水平構面用耐震開口フレーム
【課題】木造建築物の水平構面の剛性を高めて耐震性を確保すると同時に、開口部の自由度や開放性も確保できる水平構面用耐震開口フレームを提供する。
【解決手段】木造建築物の水平構面の開口部または非開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレーム(1、50、60、70、80)であって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材(1a、1b)の端部が直角に剛接合されている。このコーナー部に繊維シート(2)を巻き込み接着して補強してもよく、水平構面用耐震開口フレームの形状は、Ｌ型、ボックス型または三角型である。
【解決手段】木造建築物の水平構面の開口部または非開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレーム(1、50、60、70、80)であって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材(1a、1b)の端部が直角に剛接合されている。このコーナー部に繊維シート(2)を巻き込み接着して補強してもよく、水平構面用耐震開口フレームの形状は、Ｌ型、ボックス型または三角型である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物における水平構面の剛性を高めるための水平構面用耐震開口フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物における１階・２階・３階などの床面、小屋面、屋根面などの水平構面は、上階にかかる水平力を下階の耐力壁に伝達する役割を果たしている。水平構面の一般的な耐震補強部材としては、木製や鋼製の火打ち梁が用いられている（例えば、特許文献１）。
因みに、垂直構面の開口部の耐震開口フレームは、特許文献２などにより公知である。
【特許文献１】特開２００４−１６９２７０号公報
【特許文献２】特許２９４６２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以下の通り、木造建築物の水平構面の剛性に関しては、垂直構面とは異なる固有の問題点がある。
（i）木造建築物における水平構面に吹き抜け、階段室、天窓などの開口部を設けた場合、建築基準法の改正や品確法（住宅の品質確保の促進等に関する法律）により、開口部以外の水平構面の剛性だけでは建築できない場合が生じる。
（ii）必要とされる水平構面の剛性（床倍率）を高めるために、数多くの火打ち梁や構造用合板を用いるため、労力の増加とコストアップとなっている
（iii）水平構面における開口部は、大地震時に最も弱点となり、耐力の限度を超えた場合は急激に破損する。水平構面の破損により、特に大きな吹抜けがある場合、重い屋根の場合や下屋部分で倒壊する恐れがある。
【０００４】
上記問題点をさらに具体的に説明すると、次の通りである。
（i）地震力や風圧力などの水平力が建物の各耐力要素に均等に伝わるためには、屋根や床の面内せん断剛性が十分剛である必要がある。しかし、水平構面の剛性を高めても、大きな吹抜けを設けたり、階段室と近接した位置に吹抜けなどを設けたりすると、床倍率が低下するばかりでなく、床面、小屋面、屋根面の開口端部に応力が集中する。そのため、大きな吹き抜けや階段室の位置などが制限され、特に大きな吹抜けが設けられなくなった。さらに３階建てや狭小地の間口の小さい建物では吹抜けや階段の位置・大きさが大幅に制限される。
（ii）性能表示基準の等級によっては、面内せん断剛性が高い構造用合板を用いても、さらに火打ち梁を設けて水平構面の剛性を高める必要がある。
（iii）水平構面直下の耐力壁線の区画による制限も設けられ、また、耐力壁のバランスや、上下階の力の伝達がスムーズに行われる構造体、及び接合部の緊結強度なども求められている。これは、地震などの大きな水平力が躯体に加わったとき、建物が大きくねじれて倒壊するのを避けるための耐震設計基準として新たに設けられたものである。
（iv）これらにより、日本古来の開放的な民家や、精神的ゆとりの大きな吹き抜けがある間取りなどが大きく制限される。
【０００５】
以上の問題点に鑑み、本発明は、木造建築物の水平構面の剛性を高めて耐震性を確保すると同時に、開口部の自由度や開放性も確保できる水平構面用耐震開口フレーム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】
【０００６】
本発明は、以下の構成の水平構面用耐震開口フレームを提供する。
（１）本発明による水平構面用耐震開口フレームは、木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレームであって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材の端部が直角に剛接合されている。
（２）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記コーナー部に繊維シートを巻き込み接着している。
（３）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、Ｌ型の形状である。
（４）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、ボックス型の形状である。
（５）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、三角型またはコの字型の形状である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は水平構面用耐震開口フレームであって、木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部（凹部及び凸部を含む）に対し、その隅部の形状に沿って接合可能な形状のコーナー部を備え、コーナー部は２つのフレーム材の端部を直角に剛接合して形成されている。このような水平構面用耐震開口フレームを、開口部等の隅部に接合することにより、水平構面全体の剛性が高められ、水平剛性を確保することができる。
【０００８】
床や小屋面の水平構面に設けられる吹抜、階段室や屋根面の天窓などの開口部に設けた場合は、開口部自体の剛性を高められるため、開口部を床倍率として算入できるようになり、開口部の制限が少なくなり自由度が確保できる。
【０００９】
開口部だけでなく、非開口部においても、さらに剛性を必要とする箇所（平面上のコーナー部や凹部、凸部など）に水平構面用耐震開口フレームを用いることで、全体の水平剛性が高まるので、開口部を設けることの制限を低減することができる。
【００１０】
水平構面用耐震開口フレームの形状を、Ｌ型、ボックス型、三角型またはコの字型とすることで、開口部の開口面積をほとんど損なわずに設置できる。特に、Ｌ型またはボックス型の場合は、中央部分をそのまま開口として利用できる。
【００１１】
さらに具体的には、以下の効果を奏する。
（i）本発明の水平構面用耐震開口フレームを床に用いた場合、上階の屋根や壁から下階の壁に水平力（地震・風圧力）を伝えられるように床の剛性が高められ、建築基準法に基づくバランスよく配置された耐力壁が充分に強さを発揮できる。これにより、床が先に壊れることを防ぐ。
（ii）床や屋根が耐力壁に見合う配置と強さであるかを、耐力壁線間距離と床倍率で確認することが必要であるが、本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いることで床倍率がアップするので耐震性が増す。
（iii）通常、階段室や吹抜けなどの床の無い部分や屋根の天窓は弱点となり、水平力に対して壊れやすい。本発明の水平構面用耐震開口フレームを開口部に用いることで、この弱点を補い、従来は水平構面としての強度がなかった開口部を床倍率に算入できるため、全体が壊れにくい剛性を保った水平構面として認められるものとなる。
（iv）特に、３階建てや狭小地の間口の小さい建物では吹抜けや階段の位置・大きさが大幅に制約されるが、開口部に床倍率が認められるため、プランの自由度が増す。
（v）本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いることによって、水平構面全体のねばりのある耐力と破壊に至るまでの変形量が大きくなることで、地震時に安全に非難する時間を確保できる。
