JP2016160731A - 柱端接合構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】断面の形状がほぼ矩形で、一辺の長さが隣接する他の辺の長さより大きい扁平な木質材料からなる柱の端部を他の部材である被接合部材に接合する柱端接合構造において、柱の端部に割裂が生じるのを抑制するとともに、割裂が生じたときにも割れ幅が拡大するのを抑える。
【解決手段】柱1の端面の長辺方向における両端部に、それぞれ切り欠き部1aを設け、該切り欠き部内に接合金具30を、柱の軸線方向に貫入される接合ボルト13によって結合する。この接合金具をアンカーボルト12によって被接合部材である基礎3に結合する。接合金具は、それぞれの切り欠き部内に、柱の端面の長辺方向に複数が配列されており、接合金具の一つは、該接合金具の側面と切り欠き部内の柱の軸線方向の面とが、柱の軸線と直角方向の相対的な変位を拘束するように、接触又は近接する位置に配置する。
【選択図】図3

Description

本発明は、木造建築物における木製の柱と木製の梁・基礎等の被接合部材とを接合する柱端接合構造に係り、特に柱と被接合部材との間で曲げモーメントの伝達が可能となった柱端接合構造に関するものである。
木造建築物において、木製の柱と木製の梁との接合、又は木製の柱と基礎との接合を曲げモーメントの伝達が可能ないわゆる剛結合とし、構造躯体をラーメン構造とする提案がなされている。このような構造では、地震時のように水平方向の力が繰り返し反転して作用するときに、柱と梁との接合部又は柱と基礎との接合部には曲げモーメントとせん断力とが発生する。そして、これらの接合部が、地震時に発生する曲げモーメント及びせん断力に対して、充分な強度を備えることによって構造躯体は大きな耐震性を有するものとなる。
木製の柱を用いたラーメン構造体の接合構造は、例えば特許文献1に記載されているものがある。
この接合構造は、木製の柱の端部における2箇所で、該柱が接合金具を介して梁又は基礎に接合されたものであり、以下のような構成となっている。
柱は、矩形となった断面の一辺が隣接する他辺より長い扁平な形状となっており、この柱の端部では、端面の長辺方向における両端部に矩形の切り欠きが設けられている。この切り欠き内から軸線方向にスクリュー部材がねじ込まれており、このスクリュー部材には、端面から軸線方向のボルト穴が形成されている。接合金具は、柱に設けられた上記切り欠き部内に配置され、スクリュー部材の端面からボルト穴にねじ込まれるボルトで接合金具が柱に取り付けられている。そして、この接合金具が該柱と接合される基礎又は梁にボルトによって結合される。
このような接合構造では、柱からスクリュー部材、ボルト及び接合金具を介して基礎又は梁に伝達される引張力と、柱から接合金具を介して基礎又は梁に伝達される圧縮力とによって曲げモーメントに抵抗する。また、せん断力に対しては、主にスクリュー部材にねじ込まれて接合金具と柱とを結合するボルト及び接合金具と基礎又は梁とを結合するボルトが抵抗する。
特開2013−204228号公報
しかし、上記のような接合構造では、大きな曲げモーメント及びせん断力が作用するときに、次のような課題が生じることがある。
柱と基礎又は梁との接合部では、大きな曲げモーメントとせん断力とが作用することによって柱に割裂応力が作用する。つまり、柱にスクリュー部材をねじ込んだ部分で、木製の柱に軸線方向に沿った割れを生じさせようとする力が作用する。接合金具を結合するためのスクリュー部材及びボルトは、柱の断面の長辺方向における両端部付近にねじ込むのが曲げモーメントに対して抵抗するのに有効となるが、長辺方向の両端に近い位置にねじ込まれていると割裂は生じやすくなる。スクリュー部材をねじ込んだ位置で割裂が生じると、曲げモーメント及びせん断力に対する接合部の耐力が低下する虞が生じる。
