JP6429239B2 - 木質ラーメン構造体、及びその木質ラーメン構造体の補強金具 - Google Patents

Description

本発明は、耐力壁に依存せずに大開口部を実現できる木質ラーメン構造等の軸組構造体における柱や梁の部材が接合する個所、又は、ＣＬＴ（直交集成板）やＬＶＬ（単板積層材）等の面材構造体における面材なる部材が接合する個所の木質構造の部材接合部補強金具、前記部材接合部補強金具を使用する軸組構造体又は面材構造体の木質構造体、前記部材接合部補強金具を軸組構造体又は面材構造体に使用する木質構造体補強方法に関する。

軸組構造である木質ラーメン構造は、大開口部や大空間を実現することができるが、筋交いや耐力壁がないため、地震や風によって横から力が加わった場合に柱梁接合部で柱と梁が自由に回転できると建物として不安定となるので、地震や風に抵抗できるように柱と梁との接合部の剛接合化が要求されている。柱と梁との剛接合化の技術としては、例えば、特許文献１には、木造構造物における柱部材と梁部材とを、両者間に架橋させた金属板により連結する構造であって、前記金属板の前記柱部材への結合部と前記梁部材への結合部との間に、断面積が他の部分より小さい小断面部を設けた、柱と梁との接合の構造体が開示されている。

また、木質ラーメン構造体の柱梁接合部の構造体としては、非特許文献１に、第一に、部材の見付け面を利用し、ドリフトピンやボルト等の曲げ降伏型金具を多数本配置して、そのせん断抵抗によってモーメントを伝達するタイプとして、図７に示すような、鋼板挿入ドリフトピン接合５０の構造体が開示されている。

図７に示す鋼板挿入ドリフトピン接合５０の構造体は、柱１１に平板状の挿入鋼板ガセット板５１が挿入される縦穴が穿孔され、梁１２に挿入鋼板ガセット板５１が挿入されるスリット５３が形成され、挿入鋼板ガセット板５１が柱１１及び梁１２に挿入後に、柱１１に穿孔された孔と挿入鋼板ガセット板５１に穿孔された孔５４とを貫通させて複数のドリフトピン５２が挿入され、梁１２に穿孔された孔と挿入鋼板ガセット板５１に穿孔された孔５４とを貫通させて複数のドリフトピン５２が挿入される構造である。

また、ひき板又は小角材をその繊維方向を互いにほぼ平行にして幅方向に並べ又は接着したものを、主としてその繊維方向を互いにほぼ直角にして積層接着し３層以上の構造を持たせた一般材であるＣＬＴや、単板を主としてその繊維方向を互いにほぼ平行にして積層接着した一般材及び繊維方向が直交する単板を用いた場合にあっては、直交する単板の合計厚さが製品の厚さの30％未満であり、かつ、当該単板の枚数の構成比が30％以下である一般材のＬＶＬは、ともに厚みのある積層された面材であり、これらの面材を木質構造体の壁等として使用する場合には、面材同士の接合部をボルトナットで締め付けて面材同士を固定化させることが一般的に実施されている。

特開２００２−３８５９１号公報

「建築技術五月号、１２３ページ」、株式会社建築技術、平成２６年４月１７日発行

しかし、木質ラーメン構造である、特許文献１の木質構造体や、非特許文献１の木質構造体ともに、ラーメン構造の鉄骨や鉄筋コンクリート構造のような固さの剛接合には到達せず半剛接合の位置づけであり、そのために強い地震や強い風によって横から力が加わった場合には、柱梁接合部で柱と梁との角度が開いたり閉じたりするという問題があった。

また、特許文献１の木質構造体や、非特許文献１の木質構造体は、あらかじめ梁や柱にスリットを加工して形成しなければならないため、新築時には施工可能であるが、建築後に接合部を補強しなければならない場合には施工困難であり補強ができにくいという問題があった。

