JP7048015B2

JP7048015B2 - 梁接合構造

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Publication number: JP7048015B2
Application number: JP2018086790A
Authority: JP
Inventors: 道和小林
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: JP2019190206A

Description

本発明は、梁部材同士を接合する梁接合構造に関する。

梁部材同士が接合される梁接合構造では、梁部材に複雑な加工を施さずに梁部材同士を接合することが望ましい。

例えば、特許文献１に開示されている、木材からなる荷重支持層と、荷重支持層の外側に設けられた燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に設けられた燃え代層とを有する複合木質構造材を、耐火性を有する第１梁部材とし、この第１梁部材に耐火性を有する第２梁部材をガセットプレートによって接合する場合、梁部材同士の接合部においても耐火性を確保しなければならないので、第１梁部材の外周部に設けられた耐火被覆層（燃え止まり層と燃え代層）で覆い隠すようにしてガセットプレートを納めなければならない。

このため、第１梁部材の耐火被覆層に、ガセットプレートを納める切欠き部を形成したり、第１梁部材の荷重支持層にガセットプレートをボルト固定するためのボルトを挿入する孔やナットを収容するスペースを第１梁部材の荷重支持層に形成したり、このスペースにナットを収容した後に、このスペースを耐火被覆材で覆ったりする加工を施さなければならない。すなわち、梁部材に複雑な加工を施さなければならない。

特開２００８－２１８９号公報

本発明は係る事実を考慮し、複雑な加工を梁部材に施さずに梁部材同士を接合することを課題とする。

第１態様に係る梁接合構造は、第１梁部材と、前記第１梁部材と交差配置された木製の第２梁部材とを接合する梁接合構造において、前記第２梁部材に固定され前記第２梁部材の上面から突出する固定プレート部と、前記固定プレート部から張り出し前記第１梁部材の上面へ載置固定された支持プレート部と、を備えた連結プレートを有する。

第１態様に係る梁接合構造によれば、第２梁部材に固定され第２梁部材の上面から突出する固定プレート部から張り出した支持プレート部を、第１梁部材の上面へ載置して固定するだけで、第１梁部材に第２梁部材を接合することができる。よって、複雑な加工を梁部材に施さずに梁部材同士を接合することができる。

第２態様に係る梁接合構造は、第１態様に係る梁接合構造において、前記第１梁部材及び前記第２梁部材は、荷重を支持する木製の荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に設けられた耐火被覆層とを有している。

第２態様に係る梁接合構造によれば、木製の第１梁部材と木製の第２梁部材とを、複雑な加工を梁部材に施さずに接合することができる。

第３態様に係る梁接合構造は、第１又は第２態様に係る梁接合構造において、前記第１梁部材の両側面へ前記第２梁部材が両側から突き合せられ、前記第１梁部材の上方で一方の前記連結プレートの前記支持プレート部と他方の前記連結プレートの前記支持プレート部とが連結されている。

第３態様に係る梁接合構造によれば、第１梁部材の上方で一方の連結プレートの支持プレートと他方の連結プレートの支持プレートとを連結することで、第１梁部材に対する第２梁部材の端部（接合部）の回転が抑制され、第２梁部材の撓み変形量を小さくすることができる。

本発明は上記構成としたので、複雑な加工を梁部材に施さずに梁部材同士を接合することができる。

本発明の実施形態に係る梁接合構造を示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造を示す平面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す平面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す平面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る梁接合構造のバリエーションを示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る連結プレートを示す側面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る梁接合構造について説明する。

図１の側面断面図、及び図２の平面図に示すように、本実施形態の梁接合構造１０は、第１梁部材としての木製の大梁１２と、第２梁部材としての木製の小梁１４と、鋼製の連結プレート１６とを有して構成されている。

小梁１４は、平面視にて大梁１２と略直交するように交差して配置されて、大梁１２と接合されている。また、小梁１４と大梁１２との上面に、鉄筋コンクリートにより形成された床スラブ１８が設けられている。説明の都合上、図２には、床スラブ１８が省略されて描かれていない。