（vi）上階にかかる水平力が、本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いた水平構面により下階の耐力壁に確実に伝達されるようになるため、建物全体の耐震性が確保され、地震時に倒壊し難い建物となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明による水平構面用耐震開口フレーム（以下、単に「耐震開口フレーム」と称する場合がある）の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の耐震開口フレームを適用する水平構面は、木造建築物の２階・３階などの床面、小屋面、屋根面などである。これらの水平構面には、適宜、吹抜部や階段室部などの開口部が設けられる。開口部以外の箇所は、床材や天井材などで塞がれた非開口部となっている。一般的に、１つの開口部は、周囲を梁で囲まれた四角形であり、その隅部の角度は直角である。四角形の一部に変則的な凹部や凸部を有する場合もある。本発明の耐震開口フレームは、基本的には、水平構面の開口部における隅部に接合して使用するものである。この場合の「隅部」には、一般的な四角形における４つの直角の隅部以外に、変則的な凹部や凸部における同様の直角形状の箇所も含まれるものとする。
【００１４】
水平構面用耐震開口フレームとは、床剛性のない木造建築物の水平構面開口部(吹抜け、階段室など)の隅部に設置し、開口部でありながら仮想床としての剛性を求めることを目的としたフレーム部材である。
本フレームは、二つの直線材を直角に接合したＬ型の形状のコーナー部を有することを特徴とし、そのコーナー部は、モーメント抵抗力を高めるために多様な補強材及び補強方法を適用することにより、剛の架構とされている。
構造力学的には、上述したように本フレームのコーナー部を剛接合とし、水平構面開口隅部に設けることで、水平力で生じるコーナー部の回転や変形を止めることができる。
本発明の目的及び効果は、水平構面の開口部に対してｘ方向及びｙ方向の水平力（地震・風）に抵抗するＬ型フレームを開口隅部に組込むことで、開口部の従来の機能を有しながら、どちらの方向の水平力に対しても水平構面として耐震化が図られ、床倍率相当が得られることである。
【００１５】
図１Ａ〜図８に、本発明の水平構面用耐震開口フレームの基本形態であるＬ型耐震開口フレームの種々の実施例を示す。Ｌ型耐震開口フレームは、平面視にてＬ字形状を有しており、２つのフレーム材を直角に配置して端部同士を剛接合することにより形成される。剛接合された直角形状の部分を「コーナー部」と称することとする。コーナー部の形状は、上記の水平構面における隅部に沿った形状となっている。必要に応じてコーナー部の所定の剛性を得るために、多様な接合方法を用いることができる。基本部材である２つのフレーム材に加えて、剛性を高めるための種々の補強部材を用いる場合がある。
【００１６】
なお、以下の図１Ａ〜図８で説明するコーナー部の種々の接合方法は、後述するボックス型、三角型及びコの字形の耐震開口フレームにおけるコーナー部にも、同様に適用可能である。
【００１７】
図１Ａ(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、Ｌ型耐震開口フレーム１Ａ、１Ｂ、１Ｃのコーナー部接合方法の実施例を示した斜視図である。
図１Ａ(Ａ)のＬ型耐震開口フレーム１Ａでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部をホゾ加工（以下の実施例のうち、図示しない場合も、同様の加工を施すことも可能とする）し、直角に組合せ接着するとともに、Ｌ型金物１６をコーナー部内側に当接し、木ビス１１等で取り付けている。Ｌ型金物は、既製品の他に、Ｌ型加工金物でもよい。
【００１８】
図１Ａ(Ｂ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｂでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、双方のフレーム材に跨るように３つの面に帯状の繊維シート２を巻き込み接着剤により接着している。フレーム材１ａ、１ｂの側面の貫通孔１ｃは、Ｌ型耐震開口フレームを開口部等の隅部に接合するためのものである。フレーム材１ａ、１ｂは、木製角材でもよく、構造用単板積層材（ＬＶＬ）を角材状に形成したものでもよい（以下の実施例において同じ）。繊維シート２は、例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維等の化学繊維及びこれらを組み合わせた繊維、及びこれらの繊維と金属製繊維との複合繊維である。繊維シートは、高引張強度を有するとともに靱性に優れた繊維をシート状に形成したものである（以下の実施例において同じ）。繊維シート２は、巻き込み方向である長手方向が、繊維の方向であり高引張強度を有する方向である。
【００１９】
図１Ａ(Ｃ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｃでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せる（適宜、接着剤を用いる。以下、同じ）とともに、補強材３を取付け、さらにフレーム材１ａ、１ｂと補強材３の上面を覆うように１枚の略二等辺三角形の構造用合板５を取付け、ビス止めまたは釘止めしている。なお、構造用合板５は、上下面に設けてもよく、また、繊維シート２は、構造用合板５の上から巻き付け接着してもよい（構造用合板を用いる他の実施例において同じ）。
【００２０】
図１Ｂ(Ａ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｄでは、構造用合板５を、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｄの外側に用いた場合である。ブロック・レンガ構造での壁頂部コンクリート臥梁と同様の発想である。構造用合板５の他の部分は、床梁や根太に釘止めされる。
【００２１】
図１Ｂ(Ｂ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｅでは、補強材３を、２つのフレーム材１ａ、１ｂに対して斜めに配置し、取付孔を通してラグスクリュー４または釘により取り付けている。
【００２２】
図１Ｃ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｆのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せ、次に、(Ｂ)の手順２で、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に取付け、木ビス１１等で固定する。
【００２３】
図１Ｄ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｇのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、繊維シート２を巻き込み接着剤により接着している。(Ｂ)の手順２では、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に取付け、(Ｃ)の手順３で木ビス１１等で固定する。
【００２４】
図１Ｅ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｈのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に、鋼板Ｌ型加工金物１８をコーナー部外側に取付ける。フレーム材１ａ、１ｂのコーナー部外側の面は、鋼板Ｌ形加工金物１８の厚さだけ切り欠かれており、鋼板Ｌ形加工金物１８が嵌合して均一面となる。(Ｂ)の手順２で、ボルト等で固定する。
【００２５】
図１Ｆ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｉのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せるとともに、補強材３を取付け、さらにコーナー部に繊維シート２を巻き込み接着する。次に、(Ｂ)の手順２で、１枚の構造用合板５を取付ける。フレーム材１ａ、１ｂの上面は、構造用合板５の厚さだけ切り欠かれており、構造用合板５が嵌合して均一面となる。(Ｃ)が完成体である。
【００２６】
図１Ｇ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｊのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着する。(Ｂ)の手順２では、不等辺山形鋼１９をコーナー部内側及び上面に当てて取り付ける。(Ｃ)の手順３でビス等で固定する。
【００２７】
図１Ｈ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｋのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、不等辺山形鋼１９ａをコーナー部内側及び上面に当てて取り付ける。(Ｂ)の手順２では、もう１つの不等辺山形鋼１９ｂをコーナー部外側及び下面に当てて取り付ける。
【００２８】
図２(Ａ)〜(Ｃ)は、２つのフレーム材１ａ、１ｂに対して斜めに取り付ける補強材に意匠性をもたせた場合の実施例を示す。(Ａ)の補強材３ａは、鋼管である。(Ｂ)の補強材３ｂは、等辺山形鋼または軽山形鋼である。(Ｃ)の補強材３ｃは、溝型鋼またはコの字チャネル鋼である。いずれも、ラグスクリュー止めまたは木ビス止めとされる。
