JP5566047B2 - 仕口補強用具 - Google Patents

Description

本発明は、土台や梁材などの水平部材と柱材などの垂直部材とを略直角に接合した仕口部に適用する、とりわけ木造建築物の仕口部の補強に好適な仕口補強用具に関する。

この種の仕口補強用具に関しては、両側の取付部の間に蛇腹状の連接部を介在させて略Ｌ字状に一体的に形成し、前記蛇腹状の連接部の変形により外力を吸収するとともに、その変形によって蓄積した弾発力により仕口部を元の状態に復元することにより木造建築物の倒壊を防止するという従来技術が知られている（引用文献１）。また、略Ｌ字状に一体的に形成された両側の取付部を備えるとともに、それらの取付部相互間に円弧状の補強部材の緩衝効果とバネ弾性による復元力を活用して木造建築物の倒壊を防止するという従来技術も知られている（引用文献２）。しかしながら、これらの従来の補強用具の場合には、外力を吸収する板面が両側の取付面に沿った状態にあったため、それらの取付面に直交する方向の外力に対しては、取付部相互間の角度の変化に適応して有効に機能し得るものの、取付面に対して斜めの方向から作用する補強用具をねじる方向の成分を含む外力は、補強用具の板面に沿った方向にも作用することから、その点で効果的に機能することはできなかった。

さらに、柱と梁との接合部や柱と土台との接合部に対する補強手段として、その仕口部に対して適用する蛇腹状やコ字状に交互に屈曲形成した波形の制振補強金物も開示されている（特許文献３）。しかしながら、この従来技術において蛇腹状の波形を採用した場合には、屈曲部の高さが一定で、屈曲角が外側へ向けて漸増するという屈曲形状が採用されていたため、実際にはその屈曲形状自体の加工が簡単ではなく、製造技術上に大きな難点があった。また、この従来の制振補強金物の場合には、屈曲部の高さが一定なため、地震等の外力によって生じる構面内方向の変形量が前記隅部に近い方から外側へ向けて漸増することから派生する屈曲角の変動が大きく、外力に基づく変形過程に係る性状が隅部に近い方と外側とでは大きく変動して、屈曲線方向に対する均質な屈曲変形、延いては円滑なエネルギ吸収にも影響するといった技術的問題もあった。

特開２００２−２７６０２９号公報 特開２００１−２００５９０号公報 特開２００２−２３５４５７号公報

本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑み、仕口部に斜め方向から作用する補強用具をねじる方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能し得るとともに、より円滑で効率的なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、仕口部に対して取付ける両側の取付部とそれらの取付部を連結する連結部とから構成され、その連結部に設ける変形部を、仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成し、かつ各屈曲部の高さが前記隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成した仕口補強用具に関し、特に前記両側の取付部の断面形状を略コ字状に形成するとともに、前記仕口部の内側の隅部の周辺部に該内側の隅部を中心とする扇状の切欠部を設けて、その仕口部の内側の隅部の周辺部に位置する各屈曲線の内端部側の集中部分を排除し、前記切欠部の外側に位置する前記変形部において外力による変形を吸収するという技術手段を採用したことを特徴とする。

本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）両側の取付部を連結する連結部に設ける変形部を、仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成したので、水平部材と垂直部材とを略直角に接合する仕口部に対して斜め方向から作用するねじり方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能することができ、外力の方向性による影響の少ないより安定した制振機能及び耐震機能を実現することが可能である。
（２）各屈曲部の高さを仕口部の内側の隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成したので、地震等の外力によって生じる構面内方向の変形量が前記隅部に近い方から外側へ向けて漸増することにより派生する屈曲角への影響が緩和され、屈曲線方向に対する屈曲角の変動が抑えられることから、より均質な屈曲変形が可能である。
（３）両側の取付部の断面形状を略コ字状に形成したので、仕口部に対する取付部の剛性が高められ、外力に対して強固な取付け状態が可能である。しかも、仕口部の内側の隅部の周辺部に切欠部を設け、その切欠部の外側に位置する変形部において外力による変形を吸収するように構成したので、前記屈曲線に沿った適正な屈曲変形が困難な前記隅部の周辺部を変形領域から排除し、前記切欠部の外側に位置する変形部において、屈曲線に沿った所期の屈曲変形を的確に実現し得ることから、均質な変形状態が可能であり、延いては円滑なエネルギ吸収が可能である。

本発明の実施例の適用状態を示した正面図である。 同第１実施例に係る仕口補強用具を示した正面図である。 同仕口補強用具を示したＡ−Ａ断面図である。 同仕口補強用具を示したＢ−Ｂ断面図である。 同仕口補強用具を示したＣ矢視図である。