このような課題は、木製の柱にスクリュー部材をねじ込み、その端面からボルトをねじ込んで接合金具を固定する場合に限らず、端縁付近に貫入したボルト、棒状部材等を介して接合金具を柱に固定する場合でも同様に生じるものである。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、木質材料からなる柱の端部に割裂が生じるのを抑制するとともに、割裂が生じたときにも割れ幅が拡大するのを抑えることができる柱端接合構造を提供することである。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、 断面の形状がほぼ矩形で、一辺の長さが隣接する他の辺の長さより大きい扁平な木質材料からなる柱の端部を他の部材である被接合部材に接合する柱端接合構造であって、 前記柱の端面の長辺方向における両端部に、それぞれ切り欠き部が設けられ、 前記切り欠き部内に、該柱の軸線方向に貫入される接合ボルトによって接合金具が該柱と結合され、 該接合金具が前記被接合部材に結合されており、 前記接合金具は、それぞれの切り欠き部内に、前記柱の端面の長辺方向に複数が配列されており、 前記接合金具の一つは、該接合金具の側面と前記切り欠き部内の該柱の軸線方向の面とが、該柱の軸線と直角方向の相対的な変位を拘束するように、接触又は近接する位置に配置されている柱端接合構造を提供する。
この柱端接合構造では、柱の端面の長辺方向に引張域と圧縮域とが生じる曲げモーメントが作用したときに、主に柱の端面の端縁付近に配置された接合金具を介して引張力と圧縮力が被接合部材に伝達される。一方、柱の端部に作用するせん断力は、柱の端面の長辺方向に配列して柱に貫入された複数の接合ボルトに分散され、それぞれの接合ボルトから接合金具を介して被接合部材に伝達される。このとき、柱に貫入された接合ボルトに沿って割裂力が作用するが、柱端面の長辺方向における両端部付近に貫入された接合ボルトに沿った位置に比べて柱の中央部側では割裂が生じにくい。したがって、柱端面の長辺方向における両端部付近に貫入された接合ボルトとこれに結合される接合金具は主に曲げモーメントに抵抗するものとなり、柱の中央部側に貫入された接合ボルトとこれに結合される接合金具とは主にせん断力に抵抗するものとなり、柱端の接合部における耐力を向上させるものとなる。
また、割裂が生じたり、木質材料からなる柱の変形量が大きくなったりして接合金具に対して柱に変位が生じるとき、二つの切り欠き部間で軸線方向に突き出した柱の端部が、接触又は近接して配置された接合金具に押し付けられ、変位が拘束される。したがって、柱端の接合部で終局的な破壊が生じるまでの水平方向の変形量が小さく抑えられ、終局的な破壊までの耐力が向上する。
請求項2に係る発明は、 断面の形状がほぼ矩形で、一辺の長さが隣接する他の辺の長さより大きい扁平な木質材料からなる柱の端部を他の部材である被接合部材に接合する柱端接合構造であって、 前記柱の端面の長辺方向における両端部に、それぞれ切り欠き部が設けられ、 それぞれの前記切り欠き部内で、該柱の断面の長辺方向に配列して該柱の軸線方向に複数の接合ボルトが貫入され、これら複数の接合ボルトによって接合金具が結合され、 該接合金具が、該柱の断面の長辺方向に配列された複数のボルトによって前記被接合部材に結合されており、 前記接合金具は、該接合金具の側面と前記切り欠き部内の該柱の軸線方向の面とが、該柱の軸線と直角方向の相対的な変位を拘束するように、接触又は近接する位置に配置されている柱端接合構造を提供するものである。
この柱端接合構造では、柱の端面の長辺方向に引張域と圧縮域とが生じる曲げモーメントが作用したときに、主に柱の端面の長辺方向における端縁付近で柱に貫入された接合ボルトから接合金具を介して引張力が被接合部材に伝達される。一方、柱の端部に作用するせん断力は、柱の端面の長辺方向に配列して柱に貫入された複数の接合ボルトに分散されて接合金具に伝達される。したがって、柱の端部に割裂が生じにくく、割裂が生じても変形量が小さく抑えられる。
