(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】P2024134462
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】木質材料製の壁構造
(51)【国際特許分類】
E04B 2/56 20060101AFI20240926BHJP
【FI】
E04B2/56 605M
E04B2/56 601
E04B2/56 601A
E04B2/56 604F
E04B2/56 621A
E04B2/56 621J
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023044778
(22)【出願日】2023-03-20
(71)【出願人】
【識別番号】000140292
【氏名又は名称】株式会社奥村組
(74)【代理人】
【識別番号】100128509
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 晴久
(74)【代理人】
【識別番号】100119356
【弁理士】
【氏名又は名称】柱山 啓之
(74)【代理人】
【氏名又は名称】鈴木 知
(72)【発明者】
【氏名】秋竹 壮哉
(72)【発明者】
【氏名】岸本 剛
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 淳
(72)【発明者】
【氏名】舩津 昌史
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 紀子
【テーマコード(参考)】
2E002
【Fターム(参考)】
2E002EA01
2E002EA02
2E002FA03
2E002GA02
2E002LC02
(57)【要約】
【課題】壁の構成部材として、定形であって、取り扱いが容易なように軽量化が可能な木質材料を用い、木質材料同士を、高い施工効率でかつ高い接合強度で接合することが可能な木質材料製の壁構造を提供する。
【解決手段】柱2と梁3とで区画される開口部分4の内方に構築される壁構造であって、同一寸法の木質材料製の正八角形ブロック5を複数個用い、これら正八角形ブロックは、開口部分の内方で、縦辺y同士が向かい合いかつ横辺x同士が向かい合う配列で、かつ、柱に面する正八角形ブロックの縦辺が当該柱と向かい合い、梁に面する正八角形ブロックの横辺が当該梁と向かい合うように、柱の上下方向及び梁の左右方向に配設され、4つの正八角形ブロックで取り囲まれた正方形状の開口Sが形成され、開口の内方に、4つの正八角形ブロック同士を互いに連結する正方形枠状の連結金物10が設けられて、壁が構築される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱と梁とで区画される開口部分の内方に構築される壁構造であって、
互いに平行関係でかつ等長の上下一対の2つの横辺と、互いに平行関係でかつ等長の左右一対の2つの縦辺と、互いに平行関係でかつ等長で該縦辺と該横辺とを結ぶ、一対2組の4つの斜辺とを有する、同一寸法の木質材料製の八角形ブロックを複数個用い、
これら八角形ブロックは、上記開口部分の内方で、上記縦辺同士が向かい合いかつ上記横辺同士が向かい合う配列で、かつ、上記柱に面する該八角形ブロックの該縦辺が当該柱と向かい合い、上記梁に面する該八角形ブロックの該横辺が当該梁と向かい合うように、該柱の上下方向及び該梁の左右方向に配設され、
上下に隣接する2つの上記八角形ブロックの2つの上記斜辺と、当該八角形ブロックに左右いずれかから隣接する2つの上記八角形ブロックの2つの上記斜辺とで区画されて、4つの該八角形ブロックで取り囲まれた長方形状の開口が形成され、
該開口の内方に、4つの上記八角形ブロック同士を互いに連結する長方形枠状の連結金物が設けられて、壁が構築されることを特徴とする木質材料製の壁構造。
【請求項2】
前記八角形ブロックは、前記柱に面する該八角形ブロックの前記縦辺が当該柱に接合され、前記梁に面する該八角形ブロックの前記横辺が当該梁に接合されることを特徴とする請求項1に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項3】
前記柱や前記梁とこれらに向かい合う前記八角形ブロックとの間の間隙には、当該間隙を封止する納まり代で形成された封止材が配設され、上記八角形ブロックが上記封止材に接合され、該封止材が上記柱や上記梁に接合されることを特徴とする請求項1に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項4】
前記八角形ブロックは、八角形状の板片を前記柱及び前記梁の幅方向に重ね合わせて一体化した積層材であることを特徴とする請求項1~3いずれかの項に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項5】
前記連結金物は、4つの各辺が、4つの前記八角形ブロックの前記斜辺それぞれと等長で形成され、前記開口に、これら八角形ブロックの上記斜辺それぞれと当接させて設けられることを特徴とする請求項1~3いずれかの項に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項6】
前記連結金物の前記各辺は、前記八角形ブロックに、接着によって接合されることを特徴とする請求項5に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項7】
前記連結金物の前記各辺は、該連結金物に形成された貫通孔に挿通されて前記八角形ブロックにねじ込まれるボルトによって、該八角形ブロックに接合されることを特徴とする請求項5に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項8】
