JP2016065431A

JP2016065431A - 構造部材

Info

Publication number: JP2016065431A
Application number: JP2014196203A
Authority: JP
Inventors: 岡　日出夫; Hideo Oka; 日出夫岡; 歩畔柳; Ayumi Azeyanagi; 嵩明栗原; Takaaki Kurihara; 洋樹永盛; Hiroki Nagamori; 信哉五十嵐; Shinya Igarashi; 山本　秀一; Shuichi Yamamoto; 秀一山本; 道和小林; Michikazu Kobayashi; 寿博楠; Toshihiro Kusunoki; 楠　　寿博
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP6482224B2

Abstract

【課題】耐火性を有する木質の構造部材に貫通孔を形成することによるせん断耐力の低下を抑制する。
【解決手段】心材を備える木質部材と、前記木質部材を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、前記心材に設けられ前記貫通孔の周囲に作用するせん断力を負担する補強手段と、を有する構造部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐火性を有する木質の構造部材に関する。

近年、耐火性を有する木質梁等の構造部材が使用されている。また、設備配管や配線等を通す貫通孔をこのような構造部材に形成することにより起こり得る耐火性低下の問題を解決する技術も開発されている。

例えば、特許文献１には、梁本体を貫通する貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部によって、火災時における貫通孔から梁本体内部への火炎や熱の進入を抑制する木質梁が開示されている。

しかし、貫通孔を形成することによって木質梁のせん断耐力が低下してしまうことが懸念される。

特開２０１３−１１３０６０号公報

本発明は係る事実を考慮し、耐火性を有する木質の構造部材に貫通孔を形成することによるせん断耐力の低下を抑制することを課題とする。

第１態様の発明は、心材を備える木質部材と、前記木質部材を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、前記心材に設けられ前記貫通孔の周囲に作用するせん断力を負担する補強手段と、を有する構造部材である。

第１態様の発明では、火災時における貫通孔から心材への火炎や熱の進入を燃え止まり部によって抑制し、木質部材に貫通孔を形成することによる構造部材の耐火性の低下を低減できる。

また、貫通孔の周囲に作用するせん断力を補強手段が負担することにより、貫通孔の周囲へのせん断力の集中を緩和する。これにより、構造部材に貫通孔を形成することによる構造部材のせん断耐力の低下を抑制することができる。

第２態様の発明は、第１態様の構造部材において、前記補強手段は、前記心材に取り付けられ前記せん断力が伝達される鋼板又は繊維補強シートである。

第２態様の発明では、補強手段を、鋼板又は繊維補強シートとすることにより、大きな面積でせん断力を効果的に負担することができる。

第３態様の発明は、第１態様の構造部材において、前記補強手段は、前記心材に対して斜めに配置され前記せん断力が伝達される鋼製のネジ部材又は鋼棒である。

第３態様の発明では、鋼製のネジ部材又は鋼棒といった棒状の補強部材を配置すればよいので、補強手段を設ける手間を低減することができる。また、木質部材の製作が完了した後に、補強手段を設けることができる。

本発明は上記構成としたので、耐火性を有する木質の構造部材に貫通孔を形成することによるせん断耐力の低下を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る梁を示す正面断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。本発明の第１実施形態に係る梁の製作手順を示す正面断面図である。本発明の第１実施形態に係る燃え止まり部のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の第１実施形態に係る梁のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の第１実施形態に係る梁のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の第１実施形態に係る梁のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の第２実施形態に係る梁を示す正面断面図である。図９のＣ−Ｃ断面図である。図１０のＤ−Ｄ断面図である。本発明の第２実施形態に係る繊維補強シートの配置のバリエーションを示す側断面図である。本発明の第３実施形態に係る梁を示す正面断面図である。図１３のＥ−Ｅ断面図である。本発明の第３実施形態に係るネジ部材の配置のバリエーションを示す側断面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る構造部材について説明する。

図１の正面断面図、図１のＡ−Ａ断面図である図２、及び図２のＢ−Ｂ断面図である図３に示すように、構造部材としての梁１０は、木質部材１２、貫通孔１４、燃え止まり部としての管部材１６、及び補強手段としての鋼板１８を有して構成されている。梁１０は、鉄筋コンクリート製の床スラブ２０を支持している。

