特開 2024-72423 建築用部材

(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】P2024072423

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】建築用部材

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/16 20060101AFI20240521BHJP

   E04B 1/26 20060101ALN20240521BHJP

【ＦＩ】

E04C3/16

E04B1/26 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183219

(22)【出願日】2022-11-16

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】増田 陽輔

(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）】

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E163FA12

2E163FB32

2E163FC31

(57)【要約】

【課題】面外剛性及び面内剛性を高めることができる木質材料で構成された建築用部材を提供する。
【解決手段】建築用部材１は、上弦材２と、下弦材３と、複数の上下連結体４と、斜材５と、を備え、斜材５のうち上弦材２の第一方向Ｘの中央よりも一方側に配置される斜材５Ａは、下方に向かうに従って次第に第一方向Ｘの一方側に向かうように上下方向に対して傾斜し、斜材５のうち上弦材２の第一方向Ｘの中央よりも他方側に配置される斜材５Ｂは、下方に向かうに従って次第に第一方向Ｘの他方側に向かうように上下方向に対して傾斜し、上弦材２、下弦材３、上下連結体４及び斜材５は、木質材料で形成され、上下連結体４は、角材で形成され、上弦材２と下弦材３とを連結する束材４１と、平板状に形成され板面を第一方向Ｘ及び上下方向に直交する第二方向Ｙに向けて配置されるとともに、上弦材２と下弦材３とを連結する壁材４６と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に延びる上弦材と、
前記第一方向に延び、前記上弦材の下方に配置された下弦材と、
前記上弦材と前記下弦材とを連結し、前記第一方向に離間して配置された複数の上下連結体と、
前記第一方向に隣り合う前記上下連結体の間に配置され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する斜材と、を備え、
前記斜材のうち前記上弦材の前記第一方向の中央よりも一方側に配置される前記斜材は、前記下方に向かうに従って次第に前記第一方向の一方側に向かうように上下方向に対して傾斜し、
前記斜材のうち前記上弦材の前記第一方向の中央よりも他方側に配置される前記斜材は、前記下方に向かうに従って次第に前記第一方向の他方側に向かうように前記上下方向に対して傾斜し、
前記上弦材、前記下弦材、前記上下連結体及び前記斜材は、木質材料で形成され、
前記上下連結体は、
角材で形成され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する束材と、
平板状に形成され板面を前記第一方向及び前記上下方向に直交する第二方向に向けて配置されるとともに、前記上弦材と前記下弦材とを連結する壁材と、を有する建築用部材。

【請求項2】

前記束材は、前記第一方向に離間して複数配置されている請求項１に記載の建築用部材。

【請求項3】

前記壁材は、前記束材の前記第二方向の両側に配置されている請求項１または２に記載の建築用部材。

【請求項4】

前記上弦材の下部には、上方に向かって凹む溝部が形成され、
前記斜材の上端部には、上方に向かって突出するほぞ部が形成され、
前記斜材の上端部に形成された前記ほぞ部は前記上弦材の前記溝部に嵌合するとともに、前記斜材の上端部は前記上弦材の下部にビスによって固定されている請求項１または２に記載の建築用部材。

【請求項5】

前記下弦材の上部には、下方に向かって凹む溝部が形成され、
前記斜材の下端部には、下方に向かって突出するほぞ部が形成され、
前記斜材の下端部に形成された前記ほぞ部は前記下弦材の前記溝部に嵌合するとともに、前記斜材の下端部は前記下弦材の上部にビスによって固定されている請求項１または２に記載の建築用部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築用部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、ハウトラスやプラットトラス等のトラス構造物を木材で構築する場合には、金物を介してドリフトピンまたはボルトで木材同士を接合した引張接合部とする構成とすることが一般的である（下記の特許文献１参照）。しかし、接合部が多いと、建築物全体のコストが割高となってしまう。

【0003】

そこで、ハウトラスにおける束材やプラットトラスにおける斜材等の引張材そのものを鋼材とする混構造トラスも提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１８８５００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、混構造トラスの場合、木材と鋼材との接合部は、鋼材の木材へのめり込み変形に配慮した複雑なディテールが必要となったり、丸鋼は木材に比べて強度は高いが所要の剛性を確保するためには一定の断面積を確保する必要があり部材が大きくなったりする。また、屋根面の風圧力（負圧力）に対して圧縮軸力の負担が期待できず、面外剛性及び面内剛性が十分でないという問題点がある。

