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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-12
(45)【発行日】2024-12-20
(54)【発明の名称】木質合成壁構造
(51)【国際特許分類】
   E04B 1/20 20060101AFI20241213BHJP
   E04B 1/58 20060101ALI20241213BHJP
   E04B 2/86 20060101ALI20241213BHJP
   E04B 2/56 20060101ALI20241213BHJP
   E04H 9/02 20060101ALI20241213BHJP
【FI】
E04B1/20 F
E04B1/58 600A
E04B2/86 601A
E04B2/56 604Z
E04B2/56 631P
E04H9/02 321Z
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2021094995
(22)【出願日】2021-06-07
(65)【公開番号】P2022187142
(43)【公開日】2022-12-19
【審査請求日】2024-03-21
(73)【特許権者】
【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】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 亮太
【審査官】須永 聡
(56)【参考文献】
【文献】特開平09-217448(JP,A)
【文献】特開平05-051962(JP,A)
【文献】特表平11-504998(JP,A)
【文献】特開2005-089988(JP,A)
【文献】特開2015-040401(JP,A)
【文献】特開2002-339485(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/20
E04B 1/58
E04B 2/86
E04B 2/56
E04H 9/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の柱と、一対の前記柱に架設される上下の梁と、を有する架構と、
上下の前記梁間に配置されるとともに、前記架構の面外方向に互いに対向する一対の木質面材と、
一対の前記木質面材を連結するとともに、一対の前記木質面材の間の空間を、前記梁の材軸方向に複数の充填空間に区画する区画板と、
複数の前記充填空間にそれぞれ充填されるとともに、上下の前記梁と接合される充填コンクリートと、
を備える木質合成壁構造。
【請求項2】
前記梁の材軸方向に並ぶ複数組の一対の前記木質面材を備え、
複数組の一対の前記木質面材は、各々の端部に設けられた前記区画板同士を重ね合わせた状態で接合される、
請求項1に記載の木質合成壁構造。
【請求項3】
前記充填コンクリートに埋設され、該充填コンクリートと前記梁とを接合する接合鉄筋を備える、
請求項1又は請求項2に記載の木質合成壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、木質合成壁構造に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート耐震壁と、鉄筋コンクリート耐震壁の壁面を覆う木質耐震壁とを備える壁構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、鋼板の間にコンクリートを打設してなる鋼板コンクリート壁構造が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
さらに、互いに対向する一対の化粧板と、一対の化粧板同士を連結する連結部材とを備える建築用ブロックが知られている(例えば、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2015-040401号公報
【文献】特開2002-339485号公報
【文献】特開2003-003591号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に開示された技術では、木質耐震壁で鉄筋コンクリート耐震壁の壁面を覆うことにより、意匠性を高めることができるものの、鉄筋コンクリート耐震壁を施工する際に、型枠の仮設や撤去作業が発生するため、施工性の観点で改善の余地がある。
