JP2016180230A - 柱の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】継手加工が容易で構造上の弱点も形成されず、さらには十分な曲げ強度を確保する。【解決手段】本発明に係る柱の接合構造１は、柱部材２ａの端面に階段形状をなす切欠き３ａを設けるとともに、該切欠きに嵌合する切欠き３ｂを柱部材２ｂの端面に設け、これらの切欠き３ａ，３ｂが互いに嵌合する形で柱部材２ａ，２ｂをそれらの端面で互いに接合してある。各柱部材２ａ，２ｂには、それらの当接部位を跨いで両側から挟み込まれるように、かつ階段形状が顕れる側面が露出し該側面に直交する側面が覆われるように、添板４，５をそれぞれ接着してある。添板４，５は、柱部材２ａとの接着面積が柱部材２ｂとの接着面積にほぼ等しくなるようにそれぞれ位置決めしてあるが、切欠き３ａ，３ｂには蹴上げ相当寸法ｈの段差があるため、添板５の上縁位置は、添板４の上縁位置よりも蹴上げ相当寸法ｈだけ下方となる。【選択図】 図２

Description

本発明は、主として木造建築物における柱の接合構造に関する。

木造建築物、特に木造住宅においては、一階床下通風等に配慮したとしても、長期間の間には土台をはじめ、該土台に立設された柱が腐食してしまうことがある。かかる場合には、何らかの方法で上階からの荷重を従来通り支持できるよう、柱補強を行わねばならない。

一方、脚部は腐食したとしても、それより上部については構造部材として何ら問題なく使用できる場合があり、何より高級材等の理由で柱をできるだけ残したいというニーズも少なくない。

そのため、脚部を撤去しその下に補材を接合する、いわゆる根継ぎが古くから行われているが、旧来の接合工法では、継手加工が複雑で手間がかかるほか、継手の引張強度が不足するため、耐震性が重視される昨今の住宅リフォーム工事では採用が難しいこともある。

そのため、本出願人は、互いに接合される柱部材のうち、一方の柱部材の端面に嵌合溝を、該嵌合溝に嵌め込まれる嵌合突起を他方の柱部材の端面にそれぞれ形成するとともに、一方の柱部材に形成された嵌合溝に他方の柱部材に形成された嵌合突起を嵌め込み、かかる状態で２つの柱部材の当接部位を跨ぐようにかつ両側から挟み込むように該柱部材の側面に添板をそれぞれ接着する柱の接合工法を開発した（特許文献１）。

かかる接合工法によれば、嵌合溝に嵌合突起を嵌め込み、しかる後、添板を接着するだけで足りるので、現場での作業性を向上させることができるとともに、接着によって十分な引張強度を確保することも可能となる。

特開２００８−１９０１７２号公報

「木造住宅の耐震診断と補強方法 ―木造住宅の耐震精密診断と補強方法（改訂版）―」(国土交通省住宅局建築指導課監修、日本建築防災協会発行、２００４年７月１２日)

しかしながら、特許文献１記載の接合構造であっても、継手加工に相応の時間が必要になるため、さらなる作業性改善の余地があるという問題を生じていた。

また、特許文献１記載の接合構造では、一対の添板が同一高さに位置決めされるため、大壁工法、すなわち柱部材の側面に添板をそのまま取り付ける工法では、添板の縁部で全体断面が大きく変化して応力集中を生じ、真壁工法、すなわち柱部材の側面を切り欠いてその切欠き内に添板を嵌め込む工法では、切り欠かれた柱部材の内周側面と添板の端面との間での荷重伝達が困難であることから、添板の縁部相当位置では、添板の厚み分の２倍に相当する断面が欠損することとなり、いずれにしろ構造上の弱点になる懸念があるという問題も生じていた。