木質部材１２は、荷重を支持する心材としての木製の梁心部２２と、梁心部２２を取り囲むように梁心部２２の下面と側面に配置された外周部２４とを備えている。外周部２４は、梁心部２２の外周を取り囲む燃え止まり層２６と、燃え止まり層２６の外周を取り囲む木製の燃え代層２８とを有して構成されている。

外周部２４とは、梁において荷重を支持する心材（構造設計上の荷重を負担する部分）の外周に設けられている層の部分を意味し、例えば、梁が同一種類の木材によって形成されている場合には、この梁において荷重を支持する芯の部分の外周に設けられ、火災時に消失してしまうことを想定している部分が外周部となる。

梁心部２２及び燃え代層２８は、木材によって形成されていればよい。例えば、梁心部２２及び燃え代層２８は、米松、唐松、檜、杉、あすなろ等の一般の木造建築に用いられる木材（以下、「一般木材」とする）によって形成してもよいし、これらの一般木材を板状や角柱状等の製材に加工し、この製材を複数集成し製材同士を接着剤により接着して一体化した、所謂、集成材であってもよい。図１及び図３には、一般木材からなる製材を複数集成し製材同士を接着剤により接着して一体化した集成材によって、梁心部２２及び燃え代層２８を形成した例が示されている。

また、燃え止まり層２６は、火炎及び熱の進入を抑えて燃え止まり効果を発揮できる層であればよい。例えば、燃え止まり層２６は、難燃性を有する層や熱の吸収が可能な層であればよい。

難燃性を有する層は、木材に難燃薬剤を注入して不燃化処理した難燃薬剤注入層としてもよいし、自由水や結晶水を多く含む材料等によって形成してもよい。例えば、石膏ボードによって難燃性を有する層を構成してもよい。熱の吸収が可能な層は、一般木材よりも熱容量が大きな材料、一般木材よりも断熱性が高い材料、又は一般木材よりも熱慣性が高い材料によって形成してもよいし、これらの材料と一般木材とを組み合わせて形成してもよい。図１及び図３には、一般木材よりも熱容量が大きな材料であるモルタルによって形成された板部材３０と、一般木材からなる木部３２とを交互に配置して、燃え止まり層２６を形成している例が示されている。板部材３０は、ビス３４によって梁心部２２に固定されている。

一般木材よりも熱容量が大きな材料としては、モルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント、石膏等の無機質材料、各種の金属材料などが挙げられる。一般木材よりも断熱性が高い材料としては、けい酸カルシウム板、ロックウール、グラスウールなどが挙げられる。一般木材よりも熱慣性が高い材料としては、セランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等の木材が挙げられる。

図１に示すように、貫通孔１４は、燃え代層２８、燃え止まり層２６、及び梁心部２２を略水平に貫通するようにして形成されている。すなわち、貫通孔１４は、木質部材１２を貫通している。貫通孔１４は、設備配管や配線等を通して配置するために設けられている。

管部材１６は、モルタルによって形成されており、貫通孔１４の周囲に設けられている。管部材１６は、管部材１６の外周面と、梁心部２２に形成された貫通孔３６の内周面との間に、モルタル等の耐火性を有する充填材（不図示）を充填することによって梁心部２２に固定されている。管部材１６は、木質部材１２の内部（燃え止まり層２６の内側）に配置されている。

図１に示すように、梁心部２２には、貫通孔１４を含むようにして梁心部２２の上面から下方へ略鉛直にスリット３８が形成されており、このスリット３８に鋼板１８が挿入されて配置されている。鋼板１８には貫通孔４０が形成されており、この貫通孔４０内に管部材１６が挿入されて設けられている。

図２及び図３に示すように、梁心部２２と鋼板１８には、連通する貫通孔４２、４４がそれぞれ設けられており、この貫通孔４２、４４にせん断力伝達手段としてのドリフトピン４６が嵌入されている。これにより、ドリフトピン４６によって鋼板１８と梁心部２２が一体化され、梁心部２２に作用するせん断力が鋼板１８に伝達される。

このようにして、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力が、梁心部２２に取り付けられた鋼板１８に伝達されて負担されることにより、貫通孔１４が補強されている。

