JP2009208469A - 構造部材の製造方法、構造部材およびトラス構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大を招来することなく、必要な強度を確保すること。
【解決手段】木質材料から成る複数の単板２１ａの相互間に、これらの単板２１ａよりも長手方向の長さが短い木質材料から成る複数の単板２３ａを長手方向の中間部に配置して圧縮し、中間部にのみ強化部４３を有する柱状の素材４０を成形する成形工程と、この素材４０を強化部４３の所定位置で分断する分断工程と、分断した一方の要素４５と他方の要素４６とを、強化部４３が両端となる態様で接合する接合工程とを含んでいる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、構造部材の製造方法、構造部材およびトラス構造体に関するものである。

従来、トラス構造体には、木質材料から成る部材を用いて構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のトラス構造体は、それぞれ木質材料から成る柱状部材とノード部材とを、木質材料から成る連結具を介して連結することで構築されるものである。柱状部材は、連結具に連結する両端部に強化製材を用いている。この強化製材とは、製材に強化処理を施したものである。一方、柱状部材は、長手方向の中間部に製材を用いている。このような柱状部材によれば、両端部に強化製材を用いているため、トラス構造体を構成する上で必要な強度を確保することが可能である。

特開２００７−３２７２０２号公報

ところで、従来の柱状部材を製造する方法としては、例えば、製材の両端部にそれぞれ個別に強化処理を施すことが考えられる。しかしながら、この場合には、一つの柱状部材を製造するのに、製材に２回の強化処理を施すことになる。したがって、製造する工程数が増大してしまうことになり、この工程数の増大によるコストの増大を招来する虞れがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストの増大を招来することなく、必要な強度を確保することができる構造部材の製造方法、構造部材およびトラス構造体の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる構造部材の製造方法は、木質材料から成る複数の単板の相互間に、これらの単板よりも長手方向の長さが短い木質材料から成る複数の単板を長手方向の中間部に配置して圧縮し、中間部にのみ強化部を有する柱状の素材を成形する成形工程と、この素材を前記強化部の所定位置で分断する分断工程と、分断した一方の要素と他方の要素とを、前記強化部が両端となる態様で接合する接合工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項２にかかる構造部材の製造方法は、前述した請求項１において、前記接合工程は、互いの間に木質材料から成る接合部材を介在した状態で前記一方の要素と他方の要素とを接合することを特徴とする。

また、本発明の請求項３にかかる構造部材の製造方法は、前述した請求項２において、前記一方の要素と前記接合部材との接合部、および前記他方の要素と前記接合部材との接合部をそれぞれ櫛歯状に形成して接合することを特徴とする。

また、本発明の請求項４にかかる構造部材は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の構造部材の製造方法を用いて製造されることを特徴とする。

また、本発明の請求項５にかかるトラス構造体は、請求項４に記載の構造部材を用いて構築されることを特徴とする。

本発明によれば、構造部材を製造する場合に、１回のみ強化処理を施せば、強化部が両端となる構造部材を得ることができる。したがって、強化部を構成する場合に、圧縮強化処理を施す回数を削減できることになり、これによるコストの増大を招来することがない。

以下に、本発明にかかる構造部材の製造方法、構造部材およびトラス構造体の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明にかかるトラス構造体の実施の形態を示す側面概念図である。図１に示すトラス構造体１０は、例えば、トラス梁として用いられるもので、複数の構造部材２０を備えて構成してある。

構造部材２０は、図２および図３に示すように、当該構造部材２０の略中央に配置した接合部材２４から長手方向の両端に向けて、接着部２１、緩衝部２２、強化部２３を順に有している。この構造部材２０は、接着部２１、緩衝部２２、強化部２３および接合部材２４で一つの柱状の部材として構成してある。

図４は、図２に示した構造部材の製造工程を示す斜視図である。すなわち、構造部材２０を構成する場合には、まず、木質材料から成る複数の単板２１ａの相互間に、これらの単板２１ａよりも長手方向の長さが短い木質材料から成る複数の単板２２ａを配置する。さらに、複数の単板２１ａおよび複数の単板２２ａの相互間の一部に、これらの単板２２ａよりも長手方向の長さが短い木質材料から成る複数の単板２３ａを長手方向の中間部に配置する。こうして、複数の単板２１ａのみが積層された部分、複数の単板２１ａ，２２ａが積層された部分、および複数の単板２１ａ，２２ａ，２３ａが積層された部分をそれぞれ形成する（図３参照）。この形成したものを、複数の単板２１ａ，２２ａ，２３ａの積層方向の高さｈ（図４参照）が、長手方向に略同一となるように圧縮する。このようにして、複数の単板２１ａのみが積層された状態で圧縮された接着部４１、複数の単板２１ａ，２２ａが積層された状態で圧縮された緩衝部４２、および複数の単板２１ａ，２２ａ，２３ａが積層された状態で圧縮された強化部４３を有する柱状の素材４０を成形する。