この点、非特許文献１の第１３５頁に記載された接合構造においても、添板はやはり同一高さ位置に位置決めされているため、上述したと同様の懸念が生じる。

一方、かかる問題を解決すべく、添板の高さが異なるように柱側面の一方と他方にそれぞれ取り付けた場合、特許文献１記載の接合構造では、２つの柱部材に対する添板の接着面積が互いに異なる大きさとなり、非特許文献１記載の接合構造では、２つの柱部材に対する釘打ちの本数が互いに異なる数となるため、いずれにせよ、接合部位における引張側の強度、ひいては曲げ強度を十分に確保することができないというあらたな問題を生じる。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、継手加工が容易で断面変化に起因する構造上の弱点が形成されることもなく、さらには十分な曲げ強度を確保することが可能な柱の接合構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る柱の接合構造は請求項１に記載したように、第１の柱部材の端面に階段形状をなす第１の切欠きを設けるとともに該第１の切欠きに嵌合する第２の切欠きを前記第１の柱部材と同軸に配置される第２の柱部材の端面に設け、前記第１の切欠きと前記第２の切欠きとが互いに嵌合する形で前記第１の柱部材及び前記第２の柱部材をそれらの端面で互いに当接させるとともに、該各柱部材の当接部位を跨いで両側から挟み込まれるようにかつ前記階段形状が顕れる側面が露出し該側面に直交する側面が覆われるように添板をそれぞれ接着したものである。

また、本発明に係る柱の接合構造は、前記添板と前記第１の柱部材との接着面積が該添板と前記第２の柱部材との接着面積にほぼ等しくなるように前記添板を位置決めしたものである。

また、本発明に係る柱の接合構造は、前記第１の柱部材及び前記第２の柱部材のうち、一方を束石、玉石等の基礎に載置された柱部材又は土台に接合された柱部材としたものである。

本発明に係る柱の接合構造においては、添板を、従来と同様に第１の柱部材及び第２の柱部材の両側からそれらの当接部位を跨ぐように挟み込んで接着するが、本発明では、第１の柱部材の端面に階段形状をなす第１の切欠きを、第２の柱部材の端面に該第１の切欠きに嵌合する第２の切欠きをそれぞれ設けてあるとともに、それらが互いに嵌合する形で第１の柱部材及び第２の柱部材をそれらの端面で当接させた後、階段形状が外観として顕れる側面が露出し、該側面に直交する側面が覆われるように添板をそれぞれ接着する。

すなわち、添板は、特許文献１あるいは非特許文献１記載の接合構造のように凹凸形状が外観に顕れる側面に接着されるのではなく、それに直交する側面に接着される。

このようにすると、第１の柱部材及び第２の柱部材における当接端面の高さは、添板が設置される両側面で階段形状による段差分だけ上下にずれ、よって２つの柱部材に対する添板の接着面積が同等になるように該添板を接着した場合であっても、添板は上下にずれた状態となる。

そのため、大壁工法では、従来のように添板の縁部で２枚の添板の合計断面積が同時に増減するのではなく、各添板の縁部で二段階に分けて増減し、真壁工法では、従来のように添板の縁部でその２枚分に相当する断面が欠損するのではなく、各添板の縁部で１枚分の断面が欠損するにとどまる。

したがって、２つの柱部材の接合部位における曲げ強度を十分に確保しつつ、応力集中や断面欠損の影響を大幅に軽減することができるとともに、第１の柱部材の端面に形成されるべき第１の切欠きや第２の柱部材の端面に形成されるべき第２の切欠きが、階段形状あるいはそれに嵌合する形状で足りるため、継手加工も容易になる。

各添板は、２つの柱部材に対する接着面積が多少異なる状態で該柱部材に接着されてもかまわないが、該添板を、第１の柱部材と第２の柱部材との接着面積がほぼ等しくなるように位置決めしたならば、第１の柱部材と第２の柱部材との接合部位における曲げ強度を十分に高めることが可能となる。

本発明に係る柱の接合構造をどのような種類の既存柱に適用するかは任意であって、管柱に適用してもかまわないが、通し柱に適用するのが典型例となる。

また、既存柱のどの部位に適用するかも任意であって、例えば小屋裏や管柱の一階天井懐あるいは二階床直下に適用することも可能であるが、一階床下に適用した構成、すなわち、第１の柱部材及び第２の柱部材のうち、一方を、束石、玉石等の基礎に載置された柱部材又は土台に接合された柱部材とした構成が典型例となる。

