(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な構成によらずにユニット式建築物用木製枠体の強度を補強することができ、更に、所期の耐震強度に合わせて木製枠体を補強できる補強金具を設計し易くすることも可能なユニット式建築物用木製枠体を提供する。【解決手段】サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であって、枠体Ａ１の各角部２１の外周面１５に、角部１２の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具２１が嵌め込み可能となる凹部１６をそれぞれ備え、各凹部１６に補強金具２１が嵌め込まれた状態で固定用部材３によって取り付けられたユニット式建築物用木製枠体Ａ１。【選択図】    図１
2011042957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であって、該枠体の各角部の外周面に、該角部の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具が嵌め込み可能となる凹部をそれぞれ備え、各凹部に上記補強金具が嵌め込まれた状態で固定用部材によって取り付けられたことを特徴とするユニット式建築物用木製枠体。
【請求項２】
上記補強金具が、更に、上記木製枠体への取り付け面に、上記金属製板材の長さ方向に沿ったＬ字型凸条部を備え、上記木製枠体が上記凹部内に更に該Ｌ字型凸条部に対応する凹条部を備えた請求項１に記載のユニット式建築物用木製枠体。
【請求項３】
上記ユニット式建築物がユニット式透明材壁構造建築物であり、上記木製枠体が、面材として透明板材を取り付けるものである請求項１又は２に記載のユニット式建築物用木製枠体。
【請求項４】
上記ユニット式建築物の建築物モデルを決定して、該建築物モデルの全重量を算定し、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定し、該地震時水平力から上記木製枠体の１枠に作用する水平力Ｈを算定し、次いで上記木製枠体の枠体モデルを決定して、上記水平力Ｈにおける上記枠体モデルの角に生じる最大作用断面力Ｍｍａｘを算定し、更に、形状及び材料を選択した補強金具モデルを決定して、該補強金具モデルの材料の許容曲げ応力度と上記最大作用断面力Ｍｍａｘとから、該最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定し、該断面係数となる断面の大きさを有するように、上記補強金具モデルの金属製板材の幅及び厚さ、又は、上記金属製板材の幅、厚さ及び上記Ｌ字型凸条部の幅、高さ、を設定した請求項１、２又は３に記載されたユニット式建築物用木製枠体。
【請求項５】
上記枠体モデルは、該枠体の枠形状、節点位置、ピン支点、ローラー支点、ローラー支点とこれに近接する一の節点との離間距離、該枠体を構成する木材の材質、該木材の寸法、をモデル化した請求項４に記載のユニット式建築物用木製枠体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、予め工場などで生産しておいた各構成部材（各構成ユニット）を施工現場の土台、柱などの骨組に組み付け、取り付けて構築する際に使用するユニット式建築物用木製枠体に関し、より詳細には、角部の補強により木製枠体の角度を保持し、木製枠体の剛性を高め、例えば、耐震強度を高めることができ、更に、このような木製枠体の補強金具の寸法を所期の耐震強度に合わせて設定することもできるユニット式建築物用木製枠体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１などに記載されているように、住宅などの既存建物に、サンルーム、コンサバトリーなどのように壁面をガラス張りにした透明材壁構造建築物を増築したり、庭に温室を造ったりすることが行われている。このような透明材壁構造建築物の施工方法としては、例えば、構築に使用する木製枠体を予め工場などで生産し、これらを施工現場に搬送して、施工現場の土台、柱などの骨組に組み付けていきながら、壁面、屋根面にガラス板などの透明板材を取り付けていくというユニット式建築物の施工方法が行われていた。このような工法では、用いる木製枠体に歪みが生じ難いことが望ましく、また、建築物の耐震強度などの観点からも、木製枠体は、強度に優れていることが望ましい。
【０００３】
一方、従来より、枠体の補強手段としては、種々提案されており、例えば、特許文献２には、「柱と桁のように互いに水平方向と垂直方向に交わる少なくとも２本の木材の交差部に、各木材の側面と木材間に形成される挟角部の側面とを覆う筋違板と、該筋違板の端部に設けた水平方向の木材の上面に係止される係止片とから成り、該筋違板の各木材の側面に沿う部分と係止部を釘等の結着手段で木材に結着させたことを特徴とする軸組の補強金具」、特許文献３には、「所定の単位間隔を置いて配される左右一対の木製縦枠材の、何れか一方または双方共が、上下両端に平ホゾの突設、形成された管柱を、同平ホゾ平面形の長さ方向中央位置において半裁して得られる構造と略同様にした、上下両端に半裁平ホゾ部を有し、これら半裁平ホゾ部間となる主材部部材断面を柱材の半分としてなるものに形成され、これら左右木製縦枠材主材部か、木製縦枠材主材部および木製縦枠材主材部相当に形成した木製縦枠補助材の、各上下端間を夫々木製横枠材で一体化して柱材寸法と同厚の矩形枠本体とする一方、該矩形枠本体内に、双方の部材幅を合わせると柱材寸法と同厚となるように各部材幅を規制してなる複数本の貫部材と間柱部材とを夫々適宜間隔置きに配して一体化すると共に、貫材群と間柱材群との境界位置には、薄鋼板製の筋違材を斜設、介在させた上、その両端部に一体化した連結ボルト孔付きのコーナー金具を、矩形枠本体コーナー部に一体化し、コーナー金具の連結ボルト孔に合わせて矩形枠本体に通孔を穿設してなることを特徴とする木造軸組構造用単位耐力壁枠体」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７５３１号公報
