JP4087977B2 - 木質部材の接合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラグスクリューボルトを用いて木質部材相互を剛に接合するための接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モーメント抵抗接合法によるラーメン架構の研究が盛んに進められている。
「モーメント抵抗接合」という用語は、モーメントを伝達することを目的に部材同士を可能な限り剛に接合する方法をいう。
【０００３】
モーメント抵抗接合を、主として力の伝達形式から類別すると、複数種の基本的な形態に分類されるが、これらの内、代表的なものの一つとしてガセット板接合型を例に採ると、当該ガセット板接合型は、鋼板、合板等のガセット板と、釘、ボルト、ラグスクリュー、ドリフトピン等の接合具を組み合わせてモーメント、剪断力、軸力を同時に伝達する形式である。
釘、ボルト、ラグスクリューを用いる場合は、ガセット板は添板形式であるが、ドリフトピンの場合は、ガセット板を部材の内部に挿入する形式が基本的である。
【０００４】
図２２は、最近の一般的なガセット板接合型のモーメント抵抗接合により木質ラーメンフレームを形成する場合の接合例（従来例１）を示している。
本従来例１では、柱部材６０と梁部材６１とには、集成材が使用されており、図示の如く、接合部位である柱部材６０の一側面及び梁部材６１の接合端部には、挿入用鋼板ガセット板６２を挿入しうるスリット６３、６３を各々あらかじめ形成しておく。
また、鋼板ガセット板６２には、あらかじめ複数個数のドリフトピン６４を貫通嵌挿しうる小孔６５が穿設されている。
この鋼板ガセット板６２の各小孔６５の位置に対応して、柱部材６０と梁部材６１とに貫通小孔６６を正確に貫通穿設しておく。
そして、鋼板ガセット板６２を柱部材６０と梁部材６１の各スリット６３に挿入して、所定複数個数のドリフトピン６４により緊結固定する構成となっている。
【０００５】
梁部材６１に曲げモーメントが作用した場合のモーメントの伝達は、梁部材６１のモーメント→ドリフトピン６４のせん断力→鋼板ガセット板６２の曲げ→ドリフトピン６４のせん断力→柱部材６０のモーメントという具合に応力伝達され、曲げモーメントの他にせん断力、軸力も同じ経路でドリフトピン６４のせん断力を介して伝達されるため、応力伝達面では比較的合理的な構成である。
【０００６】
また、モーメント抵抗接合の他の代表的な例として引張ボルト接合型がある。
当該引張ボルト接合型では、梁端部の上下の位置に通しボルトを挿入し、ナットを回して梁と柱を引き寄せて接合する。
モーメントとせん断力は、別々に伝達される。
接合具は、引きボルト以外は特に使わない構成となっている。
【０００７】
図２３及び図２４は、引張ボルト接合型のモーメント抵抗接合により木質ラーメンフレームを形成する場合の接合例（従来例２）を示している。
本従来例２では、柱部材６０と一対の梁部材６１、６１とには、上下２か所の所定位置に引張ボルト６７の挿通用孔６８があらかじめ貫通形成されており、梁部材６１の接合端部から所定距離の位置には欠込み部６９が設けられ、当該欠込み部６９に、上下２か所の引張ボルト６７用の挿通用孔６８の端部が開口している状態となっている。
接合に当たっては、柱部材６０と一対の梁部材６１、６１の上下２か所の挿通用孔６８に各々引張ボルト６７を嵌挿し、各引張ボルト６７の両端部を欠込み部６９の位置で、座金７０を介してナット７１を締付け固定する構成となっている。
【０００８】
本従来例２では、梁部材６１に曲げモーメントが作用した場合のモーメントの伝達は、引張側では、梁部材６１の材端モーメント→梁側座金７０のめり込み→引張ボルト６７の引張力→柱部材６０のモーメントという具合に応力伝達される。
一方、圧縮側では、梁部材６１端部の柱部材６０側面への三角形型めり込みにより応力伝達がなされる。
なお、せん断力はダボ等のせん断抵抗物を梁部材６１の木口に挿入して伝逮する。
【０００９】
一方、現在一部で実用化されているモーメント抵抗接合は、原則的に１方向ラーメンにしか適用できない。
そこで、これを２方向ラーメンに拡張するには、他のタイプとの併用を考えねばならない。
図２５乃至図２７は、本願発明者が先に提案したガセット板接合型を原則とした２方向ラーメン用のモーメント抵抗接合（従来例３）の概念図である。
本従来例３は、特開平７−２５８２８８８号公報に開示され、特許第２６５３４１４号として登録されているものである。
【００１０】
本従来例３では、ラグスクリューボルト８０は、軸部８１のラグスクリューネジ部８２と、端部のボルトネジ部８３とを有した構成となっている。
ガセットプレート７４は、鋼製板によりＴ字型に形成されていると共に、そのＴ字頭部板７５に前記ラグスクリューボルト８０のボルトネジ部８３がナット締めされる貫通穴７６が複数設けられ、かつＴ字脚部板７７にドリフトピン７８が貫通嵌合される複数の小孔７９が設けられている。
このラグスクリューボルト８０と、ガセットプレート７４とにより、木質柱部材６０と木質梁部材６１を接合させる構造となっている。
【００１１】
即ち、梁部材６１の端部には、ガセツトプレート７４のＴ字脚部板７７が嵌挿するスリット７２と、Ｔ字脚部板７７の小孔７９に対応する貫通小孔７３とを設け、柱部材６０に対し、ラグスクリューボルト８０の複数を並列してその端部のボルトネジ部８３が外部に突出するように水平方向に螺着させる。
一方、ガセツトプレート７４のＴ字頭部板７５の貫通孔７６に、外部に突出したボルトネジ部８３を貫通させてナット８４締めにより締結固定し、更に、ガセツトプレート７４のＴ字脚部板７７を梁部材６１のスリット７２に嵌挿すると共に、これらＴ字脚部板７７の小孔７９及びこれに対応する梁部材６１の貫通小孔７３に渡ってせん断力伝達用のドリフトピン７８を嵌合させて緊結、固定する構成となっている。
【００１２】
本従来例３によれば、両切りボルトの軸部８１にラグスクリューネジ部８２を加工したラグスクリューボルト８０を木質柱部材６０のあらかじめ加工された貫通穴にねじ込み、木質柱部材６０の外に出たボルトネジ部８３と木質梁部材６１とをＴ字型のガセットブレート７４とドリフトピン７８を用いて容易にしかも強固に接合することができ、柱部材６０側面への梁部材６１のめり込みも少なく、変形も少ない優れた接合構造となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例１では、鋼板ガセット板６２にあらかじめ穿設された複数個数のドリフトピン６４を貫通嵌挿しうる小孔６５の位置と、各小孔６５に対応して柱部材６０と梁部材６１とに貫通穿設する貫通小孔６６との位置が正確に合致しないと接合不可能となるため、接合前の加工作業に極めて高精度が要求され、加工手間が増大し、コスト的にも高価なものとなる問題点があった。
また、現場作業においても多数のドリフトピン６４を貫通嵌挿するという煩雑な作業が必要となるため、現場施工性が悪いという欠点があった。
【００１４】
また、上記従来例２では、上記従来例１に比較すると、施工性は向上する。
しかしながら、このような構成の接合では、梁部材６１に曲げモーメントが作用すると、モーメントの伝達が圧縮側では、梁部材６１の木口の柱部材６０側面への三角形型めり込みによるため、このめり込む時の木材の抵抗力に依存して剛性、耐力が決定されてしまう。
このように、木質柱部材６０側面への木質梁部材６１の木口面のめり込みが大きいのが致命的な欠点であり、木質部材のめり込み抵抗力は低いものであるため、この接合構造では強い耐力は期待できないという問題点があった。
【００１５】
さらに、上記従来例３の木質ラーメンフレームには、鋼板挿入式ドリフトピン接合が用いられており、柱部材６０と梁部材６１との各々の接合部にドリフトピン７８を２０本以上必要とするので、この点で上記従来例１と同様の煩雑な加工手間が必要であるという問題を有している。
また、本従来例３に係るラグスクリューボルト８０は、図２６に示すようにラグスクリューネジ部８２の両端もしくは片端部に通常のＭボルト仕様のボルトネジ部８３を加工したもので、主としてラグスクリューネジ部８２部分を柱部材６０に挿入して端部のボルトネジ部８３のみが外部に突出して梁部材６１と結合される構成となっている。
しかし、柱部材６０の外側にラグスクリューボルト８０の端部が突出していると、施工現場において梁部材６１を上から落とし込んで組み込む作業が困難となり、建て方に工夫が必要となる問題があった。
