端部には、前記開口部の面内方向に沿って、それぞれ溝が形成されており、前記接合金具は、四角筒状又は四角柱状の金具本体と、前記金具本体の互いに直交する２つの側面から水平に延出した板状の第１せん断プレート及び第２せん断プレートと、を有し、前記第１せん断プレート及び前記第２せん断プレートは、前記各溝に挿入されて上下から狭持されるとともに、ドリフトピンによって前記第１横設材及び前記第２横設材にそれぞれ固定されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、第１横設材及び第２横設材の接合金具側の端部に、開口部の面内方向に沿って（すなわち木質繊維と略平行に）せん断プレートを挿入するための溝が形成されているので、横設材の木質繊維が寸断されることがない。また、各溝に挿入される板状の第１せん断プレート及び第２せん断プレートは、その面内方向が溝に沿って、すなわち開口部の面内方向に沿って配置されているので、開口部の面内方向の剛性が強化される。そして、第１横設材と第２横設材とは接合金具のせん断プレートとドリフトピンによって強固に接合されることとなる。そのため、開口部の周囲の接合構造が半剛節ラーメン構造となり、開口部に耐力を持たせることができる。これにより、開口部の形成による床面の剛性の低下がなくなり、開口がない状態と同等の床構面を構成することができる。
なお、横設材とは、木造建物を構成する部材のうち、横方向に設置される梁、根太などの部材のことをいう。

また、前記金具本体は、四角筒状に形成され、前記金具本体の互いに直交する２つの側面に前記第１せん断プレート及び前記第２せん断プレートがそれぞれ延設されており、前記金具本体の中空部にはウレタン材が充填されているのが好ましい。

かかる構成によれば、第１横設材及び第２横設材の端面が、四角筒状の金具本体の側面に密着するので、接合部の剛性を高めることができる。また、金具本体の中空部にウレタン材が充填されているので、軽量化を図るとともに、防音効果及び断熱効果を高めることができる。

また、前記金具本体の側面のうち前記第１せん断プレート又は前記第２せん断プレートが延設されていない部分には、木製の板状部材が、前記第１横設材又は前記第２横設材と面一になるように設置されているのが好ましい。

かかる構成によれば、金具本体の側面に取り付けられた板状部材と第１横設材及び第２横設材とが面一になるので、接合部の側面に、例えば外壁材などの他の構造物を容易に設置することができる。また、板状部材によって断熱効果を高めることができる。

また、前記木造建物は、枠組み壁工法で構築されており、前記第１横設材及び前記第２横設材は、壁体の上に設置されているのが好ましい。

かかる構成によれば、第１横設材及び前記第２横設材は壁体の上に設置されているので、接合金具の鉛直方向の剛性を小さくすることができる。つまり、本発明を枠組み壁工法に適用することにより、接合金具の簡素化、軽量化を図りながら開口部の面内方向の剛性を高めることができる。

本発明によれば、開口部の周囲を囲う横設材同士の接合強度を強化しつつ、開口部の面内方向の剛性を高めることができる横設材同士の接合構造を提供することができる。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、第１実施形態に係る横設材同士の接合構造の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る横設材同士の接合構造の分解斜視図である。

図１に示すように、本発明に係る横設材同士の接合構造１は、木造建物の床等に設けられた開口部Ｓの周囲を囲う横設材同士を接合するものであり、主に、第１横設材１０と、第２横設材２０と、接合金具３０と、ドリフトピン４０と、で構成されている。
なお、図示は省略するが、開口部Ｓは、例えば吹抜けや階段の開口部等であり、平面視四角形状に構成され、４本の横設材で囲われている。接合金具３０は、開口部Ｓの四隅に配置されている。

図２に示すように、第１横設材１０は、開口部Ｓの周囲を囲う複数の横設材の一つであり、木製の角材で構成されている。第１横設材１０は、その長手方向に沿って木目が形成されている。第１横設材１０の接合金具３０側の端部１０ａには、第１横設材１０の長手方向に沿って溝１０ｂが形成されている。溝１０ｂは、開口部Ｓの面内方向と平行に形成されている。また、第１横設材１０の上面及び下面には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１０ｃが形成されている。貫通孔１０ｃは、溝１０ｂに連通している。

第２横設材２０は、第１横設材１０と同じく開口部Ｓの周囲を囲う複数の横設材の一つであり、木製の角材で構成されている。第２横設材２０は、その長手方向に沿って木目が形成されている。第２横設材２０は、第１横設材１０に対して直交する方向に配置されている。第２横設材２０の接合金具３０側の端部２０ａには、第２横設材２０の長手方向に沿って溝２０ｂが形成されている。溝２０ｂは、開口部Ｓの面内方向と平行に形成されている。また、第２横設材２０の上面及び下面には、上下方向に貫通する複数の貫通孔２０ｃが形成されている。貫通孔２０ｃは、溝２０ｂに連通している。

