第 2 章 木質構造部材の特性＊ 18

日本建築学会 編：木質構造設計規準・同解説（第 4 版），p.72，日本建築学会（2006）＊ 19

住宅性能表示・住宅金融支援機構フラット 35＊ 20

日本木材保存協会 編：保存処理製材の適正製造基準・同解説，日本木材保存協会（1996）＊ 21

今村祐嗣ほか：建築に役立つ木材・木質材科学，東洋書店（1997）

第3章

接合方法とその特性

参考文献
1）日本建築学会 編：木質構造設計基準・同解説（第 4 版），日本建築学会（2006）
2）中大規模木造プレカット技術協会：中大規模木造設計セミナーテキスト（2016）3）中大規模木造プレカット技術協会：構造木工事監理マニュアル Ver. 1.0（2019）

3.1 接合部の力学機構
木造架構の接合にあたっては，金属接合具を用いることが一般的1）になってきており，阪神・淡路大震災後に，法令が改正されて木造軸組架構で耐震要素の端部をボルトや釘などの金属接合具を用いるようになって以降はその傾向が一段と強くなってきている 2）．また，軸組構造においてもラーメン架構に対する需要が高いことから，剛接仕口を実現するための接合工法も各種開発され，適用されるようになってきている．
一方，大断面集成材のように，その伝達応力が S 造や RC 造と同程度になると，金属接合具を用いる以外に現実的な方法がない状態 3）である．先端的な試みとして，現場接着工法を適用した事例も一部にある（6.5 節（3）項）．
伝統的な構法においては，木材を加工した仕口が用いられており，奥の深いものがあるが，応力伝達機構からすると未解明な部分もあり，ここでは対象外とする．
以下には，代表例としてボルト接合部，釘接合部，ラグスクリューボルト接合およびグルード・イン・ロッド接合を取り上げ，軸力あるいはせん断力伝達を中心とした力学機構を示す．

（ 1 ） ボルト接合部の力学機構
ボルト接合部においては，主材の応力を支圧によりボルトに伝達し，その応力をボルトのせん断抵抗力により添え板に伝達する．ボルトは鋼材を使用し，添え板も鋼材を使用することが多い．
（ a ） 接合部の降伏モード
主材に孔をあけてボルトを挿入する形式のため，接合部の降伏モードは図 3.1 に示す 4 タイプに分PP/2P/2（ a ） 木材支圧降伏PP/2P/2（ b ） ボルト曲げ降伏

図 3.150

PPP/2 × 2（ c ） 押抜きせん断降伏P/2 × 2（ d ） 木材引張降伏

ボルト接合部の降伏モード51

第 3 章 接合方法とその特性

3.3

集成材等建築物の接合方法（ 4 ） 金物と接着剤の併用接合
接着剤による接合で問題となる破壊性状や強度信頼性，あるいは施工性の改善を目的として，金物（接合具）と接着剤を組み合わせる場合がある．
以下に，金物と接着剤の併用接合の事例を示す．
（ a ） 鋼棒挿入接着接合
ボルトや異形鉄筋のような棒状の接合具を部材（集成材や LVL）にあらかじめあけておいた孔に挿入し，孔の中の隙間に接着剤を充填して硬化させて接合するもので，近年さまざまなタイプのもの
図 3.46接着接合の例（フィンガー接合）

図 3.47BFJ の事例（白竜ドーム）（ b ） スカーフ接合が開発され，実用に供されている．英語では Glued-in Rod（略称：GIR）という．図 3.50 に接合方法の例を示す．柱梁仕口部で直交させて適用することにより，2 方向ラーメン架構の構築も可能である．柱脚部では，部材の柱脚に固定した接合具をコンクリート基礎のスリーブに建て入れ，無収縮

図 3.48 に示すように部材の端部を斜めに切削し，切削面に接着剤を塗布して接合するものである．

モルタルを充填するなどして一体化する．この種の接合メカニズムは，接合具と接合される部材に設

このスカーフ接合は，木材の接着継手としては最も高い強度が得られる接合方法である．スカーフのけられた穴との隙間に充填された接着剤の接着効果により，接合される部材間の力を接合具により伝角度を適切にとると部材の曲げ強度と同等の接合部曲げ強度が得られる 10）．

