JP2839437B2 - 木材の接合構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築物等において構造
材として用いられ、引っ張り力やモーメントの作用する
木材の接合部における接合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、木材（例えば、製材、集成材、
ＬＶＬ（単板積層材）、合板、あるいはＯＳＢ等）を構
造材として用いる建築物等においては、木材の接合部
（例えば、柱と基礎との接合部、柱と土台・基礎との接
合部、柱と梁との接合部、梁どうしの接合部、柱どうし
の接合部、さらには、トラス構造における上弦材どうし
あるいは下弦材どうしの接合部、あるいは、これらの上
弦材や下弦材と筋交いとの接合部等）において、この木
材が接合される相手材から引っ張り力やモーメントが伝
達される。そして、従来においては、木材に引っ張り力
を伝達するための接合構造として、図１および図２に示
すような構成が採られている。

【０００３】すなわち、図１に示す接合構造は、木材１
の平行な２面に鋼板２をそれぞれ当接させ、これらの鋼
鈑２と前記木材１とをボルト３によって固定するととも
に、これらの鋼板２を前記木材の端面から木材の長さ方
向に突出させておき、この木材１の端面を接合すべき相
手材に当接させたのちに、前記鋼板２を相手材に固定す
ることによって、木材１を相手材に接合するようにした
ものである。

【０００４】また、図２に示す接合構造は、木材１の端
面から所定深さのスリット４を形成しておき、このスリ
ット４内に鋼板５を挿入し、この鋼板５と木材１とを、
前記木材１の側面から打ち込んだドリフトピン６によっ
て固定し、前記鋼板５の、木材１端面からの突出部分を
相手材に固定することによって、木材１と相手材とを接
合するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来における木材の接合構造は、ボルトやドリフトピン
による剪断接合であるが、そのいずれにおいてもつぎの
ような問題点がある。

【０００６】すなわち、このような剪断接合構造である
と、木材１に引っ張り力が作用した場合、図３に示すよ
うに、ボルト３やドリフトピン６を挿通させるため貫通
孔７から、木材１の繊維方向に沿った割裂破壊（Ｒ）が
生じてしまい、前記ボルト３やドリフトピン６の設置数
を増やしたとしても、木材１の本来有している全断面引
っ張り耐力に近付けることが困難であるといった問題点
である。

【０００７】また、前述の従来の接合構造であると、ボ
ルト３やドリフトピン６と前記貫通孔７との間に遊びが
生じることが避けられないが、これに起因して、木材１
に引っ張り力が作用した場合に、ボルト３やドリフトピ
ン６と木材１との間に滑りが生じ、図４に示すように、
引っ張り力に対する初期剛性が低いといった問題点も有
している。そして、前述した引っ張り耐力や初期剛性と
高めるためには、ボルト３やドリフトピン６の設置数を
増やす必要があるが、施工が煩雑化するばかりでなく、
部品点数の増加により施工費用の高騰を招いてしまう。

【０００８】さらに、前記木材１の表面にボルト３やド
リフトピン６の頭部が露出していることから、耐火性能
が低く、この耐火性能を向上させるためには、これらの
ボルト３やドリフトピン６の露出部分を被覆する必要が
あり、この点においても施工の煩雑化と施工費用の高騰
の原因となる。

【０００９】本発明は、前述した従来の技術における問
題点に鑑みてなされたもので、木材に伝達される引っ張
り力やモーメントが作用した場合、これらの外力を効率
よく伝達することのできるとともに、構成が簡素でかつ
施工費の低減を図ることのできる接合構造を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に記載の木材の接合構造は、
構造材として用いられる木材の接合構造であって、接合
される木材の木口面から軸方向に当該木材に直接全螺子
ボルトをねじ込むとともに、この全螺子ボルトを前記木
材の端面から突出させておき、この全螺子ボルトの突出
端を接合する相手材に固定することにより、接合される
木材と相手材とを接合してなることを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載の木材の接合構造
は、請求項１において、全螺子ボルトの谷径と略等しい
内径の先穴が、前記木材の木口面から軸方向に当該木材
に直接形成され、この先穴に前記全螺子ボルトが直接ね
じ込まれていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に記載の木材の接合構造にお
いては、木材に直接ねじ込まれた全螺子ボルトの螺子山
が木材の繊維に直接食い込むことにより、この全螺子ボ
ルトを介して作用する外力が、各螺子山に接する周囲の
木部へと均等に分散されて伝達される。そして、前記外
力が増加して、螺子山に挟まれた部分の木部と周囲の木
部との間に剪断破壊が生じて全螺子ボルトが抜けてしま
うことにより、前記木材の耐力が失われる。したがっ
て、この接合構造における耐力は、螺子山と木部との付
着面積に比例することとなるが、その付着面が全螺子ボ
ルトのねじ込み部分全長に亙って大きく形成されること
から、大きな耐力が得られる。しかも、前記螺子山が木
部に食い込んでいることにより、両者間に隙間が生じる
ことがなく、外力が加わった際における両者の滑りが抑
制され、これによって初期剛性が確保される。そのう
え、全螺子ボルトは木材の繊維に直接食い込ませること
で、十分な引っ張り耐力などを実現しており、全螺子ボ
ルトと木材との間にインサートなどを介在させてはいな
いので、インサートなどの装着のためのコストも不要で
ある。

