JP6909380B2

JP6909380B2 - ラグスクリューボルトの連結構造及び連結方法

Info

Publication number: JP6909380B2
Application number: JP2019237724A
Authority: JP
Inventors: 昭岡部; 達夫稲田; 洋倉富
Original assignee: 株式会社トーネジ
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: JP2021105308A

Description

本発明は、木製板体を連結する際に使用するラグスクリューボルトの連結構造及び連結方法に関する。

木製板体を連結する際に使用する従来のラグスクリューボルトは、ボルト頭部に締付工具を装着して板体の下穴にねじ込む構成を成している。特許文献１に記載のラグスクリューボルト（接合金具）は、板体相互の結合強度を確保することができるというもので、ラグスクリューボルトの埋め込み方法について示されている。

特許文献１の埋め込み方法は、軸部の外径よりも小径の下穴を木質部材に穿設する工程と、下穴内に接着剤を充填する工程と、接着剤が充填された下穴に接合金具をねじ込む工程とによる埋め込み方法である。

一方、直交集成板（以下、ＣＬＴと称する）を鋼材に連結する構造の木・鋼ハイブリッド構造が知られている。この木・鋼ハイブリッド構造は、ＣＬＴがＲＣ造と同等の強度を持ち、ＲＣ造より数段軽量になるため、これまで不可能だった中高層ビルやスタジアム等への利用が可能になっている。

このような木・鋼ハイブリッド構造でビル型建物を構築する場合、ＣＬＴと鋼材との連結構造が極めて重要になっている。そのため、図８に示すように、鋼製梁Ｈの上面に頭なしのスタッド１０を溶接し、このスタッド１０を貫通させる貫通孔Ｑ３を木製板体Ｑ（ＣＬＴ）に設けておき、この貫通孔Ｑ３をスタッド１０に合わせて木製板体Ｑを落とし込み、スタッド１０と貫通孔Ｑ３との隙間にエポキシ樹脂１１を充填して木製板体Ｑと鋼製梁Ｈとを一体化する連結手段が採用されている。

ところが、エポキシ樹脂の使用に課題があり、これを使用せずに連結する方法が求められている。すなわち、エポキシ樹脂を充填するには、養生作業や充填作業、さらには充填したエポキシ樹脂が硬化するまで待つ時間が必要になるなど、多くの手間や工期を必要とするものであった。しかも、エポキシ樹脂が高価であり、建築コストの増加も招いていた。

そこで、鋼材に溶接するスタッドに代えて、図９に示すラグスクリューボルト２０を使用する連結手段が研究された。このラグスクリューボルト２０は、ボルトの後端部側に連結ボルトＲを連結する雌ネジを形成したボルトで、この連結ボルトＲで鋼製梁Ｈに木製板体Ｑをねじ止めするものである。

すなわち、木製板体Ｑ（ＣＬＴ）の連結端部側に下穴Ｑ１を形成し、この下穴Ｑ１にラグスクリューボルト２０を埋設しておく。一方、鋼製梁Ｈの連結部位にボルト挿通孔を開穿し、鋼製梁Ｈの下面からボルト挿通孔を通した連結ボルトＲと、鋼製梁Ｈ上面に設置する木製板体Ｑのラグスクリューボルト２０とをねじ止めして鋼製梁Ｈに木製板体Ｑを連結するものである。

特開２００７-７７６２９号公報

木製板体を連結する特許文献１のラグスクリューボルトは頭部に締付工具を装着し、この締付工具でラグスクリューボルトを木製板体の下穴にねじ込む構造である。そのため木製板体の連結端部には、ラグスクリューボルトをねじ込む下穴と共にラグスクリューボルトの頭部を埋設する座繰りと称する凹部を予め形成する必要がある。

しかも、特許文献１のラグスクリューボルトは、下穴内に接着剤を充填する構造なので、接着剤を充填する充填作業が別途必要になる。しかも、充填する接着剤が少なくならないように、また、下穴内にラグスクリューボルトをねじ込んだときに接着剤が溢れ出ないように適量に調整する必要があるなど、多くの注意や手間を要する。