また、ＣＬＴやＬＶＬの接合部の締結方法は、ボルトナットや大型のネジによる締結の場合、大きな自然災害にも強くするために面材の接合部の剛接合化が求められていた。

そこで、本発明の目的は、木質構造体の建物の新築時又は建築後であっても容易に施工ができ、地震や風によって横から力が加わった場合の柱梁接合部の剛接合化を実現させる木質構造の部材接合部補強金具、その部材接合部補強金具を使用する木質構造体、及び、その部材接合部補強金具を木質構造体に使用する木質構造体補強方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の木質ラーメン構造体２は、木質ラーメン構造体２の部材接合部４において、既設された第１接合金具９１に追加して、部材間にわたり穿設された溝部１３に第２接合金具９２としての補強金具１を嵌合固着する木質ラーメン構造体２であって、接合する２つの部材にわたって、第１の細長状溝６１及び第２の細長状溝６２の方向が部材間の接合面の方向と平行になるように、かつ第３の細長状溝６３の方向が部材間の接合面の方向に対して垂直になるように形成され、前記第１の細長状溝６１及び前記第２の細長状溝６２と、前記第３の細長状溝６３の両端部とのそれぞれの接続部位における角部をＲ形状に形成した溝部１３に、平行な第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６の二つの細長状プレートと、前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６間に前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６に対して、それぞれ垂直方向に固定配置する第３の細長状プレート７とを備え、前記第３の細長状プレート７と、前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６とのそれぞれの接合部の両側にＲ形状からなる入隅形状を形成する補強金具１を嵌合固着させたことを特徴とする。

請求項２に記載の木質ラーメン構造体２は、請求項１において、第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６のそれぞれの中央位置に第３の細長状プレート７のそれぞれの端を接続させることを特徴とする。

請求項３に記載の木質ラーメン構造体２は、請求項１又は２において、第１の細長状プレート５と第２の細長状プレート６とが、第３の細長状プレート７を隔てて対向するように配設されていることを特徴とする。

請求項１に記載の木質ラーメン構造体２は、木質ラーメン構造の建築物に対して、すでに配設されている、特許文献１の接合構造体や、非特許文献１の接合構造体などの接合構造に追加して、前記接合部４の表面側から容易に安価に短納期で施工することができ、その施工によって柱梁接合部４の剛接合化をさらに高めることができ、強い地震や強い風によって横から力が加わっても柱梁接合部４を変形させにくくできるという効果を奏する。

木質ラーメン構造体２は、新築時の木質ラーメン構造体２又は既設の木質ラーメン構造体２に対して容易に施工でき、木質ラーメン構造体２の部材接合部である柱梁接合部の剛接合化を高めることができるという効果を奏する。

従来の補強にさらに追加で補強できるので、従来の補強よりもさらに、木質ラーメン構造等の軸組構造、並びに、ＣＬＴ又はＬＶＬの面材構造の木質構造体８の各部材の接合部の剛接合化を大幅に高めることができ、地震や風によって横から力が加わった場合の部材接合部４の剛接合化を大幅に高めることができるという効果を奏する。

さらに、柱、梁又は面材の表面から施工ができるので、新築のときのみでなく、既存の木質ラーメン構造の軸組構造の建造物や、既存のＣＬＴやＬＶＬの面材構造の建造物に対しても、容易に安価に短納期で追加施工することができるという効果を奏する。

また、補強金具１は、簡易な構成の補強金具であるため、安価で容易に短納期で製作できるという効果を奏する。

また、補強金具１としてＨ型鋼を適用させた場合にも剛接合化を実現できるという効果を奏する。

請求項２に記載の木質ラーメン構造体２の補強金具１は、木質ラーメン構造体２の部材接合部に、例えば左右から揺動方向の繰り返し荷重が負荷されても、部材接合部の補強金具１の形状が略Ｔ字型であるので前記接合部に加わる剥離方向の負荷に左右それぞれに対抗できることから、両部材をより剥離させにくくし剛接合化を実現できる。

請求項３に記載の補強金具１は、例えば補強金具１の形態が略コ字状の場合に、２つのコ字状の補強金具１を対向させて、木質ラーメン構造体２の部材接合部に嵌設することによって、例えば左右から揺動方向の繰り返し荷重が負荷されても、２つのコ字状の補強金具１によって、前記部材接合部に加わる剥離方向の負荷に左右それぞれに対抗できることから、両部材をより剥離させにくくし剛接合化を実現できる。

