JP2011256616A

JP2011256616A - 木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造

Info

Publication number: JP2011256616A
Application number: JP2010132554A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Mori; 貴久森; Sachiko Abe; 祥子安部; Manabu Nakagawa; 学中川
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-10
Also published as: JP5620155B2

Abstract

【課題】木造の柱と鋼製の梁からなる異種材料間による柱梁接合構造であっても、木造の柱が変形することなく鋼製の梁の荷重を木造の柱に伝達することができる木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造を提供する。
【解決手段】木造の柱３と鋼製の梁２からなる柱梁接合構造１において、柱３に、梁２と接する接合端部より中央側に梁荷重負担部８が設けられ、柱３と梁２を接合する接合金物５により、梁２の荷重の一部が梁荷重負担部８に伝達され、梁２の荷重を、柱３の接合端部３ａと梁荷重負担部８で支持することを特徴とする木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造１により解決される。梁２と接する接合端部側の外周に、柱補強材として炭素繊維１１が貼付されているとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造に関する。

木造の柱と梁から構成される木造建物では、柱と梁の接合は、Ｌ型の補強金物やホールダウンアンカーを用いて接合される。

特開平８−２８４２５０号公報

しかし、柱と梁の接合部においては、部材同士の仕口面を介して梁から柱へと荷重が伝達されるが、木造の柱と鋼製の梁からなる異種材料間による柱梁接合構造では、材料としての強度の弱い木造の柱が鋼製の梁からの荷重を受けると木造の柱そのものが変形してしまうため、柱と梁の接合部において、適切な荷重の支持が行えない。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、木造の柱と鋼製の梁からなる異種材料間による柱梁接合構造であっても、木造の柱が変形することなく鋼製の梁の荷重を木造の柱に伝達することができる木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造を提供することを課題とする。

上記の課題は、木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造において、該柱に、梁と接する接合端部より中央側に梁荷重負担部が設けられ、柱と梁を接合する接合金物により、梁の荷重の一部が梁荷重負担部に伝達され、梁の荷重を、柱の接合端部と梁荷重負担部で支持することを特徴とする木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造により解決される。

この木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造では、該柱に、梁と接する接合端部より中央側に梁荷重負担部が設けられ、柱と梁を接合する接合金物により、梁の荷重の一部が梁荷重負担部に伝達されるので、木造の柱が、鋼製の梁の荷重を、梁と接する接合端部だけでなく、梁と接する接合端部より中央側に設けられた梁荷重負担部でも支持するため、梁の荷重が、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部で分散して負担されるため、柱の梁との接合端部にかかる梁荷重が軽減され、柱の梁との接合端部が梁の荷重により変形すること抑制することができる。

また、本構造は、柱に設けられた梁荷重負担部と、柱と梁を接合する接合金物により構成され、少ない部品点数でコストをかけずに実現することができ、さらに、柱や梁に取り付けられる壁面体や断熱材の取り付けに影響を与えることがない。

上記の柱梁接合構造において、柱の梁と接する接合端部側の外周に、柱補強材が貼付されているとよい。

柱の梁と接する接合端部側の外周に貼付された柱補強材により、柱の梁と接する接合端部が補強されているので、梁の荷重を受けたときの柱の変形を抑制することができ、梁の荷重を、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部で分散して負担することと相まって、柱の梁との接合端部の変形を抑制することができる。

また、柱補強材が炭素繊維からなっているとよい。柱補強材を炭素繊維とすることで、軽量かつ薄いシート状の炭素繊維を柱に貼付することができ、柱に負担をかけることなく、かつ少ないスペースで実現することができる。

さらに、梁と柱には、梁と柱を接合するＬ型接合金物が少なくとも１つ以上取り付けられ、該Ｌ型接合金物は、柱と当接する当接面の一部が、前記補強材と干渉しないように段差が設けられているとよい。

柱と梁とが、Ｌ型接合金物で接合されているので、梁の荷重をこのＬ型接合金物により柱に伝達することができるので、梁の荷重を受けたときの柱の変形を抑制することができ、梁の荷重を、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部に加えてＬ型接合金物にも分散して負担することで、柱の梁との接合端部の変形をより抑制することができる。

そして、Ｌ型接合金物は、柱と当接する当接面の一部が、補強材と干渉しないように段差が設けられているので、補強材と干渉することなくＬ型接合金物を柱に取り付けることができる。
なお、本願において、梁の荷重とは、梁自身の重さによる荷重だけでなく、梁を介して梁から柱に伝わる構造上の荷重を含む全ての荷重を含む意味で記載している。

本発明は以上のとおりであるから、木造の柱と鋼製の梁からなる異種材料間による柱梁接合構造であっても、木造の柱が変形することなく鋼製の梁の荷重を木造の柱に伝達することができる木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造を提供することができる。

