JP2023128761A - 木部材の接合構造および木部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工精度および施工性を向上できる木部材の接合構造および木部材の接合方法を提供する。【解決手段】柱２（第１木部材）と、柱２に設置される第１鋼板４と、梁３（第２木部材）と、梁３に設置される第２鋼板５と、を有し、第１鋼板４は、柱２に埋設される第１鋼板埋設部４１と、第１鋼板埋設部４１と一体に設けられ柱２から突出する第１鋼板突出部４２と、を有し、第２鋼板５は、梁３に埋設される第２鋼板埋設部５１と、第２鋼板埋設部５１と一体に設けられ梁３から突出する第２鋼板突出部５２と、を有し、第１鋼板突出部４２と第２鋼板突出部５２とが接合される。【選択図】図１

Description

本発明は、木部材の接合構造および木部材の接合方法に関する。

木部材どうしを接合する接合構造として、一方の木部材に接合した鋼板を他方の木部材に設けた溝部に挿入し、鋼板と他方の木部材とを接合する接合構造が知られている。特許文献１に開示された接合構造では、鋼板に設けられた孔部および他方の木部材に設けられた孔部にドリフトピンを打ち込んで鋼板と他方の木部材とを接合している。鋼板と他方の木部材との接合は、現場において行われる。

特開２０２０－２６６９号公報

鋼材と木部材との接合は、施工難度が高く、木工事専門業者が必要となることがある。また、施工精度にバラつきが生じ、施工精度の管理に労力がかかる。特に、現場におけるドリフトピンの打込みは、施工難度が高く、木部材に設けるドリフトピンを挿し込む孔の径には、±０の施工精度が求められるため、施工誤差の吸収が困難である。

そこで、本発明は、施工精度および施工性を向上できる木部材の接合構造および木部材の接合方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る木部材の接合構造は、第１木部材と、前記第１木部材に設置される第１鋼板と、第２木部材と、前記第２木部材に設置される第２鋼板と、を有し、前記第１鋼板は、前記第１木部材に埋設される第１鋼板埋設部と、前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材から突出する第１鋼板突出部と、を有し、前記第２鋼板は、前記第２木部材に埋設される第２鋼板埋設部と、前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材から突出する第２鋼板突出部と、を有し、前記第１鋼板突出部と前記第２鋼板突出部とが接合される。

上記目的を達成するため、本発明に係る木部材の接合構造は、第１木部材に第１鋼板を設置するとともに第２部材に第２鋼板を設置する鋼板設置工程と、前記第１鋼板と前記第２鋼板とを接合する鋼板接合工程と、を有し、前記第１鋼板は、前記第１木部材に埋設される第１鋼板埋設部と、前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材から突出する第１鋼板突出部と、を有し、前記第２鋼板は、前記第２木部材に埋設される第２鋼板埋設部と、前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材から突出する第２鋼板突出部と、を有し、前記鋼板設置工程では、前記第１鋼板埋設部を前記第１木部材に埋設するとともに、前記第２鋼板埋設部を前記第２木部材に埋設し、前記鋼板接合工程では、前記第１鋼板突出部と前記第２鋼板突出部とを接合する。

本発明では、第１木部材への第１鋼板の設置、第２木部材への第２鋼板の設置を工場などで予め行い、現場において第１木部材に設置された第１鋼板と第２木部材に設置された第２鋼板との接合することで第１木部材と第２木部材と容易にかつ精度よく接合できる。

また、本発明に係る木部材の接合構造では、前記第１木部材と前記第１鋼板とは、前記第１木部材に形成された孔部と、前記第１鋼板埋設部に形成された孔部に挿入される第１ドリフトピンで接合され、前記第２木部材と前記第２鋼板とは、前記第２木部材に形成された孔部と、前記第２鋼板埋設部に形成された孔部に挿入される第２ドリフトピンで固定されてもよい。

このような構成とすることにより、ドリフトピンによる木部材と鋼板との接合を工場などでできるため、木部材への鋼板の設置を精度行うことができる。
木部材を耐火仕様にする場合には、ドリフトピンによる木部材と鋼板との接合を行った後に、工場などで木部材に耐火層を施工することができ、現場での作業を削減できる。

また、本発明に係る木部材の接合構造では、前記第１鋼板突出部と、前記第２鋼板突出部とは、ハイテンションボルトで接合されてもよい。

このような構成とすることにより、第１鋼板と第２鋼板とを強固に接合できる。

また、本発明に係る木部材の接合構造では、前記第１鋼板は、前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材の端面と接触する第１受けプレートを有し、前記第２鋼板は、前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材の端面と接触する第２受けプレートを有していてもよい。

