JP6971790B2 - 木質柱用柱脚金物 - Google Patents

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Description

本発明は、木質柱と連結される差込体を、基礎上に設置される台座体にスリットを介して取り付ける構成を前提として、台座体を手間なく効率良く基礎上に固定することが可能で、設置作業性を格段に向上することができる木質柱用柱脚金物に関する。
木質柱を基礎側に固定するための木質柱用柱脚金物として、特許文献1が知られている。特許文献1の「柱脚用接合金具及び建築構造体」は、柱脚用接合金具の強度に大きな影響を与えず変形能力を向上させた柱脚用接合金具及びそのような柱脚用接合金具を使用して柱を支持するようにした建築構造体を提供することを課題とし、建築用の基礎の上に設置されて柱の下端を支持する柱脚用接合金具において、上下に間隔を開けて配置された受け板及びベース板と、受け板及びベース板の両端寄り位置に対向して配置された脚板とによって構築された方形のボックス部と、ボックス部の上部位置に立設され、受け板の脚板間に形成されたスリットに対してその下部側が挿入されて固定された差込み板とを備えるようにし、差込み板に下縁側に開口した切り欠き状凹部を形成して構成されている。
特許文献1では、差込み板は近接するスリットを構成する受け板との間と脚板との間で溶接によって固定され、切り欠き状凹部は差込み板の固定状態において下縁から受け板の上方位置まで及び、そして、差込み板は両脚板の間隔が狭まるため幅方向に圧縮され、また、差込み板の圧縮に伴って脚板は内側に寄せられて変形するようになっている。すなわち、差込み板は、切り欠き状凹部が両脚板間に位置するように、ボックス部内方に配置され、両脚板に溶接して固定されている。
特開2013−167133号公報
木質柱用柱脚金物は、断面寸法が木質柱と同寸の、例えば105角の、木質柱直下と木製土台側方との双方に納まる中空箱体形状のボックス部ないしは台座体を備えるのが一般的である。そして、この中空箱体形状のボックス部等の内部空間において、基礎に定着したアンカーボルトにナットを締結することで、当該ボックス部等を基礎上に設置固定するようにしている。ボックス部等の内部空間が狭いと、ナットの締結作業を手間なく効率良く行うことはできない。
特許文献1では、受け板のスリットを介してボックス部に挿入した差込み板を、当該ボックス部の両脚板に溶接するようにし、これにより、ボックス部内方に差込み板を配置する構成であることから、ボックス部内方の空間が狭く、締結作業に手間取るものであり、そして、適切な応力伝達を確保するために差込み板と両脚板との溶接長を長くすれば長くするほど、ナットの締結が至難となって、接合金物の設置作業性に劣るという課題があった。
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、木質柱と連結される差込体を、基礎上に設置される台座体にスリットを介して取り付ける構成を前提として、台座体を手間なく効率良く基礎上に固定することが可能で、設置作業性を格段に向上することができる木質柱用柱脚金物を提供することを目的とする。
本発明にかかる木質柱用柱脚金物は、中空箱体形状で、周囲一方に開口が形成され、底壁部が接合部材で基礎上に接合固定される台座体と、該台座体の天井壁部上に設置される木質柱の柱脚部に柱高さ方向へ差し込むための差込体と、上記台座体の上記天井壁部を貫通して形成され、上記差込体の下端接合部が挿入され溶接接合されるスリットとを備え、上記差込体の上記下端接合部は、その下縁が上記天井壁部の下面とほぼ面一となるように、該天井壁部の厚さに納まる寸法で形成され、前記天井壁部の前記下面に面する前記スリットの下縁には、前記差込体の前記下端接合部を溶け込み溶接するための開先が形成されることを特徴とする。
前記スリットは、前記天井壁部に、その中央部を避けて、周縁部に形成されることを特徴とする。
前記差込体は平面十字形状に形成され、該差込体には、木質柱に貫入されるドリフトピンを挿通するための孔部が、木質柱の横向き前後左右方向に向かうようにして形成されることを特徴とする。