【特許文献２】特開平８−２２６１７４号公報
【特許文献３】特開平１１−１００８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の補強手段では、いずれも、複雑な構成によらずに木製枠体の強度を補強することはできず、また、例えば、所期の耐震強度に合わせて木製枠体を補強する補強金具を設計し易くするという点については、特に考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、複雑な構成によらずにユニット式建築物用木製枠体の強度を補強することができ、更に、所期の耐震強度に合わせて木製枠体を補強できる補強金具を設計し易くすることも可能なユニット式建築物用木製枠体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】
【０００７】
即ち、本発明は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であって、該枠体の各角部の外周面に、該角部の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具が嵌め込み可能となる凹部をそれぞれ備え、各凹部に上記補強金具が嵌め込まれた状態で固定用部材によって取り付けられたことを特徴とするユニット式建築物用木製枠体を提供する。ここで、本発明の木製枠体において、上記補強金具が、更に、上記木製枠体への取り付け面に、上記金属製板材の長さ方向に沿ったＬ字型凸条部を備え、上記枠体が上記凹部内に更に該Ｌ字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであると、より好適である。また、上記ユニット式建築物がユニット式透明材壁構造建築物であり、上記木製枠体が、面材として透明板材を取り付けるものであると、更に好適である。
【０００８】
更に、本発明のユニット式建築物用木製枠体が、上記ユニット式建築物の建築物モデルを決定して、該建築物モデルの全重量を算定し、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定し、該地震時水平力から上記木製枠体の１枠に作用する水平力Ｈを算定し、次いで上記木製枠体の枠体モデルを決定して、上記水平力Ｈにおける上記枠体モデルの角に生じる最大作用断面力Ｍｍａｘを算定し、更に、形状及び材料を選択した補強金具モデルを決定して、該補強金具モデルの材料の許容曲げ応力度と上記最大作用断面力Ｍｍａｘとから、該最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定し、該断面係数となる断面の大きさを有するように、上記補強金具モデルの金属製板材の幅及び厚さ、又は、上記金属製板材の幅、厚さ及び上記Ｌ字型凸条部の幅、高さ、を設定したものであると、より好適である。ここで、上記枠体モデルは、該枠体の枠形状、節点位置、ピン支点、ローラー支点、ローラー支点とこれに近接する一の節点との離間距離、該枠体を構成する木材の材質、該木材の寸法、をモデル化したものであることが好ましい。
【０００９】
本発明の木製枠体によれば、枠体の各角部の外周面（枠体の外側側面又は幅方向外枠面）に、角部の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具が嵌め込み可能となる凹部、換言すれば、補強金具が嵌合可能となるように補強金具の形状に対応する形状を有する凹部をそれぞれ備え、各凹部に補強金具が嵌め込まれた状態で固定用部材によって取り付けられているので、複雑な構造によらず、枠体の角部の補強をすることが可能となる。ここで、補強金具が、木製枠体への取り付け面、即ち、枠体の凹部への嵌め込み側の面に、更に、金属製板材の長さ方向に沿ったＬ字型凸条部、換言すれば、側面Ｌ字型に形成された金属製板材の形状に対応して側面Ｌ字型に形成されたＬ字型凸条部を備え、枠体が凹部内に更にこのＬ字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであると、例えば、補強金具が同じ長さ、厚さ、幅の金属製板材からなるものである場合、このような構成の補強金具によれば、より高い補強強度が得られる。また、本発明のユニット式建築物がユニット式透明材壁構造建築物であり、木製枠体が、面材として透明板材を取り付けるものであると、サンルーム、コンサバトリー、温室などのように採光に優れることが望ましいユニット式透明材壁構造建築物の木製枠体を補強することができるので、より効果的である。
【００１０】
