JP3997269B2 - 同心ホールダウン - Google Patents

Description

【０００１】
背 景
本発明は第１の建築構造部材を第２の建築構造部材に固定するコネクタに関する。このコネクタは第２の建築構造部材によって受けられるかまたは第２の建築構造部材に取り付けられる独立のアンカー部材およびコネクタを第１の建築構造部材に取り付ける留め金具と協力して働く。
【０００２】
地震、ハリケーン、竜巻および洪水が構造上の障害を生じる可能性のある建物に力を加える。これらの力に対抗するために、これらの天変地異の力が集中する可能性がある建物の領域にある建物の構造部材を強化するかまたは構造物の間にタイを加えることが慣用になった。例えば、組立壁を単に基礎に載せるのではなく、基礎に取り付けでき、各階の組立壁の間の接続を強化でき、そして、根太をそれらの端根太および端根太を支える壁の両方に接続できる。この用途のために設計された最も一般的なコネクタのうちの一つは、本発明者によってホールダウン（holdown ）と呼ばれている。
【０００３】
ホールダウンは、一般に組立壁を基礎に固定するのに用いられる。初期のホールダウンは、二つ以上の別々の金属片を溶接でつなぎ合わせたもので構成された。これらのホールダウンは、発錆を防ぐために塗装されなければならなかった。それらは、重くて製作費が高かった。
【０００４】
最近のホールダウンは、溶接または塗装を必要としない順送型機械の上に形成されるトタン板から作られる。米国特許第４，６６５，６７２号（カミンズ（Ｃｏｍｍｉｎｓ）、ギルブ（Ｇｉｌｂ）およびリトルトン（Ｌｉｔｔｌｅｔｏｎ）に１９８７年５月１９日に付与された）、米国特許第５，０９２，０９７号（ヤング（Ｙｏｕｎｇ）に１９９２年３月３日に付与された）および米国特許第５，２４９，４０４号（リーク（Ｌｅｅｋ）およびカミンズ（Ｃｏｍｍｉｎｓ）に１９９３年１０月５日に付与された）を参照されたいｒ。これらの進歩は、引張力に耐えるそれらの能力を高めながら、ホールダウンを作るためのコストを下げた。しかし、サンフランシスコ、ロサンゼルスおよび神戸（日本）の重症地震は大量生産されて安価に取り付けできるホールダウンが多くの接手の強度をより一層高めなければならないことを示している。
【０００５】
普通のホールダウンは、独立のアンカー部材と協力して働いて、第１の建物構造部材（一般に、壁の垂直用途に垂直に配置された間柱）の側面に付ける。間柱または束の側面に取り付けるこれらのホールダウンにおいて、アンカー部材はコネクタの座部に付いている。この座部はバック部材に接続され、バック部材は間柱または束の側面に付いている。これらのホールダウンは、コネクタの強度を高めるためまたはシート部材をバック部材に接続するために一つ以上の側面部材９を有することが多い。
【０００６】
他の型のホールダウンは、間柱または束の底端部に付いている。この種類のホールダウンの特許を受けた一例が１９９４年１２月２７日にイェフダ・ウォルフソン（Ｙｅｈｕｄａ Ｗｏｌｆｓｏｎ）に付与された米国特許５，３７５，３８４にある。束または間柱の底端部に付けるホールダウンの利点は、それが連結部からどんな偏心をも取り除くことができるということである。本発明のホールダウンは、この種類のホールダウンである。本発明のホールダウン・コネクタは最小のたわみで非常に高い引張り荷重に耐え、その一方で、経済的に製作できるホールダウンを提供することによって従来技術を改良する。
【０００７】
発明の開示
本発明は、コネクタ、アンカー部材および留め金具を使用する第１の建物構造部材および第２の建物構造部材の間の接手である。
【０００８】