平面十字形状の前記差込体は、2枚のプレート材から構成され、これらプレート材には、これらを互いに上下方向から嵌合させる縦向きの切り込みがそれぞれ形成され、該各切り込みは、一方の上記プレート材で他方の上記プレート材を挟持する幅狭部と、ドリフトピンが木質柱の横方向に移動するのを許容するための幅広部とを有することを特徴とする。
本発明にかかる木質柱用柱脚金物にあっては、木質柱と連結される差込体を、基礎上に設置される台座体にスリットを介して取り付ける構成を前提として、台座体を手間なく効率良く基礎上に固定することができ、設置作業性を格段に向上することができる。
本発明に係る木質柱用柱脚金物の好適な一実施形態を示す木造建物に使用している様子の正面図である。 図1に示した木質柱用柱脚金物の正面図である。 図2中、A−A線矢視断面図である。 図2に示した木質柱用柱脚金物の底面図である。 図2に示した木質柱用柱脚金物の天井壁部を説明する説明図である。 図2に示した木質柱用柱脚金物の差込体を説明する説明図である。 図2の木質柱用柱脚金物の天井壁部と差込体の組立状態を示す天井壁部を上方から見下ろした図である。 図2の木質柱用柱脚金物の天井壁部と差込体の接合状態を示す天井壁部を下方から見上げた図である。
以下に、本発明に係る木質柱用柱脚金物の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1は図1〜図4に示すように、主に、基礎2上に設けられる台座体3と、台座体3の上に設けられ、当該台座体3上に設置される木質柱4の柱脚部4aと連結するための差込体5とから構成される。
台座体3は、平板をU字状に折り曲げて形成されたU字状材により、底壁部3a及びこの底壁部3aの左右両端から立ち上げられた左右一対の側壁部3b,3cが形成され、U字状材の後部に溶接接合された平板材により、後壁部3dが形成されると共に、当該平板材及びU字状材の上部に溶接接合される平板材によって、天井壁部3eが形成されて構成され、これにより、台座体3は、側壁部3b,3c及び後壁部3dで周囲三方が塞がれ、周囲一方である前方に開口6(図3参照)が形成された剛強な中空箱体形状に形成される。方向の例示については、左右方向は前後方向であっても良いし、従って、前後方向は左右方向であっても良い。
台座体3は底壁部3aで基礎2上に設置される。この台座体3には、基礎2上に設けられて土台を構成する木質梁7が、前後左右方向から、その側壁部3b,3c及び後壁部3dや前方の開口6に対し突き当てる向きで配置される。また、台座体3の天井壁部3e上には、木質柱4の柱脚部4aが設置される。
木質柱4及び木質梁7は通常、同寸法の正方形断面で形成され、台座体3の外形寸法は、これら木質柱4及び木質梁7の断面寸法に合わせられて、これにより、台座体3の外形形態は、ほぼ立方体状の中空箱体状に形成される。
台座体3内方の中空な内部空間Sを区画形成する底壁部3aには、その中央に位置させて、台座体3を基礎2上に接合固定するための接合部材であるアンカーボルト8が挿通される穴部9が上下方向に貫通形成される。穴部9は、基礎2から上向きに突出されるアンカーボルト8の位置と、台座体3上に設けられる木質柱4の柱芯の位置との位置ずれを許容して、台座体3を基礎2上に設置できるように、アンカーボルト8のボルト径よりも大きな穴径で形成される。
左右一対の側壁部3b,3cのうち、一方の側壁部(図中、右側壁部3c)と後壁部3dとには、木質梁7の長さ方向端部に埋設される連結金具10のナット11と締結されて台座体3を木質梁7に連結するボルト12を挿通するための挿通孔13(図2及び図3参照)が適宜個数貫通形成される。
挿通孔13が形成されたこれら側壁部3c及び後壁部3dには、スペーサ14を介して、木質梁7の長さ方向端部が連結される。他方の側壁部(図中、左側壁部3b)については、別途基礎2に固定された木質梁7の長さ方向端部が、スペーサ14を介して、非接合で突き当てられるようになっている(図1参照)。
台座体3の天井壁部3e、すなわち天井壁部3eを構成する平板材には、追って詳述するが、図5にも示すように、台座体3に差込体5を組み付けるためのスリット15が上下方向に貫通形成される。図5(A)は、天井壁部(平板材)3eの底面図、図5(B)は、図5(A)中、B−B線矢視断面図である。
