特開 2024-61007 木質耐力壁

(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】P2024061007

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】木質耐力壁

(51)【国際特許分類】

   E04B 2/56 20060101AFI20240425BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

E04B2/56 605D

E04B2/56 604F

E04B2/56 604G

E04B2/56 632B

E04B2/56 632C

E04B2/56 632H

E04H9/02 321C

E04H9/02 311

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168645

(22)【出願日】2022-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下錦田 聡志

(72)【発明者】

【氏名】貞広 修

(72)【発明者】

【氏名】木村 誠

【テーマコード（参考）】

2E002

2E139

【Ｆターム（参考）】

2E002FB07

2E002FB08

2E002FB15

2E002JA01

2E002JA02

2E002JB01

2E002MA11

2E139AC19

2E139BA06

2E139BD15

(57)【要約】

【課題】靱性と耐力に優れ、施工が容易な木質耐力壁を提供する。
【解決手段】壁体１２の上下左右の四隅が上梁１４と下梁１６とに梁接合部１８を介して接合される木質耐力壁１０であって、前記壁体１２は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材２０と、２枚の前記木質部材２０の間に設けられ、前記木質部材２０の対角線方向に延びるＸ型の鋼製部材２２とを有し、前記梁接合部１８は、前記鋼製部材２２の端部３２と接合し、前記木質部材２０とは当接するのみであるようにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

壁体の上下左右の四隅が上梁と下梁とに梁接合部を介して接合される木質耐力壁であって、
前記壁体は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材と、２枚の前記木質部材の間に設けられ、前記木質部材の対角線方向に延びるＸ型の鋼製部材とを有し、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部と接合し、前記木質部材とは当接するのみであることを特徴とする木質耐力壁。

【請求項2】

前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部に接合するとともに前記壁体の上下左右の四隅に配置される鋼材と、この鋼材から前記上梁および前記下梁に向けて突出する壁体側の鋼板と、前記上梁および前記下梁に固定され、前記壁体に向けて突出する梁側の鋼板と、前記鋼板同士を接合するボルトとを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の木質耐力壁。

【請求項3】

前記鋼製部材が降伏し、その後、前記木質部材が降伏する破壊モードで破壊する部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の木質耐力壁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物に設置される木質耐力壁に関するものであり、特に、直交集成板（ＣＬＴ：Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）と鋼材を用いた木質耐力壁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、木質部材からなる耐力壁として、壁材にＣＬＴを使用し、壁と梁の接合部にＬＳＢ（ラグスクリューボルト）やドリフトピンなどの金物を使用したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

ＣＬＴは、ひき板または小角材（これらをその繊維方向を互いにほぼ平行にして長さ方向に接合接着して調整したものを含む。）をその繊維方向を互いにほぼ平行にして幅方向に並べ、または接着したものを、主としてその繊維方向を互いにほぼ直角にして積層接着し３層以上の構造を持たせた木質板材であり、耐震・耐火性能が高いという特長がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１８８８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記の従来の木質耐力壁は、ＬＳＢやドリフトピンなどの金物で接合しており、初期剛性の不足や接合部周辺の脆性破壊等によりその性能を十分に発揮できないおそれに加え、各部材の加工の多さや施工性に問題があった。

【0006】

一方、木質中高層建物における木質耐力壁を計画するに当たり、木質耐力壁自身に高い靱性と耐力が期待されるとともに、鋼材やボルトなど一般流通材を用い、加工を省力化し、容易に施工可能な木質耐力壁が求められていた。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、靱性と耐力に優れ、施工が容易な木質耐力壁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】

【0008】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る木質耐力壁は、壁体の上下左右の四隅が上梁と下梁とに梁接合部を介して接合される木質耐力壁であって、前記壁体は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材と、２枚の前記木質部材の間に設けられ、前記木質部材の対角線方向に延びるＸ型の鋼製部材とを有し、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部と接合し、前記木質部材とは当接するのみであることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る他の木質耐力壁は、上述した発明において、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部に接合するとともに前記壁体の上下左右の四隅に配置される鋼材と、この鋼材から前記上梁および前記下梁に向けて突出する壁体側の鋼板と、前記上梁および前記下梁に固定され、前記壁体に向けて突出する梁側の鋼板と、前記鋼板同士を接合するボルトとを含んで構成されることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る他の木質耐力壁は、上述した発明において、前記鋼製部材が降伏し、その後、前記木質部材が降伏する破壊モードで破壊する部材であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る木質耐力壁によれば、壁体の上下左右の四隅が上梁と下梁とに梁接合部を介して接合される木質耐力壁であって、前記壁体は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材と、２枚の前記木質部材の間に設けられ、前記木質部材の対角線方向に延びるＸ型の鋼製部材とを有し、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部と接合し、前記木質部材とは当接するのみであるので、靱性と耐力に優れ、施工が容易な木質耐力壁を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明に係る木質耐力壁の実施の形態を示す概略図であり、（１）は正面図、（２）は側断面図、（３）は下隅部分の概略透視斜視図である。

