JP6678990B2 - 割竹の接合部構造及び同接合部構造を利用した枠体の補強構造並びにこれを利用した構造体 - Google Patents

Description

本発明は、割竹を木材などの基材に接合する接合部構造、及び、同接合部構造を利用した建築物などの枠体の補強構造、並びに、これを利用した構造体に関する。

古くから木材や竹が建築物の構造材として使用されている。木材は成長が遅く、その成長過程で枝打ちなどの手入れが必要である。また、希少種や成長の遅い木材の伐採は森林破壊に繋がる虞もある。そこで、世界的な環境配慮に対する意識の向上に伴い、成長が早く、日本のみならず特にアジア圏内で大量に自生する自然素材である竹を構造材として、より積極的に活用しようという動きがある。

竹は、断面丸型の竹棹の形態や、維管束に沿う長手方向に割った割竹の形態で使用されている。

建築物の構造材として竹棹の形態で使用するには、その継手や仕口などの接合部の加工に高度な技術を要し、高価な処理や特殊な金属締結具が必要である。たとえば、竹棹どうし又は竹棹を他の構造材と接合するには、縄や針金などの竹棹の外形に馴染むもので縛って締結する手法や、竹棹にボルトを挿入する手法が採用される。しかしながら、前者は強度上の問題があり、また、後者は竹自体の肉厚が十分でない場合には中空に金属を挿入するなどの補強が必要であり、また、外力を受けるとボルト孔から維管束に沿って割れが生じることもある。

建築物の構造材としての割竹の形態での使用は、木舞が代表例として挙げられる。木舞とは、矩形の木造軸組からなる枠体に設けた孔に割竹の先端を挿入して格子状に縄を絡めて組み、土壁の下地として用いられる編組構造である。しかしながら、木舞は長い養生時間と煩雑な労力を要する土壁塗りが施されて初めて耐震性を発揮するものである。

割竹は、外皮及び内皮側、特に内皮側に撓む性質を具えるが、幅方向には殆んど撓まない。木舞は、編組構造の組み易さから皮側が表裏となるように組まれる。その後木舞の面の両側に壁土が塗り込められる。このため、外力を受けると、割竹が土壁の壁面に垂直（面外方向）に膨らむ方向に撓み、土壁にヒビが入ったり破壊したりすることがある。

非特許文献１や非特許文献２では、矩形の枠体に籠目状に割竹を装着した籠目耐震壁を提案している。籠目とは、籠の網の目状の格子構造である。籠目耐震壁は、割竹を籠状に編み、編まれた籠状体を杉材の縁材で四周を囲み、枠材を枠体にボルトで締結して作製される。割竹の先端は縁材に接着剤で接着されている。

木村 文則、谷口 与史也「竹材を使用した籠目耐震壁の開発に関する基礎的研究について：その４−籠目耐震壁の復元力特性」、日本建築学会学術講演梗概集 Ｃ−１ 構造ＩＩＩ 木質構造，鉄骨構造，鉄骨鉄筋コンクリート構造、一般社団法人日本建築学会、２００８年７月２０日、ｐ．４１５−４１６ 木村 文則、谷口 与史也「竹材を使用した籠目ユニットを用いた木造軸組耐震壁の開発」、日本建築学会技術報告集 Ｖｏｌ．１５（２００９年）、Ｎｏ．２９ ｐ．１２１−１２６

籠目耐震壁は、軽量であるが、割竹の先端と縁材との接合に接着剤を用いているため、強い外力を受けたときに接着部が剥離したり接着層の周りが脆弱な破壊性状を示すことがある。また、この籠目耐震壁においても、皮側が壁の表裏方向となるように割竹が配置されているから、外力を受けて大きく変形すると、割竹が外側に膨らんで枠体の変形を許容してしまう。

本発明の目的は、割竹の撓み及びその高い引張り強度を活用し、しかも接着剤を用いずに簡便に製作できる割竹の接合部構造及び同接合部構造を利用した枠体の補強構造及びこれを利用した構造体を提供することである。

本発明に係る割竹の接合部構造は、
基材に割竹を留め付する割竹の接合部構造であって、
前記基材に装着される支持部と、前記支持部との間で前記割竹を挟み込む押え部と、前記押え部を前記支持部に固定する固定具と、を具え、
前記割竹は、竹を維管束に沿う方向に割ってなり、外皮側が凸部、内皮側が凹部となるように湾曲した曲部と、前記曲部を挟んで延びる第１杆部と第２杆部を有しており、
前記支持部は、下り傾斜した第１支持面と、上り傾斜した第２支持面によって略くの字状に凹形成される支持面を有し、
前記押え部は、前記第１支持面と略平行な第１押え面と、前記第２支持面と略平行な第２押え面によって略くの字状に凸形成される押え面を有し、
前記割竹は、前記第１杆部の外皮側が前記第１支持面、内皮側が前記第１押え面と当接し、前記第２杆部の外皮側第２支持面、内皮側が前記第２押え面に当接して配置されている。

