JP2021092088A

JP2021092088A - 木質柱梁接合構造

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Publication number: JP2021092088A
Application number: JP2019223792A
Authority: JP
Inventors: 英二望月; Eiji Mochizuki; 航前原; Ko Maehara; 真帆本山; Maho Motoyama; 岩間　和博; Kazuhiro Iwama; 和博岩間
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-06-17

Abstract

【課題】木質梁の梁端部の下面の破損を抑制することを目的とする。【解決手段】木質柱梁接合構造は、側面１０Ｓに凹部１２が形成された木質柱１０と、差込部２４が凹部１２に差し込まれる木質梁２０と、差込部２４の下面２０Ｌに設けられる補強プレート３２と、を備え、差込部２４の下面２０Ｌは、補強プレート３２を介して凹部１２内の下側の支持面１２Ｌに載置される。【選択図】図１

Description

本発明は、木質柱梁接合構造に関する。

木質柱（第２木材）にボルトで取り付けられ、当該木質柱に接合される木質梁（第１木材）の下端を支持する押え金具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、木質柱にボルトで取り付けられ、当該木質柱に接合される木質梁の端部を支持する接合部材が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２０２３９２号公報特開２０１３−０１１０８０号公報

ところで、木質柱の側面に形成された凹部に、木質梁の梁端部を差し込んで接合する接合構造がある。この接合構造では、木質柱の側面に形成された凹部内の下側の支持面に、梁端部の下面が載置される。この場合、例えば、梁端部の下面に支持面がめり込み、梁端部の下面が破損する可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、木質梁の梁端部の下面の破損を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の木質柱梁接合構造は、側面に凹部が形成された木質柱と、梁端部が前記凹部に差し込まれる木質梁と、前記梁端部の下面に設けられる補強プレートと、を備え、前記梁端部の前記下面は、前記補強プレートを介して前記凹部内の下側の支持面に載置される。

請求項１に係る木質柱梁接合構造によれば、木質柱の側面には、凹部が形成される。この凹部には、木質梁の梁端部が差し込まれる。

ここで、木質梁の梁端部の下面には、補強プレートが設けられる。この補強プレートを介して、梁端部の下面が木質柱の側面に形成された凹部内の下側の支持面に載置される。これにより、凹部内の支持面から梁端部の下面に作用する圧縮力が、補強プレートを介して木質梁の下面に分散して伝達される。この結果、梁端部の下面に生じる圧縮応力度が低減される。したがって、梁端部の下面の破損が抑制される。

請求項２に記載の木質柱梁接合構造は、請求項１に記載の木質柱梁接合構造において、前記補強プレートには、曲げ補強部材が設けられる。

請求項２に係る木質柱梁接合構造によれば、補強プレートには、曲げ補強部材が設けられる。これにより、補強プレートを介して、木質梁の梁端部の下面を凹部内の支持面に載置した場合に、補強プレートの曲げ変形量が低減される。したがって、梁端部の下面の破損がさらに抑制される。

請求項３に記載の木質柱梁接合構造は、請求項２に記載の木質柱梁接合構造において、前記梁端部の下面には、前記木質梁の材軸方向に延びる溝が形成され、前記曲げ補強部材は、前記補強プレートの上面に設けられ、前記溝に挿入される曲げ補強リブとされる。

請求項３に係る木質柱梁接合構造によれば、木質梁の梁端部の下面には、木質梁の材軸方向に延びる溝が形成される。溝には、補強プレートの上面に設けられる曲げ補強リブが挿入される。この曲げ補強リブによって、補強プレートが曲げ補強される。

ここで、比較例として、例えば、補強プレートの下面に曲げ補強リブを設けることが考えられる。しかし、この場合、凹部内の支持面に、曲げ補強リブを挿入するための溝を形成する必要があるため、支持面が破損し易くなる。

これに対して本発明では、補強プレートの上面に曲げ補強リブを設けるため、凹部内の支持面に溝を形成する必要がない。したがって、凹部内の支持面の破損が抑制される。また、梁端部の下面には、補強プレートが設けられる。したがって、梁端部の下面に溝を形成しても、梁端部の下面の破損が抑制される。

以上説明したように、本発明によれば、木質梁の梁端部の下面の破損を抑制することができる。

一実施形態に係る木質柱梁接合構造が適用された木質柱及び一対の木質梁を示す図２の１−１線断面図である。図１の２−２線断面図である。図１に示される木質柱及び木質梁を示す分解斜視図である。比較例に係る木質柱梁接合構造が適用された木質柱及び木質梁を示す図１に対応する断面図である。一実施形態に係る木質柱梁接合構造の変形例が適用された木質柱及び木質梁を示す図２に対応する断面図である。一実施形態に係る木質柱梁接合構造の変形例における木質梁を示す縦断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、一実施形態に係る木質柱梁接合構造の変形例における木質梁を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る木質柱梁接合構造について説明する。

