JP5957257B2

JP5957257B2 - 木部材接合構造

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Publication number: JP5957257B2
Application number: JP2012071034A
Authority: JP
Inventors: 今井　淳一; 淳一今井; 石山　央樹; 央樹石山; 裕貴中島
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: CN103362223A; US9249817B2; US20140093306A1; CN103362223B; AU2013201398B2; AU2013201398A1; JP2013204228A

Description

本発明は、木造建築物における木製の柱と木製の梁、基礎等の被接合部材とを接合する木部材接合構造に係り、特に木部材にスクリュー部材をねじ込んで、このスクリュー部材と被接合部材とを接合金具を介して接合する構造に関するものである。

木造建築物において、木製の柱と、木製の梁とを、又は木製の柱と基礎等とを曲げモーメントの伝達が可能ないわゆる剛結合とし、構造躯体をラーメン構造とする提案がなされている。このような構造では、地震時のように水平方向の力が反転して繰り返し作用するときに、柱と梁との接合部又は柱と基礎との接合部に曲げモーメントが生じ、この曲げモーメントに対して、接合部が充分な強度を維持する必要がある。

木製の柱を用いたラーメン構造体の接合構造は、例えば特許文献１に記載されているものがある。
この接合構造は、木製の柱の下端部における２箇所で、該柱が接合金具を介して基礎に接合されたものであり、以下のような構成となっている。
柱の下端部には軸線方向に２本のスクリュー部材がねじ込まれ、これらのスクリュー部材には端面から軸線方向に中空穴が形成されている。これらの中空穴のそれぞれには長ボルトが挿入され、中空穴の底部に長ボルトの上端部が螺合されている。このように長ボルトの上端部がスクリュー部材に連結されるとともに、該長ボルトの下端部は基礎と結合された接合金具に連結されている。つまり、長ボルトの下端部に形成された雄ネジ部に中間ナットと締付ナットとが螺合され、スクリュー部材の端面に圧接するまで締め込まれた中間ナットと締付ナットとの間に接合金具を挟み込んで結合するものとなっている。

上記接合構造では、柱の下端部に大きな曲げモーメントが生じたときには、一方のスクリュー部材が木製の柱にねじ込まれた位置では上方に引き上げる力が作用し、スクリュー部材の中空穴に挿入して螺合された長ボルトには引張力が作用する。また、他方のスクリュー部材と接合金具との間には中間ナットを介して圧縮力が作用する。引張力が作用する長ボルトはスクリュー部材の中空穴から引き出されるように伸びが生じ、伸びが弾性領域を超えると引張応力による塑性変形が生じる。その後、反対方向の曲げモーメントが生じると、柱の下端部を接合金具へ押し付ける方向に変形し、引張応力によって塑性変形が生じた長ボルトに圧縮力が作用する。つまり、接合金具の上面が中間ナットに圧接され、長ボルトをスクリュー部材の中空穴へ押し込むように圧縮力が作用して、中間ナットがスクリュー部材に当接される元の位置まで戻される。
このように、上記接合構造では、反転した曲げモーメントが接合部に繰り返し作用しても、柱は接合金具を介して基礎と接合された状態が維持されるようになっている。