本発明の木質構造の部材接合部補強金具の斜視図である。 本発明の木質構造の部材接合部補強金具とＨ型鋼との関係の説明図で、（ａ）がＨ型鋼の断面の正面図で、（ｂ）が木質構造の部材接合部補強金具の正面図で、（ｃ）が切断前のＨ型鋼の斜視図である。 柱梁接合部に木質構造の部材接合部補強金具を嵌設固定させた斜視図である。 木質ラーメン構造の開口部の柱梁等に部材接合部補強金具を用いた木質ラーメン構造体の正面図である。 曲げモーメント試験の方法を表す試験方法の説明図である。 曲げモーメント試験の比較対象の斜視図で、（ａ）がアングルを使用した部材接合部補強金具の斜視図で、（ｂ）が帯鉄を使用した部材接合部補強金具の斜視図である。 木質ラーメン構造体において鋼板挿入ドリフトピン接合の接合前の状態を示す斜視図である。 鋼板挿入ドリフトピン接合した木質ラーメン構造体に本発明の部材接合部補強金具を嵌設固定した斜視図である。 鋼板挿入ドリフトピン接合金具を使用した木質ラーメン構造体の概要斜視図である。 鋼板挿入ドリフトピン接合金具に本願発明の部材接合部補強金具を使用した木質ラーメン構造体の概要斜視図である。 部材接合部補強金具の引張試験方法の説明図である。 締結具を使用した面材木質構造体の説明図である。 締結具に本願発明の部材接合部補強金具を使用した面材木質構造体の概要斜視図である。 木質ラーメン構造用の部材接合部補強金具を用いた木質ラーメン構造体の施工方法のフロー図である。 木質構造の部材接合部補強金具のフランジ長さと剛性との試験結果の図である。 従来金物のみの場合と、従来金物に木質構造の部材接合部補強金具を追加した場合の耐力を比較した図である。

本発明である木質ラーメン構造体２は、木質ラーメン構造体２の部材接合部４において、既設された第１接合金具９１に追加して、部材間にわたり穿設された溝部１３に第２接合金具９２としての補強金具１を嵌合固着する木質ラーメン構造体２であって、接合する２つの部材にわたって、第１の細長状溝６１及び第２の細長状溝６２の方向が部材間の接合面の方向と平行になるように、かつ第３の細長状溝６３の方向が部材間の接合面の方向に対して垂直になるように形成され、前記第１の細長状溝６１及び前記第２の細長状溝６２と、前記第３の細長状溝６３の両端部とのそれぞれの接続部位における角部をＲ形状に形成した溝部１３に、平行な第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６の二つの細長状プレートと、前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６間に前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６に対して、それぞれ垂直方向に固定配置する第３の細長状プレート７とを備え、前記第３の細長状プレート７と、前記第１の細長状プレート５及び前記第２の細長状プレート６とのそれぞれの接合部の両側にＲ形状からなる入隅形状を形成する補強金具１を嵌合固着させた木質ラーメン構造体２である。

前記溝部１３は、図３や図１０に示すように、接合する２つの部材にわたって、第１の細長状溝６１及び第２の細長状溝６２の方向が部材間の接合面の方向と平行になるように表面側から穿設され、かつ第３の細長状溝６３の方向が部材間の接合面の方向に対して垂直になるように表面側から穿設され、前記第１の細長状溝６１及び前記第２の細長状溝６２と、前記第３の細長状溝６３の両端部とのそれぞれの接続部位における角部をＲ形状になるように表面側から穿設される。

また、本発明である木質ラーメン構造体２の補強金具１は、図１に示すように、木質構造の部材接合部４において部材間にわたり穿設された溝部１３に嵌合固着する補強金具であって、平行な第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６の二つの細長状プレートと、前記第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６間に前記第１の細長状プレート及び第２の細長状プレートに対して、それぞれ垂直方向に固定配置する第３の細長状プレート７と、を備え、前記第３の細長状プレート７と、第１の細長状プレート５又は第２の細長状プレート６との接合部における入隅形状をＲ形状に形成し、第１及び第２の細長状プレート５、６の長さを同一にし、かつ前記長さを１としたときに第３の細長状プレート７の長さを前記第１又は第２の細長状プレート５、６の長さに対して、プレート比Ａ＝第３の細長状プレート７長さ／（第１又は第２の細長状プレート長さ５、６）で１〜２倍の長さを有する形態を基準形態とする場合に、前記第３の細長状プレート７の長さを変えずに、前記第１及び／又は第２の細長状プレート５、６の長さをプレート比Ｂ＝（設定する第１又は第２の細長状プレート長さ５、６）／（基準形態における第１又は第２の細長状プレート長さ５、６）で１〜０．６倍の長さに設定する。