アンカー部材は、第２の建物構造部材によって保持される。アンカー部材には、第２の建物構造部材より上に突き出る第１端部がある。コネクタがアンカー部材の第１端部を受ける。コネクタは、みぞ形のストラップおよび隔離台から成る。ストラップは、基板および二つの側方部材９を有する。ストラップの基板は、アンカー部材が通り抜ける穴を形成されている。独立隔離台（それはストラップの側方部材９の間に受けられて、ストラップの前記基板に載っている）は、アンカー部材を受ける穴を形成されている。隔離台は、アンカー部材に連結されている。第１の建物構造部材は、ストラップの側方部材９の間に受けられる。この部材は、第１の構造上の建物構造部材の底部を前記アンカー部材の第１端部より上に持ち上げる隔離台の上にのって、それによって支えられる。留め金具がストラップの側方部材９を第１の建物構造部材に接続することによって連結を完成させる。
【０００９】
本発明の目的は、引張力に従来技術よりよく耐え、しかもなお製作が経済的で据付けが容易なコネクタを提供することである。
【００１０】
本発明のコネクタを試験して、非常に高い設計荷重を有することがわかった。４×４束または２本の当て木付き２×４間柱を固定するように形成されて、２４本の６．３５ｃｍ（２．５インチ）シンプソン・ストロング・ドライブ（Ｓｉｍｐｓｏｎ Ｓｔｒｏｎｇ−Ｄｒｉｖｅ）木ねじを使用する本発明のコネクタの実施例が、９７３５ポンドの設計荷重を有するとわかった。この設計荷重は、木束を用いて鋼ジグについて実施された静荷重試験に基づいている。この設計荷重は、連結の強度の三つの異なる可能な計測法の内の最も低いものである。３種類の値は、ホールダウンが０．３１８ｃｍ（０．１２５インチ）たわむ値（たわみは、アンカーボルトとホールダウンのストラップ部分の間のコネクタの動きに起因する連結部の動きとして測定される）、接手の破損が起こる荷重（終極荷重）の三分の一、または剪断荷重を加えられ、木部材を１０個のゲージ鋼ストラップに接続する２４本の木ねじについての計算値である。
【００１１】
更に、本発明の別の目的は、設計圧縮荷重に耐える第１の建物構造部材に対する台を提供することである。好適な台は鋳造アルミニウムから形成されて、それを非常に強くする。
【００１２】
本発明の他の目的は、どんな偏心荷重をもつくらないコネクタを提供することである。これは、コネクタがボルトまたはアンカー部材に取り付けられる点のすぐ上にコネクタによって固定される束をセットすることによって達成される。
【００１３】
更に、本発明の別の目的は、ホールダウン・コネクタが、付属する第１の建物構造部材の面と平行なアンカー部材の位置の変動に順応するコネクタを提供することである。この目的は、アンカー部材を受ける比較的広い開口部のあるコネクタを作ることによって達成される。
【００１４】
製作が経済的であるホールダウンを作る目的は、塗装および溶接などの高価な二次加工を最小限にして自動機械で形成できる設計を用いることによって達成される。
【００１５】
本発明のこれらおよびその他の目的は、図面、好ましい実施例の説明および特許請求の範囲を参照することによって明瞭になる。
好適な実施例の説明
【００１６】
図１および２に示すように、留め金具４およびアンカー部材５と協働して第１の建物構造部材２を第２の建物構造部材３に連結するための、本発明に従って構成されたコネクタ１が、ストラップ６を第１の建物構造部材２に取り付けるための留め金具４を受けるストラップ６およびストラップ６の中に入れ子になっていてコネクタ１を第２の建物構造部材３に取り付けるアンカー部材５の第１端部８を受ける隔離台７から成る。
【００１７】
アンカー部材５は、第２の建物構造部材３によって保持されて、第２の建物構造部材３より上に突き出ている第１端部８を有する。
【００１８】
本発明の好適なコネクタ１は、底板２１および二つの側方部材９を有するみぞ形ストラップ６として形成されている。ストラップ６の底板２１は、コネクタ１を第２の建物構造部材３に取り付けるためにアンカー部材５を通り抜けさせる開口部１０を形成されている。
【００１９】
好適な隔離台７は、みぞ形ストラップ６とは別の部材である。好適な隔離台７は、ストラップ６の側方部材９の間に受けられて、ストラップ６の底板２１にもたれる。隔離台７は、アンカー部材５を受ける開口１１を形成されている。隔離台７は、アンカー部材５に接続される。
【００２０】