本実施形態に係る柱の接合構造の分解斜視図。 本実施形態に係る柱の接合構造の図であり、(a)は側面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図。 本実施形態に係る柱の接合構造の施工手順を示した図。 引き続き本実施形態に係る柱の接合構造の施工手順を示した図。 柱部材の材軸方向に沿った断面積の増減を示した図であり、(a)は従来の柱の接合構造における断面積の増減の様子を、正面図とＢ−Ｂ線方向から見た矢視図と併せて示した図、(b)は本実施形態の柱の接合構造における断面積の増減の様子を、側面図と併せて示した図。 変形例に係る柱の接合構造の分解斜視図。 変形例に係る柱の接合構造の図であり、(a)は側面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。 柱部材の材軸方向に沿った断面欠損を示した図であり、(a)は従来の柱の接合構造における断面欠損の様子を、正面図とＤ−Ｄ線方向から見た矢視図と併せて示した図、(b)は本実施形態の柱の接合構造における断面欠損の様子を、側面図と併せて示した図。

以下、本発明に係る柱の接合構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

[第１実施形態]
図１は、本実施形態に係る柱の接合構造を示した分解斜視図、図２はその側面図及び正面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る柱の接合構造１は、第１の柱部材である柱部材２ａの端面に階段形状をなす第１の切欠きとしての切欠き３ａを設けるとともに、該切欠きに嵌合する第２の切欠きとしての切欠き３ｂを柱部材２ａと同軸に配置される第２の柱部材である柱部材２ｂの端面に設け、これらの切欠き３ａ，３ｂが互いに嵌合する形で柱部材２ａ，２ｂをそれらの端面で互いに当接させて接合してある。

切欠き３ａ，３ｂは、柱幅の１／２の寸法、柱寸法が例えば１０５ｍｍ×１０５ｍｍである場合には５２．５ｍｍが踏面相当寸法となるよう、蹴上げ相当寸法を適宜設定して加工形成すればよい。

各柱部材２ａ，２ｂには、それらの当接部位を跨いで両側から挟み込まれるように、かつ上述した階段形状が顕れる側面が露出し該側面に直交する側面が覆われるように、添板４，５をそれぞれ接着してある。

添板４，５は、柱寸法が上述した例であれば、長さが２４０ｍｍ、幅が１０５ｍｍ、厚さが１５ｍｍのヒノキ挽板とすることができる。

ここで、添板４は、柱部材２ａとの接着面積が柱部材２ｂとの接着面積にほぼ等しくなるように位置決めしてあるとともに、添板５も添板４と同様、柱部材２ａとの接着面積が柱部材２ｂとの接着面積にほぼ等しくなるように位置決めしてあるが、切欠き３ａ、３ｂには蹴上げ相当寸法ｈの段差があるため、添板５の上縁位置は、添板４の上縁位置よりも蹴上げ相当寸法ｈだけ下方となる。

本実施形態に係る柱の接合構造１を、図３(a)に示すように基礎３０の上に土台３１が敷設されてなる基礎構造であって、該土台に立設された通し柱３２の根継ぎに適用するには、まず、同図に示すように通し柱３２のうち、土台３１に接合された側を適当な高さで切断し、同図(b)に示すようにその土台側を撤去する。

次に、撤去された柱部分と同一断面かつ同一長さの角材を調達し、その端面に切欠き３ａを加工形成して柱部材２ａとするとともに、通し柱３２のうち、残置された側の端面に切欠き３ｂを加工形成して柱部材２ｂとする。

次に、切欠き３ａ，３ｂに接着剤を予め塗布した上、図４(a)に示すようにこれらが互いに嵌合する形で柱部材２ａ，２ｂをそれらの端面で互いに当接させるとともに、同図(b)に示すようにこれらを接合する。

次に、添板４，５を、各柱部材２ａ，２ｂの当接部位を跨いで両側から挟み込まれるように接着するが、接着の際には、同図(c)に示すように、階段形状が顕れる側面が露出し、該側面に直交する側面が覆われるように取付け面を選択するとともに、同図(d)に示すように、柱部材２ａとの接着面積と柱部材２ｂとの接着面積がほぼ等しくなるように添板４，５の高さをそれぞれ位置決めする。