更に、本発明の木製枠体は、上記ユニット式建築物の建築物モデルを決定して、該建築物モデルの全重量を算定し、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定し、該地震時水平力から上記木製枠体の１枠に作用する水平力Ｈを算定し、次いで上記木製枠体の枠体モデル、好ましくは枠形状、節点位置、ピン支点、ローラー支点、ローラー支点とこれに近接する一の節点との離間距離、枠体を構成する木材の材質、木材の寸法、をモデル化した枠体モデルを決定して、上記水平力Ｈにおける上記枠体モデルの角に生じる最大作用断面力Ｍｍａｘを算定し、更に、形状及び材料を選択した補強金具モデルを決定して、該補強金具モデルの材料の許容曲げ応力度と上記最大作用断面力Ｍｍａｘとから、該最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定し、該断面係数となる断面の大きさを有するように、上記補強金具モデルの金属製板材の幅及び厚さ、又は、更に、Ｌ字型凸条部を備えた補強金具であれば、該補強金具モデルの金属製板材の幅、厚さ及びＬ字型凸条部の幅、高さ、を設定したものであると、所期の耐震強度に合わせた寸法に設定することができるので、複雑な構成、煩雑な計算によらず、木製枠体の補強強度を効率よく調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複雑な構造によらず、木製枠体の角部の補強をすることが可能であり、更に、複雑な構成を用いたり、複雑な計算を行ったりしなくても、木製枠体の補強強度を効率よく調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の木製枠体の第一構成例を説明する木製枠体の概略縦断面図である。
【図２】上記第一構成例の木製枠体本体と補強金具の構成を説明する一部拡大概略斜視図である。
【図３】本発明の木製枠体の第二構成例を説明する補強金具と木製枠体本体の一部拡大概略斜視図である。
【図４】木製枠体の第三構成例を説明する補強金具と木製枠体本体の一部拡大概略斜視図である。
【図５】本発明の木製枠体の第四構成例を説明する木製枠体の概略縦断面図である。
【図６】本発明の木製枠体の第五構成例を説明する木製枠体の概略縦断面図である。
【図７】本発明の木製枠体の第六構成例を説明する木製枠体の概略縦断面図である。
【図８】本発明において好適に利用される木製枠体の補強金具の寸法設定方法のフローを示す図である。
【図９】上記補強金具の寸法設定方法を説明する木製枠体モデルの説明図である。
【図１０】上記補強金具の寸法設定方法を説明する補強金具モデルの説明図である。
【図１１】上記補強金具の寸法設定方法を説明する補強金具モデルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明につき、図面を参照して、更に詳細に説明する。図１は、本発明の木製枠体の第一構成例の構成を説明する木製枠体Ａ１の概略縦断面図であり、図２は、本発明の木製枠体の第一構成例の構成を説明するために、補強金具２１とこれを取り付ける前の木製枠体Ａ１の枠体本体１１の取り付け部分とを拡大して示した木製枠体Ａ１の一部拡大概略斜視図である。図中１１は枠体本体、図中２１は補強金具であり、木製枠体Ａ１は、枠体本体１１の各角部１２、１２、１２、１２にそれぞれ補強金具２１、２１、２１、２１が固着されたものである。木製枠体本体１１は、木材からなる横枠材１３、１３、縦枠材１４、１４により形成された四角形木製枠体であり、図２に示すように、一対の横枠材１３と縦枠材１４によって形成される角部１２の外周面（枠体外側側面）１５には、角部１２の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように形成した金属製板材からなる補強金具２１が嵌め込み可能となるように、横枠材１３と縦枠材１４にかけて側壁１６ａがＬ字型を形成する平板状の凹部（側面Ｌ字型凹部）１６が形成されている。補強金具２１は、枠体本体１１の角部１２の角度に合わせて側面Ｌ字型となるように、即ち、補強金具２１の側面２１ａがＬ字型を形成するように金属製板材をその長さ方向中間部を鉛直方向に折り曲げたり、補強金具２１の側面２１ａがＬ字型を形成するように二枚の金属製板材を溶接したものであり、より具体的には、長方形の金属製板材の長さ（図２では、図中矢印Ｌ１，Ｌ２）方向中央部を９０°の角度に折り曲げたり、同じ形状の二枚の金属製板材を９０°の角度で溶接したものである。そして、補強金具２１には、凹部１６内に嵌め込み、固定するためのネジ部材（固定用部材）３、３、３、３、３、３の各ネジ足部分３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａを挿通させる挿入孔２１ｂ、２１ｂ、２１ｂ、２１ｂ、２１ｂ、２１ｂが、その幅（図２では、図中矢印Ｂ）方向中央部に長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設されている。
【００１４】