【0006】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、面外剛性及び面内剛性を高めることができる木質材料で構成された建築用部材を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る建築用部材は、第一方向に延びる上弦材と、前記第一方向に延び、前記上弦材の下方に配置された下弦材と、前記上弦材と前記下弦材とを連結し、前記第一方向に離間して配置された複数の上下連結体と、前記第一方向に隣り合う前記上下連結体の間に配置され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する斜材と、を備え、前記斜材のうち前記上弦材の前記第一方向の中央よりも一方側に配置される前記斜材は、前記下方に向かうに従って次第に前記第一方向の一方側に向かうように上下方向に対して傾斜し、前記斜材のうち前記上弦材の前記第一方向の中央よりも他方側に配置される前記斜材は、前記下方に向かうに従って次第に前記第一方向の他方側に向かうように前記上下方向に対して傾斜し、前記上弦材、前記下弦材、前記上下連結体及び前記斜材は、木質材料で形成され、前記上下連結体は、角材で形成され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する束材と、平板状に形成され板面を前記第一方向及び前記上下方向に直交する第二方向に向けて配置されるとともに、前記上弦材と前記下弦材とを連結する壁材と、を有する。

【0008】

このように構成された建築用部材は、第二方向から見て（正面視で）斜材が「ハ」の字状に配置されたハウトラス構造である。上弦材と下弦材とを連結する上下連結体によって、上下連結体に生じる引張力は上弦材及び下弦材に伝達される。上下連結体は、束材と、平板状に形成され板面を第二方向に向けて配置された壁材と、を備えた構成である。よって、建築用部材に生じる負圧力に対して、束材とともに壁材も抗するため、面外剛性及び面内剛性を高めることができる。

【0009】

また、本発明に係る建築用部材では、前記束材は、前記第一方向に離間して複数配置されていてもよい。

【0010】

このように構成された建築用部材では、束材は、第一方向に離間して複数配置されている。よって、束材に生じる引張力を、より確実に上弦材及び下弦材に伝達することができる。

【0011】

また、本発明に係る建築用部材では、前記壁材は、前記束材の前記第二方向の両側に配置されていてもよい。

【0012】

このように構成された建築用部材では、壁材は、束材の第二方向の両側に配置されている。よって、建築用部材に生じる負圧力に対して十分に抗することができ、面外剛性をより一層高めることができる。

【0013】

また、本発明に係る建築用部材では、前記上弦材の下部には、上方に向かって凹む溝部が形成され、前記斜材の上端部には、上方に向かって突出するほぞ部が形成され、前記斜材の上端部に形成された前記ほぞ部は前記上弦材の前記溝部に嵌合するとともに、前記斜材の上端部は前記上弦材の下部にビスによって固定されていてもよい。

【0014】

このように構成された建築用部材では、斜材に生じる圧縮力はほぞ部の側面及び斜材の木口面（上端面）の支圧で処理される。斜材に生じる引張力は、ビスのせん断及び引張で処理される。よって、斜材に生じる圧縮力及び引張力を上弦材に確実に伝達することができる。

【0015】

また、本発明に係る建築用部材では、前記下弦材の上部には、下方に向かって凹む溝部が形成され、前記斜材の下端部には、下方に向かって突出するほぞ部が形成され、前記斜材の下端部に形成された前記ほぞ部は前記下弦材の前記溝部に嵌合するとともに、前記斜材の下端部は前記下弦材の上部にビスによって固定されていてもよい。

【0016】

このように構成された建築用部材では、斜材に生じる圧縮力はほぞ部の側面及び斜材の木口面（下端面）の支圧で処理される。斜材に生じる引張力は、ビスのせん断及び引張で処理される。よって、斜材に生じる圧縮力及び引張力を下弦材に確実に伝達することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る建築用部材によれば、面外剛性及び面内剛性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る建築用部材を示す正面図である。

【図2】図１のＩＩ部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の一実施形態に係る建築用部材について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る建築用部材を示す正面図である。
図１に示すように、建築用部材１は、上弦材２と、下弦材３と、複数の上下連結体４と、複数の斜材５と、を備えている。上弦材２、下弦材３、上下連結体４及び斜材５は、木質材料で形成されている。建築用部材１は、斜材が「ハ」の字形状に配置されたいわゆるハウトラス構造を基本として束材に面材を加えた構成であり、鉛直荷重に対して引張力が生じる部分を比較的剛な領域として断続的に設けたものである。建築用部材１は、梁等として、建物に設置される。

【0020】

建築用部材１のスパンに対して１／１０程度を、トラスせいに設定する。建築用部材１のスパンを偶数分割（本実施形態では８分割）した位置に、上下連結体４を設けられている。なお、分割数は適宜設定可能である。

【0021】

以下の説明において、建築用部材１が延在する方向を長手方向Ｘとして、建築用部材１を水平面に沿って設置した状態で長手方向Ｘと直交する水平方向を短手方向Ｙとし、上下方向を上下方向Ｚとする。

【0022】

上弦材２及び下弦材３は、長手方向（第一方向）Ｘに延びている。下弦材３は、上弦材２の下方に配置されている。上弦材２及び下弦材３は、集成材等の角材の木質材料で形成されている。

