JP7031818B2

JP7031818B2 - 集成材及び集成材の固定構造

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Publication number: JP7031818B2
Application number: JP2017137365A
Authority: JP
Inventors: まりな國府田; 由典松原; 晃治福本; 雄機寺村; 奈緒西村
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2037-07-13
Also published as: JP2019018418A

Description

本発明は、集成材及び集成材の固定構造に関する。

特許文献１には、積層した木質系板状材を合体して成る木質系構造材に関する技術が開示されている。この先行技術では、木質系板状材に鋼板を介在させて合体している。また、鋼板には少なくとも一側面に突起が形成され、鋼板と木質系板状材との接合力を強化している。

特許文献２には、鋼補剛竹桁に関する技術が開示されている。この先行技術では、大断面の竹集成材の桁の上フランジ部および下フランジ部に、リブつき鋼板または鉄筋を、接着剤を用いて埋め込み接着している。

特開２００２―２４０００７号公報特開２００２－００４２２３号公報

平板状の鋼板では集成材の剛性の向上には限界があり、改善の余地がある。

本発明は上記事実を鑑み、集成材の剛性を向上させることが目的である。

第一態様は、波状に凹凸が連続して形成された鋼板と、前記鋼板の両面の各凹部に嵌め込まれて接着され、繊維方向が前記凹凸の折筋方向に沿った複数枚の木質の第一ひき板と、前記第一ひき板の面外方向の両側に前記第一ひき板と繊維方向が直交して配置され、前記第一ひき板及び前記鋼板に接着された複数枚の木質の第二ひき板と、を備えた集成材である。

第一態様の集成材では、集成材には、繊維方向が直交する第一ひき板と第二ひき板との間を波状に凹凸が連続して形成された鋼板が埋設され接着されているので、例えば平板状の鋼板を埋設した場合と比較し、集成材における凹凸の折筋方向の剛性が効果的に向上する。

第二態様は、繊維方向と直交する方向に並べられた複数枚の木質の第一ひき板と、前記第一ひき板の間に前記第一ひき板の繊維方向に沿って配置され接着された鋼管と、前記第一ひき板の面外方向の両側に前記第一ひき板と繊維方向が直交して配置され、前記第一ひき板及び前記鋼管に接着された複数枚の木質の第二ひき板と、を備えた集成材である。

第二態様の集成材では、集成材には、繊維方向が直交する第一ひき板と第二ひき板との間に鋼管が埋設されているので、例えば平板状の鋼板を埋設した場合と比較し、集成材における鋼管の軸方向の剛性が効果的に向上する。

第三態様は、第二態様に記載の集成材と、前記集成材の鋼管に挿通され、前記鋼管の端部が引張力を受ける引きボルトと、を備えた集成材の固定構造である。

第三態様の集成材の固定構造では、鋼管に挿通された引きボルトの引張力は鋼管の端部が受けているので、集成材（木質の第一ひき板及び第二ひき板）が引張力を受ける場合と比較し、引きボルトによる集成材の固定強度が向上すると共に、集成材の破損が抑制される。

このように、鋼管は、集成材の剛性向上の機能と、引きボルトが挿通する挿通孔としての機能と、引張力を受ける機能と、三つを有している。

本発明によれば、集成材の剛性を向上させることができる。

第一実施形態の集成材の斜視図である。第一実施形態の集成材のＴ方向に沿った断面図である。第一実施形態の集成材のＳ方向に沿った断面図である。第二実施形態の集成材のＴ方向に沿った断面図である。第二実施形態の集成材のＳ方向に沿った拡大断面図である。第二実施形態の集成材を壁に用いた建物の要部のＳ方向に沿った断面を模式的に示す断面図である。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態の板状の集成材について説明する。なお、板状の集成材の面外方向（板厚方向）をＴ方向とし、矢印Ｔで示し、面内方向の直交する二方向をＳ方向及びＲ方向とし、それぞれ矢印Ｓ及び矢印Ｒで示す。また、これらは後述する第二実施形態も同様である。

［構造］
先ず、第一実施形態の板状の集成材について説明する。

図１、図２及び図３に示すように、板状の集成材１００は、複数の第一ひき板１０及び複数の第二ひき板２０が、木質繊維１２、２２の繊維方向が直交するように積層接着され（本実施形態では五層）、第一ひき板１０及び第二ひき板２０の間に波状に湾曲した鋼板５０が埋設されている。

なお、第一ひき板１０及び第二ひき板２０の積層方向はＴ方向である。第一ひき板１０の木質繊維１２の繊維方向はＳ方向であり、第二ひき板２０の木質繊維２２の繊維方向はＲ方向である。鋼板５０の折筋５２の折筋方向はＳ方向である。

