JP5126692B2 - 木質躯体と鉄骨梁との接合構造および木質躯体と鉄骨梁との接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、木造構造において鉄骨梁を用いる際の木質躯体と鉄骨梁との接合構造および木質躯体と鉄骨梁との接合方法に関する。

木造構造においては、柱間や壁間のスパンを長くとるなどの目的で鉄骨梁が用いられる場合があり、この場合に木製の柱に鉄骨梁を接合することになる（例えば、非特許文献１参照）。
このような接合構造では、木質柱の２つもしくは３つの側面を鉄骨梁を取り付けるための金物で覆う構造となるので、例えば、当該木質柱に前記鉄骨梁とは別の方向に取り付けられる木質梁の高さ位置が、鉄骨梁の上側もしくは下側となっている。

したがって、例えば、これら梁上に床を設ける場合に低い方の梁上に高さを調整する部材を配置する必要がある。
特に、現在木造で多用されている床の施工方法としての合板直張り工法では、梁等の横架材の上面高さを全て同じする必要があり、従来の木製の柱と鉄骨梁との接合構造では、合板直張り工法を直接適用できず、各梁の高さを調整する付属部材を設ける必要がある。

また、木質柱の接合面に、鉄骨梁の端面に設けられた端面板をボルトで接合する柱・梁間の接合構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載された接合構造では、例えば、溝形鋼からなる鉄骨梁の端部に端面板を接合し、当該端面板にボルトを挿通するボルト挿通孔を設けるとともに嵌合凸部を設け、木質柱側に前記端面板の前記嵌合凸部に対応する形状の嵌合凹部を形成するとともに、前記端面板のボルト挿通孔に連通しかつ当該木質柱を水平に貫通するボルト挿通孔を設けている。

このような構造において、木質柱の嵌合凹部が設けられた側面に鉄骨梁の嵌合凸部が設けられた端面を突き合わせて、嵌合凹部に嵌合凸部を嵌合させた状態で、木質柱と鉄骨梁をボルトで締結するようになっている。
この嵌合凹部と嵌合凸部の嵌合により、固定荷重や積載荷重等に基づくせん断応力に対応可能となっている。また、木質柱の鉄骨梁が取り付けられる側面とその反対側のボルトが固定される側面以外の側面には特に何も取り付けられないので、上記の接合構造に比較して木質柱に複数の梁を同じ高さレベルに配置しやすい構造となっている。

特開平９−２１１７８号公報

社団法人 鋼材倶楽部編、「新版 鉄骨木造併用構造設計施工指針」技報堂出版、１９８１年１１月発行、ｐ．１１５〜１１９

しかしながら、特許文献１に記載された接合構造では、ボルト挿通孔に加えて木質柱側に嵌合凹部を形成するので、ボルト挿通孔以外にも断面欠損を生じることになり、木質柱の構造耐力が低下する虞がある。
また、基本的に木質柱に鉄骨梁をボルトで締結する構造であるので、嵌合凹部に嵌合凸部を嵌合させることにより、木質柱の側面に鉄骨梁の端部が保持されても、重量の大きな鉄骨梁を水平な状態で柱に突き合わせて保持した状態で、ボルトによる締結作業を行う必要があり、作業性が悪いといった問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、木質柱への鉄骨梁の接合において、鉄骨梁を上側から降ろすようにして木質柱に接合可能とするとともに、基本的に接合位置の上側からの作業で施工を可能とすることにより作業性を向上し、さらに、十分な強度を備えるとともに、一つの木質柱に複数の鉄骨梁を同じ高さレベルで配置可能とする木質躯体と鉄骨梁との接合構造および木質躯体と鉄骨梁との接合方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の木質躯体と鉄骨梁との接合構造は、木質躯体の鉄骨梁が接合される側面に設けられた木質側部材と、前記鉄骨梁の端部に設けられた鉄骨側部材と、当該木質側部材と当該鉄骨側部材との間に介在する連結部材とを用いて前記木質躯体と前記鉄骨梁とが接合されている木質躯体と鉄骨梁との接合構造であって、
前記木質側部材は、少なくとも上側が開口する筒状に形成され、かつ、当該木質側部材には、前記木質躯体の側面に当接する側面側板部と、当該側面側板部に離間して対向する対向側板部とが設けられ、
前記側面側板部が前記木質躯体を貫通するボルトにより前記木質躯体の側面に接合され、
前記対向側板部に上下に延在するとともに上側が開放されて下側が閉塞された第１スリットが形成され、
前記鉄骨側部材には、前記鉄骨梁の端部から当該鉄骨梁の軸方向に沿うとともに上下方向に沿って延出する延出片と、当該延出片の先端部に設けられて当該延出片と直交するとともに上下方向に沿った係合片とが設けられ、
前記連結部材は、バネとして機能可能な板状に形成され、かつ当該連結部材には、上下に延在するとともに下側が開放されて上側が閉塞された第２スリットが形成され、
前記木質側部材の前記対向側板部の前記第１スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が上側から挿入され、かつ、前記鉄骨側部材の前記係合片が前記対向側板部に対向した状態で筒状の前記木質側部材内に上側から挿入され、
前記係合片と前記対向側板部との間に、第２スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が挿入され、かつ、圧縮変形された前記連結部材が上側から圧入されていることを特徴とする。

