特開 2022-140099 木造梁の架構構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022140099

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】木造梁の架構構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/26 20060101AFI20220915BHJP

【ＦＩ】

E04B1/26 F

E04B1/26 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021040754

(22)【出願日】2021-03-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金田 崇興

(72)【発明者】

【氏名】植草 雅浩

(72)【発明者】

【氏名】垣田 淳

(57)【要約】

【課題】木造梁のスパンを長くすることを目的とする。
【解決手段】木造梁の架構構造は、一対の第一柱２２Ａに、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第一木造梁３０Ａと、上下二段の第一木造梁３０Ａの側方において、一対の第二柱２２Ｂに、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第二木造梁３０Ｂと、第一木造梁３０Ａと第二木造梁３０Ｂとに架設される木造小梁６０であって、上下二段の第一木造梁３０Ａの間に配置されて当該第一木造梁３０Ａを連結するとともに、上下二段の第二木造梁３０Ｂの間に配置されて当該第二木造梁を連結する木造小梁６０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の第一柱に、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第一木造梁と、
上下二段の前記第一木造梁の側方において、一対の第二柱に、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第二木造梁と、
前記第一木造梁と前記第二木造梁とに架設される小梁であって、上下二段の前記第一木造梁の間に配置されて該第一木造梁を連結するとともに、上下二段の前記第二木造梁の間に配置されて該第二木造梁を連結する小梁と、
を備える木造梁の架構構造。

【請求項2】

互いに対向する前記第一柱及び前記第二柱にそれぞれ架設される第三木造梁と、
上段の前記第一木造梁と上段の前記第二木造梁の間に配置され、前記小梁、及び前記第三木造梁に支持される床と、
を備える請求項１に記載の木造梁の架構構造。

【請求項3】

前記第三木造梁は、互いに対向する前記第一柱及び前記第二柱を両側から挟持する左右二列の木造梁部材を有する、
請求項２に記載の木造梁の架構構造。

【請求項4】

上下二段の前記第一木造梁の各々は、平面視にて、前記小梁の両側に配置されるヒンジ部を有し、
上下二段の前記第二木造梁の各々は、平面視にて、前記小梁の両側に配置されるヒンジ部を有する、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の木造梁の架構構造。

【請求項5】

一対の前記第一柱の各々は、前記第一木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有し、
一対の前記第二柱の各々は、前記第二木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有する、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の木造梁の架構構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、木造梁の架構構造に関する。

【背景技術】

【0002】

一対の柱と、一対の柱の上部に、上下に間隔を空けて架設された上下の横架材とを備える木造の門型フレームが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、水平方向に間隔を空けて併設されるダブルビームが知られている（例えば、特許文献２，３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－２３４４０７号公報

【特許文献2】特開平５－１３３００２号公報

【特許文献3】特開２０１７－５０３９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、梁のスパンが長くなるに従って、梁の必要断面積が大きくなる。

【0006】

しかしながら、木造の梁は、鉄骨造や鉄筋コンクリート造の梁と比較して、断面積を大きくすることが難しく、スパンを長くすることが困難な場合がある。

【0007】

本発明は、上記の事実を考慮し、木造梁のスパンを長くすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の木造梁の架構構造は、一対の第一柱に、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第一木造梁と、上下二段の前記第一木造梁の側方において、一対の第二柱に、上下方向に間隔を空けて架設される上下二段の第二木造梁と、前記第一木造梁と前記第二木造梁とに架設される小梁であって、上下二段の前記第一木造梁の間に配置されて該第一木造梁を連結するとともに、上下二段の前記第二木造梁の間に配置されて該第二木造梁を連結する小梁と、を備える。

【0009】

請求項１に係る木造梁の架構構造によれば、上下二段の第一木造梁は、一対の第一柱に、上下方向に間隔を空けて架設される。また、上下二段の第二木造梁は、上下二段の第一木造梁の側方において、一対の第二柱に、上下方向に間隔を空けて架設される。この上下二段の第一木造梁と上下二段の第二木造梁とには、小梁が架設される。

【0010】

ここで、小梁は、上下二段の第一木造梁の間に配置されて当該第一木造梁を連結する。このように小梁によって上下二段の第一木造梁を連結することにより、小梁の荷重が上下二段の第一木造梁に分散して伝達される。

【0011】

したがって、例えば、上下二段の第一木造梁の断面積を大きくせずに、これらの第一木造梁のスパンを長くすることができる。

【0012】

これと同様に、小梁によって上下二段の第二木造梁を連結することにより、例えば、上下二段の第二木造梁の断面積を大きくせずに、これらの第二木造梁のスパンを長くすることができる。

【0013】

請求項２に記載の木造梁の架構構造は、請求項１に記載の木造梁の架構構造において、互いに対向する前記第一柱及び前記第二柱にそれぞれ架設される第三木造梁と、上段の前記第一木造梁と上段の前記第二木造梁の間に配置され、前記小梁、及び前記第三木造梁に支持される床と、を備える。