前記八角形ブロックには、外周ねじ条及び内周ねじ条を有する棒状の埋め込み部材が、該外周ねじ条を介してねじ込まれ、前記連結金物の前記各辺は、該連結金物に形成された貫通孔に挿通されて上記埋め込み部材の上記内周ねじ条に螺合されるボルトによって、上記八角形ブロックに接合されることを特徴とする請求項5に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項9】
前記埋め込み部材の長さは、八角形ブロックに引張力を伝達する前記ボルトの長さよりも長いことを特徴とする請求項8に記載の木質材料製の壁構造。
【請求項10】
前記連結金物は、いずれかの辺が、前記開口を区画する前記封止材と当接させて設けられることを特徴とする請求項3に記載の木質材料製の壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、壁の構成部材として、定形であって、取り扱いが容易なように軽量化が可能な木質材料を用い、木質材料同士を、高い施工効率でかつ高い接合強度で接合することが可能な木質材料製の壁構造に関する。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化の防止や森林資源の活用、林業再生の必要が注目され、ESG投資やSDGsの観点からも、木質材料の積極的な活用が求められている。
【0003】
木質材料は、繰り返し再利用できる素材であり、持続可能な資源活用としても、優れている。
【0004】
木質材料を利用した建設技術として、特許文献1や特許文献2が知られている。
【0005】
特許文献1の「木質構造部材、木質構造部材の接合構造及びその施工方法」は、燃え代設計による木造準耐火構造のロングスパン建築が可能で、ローコストかつ短納期で、現地での組み立て容易性も高い木質構造部材、木質構造部材の接合方法及び木質構造部材の接合構造の施工方法を提供することを課題とし、木質構造部材の木質部材は、中央に配置された内側木質板材と、この内側木質板材を両面から挟む一対の外側木質板材と、を積層して形成される。木質部材の外周には、所定の燃え代層を設けて、この燃え代層よりも内側を荷重支持部とし、木質構造部材全体を準耐火構造にしている。
【0006】
特許文献2の「耐震壁」は、木質系の材料を用いて耐震性能の優れた耐震壁を提供することを課題とし、耐震壁は、柱梁架構の構面内に設けられる。耐震壁は、長さ方向を繊維方向とする木質板が複数並んで配置されて形成された木質壁部と、木質壁部の周囲と柱梁架構との隙間をモルタル材で閉塞して形成された閉塞部と、を備える。木質板の角度は、柱梁架構の対角線の角度である。地震などにより柱梁架構に水平方向の外荷重が加わると、柱梁架構の構面内には、対角線方向に引張力あるいは圧縮力が作用する。木質板は繊維方向のヤング率および強度が高いため、この引張力あるいは圧縮力に対して十分に抵抗するから、優れた耐震性能を発揮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2015-14154号公報
【特許文献2】特開2021-147816号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献2の壁では、構面内に配列される複数の木質板について、個々の柱梁架構固有の対角線方向に向けて、柱寸法や梁寸法に合わせて、各木質板を異なる寸法で成形する必要があり、木質板の製作に手間を要するという課題があった。
【0009】
また、柱梁架構の対角の隅角同士の間に亘る木質板になると、相当に大型化し、木質板が軽量であるという利点を十分に活かせず、施工性が良くないという課題もあった。
【0010】
さらに、木質板同士を接合するにあたって、高い接合強度を確保でき、また、構成が簡単であって手間なく接合することができて、施工効率の向上を図ることができる接合構造の開発が望まれていた。
【0011】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、壁の構成部材として、定形であって、取り扱いが容易なように軽量化が可能な木質材料を用い、木質材料同士を、高い施工効率でかつ高い接合強度で接合することが可能な木質材料製の壁構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明にかかる木質材料製の壁構造は、柱と梁とで区画される開口部分の内方に構築される壁構造であって、互いに平行関係でかつ等長の上下一対の2つの横辺と、互いに平行関係でかつ等長の左右一対の2つの縦辺と、互いに平行関係でかつ等長で該縦辺と該横辺とを結ぶ、一対2組の4つの斜辺とを有する、同一寸法の木質材料製の八角形ブロックを複数個用い、これら八角形ブロックは、上記開口部分の内方で、上記縦辺同士が向かい合いかつ上記横辺同士が向かい合う配列で、かつ、上記柱に面する該八角形ブロックの該縦辺が当該柱と向かい合い、上記梁に面する該八角形ブロックの該横辺が当該梁と向かい合うように、該柱の上下方向及び該梁の左右方向に配設され、上下に隣接する2つの上記八角形ブロックの2つの上記斜辺と、当該八角形ブロックに左右いずれかから隣接する2つの上記八角形ブロックの2つの上記斜辺とで区画されて、4つの該八角形ブロックで取り囲まれた長方形状の開口が形成され、該開口の内方に、4つの上記八角形ブロック同士を互いに連結する長方形枠状の連結金物が設けられて、壁が構築されることを特徴とする。
【0013】
前記八角形ブロックは、前記柱に面する該八角形ブロックの前記縦辺が当該柱に接合され、前記梁に面する該八角形ブロックの前記横辺が当該梁に接合されることを特徴とする。
【0014】