達されるものとして説明できる．

しかし，材料の歩留りが悪いこと，切削と接着施工管理が難しいことなどの短所があり，構造用集成材に適用されることはまれである．

シール材
排出孔

ボルトまたは異形鉄筋排出孔

集成材梁

集成材梁

注入孔
シール材

排出孔

集成材梁

注入孔 ボルトまたは接着剤
異形鉄筋集成材柱注入孔

例1

図 3.48 接着接合の例（スカーフ接合）

コーキングガン枝管（ c ） 木ダボ接合
木ダボと接着剤を組み合わせて部材を接合するもので，適度な剛性を持った木ダボと，接着剛性目視により接着剤の充填を確認
接着剤（接着層のせん断剛性）の低い接着剤を併用することで木ダボ接着層のせん断応力分布を均一化し，木ダボの引抜き強度を向上させることができる．ダボの配置方法によっては部材の曲げ強度に匹敵す木材る接合部曲げ強度を得られることが実験により確認されている 11）．
図 3.49 はスギ構造用集成材に対して，カエデのダボとポリウレタン樹脂接着剤の組合せで接合す枝管を外する場合の例である＊ 8．現在，木ダボ接合は梁や柱の継手としてだけではなく，横架材と柱（柱頭・柱脚）の接合，ラーメン架構のコーナージョイントへの適用などが検討されている．

込み栓を打ち込む（ b ） 施工方法

（ a ） 中空ボルト
例2

図 3.50

スギ集成材
ダボ穴

鋼棒挿入接着接合の例

例 1 では接着剤の充填は，漏れ出し防止のために部材の接合面にシールを施したうえで，あらかじめあけた注入孔から接着剤を注入する．例 2 は同図（a）に示すような枝管付きの中空ボルトを挿ポリウレタン樹脂接着剤
ダボ（カエデ）

図 3.4990

木ダボ接合の例

入し，枝管を通して接着剤を空隙に充填させるもので，継手接合に適用した場合である＊ 9．枝管は接着剤充填後に取り外し，込み栓で穴をふさぐ．
（ b ） ブラケット併用鉄筋挿入接着接合＊8

図 3.51 に接合方法の一例を示す＊ 10．あらかじめ工場で鉄筋を接着剤で固定し，現場では鋼製のブ91

第 3 章 接合方法とその特性

3.4

CLT パネル工法の接合方法

ラケットを介してナットで機械的に部材どうしを接合するもので施工性に優れている．さらに，ブラ②ケット部分の塑性変形により地震エネルギーを吸収できるようにすれば，接合部に粘りを期待でき②る．ただし，耐火上の要求がある場合ブラケットの耐火被覆が必要である．

⑥⑦④集成材柱④

鋼製ブラケット④③⑤③鉄筋を挿入し，接着剤により固定

図 3.51

集成材梁①

ブラケット併用鉄筋挿入接着接合の例＊ 10①引張接合：引きボルト接合（CLT）①，②
せん断接合：鋼板添え板ビス接合③，④，⑤3.4 CLT パネル工法の接合方法

図 3.52（ 1 ） 接合部の概要

引きボルト接合 + 鋼板添え板ビス接合の例＊ 11

CLT パネル工法の構造設計を行う場合，CLT パネルはほぼ剛体として扱われるため，CLT 端部のめり込み変形を除けば，その変形性能のほとんどは接合が担っていると言っても過言ではない．

（ b ） χマーク金物による接合部例＊ 12

CLT パネル工法の接合部の主な役割としては，パネル相互間の引張接合やせん断接合があげられる．

χマーク金物とは，日本住宅木材技術センターが制定する「CLT パネル工法用金物規格」に準じ引張接合方法は，鋼板添え板ビス接合，鋼板挿入ドリフトピン接合のほか，引きボルト型の接合とた金物で，平成 28（2016）年国土交通省告示第 611 号第十（ルート 1）の要求性能を満足する規格金して，引きボルト接合，LSB 接合，GIR 接合があげられる．