垂直に配置された木束２であってよい第１の建物構造部材２は、また、ストラップ６の側方部材９の間に受けられて、隔離台７の上部１８にのって、隔離台７の上部１８によって支えられる。同時に、束２の底部２２は、アンカー部材５の第１端部８より上に配置される。
【００２１】
図５および８に示されているように、ストラップ６および隔離台７はアンカー部材５を受ける楕円筒状の開口１０および１１を形成されるのが好ましい。これは、正確に直角の位置で第２の建物構造部材３に取り付けられなかったアンカー部材５に対応する能力をコネクタ１に与える。アンカー部材５は、第２の建物構造部材３が建物の下の方のレベルの木製部品であるとき、かなり配置しやすいが、一旦アンカー部材５がコンクリートの基礎３に固定されると、その配置を修正することは非常にむずかしい。
【００２２】
コネクタ１のストラップ６は、留め金具４を受ける開口１２および２６を形成されているのが好ましい。
【００２３】
図１３を参照すると、アンカー部材５は、アンカーボルト１３およびそれに付けられた保持部材１４から成ることができる。第２の建物構造部材３がコンクリートの基礎３であるとき、図１に示すように、アンカーボルト１３の底部は第２の建物構造部材３に埋められる。アンカーボルト１３の底端部は、引抜き抵抗を与えるために複心曲線で形成されているのが好ましい。アンカーボルト１３の上端部８は保持部材１４（一般にねじ付きナット１４）を着脱自在に付けることができるねじ部を形成されて、アンカー部材５を完成できる。
【００２４】
好ましい実施例において、隔離台７は、底面１５、四つの側面１６および１７および上部１８を有する。隔離台７の四つの側面のうちの二つは、二つの対向する横方向側面１７と呼ばれる。底面１５は、二つの横方向の接合点１９で二つの対向する横方向側面１７を結合する。隔離台７の底面１５は、また、支え面２０が形成されている。二つの対向する横方向側面１７は各々選択された高さを有する。
【００２５】
好ましい実施例において、ストラップ６の底板２１および側方部材９は、二つの横方向の接合点１９で、支え面の形および隔離台７の形に正確に従うように形成される。また、好ましい実施例において、ストラップ６の側方部材９は、二つの対向する横方向側面１７の高さの事実上全てについて隔離台７の対向する横方向側面１７の形に正確に従うように形成されている。
【００２６】
好ましい実施例において、底面１５および二つの対向する横方向側面１７の間の接合点１９は比較的大きい半径２３を有する連続曲線として形成されている。各側面上のこの曲線の半径２３は、０．６３５ｃｍ（０．２５０インチ）である。
【００２７】
同様にして、ストラップ６の底板２１は、曲がった接合部２４の場所で側方部材９と合わさる。これらの湾曲接合部２４の半径２５もまた０．６３５ｃｍ（０．２５０インチ）である。ストラップ６の他の寸法はまた、隔離台７の寸法にマッチするように選ばれ、ストラップ６がほぼ正確に隔離台７を受けるようになっている。これは、設計揚圧力荷重におけるコネクタ１の全てのたわみを実際に除去する。
【００２８】
図２を参照すると、第１の建物構造部材２が木製のとき、留め金具４は刃部を有する木ねじであるのが好ましい。留め金具４は、また、２、３の異なる名前をあげると、釘、ナットを有するねじボルト、ラグねじまたは鋼ねじであってもよい。留め金具４としてセルフドリリング木ねじを使用することは、穴明け箇所を持たない並ボルト用の孔を穿設する追加のステップを必要としなくする。セルフドリリング木ねじ４は釘より強い連結部をつくり、電動または、空気圧ドライバを用いれば、ドリリング木ねじを釘とほとんど同じ速さで取り付けできる。好適な留め金具４は、６．３５ｃｍ（２．５インチ）長さのシンプソン・ストロング・ドライブ・ねじ（Ｓｉｍｐｓｏｎ Ｓｔｒｏｎｇ Ｄｒｉｖｅ Ｓｃｒｅｗｓ）（商品名）である。
【００２９】
図５を参照すると、好ましい実施例において、ストラップ６の留め金具４を受ける最も低い開口２６は選択された距離だけ隔離台７の上部１８から間隔を置いて配置されている。この距離は、コネクタ１と共に使用される留め金具４およびストラップ６が接続する第１の建物構造部材２の形と構成によって変わる。第１の建物構造部材２を突き通す留め金具４が第１の建物構造部材２の端に近づき過ぎて配置される場合、木製構造部材の割裂は問題である。
