JP5271059B2 - 棒状部材の接合構造 - Google Patents
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Description
この発明は、主に木造構造物に適用する土台と柱の棒状部材の接合構造に関する。
従来、土台の上面に柱の下面を接合する場合には、
（１） 土台を貫通したアンカーボルトに、土台上面で接続用の金物を固定する。あるいは、接続金物を貫通したスクリュービスを土台にねじ込み、土台に接続用金物を固定する。
（２） 柱の下面の中央部に、接続金物を収容する収容部を切り欠きを形成し、柱の側面から収容部を貫通する、貫通穴を形成する。
（３） 柱の下面を土台上面において、柱の収容部に接続金物を収容すると共に、柱の下面の周辺部を土台の上面に当接させる。
（４） 柱の側面の貫通穴からピンを挿入して、ピンを接続金物の透孔を貫通して、他側の貫通穴に至らせ、接続金物と柱とを固定する。
（５）以上のようにして、接続金物を介して、土台と柱が固定された（図１）。この場合、接続金物は様々な構造があった（例えば、特許文献１、２）。
特開２００７−１８６９５４
特開２００２−３０３００４
（１） 土台を貫通したアンカーボルトに、土台上面で接続用の金物を固定する。あるいは、接続金物を貫通したスクリュービスを土台にねじ込み、土台に接続用金物を固定する。
（２） 柱の下面の中央部に、接続金物を収容する収容部を切り欠きを形成し、柱の側面から収容部を貫通する、貫通穴を形成する。
（３） 柱の下面を土台上面において、柱の収容部に接続金物を収容すると共に、柱の下面の周辺部を土台の上面に当接させる。
（４） 柱の側面の貫通穴からピンを挿入して、ピンを接続金物の透孔を貫通して、他側の貫通穴に至らせ、接続金物と柱とを固定する。
（５）以上のようにして、接続金物を介して、土台と柱が固定された（図１）。この場合、接続金物は様々な構造があった（例えば、特許文献１、２）。
前記従来の技術の場合、接合金物を取り付けるボルトの頭部などを考慮して、接合金物の表面と収容部内面との間には、間隙が形成されていた。従って、間隙の分だけ断面欠損が生じるので、外力の作用によっては、収容部の周辺で応力集中が生じるおそれもあった。
とりわけ、柱を土台に向けて下方に押圧する過大な外力が作用した場合、収容部周辺や貫通穴部分で柱に割れが生じるおそれがあった。
然るにこの発明は、収容部内に液状硬化材を充填して固化させたので、前記問題点を解決した。
即ちこの発明は、土台の上面に柱の下面を接合する構造であって、以下のように構成したことを特徴とする棒状部材の接合構造である。
(1) 前記土台の上面で柱接合位置に接合金物を固定する。前記接合金物は、前記土台の上面に固定する第１接合板に、前記柱の下面から挿入できる第２接合板を突設してなる。
(2) 前記柱の下面を切り欠いて、前記接合金物を収容できる収容部を形成する。前記収容部は、第１接合板を収容する第１収容部と、第２接合板を収容する第２収容部とからかる。
(3) 前記柱の下面を、前記土台の上面に当接して、前記柱を立設するとともに、前記接合金物を前記収容部に収容する。前記柱の下面で収容部以外の面は、パッキン材を介して、前記土台の上面に載置される。
(4) 固定ピンを、前記柱を貫通させて、前記接合金物の第２接合板の貫通穴を挿通させる。
(5) 前記収容部の第１収容部内のみに液状固化剤を注入して、前記第１収容部と前記接合金物との間隙を埋める。