物である（図 3.53）．なお，図 3.53（b）は金物を露出させない現しに対応したχマーク金物である．

せん断接合方法は，鋼板添え板ビス接合，構造用合板をスプラインとしたビス接合，鋼板挿入ドリフトピン接合があげられる．

②②CLT パネル工法の基本的な設計の考え方は，1 階の壁脚接合部を先行降伏させ，塑性後も十分な変形能力を有することを要件とし，ロッキング挙動によって CLT 耐力壁をせん断変形させることで②②ある．したがって，1 階の壁脚接合部は構造用アンカーボルト（ABR）などのように一定範囲の強度で降伏し，塑性後の伸び率も保証されているものを使用するなどしてその降伏耐力と変形性能を制③③③御することが不可欠である．一方，金物と CLT の接合部分はアンカーボルトなどより先に破断しない④ような終局耐力が決められていることが特徴である．なお，ルート 2,3 においては応力割増係数や DSの設定によってこれらの適用を除外することは可能である．

③③

また，壁パネル 基礎接合部，壁パネル 床接合部のせん断接合は，壁パネルの水平移動に抵抗する接合部であり，せん断応力は片方向ではなく，正負に抵抗できる機構が必要となる．

①②③③①（2） 接合部例（ a ） 引張接合部を引きボルト接合，せん断接合部を鋼板添え板ビス接合とした接合例＊ 11
図 3.52 に引張接合部を引きボルトとし，せん断接合部を鋼板添え板ビス接合とした接合例を示す．
本接合は最も標準的な仕様であるが，接合部で脆性的な破壊を生じさせないためには，せん断破壊に対する確認が重要となる．接合部の設計は「CLT を用いた建築物の設計施工マニュアル」に準じて設計を行うが，CLT の場合，積層接着面のせん断破壊の検定が重要となる．また，鋼板添え板ビス接合部は，基本的には実験によって評価された構造特性値を用いるが，引きボルトと同様，接着積層面のせん断破壊には留意する必要がある．

92③①

χマーク金物
引張接合：ボルト＋鋼板添え板ビス留め接合（CLT）①，②
せん断接合：鋼板添え板ビス接合③，④①

χマーク金物
引張接合：ボルト＋鋼板挿入ドリフトピン接合（CLT）①，②
せん断接合：せん断ダボ③（ a ） 一般的な場合

図 3.53（ b ） 現し対応

χマーク金物による接合例＊ 1293

第 11 章設計事

例

Pa0=jKd・jKm・P0=2.0×1.0×186=373.4 kN
Pa90=jKd・jKm・P0=2.0×1.0×38.7=77.4 kN
荷重合力 W（327.5 kN）<Pai（367.3 kN）より… OK（ j ） まとめ

11.3

11.3 保有水平耐力計算の適用事例（下馬の集合住宅）（1） 建築概要（a） 規

鉄筋コンクリート構造のコアを有する木質構造（合板耐力壁と合板床）の平面混構造において，保有水平耐力計算の適用事例（下馬の集合住宅）

模

階数：地上 5 階建て（1 階 RC 造，2〜5 階木造）

ルート 3 を用いた保有水平耐力の計算を行った．実務設計を想定して計算をまとめているが，以下建築面積：92.83 m2，延べ床面積：372.15 m2の課題がある．

各階床面積：1 階 69.37 m2，2 階 78.75 m2，3 階 77.79 m2，4 階 78.21 m2，5 階 68.03 m2①

平面混構造による木質構造となる水平構面の地震力（必要保有水平耐力）の割増を 1.5 としているが，荷重条件，鉄筋コンクリート構造等コア部分の剛性と木質構造部分の剛性，入力地震動により影響を受けることが考えられるため，実務設計においては個別条件を考慮した慎重な設計が求められる．

基礎：杭基礎（b） 概

要

1 階を貸店舗，2〜5 階を「賃貸住宅」として計画された準防火地域に建つ 5 階建て建築物（図② 木質構造部分の耐力壁と床構面は弾塑性性状を考慮しているが，柱・梁およびそれらの接合部とコア部分の鉄筋コンクリート構造は弾性としたが，応力状態に応じて弾塑性性状を考慮する必要がある．
③