また、割裂が生じたり、木質材料からなる柱の変形量が大きくなったりして接合金具に対して柱が変位するときに、二つの切り欠き部間で軸線方向に突き出した柱の端部が、複数のボルトで被接合部材に固定された接合金具に押し付けられ、変位が拘束される。したがって、柱端の接合部で終局的な破壊が生じるまでの水平方向の変形量が小さく抑えられ、終局的な破壊までの耐力が向上する。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の柱端接合構造において、 棒状となった軸部の外周面に螺旋状の翼体を有するとともに、前記軸部の端面から軸線方向に中空穴を有するスクリュー部材が、前記切り欠き部内から該柱の軸線方向にねじ込まれており、 前記接合ボルトは、前記スクリュー部材の前記中空穴内に挿入され、該中空穴の底部に形成された雌ネジにねじ込まれるものとする。
この柱端接合構造では、柱と被接合部材との接合部に曲げモーメントが作用したときに、引張側の接合ボルトには接合金具に結合された部分からスクリュー部材の中空孔内の雌ネジ部にねじ込まれた部分までの広い範囲に引張力が作用する。そして、引張応力度が降伏点応力度を超えたときに、この範囲に塑性変形が生じる。これにより、せん断力に対しては柱端の変位を小さく抑えるとともに、曲げモーメントに対しては、終局的な破壊までに大きな変形が許容される。これにより、地震時の振動エネルギーを吸収することができ、粘り強い構造となって終局的な破壊に対する安全性が向上する。
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の柱端接合構造において、 前記柱の端部には、柱断面の短辺となる側面から断面の長辺方向に長ビスがねじ込まれ、 該長ビスの先端は、該柱の軸線方向に貫入された前記接合ボルトと交差して該接合ボルトの位置を越える位置まで達しているものとする。
この柱端部接合構造では、長ビスによって柱を軸線と直角方向に締め付けることができる。これにより、接合ボルトを貫入した位置で軸線方向に割れが生じるのを抑制することができる。
以上説明したように、本願発明に係る柱端接合構造は、木質材料からなる柱の端部に割裂が生じるのを抑制するとともに、割裂が生じたときにも割れ幅が拡大するのを抑えることができる。
本発明に係る柱端接合構造が好適に用いられる木造建築物の構造躯体の一例を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態である柱端接合構造を示す正面図である。 図2に示す柱端接合構造の分解斜視図である。 図2及び図3に示す接合構造で用いることができるスクリュー部材の側面図及び断面図である。 図2及び図3に示す接合構造で用いることができる接合金具の斜視図である。 図2及び図3に示す接合構造で用いることができる接合ボルトの側面図及び底面図である。 本発明に係る柱端接合構造が、柱と梁との接合に適用された例を示す正面図である。 本発明の他の実施形態である柱端接合構造を示す正面図である。 図8に示す柱端接合構造で用いられる接合金具を示す平面図、正面図及び側面図である。 図9に示す接合金具に代えて用いることができる接合金具を示す平面図、正面図及び側面図である。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の木部材接合構造が好適に用いられる木造建築物の構造躯体を示す概略斜視図である。
この構造躯体は、木製の柱1と木製の梁2との間及び木製柱1と基礎3との間で曲げモーメントの伝達が可能に接合したラーメン架構体10を有するものであり、コンクリート製の基礎3上で複数のラーメン架構体10を組み合わせて形成されている。それぞれのラーメン架構体10は、木製の柱1の上に木製の梁2を載置して接合するいわゆる梁勝ち構造となっており、それぞれのラーメン架構体10を構成する柱1の断面は、支持する梁2の軸線方向の辺が長く、梁2の軸線と直角方向に短い扁平な長方形となっている。また、梁2の断面も、上下方向に長く水平方向に短い扁平な長方形となっている。したがって、各ラーメン架構体における柱1と梁2との接合部は、断面の長辺方向に圧縮域と引張域とが生じる一方向の曲げに対して主に抵抗する構造となっている。そして、ラーメン架構体10aと他のラーメン架構体10bとは、一方のラーメン架構体10aの梁2aの端面を他のラーメン架構体10bの梁2bの側面に突き当てて接合し、立体的なラーメン構造とするものである。