図２に示すように、ドリフトピン４６は、ドリフトピン４６の径、ドリフトピン４６同士の配置間隔、鋼板１８の縁端からドリフトピン４６までの距離等を考慮して、梁心部２２に作用するせん断力が鋼板１８へバランスよく分散するように配置する。

梁１０は、例えば、図４（ａ）〜（ｄ）の正面断面図に示す手順によって製作することができる。まず、図４（ａ）に示すように、梁心部２２を形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、梁心部２２に、スリット３８、及び貫通孔３６、４２を形成する。

次に、図４（ｃ）に示すように、スリット３８に鋼板１８を挿入した後に貫通孔４２、４４へドリフトピン４６を嵌入して、鋼板１８と梁心部２２を一体化する。鋼板１８には、事前に貫通孔４０、４４を開けておく。

次に、貫通孔３６の内周面に、管部材１６（不図示）を取り付けて燃え止まり部を形成する。

次に、図４（ｄ）に示すように、梁心部２２の周りに外周部２４（燃え止まり層２６及び燃え代層２８）を形成する。

次に、本発明の第１実施形態に係る構造部材の作用と効果について説明する。

第１実施形態の梁１０では、図３に示すように、火災が発生したときに火炎が燃え代層２８に着火し、燃え代層２８が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２８は炭化する。これにより、梁１０の外部から梁心部２２への熱伝達を炭化した燃え代層２８が抑制し、梁１０の外部から梁心部２２へ伝達される熱を燃え止まり層２６が吸収するので、火災時、又は火災時と火災終了後における梁心部２２の温度上昇を抑制し、梁心部２２を燃焼温度（例えば、２６０°Ｃ）未満に抑えて梁心部２２を燃焼させずに燃え止まらせることができる。よって、火災時の所定時間の間、又は火災時と火災終了後において、梁心部２２によって床スラブ２０を支持することができる。

また、第１実施形態の梁１０では、図１に示すように、火災時における貫通孔１４から梁心部２２への火炎や熱の進入を管部材１６によって抑制し、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁１０の耐火性の低下を低減できる。また、燃え止まり層２６によって、貫通孔１４の入口部から進入する熱が吸収されるので、貫通孔１４へ入り込む熱を抑制することができる。

さらに、第１実施形態の梁１０では、図２に示すように、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力（引張力）をドリフトピン４６により鋼板１８に伝達し、このせん断力（引張力）を鋼板１８が負担することにより、貫通孔１４の周囲の梁心部２２へのせん断力（引張力）の集中を緩和する。これにより、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁１０のせん断耐力の低下を抑制することができる。

また、第１実施形態の梁１０では、図２に示すように、補強手段を鋼板１８とすることにより、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力（引張力）を大きな面積で効果的に負担することができる。

さらに、第１実施形態の梁１０では、図１及び図３に示すように、鋼板１８は、梁心部２２に形成されたスリット３８へ挿入されて配置されることにより、燃え止まり層２６の内側に配置されているので、鋼板１８の耐火性を確保することができる。また、鋼板１８が梁１０の外部へ露出しないので、鋼板１８を設けることによって美観が損なわれることがない。

以上、本発明の第１実施形態に係る構造部材ついて説明した。

なお、第１実施形態では、図１に示すように、燃え止まり部としての管部材１６をモルタルによって形成した例を示したが、燃え止まり部は、所定の時間において燃え止まる材料によって形成されていればよい。

例えば、燃え止まり部は、難燃性や熱吸収性を有する材料によって形成すればよく、先に説明した燃え止まり層２６の形成を可能とする材料によって形成することができる。燃え止まり部を、熱吸収性を有する材料によって形成すれば、貫通孔１４へ進入した熱を燃え止まり部が吸収することにより、高い燃え止まり効果が期待できる。

また、耐火塗料によって燃え止まり部を形成してもよい。すなわち、木質部材１２に形成された貫通孔３６の内周面に耐火塗料を塗布することによって燃え止まり部を形成してもよい。