前記柱や前記梁とこれらに向かい合う前記八角形ブロックとの間の間隙には、当該間隙を封止する納まり代で形成された封止材が配設され、上記八角形ブロックが上記封止材に接合され、該封止材が上記柱や上記梁に接合されることを特徴とする。
【0015】
前記八角形ブロックは、八角形状の板片を前記柱及び前記梁の幅方向に重ね合わせて一体化した積層材であることを特徴とする。
【0016】
前記連結金物は、4つの各辺が、4つの前記八角形ブロックの前記斜辺それぞれと等長で形成され、前記開口に、これら八角形ブロックの上記斜辺それぞれと当接させて設けられることを特徴とする。
【0017】
前記連結金物の前記各辺は、前記八角形ブロックに、接着によって接合されることを特徴とする。
【0018】
前記連結金物の前記各辺は、該連結金物に形成された貫通孔に挿通されて前記八角形ブロックにねじ込まれるボルトによって、該八角形ブロックに接合されることを特徴とする。
【0019】
前記八角形ブロックには、外周ねじ条及び内周ねじ条を有する棒状の埋め込み部材が、該外周ねじ条を介してねじ込まれ、前記連結金物の前記各辺は、該連結金物に形成された貫通孔に挿通されて上記埋め込み部材の上記内周ねじ条に螺合されるボルトによって、上記八角形ブロックに接合されることを特徴とする。
【0020】
前記埋め込み部材の長さは、八角形ブロックに引張力を伝達する前記ボルトの長さよりも長いことを特徴とする。
【0021】
前記連結金物は、いずれかの辺が、前記開口を区画する前記封止材と当接させて設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明にかかる木質材料製の壁構造にあっては、壁の構成部材として、定形であって、取り扱いが容易なように軽量化できる木質材料を用い、木質材料同士を、高い施工効率でかつ高い接合強度で接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明に係る木質材料製の壁構造の好適な一実施形態を示す正面図である。
【
図2】
図1に示した壁構造に適用される八角形ブロックの説明図である。
【
図3】
図1の壁構造に代えて、八角形ブロックの納まり代を調整する封止ブロックを適用した壁構造を示す正面図である。
【
図4】本発明に係る木質材料製の壁構造に適用可能な八角形ブロックの厚さ方向(柱・梁の幅方向)の構成を説明する説明図である。
【
図5】
図1または
図3に示した壁構造に適用される連結金物の斜視図である。
【
図6】
図5に示した連結金物の八角形ブロック等への取り付け例の説明図である。
【
図7】
図6に示した取り付け例で連結金物を八角形ブロック等へ取り付けた状態の説明図である。
【
図9】
図1及び
図3に示した壁構造における応力伝達状態を説明する説明図である。
【
図10】
図1または
図3に示した壁構造を、隣接する2つの開口部分に構築する場合の応力伝達状態を説明する説明図である。
【
図11】
図1または
図3に示した壁構造を、単一の開口部分に2つ並立して構築した様子の説明図である。
【
図12】
図2に示した八角形ブロックの変形例の説明図である。
【
図13】
図12に示した変形例に係る八角形ブロックの厚さ方向(柱・梁の幅方向)の構成の説明図である。
【
図14】本発明にかかる木質材料製の壁構造に適用可能な、他の八角形ブロックの形態を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に、本発明にかかる木質材料製の壁構造の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
図1に示すように、柱2と梁3で構成される柱・梁架構には、左右一対の柱2と上下一対の梁3で区画して、長方形状の開口部分4が形成される。
【0026】
この開口部分4の内方に、木質材料製の壁1が構築され、当該壁1が、柱2及び梁3と接合されることで、壁構造とされる。
【0027】
本実施形態では、壁1は、
図1及び
図2に示すように、開口部分4に並べられ、積み上げられる複数個の同一寸法の木質材料製の八角形ブロック5と、これら八角形ブロック5と柱2や梁3との間に生ずる間隙を封止する木質材料製の封止ブロック6,7とから構成される。
【0028】
図2は、八角形ブロック5の正面図である。八角形ブロック5は、厚さが一定であって、その外形輪郭は、互いに平行関係でかつ等長の上下一対の2つの横辺xと、互いに平行関係でかつ等長の左右一対の2つの縦辺yと、互いに平行関係でかつ等長で縦辺yと横辺xとを結ぶ、一対2組の4つの斜辺wとを有する。
【0029】
図示例では、八角形ブロック5は、8つの辺x,y,wの長さがすべて等しい正八角形の場合が示されている。
【0030】
八角形ブロック5は、正八角形以外であっても良く、例えば、縦辺yと横辺xの長さを異ならせても良い。
【0031】
以下の説明では、正八角形の八角形ブロック5について説明するが、正八角形でない八角形ブロック5の場合であっても、同様に理解することができる。
【0032】
開口部分4の内方への八角形ブロック5の配列について説明すると、八角形ブロック5は、開口部分4の柱方向(柱2の軸方向に沿う上下方向)及び梁方向(梁3の軸方向に沿う左右方向)に縦横に配設される。
【0033】
この際、隣接する八角形ブロック5同士は必ず、縦辺y同士が向かい合いかつ横辺x同士が向かい合って互いに当接するように配列される。
【0034】
すなわち、
図1に示したように、八角形ブロック5は、上下方向に行をなし、左右方向に列をなすように、「行列」配置で配列される。
【0035】
隣接する八角形ブロック5同士は、互いに当接される縦辺y同士及び横辺x同士が接着剤などで接合される。
【0036】
このように八角形ブロック5は、縦辺y及び横辺xが他の八角形ブロック5との接合部とされる。