一方、木・鋼ハイブリッド構造においても、ＣＬＴと鋼製梁とをラグスクリューボルトで連結する際に、木製板体Ｑ（ＣＬＴ）側にラグスクリューボルト２０の頭部を埋設する座繰りＱ２の形成が必要になっていた（図９参照）。そのため、この座繰りＱ２の凹部が深くなると、ラグスクリューボルト２０と連結ボルトＲとの緊締力が板体Ｑに伝達され難くなり、この凹部にエポキシ樹脂を充填する必要があった。

このように、従来のラグスクリューボルトを使用する場合に、必ず座繰りと称する凹部が必要になっており、この座繰りがラグスクリューボルトの連結強度を低下させる原因になっていた。そのため、低下した強度を高めるために、接着剤やエポキシ樹脂を充填する必要があることから、養生作業や充填作業、さらには充填した接着剤、エポキシ樹脂が硬化するまでの時間など多くの手間や工期を要するものであった。

そこで本発明は、上述の課題を解消すべく案出されたもので、木製板体を連結するラグスクリューボルトの連結構造において、座繰りや接着剤等を一切必要とせず、しかも、木・鋼ハイブリッド構造に使用するＣＬＴでも十分な強度で簡単に連結することができるラグスクリューボルトの連結構造及び連結方法の提供を目的とするものである。

上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、円柱状を成したボルト本体１の後端部４に連結ボルトＲをねじ止めする雌ネジ部３を形成し、該後端部４の側面から先端部側にかけてネジ山２を形成したラグスクリューボルトＬと、該ラグスクリューボルトＬの雌ネジ部３にねじ止めして連結金具Ｐを連結する連結ボルトＲと、該連結ボルトＲを挿通する貫通孔Ｐ１が形成されラグスクリューボルトＬの後端部４に連結する連結金具Ｐと、を備えたラグスクリューボルトの連結構造において、ラグスクリューボルトＬは、ボルト本体１のネジ山２の谷径寸法が、ＣＬＴからなる木製板体Ｑの下穴Ｑ１の寸法と一致するように形成された木・鋼ハイブリッド構造用のラグスクリューボルトＬとし、木製板体Ｑの連結端部に開穿した下穴Ｑ１にラグスクリューボルトＬのネジ山２をねじ込み、ラグスクリューボルトＬの後端部４に連結ボルトＲで連結金具Ｐを連結したときに、ラグスクリューボルトＬの後端部４と木製板体Ｑの連結端部とが連結金具Ｐに接する位置に固定されると共に、該ラグスクリューボルトＬに連結する角形鋼管状の連結金具Ｐを介して他の部材を連結するように構成したことにある。

第２の手段の前記連結金具Ｐは角形鋼管状を成し、前記木製板体Ｑの連結部に前記連結金具Ｐを埋設する略Ｌ字状の切欠部Ｑ３を形成するように構成したことにある。

第３の手段は、円柱状を成したボルト本体１の後端部４に連結ボルトＲをねじ止めする雌ネジ部３を形成し、該後端部４の側面から先端部側にかけてネジ山２を形成し、該ネジ山２を木製板体Ｑの連結端部に開穿した下穴Ｑ１にねじ込むラグスクリューボルトＬの連結方法において、ボルト本体１のネジ山２の谷径寸法は、ＣＬＴからなる木製板体Ｑの下穴Ｑ１の寸法と一致するように形成された木・鋼ハイブリッド構造用のラグスクリューボルトＬとし、フランジ付ボルトで形成された連結用のアタッチメント３０を、下穴Ｑ１にねじ込む前のラグスクリューボルトＬの雌ネジ部３にねじ止めし、該アタッチメント３０の頭部に締付工具Ｔを装着して木製板体Ｑの連結端部にフランジ３１が当接するまでラグスクリューボルトＬをねじ込んだ後、ラグスクリューボルトＬからアタッチメント３０を取り外し、木製板体Ｑに埋設されたラグスクリューボルトＬに角形鋼管状の連結金具Ｐを連結ボルトＲで連結し、該連結金具Ｐに他の部材を連結する連結方法である。