第１の実施形態である柱梁接合構造を示す図であって、図（イ）は正面図、図（ロ）は図（イ）の一部拡大正面図である。第２の実施形態である柱梁接合構造を示す図であって、図（イ）は正面図、図（ロ）、（ハ）はそれぞれ図（イ）の一部拡大正面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す本発明の第１の実施形態である木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造１において、２は鋼製の梁、３は木造の柱である。梁２は、上フランジ２ａと下フランジ２ｂを接続するウェブ２ｃで構成されるＨ型鋼からなり、上フランジ２ａと下フランジ２ｂ間には、梁２の曲げ剛性の向上を図るためのスチフナ２ｄ，２ｄ・・・が間隔を明けてウェブ２ｃの両側に配置されている。柱３は断面視方形の木材からなり、梁と接する接合端部である上端部３ａと梁２の下フランジ２ｂが当接して接合されている。

柱３の上端部３ａより中央側には、梁過重負担部４，４が設けられている。梁荷重負担部４，４は、柱３と接合する梁２と平行で、柱３の一方の側面からもう一方の側面に貫通する断面視方形の貫通孔からなり、梁２の長軸方向に間隔をあけて２ヶ所設けられている。

梁２と柱３とは、両端に螺子が切られた両切りボルトからなる接合金物５，５により接合される。接合金物５，５は、柱３の上端部３ａと梁荷重負担部４，４を貫通する接合金物挿入用の貫通孔３ｂ，３ｂに両端部をそれぞれ突出して取り付けられる。

接合金物５，５の梁荷重負担部４，４側に突出する一方の端部は、支持プレート６を介してナット７が挿通され、先端は、プレートにナットが固定された梁荷重支持プレート８が螺合され固定されている。梁荷重負担部４，４を構成する断面視方形の貫通孔の内壁の、柱３の上端部と相対する側は、梁荷重支持プレート８が当接し、一方、梁荷重負担部４，４を構成する断面視方形の貫通孔の内壁の、柱３の上端部側は、支持プレート６が当接し、梁加重支持プレート８と支持プレート６とで貫通孔内を突っ張り状態で支持するようにして接合金物５，５は固定される。

また、接合金物５，５の梁２側に突出するもう一方の端部は、梁２の下フランジ２ｂに固定プレート９を介して、ナット１０により固定される。

以上のようにして、梁２と柱３とは、接合金物５，５により支持プレート６と固定プレート９により狭持されて接合され、また、梁荷重負担部４，４では、支持プレート６と梁荷重支持プレート８とにより、貫通孔内を突っ張り状態で支持されて固定される。

柱３の梁２と接する接合端部側の外周には、柱３の梁２と接する接合端部より補強材としての炭素繊維１１が貼付されている。

また、梁２と柱３とは、梁２の下フランジ２ｂと柱３の端部側両側面であって、柱３と接合する梁２の長軸方向側の両側面とを接合するＬ型接合金物１２，１２により固定されている。Ｌ型金物１２は、柱３とは、ラグスクリューボルト１３により固定され、梁２とは、ボルト１４、ナット１５により締結されている。また、Ｌ型金物１２は、柱３の梁２と接する接合端部側の外周に貼付された炭素繊維と干渉しないように柱と当接する当接面の一部に段差が設けられている。なお、Ｌ型金物１２の段差は、本実施形態のようにＬ型金物１２を切り欠くことにより設けてもよいし、Ｌ型金物１２と柱３との間にプレートを介設することで設けてもよい。

木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造１は、以上のような構成となっているため、梁２と柱３とは、接合金物５，５により支持プレート６と固定プレート９により狭持されて接合され、また、梁２から伝わる荷重は、柱２の梁と接する接合端部で支持するだけでなく、接合金物５を介して梁荷重支持プレート８に伝達され、梁荷重負担部８でも支持されるため、梁の荷重が、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部で分散して負担されるため、柱の梁との接合端部にかかる梁荷重が軽減され、柱の梁との接合端部が梁の荷重により変形すること抑制することができる。

また、柱の梁と接する接合端部側の外周に貼付された柱補強材により、柱の梁と接する接合端部が補強されているので、梁の荷重を受けたときの柱の変形を抑制することができ、梁の荷重を、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部で分散して負担することと相まって、柱の梁との接合端部の変形を抑制することができる。しかも、柱補強材を炭素繊維とすることで、軽量かつ薄いシート状の炭素繊維を柱に貼付することができ、柱に負担をかけることなく、かつ少ないスペースで実現することができる。