差込体5は、平坦なプレート材16を用いて形成され、木質柱4の柱脚部4aに柱高さ方向へ形成される切り溝に差し込むために、台座体3の天井壁部3e上に、木質柱4の高さ方向に立てて設けられる。プレート材16は、長さ方向を柱高さ方向に向けて用いられる。
本実施形態にあっては、差込体5は図6及び図7にも示すように、プレート材16を2枚一組用いて、平面十字形状に形成される。図6(A)は、2枚のうち、一方のプレート材16を示す正面図、図6(B)は、他方のプレート材16を示す正面図である。
差込体5を構成するプレート材16単体について、まず説明する。差込体5は、プレート材16が1枚で構成されていても良い。
差込体5を構成するプレート材16の上下方向の下方部分には、下向きで凹部16dが形成され、この凹部16dにより、プレート材16の下方部分の幅方向には、プレート材16の上方部分に比し、プレート材16の断面積が減少されて、プレート材16の長さ方向、すなわち木質柱4の高さ方向への引張変形能力に富んだ一対の脚部16aが形成される。
図1に示すように、プレート材16の上方部分には、木質柱4に形成されるドリフトピン挿通用のピン孔(図示せず)と連通され、木質柱4に貫入されるドリフトピン17が挿通される孔部16bがプレート材16の幅方向両側に同じ配列で、適宜個数形成される。木質柱4のピン孔からプレート材16の孔部16bに亘ってドリフトピン17が貫入されることにより、木質柱4とプレート材16とが一体的に連結される。
プレート材16の各脚部16aの下端側には、台座体3の天井壁部3eに形成されたスリット15に挿入される下端接合部16cが形成される。詳細には、脚部16aの下端側には、脚部16aの下縁から天井壁部3eの厚さ分の上下方向高さ位置(図中、寸法Hで示す。)に、凹部16dへ向けて、脚部16aを天井壁部3eの上面3fに係止させるための係止突起16eが形成され、この係止突起16eよりも下方がスリット15に挿入される下端接合部16cとして形成される。
下端接合部16cの上下方向寸法Hは、天井壁部3eの厚さ分の高さ位置に形成された係止突起16eにより、天井壁部3eの厚さに納まる寸法で形成される。そして、プレート材16の脚部16a、すなわち差込体5を台座体3に取り付ける際、係止突起16eは、天井壁部3eに係止されて脚部16aの上下方向位置決めとして機能し、スリット15に挿入された下端接合部16cは、その下縁(脚部16aの下縁)が天井壁部3eの下面3gとほぼ面一に位置決めされる。
本実施形態に係る差込体5は上述したように、2枚一組のプレート材16を平面十字形状に組み合わせて、互いに溶接接合して構成される。
一方のプレート材16には、上端から下方に向けて、上下方向に縦向きの切り込み18が形成されると共に、他方のプレート材16には、凹部16dの上端から上方へ向けて、上下方向に縦向きの切り込み18が形成され、そしてこれら切り込み18の長さ寸法を合わせた長さがプレート材16における上端から凹部16dに達する長さ寸法とされる。
2枚のプレート材16の切り込み18を互いに位置合わせし、これらプレート材16同士を互いに上下方向に相対的に移動させ嵌合させることで、図7に示すように、これら2枚のプレート材16で平面十字形状の差込体5が形成される。これらプレート材16の切り込み18それぞれには、柱高さ方向に沿う上下方向に、切り込み幅が狭い幅狭部18aと、切り込み幅が広い幅広部18bとが形成される。図示例では、上下2箇所の幅狭部18aの間に一つの幅広部18bが形成されている。
幅狭部18aの幅寸法は、一方のプレート材16の幅狭部18aで他方のプレート材16が挟持されるように、プレート材16の厚さ寸法程度に設定される。また、幅広部18bの幅寸法は、ドリフトピン17が木質柱4の横方向に移動するのを許容するために、プレート材16の厚さ寸法よりも大きな寸法に設定される。
平面十字形状に形成された差込体5は、一方のプレート材16の表裏が左右方向に向き、他方のプレート材16の表裏が前後方向に向くので、従って、ドリフトピン17を挿通するための孔部16bが、木質柱4の横向き前後左右方向に向かうように配列される。