本発明の木製枠体は、サンルーム、コンサバトリー、温室などの建築物を、構成ユニットを用いて建築する際に使用するユニット式建築物用の四角形木製枠体であり、枠体本体の形状は、四角形であれば良いが、通常、例えば、図１に示す枠体本体１１のように長方形又は正方形であり、従って、その四隅の角度は、通常、枠体本体１１のように９０°（直角）であるが、枠体の使用箇所に合わせて台形とすることもできる。ここで、本発明の補強金具は、枠体の角部に合わせて側面Ｌ字型に形成したものであるが、このような台形の枠体の角部に合わせた場合、補強金具の形状は、側面略Ｌ字型、側面略く字型となる。従って、本発明において、「Ｌ字型」とは、略Ｌ字型、く字型、略く字型のように、Ｌ字と認識される形状を全て含む。木製枠体を構成する木材としては、従来より、木造建築に使用されている木材を使用することができ、例えば、かし、くり、けやき等、南米ブラジル材であるイペ（タブベイヤ）［ブラジル産］などのいわゆるハードウッドであっても、レッドシダーなどのソフトウッドであっても使用できる。
【００１５】
木製枠体の製造方法は、特に制限されるものではなく、所定の大きさ、形状の木材を上記構成となるように組み付け、従来の木製枠体と同様にスクリューネジ等のネジ部材、ボルトナット、釘などの固定手段で各木材を固定することによって製造することができる。また、凹部１６の形成方法（切り欠き方法）は、特に制限されず、縦枠材、横枠材として使用する木材を、枠体本体として組み立てた後に、所定形状の凹部１６となるように、適宜手段で切り欠いておいてもよく、枠体本体を組み立てた後、所定形状の凹部１６を適宜手段で切り欠いてもよい。
【００１６】
本発明の補強金具を形成する金属製板材は、ステンレス製、鉄製などの板材（鋼板）を好適に使用することができる。金属製板材の大きさは、枠体本体の奥行き、幅、高さなどに合わせて適宜選定することができるが、後述するように、所望の補強強度が得られるように、長さ（図２中、矢印Ｌ１、Ｌ２）、厚さ（図２中、ｔ１）、幅（図２中、矢印Ｂ）が設定されていることが望ましい。図１、２に示した補強金具２１は、枠体本体１１の角部１２の角度に合わせて長方形の金属製板材の長さ方向中央部を折り曲げるか、二枚の金属製板材を溶接したものであるが、本発明の補強金具は、金属製板材の折り曲げ位置又は溶接する二枚の金属製板材のそれぞれの長さが特に制限されるものではなく、例えば、図２中のＬ１、Ｌ２のどちらか一方が他方よりも長くなるように折り曲げたり、どちらか一方が他方よりも長い金属製板材を溶接したものであってもよいが、後述するように、補強強度を調整する場合、調整し易さを考慮すれば、金属製板材の長さ方向の真ん中を折り曲げるか、同じ長さ（形状）の二枚の金属製板材を溶接して、図２中のＬ１、Ｌ２が同じになるようにすると、より好適である。なお、折り曲げ方法は、特に制限されず、金属製板材を折り曲げる際に通常利用される手段により折り曲げることができる。また、溶接方法も二枚の金属製板材を溶接する際に通常利用される手段により溶接することができる。なお、本発明において、側面Ｌ字型となるように金属製板材を形成する手段は、上述したような折り曲げ、溶接に限定されるものではなく、他の適宜手段によって側面Ｌ字型となるように形成してもよい。
【００１７】
図１、２に示した補強金具２１は、枠体本体１１の幅方向中央に固着されているが、一の枠体本体を他の枠体本体に柱材（間柱）を介在させずに接続する場合は、一の枠体本体と他の枠体本体との接合性を考慮すれば、一の枠体本体と他の枠体本体とにおける枠体幅方向の補強金具の固着位置をずらすと、より好適である。例えば、一の枠体本体に取り付ける補強金具の位置を枠体の幅方向右寄り（図２では、図面上、右側）とし、他の枠体本体に取り付ける補強金具の挿入孔の位置を枠体の幅方向左寄り（図２では、図面上、左側）にずらして取り付けることが、望ましい。なお、このように一の枠体本体と他の枠体本体との枠体幅方向の補強金具の固着位置をずらす場合、当然のことながら、補強金具の固着位置に合わせて枠体本体に形成する凹部の位置もずらすことが必要である。これらのことは、後述するリブ付きタイプの補強金具及びこのような補強金具を固着する枠体本体の凹部についても同様である。
【００１８】
また、本発明の場合、各挿入孔２１ｂは、ネジ部材３のネジ足（ねじ切り）部分３ａのみが挿入可能となるように開設されていてもよいが、ネジ部材３のネジ頭３ｂが補強金具２１内に埋め込めるように開設すると、凹部１６内に嵌め込まれ、固着された補強金具２１の表面が平坦になるので、より望ましい。そして、本発明の場合、挿入孔、固定用部材の数は、特に制限されず、例えば、補強金具の長さなどに合わせて適宜選定することができる。なお、本発明の固定用部材は、補強金具を木材に固定することができる限り、その手段はネジ部材に限定されず、例えば、ボルトナットなどを使用することもできる。
【００１９】
本発明の補強金具の形状は、図１、２に示す補強金具２１のように側面２１ａがＬ字型を形成するように、換言すると、補強金具２１の長さ方向に沿った縦断面がＬ字型を形成するように、平板状の金属製板材を側面Ｌ字型に形成したもの（フラットタイプ）、即ち、長さ方向の端面２１ｃ、２１ｃが長方形となるものであってもよいが、図３及び図４に示すように、補強金具の木製枠体への取り付け面、換言すれば、補強金具が形成するＬ字型の内側表面に、金属製板材の長さ方向に沿ったＬ字型凸条部を備えたもの、換言すると、平板状の金属製板材が側面Ｌ字型となるように、その長さ方向中間部が屈曲した形状に形成されており、その内側（屈曲した内側）表面に長さ方向に沿って、内方に延出したＬ字型凸条部（リブ）を備えた補強金具（リブ付きタイプの補強金具）であって、枠体本体が凹部内に更にそのＬ字型凸条部に対応する凹条部を備えたものであってもよい。