(1) 前記土台の上面で柱接合位置に接合金物を固定する。前記接合金物は、前記土台の上面に固定する第１接合板に、前記柱の下面から挿入できる第２接合板を突設してなる。
(2) 前記柱の下面を切り欠いて、前記接合金物を収容できる収容部を形成する。前記収容部は、第１接合板を収容する第１収容部と、第２接合板を収容する第２収容部とからかる。
(3) 前記柱の下面を、前記土台の上面に当接して、前記柱を立設するとともに、前記接合金物を前記収容部に収容する。前記柱の下面で収容部以外の面は、パッキン材を介して、前記土台の上面に載置される。
(4) 固定ピンを、前記柱を貫通させて、前記接合金物の第２接合板の貫通穴を挿通させる。
(5) 前記収容部の第１収容部内のみに液状固化剤を注入して、前記第１収容部と前記接合金物との間隙を埋める。
この発明は、柱をはじめとする「第２の棒状部材」の下面を切り欠いて、土台をはじめとする「第１の棒状部材」に固定した接続金物を収容する収容部を形成する場合に、収容部内で接続金物以外の間隙に液状固化剤を注入固化させる。従って、収容部の断面欠損を補うことができるので、「第２の棒状部材」と、接合金物と、「第１の棒状部材」との一体性を高めるので、接合部の強度を高めることができ、取り分け、「第２の棒状部材」から「第１の棒状部材」に向けての圧縮強度を高めることができる効果がある。
接合金物１は、第１接合板２の略中央に第２接合板６を突設した略Ｔ字状に形成される。
柱（第２の棒状部材）１５の下面（接合端面）１６から、第１接合板２を収容できる第１収容部２０と、第２接合板６を収容する第２収容部２１とを形成する。土台（第１の棒状部材）１１の上面１２に、接合金物１の第１接合板２をビス２８、２８で固定する。土台１１の上面１２に、柱１５を載置して、収容部２０、２１に接合金物１（ビス２８の頭部を含める）を納める（（図１（ｂ））。この際、第１収容部２０内に間隙２６が形成される（図１（ｂ））。
続いて、柱１５のピン孔２３を貫通したドリフトピン２９を、第１接合板２を貫通させて、柱１５と接合金物１とを固定する（図２（ｃ）（ｄ））。
続いて、第１収容部２０内の間隙２６に液状固化剤３１を注入する。液状固化剤３１が固化したならば、間隙２６が埋められて、土台１１と柱１５の接合構造４０を構成する（図１（ｃ））。
柱（第２の棒状部材）１５の下面（接合端面）１６から、第１接合板２を収容できる第１収容部２０と、第２接合板６を収容する第２収容部２１とを形成する。土台（第１の棒状部材）１１の上面１２に、接合金物１の第１接合板２をビス２８、２８で固定する。土台１１の上面１２に、柱１５を載置して、収容部２０、２１に接合金物１（ビス２８の頭部を含める）を納める（（図１（ｂ））。この際、第１収容部２０内に間隙２６が形成される（図１（ｂ））。
続いて、柱１５のピン孔２３を貫通したドリフトピン２９を、第１接合板２を貫通させて、柱１５と接合金物１とを固定する（図２（ｃ）（ｄ））。
続いて、第１収容部２０内の間隙２６に液状固化剤３１を注入する。液状固化剤３１が固化したならば、間隙２６が埋められて、土台１１と柱１５の接合構造４０を構成する（図１（ｃ））。
［１］接合金物１
接合金物１は、土台１１の上面１２に当接する第１接合板２の略中央に、柱１５の下面から挿入される第２接合板６を突設した略Ｔ字状に形成される。第１接合板２で、第２接合板６を挟んだ両側にビス用の透孔４、４が穿設されている。また、第２接合板６にピンを挿通する貫通孔８を形成し、また一側を切り欠いてピンを貫通係止できる係止孔９（貫通孔）を形成する。