【図2】図２は、図１のＡ部分の拡大図であり、（１）は正面図、（２）は側断面図である。

【図3】図３は、本実施の形態における水平抵抗概念図であり、（１）は正面図、（２）は側断面図、（３）は（２）のＢ部分の拡大図である。

【図4】図４は、本実施の形態における施工手順の一例を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明に係る木質耐力壁の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0014】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る木質耐力壁１０は、壁体１２の上下左右の四隅が上梁１４と下梁１６とに梁接合部１８を介して接合される矩形の壁である。壁体１２は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材２０と、２枚の木質部材２０の間に設けられたＸ型の鋼製ブレース２２（鋼製部材）とを有する。

【0015】

なお、本実施の形態では、壁体１２の高さ３００ｃｍ程度、幅２００ｃｍ程度、壁厚２０ｃｍ程度を想定しているが、本発明はこれに限るものではない。また、本実施の形態の上梁１４および下梁１６はＨ形鋼（鉄骨）で構成されているが、本発明の上梁１４および下梁１６はこれに限るものではなく、別の形態の鉄骨や鉄筋コンクリートなど他の構造で構成されていてもよい。なお、図１（１）の例では、上梁１４および下梁１６にリブ２４が設けられ、上梁１４および下梁１６の上側にスラブ２６が設けられている。また、図１（３）の例では、壁体１２の下隅部分について図示しているが、上隅部分についても同様の構造である。

【0016】

木質部材２０は、壁体１２および仕上げ材をなす部材であり、ＣＬＴで構成される。ＣＬＴの繊維方向は鉛直面内の方向に設定してある。木質部材２０は、鋼製ブレース２２を両側から挟み込むように壁厚方向に２枚、対向配置される。この２枚の木質部材２０は、複数箇所に配置されたボルト２８およびナットで互いに緊結固定される。これにより、２枚の木質部材２０が一体化し、落下防止を図ることができる。なお、本実施の形態では、木質部材２０としてスギ等の樹種からなる厚み９０ｍｍ（３層３プライ）程度の２枚のＣＬＴを想定しているが、本発明はこれに限るものではない。

【0017】

鋼製ブレース２２は、木質部材２０の対角線方向にＸ字状に延びる平板状の鋼製部材である。この鋼製ブレース２２は、２枚の木質部材２０の間に挟み込まれるようにして、各木質部材２０から壁厚方向に若干の隙間３０をあけて壁厚方向の中央に配置される。隙間３０は、外力を受けた鋼製ブレース２２が面外方向に変形可能な形状寸法であることが望ましい。なお、本実施の形態では、鋼製ブレース２２の厚みとして９ｍｍ程度、隙間３０として数ｍｍ程度を想定しているが、本発明はこれに限るものではない。図１（３）に示すように、鋼製ブレース２２の端部３２は、壁体１２の上下左右の梁接合部１８に接合している。

【0018】

梁接合部１８は、壁体１２の上下左右の四隅側に設けられ、上梁１４および下梁１６と壁体１２を接合する鋼製の部材である。梁接合部１８は、鋼製ブレース２２の端部３２と接合し、木質部材２０とは当接するのみである。上梁１４および下梁１６と梁接合部１８とを高力ボルト３４およびナットで摩擦接合することにより一体化し、応力伝達を行う。梁接合部１８は、壁体１２の上下左右で同じ構造であるため、以下においては、壁体１２の左上側（図１のＡ部分）の梁接合部１８を例にとり具体的に説明する。

