JP2021175864A - 木製構造部材の補強構造及び木造建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、プレートが第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止する。【解決手段】第１構造部材である梁１に当てがわれるプレート１３と、第２木製構造部材である柱２に固定されるＵ型ホルダー１１と、構造部材挿通孔１ａとプレート挿通孔１３ａに挿通される挿通ロッド１２と、挿通ロッド１２の一端側に取り付けられ、プレート１３に押し付けられるナット１４ａと、挿通ロッド１２の他端側に取り付けられ、挿通ロッド１２をＵ型ホルダー１１に接続するナット１５ａとを備え、梁１には、構造部材挿通孔１ａの周囲近傍に、挿通ロッド１２の軸方向に沿って、プレート１３が梁１にめり込むのを防止するラグスクリュー２１〜２４がねじ込まれ、ラグスクリュー２１〜２４の頭部はプレート１３の下面に当接するようになっている木製構造部材の補強構造とする。【選択図】図１

Description

本発明は、プレートを木製構造部材に当てがって木製構造部材同士を固定するのを補強する木製構造部材の補強構造及び木造建築物に関するものである。

木造軸組構造等の建築物においては、水平方向に配置された土台、梁（横架材）に柱を鉛直方向に組み付けて骨組みが形成されるが、地震や強風により柱が土台等から抜けるのを防ぐため、柱脚（柱の下部）や柱頭（柱の上部）には、引き寄せ金物（ホールダウン金物）が取り付けられ、また、柱の近傍において土台と梁を長尺のボルト等で連結する構造が提案されている。
例えば、特許文献１（特開２０００−１１０２４１号公報）には、下端側を基礎に埋設した垂直引付けボルトの上半部側を軒桁及び各階の桁梁に挿通して螺子力で締付け引付けて固定し、軒桁及び各階の桁梁には平面視Ｘ，Ｙ方向に、各々Ｘ方向水平引付けボルトとＹ方向水平引付けボルトを挿通、横架して螺子力で締付け引付けて固定し、平面視Ｘ，Ｙ方向と垂直方向の三方向共に半固定構造に螺子力で締付け引付けて固定している耐震軸組みが開示されている。
しかしながら、特許文献１の耐震軸組みでは、垂直引付けボルトの中間軸である両ネジボルトの上端部に継設された軒桁抑止ボルトが、軒桁に鉛直方向に挿通して、締付けナットで締付けて軒桁９を鉛直方向に引付けて強力に固定していることから、強い地震等により通し柱が傾き、軒桁を持ち上げようする大きな力が作用した場合、軒桁抑止ボルトに大きな引張力が作用して締付けナットが軒桁にめり込み、軒桁の上面が塑性変形し損傷するという問題がある。

また、特許文献２（特開２０１３−８７５４３号公報）には、基礎１の上に土台２および柱３を固定し、柱３の上に梁４を固定して構成され、アンカーボルト６、ジョイントナット７（接続金具）、タイロッド８、ターンバックル１０（接続金具）および通しボルト９により土台２と梁４とを連結し、柱頭部３ｂの両側には、それぞれ、通しボルト９の上端部９ｂが座金９２を介してナット９１により梁４の上側面に固定されている木造家屋の補強構造（引用文献２の図１）や、土台２および梁４に固定されたアンカーボルト６および通しボルト９を、ジョイントナット７やタイロッド８およびターンバックル１０を使用せずに、それぞれ引き寄せ金物１４を使用して、柱３の柱脚部３ａおよび柱頭部３ｂの両側において土台２と梁４に連結した木造家屋の補強構造（引用文献２の図６）が開示されている。
しかしながら、特許文献２の木造家屋の補強構造においても、特許文献１と同様に、強い地震等により柱３が傾いて梁４を持ち上げようとする強い力が作用し、通しボルト９に大きな引張力が作用すると、ナット９１が座金９２を梁４の上面に強く押し付け、座金９２が梁４の上面にめり込み、梁４の上面が塑性変形し損傷するという問題が生ずる。
この場合、座金９２の底面積を大きくして、座金９２の底面が梁４の上面を押し付ける単位面積当たりの力の低減することも考えられるが、座金９２の底面積を大きくすると、梁４の上面に設置する柱（柱４の真上に設置される柱）と干渉するという問題が生ずる。
また、座金９２においては、ナット９１が座金９２を強く押し付けることから、ナット９１と接している部分に大きな力が作用して、その周辺、すなわち、ナット９１が螺合する通しボルト９が挿通する孔の周辺がへこみ、座金９２と梁４の上面が接している部分のうち、通しボルト９が挿通する孔の周辺のめり込みは、座金９２の外周部分のめり込みより大きくなり、座金９２の底面積を大きくしても、通しボルト９が挿通する孔の周辺において、座金９２の梁４の上面へのめり込みによる塑性変形や損傷を防ぐことはできない。