素材４０は、本実施の形態では、複数の単板２１ａ，２２ａ，２３ａの積層方向の高さｈ（図４参照）が５２ｍｍとなるように圧縮してある。この場合、圧縮率（％）＝（圧縮量／圧縮前の単板積層高さｈ）×１００と定義すれば、接着部４１の圧縮率は１０％、緩衝部４２の圧縮率は５４％、および強化部４３の圧縮率は６２％である。

複数の単板２１ａは、本実施の形態では、それぞれ３ｍｍの単板であり、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で１９枚積層してある。なお、複数の単板２１ａとしては、難燃化薬剤を含浸することにより、難燃性を向上したものを適用することが好ましい。さらに、その複数の単板２１ａの一部に、フェノール樹脂等の耐候性薬剤を含浸することにより、耐候性を向上したものを混在することも好適である。

複数の単板２２ａは、本実施の形態では、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸した３ｍｍの単板である。また、複数の単板２２ａは、当該複数の単板２２ａの繊維方向が、複数の単板２１ａの繊維方向と略直交する方向（図２参照）となるように１８枚積層してある。

複数の単板２３ａは、本実施の形態では、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸した３ｍｍの単板である。また、複数の単板２３ａは、当該複数の単板２３ａの繊維方向が、複数の単板２１ａの繊維方向と略直交する方向（図２参照）となるように８枚積層してある。なお、複数の単板２３ａは、８枚でなくても良く、例えば４〜８枚の範囲で増減しても構わない。

次に、素材４０を、強化部４３の所定位置で分断する。ここで、素材４０を分断する位置は、分断した一方の要素４５および他方の要素４６に、それぞれ確保すべき長さ（図６において左右方向）の強化部４３を確保できる位置である。本実施の形態では、分断した一方の要素４５および他方の要素４６に、それぞれトラス構造体１０を構成する上で必要となる長さ（図６において左右方向）の強化部４３を確保できる位置で、素材４０を分断している。

その後、一方の要素４５および他方の要素４６の接着部４１の端面４１ｃを、それぞれ櫛歯状に形成してジョイント部２１ｂを設ける。一方、木質材料から成る接合部材２４の両端面をそれぞれ櫛歯状に形成してジョイント部２４ａを設ける。そして、一方の要素４５のジョイント部２１ｂと、接合部材２４の一方のジョイント部２４ａとを接着材で接合し、かつ他方の要素４６のジョイント部２１ｂと、接合部材２４の他方のジョイント部２４ａとを接着材で接合する（いわゆるフィンガージョイント）。

接合部材２４に適用する木質材料としては、主伐材あるいは間伐材の製材、木材の薄板を数枚接着した集成材、および繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）材などがある。本実施の形態では、接合部材２４に集成材を採用している。なお、接合部材２４としては、難燃化処理を施した木質材料を適用することが望ましい。また、接合部材２４の表面には、耐候性を確保するためのコーティング剤を塗布することが望ましい。

最後に、適用するトラス構造体１０に応じて、後述する連結体３２を嵌合するための連結孔２３ｂをそれぞれ強化部４３に形成したり、外形形状を適宜加工すれば、図２に示した強化部２３が両端となる構造部材２０を構成することができる。

以下、上述した製造方法にしたがって製造した構造部材２０を複数用いて構築するトラス構造体１０について説明する。複数の構造部材２０は、図５および図６に示すように、木質材料から成る一対の連結部材３１に連結体３２を介してそれぞれピン結合してある。

一対の連結部材３１は、互いの間に複数の構造部材２０を挟み込む態様で配置した板状の部材である。本実施の形態では、連結部材３１に積層した複数の単板に熱硬化性樹脂を含浸して熱圧した強化木を採用している。

連結体３２は、一対の連結部材３１に設けられた連結孔（図示せず）と、構造部材２０の連結孔２３ｂとに嵌合する棒状の部材である。連結体３２としては、周知のピンやボルトなどがある。

