JP2009030321A

JP2009030321A - 複合梁と木製柱の接続による門型フレーム

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Publication number: JP2009030321A
Application number: JP2007195048A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Hori; 信夫堀; Takeshi Matsukawa; 武志松川; Kunio Oshitani; 久仁男押谷
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP4853422B2

Abstract

【課題】一対の複合梁と木製柱との三次元方向の接続強度を高めることで複合梁と木製柱の接続による広幅の門型フレームを提供することを目的とする。
【解決手段】門型フレーム１１は、縦材１２とフランジ１３から成るＨ型鋼材のフランジ１３に木製の梁外面板１４を付設した複合梁１５と、木製柱１６とを接続部材２０で接続する。接続部材２０は縦板部２１に水平部２２を備えＨ型鋼材と同断面形状である。接続部材２０の水平方向の一端部は一方の複合梁１５ａの一端部を覆う矩形板３０と接続する矩形接続板２３が固着孔２４を備えて形成される。他端部２５は他方の複合梁１５ｂの縦材１２及びフランジ１３に固着するように縦板部２１は水平部２２の長さＨよりもフランジ１３の片幅と同じ長さＨ１で突設する。接続部材２０の下側の水平部２２ａに、木製柱１６の上端部に固着する接続金具４０の頂板４１と固着する取付孔２６ａを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合梁と木製柱の接続による門型フレームに関し、詳しくは、木製外観の梁と木製柱との接続強度を高めて耐荷重性を高めることで門型フレームのスパンを広げて広幅の建造物を木製外観で構築しようとする技術に係るものである。

従来、例えば、３階建の階下にガレージをビルトインタイプで形成する建物においては間口を広くする必要があるので、重量鉄骨工法のようなラーメン躯体を用いなければならないので、基礎が大掛かりになりコストが高くなるという問題があった。

ところが、木製柱に梁を接続する門型フレーム形態の場合には、強度を高め難いので間口を広げられないので、筋交い等の斜め梁を多用する必要があるので外観が低下するという問題があった。

この問題を解決する方法が特許文献１に開示されている。図８に示すように、特許文献１の門型フレーム７０の隅部の構造は、金属製のＨ型材１の上下に対向する両フランジ２、２の外面に木製の梁外面板３を付設した複合梁４と木製柱５との接合構造である。なお、門型フレーム７０は一組の複合梁４と二組の木製柱５（図において他方の木製柱は図示されない）によって構成される。

ここで、木製柱５の上端面を覆う金属製の接続板７の下面に金属製の接続縦片８を一体的に設けて略Ｔ型となる接続金具９が構成される。そして、木製柱５の上端面を開口して上下方向に溝を形成し、この溝に接続縦片８を挿入して木製柱５に水平横方向から打入される接続具１０にて接続金具９を木製柱５に接続する。

複合梁４の下面側の梁外面板３における木製柱５の接合部分を切除して接合凹所を形成し、この凹所に木製柱５の上端部を挿入して接続金具９の接続板７をＨ型材１の下面側のフランジ２にボルト・ナット等の連結具で連結する。

この門型フレーム７０であれば複合梁４と木製柱５が接続金具９を介して強固に固着できるので、門型フレームの間口を広くすることができる。
特開２００２−１１５３２５号公報

ところが、上記の門型フレーム７０の構造は一組の複合梁と二組の木製柱による二次元の門型フレームに関しては強固であるが、二組の複合梁と一組の木製による三次元の門型フレーム全体を考えると、一方の複合梁４のＨ型材１に固着される垂直の接合板Ｐを介して他方の複合梁４Ａがボルト・ナットで固着されている。