ところで、特許文献３（特許第４７６４９０８号公報）には、一方の木質構造部材の長手方向に形成された接合面に直交して柱材としての他方の木質構造部材の端面を対向させて接合する木質構造部材の接合構造において、前記一方の構造部材の接合面内に埋設され、その頭部を接合面に面一に表出させた複数本の頭部を有する線状支持体よりなる支持具と、前記他方の構造部材の接合端面と、前記一方の構造部材の接合面との間に介在される所定厚みの補強プレートとを具備した木質構造部材の接合構造が開示されている。
この特許文献３の木質構造部材の接合構造は、柱材とそれに直交する土台や梁等の接合面に適用されるもので、柱と土台等の接合面に介在される補強プレートは、柱からの加圧力を土台等に均等に分散して接合面を押し付けることから（特許文献３の段落［００３０］参照）、柱が補強プレートを介して土台等にめり込むのを防止するための支持具（線状支持体）は、接合面内に均等に配置する必要がある。
このため、特許文献２の通しボルト９に螺合するナット９１と梁４の上面の間に介在する座金９２のように、ボルトが挿通され、そのボルトと螺合するナットからの大きな力が作用し、ボルトの挿通孔の周辺が梁の上面等に大きくめり込むプレートが取り付けられた構造に対して、特許文献３の補強プレートと接合面内に埋設された支持具の構造では、プレートが梁の上面等にめり込み、梁の上面等を塑性変形させ損傷させるのを防止できない。

特開２０００−１１０２４１号公報 特開２０１３−８７５４３号公報 特許第４７６４９０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、第１木製構造部材とこの第１木製構造部材に当てがわれたプレートを挿通する挿通ロッドに生じた引張力により、プレートを第１木製構造部材に押し付け、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定を補強する補強構造において、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、プレートが第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止することである。

請求項１の発明は、第１木製構造部材を第２木製構造部材に固定するのを補強する補強構造であって、前記第１構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材がねじ込まれ、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項２の発明は、前記めり込み防止線状部材は、複数のラグスクリュー又はグルードインロッドである木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項３の発明は、前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項４の発明は、前記めり込み防止線状部材は、隣り合う該めり込み防止線状部材の距離が同じとなるように配置されている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項５の発明は、前記第２木製構造部材は、基礎又は横架材に固定された柱であり、第１木製構造部材は、前記柱に固定された梁であり、前記プレート、前記第１押付部材、前記挿通ロッド、前記構造部材用固定部材及び前記第２押付部材は、前記梁を前記柱に引き寄せる柱頭金物を構成する木製構造部材の補強構造。を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項６の発明は、第１木製構造部材と、該第１木製構造部材が固定される第２木製構造部材と、前記第１木製構造部材が前記第２木製構造部材に固定されるのを補強する補強構造を備えた木造建築物であって、前記第１構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材がねじ込まれ、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっている木造建築物を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項１に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止するという効果を奏する。

請求項２に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、さらに、プレートの第１木製構造部材への押し付けに対して、ラグスクリューのネジ部又はグルードインロッドがより強い抵抗力を示し、プレートの第１木製構造部材にめり込みをより抑制できるという効果を奏する。

請求項３に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、さらに、めり込み防止線状部材の抵抗力が同じとなり、より効果的にプレートが第１木製構造部材にめり込むのを防止できるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明の木製構造部材の補強構造おいては、さらに、プレートからのめり込み防止線状部材に対する押付力が同じとなり、より効果的にプレートが第１木製構造部材にめり込むのを防止できるという効果を奏する。

請求項５に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、柱が傾き梁を持ち上げようとし、挿通ロッドに引張力が生じてプレートが梁に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して梁にめり込み、梁が塑性変形し損傷するのを防止するという効果を奏する。という効果を奏する。

請求項６に記載の発明の木造建築物においては、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止するという効果を奏する。

本発明の実施形態の木製構造部材の補強構造の構成を示す斜視図である。 図１に示す木製構造部材の補強構造の平面図である。 図１に示す木製構造部材の補強構造の正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１に示す木製構造部材の補強構造の分解斜視図である。 ラグスクリュー２１の拡大斜視図である。 図４のＣ部拡大図である。 ラグスクリュー２１〜２４と構造部材挿通孔１ａの位置関係を説明する説明図である。 ラグスクリューの他の配置を説明する説明図である。 図１に示す木製構造部材の補強構造において、挿通ロッドに鉛直下向きの大きな引張力が作用した場合、プレート１３と梁１に作用する力を説明する説明図である。 プレート１３から梁１のプレート領域ＰＲに分布荷重ｗが作用した場合のプレート１３と梁１の変形状態を説明する説明図である。 木製構造部材の補強構造の他の例の構成を示す斜視図である。 図１３に示す木製構造部材の補強構造の正面図である。