【0014】

請求項２に係る木造梁の架構構造によれば、第三木造梁は、互いに対向する第一柱及び第二柱にそれぞれ架設される。また、床は、上段の第一木造梁と上段の第二木造梁との間に配置され、小梁、及び第三木造梁に支持される。つまり、床は、上段の第一木造梁及び第二木造梁には直接支持されず、小梁を介して上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁に支持されるとともに、第三木造梁に支持される。

【0015】

ここで、床が上段の第一木造梁及び第二木造梁に直接支持される場合、上段の第一木造梁及び第二木造梁に作用する床の荷重が、下段の第一木造梁及び第二木造梁に作用する床の荷重よりも大きくなる。そのため、上段の第一木造梁及び第二木造梁の必要断面積が、下段の第一木造梁及び第二木造梁の必要断面積よりも大きくなる。

【0016】

これに対して本発明では、前述したように、床は、上段の第一木造梁及び第二木造梁には直接支持されず、小梁を介して上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁に支持される。これにより、床の荷重が、小梁を介して上下二段の第一木造梁に分散して伝達されるとともに、上下二段の第二木造梁に分散して伝達される。

【0017】

そのため、上段の第一木造梁及び第二木造梁の必要断面積を小さくすることができる。したがって、例えば、上段の第一木造梁及び第二木造梁の運搬性や揚重性が向上する。

【0018】

また、床は、小梁だけでなく、第三木造梁にも支持される。これにより、床から、小梁を介して上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁に作用する床の荷重が低減される。したがって、上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁の必要断面積をさらに小さくすることができる。

【0019】

請求項３に記載の木造梁の架構構造は、請求項２に記載の木造梁の架構構造において、前記第三木造梁は、互いに対向する前記第一柱及び前記第二柱を両側から挟持する左右二列の木造梁部材を有する。

【0020】

請求項３に係る木造梁の架構構造によれば、第三木造梁は、互いに対向する第一柱及び第二柱を両側から挟持する左右二列の木造梁部材を有する。この左右二列の木造梁部材によって床を支持することにより、左右二列の木造梁部材の必要断面積を小さくしつつ、左右二列のスパンを長くすることができる。

【0021】

請求項４に記載の木造梁の架構構造は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の木造梁の架構構造において、上下二段の前記第一木造梁の各々は、平面視にて、前記小梁の両側に配置されるヒンジ部を有し、上下二段の前記第二木造梁の各々は、平面視にて、前記小梁の両側に配置されるヒンジ部を有する。

【0022】

請求項４に係る木造梁の架構構造によれば、上下二段の第一木造梁の各々は、平面視にて、小梁の両側に配置されるヒンジ部を有する。つまり、上下二段の第一木造梁の各々は、ゲルバー梁とされる。これと同様に、上下二段の第二木造梁の各々は、平面視にて、小梁の両側に配置されるヒンジ部を有する。つまり、上下二段の第二木造梁の各々は、ゲルバー梁とされる。

【0023】

このように上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁をゲルバー梁とすることにより、上下二段の第一木造梁、上下二段の第二木造梁の応力及びたわみが小さくなる。したがって、上下二段の第一木造梁、上下二段の第二木造梁の必要断面積をさらに小さくすることができる。

【0024】

また、例えば、ヒンジ部の位置によって、上下二段の第一木造梁の曲げ剛性を調整することにより、上下二段の第一木造梁が負担する小梁荷重の負担割合を変更することができる。これと同様に、ヒンジ部の位置によって、上下二段の第二木造梁の曲げ剛性を調整することにより、上下二段の第二木造梁が負担する小梁荷重の負担割合を変更することができる。したがって、上下二段の第一木造梁、及び上下二段の第二木造梁の設計自由度が向上する。

【0025】

請求項５に記載の木造梁の架構構造は、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の木造梁の架構構造において、一対の前記第一柱の各々は、前記第一木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有し、一対の前記第二柱の各々は、前記第二木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有する。

【0026】

請求項５に係る木造梁の架構構造によれば、一対の第一柱の各々は、第一木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有する。これにより、各第一柱の一対の木造柱部材の必要断面積を小さくすることができる。

【0027】

また、一対の第二柱の各々は、第二木造梁を梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材を有する。これにより、各第二柱の一対の木造柱部材の必要断面積を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0028】

以上説明したように、本発明によれば、木造梁のスパンを長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】一実施形態に係る木造梁の架構構造が適用された構造物を示す平面図である。

【図2】図１に示される第一架構を示す立面図、及び上下二段の第一木造梁のモデル図である。

【図3】図２の３－３線断面図である。

【図4】図１の４－４線断面図、及び第三木造梁の木造梁部材のモデル図である。

【図5】図１の５－５線断面図である。

【図6】図２に示される上下二段の第一木造梁と左右二列の木造小梁の接合部を示す縦断面図である。

【図7】連続する３つの第一架構を示す図２に対応する立面図、及び上下二段の第一木造梁のモデル図である。

【図8】（Ａ）～（Ｃ）は、図２に示される第一架構の施工過程を示す立面図である。

【図9】図８（Ａ）に示される第一柱の変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る木造梁の架構構造について説明する。

【0031】

図１には、本実施形態に係る木造梁の架構構造が適用された構造物１０が示されている。なお、各図に示される矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、互いに直交する水平二方向を示している。