このため、接合板Ｐは水平方向の曲げ強度が弱いため、外力によって二組の複合梁間４、４Ａの水平面内における取付角度が変化することがあった。

そこで、本発明はかかる従来技術の問題に鑑みなされたものであって、一対の複合梁と木製柱との三次元方向の接続強度を高めることで複合梁と木製柱の接続による門型フレームを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、縦材と上下に対向する両フランジから成るＨ型鋼材の両フランジの外面に木製の梁外面板を付設した複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、水平状態で直角に交わる一対の複合梁と垂直状態の木製柱とが接続部材を介して接続され、前記接続部材は縦板部の上下に水平部を備え前記Ｈ型鋼材と同断面形状に形成され、前記接続部材の水平方向の一端部は一方の複合梁の一端部を覆う矩形板と接続する矩形接続板が固着孔を備えて垂直に形成され、水平方向の他端部は他方の複合梁の縦材及び両フランジに固着するように前記縦板部は上下の水平部よりも突設し、前記接続部材の下側の水平部に、前記木製柱の上端部に固着する頂板に立設するボルトと固着する複数の取付孔が設けられることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、他方の複合梁と前記接続部材の接続を補強する第一補強プレートが、他方の複合梁のフランジと前記接続部材の水平部に亘ってボルト・ナット等の連結具で固着されることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、前記接続部材の略中央部で前記上下の水平部と前記縦板部を固着する一対の第二補強プレートが設けられることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、他方の複合梁における前記接続部材の縦板部の反対側において、前記縦材と両フランジに固着する第三補強プレートが設けられることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記接続部材は縦板部の上下に水平部を備え前記Ｈ型鋼材と同断面形状に形成され、水平方向の他端部は他方の複合梁の縦材及び両フランジに固着するように前記縦板部は上下の水平部よりも突設する。このため、前記接続部材と他方の複合梁は溶接等によって上下の水平部と両フランジが互いに固着できるの確実に固着強度が増加する。

前記接続部材の水平方向の一端部は一方の複合梁の一端部を覆う矩形板と接続する矩形接続板が固着孔を備えて垂直に形成されるので、前記接続部材と一方の複合梁は現場でボルト・ナット等の連結具によって容易且つ確実に固着できる。

さらに、前記接続部材の下側の水平部に、前記木製柱の上端部に固着する頂板に立設するボルトと固着する複数の取付孔が設けられるので、前記木製柱は前記接続部材にボルト・ナットによって確実に固着できる。

このように、前記接続部材を用いることによって一対の複合梁と木製柱の三次元方向の接続強度が確実に高まり耐荷重性が向上するので、門型フレームのスパンを確実に広げることができて広幅の建造物を木製外観で構築することができる。

請求項２の発明によれば、第一補強プレートによって前記接続部材と複合梁の接続強度が増加して請求項１に記載の効果と同様の効果がさらに確実に得られる。

請求項３の発明によれば、一対の第二補強プレートによって前記接続部材の剛性が増加して請求項１に記載の効果と同様の効果がさらに確実に得られる。

請求項４の発明によれば、第三補強プレートによって前記接続部材における複合梁との接続強度が増加して請求項１に記載の効果と同様の効果がさらに確実に得られる。

以下に、本発明の第一の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
＜複合梁と木製柱の接続による門型フレームの構成＞

図１に示すように、門型フレーム１１は複合梁１５と木製柱１６の接続により構成され、複合梁１５は縦材１２と上下に対向する両フランジ１３から成るＨ型鋼材の両フランジ１３の外面に木製の梁外面板１４が付設されている。

より詳しくは、水平状態で直角に交わる四組（図には三組だけが示されている）の複合梁１５がそれぞれの隅において接続部材２０を介して接続され、接続部材２０の上下には垂直状態の木製柱１６が接続される。このため、一組の水平の複合梁１５と二組の垂直の木製柱１６ｄで構成される門型フレーム１１は各階の各側面に形成される。

最下段の木製柱１６は詳細説明しない方法で基礎部Ｇに固着して支えられるとともに、基礎部Ｇの上面に木製水平材５０が付設される。この一階部分はガレージで二階と三階が居住区として利用される。

図２、図３、図４、図５に示すように、接続部材２０は縦板部２１の上下に水平部２２を備えＨ型鋼材と同断面形状に形成される。なお、図１には示されないが、他方の複合梁１５ｂの両先端部は接続部材２０より突出して形成される。

接続部材２０の水平方向の一端部は一方の複合梁１５ａの一端部を覆う矩形板３０（六組の固着孔３１を備える）と接続する矩形接続板２３が六組の固着孔２４を備えて垂直面状に形成され、矩形板３０と矩形接続板２３はボルト３２とナット３３（ワッシャー、スプリングワッシャーを備える）で固着される。