請求項２に記載の木質躯体と鉄骨梁との接合方法は、木質躯体の鉄骨梁が接合される側面に設けられた木質側部材と、前記鉄骨梁の端部に設けられた鉄骨側部材と、当該木質側部材と当該鉄骨側部材との間に介在する連結部材とを有する接合部材を用いた接合方法であって、
前記木質側部材は、少なくとも上側が開口する筒状に形成され、かつ、当該木質側部材には、前記木質躯体の側面に当接する側面側板部と、当該側面側板部に離間して対向する対向側板部とが設けられ、
前記側面側板部が前記木質躯体を貫通するボルトにより前記木質躯体の側面に接合され、
前記対向側板部に上下に延在するとともに上側が開放されて下側が閉塞された第１スリットが形成され、
前記鉄骨側部材には、前記鉄骨梁の端部から当該鉄骨梁の軸方向に沿うとともに上下方向に沿って延出する延出片と、当該延出片の先端部に設けられて当該延出片と直交するとともに上下方向に沿った係合片とが設けられ、
前記連結部材は、バネとして機能可能な板状に形成され、かつ当該連結部材には、上下に延在するとともに下側が開放されて上側が閉塞された第２スリットが形成され、
前記木質側部材の前記対向側板部の前記第１スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片を上側から挿入し、かつ、前記鉄骨側部材の前記係合片を前記対向側板部に対向した状態で筒状の前記木質側部材内に上側から挿入し、
次いで、前記係合片と前記対向側板部との間に、第２スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が挿入され、かつ、圧縮変形された前記連結部材を上側から圧入することを特徴とする。

本発明によれば、木質躯体としての例えば、柱や梁となる部材に木質側部材を取り付け、鉄骨梁に鉄骨側部材を取り付けておき、木質躯体を建築現場に立てた後に、当該木質躯体に鉄骨梁を接合することになる。
この際には、木質側部材の対向側板部の上側が開放された第１スリットに、鉄骨側部材の延出片を上側から挿入するとともに、筒状の木質側部材内に鉄骨側部材の係合片を上側から挿入する。この状態で、係合片と対向側板部とが対向しており、この係合片と対向側板部との間に、バネとして機能する連結部材を圧縮した状態で上側から圧入する。
この場合に、連結部材の第２スリットに延出片が挿入される。

連結部材により係合片と対向側板部が離れる側に付勢されることにより、対向側板部の外側の側面に鉄骨梁の端部が引き寄せられて当接する。これにより、木質側部材、連結部材および鉄骨側部材を介して、木質躯体と鉄骨梁とが接合される。
この場合に、上述のように木質躯体に鉄骨梁を接合する作業が鉄骨梁の配置位置より上側からの作業となり、例えば、２階等の上階の床に対応する高さの足場から鉄骨梁を降ろすようにして、鉄骨梁を木質躯体に仮組みした状態とした後に上述のように連結部材を上側から圧入することで、木質躯体に鉄骨梁を接合できることから作業性が極めて良好となる。

また、延出片は、第１スリットの下側が閉塞されているので、木質側部材に支持された状態となり、固定荷重および積載荷重により生じるせん断応力を鉄骨側部材および木質側部材を介して鉄骨梁から木質躯体に伝達することができる。また、木質側部材の対向側板部の外側面に鉄骨梁の端面が当接し、かつ、係合片と対向側板部との間に圧縮バネとしての連結部材が挿入されているので、曲げモーメントを、木質側部材を介して鉄骨梁から木質躯体に伝達することができる。
これにより、木質躯体と鉄骨梁との接合部分において、十分な強度を確保することができる。