より具体的には、図３に示す木製枠体Ａ２の補強金具２２のように、金属製板材を側面Ｌ字型となるようにその長さ方向中央部が屈曲した形状であり、その内側表面（取り付け面）２２ａの幅（図３中、矢印Ｂ）方向中央部に、その長さ（図３中、矢印Ｌ１、Ｌ２）方向に沿ったＬ字型凸条部２２ｂを備えることによって、長さ方向の両端面２２ｃ、２２ｃがそれぞれＴ字型となる端面Ｔ字型の形状となるようなものであってもよい。この場合、ネジ部材（固定用部材）３、３、３、３、３、３の各ネジ足部分３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａを挿通させる挿入孔２２ｄ、２２ｄ、２２ｄ、２２ｄ、２２ｄ、２２ｄは、Ｌ字型凸条部２２ｂの突設位置を避けるように、その幅（図３中、矢印Ｂ）方向の位置を中央部からずれるように、交互に幅方向中央よりも一方寄り、他方寄りとなり、且つ長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設されている。そして、このようにＬ字型凸条部２２ｂを備えた補強金具２２を取り付ける枠体本体１１に形成される凹部の形状は、枠体本体１１の角部１２を構成する縦枠体１４と横枠体１３とにかけて側壁１６ａがＬ字型となるように平板状に切り欠かれた凹部（側面Ｌ字型凹部）１６内の幅方向中央部に更にＬ字型凸条部２２ｂに対応するＬ字型凹条部１６ｂが形成され、横枠材１３側、縦枠材１４側の各端面（壁）１６ｃ、１６ｃがＴ字型を形成する端面Ｔ字型凹部１６’が形成されたものとなる。なお、本発明の場合、Ｌ字型凸条部が補強金具２２の幅方向中央部よりも幅方向のいずれか一方側にずれた位置に形成し、その位置に枠体本体の凹部内のＬ字型凹条部の位置を対応させたものであってもよい。このような場合、補強金具２２の両端面２２ｃ、２２ｃの形状は略Ｔ字型となり、これに対応する凹部の形状も横枠材１３側、縦枠材１４側の各端面（壁）１６ｃ、１６ｃも略Ｔ字型となる。
【００２０】
また、図４に示す木製枠体Ａ３の補強金具２３のように、金属製板材が側面Ｌ字型となるように形成されており、その取り付け面２３ａの幅（図４中、矢印Ｂ）方向一辺側２３ｂ（図４では、図中左側）に、その長さ（図４中、矢印Ｌ１、Ｌ２）方向に沿ったＬ字型凸条部２３ｃが備えられた構成とすることによって、補強金具２３の長さ方向の両端面２３ｄ、２３ｄがそれぞれＬ字状となり、端面Ｌ字型となるような形状のものであってもよい。この場合、ネジ部材（固定用部材）３、３、３、３、３、３の各ネジ足部分３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａ、３ａを挿通させる挿入孔２３ｅ、２３ｅ、２３ｅ、２３ｅ、２３ｅ、２３ｅは、補強金具２３の幅（図４中、矢印Ｂ）方向中央部に長さ方向に沿って所定間隔に離間して開設される。そして、このようにＬ字型凸条部２３ｃを備えた補強金具２３を取り付ける枠体本体１１に形成される凹部の形状は、枠体本体１１が角部１２を構成する縦枠体１４と横枠体１３とにかけて側壁１６ａがＬ字型となるように平板状に切り欠かれた凹部（側面Ｌ字型凹部）１６内の幅方向一辺側（図４では、図中左側）に、更にＬ字型凸条部２３ｃに対応するＬ字型凹条部１６ｄが形成され、横枠材１３側、縦枠材１４側の各端面（壁）１６ｃ、１６ｃがＬ字型を形成する端面Ｌ字型凹部１６”が形成されたものとなる。なお、本発明の場合、補強金具のＬ字型凸条部２３ｃを補強金具の幅方向他辺側（図４中右側）に突設し、その突設位置に枠体本体の凹部内のＬ字型凹条部１６ｄの位置を対応させたものであってもよい。
【００２１】
補強金具２２、２３において、Ｌ字型凸条部２２ｂ、２３ｃの形成方法は、特に制限されず、補強金具２２、２３の側面がＬ字型となるように溶接する同じ形状の二枚の金属製板材の各幅方向中央又は各幅方向一辺側に、それぞれ溶接した後にＬ字型凸条部が形成されるように予め凸条部を溶接などの適宜手段で固着しておき、これらを側面がＬ字状となるように溶接したり、金属製板材をＬ字型に折り曲げた後、別途、金属製板材を凸条部の形状に合わせてＬ字型に成形したものを溶接などの適宜手段で固着してもよく、金属製板材を側面Ｌ字型となるように折り曲げた後に、その幅方向中央又は幅方向一辺側にＬ字型凸条部が形成されるように、折り曲げる前の金属製板材に予め凸条部を溶接などの適宜手段で固着しておいたり、平板状の金属製板材から凸条部が突出した形状に成形したものを折り曲げたり、溶接する金属製板材として使用してもよい。なお、Ｌ字型凸条部２２ｂ、２３ｃの高さ（図３、４中、矢印ｌ）、幅（図３、４中、ｔ２）は、作用荷重などを考慮して、適宜選定することができる。また、後述するように、所望の補強強度が得られるように、設定されていることが望ましい。
【００２２】
更に、本発明の木製枠体は、枠体本体の形状が四角形であれば良く、例えば、図５に示す木製枠体Ａ４のように、２本の横枠材１３、１３と２本の縦枠材１４、１４とにより四角形の枠体本体１１が形成され、更に、その高さ方向下側に１本の木製横架材１７が縦枠材１４、１４に固設され、枠体本体１１の各角部１２、１２、１２、１２に補強金具２１、２１、２１、２１が取り付けられたものであってもよい。また、図６に示す木製枠体Ａ５のように、２本の横枠材１３、１３と２本の縦枠材１４、１４とにより四角形の枠体本体１１が形成され、更に、その高さ方向に所定間隔離間して上下２本の木製横架材１７、１７が、それぞれ縦枠材１４、１４に固設され、枠体本体１１の各角部１２、１２、１２、１２に補強金具２１、２１、２１、２１が取り付けられたものであってもよい。更に、図７に示す木製枠体Ａ６のように、２本の横枠材１３、１３と２本の縦枠材１４、１４とにより四角形の枠体本体１１が形成され、更に、その高さ方向下側に１本の木製横架材１７が縦枠材１４、１４に固設され、その高さ方向上側に１本の木製アーチ状横架材１８が縦枠材１４、１４に固設され、枠体本体１１の各角部１２、１２、１２、１２に補強金具２１、２１、２１、２１が取り付けられたものであってもよく、図７に示す木製枠体Ａ６において、木製横架材１７を固設しない以外は、図７に示す木製枠体Ａ６と同様の構成としたものであってもよい。更にまた、木製枠体Ａ４、Ａ５、Ａ６において、それぞれ補強金具２１に替えて、図３に示す補強金具２２又は図４に示す補強金具２３を固着したものであってもよい。