本発明の請求項１によると、連結金具Ｐと木製板体Ｑとが連結ボルトＲにて連結されたときに、ラグスクリューボルトＬの後端部４と木製板体Ｑの連結端部とが連結金具Ｐに接する位置に固定されたことにより、ラグスクリューボルトＬを使用して木製板体Ｑを連結する際に、座繰りＱ２や接着剤等を一切必要とせず、しかも、十分な強度で容易に連結することに成功した。

この結果、接着剤やエポキシ樹脂を充填する必要がないので、養生作業や充填作業、さらには充填した接着剤等が硬化するまでの時間など、多くの手間や工期をすべて省くことに成功した。さらに、高価な接着剤やエポキシ樹脂を使用しないので、工事コストも下げることができる。これらのことから、ラグスクリューボルトで木製板体を相互に連結する構造や、木・鋼ハイブリッド構造における連結構造など、多くの連結構造に使用することが可能になる。

さらに、連結金具Ｐを介して他の部材を連結するように構成しているので、木製板体Ｑに連結した連結金具Ｐを利用して他の木製板体Ｑや部材などと連結する作業が極めて簡略化され、作業時間を大幅に短縮することが可能になった。
また、木製板体ＱをＣＬＴとしたときに、ボルト本体１のネジ山２の谷径寸法を、木製板体Ｑの下穴Ｑ１の寸法と一致するように形成することで、ボルト本体１と木製板体Ｑとの一体化が極めて堅固になり、木製板体ＱとラグスクリューボルトＬとを強固に固定することができる。特に、木製板体ＱにＣＬＴを使用する木・鋼ハイブリッド構造において、十分な連結強度が得られるものである。
しかも、連結金具Ｐは角形鋼管状を成し、木製板体Ｑの連結部に連結金具Ｐを埋設する略Ｌ字状の切欠部Ｑ３を形成することにより、木・鋼ハイブリッド構造の木製板体Ｑに連結した連結金具Ｐを利用して他の木製板体Ｑや部材などを自由に且つ強固に連結することができる。

請求項２のように、連結金具Ｐは角形鋼管状を成し、木製板体Ｑの連結部に連結金具Ｐを埋設する略Ｌ字状の切欠部Ｑ３を形成することにより、木製板体Ｑに連結した連結金具Ｐを利用して他の木製板体Ｑや部材などを自由に且つ強固に連結することができる。

請求項３のごとく、ボルト本体１のネジ山２の谷径寸法は、ＣＬＴからなる木製板体Ｑの下穴Ｑ１の寸法と一致するように形成された木・鋼ハイブリッド構造用のラグスクリューボルトＬとし、フランジ付ボルトで形成された連結用のアタッチメント３０を、下穴Ｑ１にねじ込む前のラグスクリューボルトＬの雌ネジ部３にねじ止めし、該アタッチメント３０の頭部に締付工具Ｔを装着して木製板体Ｑの連結端部にフランジ３１が当接するまでラグスクリューボルトＬをねじ込むことで、接着剤を用いずにボルト本体１の後端部４と木製板体Ｑの連結端部とを正確かつ容易に一致させることができる。したがって、木・鋼ハイブリッド構造において、十分な連結強度が得られる。

しかも、木製板体Ｑに固定されたラグスクリューボルトＬに連結ボルトＲで角形鋼管状の連結金具Ｐを連結し、該連結金具Ｐに他の部材を連結する連結方法により、連結金具Ｐを利用して他の木製板体Ｑや部材などと連結する作業が極めて簡略化され、木・鋼ハイブリッド構造における作業時間を大幅に短縮することが可能になった。

本発明連結構造の一実施例を示す斜視図である。本発明のラグスクリューボルトを示す側面図である。本発明の連結作業を示す側断面図である。本発明のラグスクリューボルトを木製板体に固定した側断面図である。本発明連結構造の要部断面図である。本発明の連結金具にラグスクリューボルトを連結した側断面図である。本発明連結構造の他の実施例を示す斜視図である。従来のスタッドで鉄骨梁に直交集成板を連結した側断面図である。従来のラグスクリューボルトで鉄骨梁に直交集成板を連結した側断面図である。