前記支持部は、前記第１支持面の形成される第１支持部材と、前記第２支持面の形成される第２支持部材から構成することができる。

また、本発明の割竹を利用した枠体の補強構造は、
上記記載の割竹の接合部構造を利用した枠体の補強構造であって、
前記基材を組んだ枠体の内周側の複数個所に前記割竹の接合部構造により前記割竹が留め付けられており、少なくとも２の前記接合部構造は、共通の割竹で結ばれている。

前記枠体は、第１基材に対して第２基材を略垂直に隣接して構成され、
前記第１基材と前記第２基材に夫々前記接合部構造が装着されており、前記接合部構造同士は共通の割竹で連結することができる。

前記枠体は、前記第１基材と略平行であって前記第２基材に略垂直な第３基材が更に接続して構成され、
前記第３基材に前記支持部が装着されており、前記割竹の１の曲部は前記第１杆部と前記第２杆部が、前記第３基材の前記支持部と前記押え部に挟み込まれて、前記押え部は固定具により前記支持部に固定することができる。

また、本発明の構造体は、上記記載の割竹を利用した枠体の補強構造を含んでいる。

本発明の割竹の接合部構造によれば接着剤を使わずとも割竹の外皮側の面を基材側にして曲部周辺を挟み込むことにより摩擦抵抗が大きく滑り防止効果を発揮し、更に割竹の変形抵抗も大きいため、強固に留め付けることができ、割竹の引張り強度を十分に発揮できる。

割竹は支持部と押え部で挟み込んで基材に固定している。すなわち、接着剤を用いていないので接着層が剥離することはない。割竹に直接孔を開けてボルトや釘等で止めるのではないから、その取付用の孔などの傷付きを防ぎ、これらから誘発されるヒビや割れを防止することができる。また、割竹の留め付けには、高価な接着剤や編み込み等も不要であり縁材が不要で簡便である。さらに、過剰な引張り力が割竹に加わった場合には割竹が破断する前に、割竹が滑ることで、その引張り力を逃して破断を免れることもできる。

本発明の割竹の接合部構造を利用した枠体の補強構造によれば、割竹は、上記接合部構造の支持部と押え部に屈曲した状態で挟み込まれて固定される。そして、枠体の接合部構造間に張られた割竹は、引張り筋交いや方杖として、枠体が外力を受ける際に、当該割竹が引張り応力を受ける場合には竹の有する引張り強度を発揮し枠体の変形に抗する補強効果を発揮する。また、圧縮応力を受ける場合には割竹が柔軟に外皮方向に撓んで圧縮方向の力を吸収し、破断することなく変形する効果を有する。

割竹は、外皮側を枠体となる基材側に向けているから、割竹は枠体に垂直な方向には膨らまない。従って、枠体に壁板等を取り付けて壁体などの構造体を構成した場合であっても、枠体の成す面と垂直方向（面外方向）に膨らんで割竹が構造体を破壊することはない。

割竹の材料となる竹は、日本を含むアジア圏で豊富に生息しているから、材料入手が容易であり、成長も早い再生可能材料として環境破壊に繋がり難い。

さらに、本発明の割竹の接合部構造を利用した枠体の補強構造は、固定具が増し締め可能なものであれば、柱と梁からなる枠体に対して割竹の装着後増し締めすることが何度でもできる利点がある。

加えて、外力作用や経年劣化によって割竹が損傷を受けた場合でも、割竹固定具を緩めて劣化損傷した割竹を取り外し、新たな割竹を装着することで、簡便に割竹の交換を行なうことができる。

接合部構造を利用した枠体の補強構造を利用した構造体については、枠体の変形がしにくく、また枠体に面状の内装材や外装材を貼り付けた壁体などの構造体とすることができる。この場合、特に両側が面材で挟まれた構造であれば、面材間に断熱材や吸音材等をいれることができるが、可撓性のある材料、例えば、繊維系や発泡材系のものを充填すれば、圧縮応力を受けた場合に割竹が撓んでも構造体が破壊することが無い。

図１は、本発明の一実施形態に係る接合部構造に利用される割竹の曲部を示す拡大斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る割竹の接合部構造を示す説明図である。 図３は、割竹の接合部構造を押え部側から見た説明図である。 図４は、割竹の接合部構造の分解図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る割竹の接合部構造を利用した枠体の補強構造を示す正面図である。 図６は、割竹の装着過程を示す説明図である。 図７は、支持部を基材に形成した取付溝に配置した説明図である。 図８は、支持部を基材に形成した取付溝に配置した写真である。 図９は、支持部を基材に形成した取付溝に配置した異なる実施形態を示す説明図である。 図１０は、支持部を１部材で形成した説明図である。 図１１は、割竹の装着パターンを示す説明図である。 図１２は、実施例に用いた接合部構造における割竹の固定度合を測定中の写真である。