また、差込体5には、各プレート材16それぞれに形成された2つずつの脚部16aにより、4つの脚部16aが備えられ、従って、4つの下端接合部16cが備えられる。従って、台座体3の天井壁部3eを形成する平板材には図5に示すように、スリット15が4つ形成される。
各スリット15は、天井壁部3eの周縁を画定する各辺の中央位置から天井壁部3eの中央へ向けて、下端接合部16cの幅寸法で切り込みを入れることで、天井壁部3eの周縁部3hに形成される。天井壁部3eは、前方の開口6の位置を除き、面外変形しやすい中央部を避けて、左右一対の側壁部3b,3c及び後壁部3dに剛に溶接接合される周縁部3hにスリット15が形成されていて、天井壁部3e自体の剛性、ひいては木質柱4と連結される差込体5に作用する力に対する支持強度が高く確保される。
スリット15には、天井壁部3eの下面3gに面する下縁に、差込体5であるプレート材16の下端接合部16cを天井壁部3eに、余盛りの少ない溶け込み溶接Wで接合するための開先15aが形成される。この開先15aが形成されたスリット15に差込体5の接合下端部16cを挿入して溶け込み溶接Wで接合することにより、図8に示すように、天井壁部3eの中央部を避けた位置に、言い換えれば、中央部を包囲するようにして周縁部3hに脚部16aが溶接接合される。
次に、本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1の作用について説明する。柱脚金物1を製作する際には、まず、台座体3の底壁部3a及び左右一対の側壁部3b,3cを構成するU字状材に、後壁部3dを構成する平板材を溶接接合する。また、2枚一組のプレート材16を十字形状に組み付けて、これにより差込体5を形成する。
そして、この差込体5の下端接合部5cを天井壁部3eを構成する平板材の、開先15aを有するスリット15に挿入し、天井壁部3eの下面3g側から開先15aに沿って溶け込み溶接Wを行い、これにより差込体5を天井壁部3eに接合する。
その後、差込体5が接合された天井壁部3eの下面3gを、左右一対の側壁部3b,3c及び後壁部3dの上部に溶接接合する。これにより、前方に開口6が形成された中空箱体形状の台座体3上に差込体5が設けられた木質柱用柱脚金物1が完成する。
本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1では、差込体5の下端接合部、すなわちプレート材16の脚部16aの下端接合部16cは、その下縁が天井壁部3eの下面3gとほぼ面一となるように、天井壁部3eの厚さに納まる寸法Hで形成されるので、中空箱体形状の台座体3内方は、天井壁部等の壁部3a〜3eで取り囲まれるだけであり、差込体5が突出することもなく、何らの突起物もないので、台座体3内方の中空の内部空間Sを、壁部3a〜3eの位置ぎりぎりまで、広く利用することができる。
この際、係止突起16eが、脚部16aにおける下端接合部16cを区分けし、そして天井壁部3eの上面3fに係止されるので、係止突起16eが位置決めとなって、下端接合部16cの下縁を天井壁部3eの下面3gに面一をなるようにして、差込体5が台座体3の内部空間Sへ突出することを確実に防止することができる。
差込体5の下端接合部16cは、天井壁部3eから突出されない寸法Hで形成され、スリット15に挿入されて溶接接合される際、天井壁部3eの下面3gに面するスリット15の下縁に形成された開先15aで余盛りの少ない溶け込み溶接Wで接合されるので、これによっても、台座体3内方の中空の内部空間Sを広く確保することができる。
差込体5と天井壁部3eとの溶接接合を天井壁部3eの上面3fで行うと、天井壁部3e上へ木質柱4を設置する際、溶接余盛りの除去や木質柱4の下面の成形など、別途の作業を要するが、本実施形態では、差込体5と天井壁部3eとの溶接を、天井壁部3eの下面3gで行うようにしたので、天井壁部3eの上面3fを平坦な面に維持でき、木質柱4を容易かつ適切に設置することができる。
本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1を利用した施工にあっては、基礎2から上方へ突出するアンカーボルト8を、台座体3の底壁部3aの穴部9に差し入れて、台座体3の底壁部3aを基礎2上に設置する。