本発明の実施の形態に係る木質躯体と鉄骨梁との接合構造を示す図であって、（ａ）は要部平面図であり、（ｂ）は要部側面図であり、（ｃ）は鉄骨梁を除いて示す要部正面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造におけるＴ字部材（鉄骨側部材）を備えた鉄骨梁を示す図であって、（ａ）は要部平面図であり、（ｂ）は要部側面図であり、（ｃ）は背面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造における筒型部材（木質側部材）を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は背面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は正面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造における連結部材を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。 前記筒型部材を木質躯体としての木質柱に取り付ける方法を説明するための図である。 前記木質柱に取り付けられた筒型部材に、鉄骨梁に取り付けられたＴ字部材を取り付ける方法を説明するための図である。 （ａ）は前記Ｔ字部材が取り付けられた筒型部材に、板バネ部材を取り付ける方法を説明するための図であり、（ｂ）は連結部材の平面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造のせん断応力と曲げモーメントを説明するための前記接合構造を示す要部側面図である。 前記せん断応力に対する補強構造を加えた前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造および筒型部材を示す図であって、（ａ）は前記接合構造を示す要部側面図であり、（ｂ）は筒型部材を示す背面図であり、（ｃ）は筒型部材を示す側面図であり、（ｄ）は筒型部材を示す正面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造の変形例を示す図であって、（ａ）は要部平面図であり、（ｂ）は要部側面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造の変形例の木質柱を示す側面図である。 前記鉄骨梁の変形例を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は背面図である。 前記鉄骨梁の別の変形例を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は正面図である。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造の抜け止めを設けた変形例のＴ字部材を備えた鉄骨梁を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は背面図ある。 前記木質躯体と鉄骨梁との接合構造の抜け止めを設けた変形例を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は鉄骨梁を除いて示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る木質躯体と鉄骨梁との接合構造および接合部材について、図１から図４を参照して説明する。
図１に示すように、この木質躯体と鉄骨梁との接合構造は、木質躯体としての木質柱１の鉄骨梁２が接合される側面に設けられた木質側部材としての筒型部材３と、鉄骨梁２の端部に設けられた鉄骨側部材としてのＴ字部材４と、筒型部材３およびＴ字部材４の間に介在する連結部材５とを有する接合部材を用いて木質躯体としての木質柱１と鉄骨梁２を接合したものである。したがって、この例では、接合部材は、筒型部材３とＴ字部材４と連結部材５とからなっている。

図２に示すように、鉄骨梁２は、上下方向に沿って配置されたウェブ２１と、ウェブ２１の上下に水平に配置されたフランジ２２，２２とからなるＨ型鋼となっている。鉄骨梁２の端部のウェブ２１には、Ｔ字部材４が溶接等により接合されている。
Ｔ字部材４には、鉄骨梁２の端部から当該鉄骨梁２の軸方向に沿うとともに上下方向に沿って延出する延出片４１と、この延出片４１の先端部に設けられてこの延出片４１と直交するとともに上下方向に沿った係合片４２とが備えられている。

延出片４１の基端部は、ウェブ２１の一方の側面に当接し、この延出片４１の基端部が鉄骨梁２のウェブ２１に溶接されている。延出片４１の位置は、ウェブ２１の一方の側面に配置されることで、鉄骨梁２の軸心から左もしくは右にウェブ２１の厚みの半分だけ偏心している。
また、Ｔ字部材４は、延出片４１の先端面に係合片４２が直角に溶接されており、水平方向に沿った断面がＴ字状となっている。

また、Ｔ字部材４の延出片４１と係合片４２とは、互いに直角に配置されるとともに、上下方向（鉛直方向）に沿っている。また、Ｔ字部材４の鉄骨梁２の端面からの延出長さは、筒型部材３の後述の側面側板部３１と対向側板部３２との間の距離より短く、かつ、連結部材５の鉄骨梁２の軸方向に沿った長さに近似するものとなっている。
また、Ｔ字部材４の係合片４２の幅は、筒型部材３の幅より狭く、筒型部材３内部に収納可能なものとなっている。