このような構成とすることにより、第１受けプレートと第１木部材との支圧を利用した第１木部材と第１鋼板との応力の伝達が可能となる。第２受けプレートと第２木部材との支圧を利用した第２木部材と第２鋼板との応力の伝達が可能となる。
これにより、ドリフトピンによって木部材と鋼板とを接合している場合には、ドリフトピンの本数を削減することができる。

本発明によれば、施工精度および施工性を向上できる。

本発明の実施形態による木部材の接合構造の縦断面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 図１のＢ－Ｂ線断面図である。 木部材の接合構造の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態による木部材の接合構造および木部材の接合方法について、図１から図４に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態による木部材の接合構造１は、木造の柱２と梁３との接合構造である。本実施形態では、柱２および梁３が本発明の第１木部材および第２木部材に相当する。図１から図３に示すように、柱２と梁３（図１および図２参照）の上部には、コンクリート製の床部材１１が設けられる。
図１、図２および図４に示すように、柱２には、第１鋼板４が設置される。梁３には、第２鋼板５が設置される。第１鋼板４と第２鋼板５とが接合されることで柱２と梁３とが接合される。

柱２と梁３とは、梁３の長さ方向の端面３１が柱２の側面２１と水平方向に対向した状態に接合される。梁３の長さ方向で、柱２の側面２１と梁３の端面３１とが対向する水平方向をＸ方向と表記し、梁３の幅方向でＸ方向に直交する水平方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向のうち、梁３に対して柱２が配置される側をＸ方向の一方側と表記し、梁３に対して柱２が配置される側をＸ方向の他方側と表記する。

第１鋼板４は、柱２の上端部分２２に埋設される第１鋼板埋設部４１と、柱２の上端部分２２からＸ方向の他方側に突出する第１鋼板突出部４２と、を有している。第１鋼板４は、平板状であり、板面がＹ方向を向く鉛直面となる向きに配置される。第１鋼板４は、第１鋼板埋設部４１がＸ方向の一方側に配置され、第１鋼板突出部４２がＸ方向の他方側に配置される。第１鋼板埋設部４１と第１鋼板突出部４２とは、一体に設けられている。
第１鋼板突出部４２の板面は、上下方向に長い長方形状である。第１鋼板埋設部４１の板面は、Ｌ字形状である。第１鋼板埋設部４１のＸ方向の他方側（第１鋼板突出部４２と連続する側）の上下方向の寸法は、第１鋼板突出部４２の上下方向の寸法と同じである。第１鋼板埋設部４１のＸ方向の一方側（第１鋼板突出部４２と離れる側）は、他方側よりも下方に延びている。
なお、第１鋼板４は、第１鋼板埋設部４１および第１鋼板突出部４２を有する構成であれば、上記以外の形状であってもよい。

柱２の上端部分２２には、第１鋼板埋設部４１が嵌め込まれる第１溝部２３が形成されている。第１溝部２３は、上方およびＸ方向の一方側に開口している。第１溝部２３は、柱２の上端部分２２のＹ方向の中央部に配置されている。第１鋼板突出部４２は、第１溝部２３のＸ方向の一方側の開口からＸ方向の一方側に突出している。第１鋼板４の上縁部は、柱２の上端と略同じ高さに配置される。

柱２と第１鋼板４とは、複数の第１ドリフトピン６１で接合される。図２および図３に示すように、第１鋼板埋設部４１には、第１ドリフトピン６１が挿入される孔部４１１が複数形成されている。柱２の上端部分２２には、第１鋼板埋設部４１の複数の孔部４１１それぞれとＹ方向に重なる位置に、複数の孔部２４が形成されている。孔部２４は、第１溝部２３に達するとともに、柱２の上端部分２２をＹ方向に貫通している。第１ドリフトピン６１は、柱２の第１溝部２３に第１鋼板４の第１鋼板埋設部４１が嵌め込まれた状態の柱２の孔部２４および第１鋼板埋設部４１の孔部４１１に挿入され、柱２と第１鋼板４とを接合している。

