(57)【要約】【課題】  引張材により耐荷性と剛性を高めた木質の柱と梁と桁の骨格をラーメン構造とするプレストレスト木造建築物を提供すること。【解決手段】  木質の柱１に対して木質の梁２が、梁２の長手方向前後端に貫通して挿通された引張材（鋼索３など）によって直接結合されることが基本であり、この場合に柱１にも上下に貫通する引張材によって内部にプレストレストを発現させること及び溶接構造の結合接手を介して木質の柱１及び／又は木質の梁２に引張材によってプレストレストを発現させることである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物の骨格を構成する木質の柱と梁の結合において、
梁の長手方向前後端に貫通して挿通される引張材が、該梁の前後端木口に当接する両柱の短手方向に貫通され、かつ、各柱の外側面に当接される定着部材の貫通孔に挿通され、両定着部材において引張材のネジ部にナットを螺合して梁を両柱に緊結し、両者間にプレストレストを発現させて結合したことを特徴とするプレストレスト木質材による建築物。
【請求項２】
木造建築物の骨格を構成する木質の柱と梁の結合が、柱結合部と該柱結合部に接合される梁結合部とから成る結合接手を介してなされる骨格構造において、
梁が梁結合部に設けた定着部材を介して、梁の長手方向前後端に貫通して挿通される複数本の引張材で、前記梁結合部に結合されて成るプレストレスト木質材による建築物。
【請求項３】
前記梁の少なくとも一本が、梁結合部と柱結合部を介して前記引張材で直接柱に緊結されて成る請求項２記載のプレストレスト木質材による建築物。
【請求項４】
前記柱が、長手方向上下端に貫通して挿通される複数本の引張材を、上下の各木口において定着部材を介して緊結し、柱の内部にプレストレストを発現させて成る請求項１、２又は３記載のプレストレスト木質材による建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木造建築物の骨格を構成する木質の柱と梁との結合に関するものであって、特に、その結合時に柱・梁・桁にそれぞれ挿通した引張材によりプレストレスト材とする技術にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願人・本間邦夫は、木材の柱・梁・桁に上載荷重で生じる曲げ応力とは反対の曲げ応力を、引張材（鋼索等）を挿通し緊張させることにより発生させて梁・桁の耐荷性を高める方法を特許第１９２６４７８号で提案し、梁の上部に引張り応力を付与する木材梁を実用新案登録第２００８１４０号で提案し、同上の引張材により木材構造部材の耐荷性と剛性を高めた補強方法を特開平０３−０５１４６１号で提案し、上記先行技術を利用したプレストレスト木橋を特開２００３−０６４６１９号で提案して基本技術の応用段階に至っているものである。
【特許文献１】特開昭６３−１９４０５６号公報（特許第１９２６４７８号）
【特許文献２】特開２００３−０６４６１９号公報
【特許文献３】実公平０５−０１８４１３号（実用登録第２００８１４０号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、木造建築物の骨格を構成する木質の梁や桁の耐荷性と剛性を高めた前記先行技術を木質の柱にも適用し、併せて前記骨格をラーメン構造とするプレストレスト木造建築物の骨格構造を提供することを目的とするものである。
【０００４】
具体的には、本発明は前記引用文献の単一材である柱或いは梁に鋼索を挿通し同鋼索を材の両端面にて引き締め緊張させて固定しプレストレストを付与する方法と、柱と梁とを交叉させて当接し梁に挿通した鋼索を柱にも挿通して同じく緊張させて固定しプレストレストを交叉部に付与する構造とを骨子とし、
木造建築において組み合わされる柱・梁・桁のそれぞれにおける交叉部に、上記骨子を発現させる各種の接合接手から成っている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する請求項１に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造は、木造建築物の骨格を構成する木質の柱と梁の結合において、