図３に示すように、木質側部材としての筒型部材３は、断面が矩形枠状となる四角筒状に形成され、木質柱１の側面に当接する側面側板部３１と、この側面側板部３１に離間して対向する対向側板部３２と、これらの左右側縁部同士を接合するように配置される左板部３３および右板部３４とを備えている。すなわち、側面側板部３１と対向側板部３２と左板部３３と右板部３４とから四角筒状の筒型部材３が構成されている。
また、筒型部材３は、その軸方向を木質柱１の軸方向と平行となるように配置されるとともに、木質柱１の側面の中心線（軸心）と、筒型部材３の側面側板部３１の中心線（軸心）とが重なるように配置される。

側面側板部３１の中心線上には、複数のボルト孔３５が当該中心線に沿って間隔をあけて一列に並んで形成されている。この例では、３つのボルト孔が中心線にそって並んで形成されている。
また、木質柱１には、鉄骨梁２が接合される側面の中心線に沿って並ぶとともに、側面側板部３１のボルト孔３５の位置に対応してボルト６を貫通させる貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１は、木質柱１の鉄骨梁２が接合される側面と、この側面と平行で、この側面の反対側となる側面との間を貫通して形成されている。また、貫通孔１１は水平で、かつ、木質柱１の前記側面と直交する方向となっている。

筒型部材３の側面側板部３１は、木質柱１の貫通孔１１および側面側板部３１のボルト孔３５に挿通されたボルト６とナット７により締結されている。これにより筒型部材３は木質柱１に固定されている。すなわち、筒型部材３は、木質柱１を貫通するボルト６により木質柱１の側面に接合されている。

対向側板部３２は、側面側板部３１から離間するとともに、側面側板部３１に対して平行に配置されて側面側板部３１に対向している。
対向側板部３２には、上述の鉄骨梁２の先端部に固定されたＴ字部材４の延出片４１が挿入される第１スリット３７が形成されている。対向側板部３２の中心線の左右位置と、木質柱１の中心線の左右位置とは前後に重なるように配置されている。

それに対して、延出片４１が上述のようにＨ型の鉄骨梁２のウェブ２１の一方の側面に当接して固定されることから、前記第１スリット３７は、鉄骨梁２の中心からウェブ２１の厚さの半分だけ中心からずれた延出片４１に対応して、偏心して対向側板部３２に形成されている。
また、第１スリット３７は、上側が開放されるとともに下側が閉塞されており、上側からＴ字部材４の延出片４１が挿入されるとともに、延出片４１の下側縁が第１スリット３７の底部で対向側板部３２に当接して支持されるようになっている。
対向側板部３２には、前記ボルト６の締結操作用の操作孔３８がスリット３７と重なって形成されている。操作孔３８は、ボルト孔３５と前後に重なる位置に配置されている。

したがって、操作孔３８の中心と、第１スリット３７の中心とは、位置が左右にずれている。また、各操作孔３８は第１スリット３７に重なってつながっている。
なお、操作孔３８には、たとえば、トルクレンチ等のボルト締め付け工具８のボルトと係合する部分が挿入されて、ボルト６の締結操作を行うようになっている。なお、ボルト６の締結操作を木質柱１の筒型部材３が取り付けられる側面の反対側の側面から行うものとしてもよく、この場合には、必ずしも、筒型部材３の対向側板部３２に操作孔３８を設けないものとしてもよい。

図４に示すように、連結部材５は、四角板状の部材の左右側部を折り曲げたもので、平板部５１の左右にそれぞれ折曲げ部５２を備えている。折曲げ部５２は、連結部材５の左右側縁部を後ろ側に直角に曲げるとともに、折り曲げられた部分の基部より先側をさらに９０度未満となる角度だけ曲げたものである。折曲げ部５２は、板バネとして機能するようになっている。

また、連結部材５の平板部５１の中央部には、上下方向に沿って第２スリット５３が形成されている。第２スリット５３もＴ字部材４の延出片４１に対応して偏心しており、平板部５１の左右の中心から少しずれている。
また、第２スリット５３は、上側が閉塞し、下側が開放しており、筒型部材３の第１スリット３７にＴ字部材４の延出片４１を挿入するとともに、Ｔ字部材４の係合片４２を筒型部材３の内部に挿入することにより、係合片４２と対向側板部３２とが対向配置された状態で、これら係合片４２と対向側板部３２との間に上側から連結部材５を圧入する際に、第２スリット５３内に延出片４１が挿入される。