特開２００７−０７７６１１号公報

特許文献１に記載の接合構造では、上記のように、接合部に繰り返し反転した曲げモーメントが作用したときに、柱と基礎との接合を維持するとともに、長ボルトの塑性変形によって地震動のエネルギーを吸収することができる。
しかし、上記のような接合構造で、スクリュー部材を柱の軸線方向にねじ込むに際して、次のような解決が望まれる課題がある。
スクリュー部材は、木製の柱にねじ込む前に予め長ボルトを中空穴に挿入し、先端部を中空穴の底部に螺合するとともに、後端部には中間ナットを螺合してスクリュー部材の下端面に強く圧接した状態としておくのが望ましい。スクリュー部材のみを先にねじ込み、後に長ボルトの螺合及び中間ナットの締め付けを行うときには、スクリュー部材の回転を拘束することができず、中間ナットが強くスクリュー部材に圧接されるように締め付けることが難しくなる。したがって、予め長ボルトを螺合し、中間ナットを締め付けた状態でスクリュー部材を柱にねじ込むが、この場合には、中間ナットの下面が柱の接合金具との当接面とほぼ一致するようにねじ込むことが難しくなる。つまり、ねじ込むための回転力を中間ナット又は直接にスクリュー部材に作用させることができない。
また、長ボルトをスクリュー部材の中空穴に挿入し、螺合した後に中間ナットを長ボルトに螺合することになり、さらに接合金具を中間ナットと締付ナットとで挟み込むために、接合部を構成する部品の数が多くなって作業性が良好ではない。また、長ボルトと接合金具との連結部は大きな荷重に対する耐力を向上させたい要請もある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、木部材と他の被接合部材と接合するときの作業性を向上させるとともに、繰り返し反転して作用する荷重に対して高い耐性を有する木部材接合構造を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、棒状となった軸部の外周面に螺旋状の翼体を有するとともに、前記軸部の端面から軸線方向に中空穴を有し、木部材にねじ込んで固定されるスクリュー部材と、前記スクリュー部材に設けられた中空穴に挿入して先端部を該中空穴の底部付近に設けられた雌ネジにねじ込んで接合される接合ボルトと、前記接合ボルトの後方側の端部に結合されるとともに、前記木部材を接合しようとする被接合部材に固着される接合金具と、を有し、前記スクリュー部材と、前記接合ボルトと、前記接合金具とを介して前記木部材を前記被接合部材に接合した木部材接合構造であって、前記接合ボルトは、鍔状部と、該鍔状部から前方側へ突き出し、該鍔状部と一体となった前方軸部と、前記前方軸部と同一直線上で前記鍔状部から後方側へ突き出し、該鍔状部と一体となった後方軸部と、を有し、前記前方軸部を前記スクリュー部材の前記中空穴に挿入して前記雌ネジにねじ込むことによって前記鍔状部が前記スクリュー部材の前記軸部の端面に圧接され、前記前方軸部の前記雌ネジにねじ込まれた部分より後方で前記鍔状部までは、前記中空穴の内周面と離隔されており、前記後方軸部にはナットが螺合され、該ナットと前記鍔状部との間に前記接合金具を挟み込んで該接合金具と前記接合ボルトとが結合されている木部材接合構造を提供する。

一般に構造物は、終局的な破壊状態に至るまでに許容される変形量つまり塑性変形が大きいと、ねばりのある強靱な構造となることが知られている。特にラーメン構造のような不静定構造物は、構造物の各部が大きな塑性変形を許容するものであると、大きな荷重が作用して構造躯体の一部に塑性変形が生じたときに、曲げモーメントの再分配が生じ、終局破壊までの耐力が向上する。また、地震時のように繰り返し荷重（振動）が作用するときには、塑性変形が生じることによって振動のエネルギーが吸収され、振動が減衰して終局破壊に対する安全性が向上する。

この木部材接合構造では、スクリュー部材の中空穴に挿入された接合ボルトは、先端部がスクリュー部材に結合されるとともに、前方軸部が中空穴の内周面とは離隔してスクリュー部材に挿入されている。そして、接合ボルトの後端側は、接合金具を介して被接合部材に結合されている。したがって、柱と被接合部材との接合部に双方を引き離そうとする方向に力が作用すると、接合ボルトにはスクリュー部材から引き出そうとする方向に力が作用して、前方軸部に引張応力が作用する。これにより前方軸部のスクリュー部材に螺合された部分から鍔状部までの間で伸びが生じることになり、接合ボルトの塑性変形を大きくすることが可能となって、ねばりのある強靭な構造とすることができる。
また、荷重が反転して木部材を被接合部材に押し付ける方向の力が作用すると、先端が雌ネジに螺合された接合ボルトには、接合金具から鍔状部を介して中空穴に押し込む方向の力すなわち圧縮力が働く。したがって、引張応力で塑性変形が生じた接合ボルトの前方軸部に圧縮ひずみが生じ、接合金具が鍔状部とナットとに挟み込まれた状態で鍔状部がスクリュー部材に当接される元の位置に戻される。このような接合ボルトの塑性変形によって振動のエネルギーが吸収される。

さらに、接合ボルトをスクリュー部材の中空穴に挿入して螺合した状態で該スクリュー部材を木部材にねじ込むときに、鍔状部又は後方軸部に工具等を係止し、後方軸部側から軸線回りの回転力を付与して、スクリュー部材を木部材にねじ込むことができる。また、工具等の係止手段を設けるために、鍔状部の一部を切り欠くものであっても、前方軸部及び後方軸部と一体となっていることにより、接合ボルトの鍔状部は十分な強度が維持される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の木部材接合構造において、前記鍔状部の後方側の面には、前記接合ボルトを軸線回りに回転させるための工具が係合される複数の凹部が形成されているものとする。