【0007】
本発明は、上記の事実を考慮し、意匠性を高めつつ、木質合成壁構造の施工性を向上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に記載の木質合成壁構造は、一対の柱と、一対の前記柱に架設される上下の梁と、を有する架構と、上下の前記梁間に配置されるとともに、前記架構の面外方向に互いに対向する一対の木質面材と、一対の前記木質面材を連結するとともに、一対の前記木質面材の間の空間を、前記梁の材軸方向に複数の充填空間に区画する区画板と、複数の前記充填空間にそれぞれ充填されるとともに、上下の前記梁と接合される充填コンクリートと、
を備える。
【0009】
請求項1に係る木質合成壁構造によれば、架構は、一対の柱と、一対の柱に架設される上下の梁とを有する。この上下の梁間には、一対の木質面材が配置される。一対の木質面材は、架構の面外方向に互いに対向する。この一対の木質面材は、区画板によって連結される。区画板は、一対の木質面材の間の空間を、梁の材軸方向に複数の充填空間に区画する。複数の充填空間には、上下の梁と接合される充填コンクリートがそれぞれ充填される。これにより、木質合成壁が形成される。
【0010】
ここで、一対の木質面材、及び区画板は、充填コンクリートの型枠として機能する。これにより、充填コンクリート用の型枠の仮設や撤去作業が不要になる。したがって、意匠性を高めつつ、木質合成壁の施工性を向上させることができる。
【0011】
また、区画板によって一対の木質面材を連結することにより、充填コンクリートの充填時に、型枠としての一対の木質面材の開きを抑制することができる。
【0012】
さらに、充填コンクリートは、上下の梁と接合される。これにより、地震時には、上下の梁から充填コンクリートに地震力(水平力)が伝達される。充填コンクリートに伝達された地震力は、区画板を介して一対の木質面材に伝達される。このように地震時には、充填コンクリートだけでなく、一対の木質面材も地震力に抵抗可能であるため、木質合成壁の耐震性能が向上する。
【0013】
また、区画板で区画された複数の充填空間に充填コンクリートをそれぞれ充填し、充填コンクリートを複数に分断することにより、地震力に対して充填コンクリートが曲げ柱のように抵抗する。これにより、木質合成壁の靭性が向上するため、木質合成壁の変形性能を高めることができる。
【0014】
請求項2に記載の木質合成壁構造は、請求項1に記載の木質合成壁構造において、前記梁の材軸方向に並ぶ複数組の一対の前記木質面材を備え、複数組の一対の前記木質面材は、各々の端部に設けられた前記区画板同士を重ね合わせた状態で接合される。
【0015】
請求項2に係る木質合成壁構造によれば、梁の材軸方向に並ぶ複数組の一対の木質面材を備える。複数組の一対の木質面材は、各々の端部に設けられた区画板同士を重ね合わせた状態で接合される。
【0016】
このように一対の木質面材の端部に区画板を設けることにより、必要に応じて木質合成壁を容易に拡張することができる。
【0017】
請求項3に記載の木質合成壁構造は、請求項1又は請求項2に記載の木質合成壁構造において、前記充填コンクリートに埋設され、該充填コンクリートと前記梁とを接合する接合鉄筋を備える。
【0018】
請求項3に係る木質合成壁構造によれば、充填コンクリートには、接合鉄筋が埋設される。この接合鉄筋によって、充填コンクリートと上下の梁とを接合することにより、木質合成壁の耐震性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように、本発明によれば、意匠性を高めつつ、木質合成壁構造の施工性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】一実施形態に係る木質合成壁構造が適用された架構及び木質合成壁を示す立面図である。
図2図1に示される上側梁、及び木質合成壁の上部を示す立断面図である。
図3図1に示される下側梁、及び木質合成壁の下部を示す立断面図である。
図4図1の4-4線断面図である。
図5】一実施形態に係る木質合成壁構造の変形例が適用された木質合成壁を示す平断面図である。
図6】一実施形態に係る木質合成壁構造の変形例が柱、及び木質合成壁を示す平断面図である。
図7】一実施形態に係る木質合成壁構造の変形例が柱、及び木質合成壁を示す平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る木質合成壁構造について説明する。