図2は、本発明の一実施形態である接合構造を示す正面図である。また、図3は同じ接合構造の分解斜視図である。
この接合構造は、柱1の下端と被接合部材である基礎3とを接合金具30を介して接合するものである。
柱1の下端面における長辺方向の両端部に切り欠き部1aが設けられており、それぞれの切り欠き部1aからこの柱1の軸線方向に2つのスクリュー部材11がねじ込まれている。この切り欠き部1aは、柱1の端面における長辺方向の両端部から柱1の軸線方向にほぼ直方体となる部分を切り欠くものであり、柱1の幅が大きい側面において端部の両隅が矩形状に切り欠かれるものである。2つのスクリュー部材11は、これらの切り欠き部内における柱の軸線とほぼ直角となった面から、柱1の断面の長辺方向に2本を配列して軸線方向にねじ込まれている。そして、これらの切り欠き部1aのそれぞれには、2つの接合金具30が柱の断面の長辺方向に配列され、それぞれがスクリュー部材11に接合ボルト13によって結合されている。
スクリュー部材11がねじ込まれる切り欠き部内の端面から柱の軸線方向へ所定の長さの位置には、図2及び図3に示すように、幅の小さい側面から長ビス19が柱の軸線とほぼ直角方向にねじ込まれている。長ビス19は、柱1にねじ込まれたスクリュー部材11の両側にねじ込まれ、断面の長辺方向に配列してねじ込まれた2本のスクリュー部材11の双方と交差するまでの長さを有するものとなっている。
一方、基礎3には、柱1のスクリュー部材11がねじ込まれた位置と対応する位置に、それぞれ鉛直方向のアンカーボルト12が埋め込まれ、頭部が基礎3の上面より突き出している。基礎3の上面は、下地調整材3aで平坦に仕上げられ、その上に鋼からなる敷板4を介して接合金具30が支持されている。そして、上記アンカーボルト12に螺合された締付ナット18によって接合金具30が基礎3に固着されている。これにより、基礎3と柱1とは4組のアンカーボルト12,接合金具30、接合ボルト13及びスクリュー部材11を介して接合されている。なお、符号5は、柱1と基礎2との間に介挿される弾性部材を、符号6は基礎3に固定された土台を示す。
柱1と基礎3との間で、柱1の断面の長辺方向に配列された4の接合金具30のうち、柱1の中心に近い側に配置された2つの接合金具30aは、それぞれ柱1の切り欠き部1a内における軸線方向の面1bに近接して配置されており、その間隙は1.5mm程度となっている。つまり、柱1の断面の長辺方向における両端部に切り欠き部1aを設けることによって、柱1の端部で中央部が突き出し、この突き出した部分1cの側面が、接合金具30の側面と近接して対向するものとなっている。なお、柱1と接合金具30との間隙は構造物の用途・規模等によって適宜に設定することができ、接触するものであってもよい。
上記スクリュー部材11は、図4に示すように、棒状の鋼部材である軸部の側面に螺旋状の張り出し部11aを設けたものであり、柱1にねじ込まれた状態で張り出し部11aが柱1と係合し、相互間でこのスクリュー部材11の軸線方向及び軸線と直角方向に力が伝達されるものとなっている。また、このスクリュー部材11の端面から軸線方向に中空穴11bが設けられており、中空穴11bの底部には雌ネジ11cが切削されている。この雌ネジ11cは、中空穴11bに挿入した接合ボルト13の先端が螺合されるものである。
上記雌ネジ11cは、スクリュー部材11の軸線方向における全長のほぼ中央部に設けられており、接合ボルト13の先端がスクリュー部材11の軸線方向のほぼ中央部で螺合されるようになっている。したがって、スクリュー部材11に設けられた張り出し部11aから柱1に伝達される力がスクリュー部材11の軸線方向の広い範囲に分布し、柱1に大きな応力の集中が生じるのを回避するようになっている。なお、符号11dは、中空穴11bの底から該スクリュー部材11の反対側の端面に貫通する小孔を示すものであり、この小孔は、スクリュー部材11の防錆処理等の加工を容易とするものである。
上記接合金具30は、図5に示すように、互いに対向する二つの水平板部31,32と、これらを連結する側板部33とを備え、側板部33は、水平板部31,32の周縁に沿った一部でこれらの水平板部間を開放するように設けられている。