本発明を図示例に基づいて説明する。本発明のラグスクリューボルトＬの構成は、円柱形状を成したボルト本体１の先端部側から後端部４までの側面にネジ山２を形成したもので、所謂、全ネジボルト状を成している（図２参照）。さらに、ボルト本体１の後端部に雌ネジ部３を形成している。そして、木製板体Ｑの連結端部に開穿した下穴Ｑ１に、このボルト本体１を予めねじ込んでおくものである（図４参照）。このボルト本体１の材質は選択可能であるが、強度の高いボルトを使用するのが好ましい。

図示のボルト本体１は、先端部側にテーパー５を施すことで、下穴Ｑ１への挿入を容易にしている（図２参照）。また、ボルト本体１の先端部側に形成するネジ山２は、このテーパー５に至るまで形成している。

下穴Ｑ１にボルト本体１をねじ込む際に、ボルト本体１の後端部４の位置と、木製板体Ｑの連結端部の位置、すなわち下穴Ｑ１の開口端部の位置とが一致するまで下穴Ｑ１にねじ込むようにする（図４参照）。

実験によると、木製板体ＱにラグスクリューボルトＬを連結する際に、座繰りＱ２を設けず、ボルト本体１の後端部と木製板体Ｑの連結端部とが直接連結金具Ｐに接する位置で連結すると、ボルト本体１と木製板体Ｑと連結金具Ｐとが堅固に一体化され、エポキシ樹脂を使用せずに十分な連結強度が得られることが分かった（図５参照）。このとき、ボルト本体１のネジ山２の谷径の寸法は、木製板体Ｑの材質により任意に設定することが可能である。

例えば、木製板体ＱとしてＣＬＴを使用したときの下穴Ｑ１を研究したところ、下穴Ｑ１の寸法を、ラグスクリューボルトＬのネジ山２の谷径寸法と同径に形成したときに、ＣＬＴとラグスクリューボルトＬとの密着性が高まることが分かった。

従来の木材相互を連結するラグスクリューボルトを仮にＭ３０とし、ネジ山２の谷径が直径２５mmの場合、施工上、直径２６mmの下穴Ｑ１が良いとされている。一方、木製板体ＱをＣＬＴとしたときに、ネジ山２の谷径が直径２５mmの場合、下穴Ｑ１の径も直径２５mmとするものである。この条件におけるラグスクリューボルトＬの引張試験によると、強軸、弱軸、板目、いずれも高い連結強度が得られ、ねじ込み作業の問題もなかった。さらに、ラグスクリューボルトＬの押し抜きせん断試験を行ったところ、強軸、弱軸、板目、いずれも高いせん断耐力が得られている。

図示の連結金具Ｐは角形鋼管状を成すと共に、該鋼管の各側面部を貫通する複数の貫通孔Ｐ１が形成されている（図６参照）。そして、貫通孔Ｐ１の内側から挿入した連結ボルトＲをラグスクリューボルトＬの後端部４にねじ止めするように構成している。このラグスクリューボルトＬは、木製板体Ｑの下穴Ｑ１に予め埋設しておくので、連結金具ＰにラグスクリューボルトＬを連結すると、木製板体Ｑの連結端部もまた連結金具Ｐと接する位置に固定される（図５参照）。

更に、木製板体Ｑの連結部に、角形鋼管状の連結金具Ｐを埋め込む略Ｌ字状の切欠Ｑ４を予め形成する（図１、図７参照）。そうすると、壁を構成する木製板体Ｑ相互を固定する場合や、この壁に天井用の木製板体Ｑを連結する場合など、この角形鋼管状の連結金具Ｐを介して容易に連結することができる（図１参照）。さらに、コンクリートの基礎ＳにアンカーボルトとしてラグスクリューボルトＬ埋め込んでおき、基礎Ｓと壁用の木製板体Ｑとを連結することも可能になる（図７参照）。

連結金具Ｐの角形鋼管のサイズは変更可能である。本発明では、ラグスクリューボルトＬに連結ボルトＲをねじ止めする際に、角形鋼管の内側のスペースを利用して連結ボルトＲのねじ止め作業を行う（図６参照）。したがって、連結金具Ｐを締付工具Ｔの使用が可能な大きさに形成すると作業の効率化を図ることができる。