より具体的に集成材１００について説明すると、Ｔ方向の凹凸がＲ方向に波状に連続して形成された鋼板５０の両面の各凹部５４に、木質繊維１２の繊維方向がＳ方向の第一ひき板１０が嵌め込まれて接着され、第一ひき板１０のＴ向の両側に木質繊維２２の繊維方向がＲ方向の第二ひき板２０が配置され、第一ひき板１０及び鋼板５０に接着されている。

本実施形態では、第二ひき板２０のＴ方向の両側に、更に第一ひき板１０が接着され、前述したように五層構造の集成材１００となっている。

本実施形態の集成材１００は、床、天井及び壁などに使用することができる。

［製造方法］
本実施形態の集成材１００の製造方法は、特に限定されないが、以下に一例を示す。

先ず、第一ひき板１０の大きさに応じた凹部５４が形成された鋼板５０をプレス加工等で製造する。

鋼板５０の両面の各凹部５４に第一ひき板１０を嵌め込み、Ｔ方向の両側に第二ひき板２０を積層し、更にその両側に及び第一ひき板１０を積層し、圧締する。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

集成材１００には、木質繊維１２、２２の繊維方向が直交する第一ひき板１０と第二ひき板２０との間に波状に凹凸が連続して形成された鋼板５０が埋設され接着されているので、例えば平板状の鋼板を埋設した場合と比較し、集成材１００における凹凸の折筋５２の折筋方向であるＳ方向の剛性が効果的に向上する。

前述したように、本実施形態の集成材１００は、床、天井及び壁などに使用することができる。集成材１００を壁に使用する場合は、折筋方向であるＳ方向を鉛直方向として設置することで、壁（集成材１００）の鉛直荷重の支持能力が効果的に向上する。また、鋼板５０によって耐火性能が向上する。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態の板状の集成材について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。

［構造］
先ず、第二実施形態の板状の集成材について説明する。

図４及び図５に示すように、板状の集成材２００は、複数の第一ひき板１０及び複数の第二ひき板２０が、木質繊維１２、２２の繊維方向が直交するように積層接着され（本実施形態では五層）、第一ひき板１０及び第二ひき板２０の間にＳ方向を軸方向として断面矩形状の鋼管６０が埋設されている。なお、後述する図６では、煩雑になるのを避けるため第一ひき板１０及び第二ひき板２０は区別して図示していない。

第一ひき板１０及び第二ひき板２０の積層方向はＴ方向である。第一ひき板１０の木質繊維１２の繊維方向はＳ方向であり、第二ひき板２０の木質繊維２２の繊維方向はＲ方向である。また、前述したように、鋼管６０の軸方向はＳ方向である

より具体的に集成材２００について説明すると、木質繊維１２の繊維方向であるＳ方向と直交するＲ方向に並べられた複数の第一ひき板１０の間にＳ方向を軸方向として複数の鋼管６０が接着され、Ｔ方向の両側に木質繊維２２の繊維方向がＲ方向の第二ひき板２０が配置され、第一ひき板１０及び鋼管６０が接着されている。

本実施形態では、第二ひき板２０のＴ方向の両側に、更に第一ひき板１０が接着され、前述したように五層構造の集成材２００となっている。

なお、図６に示すように、本実施形態の集成材２００では、鋼管６０は、当該集成材２００におけるＳ方向の両側部にのみ埋設され、Ｓ方向の中間部には埋設されていない。

鋼管６０の一端部６２は、集成材２００のＳ方向の端面２０２に開口している。また、図５及び図６に示すように、集成材２００には、鋼管６０の他端部６４に連通する板厚方向に貫通する取付孔２１０が形成されている。なお、取付孔２１０は、貫通していなく、凹状であってもよい。

［建物の構造］
本実施形態の集成材２００は、床、天井及び壁などに使用することができるが、一例として、図６に示すように、壁９２に使用した建物９０の構造について説明する。なお、Ｓ方向が鉛直方向である。

図６に示すように、上下に積層された壁９２（集成材２００）は、各鋼管６０に挿通された引きボルト３００（図４及び図５も参照）が取付孔２１０内でナット３１０（図５も参照）によって固定され、接合されている。なお、図５に示すように、ナット３１０と鋼管６０の他端部６４との間には、平面視四角状の座金３２０が挟まれている。

図６に示すように、上階の壁９２は、引きボルト３００の上端部は天井９６の上面でナット３１０により固定されている。また、下階の壁９２の引きボルト３００の下端部は、基礎９８に埋設されて固定されている。