軒高：15 520 mm，最高高：15 800 mm11.22〜図 11.25）である．
準防火地域に建つ 5 階建ては，1 階部分は 2 時間，2〜5 階は 1 時間の耐火性能が要求されるため，保有水平耐力算定における限界層間変形角を 1/30 に設定し，メカニズムが形成されなくても1 階を RC 造，2〜5 階を木造とし，その主要構造部材となる柱・床については 1 時間耐火構造とし鉛直荷重を支持する架構が 1/30 になった時点を保有水平耐力と設定した．しかし，柱の鉛直荷ている．3 階〜屋上の床構造には，120 mm 厚の集成材（スギ，一部ベイマツ）を 2 枚重ねて床構造

重における P-D 効果により生じる付加応力は床構面で処理でき，柱が傾斜することを抑制するとしている．地震・風に対しては，建物外周部の「斜材」（ベイマツ製材 60×75 mm）が主な抵抗要

床構面の剛性と耐力が残っていれば，崩壊は免れる．付加応力による検討などを行ったうえ，限素となっている．建物外周に配置した斜材は，長期の鉛直力を負担せず，水平力のみに抵抗するた界層間変形角を 1/15 にすることも考えられる．

め，火災時に消失しても建物崩壊にはつながらず，耐火被覆はせずに木材現しとしている．その他④2 以上確保される構造用合板を使用することにより，構造用合板面内せん断強度を 3.0N/mmのせん断破壊は生じないものとしているが，実務設計において本例題のように高耐力壁（床）をに，耐火被覆された面材耐力壁を，ELV シャフト部分，および間仕切り壁部分に入れることで，火災後の風荷重などに対する水平抵抗要素の担保としている（図 11.24，図 11.25）．

使用する場合は，市中に流通する構造用合板のばらつきなどの性能も踏まえ，性能確認付加試験を実施するなどの対応を検討する必要がある．
⑤ 鉄筋コンクリート造等コア部分と木質構造部分の納まりは，コア部分に木質構造梁をコアと緊結し設けたうえで，その木質構造梁に合板を接合することが考えられるが，別途詳細検討する必要がある．
⑥DS を 0.55 と設定したが，振動に関する減衰性，靭性を適切に評価して算出することにより0.55 を下回る DS により，合理的に設計することも検討する必要がある．
参考までに本例題において，極めて稀に発生する地震動による時刻歴応答解析（鉄筋コンクリート構造部分：弾性，木質構造部分：弾塑性）を実施した場合の鉄筋コンクリート構造部分も含めた最大層せん断力は 2044 kN，層せん断力係数は 0.49（＝2 044/4 200），木質構造部分の最大層せん断力（X2 通りに生じる床面せん断力と X5 通りに生じる壁面せん断力の和）は1 083 kN，層せん断力係数は 0.87（＝1 083/1 250）となる．これらをもとに，Fes（＝1.5）と木質構造となる水平構面の割増 1.5 を考慮したうえ，静的解析における DS を逆算すると前者では 0.33（＝0.49/1.5），後者では 0.39（＝0.87/（1.5×1.5））となる．これは，本例題のような木質平面混構造を DS＝0.35〜0.4 程度で設計できる可能性を示している．

図 11.22378

建物正面（撮影：淺川敏）

図 11.23

軸組模型

379

3,250

7,600
5,000

1,300

1,750

計

事

例11.3

1,300

3,250

7,600
5,000

1,300

1,750

保有水平耐力計算の適用事例（下馬の集合住宅）
シート防水
野地板：耐水合板 12+12

笠木：St PL6t SOP

笠木：St PL6t SOP

水切り：スチール製曲げ加工

680

玄関

天井

50
1,30050

CH 2,420
1,300
8,050

EVホール５

柱：ベイマツ集成材180 角
耐火被覆：PB15mm+15mmの上，発泡黒鉛シート貼り

テラス

住戸 A
寝室

床
システム防振床の上フローリング t=15250

3,50

3,収納

73.