この木部材接合構造では、鍔状部の後方側の面に複数の凹部が形成されているので、工具を上記凹部内に係合することにより鍔状部を軸線回りに回転させることができる。したがって、接合ボルトをスクリュー部材にねじ込み、一体とした状態で鍔状部を後方軸部側から回転させて、該鍔状部が木部材内に埋め込まれる位置までスクリュー部材を木部材にねじ込むことが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の木部材接合構造において、前記後方軸部は、ナットとねじ合わされる雄ネジが形成された雄ネジ部と、該雄ネジ部と前記鍔状部の後方側の面との間に、前記雄ネジ部の外径より拡大された外径の拡径部を有するものとする。

この木部材接合構造では、接合ボルトに形成された後方軸部を接合金具に設けられたボルト孔に挿通して、鍔状部とナットとにより接合金具を挟み込んで結合するときに、後方軸部のナットが螺合される部分をボルト孔に容易に挿通することができるともに、ボルト孔の内周面と拡径部との間の隙間は小さくすることができる。これにより、接合ボルトが接合金具に対して、該接合ボルトの軸線と直角方向に変位するのを抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の木部材接合構造において、前記接合ボルトは、前記中空穴内の雌ネジにねじ込まれる部分から前記鍔状部までの間における外周面に、該中空穴の内周面に接近するように凸状部が設けられているものとする。

この木部材接合構造では、接合ボルトの中空穴に挿入されている部分の外周面に凸部が形成されており、この部分では中空穴との隙間が小さくなる。したがって、接合ボルトを中空穴に押し込む方向の力つまり圧縮力が作用したときに、接合ボルトが中空穴内で座屈するのを抑制することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の木部材接合構造において、前記鍔状部は、前方側から後方側に向かって、前記前方軸部の軸線と直角方向に張り出す寸法が大きくなっているものとする。

この木部材接合構造では、鍔状部の側方に張り出す寸法が前方側から後方側に向かって大きくなっているので、木部材内に鍔状部をねじ入れるときに、鍔状部の周面を「くさび」のように木部材に形成された穴の内周面に強く押し付けることができる。したがって、接合ボルトとスクリュー部材との間で、接合ボルトの軸線と直角方向に相対的な変位が生じるのを低減することが可能となる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の木部材接合構造において、前記スクリュー部材の前記中空穴内に設けられた雌ネジは、該スクリュー部材の軸線方向における全長のほぼ中央部に設けられているものとする。

この木部材接合構造では、接合ボルトに作用する引張力は、接合ボルトの先端部からスクリュー部材に伝達され、スクリュー部材には軸線方向の力となって作用する。そして、この力はスクリュー部材の外周面から木部材へ伝達される。このとき、接合ボルトがスクリュー部材に螺合された位置より引き抜き側には、スクリュー部材に圧縮力が作用し、接合ボルトが固着された位置より先端側には引張力が作用して、木部材にはスクリュー部材の軸線方向に広く分布して力が伝達される。したがって、雌ネジが設けられた位置がスクリュー部材の軸線方向の長さのほぼ中央部となっていることにより、スクリュー部材を引き抜く力によって木部材に大きな応力が集中するのを回避することができる。これにより、スクリュー部材の木部材からの抜け出しに対する耐力が向上する。

以上説明したように、本願発明に係る木部材接合構造は、接合部の終局状態に至るまでの塑性変形量を大きくすることにより、粘り強い建築構造を実現することができるとともに、木部材の接合部にスクリュー部材をねじ込むときの作業性を良好なものとすることができる。