（木質柱梁接合構造）
図１及び図２には、本実施形態に係る木質柱梁接合構造が適用された木質柱１０及び一対の木質梁２０が示されている。木質柱１０及び一対の木質梁２０は、例えば、集成材又は無垢材等によって形成されている。また、木質柱１０及び一対の木質梁２０の断面形状は、矩形状とされている。

なお、木質柱１０及び木質梁２０の断面形状は、適宜変更可能である。また、木質柱１０及び木質梁２０の繊維方向Ｄ１，Ｄ２（図４参照）は、後述するように、木質柱１０及び木質梁２０の各々の材軸方向に沿っている。

一対の木質梁２０は、木質柱１０の柱梁仕口部の両側に配置されている。この一対の木質梁２０の梁端部２０Ｅは、木質柱１０の柱梁仕口部に接合されている。具体的には、木質柱１０の柱梁仕口部における両側の側面１０Ｓには、凹部１２がそれぞれ形成されている。

なお、本実施形態では、木質柱１０及び木質梁２０の幅が同じとされているが、木質梁２０の幅は、木質柱１０の幅よりも広くても狭くても良い。

図３に示されるように、凹部１２は、正面から見て、後述する木質梁２０の差込部２４の形状に応じた矩形状に形成されている。この凹部１２は、底面１２Ｂと、上側の内周面１２Ｕと、左右の内周面１２Ｓと、下側の内周面（以下、「支持面」）１２Ｌとを有している。

木質梁２０は、梁本体部２２及び差込部２４を有している。差込部２４の断面形状は、矩形状とされている。この差込部２４は、例えば、平面視にて、木質梁２０の梁端部２０Ｅの梁幅方向両側の角部を矩形状に切り欠くことにより形成されている。

差込部２４は、梁本体部２２の端面２２Ａにおける幅方向の中間部からほぞ状に突出している。また、差込部２４は、木質梁２０の下面２０Ｌから上面２０Ｕに渡って形成されている。この差込部２４は、後述する補強部材３０と共に、木質柱１０の凹部１２に差し込まれる（嵌め込まれる）。

なお、本実施形態における梁端部２０Ｅは、差込部２４及び梁本体部２２の端部を含む概念である。

（補強部材）
木質梁２０の梁端部２０Ｅの下面２０Ｌには、補強部材３０が設けられている。補強部材３０は、補強プレート３２と、複数の曲げ補強リブ３４とを有している。補強プレート３２は、例えば、鋼板等の金属板によって矩形状に形成されている。

補強プレート３２は、差込部２４及び梁本体部２２の下面２０Ｌに渡って配置されており、当該下面２０Ｌに重ねられた状態となっている。なお、補強プレート３２は、接着剤等によって差込部２４及び梁本体部２２の下面２０Ｌに固定されても良い。また、差込部２４及び梁本体部２２の下面２０Ｌは、面一とされている。

補強プレート３２は、差込部２４の下面２０Ｌの幅方向の一端側から他端側に渡っている。より具体的には、補強プレート３２の幅Ｗは、差込部２４の幅Ｗと同じとされている。また、補強プレート３２は、差込部２４の下面２０Ｌの略全面を覆っている。なお、補強プレート３２の幅Ｗは、差込部２４の幅Ｗ以下であっても良い。

差込部２４の下面２０Ｌを覆う補強プレート３２の一端側は、差込部２４と共に木質柱１０の凹部１２に差し込まれ、凹部１２内の支持面１２Ｌに載置される。これにより、差込部２４の下面２０Ｌが、補強プレート３２を介して凹部１２内の支持面１２Ｌに載置される。この状態で、木質梁２０が木質柱１０に接合される。

補強プレート３２の上面３２Ｕには、複数の曲げ補強リブ３４が設けられている。複数の曲げ補強リブ３４は、板状に形成されており、補強プレート３２の上面３２Ｕから上方へ延出されている。また、複数の曲げ補強リブ３４は、木質梁２０の材軸方向に延びており、補強プレート３２の一端側から他端側に渡っている。さらに、複数の曲げ補強リブ３４は、補強プレート３２の幅方向に間隔を空けて配置されている。これらの曲げ補強リブ３４によって、補強プレート３２に上下方向の曲げ剛性が付与されている。