［木製構造部材の補強構造の構成］
図１は、本発明の実施形態の木製構造部材の補強構造の構成を示す斜視図、図２は、図１に示す木製構造部材の補強構造の平面図、図３は、図１に示す木製構造部材の補強構造の正面図であり、図４は、図２のＡ−Ａ断面図、図５は、図２のＢ−Ｂ断面図、図６は、図１に示す木製構造部材の補強構造の分解斜視図である。
図中、１は梁、１ａは構造部材挿通孔、１ｈａはホゾ（ほぞ）穴、１ｍ１〜１ｍ４はラグスクリュー穴、２、３は柱、２ｈｚ、３ｈｚはホゾ（ほぞ）、２ｎはネジ穴、１０は柱頭金物、１１はＵ型ホルダー、１１ａは固定板、１１ｂは筒部、１１ｃは貫通孔、１１ｄは木ネジ、１２は挿通ロッド、１３はプレート、１３ａはプレート挿通孔、１４ａ、１５ａはナット、１４ｂ、１５ｂは座金、２１〜２４はラグスクリューであり、図において、Ｘは梁１の軸方向（長手方向）に沿った方向（左右方向）、ＹはＸ方向と水平方向に垂直な方向（前後方向）、Ｚは水平面（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向）である。
図に示すように、梁１は、本発明の第１木製構造部材となるものであり、柱２は、本発明の第２木製構造部材となるものであり、基礎または土台や梁等の横架材（いずれも図示せず）に固定され、柱２の上面に設けられたホゾ２ｈｚが梁１の下面に設けられたホゾ穴にはめ込まれて、梁１が柱２の上面に固定される。
柱３は、下面に設けられたホゾ３ｈｚが梁１の上面に設けられたホゾ穴１ｈａにはめ込まれて、梁１の上面に固定される。
また、梁１には、挿通ロッド１２が挿通する構造部材挿通孔１ａが上下方向（Ｚ方向）に貫通して設けられ、構造部材挿通孔１ａの周囲近傍には、ラグスクリュー２１〜２４によって、ラグスクリュー穴１ｍ１〜１ｍ４が形成され、柱２の左側面には、木ネジ１１ｄによって、ネジ穴２ｎが形成されている。
そして、梁１、柱２、３には、木製の材料、例えば、ヒノキ（桧）、ヒバ（桧葉）、スギ（杉）等の木材が使用され、 梁１と柱２、３により、木造建築物の骨格の一部が形成される。

柱頭金物１０は、Ｕ型ホルダー１１、挿通ロッド１２、プレート１３、ナット１４ａ、１５ａ、座金１４ｂ、１５ｂ等から構成され、柱頭金物１０とラグスクリュー２１〜２４により、本発明の木製構造部材の補強構造が構成される。
Ｕ型ホルダー１１は、本発明の構造部材用固定部材となるもので、鋼板からなる固定板１１ａと、固定板１１ａの上部に溶接等により接合されたＵ字型の鋼板からなる筒部１１ｂから構成され、固定板１１ａには下部から中央部にかけて４個の貫通孔１１ｃが設けられ、４個の木ネジ１１ｄが貫通孔１１ｃから挿通されて柱２の左側面にねじ込まれ、これにより、Ｕ型ホルダー１１が柱２の左側面に固定される。
挿通ロッド１２は、両端部に雄螺子が設けられた鋼棒であり、下側部分がＵ型ホルダー１１の筒部１１ｂに挿通され、上側部分が梁１の構造部材挿通孔１ａに挿通される。
プレート１３は、鋼板等の金属板であり、中心部にプレート挿通孔１３ａが設けられ、プレート挿通孔１３ａが構造部材挿通孔１ａの位置にくるように、梁１の上面に当てがわれる。
ナット１４ａは、本発明の押付部材となるもので、挿通ロッド１２の一端側である上端側の雄螺子に螺合して取り付けられ、プレート１３の上面に座金１４ｂを介して押し付けられる。
ナット１５ａは、本発明の接続部材となるもので、挿通ロッド１２の他端側である下端側の雄螺子に螺合して取り付けられ、Ｕ型ホルダー１１の筒部１１ｂの下面に座金１５ｂを介して押し付けられ、挿通ロッド１２をＵ型ホルダー１１に接続する。
そして、Ｕ型ホルダー１１の固定板１１ａを柱２の左側面に固定し、プレート１３をプレート挿通孔１３ａが構造部材挿通孔１ａの位置にくるように梁１の上面に当てがい、 挿通ロッド１２を、プレート挿通孔１３ａ、構造部材挿通孔１ａ、筒部１１ｂに挿通し、挿通ロッド１２の両端部に座金１４ｂ、１５ｂをはめ込んでナット１４ａ、１５ａを螺合させて締め付けることにより、梁１と柱２の固定が補強され、地震等によって柱２が左右方向（Ｘ方向）に傾き、柱２から梁１が浮き上がるのが防止される。