【0022】
(木質合成壁構造)
図1に示されるように、本実施形態に係る木質合成壁構造は、架構10と、木質合成壁40とを備えている。
【0023】
(架構)
架構10は、一対の柱20と、一対の柱20に架設される上側梁30U及び下側梁30Lとを有するラーメン架構とされている。一対の柱20は、例えば、鉄筋コンクリート造とされており、水平方向に間隔を空けて立てられている。各柱20は、複数の柱主筋22、及び複数のせん断補強筋24(図6参照)が埋設されている。
【0024】
上側梁30U及び下側梁30Lは、上下方向に間隔を空けた状態で、一対の柱20に架設されている。図2に示されるように、上側梁30Uは、鉄筋コンクリート造とされており、その内部に複数の梁主筋32、及び複数のせん断補強筋34が埋設されている。これと同様に、図3に示されるように、下側梁30Lは、鉄筋コンクリート造とされており、その内部に複数の梁主筋32、及び複数のせん断補強筋34が埋設されている。
【0025】
なお、各図に示される矢印Xは、上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向(木質合成壁40の横幅方向)を示している。また、矢印Y方向は、架構10の面外方向(木質合成壁40の厚み方向)を示している。また、上側梁30U及び下側梁30Lは、上下の梁の一例である。
【0026】
(木質合成壁)
図1に示されるように、木質合成壁40は、例えば、架構10の構面内に設けられる耐震壁又は耐力壁とされる。また、木質合成壁40は、上側梁30Uと下側梁30Lとの間に配置されている。この木質合成壁40の上端部は、上側梁30Uに接合されている。これと同様に、木質合成壁40の下端部は、下側梁30Lに接合されている。
【0027】
なお、木質合成壁40と一対の柱20とは、接合されておらず、木質合成壁40と一対の柱20との間には、開口26がそれぞれ形成されている。
【0028】
木質合成壁40は、複数(本実施形態では、2つ)の壁部42を有している。壁部42は、木質合成壁40の横幅方向(上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向)に隣接して配置され、各々の端部同士が接合されている。
【0029】
図4に示されるように、各壁部42は、一対の木質面材44と、一対の端部区画板50と、中間区画板54と、複数の充填コンクリート60と、複数のユニット壁筋70とを有している。一対の木質面材44、一対の端部区画板50、及び中間区画板54は、CLT(Cross Laminated Timber)によって形成されている。
【0030】
なお、一対の木質面材44、一対の端部区画板50、及び中間区画板54は、CLTに限らず、例えば、LVL(Laminated Veneer Lumber)や、集成材等の木質板によって形成されても良い。また、中間区画板54は、木質板に限らず、金属板や形鋼等によって形成されても良い。
【0031】
図1に示されるように、一対の木質面材44は、厚み方向(架構10の面外方向)から見て、矩形状に形成されており、上側梁30Uの下面と下側梁30Lの上面とに渡って配置されている。
【0032】
図4に示されるように、一対の木質面材44は、架構10の面外方向(矢印Y方向)に間隔を空けた状態で、当該面外方向に互いに対向して配置されている。この一対の木質面材44は、一対の端部区画板50、及び中間区画板54によって連結されている。なお、端部区画板50、及び中間区画板54は、区画板の一例である。
【0033】
一対の端部区画板50は、一対の木質面材44の横幅方向(矢印X方向)の両側に配置されている。この一対の端部区画板50は、一対の木質面材44と同じ高さとされており、一対の木質面材44の下端から上端に渡っている。また、一対の端部区画板50は、一対の木質面材44の横幅方向に、互いに対向して配置されている。
【0034】
各端部区画板50は、一対の木質面材44の横幅方向の端部44Eに渡って配置されている。また、各端部区画板50の内面50Sは、一対の木質面材44の端部44Eの端面に重ねられており、当該端面に木ビス(木ネジ)46によって固定されている。これにより、一対の端部区画板50によって、一対の木質面材44の端部44E同士が連結されている。
【0035】