【００２９】
図３(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｌのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に配置し、対向する接合面の間に、ジベル、スプリットリングまたはシャープレート等の接合金物６を介在させ圧着する。このような接合金物により、接合面の剪断耐力が高められる。接合面に接着剤を併用してもよい。さらに、木材の割れ防止のため、繊維シートと接着剤を併用してもよい。なお、接合面には、引張ボルト用の取付孔１ｄが予め穿設されている。次に(Ｂ)の手順２で、フレーム材１ｂに対し上下方向に挿入した引張ボルトコネクター１ｂに対し、フレーム材１ａの側面からフレーム材１ｂの内部まで挿入した引張ボルト７ａを螺合させる。(Ｃ)の手順３で、繊維シート２を巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３０】
図４(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｍのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せる。(Ｂ)の手順２では、双方のフレーム材の上面を跨ぐように、接合金物である長方形のメタルプレートコネクター８を当てて打ち込む。メタルプレートコネクター８は、右の拡大図に示すように、接合する面上に無数の爪が起立し配列されている。上下両面を、メタルプレートコネクター８で接合してもよい。(Ｃ)の手順３で、繊維シート２を巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３１】
図５(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｎのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、フレーム材１ａ、１ｂを直角に組み合わせる。フレーム材１ａ、１ｂの端部には、それぞれスリット１ｆがプレカットされており、これらのスリット１ｆに、略Ｌ字状で複数のピン孔が穿設された鋼板プレート９を挿入する。鋼板プレート９のピン孔の位置に合うように、フレーム材１ａ、１ｂにも取付孔１ｇが穿設されている。次に(Ｂ)の手順２において、フレーム材１ａ、１ｂの取付孔１ｇと鋼板プレート９のピン孔にドリフトピン１０を打ち込む。(Ｃ)の手順３では、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３２】
図６(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｏのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。図５の実施例とほぼ同様であるが、図６では、(Ａ)の手順１において、フレーム材１ａ、１ｂの端部を、４５度の角度に形成し、スリット１ｆをプレカットしている。双方のフレーム材の４５度の端面同士を接合して直角のコーナー部を形成している。後の手順は、図５と同じである。
【００３３】
図７(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｐのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１に示すように、フレーム材１ａ、１ｂのそれぞれ端部を、図示のように部分的に４５度の角度に形成し、互いに嵌合する凸と凹の形状に加工し、直角に組み込む（接着剤併用）。(Ｂ)の手順２では、ビス１１で固定する。木ビスでもよい。(Ｃ)の手順３では、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３４】
図８(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｑのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。図７の実施例とほぼ同様であるが、図８では、(Ａ)の手順１において、フレーム材１ａ、１ｂの端部に傾斜を設けずに、互いに嵌合する凸と凹の形状に加工し、直角に組み込む（接着剤併用）。後の手順は、図７と同じである。
【００３５】
図９は、Ｌ型耐震開口フレーム１を吹抜部に設置した場合の納まりの実施例を示す図である。床面には、床梁３１で囲まれた四角形の吹抜部２１が形成されている。非開口部には、梁間に所定の間隔で複数の根太３２が架設され、その上に床材が張られる。Ｌ型耐震開口フレーム１の厚さ（上下方向）は、床梁３１の梁成よりも小さい。４つのＬ型耐震開口フレーム１がそれぞれ、吹抜部２１の４つの隅部の内側に沿って接合されている。(Ａ)の実施例では、根太３２の上面が、床梁３１の上面よりも上がった位置にある。この場合の納まりとして、Ｌ型耐震開口フレーム１の下面を、床梁３１の下面に合わせて設置している。(Ｂ)の実施例では、根太３２の厚さが床梁３１の梁成と同じであり双方の上面が揃っている。この場合の納まりとして、Ｌ型耐震開口フレーム１の上面を、床梁３１の上面に合わせて設置している。
【００３６】
なお、図９に示した開口部におけるＬ型耐震開口フレームの納まりの実施例は、後述するボックス型及び三角型の耐震開口フレームにおいても、同様に適用できる。
【００３７】
図１０は、Ｌ型耐震開口フレーム１と、梁等の横架材との接合方法の実施例を示す図である。(Ａ)のように、床梁３１で囲まれた吹抜部２１の隅部にラグスクリュー４を用いてＬ型耐震開口フレーム１が接合されている。(Ｂ)は、(Ａ)の取付状態を示す拡大展開図であり、床梁３１とＬ型耐震開口フレーム１の対向する接合面の間に、ジベル、スプリットリング、シャープレート等の接合金物を介在させ圧着している。これにより、接合面の剪断耐力を高める。接合面に接着剤を併用してもよい。さらに、木材の割れ防止のため、繊維シートと接着剤を併用してもよい。その後、ラグスクリュー４で接合固定する。
【００３８】
なお、図１０に示したＬ型耐震開口フレームと横架材との接合方法の実施例は、後述するボックス型及び三角型の耐震開口フレームにおいても、同様に適用できる。
【００３９】
図１１(Ａ)及び(Ｂ)はそれぞれ、本発明の水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるボックス型耐震開口フレームの実施例を示す図である。ボックス型耐震開口フレーム５０は、上述のＬ型耐震開口フレームと同様の構成のＬ型部材５１を４つ連結して四角形とした耐震開口フレームである。ボックス型耐震開口フレーム５０は、(Ａ)の実施例では吹抜部２１の内側に嵌合するように、(Ｂ)の実施例では階段室部２２の内側に嵌合するように、それぞれ床梁３１に接合されている。
【００４０】
図１１(Ｃ)は、隣り合う２つのＬ型部材５１の接合方法を示す拡大展開図である。双方におけるフレーム材５１ａ、５１ａの端部には、それぞれスリット(ウッドタッチパイプ用の孔を含む)がプレカットされており、これに鋼板プレート金具１２ａを挿入する。鋼板プレート金具１２ａは、その両側縁に一対のウッドタッチパイプを溶接している。これにより、鋼板プレート金具１２ａをスリットに挿入すると、くさびのようにフレーム材同士を引き寄せる効果を生じる。挿入後、フレーム材５１ａと鋼板プレート金具１２ａとをドリフトピン１２ｂで固定する。フレーム材５１ａは、ラグスクリュー１３により取付孔５１ｃを通して床梁に接合される。
【００４１】
図１２(Ａ)は、本発明によるボックス型耐震開口フレームの別の実施例を示す図である。(Ａ)のボックス型耐震開口フレーム５０は、４つのＬ型部材５１と、隣り合うＬ型部材５１の間に挿入連結された４つのＩ型部材５２とから形成される四角形の耐震開口フレームである。(Ｂ)は、Ｉ型部材５２と、Ｌ型部材５１のフレーム材５１ａとの接合部を示す拡大展開図である。双方の端部にはスリットがプレカットされており、鋼板プレート１４ａを挿入し、ドリフトピン１４ｂで固定する。Ｉ型部材５２は、ラグスクリューボルト１３により取付孔５２ａを通して床梁に接合される。
【００４２】
図１３(Ａ)は、ボックス型耐震開口フレーム５０を床合板３３の上に、つまり水平構面の上面に接合した実施例を示す図である。このボックス型耐震開口フレーム５０は、図１１に示したものと同じであり、Ｌ型部材５１を４つ連結して四角形としている。ボックス型耐震開口フレーム５０のコーナー部の内側の面と、吹抜部２１の隅部の内側の面とが、連続面となるように取り付けられている。このように、耐震開口フレームが開口部の外側に設置される場合も、隅部の形状に沿って耐震開口フレームのコーナー部が接合されているものとする。この取り付け方法の場合、耐震開口フレームによって開口部の面積が小さくなることが避けられる。
【００４３】
なお、図１３(Ａ)の実施例において、床合板３３の施工前に、床梁３２の上面にボックス型耐震開口フレーム５０を設置してもよい。
【００４４】