［めり込み防止線状部材］
ラグスクリュー２１〜２４は、本発明のめり込み防止線状部材となるもので、炭素鋼等の金属材料からなり、梁２の構造部材挿通孔１ａの周囲近傍に挿通ロッド１２の軸方向に沿ってネジ込まれる。
図７は、ラグスクリュー２１の拡大斜視図、図８は、図４のＣ部拡大図であり、図中、２１ａ、２３ａは頭部、２１ｂ、２３ｂは軸部、２１ｃ、２３ｃはネジ山である。
図７に示すように、ラグスクリュー２１は、六角形の頭部２１ａ、細長い軸部２１ｂと軸部２１ｂの周面から突出するネジ山２１ｃ（ネジ部）からなり、軸部２１ｂの先端部は尖った円錐形となっている。他のラグスクリュー２２〜２４も、ラグスクリュー２１と同様の構造である。
図８に示すように、ラグスクリュー２１、２３は、梁１に、頭部２１ａ、２３ａの上面と梁２の上面が面一となるようにねじ込まれて埋設される。他のラグスクリュー２２、２４も同様にして梁１にねじ込まれて埋設される。
そして、梁１にねじ込まれたラグスクリュー２１は、ネジ山２１ｃが軸部２１ｂを覆う梁２の内部に深く食い込み、軸方向の力（押付力又は引抜力）に対して通常の木ネジ等より強い抵抗力を示し、他のラグスクリュー２２〜２４も同様である。
この場合、ラグスクリュー２１の山径Ｄｒは、Ｄｒ＝５〜２５ｍｍであり、挿通ロッド１２の軸径Ｄｓより小さく、ラグスクリュー２１の長さＬｒは、Ｌｒ＝５０〜５００ｍｍであり、構造部材挿通孔１ａの長さ（梁２のＺ方向の長さ）の１／２以上とすることが望ましく、頭部２１ａのＸ方向、Ｙ方向の長さは、１．２Ｄｒ〜１．８Ｄｒであり、ラグスクリュー２１の他のラグスクリュー２２〜２４の山径、長さ等も同様である。
また、本発明のめり込み防止線状部材は、グルードインロッドであってもよい。グルードインロッドは、木材に穴をあけ、そこに挿入された棒状の接合具との空隙に注入・充填された接着剤の硬化により、応力を接着剤の付着力と接合具を介して伝達して接合耐力を発生させるものであり。
本発明においては、梁１のラグスクリュー２１〜２４がねじ込まれる位置に穴をあけ、そこに棒状の接合具を挿入し、接合具と穴の内壁の空隙に接着剤を注入・充填して硬化させ、これにより梁１にグルードインロッドが埋設される。
なお、挿通ロッド１２の軸径Ｄｓは、Ｄｓ＝１０〜５０ｍｍであり、構造部材挿通孔１ａとプレート挿通孔１３ａの孔径は、軸径Ｄｓよりわずかに大きくなっている。

図９は、ラグスクリュー２１〜２４と構造部材挿通孔１ａの位置関係を説明する説明図であり、図中、２２ｃ、２４ｃはネジ山、ＣＥは構造部材挿通孔１ａの中心、ＰＲはプレート１３が梁１に当てがわれるプレート領域、網点で示すＫＢは構造部材挿通孔１ａの周囲近傍となる領域、二点鎖線で示すＲ１は、ラグスクリュー２１〜２４の中心位置を通る円周、二点鎖線で示すＲ２は、領域ＫＢの外縁（最も外側の円周）で、ｘは中心ＣＥを通るＸ方向の軸、ｙは中心ＣＥを通るＹ方向の軸である。
構造部材挿通孔１ａの外周（外縁）から領域ＫＢの外縁Ｒ２までの距離ｋ２は、ｋ２＝Ｄｒ〜８Ｄｒであり、ラグスクリュー２１〜２４の中心位置は、領域ＫＢ内にあればよい。
この場合、ラグスクリュー２１〜２４の中心位置は、図９に示すように中心ＣＥの円の円周Ｒ１上にあることが望ましく、構造部材挿通孔１ａの外周（外縁）から円周Ｒ１までの距離ｋ１は、ｋ１＝Ｄｒ〜２Ｄｒであることが望ましい。
また、ラグスクリュー２１〜２４の中心位置は、構造部材挿通孔１ａの中心ＣＥと点対称であり、隣り合うラグスクリュー２１〜２４の距離は、同じであることが望ましい。
図９では、ラグスクリュー２１〜２４の山径Ｄｒ＝１２ｍｍ、挿通ロッド１２の軸径Ｄｓ＝２０ｍｍ、プレート領域ＰＲのＸ方向の長さＬｘ（プレート１３の長手方向の長さ）＝２００ｍｍ、プレート領域ＰＲのＹ方向の長さＬｙ（プレート１３の短手方向の長さ）＝１００ｍｍ、ｋ１＝２０ｍｍ、ｋ２＝４０ｍｍで、ラグスクリュー２１、２３は、ｘ軸上にあり、ラグスクリュー２２、２４は、ｙ軸上にある場合を示している。

