JP5930609B2

JP5930609B2 - 梁床接合構造

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Publication number: JP5930609B2
Application number: JP2011116300A
Authority: JP
Inventors: 厚周花井; 直木麻生; 満竹内
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: JP2012241506A

Description

本発明は、木造の梁にコンクリート造の床スラブを接合する梁床接合構造に関する。

木造の梁にコンクリート造の床スラブを接合して床スラブを梁により支持させる場合、十分な支持力を確保するために梁の横断面や縦断面を大きくすると、部屋空間が狭くなってしまい、また、梁が重くなるので梁を支持する柱の構造断面も大きくしなければならない。

特許文献１には、木材からなる荷重支持層と、荷重支持層の外側に設けられる燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に設けられる燃え代層とを有する複合木質構造材が開示されている。このような３層構造の複合木質構造材を梁（以下、「３層構造梁」とする）として用いて、この３層構造梁にコンクリート造の床スラブを接合し支持させる場合、支持力の負担を期待できるのが荷重支持層になるので、同じ荷重を支持する３層構造梁と一般の木造梁とを比較したときに、３層構造梁の横断面や縦断面は、一般の木造梁の横断面や縦断面よりも大きくなり、先に述べた問題が顕著になる。

特開２００８−２１８９号公報

本発明は係る事実を考慮し、コンクリート造の床スラブを支持する梁の横断面や縦断面を小さくすることができる梁床接合構造を提供することを課題とする。

第１態様の発明は、荷重を支持する木製の梁心材、前記梁心材の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層、及び前記燃え止まり層の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層を備えた梁と、前記梁心材の上面に設けられたコンクリート製の床スラブと、前記梁心材と前記床スラブとの接合部に設けられたせん断力伝達手段と、を有する梁床接合構造である。

第１態様の発明では、せん断力伝達手段を介して、梁心材と床スラブとの間でせん断力を伝達することができる。また、せん断力伝達手段を設けることによって、梁心材と床スラブとを一体化することができる。これにより、合成梁効果が得られ、梁心材の曲げ剛性を見かけ上大きくすることができる。また、梁心材の横断面や縦断面を小さくできるので、梁の横断面や縦断面を小さくすることができる。

第２態様の発明は、第１態様の梁床接合構造において、前記せん断力伝達手段は、前記梁心材の上面に形成され前記床スラブのコンクリートが入り込んだ凹部である。

第２態様の発明では、梁心材の上面をせん断力伝達手段とすることができる。すなわち、せん断力伝達手段を構成するための部材を別途設けなくてよい。

第３態様の発明は、第１態様の梁床接合構造において、前記せん断力伝達手段は、前記梁心材の上面に固定され前記床スラブのコンクリートに埋設された抵抗部材である。

第３態様の発明では、せん断力伝達手段を、梁心材の上面に固定され床スラブのコンクリートに埋設された抵抗部材とすることによって、床スラブを打設する直前にせん断力伝達手段を設けることができる。また、抵抗部材の形状や配置によって、抵抗力（抵抗部材を介して梁心材と床スラブとの間で伝達されるせん断力の大きさ）を調整することができる。すなわち、梁の標準化に貢献することができ、設計変更に対して柔軟に対応することができる。

第４態様の発明は、第１態様の梁床接合構造において、前記せん断力伝達手段は、前記燃え止まり層の上面から突出し前記床スラブのコンクリートに埋設された前記梁心材の突出部である。

第４態様の発明では、梁心材の一部（突出部）が床スラブに埋設されるので、床スラブの下面から下方へ突出する梁の部分を少なくすることができる。すなわち、床スラブ下方の部屋空間を広くすることができる。

本発明は上記構成としたので、コンクリート造の床スラブを支持する梁の横断面や縦断面を小さくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る梁の上部を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造の変形例を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る梁の上部の変形例を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造の変形例を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る梁の上部の変形例を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る梁床接合構造を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る抵抗部材の変形例を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る抵抗部材の変形例を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る梁床接合構造を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る梁床接合構造を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る梁床接合構造の変形例を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造の変形例を示す断面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造について説明する。