【００１６】
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、木質部材を用いて高い施工性能と、高い強度の両者を兼ね備えた接合形式で、木質部材相互を剛接合することを可能としたラグスクリューボルトを用いた木質部材の接合構造を提供することを課題としている。
【００１７】
また、本発明は、木質部材を用いて梁間方向及び桁行方向の両方向を同時に剛接合することも可能とし、鉄骨構造や鉄筋コンクリート構造と同様に、１方向だけでなく２方向ラーメン、さらには３方向ラーメン及び４方向ラーメンをも木質構造で実現することができるラグスクリューボルトを用いた木質部材の接合構造を提供することを課題としている。
【００１８】
さらに、本発明は、構造用集成材という構造材を用いることにより、最終造作材の役割もこれに与え、したがって内部仕上げのコストの低減化、自由度の大きい広い空間の確保を図ることが可能なラグスクリューボルトを用いた木質部材の接合構造を提供することを課題としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ラグスクリューボルトと引張ボルトとを用いて、第１木質部材と第２木質部材とを接合、固定させる接合構造であって、前記ラグスクリューボルトは、その外周面にラグスクリューネジ部が形成された軸部の軸心方向の端面から軸部中央に向けて軸部内に所定寸法分だけ中空孔が形成され、当該中空孔の周面に雌ネジ部が加工されてなり、前記引張ボルトは、軸部両端に雄ネジ部が形成され、一方の雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合可能とされてなり、接合すべき一方の前記第１木質部材には、前記第２木質部材に対向する端面を基端として、第１木質部材中央に向けて所定長さの貫通孔が形成されると共に、当該貫通孔の先端には、所定大きさの欠込み部が形成されてなり、前記中空孔の開口端が、接合すべき他方の前記第２木質部材表面と面一に露出する位置まで、前記ラグスクリューボルトが第２木質部材にねじ込み固定され、前記引張ボルトの前記一方の雄ネジ部が、前記雌ネジ部に螺着固定され、前記引張ボルトの軸部が、前記貫通孔に嵌挿されて、前記欠込み部内に突出した引張ボルトの他方の雄ネジ部が、座金を介してナット締めにより締結固定されることにより、前記第１木質部材と前記第２木質部材とが接合、固定されてなることを特徴としている。以上の構成からなる請求項１記載の発明では、まず、接合すべき第２木質部材の表面と面一に露出する位置まで、ラグスクリューボルトを第２木質部材にねじ込み固定すると共に、引張ボルトの一方の雄ネジ部を、ラグスクリューボルトの雌ネジ部に螺着固定し、次いで、引張ボルトの軸部を第１木質部材の貫通孔に嵌挿し、欠込み部内に突出した引張ボルトの他方の雄ネジ部を、座金を介してナット締めにより締結固定することにより、簡単な施工手順で容易に、しかも強固かつ正確に、第１木質部材と第２木質部材とを剛接合することが可能となり、第１木質部材端部の第２木質部材側面へのめり込みもなく、変形も少ない優れた接合構造となる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ラグスクリューボルトの前記雌ネジ部が加工されている端部には、リング状のフランジ部が形成されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記ラグスクリューボルトの雌ネジ部が軸部の片側一端又は両端に設けられていることを特徴としている。
ラグスクリューボルトの雌ネジ部が軸部の片側だけに設けられている構成では、例えば、１本の柱部材に対して１本の梁部材を緊結、接合する形式、又は、いわゆる２方向ラーメンとして、一本の柱部材に対して２本の梁部材を相互に直交して緊結、接合する形式が可能となる。
また、ラグスクリューボルトの雌ネジ部が軸部の両側に設けられている構成では、例えば、１本の柱部材に対して２本の梁部材が相互に直線状に緊結、固定される形式、又は、柱部材に埋設した一方向のラグスクリューボルトに対して、これと直交方向にもラグスクリューボルトを埋設して、１本の柱部材に対して３方向あるいは４方向に梁部材を接合させることも可能となり、いわゆる３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式も具現化し得ることになる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記ラグスクリューボルトと、これに対応して前記引張ボルトとが、前記第１木質部材と、前記第２木質部材との接合部位に少なくとも１本以上配設されて接合固定されていることを特徴としている。
請求項４記載の発明では、第１木質部材と第２木質部材とが、一方が柱部材で他方が梁部材の場合には、接合部位に２本のラグスクリューボルトと、これに対応した２本の引張ボルトとを配設して緊結、接合がなされるのが、高い施工性能と高い強度の両者を兼ね備えた接合形式として最も好ましい具体例であると言える。
【００２５】
しかしながら、本発明はこれに限定されず、設計条件によっては、第１木質部材と第２木質部材との接合部位に、１本のラグスクリューボルトと、これに対応した１本の引張ボルトとを配設して緊結、接合することも可能である。
更には、上記請求項３記載の発明の作用として記述したように、例えば、１本の柱部材に対して２本の梁部材が相互に直線状に緊結、固定される形式、又は、柱部材に埋設した一方向の２本以上のラグスクリューボルトに対して、これと直交方向にも２本以上のラグスクリューボルトを埋設して、１本の柱部材に対して３方向あるいは４方向に梁部材を接合させることも可能となり、いわゆる３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式もさらに具体的に実現可能になる。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記第１木質部材と、前記第２木質部材とが、構造用集成材で形成されていることを特徴としている。
この場合、第１木質部材及び第２木質部材としての柱部材及び梁部材には、例えばベイマツ集成材で代表される集成材等が用いられるが、これに限定されるものではなく、例えば単板積層材（ＬＶＬ）やＰＳＬのようないわゆるエンジニアリングウツドであつても同様に本発明に適用することができる。
なお、本発明においては、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記ラグスクリューボルトが、直径２０乃至４Ｏｍｍの丸棒鋼の軸部に、ネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍ、ピッチ１０ｍｍ、角度８０．５４度という大径のラグスクリューネジ部の加工を施し、軸部の片側一端又は両端には、前記雌ネジ部としてＭ１６ボルト仕様のネジ加工を施して構成することができる。
この場合、大径のラグスクリューネジ部を備えることにより、それだけ木質部材に食い込む幅が大きくなるから、ラグスクリューネジ部が大径となるほど、ラグスクリューボルトの引抜き耐力を高く設定することが可能となり、雌ネジ部に螺合される引張ボルトとしてのＭ１６ボルトの長さを伸ばして、集成材のせん断強度を高めること等を考慮し、更には施工性能や製作性能の向上を実現するためには、この構成が具体例として好適である。
但し、本発明はこれに限定されず、設計条件に対応して、当該設計条件に最も適応したラグスクリューネジ部の加工や雌ネジ部としてのネジ加工を施すことが可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１乃至図４は、本発明の第１実施形態を示すものである。
本実施形態は、図１乃至図４に示すラグスクリューボルト１と、図３及び図４に示す引張ボルト１０とを用いて、第１木質部材２０としての柱部材と、第２木質部材３０としての梁部材とを接合、固定させる接合構造を例示している。
【００２８】
ラグスクリューボルト１は、図１及び図２に示すように、ラグスクリューネジ部２が形成された軸部３の軸心方向の端面３ａから、軸部３の中央３ｂに向けて、当該軸部３の軸心と同心円状に軸部３内に所定寸法分だけ中空孔４が形成され、当該中空孔４の周面に雌ネジ部５が加工されて構成されている。
ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５は、本実施形態では図１及び図２に示すように軸部３の片側一端に設けられている。
そして、軸部３の雌ネジ部５が加工されている端部には、本実施形態ではリング状のフランジ部６が形成されている。
【００２９】
ラグスクリューボルト１は、本実施形態では一例として、図１及び図２に示すように、加工前に所定直径を有する普通鋼からのＳＳ４００の削り出しにより、軸部３に、ネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍ、ピッチ１０ｍｍ、角度８０．５４度という仕様のラグスクリューネジ部２の加工が施されている。
しかしながら、ラグスクリューボルト１の製造方法としては、ＳＳ４００の削り出しに限定されるものではなく、量産体制を想定した場合等には、転造で製造するのが望ましい場合もある事は、言うまでも無い
また、軸部３の片側一端に加工された雌ネジ部５は、本実施形態では一例として、ネジ谷径で直径１６ｍｍに設定されており、よって、Ｍ１６ボルト仕様の引張ボルト１０が螺合し得るように構成されている。
しかしながら、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、ラグスクリューネジ部２の加工寸法や、雌ネジ部５の加工寸法等は、設計条件に対応して、当該設計条件に最も適した加工寸法に設定可能である。
【００３０】
引張ボルト１０は、図３及び図４に示すように、軸部１１の両端に雄ネジ部１２が形成され、一方の雄ネジ部１２ａが、前記雌ネジ部５に螺合可能に形成されている。
即ち、本実施形態では、雌ネジ部５がネジ谷径で直径１６ｍｍの仕様寸法に加工されているため、引張ボルト１０はＭ１６ボルト仕様に設定され、一方の雄ネジ部１２ａが、雌ネジ部５に螺合可能となっている。
また、他方の雄ネジ部１２ｂは、後述の如く、座金１４を介してナット１５により、締付け固定しうるようになっている。
なお、引張ボルト１０としては、高張力ボルトを使用するのが望ましいが、かなずしもこれに限定されず、設計条件によっては、通常の普通ボルトを使用することもできる。
【００３１】
接合すべき一方の柱部材２０には、他方の梁部材３０に対向する端面２１を基端として、当該柱部材２０の中央に向けて所定長さの貫通孔２２が形成されると共に当該貫通孔２２の先端には、所定大きさの欠込み部２３が形成されている。
即ち、柱部材２０にあらかじめ形成された貫通孔２２の一方の開口端２２ａは、梁部材３０に対向する端面２１側に開口しており、貫通孔２２の他方の開口端２２ｂは、欠込み部２３内の所定位置に開口していることになる。
【００３２】
図４に示すように、柱部材２０の端面２１に対向する所定位置において、梁部材３０には、先孔４０があらかじめ加工されている。
即ち、本実施形態ではラグスクリューボルト１のラグスクリューネジ部２のネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍの設定寸法に対応して、直径寸法２５ｍｍの先孔４０が形成されている。
なお、本実施形態では、柱部材２０と梁部材３０との接合位置に２本のラグスクリューボルト１が配設される構成となっているため、これに対応して２本の引張ボルト１０と、２か所の先孔４０が形成されている。
即ち、本実施形態では、第１木質部材２０が柱部材で、第２木質部材３０が梁部材であり、接合部位に２本のラグスクリューボルト１と、これに対応した２本の引張ボルト１０とを配設して緊結、接合がなされるのが、高い施工性能と高い強度の両者を兼ね備えた接合形式として最も好ましい具体例であると言えるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３３】
また、本実施形態では、第１木質部材としての柱部材２０と、第２木質部材としての梁部材３０とが、構造用集成材で形成されている場合を例示している。 この場合、柱部材２０及び梁部材３０には、例えばベイマツ集成材で代表される集成材等が用いられるが、これに限定されるものではなく、例えば単板積層材（ＬＶＬ）やＰＳＬのようないわゆるエンジニアリングウツドであつても同様に本発明に適用することができる。
また、通常のムクの木材を用いることも可能なことは言うまでも無い。
第１木質部材としての柱部材２０と、第２木質部材としての梁部材３０とが、構造用集成材で形成されている場合、先孔４０は集成材の積層方向及び幅方向に形成するのが強度面からして好ましい実施形態であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３４】
以上の構成からなる本実施形態において、以下にラグスクリューボルト１と引張ボルト１０とにより、柱部材２０と梁部材３０とを剛接合する手順を主として図４により説明する。
まず、接合すべき第２木質部材としての梁部材３０の表面３１と面一に露出する位置まで、ラグスクリューボルト１を梁部材３０にねじ込み固定する。
この際には、２本のラグスクリューボルト１のねじ込み位置には、ラグスクリューボルト１のラグスクリューネジ部２のネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍの設定寸法に対応して、２５ｍｍの内径寸法を有する先孔４０があらかじめ加工、形成されているため、ラグスクリューボルト１のラグスクリューネジ部２は、その外径寸法３０ｍｍとの差寸法５ｍｍ分だけ先孔４０の周面に食い込みながらねじ込み固定されることになる。
これは、十分な食い込み力を発揮させて引抜き強度を向上させると共に、ねじ込み時の抵抗を比較的低く抑えて施工性能の向上を図り、かつ、ラグスクリューボルト１が、ねじ込み時に曲がってねじ込まれる事を防止する意図から寸法設定がなされたものである。
【００３５】
また、ラグスクリューボルト１を梁部材３０にねじ込み固定する際には、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５にあらかじめ、ねじ込み専用の寸切りボルト（図示せず、両端部に雄ネジ部が形成されている。）を螺合して取り付けておき、当該寸切りボルトの他方の雄ネジ部にはナットを螺合しておき、当該ナットにインパクトレンチ（図示せず）を嵌合させて、梁部材３０にラグスクリューボルト１をねじ込み固定するのが、施工性能の向上の観点からして好ましい実施形態であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
即ち、例えば普通のＭ１６ボルトを使用するのであれば、その頭にインパクトレンチのソケットを嵌めて、ねじ込めば良い。
【００３６】
そして、接合すべき梁部材３０の表面３１と面一に露出する位置まで、ラグスクリューボルト１を梁部材３０に埋込んだら、今度は、ねじ込み専用の寸切りボルトを取り外す。
これは、ラグスクリューボルト１のねじ込み固定作業をあらかじめ施工現場以外の工場等の場所で行うことを前提としているためで、搬送時に引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２をラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に螺合した状態では、当該引張ボルト１０が梁部材３０から突出した態様となるため、搬送時に邪魔になるだけでなく、引張ボルト１０自体が損傷する恐れがあるためである。
この際には、例えば、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５側のフランジ部６をパイプレンチ（図示せず）で固定しておき、ラチェットレンチ（図示せず）を使用してねじ込み専用の寸切りボルトを取り外せばよい。
【００３７】
また、ラグスクリューボルト１を梁部材３０にねじ込み固定する際には、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５にあらかじめ、ねじ込み専用の寸切りボルトを螺合するのを省略して、直接、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａを螺合しておいても良い。
このようにして、第２木質部材としての梁部材３０に２本のラグスクリューボルト１が所定深さまでねじ込み固定される。
【００３８】
