JP3346487B2 - 複合梁 - Google Patents

複合梁

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JP3346487B2
JP3346487B2 JP08650593A JP8650593A JP3346487B2 JP 3346487 B2 JP3346487 B2 JP 3346487B2 JP 08650593 A JP08650593 A JP 08650593A JP 8650593 A JP8650593 A JP 8650593A JP 3346487 B2 JP3346487 B2 JP 3346487B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合梁に関するもので
あり、より詳しくは、木質材と金属或いは強化繊維等の
補強材とを積層した住宅用の梁材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般の建築物において木質材を積層した
建築用集成材は種々提案されており、このような集成材
はその断面積をできる限り小さくする一方、その曲げ強
度を向上させる要請が強い。かかる要請から断面曲げ剛
性を高める目的で異種の補強材料を片面又は両面に加圧
接着した集成材等が既に提案されている(日本建築学会
大会 学術講演集 1981年9月、2235〜223
6頁)。また、補強ラミナ(乾燥薄板)面に平板が積層
できる程度の溝条部等を溝加工し、この溝条部に補強板
を埋設し接着した補強ラミナを外層とした集成材が提案
されている(実公平4─72924号公報)。更に、小
角材同士を接着剤で組合せた集成材においては、その小
角材の間に鋼板を挟み、その小角材同士を鋼板を介して
間接的に固着した梁用材料が提案されている(実開昭5
7─89716号公報)。これらの鋼板は、断面がI字
状、L字状、コ字状、T字状、およびH字状のものが挿
入されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
集成材は、その補強材の作用効果を高めるために、補強
材を外層面又は外層の近くに積層しており、このような
集成材を複合梁として用いた場合には、ほぞ穴加工や釘
打ち加工が不可能となり現場での施工上の不具合となっ
ている。特に、釘等を斜にして打ち込む場合は、補強材
を貫通することが全くできなくなり、釘の打込み不良が
頻発する。また、従来の集成材では、補強材と木質材と
の間の接着剤の耐久性に改善の余地があり、例えば補強
材が鉄或いはアルミニウム等で、一部又は全部が露出し
ている場合は、長期間に錆が発生しその接着層の耐久性
を低下させるおそれがある。また、結露、或いは寒暖差
により金属板の伸縮等で接着層に疲労を生じさせ、建築
物の危険性を高め、更に美観を低下させる。従って、本
発明の目的は、釘打ち、ほぞ穴加工等に支障を来すこと
がなく、補強材による強度が充分に発揮された状態で、
しかも耐久性に優れている複合梁を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、木質材を積層
してなる複合梁において、上記木質材の積層全体の厚み
が150〜360mmであり、上記木質材の積層内に、
厚みが1〜5mm、巾が5〜40mmで且つ曲げ剛性値が1
50×103 Kg/cm2 以上である板状の4個の補強材
を、その板面を該積層の厚み方向に沿わせて各木質材に
よる層と垂直な方向に配設すると共に、これら4個の板
状の補強材を、該積層の断面における厚み方向の両端外
側壁面から60mm以内で且つ巾方向の両端外側壁面か
ら全体巾の1/3以内の領域である角部分の4箇所の領
域内に、各補強材の断面の中心が各々位置するように配
置していることを特徴とする複合梁を提供することによ
り上記目的を達成したものである。
【0005】
【作用】150〜360mmの厚さ程度の複合梁にあって
は、建築用の梁として根太等が取り付けられ釘打ちさ
れ、或いはほぞ等が設けられるが、補強材は木質材内で
積層されておらず、その板面を積層の厚み方向に沿わせ
積層と垂直に、即ち釘などが打ち込まれる方向に沿う
状態で配せられており、根太等の取り付けに支障がな
い。また補強材は、その断面の中心が、該積層の巾方向
の外側壁面、即ち複合梁の左右の外側壁面から複合梁内
の1/3以内にあることより、ほぞ穴加工等にも支障が
なく、また該積層の厚み方向の上下の外側壁面から60
mm以内に埋設されるため、補強材としての補強作用を充
分に発揮し、複合梁に充分な強度を付与する。更に、補
強材は、上記外側壁面に露出しておらず、木質材の断
熱作用により、温度差による伸縮が少くなり、接着層に
悪影響を与えることがない。このため、長期間にわたる
接着性が保たれ、複合梁の耐久性が向上する。
