JP6991849B2

JP6991849B2 - 構造体の補強構造

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Publication number: JP6991849B2
Application number: JP2017241182A
Authority: JP
Inventors: 寛増子
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: JP2019108699A

Description

本発明は、柱や梁などの構造体の補強構造に関するものである。

近年、柱や梁などを、木の板の各層を互いに直交するように積層接着した直交集成材（ＣＬＴ；Cross Laminated Timber）から構成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このＣＬＴは、軽量であるだけでなく、直交積層であるため、高い寸法安定性が得られるだけでなく、断熱性にも優れており、かつ、プレキャスト化も容易であることから、木造住宅などに用いられている。

特開２０１７－５３１８７号公報

しかしながら、柱や梁などをＣＬＴで構築した場合には、剛性や耐力に問題があるため、これらの構造体を補強してやる必要があるが、補強部材として、鋼板を用いた場合には、柱材にＣＬＴを用いた場合の利点である軽量化の妨げになっていた。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、剛性や耐力を確保しつつ、軽量化やプレキャスト化が容易な補強部材を用いた構造体の補強構造を提供することを目的とする。

本発明は、芯材と、前記芯材の外周面を囲むように取付けられる補強板とを備えた構造体の補強構造であって、前記構造体が柱または梁または柱梁接合部で、前記補強板を囲む外枠と、前記補強板と前記外枠とを連結する隔壁と、前記外枠と前記補強板と前記隔壁との間に配置される断熱材、耐火材、もしくは、防火材を備え、前記補強板、前記外枠、及び、前記隔壁がセルロースナノファイバー（ＣＮＦ；cellulosenanofiber）から成ることを特徴とする。
なお、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）は、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）単体に限らず、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）と樹脂とを混合したＣＮＦ樹脂複合材、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）とセメントや石灰などの水硬性材料と混合したもの、または、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）とカーボンファイバーやアラミド繊維などの他の高強度繊維と混合したものを指す。
ここで、柱梁接合部とは、柱の梁との接合部、もしくは、上下の柱と梁との接合部を指す。なお、本発明の柱梁接合部は、柱と一体に作製された柱の一部であってもよいし、柱とは別体に作製されて、柱と梁とを接合する部材であってもよい。
また、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）から成る補強板には、板材の両面にセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）から成るシートを貼り付けて成るＣＮＦ複合板も含まれるものとする。
このように、芯材を、軽量でかつ引張強度が高いセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）から成る板材で覆ってやれば、構造物の軽量化を確保しつつ、構造体の剛性や耐力を向上させることができる。
また、前記補強板を囲むＣＮＦから成る外枠と、前記補強板と外枠とを連結するＣＮＦから成る隔壁とを設けるとともに、前記外枠と前記補強板と前記隔壁との間に断熱材を配置したので、断熱性を高めることができる。また、耐火材や防火材を配置すれば、耐火性や防火性を高めることができる。
また、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）は、成形が容易なので、板状だけでなく、枠状のものや井桁状のものなど、プレキャスト化が容易である。なお、上記のＣＮＦ樹脂複合材を用いれば、構造物に、難燃性等の特性を付与することも可能である。

また、補強板のうちの互いに対向する補強板同士を連結する内部補強板を設けたり、内部補強板を井桁状に配列したので、構造体の耐力が更に向上した。
また、前記芯材が、構造体の延長方向に延長する２本の柱状体から構成されている場合には、前記２本の柱状体を、接続面に垂直な方向に延長して、前記２本の柱状体を連結するセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）から成る連結部材、もしくは、前記接続面に垂直な方向に延長するセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）から成る補強板で補強された補強ブロックで連結すれば、構造体の剛性と耐力とを更に向上させることができる。
また、前記芯材を木材から構成したので、構造物を軽量化できるとともに、芯材も補強部材も木材を原料としているので、環境配慮設計についても実現できる。
また、前記芯材を直交集成材（ＣＬＴ；CrossLaminatedTimber）から構成したので、構造物の軽量化と剛性及び耐力の向上とをともに図ることができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態１に係る柱及び梁の補強構造を示す図である。柱梁接合部の一例を示す図である。柱及び梁の補強構造の他の例を示す図である。本実施の形態２に係る柱の補強構造を示す図である。本実施の形態３に係る柱及び梁の補強構造を示す図である。本実施の形態４に係る柱と梁の補強構造を示す図である。本実施の形態５に係る柱梁接合部を示す図である。柱梁接合部の補強方法を示す図である。本実施の形態６に係る柱梁接合部を示す図である。柱と梁と壁との接合部を示す図である。