さらに、繊維補強モルタル（合成樹脂や鋼繊維などを混合して補強されたモルタル）によって燃え止まり部を形成してもよい。

また、図５（ａ）の正面断面図に示すように、ロックウールからなるウール状部材４８によって燃え止まり部を形成してもよい。ウール状部材４８は、貫通孔１４の周囲に設けられた鋼管５０の外面と貫通孔３６の内面との間に詰め込まれて設けられている。ウール状部材４８は塊として拡縮するので、火災時の梁心部２２の乾燥収縮等により貫通孔３６の孔径が大きくなって貫通孔３６の内面内側に隙間が形成されてしまうような場合においても、ウール状部材４８の塊が外側へ向かって拡がってこの隙間を塞ぐことができる。

さらに、図５（ｂ）の正面断面図に示すように、発泡性塩化ビニルパイプからなる管状の熱発泡性部材５２を燃え止まり部としてもよい。熱発泡性部材５２は、貫通孔３６の内面に設けられている。熱発泡性部材５２は、火災時に熱が加えられることにより発泡して体積が増大する。これにより、熱発泡性部材５２は、高い断熱性能を発揮する。

また、図５（ｃ）の正面断面図に示すように、管部材１６の内側に木製の燃え代層５４を形成するようにしてもよい。燃え代層５４は、燃え代層２８と同様の材料を用いることができる。このようにすれば、火災時に燃焼して炭化した燃え代層５４によって、貫通孔１４から梁心部２２への熱伝達を抑制し、管部材１６によって、貫通孔１４から梁心部２２へ伝達される熱を吸収することができる。なお、炭化による十分な燃え止まり効果が得られる厚さを燃え代層５４が有していれば、管部材１６を設けずに、燃え代層５４を燃え止まり部としてもよい。

また、第１実施形態では、図１及び図３に示すように、貫通孔１４を含むようにして梁心部２２の上面から下方へ略鉛直にスリット３８を形成した例を示したが、このスリット３８に挿入して配置された鋼板１８が、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力を負担できれば、スリット３８は、どのように形成されていてもよい。例えば、図６の正面断面図に示す梁５６のように、貫通孔１４を含むようにして梁心部２２の下面から上方へ略鉛直にスリット３８を形成してもよいし、貫通孔１４を含むようにして梁心部２２を略鉛直に貫通させてスリット３８を形成してもよい。

さらに、第１実施形態では、図１及び図３に示すように、梁心部２２の梁幅方向略中央にスリット３８を形成した例を示したが、図７（ａ）、（ｂ）の正面断面図に示す梁５８、６０のように、梁心部２２の両側面にスリット３８を形成して、複数の鋼板１８を梁心部２２に設けるようにしてもよい。このようにすれば、梁心部２２を形成した後に梁心部２２の側面にスリット３８分の欠き込みを形成し、この後に梁心部２２の周りに外周部２４（燃え止まり層２６及び燃え代層２８）を形成することによって、スリット３８を形成することができる。これにより、深い溝掘り加工を行わずにスリット３８を形成できるので、スリット３８の加工手間を軽減することができ、必要とする加工精度が得やすくなる。なお、スリット３８は、梁心部２２の両側面のどちらか一方に形成するだけでもよい。

また、第１実施形態では、補強手段を鋼板１８とした例を示したが、図８（ａ）、（ｂ）の正面断面図に示す梁６２、６４のように、ＣＴ形鋼６６のウェブ部６８を補強手段としてもよい。図８（ａ）では、ＣＴ形鋼６６のフランジ部７０の上面に接合された頭付スタッド７２を床スラブ２０中に埋設することにより、ＣＴ形鋼６６と床スラブ２０の一体化が高められている。図８（ｂ）では、フランジ部７０と梁心部２２にねじ込んで取り付けたラグスクリュー７４の頭部７６をフランジ部７０の上面から突出させて、この突出させた頭部７６を床スラブ２０中に埋設することにより、ＣＴ形鋼６６と床スラブ２０の一体化が高められている。このようにして、図８（ａ）、（ｂ）では、ＣＴ形鋼６６と床スラブ２０の一体化を高めることにより梁６２、６４と床スラブ２０の一体化が高められ、梁６２、６４と床スラブ２０の合成効果を高めることができる。

