JP2009215786A - Joint structure of wood structural member - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、接合プレートと、製材、集成材、或いは単板積層材(LVL)などの木質構造材とをドリフトピン又はボルトを用いて接合してなる木質構造材の接合構造の技術分野に属する。
なお、前記接合プレートが設けられる部材は、一般に、柱、梁などであり、木造(木質構造材)はもとより、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨造であってもよい。
The present invention belongs to the technical field of a joining structure of a wood structure material formed by joining a joining plate and a wood structure material such as lumber, laminated wood, or single-plate laminated material (LVL) using drift pins or bolts. .
The member provided with the joining plate is generally a pillar, a beam, or the like, and may be a reinforced concrete structure, a steel reinforced concrete structure, or a steel structure as well as a wooden structure (a wooden structure material).
製材、集成材、或いは単板積層材(LVL)等の木質構造材を、梁、柱、トラスなどの構造材に用いて構造物を構築する場合、接合プレートを木質構造材の接合端部から材軸方向へ形成したスリットへ差し込み、当該接合プレートと木質構造材とをドリフトピン又はボルトで接合する技術が広く実施されている(例えば、特許文献1、2を参照)。
When constructing a structure using wood structures such as lumber, laminated lumber, or single plate laminate (LVL) for structural materials such as beams, pillars, trusses, etc., the joining plate is connected from the joining end of the wood structure. A technique of inserting into a slit formed in the material axis direction and joining the joining plate and the wooden structure material with a drift pin or a bolt is widely implemented (for example, refer to
一般に、前記木質構造材は、曲げ・圧縮強度は強いが、局所的な圧縮強度であるめり込み強度が低いため、前記した技術においてはドリフトピン又はボルト付近に局所的な変形が生じ接合部全体の強度、剛性が大きく損なわれていた。これは、梁などに用いる木質構造材の必要断面寸法が接合部強度によって決定されてしまい、木質構造材本来の曲げ強度、圧縮強度を有効に利用していないことを意味する。
すなわち、前記した技術を実施するにあたり、最も肝要なのは接合部の設計であり、接合部の設計の良否が構造物の安全性に多大な影響を与えるところ、木質構造材は構造物の主要構成部材として長尺の梁などに使用されることが多く、厳しい荷重条件やボルト等の接合により集中的に曲げ応力やせん断力が加わるため、必要以上の断面に設計しなければならなかった。
そのため、架構全体の剛性を確保するべく、通常多くのブレースや耐震壁等の面材を配置する構造設計となり、非効率的、かつ不経済であった。
In general, the wood structure material has a high bending / compression strength, but has a low compressive strength, which is a local compressive strength. Strength and rigidity were greatly impaired. This means that the necessary cross-sectional dimensions of the wooden structural material used for the beam and the like are determined by the joint strength, and the original bending strength and compressive strength of the wooden structural material are not effectively used.
In other words, in implementing the above-described technology, the most important thing is the design of the joint, and the quality of the joint has a great influence on the safety of the structure. In many cases, it is used for long beams, etc., and since bending stress and shearing force are applied intensively due to severe load conditions and joining of bolts, etc., it was necessary to design a cross section more than necessary.
For this reason, in order to ensure the rigidity of the entire frame, a structural design in which many face materials such as braces and earthquake-resistant walls are usually arranged is inefficient and uneconomical.