上記のように構造部材２０を製造すれば、１回のみ強化処理を施すことにより、強化部２３が両端となる構造部材２０を得ることができる。したがって、強化部２３を構成する場合に、圧縮強化処理を施す回数を削減できることになり、これによるコストの増大を招来することがない。

また、上記のように構造部材２０を製造すれば、接着部２１と、強化部２３とを緩衝部２２を介して連続して構成することができる。したがって、接着部２１と、強化部２３との接合に専用部材を設ける必要がなく、これによる接合部の断面欠損を防止することができる。それに加えて、一方の要素４５と接合部材２４との接合部、および他方の要素４６と接合部材２４との接合部とをそれぞれ櫛歯状に形成して接合してある（いわゆるフィンガージョイント）。したがって、それぞれの接合部の断面欠損を抑制することができる。

さらに、上記のように構造部材２０を製造すれば、一方の要素４５と他方の要素４６とを、接合部材２４を介して接合してある。そのため、例えば、接合部材２４を変更すれば、長大な構造部材２０をも同じ素材４０から製造することができる。したがって、長大な構造部材２０を製造する場合にも、圧縮強化処理を施す設備を大型化する必要がない。

上記のように構成した構造部材２０によれば、木質材料を用いて構成したため、見栄えが良く、意匠に優れる。さらに、構造部材２０を、木質材料を用いて構成したため、錆が発生することがなく、これによる強度の低下がない。

また、上記のように構成した構造部材２０によれば、木質材料のみを用いて構成したため、解体時に、材料に応じた分別を行う必要がない。

なお、複数の単板２１ａ，２２ａ，２３ａの積層方向の高さｈ（図４参照）を高くする場合には、図７に示すように、上述した製造工程にしたがって同じ長さ（図７において左右方向）および幅（図７において上下方向）に製造した別の構造部材５０と、高さｈ（図４参照）が高くなるように接合すれば良い。この場合、一方の要素４５と接合部材２４との接合部、および他方の要素４６と接合部材２４との接合部の長手方向の位置が、別の構造部材５０の接合部と合致しないよう当該構造部材５０を構成すると良い。

また、本実施の形態では、一対の連結部材３１を、互いの間に複数の構造部材２０を挟み込む態様で配置した板状の部材を例示しているが、必ずしも互いの間に複数の構造部材２０を挟み込む態様で配置しなくても良い。例えば、図８に示すように、複数の構造部材２０’に設けたそれぞれの連結溝２０ａ’に、板状の連結部材６１を嵌合するように構成しても良い。この場合、連結部材６１としては、金属材料から成るものが好適である。

さらに、本実施の形態では、強化部４３を長手方向の略中央に構成した素材４０を例示しているが、長手方向の中間部であれば、略中央に強化部４３を構成しなくても良い。この場合においても、素材４０を分断する位置は、分断した一方の要素４５および他方の要素４６に、それぞれ確保すべき長さ（図６において左右方向）の強化部４３を確保できる位置であれば良い。

また、本実施の形態では、一方の要素４５と他方の要素４６との相互間に、接合部材２４を介在した状態で接合して構造部材２０を構成しているが、接合部材２４を介在させずに、一方の要素４５のジョイント部２１ｂと、他方の要素４６のジョイント部２１ｂとを接着材で接合して構造部材２０を構成しても良い（いわゆるフィンガージョイント）。

さらに、本実施の形態では、構造部材２０を、トラス構造体１０を構築する場合に用いているが、各種建築物を構築する場合に梁などの軸部材として用いても良い。

以下、上述した製造方法に従って製造した構造部材の具体例を示すとともに、この構造部材を用いて実施した強度実験について説明する。

図９−１、図９−２、図９−３および図９−４は、図４に示した製造方法に従って製造した構造部材の具体例の端部拡大図である。図９−１に示す具体例の構造部材１２０は、上述した製造方法に従って製造したもので、複数の単板１２１ａ，２２２ａの積層方向の高さが３０ｍｍとなるように圧縮してある。図９−１に示す具体例では、複数の単板１２１ａは、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で１２枚積層してある。また、図９−１に示す具体例では、複数の単板１２２ａは、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸したもので、繊維方向が複数の単板１２１ａの繊維方向と略直交する方向（図９−１参照）となるように１７枚積層してある。図９−１からも明らかなように、この構造部材１２０の強化部１２３は、積層方向において両端部側に複数の単板１２２ａが集中して配置されるように構成してある。