このようにすると、切欠き３ａ、３ｂには蹴上げ相当寸法ｈの段差があるため、添板５の上縁位置は、添板４の上縁位置よりも蹴上げ相当寸法ｈだけ下方となる。

そのため、本実施形態のような大壁工法では、図５(a)に示した従来の接合構造のように、添板５１，５１の縁部でそれらの合計断面積が同時に増減するのではなく、同図(b)に示すように各添板４，５の縁部で二段階で増減する。

なお、同図(a)に示した従来の接合構造は、柱部材２ａ′，２ｂ′のうち、一方の柱部材２ａ′の端面に嵌合溝３ａ′を、該嵌合溝に嵌め込まれる嵌合突起３ｂ′を他方の柱部材２ｂ′の端面にそれぞれ形成するとともに、嵌合溝３ａ′に嵌合突起３ｂ′が嵌め込まれるようにして柱部材２ａ′，２ｂ′を当接させるとともに、該当接部位を跨ぐようにかつ両側から挟み込むようにそれらの側面に添板５１，５１を接着して構成してある。

以上説明したように、本実施形態に係る柱の接合構造１によれば、柱部材２ａ，２ｂにおける当接端面の高さは、添板４，５が設置される両側面で階段形状による段差分ｈだけ上下にずれ、よって２つの柱部材２ａ，２ｂに対する添板４，５の接着面積が同等になるように該添板を接着した場合であっても、添板４，５は上下にずれた状態となる。

そのため、大壁工法では、添板４，５の合計断面積が各添板４，５の縁部で二段階で増減することとなり、かくして柱部材２ａ，２ｂの接合部位における曲げ強度を十分に確保しつつ、応力集中の影響を大幅に軽減することができるとともに、柱部材２ａ，２ｂの端面に形成されるべき切欠き３ａ，３ｂが階段形状で足りるため、継手加工も容易になる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る柱の接合構造を示した分解斜視図、図７はその側面図及び正面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る柱の接合構造１′は、第１の柱部材である柱部材６２ａの端面に階段形状をなす第１の切欠きとしての６３ａを設けるとともに、該切欠きに嵌合する第２の切欠きとしての切欠き６３ｂを柱部材６２ａと同軸に配置される第２の柱部材である柱部材６２ｂの端面に設け、これらの切欠き６３ａ，６３ｂが互いに嵌合する形で柱部材６２ａ，６２ｂをそれらの端面で互いに当接させて接合してある。

柱部材６２ａには、切欠き６３ａと一体にかつ連続する形で添板４，５を嵌め込むための切欠き６４ａ，６５ａを設けてあるとともに、柱部材６２ｂには、切欠き６３ｂと一体にかつ連続する形で添板４，５を嵌め込むための切欠き６４ｂ，６５ｂを設けてあり、切欠き６４ａ，６４ｂに添板４を嵌め込むとともに、切欠き６５ａ，６５ｂに添板５を嵌め込む形で、添板４，５を、各柱部材６２ａ，６２ｂの当接部位を跨いで両側から挟み込まれるように、かつ上述した階段形状が顕れる側面が露出し該側面に直交する側面が覆われるように、柱部材６２ａ，６２ｂに接着してある。

切欠き６３ａ，６３ｂは、切欠き３ａ，３ｂと概ね同様の構成であって、柱幅の１／２の寸法、柱寸法が例えば１０５ｍｍ×１０５ｍｍである場合には５２．５ｍｍから添板４，５の厚みを差し引いた値が踏面相当寸法となるよう、蹴上げ相当寸法を適宜設定して加工形成すればよい。

切欠き６４ａ，６４ｂは、添板４と柱部材６２ａ，６２ｂとの接着面積がほぼ等しくなるように加工形成してあるとともに、切欠き６５ａ，６５ｂも切欠き６４ａ，６４ｂと同様、添板５と柱部材６２ａ，６２ｂとの接着面積がほぼ等しくなるように加工形成してあるが、切欠き６３ａ，６３ｂには蹴上げ相当寸法ｈの段差があるため、切欠き６５ｂの上縁位置、すなわち添板５の上縁位置は、切欠き６４ｂの上縁位置、すなわち添板４の上縁位置よりも蹴上げ相当寸法ｈだけ下方となる。