次に、各ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａが螺合された状態とする。
次いで、引張ボルト１０の軸部１１を他方の雄ネジ部１２ｂを先頭にして、第１木質部材としての柱部材２０にあらかじめ加工されている一対の貫通孔２２、２２に落とし込む様に嵌挿する。
そして、欠込み部２３内に突出した引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂに、図示の如く、座金１４を介してナット１５を取付け、ラチェットレンチ等を使用して引張ボルト１０とナット１５とを強固に締付けることにより、柱部材２０と梁部材３０とが強固に緊結、固定される。
よって、欠込み部２３は、上記した締付け作業が可能なだけのスペースを有する大きさにあらかじめ設定して加工しておくものとする。
【００３９】
かかる本実施形態では、梁部材３０への一対の先孔４０の加工と、これに対応した柱部材２０への一対の貫通孔２２の加工と、一対の欠込み部２３の加工、更には、一対の先孔４０へのラグスクリューボルト１のねじ込み作業までをあらかじめ施工現場以外の工場等で行う。
そして、施工現場では、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２を、一対のラグスクリューボルト１の雌ネジ部５へ螺合する作業と、引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂに、座金１４を介してナット１５を取付け、引張ボルト１０とナット１５とを締付け固定する作業だけで済むため現場で行うこともできるが、あらかじめ現場搬入前に工場等でこれらの加工や作業を行うことも可能であり、むしろこの方が、これらの加工を極めて高い精度で実施することができる。
【００４０】
また、上記各加工や上記各作業をあらかじめ現場搬入前に工場等で行っておけば、施工現場での作業は、引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを先頭にして、柱部材２０にあらかじめ加工されている一対の貫通孔２２、２２に引張ボルト１０を嵌挿する作業と、引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを、座金１４を介してナット１５で強固に締付ける作業のみとなる。
よって、極めて簡単な施工手順で、容易に、しかも強固かつ正確に、第１木質部材としての柱部材２０と、第２木質部材としての梁部材３０とを剛接合することが可能となり、柱部材２０端部の梁部材３０側面へのめり込みもなく、変形も少ない優れた接合構造となる。
【００４１】
本実施形態は、第１木質部材２０が柱部材であり、第２木質部材３０が梁部材である場合なので、梁部材３０にラグスクリューボルト１をねじ込み固定し、柱部材２０に引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを座金１４を介してナット１５により強固に締結固定することになり、いわゆる梁勝ちの接合形式となる。
この梁勝ちの接合形式では、梁部材３０に曲げモーメントが作用した際のモーメントの伝達は、引張側では、梁部材３０のモーメント→梁部材３０側ラグスクリューボルト１のすべり（引抜き）→引張ボルト１０の引張力→柱部材２０側座金１４のめり込み→柱部材２０の材端モーメントとして応力伝達がなされる。
一方、圧縮側では、柱部材２０端部の梁部材３０側面への三角形型めり込みとなる。
【００４２】
そして、次に述べる実験結果からしても、いわゆる梁勝ちの接合形式では、圧縮側での、柱部材２０端部の梁部材３０側面への三角形型めり込みにより最大強度が決定されるのではなく、梁部材３０側に埋め込まれたラグスクリューボルト１の引抜き耐力、あるいは、引張ボルトによる集成材のせん断耐力で接合部の強度が決定されることになる。
【００４３】
よって、本実施形態では、上記従来例１のような問題点が生じる恐れがない。
即ち、鋼板ガセット板５２にあらかじめ穿設された複数個数のドリフトピン５４を貫通嵌挿しうる小孔５５の位置と、各小孔５５に対応して柱部材５０と梁部材５１とに貫通穿設する貫通小孔５６との位置とが、正確に合致しないと接合不可能となるため、接合前の加工作業に極めて高精度が要求され、加工手間が増大し、コスト的にも高価なものとなるというような問題は、全く生じない。
また、現場作業においても、多数のドリフトピン５４を貫通嵌挿するという煩雑な作業は全く不必要であり、現場施工性が悪いという問題も解決しうる。
【００４４】
また、上記従来例２のように、梁部材５１の木口の柱部材５０側面へのめり込みにより接合部の強度が決定されるものでも無い為、構造的に極めて合理的な接合構造である。
【００４５】
さらに、上記従来例３における問題点も発生する恐れは皆無である。
即ち、従来例３の木質ラーメンフレームには、鋼板挿入式ドリフトピン接合が用いられており、柱部材８０と梁部材８１との各々の接合部にドリフトピン７８を２０本以上必要とするので、この点で従来例３は上記従来例１と同様の煩雑な加工手間が必要であるという問題を有していたが、本実施形態では、このような問題は全く生じないのは、上記従来例１との比較の場合と同様である。
また、上記従来例３では、柱部材８０の外側にラグスクリューボルト７０の端部が突出しているため、施工現場において梁部材８１を上から落とし込んで組み込む作業が困難となり、建て方に工夫が必要となるという問題があったが、本実施形態では、ラグスクリューボルト１は、完全に梁部材３０内に埋設された状態であるため、このような問題も生じる余地が無い。
【００４６】
１．ラグスクリューボルトの引抜き耐力試験
１．１ ラグスクリューボルトの基礎的概念
図１及び図２は、試験を行ったラグスクリューボルト１の構造と詳細を示している。
ラグスクリューボルト１は、ネジ山径３０ｍｍ、ネジ谷径２５ｍｍの軸部３に１０ｍｍピッチ、傾斜角８０．５４度のラグスクリューネジ部が形成され、軸部３の端面には内部にＭ１６ボルトに対応した雌ネジ部５が加工され、Ｍ１６／Ｆ１０Ｔの高張力ボルトと螺合しうるようになっている。
図１及び図２に示すラグスクリューボルト１は、あくまで実験用のものであり、未だ確定したものではない。
ラグスクリューボルト１がねじ込まれる先孔は、実験用として暫定的に内径２５ｍｍに設定されている。
この寸法は、ラグスクリューボルト１のねじ込み作業が、容易に行え、かつ、ラグスクリューボルト１のねじ込み作業の際に、当該ラグスクリューボルト１が曲がることなくねじ込まれるように計算された上でのものであり、未だ最適条件のものか否かは明らかになっていない。
よって、更なる追加実験が、最適条件を見出す為に進行中である。
電動トルクレンチを使用することにより、全長２８０ｍｍのラグスクリューボルト１は、集成材の繊維方向と直交する方向にねじ込まれる。
【００４７】
２．１ 供試集成材
木質部材として、ベイマツ構造用集成材を用いた。
表１に供試集成材の基礎材質を示す。
２．２ 引抜き試験のセットアップ
供試用ラグスクリューボルト１は、本願出願人の内、旭テック株式会社が試作した。
材質的には、基礎的なデータに基づいて、普通鋼から創り出したものである。
最終的に決定された形状、寸法等を図１及び図２に示す。
木工用の直径２５ｍｍのドリルで所定深さの先孔４０を集成材の積層方向に開け、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５にＭｌ６ボルトを取り付けて、インパクトレンチを用いてラグスクリューボルト１を埋め込んだ。
所定の深さまでラグスクリューボルト１を埋め込んだら、今度は雌ネジ部５に取り付けた埋込専用のＭｌ６ボルトを取り除く必要がある。
ラグスクリューボルト１の基端のネジでないリング状フランジ部６をパイプレンチで固定し、ラチェットレンチを使つて、Ｍｌ６ボルトを取り外した。
引抜き試験は、京都大学木質科学研究所木質ホール１階に設置されたＨ型鋼材の柱４１とアンカー固定台４２を組み合わせた反力フレーム内に、図５のような試験装置４３をセットして実施した。
加力には押し３０tonf、引き１５tonf の能力を持つオイルジャッキ４４を用い、容量２０tonf のロードセル４５によつて、引抜き荷重を計測した。
図６及び図７に引抜き変位測定法の詳細を示す。
図から明らかなように、ラグスクリューボルト１の先端に付けた高張力Ｍｌ６ボルト（引張ボルト）１０の頭部分に、高精度変位計（ＣＤＰ−１００）４６をセットして引抜き量を測定した。
