JP2004090418A - 鋼補剛集成材の補剛鋼板 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼補剛集成材の温度変化に伴うせん断応力を低減する。
【解決手段】集成材１の幅方向上下２箇所の厚さ方向中央位置に長手方向全長に亘って繊維方向に沿って溝１ａを形成し、溝１ａの上下方向２箇所に溝１ａに直交するように断面略「コ」字状の一対の溝１ｂをそれぞれ集成材１の全長に亘って形成し、溝１ａには、これの全長に亘って補剛鋼板３を組込み接着剤２により接着し、補剛鋼板３の平坦面の溝１ｂに対応する位置に、連続突起物５を補剛鋼板３の全長に亘ってそれぞれ溶接により取付け、連続突起物５を溝１ｂの全長に亘ってそれぞれ組込み接着剤２により接着する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の木橋に対して主要部材としての集成材に鋼板を組込み合成させ、集成材単体に不足している曲げ剛性を鋼材によって補強するようにした鋼補剛集成材の補剛鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鋼補剛集成材の第１例としては、特許第３０４３３１３号にあるように図４に示すものがある。図中（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。これに示されるものは、複数の木材をその繊維方向を平行にし積層状態にして接着してなる集成材１の繊維方向と平行な両側表面に、断面略「コ」字状の溝１ａを集成材１の繊維方向に沿って形成し、溝１ａの面に接着剤２を塗布し、この溝１ａ内に四角形の補剛鋼板３を組込み、接着してなるものである。このように、集成材１、接着剤２及び補剛鋼板３により、一体の鋼補剛集成材４が構成される。
【０００３】
また、第２例として、集成材からなる長尺角材の長手方向対象面の何れか１方又は両方の中央に、全長に亘り所要の厚さと幅を有する鋼板を埋め込み固着してなるものがある。
【０００４】
また、第３例として、特開平１１―１０６１１号公報に示されるものがあり、これは、長尺木質材の一側面に全長にわたる２本の溝を平行に設け、この溝に補強材を嵌合、固定してなるものである。
【０００５】
また、第４例として、特開平１１―４４０４４号公報に示されるものがあり、これは、木材の全長に亘って鋼材を１本乃至数本、木材の側辺から露出しないように目暗状に埋入介在させたものである。
【０００６】
また、第５例として、実願昭６３―１４５２００号のマイクロフィルムに示されるものがあり、これは、複数の板材が積層状態に接合された構造用集成材の内部に、硬質素材でなる２つ以上の補強部材を板材の長手方向と平行に且つ積層方向に所定寸法を離間させて設けたものである。
【０００７】
また、第６例として、平成９年度東北支部技術研究発表会講演概要のＩ−２９に、集成材に形成された溝に鋼材を埋め込み接着剤により固着したものと、集成材の荷重の作用する面側全体を鋼材によりサンドイッチ状に挟み込み接着剤により固着したものが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の鋼補剛集成材の補剛鋼板では以下のような課題を有する。
すなわち、前記、各従来例に示される補剛鋼板３、鋼板、鋼材、補強部材等は、いずれも矩形であり、おのおのの面は平面をなしている。また、溝１ａ等、前記補剛鋼板３等が接着される集成材１の面は、補剛鋼板３等とほぼ平行な面として加工されて、接着剤によって補剛鋼板３等と接着されている。このため、温度変化等が生じたときに、集成材１の線膨張係数は、補剛鋼板３の約１／４であるため、各材料の線膨張係数の違いから、補剛鋼板３と集成材１の境界面にせん断応力が発生する。このせん断応力は、補剛鋼板３等の両側が平坦であるので、材端部の極めて限られた区間に集中し、その量は、材料の挿入深さが浅いほど大きくなる傾向を示す。
本発明は、このような課題を解決するためのものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためのものであり、補剛鋼板の平坦面に設けた突起物を集成材に形成した溝に組込み接着することにより、温度変化に伴う鋼補剛集成材の構成上の課題を解決した鋼補剛集成材の補剛鋼板を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明のうちで請求項１記載の発明は、複数の木材をその繊維方向を平行にし積層状態にして接着してなる集成材（１）に、該集成材（１）の繊維方向に沿って溝（１ａ）を形成し、前記溝（１ａ）に補剛鋼板（３）を挟み込み接着してなる鋼補剛集成材の補剛鋼板（３）において、
前記溝（１ａ）には、該溝（１ａ）に直交するように複数の溝（１ｂ）が一体形成されており、