図１の断面図に示すように、第１の実施形態の梁床接合構造１０は、梁１２と、床スラブ１４と、凹部１６とを有している。

梁１２は、荷重を支持する木製の梁心材１８と、梁心材１８の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層２０と、燃え止まり層２０の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層２２とを備えている。

床スラブ１４は、鉄筋コンクリートにより形成され、梁１２の上面に設けられている。すなわち、梁心材１８、燃え止まり層２０、及び燃え代層２２の上面に、床スラブ１４が設けられている。また、凹部１６は、梁心材１８と床スラブ１４との接合部に設けられている。

梁心材１８及び燃え代層２２は、米松、唐松、檜、杉、あすなろ等の一般の木造建築の梁材に用いられる木材（以下、「一般木材」とする）を単材に加工し、この単材を複数集成し単材同士を接着剤により接着して一体化することによって形成されている。

床スラブ１４を形成する前の状態の梁１２の上部を描いた図２の斜視図に示すように、梁心材１８は、上下方向に複数集成された板状の単材２４と、最上層の単材２４（以下、「単材２４Ａ」とする）の上面に略等間隔に複数配置され固定された角柱状の単材２６と、材軸が単材２６の材軸と略直交するようにして単材２４Ａの上面に配置され固定された角柱状の単材２８とによって構成されている。単材２８は、梁１２の梁長方向に対して単材２６と交互に配置されている。

そして、隣り合う単材２６と単材２６との間に形成される切り欠き部が凹部１６となっている。これにより、梁心材１８の上面に凹部１６が形成されている。

梁心材１８と床スラブ１４とは、床スラブ１４を形成するコンクリートＶを現場打ちで梁心材１８の上に流し込み、このコンクリートＶを凹部１６に入り込ませ硬化させることによって一体化されている。すなわち、凹部１６にコンクリートＶを入り込ませ硬化させることによって、せん断力伝達手段が構成されている。

次に、本発明の第１の実施形態に係る梁床接合構造の作用と効果について説明する。

本発明の第１の実施形態の梁床接合構造１０では、火災が発生したときに火炎が燃え代層２２に着火し、燃え代層２２が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２２は炭化する。よって、梁１２の外部から梁心材１８への熱伝達及び酸素供給を、炭化した燃え代層２２と、コンクリートＶにより形成された床スラブ１４とが遮断し、燃え止まり層２０が吸熱するので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材１８の温度上昇を抑制することができる。これにより、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、梁心材１８を着火温度未満に抑え、梁心材１８を燃焼させずに燃え止まらせて、構造体として機能させることができる。

また、凹部１６を設けることにより、梁心材１８に対して略水平方向へ床スラブ１４が相対移動することに抵抗する力が大きくなる。すなわち、凹部１６を介して、梁心材１８と床スラブ１４との間でせん断力を伝達することができる。また、凹部１６を設けることによって、梁心材１８と床スラブ１４とを一体化することができる。これにより、合成梁効果が得られ、梁心材１８の曲げ剛性を見かけ上大きくすることができる。また、梁心材１８の横断面や縦断面を小さくできるので、梁１２の横断面や縦断面を小さくすることができる。

また、梁心材１８の上面をせん断力伝達手段（凹部１６）の構成要素とすることができる。すなわち、せん断力伝達手段を構成するための部材を別途設けなくてよい。

以上、本発明の第１の実施形態について説明した。

なお、本発明の第１の実施形態の梁床接合構造１０では、一般木材を加工した単材を複数集成し一体化することによって梁心材１８や燃え代層２２を形成した例を示したが、梁心材１８や燃え代層２２は、木材によって形成されていればよく、単材の形状や大きさは何れであってもよいし、１つの木材により梁心材１８や燃え代層２２を構成するようにしてもよい。また、凹部１６は、どのような方法で形成してもよいし、どのような形状にしてもよい。例えば、凹部１６を、梁心材１８の上面に形成した円柱状や半球状の穴としてもよい。

また、例えば、図３の断面図に示すように、長さ（幅）の異なる２種類の単材２４を縦にして交互に配置して、凹部１６を形成してもよい。この場合には、隣り合う単材２４と単材２４とにより形成される段差部が凹部１６となる。また、床スラブ１４を形成する前の状態の梁１２の上部を描いた図４の斜視図に示すように、単材２６を平面視にて市松模様状に配置してもよい。