本発明は、とりわけ木造建築物において土台や梁材などの水平部材と柱などの垂直部材を略直角に接合した仕口部に適用する仕口補強用具として好適ではあるが、これに限定されるものではなく、他の構造形式にも広く適用することが可能である。また、本発明に係る仕口補強用具は、金属製からなる形態が一般的であるが、硬質樹脂製等の他の形態も可能である。この仕口補強用具を構成する両側の取付部は、断面形状を略コ字状に形成することにより剛性を高めることが可能である。前記連結部は、後述の実施例で示すように、仕口補強用具を構成する両側の取付部相互間を連結するように構成される。その場合、断面形状が略コ字状の両側の取付部の対向する一方の側辺部相互間を連結するようにしてもよいし、双方の側辺部相互間を連結するようにしてもよい。また、その連結部に形成される変形部は、仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成され、かつ各屈曲部の高さが前記隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成され、適度の弾性及び塑性の性質をもち、当該仕口部を破壊に至らないように弾性限界以上の応力にも対応し得る形態のものが望ましい。因みに、その蛇腹状の折返し部の高さや幅の大きさや屈曲角度などの屈曲部の具体的形態に関する選定を通じて、種々の方向からの外力に対する変形の仕方やバネ特性を勘案しながら前記変形部の具体的形態を設定することが可能である。

図１は本発明の実施例に係る仕口補強用具の適用状態を示した正面図である。また、図２〜図５はその仕口補強用具を示したもので、図２は正面図、図３はＡ−Ａ断面図、図４はＢ−Ｂ断面図、図５はＣ方向から視たＣ矢視図である。図１に示したように、仕口補強用具１は、略Ｌ字状に一体的に形成された両側の取付部２，３を備え、それらの取付部２，３を介して土台や梁材などの水平部材４と柱材などの垂直部材５とを略直角に接合した仕口部に取付けられ、その仕口部を外力に対して補強する機能を奏する。

前記仕口補強用具１を構成する両側の取付部２，３は、図３及び図４に示したように、本実施例では底面部ａとその両側端に形成された側壁部ｂ，ｃとからなる略コ字状の断面形状に形成されており、それぞれの底面部２ａ，３ａを仕口部に対する取付面とし、それらの底面部２ａ，３ａには、必要に応じて当該取付部２，３の取付けに使用されるボルトやネジ、釘などの固定部材を挿通するための挿通孔が形成されている。また、図２及び図５に示したように、本実施例では、取付部２，３の側辺部に位置する側壁部２ｂと３ｂとの間、及び側壁部２ｃと３ｃとの間が、それぞれ蛇腹状に屈曲形成した変形部６，７を備えた連結部８，９によって一体的に連結されている。すなわち、本実施例では、仕口補強用具１を構成する両側の取付部２，３の対向する側辺部相互間を、前記側壁部２ｂと３ｂ、あるいは側壁部２ｃと３ｃを介して、それぞれ蛇腹状に屈曲形成した変形部６，７を備えた連結部８，９により一体的に連結した場合を例示したものである。その変形部６，７は、図２に示したように、仕口部の内側の隅部Ｄを中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線Ｌに沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成し、かつ各屈曲部の高さが前記隅部Ｄに近い方から外側へ向けて漸増するように構成されている。因みに、図５に示したように、各屈曲部における屈曲角は、前記屈曲線Ｌの全長においてほぼ一定の角度としてもよく、この場合には、蛇腹状の屈曲形状が単純化されることから、変形部６，７の形成がより簡便化される。なお、図２に示したように、本実施例の連結部８，９の下部、すなわち仕口部の内側の隅部Ｄの周辺部には、その隅部Ｄを中心とする扇状の切欠部１０が形成されており、この切欠部１０によって前記隅部Ｄの周辺部分が変形領域から排除される。しかして、前記隅部Ｄの周辺部においては、複数の前記屈曲線Ｌの内端部側が集中するため、それらの各屈曲線Ｌに沿った適正な屈曲変形が困難になるが、斯かる不具合は、前記切欠部１０によって排除され、その切欠部１０の外側に位置する前記変形部６，７において、前記屈曲線Ｌに沿った所期の屈曲変形を的確に実現することが可能である。