図１、図３および図４に示すように、本実施形態の第１鋼板４は、第１鋼板埋設部４１の上縁部に第１受けプレート４３が接合されている。第１受けプレート４３は、平板状であり、板面が水平面となる向きで第１鋼板埋設部４１の上縁部に接合されている。第１受けプレート４３のＹ方向の中央部が第１鋼板埋設部４１の上縁部に接合されている。第１鋼板埋設部４１と第１受けプレート４３とはＸ方向から見てＴ字形となるように接合されている。第１受けプレート４３の下面は、柱２の上端面２２１と接触している。

図１、図２および図４に示すように、第２鋼板５は、梁３のＸ方向（長さ方向）の一方側の端部分３２に埋設される第２鋼板埋設部５１と、梁３の端部分３２からＸ方向の一方側に突出する第２鋼板突出部５２と、を有している。第２鋼板５は、平板状であり、板面がＹ方向を向く鉛直面となる向きに配置される。第２鋼板５は、第２鋼板突出部５２がＸ方向の一方側に配置され、第２鋼板埋設部５１がＸ方向の他方側に配置される。第２鋼板埋設部５１と第２鋼板突出部５２とは、一体に設けられている。

第２鋼板埋設部５１の板面は、上下方向に長い長方形状である。第２鋼板突出部５２の板面は、上下方向に長い長方形状である。第２鋼板突出部５２は、Ｘ方向および上下方向の寸法が第２鋼板埋設部５１よりも小さい。第２鋼板埋設部５１と第２鋼板突出部５２とは、上縁部の高さが同じである。第２鋼板埋設部５１の下縁部は、第２鋼板突出部５２の下縁部よりも下方に配置されている。
第２鋼板埋設部５１の上下方向の寸法は、梁３の上下方向の寸法（梁せい）と同じである。
なお、第２鋼板５は、第２鋼板埋設部５１および第２鋼板突出部５２を有する構成であれば、上記以外の形状であってもよい。

梁３の端部分３２には、第２鋼板突出部５２が嵌め込まれる第２溝部３３（図２および図４参照）が形成されている。第２溝部３３は、上方、下方およびＸ方向の一方側に開口している。第２溝部３３は、梁３の端部分３２のＹ方向の中央部に配置されている。第２鋼板突出部５２は、第２溝部３３のＸ方向の一方側の開口からＸ方向の一方側に突出している。第２鋼板５の上縁部は、梁３の上端と略同じ高さに配置される。第２鋼板５の下縁部、すなわち第２鋼板埋設部５１の下縁部は、梁３の下端と同じ高さに配置される。

梁３と第２鋼板５とは、複数の第２ドリフトピン６２で接合される。図２に示すように、第２鋼板埋設部５１には、第２ドリフトピン６２が挿入される孔部５１１が複数形成されている。梁３の端部分３２には、第２鋼板埋設部５１の複数の孔部５１１それぞれとＹ方向に重なる位置に、複数の孔部３４が形成されている。孔部３４は、第２溝部３３に達するとともに、梁３の端部分３２をＹ方向に貫通している。第２ドリフトピン６２は、梁３の第２溝部３３に第２鋼板５の第２鋼板埋設部５１が嵌め込まれた状態の梁３の孔部３４および第２鋼板埋設部５１の孔部５１１に挿入され、梁３と第２鋼板５とを接合している。

図１および図４に示すように、本実施形態の第２鋼板５は、第２鋼板埋設部５１の下縁部に第２受けプレート５３が接合されている。第２受けプレート５３は、平板状であり、板面が水平面となる向きで第２鋼板埋設部５１の下縁部に接合されている。第２受けプレート５３のＹ方向の中央部が第２鋼板埋設部５１の下縁部に接合されている。第２鋼板埋設部５１と第２受けプレート５３とは、Ｘ方向から見てＴ字形となるように接合されている。第２受けプレート５３の上面は、梁３の端部分３２の下面と接触している。

第１鋼板４が設置された柱２と、第２鋼板５が設置された梁３とは、第１鋼板４の第１鋼板突出部４２と第２鋼板５の第２鋼板突出部５２とがＸ方向に突き合わされ、添え板７２が重ねられてハイテンションボルト７１で接合される。図４では、片側の添え板７２およびハイテンションボルト７１を省略している。

柱２および梁３は、表面に耐火層８１，８２が設けられ、耐火木部材として使用される。
柱２の耐火層８１は、第１鋼板４が設けられた柱２の外周を覆っている。柱２と第１鋼板４とを接合する第１ドリフトピン６１の端面は、耐火層８１に覆われている。
梁３の耐火層８２は、第２鋼板５が設けられた梁３の端面３１、両側面３６および下面３７を覆っている。梁３と第２鋼板５とを接合する第２ドリフトピン６２の端面は、耐火層８２に覆われている。