図９−２に示す具体例の構造部材２２０は、上述した製造方法に従って製造したもので、複数の単板２２１ａ，２２２ａの積層方向の高さが３０ｍｍとなるように圧縮してある。複数の単板２２１ａは、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で１２枚積層してある。また、図９−２に示す具体例では、複数の単板２２２ａは、それぞれ熱硬化性樹脂を含浸したもので、繊維方向が複数の単板２２１ａの繊維方向と略直交する方向（図９−２参照）となるように１７枚積層してある。図９−２からも明らかなように、この構造部材２２０の強化部２２３は、積層方向において中央部付近に複数の単板２２２ａが集中して配置されるように構成してある。

図９−３に示す具体例の構造部材３２０は、上述した製造方法に従って製造したもので、複数の単板３２１ａ，３２２ａの積層方向の高さが３０ｍｍとなるように圧縮してある。複数の単板３２２ａは、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で１６枚積層してある。また、図９−３に示す具体例では、複数の単板３２２ａは、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸したもので、繊維方向が複数の単板３２１ａの繊維方向と略直交する方向（図９−３参照）となるように１３枚積層してある。図９−３からも明らかなように、この構造部材３２０の強化部３２３は、図９−２に示した構造部材２２０と比較してフェノール樹脂を含浸した複数の単板３２２ａを減数して構成してある。

図９−４に示す具体例の構造部材４２０は、上述した製造方法に従って製造したもので、複数の単板４２１ａ，４２２ａ，４２３ａの積層方向の高さが３０ｍｍとなるように圧縮してある。複数の単板４２１ａは、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で１２枚積層してある。また、図９−４に示す具体例では、複数の単板４２２ａは、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸したもので、繊維方向が複数の単板４２１ａの繊維方向と略直交する方向（図９−４参照）となるように１１枚積層してある。また、図９−３に示す具体例では、複数の単板４２３ａは、それぞれ熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を含浸したもので、繊維方向を長手方向に略同一に揃えた状態で４枚積層してある。図９−４からも明らかなように、この構造部材４２０の強化部４２３は、図９−３に示した構造部材３２０と比較して複数の単板４２１ａの一部を、フェノール樹脂を含浸した複数の単板４２３ａに入れ替えて構成してある。

図１０および図１１は、図９に示した構造部材の具体例を用いて実施した強度実験の説明図である。この強度実験では、構造部材１２０の強化部１２３のみを長手方向に２４０ｍｍ切り出した試験体１７０を実験対象としている。この試験体１７０は、両端部に積層面と平行となるように長手状を成す鋼板７１の一端部がそれぞれ埋設され、これら各鋼板７１とボルト７２を介して固定されている。この一方の鋼板７１は、他端部が固定具７３を介して固定体Ｇに固定されており、他方の鋼板７１は、他端部が把持具７４に固定されている。図１０からも明らかなように、これら試験体１７０、および各鋼板７１は、固定具７３の鉛直上方に把持具７４が配置されるように、鉛直上方に向けて延在する態様で配置されている。鋼板７１は、この強度実験では、６ｍｍの鋼板（ＰＬ６）である。また、ボルト７２は、Ｍ１０と称されるねじである。そして、この強度実験では、把持具７４に鉛直上方に向けた引張力を加え、これによる試験体１７０の長手方向の変位量を実験データとして採取する。また、構造部材２２０についても構造部材１２０と同様に、強化部２２３を切り出して試験体２７０とし、この試験体２７０に試験体１７０と同様に引張力を加え、これによる試験体２７０の長手方向の変位量を実験データとして採取する。また、構造部材３２０についても構造部材１２０と同様に、構造部材３２０の強化部３２３を切り出して試験体３７０とし、この試験体３７０に試験体１７０と同様に引張力を加え、これによる試験体３７０の長手方向の変位量を実験データとして採取する。また、構造部材４２０についても構造部材１２０と同様に、構造部材４２０の強化部４２３を切り出して試験体４７０とし、この試験体４７０に試験体１７０と同様に引張力を加え、これによる長手方向の変位量を実験データとして採取する。