次に、前記仕口補強用具１に対して仕口部を構成する土台や梁材などの水平部材４や柱などの垂直部材５を介して外力が作用した場合について説明する。しかして、水平部材４や垂直部材５を介して仕口補強用具１を構成する前記取付部２，３の取付面としての底面部２ａ，３ａに対して直交する方向の外力が作用した場合には、蛇腹状に形成した両側の変形部６，７が共に底面部２ａ，３ａに対して直交する方向に変形して外力を的確に吸収する。すなわち、この場合には、取付部２，３相互間の角度が変化するだけで外力が的確に吸収される。したがって、前記取付部２，３の取付面としての底面部２ａ，３ａを水平部材４や垂直部材５から剥がす方向にこじる力は作用しないことから、取付部２，３を固定するボルトやネジ、釘などの固定部材に対して過大な引抜き力が作用することはない。因みに、この場合に、外力による変形が変形部６，７の弾性限界内であれば、その弾発力によって仕口部に生じた変形は元の状態にほぼ復帰されることになる。他方、外力による変形が変形部６，７の弾性限界を越えた場合には、塑性変形が残存することになり、仕口部に生じた変形も元の状態には戻らないことになる。

また、水平部材４や垂直部材５を介して仕口補強用具１を構成する前記取付部２，３の取付面としての底面部２ａ，３ａに対して斜めの方向からねじり方向の成分を含む外力が作用した場合には、そのねじり方向の外力に対しては、蛇腹状に屈曲形成した双方の変形部６，７が個々に板面に直交する方向に変形することにより吸収することになる。したがって、このねじれ方向の成分を含む外力が仕口部に作用した場合にも、変形部６，７の変形によって、前記取付部２，３の取付面としての底面部２ａ，３ａを水平部材４や垂直部材５から剥がす方向にこじる力は大幅に軽減されることから、取付部２，３を固定するボルトやネジ、釘などの固定部材に対して過大な引抜き力が作用する事態は回避することができる。なお、前記変形部６，７は、個々に変形してねじれ方向の外力を吸収することから、いずれか一方の変形部６，７しか設けない形態の場合にも、有効に機能することができる。因みに、前記ねじり外力によるねじれ方向の変形が変形部６，７の弾性限界内であれば、その弾発力によって仕口部に生じたねじれ変形は元の状態にほぼ復帰されることになる。他方、外力による変形が変形部６，７の弾性限界を越えた場合には、塑性変形が残存することになり、仕口部に生じたねじれ変形も元の状態には戻らないことになる。

以上のように、本発明の実施例に係る前記仕口補強用具１によれば、取付部２，３の取付面としての前記底面部２ａ，３ａに対して直交する方向の外力だけでなく、斜め方向からねじり方向の成分を含む外力が作用した場合にも、その取付部２，３を固定するボルトやネジ、釘などの固定部材に対する過大な引抜き力を軽減できるので、地震時等に生じる建物の急激な倒壊の低減が可能であり、延いては退避時間の確保にも有効なことから、建物の安全性の向上も図れる。しかも、前記変形部６，７は、仕口部の内側の隅部Ｄを中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線Ｌに沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成するとともに、それらの各屈曲部の高さを前記隅部Ｄに近い方から外側へ向けて漸増するように構成したので、地震等の外力によって生じる構面内方向の変形量が前記隅部Ｄに近い方から外側へ向けて漸増することより派生する屈曲角への影響が緩和され、屈曲線方向に対する屈曲角の変動が抑えられることから、より均質な屈曲変形が可能である。さらに、前記連結部８，９の備える変形部６，７の設定により、仕口部に作用する直交方向の外力だけでなく、ねじり方向の外力に関しても、その変形部６，７がねじれ変形により蓄積した弾発力によってねじれ方向の変形を復元する機能を付加することも可能なことから、地震等による揺動の低減や木造建築物の倒壊の防止にも有効である。また、各屈曲部における屈曲角を、図５のように前記屈曲線Ｌの全長においてほぼ一定の角度とすれば、蛇腹状の屈曲形状が単純化されることから、変形部６，７の形成がより簡便化される。

１：仕口補強用具、２，３：取付部、４：水平部材、５：垂直部材、６，７：変形部、８，９：連結部、１０：切欠部

Claims (1)

1. 仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とからなり、前記連結部には変形部が設けられ、その変形部は、前記仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成され、かつ各屈曲部の高さが前記隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成した仕口補強用具であって、前記両側の取付部の断面形状を略コ字状に形成するとともに、前記仕口部の内側の隅部の周辺部に該内側の隅部を中心とする扇状の切欠部を設けて、その仕口部の内側の隅部の周辺部に位置する各屈曲線の内端部側の集中部分を排除し、前記切欠部の外側に位置する前記変形部において外力による変形を吸収するように構成したことを特徴とする仕口補強用具。

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