梁の長手方向前後端に貫通して挿通される複数本の引張材が、該梁の前後端木口を結合する両柱の短手方向に貫通され、かつ、各柱の外側面に当接される定着部材の貫通孔に挿通され、両定着部材において引張材のネジ部にナットを螺合して梁を両柱に緊結し、両者間にプレストレストを発現させて成る。
請求項２に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造は、木造建築物の骨格を構成する木質の柱と梁の結合が、柱結合部と該柱結合部に接合される梁結合部とから成る結合接手を介してなされる骨格構造において、
梁が梁結合部に設けた定着部材を介して、梁の長手方向前後端に貫通して挿通される複数本の引張材で、前記梁結合部に結合されて成る。
請求項３に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造は、請求項２に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造において、
前記梁の少なくとも一本が、梁結合部と柱結合部を介して前記引張材で直接柱に緊結されて成る。
請求項４に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造は、請求項１、２又は３に記載のプレストレスト木造建築物の骨格構造において、
前記柱が、長手方向上下端に貫通して挿通される複数本の引張材を、上下の各木口において定着部材を介して緊結し、柱の内部にプレストレストを発現させて成る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、木造建築物の骨格を構成する木質の大断面集成長尺材による柱と梁が、プレストレスト状態で直接結合されるタイプから結合接手を介して結合されるタイプまで広範囲に渡るものであるから、高強度の耐荷性と剛性を有する木質のラーメン構造を規模の大小に即応して提供できる。
したがって、木造建築物の大型化・高層化が容易となるとともに、一般木造住宅においても斜材や中間柱を省くことができて柱まわりの空間の利用が広がり、木造建築物の計画、設計、施工が合理化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
先ず第１に、木質の柱に対して木質の梁が、該梁の長手方向前後端に貫通して挿通された引張材によって直接結合され、梁及び柱の結合部に該引張材によるプレストレストを発現させることであり、第２に、溶接構造の結合接手を介して木質の柱及び／又は木質の梁に引張材によってプレストレストを発現させることである。この場合に、結合接手は出隅部、中間部又は直交部における柱に対して、それぞれ平面視でＬ字形、Ｔ字形、十字形に形成されるが、縦断面視では、上下方向で各個にそれぞれ上部柱の下端及び下部柱の上端を係着させるものから、柱を上下に貫通させ、該柱の側面に梁の木口を当接させて両者を引張材で緊結するもの、或は柱の頂部を結合接手の天板に係着させるものなどである。なお、結合接手における梁結合部の構成は、梁と桁の結合においても利用できる。
【実施例】
【０００８】
本発明の実施例を説明すると、基本発明であるプレストレスト木造建築物の骨格構造（以下、単に骨格構造とする。）Ａは、図１に示すように、木質の大断面集成長尺材の柱１に対して木質の大断面集成長尺材の梁２が、その長手方向前後端に貫通して上下二段に挿通される２本の引張材の鋼索３を介して結合される。すなわち、図２に示すように、梁２の長手方向前後端に渡って上下二段に貫設された貫通孔４に挿通された２本の鋼索３は、左右の柱１（図２において右方の柱を省略）の短手方向に貫設した貫通孔４に挿通され、各柱１の外側面に当接される定着部材５の各貫通孔４に挿通され、両定着部材５において鋼索３のネジ部６にナット７を螺合して両者を緊結したもので、梁２の内部及び柱１の結合部にプレストレストを発現させて両者の剛性を向上させたものである。