【0023】

複数の上下連結体４は、長手方向Ｘに離間して配置されている。上下連結体４は、上弦材２と下弦材３とを連結している。上下連結体４は、複数の束材４１と、複数の壁材４６と、を有している。

【0024】

複数の束材４１は、長手方向Ｘに離間して配置されている。本実施形態では、１箇所の上下連結体４につき、２本の束材４１が配置されているが、束材４１の本数は適宜設定可能であり、１本でも３本以上であってもよい。

【0025】

束材４１は、上下方向Ｚに延びている。束材４１は、上弦材２と下弦材３とを連結している。束材４１の短手方向（第二方向）Ｙの長さは、上弦材２及び下弦材３の短手方向Ｙ方向の長さと略同一である。束材４１は、集成材等の角材の木質材料で形成されている。

【0026】

図２は、図１のＩＩ部拡大図である。
図２に示すように、束材４１の上端面４１ｕは、上弦材２の下面２ｄに当接して配置されている。束材４１の上端部４１ａは、上弦材２の上面２ｕから打たれたビス２２によって固着されている。なお、束材４１の両側面からＸ字状に打たれたビスによって、上弦材２に固着されていてもよい。

【0027】

束材４１の固定方法は上下反転した構成であり、図面を省略する。束材４１の下端面は、下弦材３の上面に当接して配置されている。束材４１の下端部は、下弦材３の下面から打たれたビス（不図示）によって固着されている。なお、束材４１の両側面からＸ字状に打たれたビスによって、下弦材３に固着されていてもよい。これによって束材４１に生じる常時の引張力は、上弦材２及び下弦材３に伝達される。

【0028】

図１に示すように、壁材４６は、上下方向Ｚに離間して配置された上弦材２及び下弦材３に跨るとともに、長手方向Ｘに離間して配置された２本の束材４１に跨るように配置されている。換言すると、短手方向Ｙ方向から見て、壁材４６の上端部４６ｕは上弦材２に重なって配置され、壁材４６の下端部４６ｄは下弦材３に重なって配置され、壁材４６の短手方向Ｙの両端部４６ａは束材４１に重なって配置されている。

【0029】

壁材４６は、束材４１を挟んで短手方向Ｙの両側に配置されている。なお、壁材４６は、束材４１の短手方向Ｙの少なくとも一方側に配置されていればよい。

【0030】

壁材４６は、平板状に形成されている。壁材４６の板面は、短手方向Ｙを向いている。壁材４６は、構造用ＭＤＦ等の木質材料で形成されている。なお、壁材４６は構造用ＭＤＦに限られず、木質材料で形成されていればよい。

【0031】

壁材４６は、上弦材２、下弦材３及び２本の束材４１を連結している。図２に示すように、壁材４６の上端部４６ｕは、上弦材２に釘４７によって固着されている。壁材４６の固定方法は上下反転した構成であり、図面を省略する。壁材４６の下端部４６ｄは、下弦材３に釘（不図示）によって固着されている。壁材４６の短手方向Ｙの両端部４６ａは、束材４１に釘４７によって固着されている。

【0032】

壁材４６の端部を固着する釘４７は、外周側及び内周側の両側に打たれている。外周側に打たれて釘４７ａは、壁材４６に生じる引張力を上弦材２及び下弦材３に伝達する。内周側に打たれた釘４７ｂは、壁材４６に生じるせん断力を上弦材２、下弦材３及び束材４１に伝達する。

【0033】

図１に示すように、斜材５は、長手方向Ｘに隣り合う上下連結体４の間に配置されている。複数の斜材５のうち建築用部材１の長手方向Ｘの中央よりも一方側（紙面右側）に配置される斜材５を、斜材５Ａとする。斜材５Ａは、下方に向かうに従って次第に長手方向Ｘの一方側に向かうように上下方向Ｚに対して傾斜している。複数の斜材５のうち建築用部材１の長手方向Ｘの中央よりも他方側（紙面左側）に配置される斜材５を、斜材５Ｂとする。斜材５Ｂは、下方に向かうに従って次第に長手方向Ｘの他方側に向かうように上下方向Ｚに対して傾斜している。