個々の供試体（集成材ブロック）４７は、６０００ｍｍの全長を有する集成材製梁を約１０００ｍｍの長さに切断して得た。
個々の集成材梁の異なる箇所に夫々約８個の穴を開け、各穴に１本のラグスクリューボルト１を埋込むことで繰り返し使用した。
また、限られた個数しかラグスクリューボルト１を用意していなかった為、１本のラグスクリューボルト１を基本的に数回繰り返し使用して実験を行った。
図６及び図７に示すように集成材ブロック４７を反力台４８にあてがう形で引抜き試験を行つた。
埋込長さＬO は、約５０ｍｍから始めて、当該埋込長さＬO を増加させてゆき、ほぼ連続的なデータが得られるように最大２８０ｍｍまでとした。
【００４８】
３．結果および考察
３．１ 表２及び表３にほぼ全試験体の引抜き試験結果のデータを示す。
合計では、４５回の引抜き試験が行われたが、実験当初、高張力ボルトを使用しなかった為、このうち４回の試験が失敗に終わった。
この失敗した試験のデータは、データ分析から除外した。
３．２ 最大引抜き荷重（Ｐmax ）と埋込長さ（Ｌo ）の関係
図８に、最大引抜き荷重（Ｐmax ）と埋込長さ（Ｌo ）の関係を示す。
最大引抜き荷重（Ｐmax ）と、埋込長さ（Ｌo ）との間に得られた回帰式は式（１）の通りである。
式（１）・・・Ｐmax ＝４１．６３（Ｌo ）
この回帰式を元に、単位長さ当たりの最大引抜き荷重（Ｐmax ／Ｌo ）と埋込長さ（Ｌo ）の関係を求めると式（２）が得られる。
式（２）・・・Ｐmax ／Ｌo ＝４１．６３（Kgf/mm）
３．３ すべり係数（Ｋs ）と埋込長さ（Ｌo ）の関係
図９に、すべり係数（Ｋs ）と埋込長さ（Ｌo ）の関係を示す。
すべり係数（Ｋs ）と埋込長さ（Ｌo ）の間に得られた回帰式は式（３）の通りである。
式（３）・・・Ｋs ＝２５．１５ＬO ＋７６０３．６（Kgf/cm）
【００４９】
５．梁−柱モーメント抵抗接合の試験
ラグスクリューボルト１の現実的応用の一つとして、ラグスクリューボルト１と、普通ボルト１０のみで構成されたＬ型梁−柱モーメント抵抗接合の予備的試験を行った。
上記図３及び図４に模式図的に示すように、Ｌ型のベイマツ構造用集成材を用いた梁−柱モーメント抵抗接合構造についての試験を今回の研究の一環として行ったものである。
【００５０】
５．１ 供試集成材
Ｌ型梁−柱モーメント抵抗接合の供試体として、三個のベイマツ構造用集成材からなる木質部材を用意して使用した。
表４に供試集成材の特性を示す。
これらの長い供試集成材を夫々２つに切断して、梁−柱の接合部の構造実験を行った。
３個のＬ型梁−柱モーメント抵抗接合の供試体は、京都大学の木質科学研究所で制作された。
５．２ 接合具
ラグスクリューボルト１に関しては、上記引抜き試験において使用したものを再使用した。
よって、それらの中のいくつかのものは、雌ネジ部の先端において予期せぬダメージを受けていたと思われる。
また、Ｍ１６普通ボルトとしては、高張力タイプのボルトを使用して実験を行った。
【００５１】
５．３ 試験のセットアップ
図１０及び図１１は、Ｌ型梁−柱モーメント抵抗接合構造の試験のセットアップ状態を示しており、静的な圧縮、引張の繰り返しにより試験は実行された。
図１０において、集成材柱２０と、集成材梁３０との接合部は、いわゆる梁勝ちの接合形式であり、図３及び図４に示す上記第１実施形態と同様の構成となっている。
柱部材２０及び梁部材の接合部とは反対側の両端部は、各々鋼製反力フレーム４２上にローラー５０を介して載置されており、かつ、当該両端部は、ピン４９によって回動可能に支承されており、梁部材３０の方のピン４９接合部には、容量２０tonfのロードセル４５を介して高精度変位計（ＣＤＰ−１００）が配設されている。
これらの装置は、上記引抜き耐力試験に用いられたものと同様である。
５．４ モーメントと回転角についての結論
一対のラグスクリューボルトの中心位置に作用するモーメントＭについては次の回帰式（４）の通りである。
式（４）・・・Ｍ＝Ｐ．ｅ
また、回転角θについては式（５）の通りである。
式（５）・・・θ＝（＃３−＃２）／ｈ_２３
ここで、Ｐは、載荷荷重（Kgf)
ｅは、モーメントアーム（＝１０２２ｍｍ）
＃３と＃２は、図１０に示す変位測定装置により測定された
相対的変位
ｈ_２３は、＃３と＃２との間の間隔である。
５．４ 載荷周期
周期的な荷重は、回転角により制御されている。
基本的な実験観察記録は、1/300,1/120,1/60及び1/30ラジアンで行われた。
【００５２】
６． 実験結果と検討
６．１ Ｍとθとの関係
モーメント抵抗接合において測定されたモーメントＭと回転角θとの関係は、所定の相関関係にある。
６．２ 実験不成功の事実とその考察
Ｎo.1 試験体において実験不成功の事態が発生した。
この試験体では、直径５０ｍｍの円板状の座金がＭ１６ボルトを柱に接合するために使用されていた。
支承範囲がやや不適当だった為に、座金が集成材に過度に埋め込まれ、これにより、柱が割裂したものと思われる。
Ｎo.1 試験体への最大荷重（＋Ｐmax ）は、１３６９kgf 、モーメントアームが１０２、２ｃｍであるから、よって、最大の正モーメント（＋Ｍmax ）は、式（５）の通りである。
式（５）・・＋Ｍmax ＝１３６９kgf ×１０２．２ｃｍ＝１３９９１２kgfcm
よって、Ｍ１６ボルト及び／又はラグスクリューボルトが支持した軸力（＋Ｔmax ）は、式（６）のようになる。
式（６）・・＋Ｔmax ＝Ｍmax ／ｇ＝８２３０kgf
これより、座金にかかっていた最大圧縮応力度（＋σc ）は、式（７）のようになる。

従ってこの値は、針葉樹材の最大圧縮力よりもやや大きく、観察された不成功が理解し得る。
Ｎo.２試験体とＮo.３試験体は、集成材の圧縮破損を防ぐために５０×５０×５ｍｍの厚い座金を使用した。
ところが、Ｎo.２試験体では、せん断ラインに沿って脆弱なせん断破壊が生じた。
Ｎo.２試験体の最大押圧荷重（＋Ｐmax ）は、１６１６ｋgfであり、よって、最大の正モーメント（＋Ｍmax ）は、式（８）の通りである。
式（８）・・＋Ｍmax ＝１６１６kgf ×１０２．２ｃｍ＝１６５１５５kgfcm
そして、Ｍ１６ボルト及び／又はラグスクリューボルトが支持したことになる軸力（＋Ｔmax ）は、式（９）のようになる。
式（９）・・＋Ｔmax ＝Ｍmax ／ｇ＝９７１５kgf
これにより、図１２及び図１３に斜線で示す領域に作用していた最大せん断力（π）は、式（１０）の通りとなる。

式（１０）のせん断力の値は平均値であり、応力集中の効果を考慮すると、この平均せん断力は、木目に沿って突然の割裂を生じるのに十分な値である。
Ｎo.３試験体の場合は、最大押圧荷重（＋Ｐmax ）が９３４ｋgfに達した時点で、ラグスクリューボルトの雌ネジ部から突然割裂が発生した。
故障が発生した荷重は、期待値よりも遥かに小さかった。
この突然のトラブル発生の理由としては、繰り返し使用されたラグスクリューボルトに引抜き試験を行っている間に、軸部内で何らかの潜在的なダメージが生じたと思われる。
Ｎo.３試験体の最終的な不成功の状態は、負の最大引抜き荷重（−Ｐmax ）＝１６０３kgf の時点で発生し、Ｎo.２試験体の場合と同様の現象が起こったと考えられる。
【００５３】
７．結論
ラグスクリューボルトの基本的な引抜き耐力性能は、この研究によって一定の評価に値することが見極められた。
埋込み深さ別の、ネジ山径３０ｍｍのラグスクリューボルト１本当たりの最大引抜き耐力は、約４２kgf/mmであった。
一方、すべり係数（Ｋs ）は、埋込み深さに対して殆ど相関性を持たなかった。
また、Ｌ形状の梁−柱接合部の試験体を使用することにより、ラグスクリューボルトを集成材を利用したモーメント抵抗接合部に適用するための仮試験を行った。
試験結果は、芳しくなかったが、少なくとも更なる調査、開発を進めていく際の方向性は示されたものと考える。
即ち、以上の結果から、上記の接合構造を用いることによって、建設現場で容易に施工ができ、しかも初期の変形が少なく、強度と粘りの大きい木質部材相互の接合構造が達成できることが実証された。
【００５４】
次に、図１４は、本発明の第２実施形態を示すものである。
本実施形態では、第１木質部材が梁部材３０であり、第２木質部材が柱部材２０である構成を例示している。
よって、いわゆる柱勝ちの接合形式となっている。