さらに、第１実施形態では、図２及び図３に示すように、せん断力伝達手段をドリフトピン４６とした例を示したが、せん断力伝達手段は、鋼板１８と梁心部２２を一体化し、梁心部２２に作用するせん断力を鋼板１８に伝達できるものであればよい。例えば、せん断力伝達手段を接着剤とし、この接着剤によって鋼板１８と梁心部２２を一体化するようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る構造部材について説明する。本発明の第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図９の正面断面図、図９のＣ−Ｃ断面図である図１０、及び図１０のＤ−Ｄ断面図である図１１に示すように、構造部材としての梁７８は、木質部材１２、貫通孔１４、燃え止まり部としての管部材１６、及び補強手段としての繊維補強シート８０を有して構成されている。梁７８は、床スラブ２０を支持している。

図１１に示すように、繊維補強シート８０は、梁心部２２を取り囲むように全周に渡って設けられており、せん断力伝達手段としての接着剤（不図示。以下、「接着剤Ｕ」とする）によって梁心部２２の外周面に接着されている。これにより、接着剤によって繊維補強シート８０と梁心部２２が一体化され、梁心部２２に作用するせん断力が繊維補強シート８０に伝達される。

図１０に示すように、繊維補強シート８０（例えば、孔径が２００ｍｍ程度の貫通孔１４に対して、幅１００ｍｍ程度、厚さ１〜２ｍｍ程度の繊維補強シート）は、貫通孔１４の左右両側に設けられている。

このようにして、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力が、梁心部２２に取り付けられた繊維補強シート８０へ伝達されて負担されることにより、貫通孔１４が補強されている。

梁７８は、例えば、梁心部２２を形成した後に、この梁心部２２の外周面に繊維補強シート８０を取り付け、この後に繊維補強シート８０を介して梁心部２２の周りに外周部２４（燃え止まり層２６及び燃え代層２８）を形成することによって製作される。

次に、本発明の第２実施形態に係る構造部材の作用と効果について説明する。

第２実施形態の梁７８では、図１０に示すように、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力（引張力）を、接着剤Ｕを介して繊維補強シート８０に伝達し、このせん断力（引張力）を繊維補強シート８０が負担することにより、貫通孔１４の周囲の梁心部２２へのせん断力（引張力）の集中を緩和する。これにより、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁７８のせん断耐力の低下を抑制することができる。

また、第２実施形態の梁７８では、図１０に示すように、補強手段を繊維補強シート８０とすることにより、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力（引張力）を大きな面積で効果的に負担することができる。

さらに、第２実施形態の梁７８では、図１１に示すように、繊維補強シート８０は、梁心部２２を取り囲むように設けられており、燃え止まり層２６の内側に配置されているので、繊維補強シート８０の耐火性を確保することができる。また、繊維補強シート８０が梁７８の外部へ露出しないので、繊維補強シート８０を設けることによって美観が損なわれることがない。

また、第２実施形態の梁７８では、図１０に示すように、繊維補強シート８０は、貫通孔１４の左右両側に設けられているので、貫通孔１４の上下部分を含む貫通孔１４の周辺範囲の全面に渡って繊維補強シートを設けるよりも、使用する繊維補強シートの量を減らすことができる。これにより、貫通孔１４の補強に掛かる材料費及び施工手間を低減することができる。

以上、本発明の第２実施形態に係る構造部材ついて説明した。

なお、第２実施形態では、図１０に示すように、貫通孔１４の左右両側に繊維補強シート８０を設けた例を示したが、図１２（ａ）の側面断面図に示す梁９０のように、貫通孔１４の左右に設けられた繊維補強シート８０の上面同士及び下面同士を繊維補強シート８２で繋げてもよい。このようにすれば、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力に対して、貫通孔１４の左右に設けられた繊維補強シート８０を一体に抵抗させることができ、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁９０のせん断耐力の低下をより抑制することができる。

また、図１２（ｂ）の側面断面図に示す梁９２、及び図１２（ｃ）の側面断面図に示す梁９４のように、貫通孔１４を塞がないように開口部８４、８６が形成され、梁心部２２を取り囲むように梁心部２２の全周に渡って一体に設けられた繊維補強シート８８、１０４を補強手段としてもよい。このようにすれば、梁心部２２に生じる主応力方向Ｓに繊維補強シート８８が配置されるので、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力に対して繊維補強シート８８を効果的に抵抗させることができ、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁９２、９４のせん断耐力の低下をより抑制することができる。