【0034】

斜材５の上端部５ｕは、一の束材４１の上端部４１ａに隣接配置されている。斜材５の下端部５ｄは、隣り合う束材４１の下端部４１ｄに隣接配置されている。

【0035】

斜材５は、集成材等の角材の木質材料で形成されている。図２に示すように、斜材５の上端部５ｕには、上方に向かって突出するほぞ部５１が設けられている。上弦材２の下面２ｄには、上方に向かって凹む溝部２１が形成されている。斜材５のほぞ部５１は、上弦材２の溝部２１に嵌合されている。斜材５の上端部５ｕは、ビス５２によって上弦材２に固着されている。なお、ビス５２は斜材５に対して直交に設けるほか、上弦材２に対して直交に設けてもよい。斜材５の固定方法は上下反転した構成であり、図面を省略する。斜材５の下端部に設けられたほぞ部５１は、下弦材３に形成された溝部２１に嵌合されている。斜材５の下端部は、ビス５２によって下弦材３に固着されている。なお、ビス５２は斜材５に対して直交に設けるほか、下弦材３に対して直交に設けてもよい。斜材５に生じる圧縮力はほぞ部５１の側面５１ａ及び斜材５の木口面（上下端面）５ａの支圧で処理される。斜材５に生じる引張力は、ビス５２のせん断及び引張で処理される。

【0036】

このように構成された建築用部材１では、短手方向Ｙから見て（正面視で）斜材５が「ハ」の字状に配置されたハウトラス構造である。上弦材２と下弦材３とを連結する上下連結体４によって、上下連結体４に生じる引張力は上弦材２及び下弦材３に伝達される。上下連結体４は、束材４１と、平板状に形成され板面を短手方向Ｙに向けて配置された壁材４６と、を備えた構成である。よって、建築用部材１に生じる負圧力に対して、束材４１とともに壁材４６も抗するため、面外剛性及び面内剛性を高めることができる。

【0037】

また、束材４１は、長手方向Ｘに離間して複数配置されている。よって、束材４１に生じる引張力を、より確実に上弦材２及び下弦材３に伝達することができる。

【0038】

また、壁材４６は、束材４１の短手方向Ｙの両側に配置されている。よって、建築用部材１に生じる負圧力に対して十分に抗することができ、面外剛性をより一層高めることができる。

【0039】

また、斜材５に生じる圧縮力はほぞ部５１の側面５１ａ及び斜材５の木口面（上下端面）５ａの支圧で処理される。斜材５に生じる引張力は、ビス５２のせん断及び引張で処理される。よって、斜材５に生じる圧縮力及び引張力を上弦材２及び下弦材３に確実に伝達することができる。

【0040】

また、壁材４６の端部を固着する釘４７は、外周側及び内周側の両側に打たれている。外周側に打たれて釘４７ａは、壁材４６に生じる引張力を上弦材２及び下弦材３に伝達することができる。内周側に打たれた釘４７ｂは、壁材４６のせん断力を上弦材２、下弦材３及び束材４１に伝達することができる。また、外周側及び内周側の釘４７の配置を交換して、伝達する力の分布を変えてもよい。

【0041】

また、上下連結体４が壁材４６を備えることによって、上下連結体４のせん断剛性が、斜材５（接合部を含む）よりも高い。よって、鉛直荷重時の変形に着目した場合には、実際よりも短いスパン（有効スパン）のトラスに相当する。したがって、ロングスパン（２０ｍｍ強程度）の架構を実現するのに有効な方法である。

【0042】

また、ビス留め、釘打ち等の簡易な接合の組合せによって、負圧力を含めた荷重に対して十分な面外剛性が期待できる。よって、従来よりも、ロングスパンを実現することができる。

【0043】

また、上下連結体４の壁材４６の内部に斜材を追加して組み込むことによって、見え掛かりを変えずに準耐火建築物建築物としての燃えしろ設計が可能となる部材構成とできる。

【0044】

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0045】

例えば、上記に示す実施形態では、斜材５のほぞ部５１は、上弦材２及び下弦材３の溝部２１に嵌合されているが、これに限られない。斜材５と上弦材２及び下弦材３とは、ほぞ部５１と溝部２１との嵌合ではなく、単にビス固定のみによって固定される構成であってもよい。

【0046】

また、壁材４６の端部を固着する釘４７は、外周側及び内周側の両側に打たれているが、これに限られない。釘４７は、外周側及び内周側の両側の二重に打たれるのではなく、一重であってもよい。

【0047】

また、建築用部材（ハウトラス）１の両端近くに配置された斜材５と、平板状に形成された壁材４６とを併用してもよい。単に併用するだけではなく、斜材５と壁材４６とを釘で接合して一体化することにより、斜材５の接合性能を向上させ、これによりスパンの長い、または支配幅（間隔）の大きい部材へと適用範囲を広げることができる。

【0048】

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。本実施形態に係る建築用部材１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。

【符号の説明】

【0049】

１ 建築用部材
２ 上弦材
３ 下弦材
４ 上下連結体
５，５Ａ，５Ｂ 斜材
２１ 溝部
４１ 束材
４６ 壁材
５１ ほぞ部
Ｘ 長手方向（第一方向）
Ｙ 短手方向（第二方向）
Ｚ 上下方向

【図1】

【図2】