このようなＴ字部材４、筒型部材３および連結部材５からなる接合部材を用いた木質躯体と鉄骨梁の接合構造は、木質柱１の側面に上述のように木質柱１を貫通するボルト６によって筒型部材３の側面側板部３１が締結され、鉄骨梁２の端部にＴ字部材４の延出片４１が溶接されている。

筒型部材３の対向側板部３２の第１スリット３７には、鉄骨梁２に接合されたＴ字部材４の延出片４１が挿入されるとともに、延出片４１の下側縁部が第１スリット３７の下端部で、対向側板部３２に当接している。また、Ｔ字部材４の係合片４２は、筒型部材３の内部に挿入されており、この状態で、係合片４２と対向側板部３２とが間隔をあけて互いに平行に対向している。

互いに対向した係合片４２と対向側板部３２との間には、連結部材５が配置されている。連結部材５は、その平板部５１が係合片４２および対向側板部３２と平行に配置されるとともに、第２スリット５３内に延出片４１が挿入されている。
また、平板部５１は、対向側板部３２に当接しており、平板部５１と対向側板部３２とが面接触している。また、連結部材５の折曲げ部５２の先端側が平板部５１に近づくように弾性変形した状態、すなわち、連結部材５の前後幅が狭くなるように圧縮変形した状態で、左右の折曲げ部５２の先端部が係合片４２に当接している。

これにより、圧縮バネとして機能している連結部材５により係合片４２が対向側板部３２から離れる方向に付勢され、対向側板部３２に鉄骨梁２の端面が押し付けられることになり、木質柱１と鉄骨梁２とが接合されている。
なお、木質柱１と鉄骨梁２との間の応力の伝達等については後述する。
また、木質柱１に代えて図示しない木質梁に鉄骨梁２が接合されるものとしてもよく、この場合には、木質柱１の場合と同様に木質躯体である木質梁の側面に筒型部材３をボルト６により接合すれば、木質柱１の場合と同様に鉄骨梁２を接合することが可能となる。
また、鉄骨梁２の一方の端部を木質柱１に接合し、他方の端部を木質梁に接合するものとしてもよいし、両方の端部を木質柱１に接合したり、木質梁に接合したりしてもよい。

次に、木質躯体と鉄骨梁との接合方法を、図５から図７を参照して説明する。
図５に示すように、木質柱１の側面に筒型部材３の側面側板部３１を当接させるとともに、木質柱１に形成された貫通孔１１の位置と、側面側板部３１のボルト孔３５の位置とを合わせ、連通する貫通孔１１とボルト孔３５にボルト６を挿入して、ボルト６の先端にナット７を螺合させる。そして、ボルト６を締め付け工具８により回転させて木質柱１に筒型部材３を締結する。なお、この作業は、木質柱１を立てる前に行うことが好ましく、例えば、木質柱１を所定長さに切断する作業を行う場所で行っても良いし、建設現場で行ってもよい。
同様に、鉄骨梁２の端部にＴ字部材４を溶接しておく。この作業は、例えば、鉄骨梁２の所定長さへの切断が行われる場所で行われる。

次いで、木質柱１を建設現場に立てる。なお、建設現場には、例えば足場が組まれており、この足場を用いて木質柱１への鉄骨梁２の接合作業が行われる。また、木質柱１は、例えば、鉄骨梁２の両端部に対応して、２本立てられており、鉄骨梁２の両端部でほぼ同時に木質柱１への接合作業が行われることになる。また、木質柱１を建設現場に建てた後に木質柱１に筒型部材３を取り付けてもよい。
次いで、鉄骨梁２を、クレーン等により、木質柱１に接合された筒型部材３より少し高い位置まで水平に吊り上げる。この際に、Ｔ字部材４の係合片４２が筒型部材３の内部に挿入可能な位置で、かつ、延出片４１が筒型部材３の対向側板部３２の第１スリット３７に挿入可能な位置とされる。

次いで、図６に示すように、鉄骨梁２を降下させることにより、係合片４２を筒型部材３内に挿入するとともに、延出片４１を筒型部材３の第１スリット３７内に挿入する。ここで、第１スリット３７は、下側が閉塞されているので、延出片４１の下側縁が第１スリット３７の底部を構成する対向側板部３２に当接し、筒型部材３およびＴ字部材４を介して、木質柱１に鉄骨梁２が支持される。