＜割竹の接合部構造＞
図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る割竹の接合部構造８０につき以下説明する。

本発明において、割竹１０を構造材として使用したのは、竹がすぐれた引張り強度と圧縮強度、曲げ強度を有する自然素材であるためである。また、竹は、日本のみならずアジア圏内で大量に自生しており、また、その成長が早いことから、入手が容易なためである。

本発明の一実施形態において用いられる割竹１０は、図１に示すように、竹棹を維管束に沿って割り、曲げ加工によって内皮側１４に湾曲した曲部１２を有する。竹として真竹、淡竹、孟宗竹などを例示できる。割竹１０は、肉厚によって異なるが、幅４ｍｍ〜１４ｍｍとすることが好適である。また、使用する割竹１０の長さは、用途に応じて適宜決定することができる。割竹１０の肉厚は厚い方が強度的に好適であるが、本発明では割竹１０に曲部１２を形成して使用するため、曲げ加工によっても割竹１０にヒビや割れが生じないように４ｍｍ〜１２ｍｍ厚のものを使用することが好適であり、５ｍｍ〜８ｍｍ厚のものを使用することがより望ましい。なお、割竹１０の好適な幅や厚さは竹の種類によっても変動することに留意する。図５の実施形態では、割竹１０は幅１３±１ｍｍ、長さ２５００ｍｍ、厚さ６±１ｍｍである。なお、割竹１０の外皮と内皮は残っていてもよいし、肉厚を調整するために何れか一方又は両方を削いでも構わない。しかしながら、竹の皮をいじることは破断を誘発する虞がある。もっとも外皮・内皮は引張り強度を発現するため、剥がさないで使用することが好ましい。

割竹１０は、図１に示すように内皮側１４に湾曲した曲部１２を形成するよう曲げ加工が施される。曲げ加工は、曲部１２を加熱しながら行なうことでヒビや割れを防止できる。曲部１２は、３０°〜１７０°程度、望ましくは９０°〜１２０°程度に予め曲げ加工しておくことで、後述するとおり支持部３０に装着したときに支持部３０に沿った角度に倣って湾曲させることができる。また、割竹１０は内節（節板）落としをしておくことが望ましい。なお、割竹１０の曲部１２を挟んで延びる部分を杆部１５，１６（第１杆部と第２杆部）と称する。

図２乃至図４は、本発明の一実施形態に係る割竹の接合部構造８０を示している。割竹１０は、支持部３０と押え部４０によって、その曲部１２から延びる杆部１５，１６が挟み込まれた状態で装着される。なお、本実施形態では、接合部構造８０は、木材柱などの基材２２に１又は複数組みのボルト６６及びナット６７等で装着された取付部６０を介して配備しているが、基材２２に支持部３０を直接取り付けてもよい。

なお、本実施形態では、図３、図４、図８に示すように、割竹１０，１０を２列に並べて配置しているが、割竹１０は１列又は３列以上とすることもできるし、図８のように各列に割竹１０を複数重ねて使用することもできる。

支持部３０は、図２乃至図４に示すように、取付部６０に配備される。支持部３０は、下り傾斜した第１支持面３３を有する第１支持部３２と、上り傾斜した第２支持面３６を有する第２支持部３５によって形成することができる。支持部３０の材質は問わずプラスチック等でも構わないが、木材が好ましい。支持部３０として、割竹１０よりも柔らかい材料を用いることが割竹１０に割れや傷を与え難く好ましく、更に再生可能な自然材料である木材を使用することで、環境に配慮しながら加工を容易にすることができる。また、支持部３０を木材とすることで、割竹１０を挟み込んで押さえたときに、割竹１０の竹の凹凸の形状に合わせてめり込んで馴染んだりすることで滑りを抑えることもできる。支持部３０に好適な木材として、ヒノキ材を例示できる。

支持部３０の第１支持部３２と第２支持部３５は、支持面３３，３６が略くの字状に凹形成されるように配置される。第１支持面３３と第２支持面３６のなす角度は、割竹１０の曲部１２の角度を規定する。支持面３３と基材とのなす角度、支持面３６と基材とのなす角度は、接合部構造が装着配置される幾何学的角度に合わせることが好ましい。支持面３３と支持面３６とのなす角度は、２０°〜１７０°とすることが好適であり、９０°〜１２０°とすることが望ましい。支持面３３と支持面３６とのなす角度が１７０°よりも大きいと割竹１０の曲部１２の湾曲角度が小さくなる結果、曲部１２を形成したことによる滑り防止効果を得ることができない虞がある。一方、支持面３３，３６のなす角度が２０°よりも小さいと、割竹１０の曲部１２の湾曲角度が大きく、曲部１２にヒビや割れが生じる虞がある。