第３の細長状プレート７と、第１の細長状プレート５又は第２の細長状プレート６との接合部に形成される入隅ａ、ｄにはＲ形状ｒを形成する。このＲ形状部は、圧延や鋳造で第１〜第３の細長状プレート５、６及び７と一体的に製造され、第１〜第３の細長状プレート５、６及び７が完成した後に隅肉溶接で後から形成されるものではない。第１乃至第３の細長状プレート５、６及び７と、入隅のＲ形状部とが一体的に造られることにより、木質構造物の柱梁接合部４又は面材８５同士の接合部８１に部材接合部補強金具１を嵌設したときの接合部の高い剛性が確保できる。

第３の細長状プレート７と第１の細長状プレート５とが垂直方向で固定される位置ａ、及び、第３の細長状プレート７と第２の細長状プレート６とが垂直方向で固定される位置ｄにおいて、それぞれＲ形状ｒを形成する。Ｒ形状ｒが形成されていることによって、第３の細長状プレート７と第１の細長状プレート５又は第２の細長状プレート６との位置関係が回転などによる変化が生じにくくなり、前記垂直方向で固定された第３の細長状プレートと、第１又は第２の細長状プレートとのそれぞれの直行する形態を固く維持できる。これにより、地震や風によって横から力が加わった場合にもしっかりと木質構造体の柱梁接合部又は面材接合部を剛接合化させる。

また、部材接合補強金具１は、第３の細長状プレート７の長さに対する、第１又は第２の細長状プレート５、６の長さの比を、第１、第２及び第３の細長状プレート５、６、７の長さを略同一としたプレート比Ａ＝１の基準形態の場合に、プレート比Ｃ＝（設定する第１又は第２の細長状プレート５，６長さ）／第３の細長状プレート７で１〜０．６倍とし、又は、第１又は第２の細長状プレート５、６の長さに対して第３の細長状プレート７の長さの比を２倍としたプレート比Ａ＝２の基準形態の場合に、プレート比Ｃで０．５〜０．３倍とする形態Ｄとする。

また、部材接合部補強金具１は、第１の細長状プレート５及び第２の細長状プレート６のそれぞれの中央位置に第３の細長状プレート７のそれぞれの端を接続させる形態Ｅとする。

また、部材接合部補強金具１は、第１の細長状プレート５と第２の細長状プレート６とが、第３の細長状プレート７を隔てて対向するように配設される形態Ｆとする。

部材接合部補強金具１の形態がＨ字状の場合は前記形態Ｄ、Ｅ及びＦをすべて備えた形態であり、また、部材接合部補強金具１の形態が略コ字状である場合は形態Ｄと形態Ｆを備えた形態がある。Ｈ字状及び略コ字状の部材接合部補強金具１に限らず、すべての部材接合部補強金具１は、第３の細長状プレート７と、第１又は第２の細長状プレート５、６との４か所の入隅にはすべてＲ形状を形成させておくことが必要であり、第１又は第２の細長状のプレート５、６を切断するときも前記Ｒ形状は残す。

部材接合部補強金具１の適用対象が、木質ラーメン構造等の軸組構造の建築物、ＣＬＴ（直交集成板）やＬＶＬ（単板積層材）等の面材構造の建造物であり、また、建築物として、個人住宅から共同住宅や校舎などの大規模木質構造を対象にするので、それぞれ木造建築物の柱や梁の大きさが異なることから、それぞれの柱や梁の大きさ及び柱梁接合部の形態、あるいは面材の厚みによって、部材接合部補強金具１の第１乃至第３の細長状プレート５、６、７の幅、長さ又は厚み、並びに、Ｒ形状などの寸法を、可能な限り長く厚くし大きなＲ形状になるように適宜設定する。

次に、部材接合部補強金具１の形態がＨ字状を含むことから、Ｈ型鋼が部材接合部補強金具１として使用できることを説明する。部材接合部補強金具１の構成要素である、第１の細長状プレート５、第２の細長状プレート６及び第３の細長状プレート７が、図２（ａ）に示すように、それぞれＨ型鋼１４の第１のフランジ１５、第２のフランジ１６及びウエブ１７に相当する。そこで、Ｈ型鋼１４を部材接合部補強金具１の所定の厚みで切断して造ることができる。あるいは、略コ字状にする場合には、Ｈ型鋼１４を部材接合部補強金具１の所定の厚みで切断し、他端ｃ側の長さＬ２を一端ｂ側の長さＬ１より短くする場合にはさらにＨ型鋼１４の第１のフランジ１５及び第２のフランジ１６を所定の長さに部分切断して、図２（ｂ）に示すように造ることができる。