また、例えば、図５の断面図に示すように、梁心材１８の上面を切削加工して形成した溝を凹部１６としてもよい。床スラブ１４を形成する前の状態の梁１２の上部を描いた図６の斜視図に示すように、梁心材１８の上面に形成する溝は、交差溝であってもよいし、平行溝であってもよい。このようにすれば、簡単な切削加工により、任意の位置に凹部１６を形成することができる。凹部１６を平行溝とした場合においても、床スラブ１４に接する梁心材１８の表面積が大きくなる。これにより、梁心材１８に対して床スラブ１４が溝（凹部１６）の縦方向へ相対移動することに抵抗する力を、溝（凹部１６）を設けない場合の抵抗力に比べて大きくすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る梁床接合構造について説明する。

第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図７の断面図に示すように、第２の実施形態の梁床固定構造３０では、せん断力伝達手段を抵抗部材３２としている。

抵抗部材３２は、木ネジにより構成されており、梁心材１８の上面に固定されている。また、抵抗部材３２は、床スラブ１４を形成する現場打ちされたコンクリートＶに埋設されている。すなわち、抵抗部材３２は、梁心材１８と床スラブ１４との接合部に設けられている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る梁床接合構造の作用と効果について説明する。

本発明の第２の実施形態の梁床接合構造３０では、せん断力伝達手段としての抵抗部材３２が、梁心材１８に対して略水平方向へ床スラブ１４が相対移動することに抵抗する。すなわち、抵抗部材３２を介して、梁心材１８と床スラブ１４との間でせん断力を伝達することができる。また、抵抗部材３２によって、梁心材１８と床スラブ１４とを一体化することができる。これにより、合成梁効果が得られ、梁心材１８の曲げ剛性を見かけ上大きくすることができる。また、梁心材１８の横断面や縦断面を小さくできるので、梁１２の横断面や縦断面を小さくすることができる。

また、梁床接合構造３０では、せん断力伝達手段を、梁心材１８の上面に固定され床スラブ１４のコンクリートＶに埋設された抵抗部材３２とすることによって、床スラブ１４のコンクリートＶを打設する直前にせん断力伝達手段を設けることができる。

また、抵抗部材３２の形状や配置によって、抵抗力（抵抗部材３２を介して梁心材１８と床スラブ１４との間で伝達されるせん断力の大きさ）を調整することができる。すなわち、梁１２の標準化に貢献することができ、設計変更に対して柔軟に対応することができる。

また、抵抗部材３２を、梁心材１８の上面に固定される突起部材（木ネジ）とすることにより、任意の位置にせん断力伝達手段を設けることができる。なお、突起部材としては、木ネジの他に、釘、頭付きボルトや、図８（ａ）の断面図に示すワンタッチ固定式のピン部材３４等が挙げられる。これらのものを用いても、木ネジとほぼ同様の効果を得ることができる。ピン部材３４は、上部に鍔部３６を備え、下部に可撓性を有する脚部３８を備えている。図８（ｂ）の断面図に示すように、梁心材１８の上面に形成され下部が拡径している挿入孔４０へ、脚部３８を内側へ撓ませながら挿入する。そして、図８（ｃ）の断面図に示すように、脚部３８の先端に設けられた爪部４２が挿入孔４０の下部（拡径部４４）へ到達したときに、脚部３８は外側へ拡がって元の形状に戻る。これにより、爪部４２が拡径部４４の上面縁部に引っ掛かって脚部３８が挿入孔４０から引き抜けなくなり、ピン部材３４が梁心材１８の上面に固定される。

以上、本発明の第２の実施形態について説明した。

なお、第２の実施形態では、抵抗部材３２を突起部材とした例を示したが、図９の断面図に示すように、抵抗部材３２を抵抗板によって構成してもよい。図９には、抵抗板として鋼製の波板が、木ネジにより梁心材１８の上面に固定されている状態が描かれているが、抵抗板は、この抵抗板を介して、梁心材１８と床スラブ１４との間でせん断力を伝達することができれば、どのような材料によって形成してもよいし、どのような形状に形成してもよい。例えば、抵抗板を、樹脂製の平板やパンチングメタル等にしてもよい。抵抗板を波板やパンチングメタルにすれば、１つの抵抗板を取り付けるだけで、多くの凹部を形成することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る梁床接合構造について説明する。