図１０は、ラグスクリューの他の配置を説明する説明図であり、図中、２５ａ〜２８ａはラグスクリューの頭部、Ｆ１はｘ軸と４５度の角度をなす左上がりの線、Ｆ２はｘ軸と４５度の角度をなす右上がりの線、Ｇ１は頭部２４ａ（ラグスクリュー２４）の中心を通りｘ軸に平行な線、Ｇ２は頭部２２ａ（ラグスクリュー２２）の中心を通りｘ軸に平行な線、Ｇ３は頭部２１ａ（ラグスクリュー２１）の中心を通りｙ軸に平行な線、Ｇ４は頭部２３ａ（ラグスクリュー２３）の中心を通りｙ軸に平行な線である。
ラグスクリュー２１〜２４は、図１０（ａ）に示すように、頭部２１ａ（ラグスクリュー２１）と頭部２３ａ（ラグスクリュー２３）が線Ｆ１上にあり、頭部２２ａ（ラグスクリュー２２）と頭部２４ａ（ラグスクリュー２４）が線Ｆ２上にあるように配置してもよい。
また、図１０（ｂ）に示すように、図９のラグスクリュー２１〜２４に加えて、頭部２５ａ〜２８ａをもつ新たなラグスクリューを、頭部２５ａが線Ｇ１と線Ｇ３の交点上にあり、頭部２６ａが線Ｇ２と線Ｇ３の交点上にあり、頭部２５ａが線Ｇ２と線Ｇ４の交点上にあり、頭部２８ａが線Ｇ１と線Ｇ４の交点上にあるように配置してもよい。

［木製構造部材の補強構造の作用］
図１１は、図１に示す木製構造部材の補強構造において、挿通ロッドに鉛直下向きの大きな引張力が作用した場合、プレート１３とプレート１３が当てがわれている梁１の面に作用する力を説明する説明図であり、図では、構造部材挿通孔１ａの中心ＣＥを通るＸ方向の縦断面を表している。
今、地震等により柱２が傾いて梁１が柱２により持ち上げられようとし、それに抵抗して挿通ロッド１２に鉛直下向きの大きな引張力Ｐｖが作用した場合、プレート１３の上面には、座金１４ｂからの引張力Ｐｖによる圧力ｐが作用する。すなわち、プレート１３の上面には、座金１４ｂが当接しているプレート孔１３ａの近傍のみ圧力ｐが作用する。
この圧力ｐにより、プレート１３の下面は梁１の上面を押し付けるが、その押付力は均等ではなく、プレート孔１３ａに近いほど大きくなる。すなわち、梁１のプレート領域ＰＲ（図９参照）には、プレート１３から等分布荷重が作用するのではなく、図１１に示すようにプレート孔１３ａに近いほど大きくなる分布荷重ｗが作用する。

図１２は、プレート１３から梁１のプレート領域ＰＲに分布荷重ｗが作用した場合のプレート１３と梁１の変形状態を説明する説明図であり、同図（ａ）は梁１にラグスクリュー２１〜２４が埋め込まれていない場合、同図（ｂ）は梁１にラグスクリュー２１〜２４が埋め込まれている場合を示し、図中、Ｈｍはプレート１３のＸ方向の両縁を通る水平面である。
挿通ロッド１２に作用する鉛直下向きの大きな引張力Ｐｖにより、プレート１３から梁１のプレート領域ＰＲに分布荷重ｗが作用した場合、梁１にラグスクリュー２１〜２４が埋め込まれていないと、図１２（ａ）に示すように、プレート１３は下方に湾曲し、これにより梁１のプレート領域ＰＲは凹み、その凹み深さは、構造部材挿通孔１ａに近いほど大きくなる。すなわち、プレート領域ＰＲのうち、領域ＫＢ（構造部材挿通孔１ａの周囲近傍）の凹みは、領域ＫＢの外側の領域の凹みより大きくなる。
この場合、領域ＫＢの凹み深さをδとし、δが梁１の弾性変形を超えて塑性変形となると、梁１にプレート１３によるめり込みが生じて、梁１の領域ＫＢが損傷する。
これに対して梁１の領域ＫＢにラグスクリュー２１〜２４が埋め込まれていると、プレート１３が下方に湾曲しようとして梁１のプレート領域ＰＲを押し付けるが（特に領域ＫＢを強く押し付けるが）、プレート１３の下面がラグスクリュー２１〜２４の頭部２１ａ〜２４ａに当接していることから、ラグスクリュー２１〜２４のネジ山２１ｃ〜２４ｃ（ネジ部）が強い抵抗力（上からの押付力に対する抵抗力）を示し、プレート１３の下方への湾曲が抑制され、図１２（ｂ）に示すように、プレート領域ＰＲ（特に領域ＫＢ）は、ほとんど凹まず、プレート１３のめり込みによる梁１のプレート領域ＰＲ（特に領域ＫＢ）の損傷が防止される。

［木製構造部材の補強構造の他の例］
図１３は、木製構造部材の補強構造の他の例の構成を示す斜視図、図１４は、図１３に示す木製構造部材の補強構造の正面図である。
図中、３１は梁、３２、３３は柱、３４は土台、３５は基礎、４０は棒状固定部材、４２ａは挿通ロッド、４２ｂは長尺ロッド、４２ｃはアンカーボルト、４３はプレート、４４ａはナット、４４ｂは座金、４５ａ、４６ａはカップラー（長ナット）、４５ｂ、４６ｂはナット、５１〜５４はラグスクリューである。
図に示すように、梁３１は、本発明の第１木製構造部材となるものであり、柱３２は、本発明の第２木製構造部材となるものであり、基礎３５に固定された土台３４に固定され、図１等に示す柱２と同様に柱３２の上面に設けられたホゾ（図示せず）が梁３１の下面に設けられたホゾ穴にはめ込まれて、梁３１が柱３２の上面に固定される。
柱３３は、図１等に示す柱３と同様に下面に設けられたホゾ（図示せず）が梁３１の上面に設けられたホゾ穴（図示せず））にはめ込まれて、梁３２の上面に固定される。
また、梁３１には、梁１と同様に挿通ロッド４２ａが挿通する構造部材挿通孔が上下方向（Ｚ方向）に貫通して設けられ、この構造部材挿通孔の周囲近傍には、ラグスクリュー５１〜５４によって、ラグスクリュー穴が形成されている。
そして、梁３１、柱３２、３３、土台３４には、木製の材料、例えば、ヒノキ（桧）、ヒバ（桧葉）、スギ（杉）等の木材が使用され、 梁３１、柱３２、３３、土台３４、基礎３５により、木造建築物の骨格の一部が形成される。