また、図２（ｃ）に示すようなＨ型鋼３０には、広幅系列、中幅系列、細幅系列があり、高さ３１（ウエブ長手寸法とフランジの板厚）と幅３２（フランジ長手寸法）とで型式（呼称寸法）が定まっており、それぞれ断面寸法として、高さ３１、幅３２、上部のフランジ（第１の細長状プレートに相当）の板厚３３、下部のフランジ（第２の細長状プレートに相当）の板厚３４、ウエブ（第３の細長状プレート７に相当）の板厚３５及びＲ３６の大きさが規定されている。

Ｈ型鋼３０を部材接合部に部材接合部補強金具１として使用する場合について説明する。例えば、木質ラーメン構造体２の柱梁接合部４の大きさや金具のタイプや大きさによって、柱梁接合部４内部に設ける補強金具と干渉せずかつ可能な限り大きいＨ型鋼３０を選択する。選択した型式（呼称寸法）のＨ型鋼３０の奥行方向３７の長さを、柱梁接合部４の表面から柱１１や梁１２の内部に内設する補強金具までの寸法以下になるように決めて、その決めた奥行方向３７の長さでＨ型鋼３０を切断する。切断されたＨ型鋼１４のフランジ（第１の細長状プレート及び第２の細長状プレートに相当）をさらに切断することによって部材接合部補強金具１を製造できる。部材接合部補強金具１としてＨ型鋼１４を使用した場合は極めて安価に容易に迅速に製造することができる。

次に、部材接合部補強金具１を使用した木質構造体について説明する。例えば、部材接合部補強金具１を用いた木質ラーメン構造体２は、図３や図４に示すように、木質ラーメン構造体の柱梁接合部４に部材接合部補強金具１のみを使用するのではなく、図８や図１０に示すように鋼板挿入ドリフトピン接合５０とともに部材接合部補強金具１を施工する形態など、一般的に木質ラーメン構造体に施工されている金具に追加工して部材接合部補強金具１を施工する構造体である。

鋼板挿入ドリフトピン接合５０の施工は、柱１１や梁１２の内部に金具挿入の孔やスリットを設けるため、建築後の補強施工が極めて困難であるが、本発明の部材接合部補強金具１を柱梁接合部４に施工するのは、柱１１や梁１２の表面側から施工できるため、木質ラーメン構造体２の建築物を新築するときであっても、建築後であっても、ともに容易に安価で短納期で施工できる。

木質ラーメン構造用の部材接合部補強金具１を用いた木質ラーメン構造体２は、柱梁接合部４において柱１１と梁１２にわたり、嵌合しようとする２つの部材接合部補強金具１の正面形状である略Ｈ字形状に倣って穿設された２つの溝部１３に、それぞれ前記部材接合部補強金具１をハンマーで打ち込むなどの適宜手段で強制的に嵌合固定する。前記溝部１３は、対向する２つの部材接合部補強金具１の第３の細長状プレート７又はウエブ１７の間隔が柱梁接合部４においてできるだけ拡がるように穿孔する。拡がるように溝部１３を穿孔した方が、柱梁接合部４が剛接合化される。

また、第３の細長状プレート６との接合部ａ、ｄから、第１の細長状プレート５又は第２の細長状プレート６の他端ｃ側との長さＬ２を、一端ｂ側との長さＬ１と同じ長さの場合は、木質ラーメン構造の柱梁接合部４において部材接合部補強金具１を勘合させる範囲が十分に有する場合に適し、一方、前記長さＬ２をＲ止まりまでの長さとする場合は、木質ラーメン構造の柱梁接合部４において部材接合部補強金具１を勘合させる範囲が狭い場合、又は、１か所の柱梁接合部４において２つの部材接合部補強金具１を間隔を広げて外方向に配設する場合に適する。１か所の柱梁接合部４において２つの部材接合部補強金具１を間隔を広げて外方向に配設する形態とすることによって、第３の細長状プレート６が２本嵌合固定されることから、地震や風によって横から力が加わった場合にもしっかりと木質ラーメン構造の柱梁接合部を剛接合化させる。