【0032】

構造物１０は、矢印Ｘ方向に沿った第一架構２０Ａ及び第二架構２０Ｂと、矢印Ｙ方向に沿って配置され、第一架構２０Ａ及び第二架構２０Ｂを繋ぐ２つの第三架構５０と、第一架構２０Ａと第二架構２０Ｂとに架設される左右二列の木造小梁６０と、第三架構５０及び左右二列の木造小梁６０に支持された木造床７０とを備えている。

【0033】

なお、図１では、木造床７０の外形が、二点鎖線で示されている。また、木造小梁６０は、小梁の一例であり、木造床７０は、床の一例である。

【0034】

（第一架構）
第一架構２０Ａは、一対の第一柱２２Ａと、一対の第一柱２２Ａに架設された上下二段の第一木造梁３０Ａとを有している。一対の第一柱２２Ａは、第一木造梁３０Ａの材軸方向（矢印Ｘ方向）に間隔を空けて配置されている。各第一柱２２Ａは、一対の木造柱部材２４を有する二重柱とされている。

【0035】

一対の木造柱部材２４は、木材や、集成材等の木質材によって形成されている。また、一対の木造柱部材２４は、角柱状に形成されており、第一木造梁３０Ａの梁幅方向（矢印Ｙ方向）に間隔を空けて配置されている。この一対の木造柱部材２４の間に、上下二段の第一木造梁３０Ａが配置されている。

【0036】

上下二段の第一木造梁３０Ａは、木材や、集成材等の木質材によって形成されている。各第一木造梁３０Ａは、通し梁とされており、一対の木造柱部材２４の間を貫通している。また、各第一木造梁３０Ａは、梁幅方向（矢印Ｙ方向）の両側から、一対の木造柱部材２４によって挟持されている。なお、各第一木造梁３０Ａと一対の木造柱部材２４とは、例えば、図示しない通しボルト等によって接合（ピン接合）されている。

【0037】

図２に示されるように、上下二段の第一木造梁３０Ａは、断面矩形状に形成されており、上下方向（梁成方向）に間隔を空けて配置されている。各第一木造梁３０Ａは、一対の第一柱２２Ａにそれぞれ支持される仕口梁部材３２と、仕口梁部材３２を繋ぐ中間梁部材３４とを有している。

【0038】

仕口梁部材３２は、一対の木造柱部材２４の間に配置されている。また、仕口梁部材３２は、一対の木造柱部材２４から両側へ張り出した状態で、その材軸方向の中央部が一対の木造柱部材２４に支持（接合）されている。

【0039】

中間梁部材３４は、一対の第一柱２２Ａにそれぞれ支持された仕口梁部材３２の間に配置されている。図３に示されるように、中間梁部材３４と仕口梁部材３２とは、各々の端面同士を突き合せた状態で配置されている。また、中間梁部材３４の端部と仕口梁部材３２の端部には、スリット３６がそれぞれ形成されている。スリット３６には、中間梁部材３４と仕口梁部材３２とに亘る接合プレート４２が挿入されている。

【0040】

接合プレート４２は、鋼板等によって形成されており、厚み方向を第一木造梁３０Ａの梁幅方向（矢印Ｙ方向）として配置されている。この接合プレート４２は、複数のドリフトピン４４によって中間梁部材３４及び仕口梁部材３２にそれぞれ接合（ピン接合）されている。これにより、上下二段の第一木造梁３０Ａが、ゲルバー梁とされている。また、仕口梁部材３２と中間梁部材３４との接合部は、ヒンジ部４０とされている。

【0041】

なお、仕口梁部材３２と中間梁部材３４との接合構造は、接合プレート４２及びドリフトピン４４に限らず、適宜変更可能である。

【0042】

（第二架構）
図１に示されるように、第二架構２０Ｂは、第一架構２０Ａの側方に配置されている。換言すると、第二架構２０Ｂは、第一架構２０Ａに対して第一木造梁３０Ａの梁幅方向（矢印Ｙ方向）の一方側に配置されている。この第二架構２０Ｂは、一対の第二柱２２Ｂと、一対の第二柱２２Ｂに架設された上下二段の第二木造梁３０Ｂとを有している。

【0043】

一対の第二柱２２Ｂは、一対の第一柱２２Ａの側方に配置されている。この一対の第二柱２２Ｂと一対の第一柱２２Ａとは、第一木造梁３０Ａの梁幅方向にそれぞれ対向している。各第二柱２２Ｂは、一対の木造柱部材２４を有している。なお、第二柱２２Ｂとは、第一柱２２Ａと同様の構成とされているため、詳細の説明を省略する。

【0044】

上下二段の第二木造梁３０Ｂは、上下二段の第一木造梁３０Ａの側方に配置されている。この上下二段の第二木造梁３０Ｂと上下二段の第一木造梁３０Ａとは、梁幅方向（矢印Ｙ方向）にそれぞれ対向している。また、上下二段の第二木造梁３０Ｂは、一対の第二柱２２Ｂにそれぞれ支持された仕口梁部材３２と、仕口梁部材３２を繋ぐ中間梁部材３４とを有している。なお、上下二段の第二木造梁３０Ｂは、上下二段の第一木造梁３０Ａと同様の構成とされているため、詳細の説明を適宜省略する。

