JP7043358B2 - Prestressed wooden beams - Google Patents
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Description
本開示は、緊張材が下に凸になるように湾曲及び/又は屈曲して配置されたプレストレスト木造梁に関する。 The present disclosure relates to prestressed wooden beams arranged to be curved and / or bent so that the tension material is convex downward.
一般的な木造住宅の梁は、概ね4~6m程度以下のスパンを有する。オフィスや店舗を木造とする場合、梁のスパンをこれよりも大きくすることが好ましい。例えば、特許文献1及び2には、木造梁にプレストレスを導入することにより、梁のスパンを大きくできることが示されている。特許文献1に記載の梁では、集成材を切断して2つに分割し、切断面に溝を設け、分割された集成材を接着することによって、切断面に設けられた溝が、緊張材を挿通させる貫通孔となる。貫通孔は、梁の幅方向から見て下に凸となるように湾曲している。また、特許文献2に記載の梁では、緊張材の中間部が、梁の下面から下方に膨出するように設けられたサドルに支持され、緊張材の両端部側が、梁の下面に設けられた中空孔内に配置されることにより、緊張材が、梁の幅方向から見て下に凸となるように湾曲している。このように、緊張材を直線状ではなく下に凸になるように配置した方が、長期荷重を効率的に打ち消すようにプレストレスを導入できる。
A beam of a general wooden house has a span of about 4 to 6 m or less. When the office or store is made of wood, it is preferable to make the span of the beam larger than this. For example,
特許文献1に記載の構造では、緊張材を挿通させる貫通孔を作成するのに手間がかかる。また、集成材や単板積層材等の木質材料は、直交異方性、すなわち、繊維に平行な方向の圧縮力には強いが繊維に直交する方向の圧縮力には弱いという性質を有するところ、緊張材の吊り上げ力により、凸状に形成された貫通孔の上面に繊維に直交する方向の力が加わる。そのため、大きなプレストレスを与えると貫通孔の上面がへこんでしまうため、大きなプレストレスを与えることができなかった。特許文献2に記載の構造では、木造梁本体の下面にサドルを取り付けるため、梁全体として梁せいが大きくなり、梁の下方の空間が狭くなっていた。
In the structure described in
このような問題を鑑み、本発明は、比較的容易に施工でき、梁せいを増大させなくとも、凸状に配置される緊張材に大きな張力を与えることができるプレストレスト木造梁を提供することを目的とする。 In view of these problems, the present invention provides a prestressed wooden beam that can be constructed relatively easily and can give a large tension to a tension material arranged in a convex shape without increasing the beam length. The purpose.
本発明の少なくともいくつかの実施形態に係るプレストレスト木造梁(1,21)は、木造の梁本体(2)と、前記梁本体にプレストレスを与える緊張材(3)とを有し、前記梁本体の下面には、前記梁本体の延在方向に沿って、前記緊張材を受容する溝(4)が設けられ、前記溝の底面は、前記延在方向の少なくとも中間部において、前記梁本体の幅方向から見て下に凸になるように湾曲及び/又は屈曲するとともに補強板(5)が取り付けられており、前記緊張材の少なくとも中間部は、前記補強板の下面に圧接しており、前記溝は、前記延在方向の両端部において、前記溝の前記中間部よりも深い深さを有することを特徴とする。
The prestressed wooden beam (1,21) according to at least some embodiments of the present invention has a wooden beam body (2) and a tensioning material (3) that prestresses the beam body. A groove (4) for receiving the tension material is provided on the lower surface of the main body along the extending direction of the beam main body, and the bottom surface of the groove is the beam main body at least in an intermediate portion in the extending direction. A reinforcing plate (5) is attached while being curved and / or bent so as to be convex downward when viewed from the width direction of the tension material, and at least an intermediate portion of the tension material is pressed against the lower surface of the reinforcing plate. The groove is characterized in that it has a depth deeper than the intermediate portion of the groove at both ends in the extending direction .
この構成によれば、補強板が緊張材の吊り上げ力に抵抗するため、梁せいを増大させずに、溝の底面が凹むことを防止できる。また、切削によって溝を形成できるため、施工が比較的容易である。 According to this configuration, since the reinforcing plate resists the lifting force of the tension material, it is possible to prevent the bottom surface of the groove from being dented without increasing the beam length. In addition, since a groove can be formed by cutting, construction is relatively easy.