図１３(Ｂ)は、(Ａ)のボックス型耐震開口フレーム５０における隣り合う２つのＬ型部材５１の接合方法と、床合板３３への接合方法を示す拡大展開図である。２つのＬ型耐震開口フレームの各々のフレーム材５１ａ、５１ａの端部は、上述の図１１(Ｃ)で示したように、鋼板プレート金具１２ａ及びドリフトピン１２ｂを用いて接合される。また、ラグスクリュー３３を上方から挿入して耐震開口フレームを床合板３３に接合しているが、図示のように、床合板３３との間に繊維シート１５を介在させて接着補強してもよい。
【００４５】
図１３(Ｃ)は、ボックス型水平構面用耐震開口フレーム５０を床梁３１の下に、つまり水平構面の下面に接合した実施例を示す図である。床梁３１の幅よりも耐震開口フレーム５０の幅が大きいため、この幅の差を補う幅をもつフレーム受け木３４を、床梁３１と耐震開口フレーム５０の双方に沿って接合し、補強している。
【００４６】
なお、図示しないが、図１３のボックス型耐震開口フレーム５０に替えて、Ｌ型耐震開口フレームを水平構面の上面または下面に接合してもよい。
【００４７】
図１４(Ａ)はボックス型耐震開口フレーム５０の、（Ｂ）はＬ型耐震開口フレーム１の別の実施例を示す図である。これらの実施例においては、上述の実施例で図示したものと比較して、フレーム材の厚さ(上下方向)に対して幅Ｗ(水平方向)を相対的に広くしている。フレーム材の四角形断面を、上下方向よりも水平方向に長い形状とすることで、上述の実施例のものよりも、水平耐力が強化される。
【００４８】
図１５は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態である三角型耐震開口フレーム６０の実施例を示す図である。三角型耐震開口フレーム６０は、吹抜部２１の隅部の形状に沿った１つのコーナー部を形成するために直角に剛接合された２つのフレーム材６１ａ、６１ｂと、これらのフレーム材の両端を斜めに連結するフレーム材６１ｃとにより三角型に形成されている。
【００４９】
図１６は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるＬ型耐震開口フレーム７０の実施例を示す図である。Ｌ型耐震開口フレーム７０は、吹抜部の隅部の形状に沿った１つのコーナー部を形成するために、直角に剛接合された２つのフレーム材７１ａ、７１ｂとによりＬ型に形成されている。前述のＬ型フレームと異なり、これらのフレーム材７１ａ、７１ｂは、開口部の一辺と同じ長さであり、それぞれ隣の隅部まで延在している。
【００５０】
図１７は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるコの字型耐震開口フレーム８０の実施例を示す図である。コの字型耐震開口フレーム８０は、吹抜部の２つの隅部の形状に沿った２つのコーナー部を形成するために、２箇所で直角に剛接合された３つのフレーム材８１ａ、８１ｂ及び８１ｃによりコの字型に形成されている。
【００５１】
図１８は、４つのＬ型耐震開口フレーム１を屋根面に設置した実施例を示す図である。図示の例では、２つのＬ型耐震開口フレーム１をコ字状に接合（例えば、図１１(Ｃ)の接合方法）し、開口部２３の隅部に沿ってＬ型耐震開口フレームの各コーナー部を接合している。図示しないが、ボックス型または三角型の耐震開口フレームを設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｃ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｄ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｅ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｆ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｇ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｈ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図２】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図３】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図４】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図５】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図６】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図７】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図８】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図９】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、吹抜部における納まりの一実施例を示す図である。
【図１０】本発明による水平構面用耐震開口フレームと、横架材との接合方法の一実施例を示す図である。
【図１１】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型の一実施例を示す図である。
【図１２】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型の別の実施例を示す図である。
【図１３】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型のものを、(Ａ)床上に設置した実施例、(Ｂ)その連結部の拡大図、（Ｃ）床下に設置した実施例を示す図である。
【図１４】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、（Ａ）ボックス型及び（Ｂ）Ｌ型の別の実施例を示す図である。
【図１５】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、三角型の実施例を示す図である。
【図１６】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、Ｌ型の実施例を示す図である。
【図１７】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コの字型の実施例を示す図である。
【図１８】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、屋根面開口部に設けた実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ〜１Ｑ：Ｌ型耐震開口フレーム
１ａ、１ｂ：フレーム材
２、２ａ、２ｂ：繊維シート
３、３ａ、３ｂ、３ｃ：補強材
４：ラグスクリュー
５：構造用合板
６：接合金物
７ａ：引張ボルト
７ｂ：引張ボルトコネクター
８：メタルプレートコネクター
９：鋼板プレート
１０：ドリフトピン
１１：ビス
１２ａ：鋼板プレート金具（ウッドタッチパイプ付き）
１２ｂ：ドリフトピン
１３：ラグスクリュー
１４ａ：鋼板プレート
１４ｂ：ドリフトピン
１５：繊維シート
１６：Ｌ型金物
１７：等辺山形鋼
１８：鋼板Ｌ型加工金物
１９、１９ａ、１９ｂ：不等辺山形鋼
２１：吹抜部
２２：階段室部
２３：屋根面開口部
３１：床梁
３２：根太
３３：床合板
３４：フレーム受け木
５０：ボックス型耐震開口フレーム
５１：Ｌ型部材
５１ａ：フレーム材
５２：Ｉ型部材
６０：三角型耐震開口フレーム
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ：フレーム材
７０：Ｌ型耐震開口フレーム
７１ａ、７１ｂ：フレーム材
８０：コの字型耐震開口フレーム
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ：フレーム材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物における水平構面の剛性を高めるための水平構面用耐震開口フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物における１階・２階・３階などの床面、小屋面、屋根面などの水平構面は、上階にかかる水平力を下階の耐力壁に伝達する役割を果たしている。水平構面の一般的な耐震補強部材としては、木製や鋼製の火打ち梁が用いられている（例えば、特許文献１）。
因みに、垂直構面の開口部の耐震開口フレームは、特許文献２などにより公知である。
【特許文献１】特開２００４−１６９２７０号公報
【特許文献２】特許２９４６２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以下の通り、木造建築物の水平構面の剛性に関しては、垂直構面とは異なる固有の問題点がある。