実施の形態１．
図１は本実施の形態１に係る柱１０と梁２０の補強構造を示す図で、符号１０ａは、柱１０の梁２０との接合部である柱梁接合部である。
本例では、柱梁接合部１０ａを柱１０とを一体に構成した。
柱１０は、ＣＬＴ（Cross Laminated Timber）から成る芯材１１と、芯材１１の外周面を囲むように取付けられる４枚の補強板１２（１２１～１２４）とを備える。
本例では、補強板１２として、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ；cellulose nanofiber）を射出成形して成る板材を用いた。ＣＮＦは、植物の細胞壁を形作る、太さが４～１００ｎｍのセルロースの束から成り、主に、木材などを原料として製造されるもので、これを射出成形や押出成形、圧縮成形などにより、板状や枠状あるは筒状に成形したものが補強部材として用いられる。
ＣＮＦは、密度が鋼鉄の約１/５と低いだけでなく、引張強度が鋼鉄の約１０倍と高いので、このようなＣＮＦから成る補強板１２で、ＣＬＴから成る芯材１１を覆ってやれば、柱１０の軽量化を図ることをできるとともに、剛性や耐力を向上させることができる。
梁２０は、柱１０と同様に、ＣＬＴから成る芯材２１と、芯材２１の外周面を囲むように取付けられるＣＮＦから成る補強板２２とから構成されるので、梁２０の軽量化と、剛性及び耐力の向上を同時に実現することができる。なお、図１に示すように、梁２０とスラブ３０との間に、ＣＮＦから成る断面Ｌ字形の補強片２３を配置すれば、梁２０の剛性及び耐力を更に向上させることができる。
なお、本例では、柱１０の柱梁接合部１０ａを、柱１０と同様に、ＣＬＴから成る芯材１１と、４枚の補強板１２（１２１～１２４）とから構成した。
また、本例では、補強板１２，２２を、それぞれ、柱１０、柱梁接合部１０ａ、梁２０の芯材１１，２１の外周面に接着等により取付けるようにしているが、ボルト等の金具を用いて取付けてもよい。
また、本例では、芯材１１，２１を木材であるＣＬＴから構成するとともに、補強板１２，２２を、ＣＯ₂の削減効果を有するＣＮＦ構成から構成したので、環境配慮設計ができるという利点も有する。