次に、木質構造体８の施工方法について説明する。例えば、部材接合部補強金具１を使用した木質ラーメン構造体の施工方法３は、図１３に示すように、木質ラーメン構造の柱梁接合部４において柱１１と梁１３との両方にわたり、嵌合しようとする対向する２つの木質ラーメン構造用の部材接合部補強金具１の正面形状である略Ｈ字形状に倣って、一般的な金具の固定用のドリフトピン等を避けられる部位に、２カ所の溝部１３をルーターなどの切削工具で穿設する溝部穿設工程２１と、形成された２カ所の溝部１３に接着剤を流し込む接着剤流し込み工程２２と、接着剤を流し込んだ前記溝部１３に前記部材接合部補強金具１をハンマーの打ち込み等の適宜手段で強制的に嵌合する嵌合固定工程２３とを備えている。そして、嵌合固定工程２３で接着剤が溝部１３からはみ出てくるので、ヘラを使用してはみ出た接着剤で部材接合部補強金具１を覆い、かつ溝部１３の周囲の表面を平らな面とする表面平面化工程２４を設ける。

前記接着剤について説明する。前記接着剤は、部材接合部補強金具１を嵌合する前に、溝部１３の底部に収縮しにくい接着剤、例えばエポキシ等の接着剤を流し込む。次に、接着剤が液状の状態のときに前記溝部１３に部材接合部補強金具１を嵌合し、その後、ヘラで溝部１３周囲の表面を平面にする。この接着剤によって柱梁接合部４に対する部材接合部補強金具１の固定化を強化し、これによって柱梁接合部４の剛接合化ができる。これにより、木質ラーメン構造体２の大開口部でありながら、耐震構造化ができ、地震や風荷重などによって横からの力が加わった場合に、柱梁接合部４の柱１１と梁１２との接合状態は固くなり剛接合化となる。

前記接着剤としては、固まるときに収縮しない高力樹脂が適しており、例えばエポキシ系樹脂などがある。固まるときに収縮しないことで固まった後に溝部１３に間隙が生じないし、間隙が存せずに接着剤が充填されていれば部材接合部補強金具１が動くということは生じない。また、硬化が早い樹脂の場合には柱梁接合部４の固定を早くでき固まる前に外力で接合が緩くなることがない。

次に、木質ラーメン構造体２の柱梁接合部４の試験体として、図５に示すような集成材幅１２０ｍｍ×柱せい２４０ｍｍ×梁せい３３０ｍｍを４組準備し、それぞれ図９に示すような鋼板挿入ドリフトピン接合５０を実施し、さらに、図１に示すようなＨ型鋼から切断した部材接合部補強金具１を嵌合固定した試験体、図６（ａ）に示すようなアングル４０を嵌合固定した試験体、図６（ｂ）に示すような帯鉄４１を嵌合固定した形態、さらに追加の補強をせずに柱梁接合部４に鋼板挿入ドリフトピン接合５０のみを設けた形態について試験を実施した。

試験に供した部材接合部補強金具１は、図１に示すような形態を有し、Ｌ１が７４．５ｍｍ、Ｌ２が１５ｍｍ、ｒが１３ｒ、高さ３１が２９８ｍｍ、ウエブ１７の板厚３５が５．５ｍｍ、第１のフランジ及び第２のフランジの板厚がともに８ｍｍであって、Ｈ型鋼から切断して造ったものである。

試験方法としては、図５に示すように、柱１１側を横にし土台として固定し、梁１２側を縦にして梁１２側の荷重点Ｋに横方向から油圧ジャッキで加力する。そして柱梁接合部４の変形角θが所定値に到達したときのモーメントを比較した。柱梁接合部の変形角θが１／６００ｒａｄ、１／４５０ｒａｄ、１／３００ｒａｄ、１／２００ｒａｄ、１／１５０ｒａｄ、及び、１／１００ｒａｄの各３回の正負交番繰り返し加力とした。