また、複数の壁部42は、各々の木質面材44を横幅方向に並べた状態で配置されている。つまり、木質合成壁40は、上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向に並ぶ複数組の一対の木質面材44を備えている。隣り合う壁部42は、各々の端部区画板50同士を重ねた状態で配置されている。また、重ねられた端部区画板50は、一対の連結板52を介して接合されている。
【0036】
一対の連結板52は、重ねられた端部区画板50の横幅方向(架構10の面外方向)の両側に配置されている。また、一対の連結板52は、一対の木質面材44と同じ高さとされており、端部区画板50の下端から上端に渡っている。
【0037】
各連結板52は、重ねられた端部区画板50の横幅方向の端面に渡って配置されており、当該端面に木ビス(木ネジ)46によって固定されている。これにより、一対の連結板52によって、重ねられた端部区画板50が接合されている。
【0038】
中間区画板54は、一対の木質面材44の間に配置されている。また、中間区画板54は、一対の端部区画板50の間に配置されており、一対の端部区画板50とそれぞれ対向している。この中間区画板54は、一対の木質面材44と同じ高さとされており、一対の木質面材44の下端から上端に渡っている。
【0039】
中間区画板54は、一対の木質面材44の内面(対向面)44Sに渡って配置されている。また、中間区画板54の端面は、一対の木質面材44の内面44Sに重ねられており、当該内面44Sに木ビス(木ネジ)46によって固定されている。この中間区画板54、及び一対の端部区画板50によって、一対の木質面材44の間の空間が、上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向に複数(2つの)の充填空間Rに区画されている。
【0040】
なお、一対の木質面材44の間には、少なくとも1つの充填空間Rを形成することができる。
【0041】
複数の充填空間Rには、充填コンクリート60がそれぞれ充填されている。充填コンクリート60は、充填空間Rの下端から上端に渡って充填されている。また、充填コンクリート60には、ユニット壁筋70がそれぞれ埋設されている。
【0042】
ユニット壁筋70は、一対の縦筋72と、複数の横筋74とを有し、複数の充填空間Rにそれぞれ配置されている。一対の縦筋72は、上下方向に延びるとともに、木質合成壁40の横幅方向に間隔を空けて配置されている。この一対の縦筋72は、複数の横筋74によって連結されている。
【0043】
複数の横筋74は、木質合成壁40の横幅方向に延びるとともに、上下方向に間隔を空けて配置されている。各横筋74は、一対の縦筋72に渡って配置されており、図示しない結束線や溶接等によって一対の縦筋72に接合されている。このユニット壁筋70によって、充填コンクリート60が補強されている。
【0044】
図2に示されるように、充填コンクリート60と上側梁30Uとは、接合鉄筋80Uを介して接合されている。接合鉄筋80Uの下端側は、充填コンクリート60の上部に埋設されている。一方、接合鉄筋80Uの上端側は、上側梁30Uに埋設されている。この接合鉄筋80Uの上端側は、上側梁30Uの材軸方向に沿ってL字形状に屈曲されている。
【0045】
図3に示されるように、充填コンクリート60と下側梁30Lとは、接合鉄筋80Lを介して接合されている。接合鉄筋80Lの上端側は、充填コンクリート60の下部に埋設されている。一方、接合鉄筋80Lの下端側は、下側梁30Lに埋設されている。この接合鉄筋80Lの下端側は、下側梁30Lの材軸方向に沿ってL字形状に屈曲されている。
【0046】
(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0047】
本実施形態によれば、架構10は、一対の柱20と、一対の柱20に架設される上側梁30U及び下側梁30Lとを有している。この上側梁30Uと下側梁30Lと間には、一対の木質面材44が配置されている。
【0048】
一対の木質面材44は、架構10の面外方向に互いに対向している。この一対の木質面材44は、一対の端部区画板50、及び中間区画板54によって連結されている。一対の端部区画板50、及び中間区画板54は、一対の木質面材44の間の空間を、上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向に複数の充填空間Rに区画している。
【0049】
複数の充填空間Rには、上側梁30U及び下側梁30Lと接合される充填コンクリート60がそれぞれ充填されている。これにより、木質合成壁40が形成されている。