ところで、特許文献3には、同文献3の図4に示したように、集成材(木質構造材)1及びジョイント(接合プレート)2にそれぞれ設けたボルト孔7、8と、ボルト3の外周との間に存する隙間に、時間の経過と共にこの隙間が埋められるように膨張する機能を有する遅延型の膨張材を充填し、この膨張して隙間に充填された膨張材でなる充填部11(図6参照)を介して集成材1とボルト3とが一体に結合される発明が開示されている。
この発明によると、前記膨張材を介して集成材1とボルト3とが一体に結合されるようになり、その結果、死活荷重時での初期すべりを低減できる等々の効果を奏すると記載されている(同文献3の段落[0042]、発明の効果の項を参照)。
Incidentally, in
According to this invention, it is described that the laminated
上記特許文献3に係る発明は、死活荷重時での初期すべりを低減できる効果は認められるものの、集成材等の木質構造材特有の問題点を解決するには至っておらず、ドリフトピン又はボルト付近に局所的な変形が生じ、接合部全体の強度、および剛性が大きく損なわれるという問題は依然として残されている。
なぜなら、木質構造材(集成材)1とボルト3との隙間に、木質構造材とは異質のエポキシ樹脂等の遅延型の膨張材を充填して実施するので、局所的な圧縮強度であるめり込み強度を高めることはできず、当該隙間は木質構造材の断面欠損として構造設計されるからである。
よって、上記特許文献3に係る発明もまた、架構全体の剛性を確保するべく、通常多くのブレースや耐震壁等の面材を配置する構造設計となり、非効率的、かつ不経済であると云える。
Although the invention according to
This is because the gap between the wood structure material (glued material) 1 and the
Therefore, the invention according to
その他、上記特許文献3に係る発明は、木質構造材と比して、耐火性が明らかに劣るエポキシ樹脂等の遅延型の膨張材を必須の構成要素とするので、火災時の熱で膨張材が溶融し、接合部を起点として構造物が倒壊する虞が高いという問題もあった。また、遅延型の膨張材が、膨張して所要の強度を発揮するまでに一定の時間を要するので、その分工期が長期化するという問題もあった。
In addition, the invention according to
本発明の目的は、木質構造材におけるドリフトピン又はボルトを通す孔の孔周辺部に、木質構造材と同質の高強度木材製の補強材を設けて補強することにより、簡易かつ経済的に木質構造材の局所的な圧縮強度であるめり込み強度を高めることができ、その結果、効率的、かつ経済的な構造設計を実現できる木質構造材の接合構造を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a wood material simply and economically by providing a reinforcing material made of high-strength wood of the same quality as the wood structure material around the hole portion of the hole through which the drift pin or bolt passes in the wood structure material. An object of the present invention is to provide a joining structure of a wooden structure material that can increase the penetration strength, which is the local compressive strength of the structural material, and as a result, can realize an efficient and economical structural design.
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る木質構造材の接合構造は、木質構造材の材軸方向に形成したスリットへ差し込まれ、当該木質構造材とドリフトピン又はボルトで接合された接合プレートを介して接合される木質構造材の接合構造であって、
前記ドリフトピン又はボルトに対する木質構造材のめり込み強度を高めるように、前記木質構造材におけるドリフトピン又はボルトを通す孔の孔周辺部に高強度木材製の補強材を設けて補強していることを特徴とする。
As means for solving the problems of the background art, the joining structure of the wood structure material according to the invention described in
In order to increase the penetration strength of the wooden structure material with respect to the drift pin or bolt, a reinforcing material made of high-strength wood is provided and reinforced at the periphery of the hole through which the drift pin or bolt passes in the wooden structure material. And
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した発明に係る木質構造材の接合構造において、前記高強度木材製の補強材の外径は、前記ドリフトピン又はボルトの外径の2〜3倍程度に形成されていることを特徴とする。
The invention described in
本発明に係る木質構造材の接合構造によれば、以下の効果を奏する。
前記木質構造材におけるドリフトピン又はボルトを通す孔の孔周辺部を、木質構造材と同質の高強度木材製の補強材で補強して実施するので、断面欠損として構造設計されることはなく、ドリフトピン又はボルトに対する木質構造材の局所的な圧縮強度であるめり込み強度を効果的に高めることができる。
その結果、効率的、かつ経済的な構造設計を実現することができ、架構全体の剛性を確保するために配設していたブレースや耐震壁等の面材を省力化できるので、非常に経済的である。
また、図4と図5に示したように、前記ドリフトピン又はボルトを接合部に埋め込んで実施することもできるので、木質構造材特有の意匠的美観、および質感を確保した接合部を実現できる。
According to the joining structure of the wood structure material according to the present invention, the following effects are obtained.
Since the hole peripheral portion of the hole through which the drift pin or bolt passes in the wooden structure material is reinforced with a reinforcing material made of high-strength wood of the same quality as the wooden structure material, the structure is not designed as a cross-sectional defect, The penetration strength, which is the local compressive strength of the wooden structure material with respect to the drift pin or the bolt, can be effectively increased.
As a result, an efficient and economical structural design can be realized, and the face materials such as braces and seismic walls that have been installed to ensure the rigidity of the entire frame can be saved. Is.
Also, as shown in FIGS. 4 and 5, since the drift pin or bolt can be embedded in the joint portion, the design aesthetics unique to the wooden structure material and the joint portion ensuring the texture can be realized. .