さらに、第２実施形態では、図１１に示すように、梁心部２２を取り囲むように全周に渡って梁心部２２と一体に繊維補強シート８０を設けた例を示したが、繊維補強シート８０は、少なくとも梁心部２２の片側の側面に梁心部２２と一体に設けられていればよい。梁心部２２を取り囲むように全周に渡って梁心部２２と一体に繊維補強シート８０を設ければ、梁心部２２と繊維補強シート８０の一体性が高くなるので好ましい。

次に、本発明の第３実施形態に係る構造部材について説明する。本発明の第３実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図１３の正面断面図、及び図１３のＥ−Ｅ断面図である図１４に示すように、構造部材としての梁９６は、木質部材１２、貫通孔１４、燃え止まり部としての管部材１６、及び補強手段としてのラグスクリュー９８を有して構成されている。梁９６は、床スラブ２０を支持している。

図１３に示すように、ラグスクリュー９８は、梁心部２２にねじ込まれて、梁９６の梁幅方向Ｗへ等間隔で略平行に複数本（本例では、３本）設けられている。また、図１４に示すように、ラグスクリュー９８は、貫通孔１４の左右両側に、梁心部２２に対して斜めに配置されている。

図１４に示すように、ラグスクリュー９８は、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用する主応力方向Ｓへ（梁９６の梁長方向Ｌに対して４５度傾けて）配置されている。ここでは、梁９６に作用する長期荷重に対してラグスクリュー９８による補強効果を発揮させるために、梁心部２２に長期荷重のせん断力が作用したときに貫通孔１４の周囲の梁心部２２に生じる主応力方向Ｓに合わせた一方向へ（図１４においては、右下がりに）斜めにラグスクリュー９８を配置している。

このようにして、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力が、梁心部２２に取り付けられたラグスクリュー９８に伝達されて負担されることにより、貫通孔１４が補強されている。

図１３及び図１４に示すように、ラグスクリュー９８の頭部１００は、梁心部２２の上面から突出して床スラブ２０中に埋設されている。これにより、ラグスクリュー９８の頭部１００がスタッドとして機能して梁９６と床スラブ２０の一体化が高められ、梁９６と床スラブ２０の合成効果を高めることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る構造部材の作用と効果について説明する。

第３実施形態の梁９６では、図１４に示すように、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用するせん断力（引張力）をラグスクリュー９８に伝達し、このせん断力（引張力）をラグスクリュー９８が負担することにより、貫通孔１４の周囲の梁心部２２へのせん断力（引張力）の集中を緩和する。これにより、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁９６のせん断耐力の低下を抑制することができる。

また、第３実施形態の梁９６では、図１３に示すように、補強手段として棒状の補強部材（ラグスクリュー９８）を梁心部２２中に配置すればよい（本例では、梁心部２２へラグスクリュー９８をねじ込むだけでよい）ので、補強手段を設ける手間を低減することができる。また、木質部材１２の製作が完了した後に、補強手段を設けることができる。

また、第３実施形態の梁９６では、図１３に示すように、ラグスクリュー９８は、梁心部２２中に配置されており、燃え止まり層２６の内側に配置されているので、ラグスクリュー９８の耐火性を確保することができる。また、ラグスクリュー９８が梁９６の外部へ露出しないので、ラグスクリュー９８を設けることによって美観が損なわれることがない。

さらに、第３実施形態の梁９６では、補強手段をネジ部材（ラグスクリュー９８）とし、機械式接合によって梁心部２２に補強手段を固定することにより、信頼性の高い方法で梁心部２２に補強手段を固定することができる。例えば、接着剤を用いて補強手段を梁心部２２に固定する方法に比べて熱に強い固定方法とすることができ、また、施工不良を低減することができる。

以上、本発明の第３実施形態に係る構造部材について説明した。

なお、第３実施形態の梁９６では、図１３及び図１４に示すように、補強手段をラグスクリュー９８とした例を示したが、補強手段は、鋼製のネジ部材であればよい。また、補強手段を、鉄筋棒等の鋼棒としてもよい。このようにすれば、補強手段として棒状の補強部材（鋼棒）を梁心部２２中に配置すればよい（例えば、穿孔した孔に鋼棒を挿入すればよい）ので、補強手段を設ける手間を低減することができる。また、木質部材１２の製作が完了した後に、補強手段を設けることができる。