即ち、本実施形態では、柱部材２０側に２個所の先孔４０が穿設形成され、この各先孔４０に各々ラグスクリューボルト１、１がねじ込まれ、さらに、各ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａが螺合し、梁部材３０に引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを座金１４を介してナット１５締めにより締結固定するする形式となっており、梁部材３０側に引張ボルト１０用の一対の貫通孔２２が穿設形成され、当該貫通孔２２の梁部材３０中央側の開口端が、所定大きさの欠込み部２３に面するように一対の欠込み部２３が形成されている。
【００５５】
この柱勝ちの接合形式では、梁部材３０に曲げモーメントが作用した際のモーメントの伝達は、引張側では、梁部材３０の材端モーメント→梁部材３０側座金１４のめり込み→引張ボルト１０の引張力→柱部材２０側ラグスクリューボルト１のすべり（引抜き）→柱部材２０のモーメントとして応力伝達がなされる。
一方、圧縮側では、梁部材３０端部の柱部材２０側面への三角形型めり込みとなる。
なお、せん断力は、ダボ５１等のせん断抵抗物を柱部材２０と梁部材３０との接合部の略中立軸位置に挿入することで伝達する。
本第２実施形態では、せん断力伝達用のダボ５１を余分に設ける必要がある分だけ第１実施形態に比較して構成要件が増加するが、応力伝達面では、上記第１実施形態に準じた高い施工性能と、高い強度の両者を兼ね備えた接合形式で、木質部材相互を剛接合することが可能な接合構造である。
【００５６】
また、図１５は本発明の第３実施形態を示すものであり、本実施形態では、いわゆる柱勝ち接合形式で２方向ラーメンを構成した場合を例示している。
即ち、本実施形態でも、上記第２実施形態と同様に、第１木質部材が梁部材３０であり、第２木質部材が柱部材２０である構成となっているが、更に、一本の柱部材２０に対して直交する２本の梁部材３０、３０が剛接合されている、２方向ラーメン構造を構成した場合を例示している。
本実施形態では、柱部材２０に対して相互に直交する２方向から一対のラグスクリューボルト１、１が、相互に垂直方向の位相をずらせて交差する態様でねじ込み固定されている。
その他の構成は、上記第２実施形態を同様であるので、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
なお、本実施形態でもせん断力伝達用のダボ５０を利用する構成は、第２実施形態と同様である。
本実施形態では、極めて簡単な構成でもって、剛接合形式の２方向ラーメンを実現化することができ、高い施工性能と高い強度性能とを兼備した接合構造となる。
【００５７】
次に、図１６は本発明の第４実施形態を示すものであり、本実施形態は、第１木質部材が梁部材３０で、第２木質部材も梁部材３０である場合、即ち、梁−梁の接合構造の場合を例示している。
本実施形態は梁部材３０相互を梁間方向の中間位置で剛接合する必要がある場合に好適な実施形態である。
本実施形態では、一方の梁部材３０に２個所の先孔４０が穿設形成され、この各先孔４０に各々ラグスクリューボルト１、１がねじ込まれ、さらに、各ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａが螺合し、他方の梁部材３０に引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを座金１４を介してナット１５締めにより締結固定するする形式となっており、梁部材３０側に引張ボルト１０用の一対の貫通孔２２が穿設形成され、当該貫通孔２２の梁部材３０中央側の開口端が、所定大きさの欠込み部２３に面するように一対の欠込み部２３が形成されている。
なお、せん断力は、ダボ５１等のせん断抵抗物を梁部材３０、３０相互の木口面の略中立軸位置に挿入することで伝達する。
【００５８】
次に、図１７は、本発明の第５実施形態を示すものであり、本実施形態は、第１木質部材が柱部材２０で、第２木質部材も柱部材２０である場合、及び、第１木質部材が土台部材５２で、第２木質部材も土台部材５２である場合の両方に共通する接合構造を例示している。
本実施形態では、柱−柱もしくは土台−土台の接合で、曲げモーメントを考慮する必要がない場合を想定しており、よって、柱部材２０相互の接合又は土台部材５２相互の接合には、１本のラグスクリューボルト１とこれに対応して１本の引張ボルト１０だけでの接合例である。
【００５９】
そして、一方の柱部材２０もしくは土台部材５２に先孔４０が穿設形成され、この先孔４０に１本のラグスクリューボルト１がねじ込まれ、さらに、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａが螺合し、他方の柱部材２０もしくは土台部材５２に引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを座金１４を介してナット１５締めにより締結固定するする形式となっており、他方の柱部材２０もしくは土台部材５２側に引張ボルト１０用の貫通孔２２が穿設形成され、当該貫通孔２２は他方の柱部材２０もしくは土台部材５２側の開口端が、所定大きさの欠込み部２３に面するように一対の欠込み部２３が形成されている。
【００６０】
次に、図１８は、本発明の第６実施形態を示すものであり、本実施形態は、第１木質部材が柱部材２０で、第２木質部材は土台部材５２である場合の接合構造を例示している。
本実施形態でも、柱−土台の接合で、曲げモーメントを考慮する必要がない場合を想定しており、よって、柱部材２０と土台部材５２相互の接合には、１本のラグスクリューボルト１とこれに対応して１本の引張ボルト１０だけでの接合例である。
【００６１】
そして、土台部材５２に先孔４０が穿設形成され、この先孔４０にラグスクリューボルト１がねじ込まれ、さらに、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５に、引張ボルト１０の一方の雄ネジ部１２ａが螺合し、柱部材２０に引張ボルト１０の他方の雄ネジ部１２ｂを座金１４を介してナット１５締めにより締結固定するする形式となっており、柱部材２０側に引張ボルト１０用の貫通孔２２が穿設形成され、当該貫通孔２２の柱部材３０中央側の開口端が、所定大きさの欠込み部２３に面するように一対の欠込み部２３が形成されている。
【００６２】
次に、図１９はラグスクリューボルト１の他の実施形態を示すものであり、本実施形態では、ラグスクリューボルト１は、フランジ部６が形成され、中空孔４が軸部３中央に向けて４０ｍｍ分の長さだけ形成されて、当該中空孔４の周面に雌ネジ部５が刻設されている点は、上記図１及び図２に示した実施形態と同様であるが、本実施形態では、雌ネジ部５の形成された軸部３の基端とは反対側の軸部３先端が先鋭状に形成されて、先孔４０にラグスクリューボルト１をねじ込み固定する際のねじ込み作業をより効率的に行うことを企図している。
その他の構成は、図１及び図２に示した実施形態と同様であるため、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
次に、図２０は、ラグスクリューボルト１の雌ネジ部５が軸部３の一端片側だけではなく両端に設けられている構成を例示している。
このようにラグスクリューボルト１の雌ネジ部５が軸部３の両端に設けられている場合には、例えば、１本の柱部材２０に対して２本の梁部材３０、３０が相互に直線状に緊結、固定される形式や、又は、柱部材２０に埋設した一方向のラグスクリューボルト１に対して、これと直交方向にもラグスクリューボルト１を埋設して、１本の柱部材２０に対して３方向あるいは４方向に梁部材３０を接合させることも可能となり、いわゆる３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式も具現化し得ることになる。
【００６４】
図２１は、本発明の第７実施形態を示しており、１本の柱部材２０に対して４方向に梁部材３０を接合させたいわゆる４方向ラーメンの場合を例示しているものである。
また、本実施形態では、上記図１４に示された本発明の第２実施形態の場合と等とは異なり、せん断力伝達用のダボ５１等は使用しなくても良いように、柱部材２０にあらかじめ所定の加工を施してある、