【００２３】
上述したように補強金具２１、２２、２３のいずれかが枠体本体の４つの角部に取り付けられた木製枠体は、ユニット式建築物の構成ユニットとして使用されるものであり、例えば、壁用木製枠体、屋根用木製枠体、扉用木製枠体、窓用木製枠体などとして使用することができる。ここで、本発明の木製枠体に取り付ける面材は、特に制限されるものではないが、本発明の木製枠体は、ユニット式透明材壁構造建築物の構成ユニットとして使用すると、より好適であることから、例えば、ユニット式透明材壁構造建築物の側面や屋根に使用する枠体については、面材として透明板材を取り付けると、より好適である。透明板材としては、サンルーム、コンサバトリーなどに使用されているガラス板、硬質透明樹脂製板などを使用することができ、硬質透明樹脂製板としてより具体的には、例えばポリカーボネート板、アクリル板などが挙げられる。また、ガラス板を使用する場合、シングルガラスであってもダブルガラスであってもよい。また、このようにユニット式透明材壁構造建築物の構成ユニットとして使用する場合であっても、例えば、枠内に市販の扉や建具を取り付けたり、枠内に窓や建具を取り付けたりして、扉用木製枠体、窓用木製枠体として利用しても好適である。
【００２４】
補強金具２１、２２、２３のいずれかが枠体本体の４つの角部に取り付けられた木製枠体を使用したユニット式建築物の構築方法は、従来公知のユニット式建築物用木製枠体の場合と同様であり、例えば、壁用木製枠体として使用するのであれば、上述したような面材を取り付けた後、又は取り付ける前に、必要数の壁用木製枠体を用意し、土台に立設された柱材（間柱）の一面に一の壁用木製枠体を、予め所定位置に開設した挿入孔を利用してスクリューネジ等のネジ部材、ボルトナット、釘などにより締結固定し、更に、一の壁用木製枠体に隣接する壁用木製枠体を締結固定して、互いに隣接する壁用木製枠体を接合し、土台に固定していくと共に、柱材の上記一面に隣接する面に次の壁用木製枠体を同様に接合固定していき、所望の大きさの壁構造ができるように適宜数の壁用木製枠体を連接していくことによって、補強強度に優れた所望の壁構造を簡単な現場作業で構築することができる。
【００２５】
本発明の木製枠体によれば、木製枠体に、ガラス板、硬質透明樹脂製板などの面材を取り付ける際に、歪みが生じて取り付け難くなったり、現場施工で骨組み、基盤に取り付け、組み立てる際にも、歪みが生じて組み立て難くなったりすることがなく、また、壁部材などとして使用した場合にも強度に優れるのみならず、例えば、透明板材を取り付け、サンルームなどの透明材壁構造建築物に使用すると、快適な居住空間を形成する建築物の構成部材（構成ユニット）としての外観にも優れている。
【００２６】
上記木製枠体Ａ１、Ａ２、Ａ３などの補強金具の寸法は、以下に詳述する補強金具の寸法設定方法によって、より好適に設定することができる。以下、図８、図９及び図１０を用いて本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法をより詳細に説明する。図８は、本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法のフローを説明する図であり、図９は、木製枠体モデルＡを土台Ｂ１、Ｂ２に固定した状態を示した木製枠体モデルＡの説明図（概略正面図）である。図１０は、補強金具モデル２０を側方から見た状態を、Ｌ字型凸条部を備えたリブ付タイプについてはＬ字型凸条部を省略して示した補強金具モデルの説明図（概略側面図）であり、二点破線の四角形内にフラットタイプの長さ方向一端面２１ｃの形状を示したものである。なお、図中の各矢印ａはネジ部材の打ち込み位置を示している。また、図１１は、Ｌ字型凸条部を備えたリブ付タイプの長さ方向一端面２２ｃ、２３ｄの形状を示したものである。
【００２７】
本発明の木製枠体の補強金具に好適な寸法設定方法は、図８に示すように、ユニット式建築物の建築物モデルを決定するステップ１００、建築物モデルの全重量を算定するステップ１０１、補強時の震度を選択して、該震度での地震時水平力を算定するステップ１０２、地震時水平力から木製枠体の１枠に作用する水平力Ｈ（図９参照）を算定するステップ１０３、木製枠体の枠体モデルＡ（図９参照）を決定するステップ１０４、水平力Ｈにおける枠体モデルＡ（図９参照）の角ＩＩ（図９参照）に生じる最大作用断面力Ｍｍａｘ（図１０参照）を算定するステップ１０５、形状及び材料を選択した補強金具モデル２０（図１０参照）を決定するステップ１０６、補強金具モデル２０（図１０参照）の材料の許容曲げ応力度と最大作用断面力Ｍｍａｘとから、最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定するステップ１０７、図１０に示すように、補強金具モデル２０の端面２１ｃが長方形であるフラットタイプの場合は、算出した断面係数となる断面の大きさを有するように補強金具モデル２０の金属製板材の幅Ｂ及び厚さｔ１を設定するステップ１０８、図１１に示すように、補強金具モデル２０が更にＬ字型凸条部を備え、端面２２ｃが略Ｔ字型、又は端面２３ｄが略Ｌ字型のようなリブ付タイプの場合は、算出した断面係数となる断面の大きさを有するように補強金具モデル２０の金属製板材の幅Ｂ、厚さｔ１及びＬ字型凸条部の幅ｔ２、高さｌを設定するステップ１０９を含むものである。