本発明に係る木部材接合構造が好適に用いられる木造建築物の構造躯体を示す概略斜視図である。本発明の一実施形態である接合構造を示す分解斜視図である。図２に示す接合構造の拡大断面図であって、ラーメン架構体の軸線と平行な断面を示すものである。図２及び図３に示す接合構造で用いられるスクリュー部材の側面図及び断面図である。図２及び図３に示す接合構造で用いられる接合金具の斜視図である。図２及び図３に示す接合構造で用いられる接合ボルトの側面図及び底面図である。図２及び図３に示す接合構造によって基礎と接合された柱の変形状態を示す概略図である。図７に示すように変形が生じたときの柱と基礎との接合構造を示す断面図である。本発明に係る接合構造が、柱と梁との接合に適用された例を示す断面図である。本発明に係る接合構造が、軸線方向の引張力が作用する軸柱と基礎との接合に適用された例を示す概略斜視図である。本発明の接合構造で使用することができる接合ボルトの他の例を示す側面図及び断面図である。本発明の接合構造で使用することができる接合ボルトの他の例を示す側面図及び平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の木部材接合構造が好適に用いられる木造建築物の構造躯体を示す概略斜視図である。
この構造躯体は、木製柱１と木製梁２と、及び木製柱１と基礎３とを曲げモーメントの伝達が可能に接合したラーメン架構体１０を有するものであり、コンクリート製の基礎３上で複数のラーメン架構体１０を組み合わせて形成されている。それぞれのラーメン架構体１０は、木製の柱１の上に木製の梁２を載置して接合するいわゆる梁勝ち構造となっており、それぞれのラーメン架構体１０を構成する柱１の断面は、支持する梁２の軸線方向の辺が長く、梁２の軸線と直角方向に短い扁平な長方形となっている。また、梁２の断面も、上下方向に長く水平方向に短い扁平な長方形となっている。したがって、各ラーメン架構体における柱１と梁２との接合部は、断面の長辺方向に圧縮応力と引張応力とが生じる一方向の曲げに抵抗する構造となっている。そして、ラーメン架構体１０ａと他のラーメン架構体１０ｂとは、一方のラーメン架構体１０ａの梁２ａの端面を他のラーメン架構体１０ｂの梁２ｂの側面に突き当てて接合し、立体的なラーメン構造とするものである。

図２は、本発明の一実施形態である接合構造を示す分解斜視図である。また、図３は、同じ接合構造の拡大断面図であり、ラーメン架構体の軸線と平行な断面を示すものである。
この接合構造では、柱１の下端面における長辺方向の両端部に切り欠き部１ａが設けられており、それぞれの切り欠き部１ａからこの柱１の軸線方向にスクリュー部材１１がねじ込まれている。そして、この切り欠き部１ａに接合金具３０が配置され、スクリュー部材１１と接合金具３０とが接合ボルト１３によって結合されている。

一方、基礎３には、柱１のスクリュー部材１１がねじ込まれた位置と対応する位置に、それぞれ鉛直方向のアンカーボルト１２が埋め込まれ、頭部が基礎３の上面より突き出している。そして、このアンカーボルト１２に螺合された締付ナット１８によって接合金具３０が基礎３に固着されている。これにより、基礎３と柱１とはアンカーボルト１２，接合金具３０、接合ボルト１３及びスクリュー部材１１を介して接合されている。

上記スクリュー部材１１は、図４に示すように、棒状の鋼部材である軸部の側面に螺旋状の張り出し部１１ａを設けたものであり、柱１にねじ込まれた状態で張り出し部１１ａが柱１と係合し、相互間でこのスクリュー部材１１の軸線方向及び軸線と直角方向に力が伝達されるものとなっている。また、このスクリュー部材１１の端面から軸線方向に中空穴１１ｂが設けられており、中空穴１１ｂの底部には雌ネジ１１ｃが切削されている。この雌ネジ１１ｃは、中空穴１１ｂに挿入した接合ボルト１３の先端が螺合されるものである。

上記雌ネジ１１ｃは、スクリュー部材１１の軸線方向における全長のほぼ中央部に設けられており、接合ボルト１３の先端がスクリュー部材１１の軸線方向のほぼ中央部で螺合されるようになっている。したがって、スクリュー部材１１に設けられた張り出し部１１ａから柱１に伝達される力がスクリュー部材１１の軸線方向の広い範囲に分布し、柱１に大きな応力が集中する部分が生じるのを回避するようになっている。

上記接合金具３０は、図５に示すように、互いに対向する二つの水平板部３１，３２と、これらを連結する側板部３３とを備え、側板部３３は、水平板部３１，３２の周縁に沿った一部でこれらの水平板部間を開放するように設けられている。
上側の水平板部３１にはボルト孔３４が設けられ、このボルト孔３４に接合ボルト１３を挿通し、該接合ボルト１３に締付ナット１７を螺合して接合ボルト１３と接合金具３０とを結合するものとなっている。