本発明に係る木質構造材の接合構造は、ドリフトピン又はボルトに対する木質構造材の局所的な圧縮強度であるめり込み強度を高めるべく、前記木質構造材におけるドリフトピン又はボルトを通す孔の孔周辺部を、木質構造材と同質の高強度木材製の補強材で補強する技術的思想に立脚している。以下、図面に基づいて実施例を説明する。 The joint structure of the wood structure material according to the present invention is a hole peripheral portion of the hole through which the drift pin or bolt is passed in the wood structure material in order to increase the penetration strength which is the local compressive strength of the wood structure material to the drift pin or bolt. Is based on the technical idea of reinforcing with a reinforcing material made of high-strength wood of the same quality as the wooden structural material. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
請求項1に係る木質構造材の接合構造は、図1〜図3に示したように、木質構造材2の材軸方向に形成したスリット4へ差し込まれ、当該木質構造材2とドリフトピン7(又はボルト)で接合された接合プレート3を介して接合されてなる木質構造材の接合構造であって、前記ドリフトピン7(又はボルト)に対する木質構造材2のめり込み強度を高めるように、前記木質構造材2におけるドリフトピン7(又はボルト)を通す孔6の孔周辺部に高強度木材製の補強材8を設けて補強している(請求項1記載の発明)。
As shown in FIGS. 1 to 3, the joining structure of the wood structure material according to
本実施例では、前記接合プレート3と木質構造材2とをドリフトピン7により接合している。本実施例では、経済性を考慮し、外径が12〜20mm程度の市販のドリフトピン7が好適に用いられる。なお、図5等に示したように、ドリフトピン7の代わりにボルト10でも実施できるがこれについては後述する。
また、前記接合プレート3は、前記木質構造材2と接合する接合部材1側に突出して設けられている。ここで、前記接合部材1について、本実施例では柱1で実施しているがこれに限定されず、梁やトラスでも同様に実施できる。また、本実施例に係る接合部材1は木造(木質構造材)で実施しているがこれに限定されず、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨造であってもよい。要するに本発明は、接合部材1の架構形式等を問わずに実施できるのである。
In the present embodiment, the joining
Further, the joining
前記高強度木材製の補強材8は、前記ドリフトピン7の外径と同形同大の貫通孔6を有する円筒形状に成形されている。よって、前記木質構造材2には、前記円筒形状に成形した補強材8が密接に充填可能な円柱形状の孔2aを穿設している。前記孔2aに前記補強材8を充填する(嵌め込む)に際し、必要に応じて接着剤を用いてもよい。
なお、前記高強度木材製の補強材8の大きさ、使用する個数、及び配置は、もちろん図示例に限定されるものではなく、接合部に係る構造設計に応じて適宜設計変更可能である。また、本実施例に係る高強度木材製の補強材8は、予めドリフトピン7を通す貫通孔6を有する円筒形状に成形して実施しているがこれに限定されず、円柱形状に成形して前記木質構造材2の孔2aに充填して一体化した後、現場で、ドリフトピン7を通す貫通孔6を穿設する手法で実施してもよい。さらに、前記高強度木材製の補強材8に形成する孔6は、必ずしも貫通させる必要はない(一例として、図4に係る高強度木材製の補強材18を参照)。これについては実施例2で説明する。
The reinforcing
In addition, the magnitude | size of the said reinforcing
前記高強度木材製の補強材8は、一般に旋盤加工で成形し、その外径及び高さ寸法はともに100mmにも満たないので、非常に簡易、かつ経済的に製造することができる。ちなみに、図示例に係る高強度木材製の補強材8は、その貫通孔6の径(ドリフトピン7の外径)を20mm、外径を60mmで実施している。
なお、前記高強度木材製の補強材8の外径(大きさ)は勿論これに限定されず、前記ドリフトピン7の外径(12〜20mm程度)の2〜3倍程度で実施することが好ましい(請求項2記載の発明)。このように、ある程度範囲を制限した趣旨は、本発明の主目的であるドリフトピン7に対する木質構造材2のめり込み強度を高めるためには、前記ドリフトピン7の外径の少なくとも2倍以上が好ましく、また、高強度木材製の補強材8の外径を必要(3倍程度)以上に大きくすると不経済であることを考慮したためである。
The reinforcing
Of course, the outer diameter (size) of the reinforcing
ちなみに、本実施例に係る木質構造材2の曲げ強度は25〜35N/mm2程度であり、高強度木材製の補強材8の曲げ強度は50〜85N/mm2程度で実施される。また、前記木質構造材2には、杉、米松、唐松、あすなろ等の一般木造建築に用いられる木材が好適に使用され、前記高強度木材製の補強材8には、天然樫、南洋材、天然ジャラ材、イペ材、ウリン、或いは圧縮木材が好適に使用される。