図７に示すように、上述のように筒型部材３にＴ字部材４が係合した状態で、筒型部材３内において、Ｔ字部材４の係合片４２と、当該係合片４２に離間して対向する対向側板部３２との間に、連結部材５を圧入する。この際に、連結部材５の平板部５１の外側側面から折曲げ部５２の先端部までの距離が、係合片４２と対向側板部３２との距離より少し長くなっているので、例えば、打ち込むようにして係合片４２と対向側板部３２との間に連結部材５を圧入する。なお、連結部材５の下端部においては、例えば、平板部５１の外側側面から折曲げ部５２の先端部までの距離が係合片４２と対向側板部３２との距離より少し短くなる構成として、連結部材５の下端部が円滑に係合片４２と対向側板部３２との間に挿入されるようにしてもよい。

この場合に連結部材５の下端部を係合片４２と対向側板部３２との間に挿入した後に、連結部材５を打ち込むものとしてもよい。
鉄骨梁２の両端部において、上述のように連結部材５の圧入を行うことで、鉄骨梁２の両端部が、それぞれ木質柱１に接合される。
以上のように、筒型部材３へのＴ字部材４の係合が鉄骨梁２を筒型部材３より高い位置から下に移動することにより行われ、筒型部材３とＴ字部材４との間への連結部材５の圧入も、筒型部材３より上から連結部材５を下側に打ち込むことにより行われる。

したがって、作業員は、例えば、接合作業の開始から終了まで足場上で位置を移動することなく作業を行うことができるとともに、当該位置で鉄骨梁２、連結部材５を上から下に移動するようにして作業を行うことができる。
したがって、作業性が良く、木質柱１と鉄骨梁２との接合作業を容易に行うことができる。

以上のような木質躯体と鉄骨梁の接合方法で構築された木質躯体と鉄骨梁との接合構造においては、図８に示すように、Ｔ字部材４の延出片４１を筒型部材３の下側が閉塞された第１スリット３７の底部、すなわち、対向側板部３２で支持することにより、固定荷重および積載荷重に基づいて生じる鉄骨梁のせん断応力（矢印Ｑ）を矢印Ｑ１に示すようにＴ字部材４および筒型部材３を介して木質柱１に伝達する。

なお、一般的に木造軸組工法での構造設計においては、柱と梁との接合部は、曲げモーメントが作用しないものとしてピン接合とするが、実際には曲げモーメント（矢印Ｍ）が作用することになる。この例では、鉄骨梁２が下側に凸となるように湾曲して曲がった状態となることで、木質柱１と鉄骨梁２との接合部において、鉄骨梁２の上部においては、木質柱１から鉄骨梁２が離れる方向に応力（矢印Ｍ１）が作用し、鉄骨梁２の下部においては、木質柱１に鉄骨梁２が近づく方向に応力（矢印Ｍ２）が作用することになる。

矢印Ｍ１で示す応力が生じた場合に、Ｔ字部材４の係合片４２が対向側板部３２に近づく方向に変位するが、係合片４２と対向側板部３２との間には、連結部材５が介在しているので、応力Ｍ１は、係合片４２から連結部材５を介して対向側板部３２すなわち筒型部材３に伝達される。すなわち、応力Ｍ１は、鉄骨梁２からＴ字部材４、連結部材５および筒型部材３を介して木質柱１に伝達される。

また、矢印Ｍ２で示す応力が生じた場合に、鉄骨梁２の端面が筒型部材３の対向側板部３２に押し付けられることで、鉄骨梁２から筒型部材３を介して木質柱１に伝達される。
また、Ｔ字部材４の係合片４２がボルト６の頭部に接している場合には、矢印Ｍ２で示す応力は、鉄骨梁２からＴ字部材４（およびボルト６の端部）を介して木質柱１に伝達されることになる。

図９は、せん断応力に対する耐力を高める補強を施した変形例を示すものであり、筒型部材３の内部の第１スリット３７の底部の高さ位置に水平な補強板３９を溶接したものである。補強板３９は、筒型部材３の水平断面の内周形状と同様の形状を有する板体であり、筒型部材３の内周に外周部分が溶接されている。
上述のようにＴ字部材４を筒型部材３に係合させた際に、Ｔ字部材４の筒型部材３内に挿入される係合片４２と延出片４１の先端部との下側縁が補強板３９上面に当接するようになっている。

補強板３９により筒型部材３の強度が高められるとともに、Ｔ字部材４の延出片４１の第１スリット３７に挿入される部分だけではなく、係合片４２を含むＴ字部材４の先端部全体から補強板３９を介して筒型部材３にせん断応力が伝達されることになるので、せん断応力に対する耐力を高めることができる。すなわち、筒型部材３の対向側板部３２に応力が集中して筒型部材３や対向側板部３２が変形するのを防止して、耐力の向上を図ることができる。