木質梁２０の下面２０Ｌには、複数の溝４０が形成されている。複数の溝４０は、梁本体部２２及び差込部２４に渡るとともに、スリット状に形成されている。また、複数の溝４０は、木質梁２０の材軸方向に延びるとともに、木質梁２０の幅方向に間隔を空けて配置されている。これらの溝４０には、複数の曲げ補強リブ３４がそれぞれ挿入されている（嵌め込まれている）。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

先ず、本実施形態の作用を明確にするために、比較例に係る木質柱梁接合構造について説明する。図４には、比較例に係る木質柱梁接合構造が適用された木質柱１０及び木質梁２０が示されている。

比較例に係る木質柱梁接合構造は、木質梁２０の梁端部２０Ｅの下面２０Ｌに補強部材３０（図１参照）が設けられていない点で、本実施形態に係る木質柱梁接合構造と相違する。この場合、木質梁２０の差込部２４の下面２０Ｌが、木質柱１０の凹部１２内に支持面１２Ｌによって直接的に支持される。

ここで、木質部材（木材）は、一般に、繊維方向の圧縮強度は高いが、繊維方向と直交する直交方向の圧縮強度は低い。そのため、図４に示されるように、木質梁２０の繊維方向（矢印Ｄ１方向）が、木質梁２０の材軸方向に沿っている場合、木質柱１０の凹部１２内の支持面１２Ｌから木質梁２０の差込部２４の下面２０Ｌに作用する圧縮力Ｐによって、差込部２４の下面２０Ｌが破損（めり込み等）する可能性がある。なお、木質柱１０の繊維方向（矢印Ｄ２方向）は、木質梁２０の材軸方向に沿っている。

この対策として本実施形態では、図１に示されるように、差込部２４の下面２０Ｌに補強部材３０を設けている。そのため、本実施形態では、差込部２４の下面２０Ｌが、補強プレート３２を介して凹部１２内の支持面１２Ｌに載置される。これにより、凹部１２内の支持面１２Ｌから差込部２４の下面２０Ｌに作用する圧縮力Ｐが、補強プレート３２を介して差込部２４及び梁本体部２２の下面２０Ｌに分散して伝達される。この結果、差込部２４の下面２０Ｌに生じる圧縮応力度が低減される。したがって、差込部２４（梁端部２０Ｅ）の下面２０Ｌの破損が抑制される。

また、補強プレート３２には、複数の曲げ補強リブ３４が設けられている。これにより、補強プレート３２を介して、差込部２４の下面２０Ｌを凹部１２内の支持面１２Ｌに載置した場合に、補強プレート３２の曲げ変形量が低減される。したがって、差込部２４の下面２０Ｌの破損がさらに抑制される。

さらに、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌには、木質梁２０の材軸方向に延びる複数の溝４０が形成されている。これらの溝４０には、補強プレート３２の上面３２Ｕから延出する複数の曲げ補強リブ３４がそれぞれ挿入されている。

ここで、比較例として、例えば、補強プレート３２の下面３２Ｌに複数の曲げ補強リブ３４を設けることが考えられる。しかし、この場合、凹部１２内の支持面１２Ｌに、複数の曲げ補強リブ３４を挿入するための溝を形成する必要があるため、支持面１２Ｌが破損し易くなる。

これに対して本実施形態では、補強プレート３２の上面３２Ｕに複数の曲げ補強リブ３４が設けられている。そのため、凹部１２内の支持面１２Ｌに複数の溝４０を形成する必要がない。したがって、凹部１２内の支持面１２Ｌの破損が抑制される。

さらに、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌには、前述したように、補強プレート３２が設けられている。したがって、梁本体部２２及び差込部２４の下面２０Ｌに複数の溝４０を形成しても、梁本体部２２及び差込部２４の下面２０Ｌの破損が抑制される。

また、本実施形態では、梁本体部２２の端面２２Ａによって凹部１２における左右の開口縁部が覆い隠される。したがって、木質柱１０と木質梁２０との接合部の見栄えが向上する。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、木質梁２０に差込部２４（図３参照）が設けられている。しかし、差込部２４は、省略可能である。例えば、図５に示される変形例では、木質梁２０の梁端部２０Ｅに、差込部２４が設けられておらず、梁端部２０Ｅの断面積が一定とされている。この梁端部２０Ｅは、木質柱１０の凹部１２に差し込まれた状態（大入れ）で接合されている。このように木質梁２０の梁端部２０Ｅの断面積を一定とすることにより、木質梁２０の製作性が向上する。