Incidentally, the bending strength of the
前記接合プレート3は、一般的には鋼板が好適に用いられるが、接合部に必要な剛性を有していればその材質は問わない。
前記接合プレート3は、前記接合部材(柱)1の内部に、ボルト、又は溶接等の接合手段で接合して設ける場合もあるし、接合部材1を貫通(横断)して設ける場合もある。例えば、前記接合部材1を鉄骨造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造で実施する場合には、当該鉄骨に前記接合プレート3をボルト、又は溶接等の接合して接合して取り付けて実施する。
前記接合プレート3のせい(高さ寸法)は、図1と図3に示したように、接合する木質構造材2のせいより若干小さくして実施しているがこれに限定されず、前記木質構造材2のせいと等しくして実施する場合もあるし、木質構造材2のせいより大きくして実施する場合もある。
なお、図示は省略するが、本実施例のように前記接合プレート3のせいを木質構造材2のせいより小さくして実施する場合、木質構造材2の上面及び下面と面一にするべく、当該接合プレート3の上下に埋め木を配設する等の意匠的外観上の工夫は適宜行われる。
また、前記接合プレート3の突き出し長さは、構造設計に応じて適宜設計変更されることは勿論である。
In general, a steel plate is preferably used as the joining
The joining
As shown in FIGS. 1 and 3, the joining
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in order to make the fault of the said joining
Of course, the projecting length of the joining
本実施例に係る木質構造材2は、集成材を用いているが、製材、又は単板積層材(LVL)でも同様に実施できる。
前記木質構造材2に設けるスリット4は、前記接合プレート3を差し込み可能な形状とするべく、その幅を前記接合プレート3の厚さとほぼ同一とし、その奥行き寸法を接合プレート3の突き出し寸法とほぼ一致させて、当該木質構造材2を鉛直方向に貫通するように切り込んで設けている。なお、前記スリット4の形状はこれに限定されず、前記使用する接合プレート3の形状に応じて適宜設計変更可能である。
Although the
The slit 4 provided in the
前記接合プレート3及び木質構造材2(高強度木材製の補強材8)にはそれぞれ、前記接合部材1と木質構造材2の接合端部同士を突き合わせると一致する、ほぼ同形同大の貫通孔5、6を設けている。要するに、本発明に係る前記貫通孔5、6、および前記高強度木材製の補強材8、ならびに木質構造材2に設ける孔2aはそれぞれ、その中心が一致する同心円配置に設けて実施しているのである。
ちなみに、図示例に係る前記貫通孔5、6は、上下2列に3個ずつバランスよく設けて実施している。なお、前記貫通孔5、6の配置、及び個数は勿論これに限定されず、使用する接合プレート3の形状、或いは接合部に係る構造設計に応じて適宜設計変更可能である。
The
Incidentally, the through-
かくして、実施例1に係る木質構造材2の接合構造は、接合部材(柱)1から突出した接合プレート3を、前記高強度木材製の補強材8を充填して一体化した木質構造材2のスリット4へ差し込み、前記柱1及び木質構造材2の接合端部同士を突き合わせて対向配置とした後、前記接合プレート3と木質構造材2とに設けた貫通孔5、6をそれぞれ一致させ、当該一致した貫通孔5、6にドリフトピン7を嵌め込む手順で施工されるのである。
なお、前記接合部材1及び木質構造材2の接合端部同士は、図示例のように必ずしも当接させる必要はなく、僅かに隙間をあけて実施してもよい。
Thus, in the joining structure of the
Note that the joining end portions of the joining
したがって、実施例1に係る木質構造材2の接合構造によれば、木質構造材2におけるドリフトピン7を通す孔6の孔周辺部を、木質構造材2と同質の高強度木材製の補強材8で補強して実施するので、断面欠損として構造設計されることはなく、ドリフトピン7に対する木質構造材2の局所的な圧縮強度であるめり込み強度を効果的に高めることができる。
その結果、効率的、かつ経済的な構造設計を実現することができ、架構全体の剛性を確保するために配設していたブレースや耐震壁等の面材を省力化できるので、非常に経済的である。
また、前記高強度木材製の補強材8は、汎用される旋盤加工で容易に成形することができ、その外径及び高さ寸法はともに100mmにも満たないので、非常に経済的である。
さらに、前記高強度木材製の補強材8は、木質構造材2に設けた孔2aに密接に嵌め込むことによりスムーズに一体化できるので、施工性にも優れている。
Therefore, according to the joining structure of the
As a result, an efficient and economical structural design can be realized, and the face materials such as braces and seismic walls that have been installed to ensure the rigidity of the entire frame can be saved. Is.