【００２８】
ここで、ステップ１００における建築物モデルとは、ステップ１０１の建築物モデルの全重量を算定することができるように、建築物としての完成品を想定したものであり、大きさ、形状、材料、構成（枠体の大きさ、使用数、枠体に嵌め込む面材など）を想定したものである。そして、ステップ１０１では、この建築物モデルの各データに基づいて全重量を算定する。ステップ１０２では、補強時の震度（例えば、震度５弱）を選択して、該震度での地震時水平力を建築基準法施行令８８条により、固定荷重に積載荷重を加えたものに、地震層せん断力係数を乗じて求める。そして、ステップ１０３では、ステップ１００で決定した建築物モデルに基づいて、ステップ１０２で算出した地震時水平力から建築物モデルの木製枠体の１枠に作用する水平力Ｈ（図９参照）を算定する。即ち、ステップ１０２で算出した地震時水平力を全体地震時水平力とし、これを分担する枠数で割って、即ち、（全体地震時水平力÷分担枠数）によって、１つの枠体の水平力を求める。ステップ１０４では、枠体モデルを決定するが、図９に示す枠体モデルＡのように、枠体モデルＡは、枠形状、節点Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＶＩ、Ｖ、ピン支点Ｉ、ローラー支点Ｖ、ローラー支点Ｖとこれに近接する一の節点ＩＶとの離間距離をモデル化し、更に、枠体を構成する木材の材質、木材の寸法をモデル化することが好ましい。そして、ステップ１０５では、ステップ１０４で決定した木製枠体モデルに基づき、木材のヤング係数Ｅ、木材部材の断面積Ａ、木材の断面２次モーメントＩ、ローラー支点の離間距離などからステップ１０３で算定した水平力Ｈにおける枠体モデルＡの角（節点ＩＩ）に生じる最大作用断面力Ｍｍａｘを例えば市販の構造計算プログラムを利用してコンピュータ計算などにより算定する。ステップ１０６では、図１０に示すように、金属製板材を側面Ｌ字型に形成し、端面２１ｃが長方形であるフラットタイプ、金属製板材を側面Ｌ字型に形成し、更に、Ｌ字型凸条部を備え、端面２２ｃが略Ｔ字型（幅方向中央にリブ付）、又は端面２３ｄが略Ｌ字型（幅方向一端辺にリブ付）であるリブ付タイプというように、形状及び材料を選択した補強金具モデル２０を決定する。そして、ステップ１０７では、ステップ１０６で決定した補強金具モデルの材料によって定まる許容曲げ応力度σａと、ステップ１０５で算定した最大作用断面力Ｍｍａｘとから、該最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数を算定する。即ち、補強金具の応力をσ、補強金具モデルの断面係数をＺとすると、σ＝Ｍｍａｘ／Ｚとなり、最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるには、σ＝Ｍｍａｘ／Ｚ≦σａであることから、最大作用断面力Ｍｍａｘに耐えるのに必要な補強金具モデルの断面係数Ｚを算定することができる。なお、許容曲げ応力度σａは、例えば、金属製板材が鉄板であれば、許容曲げ応力度σａ＝２４００ｋｇ／ｃｍ２である。そして、ステップ１０６で決定した補強金具モデルがフラットタイプの場合は、ステップ１０８へと進み、ステップ１０７で算出した断面係数Ｚとなる断面の大きさを有するように補強金具モデル２０の金属製板材の幅Ｂ及び厚さｔ１を設定する。この場合、幅Ｂ及び厚さｔ１は断面が長方形と��る場合の計算式である断面係数Ｚ＝Ｂ（幅）×ｔ１（厚さ）２÷６から求められる。一方、ステップ１０６で決定した補強金具モデルがリブ付タイプの場合は、ステップ１０９へと進み、ステップ１０７で算出した断面係数Ｚとなる断面の大きさを有するように補強金具モデル２０の金属製板材の幅Ｂ、厚さｔ１及びＬ字型凸条部の幅ｔ２、高さｌを設定する。この場合、金属製板材の幅Ｂ、厚さｔ１、Ｌ字型凸条部の幅ｔ２、高さｌは、後述するように、ｌ（高さ）＋ｔ１（厚さ）＝ｈ１（全体高さ）としたとき、全体高さ（ｈ１）方向の中立軸の位置に関するファクターｅ１と、ｈ１（全体高さ）、Ｌ字型凸条部の幅ｔ２、金属製板材の幅Ｂ、金属製板材の厚さｔ１との関係式（後述する式（１）及び式（２））から断面係数Ｚを求めることができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例を示して補強金具の寸法設定方法をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３１】