【0019】

図２に示すように、梁接合部１８は、鋼製ブレース２２の端部３２に接合して木質部材２０の左上隅の上端面に当接配置されるベースプレート３６（鋼材）と、ベースプレート３６から上梁１４に向けて突出する壁体側のプレート３８（鋼板）と、上梁１４のフランジ４０に溶接固定され、壁体１２に向けて突出する梁側のプレート４２（鋼板）と、プレート３８、４２同士を接合する高力ボルト３４とを含んで構成される。プレート３８、４２は上下に突き合わされており、その前後面にはプレート３８、４２を跨ぐ形でプレート４４が左右方向に間隔をあけて配置される。各プレート３８、４２、４４は貫通孔４６に通された複数の高力ボルト３４およびナット４８によって接合されている。ベースプレート３６上面および上梁１４のフランジ４０下面の前後側には、リブ５０が左右方向に間隔をあけて溶接配置されており、プレート４４はリブ５０を避ける位置に配置される。なお、図の例では、プレート４４が左右方向に間隔をあけて３枚配置され、各プレート４４に対して高力ボルト３４が正面視で上下方向に２列、左右方向に２列、それぞれ若干の間隔をあけて配置されているが、本発明はこれに限るものではない。

【0020】

ベースプレート３６と鋼製ブレース２２の端部３２は溶接等により接合される。プレート３８はベースプレート３６に溶接等により接合される。ベースプレート３８の左端側の下面には、下方向に延びるプレート５２が溶接等により接合されている。このプレート５２とベースプレート３６によって正面視で略Ｌ字状のＬ型金物５４を構成している。プレート５２の側面および木質部材２０の側面には構造用合板５６が設けられ、構造用合板５６は木質部材２０に図示しないビスで固定される。

【0021】

鋼製ブレース２２の端部３２側は、幅が一定の長板部６０と、長板部６０から端部３２に近づくにしたがって次第に幅が広くなる幅広部６２とを接続して構成される。幅広部６２の端部は、ベースプレート３６の下面とプレート５２の右側面に対して溶接等で固定される。長板部６０と幅広部６２は延在方向に突き合わされており、その前後面には長板部６０と幅広部６２を跨ぐ形でプレート６４が配置される。長板部６０、幅広部６２、プレート６４は、自身および木質部材２０を貫通する貫通孔６６に通された複数のボルト６８およびナット７０によって接合されている。木質部材２０側の貫通孔６６の口は、木栓７２にて塞がれる。なお、鋼製ブレース２２の端部３２側は、長板部６０と幅広部６２をボルト６８で接合した構成に限るものではなく、長板部６０と幅広部６２が連続した形状であってもよい。また、幅広部６２の形状は、図１のように、略水平方向に延びる辺と略鉛直方向に延びる辺を有する略矩形状であってもよい。

【0022】

木質部材２０には、図２（１）に示すように、それぞれ対応する位置に水平前後方向の段差付きの貫通孔７４（座彫り孔）が間隔をあけて複数設けられており、各貫通孔７４には連結用のボルト２８が通されている。ボルト２８の頭部は一方の木質部材２０の貫通孔７４の段差に当接し、ボルト２８の先端部は他方の木質部材２０の貫通孔７４の段差から出ている。ボルト２８の先端部には、ナット７６が螺合しており、段差に向けて締め付けられている。このボルト２８およびナット７６によって２枚の木質部材２０同士は一体的に固定されている。貫通孔７４の口は、木栓７８にて塞がれる。

【0023】

上記構成の動作および作用について説明する。
図３（１）に示すように、木質耐力壁１０が左側から水平力を受けると、図のように変形する。木質部材２０は、左上・右下の梁接合部１８のＬ型金物５４に接触し、支圧により圧縮力を伝達する。一方、右上の梁接合部１８の下面から離れるとともに、左下の梁接合部１８の上面から浮き上がる。鋼材ブレース２２については、左下と右上を結ぶ右上がり方向のブレース部分が引張力を伝達し、左上と右下を結ぶ左上がり方向のブレース部分は隙間３０内を面外方向に変形することで（図３（３）を参照）、圧縮力を負担しない。それぞれの梁接合部１８で生じる応力を上梁１４および下梁１６と結ぶ高力ボルト３４にて伝達する。

【0024】

本実施の形態では、梁接合部１８を木質耐力壁１０の上下左右の四隅に設置することで、せん断力、および、付加曲げモーメント偶力による軸方向力を処理する。そのため、応力伝達機構は木質耐力壁１０の厚みや幅によらず同じであり、プロポーションによらず同様のディテールを用いた汎用的な設計、納まりを実現することが可能である。