なお、前記実施の形態１では、柱梁接合部１０ａを柱１０とを一体に構成したが、柱梁接合部１０ａを柱１０とは別体に作製して柱１０の上部に取り付けてもよい。
また、前記実施の形態１では、梁２０の外周面を全てＣＮＦから成る補強板２２で補強したが、図２（ａ）に示すように、柱梁接合部１０ａの梁２０の端部側のみを全てＣＮＦから成る補強板２２で補強し、中央部は２面（ここでは、上，下の面)のみを前記の補強板２２で補強しても、梁２０の剛性及び耐力を確保することができる。
なお、同図は、柱梁接合部１０ａを上側の柱１０ｂ、または、下側の柱１０ｃとは別体に作製して、上側の柱１０ｂ、または、下側の柱１０ｃに取付けている。
また、符号２０’は、柱梁接合部１０ａから紙面に垂直方向に延びる梁で、同図は、これらの梁２０’の柱梁接合部１０ａとの接合部の断面を示したものである。
また、柱梁接合部１０ａと梁２０との接合部は一体成形が困難である。そこで、図２（ｂ）に示すように、柱梁接合部１０ａと梁２０との接合部にＬ字形の補強片２３を設けて柱梁接合部１０ａと梁２０との結合度合いを高めるようにすれば、柱梁接合部１０ａと梁２０間の応力伝達が可能となるので、接合部に作用する剪断応力、曲げ剪断力、軸力等の各種応力に対する耐力を向上させることができる。
なお、上記のように、柱梁接合部１０ａは、図２（ａ）に示すように、下側の柱１０ｃの上部に上側の柱１０ｂを取り付ける場合にも用いられる。
また、前記実施の形態１では、芯材１１，２１としてＣＬＴを用いたが、構造用集成材や、単板積層材（ＬＶＬ；Laminated Veneer Lumber）などの他の木質材を用いてもよい。ＬＶＬは、複数の単板を繊維方向が互いに平行になるように積層接着したもので、主に、柱や梁のように細長い部材（軸材）として用いられている。なお、ＬＶＬは、各単板が乾燥処理されているので、割れや狂い等の発生が少ないなど、構造用集成材と同様の長所を有する。
また、芯材１１，２１がコンクリートやモルタルなどであっても、補強板１２，２２に鋼板を用いた場合に比較して、補強後の柱１０、柱梁接合部１０ａ、及び、梁２０を軽量化できる。
また、前記実施の形態１では、補強板１２，２２を構成する材料としてＣＮＦを用いたが、ＣＮＦと樹脂とを混合したＣＮＦ樹脂複合材を用いてもよいし、ＣＮＦとセメントや石灰などの水硬性材料と混合したものや、ＣＮＦとカーボンファイバーやアラミド繊維などの他の高強度繊維と混合したものを用いてもよい。
また、ＣＮＦから成る補強板１２，２２として、板材の両面にＣＮＦから成るシートを貼り付けた複合板を用いてもよい。

また、前記実施の形態１では、柱１０や柱梁接合部１０ａの芯材１１、及び、梁２０の芯材２１を柱状に成形された１本の柱状体から構成したが、柱１０の断面が大きい場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、ＣＬＴから成る柱部材１１Ａの外周面をＣＮＦから成る補強板１２Ａで覆った４個の柱部材１０１～１０４を接着して柱１０を構成するようにしてもよい。
あるいは、図３（ｂ）に示すように、柱１０を、複数本（ここでは、４本）の柱部材１１Ａから成る芯材１１と、この芯材１１を収納する筒状の補強体１２Ｂから構成してもよい。この場合も、芯材１１はＣＮＦから構成され、筒状の補強体１２ＢはＣＮＦから構成される。なお、筒状の補強体１２Ｂに代えて、図１に示した４枚の補強板１２（１２１～１２４）を、芯材１１の外周面に接着等により取付けた構成としてもよい。
あるいは、図３（ｃ）に示すように、筒状の補強体１２Ｂの内部に、補強体の互いに対向する面同士を連結する十字状の内部補強板１２Ｃを設ければ、柱１０の剛性と耐力とを更に高めることができる。このとき、芯材１１を構成する柱部材１１Ａは、筒状の補強体１２Ｂと内部補強板１２Ｃとに囲まれた空間に配置されて、筒状の補強体１２Ｂ内部補強板１２Ｃとに接着等により固定される。なお、十字状の内部補強板１２Ｃは成形にて一体に作製できるが、複数の板材を組み合わせて作製してもよい。
この場合も、筒状の補強体１２Ｂに代えて、図１に示した４枚の補強板１２（１２１～１２４）を用いてもよい。すなわち、補強板１２のうちの互いに対向する補強板（１２１と１２３、１２２と１２４）同士を連結する十字状の内部補強板１２Ｃを設けても、図３（ｃ）と同様の効果を得ることができる。
また、ＣＮＦから成る補強部材を用いた補強としては、図３（ｄ）に示すような、芯材１１の内部に複数本の補強棒１２Ｄを設ける構成としてもよい。このような構成としても、柱１０の軽量化を確保しつつ剛性と耐力とを高めることができる。
なお、柱梁接合部１０ａや梁２０についても、図３（ａ）～（ｄ）の柱１０と同様の構成とすれば、軽量化を確保しつつ剛性と耐力とを高めることができる。