前記溝（１ｂ）には、前記補剛鋼板（３）の平坦面に設けられる突起物が組み込まれ接着されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記溝（１ｂ）は、前記溝（１ａ）の全長に亘って設けられており、前記突起物は、前記溝（１ｂ）の全長に亘って組み込まれる連続突起物（５）であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記溝（１ｂ）は、前記溝（１ａ）の長手方向に互いに所定間隔をあけて設けられた穴くり（１ｂ）であり、前記突起物は、前記穴くり（１ｂ）に組み込まれる部分突起物（６）であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうちで請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記連続突起物（５）は、前記補剛鋼板（３）に溶接、接着剤等にて取付けられることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のうちで請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記部分突起物（６）は、前記補剛鋼板（３）に溶接、スタッド養植、接着剤、前記部分突起物（６）に加工された雄ねじを前記補剛鋼板（３）に加工されたネジ穴に螺嵌する等により取付けられることを特徴とするものである。
なお、上記かっこ内の符号は、後述する実施の形態の対応する部材を示す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）に本発明の第１の実施の形態による鋼補剛集成材４の側面図を、（ｂ）に正面図をそれぞれ示す。
【００１６】
鋼補剛集成材４は、集成材１、補剛鋼板３、連続突起物５及び接着剤２により構成されており、集成材１は、複数の木材をその繊維方向を平行にし積層状態にして接着したものである。集成材１の幅方向上下２箇所の厚さ方向中央位置に長手方向全長に亘って繊維方向に沿って溝１ａが形成されており、溝１ａの上下方向２箇所に溝１ａに直交するように断面略「コ」字状の一対の溝１ｂがそれぞれ集成材１の全長に亘って形成されている。
【００１７】
溝１ａには、これの全長に亘って補剛鋼板３が組み込まれて接着剤２により接着されている。補剛鋼板３の平坦面の溝１ｂに対応する位置には、連続突起物５が補剛鋼板３の全長に亘ってそれぞれ溶接、接着剤等により取付けられており、連続突起物５が溝１ｂの全長に亘ってそれぞれ組み込まれて接着剤２により接着されている。
【００１８】
第１の実施の形態の鋼補剛集成材４の製造方法を図２に基づいて詳述する。
【００１９】
ステップ１：図２（ａ）に示されるように、補剛鋼板３の幅と同じ高さを持ち集成材１の総厚さ寸法から補剛鋼板３の厚さ寸法を引き、２等分した厚さを持つ一対の集成材ブロック１ｃを製作する。
【００２０】
ステップ２：図２（ｂ）に示されるように、ステップ１の集成材ブロック１ｃの側面の上下２箇所に木工ドリルやノコ等で溝１ｂを加工する。
【００２１】
ステップ３：図２（ｃ）に示されるように、集成材ブロック１ｃの溝１ｂが加工されている面全体に接着剤２を塗布し、連続突起物５が取付けられた補剛鋼板３を、連続突起物５が溝１ｂに挿入されるように一対の集成材ブロック１ｃで挟み込み、前記塗布した接着剤２にて接着して一体のブロック１ｄを製作する。
【００２２】
ステップ４：図２（ｄ）に示されるように、ステップ３で製作したブロックの厚さに合わせる集成材１ｅを製作する。
【００２３】
ステップ５：図２（ｅ）に示されるように、ステップ３で製作した２個のブロック１ｄでステップ４で製作した１個の集成材１ｅを挟んで積層し、接着剤２にて接着し一体化することにより鋼補剛集成材４を製造する。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図３（ａ）に本発明の第２の実施の形態による鋼補剛集成材４の側面図を、（ｂ）に正面図をそれぞれ示す。
【００２５】
鋼補剛集成材４は、集成材１、補剛鋼板３、部分突起物６及び接着剤２により構成されており、集成材１は、複数の木材をその繊維方向を平行にし積層状態にして接着したものである。集成材１の幅方向上下２箇所の厚さ方向中央位置に長手方向全長に亘って繊維方向に沿って溝１ａが形成されており、溝１ａの上下方向２箇所に溝１ａに直交するように一対の穴くり１ｂがそれぞれ集成材１の全長に亘って所定間隔をあけて複数形成されている。
【００２６】
溝１ａには、これの全長に亘って補剛鋼板３が組み込まれて接着剤２により接着されている。補剛鋼板３の平坦面の穴くり１ｂに対応する位置には、部分突起物６が補剛鋼板３の全長に亘って所定間隔をあけて溶接、スタッド養植、接着剤、部分突起物６に加工された雄ねじを補剛鋼板３に加工されたネジ穴に螺嵌する等によりそれぞれ取付けられており、部分突起物６が穴くり１ｂにそれぞれ組み込まれて接着剤２により接着されている。
【００２７】
