JP5062817B2 - 木質部材の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、木造の柱梁接合部などの少なくとも一方が木質部材からなる接合構造に関し、木質部材同士の接触面、あるいは木質部材と接合用金具等の他の媒体との接触面における支圧強度を高めて、部材間の接合強度を向上させた木質部材の接合構造に関する。

木造の柱梁接合部などのように、少なくとも一方が木質部材からなる接合構造では、木質部材同士、あるいは木質部材と接合用金具等の媒体との接触面などの、木質部材と他の部材との接触面において、他方の部材が木質部材の接触面にめり込み、部材間の接合強度を低下させるという問題があった。特に、柱梁接合部の接合強度に依存する木造ラーメン構造においては、厄介な技術的問題であった。図１０は、本出願人に係る先行技術を示したものであり（特許文献１参照）、柱材１０１と梁材１０２とを結合する媒体として接合用金具１０３を用いて柱梁接合部の施工性や接合強度の強化を図ったものである。図示のように、柱梁接合部には剪断力Ｔや曲げモーメントＭが作用することになるが、とりわけ剪断力Ｔが大きくなるにつれて、図１１に示したように接合用金具１０３の一部が木質からなる梁材１０２との接触面Ａにおいてめり込み、柱梁接合部の剛性を害するという問題があった。すなわち、この種の木造ラーメン構造の場合には、その最大耐力が、木質部材の他の部材との接触面における支圧強度によって決定されるケースが多く、構造体としてのスパンや積載荷重などのディテールも制約を受け、十分な耐力を得るため、梁幅を増すなどの対応が必要とされた。以上のように、とりわけ接合用金具を使用する木質構造部では、その媒体としての接合用金具と木質部材との接触面における木質部材の支圧強度によって最大耐力が左右されるところが大きい。そして、木質部材は、繊維の方向と平行な木材の長手方向の側面の支圧強度が弱く、他の部材がめり込みやすいことから、その長手方向の側面に対するめり込み防止対策がきわめて重要である。
特開２００６−１７７０８８号公報

前記めり込み防止対策に関して、木質部材同士の接触面のほぼ全面に剛性の大きい板状部材を介装するとともに、その板状部材に形成した挿通部を介して異形鉄筋や鋼管あるいは鋼板などからなる挿通部材を両側の木質部材に跨って挿通して接着剤にて固着するという技術手段が開示されている（特許文献２参照）。この従来技術の場合には、木質部材同士の接触面のほぼ全面に介装した板状部材が木質部材に対するめり込み防止手段として機能し、両側の木質部材に跨って埋設された異形鉄筋や鋼管あるいは鋼板などからなる挿通部材は、木質部材同士の結合手段として機能するだけで、めり込み防止手段としては有効に活用されていなかった。すなわち、めり込み防止手段としては、板状部材の有する剛性と、その板状部材を裏面から支える木質部材自体の支圧強度に依存する構成を採用していた。このため、板状部材の設置面積が小さい場合には、板状部材を介在させても木質部材に対しては局部的な接触となるため、めり込みを効果的に防止することは困難であった。また、板状部材の設置面積を大きくしても、板厚が薄くて剛性が弱い場合には、木質部材と相手側の他の部材との局部的な接触によって大きな押圧力が部分的に作用すると、木質部材自体の支圧強度でも支えきれず、前記板状部材と木質部材が共に局部的に変形してめり込みを防ぐことはできなかった。このため、板状部材には大きな剛性も必要とされ、あまり板厚を薄くすることはできなかった。すなわち、結局接触面積の大きい所要の剛性を備えた板状部材が必要とされ、コスト高につくだけでなく、施工性もあまりよくはなかった。
特開２００５−９８０３６号公報

本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑み、木質部材に対するめり込みをより効果的に抑制することができ、しかも施工性が良好で、部材間の接合強度の向上にも有効な木質部材の接合構造を提供することを目的とする。