図１１は、図９に示した構造部材の具体例において強度実験を実施し、引張荷重と長手方向変位量との関係を示したグラフである。図１１において実線は、試験体１７０、図１１において破線は、試験体２７０、図１１において一点鎖線は、試験体３７０、図１１において二点鎖線は、試験体４７０のものである。なお、図１１においては、各試験体１７０、２７０、３７０、４７０についてそれぞれ３個の強度実験を実施したものにおいて代表的な実験データを示している。

図１１からも明らかなように、各試験体１７０、２７０、３７０、４７０のいずれにおいても、引張荷重と長手方向変位量との関係は、大差ない近似的な曲線を描いている。したがって、構造部材の強化部を構成する場合に、単板の積層の順番を適宜変更したとしても、強化処理を行っていない製材などと比較して、高強度な構造部材を得ることができる。

ここで、上述した強度実験では、試験体の両端からボルト７２の中心までの距離ｅを、ボルト７２の直径（呼び径）の７倍、つまり７０ｍｍに設定している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

図１２は、図９に示した構造部材の具体例において強度実験を実施し、引張荷重と長手方向変位量との関係を示したグラフである。図１２において破線は、具体例の試験体の両端からボルト中心までの距離ｅを、ボルト７２の直径（呼び径）の２倍、つまり２０ｍｍに設定したもの、図１２において実線は、比較例となる従来のＬＶＬ材（日本農林規格に適合する７０Ｅ・特級のもの）を試験体として適用し、この試験体の両端からボルト中心までの距離ｅを、ボルト７２の直径（呼び径）の７倍、つまり７０ｍｍに設定したものである。なお、いずれの試験体においても外径寸法を同一とし、上述した試験体１７０と同様に引張力を加え、これによる長手方向の変位量を採取している。また、図１２においては、各試験体についてそれぞれ３個の強度実験を実施したものにおいて代表的な実験データを示している。

図１２からも明らかなように、実線で示した比較例においては、７ｋＮの引張荷重で長手方向に５ｍｍ変位することになる。つまり、従来のＬＶＬ材の試験体が５ｍｍ伸長することになる。

これに対して本発明の具体例の試験体によれば、２３ｋＮもの引張荷重でも長手方向に５ｍｍしか変位することがない。つまり、引張荷重に対する長手方向変位量が大幅に減少している。

したがって、上述した構造部材をトラス構造体に適用すれば、両端からボルトの中心までの距離ｅを、建築学会規準の規定にあるボルトの直径（呼び径）の７倍以下に設定したとしても、距離ｅをボルトの直径の２倍を確保していれば、従来のＬＶＬ材と比較して高強度・高耐力なトラス構造体を得ることができる。しかも、距離ｅを短縮することができれば、例えば、トラス構造体１０を構築する際に、図８に示すように、構造部材２０’の連結溝２０ａ’に嵌合する連結部材６１における構造部材２０’の長手方向に沿った長さを短縮することができる。

以下、上述した製造方法に適用する接合部材の一例を示すとともに、この接合部材を用いて実施した強度実験について説明する。

図１３−１、図１３−２および図１３−３は、図４に示した製造方法に適用する接合部材の一例を示す斜視図である。図１３−１に示す接合部材１２４は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。この接合部材１２４は、図１４に示すようなパラメータの外形形状に構成してある。図１３−１に示す接合部材２２４は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。この接合部材２２４は、図１４に示すようなパラメータの外形形状に構成してある。

図１３−２に示す接合部材３２４は、一方の接合要素３２５と、他方の接合要素３２６とを接合して構成したものである。一方の接合要素３２５は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。他方の接合要素３２６は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。この接合部材３２４は、図１３−２に示すように、一方の接合要素３２５および他方の接合要素３２６のそれぞれの一端面に、櫛歯形状が積層した単板のそれぞれに現れるように櫛歯状に形成してジョイント部３２５ａ，３２６ａを設け、これらジョイント部３２５ａ，３２６ａを互いに接着剤で接合したものである（いわゆるフィンガージョイント）。また、接合部材３２４は、一方の接合要素３２５と他方の接合要素３２６との接合部が長手方向の中央に配置されるように、図１４に示すようなパラメータの外形形状に構成してある。図１３−２に示す接合部材５２４は、一方の接合要素５２５、他方の接合要素５２６を有している。一方の接合要素５２４は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。他方の接合要素５２６は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。この接合部材５２４は、図１３−２に示すように、一方の接合要素５２５および他方の接合要素５２６のそれぞれの一端面に、櫛歯形状が積層した単板のそれぞれに現れるように櫛歯状に形成してジョイント部５２５ａ，５２６ａを設け、これらジョイント部５２５ａ，５２５ａを互いに接着剤で接合したものである（いわゆるフィンガージョイント）。また、この接合部材５２４は、一方の接合要素５２５と他方の接合要素５２６との接合部が長手方向の中央に配置されるように、図１４に示すようなパラメータの外形形状に構成してある。