【0045】

（第三架構）
一対の第三架構５０は、平面視にて、第一架構２０Ａ及び第二架構２０Ｂと直交又は略直交する方向（矢印Ｙ方向）に沿って配置されている。また、一対の第三架構５０は、第一木造梁３０Ａの材軸方向（矢印Ｘ方向）に互いに対向している。

【0046】

第三架構５０は、矢印Ｘ方向に互いに対向する第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂと、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂに架設された第三木造梁５２を有している。なお、第三架構５０と、第一架構２０Ａ及び第二架構２０Ｂとは、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂを共有している。

【0047】

第三木造梁５２は、通し梁とされている。また、第三木造梁５２は、左右二列の木造梁部材５４を有する二列梁とされている。左右二列の木造梁部材５４は、木材や、集成材等の木質材によって形成されている。また、左右二列の木造梁部材５４は、断面矩形状に形成されている。これらの木造梁部材５４は、第一木造梁３０Ａの材軸方向（矢印Ｘ方向）に間隔を空けて配置されるとともに、互いに略平行に配置されている。

【0048】

左右二列の木造梁部材５４は、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂの両側に配置されている。この左右二列の木造梁部材５４によって、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂの一対の木造梁部材５４が、第一木造梁３０Ａの材軸方向の両側から挟持されている。なお、左右二列の木造梁部材５４と一対の木造梁部材５４とは、図示しない通しボルト等によって接合されている。

【0049】

図４に示されるように、左右二列の木造梁部材５４の一端側は、上下二段の第一木造梁３０Ａの間に配置されており、これらの第一木造梁３０Ａによって上下方向（梁成方向）の両側から挟持されている。また、左右二列の木造梁部材５４の他端側は、上下二段の第二木造梁３０Ｂの間に配置されており、これらの第二木造梁３０Ｂによって上下方向（梁成方向）の両側から挟持されている。

【0050】

（木造小梁）
図１に示されるように、左右二列の木造小梁６０は、上下二段の第一木造梁３０Ａと上下二段の第二木造梁３０Ｂとに架設されている。各木造小梁６０は、木材や、集成材等の木質材によって形成されている。また、左右二列の木造小梁６０は、断面矩形状に形成されている。これらの木造小梁６０は、第一木造梁３０Ａ及び第二木造梁３０Ｂの材軸方向に間隔を空けて配置されるとともに、互いに略平行に配置されている。

【0051】

図５に示されるように、左右二列の木造小梁６０の一端側は、上下二段の第一木造梁３０Ａの間に配置されており、これらの第一木造梁３０Ａを連結している。また、左右二列の木造小梁６０の他端側は、上下二段の第二木造梁３０Ｂの間に配置されており、これらの第二木造梁３０Ｂを連結している。

【0052】

なお、木造小梁６０及び第一木造梁３０Ａの接合構造と、木造小梁６０及び第二木造梁３０Ｂの接合構造は、同様とされている。そのため、以下では、木造小梁６０及び第一木造梁３０Ａの接合構造について説明し、木造小梁６０及び第二木造梁３０Ｂの接合構造の説明は、適宜省略する。

【0053】

図６に示されるように、左右二列の木造小梁６０の一端側は、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の間に配置されている。また、左右二列の木造小梁６０と上下二段の第一木造梁３０Ａとは、引きボルト６２及びナット６４によって接合されている。

【0054】

具体的には、上下二段の中間梁部材３４、及び木造小梁６０には、上下方向に貫通する貫通孔３４Ｈ，６０Ｈがそれぞれ形成されている。これらの貫通孔３４Ｈ，６０Ｈに引きボルト６２が挿入されている。この状態で、引きボルト６２の両端部にナット６４を締め込むことにより、中下二段の中間梁部材３４と木造小梁６０とが、せん断力を伝達可能に接合（ピン接合）されている。

【0055】

なお、上下二段の中間梁部材３４、及び木造小梁６０の接合構造は、引きボルト６２及びナット６４に限らず、例えば、ヒンジ部４０と同様に、接合プレートを用いたドリフトピン接合であっても良い。

【0056】

（床）
図１に示されるように、木造床７０は、例えば、木材や集成材、ＣＬＴ、ＬＶＬ等の木質材で形成された木造面材によって形成されている。また、木造床７０は、平面視にて、矩形状に形成されている。この木造床７０は、上段の第一木造梁３０Ａと上段の第二木造梁３０Ｂとの間に配置されている。また、木造床７０は、一対の第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に亘って配置されている。なお、木造床７０の上には、例えば、二重床が形成される。

【0057】

図４及び図５に示されるように、左右二列の木造小梁６０の上面（天端）と、第三木造梁５２の左右二列の木造梁部材５４の上面（天端）とは、同じ高さに配置されている。この左右二列の木造小梁６０の上面、各第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４の上面に、木造床７０が載置（支持）されている。