支持部３０は、基材２２に直接又は夫々取付部６０を介して装着することができる。取付部６０を介して支持部３０を基材２２に装着する場合、取付部６０は、その一実施形態として、角材に支持部３０が嵌まるコ字状の取付溝６２とその裏面に固定具５０のボルト５２を嵌める空間を確保するための凹み６３、及び、固定具５０が挿通する貫通孔６５（図４参照）を形成したものを例示できる。取付部６０は、図２に示すように、ボルト６６とナット６７、ネジ、金具等によって基材２２に取り付けることができる。そして、支持部３０は、取付溝６２に第１支持面３３と第２支持面３６が略くの字状の凹部を形成するよう配置する。支持部３０，３０どうしの間には、固定具５０が挿通可能な間隔を存しておくことが望ましい。

押え部４０は、図２乃至図４に示すように、支持部３０の第１支持面３３と第２支持面３６に夫々略平行な第１押え面４２と第２押え面４３とを有し、略くの字状に凸形成された形状の部材である。押え部４０の材質は問わないが、上記した支持部３０と同様の理由で木材を採用することが望ましい。図４は、押え部４０について、（ａ）は押え面４２，４３の先端を角面取加工した実施形態、（ｂ）は押え面４２，４３の先端を丸面取加工した実施形態である。

なお、支持部３０と押え部４０を共に木材から作製することで、割竹１０を挟み込んだときに、支持部３０と押え部４０に割竹１０のめり込み面が割竹１０の表裏に均等に存在でき、より割竹１０の表裏の凹凸に馴染むことから隙間が生じ難くすることができる。

押え部４０には、図４に示すように、固定具５０を挿通する貫通孔４５が開設されている。押え部４０は、くの字が半分に割られた複数の部材から作製することもできる。

固定具５０は、図２及び図３に示すように、割竹１０を挟んだ状態で押え部４０を支持部３０に向けて押し付けた状態で固定する。固定具５０は基材２２まで一体に或いは取付部６０まで一体に固定できることが好ましい。固定具５０として、ボルト５２とナット５３の組合せやクリップの如き締結手段を例示できる。なお、ボルト５２とナット５３を固定具５０として使用する場合、支持部３０又は取付部６０と押え部４０が陥没することを防止するため、十分な面積がある金属製プレート５５、ワッシャー５６を間に挿入しておくことが望ましい。また、固定具５０の締結強さを調整するために、バネ座金５７などのバネ材を挿入することがより望ましい。

固定具５０は、割竹１０を装着する際の支持部３０と押え部４０の隙間を増減したり、いつでも割竹の緊張度合を調整できるためにも締付けを自由にできるものが望ましい。この点でも、ボルト５２とナット５３の組み合わせが好適である。

また、割竹１０，１０を２列平行に配置した構成の場合、固定具５０は、割竹１０，１０間を通るように配置することにより、左右のバランスの採れた固定を行なうことができ好ましい。

然して、基材２２に夫々取付部６０を介して又は直接支持部３０を取り付け、曲部１２が支持面３３，３６間の隙間に位置するように割竹１０を押え部４０によって挟み込みつつ固定することで、割竹１０の接合部構造８０が形成される。割竹１０の止付けに際し、基材２２に支持部３０を取り付けた後、支持面３３，３６と押え面４２，４３どうしに余裕を持った隙間を存した状態で押え部４０を予め固定具５０によって仮固定しておき、割竹１０を形成された隙間に挿入しながら固定具５０で本固定することにより、割竹１０の装着を容易に行なうことができる。

本発明の割竹１０の接合部構造８０によれば接着剤を使わずとも割竹１０の外皮側の面を基材２２側にして割竹１０の幅を有効に使い強固に留め付けすることができ、割竹１０の引張り強度を十分に発揮できる。

また、割竹１０は支持部３０と押え部４０で挟み込んで固定している。すなわち、割竹１０に直接孔を開けてボルトや釘等で止めるのではないから、その取付用の孔などの傷付きを防ぎ、これらから誘発されるヒビや割れを防止することができる。また、割竹１０の止付けには、高価な接着剤や編み込み等も不要であり簡便である。さらに、過剰な引張り力が割竹に加わった場合には割竹１０が破断する前に、割竹１０が支持部３０と押え部４０との止付面で滑ることで、その引張り力を逃して破断から免れることもできる。