【0037】
互いに接合された上下左右に隣接する4つの八角形ブロック5は、それらの4つの斜辺wで取り囲んで菱形状(正方形状)の開口Sを区画形成する。
【0038】
すなわち、開口Sは、互いに上下方向に当接される上下一対の八角形ブロック5の2つの斜辺wと、当該上下一対の八角形ブロック5に対して左側からもしくは右側から当接される他の上下一対の八角形ブロック5の2つの斜辺wとの、4つの斜辺wで区画されて、これら4つの八角形ブロック5によって取り囲まれて形成される。
【0039】
一般的に、開口部分4と八角形ブロック5の寸法関係により、柱2や梁3とこれらに向かい合う八角形ブロック5の縦辺yや横辺xとの間に間隙が生じて、この間隙のために、八角形ブロック5を直接柱面2aや梁面3aに当接させることができない場合が多い。
【0040】
すなわち、八角形ブロック5のうち、柱2や梁3に面する八角形ブロック5は、それらの縦辺yや横辺xが柱面2aや梁面3aに対し、間隙を隔てて向かい合わされる。
【0041】
封止ブロック6,7は、柱2や梁3とこれらに向かい合う八角形ブロック5の縦辺yや横辺x、斜辺wとの間に、間隙を埋めて封止する納まり代で形成される。
【0042】
八角形ブロック5は、縦辺yや横辺x,斜辺wがこれら封止ブロック6,7に接合され、そして封止ブロック6,7が柱2や梁3に接合されて、壁1が構築される。
【0043】
封止ブロック6,7は、八角形ブロック5の厚さと同じ厚さであって、2種類のものが用いられる。
【0044】
第1の封止ブロック6は、開口部分4の隅角部4aを除いて、柱2の上下方向と梁3の左右方向とに並べて設けられる。
【0045】
第1の封止ブロック6は、例えば八角形ブロック5を間隙の納まり代で、縦辺yに沿って縦割りもしくは横辺xに沿って横割りして2分した形態で形成され、八角形ブロック5同士の接合と同様に、隣接する他の第1の封止ブロック6及び隣接する八角形ブロック5に対し、縦辺y同士及び横辺x同士が互いに当接され、接着剤などで接合される。
【0046】
第2の封止ブロック7は、開口部分4の隅角部4aに設けられる。第2の封止ブロック7は、例えば八角形ブロック5を間隙の納まり代で、縦辺y及び横辺xに沿って縦横に4分した形態で形成され、当該第2の封止ブロック7は、隣接する第1の封止ブロック6に対し、縦辺y同士及び横辺x同士が互いに当接され、接着剤などで接合される。
【0047】
図示例では、1つの第2の封止ブロック7が有する1つの斜辺wと、この第2の封止ブロック7に柱方向及び梁方向から隣接する2つの第1の封止ブロック6の2つの斜辺wと、隅角部4a近傍に配置される1つの八角形ブロック5の1つの斜辺wの、4つの斜辺wで取り囲んで、開口Sがさらに形成されている。
【0048】
八角形ブロック5は、これら封止ブロック6,7を介して、柱面2aや梁面3aに対し接合される。
【0049】
このような納まり代を備えた封止ブロック6,7を用いることで、八角形ブロック5を直接柱面2aや梁面3aに当てることができない場合であっても、開口部分4の内方に八角形ブロック5による壁1を構築することができる。
【0050】
以上のようにして開口部分4の内方に八角形ブロック5及び封止ブロック6,7を配列し接着することで、壁構造が構築される。
【0051】
図3には、八角形ブロック5と開口部分4の内法寸法の関係が、縦辺y及び横辺xを直接、柱2や梁3に当接させることが可能で、八角形ブロック5と柱2及び梁3とを直接接着材等で接合できる場合が示されている。
【0052】
すなわち、複数個の八角形ブロック5は、開口部分4の内方で、向かい合う縦辺y同士及び横辺x同士が互いに接合されると共に、柱2と向かい合う八角形ブロック5の縦辺yが当該柱2に接合され、梁3と向かい合う八角形ブロック5の横辺xが当該梁3に接合される。八角形ブロック5同士の行列配置は、上記実施形態と同様である。
【0053】
この壁構造では、壁1は、木質材料製の八角形ブロック5と、これら八角形ブロック5と柱2や梁3との間に生ずる間隙を封止する木質材料製の封止ブロック8,9とから構成される。
【0054】
これら封止ブロック8,9も、八角形ブロック5の厚さと同じ厚さであって、2種類のものが用いられる。
【0055】
第3の封止ブロック8は、開口部分4の隅角部4aを除いて、柱2の上下方向と梁3の左右方向とに並べて設けられる。
【0056】
第3の封止ブロック8は、上下にまたは左右に隣接する一対の八角形ブロック5と接合される山形形状の面8aと、柱2または梁3と接合される平坦面8bとを有する三角形状の形態で形成される。
【0057】
第3の封止ブロック8は、八角形ブロック5が正八角形状であれば、直角二等辺三角形状の形態で形成される。
【0058】
第4の封止ブロック9は、開口部分4の隅角部4aに設けられる。第4の封止ブロック9は、隅角部4aに面する1つの八角形ブロック5と接合される傾斜状の平坦面9aと、隅角部4aで柱2及び梁3と接合されるL字状の面9bとを有する。
【0059】
第4の封止ブロック9は、八角形ブロック5が正八角形状であれば、第3の封止ブロック8の半分の大きさの直角二等辺三角形状の形態で形成される。
【0060】
これら封止ブロック8,9の各面8a,8b,9a,9bは、八角形ブロック5や柱2、梁3対して、接着剤で接着される接合部とされる。
【0061】
以上のようにして開口部分4の内方に八角形ブロック5及び封止ブロック8、9を配列し接着することで、壁1が構築される。
【0062】
接着剤としては、木質材料に浸潤するエポキシ樹脂などを用いることが好ましい。木質材料は、接着した面から浸潤した接着剤によって強度が増強される。
【0063】