【００３０】
第１の建物構造部材２が鋼製であるときとき、コネクタ１は、第１の建物構造部材２に溶接できるので、バック部材６は開口１２および２６を形成される必要がなく、留め金具４は溶接にすることができる。
【００３１】
好ましい実施例のストラップ６は、トタン板から形成されている。隔離台７の好ましい実施例は、鋳造アルミニウム片として形成される。コネクタ１の好ましい形は、塗装または溶接を施される必要がない。これは、製造費用を低下させる。
【００３２】
好適な隔離台７は、隔離台７の二つの向かい合った横方向側面１７の隔離台７の上部１８との各接合部に切欠き２７を形成されている。これらの切欠きは、隔離台７にロック面２９を作る。これらの切欠き２７は、ストラップ６の側方部材９の内側へのエンボス２８と結合することによって、隔離台７をストラップ６の適所に固定できる。
【００３３】
好ましい実施例は、以下の方法で形成される。ストラップ６になるブランクは、トタン板から切断される。ストラップ６の開口１０、１２および２６は、ブランクから各部分を切り抜くことによって形成される。ブランクは、次に、底板２１から第１および第２の側方部材９を上に折り曲げることによって図４に示すほぼみぞ形に作られる。隔離台７は、アルミニウムから鋳造される。隔離台７は、次に、ストラップ６の側方部材９の浮き出し２８が台７上のロック面２９と合わさるようにしてストラップ６に挿入されて、隔離台７を適所に保持する。
【００３４】
標準の４×４柱２を受ける本発明の好ましい形態において、隔離台７の上部１８の寸法は、８．８９ｃｍ×９．０４ｃｍ（３．５インチ×３．５６インチ）であり、隔離台７の上部１８の支え領域はおよそ５１．６平方センチ（８平方インチ）である。好ましい実施例において、隔離台７の底面１５は、ストラップ６の側方部材９の間に受けられる柱２とほぼ同じ幅になるように形成される。したがって、隔離台７の対向する横方向側面１７は、事実上垂直である。事実、好ましい実施例においては、隔離台７は、アルミニウムから作られる鋳造部材であり、対向する横方向側面１７は、それらの鋳造を助けるために１°だけテーパーがついている。
【００３５】
隔離台７の好ましい実施例において、アンカー部材５を受ける隔離台７の開口１１は、隔離台７の上部１８の孔３０とつながっていて、孔３０および開口１１は、隔離台７の肩３１で合わさる。好ましい実施例において、肩３１から隔離台７の底面１５までの距離は、１．５９ｃｍ（５／８インチ）である。好ましい実施例において、隔離台７の孔３０および肩３１は、隔離台７の開口１１によって受けられることができるボルト１３にねじ付けるねじ付きナット１４が孔３０において受けられ、このねじ付きナット１４はまた、肩３１に達することができるように形成されている。
【００３６】
好ましい実施例において、隔離台７のアンカー部材５を受ける開口１１の中心は、第１の建物構造部材２が側方部材９の間に受けられるとき、第１の建物構造部材２の中央軸線と位置が合う。
【００３７】
図２において最もよく示されているように、好ましい実施例において、ストラップ６および隔離台７は別々の部材である。好ましい実施例において、引張力がコネクタ１にかかっているとき、隔離台７はストラップ６の底板を押さえることによってストラップ６にかかる持ち上げ力に耐える。
【００３８】
図２、８および９において最もよく示されているように、隔離台７は、アンカー部材５が隔離台７の中に十分に突き出て、ナット１４または他の保持部材１４によって隔離台７に保持されているかどうかを検査官が調べることができる窓３３が形成されている。これらの窓３３はまた、柱２または接手の底端部の下に空気を循環させて木材の腐敗を予防する助けとなる。
【００３９】