上側の水平板部31にはボルト孔34が設けられ、このボルト孔34に接合ボルト13を挿通し、該接合ボルト13に締付ナット17を螺合して接合ボルト13と接合金具30とを結合するものとなっている。
一方、下側の水平板部32は、基礎3の上面に敷板4を介して対向し、下端部が基礎に埋め込まれたアンカーボルト12と、このアンカーボルトに螺合された締付ナット18とによって下側の水平板部32が基礎3に固定されるものである。
下側の水平板部32には、円孔が形成され、この円孔には箱状となった接合金具30の内側から円形プレート36が嵌め入れられている。そして、円形プレート36は円孔内に嵌め入れられた状態で周方向の回転が可能となっている。この円形プレート36には、アンカーボルト12を挿通することができる長孔37が設けられており、この長孔37は円形プレート36の中心から半径方向に軸線を有するものとなっている。したがって、アンカーボルト12が挿通される長孔37内の位置を調整するとともに、円形プレートを回転して長孔37の軸線の方向を調整することにより、アンカーボルト12と接合金具30との相対的な位置を調整することができ、柱1を所定の位置に容易に立設することが可能となっている。
なお、接合金具30は、柱1から引張力又は圧縮力が作用したときに大きな変形が生じたり、接合ボルト13の破断より先に破壊が生じたりしないように設定しておくのが望ましく、接合金具30が十分な強度と剛性を有するように、部材厚の設定及び材料の選択を行うのが望ましい。
上記接合ボルト13は、図6に示すように、鍔状部14と、この鍔状部14から前方側へ突き出した前方軸部15と、前方軸部15と同一直線上で鍔状部14から後方側へ突き出した後方軸部16とから形成されており、前方軸部15の先端には先端雄ネジ部15aが、後方軸部16の後端には後端雄ネジ部16aがそれぞれ形成されている。
上記前方軸部15は、先端雄ネジ部15aがスクリュー部材11の中空穴11b内に形成された雌ネジ11cに螺合されてスクリュー部材11に結合される。そして、先端雄ネジ部15aから鍔状部14までは、中空穴11bの内径より該前方軸部15の外径が小さく形成されており、前方軸部15の外周面とスクリュー部材11の中空穴11bの内周面とが離隔するものとなっている。これにより、前方軸部15の先端雄ネジ部15aより後方は、中空穴11b内において伸縮が許容されるようになっている。
上記鍔状部14は、前方軸部15又は後方軸部16の外周面より側方に張り出すように形成されたものである。前方軸部15をスクリュー部材の中空穴11bに挿入し、先端雄ネジ部15aを中空穴11bの底部に設けられた雌ネジ11cにねじ込んで強く締め付けることにより、鍔状部14がスクリュー部材11の端面に圧接される。つまり、接合ボルト13の先端雄ネジ部15aから鍔状部14までの間に引張力が導入され、弾性的な伸び変形が生じるものである。
上記後方軸部16は、後端側に形成された後端雄ネジ部16aと、この後端雄ネジ部16aの径よりも大きな径となった拡径部16bと、を備えている。
この後方軸部16は、接合金具30に設けられたボルト孔34に挿通され、上記後端雄ネジ部16aには締付ナット17が螺合される。そして、鍔状部14との間に接合金具30の上側の水平板部31を挟み込んで締付ナット17を締め付けることにより、接合ボルト13と接合金具30とを結合することができるものとなっている。なお、符号14aは、接合ボルト13の後方から工具を係止して回転力を付与するための凹部を示すものである。また、符号16bは後方軸部の拡径部を示すものである。
上記接合ボルト13は、軟鋼等の破断までの塑性変形量が大きい材料で形成するのが望ましく、構造物における接合構造を設ける部位、構造物を構成する部材の寸法等によって材料を選択し、径を設定することができるものである。