第３の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図１０の断面図に示すように、第３の実施形態の梁床固定構造４６では、せん断力伝達手段を突出部４８としている。

突出部４８は、梁心材１８の上部を構成し、燃え止まり層２０及び燃え代層２２の上面高さよりも上方へ突出し、床スラブ１４の現場打ちされたコンクリートＶに埋設されている。すなわち、突出部４８は、梁心材１８と床スラブ１４との接合部に設けられている。
突出部４８の上面には、矩形断面の切り欠き５０が複数形成され、突出部４８の略中央高さの位置に、梁１２の梁幅方向へ貫通する貫通孔５２が形成されている。

床スラブ１４のコンクリートＶに埋設され、梁１２の梁幅方向へ配置された下端筋５４は、貫通孔５２へ貫通されている。また、床スラブ１４のコンクリートＶに埋設され、梁１２の梁長方向へ配置された下端筋５６のいくつかは、切り欠き５０内へ配置されている。

次に、本発明の第３の実施形態に係る梁床接合構造の作用と効果について説明する。

本発明の第３の実施形態の梁床接合構造４６では、せん断力伝達手段としての突出部４８が、梁心材１８に対して略水平方向へ床スラブ１４が相対移動することに抵抗する。すなわち、突出部４８を介して、梁心材１８と床スラブ１４との間でせん断力を伝達することができる。また、突出部４８によって、梁心材１８と床スラブ１４とを一体化することができる。これにより、合成梁効果が得られ、梁心材１８の曲げ剛性を見かけ上大きくすることができる。また、梁心材１８の横断面や縦断面を小さくできるので、梁１２の横断面や縦断面を小さくすることができる。

また、梁床接合構造４６では、梁心材１８の一部（突出部４８）が床スラブ１４のコンクリートＶに埋設されるので、床スラブ１４の下面から下方へ突出する梁１２の部分Ｌを少なくすることができる。すなわち、床スラブ１４下方の部屋空間を広くすることができる。

以上、本発明の第３の実施形態について説明した。

なお、第３の実施形態では、突出部４８に切り欠き５０及び貫通孔５２を形成した例を示したが、切り欠き５０や貫通孔５２は無くてもよい。

次に、本発明の第４の実施形態に係る梁床接合構造について説明する。

第４の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図１１の断面図に示すように、第４の実施形態の梁床固定構造５８では、燃え止まり層２０と燃え代層２２との上部を切り欠いて切り欠き部６０を形成することにより、梁心材１８の上部を、切り欠かれた燃え止まり層２０及び燃え代層２２の上面高さよりも上方へ突出する突出部６４としている。そして、梁心材１８の上に、床スラブ１４を形成するコンクリートＶを現場打ちで流し込み、このコンクリートＶを切り欠き部６０に入り込ませ硬化させることによって、突出部６４（梁心材１８）が床スラブ１４のコンクリートＶに埋設され、突出部６４（梁心材１８）と床スラブ１４とが一体化されている。すなわち、梁床固定構造５８では、突出部６４をせん断力伝達手段としている。

次に、本発明の第４の実施形態に係る梁床接合構造の作用と効果について説明する。

本発明の第４の実施形態の梁床接合構造５８では、突出部６４を設けることにより、梁心材１８に対して略水平方向へ床スラブ１４が相対移動することに抵抗する力が大きくなる。すなわち、突出部６４を介して、梁心材１８と床スラブ１４との間でせん断力を伝達することができる。また、突出部６４を設けることによって、梁心材１８と床スラブ１４とを一体化することができる。これにより、合成梁効果が得られ、梁心材１８の曲げ剛性を見かけ上大きくすることができる。また、梁心材１８の横断面や縦断面を小さくできるので、梁１２の横断面や縦断面を小さくすることができる。