棒状固定部材４０は、挿通ロッド４２ａ、長尺ロッド４２ｂ、アンカーボルト４２ｃ、プレート４３、ナット４４ａ、座金４４ｂ、カップラー（長ナット）４５ａ、４６ａ、ナット４５ｂ、４６ｂから構成され、棒状固定部材４０とラグスクリュー５１〜５４により、本発明の木製構造部材の補強構造が構成される。
挿通ロッド４２ａは、挿通ロッド１２と同様に両端部に雄螺子が設けられた鋼棒であり、上側部分が梁３１の構造部材挿通孔に挿通される。
プレート４３は、プレート１３と同様に鋼板等の金属板であり、中心部にプレート挿通孔が設けられ、プレート挿通孔が構造部材挿通孔の位置にくるように、梁３１の上面に当てがわれる。
ナット４４ａは、本発明の押付部材となるもので、挿通ロッド４２の一端側である上端側の雄螺子に螺合して取り付けられ、プレート４３の上面に座金４４ｂを介して押し付けられる。
長尺ロッド４２ｂ、アンカーボルト４２ｃ、カップラー（長ナット）４５ａ、４６ａ、ナット４５ｂ、４６ｂは、本発明の構造部材用固定部材となるもので、アンカーボルト４２ｃは、土台３４に挿通され、下側部分が本発明の他の構造部材となる基礎３５に埋め込まれて固定される。
カップラー４５ａは、本発明の接続部材となるもので、挿通ロッド４２ａと長尺ロッド４２ｂを連結する長ナットであり、カップラー４５ａのネジ部の上側部分が挿通ロッド４２ａのネジ部と螺合し、カップラー４５ａのネジ部の下側部分が長尺ロッド４２ｂの上側のネジ部と螺合し、これにより、挿通ロッド４２ａと長尺ロッド４２ｂが連結され、長尺ロッド４２ｂの上側のネジ部に螺合するナット４５ｂが締め付けられてカップラー４５ａが固定される。
カップラー４６ａは、アンカーボルト４２ｃと長尺ロッド４２ｂを連結する長ナットであり、カップラー４６ａのネジ部の下側部分がアンカーボルト４２ｃのネジ部と螺合し、カップラー４６ａのネジ部の上側部分が長尺ロッド４２ｂの下側のネジ部と螺合し、これによりアンカーボルト４２ｃと長尺ロッド４２ｂが連結され、アンカーボルト４２ｂのネジ部に螺合するナット４６ｂが締め付けられてカップラー４６ａが固定される。

そして、アンカーボルト４２ｃの下側部分を基礎３５に固定し、アンカーボルト４２ｃの上端部をカップラー４６ａとナット４６ｂにより長尺ロッド４２ｂの下端部と連結し、プレート４３をプレート挿通孔が構造部材挿通孔の位置にくるように梁３１の上面に当てがい、挿通ロッド４２ａを、プレート挿通孔、構造部材挿通孔に挿通し、挿通ロッド４２ａの上端部に座金４４ｂをはめ込んでナット４４ａを螺合させて締め付け、挿通ロッド４２ａの下端部をカップラー４５ａとナット４５ｂにより長尺ロッド４２ｂの上端部と連結することにより、梁３１と柱３２の固定が補強され、地震等によって柱３２が左右方向（Ｘ方向）に傾き、柱３２から梁３１が浮き上がるのが防止される。
なお、図１３、１４に示す木製構造部材の補強構造において、挿通ロッド４２ａのナット４４ａから上方に突出している部分を伸ばし、柱３３の上面に取り付けられる梁と梁３２との間に、挿通ロッド４２ａ、長尺ロッド４２ｂ、プレート４３、ナット４４ａ、座金４４ｂ、カップラー（長ナット）４５ａ、４６ａ、ナット４５ｂ、４６ｂと同じ構成の棒状固定部材（棒状固定部材４０からアンカーボルト４２ｃを除いた構成のもの）を取り付け、挿通ロッド４２ａの上端部分とこの固定部材の長尺ロッドの下端部分をカップラー（長ナット）で連結するようにしてもよい。