このような柱端接合構造では、柱1の断面の長辺方向に水平力が作用して柱1の下端に曲げモーメントが発生すると、長辺方向の一方の端縁付近では、柱1からスクリュー部材11、接合金具30を介して基礎3に圧縮力が作用し、他方の端縁付近では、スクリュー部材11から接合ボルト3、接合金具30及びアンカーボルト12に引張力が作用する。そして、接合ボルト13の引張応力度が降伏点応力度を超えると、接合ボルト13の前方軸部15に塑性変形が生じる。地震動によって接合ボルト13に繰り返し引張力と圧縮力とが作用し、塑性的な伸びと収縮とが生じると、その応力−ひずみ履歴によって地震動のエネルギーが吸収され、構造物の振動が減衰する。
一方、曲げモーメントともに柱1の下端には水平方向のせん断力が作用し、スクリュー部材11から接合ボルト13、接合金具30を介してせん断力が基礎3に伝達される。このとき、柱1に対してスクリュー部材11の側面から水平方向の力が作用し、柱の端部付近でスクリュー部材に沿った方向の割れを生じさせようとする力が発生する。このような力に対して、長ビス19が割れを抑制するように作用するとともに、4組のスクリュー部材11、接合ボルト13及び接合金具30が配列されていることにより、水平力が分散して伝達され、割裂が生じにくくなっている。
また、割裂は柱1の端面の長辺方向における両端部付近にねじ込まれたスクリュー部材11の位置で生じ易く、割裂が生じるとスクリュー部材11が柱1に対して変位し、水平力を負担する機能が低下する。しかし、長辺方向の端部付近で割裂が生じても、柱の中心側に配置されたスクリュー部材11によって水平力が接合金具30及び基礎3に伝達され、柱1の変位が小さく抑えられる。また、割裂が生じて柱1が変位すると、柱1の切り欠き部内における軸線方向の面1bが接合金具30と接触し、柱1の変位が拘束される。また、接合金具30が転倒するように変位するのも拘束される。
したがって、柱1の下端に割裂が生じるのが抑制されるとともに、割裂が生じてもが大きく変位するのが拘束される。そして、接合部分が破壊するまでの耐力が向上するともに、破壊するまでの変位が抑えられて、構造物の安全性が向上する。
以上に説明した接合構造は、木製の柱1を基礎3に接合するものであるが、本発明に係る柱端接合構造は、図7に示すように木製の梁2を被接合部材として、柱1の上端部と梁2とを接合する部分、又は上層階の柱7の下端部と梁2とを接合する部分に適用することもできる。
柱1の上端部と梁2とを接合する構造では、柱1の上端面における長辺方向の両端部に切り欠き部1dが設けられており、切り欠き部1d内からこの柱1の軸線方向にスクリュー部材11がねじ込まれている。そして、接合金具30がスクリュー部材11にねじ込んだ接合ボルト13によって柱1に結合されている。なお、スクリュー部材11、接合ボルト13、締付ナット17及び接合金具30は、図3に示す接合構造と同じものが用いられており、同じ符号を付すとともに説明を省略する。
梁2には、柱1にねじ込まれたスクリュー部材11とほぼ同一直線上となる位置に、梁用のスクリュー部材21が鉛直方向にねじ込まれており、このスクリュー部材21には端面から軸線方向にネジ穴が穿設されている。このネジ穴の内周面には雌ネジが切削されており、このネジ穴に頭なしボルト22がねじ入れられている。そして、この頭なしボルト22を接合金具30の水平板部に設けられたボルト孔に挿通し、螺合された締付ナット23を締め付けて接合金具30が梁2にねじ込まれた梁用のスクリュー部材21に固着されている。また、梁2の上には、梁2にねじ込まれた梁用のスクリュー部材21を用いて上層階の柱7を同様に、曲げモーメント伝達が可能に接合することができる。
このような接合構造でも、柱1と基礎3とを接合する場合と同様に、せん断力の作用によって柱1に割裂が生じるのを抑制するともに、割裂が生じても柱1と梁2との相対的な変位が大きくなるのを抑制することができる。
図8は、本発明の他の実施形態である柱端接合構造を示す正面図である。
この接合構造では、図2に示す接合構造と同様に柱1の端部に2つの切り欠き部1aが設けられ、柱1の軸線方向には4本のスクリュー部材11が同様にねじ込まれている。そして、柱1の端部に設けられた2つの切り欠き部1aには、図2に示す接合構造とは異なり、それぞれ一つの接合金具40が固定されている。固定するために用いられる接合ボルト13は、図2に示す接合構造と同じものが用いられており、2つのスクリュー部材11にねじ込まれる2本の接合ボルト13によって一つの接合金具40が固定される。