八角形ブロック5は、接着剤が塗布される縦辺yや横辺xの強度が増強されることから、正八角形状であるよりも、斜辺wの長さが縦辺y及び/または横辺xよりも短い八角形状であることが好ましい。
【0064】
次に、八角形ブロック5自体の構成について詳述する。木質材料製の八角形ブロック5は、木質材料が備える繊維fを活かすようにして形成される。
【0065】
具体的には、八角形ブロック5は、
図2に示すように、1組の斜辺wが、木質材料の繊維fの向きと平行に形成され、他の1組の斜辺wが、木質材料の繊維fの向きと直角に交差させて形成される。
【0066】
斜辺wが繊維fの向きと平行であるとは、木質材料が備える一方向に向けて揃っている繊維fの向きと実質的に、おおよそ平行な斜辺wであればよいという意味である。
【0067】
従ってまた、斜辺wが繊維fの向きと交差するとは、木質材料が備える一方向に向けて揃っている繊維fの向きと実質的に、おおよそ交差する方向に向く斜辺wであればよいという意味である。
【0068】
封止ブロック6~9についても、各八角形ブロック5における木質材料の繊維fの向きに合わせて形成されることが好ましい。
【0069】
このように構成される各八角形ブロック5は、
図2に示すように、木質材料の繊維fの向きと平行な方向が、引張力、そして殊に圧縮力Cに対し、強軸方向SAとなる。
【0070】
また、各八角形ブロック5は、木質材料の繊維fの向きと交差する方向が、圧縮力、そして殊に引張力Tに対し、弱軸方向WAとなる。
【0071】
八角形ブロック5は、
図4に示すように、各種の態様で形成される。
図4(a)は、原材料である円柱状等の丸太を、繊維方向に切断したひき板で形成した場合の側面図である。
【0072】
図4(b)は、ひき板を八角形板片5aとして用い、この八角形板片5aを重ね合わせて一体化した積層材の場合の側面図である。
【0073】
この場合、すべての八角形板片5aが、木質材料の繊維fの向きが実質的に、おおよそ同じになるようにして、柱2及び梁3の幅方向に重ね合わされる。
【0074】
図4(c)は、原材料である円柱状等の丸太から、かつら剥きの要領で薄板を作成し、この薄板から切り出した八角形板片5aを複数枚重ね合わせて一体化した積層材の場合の側面図である。
【0075】
この場合も、すべての八角形板片5aが、木質材料の繊維fの向きが実質的に、おおよそ同じになるようにして、柱2及び梁3の幅方向に重ね合わされる。
【0076】
開口部分4の内方に上述のように配列される複数個の八角形ブロック5は、すべての八角形ブロック5における木質材料の繊維fの向きがすべて実質的に、おおよそ同方向となるように、等長の斜辺w同士が向かい合う配列で縦横方向に配設され、接着される。
【0077】
図1及び
図3に示したように、木質材料の繊維fを一方向に揃える配列で八角形ブロック5等を設けることにより、壁1の表裏面にデザイン的効果を創出することができる。
【0078】
本実施形態にかかる木質材料製の壁構造では、
図1または
図3に示すように、開口Sの内方に連結金物10が設けられ、この連結金物10により、開口Sを取り囲む4つの八角形ブロック5の4つの斜辺w相互が互いに連結される。
【0079】
また、開口Sを取り囲む八角形ブロック5と封止部材6,7の4つの斜辺w相互も、連結金物10によって互いに連結される。
【0080】
連結金物10は、
図5に示すように、4つの辺10aを有する長方形枠状、本実施形態では正方形枠状に形成される。
【0081】
すなわち、連結金物10は、4つの各辺10aが正八角形状の八角形ブロック5及び封止ブロック6,7の各斜辺wそれぞれと等長に形成される。
【0082】
連結金物10の各辺10aは、八角形ブロック5及び封止ブロック6,7の各斜辺wそれぞれに当接され、これにより連結金物10は、開口Sに設けられる。連結金物10の各辺10aには、少なくとも1つの貫通孔10bが形成される。
【0083】
図6及び
図7に示すように、連結金物10は、八角形ブロック5や封止ブロック6,7に埋め込んで設けられる棒状の埋め込み部材11と、埋め込み部材11に螺合されるボルト12によって、八角形ブロック5等に接合される。
【0084】
埋め込み部材11は、中実円柱の金属製棒状体で形成され、外周面には、八角形ブロック5等にねじ込むために、全長に亘って外周ねじ条11aが形成される。
【0085】
埋め込み部材11の長さ方向の一端部には、当該埋め込み部材11の長さ方向に所定の長さで有底の孔部が形成され、この孔部には、全長に亘って、ボルト12が螺合される内周ねじ条11bが形成される。
【0086】
連結金物10を八角形ブロック5や封止ブロック6,7に取り付ける際には、まず、八角形ブロック5等の斜辺wからその内方へ向けて、埋め込み部材11を外周ねじ条11aによりねじ込んで、当該八角形ブロック5等の内部に埋め込み部材11を埋め込む。
【0087】
これにより、八角形ブロック5等の斜辺wには、埋め込み部材11の内周ねじ条11bが現れる。
【0088】
次に、八角形ブロック5等の斜辺wに現れている内周ねじ条11bに貫通孔10bを合わせるようにして、当該八角形ブロック5等の斜辺wに連結金物10のいずれかの辺10aをあてがって当接させた状態で、ワッシャ13を介して、貫通孔10bに挿通したボルト12を、埋め込み部材11の内周ねじ条11bに螺合する。これにより、八角形ブロック5等の斜辺wに、連結金物10が接合される。
【0089】
実際の施工では、開口Sが形成されるように八角形ブロック5や封止ブロック6,7を配置し、開口Sの内方に連結金物10を設けた上で、連結金物10の各辺10aに対し、ボルト12の埋め込み部材11への螺合作業を行うようにすれば良い。
【0090】
埋め込み部材11の長さは、ボルト12の長さよりも長く形成される。ボルト12は、埋め込み部材11に引張力を伝達し、埋め込み部材11は、ボルト12から引張力(引抜力)を受けつつ、八角形ブロック5等に対する連結金物10の定着力を負担する。