【００１３】

【実施例】ついで、本発明の第１実施例について図５お
よび図６を参照して説明する。まず、本実施例に用いら
れる木材の構成について説明する。図５中、符号１０は
本実施例の接合構造を構成する木材を示し、この木材１
０は、断面がほぼ正方形状に形成されているとともに、
その木口の中心部には、所定内径を有する孔１１が所定
深さに形成されており、この孔１１に全螺子ボルト１２
が螺着されている。そして、前記全螺子ボルト１２は、
前記木材１０に対して所定深さ（Ｌ）にねじ込まれてい
るとともに、前記孔１１の内径が、全螺子ボルト１２の
谷径とほぼ同等の寸法に形成されており、全螺子ボルト
１２が、その螺子山を木材１０の繊維に食い込ませるよ
うにしてねじ込まれることにより、木材１０との固定が
なされる。また、前記全螺子ボルト１２は、前記木材１
０に所定深さねじ込まれた状態において、木材１０の木
口から所定長突出させられており、この全螺子ボルト１
２の突出部分を介して、前記木材１０が相手材へ接合さ
れるようになっている。

【００１４】ついで、このようにして構成された木材１
０を、耐力壁の両側に設けられる柱として用い、この木
材１０を土台１３および基礎１４へ接合するようにした
本発明の第１実施例について図６を参照して説明する。

【００１５】本実施例においては、まず、基礎１４の柱
の取り付け位置に対応させて、シース管１５を、上方を
開口させた状態で埋設しておくとともに、この基礎１４
上に設置される土台１３に、前記シース管１５と同軸と
なるように貫通孔１６を形成しておき、さらに、前記シ
ース管１５内に未硬化のグラウトモルタルＧを充填して
おく。

【００１６】このような下準備のなされた基礎１４およ
び土台１３に対して、図５に示したように、全螺子ボル
ト１２が螺着された木材（柱）１０を、その全螺子ボル
ト１２が下方となるようにして吊り上げたのちに、この
全螺子ボルト１２が土台１３の貫通孔１６と同軸となる
ように位置決めし、この状態から前記木材１０を下降さ
せて前記全螺子ボルト１２を、前記土台１３の貫通孔１
６を経てシース管１５内へ挿入するとともに、木材１０
の木口を土台１３の上面に当接させる。

【００１７】そして、この状態を保持ししたままシース
管１５内のグラウトモルタルＧを固化させて、基礎１４
と全螺子ボルト１２との固定を行なうことにより、この
全螺子ボルト１２を介して、前記木材１０と土台１３お
よび基礎１４との接合がなされる。

【００１８】このようにして接合された木材（柱）１０
に引き抜き力が作用すると、その引き抜き力が、木材１
０にねじ込まれた全螺子ボルト１２を介して直接基礎１
４へ伝達される。

【００１９】ここで、この接合部における引っ張り耐力
は、全螺子ボルト１２と木材１０との間の引っ張り耐力
によって決定される。そして、この全螺子ボルト１２と
木材１０との引っ張り耐力は、全螺子ボルト１２の各螺
子山と、この螺子山が食い込んだ木部との接触面積に比
例する。すなわち、前記引っ張り耐力をＴ（ｋｇ／ｃｍ
2）、木材１０の剪断強度をＦｓ（ｋｇ／ｃｍ2）、全螺
子ボルト１２の外形をＤ（ｃｍ）、ねじ込み深さをＬ
（ｃｍ）とした場合、前記引っ張り耐力Ｔは、次式で求
められる。 Ｔ＝α・π・Ｄ・Ｌ・Ｓ この式においてαは、低減計数を示し、０＜α≦１の範
囲で定められる。そして、木材１０が製材の場合には、
乾燥に伴う割れの影響が大きいので、前記αは小さくな
り、また、集成材やＬＶＬ等の場合には、乾燥に伴う割
れがきわめて少ないので、前記αが１近くの値となる。
したがって、本実施例の接合構造によれば、木材１０の
全断面引っ張り耐力にきわめて近い大きな耐力が得られ
る。しかも、木材１０と全螺子ボルト１２との間に隙間
がないために滑り等がなくなり、図４に示すように、初
期剛性が高くリニアな引っ張り耐力特性が得られる。一
方、このような接合部における柱１０の接合方法の別の
方法として、基礎１４に予めアンカーボルトを取り付け
ておき、このアンカーボルトに土台１３上において長ナ
ットを締めつけ、この長ナットに前記柱１０から突出さ
せられている全螺子ボルト１２を、前記柱１０を回転さ
せながら締結することにより、前記柱１０を基礎１４と
土台１３へ接合する方法が挙げられる。

