JP7003378B2

JP7003378B2 - 接合構造

Info

Publication number: JP7003378B2
Application number: JP2017151961A
Authority: JP
Inventors: 智裕飯田; 直木麻生; 厚周花井; 卓嗣安並; 徹宇佐美; 嵩明栗原; 真史梁田; 満竹内
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: JP2019031787A

Description

本発明は、接合構造に関する。

下記特許文献１には、木質の床材を梁へ接合した床構造が示されている。この床構造では、側面にスリットを形成した集成材を並べ、このスリットへＨ型鋼のフランジを挿入することで、集成材を連結して床材を形成している。また、Ｈ型鋼は床材の端部から延出され、この延出部分が鉄筋コンクリート梁へ埋設されている。

特開２０１７－２５５２４号公報

上記特許文献１の床構造では、集成材へＨ型鋼のフランジを挿入するために、スリットを形成する加工作業が必要である。また、Ｈ型鋼の延出部分を鉄筋コンクリート梁へ埋設するために、コンクリートの打設前に床材を所定の位置に配置し、梁鉄筋とＨ型鋼とを固着する必要がある。このため、梁のコンクリートを打設する作業を、床材が仮組された状態で行う必要があり、作業が煩雑となる。

本発明は、上記事実を考慮して、梁へ木質床版を接合する作業手間を軽減することを目的とする。

請求項１の接合構造は、梁と、前記梁に固定され、前記梁の上面から突出した突出部材と、前記梁に支持された状態で、上下方向に形成された貫通孔へ前記突出部材が挿入された木質床版と、前記貫通孔へ充填された充填材と、を備え、前記充填材は前記木質床版の上部に打設されたスラブコンクリートである。

請求項１の接合構造によると、突出部材及び木質床版の貫通孔へ充填された充填材を介して、梁と木質床版との間で水平力が伝達される。つまり、木質床版の貫通孔へ充填材を充填するだけで、木質床版が梁へ接合される。このため、予め木質床版へ複雑な加工を施す必要がなく、現場作業も軽減できる。これにより、木質床版を梁へ接合する作業手間を軽減することができる。

一態様の接合構造は、前記突出部材はスタッドであり、前記充填材は前記木質床版の上部に打設されたスラブコンクリートである。

一態様の接合構造によると、木質床版とスラブコンクリートによって合成床が形成される。この合成床は、木質床版の貫通孔へ充填されたスラブコンクリートとスタッドとの間の支圧力により、梁との間で上下方向の力が伝達される。これにより、木質床版と梁との間で、水平力だけでなく上下方向の力を伝達できる。
請求項２の接合構造は、前記突出部材はスタッドであり、前記貫通孔から突出していない。

請求項３の接合構造は、前記貫通孔へ鋼管が挿入されている。

請求項３の接合構造によると、貫通孔が鋼管で補強されている。これにより、木質床版に水平力が作用して貫通孔の内壁が突出部材及び充填材から支圧力を受けた際、この支圧力を分散できる。このため貫通孔が損傷しにくい。
請求項４の接合構造は、前記貫通孔及び前記突出部材が、前記木質床版の短手方向における両端部を含む位置に配置されている。
請求項５の接合構造は、前記貫通孔が、２枚の前記木質床版の接合面において、それぞれの接合面に形成された２つの端部溝が組み合わされて形成されている。
請求項６の接合構造は、前記木質床版の端面には凸部と凹部とが交互に形成されており、前記梁に載せ掛けられた一方の前記木質床版における前記凸部と、他方の前記木質床版における前記凹部とが、互いに係合している。

本発明に係る接合構造によると、梁へ木質床版を接合する作業手間を軽減できる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る接合構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるスラブコンクリートを省略した平面図である。（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る接合構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるスラブコンクリートを省略した平面図である。（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る接合構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるスラブコンクリートを省略した平面図である。（Ａ）は本発明の第４実施形態に係る接合構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるスラブコンクリートを省略した平面図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る梁を鉄筋コンクリート製としてボルト頭を埋設した変形例を示す立断面図であり、（Ｂ）は梁を鉄筋コンクリート製としてフック付ボルトのフック部を埋設した変形例を示す立断面図であり、（Ｃ）は梁を鉄筋コンクリート製としてスリーブを埋め込んだ変形例を示す立断面図であり、（Ｄ）は梁を木質梁とした変形例を示す立断面図である。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る接合構造は、図１（Ａ）に示すＨ型鋼で形成された梁１２と、木質床版４０との接合構造である。この接合構造は、梁１２と、梁１２の上面から突出したスタッド２０と、梁１２に支持された状態で、上下方向に形成された貫通孔４０Ｈへスタッド２０が挿入された木質床版４０と、貫通孔４０Ｈへ充填されると共に木質床版４０の上部に打設されたスラブコンクリート７０と、を備えている。