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記補強板は、鋼材又は圧縮加工した木材を含むことを特徴とする。 At least some embodiments of the present invention are characterized in that, in the above configuration, the reinforcing plate comprises steel or compression processed wood.
補強板の素材として鋼材を使用した場合には、剛性が高いため補強効果が高く、施工も容易である。また、補強板の素材として圧縮加工した木材を使用した場合には、梁の自重の増加を抑制できる。 When a steel material is used as the material of the reinforcing plate, the rigidity is high, so that the reinforcing effect is high and the construction is easy. Further, when compression-processed wood is used as the material of the reinforcing plate, an increase in the weight of the beam can be suppressed.
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成のいずれかにおいて、当該プレストレスト木造梁(21)は、柱(22)又は大梁に支持され、前記柱又は大梁を貫通し、前記緊張材を挿通させるパイプ(23)と、前記パイプにおける前記梁本体の側の端部に取り付けられて前記梁本体に当接した第1プレート(24)、及び前記パイプにおけるその反対側の端部に取り付けられた第2プレート(25)とを更に有し、前記緊張材の一端側は、前記第2プレートに係止されたことを特徴とする。 In at least some embodiments of the present invention, in any of the above configurations, the prestressed wooden beam (21) is supported by a column (22) or girder, penetrates the column or girder, and inserts the tension material. The pipe (23) to be made to be attached, the first plate (24) attached to the end of the pipe on the side of the beam body and abutting against the beam body, and the opposite end of the pipe. It further has a second plate (25), and one end side of the tension material is locked to the second plate.
この構成によれば、緊張材の張力は、第2プレート、パイプ及び第1プレートを介して梁本体に伝わり、柱又は大梁に影響を与えないため、柱又は大梁の耐力を考慮せずにプレストレスの大きさを設定できる。 According to this configuration, the tension of the tensioning material is transmitted to the beam body via the second plate, the pipe and the first plate and does not affect the column or girder, so that the strength of the column or girder is not taken into consideration. You can set the amount of stress.
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記第1プレートは、前記パイプの端部を突入させる第1凹部(27)を有し、前記梁本体の端部は、前記第1プレートの少なくとも一部を突入させる第2凹部(28)を有することを特徴とする。 In at least some embodiments of the present invention, in the above configuration, the first plate has a first recess (27) into which the end of the pipe is inserted, and the end of the beam body is the first. It is characterized by having a second recess (28) into which at least a part of the plate is inserted.
この構成によれば、第1凹部及び第2凹部、並びにこれらに突入するパイプの端部及び第1プレートがシアキーとして機能するため、梁から柱又は大梁にせん断力が伝達される。 According to this configuration, the first recess and the second recess, as well as the end of the pipe penetrating them and the first plate function as shear keys, so that the shear force is transmitted from the beam to the column or the girder.
本発明によれば、比較的容易に施工でき、梁せいを増大させなくとも、凸状に配置される緊張材に大きな張力を与えることができるプレストレスト木造梁を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a prestressed wooden beam that can be constructed relatively easily and can give a large tension to a tension material arranged in a convex shape without increasing the beam length.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係るプレストレスト木造梁(以下、単に「梁」という)1を示す。梁1は、木造の梁本体2と、梁本体2にプレストレスを与える緊張材3とを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a prestressed wooden beam (hereinafter, simply referred to as “beam”) 1 according to the first embodiment. The