実施の形態２．
図４（ａ）は、本実施の形態２に係る柱１０Ａの補強構造を示す図である。
柱１０Ａは、ＣＮＦから成る複数の補強板１２を井桁状に組み上げて成る補強部材（以下、井桁状の補強部材１４という）と、補強板１２間にそれぞれ配置されたＣＬＴから成る柱部材１１Ａとを備える。
柱部材１１Ａと井桁状の補強部材１４の各補強板１２とは、接着等により接合される。
本例の柱１０Ａと実施の形態１の柱１０とを比較すると、柱１０Ａの外周側に位置する柱部材１１Ａは、２面でしか補強されていないが、柱１０Ａ全体としては、内部にＣＮＦから成る井桁状の補強部材１４が配置されているので、実施の形態１の柱１０と同程度の剛性と耐力とを得ることができる。なお、同図に示すように、井桁の中心部１４Ｃを空洞としても、柱１０Ａの剛性と耐力とを十分に高めることができる。
なお、図４（ｂ）に示すように、外周部をＣＮＦから成る補強板１２（１２１～１２４）で覆うようにすれば、柱１０Ａの剛性と耐力とを更に高めることができる。
なお、柱梁接合部１０ａや梁２０についても、図４（ａ），（ｂ）柱１０Ａと同様の構成とすれば、軽量化を確保しつつ剛性と耐力とを高めることができる。

