JP3148345U

JP3148345U - 木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板

Info

Publication number: JP3148345U
Application number: JP2008008269U
Authority: JP
Inventors: 聡矢田
Original assignee: フネン建材株式会社
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2018-11-26

Abstract

【課題】繊維強化プラスチック帯板を釘やネジなどで木造部材に固着し、補強した木造部材が曲げ応力を受けても、繊維強化プラスチック帯板は釘やネジなどから受ける支圧で割裂しないか、割裂し難い木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板を提供する。【解決手段】炭素繊維または繊維強化プラスチックから形成された帯状体と、当該帯状体に接着剤層を介して接合された補助帯状体とからなり、前記帯状体の繊維方向と前記補助帯状体の繊維方向とがほぼ直交していることを特徴としている。【選択図】図１ｃ

Description

本考案は、木造構造物の梁や筋交いなどの木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板に関する。

曲げを受ける木造部材の曲げ耐力の向上、たわみの軽減を目的として、炭素繊維を一方向に引き揃え、これに樹脂を含浸硬化させた繊維強化プラスチック帯板を木造部材の表面に接着している。この技術では木造部材と繊維強化プラスチック帯板との接着性を確保するために、繊維強化プラスチック帯板を接着する木造部材表面を研削する必要があり、これにより粉塵が発生して周囲に飛散するという問題があり、また施工現場で接着剤の塗布を行うので、接着剤の臭気や化学物質が飛散して周辺環境に悪影響を及ぼすという問題があった。接着剤が硬化するまでは予定した補強効果が得られず、工期が長引くという問題もあった。さらに、繊維強化プラスチック帯板を接着して補強しているため、後に、木造部材と繊維強化プラスチック帯板を分離することが難しく、木造部材を再利用する場合や廃棄する際の分別がしづらいという問題もあった。また、繊維強化プラスチック帯板を釘やネジなどで木造部材に固着する場合、補強した木造部材が曲げ応力を受けると、繊維強化プラスチック帯板は釘やネジなどから受ける支圧で容易に割裂してしまうという問題もあった。

一方、木造構造物の補強において、木造部材の研磨・研削作業および接着剤を必要とせず、周辺環境に悪影響を与えずに施工が容易かつ短工期で行うことができ、さらには施工後直ちに補強効果が得られ、補強材料を容易に分別することができる繊維強化プラスチック帯板による木造部材の補強構造物および木造部材の補強方法を提供するものとして特許文献１に開示された発明が知られている。

特許文献１に開示された本発明は、強化繊維に樹脂を含浸して硬化してなる繊維強化プラスチック帯板の少なくとも一面に凹凸が設けられており、該凹凸が木造部材に固着されている。前記凹凸が粒状材料を前記帯板の少なくとも一面に配置することで得られたものであるとともに、該粒状材料は、モース硬度が５以上、粒径が０．５〜５ｍｍであることが好ましいとしている。また、前記凹凸は、木造部材に接する部分が板状または棒状材料を前記帯板に対して直立させて、該帯板の少なくとも一面に配置することで得られたものであるとともに、該板状または棒状材料は、モース硬度が５以上、引張強度が２５Ｎ／ｍｍ²以上、凸部の高さが５〜５０ｍｍであることが好ましいとしている。さらに、前記帯板のヤング係数と単位幅あたりの断面二次モーメントの積は、５０００Ｎ・ｍｍ²／ｍｍ以上であることが好ましいとしている。

特開２００５−１９４８１８号公報

しかし、特許文献１に開示された発明は、上述のとおり、従来の技術における、繊維強化プラスチック帯板を釘やネジなどで木造部材に固着する場合、補強した木造部材が曲げ応力を受けると、繊維強化プラスチック帯板は釘やネジなどから受ける支圧で容易に割裂してしまうという技術的課題を、モース硬度が５以上、粒径が０．５〜５ｍｍの粒状材料からなる凹凸を帯板の少なくとも一面に固着することによって解決したものであり、加工の複雑さに伴い、コストが上昇するという問題がある。