梁本体2において、木材の繊維は、概ね梁本体2の延在方向に延びている。梁本体2は、繊維方向のそろった木質材料、すなわち、木材を切削してひき板、小角材又は単板とし、欠点を除去したあとで、ふたたび、それらの繊維方向をそろえて多数重ね、接着・成形した集成材又は単板積層材であることが好ましい。
In the
梁本体2の下面には、その梁本体2の延在方向に沿って、幅方向の中央を通るように、緊張材3を受容する溝4が設けられている。溝4の深さは、中央が最も浅く、端部に向かうほど深くなっている。すなわち、溝4の底面(上面)が、正面視で(梁本体2の幅方向から見て)、下に凸になるように湾曲している。溝4は、梁本体2の材料の下面を切削することにより形成される。
A
溝4の底面には、補強板5が貼り付けられている。補強板5は、鋼材又は圧縮加工した木材からなり、可撓性の平板又は溝4の底面と同様に湾曲した板である。補強板5は、接着剤等により溝4の底面に固定される。補強板5の素材として鋼材を使用した場合には、剛性が高いため補強効果が高く、施工も容易である。また、補強板5の素材として圧縮加工した木材を使用した場合には、梁1の自重の増加を抑制できる。溝4における最も浅い部分の深さは、0でもよいが、緊張材3が梁本体2の下面から突出しないように、補強板5の厚さと緊張材3の太さとを足した値以上であることが好ましい。
A reinforcing
緊張材3は、PC鋼棒、PC鋼線、PC鋼より線、又は、アラミド繊維、炭素繊維若しくはガラス繊維等の繊維強化プラスチック製の棒若しくはケーブル等を素材とするアンボンド緊張材である。緊張材3は、溝4に受容され、緊張後は、湾曲した補強板5の下面に圧接する。図2に示すように、緊張材3は、定着具6によって、梁本体2の端部に定着される。定着具6は、鋼製のプレート7を介して梁本体2の端部の面取りされた上部に係止される。
The
第1実施形態の梁1は、木造の大梁8に支持されている。大梁8は、概ねその延在方向に木材の繊維が延びており、集成材又は単板積層材であることが好ましい。大梁8は、梁1に向かって突出する鋼製の1対の連結板9,9を有する。梁本体2の端部には、1対の連結板9,9間に突入する突出部10が設けられている。1対の連結板9,9及び突出部10には、互いに整合する第1貫通孔11,11及び第2貫通孔12が複数設けられている。第2貫通孔12には、補強のための鋼製の筒状部材(図示せず)が嵌合されていることが好ましい。両端部にねじ部が形成された連結ロッド13が、第1貫通孔11,11及び第2貫通孔12に挿通され、連結ロッド13の両端部にナット14が締結されることにより、梁1が大梁8にピン結合する。1対の連結板9,9の外面間距離は、梁本体2の幅に略等しい。
The
図3は、梁1と大梁8との互いの接合の他の例を示す。図3に示すように、梁本体2の端面は、斜め上を向くように傾斜し、プレート7が取り付けられている。プレート7に緊張材3の張力を受けた定着具6が係止されている。梁本体2は、突出部10に代えて、プレート7から大梁8に向かって突出する鋼製の1対の第2連結板15,15を有する。第2連結板15は、対応する連結板9の第1貫通孔11に整合する第2貫通孔12を有する。互いに対応する連結板9と第2連結板15とが互いにボルト16及びナット14によって接合されることにより、梁1が大梁8にピン接合する。1対の第2連結板15,15は、正面視で定着具6と重なるように配置できるため、梁1の下部側だけでなく上部側でも大梁8に接合できる。
FIG. 3 shows another example of joining the
緊張材3が補強板5を介して溝4の底面に圧接するため、プレストレスを大きくしてもその吊り上げ力によって溝4の底面が凹むことが防止される。補強板5は、溝4の底面に取り付けられるため、梁せいを増大させない。また、定着具6から梁本体2への力が、梁本体2との接触面積の大きいプレート7によって分散されるため、プレストレスを大きくしても、定着具6から梁本体2への圧力による梁本体2の破損が防止される。
Since the
溝4は、梁本体2の下面を切削することによって形成されるため、比較的容易に形成することができる。
Since the
図4は、第2実施形態に係る梁21を示す。説明に当たって、第1実施形態と共通する構成は、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4 shows the
梁21は、木造の柱22に支持されている。柱22は、木材の繊維が概ね鉛直方向にそろえられた木質材料からなることが好ましい。
The
梁21は、梁本体2の延在方向に沿って柱22を貫通し、緊張材3を挿通させる鋼製のパイプ23と、パイプ23における梁本体2側の端部に取り付けられた鋼製の第1プレート24、及びその反対側の端部に取り付けられて柱22に対向又は当接した鋼製の第2プレート25と、緊張材3の端部に設けられたねじ部に螺合して第2プレート25に当接したナット等の定着具26とを有し、緊張材3はこれらによって定着される。定着具26を緊張材3の端部に締結することにより、緊張材3が緊張した状態で定着具26が第2プレート25に係止される。緊張材3の張力は、柱22に加わらず、定着具26から第2プレート25、パイプ23及び第1プレート24を介して梁本体2に伝わる。繊維の方向がそろえられた木質材料は直交異方性を有し、繊維に直交する方向の力に対して弱い。しかし、柱22の繊維に対して直交する向きに作用する緊張材3の張力は柱22に直接の影響を与えないため、緊張材3の張力を大きくして、梁21に大きなプレストレスを与えることができる。
The
第1プレート24は、パイプ23の端部を突入させる第1凹部27を有する。梁本体2の端部は、第1プレート24を部分的に突入させる第2凹部28を有する。これらが、シアキーとして機能するため、梁21から柱22にせん断力が伝達される。また、第2プレート25は、パイプ23の端部を突入させる第3凹部29を有するため、パイプ23に対してパイプ23に直交する方向への移動が規制される。
The