第２の実施の形態の鋼補剛集成材４の製造は、図２に示す第１の実施の形態の製造方法において、ステップ２の溝１ｂに代えて穴くり１ｂを加工し、ステップ３の連続突起物５を溝１ｂに挿入することに代えて部分突起物６を穴くり１ｂに挿入することにより同様に行われる。
【００２８】
なお、前記連続突起物５や部分突起物６の数や取付位置については、前記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、せん断応力は補剛鋼板３の材端に大きく発生するので材端近傍に連続突起物５や部分突起物６を取付けた方が有利となるが、数及び位置については、その都度発生するせん断応力に応じて決定される。
【００２９】
また、補剛鋼板３の形状寸法は、載荷荷重の変化に伴い、その都度最適な断面計算を行い決定される。
【００３０】
また、第１の実施の形態において、溝１ｂの形状を断面略「コ」字状としたがこれに限定されるものではなく、半円状などにしてもよい。
【００３１】
また、突起物の形状も第１及び第２の実施の形態のものに限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、補剛鋼板に突起物を設けることにより、せん断抵抗面が増えるため、温度変化による集成材と鋼材との伸び差によるせん断応力を所定の応力内に収めることができる。
【００３３】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、集成材の全長に亘って、補剛鋼板に設けた連続突起物を組込むことによりせん断抵抗面を増やすという効果がある。
【００３４】
また、本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、集成材の全長に亘って所定間隔をあけて補剛鋼板に設けた部分突起物を組込むことによりせん断抵抗面を増やすという効果がある。
【００３５】
また、本発明のうちで請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、連続突起物は補剛鋼板に溶接や接着剤等により取付けることにより連続突起物と補剛鋼板とを一体化し、せん断抵抗面を増やすという効果がある。
【００３６】
また、本発明のうちで請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、部分突起物は、補剛鋼板に溶接やスタッド養植、接着剤、部分突起物に加工された雄ねじを補剛鋼板に加工されたネジ穴に螺嵌する等により部分突起物と補剛鋼板とを一体化し、せん断抵抗面を増やすという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）第１の実施の形態の側面図である。
（ｂ）第１の実施の形態の正面図である。
【図２】（ａ）鋼補剛集成材の製造工程のステップ１を示す図である。
（ｂ）鋼補剛集成材の製造工程のステップ２を示す図である。
（ｃ）鋼補剛集成材の製造工程のステップ３を示す図である。
（ｄ）鋼補剛集成材の製造工程のステップ４を示す図である。
（ｅ）鋼補剛集成材の製造工程のステップ５を示す図である。
【図３】（ａ）第２の実施の形態の側面図である。
（ｂ）第２の実施の形態の正面図である。
【図４】（ａ）従来の鋼補剛集成材の側面図である。
（ｂ）従来の鋼補剛集成材の正面図である。
【符号の説明】
１　集成材
１ａ　溝
１ｂ　溝、穴くり
３　補剛鋼板
５　連続突起
６　部分突起

Claims (5)

1. 複数の木材をその繊維方向を平行にし積層状態にして接着してなる集成材（１）に、該集成材（１）の繊維方向に沿って溝（１ａ）を形成し、前記溝（１ａ）に補剛鋼板（３）を挟み込み接着してなる鋼補剛集成材の補剛鋼板（３）において、
   前記溝（１ａ）には、該溝（１ａ）に直交するように複数の溝（１ｂ）が一体形成されており、
   前記溝（１ｂ）には、前記補剛鋼板（３）の平坦面に設けられる突起物が組み込まれ接着されることを特徴とする鋼補剛集成材の補剛鋼板。
2. 前記溝（１ｂ）は、前記溝（１ａ）の全長に亘って設けられており、前記突起物は、前記溝（１ｂ）の全長に亘って組み込まれる連続突起物（５）であることを特徴とする請求項１記載の鋼補剛集成材の補剛鋼板。
3. 前記溝（１ｂ）は、前記溝（１ａ）の長手方向に互いに所定間隔をあけて設けられた穴くり（１ｂ）であり、前記突起物は、前記穴くり（１ｂ）に組み込まれる部分突起物（６）であることを特徴とする請求項１記載の鋼補剛集成材の補剛鋼板。
4. 前記連続突起物（５）は、前記補剛鋼板（３）に溶接、接着剤等にて取付けられることを特徴とする請求項２記載の鋼補剛集成材の補剛鋼板。
5. 前記部分突起物（６）は、前記補剛鋼板（３）に溶接、スタッド養植、接着剤、前記部分突起物（６）に加工された雄ねじを前記補剛鋼板（３）に加工されたネジ穴に螺嵌する等により取付けられることを特徴とする請求項３記載の鋼補剛集成材の補剛鋼板。

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