一方、下側の水平板部３２は、基礎３の上面に当接され、下端部が基礎に埋め込まれたアンカーボルト１２と、このアンカーボルトに螺合された締付ナット１８とによって下側の水平板部３２が基礎３に固定されるものとなっている。
下側の水平板部３２には、円孔３５が形成され、この円孔３５には箱状となった接合金具３０の内側から円形プレート３６が嵌め入れられて係止されている。そして、円形プレート３６は円孔３５内に嵌め入れられた状態で周方向の回転が可能となっている。この円形プレート３６には、アンカーボルト１２を挿通することができる長孔３７が設けられており、この長孔３７は円形プレート３６の中心から半径方向に軸線を有するものとなっている。したがって、アンカーボルト１２が挿通される長孔３７内の位置を調整するとともに、円形プレートを回転して長孔３７の軸線の方向を調整することにより、アンカーボルト１２と接合金具３０との相対的な位置を調整することができ、柱１を所定の位置に容易に立設することが可能となっている。

なお、接合金具３０は、柱１から引張力又は圧縮力が作用したときに大きな変形が生じたり、接合ボルト１３の破断より先に破壊が生じたりしないように設定しておくのが望ましく、接合金具３０が十分な強度と剛性を有するように、部材厚の設定及び材料の選択を行うのが望ましい。

上記基礎３は、コンクリートからなる壁状部の上面が下地調整材３ａで平坦に仕上げられている。そして、上記接合金具３０は下地調整材３ａで平坦に仕上げられた上に当接され、アンカーボルト１２によって固定されている。
下地調整材は、例えば、モルタル又は石膏を含み、高い流動性を有する状態で流し込んで硬化させることができるものであって、レベラー又はセルフレベリング材等と称されるものを用いることができる。

上記接合ボルト１３は、図６に示すように、鍔状部１４と、この鍔状部１４から前方側へ突き出した前方軸部１５と、前方軸部１５と同一直線上で鍔状部１４から後方側へ突き出した後方軸部１６とから形成されており、前方軸部１５の先端には先端雄ネジ部１５ａが、後方軸部１６の後端には後端雄ネジ部１６ａがそれぞれ形成されている。

上記前方軸部１５は、先端雄ネジ部１５ａがスクリュー部材１１の中空穴１１ｂ内に形成された雌ネジ１１ｃに螺合されてスクリュー部材１１に結合される。そして、先端雄ネジ部１５ａから鍔状部１４までは、中空穴１１ｂの内径より該前方軸部１５の外径が小さく形成されており、前方軸部１５の外周面とスクリュー部材１１の中空穴１１ｂの内周面とが離隔するものとなっている。これにより、前方軸部１５の先端雄ネジ部１５ａより後方は、中空穴１１ｂ内において伸縮が許容されるようになっている。

上記鍔状部１４は、前方軸部１５又は後方軸部１６の外周面より側方に張り出すように形成されたものであり、平面形状が六角形となっている。そして、後方側の面には複数の凹部１４ａが形成されている。

このような接合ボルト１３は、前方軸部１５をスクリュー部材の中空穴１１ｂに挿入し、先端雄ネジ部１５ａを中空穴１１ｂの底部に設けられた雌ネジ１１ｃに螺合することができる。そして、鍔状部１４の六角形となった側面にスパナやレンチ等の工具を係合させ、接合ボルト１３を軸線回りに回転させる。これにより、スクリュー部材１１の端面に鍔状部１４の前方側の面１４ｂが当接され、強く締め付けることによって鍔状部１４がスクリュー部材１１の端面に圧接される。つまり、接合ボルト１３の先端雄ネジ部１５ａから鍔状部１４までの間に引張力が導入され、弾性的な伸び変形が生じるものである。

このように接合ボルト１３が締め込まれたスクリュー部材１１は、鍔状部１４の側面に工具を係合させて鍔状部１４を回転させながら柱に切削された穴内にねじ込むことができる。そして、鍔状部１４の後方側の面１４ｃに形成された凹部１４ａに工具を係合して、鍔状部１４を後方軸部側から軸線回りに回転させることにより、図３に示すように、鍔状部１４の後方側の面１４ｃが柱１の切り欠き面と同一面上となるようにスクリュー部材１１を柱１内にねじ込むことができるものとなっている。