【0006】
【実施例】以下、本発明に係る複合梁の実施例を図面を
参照しながら説明する。図1は本発明に係る複合梁の一
実施例の斜視図、図2は図1の実施例の複合梁の断面
図、図3は図1の実施例の複合梁の分解斜視図、図4は
図1の実施例の木質材に接着剤を塗布する場合の斜視図
である。図1乃至図4に示す如く、本実施例に係る複合
梁1は、木質材2を積層してなる点において、従来と同
様である。しかして、本実施例の複合梁材1は、上記木
質材2の積層全体の厚み(H)が150〜360mmで
あり、上記木質材2の積層内に、厚み(S)が1〜5m
mで巾(T)が5〜40mmの板状の少なくとも4個の
補強材3を、その板面3Aを該積層の厚み方向に沿わせて
各木質材2による層と垂直な方向に配設すると共に、こ
れらの4個の板状の補強材3を、該積層の断面における
厚み方向の両端外側壁面1Aから60mm以内で且つ巾方
向の両端外側壁面1Bから全体巾の1/3以内の領域であ
る角部分の4箇所の領域内に、各補強材3の断面の中心
が各々位置するように配置している
【0007】本発明の複合梁の一実施例を図1に基づい
て更に説明すると、複合梁1は、木質材2が6枚積層さ
れ、上層から一枚目及び二枚の木質材2の間に2枚の
補強材3、3が設けられ、また五枚目及び六枚目の木質
材2の間に2枚の補強材3、3が設けられている。積層
した木質材2、2・・全体の厚み(H)は150〜36
0mmの範囲にあることが建築用の複合梁として好まし
い。尚、図1に於ける木質材2は厚みが30mmで巾が1
05mmであり、従って、複合梁1全体の厚み(H)が1
80mmである。
【0008】木質材2の素材は特にその使用に制限はな
く、例えば安価な無垢材、低比重パーティクルランバ
ー、配向ストランドランバー、単板積層材等を挙げるこ
とができる。図1の本実施例では、木質材2に安価な無
垢材が使用されている。
【0009】補強材3は、板状で厚み(S)が1〜5mm
で、巾(T)が5〜40mmである。厚み(S)1mm未
満、又は巾が5mm未満では、複合梁1全体に充分な曲げ
強度・剛性を付与できなくなるおそれがあり、厚み
(S)が5mmを越える場合、或いは巾(T)が40mmを
越える場合にはコスト的に問題が生じてくる他に、木質
材2層内での配設が難しくなる。尚、図1に於ける補強
材3は、厚み(S)が3mm(図1及び図2では厚みが強
調してある。)で、巾(T)が28mmである。
【0010】補強材3は木質材2層中の所定の箇所に4
個設けられ、各補強材3は、木質材2の積層の厚み方向
に板面3A が沿うように配せられる。即ち、図1におい
て補強材3は積層と垂直に立設した状態で配せられる。
また、補強材3は複合梁1の巾方向の左右の外側壁面1
B から全体巾(W)の1/3以内の所に配せられる。補
強材3が立設していないか、又は補強材の外側壁面1B
からの位置(w1 )が全体巾(W)の1/3を上回る
と、釘打ちやほぞ加工等に支障を生じることがある。ま
た、補強材3は、複合梁1の厚み方向の上下の外側壁面
1A から60mm以内の位置にある。外側壁面1A から内
部へ向かう位置(h1 )が60mmを超えると、補強材の
作用効果が低下し、複合梁1の強度に問題が生じことが
ある。尚、図2に於ける補強材3の断面の中心の左右の
外側壁面1B からの位置(w1 )は30mmで、上下の外
側壁面1A から内部へ向かう位置(h1 )が30mmであ
る。
【0011】補強材3は、木質材2に比べて剛性があ
り、製造した複合梁1に充分な曲げ剛性を付与するもの
であれば特にその使用に制限はないが、特に補強材3の
曲げ剛性値が150×103 Kg/cm2 以上であること
が望ましい。このような補強材3としては、例えば鉄、
アルミニウム等の金属板、カーボン、又はアラミド等の
合成繊維等を挙げることができる。図1の本実施例で
は、補強材3に、曲げ剛性値2100×103 Kg/c
2 の鋼板が用いられている。補強材3に鋼板等の金属
を用いた場合は、表面にブラスト処理(例えば、亜鉛−
鉄合金粒によるブラスト処理)、サンディング処理或い
は化成処理(例えば燐酸系、クロム酸系の被膜形成)を
行い、接着剤との接着性を高めることが望ましい。この
ような処理により、引張剪断力が約20%向上し、破断
の際には木質材破壊率(木破率)が高くなる。尚、図1
の本実施例の補強材3は表面にサンディング処理及びブ
ラスト処理がなされている。各積層間に設けられる接着
剤4には、それ自体公知の接着剤を用いることができ、
例えば、レゾルシノールエポキシ系樹脂、イソシアネー
ト系樹脂等である。
【0012】複合梁1の製造に際しては、図3に示す如
く先ず複合梁1となる上層から1枚目、2枚目、5枚目
及び6枚目の各木質材2の所定の箇所に、補強材3の差
し込み用の溝条部5を所定の2か所に形成し、次に、図
4に示す如く木質材2、2同士の接合面に接着剤樹脂4