本発明では、前記課題を解決するため、少なくとも一方が木質部材からなる接合構造において、前記木質部材の他の部材との接触面に、該接触面に直交し、かつ前記木質部材の繊維の方向と直交する埋設穴を形成し、該埋設穴内にめり込み防止部材を構成する棒状軸部を周囲に間隙を設けた状態で埋設するとともに、その棒状軸部の端部に該棒状軸部に対して直交する状態に設けた平板の裏面を前記木質部材の他の部材との接触面に当接させた状態において、エポキシ樹脂等の固着材により前記棒状軸部の周囲を前記埋設穴に対して固着するように構成してなり、めり込み防止部材を構成する前記平板と前記他の部材との当接によって木質部材に対する他の部材のめり込みを抑えるという技術手段を採用した。さらに、木質部材に対してめり込み防止部材を３個以上設置し、それらの３個以上のめり込み防止部材を構成するそれぞれの棒状軸部の端部に設けた前記平板により規定される平面によって木質部材の支圧面を保持するように構成してもよい。

本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）めり込み防止部材を構成する前記棒状軸部の端部に該棒状軸部に対して直交する状態に平板を設け、その平板の裏面を木質部材の他の部材との接触面に当接させた状態において、前記棒状軸部の周囲をエポキシ樹脂等の固着材により埋設穴に対して固着するように構成したので、前記平板を活用してその裏面を前記接触面に当接するという、きわめて簡便かつ単純な作業によって、めり込み防止部材を、その棒状軸部の軸心が傾くことも、該棒状軸部の先端部が埋設穴から局部的に突出することもない、所期の設置状態に正確に設置することができ、施工性を大幅に向上できる。
（２）さらに、前記棒状軸部を木質部材の他の部材との接触面に対して正確に直交する垂直状態に設置できるとともに、その棒状軸部の端部に直交した状態に設けられた平板を介して相手側部材のめり込みを防止するので、各めり込み防止部材の有する本来のめり込み抑制機能を的確かつ安定的に発揮することができる。したがって、３個以上のめり込み防止部材を設置して支圧面としての平面を形成する場合には、各めり込み防止部材の抑制作用が的確に実現され均一化されることから、とりわけ有効である。
（３）めり込み防止部材の埋設長さの設定を通じて、木質部材の支圧強度を簡便かつ的確に補強することができる。

本発明は、木造の柱梁接合部などの少なくとも一方が木質部材からなる接合構造であれば、広く適用することができる。すなわち、木質部材同士の接触面であっても、あるいは木質部材と接合用金具等の他の媒体との接触面であっても適用することが可能であり、それらの接触面における木質部材の支圧強度を補強して接合部材間の接合強度を向上させることが可能である。めり込み防止部材は、木質部材の繊維の方向と平行な面と他の部材との接触面に形成した、その接触面にも前記繊維の方向にも直交する方向の埋設穴に埋設して周囲をエポキシ樹脂等の固着材で固着される棒状軸部と、その棒状軸部の端部に該棒状軸部に対して直交する状態に設けた平板とから構成される。そのめり込み防止部材自体は、必要な強度を有し固着材との付着力が期待できるものであれば、その素材や断面形状などに特に限定されるものではない。例えば、異形鉄筋や、表面にショットブラストを施して粗面にさせた丸鋼や鋼板などが好適である。

図１は開発段階における基本的な実施形態を例示した説明図であり、図２は本発明に係る基本的な実施形態を例示した説明図である。図中１は木質部材、２は木質部材１に接合される他の部材を構成する接合用の媒体を示したものである。図示のように、木質部材１の繊維の方向と平行な面と媒体２との接触面には、その接触面に直交するとともに、木質部材１の繊維の方向にも直交する方向に埋設穴３が形成される。図１に示した開発段階の実施形態は、異形鉄筋からなる棒状軸部ａのみによってめり込み防止部材４を構成した場合を示したものである。因みに、この場合には、埋設穴３内への棒状軸部ａの埋設に際して、その棒状軸部ａの埋設姿勢を規制する手段がないため、棒状軸部ａを傾くこともなく、また該棒状軸部ａの先端部が局部的に突出しないように所期の設置状態に正確に設置することは、技術的に容易ではなかった。これに対して、図２に示した本発明に係る実施形態の場合には、異形鉄筋からなる棒状軸部ａと、その端部に固着した平板ｂによってめり込み防止部材５を構成しており、前記平板ｂの裏面を木質部材１の媒体２との接触面に当接した状態で設置され、これによって棒状軸部ａの設置姿勢も決定されることになる。図示のように、それらのめり込み防止部材４，５の棒状軸部ａは、周囲がエポキシ樹脂等の固着材６によって埋め尽された状態に前記埋設穴３に埋設し、固着材６の固化により木質部材１に対して強固に固着され、その付着力によって支圧力を負担するように構成されている。以上のように、本発明に係る実施形態では、前記棒状軸部ａを木質部材１の繊維の方向に直交する方向に埋設し、棒状軸部ａの端部に固着した平板ｂを介して媒体２に当接させることにより、木質部材１としての支圧強度を強化して、媒体２のめり込みを抑えるように構成している。