（i）木造建築物における水平構面に吹き抜け、階段室、天窓などの開口部を設けた場合、建築基準法の改正や品確法（住宅の品質確保の促進等に関する法律）により、開口部以外の水平構面の剛性だけでは建築できない場合が生じる。
（ii）必要とされる水平構面の剛性（床倍率）を高めるために、数多くの火打ち梁や構造用合板を用いるため、労力の増加とコストアップとなっている
（iii）水平構面における開口部は、大地震時に最も弱点となり、耐力の限度を超えた場合は急激に破損する。水平構面の破損により、特に大きな吹抜けがある場合、重い屋根の場合や下屋部分で倒壊する恐れがある。
【０００４】
上記問題点をさらに具体的に説明すると、次の通りである。
（i）地震力や風圧力などの水平力が建物の各耐力要素に均等に伝わるためには、屋根や床の面内せん断剛性が十分剛である必要がある。しかし、水平構面の剛性を高めても、大きな吹抜けを設けたり、階段室と近接した位置に吹抜けなどを設けたりすると、床倍率が低下するばかりでなく、床面、小屋面、屋根面の開口端部に応力が集中する。そのため、大きな吹き抜けや階段室の位置などが制限され、特に大きな吹抜けが設けられなくなった。さらに３階建てや狭小地の間口の小さい建物では吹抜けや階段の位置・大きさが大幅に制限される。
（ii）性能表示基準の等級によっては、面内せん断剛性が高い構造用合板を用いても、さらに火打ち梁を設けて水平構面の剛性を高める必要がある。
（iii）水平構面直下の耐力壁線の区画による制限も設けられ、また、耐力壁のバランスや、上下階の力の伝達がスムーズに行われる構造体、及び接合部の緊結強度なども求められている。これは、地震などの大きな水平力が躯体に加わったとき、建物が大きくねじれて倒壊するのを避けるための耐震設計基準として新たに設けられたものである。
（iv）これらにより、日本古来の開放的な民家や、精神的ゆとりの大きな吹き抜けがある間取りなどが大きく制限される。
【０００５】
以上の問題点に鑑み、本発明は、木造建築物の水平構面の剛性を高めて耐震性を確保すると同時に、開口部の自由度や開放性も確保できる水平構面用耐震開口フレーム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】
【０００６】
本発明は、以下の構成の水平構面用耐震開口フレームを提供する。
（１）本発明による水平構面用耐震開口フレームは、木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレームであって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材の端部が直角に剛接合されている。
（２）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記コーナー部に繊維シートを巻き込み接着している。
（３）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、Ｌ型の形状である。
（４）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、ボックス型の形状である。
（５）上記水平構面用耐震開口フレームの一実施態様においては、前記水平構面用耐震開口フレームが、三角型またはコの字型の形状である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は水平構面用耐震開口フレームであって、木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部（凹部及び凸部を含む）に対し、その隅部の形状に沿って接合可能な形状のコーナー部を備え、コーナー部は２つのフレーム材の端部を直角に剛接合して形成されている。このような水平構面用耐震開口フレームを、開口部等の隅部に接合することにより、水平構面全体の剛性が高められ、水平剛性を確保することができる。
【０００８】
床や小屋面の水平構面に設けられる吹抜、階段室や屋根面の天窓などの開口部に設けた場合は、開口部自体の剛性を高められるため、開口部を床倍率として算入できるようになり、開口部の制限が少なくなり自由度が確保できる。
【０００９】
開口部だけでなく、非開口部においても、さらに剛性を必要とする箇所（平面上のコーナー部や凹部、凸部など）に水平構面用耐震開口フレームを用いることで、全体の水平剛性が高まるので、開口部を設けることの制限を低減することができる。
【００１０】
水平構面用耐震開口フレームの形状を、Ｌ型、ボックス型、三角型またはコの字型とすることで、開口部の開口面積をほとんど損なわずに設置できる。特に、Ｌ型またはボックス型の場合は、中央部分をそのまま開口として利用できる。
【００１１】
さらに具体的には、以下の効果を奏する。
（i）本発明の水平構面用耐震開口フレームを床に用いた場合、上階の屋根や壁から下階の壁に水平力（地震・風圧力）を伝えられるように床の剛性が高められ、建築基準法に基づくバランスよく配置された耐力壁が充分に強さを発揮できる。これにより、床が先に壊れることを防ぐ。
（ii）床や屋根が耐力壁に見合う配置と強さであるかを、耐力壁線間距離と床倍率で確認することが必要であるが、本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いることで床倍率がアップするので耐震性が増す。
（iii）通常、階段室や吹抜けなどの床の無い部分や屋根の天窓は弱点となり、水平力に対して壊れやすい。本発明の水平構面用耐震開口フレームを開口部に用いることで、この弱点を補い、従来は水平構面としての強度がなかった開口部を床倍率に算入できるため、全体が壊れにくい剛性を保った水平構面として認められるものとなる。
（iv）特に、３階建てや狭小地の間口の小さい建物では吹抜けや階段の位置・大きさが大幅に制約されるが、開口部に床倍率が認められるため、プランの自由度が増す。
（v）本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いることによって、水平構面全体のねばりのある耐力と破壊に至るまでの変形量が大きくなることで、地震時に安全に非難する時間を確保できる。
（vi）上階にかかる水平力が、本発明の水平構面用耐震開口フレームを用いた水平構面により下階の耐力壁に確実に伝達されるようになるため、建物全体の耐震性が確保され、地震時に倒壊し難い建物となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明による水平構面用耐震開口フレーム（以下、単に「耐震開口フレーム」と称する場合がある）の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の耐震開口フレームを適用する水平構面は、木造建築物の２階・３階などの床面、小屋面、屋根面などである。これらの水平構面には、適宜、吹抜部や階段室部などの開口部が設けられる。開口部以外の箇所は、床材や天井材などで塞がれた非開口部となっている。一般的に、１つの開口部は、周囲を梁で囲まれた四角形であり、その隅部の角度は直角である。四角形の一部に変則的な凹部や凸部を有する場合もある。本発明の耐震開口フレームは、基本的には、水平構面の開口部における隅部に接合して使用するものである。この場合の「隅部」には、一般的な四角形における４つの直角の隅部以外に、変則的な凹部や凸部における同様の直角形状の箇所も含まれるものとする。
【００１４】
水平構面用耐震開口フレームとは、床剛性のない木造建築物の水平構面開口部(吹抜け、階段室など)の隅部に設置し、開口部でありながら仮想床としての剛性を求めることを目的としたフレーム部材である。
本フレームは、二つの直線材を直角に接合したＬ型の形状のコーナー部を有することを特徴とし、そのコーナー部は、モーメント抵抗力を高めるために多様な補強材及び補強方法を適用することにより、剛の架構とされている。
構造力学的には、上述したように本フレームのコーナー部を剛接合とし、水平構面開口隅部に設けることで、水平力で生じるコーナー部の回転や変形を止めることができる。
本発明の目的及び効果は、水平構面の開口部に対してｘ方向及びｙ方向の水平力（地震・風）に抵抗するＬ型フレームを開口隅部に組込むことで、開口部の従来の機能を有しながら、どちらの方向の水平力に対しても水平構面として耐震化が図られ、床倍率相当が得られることである。
【００１５】
図１Ａ〜図８に、本発明の水平構面用耐震開口フレームの基本形態であるＬ型耐震開口フレームの種々の実施例を示す。Ｌ型耐震開口フレームは、平面視にてＬ字形状を有しており、２つのフレーム材を直角に配置して端部同士を剛接合することにより形成される。剛接合された直角形状の部分を「コーナー部」と称することとする。コーナー部の形状は、上記の水平構面における隅部に沿った形状となっている。必要に応じてコーナー部の所定の剛性を得るために、多様な接合方法を用いることができる。基本部材である２つのフレーム材に加えて、剛性を高めるための種々の補強部材を用いる場合がある。
【００１６】
