JP5759928B2 - 接合金物 - Google Patents

Description

本発明は、各種の木構造において、柱や胴差し等の構造材の側面に、梁や桁等の横架材の端面を接合する際に用いる接合金物に関し、特に、その接合部分に過大な曲げモーメントが作用した際、横架材や構造材の破壊をできるだけ少なくする接合金物に関する。

従来の接合金物として、例えば、柱などの構造材と梁などの横架材をＴ字状に接合する接合金物について、構造材の側面に固定される背板と、横架材のスリットに差し込まれてドリフトピン等で固定される後縁部とを空間的に分離して、背板と後縁部を複数の枝状部だけで一体化することによって、構造材と横架材との間に過大な荷重が作用した際、枝状部が必然的に応力が高くなり塑性変形を引き起こし、この塑性変形でエネルギーを吸収することで、部材に作用する負荷を緩和させて、接合部の破壊をできるだけ少なくするようにした接合金物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−２１４３５４号公報

しかし、上述の従来の接合金物では、接合金物の側板に横架材の長手方向に延びる各種形状の複数の枝状部を設けているため、その加工に手間がかかると共に、複数の枝状部が構造材の長手方向に複数段に形成されているため、横架材と構造材の接合部分に過大な曲げモーメントが作用した場合には、塑性変形によってエネルギーを吸収することができない場合がある。

そこで、本発明は、横架材と構造材の接合部分に過大な荷重だけでなく、過大な曲げモーメントが作用した場合にも、塑性変形によってエネルギーを吸収して、横架材や構造材の破壊をできるだけ少なくすることができる接合金物を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の接合金物は、柱や胴差し等の構造材の側面に、梁や桁等の横架材の端面を接合するための接合金物であって、構造材の側面に接触し、ボルト孔にボルトを通して構造材に固定される背板と、架材の端面に加工されたスリットに差し込まれ、横架材に予め通したドリフトピンをピン受溝に位置させた後、ピン孔にドリフトピンを通して横架材に固定される側板と、を有し、その側板には、上下両側にそれぞれ、背板とピン受溝およびピン孔との間に背板の長手方向と平行に一端側を開口部とし、他端側を閉塞部とし、かつ、その閉塞部が背板に設けられた上端または下端のボルト孔と、側板の上部に設けられたピン受溝または側板の下端に設けられたピン孔とよりも背板の中央まで延びる縦方向スリットが形成されていることを特徴とする。
ここで、縦方向スリットは、側板の長手方向の上下両側からそれぞれ中央に向かって延びて対向した一対の縦方向スリットであると良い。

本発明の接合金物では、その側板には、上下両側にそれぞれ、背板とピン受溝およびピン孔との間に背板の長手方向と平行に一端側を開口部とし、他端側を閉塞部とし、かつ、その閉塞部が背板に設けられた上端または下端のボルト孔と、側板の上部に設けられたピン受溝または側板の下端に設けられたピン孔とよりも背板の中央まで延びる縦方向スリットを形成したため、横架材と構造材の接合部分に過大な荷重だけでなく、過大な曲げモーメントが作用した場合には、縦方向スリットにおける他端側を閉塞部近傍の側板が回転して塑性破壊する。そのため、その塑性変形によって曲げモーメント時に作用する応力のエネルギーを吸収して、横架材や構造材の破壊をできるだけ少なくすることができる。

（ａ），（ｂ）それぞれ、実施形態の接合金物の使用状態における要部断面図、平面図である。 （ａ）〜（ｃ）それぞれ、実施形態の接合金物の正面図、右側面図、平面図である。 過大なモーメントが作用した場合の接合金物の動作例を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）それぞれ、接合金物の他の例を示す正面図である。 （ａ），（ｂ）それぞれ、接合金物の他の例を示す正面図である。 （ａ），（ｂ）それぞれ、接合金物の他の例を示す正面図である。 （ａ），（ｂ）それぞれ、接合金物の他の例を示す正面図である。

以下、本発明に係る接合金物の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記に説明する実施形態はその寸法等も含めあくまで本発明の一例であり、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更可能である。

図１は実施形態の接合金物１の使用状態を示す図であって、（ａ）は要分断面図、（ｂ）は平面図である。また、図２は実施形態の接合金物１を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。図１に示すように、この接合金物１は、柱や胴差し等の構造材２の側面に、梁や桁等の横架材３の端面を接合するためのもので、図２に示すように、一枚の金属板をカットおよび折り曲げて、背板１１と、左右両側の側板１２，１２とから構成されている。