Further, the reinforcing
Furthermore, since the reinforcing
なお、前記木質構造材2と接合プレート3とをドリフトピン7等の接合部材で接合する手法は、上記した実施例1に限らず、下記するように種々のバリエーションがある。ちなみに、木質構造材2、接合部材1、及び接合プレート3など、上記実施例1で説明した構成部材については同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
In addition, the method of joining the said
図4は、前記木質構造材2と接合プレート3との接合部材として用いるドリフトピンを、木質構造材2内に埋め込み、外観から視認できないようした実施例を示している。
図示例に係るドリフトピン17は、上記実施例1に係るドリフトピン7より短尺のものを用いている。図中の符号18は、一方から挿入したドリフトピン17の先端部が突き当たる底面部を備えた円筒形状の高強度木材製の補強材を示している。図中の符号9は、ドリフトピン17の基端部側を覆い隠す埋め木を示している。
したがって、この実施例2に係る木質構造材2の接合構造によれば、上記実施例1に係る作用効果(段落[0022]を参照)に加えて、木質構造材特有の意匠的美観、および質感を確保して実施できる利点がある。
FIG. 4 shows an embodiment in which a drift pin used as a joining member between the
The
Therefore, according to the joint structure of the
図5は、前記木質構造材2と接合プレート3との接合部材として用いるドリフトピンの代わりにボルトを使用した実施例を示している。
図示例に係るボルト10は、上記実施例2に係るドリフトピン17と同等長さで実施している。図中の符号14は、円筒形状の高強度木材製の補強材を示しており、その内部を貫通する貫通孔の内壁面は、ボルト10の頭部及びナット11を掛け止め可能な段状に形成して実施している。図中の符号12は、前記ボルト10及びナット11を覆い隠す埋め木を示している。
したがって、この実施例2に係る木質構造材2の接合構造によれば、上記実施例2と同様に、上記実施例1に係る作用効果(段落[0022]を参照)に加えて、木質構造材特有の意匠的美観、および質感を確保して実施できる利点がある。
なお、図6に示したように、前記ボルト20及びナット21を露出させて実施することも勿論できる。
FIG. 5 shows an embodiment in which a bolt is used in place of the drift pin used as a joining member between the
The
Therefore, according to the joint structure of the
Of course, as shown in FIG. 6, the
図7と図8は、前記木質構造材2と接合プレート3との接合手段のバリエーションを示している。
この実施例4は、スリット4加工していない木質構造材2の両側面に接合部材(柱)1から突き出された接合プレート3をそれぞれあてがい、この2枚の接合プレート3と木質構造材2とに設けた貫通孔を利用してドリフトピン16、又はボルト30及びナット31で接合している。
この実施例4に係る木質構造材2の接合構造もまた、上記実施例1に係る作用効果(段落[0022]を参照)と同様の効果を奏する。
7 and 8 show variations of the joining means between the
In this Example 4, the joining
The joining structure of the
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。 The embodiments have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and design modifications and application variations that are usually made by those skilled in the art are within the scope of the technical idea of the invention. Note that it includes the range.
1 接合部材(柱)
2 木質構造材
2a 孔
3、13 接合プレート
4 スリット
5 貫通孔
6 貫通孔
7、16、17 ドリフトピン
8、14、15、18 高強度木材製の補強材
9、12 埋め木
10、20、30 ボルト
11、21、31 ナット
1 Joining member (pillar)
2
Claims (2)
前記ドリフトピン又はボルトに対する木質構造材のめり込み強度を高めるように、前記木質構造材におけるドリフトピン又はボルトを通す孔の孔周辺部に高強度木材製の補強材を設けて補強していることを特徴とする、木質構造材の接合構造。 It is inserted into a slit formed in the direction of the axis of the wood structure material, and is a joining structure of the wood structure material joined via a joining plate joined with the wood structure material with a drift pin or a bolt,
In order to increase the penetration strength of the wooden structure material with respect to the drift pin or bolt, a reinforcing material made of high-strength wood is provided and reinforced at the periphery of the hole through which the drift pin or bolt passes in the wooden structure material. A wood structure joint structure.
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