図１３−３に示す接合部材４２４は、一方の接合要素４２５と、他方の接合要素４２６を接合して構成したものである。一方の接合要素４２５は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。他方の接合要素４２６は、繊維方向を略同一方向に揃えた複数の単板を積層して接着したＬＶＬ材である。この接合部材４２４は、図１３−３に示すように、一方の接合要素４２５および他方の接合要素４２６のそれぞれの一端面に、櫛歯形状が積層した単板に個別に現れないように櫛歯状に形成してジョイント部４２５ａ，４２６ａを設け、これらジョイント部４２５ａ，４２６ａを互いに接着剤で接合したものである。また、この接合部材４２４は、一方の接合部材４２５と他方の接合部材４２６との接合部が長手方向の中央部に配置されるように、図１４に示すようなパラメータの外形形状に構成してある。

図１５は、図４に示した製造方法に適用する接合部材を用いて実施した強度実験の説明図である。この強度試験では、図１３−１に示した姿勢で、接合部材１２４を一対の支持体８１に載置する。具体的には、両端からそれぞれ４５ｍｍに位置する下面が、支持体８１の支持部８１ａにそれぞれ支持されるように、接合部材１２４を一対の支持体８１に載置する。一対の支持体８１は、それぞれ略三角柱状を成すもので、それぞれ側部に有した支持部８１ａの相互間距離が９４５ｍｍとなるように平行配置してある。この一方の支持体８１は、一側面８１ｂを介して固定体Ｇ２に固定されているとともに、他方の支持体８１は、一側面８１ｂを介して固定体Ｇ３に固定されている。そして、この強度実験では、一対の支持体８１に載置した接合部材１２４の上面において、両端からそれぞれ３６０ｍｍに位置する部位に鉛直下方に向けた荷重をそれぞれ加え、これによる接合部材１２４の上面中央の点Ｐにおける鉛直方向の変位量を実験データとして採取する。つまり、接合部材１２４における単板の積層面に直交する方向に荷重を加えたものである（平使い方向）。また、図１３−１において手前側となる面を上方に向けた姿勢で、接合部材１２４と同様に一対の支持体８１に載置した接合部材２２４について、接合部材１２４と同様に荷重を加え、これによる上面中央の点Ｐにおける鉛直方向の変位量を実験データとして採取する。つまり、接合部材２２４における積層した単板の端面部分に荷重を加えるものである（縦使い方向）。また、図１３−２に示す姿勢で接合部材１２４と同様に一対の支持体８１に載置した接合部材３２４について、接合部材１２４と同様に荷重を加え、これによる上面中央の点Ｐにおける鉛直方向の変位量を実験データとして採取する。つまり、接合部材３２４における単板の積層面に直交する方向に荷重を加えたものである（平使い方向）。また、図１３−３に示す状態で接合部材１２４と同様に一対の支持体８１に載置した接合部材４２４について、接合部材１２４と同様に荷重を加え、これによる上面中央の点Ｐにおける鉛直方向の変位量を実験データとして採取する。つまり、接合部材４２４における積層した単板の端面部分に荷重を加えるものである（縦使い方向）。また、図１３−２において手前側となる面を上方に向けた姿勢で、接合部材１２４と同様に一対の支持体８１に載置した接合部材５２４について、接合部材１２４と同様に荷重を加え、これによる上面中央の点Ｐにおける鉛直方向の変位量を実験データとして採取する。

図１６および図１７は、図１３に示した接合部材の一例において強度実験を実施し、最大曲げ応力度と鉛直方向変位量との関係を示したグラフである。図１６において実線は、接合部材１２４、図１６において破線は、接合部材３２４のものである。図１７において実線は、接合部材２２４、図１７において破線は、接合部材４２４、図１７において一点鎖線は、接合部材５２４のものである。なお、図１６および図１７においては、各接合部材１２４、２２４、３２４、４２４、５２４についてそれぞれ８個の強度実験を実施したものにおいて代表的な実験データを示している。