即ち、図２１に示すように、柱部材２０には、４本の梁部材３０の接合端部が載置可能なような欠込み部５３が加工されており、各梁部材３０の接合端部をこの欠込み部５３上に載置することによりせん断力を伝達可能に構成されていることを特徴としている。
その他の構成は、図１４に示したいわゆる柱勝ちの接合形式と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、この欠込み部５３をあらかじめ加工しておく作業が追加されるが、それを補って余り有るだけの合理的な接合形態となる。
即ち、本実施形態では、せん断力伝達用のダボ等を取付ける為の加工作業が省略でき、この加工作業よりは、はるかに簡単な欠込み部５３を形成する作業だけで良くなる為、施工性が大幅に向上することになる。
【００６６】
なお、上記各実施形態では、各接合部に配設されるラグスクリューボルト１の本数は、２本もしくは１本であり、第１木質部材と第２木質部材とが、一方が柱部材２０で他方が梁部材３０の場合には、接合部位に２本のラグスクリューボルト１、１と、これに対応した２本の引張ボルト１０、１０とを配設して緊結、接合がなされるのが、高い施工性能と高い強度の両者を兼ね備えた接合形式として最も好ましい具体例であると言える。
【００６７】
しかしながら、本発明はこれに限定されず、設計条件によっては、上記した図１７及び図１８に示した実施形態のように、第１木質部材と第２木質部材との接合部位に、１本のラグスクリューボルト１と、これに対応した１本の引張ボルト１０とを配設して緊結、接合することも可能である。
さらには、１本の柱部材２０に対して２本の梁部材３０が相互に直線状に緊結、固定される形式、又は、柱部材に埋設した一方向の２本以上のラグスクリューボルトに対して、これと直交方向にも２本以上のラグスクリューボルトを埋設して、１本の柱部材に対して３方向あるいは４方向に梁部材を接合させることも可能となり、いわゆる３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式もさらに具体的に実現可能になる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、第１木質部材及び第２木質部材として使用される材質を大断面の集成材を用いることを前提としており、この場合、第１木質部材及び第２木質部材としての柱部材、梁部材等には、例えばベイマツ集成材で代表される集成材等が用いられるが、これに限定されるものではなく、例えば単板積層材（ＬＶＬ）やＰＳＬのようないわゆるエンジニアリングウツドであつても同様に本発明に適用することができる。
さらに、本発明は、それ以外にも通常の伝統的な木構造の建築物のようにムクの木材を使用することも当然に可能であり、この場合でも上記各実施形態に準じた作用効果を奏し得る。
【００６９】
また、上記各実施形態では、ラグスクリューボルト１が、軸部３に、ネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍという大径のラグスクリューネジ部２の加工を施した場合を例示しており、大径であればある程、ラグスクリューネジ部２が先孔４０にめり込む幅が大きくなるため、ラグスクリューボルト１の引抜き耐力が向上する。
即ち、ラグスクリューボルトの引抜き強度を高く確保し、雌ネジ部に螺合される引張ボルトとしてのＭ１６ボルトの長さを伸ばして、集成材のせん断強度を高めること等を考慮し、更には施工性能や製作性能の向上を実現するためには、この構成が具体例として好適である。
しかしながら、本発明は上記仕様に限定されず、設計条件によっては更に大径のラグスクリューネジ部２とすることも当然に可能であり、さらに、それ程の引抜き耐力を要求されない接合構造の場合には、上記仕様よりも細い径のラグスクリューネジ部２とすることも可能であることは云うまでも無い。
【００７０】
【発明の効果】
上記構成からなる発明では、次のような効果を奏し得る。
(1)従来の問題点を解決し、木質部材を用いて高い施工性能と、高い強度の両者を兼ね備えた接合形式で木質部材相互を剛接合し得る、木質ラーメン構造を実現化することが可能となる。
(2)第２木質部材への先孔の加工や、これに対応した第１木質部材への貫通孔の加工、さらには、欠込み部の加工、先孔へのラグスクリューボルトのねじ込み作業までをあらかじめ工場等で行うことが出来、施工現場では引張ボルトの一方の雄ネジ部をラグスクリューボルトの雌ネジ部に螺合する作業と、引張ボルトの他方ん雄ネジ部を座金を介してナットで締付け固定する作業だけで済むため、簡単な施工手順で容易に、しかも強固かつ正確に、第１木質部材と第２木質部材とを剛接合することが可能となり、第１木質部材端部の第２木質部材側面へのめり込みもなく、変形も少ない優れた接合構造となる。
(3)大径のラグスクリューネジ部を備えることにより、それだけ木質部材に食い込む幅が大きくなるから、ラグスクリューボルトの引抜き耐力を高く設定することが可能となり、雌ネジ部に螺合される引張ボルトとしてのＭ１６ボルトの長さを伸ばして、集成材のせん断強度を高めることも出来、更には施工性や製作性の向上を実現することが可能となる。
(4)梁勝ちの接合形式では、圧縮側での柱部材端部の梁部材側面への三角形型めり込みにより最大強度が決定されるのではなく、梁部材側に埋め込まれたラグスクリューボルトの引抜き耐力により、接合部の強度が決定されることになるため、合理的で、かつ、安全な設計が可能となる。
(5)ラグスクリューボルトの雌ネジ部が軸部の片側だけに設けられている構成では、１本の柱部材に対して１本の梁部材を緊結、接合する形式、又は、いわゆる２方向ラーメンとして、一本の柱部材に対して２本の梁部材を相互に直交して緊結、接合する形式が可能となる。
(6)ラグスクリューボルトの雌ネジ部が軸部の両側に設けられている構成では、１本の柱部材に対して２本の梁部材が相互に直線状に緊結、固定される形式、又は、柱部材に埋設した一方向のラグスクリューボルトに対して、これと直交方向にもラグスクリューボルトを埋設して、１本の柱部材に対して３方向あるいは４方向に梁部材を接合させることも可能となり、いわゆる３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式も具現化し得ることになる。
(7)よって、木質部材を用いて梁間方向及び桁行方向の両方向を同時に剛接合することも可能であるし、鉄骨構造や鉄筋コンクリート構造と同様に、１方向だけでなく２方向ラーメン、さらには３方向ラーメン及び４方向ラーメンをも木質構造で実現することができる。
(8)各接合部に配設されるラグスクリューボルト１の本数は、第１木質部材と第２木質部材とが、一方が柱部材で他方が梁部材の場合には、接合部位に２本のラグスクリューボルトと、これに対応した２本の引張ボルトとを配設して緊結、接合がなされるのが、高い施工性能と高い強度の両者を兼ね備えた接合形式として最も好ましい。
(9)第１木質部材と第２木質部材との接合部位に、１本のラグスクリューボルトと、これに対応した１本の引張ボルトとを配設して緊結、接合することも可能である。
(10)１本の柱部材に対して２本の梁部材が相互に直線状に緊結、固定される形式、又は、柱部材に埋設した一方向の２本以上のラグスクリューボルトに対して、これと直交方向にも２本以上のラグスクリューボルトを埋設して、１本の柱部材に対して３方向あるいは４方向に梁部材を接合させることも可能となり、３方向ラーメンや、４方向ラーメン形式もさらに具体的に実現可能になる。
(11)大断面の集成材という構造材を用いることにより、最終造作材の役割もこれに与え、したがって内部仕上げのコストの低減化、自由度の大きい広い空間の確保を図ることが可能となる。
(12)第１木質部材及び第２木質部材としては、ベイマツ集成材で代表される集成材等の他に単板積層材（ＬＶＬ）やＰＳＬのようないわゆるエンジニアリングウツドも適用可能であり、さらに、通常のムクの木材を用いることも可能であるため、選択肢が多く、種々の設計例が可能となる。
(13)第１木質部材と第２木質部材とが、大断面の集成材で形成されている場合、先孔は、集成材の積層方向及び幅方向に形成するのが強度面からして最適となるが、必ずしもこれに限定されないで、設計条件によっては、異なる接合構造とすることができる。