隔離台７は、好ましくはアルミニウムで作られる。アルミニウムの等級は、６０６１、Ｔ６またはその相当品である。ストラップ６は、好ましくは以下の仕様に合う１０ゲージ（０．３３ｃｍ（０．１３０インチ））のトタン板で作られる。仕様はＧ９０、Ａ−６５３、ＳＳＧＲ ３３，Ｆ_ｙ＝３３ ＫＳＩ，Ｆ_ｕ＝４５ＫＳＩである。
【００４０】
上述のように、好ましい実施例を製造することのために、鋳造隔離台７の二つの向かい合った横方向側壁１７は、１°テーパーを付けられている。隔離台７を受けるストラップ６の側方部材９は、また、隔離台７に正確にマッチさせるために１°のテーパーを付けられている。
【００４１】
図１は、好ましい実施例の典型的使用法を示す。図１において、第１の建物構造部材２は組立壁の垂直間柱２で、第２の建物構造部材３はコンクリート基礎３である。本発明は、また、ほんの少しの用途の例を挙げれば、組立構造体の床の間で引張り荷重を伝達するためまたは石造またはコンクリートの壁に根太を連結するために用いられてもよい。
【００４２】
基礎‐木製間柱接手を形成する好ましい実施例のコネクタ１の取付けが図１によって例示されている。まず、ねじ付き先端部分を有するアンカーボルト３３を第２の建物構造部材３に埋め込む。これは、湿ったコンクリートにアンカーボルト１３の底部分を入れることによってまたは第２の建物構造部材３をそれからアンカーボルト１３の先端部分から突き出るようにして形成することによって行うことができる。後者の方法が、好ましい。
【００４３】
コネクタ１は、それからアンカーボルト１３の上にはめ込まれる。アンカーボルト１３のねじ付き部分はコネクタ１の基部においてストラップ６および隔離台７の開口１０および１１に挿入され、それより大きい孔３０または開口の基部となっている肩３１より上にアンカーボルト１３が突き出る。できれば、そして、図１に示すように、コネクタ１は第２の建物構造部材３に載らなければならない。好ましくは、アンカーボルト１３のねじ付き部分は、隔離台７の上部１８のレベルより上に突き出てはならない。
【００４４】
ワッシャ３２が肩３１にのるようにアンカーボルト１３の先端部分に挿入される。それから、ナット１４がアンカーボルト１３のねじ付き部分に嵌められて、完全に締められ、ナット１４がワッシャ３２を圧迫し、ワッシャ３２が隔離台７の肩３１を圧迫するようになる。箱形スパナを用いてナット１４をアンカーボルト１３に締めるのが好ましい。
【００４５】
垂直骨組部材２は、次にストラップ６の側方部材９の間でコネクタ１に挿入され、その結果、隔離台７の上に載る。
【００４６】
留め金具４は、ストラップ６の開口１２および２６を通して第１の建物構造部材２に打ち込まれ、コネクタ１のストラップ６と第１の建物構造部材２の間に堅い嵌合いを形成し、連結を完了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 建築構造物の垂直部材の斜視図である。柱は、ねじ付き固定具およびアンカー部材と協力して本発明のホールダウン・コネクタによって固定される。
【図２】 本発明に従って構成されたコネクタの分解斜視図である。第１の建物構造部材とコネクタの間の連結を行う好適なねじ部品の例が同様に示されている。
【図３】 図１のコネクタのストラップの平面図である。
【図４】 図１のコネクタのストラップの正面立面図である。
【図５】 図１のコネクタのストラップの底面図である。
【図６】 図１のコネクタのストラップの側面図である。
【図７】 図１のコネクタのストラップの側面図である。
【図８】 図１のコネクタの隔離台の平面図である。
【図９】 図１のコネクタの隔離台の正面立面図である。
【図１０】 図１のコネクタの隔離台の底面図である。
【図１１】 図１のコネクタの隔離台の側面図である。
【図１２】 ストラップに挿入された隔離台を示している本発明のコネクタの拡大正面立面図である。
【図１３】 図１の線１３―１３に沿っての断面側面図である。垂直部材は、図１３には示されていない。

Claims (16)