押入

5073.

CH 2 850

200 225

1,テラス３

水切り：スチール製曲げ加工

CH 3 000

玄関

玄関
ウォークイン
クローゼット

外壁：ノイラックスパネル(日鉄住金鋼板株式会社）

1,950

廊下

洗面室

主室
ダイニングキッチン

1,950

浴室

天井

PB15mm+21mm AEP 木製格子
ベイマツ 60ｘ75

手すり：イペ材▽ 3FL

水切り：スチール製曲げ加工

RC造（２時間耐火）

4,050

屋外階段

EVホール４木造（１時間耐火）

手すり：イペ材 手すり面材：溶接金網
溶融亜鉛めっき，プライマーの上SOP

住戸入口柱：ベイマツ集成材180 角
耐火被覆：PB15mm+15mmの上、発泡黒鉛シート貼り
床システム防振床の上フローリング t=15

水切り：スチール製曲げ加工

2,100

8,050
4,050

PS/EPS

手すり面材：溶接金網
溶融亜鉛めっき，プライマーの上SOP

トイレ

2,100EVシャフト

軒天ケイカル板 t=10 AEP

225

200

砂利敷き
▽ GL

30
070
1, 030 60 04500300. 1 ,1 78
04,220.
11, 114 , 3 00. 01
1,30

3000平面図

スタイロフォームt=25
捨てコンクリートt=50
クラシャランt=10092

50

2,70
1, 030 60 030

03,5５階平面図

図 11.24

38009250

1,４階平面図

7,102,3,50. 1 ,1 780
4,220.
101, 1
14 , 3 00. 0
17,10▽1FL00

テラス４350 10050

350 100

0

3,5

主寝室

50

450

30

600

1,3,5

▽ 2FL

95

浴室
洗面室

収納

テラス外壁：ノイラックス
パネル(日鉄住金鋼板株式会社）

2,700

2,700

主寝室

住戸 B
寝室

10 680425 255

1,300
300 1,000

1,750

425 25560
1, 1
14 , 3 0
0. 0
1

7,600
5,000

クローゼット玄関

主室
ダイニングキッチン

木製格子
ベイマツ 60ｘ75

1,300

屋外階段

3,250

▽4FL
水切り：スチール製曲げ加工

PB15mm+21mm AEP

01,300

1,300

1,750

屋外階段

天井

30

7,600
5,000

外壁：ノイラックスパネル(日鉄住金鋼板株式会社）

1,0

3,250

50

３階平面図

30

1,300

624 , 0 .1 2 ,42280
0.
1

3,51,２階平面図

テラス２062
4 , 0 .1 2 ,42280
0.
150

1, 1
14 , 3 00. 0
1

3,53,60

7,1003,7,10

St H-100x100x6x8
溶融亜鉛めっき下地 SOP00

階段踏板 マサランデューバ t=30

3 100

03,550

3 100

30

床
システム防振床の上フローリング t=15

主寝室

3,53 000

1,主室
ダイニングキッチン

耐火被覆：PB15mm+15mmの上，発泡黒鉛シート貼り

階段外壁 スギ t=15（木造１時間耐火仕様認定品）

CH 2 410

773.

3.