接合金物１は、第１接合板片３、３ａ、第２接合板片７、７ａを有する鋼板を折り曲げて形成される。尚、接合金物１の構造、製造方法は任意である。
接合金物１は、第１接合板片３、３ａ、第２接合板片７、７ａを有する鋼板を折り曲げて形成される。尚、接合金物１の構造、製造方法は任意である。
［２］土台１１（第１の棒状部材）
土台１は、コンクリート基礎（図示していない）に埋設されたアンカーボルト等（図示していない）で、コンクリート基礎に連結されている（図示していない）。
［３］柱１５（第２の棒状部材）
柱１５は、下面１６から上方に向けて、第１接合板２を収容できる平面形状の第１収容部２０を形成し、第１収容部２０から上方に向けて、第２接合板６を収容する第２収容部２１を形成する。また、柱１５の下面１６で、第１収容部２０の残余部分にパッキン２４を貼り付ける（図２（ａ）（ｂ））。
柱１５の側面１７から対向する側面１７ａに向けて、第２収容部６を貫通するピン孔２３、２３を形成する。ピン孔２３、」２３は接合状態で、それぞれ接合金物１の貫通孔８及び係止孔９と一致するように形成されている。
柱１５の側面１７から対向する側面１７ａに向けて、第２収容部６を貫通するピン孔２３、２３を形成する。ピン孔２３、」２３は接合状態で、それぞれ接合金物１の貫通孔８及び係止孔９と一致するように形成されている。
［４］液状固化剤３１
液状固化剤３１として、例えば、特殊膨張材を使用したセメント系の無収縮材で、試験温度２０℃、練り混ぜ水量１８％、で以下のような性質を有するものを採用する。
・軟度（Ｊ１４漏斗による）８秒
・ブルージング率 ０％
・圧縮強さ（１日） ２６．８ Ｎ／ｍｍ２
・圧縮強さ（７日） ５１．１ Ｎ／ｍｍ２
・圧縮強さ（２８日）６０．３ Ｎ／ｍｍ２
尚、液状固化剤３１は上記性質のものが好ましいが、これに限られない。また、セメント系、樹脂系に等任意である。
・軟度（Ｊ１４漏斗による）８秒
・ブルージング率 ０％
・圧縮強さ（１日） ２６．８ Ｎ／ｍｍ２
・圧縮強さ（７日） ５１．１ Ｎ／ｍｍ２
・圧縮強さ（２８日）６０．３ Ｎ／ｍｍ２
尚、液状固化剤３１は上記性質のものが好ましいが、これに限られない。また、セメント系、樹脂系に等任意である。
［５］接合構造４０
（１） 土台１１の上面１２で、柱接合位置に合わせて、接合金物１を載置して、透孔４、４から土台１に向けてビス２８、２８を打ち込んで、土台１１と接合金物１とを固定する。この状態で、ビス２８の頭部が接合金物１の第１接合板２の上面から上方に突出している（図２（ａ）（ｂ）、図１（ａ））。
（２） 続いて、柱１５を土台１１の上方から下降して、収容部２０、２１に接合金物１が納まるように、柱１５を土台１１の上面１２に載置する（図１（ｂ））。この状態で、柱１５の下面１６（パッキン２４）が土台１１の上面１２に載置され、接合金物１の第２接合板６が第２収容部２１内に嵌挿収容される。また、接合金物１の第１接合板２及びビス２８の頭部が第１収容部２０内に収容され、第１接合板２の上面及びビス２８の頭部の上方と、第１収容部２０の内面との間に間隙２６が形成される（図１（ｂ））。
（３） 続いて、第２接合板６の貫通孔８、係止孔９と柱１５のピン孔２３、２３が連通するので、ピン孔２３、２３からドリフトピン２９、２９を挿入して、貫通孔８、係止孔９（第２収容部２１）をそれぞれ貫通して、他側のピン孔２３に至らせる。（図２（ｃ）（ｄ））。この状態で、接合金物１を介して、土台１１と柱１５とが接合される。