背板１１は、図１に示すように柱等の構造材２の側面に接触する部分で、図２（ｂ）に示すように、ボルト４１を通して構造材２に固定するための複数のボルト孔１１ａが所定間隔で設けられている。図２（ｂ）では、背板１１にボルト孔１１ａが９つ設けられているが、このボルト孔１１ａの数は任意であり、また、９つのボルト孔１１ａの内、任意のボルト孔１１ａを使用、例えば、１つ置きに４つのボルト孔１１ａを使用してボルト４１を通す。なお、本実施形態では、構造材２との連結に、図１に示すように４本のボルト４１を使用している。ここで、必要あれば、背板１１の裏面側、すなわち側板１２，１２に挟まれている面側に、背板１１と同厚の鋼板、または背板１１より厚い合成樹脂製のプレートなどの背板補強プレートを溶接して背板１１の強度を、側板１２，１２の強度より高めておいても良い。

側板１２，１２は、図１（ｂ）や図２（ｃ）に示すように、背板１１の両側に設けられるもので、梁や桁等の横架材３の端面に加工されたスリット３１，３１に差し込まれ、複数のピン孔１２ａにドリフトピン５を通して横架材３に固定される。ここで、ピン孔１２ａは、図２（ａ）に示すように、所定間隔で上下方向に３つ設けられている。また、最上位のピン孔１２ａの上方には、同一間隔でピン受溝１２ｂが形成されている。ピン受溝１２ｂは、横架材３の上部に予め固定されたドリフトピン５を受けるように構成されている。これは、構造材２と横架材３とをこの接合金物１を介して連結する前に、予め横架材３の上部にドリフトピン５を挿入して固定しておき、構造材２と横架材３とをこの接合金物１を介して連結する際に、ドリフトピン５をピン受溝１２ｂに位置させて位置決めし、その後、側板１２，１２に設けられたピン孔１２ａにドリフトピン５を通すためである。

そして、この側板１２，１２には、それぞれ、背板１１とピン孔１２ａおよびピン受溝１２ｂとの間に背板１１の長手方向と平行、すなわち鉛直方向に一端側を開口部とし、他端側を閉塞部とした対向する一対の縦方向スリット１２ｃ，１２ｄが形成されている。

上側の縦方向スリット１２ｃは、図２（ａ）に示すように、背板１１からＤ１だけ離れた箇所に背板１１と平行の鉛直方向に、左右両側の側板１２の上端部から中央に向かって所定の幅Ｗ１で、かつ、所定の長さＬ１で設けられている。一方、下側の縦方向スリット１２ｄは、左右両側の側板１２の下端部から中央に向かって所定の幅Ｗ２で、かつ、所定の長さＬ２で設けられている。ここで、本実施形態の場合、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの関係は、Ｄ１＝Ｄ２、Ｗ１＝Ｗ２、Ｌ１＞Ｌ２にしている。

そのため、地震などによって構造材２と横架材３が揺れて、構造材２と横架材３との間の接合部分に曲げモーメントが作用した場合、接合金物１にその曲げモーメントが作用する。すると、両側の側板１２，１２では、上下の対向する一対の縦方向スリット１２ｃ，１２ｄが設けられているので、その対向する一対の縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部分に挟まれた部分の中央を中心として回転する曲げモーメントが作用することになる。

その結果、構造材２と横架材３との間の接合部分に曲げモーメントが作用した場合には、その接合部分の接合金物１では、上側の縦方向スリット１２ｃの幅Ｗ１が広がる一方、下側の縦方向スリット１２ｄの幅Ｗ２は狭くなる、すなわち閉じる方向に側板１２，１２が弾性変形して、その曲げモーメントに耐えることになる。

そして、より地震などが大きくなり、一対の縦方向スリット１２ｃ，１２ｄに挟まれた部分の耐力（弾性変形限界）以上の曲げモーメントが作用すると、図３に示すように上側の縦方向スリット１２ｃの幅Ｗ１が広がる一方、下側の縦方向スリット１２ｄの幅Ｗ２は狭く閉じる方向に側板１２，１２が塑性変形したり、図示しないが上側の縦方向スリット１２ｃの下側の閉塞部分に亀裂が入いる等して、この塑性変形などで過大な曲げモーメントのエネルギーを吸収する。また、側板１２，１２の厚さによっては、図３に示すように、ピン孔１２ａが変形する場合もある。