次に、木造の柱梁接合構造に適用した場合の実施例に関して説明する。図３は第１実施例を示した説明図であり、図中７は柱材、８，９は梁材で、共に木質部材から構成される。図示のように、本実施例は、柱材７に埋設したアンカー材１０，１１と梁材８，９に埋設したアンカー材１２〜１５とを接合用金具１６〜１９からなる媒体を介して連結することにより、柱材７と梁材８，９とを接合する柱梁接合構造に対して本発明を適用した場合を例示したものである。本実施例の場合には、図示のように接合用金具１６〜１９と梁材８，９との接触面が木質の繊維の方向となるため、この部分に接触面に直交する方向の埋設穴２０〜２３を形成してめり込み防止部材２４〜２７を埋設することにより、前記接触面の支圧強度を強化することになる。この場合、開発段階の実施形態のように、めり込み防止部材２４〜２７自体の端部を介して接合用金具１６〜１９に当接させることも可能ではあるが、本発明では、めり込み防止部材２４〜２７の端部に平板を設けてその平板を介して接合用金具１６〜１９に当接させることによって、より安定的な支圧状態を実現しており、この点で以下の実施例も同様である。さらに、めり込み防止部材２４〜２７の端部に固着した平板を介して接合用金具１６〜１９に当接させる場合に、それらの平板と接合用金具１６〜１９との隙間に埋設穴２０〜２３に充填した固着材が漏出するようにしたり、予め梁材８，９の表面に接着剤などを施すことにより、両者の密着性を向上して局部的な支圧状態を低減することも可能である。

図４は第２実施例を示した説明図であり、図５はその側面説明図である。図示のように、本実施例は、逆Ｔ字状の接合用金具２８、２９を用いた場合を例示したもので、柱材３０を貫通した所要本数の通しボルト３１により両側の接合用金具２８、２９を締付け固定し、それらの接合用金具２８、２９の水平部３２，３３上に梁材３４，３５を載置して所要本数の通しボルト３６を用いて締付け固定するというものである。本実施例の場合には、梁材３４，３５の底面が接合用金具２８、２９の水平部３２，３３上に載置され、その接触面が木質の繊維の方向となるため、この部分に接触面に直交する方向の埋設穴３７，３８を形成してめり込み防止部材３９，４０を埋設することにより、前記接触面の支圧強度を強化したものである。

図６は第３実施例を示した説明図である。図示のように、本実施例は、柱材４１の両側面に対して梁材４２，４３の木口面を当接させ、柱材４１を貫通して両梁材４２，４３に跨って挿通された通しボルト４４，４５によって締付け固定するというものである。本実施例の場合には、柱材４１の梁材４２，４３の木口面が当接した両側の接触面に対して、通しボルト４４，４５からの締付け力、さらに前記両接触面の下方部には曲げモーメントに基づく圧縮力が作用し、しかもその接触面は木質の繊維の方向となるため、この部分に接触面に直交する方向の埋設穴４６〜４９を形成してめり込み防止部材５０〜５３を埋設することにより、前記接触面の支圧強度を強化したものである。図７は第４実施例を示した説明図であり、本実施例は前記第３実施例の変形例を示したものである。すなわち、本実施例の場合には、柱材４１を貫通した埋設穴５４，５５を形成し、それらの埋設穴５４，５５に対してめり込み防止部材５６，５７を貫通させた状態に埋設することにより、前記柱材４１の両側の接触面の支圧強度を強化したものである。