加えて、外力作用や経年劣化によって割竹１０が損傷を受けた場合でも、割竹１０の固定具５０を緩めて劣化損傷した割竹１０を取り外し、新たな割竹を装着することで、簡便に割竹の交換を行なうことができる。

＜枠体の補強構造＞
上記構成の割竹１０の接合部構造８０は、基材２２を組んでなる枠体２０の補強構造９０として採用することができる。割竹１０の接合部構造８０は割竹１０が、枠体２０の方杖又は両方杖として、また、筋交い等として接合部構造間の距離を維持するように、複数個配置される。以下、本発明の割竹１０の接合部構造８０を採用した枠体２０の補強構造９０の一実施形態について説明を行なう。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、上記説明と同じ引用符号は同じ部材を意味し、適宜その説明を省略する。

本発明の枠体２０の補強構造９０は、図５に示すような基材２２を接合してなる枠体２０において、複数の基材２２に割竹１０の接合部構造８０を採用したものである。複数の割竹１０の接合部構造８０は、枠体２０の内側に装着され、少なくとも２以上の接合部構造８０，８０を１の割竹１０で結ぶようにしている。

より詳細には、図５は、枠体２０として、木柱材である第１基材２２ａ、同第２基材２２ｂ、同第３基材２２ｃ、同第４基材２２ｄを矩形に組んだ枠体を例示している。枠体２０は、垂直に立設される第１基材２２ａと第３基材２２ｃの上下を第２基材２２ｂと第４基材２２ｄによって接合したものである。基材どうしは、ほぞつぎや三枚つぎなどの仕口、ボルト止め、金具止め等で接合することができる。もちろん、接合方法はこれらに限定されるものではない。

枠体２０について、図５の実施形態では、各基材は、断面１２０ｍｍ×１２０ｍｍ、第１基材２２ａと第３基材２２ｃは長さ２７００ｍｍ、第２基材２２ｂと第４基材２２ｄは長さ１６１０ｍｍ、第１基材２２ａと第３基材２２ｃの内寸法は７９０ｍｍである。

枠体２０を構成する基材は、材質は問わず、樹脂や竹や合成木材や金属製であってもよいが、木材が好ましく、木材種は針葉樹、広葉樹の何れでもよく、杉、ヒノキ、赤松、唐松、米松等を例示できる。本実施形態では、杉を使用している。

図５では、割竹１０の接合部構造８０を縦に延びる第１基材２２ａと第３基材２２ｃに夫々２基、また、割竹１０の端部１８を抑える割竹の端部固定構造８２を夫々１基配置している。また、横に延びる第２基材２２ｂと第４基材２２ｄには、割竹１０の接合部構造８０を夫々１基配置している。

より詳細には、図５では、割竹１０の接合部構造８０，割竹の端部固定構造８２は、割竹１０の杆部１５，１６が基材２２に対して夫々約４５°傾くように配置している。割竹の接合部構造８０，８０どうしを結ぶ割竹１０は、枠体２０の方杖（両方杖）となり、割竹の接合部構造８０と割竹の端部固定構造８２とを結ぶ割竹１０は、枠体２０の筋交いとなる。

割竹の端部固定構造８２とは、図９に示すように、割竹の一つの杆部を基材に固定するためのものであって、割竹の接合部構造８０と同様であるが、割竹の接合部構造８０が割竹１０の曲部１２をくの字状に挟み込み固定し両端に二つの杆部を有するのに対し、割竹の端部固定構造８２は割竹１０の曲部１２を有さずに、割竹１０の片側を挟み込み固定するようになっている。而して割竹１０を挟み固定した残りの端部１８を基材や取付け部に開けた空間を通して基材側又は基材の裏側に逃がすようにされている。

割竹１０を枠体２０に留め付けるために、基材２２には、夫々取付部６０を介して又は直接支持部３０を取り付け、各曲部１２が支持面３３，３６間の隙間に位置するように複数の割竹１０を押え部４０によって挟み込みつつ固定具５０で固定する。

なお、図７に示すように、基材２２に支持部３０を取り付けた後、支持面３３，３６と押え面４２，４３どうしに余裕を持った隙間を存した状態で押え部４０を予め固定具５０によって仮固定しておき、割竹１０を形成された隙間に挿入しながら固定具５０で本固定することにより、割竹１０の装着を容易に行なうことができる。また、これにより、曲部１２，１２間に位置する割竹１０の杆部１５，１６に略均等に張力を付与することができる。