【0050】
ここで、一対の木質面材44、一対の端部区画板50、及び中間区画板54は、充填コンクリート60の型枠として機能する。これにより、充填コンクリート60用の型枠の仮設や撤去作業が不要になる。したがって、意匠性を高めつつ、木質合成壁40の施工性を向上させることができる。
【0051】
また、一対の端部区画板50、及び中間区画板54によって一対の木質面材44を連結することにより、充填コンクリート60の充填時に、型枠としての一対の木質面材44の開きを抑制することができる。したがって、例えば、一対の木質面材44を連結するセパレータ等を省略することができるため、施工性が向上する。
【0052】
さらに、充填コンクリート60は、上側梁30U及び下側梁30Lと接合されている。これにより、地震時には、上側梁30U及び下側梁30Lから充填コンクリート60に地震力(水平力)が伝達される。充填コンクリート60に伝達された地震力は、一対の端部区画板50及び中間区画板54を介して一対の木質面材44に伝達される。このように地震時には、充填コンクリート60だけでなく、一対の木質面材44も地震力に抵抗可能であるため、木質合成壁40の耐震性能が向上する。
【0053】
特に、本実施形態の木質面材44は、剛性(面剛性)が高いCLTによって形成されている。これにより、木質合成壁40の耐震性能がさらに向上する。
【0054】
また、複数の充填コンクリート60の上部及び下部には、接合鉄筋80U,80Lがそれぞれ埋設されている。これらの接合鉄筋80U,80Lによって、各充填コンクリート60と上側梁30U及び下側梁30Lとを接合することにより、上側梁30U及び下側梁30Lから充填コンクリート60に地震力をより確実に伝達することができる。
【0055】
また、複数の充填空間Rに充填コンクリート60をそれぞれ充填し、充填コンクリート60を複数に分断することにより、地震力に対して複数の充填コンクリート60が曲げ柱のように抵抗する。これにより、本実施形態では、複数の充填コンクリート60が一体化された場合と比較して、木質合成壁40の曲げ変形が卓越するため、木質合成壁40の靭性が向上する。したがって、木質合成壁40の変形性能を高めることができる。
【0056】
なお、一対の端部区画板50の内面50S、及び中間区画板54の両側の表面(内面)54Sに剥離剤を塗布し、地震時に、これらの内面50S,54Sから充填コンクリート60を剥離し易くしても良い。これにより、木質合成壁40の靭性をさらに向上させることができる。
【0057】
また、木質合成壁40は、複数の壁部42を有している。各壁部42は、一対の木質面材44をそれぞれ備えている。換言すると、木質合成壁40は、上側梁30U及び下側梁30Lの材軸方向に並ぶ複数組の一対の木質面材44を備えている。複数組の一対の木質面材44は、各々の端部に設けられた端部区画板50同士を重ね合わせた状態で接合されている。
【0058】
このように隣接する壁部42において、一対の木質面材44の端部に端部区画板50を設けることにより、必要に応じて木質合成壁40を容易に拡張することができる。
【0059】
(変形例)
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【0060】
図5に示される変形例では、一対の木質面材44の内面44Sに、複数の木ビス62が設けられている。複数の木ビス62は、一対の木質面材44の内面44Sから突出し、充填コンクリート60に埋設されている。これにより、複数の木ビス62を介して、一対の木質面材44と充填コンクリート60との間のせん断力が伝達される。したがって、木質合成壁40の耐震性能が高められる。
【0061】
なお、木ビス62は、せん断力伝達部の一例である。また、木質面材44の内面44Sには、木ビス62に限らず、リブや凹凸等のせん断力伝達部を設けても良い。
【0062】
また、図5に示される変形例では、一対の端部区画板50の内面50Sに、金属板90がそれぞれ取り付けられている。各金属板90は、鋼板等によって形成されている。また、各金属板90は、平断面視にて、端部区画板50の内面50S、及び一対の木質面材44の内面44Sに沿ってC字形状に屈曲されている。
【0063】
また、中間区画板54の両側の表面(内面)54Sには、金属板90がそれぞれ取り付けられている。各金属板90は、鋼板等によって形成されている。また、各金属板90は、平断面視にて、中間区画板54の内面54S、及び一対の木質面材44の内面44Sに沿ってC字形状に屈曲されている。