上記後方軸部１６は、後端側に形成された後端雄ネジ部１６ａと、この後端雄ネジ部１６ａの径よりも大きな径となった拡径部１６ｂと、を備えている。
この後方軸部１６は、接合金具３０に設けられたボルト孔３４に挿通され、上記後端雄ネジ部１６ａには締付ナット１７が螺合される。そして、鍔状部１４との間に接合金具３０の水平板部３１を挟み込んで締付ナット１７を締め付けることにより、接合ボルト１３と接合金具３０とを結合することができるものとなっている。
上記拡径部１６ｂは、鍔状部１４と後端雄ネジ部１６ａとの間に形成されており、接合金具３０に形成されたボルト孔３４に挿通されたときに、接合金具３０のボルト孔３４の内周面との隙間が僅かとなるように外径が定められている。したがって、接合ボルト１３と接合金具３０とが、該接合ボルト１３の軸線と直角方向に相対的な変位を生じるのを、小さく抑えるものとなっている。

上記接合ボルト１３は、軟鋼等の破断までの塑性変形量が大きい材料で形成するのが望ましく、構造物における接合構造を設ける部位、構造物を構成する部材の寸法等によって材料を選択し、径を設定することができるものである。

上記のようにスクリュー部材１１、接合ボルト１３，接合金具３０及びアンカーボルト１２を介して基礎３に接合された柱１は、図７に示すように、下端部に曲げモーメントが生じると、引張側ではスクリュー部材１１及びスクリュー部材の雌ネジ１１ｃに螺合された接合ボルト１３には上方に引き揚げる方向の力が作用する。これに対して、基礎に固定された接合金具３０に締付ナット１７が係止されており、後方軸部１６及び鍔状部１４の変位が拘束される。したがって、前方軸部１５には引張力が作用し、鍔状部１４の前方側の面１４ｂとスクリュー部材１１の端面とを引き離そうとする力が作用する。
本実施の形態では、接合ボルト１３の前方軸部１５に予め引張力が生じた状態で鍔状部１４がスクリュー部材１１の端面に圧接されており、鍔状部１４をスクリュー部材１１の端面から引き離そうとする力が上記圧接力より小さいときには、鍔状部１４とスクリュー部材１１の端面とが当接した状態が維持される。そして、この圧接力が消滅し、さらに引き離そうとする力が作用したときに、図８に示すように鍔状部１４がスクリュー部材１１の端面から離れ、接合ボルト１３がスクリュー部材１１の中空穴１１ｂから引き出される。つまり、スクリュー部材１１と鍔状部１４との間の圧接力が消滅するまでの初期荷重に対しては接合部の変形は小さく抑えられる。

上記のように柱１を上方へ引き揚げようとする力によって接合ボルト１３には伸びが生じ、この伸びは先端雄ネジ部１５ａから鍔状部１４までに分布する。そして、伸び量が弾性域を超えて、さらに大きな曲げモーメントが作用すると接合ボルト１３の長さ方向における広い範囲に塑性変形が生じ、終局破壊までに大きな変形量が確保される。

また、接合ボルト１３に塑性変形が生じた後に、地震時のように反対方向の荷重が生じると、図８に示すように接合金具３０は鍔状部１４と締付ナット１７との間に挟み込まれた状態が維持されているので、接合ボルト１３の前方軸部１５に圧縮応力が生じる。つまり、雌ネジ１１ｃに螺合して先端部が固定された接合ボルト１３の前方軸部１５を中空穴１１ｂに押し込むように作用する。これにより、接合ボルト１３には、圧縮方向に変形が生じて柱１が接合金具３０と当接する元の位置まで戻る。さらに変形が生じると柱断面の反対側に使用されている接合ボルト１３に引張力が生じる。この接合ボルト１３に作用する引張応力が降伏点を超えると塑性変形が生じる。

このように、接合ボルト１３が鍔状部１４を有していることにより、地震時における振動のエネルギーを吸収して振動を減衰させるものなる。さらに、接合ボルト１３に鍔状部１４が一体として形成されているので、接合ボルト１３のスクリュー部材１１又は接合金具３０に圧接される部分の強度を増大することが可能となる。