手すり：イペ材

住戸 C
主室 柱：ベイマツ集成材180 角

CH 2 420

50

軒天
ケイカル板 t=10 AEP

手すり面材：溶接金網
溶融亜鉛めっき，プライマーの上SOP

ウォークインクローゼット

3 100

3,3,収納鋼製カーテンウォール
複層ガラスFL6+A12+PG6.8

木製格子

PB15mm+21mm AEP ベイマツ 60ｘ75

255

玄関

▽5FL

425 255
680

EVホール３

CH 2 420

EVホール２

1,950

玄関

洗面室
トイレ

10 680

4,050
収納

廊下

外壁：ノイラックスパネル(日鉄住金鋼板株式会社）

床システム防振床の上フローリング t=15

PS/EPS

浴室

1,950

洗面室
屋外階段

2,100

EVシャフト

PS/EPS

柱：ベイマツ集成材180 角
耐火被覆：PB15mm+15mmの上，発泡黒鉛シート貼り

住戸 D
主寝室

4,050

廊下

PB12mm AEP

8,050

8,050
EVシャフト

収納

2,100

トイレ
浴室

PB15mm+21mm AEP

間仕切り壁

主寝室

ウォークイン
靴入 クローゼット

2,700

玄関

2,700

主室
ダイニングキッチン

▽ TOP

木製格子
ベイマツ 60ｘ75

天井

600

テラス１1,300

1,300

屋外階段

水切り：スチール製曲げ加工

3 500

1,300

設

15 800

第 11 章

300

1 000
1 300

1 850

1 000
1 300

3 150
5 000
7 600

図 11.25300

断面詳細図

381

第 11 章

設

計事

例

11.4

空間構造への適用事例（有明体操競技場）
木質空間スパン：88.8 m

11.4 空間構造への適用事例（有明体操競技場）（1） 建築概要（a） 規模・計画地：江東区有明１丁目

・建物高さ：約 30 m

・建築面積：約 21 200 m

・階数：地上 3 階

・延べ床面積：約 39 300 m2

・構造：屋根：木造，一部鉄骨造，2・耐火建築物：ルートＣ（大臣認定）（b） 概

外部コンコース

観客席

競技スペース

外部コンコース

観客席
木外装

下部：鉄骨造（ブレース付きラーメン構造）

要

有明体操競技場（図 11.34）は，東京 2020 オリンピック競技大会で体操・新体操・トランポリンに，パラリンピック競技大会でボッチャの競技施設として利用され，大会後には観客席などの撤去・解体工事を経て，「展示場」としての暫定利用が予定されている．
本施設は，建物の各所に多岐にわたる木材利用を計画しており，建物外装には，断熱材と遮音材を兼ねた 80 mm 角のスギ製材を取り付け，巨大な「木の器」をイメージしたデザインとしている（図競技スペース

木外装
図 11.35

11.35）．木材は内部の観客席やコンコースの舗装の木チップなどにも利用されている．そして，最大の特徴はスパン約 90 m の大空間を大断面集成材による木造で実現している点である．

有明体操競技場の木材利用

1）極めて扁平なアーチ形状

本施設の建築的デザインの主な特徴は二つある（図 11.36）．一つ目は，緩やかな屋根形状である．

（撮影：エスエス加藤俊史）
外部コンコース

ライズを抑えつつ，両サイドを曲率の小さな三芯円アーチ形状とし，屋根をその接線形状とすること

2）木造によるドーム空間で形を整え，その間に生じる三角断面のスペースを，構造的にはトラス架構，設備的には空調機設備スペースとして有効活用し，建物をコンパクトにしている．
二つ目の特徴は，88.8 m×117.6 m の観客を包み込むような暖かい木質ドーム空間である．本施設
では，鉄骨構造の補剛材や化粧材としてではなく，構造体として木材を利用し，大空間構造を実現している．構造部材には，トラスのように小径材を多数組み合わせるものではなく，熱容量の大きな大断面集成材を利用している．単一部材によるシンプルな架構とすることで，耐火性能の確保と施工性・経済性の両立を図った．

木造によるドーム空間（撮影：エスエス加藤俊史）
図 11.36

建築的デザインの特徴（2） 構造概要（ a ） 構造システム
本施設では，構造・施工を一体的に包含する「複合式木質張弦梁構造」を採用した．まず，屋根中央部を自碇式構造（自己つり合い系）の張弦梁とし，下部構造のスラスト抵抗を排除するため，両端に位置するキャンチトラスの先端と張弦梁の端部を接合する．これにより張弦梁を地組みした後にリフトアップし，キャンチトラスの先端に緊結する工法が採用可能となった．張弦梁は自碇式構造であ
図 11.34388

有明体操競技場（撮影：エスエス加藤俊史）

るため，両端部から吊り上げることで，応力・変形はほとんど変わらない．したがって，地組時に所389