ラグスクリュー５１〜５４は、ラグスクリュー２１〜２４と同じ構成であり、梁３２の構造部材挿通孔の周囲近傍に挿通ロッド４２ａの軸方向に沿ってネジ込まれる。
そして、地震等により柱３２が傾いて梁１１が柱３２により持ち上げられようとし、それに抵抗して挿通ロッド４２ａに鉛直下向きの大きな引張力が作用し、プレート４３の上面に座金４４ｂからの圧力が作用しても、梁３２の構造部材挿通孔の周囲近傍にラグスクリュー５１〜５４が埋め込まれているため、プレート４３の下方への湾曲が抑制され、プレート４３のめり込みによる梁３１の損傷が防止される。

本発明の木製構造部材の補強構造は、第１木製構造部材とこの第１木製構造部材に当てがわれたプレートを挿通する挿通ロッドに生じた引張力により、プレートを第１木製構造部材に押し付け、第の木製構造部材と第２木製構造部材の固定を補強する補強構造において、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、プレートが第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止でき、木造建築物の柱と梁の固定を補強する柱頭金物や各種ホールダウン金物（引き寄せ金物）に利用することができる。

１ 梁
１ａ 構造部材挿通孔
１ｈａ ホゾ（ほぞ）穴
１ｍ１〜１ｍ４ ラグスクリュー穴
２、３ 柱
２ｈｚ、３ｈｚ ホゾ（ほぞ）
２ｎ ネジ穴
１０ 柱頭金物
１１ Ｕ型ホルダー
１１ａ 固定板
１１ｂ 筒部
１１ｃ 貫通孔
１１ｄ 木ネジ
１２ 挿通ロッド
１３ プレート
１３ａ プレート挿通孔
１４ａ、１５ａ ナット
１４ｂ、１５ｂ 座金
２１〜２４ ラグスクリュー
２１ａ、２３ａ 頭部
２１ｂ、２３ｂ 軸部
２１ｃ〜２４ｃ ネジ山
２５ａ〜２８ａ ラグスクリューの頭部
３１ 梁
３２、３３ 柱
３４ 土台
３５ 基礎
４０ 棒状固定部材
４２ａ 挿通ロッド
４２ｂ 長尺ロッド
４２ｃ アンカーボルト
４３ プレート
４４ａ ナット
４４ｂ 座金
４５ａ、４６ａ カップラー（長ナット）
４５ｂ、４６ｂ ナット
５１〜５４ ラグスクリュー
ＣＥ 構造部材挿通孔１ａの中心
ＰＲ プレート領域
ＫＢ 構造部材挿通孔１ａの周囲近傍となる領域
Ｒ１ ラグスクリュー２１〜２４の中心位置を通る円周
Ｒ２ 領域ＫＢの外縁（最も外側の円周）
Ｈｍ プレート１３のＸ方向の両縁を通る水平面

請求項１の発明は、第１木製構造部材を該第１木製構造部材と垂直な方向に配置された第２木製構造部材に固定するのを補強する補強構造であって、前記第１木製構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は前記第２木製構造部材に固定される他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１木製構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材が埋設され、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっており、前記第１木製構造部材の前記プレートが当てがわれるプレート領域は、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域を含み、該周囲近傍となる領域よりも前記第１木製構造部材の長手方向に広く、前記補強構造から前記めり込み防止線状部材を除く構造は、前記挿通ロッドに軸方向の大きな引張力が作用し、前記プレートが前記第１木製構造部材を押し付けた場合、前記プレート領域のうち、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域の凹みの深さは、該近傍となる領域の外側の領域の凹みより大きくなる構造であり、前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は、前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項３の発明は、前記めり込み防止線状部材は、隣り合う該めり込み防止線状部材の距離が同じとなるように配置されている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項４の発明は、前記第２木製構造部材は、基礎又は横架材に固定された柱であり、第１木製構造部材は、前記柱に固定された梁であり、前記プレート、前記押付部材、前記挿通ロッド、前記構造部材用固定部材及び前記接続部材は、前記梁を前記柱に引き寄せる柱頭金物を構成する木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項５の発明は、第１木製構造部材と、該第１木製構造部材と垂直方向に配置された第２木製構造部材と、前記第１木製構造部材が前記第２木製構造部材に固定されるのを補強する補強構造を備えた木造建築物であって、前記第１木製構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は前記第２木製構造部材に固定される他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１木製構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材が埋設され、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっており、前記第１木製構造部材の前記プレートが当てがわれるプレート領域は、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域を含み、該周囲近傍となる領域よりも前記第１木製構造部材の長手方向に広く、前記補強構造から前記めり込み防止線状部材を除く構造は、前記挿通ロッドに軸方向の大きな引張力が作用し、前記プレートが前記第１木製構造部材を押し付けた場合、前記プレート領域のうち、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域の凹みの深さは、該近傍となる領域の外側の領域の凹みより大きくなる構造であり、前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は、前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されている木造建築物を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項１に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷するのを防止し、さらに、めり込み防止線状部材の抵抗力が同じとなり、より効果的にプレートが第１木製構造部材にめり込むのを防止できるという効果を奏する。