実施の形態３．
図５（ａ），（ｂ）は、本実施の形態３に係る柱１０Ｂ及び柱１０Ｃの補強構造を示す図である。同図に示すように、補強板１２により補強された芯材１１が複数（ここでは、２本）の柱部材１１Ａから構成されている場合には、同図に示すように、柱部材１１Ａ同士をＣＮＦから成る連結部材１５、もしくは、補強ブロック１６で連結してやれば、柱（柱１０Ｂ、柱１０Ｃ）剛性と耐力とを更に高めることができる。
柱１０Ｂで用いられる連結部材１５は、柱部材１１Ａ，１１Ａの接続面に垂直な方向に延長する連結片１５ａと、連結片１５ａの両端部に設けられる、連結片１５ａの幅よりも広い幅を有する係止片１５ｂとから構成される。本例の連結部材１５は、係止片１５ｂの幅を連結片１５ａの幅よりも広くすることで、連結片１５ａの両端部を柱部材１１Ａに確実に固定できる構成としたので、柱１０Ｂの剛性と耐力とを更に高めることができる。
なお、本例では、柱部材１１Ａ同士を２箇所で、連結部材１５により連結したが、中央の１箇所のみで連結してもよいし、３箇所以上であってもよい。
一方、柱１０Ｃでは、図５（ｂ）に示すように、柱部材１１Ａ，１１Ａを、ＣＮＦで補強された補強ブロック１６で連結した。
補強ブロック１６は、２本の柱部材１１Ａの接続面を含む領域に空隙部１６Ｓを設け、この空隙部１６Ｓに、２本の柱部材１１Ａの延長方向に垂直で、接続面に平行な方向に延長するＣＮＦから成る２本の補強片１６ａ，１６ｂと、これら補強片１６ａ，１６ｂ間に配置されるＣＬＴから成る挿入芯材１６ｃと、２枚の補強片１６ａ，１６ｂを連結する板状もしくは棒状の連結部材１６ｄとを備える。
このような、補強ブロック１６を２本の柱部材１１Ａ間に埋設することで、２本の柱部材１１Ａの接合強度を高めるようにすれば、剛性と耐力とに優れた柱１０Ｃを得ることができる。なお、柱部材１１Ａ，１１Ａ同士を、上記の柱１０Ｂの連結片１５ａで連結すれば、柱１０Ｃの剛性と耐力とを更に高めることができる。
なお、補強ブロック１６に代えて、図５（ｃ），（ｄ）に示すような、補強ブロック１６Ａ，１６Ｂを用いて柱部材１１Ａ，１１Ａ同士を連結してもよい。
補強ブロック１６Ａは、十字状の挿入芯材１６ｍの十字の延長方向の端部を、補強片１６ａ，１６ｂ及び補強片１６ａ’，１６ｂ’で補強するとともに、相対する補強片１６ａ，１６ｂ同士を板状もしくは棒状の連結部材１６ｄで連結し、相対する他の補強片１６ａ’，１６ｂ’同士を板状もしくは棒状の連結部材１６ｄ’で連結したものである。また、補強ブロック１６Ｂは、矩形状の挿入芯材１６ｎ各辺の内側を、補強片１６ａ，１６ｂ及び補強片１６ａ’，１６ｂ’で補強するとともに、相対する補強片１６ａ，１６ｂ同士を板状もしくは棒状の連結部材１６ｄで連結し、相対する他の補強片１６ａ’，１６ｂ’同士を板状もしくは棒状の連結部材１６ｄ’で連結したものである。
このような補強ブロック１６Ａ，１６Ｂを用いても、柱１０Ｃの剛性と耐力とを更に高めることができる。
なお、柱梁接合部１０ａについても、図５（ａ）～（ｄ）と同様の構成とすれば、剛性と耐力とを更に高めることができる。
また、図５（ｅ）に示すように、芯材２１が複数の梁部材２１Ａから構成されている梁２０Ｂでは、梁部材２１Ａ同士を、上記の連結部材１５と同様の、梁部材２１Ａ，２１Ａの接続面に垂直な方向に延長する連結片２５ａと、連結片２５ａの両端部に設けられる、連結片２５ａの幅よりも広い幅を有する係止片２５ｂとから構成される連結部材２５で連結すれば、梁２０の剛性と耐力とを更に高めることができる。
このとき、図５（ｆ）に示すように、連結部材２５の連結片２５ａ同士を板状もしくは棒状の連結部材２５ｃで連結する構成とすれば、梁２０Ｂの剛性と耐力とを更に高めることができる。この場合には、連結部材２５の係止片２５ｂを省略してもよい。