（４） 続いて、第１収容部２０内の間隙２６に液状固化剤３１を注入する。液状固化剤３１が固化したならば、間隙２６が埋められて、土台１１と柱１５の接合構造４０を構成する（図１（ｃ））。
［６］試験例
（１）試験体
表１に示すような材質で、
・１２０×１２０ｍｍの土台１１、
・１２０×１２０ｍｍの柱１５
を構成し、接続金物１の向き（即ち、土台１１の軸１１ａに方向に対して、「収容部２０、２１が抜ける方向」が直交する構造を「縦」、並列する方向を「横」とする）の違いで、試験体ＨＹＣ（図４（ａ））、ＨＹ２（図４（ｂ））、ＰＴＣ（図５（ａ））、ＰＴ（図５（ｂ））の４種類を試験した。ＨＹＣとＨＹとの違い、ＰＴＣとＰＴとの違いは、液状固化剤の有無であり、従来例と本願発明の相違である。
接続金物１は、前記実施例（図２（ａ）（ｂ））に示す構造である。
液状固化剤３１は、前記実施例のセメント系の無収縮材を通常の水セメント比で使用した。
表１に示すような材質で、
・１２０×１２０ｍｍの土台１１、
・１２０×１２０ｍｍの柱１５
を構成し、接続金物１の向き（即ち、土台１１の軸１１ａに方向に対して、「収容部２０、２１が抜ける方向」が直交する構造を「縦」、並列する方向を「横」とする）の違いで、試験体ＨＹＣ（図４（ａ））、ＨＹ２（図４（ｂ））、ＰＴＣ（図５（ａ））、ＰＴ（図５（ｂ））の４種類を試験した。ＨＹＣとＨＹとの違い、ＰＴＣとＰＴとの違いは、液状固化剤の有無であり、従来例と本願発明の相違である。
接続金物１は、前記実施例（図２（ａ）（ｂ））に示す構造である。
液状固化剤３１は、前記実施例のセメント系の無収縮材を通常の水セメント比で使用した。
（２）試験方法
柱１５に、徐々に圧縮荷重（土台に向けて下方の荷重）を掛けて、柱１５の下面１６の変位を測定した。
柱１５に、徐々に圧縮荷重（土台に向けて下方の荷重）を掛けて、柱１５の下面１６の変位を測定した。
（３）試験結果
変位−荷重曲線を、図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）に示す。
本願発明の実施例である液状固化剤を注入したＨＹ２、ＰＴでは、液状固化剤が無い従来例に比して、最大荷重が大きく増加した。
とりわけ、変位が少ない段階（変位５ｍｍ程度）で大きな荷重を負担できる（図６、図７）。更に、例えば変位２mmの段階での荷重を比較すれば、液状固化剤１５を注入すれば大きな荷重を負担できることが分かる（表１、図６、図７）。
変位−荷重曲線を、図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）に示す。
本願発明の実施例である液状固化剤を注入したＨＹ２、ＰＴでは、液状固化剤が無い従来例に比して、最大荷重が大きく増加した。
とりわけ、変位が少ない段階（変位５ｍｍ程度）で大きな荷重を負担できる（図６、図７）。更に、例えば変位２mmの段階での荷重を比較すれば、液状固化剤１５を注入すれば大きな荷重を負担できることが分かる（表１、図６、図７）。
［７］他の実施例
（１） 前記実施例において、接合金物１の構造は前記例に限られず、土台１１に固定でき、かつ柱１５に形成した収容部２０内に収容される構造であれば、任意である（図示していない）。
（２） また、前記実施例において、第１棒状部材として土台１１、第２棒状部材として柱１５に適用したが、他の接合部位に適用することもできる。例えば、接合金物１を固定する第１棒状部材として柱１５を選定して、第２棒状部材を梁３５とした例を図３に示す。