次に、土台となる木質梁7を、左右いずれか一方(図1中、右方)及び後方の二方から、台座体3に突き合わせ、中空箱体形状の台座体3の中空の内部空間Sで、前方の開口6からの作業により、後壁部3d及び右方の側壁部3cに、スペーサ14を介して、二方向の木質梁7をボルト12で仮締めする。このボルト12の仮締めと相前後して、中空箱体形状の台座体3の内部空間Sで、前方の開口6からの作業により、ナット19を台座体3内方へ挿入して、アンカーボルト8に仮締めする。
次に、台座体3に立てて設けられる差込体5に柱高さ方向上方から木質柱4を建て込み、差込体5を木質柱4の柱脚部4aに差し込む。このようにして、木質柱4や土台の木質梁7と、台座体3との位置取りが定まったら、アンカーボルト8と穴部9との間に、両者の位置ずれなどで生じる隙間を塞ぐ、従来周知の偏心リングパーツ20を装着する。
その後、中空箱体形状の台座体3の中空の内部空間Sで、前方の開口6からの作業により、ナット19をアンカーボルト8に本締めすると共に、上記ボルト12を木質梁7に対し本締めする。これにより、本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1がアンカーボルト8を介して基礎2上に接合固定され、これと同時に、木質梁7及び木質柱4の位置が確定される。
本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1は、上述したように、台座体3の内部空間Sに、何らの突起物もないので、前方の開口6から実施されるアンカーボルト8へのナット19の締結作業や木質梁7を連結するためのボルト12の締結作業をスムーズに行うことができ、台座体3を手間なく効率よく基礎2上に設置することができて、設置作業性を格段に向上することができる。
その後、台座体3には、左方及び前方の二方から、残りの木質梁7が突き合わせる配置で設けられる。
次に、ドリフトピン17を、ピン孔を通じて木質柱4に貫入して、差込体5の孔部16bに挿通し、これにより木質柱4を木質柱用柱脚金物1と連結する。以上により、木質柱用柱脚金物1で木質柱4が支持される。
上述した施工手順は、一例であって、どのような手順で施工を行ってもよい。例えば、木質柱4にドリフトピン17のピン孔等を加工するプレカット工場における作業工程で、木質柱4に、本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1を予め連結し、柱脚金物1が取り付けられた木質柱4を現場に搬入して、基礎2上の所定の位置に建て込むようにしても良い。
本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1を用いた建物では、木質柱4に作用する引き上げ力は、ドリフトピン17を介して、台座体3上の差込体5に、上方への引き抜き力として作用する。この引き抜き力は、差込体5であるプレート材16によって、特に、凹部16dによって幅狭に形成されて木質柱4の高さ方向への引張変形能力に富んだ脚部16aによって支持することができ、木質柱4の負担を軽減して、構造性能を向上することができる。他方、木質柱4に作用する押し下げ力は、剛強な台座体3によって十分に支持することができる。
また、木質柱4と連結される差込体5が挿入されてこれを台座体3に接合するスリット15は、天井壁部3eの中央部を避けて、天井壁部3eの周縁部3hに形成されていて、この周縁部3hは、台座体3の左右一対の側壁部3b,3c及び後壁部3dと接合される剛強な部分なので、差込体5を、面外変形が生じやすい天井壁部3eの中央部に接合する場合に比べて、差込体5を高い強度で台座体3に固定支持することができ、これにより、木質柱4から作用する引き抜き力を十分に負担して支持することができる。
差込体5が平面十字形状に形成され、これにより、ドリフトピン17が挿通される孔部16bが、木質柱4の横向き前後左右に向かうように形成されるので、木質柱4に対してドリフトピン17を四方から多数貫入させて木質柱4と差込体5とを連結することができ、高い結合強度で木質柱4を木質柱用柱脚金物1に取り付けることができる。