割竹１０の端部１７，１８は、図５に示すように、自由端（符号１７）としてもよいし、端部１８を長く構成して、一方向のみに傾斜した支持面と押え面を有する支持部８３と押え部８４によって対向する基材側に挟み込んで固定する割竹の端部固定構造８２に留め付けるようにしてもよい。この場合、取付部６１は、割竹１０の端部１８が突き抜ける孔を形成し、割竹１０は、端部１８を長めに形成しておくことで、割竹１０は、支持部８３と押え部８４に余裕を持った長さで装着することができ、割竹１０が引張り力によって滑っても、割竹の端部固定構造８２から割竹１０の端部１８が抜けてしまうことが防止できる。

なお、枠体２０の補強構造９０においても、割竹１０の接合部構造８０と同様、図３及び図４に示すように、割竹１０は、２列以上に並べて配置したり、各列に割竹１０を幅方向に並べ、或いは、厚み方向に重ねて使用することで、強度向上を図ることができる。また、割竹１０，１０を２列平行に配置した構成の場合、固定具５０は、割竹１０，１０間を通るように配置することで、左右のバランスの採れた固定を行なうことができる。

上記構成の割竹１０の接合部構造８０，割竹の端部固定構造８２を採用した枠体２０の補強構造９０は、割竹１０が枠体２０の基材２２どうしを方杖又は筋交いとして連結するよう配置されている。そして、無負荷の状態においては、割竹１０は、基材２２間を夫々弛みなしに張力を持って懸架しているから、枠体２０の歪みやずれ、振動を抑えることができる。

たとえば、枠体２０に対して図５中矢印Ａ方向に外力が加わったとき、符号１５で示す杆部が一点鎖線で示すように、圧縮に対して柔軟な撓みによって外皮方向に膨らんで圧縮方向の力を吸収し、破断することなく変形する。一方、符号１６で示す杆部が引張り力を受けることで、引張り筋交いや方杖として竹の有する引張り強度によって引張り力に抗して補強効果を発揮する。これにより、枠体２０の変形を防止、すなわち、枠体２０の外力に対する応力を発生させるものである。割竹１０は、外皮側１３が枠体２０に向くよう配置されているから、符号１５で示す杆部の撓み方向は、一点鎖線で示すように枠体２０と略平行な方向となる。従って、枠体２０に面状の壁板（図示せず）が取り付けられていても、撓んだ割竹１０が面外に膨らまないため壁板に当たらず、壁板を破損させることもない。また、可撓性の断熱材を枠体の両面に面状の壁板で覆い内部に充填した場合であっても割竹１０の撓みにより壁体などの構造体が破損することがない。

同様に、図５中矢印Ｂ方向に外力が加わったときには、割竹１０は、上記とは逆に、符号１６で示す杆部が二点鎖線で示すように撓み、圧縮に対して柔軟な撓みによって外皮方向に膨らんで圧縮方向の力を吸収し、破断することなく変形する。また、符号１５で示す杆部が引張り力を受けることで、引張り筋交いや方杖として竹の有する引張り強度によって引張り力に抗して補強効果を発揮する。これにより、枠体２０の変形を防止する。この場合も割竹１０の撓み方向は二点鎖線で示すように枠体２０と略平行な方向であるから、撓んだ割竹１０が壁板を破損させることはない。

上記のように、割竹１０を枠体２０の構造補強材として利用することで、枠体２０の外力に対する強度を高めることができる。

なお、外力作用や経年劣化によって割竹１０が損傷を受けた場合でも、固定具５０を緩めて使用済みの割竹１０を取り外し、新たな割竹１０を装着することで、簡便に割竹１０の交換を行なうことができる。

上記実施形態では、支持部３０を基材２２に取付部６０を介して装着しているが、図７や図８に示すように、取付部６０に代えて基材２２自体に取付溝２３を形成して支持部３０を配置するようにしてもよい。図７は、基材２２を幅方向に横断するよう取付溝２３を形成した実施形態であり、図８の写真は、基材２２の幅方向略中央に取付溝２３を形成した実施形態である。図８を参照すると、割竹１０の節１１が参照できる。なお、図８は、割竹を２列且つ二重に重ねて配置している。

また、図９に示すように、基材２２の側面に取付溝２４を形成し、支持部３０を取付溝２４に配置するようにしてもよい。この場合、支持部３０は、支持面３３，３６と逆向きに傾斜する斜面３８，３８を形成した三角柱形状とし、押え部４０と対称形状の保持部４８を斜面３８，３８に当接するよう配置して、ボルト５２及びナット５３などの固定具５０によって押え部４０と保持部４８が接近するよう固定することが望ましい。これにより、押え部４０と保持部４８が支持部３０の支持面３３，３６と斜面３８，３８を押し付けることで楔効果によって強固な枠体２０の補強構造９０を実現できる。