【0058】

図５に示されるように、木造床７０の端面と、上段の第一木造梁３０Ａの側面との間には、隙間Ｓが形成されている。これと同様に、木造床７０の端面と、上段の第二木造梁３０Ｂの側面との間には、隙間Ｓが形成されている。

【0059】

これにより、木造床７０と上段の第一木造梁３０Ａ及び上段の第二木造梁３０Ｂとは、構造的に縁が切られている。そのため、木造床７０の荷重は、左右二列の木造小梁６０を介して、上下二段の第一木造梁３０Ａ及び上下二段の第二木造梁３０Ｂに伝達される。

【0060】

（第一木造梁の曲げモーメントの調整方法）
図２に示されるように、本実施形態では、左右二列の木造小梁６０から、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントが同じ又は同等になるように、上下二段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０の位置が調整されている。なお、上下二段の第二木造梁３０Ｂのヒンジ部４０の配置は、上下二段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０の位置と同様とされている。

【0061】

具体的には、平面視にて、上段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０が、下段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０よりも左右二列の木造小梁６０側に配置されている。これにより、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４が、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４よりも短くなっている。つまり、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の曲げ剛性が、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の曲げ剛性よりも高くなっている。

【0062】

このように上下二段の中間梁部材３４の剛性差を利用して、左右二列の木造小梁６０から、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントが同じ又は同等になるように調整されている。

【0063】

ここで、左右二列の木造小梁６０から、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントについて補足する。

【0064】

図２には、上下二段の第一木造梁３０Ａのモデル図が示されている。このモデル図では、上下二段の第一木造梁３０Ａと左右二列の木造小梁６０とを接合する引きボルト６２の軸剛性を評価し、左右二列の木造小梁６０を、上下二段の第一木造梁３０Ａを連結するバネＫとしてモデル化している。また、本実施形態では、上下二段の第一木造梁３０Ａが通し梁とされている。そのため、モデル図では、上下二段の第一木造梁３０Ａの端部の支持条件を固定としてモデル化している。

【0065】

図２に示されるモデル図に基づくと、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントＭ_Ｕ、及び下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントＭ_Ｌは、下記式（１），（２）から求められる。

【0066】

なお、モデル図におけるＰは、左右二列の木造小梁６０から上下二段の木造小梁６０に作用する鉛直荷重である。また、左右二列の木造小梁６０から上段の第一木造梁３０Ａに作用する鉛直荷重をＰ_Ｕとし、左右二列の木造小梁６０から下段の第一木造梁３０Ａに作用する鉛直荷重をＰ_Ｌとする（Ｐ＝Ｐ_Ｕ＋Ｐ_Ｌ）。さらに、寸法ａ，ｃは、第一柱２２の柱芯からヒンジ部４０までの距離を示し、寸法ｂ，ｄは、２つのヒンジ部４０間の距離を示している。

【数1】

【0067】

上記式（１），（２）より、曲げモーメントＭ_Ｕ，Ｍ_Ｌが等しく又は同等になるように、ヒンジ部４０の位置を調整することにより、上下二段の第一木造梁３０Ａの断面形状及び断面積を同じにすることができる。

【0068】

なお、曲げモーメントＭ_Ｕ，Ｍ_Ｌが等しく又は同等になるように、第一柱２２Ａに対する第一木造梁３０Ａの固定度を調整しても良い。第一柱２２Ａに対する第一木造梁３０Ａの固定度は、例えば、第一柱２２Ａと第一木造梁３０Ａと接合する通しボルトの本数を増減することにより調整される。

【0069】

また、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４のたわみδ_Ｕ，δ_Ｕは、下記式（３）及び式（４）から求められ、また、下記式（３）及び式（４）から式（５）の関係が得られる。この式（５）から、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４が負担する曲げモーメントＭ_Ｕ，Ｍ_Ｌの負担割合を適宜調整することも可能である。

【数2】

ただし、
ｋ_Ｕ：上段の第一木造梁の中間梁部材の曲げ剛性より求まる鉛直バネ定数
ｋ_Ｌ：下段の第一木造梁の中間梁部材の曲げ剛性より求まる鉛直バネ定数
Ｅ ：第一木造梁の中間梁部材のヤング率
Ｉ_Ｕ：上段の第一木造梁の中間梁部材の断面二次モーメント
Ｉ_Ｌ：下段の第一木造梁の中間梁部材の断面二次モーメント
である。

【0070】

さらに、本実施形態では、左右二列の木造小梁６０から、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントと、木造床７０から、第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に作用する曲げモーメントが同じ又は同等になるように、上下二段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０の位置が調整されている。

【0071】

ここで、第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４の材軸方向の中央部に作用する曲げモーメントについて補足する。

【0072】

図４には、第三木造梁５２の左右二列の木造梁部材５４のうち、一方の木造梁部材５４のモデル図が示されている。このモデル図では、木造梁部材５４の端部の支持条件を単純支持（ピン接合）としてモデル化している。

【0073】

図４に示されるモデル図に基づくと、木造床７０から、第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４の材軸方向の中央部に作用する曲げモーメントＭ_Ｍは、下記式（６）から求められる。なお、モデル図におけるｗは、木造床７０から第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に作用する等分布荷重である。また、寸法Ｌは、木造梁部材５４（第三木造梁５２）の支持スパン（第一柱２２Ａの柱芯と第二柱２２Ｂの柱芯との距離）である。