図１０は、木質柱１の左右にそれぞれ鉄骨梁２を接合した構造を示すものであり、木質柱１の互いに平行となる２つの側面に、それぞれ同じボルト６で筒型部材３を締結している。これは、上述のように木質柱１に筒型部材３を締結する際に、反対側の側面にも筒型部材３を当接するとともに木質柱１の貫通孔１１と２つの筒型部材３のボルト孔３５を重ねて連通した状態として、これらにボルト６を挿通してナット７を当該ボルト６に螺合させることにより行われている。

筒型部材３へのＴ字部材４の係合方法および連結部材５の圧入方法は、前記例と同様のものとなっている。基本的な木製躯体と鉄骨梁との接合構造も前記例と同様となっている。
図１１は、木質柱１の４つの側面、３つの側面もしくは互いに直角となる２つの側面に鉄骨梁２を接合する場合の木質柱に設けられる貫通孔１１の配置を示すものであり、互いに直交する方向に沿った貫通孔１１どうしでは、上下位置を異なるものとして、貫通孔１１どうしが直接的に交差しない構成としている。これにより、互いに直角にボルト６を配置することができる。

また、この場合に、互いに直角に配置される筒型部材３で、ボルト孔３５の位置を図１１に示される貫通孔１１に対応して異なるものとし、２つから４つの筒型部材３が木質柱１に対して同じ高さ位置に配置されるようにする必要がある。
これにより、木質柱１の複数の側面に鉄骨梁２を接合するものとしても、必ず複数の鉄骨梁２の高さ位置を同じとすることが可能となる。

図１２は、木質躯体と鉄骨梁との接合構造において、Ｈ型鋼からなる鉄骨梁２を溝形鋼２ｂからなる鉄骨梁２ａに代えたもので、２本の溝形鋼２ｂから１つの鉄骨梁２ａを構成するようになっている。２本の溝形鋼２ｂは、それぞれ、開放側を外側に向けることで、閉塞側同士を対向させている。
そして、２本の溝形鋼２ｂの端部においては、溝形鋼２ｂどうしの間にＴ字部材４の延出片４１の基部側が挟まれた状態で溶接されている。これにより、２つの溝形鋼２ｂどうしが接合されている。

図１３は、木質躯体と鉄骨梁との接合構造において、Ｈ型鋼からなる鉄骨梁２を角型鋼管状の鉄骨からなる鉄骨梁２ｃに代えたものである。鉄骨梁２ｃの端面には、それぞれ開口を閉塞するように端面板２５が溶接され、当該端面板２５にＴ字部材４の延出片４１の基端部が溶接されている。なお、図１３の例においては、延出片４１の長さが鉄骨梁２ｃの端部から延出する分だけの長さとなり前記例より短いものとなる。

このような鉄骨梁２ａおよび鉄骨梁２ｃも上述の鉄骨梁２と同様に木質柱１に接合することが可能である。なお、鉄骨梁２ａおよび鉄骨梁２ｃにおいては、Ｔ字部材４が鉄骨梁２ａ、鉄骨梁２ｃの軸心上に配置されるので、上記例のようにＴ字部材４が偏心していない。したがって、第１スリット３７を対向側板部３２の左右の中央に設ける必要があるとともに、第２スリット５３を連結部材５の平板部５１の左右の中央に設ける必要がある。

以上の例においては、例えば、地震時や強風時に、鉄骨梁にかかる下から上への引き抜き応力に対しては、上述のようにバネとして係合片４２および対向側板部３２に押し付けられた連結部材５の摩擦力により対応するようになっている。すなわち、対向側板部３２と連結部材５との摩擦力と、係合片４２と連結部材５との摩擦力とにより、引き抜き応力が鉄骨梁２に固定されたＴ字部材４から連結部材５を介して木質柱１に固定された筒型部材３に伝達されるようになっている。

ここで、図１４に示すように、鉄骨梁２のＴ字部材４の係合片４２の先端面に木質柱１に筒型部材３を固定するためのボルト６の端部に係合する返し部材４４を設けるものとしてもよい。返し部材４４は、ボルト６の位置に対応して係合片４２の先端面に斜め上向きに固定される小さな板状の部材である。