【0025】

次に、上記の木質耐力壁１０の施工方法の一例について説明する。
図４（１）に示すように、まず、鉄骨建方により上梁１４および下梁１６を施工した後、上梁１４および下梁１６の間に鋼製ブレース２２を配置し、鋼製ブレース２２の端部３２の梁接合部１８と上梁１４および下梁１６とをそれぞれ高力ボルト３４にて仮締めする。続いて、図４（２）に示すように、鋼製ブレース２２を両側から挟み込むように２枚の木質部材２０を配置して、２枚の木質部材２０の下隅を下側の梁接合部１８のＬ型金物５４に載せ掛ける。その後、木質部材２０同士をボルト２８で仮締めする。

【0026】

次に、下側の梁接合部１８のＬ型金物５４と木質部材２０の隙間がなくなるように梁接合部１８のＬ型金物５４と木質部材２０の位置を調整し、梁接合部１８の高力ボルト３４を本締めする。同様に、上側の梁接合部１８のＬ型金物５４と木質部材２０の位置を調整し、梁接合部１８の高力ボルト３４の本締めを行う。

【0027】

次に、木質部材２０同士を結ぶボルト２８を本締めする。そして最後に、木質部材２０にあるボルト２８用の貫通孔７４（座彫り孔）を木栓７８にて埋める処理を行う。このようにすることで、本実施の形態の木質耐力壁１０を比較的容易に施工することができる。

【0028】

本実施の形態によれば、ＣＬＴからなる木質部材２０の支圧と鋼材ブレース２２の引張と応力伝達機構を明確に分け、部材の耐力を発揮できるようにすることで、耐力と靱性を高めることができる。また、鋼材ブレース２２の引張降伏の後に、木質部材２０の主に端部に支圧による圧縮降伏が生じる破壊形式であることから、靱性的な破壊モードであり、ＣＬＴの割裂破壊のような脆性破壊を生じることがなく、耐力壁の靱性を高めることができる。

【0029】

このように、ＣＬＴと鋼材ブレースを組み合わせた本実施の形態の木質耐力壁１０は、従来の木質耐力壁に対して靱性と耐力に優れている。また、一般的に流通している鋼材、ボルト、木材を使用することから、従来のＬＳＢ等を用いた木質耐力壁に比べて容易に施工することができ、汎用性の高い木質耐力壁を実現可能である。したがって、本実施の形態によれば、靱性と耐力に優れ、施工が容易な木質耐力壁を提供することができる。

【0030】

以上説明したように、本発明に係る木質耐力壁によれば、壁体の上下左右の四隅が上梁と下梁とに梁接合部を介して接合される木質耐力壁であって、前記壁体は、壁厚方向に対向して固定される四角板状の２枚の木質部材と、２枚の前記木質部材の間に設けられ、前記木質部材の対角線方向に延びるＸ型の鋼製部材とを有し、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部と接合し、前記木質部材とは当接するのみであるので、靱性と耐力に優れ、施工が容易な木質耐力壁を提供することができる。

【0031】

また、本発明に係る他の木質耐力壁によれば、前記梁接合部は、前記鋼製部材の端部に接合するとともに前記壁体の上下左右の四隅に配置される鋼材と、この鋼材から前記上梁および前記下梁に向けて突出する壁体側の鋼板と、前記上梁および前記下梁に固定され、前記壁体に向けて突出する梁側の鋼板と、前記鋼板同士を接合するボルトとを含んで構成されるので、汎用性の高い木質耐力壁を提供することができる。

【0032】

また、本発明に係る他の木質耐力壁によれば、前記鋼製部材が降伏し、その後、前記木質部材が降伏する破壊モードで破壊する部材であるので、靱性的な破壊が可能となり、木質耐力壁の靱性をより高めることができる。

【0033】

なお、２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として「持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）」がある。本実施の形態に係る木質耐力壁は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「１１．住み続けられるまちづくりを」の目標などの達成に貢献し得る。

【産業上の利用可能性】

【0034】

以上のように、本発明に係る木質耐力壁は、木質中高層建物などの建物に有用であり、特に、靱性と耐力に優れ、容易に施工するのに適している。

【符号の説明】

【0035】

１０ 木質耐力壁
１２ 壁体
１４ 上梁
１６ 下梁
１８ 梁接合部
２０ 木質部材
２２ 鋼製ブレース（鋼製部材）
２４，５０ リブ
２６ スラブ
２８，６８ ボルト
３０ 隙間
３２ 端部
３４ 高力ボルト
３６ ベースプレート（鋼材）
３８，４２ プレート（鋼板）
４０ フランジ
４４，５２ プレート
４６，７４ 貫通孔
４８，７０，７６ ナット
５４ Ｌ型金物
５６ 構造用合板
６０ 長板部
６２ 幅広部
７２，７８ 木栓

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】