【数3】

【0074】

上記式（１），（２），（６）より、曲げモーメントＭ_Ｕ，Ｍ_Ｌ，Ｍ_Ｍが等しく又は同様になるように、上下二段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０の位置を調整することにより、上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び第三木造梁５２の木造梁部材５４の断面形状及び断面積を同じにすることができる。

【0075】

なお、上下二段の第一木造梁３０Ａが三連梁（連続梁）の場合、そのモデル図は、図７のようになる。なお、図７では、説明の便宜上、４本の第一柱２２Ａのうち、左右両端の第一柱２２Ａを第一柱２２ＡＥとする。また、３つの第一架構２０Ａのうち、左右両側の第一架構２０Ａの第一木造梁３０Ａを、第一木造梁３０ＡＥとする。

【0076】

第一木造梁３０Ａ，３０ＡＥが三連梁の場合、左右両端の第一柱２２ＡＥでは、第一木造梁３０ＡＥが連続しない。そのため、第一木造梁３０ＡＥにおける第一柱２２ＡＥ側にヒンジ部を設けると、当該第一木造梁３０ＡＥが不安定となる。そこで、第一木造梁３０ＡＥにおける第一柱２２ＡＥ側には、ヒンジ部が設けられていない。これにより、第一木造梁３０ＡＥを安定させることができる。

【0077】

（構造物の施工方法）
次に、本実施形態に係る木造梁の架構構造が適用された構造物１０の施工方法の一例について説明する。

【0078】

図８（Ａ）には、一対の第一柱２２Ａが立てられた状態が示されている。各第一柱２２Ａには、下段の第一木造梁３０Ａの仕口梁部材３２が予め接合されている。なお、図示を省略するが、一対の第二柱２２Ｂも立てられている。各第二柱２２Ｂには、下段の第二木造梁３０Ｂの仕口梁部材３２が予め接合されている。

【0079】

この状態から、先ず、下段の第一木造梁３０Ａ、下段の第二木造梁３０Ｂを施工する。具体的には、図示しない揚重機によって、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４を吊り上げ、図８（Ｂ）に示されるように、左右の仕口梁部材３２の間に配置する。そして、中間梁部材３４と仕口梁部材３２とを接合プレート４２（図３参照）を介して接合する。また、下段の第一木造梁３０Ａと同様に、下段の第二木造梁３０Ｂも施工する。

【0080】

次に、互いに対向する第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂに第三木造梁５２を架設する。具体的には、第一柱２２Ａの一対の木造柱部材２４の両側に、第三木造梁５２の左右二列の木造梁部材５４をそれぞれ配置し、下段の第一木造梁３０Ａの上にそれぞれ載置する。この状態で、一対の木造柱部材２４と左右二列の木造梁部材５４とをそれぞれ接合する。これと同様に、第二柱２２Ｂの一対の木造柱部材２４と左右二列の木造梁部材５４とをそれぞれ接合する。

【0081】

次に、左右二列の木造小梁６０、及び木造床７０を施工する。具体的には、木造床７０の下面には、左右二列の木造小梁６０が予め接合されている。この木造床７０を図示しない揚重機によって吊り上げ、図８（Ｃ）に示されるように、左右二列の木造小梁６０の一端側を、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の上に載置するとともに、左右二列の木造小梁６０の他端側を、下段の第二木造梁３０Ｂの中間梁部材３４（図４参照）の上に載置する。

【0082】

また、木造床７０の左右両側の端部を、左右両側の第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４の上に載置する。この状態で、木造床７０の左右両側の端部と、左右両側の第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４とをそれぞれ接合する。

【0083】

次に、上段の第一木造梁３０Ａ、及び上段の第二木造梁３０Ｂを施工する。具体的には、第一柱２２Ａの一対の木造柱部材２４の間に、上段の第一木造梁３０Ａの仕口梁部材３２を挿入し、これらの木造柱部材２４と仕口梁部材３２とをそれぞれ接合する。

【0084】

次に、図示しない揚重機によって、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４を吊り上げ、仕口梁部材３２の間に配置する。そして、中間梁部材３４と仕口梁部材３２とを接合プレート４２（図３参照）を介して接合する。

【0085】

次に、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４と、左右二列の木造小梁６０とを引きボルト６２及びナット６４（図６参照）によって接合する。これと同様に、上段の第二木造梁３０Ｂも施工する。これにより、構造物１０（図１参照）が施工される。

【0086】

このように本実施形態では、木造床７０の下面に左右二列の木造小梁６０を予め接合してユニット化することにより、施工性を向上させることができる。

【0087】

なお、図９に示される例では、二階層分の第一柱２２Ａが一節（一節二層）とされている。この第一柱２２Ａには、二階層分の上下二段の第一木造梁３０Ａの仕口梁部材３２が予め接合されている。

【0088】

また、図９に示される例では、第三木造梁５２の左右二列の木造梁部材５４が、第一木造梁３０Ａと同様に、ゲルバー梁とされている。つまり、木造梁部材５４は、仕口梁部材５６と、図示しない中間梁部材とを有している。そして、第一柱２２Ａには、二階層分の第三木造梁５２の仕口梁部材３２，５６が予め接合されている。