【０００９】
結合接手による柱１と梁２の骨格構造Ｂについて説明すると、その軸組平面は図３に示すように、各部の骨格構造を出隅部では２方向のＬ字形の結合接手Ｌの使用によるＬを付し、中間部では３方向のＴ字形の結合接手ＴのＴを付し、４方向の直交部では十字形の結合接手ＣのＣを付して説明する。さらに、立体の軸組みでは上下方向の軸組みがあり、５方向の結合接手と６方向の結合接手を少なくとも必要がある。この結合接手は前記各結合接手に必要分付加すれば足りるので説明は省略する。
【００１０】
骨格構造Ｂ−Ｌは図４に示す結合接手Ｌが使用される。結合接手Ｌは角筒の胴体８の天面に天板９のある柱結合部１０と、柱結合部１０にＬ字形に溶接される２方向の梁結合部１１とから成り、一方の梁結合部１１は（図４の左側）所要長さの角筒の縦腕１２の内部に前後を仕切る仕切り板１３を設け、仕切り板１３には上下２個所に鋼索３を挿通する貫通孔４を貫設し、仕切り板１３より胴体８に近い縦腕１２の上面にはスパナ掛けなどの作業用の抜き窓１４を開口して成る。他方の梁結合部１１は所要長さの角筒の横腕１５が当接する柱結合部１０に横腕１５の断面と同形状に開口した嵌入口１６を連通させて成る。
【００１１】
したがって、図５（ａ）に示すように、結合接手Ｌは胴体８を柱１に外嵌して柱１の頂面に天板９の底面を着座させ、一方の縦腕１２に挿入した縦梁２ａの木口を仕切り板１３に当接するとともに、縦梁２ａの長手方向両木口に渡って設けられた上下二段の貫通孔４に挿通された鋼索３のネジ部６を仕切り板１３の各貫通孔４に挿通し、ネジ部６にナット７を螺合して縦梁２ａの一端木口が縦腕１２に緊結される。
他方の横腕１５に挿入した横梁２ｂは、その木口が胴体８の嵌入口１６に案内されて柱１の側面に当接され、横梁２ｂの上下の貫通孔４に挿通された鋼索３は、貫通孔４と同位相で柱１の短手方向と胴体８の周面に貫設した各貫通孔４に挿通され、胴体８の外面に突出したネジ部６にナット７が螺合され、横梁２ｂの一端木口が横腕１５に支持されて直接柱１に緊結される。
【００１２】
骨格構造Ｂ−Ｔにおける結合接手Ｔについて説明すると、図６に示すように角筒の胴体８の上面に天板９のある柱結合部１０と、柱結合部１０にＴ字形に溶接される３方向の梁結合部１１とから成り、中央の梁結合部１１は所要長さの縦長角筒の縦腕１２が図７（ｂ）に示すように縦腕１２の断面と同形状に結合部１０に開口した嵌入口１６に連通し、前記と同様に縦梁２ａに挿通された上下二段の鋼索３のネジ部６を胴体８の外面に突出させる貫通孔４が、胴体８の嵌入口１６に対面する周面に貫設されて成り、左右の梁結合部１１は図７（ａ）に示すように、それぞれ所要長さの縦長角筒の横腕１５の内部に仕切り板１３を設け、仕切り板１３には上下２個所に鋼索３を挿通する貫通孔４を貫設し、仕切り板１３より胴体８に近い横腕１５の上面に前記と同様の抜き窓１４を開口して成る。
【００１３】
したがって、結合接手Ｔは結合接手Ｌにおけると同様に、柱結合部１０が胴体８において柱１に外嵌され、縦梁２ａと横梁２ｂはそれぞれ縦腕１２と横腕１５に挿入され、横梁２ｂは横腕１５の仕切り板１３において鋼索３のネジ部６に螺合するナット７で緊結され、縦梁２ａは縦腕１２から胴体８の嵌入口１６に案内されて柱１の側面に当接され、縦梁２ａから柱１の両側面に貫通して挿通された鋼索３のネジ部６は胴体８の貫通孔４から外面に突出され、ナット７が螺合されて縦梁２ａが縦腕１２に支持されて直接柱１に緊結される。
【００１４】
骨格構造Ｂ−Ｃにおける結合接手Ｃについて説明すると、図８に示すように角筒の胴体８の上面に天板９のある柱結合部１０と、柱結合部１０に十字形に溶接される左右の梁結合部１１（図８のＥ−Ｅの方向）、前後の梁結合部１１（図８のＦ−Ｆの方向）とから成り、前後方向で前部の梁結合部１１は図９（ｂ）に示すように、所要長さの角筒の縦腕１２の内部に仕切り板１３を設け、仕切り板１３には上下２個所に鋼索３を挿通する貫通孔４を貫設し、仕切り板１３より胴体８に近い縦腕１２の上面に抜き窓１４を開口して成り、後部の梁結合部１１は所要長さの角筒の縦腕１２で柱結合部１１に、筒内部の形状と同形状に胴体８と縦腕１２との接合面に開口した嵌入口１６に連通し、前記と同様に縦梁１２に挿通された上下二段の鋼索３のネジ部６を胴体８の外面に突出させる貫通孔４が胴体８の嵌入口１６に対面する周面に貫設されて成り、左右の梁結合部１１は図９（ａ）に示すように、結合接手Ｔの左右の梁結合部１１と同様の構造から成る。柱結合部１０における柱１の結合及び各梁結合部１１における縦梁２ａ、横梁２ｂの結合は、前記と同様であるのでその説明を省略する。