また、柱と梁とが、Ｌ型接合金物で接合されているので、梁の荷重をこのＬ型接合金物により柱に伝達することができるので、梁の荷重を受けたときの柱の変形を抑制することができ、梁の荷重を、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部に加えてＬ型接合金物にも分散して負担することで、柱の梁との接合端部の変形をより抑制することができる。

そして、Ｌ型接合金物は、柱と当接する当接面の一部が、補強材と干渉しないように段差が設けられているので、補強材と干渉することなくＬ型接合金物を柱に取り付けることができる。なお、

図２に示す本発明の第２の実施形態である木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造２１では、柱３１の上端部３１ａより中央側には、梁過重負担部４１，４１が設けられている。梁荷重負担部４１，４１は、柱３１と接合する梁２と平行で、柱３１の一方の側面からもう一方の側面に貫通する断面視ハット型の貫通孔からなり、梁２の長軸方向に間隔をあけて２ヶ所設けられている。

梁２と柱３１とは、両端に螺子が切られた両切りボルトからなる接合金物５，５により接合される。接合金物５，５は、柱３１の上端部３１ａと梁荷重負担部４１，４１を貫通する接合金物挿入用の貫通孔３１ｂ，３１ｂに両端部をそれぞれ突出して取り付けられる。

接合金物５，５の梁荷重負担部４１，４１側に突出する一方の端部は、プレートにナットが固定されたハット型梁荷重支持プレート８１が螺合され固定されている。ハット型梁荷重支持プレート８１は、梁荷重負担部４１，４１としてあけられたハット型の貫通孔と同断面をしており、貫通孔に勘合され、柱３１に一体化されて埋め込まれている。接合金物５，５の取り付けは、貫通孔に埋め込み状態になったハット型梁荷重支持プレート８１に、柱３１の上端部３１ａ側から接合金物５，５を挿入して、接合金物５，５とハット型梁荷重支持プレート８１とを螺合して固定する。

以上のようにして、梁２と柱３１とは、接合金物５，５によりハット型梁荷重支持プレート８１と固定プレート９により狭持されて接合される。

木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造２１は、以上のような構成となっているため、梁２と柱３１とは、接合金物５，５によりハット型梁荷重支持プレート８１と固定プレート９により狭持されて接合され、また、梁２から伝わる荷重は、柱２の梁と接する接合端部で支持するだけでなく、接合金物５を介してハット型梁荷重支持プレート８１に伝達され、梁荷重負担部８でも支持されるため、梁の荷重が、柱の梁と接する接合端部と梁過重負担部で分散して負担されるため、柱の梁との接合端部にかかる梁荷重が軽減され、柱の梁との接合端部が梁の荷重により変形すること抑制することができる。

なお、第１の実施形態と共通する構成、効果については説明を省略し、共通する構成については、同じ符号を用いた。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、梁荷重負担部を活用した接合金物による柱と梁の接合について、ラグスクリューボルトを用いたＬ型の接合金物を併用した場合について示したが、Ｌ型の接合金物の固定はラグスクリューボルトに限定されず、他の方法で行われてもよい。また、Ｌ型の接合金物を併用せず、梁荷重負担部を活用した接合金物のみで柱と梁の接合を行ってもよい。

また、上記実施形態では、柱の梁と接する接合端部側の外周には、柱の梁と接する接合端部より補強材としての炭素繊維が貼付されている場合について示したが、炭素繊維の貼付位置に限定はなく、柱の梁と接する接合端部より貼付してもよいし、柱の梁と接する接合端部より間隔をあけて貼付してもよい。

１，２１・・・柱梁接合構造
２・・・鋼製の梁
３，３１・・・柱
３ｂ・・・貫通孔
４，４１・・・梁荷重負担部
５・・・接合金物
６・・・支持プレート
７・・・ナット
８，８１・・・梁加重支持プレート
９・・・固定プレート
１０・・・ナット
１１・・炭素繊維
１２・・・Ｌ型接合金物
１３・・・ラグスクリューボルト

Claims

木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造において、
該柱に、梁と接する接合端部より中央側に梁荷重負担部が設けられ、
柱と梁を接合する接合金物により、梁の荷重の一部が梁荷重負担部に伝達され、梁の荷重を、柱の接合端部と梁荷重負担部で支持することを特徴とする木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造。
前記柱の梁と接する接合端部側の外周に、柱補強材が貼付されている請求項１に記載の木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造。
前記柱補強材が炭素繊維からなる請求項２に記載の木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造。
梁と柱には、梁と柱を接合するＬ型接合金物が少なくとも１つ以上取り付けられ、
該Ｌ型接合金物は、柱と当接する当接面の一部が、前記補強材と干渉しないように段差が設けられている請求項２乃至３に記載の木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁接合構造。