本発明ラグスクリューボルトＬの連結方法は次のとおりである。まず、フランジ付ボルトで形成された連結用のアタッチメント３０を用意する。次に、下穴Ｑ１にねじ込む前のラグスクリューボルトＬの雌ネジ部３にこのアタッチメント３０をねじ止めする。さらに、この状態のアタッチメント３０の頭部に、締付工具Ｔを装着し、アタッチメント３０のフランジ３１が木製板体Ｑの連結端部に当接するまでラグスクリューボルトＬを下穴Ｑ１にねじ込む（図３参照）。

次に、下穴Ｑ１にねじ込まれたラグスクリューボルトＬからアタッチメント３０を取り外すと、フランジ３１の作用でボルト本体１の後端部４の位置と木製板体Ｑの連結端部の位置とが一致した状態になっている（図４参照）。このとき使用するアタッチメント３０は、雌ネジ部３から外し易くするために、雌ネジ部３よりも若干小径のフランジ付きボルトが使用される。そして、連結ボルトＲで連結金具Ｐと木製板体Ｑとを連結する（図５参照）。最後に、この連結金具Ｐを介して他の木製板体Ｑや基礎Ｓ等に連結するものである（図１、図７参照）。

尚、本発明ボルトの構造、寸法、材質などは図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で任意に変更することができるものである。

Ｈ鋼製梁
Ｐ連結金具
Ｐ１貫通孔
Ｑ木製板体
Ｑ１下穴
Ｑ２座繰り
Ｑ３切欠部
Ｒ連結ボルト
Ｓ基礎
Ｔ締付工具
Ｌラグスクリューボルト
１ボルト本体
２ネジ山
３雌ネジ部
４後端部
５テーパー
１０スタッド
１１エポキシ樹脂
２０ラグスクリューボルト
３０アタッチメント
３１フランジ

Claims

円柱状を成したボルト本体の後端部に連結ボルトをねじ止めする雌ネジ部を形成し、該後端部の側面から先端部側にかけてネジ山を形成したラグスクリューボルトと、該ラグスクリューボルトの雌ネジ部にねじ止めして連結金具を連結する連結ボルトと、該連結ボルトを挿通する貫通孔が形成されラグスクリューボルトの後端部に連結する連結金具と、を備えたラグスクリューボルトの連結構造において、
ラグスクリューボルトは、ボルト本体のネジ山の谷径寸法が、ＣＬＴからなる木製板体の下穴の寸法と一致するように形成された木・鋼ハイブリッド構造用のラグスクリューボルトとし、
木製板体の連結端部に開穿した下穴にラグスクリューボルトのネジ山をねじ込み、ラグスクリューボルトの後端部に連結ボルトで連結金具を連結したときに、ラグスクリューボルトの後端部と木製板体の連結端部とが連結金具に接する位置に固定されると共に、ラグスクリューボルトＬに連結する角形鋼管状の連結金具を介して他の部材を連結するように構成したことを特徴とするラグスクリューボルトの連結構造。
前記連結金具は角形鋼管状を成し、前記木製板体の連結部に前記連結金具を埋設する略Ｌ字状の切欠部を形成するように構成した請求項１記載のラグスクリューボルトの連結構造。
円柱状を成したボルト本体の後端部に連結ボルトをねじ止めする雌ネジ部を形成し、該後端部の側面から先端部側にかけてネジ山を形成し、該ネジ山を木製板体の連結端部に開穿した下穴にねじ込むラグスクリューボルトの連結方法において、
ボルト本体のネジ山の谷径寸法は、ＣＬＴからなる木製板体の下穴の寸法と一致するように形成された木・鋼ハイブリッド構造用のラグスクリューボルトとし、
フランジ付ボルトで形成された連結用のアタッチメントを、下穴にねじ込む前のラグスクリューボルトの雌ネジ部にねじ止めし、
該アタッチメントの頭部に締付工具を装着して木製板体の連結端部にフランジが当接するまでラグスクリューボルトをねじ込んだ後、ラグスクリューボルトからアタッチメントを取り外し、木製板体に埋設されたラグスクリューボルトに角形鋼管状の連結金具を連結ボルトで連結し、該連結金具に他の部材を連結することを特徴とするラグスクリューボルトの連結方法。