実施の形態４．
図６（ａ）は、本実施の形態４に係る柱１０Ｄの構成を示す図で、柱１０Ｄは、ＣＬＴから成る芯材１１と、芯材１１の外周面を覆うＣＮＦから成る補強板１２と、この補強板１２外側に配置された断面が長方形の筒状の外壁１７と、補強板１２と外壁１７とを連結する隔壁１８と、外壁１７と補強板１２と隔壁１８とにより囲まれた空間（以下、中空部１７Ｓという）に配置された断熱材１９とを備える。
本例では、外壁１７及び隔壁１８についても、ＣＮＦから構成した。
このような構成を採ることにより、軽量で、かつ、剛性と耐力が高いという特性に加えて、高い断熱性を有する柱１０Ｄを構築することができる。
なお、中空部１７を中空（空気）としても、断熱効果を得ることができるので、上記空間の一部もしくは全部を中空状としてもよい。
また、柱梁接合部１０ａについても、上記の柱１０Ｄと同様の構成とすれば、断熱性を向上させることができる。
なお、柱１０Ｄの断面寸法Ｂ×Ｄ、断熱材１９を囲む筒体の寸法ａ×ｂ、中空部１７の個数Ｎやサイズ、外壁１７の厚さｔ₁、補強板１２の厚さｔ₂、及び、隔壁１８の厚さｔ₃については、特に、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
図６（ｂ）は、柱１０Ｄに接合される梁２０Ｄの構成を示す図で、梁２０Ｄの場合にはスラブ３０側に断熱材２９を収納するための中空部２７Ｓを設けない以外は、柱１０Ｄと同様の構成で、ＣＬＴから成る芯材２１と補強板２２と筒状の外壁２７と隔壁２８と断熱材２９とを備える。断熱材２９は、梁２０Ｄの側面側と底部側（スラブ３０とは反対側）に配置される。なお、補強板２２のうち、上側の補強板２２ｕは、外壁２７方向に延長されて、外壁２７の側面と連結される。
このような構成を採ることにより、梁２０Ｄの断熱性を高めることができる。
このとき、同図に示すように、上側の補強板２２ｕからスラブ３０方向と芯材２１方向とに伸びる、上側の補強板２２ｕの延長方向に垂直な方向に延長する延長部２２ｖを設けて、梁２０とスラブ３０とを一体化すれば、梁２０の剛性と耐力を更に高めることができる。
なお、図は省略するが、上側の補強板２２ｕのスラブ３０側を構築する側から、芯材２１に達するボルトを貫通させ、このボルトの上側の補強板２２ｕ側をスラブ３０に固定してもよい。
また、本例では、スラブ３０を、デッキプレート３１とスラブコンクリート３２とから構成したが、実施の形態１のように、スラブ３０をＣＬＴから構成してもよい。
なお、同図の符号３３はデッキ受け、符号３４は、スラブコンクリート３２を補強するメッシュ筋である。また、スラブ３０から芯材２１に図示しないスタッドを貫入すれば、梁２０Ｄをスラブ３０に強固に連結することができる。
なお、前記実施の形態４では、中空部１７Ｓや中空部２７Ｓに断熱材１９を配置したが、断熱材１９に代えて、耐火材や防火材を配置すれば、柱１０Ｄや梁２０Ｄの耐火性や防火性を高めることができる。

実施の形態５．
図７は、本実施の形態５に係る柱梁接合部１０Ｔと梁２０Ｔとの接合部を示す横断面図で、柱梁接合部１０Ｔは、柱梁接合部本体１０Ｍと、梁２０Ｔと接合する接合部１０Ｎとを備える。なお、符号ＣＬは柱梁接合部本体１０Ｍのセンターラインである。
柱梁接合部本体１０Ｍは、図４（ｂ）に示した柱１０Ａと同様の構造で、井桁状の補強部材１４と、補強板１２間にそれぞれ配置されたＣＬＴから成る柱部材１１Ａ及び断熱材１９と、柱部材１１Ａの外周部を覆う４枚の補強板１２とを備えたもので、同図の右上の濃い色の枠が、柱梁接合部本体１０Ｍの補強部材である、井桁状の補強部材１４と４枚の補強板１２とを示している。
断熱材１９は、柱梁接合部本体１０Ｍの外周側で、梁２０Ｔの柱梁接合部本体１０Ｍとの接合部に位置する芯材２１と対向していない箇所に配置される。
柱梁接合部本体１０Ｍは、実施の形態４の柱１０Ｄの隔壁１８を内部まで延長して、対向する側の隔壁１８と連結したものと考えてもよい。
接合部１０Ｎは、同図の右上の淡い色で示す、井桁状の補強部材１４の補強板１２を梁２０の延長方向に延長する複数本の延長板１２Ｐ，１２ｐを備える。延長板１２Ｐは、最外部にＸ，Ｙ方向それぞれ２本づつ配置された延長板で、延長板１２ｐは、上記延長板１２Ｐの間にＸ，Ｙ方向それぞれ３本づつ配置された延長板である。
本例では、梁２０を４本とした。なお、同図のＷ₂₁で示す、延長板１２ｐ側に位置する延長板１２Ｐの間の寸法は、梁２０に挿入される芯材２１の幅寸法と同じ寸法に設定される。
また、延長板１２ｐの長さは、延長板１２Ｐの長さよりも長く設定されている。