さらに、上記実施形態では、支持部３０は、第１支持部３２と第２支持部３５の２つの部材で構成しているが、図１０に示すように、第１斜面３３と第２斜面３６を略くの字状に凹設した１つの部材で支持部３０を構成することもできる。この場合、割竹１０の曲部１２が支持部３０と押え部４０に挟まれて破損してしまうことがないように、支持部３０には、曲部１２が対向する位置に逃げ３９を設けて曲部１２が直接支持部３０に当たらないようにすることが望ましい。

図１１は、枠体２０に対する割竹１０の装着パターンを示している。なお、基材２２の図示は簡略化し、支持部、押え部、固定部は省略している。図１１（ａ）は、枠体２０に対して２列に構成した割竹１０，１０の配置をずらして端部の固定位置を変えている。これにより、図１の装着パターンに比べて補強力を高めることができる。図１１（ｂ）は、枠体２０の中央に横向きの補強杆２５を装着し、２列の割竹１０，１０の端部をずらして一周するように配置したパターンである。各割竹１０は、曲部１２が４箇所あるから枠体２０の補強力をより高めることができる。もちろん、割竹１０の装着パターンはこれらに限定されるものではない。図１１（ｃ）は、対向する基材２２ａ，２２ｃどうしを割竹１０で結んだ実施形態である。このように、対向する基材２２ａ，２２ｃどうしを割竹１０で連結することにより枠体２０の変形を抑止することもできる。

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

割竹１０に外力を加えて引っ張り、割竹の接続固定構造がどの程度の外力に耐えられるか測定した。具体的には、図１２の写真に示すように基材２２ａ、基材２２ｂ、基材２２ｃをそれぞれ直交するように組んだ枠体２０に対し、図２乃至図４と同様の割竹の接続固定構造８０を配置して、基材２２ａに接続固定構造８０ａ、基材２２ｂに接続固定構造８０ｂ、基材２２ｃに接続固定構造８０ｃを設置図６と同様の補強構造９０を作成した。なお、割竹１０の端部１７，１７は共に自由端である。割竹１０の中央の曲部１２ｂに対応する押え部４０ｂは仮固定とし、割竹１０に張力が加わらない状態から、固定具５０ｂを締め付けることで押え部４０ｂを支持部３０に接近させ、割竹１０の変位（割竹の初期位置からの引張りに際する移動）と、固定具５０ｂの締付けにより発生する力をボルトゲージ５２ｂにより測定した。

割竹１０の変位は、基材２２ａと基材２２ｂの間に懸架された割竹１０の中央１９０ａ，及び基材２２ｃと基材２２ｂとの間に懸架された割竹の中央１９０ｃの、接続固定構造８０ｂ方向への変位（移動距離）を基材２２ａの取付具に固定した変位計１９ａ，基材２２ｃの取付具に固定した１９ｃで測定した。外力は、接続固定構造８０ｂの固定具５０ｂのボルトを小刻みに締め付けていくことにより付与し、その小刻みに締め付ける毎に１９０ａ，１９０ｃの変位と、固定具５０ｂに計測棒ゲージが挿入内装されたボルトゲージ５２ｂにて検出される軸方向（下向き)の荷重とを測定した。試行回数は５回である。

なお、本実施形態における補強構造９０の詳細は以下のとおりである。
枠体２０は、基材２２ａ、２２ｃは杉の１２０ｍｍ×１２０ｍｍの角材を用いた。基材２２ｂは１２０ｍｍ×１８０ｍｍの杉角材を用いた。基材２２ａ及び基材２２ｃは長さ１５００ｍｍ、基材２２ｂの長さは１０３０ｍｍである。基材２２ａと２２ｃの内寸法は約７９０ｍｍ（芯々約９１０ｍｍ）である。接続固定構造８０ａ、８０ｂ、８０ｃは割竹１０が略４５度で渡るよう相互に配置した。
割竹１０は、真竹を厚さ６ｍｍ±１ｍｍ、幅１３ｍｍ±１ｍｍに加工し、固定具５０ｂを挟んでそれぞれ２列配置した。
支持部３０及び押え部４０は、ヒノキ材を使用した。
固定具５０ｂは、ボルト用ゲージ入り全ねじボルトであって、呼びＭ１２、φ１２ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、強度区分１０．９のものを使用した。ゲージは、首下長さ４８ｍｍの株式会社東京測器研究所製の常温埋め込み軸力ボルトゲージ ＢＴＭ−１Ｃであり、計測記録機器として、株式会社東京測器研究所製ＴＤＳ−１５０ ポータブルデータロガーとＳｗｉｔｃｈｉｎｇ ＢｏＸ ＦＳＷ−１０を組み合わせて使用した。
また、変位計１９ａ，１９ｃは、株式会社東京測器研究所の高感度変位計ＣＤＰ−５０を使用した。