また、第３実施形態の梁９６では、図１４に示すように、ラグスクリュー９８を、貫通孔１４の周囲の梁心部２２に作用する主応力方向Ｓへ（梁９６の梁長方向Ｌに対して４５度傾けて）配置した例を示したが、ラグスクリュー９８は、梁心部２２に対して斜めに配置されていればよい。想定される貫通孔の周囲の梁心部に生じる主応力の大きさに基づいて、ラグスクリュー９８の径、長さ、本数等を適宜決めればよい。

さらに、第３実施形態の梁９６では、図１４に示すように、一方向へ（図１４においては、右下がりに）斜めにラグスクリュー９８を配置した例を示したが、想定される貫通孔の周囲の梁心部に生じる主応力状態に応じて、適宜配置すればよい。例えば、地震荷重等の短期荷重に対してラグスクリュー９８による補強効果を発揮させたい場合には、主応力が２方向へ交互に生じるので、図１５の側断面図に示す梁１０２のように、二方向へ（右下がりと左下がりに）配置すればよい。

以上、本発明の第１〜第３実施形態に係る構造部材について説明した。

なお、第１〜第３実施形態では、図１、図９、及び図１３に示すように、構造部材を梁１０、７８、９６とした例を示したが、構造部材は、梁及び壁や、梁及び壁以外の構造部材であってもよい。また、第１〜第３実施形態の貫通孔１４は、さまざまな用途に利用できる。例えば、設備配管、設備配線、空調ダクト等を貫通孔１４へ通して配置することができる。

また、第１〜第３実施形態では、図１、図９、及び図１３に示すように、貫通孔１４を形成することによるせん断耐力の低下を抑制する梁１０、７８、９６の例を示したが、小さな孔径を有する貫通孔はもちろんのこと、２００ｍｍ以上の大きな孔径を有する貫通孔に対してもこの効果を発揮させることができる。すなわち、第１〜第３実施形態の梁１０、７８、９６は、大孔径の貫通孔を備える、耐火性を有する木質の構造部材に対して特に有効となる技術である。

さらに、第１〜第３実施形態では、図１、図９、及び図１３に示すように、梁１０、７８、９６を、梁心部２２、燃え止まり層２６、及び燃え代層２８を有して構成した例を示したが、梁１０、７８、９６は、梁心部２２に相当する部分（構造設計上の荷重を負担する部分）を有する木質の部材であればよい。

また、第１〜第３実施形態では、補強手段としての鋼板１８、繊維補強シート８０、及びラグスクリュー９８によって、耐火性を有する木質部材１２に形成された貫通孔１４をせん断補強し、木質部材１２に貫通孔１４を形成することによる梁１０のせん断耐力の低下を抑制する例を示したが、第１〜第３実施形態の補強手段は、耐火性を有さない木質部材に形成された貫通孔のせん断補強にも適用することができる。

以上、本発明の第１〜第３実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の第１〜第３実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０、５６、５８、６０、６２、６４、７８、９０、９２、９４、９６、１０２梁（構造部材）
１２木質部材
１４貫通孔
１６管部材（燃え止まり部）
１８鋼板（補強手段）
２２梁心部（心材）
４８ウール状部材（燃え止まり部）
５２熱発泡性部材（燃え止まり部）
６８ウェブ部（補強手段）
８０、８８、１０４繊維補強シート（補強手段）
９８ラグスクリュー（補強手段）

Claims

心材を備える木質部材と、
前記木質部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられた燃え止まり部と、
前記心材に設けられ前記貫通孔の周囲に作用するせん断力を負担する補強手段と、
を有する構造部材。
前記補強手段は、前記心材に取り付けられ前記せん断力が伝達される鋼板又は繊維補強シートである請求項１に記載の構造部材。
前記補強手段は、前記心材に対して斜めに配置され前記せん断力が伝達される鋼製のネジ部材又は鋼棒である請求項１に記載の構造部材。