1. 組立壁などの第1の建物構造部材および基礎などの第2の建物構造部材の間を接続するコネクタであり、開口を形成されている底板および二つの側方部材を有するみぞ形ストラップおよび前記ストラップの前記二つの側方部材の間に受けられ、前記ストラップの前記底板に載り、開口を形成されている独立した隔離台を含むコネクタを備え、
   前記隔離台は、底面および二つの対向する横方向側面を有し、前記底面は、二つの横方向の接合点で前記二つの対向する横方向の側面に合い、前記隔離台の前記底面が支え面を形成されており、前記対向する横方向側面は各々選択された高さを有し、
   前記コネクタは、前記開口を通して前記第2の建築構造部材に前記第2の構造建築部材によって保持されたアンカー部材を挿入することによって固定され、前記コネクタは、前記第1の建築構造部材を前記ストラップの前記二つの側方部材の間に受けて、前記アンカー部材の第1の端より上に配置されながら隔離台の底板の上部によって支持し、且つ前記コネクタの前記ストラップの前記第1の建築構造部材に留める金具によって接続されており、
   前記ストラップの前記底板および側方部材は、前記支え面の形および前記二つの横方向の接合点の前記隔離台の形に正確に従うよう形成されていることを特徴とするみぞ形コネクタ。
2. 前記ストラップの前記側方部材は、前記対向する横方向の側面の前記高さのほぼ全てに対して前記隔離台の前記対向する横方向側面の形に正確に従うよう形成されている請求項1のみぞ形コネクタ。
3. 前記底面が前記二つの対向する横方向の側面に合う前記横方向の接合点は、連続湾曲輪郭を形成されている請求項2のみぞ形コネクタ。
4. 前記隔離台の前記底は、前記ストラップの前記側方部材の間に受けられる前記第1の建物構造部材とほぼ同じ幅になるように形成されている請求項3のみぞ形コネクタ。
5. 前記連続湾曲輪郭の横方向の接合点は、0.635ｃｍの半径を有する請求項4のみぞ形コネクタ。
6. 前記隔離台の前記対向する横方向の側面は、1°のテーパーをつけた部分を有する請求項5のみぞ形コネクタ。
7. 前記ストラップの前記側方部材の一つ以上は、内方へ突出している浮き出しを形成されており、前記隔離台は、一つ以上のロック面を形成されており、前記側方部材の前記内方へ突出している浮き出しは、前記ストラップ上に前記隔離台を保持するために前記ロック面を圧迫する請求項6のみぞ形コネクタ。
8. 前記隔離台が、前記アンカー部材の前記隔離台への前記みぞ形コネクタを調べるための一つ以上の開口を形成されている請求項7のみぞ形コネクタ。
9. 前記アンカー部材を受ける前記隔離台の前記開口は、前記隔離台の上部にある孔とつながっており、前期孔および前記開口は前記隔離台の肩で合っている請求項8のみぞ形コネクタ。
10. 前記アンカー部材は、ねじ付きアンカーボルトおよび前記アンカーボルトにねじ付け可能に受けられることができるねじ付きナットを備え、前期隔離台の前記孔および前記肩は前記ねじ付きナットが前記孔に受けられることができ、前期ねじ付きナットが前記肩に達することができるように形成されている請求項9のみぞ形コネクタ。
11. 前記ストラップは、前記留め金具を受ける開口を形成されている請求項10のみぞ形コネクタ。
12. 前記隔離台は、前記第1の建物構造部材に対する剛性支承部材として用いられる請求項11のみぞ形コネクタ。
13. 前記隔離台は、底面および二つの対向する横方向側面を有し、前記底面は、二つの横方向の接合点で前記二つの対向する横方向の側面に合い、前記底面が前記二つの対向する横方向の側面に合う前記横方向の接合点は、連続湾曲輪郭を形成されている請求項1のみぞ形コネクタ。
14. 前記湾曲輪郭の横方向接合点は、0.635ｃｍの半径を有する請求項13のみぞ形コネクタ。
15. 前記隔離台の前記底面は、前記ストラップの前記側方部材の間に受けられる第1の建築構造部材とほぼ同じ幅になるように形成されている請求項3のみぞ形コネクタ。
16. 前記隔離台の前記対向する横方向の側面は、1°にテーパーをつけた部分を有する請求項15のみぞ形コネクタ。

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