その結果、一対の縦方向スリット１２ｃ，１２ｄに挟まれた部分の耐力（弾性変形限界）以上の曲げモーメントが作用した場合には、図３に示すように、先に接合部分の接合金物１が塑性変形して、構造材２と横架材３の結合部分にかかる負荷を緩和するので、構造材２と横架材３の結合部分の破壊や損傷をできるだけ少なくすることができる。

また、図１（ａ）および図２（ａ）から明らかなように、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部は、背板１１の長手方向に沿って設けられたピン孔１２ａとは異なる高さに設けられている。つまり、上側の縦方向スリット１２ｃの閉塞部は、ピン受溝１２ｂと最上位のピン孔１２ａとのほぼ中間の高さに、下側の縦方向スリット１２ｄの閉塞部は、中間のピン孔１２ａと最下位のピン孔１２ａとのほぼ中間の高さになるように設ける。ただし、本発明では、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部の高さを、ピン孔１２ａの高さと変えることは任意である。

また、ピン受溝１２ｂが設けられた上側の縦方向スリット１２ｃの閉塞部は、ピン受溝１２ｃより側板１２の中央に近接して設けられる一方、ピン受溝１２ｂが設けられていない下側の縦方向スリット１２ｄが設けられた側の側板には、当該縦方向スリット１２ｄの閉塞部とほぼ同じ高さ位置に、凹部１２ｆが設けられている。ただし、本発明では、凹部１２ｆを設けることは任意である。

なお、上記実施形態では、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの関係をＤ１＝Ｄ２、Ｗ１＝Ｗ２、Ｌ１＞Ｌ２にして説明したが、例えば、図４（ａ）に示すように、Ｌ１＝Ｌ２にしても良いし、また、図４（ｂ）に示すように、Ｌ１＜Ｌ２にしても良い。

また、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの関係を、例えば、図５（ａ）に示すように、Ｗ１＞Ｗ２にしても良いし、また、図５（ｂ）に示すように、Ｗ１＜Ｗ２にしても良い。

また、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの関係を、例えば、図６（ａ）に示すように、Ｄ１＜Ｄ２にしても良いし、また、図６（ｂ）に示すように、Ｄ１＞Ｄ２にしても良い。

さらに、図１〜図６に示す例では、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部は半円形状としているが、図７（ａ）に示すように、直径がＷ１やＷ２以上の円形状にしても良いし、また、図７（ｂ）に示すように、斜辺などの直線にしても良い。図７（ａ）の場合、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部分に挟まれた部分の中央を中心として回転して塑性変形し易くなるため、この点でさらに過大な曲げモーメントが作用した際に構造材２および横架材３の損傷をなるべく減少させることができるという効果が得られる一方、図７（ｂ）に示す場合は、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの閉塞部分における鋭角部分が破断し易いため、この点でさらに過大な曲げモーメントが作用した際に構造材２および横架材３の損傷をなるべく減少させることができるという効果が得られる。

また、図示はしないが、図１〜図７に示す例の場合において、縦方向スリット１２ｃ，１２ｄの幅であるＷ１およびＷ２は、一定である必要はなく、例えば、中央の閉塞部から開口部に向かうに従って幅広になるように形成しても勿論良い。

１ 接合金具
１１ 背板
１１ａ ボルト孔
１２ 側板
１２ａ ピン孔
１２ｂ ピン受溝
１２ｃ，１２ｄ 縦方向スリット
２ 構造材
３ 横架材
３１ スリット
４１ ボルト
４２ ナット
５ ドリフトピン

Claims (2)

1. 柱や胴差し等の構造材の側面に、梁や桁等の横架材の端面を接合するための接合金物であって、
   構造材の側面に接触し、ボルト孔にボルトを通して構造材に固定される背板と、
   横架材の端面に加工されたスリットに差し込まれ、横架材に予め通したドリフトピンをピン受溝に位置させた後、ピン孔にドリフトピンを通して横架材に固定される側板と、を有し、
   その側板には、上下両側にそれぞれ、背板とピン受溝およびピン孔との間に背板の長手方向と平行に一端側を開口部とし、他端側を閉塞部とし、かつ、その閉塞部が背板に設けられた上端または下端のボルト孔と、側板の上部に設けられたピン受溝または側板の下端に設けられたピン孔とよりも背板の中央まで延びる縦方向スリットが形成されていることを特徴とする接合金物。
2. 請求項１記載の接合金物において、
   縦方向スリットは、側板の長手方向の上下両側からそれぞれ中央に向かって延びて対向した一対の縦方向スリットであることを特徴とする接合金物。

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