図１５に示すように、係合片４２が筒型部材３内に収納されて所定の位置に配置された状態、すなわち、筒型部材３、Ｔ字部材４および連結部材５からなる接合部材により木質柱１と鉄骨梁２を接合した状態で、返し部材４４の斜め上方に向かった先端が筒型部材３内に木質柱１側から突出するボルト６の端部の下側に配置される。
これにより、鉄骨梁２に下から上へ向う引き抜き応力が作用した場合に、返し部材４４がボルト６の頭部に当たることで、引き抜き応力が鉄骨梁２からＴ字部材４の返し部材４４とボルト６を介して木質柱１に伝達されることになる。これにより、引き抜き応力に対する耐力を高めることができる。

１ 木質柱（木質躯体）
２ 鉄骨梁
３ 筒型部材（木質側部材）
３１ 側面側板部
３２ 対向側板部
３７ 第１スリット
４ Ｔ字部材（鉄骨側部材）
４１ 延出片
４２ 係合片
５ 連結部材
５３ 第２スリット
６ ボルト

Claims (2)

1. 木質躯体の鉄骨梁が接合される側面に設けられた木質側部材と、前記鉄骨梁の端部に設けられた鉄骨側部材と、当該木質側部材と当該鉄骨側部材との間に介在する連結部材とを用いて前記木質躯体と前記鉄骨梁とが接合されている木質躯体と鉄骨梁との接合構造であって、
   前記木質側部材は、少なくとも上側が開口する筒状に形成され、かつ、当該木質側部材には、前記木質躯体の側面に当接する側面側板部と、当該側面側板部に離間して対向する対向側板部とが設けられ、
   前記側面側板部が前記木質躯体を貫通するボルトにより前記木質躯体の側面に接合され、
   前記対向側板部に上下に延在するとともに上側が開放されて下側が閉塞された第１スリットが形成され、
   前記鉄骨側部材には、前記鉄骨梁の端部から当該鉄骨梁の軸方向に沿うとともに上下方向に沿って延出する延出片と、当該延出片の先端部に設けられて当該延出片と直交するとともに上下方向に沿った係合片とが設けられ、
   前記連結部材は、バネとして機能可能な板状に形成され、かつ当該連結部材には、上下に延在するとともに下側が開放されて上側が閉塞された第２スリットが形成され、
   前記木質側部材の前記対向側板部の前記第１スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が上側から挿入され、かつ、前記鉄骨側部材の前記係合片が前記対向側板部に対向した状態で筒状の前記木質側部材内に上側から挿入され、
   前記係合片と前記対向側板部との間に、第２スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が挿入され、かつ、圧縮変形された前記連結部材が上側から圧入されていることを特徴とする木質躯体と鉄骨梁との接合構造。
2. 木質躯体の鉄骨梁が接合される側面に設けられた木質側部材と、前記鉄骨梁の端部に設けられた鉄骨側部材と、当該木質側部材と当該鉄骨側部材との間に介在する連結部材とを有する接合部材を用いた接合方法であって、
   前記木質側部材は、少なくとも上側が開口する筒状に形成され、かつ、当該木質側部材には、前記木質躯体の側面に当接する側面側板部と、当該側面側板部に離間して対向する対向側板部とが設けられ、
   前記側面側板部が前記木質躯体を貫通するボルトにより前記木質躯体の側面に接合され、
   前記対向側板部に上下に延在するとともに上側が開放されて下側が閉塞された第１スリットが形成され、
   前記鉄骨側部材には、前記鉄骨梁の端部から当該鉄骨梁の軸方向に沿うとともに上下方向に沿って延出する延出片と、当該延出片の先端部に設けられて当該延出片と直交するとともに上下方向に沿った係合片とが設けられ、
   前記連結部材は、バネとして機能可能な板状に形成され、かつ当該連結部材には、上下に延在するとともに下側が開放されて上側が閉塞された第２スリットが形成され、
   前記木質側部材の前記対向側板部の前記第１スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片を上側から挿入し、かつ、前記鉄骨側部材の前記係合片を前記対向側板部に対向した状態で筒状の前記木質側部材内に上側から挿入し、
   次いで、前記係合片と前記対向側板部との間に、第２スリットに前記鉄骨側部材の前記延出片が挿入され、かつ、圧縮変形された前記連結部材を上側から圧入することを特徴とする木質躯体と鉄骨梁との接合方法。

Images