水平方向の他端部２５は他方の複合梁１５ｂの縦材１２及び両フランジ１３に溶接固着するように縦板部２１は上下の水平部２２の長さＨよりも両フランジ１３の片幅と同じ長さＨ１だけ突設する。

さらに、接続部材２０の下側の水平部２２ａに、木製柱１６の上端部に固着する接続金具４０の頂板４１に立設する四組のボルト１６ｂを挿入する四組の取付孔２６ａ（この内二組の取付孔２６ｂはフランジ１３に設けられる）が設けられる。ボルト１６ｂにナット４０ｂ（ダブルナットでワッシャーを備える）が固着される。

なお、接続部材２０の上側の水平部２２ｂにおいては、他方の複合梁１５ｂと接続部材２０との接続を補強する矩形の第一補強プレート３５が、他方の複合梁１５ｂのフランジ１３と接続部材２０の上の水平部２２ｂに亘って固着される。第一補強プレート３５はフランジ１３と上の水平部２２ｂの両方に形成された四組の取付孔３５ａを介して上方の木製柱１６の頂板４１に形成されたボルト４０ａがナット４０ｂ（ダブルナットでワッシャーを備える）で固着される。

他方の複合梁１５ｂの上下面側の梁外面板１４における木製柱１６との接合部分を切除して接合凹所４５を形成し、木製柱１６の上下端部を頂板４１とともに接合凹所４５に挿入して頂板４１を介して複合梁１５ｂの上下面側のフランジ１３に固着される。

さらに、接続部材２０の略中央部で上下の水平部２２と縦板部２１を固着する一対の第二補強プレート２７が固着される。また、他方の複合梁１５ｂにおける接続部材２０の縦板部２１の反対側において、縦板部２１と両フランジ１３に固着する第三補強プレート２８が固着される。

図６に示すように、接続金具４０は下方の木製柱１６の上端面を覆う金属製の頂板４１とその下面に金属製の接続縦片４２を一体的に設けて略Ｔ型に形成される。木製柱１６の上端面を開口して上下方向に溝４２ａを形成して接続縦片４２を溝４２ａに挿入し、木製柱１６に水平横方向から打入される接続具４３にて木製柱１６に接続金具４０を接続する。頂板４１に形成される孔にボルト４０ａが挿入されるが、ボルト４０ａの頭は木製柱１６の先端部に形成される凹部４４で安定保持される。上方の木製柱１６の下端面も同様に接続金具４０が接続される。なお、ボルト４０ａをエポキシ充填によるアンカー工法を用いて埋め込み式にしてもよい。
＜複合梁と木製柱の接続による門型フレームの作用＞

接続部材２０は、水平方向の他端部２５が他方の複合梁１５ｂの縦材１２及び両フランジ１３に固着するように縦板部２１は上下の水平部２２よりも突設し、水平方向の一端部が一方の複合梁１５ａの一端部を覆う矩形板３０と接続する矩形接続板２３が固着孔２４を備えて垂直に形成され、下側の水平部２２ａが木製柱１６の上端部に固着する頂板４１に立設するボルト１６ｂと固着する複数の取付孔２６ａが設けられる。

このように、接続部材２０は、一対の複合梁１５ａ、１５ｂと木製柱１６に対して三次元方向で固着するので、三次元で確実に接続剛性を高めることができるので複合梁と木製柱の接続による安定した広幅の門型フレームを得ることができる。

接続部材２０と他方の複合梁１５ｂは予め工場で溶接等によって確実に固着できる、そして、木製柱１６と一方の複合梁１５ａは接続部材２０に現場でボルト・ナット等の連結具によって容易且つ確実に固着できるので現場での組立ての施工性が容易である。

筋交いなどを要することなく木製柱５、５の長いスパン間に複合梁４を接続して門型フレーム１１を得ることができ、複合梁４及び木製柱５において木製外観で釘打ちなどが可能であるという良さを活かしながら、間口の広い建物をコストを抑えて容易に構築することができる。
＜本発明の第二の実施形態＞