図８は第５実施例を示した説明図である。図示のように、本実施例は、柱材５８，５９の間に梁材６０を通し、その柱材６０を貫通して上下の柱材５８，５９に跨って挿通された通しボルト６１，６２を用いて締付け固定するというものである。本実施例の場合には、梁材６０の上下面に対して柱材５８，５９の木口面が当接し、それらの接触面には通しボルト６１，６２からの締付け力と上方からの荷重が作用し、しかもそれらの接触面は木質の繊維の方向となるため、この部分に接触面に直交する方向の埋設穴６３〜６６を形成してめり込み防止部材６７〜７０を埋設することにより、前記接触面の支圧強度を強化したものである。

図９は第６実施例を示した説明図である。図示のように、本実施例は、柱材７１の両側に添え柱７２，７３を設置し、それらの添え柱７２，７３の上端部に梁材７４，７５の端部を載置するというものである。本実施例の場合には、添え柱７２，７３の上端部に載置される梁材７４，７５の底面に荷重が作用するとともに、それらの接触面は木質の繊維の方向となるため、この部分に接触面に直交する方向の埋設穴７６，７７を形成してめり込み防止部材７８，７９を埋設することにより、前記接触面の支圧強度を強化したものである。

なお、以上の実施例では、柱材の両側に梁材を接合する場合に関して説明したが、柱材の片側に梁材を接合する場合にも本発明を適用し得ることはいうまでもない。また、以上の接合構造に限定されるものではなく、種々の形態の木造接合構造に適用することができる。

開発段階における基本的な実施形態を例示した説明図である。 本発明の基本的な実施形態を例示した説明図である。 本発明の第１実施例を示した説明図である。 本発明の第２実施例を示した説明図である。 同第２実施例の側面説明図である。 本発明の第３実施例を示した説明図である。 本発明の第４実施例を示した説明図である。 本発明の第５実施例を示した説明図である。 本発明の第６実施例を示した説明図である。 従来の柱梁接合構造を示した説明図である。 従来の柱梁接合構造の挙動を示した説明図である。

符号の説明

１…木質部材、２…媒体、３…埋設穴、４，５…めり込み防止部材、６…固着材、７…柱材、８，９…梁材、１０〜１５…アンカー材、１６〜１９…接合用金具、２０〜２３…埋設穴、２４〜２７…めり込み防止部材、２８，２９…接合用金具、３０…柱材、３１…通しボルト、３２，３３…水平部、３４，３５…梁材、３６…通しボルト、３７，３８…埋設穴、３９，４０…めり込み防止部材、４１…柱材、４２，４３…梁材、４４，４５…通しボルト、４６〜４９…埋設穴、５０〜５３…めり込み防止部材、５４，５５…埋設穴、５６，５７…めり込み防止部材、５８，５９…柱材、６０…梁材、６１，６２…通しボルト、６３〜６６…埋設穴、６７〜７０…めり込み防止部材、７１…柱材、７２，７３…添え柱、７４，７５…梁材、７６，７７…埋設穴、７８，７９…めり込み防止部材

Claims (2)

1. 少なくとも一方が木質部材からなる接合構造において、前記木質部材の他の部材との接触面に、該接触面に直交し、かつ前記木質部材の繊維の方向と直交する埋設穴を形成し、該埋設穴内にめり込み防止部材を構成する棒状軸部を周囲に間隙を設けた状態で埋設するとともに、その棒状軸部の端部に該棒状軸部に対して直交する状態に設けた平板の裏面を前記木質部材の他の部材との接触面に当接させた状態において、エポキシ樹脂等の固着材により前記棒状軸部の周囲を前記埋設穴に対して固着するように構成してなり、めり込み防止部材を構成する前記平板と前記他の部材との当接によって木質部材に対する他の部材のめり込みを抑えるように構成したことを特徴とする木質部材の接合構造。
2. 前記めり込み防止部材を３個以上設置し、それらの３個以上のめり込み防止部材を構成するそれぞれの棒状軸部の端部に設けた前記平板により規定される平面によって前記木質部材の支圧面を保持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の木質部材の接合構造。

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