加力をＰとし、柱芯から加力点間寸法をＳとし、柱梁接合面の四隅のそれぞれの変位値を変位計イ（図５における手前側で左側の点）の測定値、変位計ロ（図５における手前側で右側の点）の測定値、変位計ハ（図５における奥側で左側の点）の測定値、変位計ニ（図５における奥側で右側の点）の測定値とし、変位計間距離をＨとする。そして、変位計イと変位計ハとの測定値の平均値をδ１とし、変位計ロと変位計ニとの測定値の平均値をδ２とする。これにより、柱梁接合部の変形角θは、（δ１−δ２）／Ｈで求められ、モーメントは（加力Ｐ×Ｓ）で求められる。実施例では、柱芯から加力点間寸法Ｓを１５００ｍｍとし、変位計間距離Ｈを３３０ｍｍとした。また、試験機は、株式会社前川試験機製作所製の型式ＰＳ−１０−Ｂ４（最大能力１００ｋＮ）を使用した。

試験結果を表１に示す。いずれの試験体も鋼板挿入ドリフトピン接合５０を実施し、さらに追加で３種類の金具を補強した場合と補強しない場合の４例での同じ変形角θにおけるモーメントの比較試験結果である。

次に、表１の試験結果に基づいて、比較対象の試験体のモーメントを１．００倍とし、本発明の部材接合部補強金具１の試験体のモーメントの倍率を求め、それぞれ表２〜表４に示す。

表２から、本発明の部材接合部補強金具１を使用すると、帯鉄４１補強した場合に比較して、変形角θが１／２００ｒａｄ時の接合部モーメントは１．２１倍強く、変形角θが１／１５０ｒａｄ時の接合部モーメントは１．２０倍強く、変形角θが１／１２０ｒａｄ時の接合部モーメントは１．１４倍強いことが示されている。

表３から、本発明の部材接合部補強金具１を使用すると、アングル４０補強した場合に比較して、変形角θが１／２００ｒａｄ時の接合部モーメントは１．１２倍強く、変形角θが１／１５０ｒａｄ時の接合部モーメントは１．１４倍強く、変形角θが１／１２０ｒａｄ時の接合部モーメントは１．１１倍強いことが示されている。

表４から、本発明の部材接合部補強金具１を使用すると、追加の補強をしない場合に比較して、変形角θが１／２００ｒａｄ時の接合部モーメントは２．１４倍強く、変形角θが１／１５０ｒａｄ時の接合部モーメントは２．１７倍強く、変形角θが１／１２０ｒａｄ時の接合部モーメントは２．０５倍強いことが示されている。

以上から、部材接合部補強金具１は、従来実施されている金具に比較して２倍以上の剛接合化を実現し、アングル４０や帯鉄４１に比較して１０％以上の剛接合化を実現できた。これにより、図４に示すような大開口部を実現する木質ラーメン構造体２の柱梁接合部４の剛接合化を実現でき、地震や風荷重に対して柱梁接合部４が曲げ変形しにくい木質ラーメン構造体２を実現した。

次に、本願発明の部材接合部補強金具１の効果について試験した。従来品は図９及び図１０に示す鋼板挿入ドリフトピン接合金具である。供した従来品は図９に示すように、接合部の一方の部材８３ａに挿入鋼板ガセット板５１用のスリット５３を設け、ドリフトピン５２挿入用の孔８９ｂを穿設する。そして、挿入鋼板ガセット板５１は、平板部にドリフトピン５２挿入用の孔８９ｃを穿設し、前記平板に垂直方向にナット８７を設ける。もう一方の接合部材８３ｂにはボルト挿入用孔８９ａを穿設する。よって、接合部材８３ａと接合部材８３ｂとは挿入鋼板ガセット板５１を介して取り付けられる。

このタイプに本願発明の部材接合部補強金具１を追加した場合とで比較した。試験方法は、実施例１と同じ方法を用いて実施した。その結果を、図１６に示す。また、図１６から、従来鉄金物Ａの剛性を１としや場合の比較を表５に示す。

図１６及び表５から、従来金物に本願発明の部材接合部補強金具１を追加すると、接合部の剛性は高まっていることが示されている。

次に、面材に対する効果について試験した。図１２に示す面材木質構造体に、図１３に示すように締結具８６に表面側に部材接合部補強金具１を嵌設し、床面から１６００ｍｍの高さの位置を横方向から油圧ジャッキで加圧した。変形角が正負交番繰り返しで１／６００、１／４５０、１／３００、１／２００、１／１５０、１／１００、その後、１／１５ｒａｄの変形角に向けて荷重をかけ、途中、最大荷重を超えて最大荷重の２０％まで荷重が下がったところで終了した。その結果を、表６に示す。