【0091】
従って、連結金物10を高い接合強度で八角形ブロック5等と接合するには、言い換えれば、八角形ブロック5同士、八角形ブロック5と封止ブロック6,7同士を強固に連結するには、引き抜きに対する抵抗作用を奏する埋め込み部材11の長さを、ボルト12の長さよりも十分に長く形成することが望ましい。
【0092】
上述の説明は、埋め込み部材11を設ける場合であるが、連結金物10と八角形ブロック5等とをボルト12によって、必要な接合強度で接合できる場合には、埋め込み部材11を用いることなく、連結金物10の貫通孔10bに挿通されるボルト12を、八角形ブロック5等に直接ねじ込むことで、当該連結金物10の各辺10aを八角形ブロック5等の斜辺wに接合するようにしても良い。
【0093】
さらに、連結金物10の各辺10aと八角形ブロック5等の斜辺wとを接着剤による接着によって、必要な接合強度で接合できる場合には、埋め込み部材11やボルト12を用いることなく、接着剤のみによって連結金物10を八角形ブロック5等に接合するようにしても良い。
【0094】
他方、連結金物10と八角形ブロック5等との接合に、上記のように埋め込み部材11とボルト12を用いる場合、ボルト12のみを用いる場合のいずれであっても、接着剤による接合を併用しても良いことはもちろんである。
【0095】
図1、そして
図8にも示すように、連結金物10で連結された八角形ブロック5が上下の梁3,3間に積み上げられかつ左右の柱2,2間に並べられた開口部分4の内方では、地震などの左右水平方向の外力は、柱2・梁3から開口部分4内方の壁1に作用する。
【0096】
その際の応力伝達状態については、例えば右方向へ作用する当該外力RFは、柱2や梁3から、封止ブロック6,7(
図3の場合は、封止ブロック8,9;以下同様)を介して、各八角形ブロック5の斜辺wに対し直角をなす、右斜め下向きのせん断力qとして作用する。
【0097】
各八角形ブロック5それぞれの斜辺wに入力されたせん断力qは、各八角形ブロックを通じ、開口Sを介して、かつ引張力については埋め込み部材11及びボルト12が負担して、せん断力qの作用方向に沿う圧縮ストラットCFが生じる(
図1中、右下がりの圧縮ストラット;正八角形の場合45°)。
【0098】
左方向へ作用する外力LFの場合も、同様の圧縮ストラットCFが逆向きに生じる(左下がりの圧縮ストラット;正八角形の場合45°)。
【0099】
図2に示した八角形ブロック5を用いた場合、
図1の例によれば、
図9に示すように、木質材料の繊維fの向きと平行な方向(図中、左上り傾斜方向)が強軸方向SAであって、繊維fの向きと交差する方向(図中、右上り傾斜方向)が弱軸方向WAとなる壁1が構築される。
【0100】
従って、このような壁1を備えた柱・梁架構は、右向きの外力RFに対してよりも、左向きの外力LFに対して、厳しい構造となる。
【0101】
壁1の構造強度として、必要強度を満足できる場合には、開口部分4には、木質材料の繊維fの向きがいずれかの斜辺wに平行な単一の壁1を備えればよい。
【0102】
他方、壁1の強度が不足する場合には、例えば
図10に示すように、開口部分4が2つ隣接して形成される柱・梁架構、すなわち中央の柱2を挟んで両側に開口部分4が形成される柱・梁架構であれば、隣り合うこれら開口部分4の内方それぞれに壁1を構築し、そしてこれら壁1同士について、木質材料の繊維fの向きが実質的に、おおよそ異なる向きとなるようにすればよい。
【0103】
上述したように、木質材料は、繊維fの向きに平行な方向であっても、圧縮耐力よりも引張耐力の方がやや低く、壁1が1枚の場合は、RF方向とLF方向で、耐力に差がある。
【0104】
このため、開口部分4が2つ隣接して形成される柱・梁架構では、
図10に示すように、これらの壁1における繊維fの向きが交差する(強軸方向SAと弱軸方向WAが異なる)ように配すればよい。
【0105】
このように構成することで、隣接する開口部分4の壁1相互で、耐力を補い合って、必要強度を確保することができる。
【0106】
他方、
図11に示すように、開口部分4の内方で、柱2及び梁3の幅方向に、壁1を少なくとも2つ並立させて構築するようにしてもよい。
【0107】
図11(a)は、壁構造の側断面図、
図11(b)は、
図11(a)の壁構造を左方から見た一方の壁1の要部拡大正面図、
図11(c)は、
図11(a)の壁構造を右方から見た他方の壁1の要部拡大正面図である。
【0108】
隣り合うこれら壁1同士は、木質材料の繊維fの向きが実質的に、おおよそ異なる、すなわち交差するように構築される。
【0109】
すなわち、一方の壁1(の八角形ブロック5)の強軸方向SAが他方の壁1(の八角形ブロック5)の弱軸方向WAとされ、一方の壁1(の八角形ブロック5)の弱軸方向WAが他方の壁1(の八角形ブロック5)の強軸方向SAとなるように、これら壁1が並立される。
【0110】
これら壁1同士は、柱2及び梁3の幅方向で互いに接着されることなく、縁切りされて、互いに自由に挙動するように構築される。
【0111】
このような壁構造にすれば、単一の開口部分4において、右向きの外力RFに対しても、左向きの外力LFに対しても、等しい抵抗作用を奏する柱・梁架構が得られる。壁1の並立数は、偶数枚であれば、その数は問われない。
【0112】