以上に説明した接合構造は、木製の柱１を基礎３に接合するものであったが、本発明に係る木部材接合構造は、図９に示すように木製の柱１の上端部を梁２と接合する部分に適用することもできる。
この接合構造では、柱１の上端面における長辺方向の両端部に切り欠き部１ｂが設けられており、切り欠き部１ｂからこの柱１の軸線方向にスクリュー部材１１がねじ込まれている。なお、スクリュー部材１１、接合ボルト１３、締付ナット１７及び接合金具３０は、図３に示す接合構造と同じものが用いられており、同じ符号を付すとともに説明を省略する。

梁２には、柱１にねじ込まれたスクリュー部材１１と対応する位置に、梁用のスクリュー部材２１が鉛直方向にねじ込まれており、このスクリュー部材２１には端面から軸線方向にネジ穴が穿設されている。このネジ穴の内周面には雌ネジが切削されており、このネジ穴に頭なしボルト２２がねじ入れられている。そして、この頭なしボルト２２を接合金具３０の水平板部に設けられたボルト孔に挿通し、螺合された締付ナット２３を締め付けて接合金具３０が梁２にねじ込まれたスクリュー部材２１に固着されている。
このような接合構造でも、柱１と基礎３とを接合する場合と同様に、終局破壊までの塑性変形量を大きくし、地震時のエネルギーを効率よく吸収可能な接合構造とすることができる。また、柱１と梁２とを接合する作業の効率を良好なものとすることができる。

また、本発明の接合構造は、モーメントの伝達を期待しない軸柱と梁との接合部、又は軸柱と基礎との接合部に適用することができる。つまり、軸柱に軸線方向の引張力が作用することがあるときに、該軸柱を梁又は基礎に接合する部分において適用するものである。
軸柱２５を基礎３に接合する構造では、図１０に示すように、軸柱２５に下端面からスクリュー部材１１が軸線方向にねじ込まれており、この軸柱２５の下端が接合金具３０を介して基礎３上に支持されている。この接合構造においても、スクリュー部材１１、接合ボルト１３、締付ナット１７及び接合金具３０は、図３に示す接合構造と同じものが用いられており、同じ符号を記して説明を省略する。

この接合構造では、軸柱２５の下端面から軸線方向にねじ込まれたスクリュー部材１１と接合金具３０とが接合ボルト１３によって結合されている。つまり、接合ボルト１３がスクリュー部材１１の中空穴に挿入されて中空穴の底部に設けられた雌ネジに螺合して結合されている。そして、鍔状部１４と締付ナット１７との間に接合金具３０の水平板部を挟み込んで、接合ボルト１３と接合金具３０とが結合されている。また、接合金具３０は、基礎３の上面より突き出したアンカーボルト２７に螺合された締付ナット２８によって基礎３に固着されており、基礎３と軸柱２５とはアンカーボルト２７，接合金具３０、接合ボルト１３及びスクリュー部材１１を介して接合されている。
このような接合構造では、軸柱２５に作用する引張力は、スクリュー部材１１から接合ボルト１３、接合金具３０及びアンカーボルト２７を介して基礎３に伝達される。

さらに、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の実施形態として実施することができる。
例えば、接合ボルトとして、図１１に示す形態のものを使用することができる。
この接合ボルト４３は、先端雄ネジ部４５ａから鍔状部４４までの間の外周面に凸部４５ｂを設けたものである。この凸部４５ｂは、接合ボルト４３の軸線方向においては、先端雄ネジ部４５ａと鍔状部４４とのほぼ中間位置に設けられ、周方向には複数の凸部４５ｂがほぼ等間隔で設けられている。この凸部４５ｂが形成された位置ではスクリュー部材１１に形成された中空穴１１ｂの内周面と接合ボルト４３との間隔が狭くなり、接合ボルト４３が軸線と直角方向に変位するのが拘束される。したがって、接合ボルト４３を中空穴１１ｂに押し込む方向に圧縮力が作用したときに、接合ボルト４３が座屈するのが抑制される。