また、梁床接合構造５８では、床スラブ１４のコンクリート打設によって、せん断力伝達手段を構成することができる。よって、施工の合理化を図ることができる。

以上、本発明の第４の実施形態について説明した。

なお、第４の実施形態では、燃え止まり層２０及び燃え代層２２の上部を切り欠いて突出部６４を形成した例を示したが、例えば、図１２（ａ）〜（ｃ）の断面図のように切り欠いて突出部６４を形成してもよい。図１２（ａ）には、燃え止まり層２０の上部のみに切り欠き部６０が形成されている例が示され、図１２（ｂ）には、燃え代層２２の上部のみに切り欠き部６０が形成されている例が示され、図１２（ｃ）には、燃え止まり層２０の上部と燃え代層２２の上部内側とに切り欠き部６０が形成されている例が示されている。

図１１、１２（ａ）〜（ｃ）では、梁心材１８上部の上面と側面とが床スラブ１４との接合部となる。すなわち、せん断力伝達手段（突出部６４）は、梁心材１８と床スラブ１４との接合部に設けられている。

梁心材１８の突出部６４を床スラブ１４のコンクリートＶで挟む構成にすることにより、梁心材１８と床スラブ１４との間で効果的にせん断力を伝達できる。また、図１２（ａ）、（ｃ）のように、燃え代層２２の外側に切欠き部６０を形成しない構成にすれば、コンクリート打設の際の側型枠として燃え代層２２を用いることができる。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明した。

なお、本発明の第１〜第４の実施形態で示した燃え止まり層２０は、熱の吸収が可能な層であればよい。例えば、燃え止まり層２０は、一般木材よりも熱容量が大きな材料、一般木材よりも断熱性が高い材料、又は一般木材よりも熱慣性が高い材料によって形成してもよいし、これらの材料と一般木材とを組み合わせて形成してもよい。

一般木材よりも熱容量が大きな材料としては、モルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント等の無機質材料、各種の金属材料などが挙げられる。一般木材よりも断熱性が高い材料としては、珪酸カルシウム板、ロックウール、グラスウールなどが挙げられる。一般木材よりも熱慣性が高い材料としては、セランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等の木材が挙げられる。

また、本発明の第１〜第４の実施形態では、現場打ちコンクリートにより床スラブ１４を形成した例を示したが、プレキャストコンクリート製のＰＣ版（プレストレストコンクリート版）によって床スラブ１４を構築するようにしてもよい。例えば、図１３の断面図に示すように、ハーフプレキャスト製のＰＣ版６２を梁１２の上に載置し、この上からコンクリートＶを打設して床スラブ１４を構築してもよい。この場合、ハーフプレキャストＰＣ版６２の端部を梁心材１８に略２ｃｍ以上載せておくのが好ましい。

また、第１〜第４の実施形態で示した梁１２は、水分の浸透により強度が低下することが考えられるので、梁１２の上面に、撥水材を塗布する等の防水処理を施すのが好ましい。梁心材１８は荷重を負担する部材なので、梁心材１８の上面へ防水処理を施すことが特に有効となる。

また、第１〜第４の実施形態では、梁心材１８、燃え止まり層２０、及び燃え代層２２を備えている梁１２を用いた例を示したが、第１〜第４の実施形態は、一般的な木造の梁に対しても適用可能である。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第１〜第４の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０、３０、４６、５８梁床接合構造
１２梁
１４床スラブ
１６凹部（せん断力伝達手段）
１８梁心材
２０燃え止まり層
２２燃え代層
３２抵抗部材（せん断力伝達手段）
３４ピン部材（抵抗部材、せん断力伝達手段）
４８突出部（せん断力伝達手段）
６４突出部（せん断力伝達手段）
Ｖコンクリート

Claims

荷重を支持する木製の梁心材、前記梁心材の側面と下面とを取り囲む燃え止まり層、及び前記燃え止まり層の側面と下面とを取り囲む木製の燃え代層を備えた梁と、
前記梁心材の上面に設けられたコンクリート製の床スラブと、
前記梁心材と前記床スラブとの接合部に設けられたせん断力伝達手段と、
を有し、
前記せん断力伝達手段は、前記梁心材の上面に前記梁の幅方向へ複数形成されて平面視にて交差する溝を構成する、前記床スラブのコンクリートが入り込んだ凹部である梁床接合構造。