その結果、固定具５０であるボルトゲージ５２ｂを締め付けていくにつれて、ボルトゲージ５２ｂの軸力（軸方向の荷重）が増大すると共に、割竹１０の中央１９０ａ，１９０ｃが固定具５０ｂに向けて変化（伸び又は移動による変位）していくことが変位計１９ａ，１９ｃによって確認された。割竹１０は破断せず、軸力荷重はある点でほぼ一定値で頭打ちになり維持していた。すなわち、割竹１０が、枠体２０に対して急激な耐力低下を引き起さずに、粘り強く割竹の引張り強度を活かしながら固定して外力に抵抗し、構造補強材として十分機能していることが観測された。

また、２か所に割竹の接合部構造を設置（接合部構造８０ａと接合部構造８０ｃ）した場合、最初に割竹１０の微小なたるみを除去する初期スリップ（荷重が増加しないまま変位が続く）がみられるが、その後は急速に荷重が増加しており割竹１０に引張り力が加わり外力に抵抗する様子が見て取れた。その後は、それ以上外力を付与しても変位が増加するのみで軸力荷重が上がらない状態に入った。その状態におけるボルトゲージ５２ｂにかかる最大荷重の５回試行した平均値は６．９４ｋＮであった。なお、軸力荷重が一定にもかかわらず変位が増加したのは接合部構造８０ａと接合部構造８０ｃにおいて割竹１０が支持部３０及び押え部４０との間で滑り、割竹１０に過大な負荷がかかるのを防いだためと思われる。

比較例として、図１２の接続固定構造８０ａ、接続固定構造８０ｃについて、支持部及び押え部に代えて、第１支持部３２の４５°下り傾斜した第１支持面３３（図４参照）に割竹を直接ビスで留め付けた接合部構造を作成した。なお、割竹には、ビスよりも直径の大きい先穴を割竹の先端から十分な余長を有する位置に開設し、ビスで第１支持面に固定した。試行回数は４回である。

そして、同様に固定具５０ｂを締め付けていくと、割竹は穴から維管束方向に割れが生じて破断した。割竹に破断が生じたときのボルトゲージ５２ｂの最大荷重の４回の平均は、２．４６ｋＮであった。すなわち、ビス止めの比較例は、本発明の接合部構造に比して約１／３の荷重にしか耐えることができないことがわかった。この結果からも、本発明の割竹の接合部構造は、耐力にすぐれる構造補強材として十分機能していることがわかる。

１０ 割竹
１２ 曲部
１３ 外皮側
１４ 内皮側
１５ 杆部（第１杆部又は第２杆部）
１６ 杆部（第２杆部又は第１杆部）
１７ 杆部
２０ 枠体
２２ 基材
３０ 支持部
３２ 第１支持部
３３ 第１支持面
３５ 第２支持部
３６ 第２支持面
４０ 押え部
４２ 第１押え面
４３ 第２押え面
５０ 固定具
６０ 取付部
８０ 割竹の接合部構造
８２ 割竹の端部固定構造
９０ 枠体の補強構造

Claims (4)

1. 基材に割竹を留め付する割竹の接合部構造であって、
   前記基材に装着される支持部と、前記支持部との間で前記割竹を挟み込む押え部と、前記押え部を前記支持部に固定する固定具と、を具え、
   前記割竹は、竹を維管束に沿う方向に割ってなり、外皮側が凸部、内皮側が凹部となるように湾曲した曲部と、前記曲部を挟んで延びる第１杆部と第２杆部を有しており、
   前記支持部は、下り傾斜した第１支持面と、上り傾斜した第２支持面によって略くの字状に凹形成される支持面を有し、
   前記押え部は、前記第１支持面と略平行な第１押え面と、前記第２支持面と略平行な第２押え面によって略くの字状に凸形成される押え面を有し、
   前記割竹は、前記第１杆部の外皮側が前記第１支持面、内皮側が前記第１押え面と当接し、前記第２杆部の外皮側第２支持面、内皮側が前記第２押え面に当接して配置されている、
   ことを特徴とする割竹を利用した割竹の接合部構造。
2. 前記支持部は、前記第１支持面の形成される第１支持部材と、前記第２支持面の形成される第２支持部材から構成される、
   請求項１に記載の割竹の接合部構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の割竹の接合部構造を利用した枠体の補強構造であって、
   前記基材を組んだ枠体の内周側の複数個所に前記割竹の接合部構造により前記割竹が留め付けられており、少なくとも２の前記割竹の接合部構造が、共通の割竹の杆部で結ばれている、ことを特徴とする枠体の補強構造。
4. 請求項３に記載の割竹を利用した枠体の補強構造を含む構造体。