この場合、接続金物１は、柱１５の側面１７に固定される第１接合板２の略中央に、梁３５の接合端面３７に挿入される第２接合板６を突設した略Ｔ字状に形成される。梁３５の接合端面３７には、前記実施例同様に、接続金物１に対応した収容部２０、２１が形成されている（図３（ａ）（ｂ））。
続いて、前記実施例と同様に、柱１５の側面１７にビス２８、２８で接続金物１を固定して、梁３５の接合端面３７を柱１５の側面１７に当接して、収容部２０、２１に接続金物１を収容する。続いて、梁３５のピン孔３６を貫通したドリフトピン２９を接続金物１の貫通孔８を貫通させる（図３（ａ）（ｂ））。続いて、収容部２０（または、更に収容部２１）に液状固化剤３１を充填して、この発明の接合構造４０を構成する（図３（ｃ））。
この場合、接続金物１は、柱１５の側面１７に固定される第１接合板２の略中央に、梁３５の接合端面３７に挿入される第２接合板６を突設した略Ｔ字状に形成される。梁３５の接合端面３７には、前記実施例同様に、接続金物１に対応した収容部２０、２１が形成されている（図３（ａ）（ｂ））。
続いて、前記実施例と同様に、柱１５の側面１７にビス２８、２８で接続金物１を固定して、梁３５の接合端面３７を柱１５の側面１７に当接して、収容部２０、２１に接続金物１を収容する。続いて、梁３５のピン孔３６を貫通したドリフトピン２９を接続金物１の貫通孔８を貫通させる（図３（ａ）（ｂ））。続いて、収容部２０（または、更に収容部２１）に液状固化剤３１を充填して、この発明の接合構造４０を構成する（図３（ｃ））。
１ 接合金物
２ 接合金物の第１接合板
４ 第１接合板の透孔
６ 接合金物の第２接合板
８ 第２接合板の貫通孔
９ 第２接合板の係止孔（貫通孔）
１１ 土台
１１ａ 土台の軸
１２ 土台の上面
１５ 柱
１６ 柱の下面
１７ 柱の側面
２０ 柱の第１収容部
２１ 柱の第２収容部
２３ 柱のピン孔
２４ 柱のパッキン
２６ 間隙
２８ ビス
２９ ドリフトピン
３１ 液状固化剤
３５ 梁
３６ 梁のピン孔
３７ 梁の接合端面
２ 接合金物の第１接合板
４ 第１接合板の透孔
６ 接合金物の第２接合板
８ 第２接合板の貫通孔
９ 第２接合板の係止孔（貫通孔）
１１ 土台
１１ａ 土台の軸
１２ 土台の上面
１５ 柱
１６ 柱の下面
１７ 柱の側面
２０ 柱の第１収容部
２１ 柱の第２収容部
２３ 柱のピン孔
２４ 柱のパッキン
２６ 間隙
２８ ビス
２９ ドリフトピン
３１ 液状固化剤
３５ 梁
３６ 梁のピン孔
３７ 梁の接合端面
Claims (1)
- 土台の上面に柱の下面を接合する構造であって、以下のように構成したことを特徴とする棒状部材の接合構造。
(1) 前記土台の上面で柱接合位置に接合金物を固定する。前記接合金物は、前記土台の上面に固定する第１接合板に、前記柱の下面から挿入できる第２接合板を突設してなる。
(2) 前記柱の下面を切り欠いて、前記接合金物を収容できる収容部を形成する。前記収容部は、第１接合板を収容する第１収容部と、第２接合板を収容する第２収容部とからかる。
(3) 前記柱の下面を、前記土台の上面に当接して、前記柱を立設するとともに、前記接合金物を前記収容部に収容する。前記柱の下面で収容部以外の面は、パッキン材を介して、前記土台の上面に載置される。
(4) 固定ピンを、前記柱を貫通させて、前記接合金物の第２接合板の貫通穴を挿通させる。
(5) 前記収容部の第１収容部内のみに液状固化剤を注入して、前記第１収容部と前記接合金物との間隙を埋める。
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