【００１５】
骨格構造Ｂの他の実施態様を説明すると、図１０に示す骨格構造Ｂ−Ｌ０及び図１２に示す骨格構造Ｂ−Ｔ０、図１４に示す骨格構造Ｂ−Ｃ０は、それぞれ前記骨格構造Ｂ−Ｌ、Ｂ−Ｔ、Ｂ−Ｃにおける胴体８の天板９を除去し、胴体８を柱１に接合するためのボルト孔１７を胴体８の要所に貫設して成る。
【００１６】
さらに、骨格構造Ｂの他の実施態様を説明すると、出隅部の骨格構造Ｂ−Ｌ１における結合接手Ｌ１は図１６に示すように、平面視輪郭正方形の柱嵌着座１８を上下に設けた柱結合部１０と、柱結合部１０にＬ字形に接合した梁結合部１１とから成り、下方向に示される横腕１５は縦断面視Ｉ形で所要長さの腕の先端に縦長角皿状の梁嵌着座１９を設けて成り、他方の水平方向に示される縦腕１２は縦断面視Ｉ形に接合される所要長さの腕の先端に縦長角皿状の梁嵌着座２０を設けて成る。
したがって、骨格構造Ｂ−Ｌ１は横腕１５の梁嵌着座１９に横梁２ｂの木口を嵌着させるとともに、梁嵌着座１９の要所に貫設した貫通孔４から横梁２ｂに挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、梁嵌着座１９に横梁２ｂを緊結する。縦腕１２においても横腕２ｂと同様に梁嵌着座２０に縦梁２ａの木口を嵌着させるとともに、梁嵌着座２０の要所に貫設した貫通孔４から縦梁２ａに挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、梁嵌着座２０に縦梁２ａを緊結する。
柱結合部１０における柱１の結合は図１９に示すように、上部柱２１の下端木口を上部の柱嵌着座１８に嵌着させるとともに、柱嵌着座１８の要所に貫設した貫通孔４から上部柱２１に挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、柱嵌着座１８に上部柱２１を緊結する。下部柱２２の上端木口は下部の柱嵌着座１８に嵌着されるとともに、柱嵌着座１８の要所に貫設した貫通孔４から下部柱２２に挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、柱嵌着座１８に下部柱２２を緊結する。
【００１７】
柱立ての作業としては前記作業に先行して下部柱２２の下端木口を基部固定座２３に設けた柱嵌着座１８に嵌着し、基部固定座２３のフランジ２４の要所に貫設されたボルト孔にアンカーボルト２５のネジ部６が挿通され、ネジ部６にナット７を螺合して基部固定座２３を基礎上に固定する。
【００１８】
中間部の骨格構造Ｂ−Ｔ１における結合接手Ｔ１について説明すると、図１７に示すように、平面視輪郭正方形の柱嵌着座１８を上下に設けた柱結合部１０と、柱結合部１０にＴ字形に接合した梁結合部１１とから成り、同図で上下方向の各横腕１５は縦断面視Ｉ形で所要長さの腕の先端に縦長角皿状の梁嵌着座１９を設けて成り、中央部で水平方向の縦腕１２は縦断面視Ｉ形に接合される所要長さの腕の先端に縦長角皿状の梁嵌着座２０を設けて成る。
したがって、骨格構造Ｂ−Ｔ１は骨格構造Ｂ−Ｌ１と同様に、各横腕１５の梁嵌着座１９に各横梁２ｂの木口を嵌着させるとともに、梁嵌着座１９の要所に貫設した貫通孔４から各横梁２ｂに挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、各梁嵌着座１９に各横梁２ｂを緊結する。縦腕１２においても横腕１５と同様に梁嵌着座２０に縦梁２ａの木口を嵌着させるとともに、梁嵌着座２０の要所に貫設した貫通孔４から縦梁２ａに挿通された鋼索３のネジ部６を突出させ、その外面でネジ部６にナット７を螺合し、梁嵌着座２０に縦梁２ａを緊結する。