この接合構造で用いられる接合金具40は、図9に示すように、矩形の箱状となっており、互いに対向する二つの水平板部41,42と、これらを連結する側板部43、中間板部44及び背面板部45を備えている。上下の水平板部41,42と2つの側板部43,43とは箱状に連結され、水平板部41,42の長辺方向のほぼ中央に中間板部44が鉛直方向に設けられて、箱状となった矩形の内部空間が2つに仕切られている。そして、後方側は背面板部45によって閉鎖され、前方側は開放されており、前方側から接合ボルト13又はアンカーボルト12に締付ナット17,18をねじり合せて締め付けることができるものとなっている。柱端面の長辺方向における中央側にある側板部43aの外側面は、柱端部に形成された矩形の切り欠き部内の鉛直方向の面1bと近接して対向しており、その間隔は例えば1.5mm程度とすることができる。
一方、この接合金具40は、基礎3に埋め込まれたアンカーボルト12によって基礎3に固定されており、柱端面の長辺方向に配列された2本のアンカーボルト12によって一つの接合金具40を固定するものとなっている。
このような接合構造では、柱1の下端に作用する曲げモーメントは、4本のスクリュー部材11及びこれにねじ込まれた4本の接合ボルト13のうち、柱端面の長辺方向における一方の端縁側に配置されたスクリュー部材11から接合ボルト13を介して接合金具40に引張力が伝達され、さらに接合金具40から基礎3に伝達される。また、反対側の端縁付近に配置されたスクリュー部材11からは接合金具40を介して圧縮力が基礎3に伝達される。
また、せん断力は4本のスクリュー部材11及び4本の接合ボルト13に分散して作用して、柱1の割裂が抑制されるとともに、端縁側のスクリュー部材11に沿って割裂が生じても、主に中央側にねじ込まれたスクリュー部材11及び接合ボルト13によってせん断力が接合金具40及び基礎3に伝達される。また、柱1の割裂が生じるとせん断力による柱1の下端の変位は増大するが、柱1の切り欠き部内にある鉛直面1bが、2本のアンカーボルト12によって安定した状態で基礎3に固定された接合金具40の側面に当接して拘束される。したがって、変位が拡大するのが抑えられる。
本実施の形態で用いられる接合金具40は、図9に示すように背面板部45を有するものであるが、図10に示すように背面板部を備えず、上下の水平板部51,52と側板部53とで囲まれた空間が前後に開放された接合金具50を用いることもできる。この接合金具50では、上下の水平板部51,52は2つの側板部53と中間板部54とによって上下に連結されている。
また、このような接合金具40,50を用いた柱端接合構造は、図7に示す接合構造と同様に柱の上端部を梁に接合する構造として、又は柱の下端部を梁上に接合する構造として適用することもできる。
図9及び図10に示す接合金具40,50は、上下の水平板部41,42,51,52にほぼ同じ大きさのボルト孔46,56が設けられているが、図5に示す接合金具30と同様に上下の水平板部41,42,51,52の一方にはボルト孔46,56より大きい円孔を設け、長穴を有する円形プレートを嵌め合わせてアンカーボルト又は接合ボルトを挿通する位置を調整可能とすることもできる。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の形態として実施することができる。
例えば、接合ボルトの形態、接合ボルトとスクリュー部材との接合形態は、他の態様であってもよく、スクリュー部材の端面から切削されたネジ穴に短い接合ボルトをねじ込むものであってもよい。また、スクリュー部材を用いることなく、軸線方向の中空穴又はネジ穴を有する棒状部材を柱に埋め込み、接着剤等で固着するものであってもよい。さらに、スクリュー部材や棒状部材を用いることなく、接合金具に結合された接合ボルトを柱の軸線方向に設けられた穴に挿入し、柱に設けられた中間切り欠き部内で先端部にナットを螺号して接合金具を固定するものであってもよい。柱、柱の切り欠き部、接合金具の寸法等も適宜に設計することができ、形状等も本発明の範囲内で適宜に設計することができる。