スタッド２０は、棒鋼２０Ｂの頂部に、棒鋼２０Ｂの軸方向と交わる方向へ突出するフランジ２０Ｆを備えた応力伝達部材であり、棒鋼２０Ｂの下端面が梁１２における上フランジ１２Ｆの上面に溶接されている。また、スタッド２０は、上フランジ１２Ｆの上面において、ウェブ１２Ｗの左右側にそれぞれ溶接され、図１（Ｂ）に示すように梁１２の延設方向に沿って２列で配置されている。なお、スタッド２０は本発明における突出部材の一例である。

木質床版４０はＣＬＴで形成された平板であり、長手方向（Ｘ方向）の両端部が、互いに隣接する梁１２の上フランジ１２Ｆにそれぞれ載せ掛けられて支持されている。木質床版４０において、梁１２の上フランジ１２Ｆに載せ掛けられた部分には円筒形状の貫通孔４０Ｈが形成されており、この貫通孔４０Ｈには、外径が貫通孔４０Ｈの内径と略一致する鋼管３０が挿入されている。この鋼管３０は、木質床版４０を梁１２に載置する前に予め貫通孔４０Ｈへ装着しておく。

そして木質床版４０が上フランジ１２Ｆに載せ掛けられた状態では、貫通孔４０Ｈ及び鋼管３０の内側に、スタッド２０が配置されている。

木質床版４０は、梁１２の両側に載せ掛けられた状態で、互いに隙間（幅Ｗ１）を空けて対向配置されている。また、木質床版４０は、図１（Ｂ）に示すように、梁１２の延設方向（Ｙ方向）に沿って複数敷き並べられている。

貫通孔４０Ｈは、それぞれの木質床版４０の短手方向（Ｙ方向）に沿って複数設けられており、梁１２にはそれぞれの貫通孔４０Ｈに対応する位置に、スタッド２０が固定されている。なお、貫通孔４０Ｈは、木質床版４０の短手方向（Ｙ方向）において少なくとも両端部付近に設けられている。

スラブコンクリート７０は、図１（Ａ）に示すように木質床版４０の上部に打設され、また、梁１２の上で対向する木質床版４０の間（充填部７０Ａ）と、貫通孔４０Ｈ及び鋼管３０の内側（充填部７０Ｂ）とに充填されている。

（作用・効果）
第１実施形態の接合構造によると、スタッド２０及び木質床版４０の貫通孔４０Ｈ（充填部７０Ｂ）へ充填されたスラブコンクリート７０を介して、梁１２と木質床版４０との間で水平力が伝達される。つまり、木質床版４０を梁１２の上に載置した後、木質床版４０の貫通孔４０Ｈへコンクリートを充填するだけで、木質床版４０が梁１２へ接合される。このため、木質床版４０に対しては、予めホールソー等を用いて貫通孔４０Ｈを形成しておけばその他に複雑な加工を施す必要がない。これにより、木質床版を梁へ接合する作業手間を軽減することができる。

また、木質床版４０の貫通孔４０Ｈが鋼管３０で補強されている。これにより、木質床版４０に水平力が作用して貫通孔４０Ｈの内壁がスタッド２０及び充填部７０Ｂのコンクリートから支圧力を受けた際、この支圧力を分散できる。このため貫通孔４０Ｈ及び木質床版４０が損傷しにくい。

また、木質床版４０の上部にはスラブコンクリート７０が打設されるため、木質床版４０とスラブコンクリート７０とによって合成床が形成される。この合成床は、木質床版４０の貫通孔４０Ｈ（充填部７０Ｂ）へ充填されたスラブコンクリートとスタッド２０のフランジ２０Ｆとの間の支圧力により、梁１２との間で上下方向の力を伝達できる。これにより木質床版４０の端部に曲げモーメントが作用した際に、この曲げモーメントを梁１２へ伝達することができる。

また、木質床版４０は梁１２の両側に載せ掛けられており、その隙間（充填部７０Ａ）にはコンクリートが充填されている。このコンクリートを介して、梁１２の両側にそれぞれ載せ掛けられた木質床版４０の間で水平力を伝達する効果を高めることができる。