請求項３に記載の発明の木製構造部材の補強構造おいては、さらに、プレートからのめり込み防止線状部材に対する押付力が同じとなり、より効果的にプレートが第１木製構造部材にめり込むのを防止できるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明の木製構造部材の補強構造においては、柱が傾き梁を持ち上げようとし、挿通ロッドに引張力が生じてプレートが梁に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して梁にめり込み、梁が塑性変形し損傷するのを防止するという効果を奏する。という効果を奏する。

請求項５に記載の発明の木造建築物においては、第１木製構造部材と第２木製構造部材の固定部が変形し、挿通ロッドに生じた引張力によりプレートが第１木製構造部材に押し付けられた場合に、めり込み防止線状部材が強い抵抗力を示し、プレートが下方に湾曲して第１木製構造部材にめり込み、第１木製構造部材が塑性変形し損傷し、さらに、めり込み防止線状部材の抵抗力が同じとなり、より効果的にプレートが第１木製構造部材にめり込むのを防止できるという効果を奏する。

請求項１の発明は、第１木製構造部材を該第１木製構造部材と垂直な方向に配置された第２木製構造部材に固定するのを補強する補強構造であって、前記第１木製構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は前記第２木製構造部材に固定される他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１木製構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材が埋設され、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっており、前記第１木製構造部材の前記プレートが当てがわれるプレート領域は、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域を含み、該周囲近傍となる領域よりも前記第１木製構造部材の長手方向に広く、前記補強構造から前記めり込み防止線状部材を除く構造は、前記挿通ロッドに軸方向の大きな引張力が作用し、前記プレートが前記第１木製構造部材を押し付けた場合、前記プレート領域のうち、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域の凹みの深さは、該周囲近傍となる領域の外側の領域の凹みより大きくなる構造であり、前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は、前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されている木製構造部材の補強構造を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項５の発明は、第１木製構造部材と、該第１木製構造部材と垂直方向に配置された第２木製構造部材と、前記第１木製構造部材が前記第２木製構造部材に固定されるのを補強する補強構造を備えた木造建築物であって、前記第１木製構造部材に当てがわれるプレートと、前記第２木製構造部材又は前記第２木製構造部材に固定される他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、前記第１木製構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材とを備え、前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材が埋設され、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっており、前記第１木製構造部材の前記プレートが当てがわれるプレート領域は、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域を含み、該周囲近傍となる領域よりも前記第１木製構造部材の長手方向に広く、前記補強構造から前記めり込み防止線状部材を除く構造は、前記挿通ロッドに軸方向の大きな引張力が作用し、前記プレートが前記第１木製構造部材を押し付けた場合、前記プレート領域のうち、前記構造部材挿通孔の周囲近傍となる領域の凹みの深さは、該周囲近傍となる領域の外側の領域の凹みより大きくなる構造であり、前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は、前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されている木造建築物を提供して、上記課題を解決するものである。

Claims (6)

1. 第１木製構造部材を第２木製構造部材に固定するのを補強する補強構造であって、
   前記第１構造部材に当てがわれるプレートと、
   前記第２木製構造部材又は他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、
   前記第１構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、
   前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、
   前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材と
   を備え、
   前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材が埋設され、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっていることを特徴とする木製構造部材の補強構造。
2. 前記めり込み防止線状部材は、複数のラグスクリュー又はグルードインロッドであることを特徴とする請求項１記載の木製構造部材の補強構造。
3. 前記プレート挿通孔は前記プレートの中心位置に設けられ、前記めり込み防止線状部材は前記構造部材挿通孔の中心に対して点対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の木製構造部材の補強構造。
4. 前記めり込み防止線状部材は、隣り合う該めり込み防止線状部材の距離が同じとなるように配置されていることを特徴とする請求項３記載の木製構造部材の補強構造。
5. 前記第２木製構造部材は、基礎又は横架材に固定された柱であり、第１木製構造部材は、前記柱に固定された梁であり、前記プレート、前記第１押付部材、前記挿通ロッド、前記構造部材用固定部材及び前記第２押付部材は、前記梁を前記柱に引き寄せる柱頭金物を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した木製構造部材の補強構造。
6. 第１木製構造部材と、該第１木製構造部材が固定される第２木製構造部材と、前記第１木製構造部材が前記第２木製構造部材に固定されるのを補強する補強構造を備えた木造建築物であって、
   前記第１構造部材に当てがわれるプレートと、
   前記第２木製構造部材又は他の構造部材に固定される構造部材用固定部材と、
   前記第１構造部材に設けられた構造部材挿通孔と前記プレートに設けられたプレート挿通孔に挿通される挿通ロッドと、
   前記挿通ロッドの一端側に取り付けられ、前記プレートに押し付けられる押付部材と、
   前記挿通ロッドの他端側に取り付けられ、前記挿通ロッドを前記構造部材用固定部材に接続する接続部材と
   を備え、
   前記第１木製構造部材には、前記構造部材挿通孔の周囲近傍に、前記挿通ロッドの軸方向に沿って、前記プレートが前記第１木製構造部材にめり込むのを防止するめり込み防止線状部材がねじ込まれ、該めり込み防止線状部材の頭部は前記プレートの下面に当接するようになっていることを特徴とする木造建築物。
   
   

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