一方、図１２に示すように、接合ボルト５３の鍔状部５４を、前方側から後方側に向かって断面形状が拡大される円錐台状に形成することもできる。
このように、鍔状部５４が、スクリュー部材１１にねじ込まれる前方側から後方側に向かって断面が拡大されることにより、接合ボルト５３をスクリュー部材１１に装着した状態で柱１にねじ込むときに、鍔状部５４の外周面をくさびのように柱１に形成された穴の内周面に押し付けることができる。つまり、柱１にスクリュー部材１１をねじ込むための穴を設け、接合ボルト５３の鍔状部５４の後方側の面が柱１のスクリュー部材１１をねじ込む面とほぼ同一となるようにねじ込むときに、鍔状部５４を柱に設けられた穴の内周面に押し付け、側方への変位を拘束するものである。これにより、接合ボルト５３とスクリュー部材１１とが、接合ボルト５３の軸線と直角方向へ相対的に変位するのを拘束し、柱１と基礎３との間又は柱１と梁２との間で相対的な変位が生じるのを抑制することができる。

１：柱、１ａ，１ｂ：切り欠き部、２：梁、３：基礎、
１０：ラーメン架構体、
１１：スクリュー部材、１１ａ：張り出し部、１１ｂ：中空穴、１１ｃ：雌ネジ、１２：アンカーボルト、１３：接合ボルト、１４：接合ボルトの鍔状部、１４ａ：鍔状部に設けられた凹部、１４ｂ：鍔状部の前方側の面、１４ｃ：鍔状部の後方側の面、１５：接合ボルトの前方軸部、１５ａ：先端雄ネジ部、１６：接合ボルトの後方軸部、１６ａ：後端雄ネジ部、１６ｂ：拡径部、１７，１８：締付ナット、
２１：梁用のスクリュー部材、２２：頭なしボルト、２３：締付ナット、
２５：軸柱、２７：アンカーボルト、２８：締付ナット、
３０：接合金具、３１：上側の水平板部、３２：下側の水平板部、３３：側板部、３４：ボルト孔、３５：円孔、３６：円形プレート、３７：長孔、
４３：接合ボルト、４４：接合ボルトの鍔状部、４５：接合ボルトの前方軸部、４５ａ：先端雄ネジ部、４５ｂ：凸部、４６：接合ボルトの後方軸部、
５３：接合ボルト、５４：接合ボルトの鍔状部

Claims

棒状となった軸部の外周面に螺旋状の翼体を有するとともに、前記軸部の端面から軸線方向に中空穴を有し、木部材にねじ込んで固定されるスクリュー部材と、
前記スクリュー部材に設けられた中空穴に挿入して先端部を該中空穴の底部付近に設けられた雌ネジにねじ込んで接合される接合ボルトと、
前記接合ボルトの後方側の端部に結合されるとともに、前記木部材を接合しようとする被接合部材に固着される接合金具と、を有し、
前記スクリュー部材と、前記接合ボルトと、前記接合金具とを介して前記木部材を前記被接合部材に接合した木部材接合構造であって、
前記接合ボルトは、鍔状部と、該鍔状部から前方側へ突き出し、該鍔状部と一体となった前方軸部と、前記前方軸部と同一直線上で前記鍔状部から後方側へ突き出し、該鍔状部と一体となった後方軸部と、を有し、
前記前方軸部を前記スクリュー部材の前記中空穴に挿入して前記雌ネジにねじ込むことによって前記鍔状部が前記スクリュー部材の前記軸部の端面に圧接され、
前記前方軸部の前記雌ネジにねじ込まれた部分より後方で前記鍔状部までは、前記中空穴の内周面と離隔されており、
前記後方軸部にはナットが螺合され、
該ナットと前記鍔状部との間に前記接合金具を挟み込んで該接合金具と前記接合ボルトとが結合されていることを特徴とする木部材接合構造。
前記鍔状部の後方側の面には、前記接合ボルトを軸線回りに回転させるための工具が係合される複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木部材接合構造。
前記後方軸部は、ナットとねじ合わされる雄ネジが形成された雄ネジ部と、該雄ネジ部と前記鍔状部の後方側の面との間に、前記雄ネジ部の外径より拡大された外径の拡径部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木部材接合構造。
前記接合ボルトは、前記中空穴内の雌ネジにねじ込まれる部分から前記鍔状部までの間における外周面に、該中空穴の内周面に接近するように凸状部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の木部材接合構造。
前記鍔状部は、前方側から後方側に向かって、前記前方軸部の軸線と直角方向に張り出す寸法が大きくなっていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の木部材接合構造。
前記スクリュー部材の前記中空穴内に設けられた雌ネジは、該スクリュー部材の軸線方向における全長のほぼ中央部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の木部材接合構造。