(エポキシ系樹脂)をある程度過剰ぎみに塗布し、溝条
部5内にも塗布する。補強材3を木質材2、2の間の溝
条部5内に挿入し、接合圧力5〜15Kg/cm 2 で、接合
加圧時間を7〜8時間程度で行う。
【0013】以上の如く構成された本実施例の複合梁材
1は、図5に示す如く、複合梁面1A にほぞ穴20を形
成する場合でも、補強材3が邪魔することなく容易に形
成することができ、柱7等を立設することができる。ま
た図6(a) に示す如く、複合梁面1A に根太8、8・・
を、釘9の打設によって取り付けることができる。従来
から図6(a) に示す如く、根太8の取付けでは、釘9を
傾けて設けることが多く、この場合でも釘9を支障なく
打ち付けることができる。更に、図6(b) 及び(c) に示
す如く、筋交い10や梁受け金具11等も釘等により支
障なく取り付けることができる。また複合梁1は寒暖差
による補強材3の伸縮のおそれが少なく、木質材2と補
強材3間の接着性に対する耐久性が充分に保たれる。
【0014】次に、本発明に係る複合梁の別の実施例を
図7及び図8に基づいて説明する。図は別の実施例に
係る複合梁の斜視図、図は図の実施例の分解斜視図
である。本実施例に係る複合梁20は、図1に示す実施
例とほぼ同様に構成されており、図1に示す実施例にお
ける部材と同様な部材については図7において同一符号
を付してその詳しい説明を省略するが、図1の実施例と
相違するところは、補強材3が2枚目及び5枚目の分割
した木質材2の木質片21と22の間、22と21の間
にサンドイッチ状に設けられることである。補強材3の
厚み(S)が3mmで、巾が木質材2の厚みと同様で30
mmとなっている。また、木質片21の巾30mmで、木質
片22の巾39mmである。また、図9に示す本発明の更
に別の実施例の複合梁20のように、補強材3を上層か
ら2枚目の木質材2の上面側と上層から5枚目(下層か
ら2枚目)の木質材2の下面側とにそれぞれ2枚づつ設
けても良い。このような構成の複合梁20においても、
図1に示す実施例と同様な作用効果を奏するものであ
る。
【0015】
【発明の効果】本発明に係る複合梁材は、釘打ち、ほぞ
穴加工等に支障を来すことがなく、補強材による強度が
充分に発揮された状態で、しかも耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複合梁の一実施例の斜視図であ
る。
【図2】図1の実施例の複合梁の断面図である。
【図3】図1の実施例の複合梁の分解斜視図である。
【図4】図1の実施例の木質材に接着剤を塗布する場合
の斜視図である。
【図5】本実施例に係る複合梁にほぞ穴加工をしたとき
の斜視図である。
【図6】(a) 乃至(c) は本実施例の複合梁に根太、筋交
い、及び梁受け金具を取り付けた時の斜視図である。
【図7】別の実施例に係る複合梁の斜視図である。
【図8】図7の実施例の分解斜視図である。
【図9】更に別の実施例に係る複合梁の斜視図である。
【符号の説明】
1、20 複合梁材 2 木質材 3 補強材 4 接着剤層 5 溝条部 6 ほぞ穴 8 根太 9 釘 10 筋交い 11 梁受け金具 21、22 木質片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−287354(JP,A) 特開 平4−366603(JP,A) 実開 平4−94403(JP,U) 実開 昭61−128005(JP,U) 実開 昭57−89716(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 木質材を積層してなる複合梁において、
    上記木質材の積層全体の厚みが150〜360mmであ
    り、上記木質材の積層内に、厚みが1〜5mm、巾が5〜
    40mmで且つ曲げ剛性値が150×103 Kg/cm2 以上
    である板状の4個の補強材を、その板面を該積層の厚み
    方向に沿わせて各木質材による層と垂直な方向に配設す
    ると共に、これら4個の板状の補強材を、該積層の断面
    における厚み方向の両端外側壁面から60mm以内で且
    つ巾方向の両端外側壁面から全体巾の1/3以内の領域
    である角部分の4箇所の領域内に、各補強材の断面の中
    心が各々位置するように配置していることを特徴とする
    複合梁。
  2. 【請求項2】 上記補強材が長手方向の端部の少なくと
    も20mm以内に埋設されていないことを特徴とする請
    求項1記載の複合梁。
  3. 【請求項3】 上記補強材が金属板或いは強化繊維から
    なる高剛性材であることを特徴とする請求項1記載の複
    合梁。
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