【0064】
充填コンクリート60が付着される金属板90の表面には、剥離剤が塗布されている。これにより、地震時に、充填コンクリート60が、一対の端部区画板50、及び中間区画板54から剥離し易くなる。したがって、木質合成壁40の靭性をさらに高めることができる。
【0065】
また、上記実施形態では、一対の柱20と木質合成壁40とが接合されていない。しかし、例えば、図6に示される変形例のように、木質合成壁40と柱20とを接合しても良い。
【0066】
具体的には、木質合成壁40では、一対の木質面材44における柱20側の一端部44Eに端部区画板50(図4参照)が設けられておらず、当該端部44Eが柱20の側面20Sに突き当たられている。また、一対の木質面材44の一端部44Eの外面には、一対の位置決め材100が設けられている。一対の位置決め材100は、CLT等の木質板によって形成されており、一対の木質面材44の一端部44Eに沿って配置されている。
【0067】
一対の位置決め材100は、柱20の側面20Sに複数のビス(コンクリートビス)102等によって固定されている。この一対の位置決め材100によって、一対の木質面材44の間に充填コンクリート60を充填する際に、一対の木質面材44の一端部44Eの開きが抑制される。
【0068】
また、柱20の側面20Sには、複数のアンカー筋110が設けられている。複数のアンカー筋110は、上下方向に間隔を空けて配置されている。また、複数のアンカー筋110は、柱20の側面20Sから突出し、充填コンクリート60に埋設されている。これらのアンカー筋110は、例えば、ユニット壁筋70の横筋74に重ね継手等によって接続されている。
【0069】
このようにアンカー筋110を介して、柱20と充填コンクリート60とを接合することにより、木質合成壁40の耐震性能を高めることができる。
【0070】
なお、図6に示される変形例では、アンカー筋110があと施工アンカーとされているが、例えば、新築の場合等は、柱20の施工時に、当該柱20にアンカー筋を一体に埋設しても良い。
【0071】
また、図7に示される変形例のように、一対の位置決め材100に替えて、一対の木質面材44の一端部44Eを、セパレータ120を介して連結しても良い。このセパレータ120によって、一対の木質面材44の間に充填コンクリート60を充填する際に、一対の木質面材44の一端部44Eの開きが抑制される。
【0072】
また、上記実施形態の木質合成壁40は、複数の壁部42を有している。しかし、木質合成壁40は、少なくとも1つの壁部42を有していれば良い。
【0073】
また、上記実施形態では、一対の木質面材44が、一対の端部区画板50及び中間区画板54によって連結されている。しかし、中間区画板54は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。また、前述したように、柱20に木質合成壁40を接合する場合は、端部区画板50も省略可能である。つまり、一対の木質面材44は、端部区画板50及び中間区画板54の少なくとも一方によって連結することができる。
【0074】
また、上記実施形態では、一対の木質面材44の端部44Eの端面に、端部区画板50が重ねられた状態で接合されている。しかし、中間区画板54と同様に、一対の木質面材44の端部44Eの間に端部区画板50を配置し、一対の木質面材44の端部44Eの内面44Sに端部区画板50の端面を重ねた状態で接合しても良い。
【0075】
また、上記実施形態では、充填コンクリート60にユニット壁筋70、及び接合鉄筋80U,80Lが埋設されている。しかし、ユニット壁筋70、及び接合鉄筋80U,80Lは、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
【0076】
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】
【0077】
10 架構
20 柱
30U 上側梁(上の梁)
30L 下側梁(下の梁)
44 木質面材
50 端部区画板(区画板)
54 中間区画板(区画板)
60 充填コンクリート
80L 接合鉄筋
80U 接合鉄筋
R 充填空間
矢印X 梁の材軸方向
矢印Y 架構の面外方向

図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7