図１６からも明らかなように、各試験体１２４、３２４共、載荷荷重による最大曲げ応力度と点Ｐにおける鉛直方向変位量との関係は、大差ない近似的な曲線を描いている。したがって、構造部材を構成する場合に、接合部材を適用し、これをフィンガージョイントで接合したとしても、接合がないＬＶＬ材などと比較して構造性能が劣ることはない。

図１７からも明らかなように、各試験体２２４、４２４、５２４のいずれにおいても、載荷荷重による最大曲げ応力度と点Ｐにおける鉛直方向変位量との関係は、大差ない近似的な曲線を描いている。したがって、構造部材を構成する場合に、接合部材を適用し、これをフィンガージョイントで接合したとしても、接合がないＬＶＬ材などと比較して構造性能が劣ることはない。

上述した接合部材を構造部材に適用し、これをフィンガージョイントで接合したとしても、日本農林規格に適合した接合がないＬＶＬ材と同様の構造性能を有することができることになり、設計時に材料の指示を個別に考慮する必要がない。

本発明にかかるトラス構造体の実施の形態を示す側面概念図である。 図１に示したトラス構造体を構築する構造部材を示す斜視図である。 図２に示した構造部材の上面拡大図である。 図２に示した構造部材の製造工程を示す斜視図である。 図１におけるＡ部詳細図である。 図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図２に示した構造部材の一例を示す斜視図である。 図５に示した構造部材の接合部の一例を示す断面図である。 図４に示した製造方法に従って製造した構造部材の具体例の端部拡大図である。 図４に示した製造方法に従って製造した構造部材の具体例の端部拡大図である。 図４に示した製造方法に従って製造した構造部材の具体例の端部拡大図である。 図４に示した製造方法に従って製造した構造部材の具体例の端部拡大図である。 図９に示した構造部材の具体例を用いて実施した強度実験の説明図である。 図１０におけるＡ矢視図である。 図９に示した構造部材の具体例において強度実験を実施し、引張荷重と長手方向変位量との関係を示したグラフである。 図９に示した構造部材の具体例において強度実験を実施し、引張荷重と長手方向変位量との関係を示したグラフである。 図４に示した製造方法に適用する接合部材の一例を示す斜視図である。 図４に示した製造方法に適用する接合部材の一例を示す斜視図である。 図４に示した製造方法に適用する接合部材の一例を示す斜視図である。 図１３に示した接合部材の各パラメータを示す図表である。 図１３に示した接合部材の一例を用いて実施した強度実験の説明図である。 図１３に示した接合部材の一例において強度実験を実施し、最大曲げ応力度と鉛直方向変位量との関係を示したグラフである。 図１３に示した接合部材の一例において強度実験を実施し、最大曲げ応力度と鉛直方向変位量との関係を示したグラフである。

１０ トラス構造体
２０ 構造部材
２０’ 構造部材
２１ 接着部
２１ａ 単板
２１ｂ ジョイント部
２２ 緩衝部
２２ａ 単板
２３ 強化部
２３ａ 単板
２３ｂ 連結孔
２４ 接合部材
２４ａ ジョイント部
３１ 連結部材
３２ 連結体
４０ 素材
４１ 接着部
４１ｃ 端面
４２ 緩衝部
４３ 強化部
４３ｃ 分断面
４５ 要素
４６ 要素
５０ 構造部材
５１ 接着部
５２ 緩衝部
５３ 強化部

Claims (5)

1. 木質材料から成る複数の単板の相互間に、これらの単板よりも長手方向の長さが短い木質材料から成る複数の単板を長手方向の中間部に配置して圧縮し、中間部にのみ強化部を有する柱状の素材を成形する成形工程と、
   この素材を前記強化部の所定位置で分断する分断工程と、
   分断した一方の要素と他方の要素とを、前記強化部が両端となる態様で接合する接合工程と
   を含むことを特徴とする構造部材の製造方法。
2. 前記接合工程は、
   互いの間に木質材料から成る接合部材を介在した状態で前記一方の要素と他方の要素とを接合すること
   を特徴とする請求項１に記載の構造部材の製造方法。
3. 前記一方の要素と前記接合部材との接合部、および前記他方の要素と前記接合部材との接合部をそれぞれ櫛歯状に形成して接合すること
   を特徴とする請求項２に記載の構造部材の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の構造部材の製造方法を用いて製造されることを特徴とする構造部材。
5. 請求項４に記載の構造部材を用いて構築されることを特徴とするトラス構造体。

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