【００１９】
直交部の骨格構造Ｂ−Ｃ１における結合接手Ｃ１について説明すると、図１８に示すように、平面視輪郭正方形の柱嵌着座１８を上下に設けた柱結合部１０と、柱結合部１０に十字形に接合した梁結合部１１とから成り、同図で上下方向の各横腕１５及び左右の水平方向の各縦腕１２は、それぞれ結合接手Ｌ１或は結合接手Ｔ１における横腕１５と縦腕１２に同一で、各横梁２ｂと梁嵌着座１９との結合及び各縦梁２ａと梁嵌着座２０との結合が前記と同様である。骨格構造Ｂ−Ｔ１及び骨格構造Ｂ−Ｃ１におけるそれぞれの結合接手Ｔ１及び結合接手Ｃ１での柱１との結合も図１９に示すように、結合接手Ｌ１における柱１の結合と同一である。
【００２０】
以上のように、骨格構造Ｂ−Ｌ１、Ｂ−Ｔ１及びＢ−Ｃ１におけるそれぞれの結合接手Ｌ１、Ｔ１及びＣ１は各横腕１５及び縦腕１２とそれぞれの梁嵌着座１９、２０の背面間並びに各柱結合部１０における上下の柱嵌着座１８の背面間に十分な作業空間が確保されるので、柱１や梁２の内部に設計上のプレストレストを発現させる緊結作業が極めて容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、木造建築物でのラーメン構造として利用される上、木材業界における大断面集成長尺材の利用促進と、溶接製造業界における結合接手の接手製造の活性化とに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】基本の骨格構造Ａの部分斜視図。
【図２】図１の縦断面図。
【図３】結合接手を用いた場合の軸組平面図。
【図４】骨格構造Ｂ−Ｌの部分斜視図。
【図５】図４の部分縦断面図を示し、（ａ）はそのＡ−Ａ矢視部分縦断面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視部分縦断面図。
【図６】骨格構造Ｂ−Ｔの部分斜視図。
【図７】図６の部分縦断面図を示し、（ａ）はそのＣ−Ｃ矢視部分縦断面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ矢視部分縦断面図。
【図８】骨格構造Ｂ−Ｃの部分斜視図。
【図９】図８の部分縦断面図を示し、（ａ）はそのＥ−Ｅ矢視部分縦断面図、（ｂ）はそのＦ−Ｆ矢視部分縦断面図。
【図１０】骨格構造Ｂ−Ｌ０におけるＬ字形結合接手の斜視図。
【図１１】図１０の縦断面図を示し、（ａ）はそのＧ−Ｇ矢視縦断面図、（ｂ）はそのＨ−Ｈ矢視縦断面図。
【図１２】骨格構造Ｂ−Ｔ０におけるＴ字形結合接手の斜視図。
【図１３】図１２の縦断面図を示し、（ａ）はそのＩ−Ｉ矢視縦断面図、（ｂ）はそのＪ−Ｊ矢視縦断面図。
【図１４】骨格構造Ｂ−Ｃ０における十字形結合接手の斜視図。
【図１５】図１４の縦断面図を示し、（ａ）はそのＫ−Ｋ矢視縦断面図、（ｂ）はそのＬ−Ｌ矢視縦断面図。
【図１６】骨格構造Ｂ−Ｌ１の部分平面図。
【図１７】骨格構造Ｂ−Ｔ１の部分平面図。
【図１８】骨格構造Ｂ−Ｃ１の部分平面図。
【図１９】結合接手Ｌ１、Ｔ１、Ｃ１における上部柱２１と下部柱２２の緊結状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１  柱
２  梁
３  鋼索
４  貫通孔
５  定着部材
６  ネジ部
７  ナット
８  胴体
９  天板
１０  柱結合部
１１  梁結合部
１２  縦腕
１３  仕切り板
１４  抜き窓
１５  横腕
１６  嵌入口
１７  ボルト孔
１８  柱嵌着座
１９  梁嵌着座
２０  梁嵌着座
２１  上部柱
２２  下部柱
２３  基部固定座
２４  フランジ
２５  アンカーボルト
Ａ、Ｂ  骨格構造
Ｌ、Ｔ、Ｃ  結合接手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005076318.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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