図２に示すように、第1横設材１０は、壁体Ｗ１の上に設置されており、第２横設材２０は、壁体Ｗ２の上に設置されている。
壁体Ｗ１及び壁体Ｗ２は、例えば、枠組み壁工法の構造壁として建て込まれる壁体であり、互いに直交配置されている。
第１横設材１０及び第２横設材２０は、壁体Ｗ１，Ｗ２に対してそれぞれ釘打ち固定されている。

接合金具３０は、第１横設材１０と第２横設材２０とを接合する金属性の部材である。接合金具３０は、主に、金具本体３１と、第１せん断プレート３２と、第２せん断プレート３３と、で構成されている。接合金具３０の高さ寸法は、第１横設材１０及び第２横設材２０の高さ寸法に等しく構成されている。

金具本体３１は、金属性の四角筒状の部材であり、中空部を有している。金具本体３１の中空部にはウレタン材Ｖが充填されている。金具本体３１の側面のうち、互いに直交する２つの側面には、第１せん断プレート３２及び第２せん断プレート３３がそれぞれ延設されている。また、金具本体３１の側面のうち、第１せん断プレート３２又は第２せん断プレート３３が延設されていない側面には、木製の板状部材５１，５２が、第１横設材１０の側面及び第２横設材２０の側面とそれぞれ面一になるように貼り付けられている。
なお、金具本体３１の形状は特に限定されるものではなく、中空部を有しない柱状に構成してもよいし、他の形状に構成してもよい。また、例えば、中空部に補強材として筋交いを設けてもよい。

第１せん断プレート３２は、第１横設材１０の端部に形成された溝１０ｂに挿入される金属製の薄板状部材である。第１せん断プレート３２は、金具本体３１の第１横設材１０側の側面に面内方向を溝１０ｂと平行に（すなわち開口部Ｓの面内方向と平行に）向けた状態で溶接固定されている。第１せん断プレート３２には、溝１０ｂに挿入されたときに貫通孔１０ｃに対応する位置に貫通孔３２ａが形成されている。

第２せん断プレート３３は、第２横設材２０の端部に形成された溝２０ｂに挿入される金属製の薄板状部材である。第２せん断プレート３３は、金具本体３１の第２横設材２０側の側面に面内方向を溝２０ｂと平行に（すなわち開口部Ｓの面内方向と平行に）に向けた状態で溶接固定されている。第２せん断プレート３３には、溝２０ｂに挿入されたときに貫通孔２０ｃに対応する位置に貫通孔３３ａが形成されている。

ドリフトピン４０は、第１横設材１０と第１せん断プレート３２、及び、第２横設材２０と第２せん断プレート３３、をそれぞれ接合するための鋼製の円柱状のピンである。ドリフトピン４０は、第１横設材１０の溝１０ｂ内に第１せん断プレート３２を配置した状態で、第１横設材１０の上面に形成された貫通孔１０ｃから、第１せん断プレート３２の貫通孔３２ａを通って、第１横設材１０の下面まで貫通して設置されている。これにより、第１横設材１０と第１せん断プレート３２が互いに引き寄せられて強固に固定されることとなる。
第２横設材２０と第２せん断プレート３３についても同様である。

このような横設材同士の接合構造１によれば、第1せん断プレート３２及び第２せん断プレート３３を挿入するための溝１０ｂ及び溝２０ｂが、第１横設材１０及び第２横設材２０の長手方向に沿って設けられているので、第１横設材１０及び第２横設材２０の木質繊維が切断されることがない。そのため、第１横設材１０と第２横設材２０とを強固に接合することができるとともに、開口部Ｓの形成による床剛性の低下を防止して、開口のない他の床構面と同様の耐力と剛性を持たせることができる。これにより、木造建物の構造安定性をバランスの良いものにすることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第１実施形態では、金具本体３１の側面に木製の板状部材５１，５２を貼り付けたが、金具本体３１の幅寸法を第１横設材１０及び第２横設材２０の幅寸法と等しくして、木製の板状部材５１，５２を省略してもよい。

また、第１実施形態では、第１横設材１０と第２横設材２０と接合金具３０の高さ寸法を等しくしたが、高さ寸法が異なっていても良い。

つづいて、他の実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態に係る横設材同士の接合構造を示す平面図である。
図３に示すように、第２実施形態に係る横設材同士の接合構造１Ａは、接合金具３０Ａによって、第１横設材１０と第２横設材２０と第３横設材６０とが平面視Ｔ字状に接合されている点が、第１実施形態に係る横設材同士の接合構造１と異なっている。