本実施形態に係る柱の接合構造１′においては、第１実施形態と同様、切欠き６３ａ，６３ｂに接着剤を予め塗布した上、これらが互いに嵌合する形で柱部材６２ａ，６２ｂをそれらの端面で互いに当接させて接合し、次いで、添板４，５を、切欠き６４ａ，６４ｂと切欠き６５ａ，６５ｂにそれぞれ嵌め込む形で、各柱部材６２ａ，６２ｂの当接部位を跨いで両側から挟み込まれるように接着する。

このようにすると、上述したように切欠き６３ａ，６３ｂには蹴上げ相当寸法ｈの段差があるため、添板５の上縁位置は、添板４の上縁位置よりも蹴上げ相当寸法ｈだけ下方となる。

そのため、本実施形態のような真壁工法では、図８(a)に示した従来の接合構造のように、添板５１，５１の縁部でそれらの合計断面が欠損するのではなく、同図(b)に示すように各添板４，５の縁部で一枚分の断面が欠損するにとどまる。

なお、同図(a)に示した従来の接合構造は、柱部材６２ａ′，６２ｂ′のうち、一方の柱部材６２ａ′の端面に嵌合溝６３ａ′を、該嵌合溝に嵌め込まれる嵌合突起６３ｂ′を他方の柱部材６２ｂ′の端面にそれぞれ形成して、嵌合溝６３ａ′に嵌合突起６３ｂ′が嵌め込まれるようにして柱部材６２ａ′，６２ｂ′を当接させるとともに、上述の嵌合状態が外観として顕れる両側面に切欠きを設けた上、該切欠きに嵌め込まれる形で、添板５１，５１を、柱部材６２ａ′，６２ｂ′の当接部位を跨ぐようにかつ両側から挟み込むようにそれらの側面に接着して構成してある。

以上説明したように、本実施形態に係る柱の接合構造１′によれば、柱部材６２ａ，６２ｂにおける当接端面の高さは、添板４，５が設置される両側面で階段形状による段差分ｈだけ上下にずれ、よって２つの柱部材６２ａ，６２ｂに対する添板４，５の接着面積が同等になるように該添板を接着した場合であっても、添板４，５は上下にずれた状態となる。

そのため、真壁工法では、各添板４，５の縁部で１枚分の断面が欠損するにとどまることとなり、かくして柱部材６２ａ，６２ｂの接合部位における曲げ強度を十分に確保しつつ、断面欠損の影響を大幅に軽減することができるとともに、柱部材６２ａ，６２ｂの端面に形成されるべき切欠き３ａ，３ｂが階段形状で足りるため、継手加工も容易になる。

１，１′ 柱の接合構造
２ａ，６２ａ 第１の柱部材
２ｂ，６２ｂ 第２の柱部材
３ａ，６３ａ 第１の切欠き
３ｂ，６３ｂ 第２の切欠き
４，５ 添板

Claims (3)

1. 第１の柱部材の端面に階段形状をなす第１の切欠きを設けるとともに該第１の切欠きに嵌合する第２の切欠きを前記第１の柱部材と同軸に配置される第２の柱部材の端面に設け、前記第１の切欠きと前記第２の切欠きとが互いに嵌合する形で前記第１の柱部材及び前記第２の柱部材をそれらの端面で互いに当接させるとともに、該各柱部材の当接部位を跨いで両側から挟み込まれるようにかつ前記階段形状が顕れる側面が露出し該側面に直交する側面が覆われるように添板をそれぞれ接着したことを特徴とする柱の接合構造。
2. 前記添板と前記第１の柱部材との接着面積が該添板と前記第２の柱部材との接着面積にほぼ等しくなるように前記添板を位置決めした請求項１記載の柱の接合構造。
3. 前記第１の柱部材及び前記第２の柱部材のうち、一方を束石、玉石等の基礎に載置された柱部材又は土台に接合された柱部材とした請求項１又は請求項２記載の柱の接合構造。

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