【0089】

このように第一柱２２Ａに仕口梁部材３２，５６を予め接合してユニット化することにより、施工性をさらに向上させることができる。

【0090】

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

【0091】

上下二段の第一木造梁３０Ａは、一対の第一柱２２Ａに、上下方向に間隔を空けて架設されている。また、上下二段の第二木造梁３０Ｂは、上下二段の第一木造梁３０Ａの側方において、一対の第二柱２２Ｂに、上下方向に間隔を空けて架設されている。この上下二段の第一木造梁３０Ａと上下二段の第二木造梁３０Ｂとには、左右二列の木造小梁６０が架設されている。

【0092】

ここで、図２に示されるように、左右二列の木造小梁６０は、上下二段の第一木造梁３０Ａの間に配置されて当該第一木造梁３０Ａを連結している。このように左右二列の木造小梁６０によって上下二段の第一木造梁３０Ａを連結することにより、左右二列の木造小梁６０の荷重Ｐが、上下二段の第一木造梁３０Ａに分散して伝達される。

【0093】

したがって、上下二段の第一木造梁３０Ａの断面積を大きくせずに、これらの第一木造梁３０Ａのスパンを長くすることができる。

【0094】

これと同様に、左右二列の木造小梁６０によって上下二段の第二木造梁３０Ｂを連結することにより、上下二段の第二木造梁３０Ｂの断面積を大きくせずに、これらの第二木造梁３０Ｂのスパンを長くすることができる。

【0095】

また、木造床７０は、上段の第一木造梁３０Ａと上段の第二木造梁３０Ｂとの間に配置されており、左右二列の木造小梁６０、及び第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に支持されている。つまり、木造床７０は、上段の第一木造梁３０Ａ及び第二木造梁３０Ｂには直接支持されず、左右二列の木造小梁６０を介して上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂに支持されるとともに、第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に支持されている。

【0096】

ここで、木造床７０が上段の第一木造梁３０Ａに直接支持される場合、上段の第一木造梁３０Ａに作用する木造床７０の荷重が、下段の第一木造梁３０Ａに作用する木造床７０の荷重よりも大きくなる。そのため、上段の第一木造梁３０Ａの必要断面積が、下段の第一木造梁３０Ａの必要断面積よりも大きくなる。

【0097】

これに対して本実施形態では、前述したように、木造床７０は、上段の第一木造梁３０Ａには直接支持されず、左右二列の木造小梁６０を介して上下二段の第一木造梁３０Ａに支持されている。これにより、木造床７０の荷重Ｐが、左右二列の木造小梁６０を介して上下二段の第一木造梁３０Ａに分散して伝達される。

【0098】

そのため、上段の第一木造梁３０Ａの必要断面積を小さくすることができる。したがって、例えば、上段の第一木造梁３０Ａの運搬性や揚重性が向上する。

【0099】

これと同様に、木造床７０は、上段の第二木造梁３０Ｂには直接支持されず、左右二列の木造小梁６０を介して上下二段の第二木造梁３０Ｂに支持されている。そのため、上段の第二木造梁３０Ｂの必要断面積を小さくすることができる。したがって、例えば、上段の第二木造梁３０Ｂの運搬性や揚重性が向上する。

【0100】

また、木造床７０は、左右二列の木造小梁６０だけでなく、第三木造梁５２にも支持されている。これにより、木造床７０から、左右二列の木造小梁６０を介して上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂに作用する木造床７０の荷重が低減される。したがって、上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂの必要断面積をさらに小さくすることができる。

【0101】

さらに、第三木造梁５２は、互いに対向する第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂを両側から挟持する左右二列の木造梁部材５４を有している。この左右二列の木造梁部材５４によって木造床７０を支持することにより、左右二列の木造梁部材５４の必要断面積を小さくしつつ、左右二列の木造梁部材５４のスパンを長くすることができる。

【0102】

また、上下二段の第一木造梁３０Ａの各々は、平面視にて、左右二列の木造小梁６０の両側に配置されるヒンジ部４０を有している。つまり、上下二段の第一木造梁３０Ａの各々は、ゲルバー梁とされている。これと同様に、上下二段の第二木造梁３０Ｂの各々は、平面視にて、左右二列の木造小梁６０の両側に配置されるヒンジ部４０を有している。つまり、上下二段の第二木造梁３０Ｂの各々は、ゲルバー梁とされている。

【0103】

このように上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂをゲルバー梁とすることにより、上下二段の第一木造梁３０Ａ、上下二段の第二木造梁３０Ｂの応力及びたわみが小さくなる。したがって、上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂの必要断面積をさらに小さくすることができる。

【0104】

また、例えば、ヒンジ部４０の位置によって、上下二段の第一木造梁３０Ａにおける中間梁部材３４の曲げ剛性をそれぞれ調整することにより、上下二段の第一木造梁３０Ａが負担する木造小梁６０荷重Ｐ（図２参照）の負担割合を変更することができる。これと同様に、ヒンジ部４０の位置によって、上下二段の第二木造梁３０Ｂにおける中間梁部材３４の曲げ剛性をそれぞれ調整することにより、上下二段の第二木造梁３０Ｂが負担する木造小梁６０の荷重の負担割合を変更することができる。