なお、以下の図１Ａ〜図８で説明するコーナー部の種々の接合方法は、後述するボックス型、三角型及びコの字形の耐震開口フレームにおけるコーナー部にも、同様に適用可能である。
【００１７】
図１Ａ(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、Ｌ型耐震開口フレーム１Ａ、１Ｂ、１Ｃのコーナー部接合方法の実施例を示した斜視図である。
図１Ａ(Ａ)のＬ型耐震開口フレーム１Ａでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部をホゾ加工（以下の実施例のうち、図示しない場合も、同様の加工を施すことも可能とする）し、直角に組合せ接着するとともに、Ｌ型金物１６をコーナー部内側に当接し、木ビス１１等で取り付けている。Ｌ型金物は、既製品の他に、Ｌ型加工金物でもよい。
【００１８】
図１Ａ(Ｂ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｂでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、双方のフレーム材に跨るように３つの面に帯状の繊維シート２を巻き込み接着剤により接着している。フレーム材１ａ、１ｂの側面の貫通孔１ｃは、Ｌ型耐震開口フレームを開口部等の隅部に接合するためのものである。フレーム材１ａ、１ｂは、木製角材でもよく、構造用単板積層材（ＬＶＬ）を角材状に形成したものでもよい（以下の実施例において同じ）。繊維シート２は、例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維等の化学繊維及びこれらを組み合わせた繊維、及びこれらの繊維と金属製繊維との複合繊維である。繊維シートは、高引張強度を有するとともに靱性に優れた繊維をシート状に形成したものである（以下の実施例において同じ）。繊維シート２は、巻き込み方向である長手方向が、繊維の方向であり高引張強度を有する方向である。
【００１９】
図１Ａ(Ｃ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｃでは、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せる（適宜、接着剤を用いる。以下、同じ）とともに、補強材３を取付け、さらにフレーム材１ａ、１ｂと補強材３の上面を覆うように１枚の略二等辺三角形の構造用合板５を取付け、ビス止めまたは釘止めしている。なお、構造用合板５は、上下面に設けてもよく、また、繊維シート２は、構造用合板５の上から巻き付け接着してもよい（構造用合板を用いる他の実施例において同じ）。
【００２０】
図１Ｂ(Ａ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｄでは、構造用合板５を、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｄの外側に用いた場合である。ブロック・レンガ構造での壁頂部コンクリート臥梁と同様の発想である。構造用合板５の他の部分は、床梁や根太に釘止めされる。
【００２１】
図１Ｂ(Ｂ)のＬ型耐震開口フレーム１Ｅでは、補強材３を、２つのフレーム材１ａ、１ｂに対して斜めに配置し、取付孔を通してラグスクリュー４または釘により取り付けている。
【００２２】
図１Ｃ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｆのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せ、次に、(Ｂ)の手順２で、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に取付け、木ビス１１等で固定する。
【００２３】
図１Ｄ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｇのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、繊維シート２を巻き込み接着剤により接着している。(Ｂ)の手順２では、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に取付け、(Ｃ)の手順３で木ビス１１等で固定する。
【００２４】
図１Ｅ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｈのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、等辺山形鋼１７をコーナー部内側に、鋼板Ｌ型加工金物１８をコーナー部外側に取付ける。フレーム材１ａ、１ｂのコーナー部外側の面は、鋼板Ｌ形加工金物１８の厚さだけ切り欠かれており、鋼板Ｌ形加工金物１８が嵌合して均一面となる。(Ｂ)の手順２で、ボルト等で固定する。
【００２５】
図１Ｆ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｉのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せるとともに、補強材３を取付け、さらにコーナー部に繊維シート２を巻き込み接着する。次に、(Ｂ)の手順２で、１枚の構造用合板５を取付ける。フレーム材１ａ、１ｂの上面は、構造用合板５の厚さだけ切り欠かれており、構造用合板５が嵌合して均一面となる。(Ｃ)が完成体である。
【００２６】
図１Ｇ(Ａ)〜(Ｃ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｊのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着する。(Ｂ)の手順２では、不等辺山形鋼１９をコーナー部内側及び上面に当てて取り付ける。(Ｃ)の手順３でビス等で固定する。
【００２７】
図１Ｈ(Ａ)及び(Ｂ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｋのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂの端部を直角に組合せ接着するとともに、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、不等辺山形鋼１９ａをコーナー部内側及び上面に当てて取り付ける。(Ｂ)の手順２では、もう１つの不等辺山形鋼１９ｂをコーナー部外側及び下面に当てて取り付ける。
【００２８】
図２(Ａ)〜(Ｃ)は、２つのフレーム材１ａ、１ｂに対して斜めに取り付ける補強材に意匠性をもたせた場合の実施例を示す。(Ａ)の補強材３ａは、鋼管である。(Ｂ)の補強材３ｂは、等辺山形鋼または軽山形鋼である。(Ｃ)の補強材３ｃは、溝型鋼またはコの字チャネル鋼である。いずれも、ラグスクリュー止めまたは木ビス止めとされる。
【００２９】
図３(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｌのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に配置し、対向する接合面の間に、ジベル、スプリットリングまたはシャープレート等の接合金物６を介在させ圧着する。このような接合金物により、接合面の剪断耐力が高められる。接合面に接着剤を併用してもよい。さらに、木材の割れ防止のため、繊維シートと接着剤を併用してもよい。なお、接合面には、引張ボルト用の取付孔１ｄが予め穿設されている。次に(Ｂ)の手順２で、フレーム材１ｂに対し上下方向に挿入した引張ボルトコネクター１ｂに対し、フレーム材１ａの側面からフレーム材１ｂの内部まで挿入した引張ボルト７ａを螺合させる。(Ｃ)の手順３で、繊維シート２を巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３０】
図４(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｍのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、２つのフレーム材１ａ、１ｂを直角に組合せる。(Ｂ)の手順２では、双方のフレーム材の上面を跨ぐように、接合金物である長方形のメタルプレートコネクター８を当てて打ち込む。メタルプレートコネクター８は、右の拡大図に示すように、接合する面上に無数の爪が起立し配列されている。上下両面を、メタルプレートコネクター８で接合してもよい。(Ｃ)の手順３で、繊維シート２を巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３１】
図５(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｎのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１では、フレーム材１ａ、１ｂを直角に組み合わせる。フレーム材１ａ、１ｂの端部には、それぞれスリット１ｆがプレカットされており、これらのスリット１ｆに、略Ｌ字状で複数のピン孔が穿設された鋼板プレート９を挿入する。鋼板プレート９のピン孔の位置に合うように、フレーム材１ａ、１ｂにも取付孔１ｇが穿設されている。次に(Ｂ)の手順２において、フレーム材１ａ、１ｂの取付孔１ｇと鋼板プレート９のピン孔にドリフトピン１０を打ち込む。(Ｃ)の手順３では、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３２】