本考案は、繊維強化プラスチック帯板を釘やネジなどで木造部材に固着し、補強した木造部材が曲げ応力を受けても、繊維強化プラスチック帯板は釘やネジなどから受ける支圧で割裂しないか、割裂し難い木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板を提供することを目的とする。

本考案の木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板は、炭素繊維または繊維強化プラスチックから形成された帯状体と、
当該帯状体に接着剤層を介して接合された補助帯状体とからなり、
前記帯状体の繊維方向と前記補助帯状体の繊維方向とがほぼ直交している
ことを特徴としている。

前記補助帯状体が、前記帯状体の両面に接着剤層を介して接合されてなることが好ましい。

前記帯状体と補助帯状体とを貫通した４または５の孔が穿設されてなることが好ましい。

本考案によれば、繊維強化プラスチック帯板を釘やネジなどで木造部材に固着し、補強した木造部材が曲げ応力を受けても、繊維強化プラスチック帯板は釘やネジなどから受ける支圧で割裂しないか、割裂し難い木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板を提供することができる。

本考案の造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板（以下、「帯板」という）について、添付図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１ａは本考案の帯板を構成する帯状体を示す説明図、図１ｂは図１ａの帯状体に補助帯状体を接合する要領を示す説明図、図１ｃは図１ａの帯状体に補助帯状体が接合されて帯板が得られた状態を示す説明図、図１ｄは図１ｃの帯板の断面説明図、図１ｇは図１ｄの帯板に設けられた孔を挿通する螺子を用いて、曲げによって生じる引張力を受ける箇所に適用される帯板を示す説明図、図１ｆは帯状体８ａの両面に接着剤層Ａを介して接合された構造を有する本考案の帯板の他の実施の形態を示す説明図、図１ｅは図１ｄの帯板に設けられた孔を挿通する螺子を用いて、引張力を受ける箇所に適用される帯板を示す説明図、図１ｈは本考案の帯板を筋交いとして適用した例を示す説明図、図２は、梁状の構造を備えた木材および該木材に帯板が固着された場合に曲げ応力を受ける様子を示す説明図、図３は図１ｈの帯板が適用される木造構造体を示す説明図、図４は図３の木造構造体を単純化したモデルを示す説明図である。

図１ａ〜１ｈを参照すると、本実施の形態の帯板８は、炭素繊維または繊維強化合プラスチックから形成された帯状体８ａと、当該帯状体８ａに接着剤層Ａを介して接合された補助帯状体８ｂとから構成されている。帯状体８ａおよび補助帯状体８ｂの厚さは、０．８〜２．０ｍｍの範囲のものが採用される。接着剤層Ａの材料としては、たとえばエポキシ樹脂やメチルメタクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。

本考案においては、帯状体８ａの繊維方向（ないしは、配向方向）ＯＲと前記補助帯状体８ｂの繊維方向（ないしは、配向方向）ＯＲとがほぼ直交していることが必須であり、帯板が炭素繊維または繊維強化合成樹脂から形成されることと相俟って、図１ｇに示されるように、帯板８を釘やネジなどで木材Ｗに固着し、帯板組立体（補強した木造部材）が曲げ応力によって生じる引張力を受けても、帯板８が釘やネジなどから受ける支圧で割裂しないという作用効果を奏するのである。すなわち、図２の（ａ）に示されるような梁状の構造を備えた木材Ｗが、図２の（ｂ）に示されるような曲げ応力を受けると、木材Ｗの凹面Ｗｃｃが圧縮力を受け、木材Ｗの凸面Ｗｃｖが引張力を受け、凸面Ｗｃｖ付近に亀裂が生じることがあるが、本考案の帯板８を木材Ｗに予め釘９により固着しておくと、曲げ応力を受けても、帯板８が１５６ｋＮ／ｍｍ²以上のヤング係数と２４００ｋＮ／ｍｍ²以上の引張強度を有するため、図２の（ｂ）に示すような帯板８がない状態に比して曲げ変形量が抑制されるため、木材Ｗに亀裂が生じることが防止され、かつ図２の（ｃ）のように曲げ応力を受けても、釘９による帯板８の割裂が防止されるという優れた効果が得られる。このとき、帯板８の木造部材ＷＬと接触する部位に接着剤を塗布しておくと、さらに補強効果が向上する。また図３に示されるように、本考案の帯板８を筋交いとして固着しておくと、地震の際に発生する木造構造の変形を抑制することができる。