なお、梁１２と木質床版４０とは、充填部７０Ａのコンクリートがない場合でも、スタッド２０及び充填部７０Ｂのコンクリートにより水平力を分散できる。このため、梁１２の両側に載せ掛けられた木質床版４０の間には、必ずしもコンクリートを充填する必要はなく空洞としてもよいし、あるいは２つの木質床版を突き付けて配置してもよい。

また、第１実施形態において貫通孔４０Ｈ及びスタッド２０は、図１（Ｂ）に示すように、木質床版４０の短手方向における両端部付近に配置されている。このため、木質床版４０に矢印Ｍで示す回転力が加わった際に、両端部に作用する互いに逆向きの引張力Ｔ１、Ｔ２を、効率的に梁１２へ伝えることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る接合構造では、スタッド２０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように梁１２の上フランジ１２Ｆの上部において、梁１２の延設方向に沿って１列配置されている。また、スタッド２０に対応する位置に貫通孔４２Ｈを備えた木質床版４２が、１枚載せ掛けられて支持されている。そして、貫通孔４２Ｈの内側には鋼管３０が配置されている。

木質床版４２の上部にはスラブコンクリート７０が打設され、スラブコンクリート７０は、貫通孔４２Ｈ及び鋼管３０の内側（充填部７０Ｂ）にも充填されている。

この接合構造は、例えば木質床版４２の両端部だけでなく中央部などを下方から支持する場合に適用される。あるいは、梁１２が建物の外壁に面しており、両側にスラブを設ける必要がない場合（この場合における木質床版４２及びスラブコンクリート７０の端面を、図２（Ａ）に二点鎖線Ｅで示す）に適用される。

第２実施形態に係る接合構造においては、スタッド２０及び木質床版４２の貫通孔４２Ｈ（充填部７０Ｂ）へ充填されたスラブコンクリート７０を介して、梁１２と木質床版４２との間で水平力が伝達される。

第２実施形態に係る接合構造のその他の構成及び効果については、第１実施形態において等しい符合をつけた構成及び効果と同様であり、説明を省略する。以下に示す各実施形態についても同様である。

［第３実施形態］
第３実施形態に係る接合構造では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように木質床版４４の長手方向（Ｘ方向）の端部が、梁１２の上フランジ１２Ｆの両側に載せ掛けられている。そして、上フランジ１２Ｆの両側にそれぞれ載せ掛けられた２枚の木質床版４４は、互いの端面が接するように配置されている。

また、それぞれの木質床版４４の端面には、軸方向が上下方向に沿う半円筒形状の端部溝４４ＨＧが形成されており、２つの木質床版４４における端部溝４４ＨＧは互いに対向するように配置されている。これにより、２枚の木質床版４４の接合面には、２つの端部溝４４ＨＧが組み合わされた円筒形状の貫通孔４４Ｈが形成されている。そして、この貫通孔４４Ｈの内側には鋼管３０が配置されている。

スタッド２０は、第２実施形態と同様、梁１２の上フランジ１２Ｆの上部において、梁１２の延設方向に沿って１列配置されている。また、このスタッド２０は、木質床版４４の貫通孔４４Ｈに挿入されている。

木質床版４４の上部にはスラブコンクリート７０が打設され、スラブコンクリート７０は、貫通孔４４Ｈ及び鋼管３０の内側（充填部７０Ｂ）にも充填されている。

第３実施形態に係る接合構造においては、スタッド２０及び木質床版４４の貫通孔４４Ｈ（充填部７０Ｂ）へ充填されたスラブコンクリート７０を介して、梁１２と木質床版４４との間で水平力が伝達される。

また、第１実施形態の木質床版４０、４２は、貫通孔４０Ｈ、４２Ｈにスタッド２０を挿通させるように、スタッド２０の上方から設置する必要があるが、第３実施形態の木質床版４４は、２つの木質床版４４のそれぞれの端面における端部溝４４ＨＧを組合わせて貫通孔４４Ｈが形成されているため、スタッド２０の上方から設置してもよいし、側方から横方向にスライドさせて設置してもよい。このため施工しやすい。

［第４実施形態］
第４実施形態に係る接合構造では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように木質床版４６の長手方向（Ｘ方向）の端部が、梁１２の上フランジ１２Ｆの両側に載せ掛けられている。木質床版４６の端面には、凸部４６Ａと凹部４６Ｂとが交互に形成されており、上フランジ１２Ｆの両側に載せ掛けられた一方の木質床版４６における凸部４６Ａと、他方の木質床版４６における凹部４６Ｂとが、互いに係合している。