つまり、第２実施形態の接合金具３０Ａは、第３横設材６０を接合するための第３せん断プレート３４を備えている。第３せん断プレート３４は、金具本体３１の側面のうち、第１せん断プレート３２が延設されている側面と反対側の側面に、第１せん断プレート３２と反対方向に向かってに延設されている。

このように、接合金具のせん断プレートの数は、特に限定されるものではなく、接合する横設材の数に応じて増やすことができる。なお、図示は省略するが、第４せん断プレートを設けて、横設材を平面視十字状に接合することもできる。

図４は、参考例に係る横設材同士の接合構造を示す平面図である。
図４に示すように、参考例に係る横設材同士の接合構造１Ｂは、接合金具３０Ｂの金具本体３１Ｂが平板状に構成されている点が、前記した第１及び第２実施形態と異なっている。

接合金具３０Ｂは、平面視略Ｌ字形状の板状部材であり、例えば一枚の鋼板を平面視略Ｌ字形状に打ち抜き加工することにより形成されている。接合金具３０Ｂは、Ｌ字形の角部に位置する金具本体３１Ｂと、この金具本体３１Ｂから互いに直交する方向に延在する第1せん断プレート３２及び第２せん断プレート３３と、を備えている。接合金具３０Ｂは、その面内方向が開口部Ｓ（図１参照）の面内方向と平行になるように配置されている。
本実施形態では、金具本体３１Ｂ及び第１せん断プレート３２が、第１横設材１０の端部に形成された溝の内部に挿入されている。そして、第２せん断プレート３３は、第１せん断プレート１０の溝の側部から突出するとともに、第２せん断プレート２０の端部に形成された溝に挿入されている。第１せん断プレート３２及び第２せん断プレート３３は、ドリフトピン４０によって第１横設材１０及び第２横設材２０にそれぞれ固定されている。
なお、第1横設材１０の端面には、板状部材５３が貼り付けられている。板状部材５３の側面は、第１横設材１０の側面及び第２横設材２０の側面と面一になっている。また、第２横設材２０の端面は、第１横設材１０の側面に当接している。

かかる構成によれば、１枚の鋼板を打ち抜き加工等することで容易に接合金具３０Ｂを製造することができ、ひいては、横設材同士の接合構造１Ｂを容易に構築することができる。

第１実施形態に係る横設材同士の接合構造の斜視図である。 第１実施形態に係る横設材同士の接合構造の分解斜視図である。 第２実施形態に係る横設材同士の接合構造を示す平面図である。 参考例に係る横設材同士の接合構造を示す平面図である。 従来の横設材同士の接合構造を示す斜視図である。 （ａ）は梁と柱の接合構造を横設材同士の接合構造に適用した状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。

符号の説明

１ 接合構造
１０ 第１横設材
２０ 第２横設材
３０ 接合金具
３１ 金具本体
３２ 第１せん断プレート
３３ 第２せん断プレート
４０ ドリフトピン
Ｓ 開口部

Claims (4)

1. 木造建物の床等に設けられた開口部の周囲に設置された木製の第１横設材と、前記開口部の周囲に前記第１横設材に対して直交して設置された木製の第２横設材とを、接合金具を用いて接合する横設材同士の接合構造であって、
   前記第1横設材及び前記第２横設材は、その長手方向に沿って木目が形成され、
   前記第1横設材及び前記第２横設材の各端部には、前記開口部の面内方向に沿って、それぞれ溝が形成されており、
   前記接合金具は、四角筒状又は四角柱状の金具本体と、前記金具本体の互いに直交する２つの側面から水平に延出した板状の第１せん断プレート及び第２せん断プレートと、を有し、
   前記第１せん断プレート及び前記第２せん断プレートは、前記各溝に挿入されて上下から狭持されるとともに、ドリフトピンによって前記第１横設材及び前記第２横設材にそれぞれ固定されていることを特徴とする横設材同士の接合構造。
2. 前記金具本体は、四角筒状に形成され、
   前記金具本体の中空部にはウレタン材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の横設材同士の接合構造。
3. 前記金具本体の側面のうち前記第１せん断プレート又は前記第２せん断プレートが延設されていない部分には、木製の板状部材が、前記第１横設材又は前記第２横設材と面一になるように設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の横設材同士の接合構造。
4. 前記木造建物は、枠組み壁工法で構築されており、
   前記第１横設材及び前記第２横設材は、壁体の上に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の横設材同士の接合構造。

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