平面十字形状の差込体5は、縦向きの切り込み18がそれぞれ形成された2枚のプレート材16を上下方向から互いに嵌合され、そして各切り込み18に、一方のプレート材16で他方のプレート材16を挟持する幅狭部18aと、ドリフトピン17が木質柱4の横方向に移動するのを許容するための幅広部18bとを形成したので、幅狭部18aでプレート材16同士の一体性を確保できることはもちろんのこと、幅広部18bは、木質柱4に、その柱高さ方向と直交する横向きに生じ得る引張応力を緩和する作用を奏する。
詳細には、木質柱4は、その高さ方向(長さ方向)に繊維方向が沿う一般部分では、繊維方向に作用する引張力に対し、企図した強度を発揮するが、木材の「くせ」や節目などの部分では、繊維方向と直交する向きに引張力が作用し、それによって破壊が生じてしまうおそれがあるため、繊維方向と直交する方向の引張応力を小さくすることが好ましく、特に、ドリフトピン17周辺で、このような引張応力の影響を少なくすることが求められる。
上記幅広部18bは、木質柱4の柱高さ方向に差し込まれるプレート材16に縦向きに形成される切り込み18を幅広にして形成されていて、これにより、切り込み18の両側の孔部16bに挿通されるドリフトピン17が、木質柱4の横方向、すなわち木質柱4の高さ方向(繊維方向)と直交する横方向に移動するのを許容するので、木質柱4に生じる繊維方向と直交する方向の引張応力を緩和して、木質柱4の破壊を防止することができる。
本実施形態に係る木質柱用柱脚金物1にあっては、差込体5を2枚一組のプレート材16から平面十字形状に形成した場合について説明したが、差込体5は、1枚のプレート材16から構成しても、あるいは、前方の開口6に対応する箇所にはスリット15を形成せず、天井壁部3eが接合される左右一対の側壁部3b,3c及び後壁部3dに対応する3箇所にスリット15を形成し、これらスリット15に下端接合部16cが挿入される形態の平面凸形態とした差込体5を用いるようにしても良い。
1 木質柱用柱脚金物
2 基礎
3 台座体
3a 底壁部
3e 天井壁部
3g 記天井壁部の下面
3h 天井壁部の周縁部
4 木質柱
4a 柱脚部
5 差込体
6 開口
8 アンカーボルト
15 スリット
15a 開先
16 プレート材
16b 孔部
16c 下端接合部
17 ドリフトピン
18 切り込み
18a 幅狭部
18b 幅広部
H 下端接合部の天井壁部の厚さに納まる寸法
W 溶け込み溶接

Claims (4)

  1. 中空箱体形状で、周囲一方に開口が形成され、底壁部が接合部材で基礎上に接合固定される台座体と、
    該台座体の天井壁部上に設置される木質柱の柱脚部に柱高さ方向へ差し込むための差込体と、
    上記台座体の上記天井壁部を貫通して形成され、上記差込体の下端接合部が挿入され溶接接合されるスリットとを備え、
    上記差込体の上記下端接合部は、その下縁が上記天井壁部の下面とほぼ面一となるように、該天井壁部の厚さに納まる寸法で形成され、
    前記天井壁部の前記下面に面する前記スリットの下縁には、前記差込体の前記下端接合部を溶け込み溶接するための開先が形成されることを特徴とする木質柱用柱脚金物。
  2. 前記スリットは、前記天井壁部に、その中央部を避けて、周縁部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の木質柱用柱脚金物。
  3. 前記差込体は平面十字形状に形成され、該差込体には、木質柱に貫入されるドリフトピンを挿通するための孔部が、木質柱の横向き前後左右方向に向かうようにして形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の木質柱用柱脚金物。
  4. 平面十字形状の前記差込体は、2枚のプレート材から構成され、これらプレート材には、これらを互いに上下方向から嵌合させる縦向きの切り込みがそれぞれ形成され、該各切り込みは、一方の上記プレート材で他方の上記プレート材を挟持する幅狭部と、ドリフトピンが木質柱の横方向に移動するのを許容するための幅広部とを有することを特徴とする請求項3に記載の木質柱用柱脚金物。
JP2017217672A 2017-11-10 2017-11-10 木質柱用柱脚金物 Active JP6971790B2 (ja)

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