凸部４６Ａは、梁１２の延設方向（Ｙ方向）に沿う頂辺４６ＡＴと、頂辺４６ＡＴの両端から木質床版４６へ向かって互いに離れる方向に延出された側辺４６ＡＳと、で形成された台形状の突出部である。また、凹部４６Ｂは、隣接する凸部４６Ａの間にある梁１２の延設方向（Ｙ方向）に沿う辺である。

木質床版４６においては、凸部４６Ａに貫通孔４６Ｈが形成されており、貫通孔４６Ｈは、頂辺４６ＡＴ、側辺４６ＡＳまでの距離ＬＴ、ＬＳがそれぞれ等しい位置に形成されている。そして、この貫通孔４６Ｈの内側には鋼管３０が配置されている。

また、スタッド２０は、梁１２の上フランジ１２Ｆ上において、梁１２の延設方向に対してジグザグ状に配置され、上フランジ１２Ｆの両側から載せ掛けられた木質床版４６に形成された貫通孔４６Ｈへそれぞれ挿入されている。

木質床版４６の上部にはスラブコンクリート７０が打設され、スラブコンクリート７０は貫通孔４６Ｈ及び鋼管３０の内側（充填部７０Ｂ）にも充填されている。

第４実施形態に係る接合構造においては、スタッド２０及び木質床版４４の貫通孔４４Ｈ（充填部７０Ｂ）へ充填されたスラブコンクリート７０を介して、梁１２と木質床版４４との間で水平力が伝達される。

また、上フランジ１２Ｆの両側に載せ掛けられた一方の木質床版４６における凸部４６Ａと、他方の木質床版４６における凹部４６Ｂとが互いに係合しているため、この２つの木質床版４６は、互いに水平力を伝達できる。すなわち、２つの木質床版４６は、互いに長手方向（Ｘ方向）に沿った力だけでなく、長手方向以外の方向の力を伝達することができる。

さらに、貫通孔４６Ｈは、木質床版４６の凸部４６Ａにおいて頂辺４６ＡＴ、側辺４６ＡＳまでの距離ＬＴ、ＬＳがそれぞれ等しい位置に形成されている。このため、耐力が他の部分より低い部分が無いため、どの方向から力が加えられても木質床版４６は損傷しにくい。

なお、本実施形態において、貫通孔４６Ｈと頂辺４６ＡＴまでの距離ＬＴ、貫通孔４６Ｈと側辺４６ＡＳまでの距離ＬＳは等しく形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。木質床版４６が引張力を受けた際に、木質床版４６が所定の引張耐力を発揮することができる厚みを確保できれば、距離ＬＴ、ＬＳは異なっていてもよい。

なお、以上説明した各実施形態における鋼管３０は、木質床版４０、４２、４６を梁１２に載置する前に予め貫通孔４０Ｈ、４２Ｈ、４６Ｈへ装着しておくものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁１２の上フランジ１２Ｆの上面に、スタッド２０を取り囲むようにして鋼管３０を配置して、上フランジ１２Ｆと鋼管３０とを溶接してもよい。これにより、木質床版４０、４２、４６と梁１２とは、鋼管３０を介して水平力を伝達することができる。本発明の「突出部材」とは、上フランジ１２Ｆに溶接する場合の鋼管３０を含むものとする。さらに、鋼管３０を上フランジ１２Ｆに溶接する場合、スタッド２０を省略してもよい。

また、木質床版４０の貫通孔４０Ｈを補強する必要がない場合は、鋼管３０は省略することもできる。鋼管３０を省略しても、木質床版４０、４２、４４、４６と梁１２とは、充填部７０Ｂのスラブコンクリート７０及びスタッド２０を介して、水平力を伝達できる。

また、以上示した各実施形態においては、突出部材としてスタッド２０を用いているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、ねじ山の形成された頭つきボルト、ナットを捩じ込んだ寸切りボルト、ねじ山を形成してナットを捩じ込んだ鉄筋等とすることができる。

このような突出部材を用いても、木質床版４０、４２、４４、４６と梁１２との間で、水平方向の力を伝達できる。また、木質床版４０、４２、４４、４６及びスラブコンクリート７０で形成される合成床と梁１２との間で、上下方向の力を伝達できる。