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。溝の底面は、正面視で、湾曲形状に代えて屈曲形状としてもよく、湾曲部と屈曲部の双方を有してもよい。また、溝の底面は、正面視で、少なくとも中間部で下に凸に湾曲及び/又は屈曲していればよく、端部は、直線状でも上に凸であってもよい。この場合、補強板は、下に凸に湾曲及び/又は屈曲した部分に取り付けられていればよい。大梁又は柱を鉄筋コンクリート造、鉄骨造、又は鉄骨鉄筋コンクリート造としてもよい。第1実施形態の梁が柱に支持されてもよく、第2実施形態の梁が大梁に支持されてもよい。 Although the description of the specific embodiment is completed above, the present invention can be widely modified without being limited to the above embodiment. The bottom surface of the groove may have a bent shape instead of the curved shape in front view, and may have both a curved portion and a bent portion. Further, the bottom surface of the groove may be curved and / or bent downwardly at least in the middle portion when viewed from the front, and the end portion may be linear or convex upward. In this case, the reinforcing plate may be attached to a portion that is convexly curved and / or bent downward. The girders or columns may be reinforced concrete, steel, or steel reinforced concrete. The beam of the first embodiment may be supported by a column, or the beam of the second embodiment may be supported by a girder.
1,21:プレストレスト木造梁
2:梁本体
3:緊張材
4:溝
5:補強板
8:大梁
22:柱
23:パイプ
24:第1プレート
25:第2プレート
27:第1凹部
28:第2凹部
1,21: Prestressed wooden beam 2: Beam body 3: Tension material 4: Groove 5: Reinforcing plate 8: Girder 22: Column 23: Pipe 24: First plate 25: Second plate 27: First recess 28: Second Recess
Claims (4)
前記梁本体にプレストレスを与える緊張材とを有し、
前記梁本体の下面には、前記梁本体の延在方向に沿って、前記緊張材を受容する溝が設けられ、
前記溝の底面は、前記延在方向の少なくとも中間部において、前記梁本体の幅方向から見て下に凸になるように湾曲及び/又は屈曲するとともに補強板が取り付けられており、
前記緊張材の少なくとも中間部は、前記補強板の下面に圧接しており、
前記溝は、前記延在方向の両端部において、前記溝の前記中間部よりも深い深さを有することを特徴とするプレストレスト木造梁。 The wooden beam body and
It has a tensioning material that gives prestress to the beam body,
A groove for receiving the tension material is provided on the lower surface of the beam body along the extending direction of the beam body.
The bottom surface of the groove is curved and / or bent so as to be convex downward when viewed from the width direction of the beam body at least in the middle portion in the extending direction, and a reinforcing plate is attached.
At least the middle portion of the tension material is in pressure contact with the lower surface of the reinforcing plate .
The groove is a prestressed wooden beam having a depth deeper than the intermediate portion of the groove at both ends in the extending direction .
前記柱又は大梁を貫通し、前記緊張材を挿通させるパイプと、
前記パイプにおける前記梁本体の側の端部に取り付けられて前記梁本体に当接する第1プレート、及び前記パイプにおけるその反対側の端部に取り付けられた第2プレートとを更に有し、
前記緊張材の一端側は、前記第2プレートに係止されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のプレストレスト木造梁。 The prestressed wooden beam is supported by a column or girder and is supported by a pillar or girder.
A pipe that penetrates the pillar or girder and allows the tension material to pass through,
It further comprises a first plate attached to the side end of the beam body in the pipe and abutting the beam body, and a second plate attached to the opposite end of the pipe.
The prestressed wooden beam according to claim 1 or 2, wherein one end side of the tension material is locked to the second plate.
前記梁本体の端部は、前記第1プレートの少なくとも一部を突入させる第2凹部を有することを特徴とする請求項3に記載のプレストレスト木造梁。 The first plate has a first recess into which the end of the pipe is inserted.
The prestressed wooden beam according to claim 3, wherein the end portion of the beam body has a second recess into which at least a part of the first plate is inserted.
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