補強金具の寸法設定方法をより具体的に説明するために、以下の仮定モデルを実施例として想定した。建築物モデルとして２坪位の大きさの標準タイプのコンサバトリーを構築すると仮定すると、コンサバトリーの大きさは、奥行き（出幅）（Ｗ）は１．８ｍ、正面横幅（Ｌ）は３．６ｍ程度である。そして、この建築物モデルの算定した全重量を０．６（ｔ）と仮定すると、建築基準法に記載された計算式から算定された震度５弱での地震時水平力は、０．１２（ｔ）となる。補強する木製枠体モデルＡ（図９参照）は、高さ（図中、矢印ｈ２）２１００ｍｍ、横幅（図中、矢印ｗ）８５０ｍｍと仮定した。また、建築物の支点条件として、ローラー支点Ｖと節点ＩＶとの離間距離を７５ｍｍ程度と仮定した。木製枠体モデルＡを構成する木材の材質をレッドシダーとすると、その断面性能は、木材の断面が縦３８ｍｍ、横８９ｍｍであれば、断面積Ａ＝０．０３８×０．０８９＝３．３８２×１０−３（ｍ２）、断面二次モーメントＩ＝（０．０３８３×０．０８９）÷１２＝４．０６×１０−７（ｍ４）となる。そして、木製枠体モデルＡの節点ＩＩＩに、図中矢印Ｈで示すように水平力Ｈがかかるとする。建築物モデルの正面方向の壁の構築に使用する木製枠体は、４体となり、震度５弱の地震があった場合にこのコンサバトリー１枠当たりにかかる水平力Ｈを地震時水平力（０．１２（ｔ））から算定すると、これを分担する枠体の数は、４枠となり、１枠当たりの水平力Ｈ＝０．０３（ｔ）＝３０（ｋｇ）となり、枠体の角に生じる最大モーメントＭｍａｘを市販の構造計算プログラムにより算出すると、枠体の角に加わる最大モーメントＭｍａｘは、Ｍｍａｘ＝０．５５９×０．０３＝０．０１６７７（ｔ・ｍ）となる。
【００３２】
図１０に示す補強金具モデル２０の材質を鉄とすると、鉄の許容応力度σａは２４００（ｋｇ・ｃｍ２）であり、σ＝Ｍｍａｘ÷Ｚ≦２４００（ｋｇ・ｃｍ２）となる。この式から断面係数Ｚとしては、Ｚ≧０．６９８７５（ｃｍ３）が必要となることが算出される。補強金具モデル２０がフラットタイプの場合、断面係数Ｚは、断面が長方形となる場合の計算式：Ｚ＝Ｂ（幅）×ｔ１（厚さ）２÷６から求められる。従って、震度５弱の地震に耐える（枠体の角部に歪みが生じないように補強する）には、補強金具モデルの厚さｔ１を８ｍｍに設定した場合、必要な幅Ｂは、Ｚ＝Ｂ×ｔ１２÷６であることから、Ｂ≒７ｃｍとなる。補強金具モデルがリブ付タイプの場合は、端面略Ｔ字型、端面略Ｌ字型のいずれであっても断面係数Ｚは、中立軸の位置に関するファクターを加えて計算することができる。即ち、図１１に示すように、ｌ（高さ）＋ｔ１（厚さ）＝ｈ１（全体高さ）とし、中立軸Ｃが金属製板材の表面（取り付け面の反対側の面、図１１においては上端面）からｅ１、Ｌ字型凸条部の端面（図１１においては下端面）からｅ２の位置にあるとすると、ｅ１と、ｈ１（全体高さ）、Ｌ字型凸条部の幅ｔ２、金属製板材の幅Ｂ、金属製板材の厚さｔ１との関係は、下記式（１）となり、断面係数Ｚは、下記式（２）に基づいた計算式から求められ、それぞれ金属製板材の厚さｔ１、Ｌ字型凸条部の幅ｔ２をそれぞれ８ｍｍと設定した場合、必要な幅Ｂは、それぞれ約３ｃｍ、Ｌ字型凸条部の高さｌは、それぞれ約１．２ｃｍとなる。
【００３３】
【数１】
2011042957.tif 000003
【００３４】
次に、上記のように寸法設置された補強金具モデル２０を取り付けるネジ部材の耐性（引き抜き力）を求めてみると、補強金具モデル１０が長さＬ１が３００ｍｍ、長さＬ２が３００ｍｍの側面Ｌ字型である場合、ネジ部材として、φ５．１、長さ２５ｍｍのネジを補強金具モデル２０に打ち込むとすると、それぞれＬ字型の各端部からそれぞれ３０ｍｍ離間した位置（図１０においてそれぞれ右端及び下端）に打ち込むネジ１本当たりにかかる引き抜き力をＴ１とすると、市販の構造計算プログラムからＴ１＝６２（ｋｇ）であり、許容引き抜き力Ｔａを日本建築学会「木構造計算基準・同解説」により求めると、Ｔａ＝７２．５ｋｇ／本となる。従って、Ｔ１＜Ｔａとなり、上記のように寸法設定された補強金具モデルを取り付けるネジ部材の耐性（引き抜き力）を有することが確認できた。なお、木ネジの場合、木材の比重、ネジ部のねじ込み深さ、木ネジの径により許容引き抜き力は変わる。
【００３５】
このようにして設定された補強金具モデルの各部の寸法に基づいて寸法を設定した補強金具を取り付けた木製枠体は、地震時のせん断力に対し、有効な剛性（強度）を持ち、壁式構造に匹敵させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  枠体モデル
Ａ１〜Ａ６  木製枠体
Ｂ  金属製板材の幅
ｌ  Ｌ字型凸条部の高さ
ｔ１  金属製板材の厚さ
ｔ２  Ｌ字型凸条部の幅
１１  枠体本体
１２  角部
１５  外周面
１６、１６’、１６”  凹部
１６ｂ、１６ｄ  凹条部
２０  補強金具モデル
２１、２２、２３  補強金具
２１ａ  側面
２２ａ、２３ａ  取り付け面
２２ｂ、２３ｃ  Ｌ字型凸条部
【図１】
2011042957.tif 000004
【図２】
2011042957.tif 000005
【図３】
2011042957.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011042957.tif 000010
【図８】
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【図９】
2011042957.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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