梁２０Ｔは、芯材２１に、上記の長さの長い複数の延長板１２ｐを挿入するための３本の切り込み部２２ｐを形成した以外は、実施の形態４の梁２０Ｄと同様である。
柱梁接合部１０Ｔと梁２０Ｔとを接合する際には、上記の切り込み部２２ｐに、内側に位置する長さの長い方の延長板１２ｐを挿入して、延長板１２ｐと芯材２１とを接着すればよい。あるいは、図７に示すように、ボルト等の金具２１ｋにより、柱梁接合部１０Ｔの接合部１０Ｎと梁２０Ｔとを接合してもよい。
また、図８（ａ）に示すように、上側の柱１０ｂと柱梁接合部１０ａとを接続する際には、まず、上側の柱１０ｂの中空部１７Ｓに、底部から接合補強ブロック４１の上部側を挿入・固定する。そして、接合補強ブロック４１の上部側が挿入された上側の柱１０ｂを柱梁接合部１０ａ側に下降させた後、図８（ｂ）に示すように、接合補強ブロック４１を下部側を柱梁接合部１０ａの中空部１７Ｓに挿入・固定すれば、柱梁接合部１０ａの強度を更に高めることができる。
また、図８（ｃ）に示すように、下側の柱１０ｃと柱梁接合部１０ａについても、上記の接合補強ブロック４１を用いて接続してもよい。
なお、図８（ｂ），（ｃ）において、符号２０は、柱梁接合部１０ａの側面に取付けられた梁２０である。

実施の形態６．
図９（ａ）は、本実施の形態６を示す縦横断面図で、本例では、柱梁接合部１０ａの梁２０側で、梁２０に底部と接合する補強板１２ｕを梁２０側に突出させて梁側支持板１３ａを形成するとともに、梁２０に底部の補強板２２の柱１０側の端部と梁側支持板１３ａとを接合用ブロック４３で接合することで、柱梁接合部１０ａを補強する構成とした。
接合用ブロック４３は、梁２０に底部の補強板２２と梁側支持板１３ａとに接着剤で接着してもよいし、同図に示すように、梁側支持板１３ａと嵌合させてもよい。
また、柱梁接合部１０ａにて、上側の柱１０ｂと下側の柱１０ｃとを連結する際にも、柱梁接合部１０ａの梁２０との接合部の補強板１２ａの上端側と下端側とに、上方及び下方に突出させた柱上側支持板１３ｂと柱下側支持板１３ｃとを形成するとともに、上側の柱１０ｂの補強板１２ｂの下部と柱上側支持板１３ｂとを接合用ブロック４４ｂで接合し、下側の柱１０ｃの補強板１２ｃの上部と柱下側支持板１３ｃとを接合用ブロック４４ｃで接合すれば、柱梁接合部１０ａを強固に補強することができる。
なお、接合用ブロック４４ｂは、図９（ａ）に示すように、スラブ３０の上側に接する長さとしてもよいし、同図の破線で示すように、梁２０の上端まで延長してもよい。
接合用ブロック４４ｂ，４４ｃも、接合用ブロック４３と同様に、柱上側支持板１３ｂ及び柱下側支持板１３ｃに接着剤で接着してもよいし、柱上側支持板１３ｂ及び柱下側支持板１３ｃと嵌合させてもよい。
また、接合用ブロック４３，４４ｂ，４４ｃに代えて、芯材を差し込んでもよい。