以上説明した本実施形態にかかる木質材料製の壁構造にあっては、同一寸法の木質材料製の正八角形ブロック5を複数個用い、これら八角形ブロック5は、開口部分4の内方で、縦辺y同士が向かい合いかつ横辺x同士が向かい合う配列で、かつ、柱2に面する八角形ブロック5の縦辺yが当該柱2と向かい合い、梁3に面する八角形ブロック5の横辺xが当該梁3と向かい合うように、柱2の上下方向及び梁3の左右方向に配設され、4つの八角形ブロック5で取り囲まれた正方形状の開口Sが形成されて、開口Sの内方に、4つの八角形ブロック5同士を互いに連結する正方形枠状の連結金物10が設けられ、八角形ブロック5を柱2及び梁3に接合することによって壁1が構築されるようにしていて、木質材料製でありながら、耐震性を奏する高い強度を壁1に付与することができる。
【0113】
柱2や梁3とこれらに向かい合う八角形ブロック5との間に間隙が生じる場合であっても、間隙を封止する納まり代の封止ブロック6~9が配設され、八角形ブロック5が封止ブロック6~9に接合され、封止ブロック6~9が柱2や梁3に接合されるようにしていて、柱2及び梁3に対して、八角形ブロック5による堅固な壁1を構築することができる。
【0114】
少なくとも八角形ブロック5同士を連結する連結金物10は、4つの各辺10aが、4つの八角形ブロック5の縦辺yや横辺xと等長で形成され、開口Sに、これら八角形ブロック5の縦辺y及び横辺xと当接させて設けられることにより、八角形ブロック5同士の強固な連結構造を確保することができる。
【0115】
正方形枠状の連結金物10の取り付け構造は、外周ねじ条11a及び内周ねじ条11bを有する棒状の埋め込み部材11が、外周ねじ条11aを介して八角形ブロック5にねじ込まれ、連結金物10の各辺10aが、当該連結金物10に形成された貫通孔10bに挿通されて埋め込み部材11の内周ねじ条11bに螺合されるボルト12によって、八角形ブロック5に接合されるようにしていて、単なる枠体である連結金物10と埋め込み部材11とボルト12という、構造がきわめて簡単で取り扱いにも手間取らない部品構成であるため、容易に連結金物10を八角形ブロック5等に取り付けでき、これにより、高い施工効率で八角形ブロック5同士等を互いに連結することができる。
【0116】
また、埋め込み部材11にボルト12を螺合する構成であるので、木質材料製の八角形ブロック5等であっても、連結金物10を高い強度で取り付けることができて、この連結金物10により、八角形ブロック5同士等を高い強度で連結することができる。
【0117】
埋め込み部材11の長さは、八角形ブロック5に引張力を伝達するボルト12の長さよりも長いので、ボルト12を介して作用する引き抜きに対し、埋め込み部材11で抵抗することができ、連結金物10の取り付け、従ってまた、八角形ブロック5同士等を強固に連結することができる。
【0118】
連結金物10の取り付け構造は、埋め込み部材11を用いることなく、八角形ブロック5にボルト12をねじ込むだけであっても良く、このようにすればさらに施工効率を向上できる。
【0119】
連結金物10の取り付け構造は、埋め込み部材11もボルト12も用いることなく、接着剤による接着だけであっても良く、これにより、さらに施工効率を向上できる。
【0120】
壁1の構成部材である木質材料製の八角形ブロック5は、柱・梁架構の開口部分4に対し、定形であって、かつ取り扱いが容易なように軽量化できるものであり、施工性に優れると共に、壁1自体の軽量化も図ることができる。
【0121】
木質材料の繊維fの向きがすべて同方向となるように八角形ブロック5を配列して得られる壁1の強軸方向SAに対し、木質材料の繊維fの向きと同じ方向に配列される連結金物10で八角形ブロック5同士を連結するようにしているので、強軸方向SAに引張応力を伝達することができて、壁1の強度を高めることができる。
【0122】
単体として形作られた八角形ブロック5同士の組み合わせによって、八角形ブロック5の強度は高く確保しつつ、採光や通風を確保する開口Sを合理的に壁1に形成することができる。
【0123】
八角形ブロック5自体、高い強度を発揮すると共に、八角形ブロック5同士、そしてまた、封止ブロック6~9を介して八角形ブロック5と柱2や梁3との接合で壁1が構築されるため、騒音や振動、粉塵の発生がなく、居ながらで壁1を構築することができる。従って、既存建物に対する改修工事として施工することができる。
【0124】
壁1を、木質材料のブロック5~9で構築することにより、仕上げは不要であり、木材の質感を活かした壁1を得ることができる。
【0125】
ブロック5~9は、原材料である木材が小割にされたもの、すなわち端材でもよいので、木材資源の有効活用に資することができる。
【0126】
木質材料であるブロック5~9に燃え代を確保したり、耐火被覆を設けてもよいことはもちろんである。
【0127】
ブロック5~9を接着剤で接着するようにしていて、接着剤が浸潤される接着面の強度が増強されるので、ブロック5~9は各接着面が補強されていると言え、壁1として、面外方向への座屈や圧壊などの変形を抑制することができる。
【0128】
開口部分4の内方には、柱2及び梁3の幅方向に、壁1が少なくとも2つ並立して構築され、隣り合うこれら壁1同士は、木質材料の繊維fの向きが異なるので、木質材料の繊維fの向きによって強軸や弱軸があっても、必要強度の壁1を、単一の開口部分4に構築することができる。
【0129】
開口部分4が少なくとも2つ隣接して形成され、隣り合うこれら開口部分4の内方にはそれぞれ、壁1が構築され、これら壁1同士は、木質材料の繊維fの向きが異なるので、木質材料の繊維fの向きによって強軸や弱軸があっても、必要強度の壁1を、柱・梁架構に備えることができる。
【0130】
八角形ブロック5は、木質材料の繊維fの向きがすべて同じ八角形板片5aを柱2及び梁3の幅方向に重ね合わせて一体化した積層材であるので、この積層材によって、壁1の必要強度に合わせた八角形ブロック5を形成して壁1を構築することができる。
【0131】