本発明の第二の実施形態における複合梁と木製柱の接続による門型フレームを、図７を用いて説明するが、図１に示す門型フレームの構成と同構成部分については、図面に同符号を付して重複した説明を省略する。なお、図３〜図６の構成は第１の実施形態の構成と同じであるため、その説明および図面を省略する。

図７に示すように、状況によっては接続金具４０を用いる門型フレーム１１の構成が二階と三階のみに適用されることもある。この場合、一階部分における門型フレーム１１ａの木製柱５０ａには接続金具４０が使用されないので木製柱５０ａと木製水平材５０に対して図示しない筋交い等の斜め梁で補強される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、接続部材２０の上側の水平部２２ｂに設けられる他方の複合梁１５ｂと接続部材２０との接続を補強する矩形の第一補強プレート３５は、接続部材２０の下側の水平部２２ａに追加しても構わない。第一補強プレート３５は必要に応じて溶接を追加してもよい。

第二補強プレート２７、第三補強プレート２８は必要とする門型フレーム１１の強度に応じて使用の有無を考慮することができる。

本発明の第一の実施形態における、接続部材２０を介して水平状態で直角に交わる一対の複合梁１５ａ、１５ｂと垂直状態の木製柱１６が接続された門型フレーム１１の状態を示す斜視図である。本発明の第一の実施形態における、図１のＡ−詳細図である。本発明の第一の実施形態における、接続部材２０と他方の複合梁１５ｂが固着された状態を示す斜視図である。本発明の第一の実施形態における、接続部材２０の斜視図である。本発明の第一の実施形態における、図４のＢ−Ｂ断面図で第一補強プレート３５が取付けられた状態を示す図である。本発明の第一の実施形態における、木製柱１６の上端面に接続金具４０を取付ける状態を示す分解斜視図である。本発明の第二実施形態における、接続金具４０を二階と三階に用いて、一階部分が一対の複合梁１５ａ、１５ｂと木製柱５０ａで接続された門型フレーム１１ａの状態を示す斜視図である。従来の、一対の複合梁４、４Ａと木製柱５で接合される門型フレーム７０の状態を示す斜視図である。

符号の説明

１１門型フレーム
１２縦材
１３フランジ
１４梁外面板
１５複合梁
１５ａ一方の複合梁
１５ｂ他方の複合梁
１６木製柱
２０接続部材
２１縦板部
２２水平部
２２ａ水平部
２３矩形接続板
２４固着孔
２５他端部
２６ａ取付孔
３０矩形板
４０接続金具
４１頂板

Claims

縦材と上下に対向する両フランジから成るＨ型鋼材の両フランジの外面に木製の梁外面板を付設した複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、
水平状態で直角に交わる一対の複合梁と垂直状態の木製柱とが接続部材を介して接続され、前記接続部材は縦板部の上下に水平部を備え前記Ｈ型鋼材と同断面形状に形成され、
前記接続部材の水平方向の一端部は一方の複合梁の一端部を覆う矩形板と接続する矩形接続板がボルト用の固着孔を備えて垂直に形成され、水平方向の他端部は他方の複合梁の縦材及び両フランジに固着するように前記縦板部は上下の水平部よりも突設し、
前記接続部材の下側の水平部に、前記木製柱の上端部に固着する頂板に立設するボルトと固着する複数の取付孔が設けられることを特徴とする複合梁と木製柱の接続による門型フレーム。
請求項１に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、他方の複合梁と前記接続部材の接続を補強する第一補強プレートが、他方の複合梁のフランジと前記接続部材の水平部に亘ってボルト・ナット等の連結具で固着されることを特徴とする複合梁と木製柱の接続による門型フレーム。
請求項１又は請求項２に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、前記接続部材の略中央部で前記上下の水平部と前記縦板部を固着する一対の第二補強プレートが設けられることを特徴とする複合梁と木製柱の接続による門型フレーム。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合梁と木製柱の接続による門型フレームであって、他方の複合梁における前記接続部材の縦板部の反対側において、前記縦材と両フランジに固着する第三補強プレートが設けられることを特徴とする複合梁と木製柱の接続による門型フレーム。