また、柱１０の上下方向の連結部については、図９（ｂ）に示すように、接合用ブロック４３，４４ｂ，４４ｃに代えて、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に埋設される補強筋４５により、上側の柱１０ｃと柱梁接合部１０ａと下側の柱１０ｂとを連結してもよい。
なお、補強筋４５を埋設する際には、例えば、充填後に硬化する充填材等により、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に固定すればよい。
同様に、柱梁接合部１０ａと左右の梁２０とを、補強板２２内に埋設される補強筋４５により連結してもよい。
あるいは、図９（ｃ）に示すように、柱梁接合部１０ａと上側の柱１０ｂ、及び、柱梁接合部１０ａと下側の柱１０ｃとを、柱梁接合部１０ａ、及び、上下の柱１０ｂ，１０ｃの断面内を貫通するボルト等の締結金具４６を設けて、柱梁接合部１０ａを補強してもよい。なお、接合強度を上げるには、同図に示すように、締結金具４６は、柱梁接合部１０ａの柱上側支持板１３ｂと上側の柱１０ｂの補強板１２ｂ、及び、柱梁接合部１０ａの柱下側支持板１３ｃと下側の柱１０ｃの補強板１２ｃとに跨る金具取付板４７を介して連結することが好ましい。
また、図１０（ａ）に示すように、柱１０と梁２０との間に壁５０が構築される場合には、壁５０と柱１０との接合部と、壁５０と梁２０との接合部とに、差し込みプレートなどの補強板４８を配置すれば、接合部の剛性を更に高めることができるとともに、柱１０と梁２０と壁５０とを、相互の応力を伝達可能にした上で、無理なく接合することができる。
また、図１０（ｂ）に示すように、柱梁接合部１０ａの最外部の隔壁１８ｕを梁２０側に延長した延長部１２ｕを設けるとともに、実施の形態５と同様の延長板１２ｐを設け、延長部１２ｕ及び延長板１２ｐをボルト等の金具２１ｋにより芯材２１に固定してもよい。この場合、柱梁接合部１０ａと梁２０との間に、延長部１２ｕの厚さに相当する段差が生じるが、図１０（ｃ）に示すように、柱梁接合部１０ａの最外部の隔壁１８ｚを梁２０側に傾斜させるとともに、隔壁１８ｚを梁２０側で、かつ、梁２０の延長方向に延長した延長部１２zを設けるようにすればよい。このとき、梁２０の幅方向にて互いに対向する延長部１２ｚの梁２０の外側の間隔を、梁２０の幅と同じくなるように隔壁１８ｚを傾斜させれば、上記の段差をなくすことができるとともに、柱梁接合部１０ａと梁２０との間の歪を小さくすることができる。

１０柱、１１芯材、１２補強板、２０梁、２１梁の芯材、
２２梁の補強板、２３Ｌ字状の補強片、３０スラブ。

Claims

芯材と、前記芯材の外周面を囲むように取付けられる補強板とを備えた構造体の補強構造であって、
前記構造体が柱または梁または柱梁接合部で、
前記補強板を囲む外枠と、
前記補強板と前記外枠とを連結する隔壁と、
前記外枠と前記補強板と前記隔壁との間に配置される断熱材、耐火材、もしくは、防火材を備え、
前記補強板、前記外枠、及び、前記隔壁がセルロースナノファイバーから成ることを特徴とする構造体の補強構造。
前記補強板のうちの互いに対向する面同士を連結する内部補強板を更に設けたことを特徴とする請求項１に記載の構造体の補強構造。
前記芯材を、構造体の延長方向に延長する２本の柱状体から構成するとともに、
前記２本の柱状体を、
接続面に垂直な方向に延長して、前記２本の柱状体を連結するセルロースナノファイバーから成る連結部材、もしくは、前記接続面に垂直な方向に延長するセルロースナノファイバーから成る補強板で補強された補強ブロックで連結したことを特徴とする請求項１に記載の構造体の補強構造。
前記芯材中に、前記構造体の延長方向に延長する棒状の補強部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の構造体の補強構造。
前記芯材を木材から構成したことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の構造体の補強構造。
前記芯材を、木の板の各層を互いに直交するように積層接着した直交集成材から構成したことを特徴とする請求項５に記載の構造体の補強構造。