第１鋼板４の第１鋼板突出部４２、第２鋼板５の第２鋼板突出部５２、ハイテンションボルト７１および添え板７２は、耐火被覆材８３に被覆されている。

本実施形態による木部材の接合方法について説明する。
まず、柱２に第１鋼板４を接合し、梁３に第２鋼板５を接合する（鋼板設置工程）。
柱２に第１溝部２３および孔部２４を形成する。第１溝部２３に第１鋼板４の第１鋼板埋設部４１を挿入するとともに、第１受けプレート４３を柱２の上端面２２１と接触させる。第１鋼板埋設部４１を第１ドリフトピン６１で柱２に接合する。
梁３に第２溝部３３および孔部３４を形成する。第２溝部３３に第２鋼板５の第２鋼板埋設部５１を挿入するとともに、第２受けプレート５３を梁３の下面３７と接触させる。第２鋼板埋設部５１を第２ドリフトピン６２で梁３に接合する。

第１鋼板４が設けられた柱２に耐火層８１を設け、第２鋼板５が設けられた梁３に耐火層８２を設ける（第１耐火材設置工程）。
鋼板設置工程および第１耐火材設置工程は、建設現場ではなく、工場などで行うことができる。

建設現場において第１鋼板４が設置された柱２を立設する。第２鋼板５が設置された梁３を吊り上げ、第１鋼板４と第２鋼板５とを接合する（鋼板接合工程）。
第１鋼板４と第２鋼板５とをハイテンションボルト接合する。
鋼板接合工程の後に、第１鋼板４の第１鋼板突出部４２、第２鋼板５の第２鋼板突出部５２、ハイテンションボルト７１および添え板７２に耐火被覆材８３を受ける第２耐火層設置工程を行う。
このようにして柱２と梁３とが接合される。

次に、上記の本実施形態による木部材の接合構造および木部材の接合方法の作用・効果について説明する。
上記の本実施形態による木部材の接合構造１および木部材の接合方法では、本発明では、柱２への第１鋼板４の設置、梁３への第２鋼板５の設置を工場などで予め行い、現場において柱２に設置された第１鋼板４と梁３に設置された第２鋼板５との接合することで柱２と梁３と容易にかつ精度よく接合できる。

上記の本実施形態による木部材の接合構造１では、柱２と第１鋼板４とは、柱２に形成された孔部２４と、第１鋼板埋設部４１に形成された孔部４１１に挿入される第１ドリフトピン６１で接合され、梁３と第２鋼板５とは、梁３に形成された孔部３４と、第２鋼板埋設部５１に形成された孔部５１１に挿入される第２ドリフトピン６２で固定されている。
このような構成とすることにより、ドリフトピン６１，６２による木部材（柱２、梁３）と鋼板（第１鋼板４、第２鋼板５）との接合を工場などでできるため、木部材への鋼板の設置を精度行うことができる。
木部材を耐火仕様にする場合には、ドリフトピン６１，６２による木部材と鋼板との接合を行った後に、工場などで木部材に耐火層８１，８２を施工することができ、現場での作業を削減できる。

上記の本実施形態による木部材の接合構造１では、第１鋼板突出部４２と、第２鋼板突出部５２とは、ハイテンションボルト接合されている。
このような構成とすることにより、第１鋼板４と第２鋼板５とを強固に接合できる。

上記の本実施形態による木部材の接合構造１では、第１鋼板４には、第１受けプレート４３が設けられ、第２鋼板５には第２受けプレート５３が設けられている。
このような構成とすることにより、第１受けプレート４３と柱２との支圧を利用した柱２と第１鋼板４の応力の伝達が可能となる。第２受けプレート５３と梁３との支圧を利用した梁３と第２鋼板５との応力の伝達が可能となる。
第１ドリフトピン６１および第２ドリフトピン６２の本数を削減することができる。

以上、本発明による木部材の接合構造および木部材の接合方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、第１鋼板４の第１鋼板突出部４２と第２鋼板５の第２鋼板突出部５２とは、ハイテンションボルト接合で接合されているが、ボルト接合や溶接などで接合されてもよい。
上記の実施形態では、第１鋼板４は柱２に第１ドリフトピン６１で接合され、第２鋼板５は梁３に第２ドリフトピン６２で接合されているが、第１鋼板４と木部材との接合、第２鋼板５と木部材との接合は、上記以外のドリフトピン以外の固定具や接着剤による接合であってもよい。