【００２０】ついで、本発明の第２実施例について、図
７ないし図９を参照して説明する。本実施例は、接合構
造を図７に示すように木製トラスの下弦（上弦）材１７
間、あるいは、上弦（下弦）材１８と筋交い１９との間
の接合部に適用したものである。

【００２１】まず、上弦材１８と筋交い１９との接合部
について説明すれば、この接合部は、筋交い１９にねじ
込まれた全螺子ボルト１２の突出部を弦材（１８）の貫
通孔２０を通して座金２１とナット２２で固定した構成
となっている。

【００２２】この接合部においては、筋交い１９に作用
する引っ張り力は、全螺子ボルト１２を介して弦材（１
８）の側面へ座金の圧縮力を伴って伝達される。そし
て、この場合においても、前記筋交い１９における引っ
張り耐力が、木材の全断面引っ張り耐力に近い耐力とな
り、大きな耐力が得られる。

【００２３】そして、この接合部においては、座金２１
の弦材（１８）へのめり込みを防止するために、この座
金２１の前記弦材（１８）に対する接触面積を大きくす
ることが望ましい。

【００２４】また、弦材１７（１８）どうしの継ぎ手部
分の接合部について説明する。このトラス構造において
は、特に、下弦材１７に引っ張り力が作用することか
ら、この下弦材１７どうしの接合部について図９を参照
して説明する。

【００２５】この接合構造は、下弦材１７の木口のそれ
ぞれに、全螺子ボルト１２をねじ込むとともに、前記木
口のそれぞれに全螺子ボルト１２の突出端部を露出させ
る座堀穴２３を形成しておき、両下弦材１７を突き合わ
せて両全螺子ボルト１２を同軸上に位置合わせしたのち
に、これらの全螺子ボルト１２間を長ナットあるいはタ
ーンバックル２４によって締めつけて引き寄せることに
より、両下弦材１７の木口どうしを圧接させることによ
って接合するようにしたものである。

【００２６】この場合においても、接合部における引っ
張り耐力は十分に確保される。そして、前述した締結操
作が完了したのちにおいては、前記座堀穴２３へモルタ
ルを充填するか、この座堀穴２３を木片によって埋める
ことにより、前記ナットやターンバックルの回転止めを
行なうとともに、耐火被覆とする。

【００２７】ついで、図１０ないし図１４を参照して本
発明の第３実施例について説明する。本実施例は、木質
ラーメン構造における柱２４と梁２５との接合部
（Ｃ）、柱２４と基礎２６との接合部（Ｄ）、柱２４の
両側に梁２５を接合する際の接合部（Ｅ）、梁２５（柱
２４）どうしの接合部（Ｆ）に適用したものである。

【００２８】まず、図１１に基づき柱２４と梁２５との
接合構造について説明する。この接合構造は、梁２５の
木口に２本の全螺子ボルト１２をねじ込んでおき、これ
らの全螺子ボルト１２を、前記柱２４に形成されている
一対の貫通孔２７に挿通して反対側へ突出させ、この突
出させられた部分に座金２８を介してナット２９を螺着
することにより、両者を接合するようにしたものであ
る。

【００２９】一方、木質ラーメン構造の接合部において
はモーメントを伝達しなければならない。このモーメン
トは部材断面内の圧縮力と引っ張り力に分解できるの
で、前記部材断面の両端に、前記全螺子ボルト１２を配
置することにより、前述したモーメントの伝達が可能と
なる。そして、この場合においても、引っ張り耐力が梁
２５の全断面引っ張り耐力に近い大きな耐力として得ら
れることから、前述のモーメントに対しても大きな耐力
が得られることとなる。

【００３０】また、図１２は、柱２４と基礎２６との接
合部を例示したもので、柱２５の木口にねじ込まれた全
螺子ボルト１２によって、前記木口に当接させられるベ
ースプレート３０を固定しておき、このベースプレート
３０を前記基礎２６に取り付けられているアンカーボル
ト３１へ締結することによって柱２４と基礎２６との接
合を行なうようにしたものである。

【００３１】このような構成とする場合、ベースプレー
ト３０には、全螺子ボルト１２からアンカーボルト３１
へ力を伝達する際に曲げが加わるので、それに耐えられ
るような厚さを持たせる必要がある。