このように、集成材２００に埋設された鋼菅６０の他端部６４が、引きボルト３００の引張力を受ける構造となっている。

［製造方法］
本実施形態の集成材２００の製造方法は、特に限定されないが、以下に一例を示す。

先ず、第一ひき板１０の大きさに応じた鋼管６０を製造する。

第一ひき板１０と鋼菅６０とを並べて、Ｔ方向の両側に第二ひき板２０を積層し、更にその両側に及び第一ひき板１０を積層し、圧締する。

集成材２００には、木質繊維１２、２２の繊維方向が直交する第一ひき板１０と第二ひき板２０との間に軸方向をＳ方向とした鋼管６０が埋設され接着されているので、例えば平板状の鋼板を埋設した場合と比較し、集成材２００における鋼管６０の軸方向であるＳ方向の剛性が効果的に向上する。

前述したように、本実施形態の集成材２００は、床、天井及び壁などに使用することができる。集成材２００を壁に使用する場合は、鋼管６０の軸方向であるＳ方向を鉛直方向として設置することで、鉛直荷重の支持能力が効果的に向上する。

また、本実施形態の建物９０では、鋼管６０に挿通された引きボルト３００の引張力は鋼管６０の他端部６４が受けているので、集成材２００が引張力を受ける場合と比較し、引きボルト３００による集成材２００の固定強度が向上すると共に、集成材２００の破損が抑制される。

このように、本実施形態の建物９０に用いた集成材２００の鋼管６０は、集成材２００の剛性向上の機能と、引きボルト３００が挿通する挿通孔としての機能と、引きボルト３００の引張力を受ける機能と、の三つを有している。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、第一実施形態の集成材１００では、鋼板５０は、一枚埋設されていたが、これに限定されない。鋼板５０は、二枚以上埋設されていてもよい。なお、二枚以上鋼板５０を埋設する場合、凹凸の折筋５２の折筋方向が直交するように埋設させてもよい。

また、第一実施形態の集成材１００では、鋼板５０は全域に埋設されていたが、これに限定されない。例えば、中心部のみに鋼板５０が埋設されていてもよいし、両側部にのみ鋼板５０が埋設されていてもよい。

例えば、第二実施形態の集成材２００は、鋼菅６０には、引きボルト３００が挿通されていたが、挿通されていなくてもよい。

また、鋼管６０は、集成材２００におけるＳ方向の両側部にのみ埋設され、Ｓ方向の中間部には埋設されていなかったが、これに限定されない。Ｓ方向の中間部のみに埋設されていてもよいし、Ｓ方向の全域に亘って埋設されていてもよい。

また、鋼管６０は、一列でなく、Ｔ方向に間隔をあけて複数列設けられていてもよい。また、複数列の鋼管６０を軸方向が直交するように埋設させてもよい。

また、複数の実施形態を適宜組み合わせて実施できる。例えば、第一実施形態の鋼板５０と第二実施形態の鋼管６０との両方を埋設させた集成材であってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０第一ひき板
１２木質繊維
２０第二ひき板
２２木質繊維
５０鋼板
５２折筋
５４凹部
６０鋼菅
１００集成材
２００集成材
３００引きボルト

Claims

波状に凹凸が連続して形成された鋼板と、
前記鋼板の両面の各凹部に嵌め込まれて接着され、繊維方向が前記凹凸の折筋方向に沿った複数枚の木質の第一ひき板と、
前記第一ひき板の面外方向の両側に前記第一ひき板と繊維方向が直交して配置され、前記第一ひき板及び前記鋼板に接着された複数枚の木質の第二ひき板と、
を備えた集成材。
繊維方向と直交する方向に並べられた複数枚の木質の第一ひき板と、
前記第一ひき板と前記第一ひき板との間に前記第一ひき板の繊維方向に沿って配置されて接着されると共に断面の外形が前記第一ひき板と同形状の断面矩形状の鋼管と、
前記第一ひき板の面外方向の両側に前記第一ひき板と繊維方向が直交して配置され、前記第一ひき板及び前記鋼管に接着された複数枚の木質の第二ひき板と、
を備えた集成材。
複数の前記鋼管が、前記第二ひき板の繊維方向に沿って列状に並んで設けられている、
請求項２に記載の集成材。
複数の前記鋼管は、板厚方向に間隔をあけて複数列設けられている、
請求項３に記載の集成材。
請求項２～請求項４のいずれか１項に記載の集成材と、
前記集成材の鋼管に挿通され、前記鋼管の端部が引張力を受ける引きボルトと、
を備えた集成材の固定構造。