また、上記実施形態では、木質梁２０の下面２０Ｌと補強プレート３２の下面３２Ｌとの間に段差が形成されている。しかし、例えば、図６に示される変形例のように、木質梁２０の下面２０Ｌに、補強プレート３２を収容する凹状の収容部５０を形成し、補強プレート３２の下面３２Ｌと木質梁２０の下面２０Ｌとの段差を無くし、又は段差を低減しても良い。この場合、梁端部２０Ｅの見栄えが向上する。

また、上記実施形態では、曲げ補強リブ３４が木質梁２０の材軸方向に沿って配置されている。しかし、曲げ補強リブ３４は、木質梁２０の材軸方向に限らず、例えば、木質梁２０の幅方向に沿って配置されても良い。さらに、曲げ補強リブの形状、配置、及び数等は、適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、曲げ補強リブ３４が補強プレート３２の上面３２Ｕに設けられている。しかし、曲げ補強リブは、補強プレート３２の下面３２Ｌに設けられても良い。この場合、例えば、凹部１２内の支持面１２Ｌに、曲げ補強リブ３４が挿入されるスリット状の溝が形成される。なお、曲げ補強リブ３４が適宜省略可能である。

また、木質梁２０の梁端部２０Ｅの下面２０Ｌには、梁成方向の圧縮強度を高める圧縮補強材を設けても良い。例えば、図７（Ａ）に示される変形例では、木質梁２０の梁端部２０Ｅの下面２０Ｌに、複数の圧縮補強材の一例としての複数のビス（ねじ）６０がねじ込まれている。複数のビス６０は、例えば、金属等によって形成されており、軸圧縮強度が梁端部２０Ｅの梁成方向の圧縮強度よりも高くされている。

複数のビス６０は、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌ側から上方へ延出している。また、複数のビス６０は、木質梁２０の梁成方向に沿って配置されている。さらに、複数のビス６０は、間隔を空けて配置されている。これらのビス６０によって、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌ側の圧縮強度（梁成方向の圧縮強度）が高められている。これにより、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌの破損が抑制される。

また、図７（Ｂ）に示される変形例では、木質梁２０の梁端部２０Ｅの下面２０Ｌに、複数の圧縮補強材の一例としての複数のピン７０が設けられている。ピン７０は、例えば、金属や樹脂等によって形成されており、軸圧縮強度が梁端部２０Ｅの梁成方向の圧縮強度よりも高くされている。

複数のピン７０は、前述したビス６０と同様に、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌ側から上方へ延出している。また、複数のピン７０は、木質梁２０の梁成方向に沿って配置されている。さらに、複数のピン７０は、間隔を空けて配置されている。これらのピン７０によって、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌ側の圧縮強度（梁成方向の圧縮強度）が高められている。これにより、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌの破損が抑制される。

なお、前述したビス６０及びピン７０は、梁端部２０Ｅの下面２０Ｌに対して傾斜させても良い。また、圧縮補強材は、ビス６０及びピン７０等の棒状材に限らず、他の形状の補強材を用いても良い。

また、上記実施形態は、準耐火構造又は耐火構造の木質柱及び木質梁にも適用可能である。準耐火構造の木質柱及び木質梁としては、例えば、荷重（長期荷重）を支持する木質心部と、木質心部の外側に配置される燃え代層とを備える。また、耐火構造の木質柱及び木質梁としては、例えば、荷重（長期荷重）を支持する木質心部と、木質心部の外側に配置される燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に配置される燃え代層とを備える。

以上、本発明の一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限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、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木質柱
１０Ｓ側面
１２凹部
１２Ｌ支持面
２０木質梁
２０Ｅ梁端部
２４差込部（梁端部）
３２補強プレート
３２Ｕ上面
３４曲げ補強リブ
４０溝

Claims

側面に凹部が形成された木質柱と、
梁端部が前記凹部に差し込まれる木質梁と、
前記梁端部の下面に設けられる補強プレートと、
を備え、
前記梁端部の前記下面は、前記補強プレートを介して前記凹部内の下側の支持面に載置される、
木質柱梁接合構造。
前記補強プレートには、曲げ補強部材が設けられる、
請求項１に記載の木質柱梁接合構造。
前記梁端部の下面には、前記木質梁の材軸方向に延びる溝が形成され、
前記曲げ補強部材は、前記補強プレートの上面に設けられ、前記溝に挿入される曲げ補強リブとされる、
請求項２に記載の木質柱梁接合構造。