【００３２】図１３は、柱２４の両側に梁２５を接合す
るようにしたもので、各梁２５の木口に一対の全螺子ボ
ルト１２を介してエンドプレート３２を取り付け、この
エンドプレート３２を、前記柱２４を貫通して設けられ
た複数のボルト３３によって相互に連結することによ
り、両は離２５と柱２４との接合を行なうようにしたも
のである。

【００３３】また、図１４は、梁２５どうしを接合する
ようにしたもので、図９に示す構造を梁２５の幅方向に
所定間隔をおいて２箇所に設けた構成としたものであ
る。

【００３４】このように、本発明に係わる木材の接合構
造によれば、木材と相手材との接合部分における引っ張
り力を木材に十分に伝達することができる。

【００３５】なお、前記各実施例において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって設計要求等に基づ
き種々変更可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる木
材の接合構造によれば、木材の木口面に全螺子ボルトを
直接ねじ込んで引っ張り力を伝達させることを特徴とす
るもので、全螺子ボルトの太さやねじ込み長さを大きく
とることによって、十分な引っ張り耐力を有する接合部
とすることができる。しかも、全螺子ボルトは木材の繊
維に直接食い込ませることで、十分な引っ張り耐力など
を実現しているので、全螺子ボルトと木材との間にイン
サートなどを介在させる必要はなく、インサートなどの
装着のためのコストも不要である。したがって、木材の
断面積を有効に活用した強度設計や剛性設計を可能にす
ることができる。また、全螺子ボルトは木材内部に埋め
込まれるため、燃え代による耐火設計を可能とすること
ができるとともに、表面に金物が露出しないので、意匠
的にも木造らしく、美観上優れた接合部とすることがで
きる。さらに、予め向上で全螺子ボルトを木材にねじ込
み加工しておけば、現場施工では、ナット締めするだけ
の簡単なものとすることができるとともに、ねじの引っ
張り力を有効に木材に伝達できるので、鋼材量が少なく
て済み、接合部のコストないしは施工費の低減を図るこ
とができる。そして、本発明の接合構造であると、引っ
張り耐力のみならず、圧縮耐力においても同様に大きな
耐力が得られる。したがって、モーメントを伝達するラ
ーメン接合部への適用も十分に可能であり、また、モー
メントと剪断力とを全螺子ボルトによって同時に伝達す
ることができるので、木質構造のあらゆる接合部に適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の木材の接合部の一例を示す要部の外観斜
視図である。

【図２】従来の木材の接合部の一例を示す要部の外観斜
視図である。

【図３】従来の木材の接合部における割裂状態を示す外
観斜視図である。

【図４】従来および本発明の引っ張り耐力特性を示す図
である。

【図５】本発明の一実施例に適用される木材の一構造例
を示す要部の縦断面図である。

【図６】本発明の第１実施例を示す一部を断面した正面
図である。

【図７】本発明の第２実施例の一部を示す正面図であ
る。

【図８】図７におけるＡ部分の拡大図である。

【図９】図７におけるＢ部分の拡大図である。

【図１０】本発明の第３実施例を示す概略正面図であ
る。

【図１１】図１０におけるＣ部分の拡大図である。

【図１２】図１０におけるＤ部分の拡大図である。

【図１３】図１０におけるＥ部分の拡大図である。

【図１４】図１０におけるＦ部分の拡大図である。

【符号の説明】

１ 木材 １２ 全螺子ボルト １４ 基礎（相手材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591030330 株式会社ケーヨー 東京都足立区花畑８丁目９番８号 (73)特許権者 000000147 伊藤忠商事株式会社 大阪府大阪市中央区久太郎町四丁目１番 ３号 (73)特許権者 591163742 伊藤忠建材株式会社 東京都中央区日本橋本町３丁目６番２号 (74)上記４名の代理人 弁理士 荒船 博司 (72)発明者 稲山 正弘 東京都武蔵野市境南町５−11−８−403 審査官 住田 秀弘 (56)参考文献 特開 昭53−78613（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−198401（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造材として用いられる木材の接合構造
   であって、接合される木材の木口面から軸方向に当該木
   材に直接全螺子ボルトをねじ込むとともに、この全螺子
   ボルトを前記木材の端面から突出させておき、この全螺
   子ボルトの突出端を接合する相手材に固定することによ
   り、接合される木材と相手材とを接合してなることを特
   徴とする木材の接合構造。
2. 【請求項２】 全螺子ボルトの谷径と略等しい内径の先
   穴が、前記木材の木口面から軸方向に当該木材に直接形
   成され、この先穴に前記全螺子ボルトが直接ねじ込まれ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の木材の接合構
   造。