図６(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｏのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。図５の実施例とほぼ同様であるが、図６では、(Ａ)の手順１において、フレーム材１ａ、１ｂの端部を、４５度の角度に形成し、スリット１ｆをプレカットしている。双方のフレーム材の４５度の端面同士を接合して直角のコーナー部を形成している。後の手順は、図５と同じである。
【００３３】
図７(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｐのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。(Ａ)の手順１に示すように、フレーム材１ａ、１ｂのそれぞれ端部を、図示のように部分的に４５度の角度に形成し、互いに嵌合する凸と凹の形状に加工し、直角に組み込む（接着剤併用）。(Ｂ)の手順２では、ビス１１で固定する。木ビスでもよい。(Ｃ)の手順３では、２枚の繊維シート２ａ、２ｂを互いに直交する向きでコーナー部に巻き込み接着し、(Ｄ)の完成体とする。
【００３４】
図８(Ａ)〜(Ｄ)は、Ｌ型耐震開口フレーム１Ｑのコーナー部接合方法の手順を示した斜視図である。図７の実施例とほぼ同様であるが、図８では、(Ａ)の手順１において、フレーム材１ａ、１ｂの端部に傾斜を設けずに、互いに嵌合する凸と凹の形状に加工し、直角に組み込む（接着剤併用）。後の手順は、図７と同じである。
【００３５】
図９は、Ｌ型耐震開口フレーム１を吹抜部に設置した場合の納まりの実施例を示す図である。床面には、床梁３１で囲まれた四角形の吹抜部２１が形成されている。非開口部には、梁間に所定の間隔で複数の根太３２が架設され、その上に床材が張られる。Ｌ型耐震開口フレーム１の厚さ（上下方向）は、床梁３１の梁成よりも小さい。４つのＬ型耐震開口フレーム１がそれぞれ、吹抜部２１の４つの隅部の内側に沿って接合されている。(Ａ)の実施例では、根太３２の上面が、床梁３１の上面よりも上がった位置にある。この場合の納まりとして、Ｌ型耐震開口フレーム１の下面を、床梁３１の下面に合わせて設置している。(Ｂ)の実施例では、根太３２の厚さが床梁３１の梁成と同じであり双方の上面が揃っている。この場合の納まりとして、Ｌ型耐震開口フレーム１の上面を、床梁３１の上面に合わせて設置している。
【００３６】
なお、図９に示した開口部におけるＬ型耐震開口フレームの納まりの実施例は、後述するボックス型及び三角型の耐震開口フレームにおいても、同様に適用できる。
【００３７】
図１０は、Ｌ型耐震開口フレーム１と、梁等の横架材との接合方法の実施例を示す図である。(Ａ)のように、床梁３１で囲まれた吹抜部２１の隅部にラグスクリュー４を用いてＬ型耐震開口フレーム１が接合されている。(Ｂ)は、(Ａ)の取付状態を示す拡大展開図であり、床梁３１とＬ型耐震開口フレーム１の対向する接合面の間に、ジベル、スプリットリング、シャープレート等の接合金物を介在させ圧着している。これにより、接合面の剪断耐力を高める。接合面に接着剤を併用してもよい。さらに、木材の割れ防止のため、繊維シートと接着剤を併用してもよい。その後、ラグスクリュー４で接合固定する。
【００３８】
なお、図１０に示したＬ型耐震開口フレームと横架材との接合方法の実施例は、後述するボックス型及び三角型の耐震開口フレームにおいても、同様に適用できる。
【００３９】
図１１(Ａ)及び(Ｂ)はそれぞれ、本発明の水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるボックス型耐震開口フレームの実施例を示す図である。ボックス型耐震開口フレーム５０は、上述のＬ型耐震開口フレームと同様の構成のＬ型部材５１を４つ連結して四角形とした耐震開口フレームである。ボックス型耐震開口フレーム５０は、(Ａ)の実施例では吹抜部２１の内側に嵌合するように、(Ｂ)の実施例では階段室部２２の内側に嵌合するように、それぞれ床梁３１に接合されている。
【００４０】
図１１(Ｃ)は、隣り合う２つのＬ型部材５１の接合方法を示す拡大展開図である。双方におけるフレーム材５１ａ、５１ａの端部には、それぞれスリット(ウッドタッチパイプ用の孔を含む)がプレカットされており、これに鋼板プレート金具１２ａを挿入する。鋼板プレート金具１２ａは、その両側縁に一対のウッドタッチパイプを溶接している。これにより、鋼板プレート金具１２ａをスリットに挿入すると、くさびのようにフレーム材同士を引き寄せる効果を生じる。挿入後、フレーム材５１ａと鋼板プレート金具１２ａとをドリフトピン１２ｂで固定する。フレーム材５１ａは、ラグスクリュー１３により取付孔５１ｃを通して床梁に接合される。
【００４１】
図１２(Ａ)は、本発明によるボックス型耐震開口フレームの別の実施例を示す図である。(Ａ)のボックス型耐震開口フレーム５０は、４つのＬ型部材５１と、隣り合うＬ型部材５１の間に挿入連結された４つのＩ型部材５２とから形成される四角形の耐震開口フレームである。(Ｂ)は、Ｉ型部材５２と、Ｌ型部材５１のフレーム材５１ａとの接合部を示す拡大展開図である。双方の端部にはスリットがプレカットされており、鋼板プレート１４ａを挿入し、ドリフトピン１４ｂで固定する。Ｉ型部材５２は、ラグスクリューボルト１３により取付孔５２ａを通して床梁に接合される。
【００４２】
図１３(Ａ)は、ボックス型耐震開口フレーム５０を床合板３３の上に、つまり水平構面の上面に接合した実施例を示す図である。このボックス型耐震開口フレーム５０は、図１１に示したものと同じであり、Ｌ型部材５１を４つ連結して四角形としている。ボックス型耐震開口フレーム５０のコーナー部の内側の面と、吹抜部２１の隅部の内側の面とが、連続面となるように取り付けられている。このように、耐震開口フレームが開口部の外側に設置される場合も、隅部の形状に沿って耐震開口フレームのコーナー部が接合されているものとする。この取り付け方法の場合、耐震開口フレームによって開口部の面積が小さくなることが避けられる。
【００４３】
なお、図１３(Ａ)の実施例において、床合板３３の施工前に、床梁３２の上面にボックス型耐震開口フレーム５０を設置してもよい。
【００４４】
図１３(Ｂ)は、(Ａ)のボックス型耐震開口フレーム５０における隣り合う２つのＬ型部材５１の接合方法と、床合板３３への接合方法を示す拡大展開図である。２つのＬ型耐震開口フレームの各々のフレーム材５１ａ、５１ａの端部は、上述の図１１(Ｃ)で示したように、鋼板プレート金具１２ａ及びドリフトピン１２ｂを用いて接合される。また、ラグスクリュー３３を上方から挿入して耐震開口フレームを床合板３３に接合しているが、図示のように、床合板３３との間に繊維シート１５を介在させて接着補強してもよい。
【００４５】
図１３(Ｃ)は、ボックス型水平構面用耐震開口フレーム５０を床梁３１の下に、つまり水平構面の下面に接合した実施例を示す図である。床梁３１の幅よりも耐震開口フレーム５０の幅が大きいため、この幅の差を補う幅をもつフレーム受け木３４を、床梁３１と耐震開口フレーム５０の双方に沿って接合し、補強している。
【００４６】
なお、図示しないが、図１３のボックス型耐震開口フレーム５０に替えて、Ｌ型耐震開口フレームを水平構面の上面または下面に接合してもよい。
【００４７】
図１４(Ａ)はボックス型耐震開口フレーム５０の、（Ｂ）はＬ型耐震開口フレーム１の別の実施例を示す図である。これらの実施例においては、上述の実施例で図示したものと比較して、フレーム材の厚さ(上下方向)に対して幅Ｗ(水平方向)を相対的に広くしている。フレーム材の四角形断面を、上下方向よりも水平方向に長い形状とすることで、上述の実施例のものよりも、水平耐力が強化される。
【００４８】
図１５は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態である三角型耐震開口フレーム６０の実施例を示す図である。三角型耐震開口フレーム６０は、吹抜部２１の隅部の形状に沿った１つのコーナー部を形成するために直角に剛接合された２つのフレーム材６１ａ、６１ｂと、これらのフレーム材の両端を斜めに連結するフレーム材６１ｃとにより三角型に形成されている。
【００４９】
図１６は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるＬ型耐震開口フレーム７０の実施例を示す図である。Ｌ型耐震開口フレーム７０は、吹抜部の隅部の形状に沿った１つのコーナー部を形成するために、直角に剛接合された２つのフレーム材７１ａ、７１ｂとによりＬ型に形成されている。前述のＬ型フレームと異なり、これらのフレーム材７１ａ、７１ｂは、開口部の一辺と同じ長さであり、それぞれ隣の隅部まで延在している。