また、突出部材として、ナットを捩じ込まない寸切りボルトやねじ山の形成されていない棒鋼を用いることもできる。さらに、断面形状が円形のものに加え、例えばフラットプレートやアングル材、角棒などを用いることもできる。このような突出部材を用いても、木質床版４０、４２、４４、４６と梁１２との間で、水平方向の力を伝達できる。

また、以上示した各実施形態においては、梁１２をＨ型鋼で形成しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す梁１４のように、鉄筋コンクリートで形成してもよい。この場合、突出部材としては例えば図５（Ａ）に示す六角ボルト２４を用い、六角ボルト２４の頭部を梁１４に埋設する。そして、六角ボルト２４の先端にナット２２を取り付ける。あるいは、図５（Ｂ）に示すフック付ボルト２６を用い、フック部を梁１４に埋設する。そして、フック付ボルト２６の先端にナット２２を取り付ける。また、図５（Ｃ）に示すように、梁１４にスリーブ２５を埋め込んで、六角ボルト２４を上方から捩じ込んでもよい。

また、図５（Ｄ）に示す梁１６のように、木質素材で形成してもよい。木質素材とは、集成材、ＬＶＬ、ＣＬＴ、無垢材、樹脂と木材との合成木などを含む。梁１６を木質素材で形成することにより、予め下穴１６Ａを開けておけば、突出部材としてのラグスクリュー２８を容易に捩じ込むことができる。なお、下穴１６Ａが不要なラグスクリューを用いる場合、この下穴１６Ａは必ずしも必要ではなく、また、梁１６のような木質素材の梁においても、図５（Ｃ）に示したスリーブ２５と六角ボルト２４とを用いることができる。

なお、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）において六角ボルト２４、フック付ボルト２６、スリーブ２５、ラグスクリュー２８は、第２実施形態のように梁１４、１５、１６の中央部に設けられているが、第１実施形態のように梁１４、１５、１６の両側に設けてもよいし、第４実施形態のようにジグザグ状に設けてもよい。

また、以上示した各実施形態においては、木質床版４０、４２、４４、４６はＣＬＴで形成しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば集成材、合板、ＬＶＬなど各種の木質材料を用いることができる。木質材料は、例えばＡＬＣ板等と比較して加工性が高い。

また、以上示した各実施形態においては、木質床版４０、４２、４４、４６の上部にスラブコンクリート７０を打設しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁１２の上部において貫通孔４０Ｈ、４２Ｈ、４４Ｈ、４６Ｈ（充填部７０Ｂ）のみに打設してもよい。このようにしても、木質床版４０、４２、４４、４６と梁１２との間で水平力を伝達できる。

また、この場合、スラブコンクリート７０に代えて、セメント、ガラス系グラウト材、合成樹脂など各種の充填材を用いることができる。このように、本発明に係る接合構造は、様々な態様で実施することができる。

１２、１４、１６梁
２０スタッド（突出部材）
２４六角ボルト（突出部材）
２６フック付ボルト（突出部材）
２８ラグスクリュー（突出部材）
３０鋼管
４０、４２、４４、４６木質床版
４０Ｈ、４２Ｈ、４４Ｈ、４６Ｈ貫通孔
７０スラブコンクリート（充填材）

Claims

梁と、
前記梁に固定され、前記梁の上面から突出した突出部材と、
前記梁に支持された状態で、上下方向に形成された貫通孔へ前記突出部材が挿入された木質床版と、
前記貫通孔へ充填された充填材と、
を備え、
前記充填材は前記木質床版の上部に打設されたスラブコンクリートである、
接合構造。
前記突出部材はスタッドであり、前記貫通孔から突出していない、請求項１に記載の接合構造。
前記貫通孔へ鋼管が挿入されている、請求項１又は２に記載の接合構造。
前記貫通孔及び前記突出部材が、前記木質床版の短手方向における両端部を含む位置に配置されている、請求項１～３の何れか１項に記載の接合構造。
前記貫通孔が、２枚の前記木質床版の接合面において、それぞれの接合面に形成された２つの端部溝が組み合わされて形成されている、請求項１～４の何れか１項に記載の接合構造。
前記木質床版の端面には凸部と凹部とが交互に形成されており、前記梁に載せ掛けられた一方の前記木質床版における前記凸部と、他方の前記木質床版における前記凹部とが、互いに係合している、請求項１～４の何れか１項に記載の接合構造。