【0105】

したがって、上下二段の第一木造梁３０Ａ、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂの設計自由度が向上する。

【0106】

また、本実施形態では、上下の第一木造梁３０Ａの断面形状及び断面積が同じとされている。さらに、上段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０は、平面視にて、下段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０よりも木造小梁６０側に配置されている。

【0107】

これにより、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４が、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４よりも短くなっている。つまり、上段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の曲げ剛性が、下段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の曲げ剛性よりも高くなっている。この上下二段の第一木造梁の中間梁部材３４同士が、左右二列の木造小梁６０によって連結されている。

【0108】

ここで、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４の曲げ剛性が同じ場合、上段の中間梁部材３４よりも下段の中間梁部材３４に作用する木造小梁６０の荷重Ｐ_Ｌが大きくなる。そのため、上段の中間梁部材３４よりも下段の中間梁部材３４の必要断面積が大きくなる。

【0109】

これに対して本実施形態では、前述したように、上段の中間梁部材３４の曲げ剛性が、下段の中間梁部材３４の曲げ剛性よりも高くなっている。これにより、上段の中間梁部材３４に作用する木造小梁６０の荷重Ｐ_Ｕと、下段の中間梁部材３４に作用する木造小梁６０の荷重Ｐ_Ｌとの差を小さくし、又は差をなくすことができる。

【0110】

したがって、上下二段の第一木造梁３０Ａの必要断面積を同じにすることができる。これと同様に、上下二段の第二木造梁３０Ｂの必要断面積を同じにすることができる。

【0111】

さらに、上下二段の第一木造梁３０Ａの中間梁部材３４、及び上下二段の第二木造梁３０Ｂの中間梁部材３４に作用する曲げモーメントＭ_Ｕ，Ｍ_Ｌ（式（１），（２）参照）と、第三木造梁５２の一方の木造梁部材５４に作用する曲げモーメントＭ_Ｍ（式（６）参照）を同一又は同等にすることにより、上下二段の第一木造梁３０Ａ、上下二段の第二木造梁３０Ｂ、及び第三木造梁５２の左右二列の木造梁部材５４の必要断面積を同じにすることができる。

【0112】

また、一対の第一柱２２Ａの各々は、第一木造梁３０Ａを梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材２４を有している。これにより、一対の木造柱部材２４の必要断面積を小さくすることができる。

【0113】

これと同様に、一対の第二柱２２Ｂの各々は、第二木造梁３０Ｂを梁幅方向の両側から挟持する一対の木造柱部材２４を有している。これにより、一対の木造柱部材２４の必要断面積を小さくすることができる。

【0114】

このように本実施形態では、第一柱２２Ａ、第二柱２２Ｂ、第一木造梁３０Ａ、第二木造梁３０Ｂ、及び第三木造梁５２の必要断面積を小さくすることができる。したがって、第一架構２０Ａ、第二架構２０Ｂ、及び第三架構５０の施工性が向上する。

【0115】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0116】

上記実施形態では、平面視にて、上段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０が、下段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０よりも木造小梁６０側に配置されている。しかし、平面視にて、上段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０は、下段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０と同じ位置に配置されても良い。また、平面視にて、下段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０が、上段の第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０よりも左右二列の木造小梁６０側に配置されても良い。このことは、第二木造梁３０Ｂについても同様である。

【0117】

また、第一木造梁３０Ａのヒンジ部４０は、適宜省略可能である。つまり、第一木造梁３０Ａは、ゲルバー梁に限らない。このことは、第二木造梁３０Ｂについても同様である。

【0118】

また、上記実施形態では、木造小梁６０が、２本とされている。しかし、木造小梁６０は、少なくとも１本あれば良い。また、上記実施形態における小梁は、木造に限らず、鉄骨造や鉄筋コンクリート造等であっても良い。

【0119】

また、上記実施形態では、第三木造梁５２が、左右二列の木造梁部材５４によって構成されている。しかし、第三木造梁５２は、少なくとも１本の木造梁部材によって構成することができる。また、第三架構５０の梁は、木造に限らず、鉄骨造や鉄筋コンクリート造等であっても良い。

【0120】

また、上記実施形態では、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂが、一対の木造柱部材２４によって構成されている。しかし、第一柱２２Ａ及び第二柱２２Ｂは、少なくとも１本の木造柱部材によって構成することができる。

【0121】

また、上記実施形態の床は、木造床７０とされている。しかし、床は、木造に限らず、コンクリート造等であっても良い。また、床には、ＡＬＣ等の種々の床材を用いることができる。

【0122】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0123】

２２Ａ 第一柱
２２Ｂ 第二柱
２４ 木造柱部材
３０Ａ 第一木造梁
３０Ｂ 第二木造梁
４０ ヒンジ部
５２ 第三木造梁
５４ 木造梁部材
６０ 木造小梁（小梁）
７０ 木造床（床）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】