【００５０】
図１７は、本発明による水平構面用耐震開口フレームの別の形態であるコの字型耐震開口フレーム８０の実施例を示す図である。コの字型耐震開口フレーム８０は、吹抜部の２つの隅部の形状に沿った２つのコーナー部を形成するために、２箇所で直角に剛接合された３つのフレーム材８１ａ、８１ｂ及び８１ｃによりコの字型に形成されている。
【００５１】
図１８は、４つのＬ型耐震開口フレーム１を屋根面に設置した実施例を示す図である。図示の例では、２つのＬ型耐震開口フレーム１をコ字状に接合（例えば、図１１(Ｃ)の接合方法）し、開口部２３の隅部に沿ってＬ型耐震開口フレームの各コーナー部を接合している。図示しないが、ボックス型または三角型の耐震開口フレームを設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｃ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｄ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｅ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｆ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｇ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図１Ｈ】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の一実施例を示す図である。
【図２】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図３】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図４】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図５】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図６】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図７】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図８】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コーナー部接合方法の別の実施例を示す図である。
【図９】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、吹抜部における納まりの一実施例を示す図である。
【図１０】本発明による水平構面用耐震開口フレームと、横架材との接合方法の一実施例を示す図である。
【図１１】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型の一実施例を示す図である。
【図１２】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型の別の実施例を示す図である。
【図１３】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、ボックス型のものを、(Ａ)床上に設置した実施例、(Ｂ)その連結部の拡大図、（Ｃ）床下に設置した実施例を示す図である。
【図１４】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、（Ａ）ボックス型及び（Ｂ）Ｌ型の別の実施例を示す図である。
【図１５】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、三角型の実施例を示す図である。
【図１６】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、Ｌ型の実施例を示す図である。
【図１７】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、コの字型の実施例を示す図である。
【図１８】本発明による水平構面用耐震開口フレームの、屋根面開口部に設けた実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ〜１Ｑ：Ｌ型耐震開口フレーム
１ａ、１ｂ：フレーム材
２、２ａ、２ｂ：繊維シート
３、３ａ、３ｂ、３ｃ：補強材
４：ラグスクリュー
５：構造用合板
６：接合金物
７ａ：引張ボルト
７ｂ：引張ボルトコネクター
８：メタルプレートコネクター
９：鋼板プレート
１０：ドリフトピン
１１：ビス
１２ａ：鋼板プレート金具（ウッドタッチパイプ付き）
１２ｂ：ドリフトピン
１３：ラグスクリュー
１４ａ：鋼板プレート
１４ｂ：ドリフトピン
１５：繊維シート
１６：Ｌ型金物
１７：等辺山形鋼
１８：鋼板Ｌ型加工金物
１９、１９ａ、１９ｂ：不等辺山形鋼
２１：吹抜部
２２：階段室部
２３：屋根面開口部
３１：床梁
３２：根太
３３：床合板
３４：フレーム受け木
５０：ボックス型耐震開口フレーム
５１：Ｌ型部材
５１ａ：フレーム材
５２：Ｉ型部材
６０：三角型耐震開口フレーム
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ：フレーム材
７０：Ｌ型耐震開口フレーム
７１ａ、７１ｂ：フレーム材
８０：コの字型耐震開口フレーム
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ：フレーム材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレーム(1、50、60、70、80)であって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材(1a、1b)の端部が直角に剛接合されていることを特徴とする水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項２】
前記コーナー部に繊維シート(2)を巻き込み接着していることを特徴とする請求項１に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項３】
前記水平構面用耐震開口フレームが、Ｌ型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項４】
前記水平構面用耐震開口フレームが、ボックス型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項５】
前記水平構面用耐震開口フレームが、三角型またはコの字型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項１】
木造建築物の水平構面の開口部に含まれる１または複数の隅部に接合するための水平構面用耐震開口フレーム(1、50、60、70、80)であって、該隅部の形状に沿って接合可能な形状をもつコーナー部を備え、該コーナー部においては、２つのフレーム材(1a、1b)の端部が直角に剛接合されていることを特徴とする水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項２】
前記コーナー部に繊維シート(2)を巻き込み接着していることを特徴とする請求項１に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項３】
前記水平構面用耐震開口フレームが、Ｌ型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項４】
前記水平構面用耐震開口フレームが、ボックス型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【請求項５】
前記水平構面用耐震開口フレームが、三角型またはコの字型の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の水平構面用耐震開口フレーム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−４７９５１（Ｐ２０１０−４７９５１Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１２５８３（Ｐ２００８−２１２５８３）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（５９３０５３９７７）ジェイ建築システム株式会社 (13)
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（５９３０５３９７７）ジェイ建築システム株式会社 (13)
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