八角形ブロック5と柱2や梁3との間の間隙を封止するために、八角形ブロック5及び柱2や梁3に接着して、封止ブロック6~9を配設するようにしたので、柱2及び梁3に対して、堅固な壁1を構築することができる。
【0132】
図12及び
図13には、上記実施形態で説明した八角形板片5aで形成される八角形ブロック5の変形例が示されている。
【0133】
本変形例に係る八角形ブロック5は、
図4(b),(c)と同様に、複数枚の八角形板片5aを柱2及び梁3の幅方向に重ね合わせて一体化した積層材で形成される。
【0134】
これら複数枚の八角形板片は、柱2及び梁3の幅方向に隣り合うもの同士の木質材料の繊維fの向きが、例えば互い違いに、互いに交差される。
【0135】
八角形ブロック5は、木質材料の繊維fの向きが互いに交差するようにして、順次交互に重ね合わせることにより、
図12に示すように、厚さ方向に繊維fの向きが交差された積層材として形成される。
【0136】
八角形ブロック5は具体的には、
図13の各側面図で示すように、各種の態様で形成される。
【0137】
図13(a)は、原材料である円柱状等の丸太を、繊維方向に切断したひき板を八角形板片5aとして用い、この八角形板片5aを、木質材料の繊維fの向きが交差するようにして、柱2及び梁3の幅方向に2枚重ねして一体化した場合の側面図である。
【0138】
図13(b)は、
図13(a)に比して厚さの薄い多数枚の八角形板片5aを、繊維fの向きが交差するように、重ね合わせて一体化した場合の側面図である。
【0139】
図13(c)は、原材料である円柱状等の丸太から、かつら剥きの要領で薄板を作成し、この薄板から切り出した八角形板片5aを複数枚重ね合わせて一体化した積層材の場合の側面図である。
【0140】
この場合も、木質材料の繊維fの向きが交差するようにして、柱2及び梁3の幅方向に重ね合わされる。
【0141】
従って、この変形例の八角形ブロック5では、強軸方向SAと弱軸方向WAが交差するので、当該八角形ブロック5により構築される壁1は、右向きの外力RFに対しても、左向きの外力LFに対しても、等しく抵抗作用を奏することができる。
【0142】
すなわち、本変形例によれば、木質材料の繊維fの向きが交差する積層材で形成した八角形ブロック5であるので、単一の壁1を構築するという簡便な施工で、左右双方向に抵抗する柱・梁架構を構築することができる。
【0143】
この場合、接合する2つの八角形ブロック5の各八角形板片5aは、同一平面に並ぶもの同士の繊維fが全て平行になるように配置されることが望ましい。
【0144】
またこの変形例に係る八角形ブロック5では、繊維の向きが異なる八角形板片の枚数が同数である必要は必ずしもなく、一方の繊維の向きに沿う方向が他方の繊維の向きに沿う方向よりも強軸となる構成であってもよい。
【0145】
八角形ブロック5は、正八角形状の形態に代えて、縦辺yと横辺xの長さを異ならせた形態としたり、その他の形態としてもよい。
図14には、八角形ブロック5の他の変形例が示されている。
【0146】
図14(a)及び(b)に示すように、すべての角の内角が135°である八角形ブロック5であれば、1組の斜辺wを繊維fと平行にすると、他の1組の斜辺wは、繊維fの向きと直角に交差する関係となる。
【0147】
図14(a)は、辺の長さが縦辺y及び横辺x<斜辺wである場合、
図14(b)は、縦辺y<横辺xである場合である。
【0148】
正八角形ブロック5の斜辺wは、縦辺y及び横辺xに対し、45°の角度(内角が135°)をなす(
図2参照)が、
図14(c)は、縦辺yに対し60°、横辺xに対し30°をなし、かつ縦辺y及び横辺xの長さに対して、斜辺wの長さをより長く形成した場合を示している。
【0149】
図14(d)は、平行関係で等長の2組の斜辺wのうち、一方の組の斜辺wが、縦辺yに対して60°、横辺xに対し30°をなし、他方の組の斜辺wが、縦辺yに対して30°、横辺xに対し60°をなすように形成した場合を示している。
【0150】
このように縦辺y及び横辺xに対してなす角度の和が90°である斜辺wを有する八角形ブロック5であれば、上記の45°や30°,60°という角度に限定されることなく、それを適用して上記壁1を構築できることはもちろんである。
【0151】
図14(a),(c),(d)に例示した形態は、接合箇所となる斜辺wの長さが、縦辺y及び横辺xよりも相当に長いので、接着剤などによる接着で得られる壁1の高強度化を図ることができる。
【0152】
以上の各種の変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。
【0153】
封止ブロック6,7,8,9は、上記の実施形態では、木質材料としたが、これらブロック6~9は、八角形ブロック5の木質材料よりも固い材料で形成されていれば良く、例えば、コンクリートやモルタルで形成してもよい。
【0154】
図6及び
図7に示した連結金物10の八角形ブロック5への取付構造に代えて、八角形ブロック5を貫通する貫通穴を設けるようにし、この貫通穴にPC鋼棒を挿通し、当該PC鋼棒の両端を、ボルトを介して、連結金物10の辺10aに止着するようにしてもよい。
【0155】
本発明に係る木質材料製の壁構造は、既存の柱・梁架構の耐震補強のために適用してもよく、また、新設の柱・梁架構内の耐震構造としてもよい。
【符号の説明】
【0156】
1 壁
2 柱
3 梁
4 開口部分
5 八角形ブロック
5a 八角形板片
6 第1の封止ブロック
7 第2の封止ブロック
8 第3の封止ブロック
9 第4の封止ブロック
10 連結金物
10a 連結金物の辺
10b 連結金物の貫通孔
11 埋め込み部材
11a 外周ねじ条
11b 内周ねじ条
12 ボルト
S 開口
x 八角形ブロックの横辺
y 八角形ブロックの縦辺
w 八角形ブロックの斜辺