本実施の形態には、図１ｆに示されるような、補助帯状体８ｂは、帯状体８ａの両面に接着剤層Ａを介して接合されたものも含まれる。

また、図１ｅに示されるように、帯状体８ａと補助帯状体８ｂとを貫通する孔（図１ｅには３つの孔）Ｈを４または５以上穿設した後に、たとえば木螺子９や釘などの固着手段によって帯板８を木材Ｗに固着される。このとき、帯板８の木材Ｗと接触する部位に接着剤を塗布しておくと、さらに補強強度が向上する。

図１ｈおよび図３〜４を参照すると、本考案の帯板８を筋交いに適用すると、本考案者が別途提案している金属棒あるいは炭素繊維または繊維強化プラスチックから形成された棒状体Ｃ（実願２００８−７４２３号）と相俟って、床板１１上に配設された畳７などの床材を剥がす必要がなく、柱１の脚部と土台３との接合強度が向上して柱１が土台から抜けることが防止され、筋交い８も床板１１上に配設された畳７を剥がすことなく、畳７の上方に筋交い８の下端部を釘や螺子などの固着手段９により柱１の脚部に取り付け、筋交い８の上端部を、隣り合う柱１の頭部に取り付けることが可能になるという利点がある。このようにＸ字状に交差する２つの帯板８を柱１に取り付けて筋交いとして適用すると、柱１と土台３と梁１２とから構成される木造構造は水平力を受けても変形しにくくなり、耐震性が向上する。

本考案の帯板を構成する帯状体を示す説明図である。図１ａの帯状体に補助帯状体を接合する要領を示す説明図である。図１ａの帯状体に補助帯状体が接合されて帯板が得られた状態を示す説明図である。図１ｃの帯板の断面説明図である。図１ｄの帯板に設けられた孔を挿通する螺子を用いて、引張力を受ける箇所に適用される帯板を示す説明図である。帯状体８ａの両面に接着剤層Ａを介して接合された構造を有する本考案の帯板の他の実施の形態を示す説明図である。図１ｄの帯板に設けられた孔を挿通する螺子を用いて、曲げによって生じる引張力を受ける箇所に適用される帯板を示す説明図である。本考案の帯板を筋交いとして適用した例を示す説明図である。梁状の構造を備えた木材および該木材に帯板が固着された場合に曲げ応力を受ける様子を示す説明図である。図１ｈの帯板が適用される木造構造体を示す説明図である。図３の木造構造体を単純化したモデルを示す説明図である。

符号の説明

１柱
３土台
７畳
８帯板（筋交い）
８ａ帯状体
８ｂ補助帯状体
９固着手段（木螺子、釘）
１０鴨居
１１床板
１２梁
Ａ接着剤層
Ｃ棒状体
Ｗ木材
Ｗｃｃ凹面
Ｗｃｖ凸面
ＷＬ木造部材

Claims

炭素繊維または繊維強化プラスチックから形成された帯状体と、
当該帯状体に接着剤層を介して接合された補助帯状体とからなり、
前記帯状体の繊維方向と前記補助帯状体の繊維方向とがほぼ直交している
ことを特徴とする木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板。
前記補助帯状体が、前記帯状体の両面に接着剤層を介して接合されてなる請求項１記載の木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板。
前記帯状体と前記補助帯状体とを貫通した４または５の孔が穿設されてなる請求項１または２記載の木造部材の補強用の繊維強化プラスチック帯板。