(14)ラグスクリューボルトのラグスクリューネジ部をネジ谷径２５ｍｍ、ネジ山径３０ｍｍという大径の設定寸法に設定してあり、また、これに対応して２７ｍｍの内径寸法を有する先孔があらかじめ加工、形成されているため、ラグスクリューボルトのラグスクリューネジ部は、その外径寸法との差寸法３ｍｍ分だけ先孔の周面に食い込みながらねじ込み固定されることになり、十分な食い込み力ひいては十分な引抜き耐力を発揮可能であると共に、ねじ込み時の抵抗を比較的低く抑えて施工性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラグスクリューボルトの構成を示す側面から見た説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るラグスクリューボルトの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造のうち梁勝ちの場合を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験装置の概要を示す概念図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験装置の詳細を示す説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験装置の詳細を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験結果を示す線図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験結果を示す線図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての梁−柱モーメント抵抗接合の試験装置を示す概念図である。
【図１１】図１０の部分的詳細図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての梁−柱モーメント抵抗接合の試験結果を示す概念図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての梁−柱モーメント抵抗接合の試験結果を示す概念図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造のうち柱勝ちの場合を示す説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造のうち柱勝ちで２方向ラーメンの場合を示す説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る梁部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る柱部材と柱部材、又は、土台部材と土台部材との接合構造を示す説明図である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る柱部材と土台部材との接合構造を示す説明図である。
【図１９】本発明に係るラグスクリューボルトの他の構成例を示す側面から見た説明図である。
【図２０】本発明に係るラグスクリューボルトの他の構成例を示す側面から見た説明図である。
【図２１】本発明の第７実施形態に係る柱部材と梁部材の４方向ラーメンの接合構造を示す説明図である。
【図２２】従来例１に係る柱部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図２３】従来例２に係る柱部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図２４】従来例２に係る柱部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図２５】従来例３に係る柱部材と梁部材との接合構造を示す説明図である。
【図２６】従来例３に係るラグスクリューボルトの構成を示す説明図である。
【図２７】従来例３に係るラグスクリューボルトの構成を示す部分的詳細図である。
【表１】
本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験の供試体の基礎材質を示す表である。
【表２】
本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験結果を示す表である。
【表３】
本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての引抜き耐力試験結果を示す表である。
【表４】
本発明の第１実施形態に係る柱部材と梁部材との接合構造についての梁−柱モーメント抵抗接合試験の供試体の基礎材質を示す表である。
【符号の説明】
１ ラグスクリューボルト
２ ラグスクリューネジ部
３ 軸部
３ａ 軸部端面
３ｂ 軸部中央
４ 中空孔
５ 雌ネジ部
６ フランジ部
７ 中空孔開口端
１０ 引張ボルト
１１ （引張ボルト）軸部
１２ 雄ネジ部
１４ 座金
１５ ナット
２０ 第１木質部材
２１ （第１木質部材）端面
２２ 貫通孔
２２ａ 一方の開口端
２２ｂ 他方の開口端
２３ 欠込み部
３０ 第２木質部材
３１ （第２木質部材）表面
４０ 先孔
４１ 鋼製反力フレーム
４２ アンカー固定台
４３ 試験装置
４４ オイルジャッキ
４５ ロードセル
４６ （高精度）変位計
４７ 集成材ブロック
４８ 反力台
４９ ピン
５０ ローラー
５１ ダボ
５２ 土台
５３ 欠込み部
６０ 柱部材
６１ 梁部材
６２ ガセット板
６３ スリット
６４ ドリフトピン
６５ 小孔
６６ 貫通小孔
６７ 引張ボルト
６８ 挿通用孔
６９ 欠込み部
７０ 座金
７１ ナット
７２ スリット
７３ 貫通小孔
７４ ガセットプレート
７５ Ｔ字頭部板
７６ 貫通穴
７７ Ｔ字脚部板
７８ ドリフトピン
７９ 小孔
８０ ラグスクリューボルト
８１ 軸部
８２ ラグスクリューネジ部
８３ ボルトネジ部
８４ ナット

Claims (5)

1. ラグスクリューボルトと引張ボルトとを用いて、第１木質部材と第２木質部材とを接合、固定させる接合構造であって、
   前記ラグスクリューボルトは、その外周面にラグスクリューネジ部が形成された軸部の軸心方向の端面から軸部中央に向けて軸部内に所定寸法分だけ中空孔が形成され、当該中空孔の周面に雌ネジ部が加工されてなり、
   前記引張ボルトは、軸部両端に雄ネジ部が形成され、一方の雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合可能とされてなり、
   接合すべき一方の前記第１木質部材には、前記第２木質部材に対向する端面を基端として、第１木質部材中央に向けて所定長さの貫通孔が形成されると共に、当該貫通孔の先端には、所定大きさの欠込み部が形成されてなり、
   前記中空孔の開口端が、接合すべき他方の前記第２木質部材表面と面一に露出する位置まで、前記ラグスクリューボルトが第２木質部材にねじ込み固定され、
   前記引張ボルトの前記一方の雄ネジ部が、前記雌ネジ部に螺着固定され、
   前記引張ボルトの軸部が、前記貫通孔に嵌挿されて、前記欠込み部内に突出した引張ボルトの他方の雄ネジ部が、座金を介してナット締めにより締結固定されることにより、前記第１木質部材と前記第２木質部材とが接合、固定されてなる
   ことを特徴とする木質部材の接合構造。
2. 前記ラグスクリューボルトの前記雌ネジ部が加工されている端部には、リング状のフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の木質部材の接合構造。
3. 前記ラグスクリューボルトの雌ネジ部が、軸部の片側一端又は両端に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木質部材の接合構造。
4. 前記ラグスクリューボルトと、前記引張ボルトとが、前記第１木質部材と、前記第２木質部材との接合部位に少なくとも１本以上配設されて接合固定されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の木質部材の接合構造。
5. 前記第１木質部材と、前記第２木質部材とが、構造用集成材で形成されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の木質部材の接合構造。

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