表６から、従来のボルトナット締結具に比較し、面材の剥離が生じにくくなり面材の接合部からの浮き上がりが生じにくくなった。

次に、フランジ長さと接合性との関連を調査した。図１１に示すように梁又は柱を固定させて、部材接合部補強金具１を一方側のフランジを嵌設させて、他方側のフランジを１分間に２５ｍｍの速度で引っ張って最大荷重で比較した。部材接合部補強金具１はＨ型鋼（４００×２００×８×１３×２０）を使用し、梁又は柱に該当する固定側はＥ１２０−Ｆ３３０のベイマツスギ異樹種集成材を使用した。試験機は、株式会社前川試験機製作所製の型式ＨＺＳ−５０−ＬＢ１を使用した。その結果を図１５に示す。

図１５より、フランジが左右対称なものが左右非対象のものより引張力が高いことは示され、Ｈ型鋼のフランジ長さをそのままの長さを１とする場合に１〜０．６倍の長さの範囲であれば引張力が高いことが示されている。

１ 補強金具
２ 木質ラーメン構造体
３ 木質ラーメン構造体の施工方法
４ 接合部
５ 第１の細長状プレート
６ 第２の細長状プレート
７ 第３の細長状プレート
８ 木質構造体
１０ 柱梁接合部
１１ 柱
１２ 梁
１３ 溝部
１４ Ｈ型鋼
１５ 第１のフランジ
１６ 第２のフランジ
１７ ウエブ
２１ 溝部穿設工程
２２ 接着剤流し込み工程
２３ 嵌合固定工程
２４ 表面平面化工程
３０ Ｈ型鋼
３１ 高さ
３２ 幅
３３ 板厚
３４ 板厚
３５ 板厚
３６ Ｒ
３７ 奥行方向
４０ アングル
４１ 帯鉄
５０ 鋼板挿入ドリフトピン接合
５１ 挿入鋼板ガセット板
５２ ドリフトピン
５３ スリット
５４ 孔
６１ 第１の細長状溝
６２ 第２の細長状溝
６３ 第３の細長状溝
８０ 面材木質構造体
８１ 面材接合部
８２ 溝部
８３ａ 接合部材
８３ｂ 接合部材
８５ 面材
８６ 締結具
８７ ナット
８８ ボルト
８９ａ 孔
８９ｂ 孔
８９ｃ 孔
９１ 第１接合金具
９２ 第２接合金具
ａ 接合部
ｂ 一端
ｃ 他端
ｄ 接合部
ｒ Ｒ形状
Ｌ１ 長さ
Ｌ２ 長さ

Claims (3)

1. 木質ラーメン構造体の部材接合部において、既設された第１接合金具に追加して、部材間にわたり穿設された溝部に第２接合金具としての補強金具を嵌合固着する木質ラーメン構造体であって、
   接合する２つの部材にわたって、第１の細長状溝及び第２の細長状溝の方向が部材間の接合面の方向と平行になるように、かつ第３の細長状溝の方向が部材間の接合面の方向に対して垂直になるように形成され、前記第１の細長状溝及び前記第２の細長状溝と、前記第３の細長状溝の両端部とのそれぞれの接続部位における角部をＲ形状に形成した溝部に、
   平行な第１の細長状プレート及び第２の細長状プレートの二つの細長状プレートと、前記第１の細長状プレート及び前記第２の細長状プレート間に前記第１の細長状プレート及び前記第２の細長状プレートに対して、それぞれ垂直方向に固定配置する第３の細長状プレートとを備え、前記第３の細長状プレートと、前記第１の細長状プレート及び前記第２の細長状プレートとのそれぞれの接合部の両側にＲ形状からなる入隅形状を形成する補強金具を嵌合固着させたことを特徴とする木質ラーメン構造体。
2. 第１の細長状プレート及び第２の細長状プレートのそれぞれの中央位置に第３の細長状プレートのそれぞれの端を接続させることを特徴とする請求項１に記載の木質ラーメン構造体。
3. 第１の細長状プレートと第２の細長状プレートとが、第３の細長状プレートを隔てて対向するように配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質ラーメン構造体。

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