上記の実施形態では、第１鋼板４の第１鋼板埋設部４１は、柱２に形成された第１溝部２３に嵌め込まれ、第２鋼板５の第２鋼板埋設部５１は、梁３に形成された第２溝部３３に嵌め込まれている。これに対し、木部材がＣＬＴ（直交集成板）の場合は、木部材を加工する工程において、第１鋼板４の第１鋼板埋設部４１や第２鋼板５の第２鋼板埋設部５１を埋設するようにしてもよい。

上記の実施形態では、柱２に一方向から梁３が接合されているが、柱２に複数の方向から梁３が接合される場合に、各梁３に第２鋼板５を設けるとともに、柱２に各梁３の第２鋼板５と接合される第１鋼板４を設置して、第１鋼板４と第２鋼板５とを接合してもよい。

上記の実施形態では、第１鋼板４に第１受けプレート４３が設けられているが、設けられていなくてもよい。上記の実施形態では、第２鋼板５に第２受けプレート５３が設けられているが、設けられていなくてもよい。
上記の実施形態では、柱２、梁３に耐火層８１，８２が設けられ、第１鋼板４と第２鋼板５との接合部に耐火被覆材８３が設けられているが、耐火層８１，８２や耐火被覆材８３が設けられていなくてもよい。

１ 接合構造
２ 柱（第１部材）
３ 梁（第２部材）
４ 第１鋼板
５ 第２鋼板
２４ 孔部
３４ 孔部
４１ 第１鋼板埋設部
４２ 第１鋼板突出部
４３ 第１受けプレート
５３ 第２受けプレート
５１ 第２鋼板埋設部
５２ 第２鋼板突出部
６１ 第１ドリフトピン
６２ 第２ドリフトピン
７１ ハイテンションボルト
８１，８２ 耐火層
８３ 耐火被覆材
４１１ 孔部
５１１ 孔部

Claims (5)

1. 第１木部材と、
   前記第１木部材に設置される第１鋼板と、
   第２木部材と、
   前記第２木部材に設置される第２鋼板と、を有し、
   前記第１鋼板は、
   前記第１木部材に埋設される第１鋼板埋設部と、
   前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材から突出する第１鋼板突出部と、を有し、
   前記第２鋼板は、
   前記第２木部材に埋設される第２鋼板埋設部と、
   前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材から突出する第２鋼板突出部と、を有し、
   前記第１鋼板突出部と前記第２鋼板突出部とが接合される木部材の接合構造。
2. 前記第１木部材と前記第１鋼板とは、前記第１木部材に形成された孔部と、前記第１鋼板埋設部に形成された孔部に挿入される第１ドリフトピンで接合され、
   前記第２木部材と前記第２鋼板とは、前記第２木部材に形成された孔部と、前記第２鋼板埋設部に形成された孔部に挿入される第２ドリフトピンで固定される請求項１に記載の木部材の接合構造。
3. 前記第１鋼板突出部と、前記第２鋼板突出部とは、ハイテンションボルトで接合される請求項１または２に記載の木部材の接合構造。
4. 前記第１鋼板は、前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材の端面と接触する第１受けプレートを有し、
   前記第２鋼板は、前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材の端面と接触する第２受けプレートを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の木部材の接合構造。
5. 第１木部材に第１鋼板を設置するとともに第２木部材に第２鋼板を設置する鋼板設置工程と、
   前記第１鋼板と前記第２鋼板とを接合する鋼板接合工程と、を有し、
   前記第１鋼板は、
   前記第１木部材に埋設される第１鋼板埋設部と、
   前記第１鋼板埋設部と一体に設けられ前記第１木部材から突出する第１鋼板突出部と、を有し、
   前記第２鋼板は、
   前記第２木部材に埋設される第２鋼板埋設部と、
   前記第２鋼板埋設部と一体に設けられ前記第２木部材から突出する第２鋼板突出部と、を有し、
   前記鋼板設置工程では、前記第１鋼板埋設部を前記第１木部材に埋設するとともに、前記第２鋼板埋設部を前記第２木部材に埋設し、
   前記鋼板接合工程では、前記第１鋼板突出部と前記第２鋼板突出部とを接合する木部材の接合方法。

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