1:柱、 1a:切り欠き部、 1b:切り欠き部内における柱の軸線方向の面、 1c:柱端部の突き出した部分、 1d:切り欠き部、 2:梁、 3:基礎、 3a:下地調整材、 4:敷板、 5:弾性部材、 6:土台、 7:上層階の柱、
10:ラーメン架構体,
11:スクリュー部材、 11a:張り出し部, 11b:中空穴, 11c:雌ネジ、 12:アンカーボルト、 13:接合ボルト、 14:接合ボルトの鍔状部、 14a:鍔状部に設けられた凹部、 15:接合ボルトの前方軸部、 15a:先端雄ネジ部, 16:接合ボルトの後方軸部、 16a:後端雄ネジ部, 16b:拡径部、 17,18:締付ナット、 19:長ビス
21:梁用のスクリュー部材、 22:頭なしボルト、 23:締付ナット、
30:接合金具、 30a:柱の中心に近い側に配置された接合金具、 31:上側の水平板部、 32:下側の水平板部、 33:側板部、 34:ボルト孔、 36:円形プレート、 37:長孔、
40:接合金具、 41:上側の水平板部、 42:下側の水平板部、 43:側板部、 44:中間板部、 45:背面板部、 46:ボルト孔、
50:接合金具、 51:上側の水平板部、 52:下側の水平板部、 53:側板部、 54:中間板部、 56:ボルト孔、

Claims (4)

  1. 断面の形状がほぼ矩形で、一辺の長さが隣接する他の辺の長さより大きい扁平な木質材料からなる柱の端部を他の部材である被接合部材に接合する柱端接合構造であって、
    前記柱の端面の長辺方向における両端部に、それぞれ切り欠き部が設けられ、
    前記切り欠き部内に、該柱の軸線方向に貫入される接合ボルトによって接合金具が該柱と結合され、
    該接合金具が前記被接合部材に結合されており、
    前記接合金具は、それぞれの切り欠き部内に、前記柱の端面の長辺方向に複数が配列されており、
    前記接合金具の一つは、該接合金具の側面と前記切り欠き部内の該柱の軸線方向の面とが、該柱の軸線と直角方向の相対的な変位を拘束するように、接触又は近接する位置に配置されていることを特徴とする柱端接合構造。
  2. 断面の形状がほぼ矩形で、一辺の長さが隣接する他の辺の長さより大きい扁平な木質材料からなる柱の端部を他の部材である被接合部材に接合する柱端接合構造であって、
    前記柱の端面の長辺方向における両端部に、それぞれ切り欠き部が設けられ、
    それぞれの前記切り欠き部内で、該柱の断面の長辺方向に配列して該柱の軸線方向に複数の接合ボルトが貫入され、これら複数の接合ボルトによって接合金具が結合され、
    該接合金具が、該柱の断面の長辺方向に配列された複数のボルトによって前記被接合部材に結合されており、
    前記接合金具は、該接合金具の側面と前記切り欠き部内の該柱の軸線方向の面とが、該柱の軸線と直角方向の相対的な変位を拘束するように、接触又は近接する位置に配置されていることを特徴とする柱端接合構造。
  3. 棒状となった軸部の外周面に螺旋状の翼体を有するとともに、前記軸部の端面から軸線方向に中空穴を有するスクリュー部材が、前記切り欠き部内から該柱の軸線方向にねじ込まれており、
    前記接合ボルトは、前記スクリュー部材の前記中空穴内に挿入され、該中空穴の底部に形成された雌ネジにねじ込まれるものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の柱端接合構造。
  4. 前記柱の端部には、柱断面の短辺となる側面から断面の長辺方向に長ビスがねじ込まれ、
    該長ビスの先端は、該柱の軸線方向に貫入された前記接合ボルトと交差して該接合ボルトの位置を越える位置まで達していることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の柱端接合構造。
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