大梁１２は、荷重を支持する木製の荷重支持部２０と、荷重支持部２０の側面と下面とを取り囲むようにして荷重支持部２０の外側に設けられた耐火被覆層２２とを有して構成されている。

耐火被覆層２２は、荷重支持部２０の側面と下面とを取り囲むようにして荷重支持部２０の外側に設けられた燃え止まり層２４と、燃え止まり層２４の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層２４の外側に設けられた燃え代層２６とを有して構成されている。すなわち、大梁１２は、耐火性を有する部材となっている。

小梁１４は、荷重を支持する木製の荷重支持部２８と、荷重支持部２８の側面と下面とを取り囲むようにして荷重支持部２８の外側に設けられた耐火被覆層３０とを有して構成されている。また、耐火被覆層３０は、荷重支持部２８の側面と下面とを取り囲むようにして荷重支持部２８の外側に設けられた燃え止まり層３２と、燃え止まり層３２の側面と下面とを取り囲むようにして燃え止まり層３２の外側に設けられた燃え代層３４とを有して構成されている。すなわち、小梁１４は、耐火性を有する部材となっている。

燃え止まり層２４は、木製の板部材３６と、モルタルによって形成された板部材３８とを交互に配置することにより形成されている。なお、板部材３８は、吸熱ができるものであれば、モルタル以外のもので形成されていてもよい。

大梁１２では、火災時に火炎が燃え代層２６に着火し、燃え代層２６が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層２６は炭化する。これにより、大梁１２の外部から荷重支持部２０への熱伝達を炭化した燃え代層２６が抑制し、燃え止まり層２４が吸熱する。よって、火災時及び火災終了後において、荷重支持部２０の温度上昇を抑制することができ、荷重支持部２０によって荷重を支持することができる。

また、小梁１４では、火災時に火炎が燃え代層３４に着火し、燃え代層３４が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層３４は炭化する。これにより、小梁１４の外部から荷重支持部２８への熱伝達を炭化した燃え代層３４が抑制し、燃え止まり層３２が吸熱する。よって、火災時及び火災終了後において、荷重支持部２８の温度上昇を抑制することができ、荷重支持部２８によって荷重を支持することができる。

連結プレート１６は、鋼板からなる矩形の固定プレート部４０と、鋼板からなる矩形の支持プレート部４２とを一体に備えて構成された部材である。

固定プレート部４０は、小梁１４を構成する荷重支持部２８の上面から下方へ向けて略鉛直に形成されたスリット４４に挿入され、ドリフトピン４６により荷重支持部２８に固定されることによって小梁１４に埋設固定されるとともに、荷重支持部２８の上面から上部が突出するようにして、小梁１４に設けられている。

支持プレート部４２は、固定プレート部４０から横方向へ張り出し、大梁１２を構成する荷重支持部２０の上面へ載置され、支持プレート部４２の下部に設けられたフランジ４８をラグスクリュー５０により荷重支持部２０に固定することによって、大梁１２に固定されている。

連結プレート１６は、工場や現場仮設ヤード等で事前に小梁１４に固定しておき、小梁１４を大梁１２に接合するときに、小梁１４に設けられている連結プレート１６を大梁１２に接合する。

荷重支持部２８の上面から突出する固定プレート部４０の上部、及び支持プレート部４２は、床スラブ１８中に埋設されている。床スラブ１８は、熱容量の大きいコンクリート製の床スラブ１８の吸熱効果により連結プレート１６に発生する熱を吸収する。これによって、連結プレート１６がヒートブリッジとなって小梁１４と大梁１２との間で熱が伝達されるのを抑制することができる。

大梁１２を構成する燃え代層２６の外面と、小梁１４を構成する荷重支持部２８及び燃え止まり層３２の端面との間に形成された隙間にはモルタル５２が充填され硬化されている。また、このモルタル５２の側面と下面とを取り囲むように、大梁１２を構成する燃え代層２６の外面と、小梁１４を構成する燃え代層３４の端面との間の隙間に、ロックウール５４が設けられている。このロックウール５４は、大梁１２を構成する燃え代層２６の外面と、小梁１４を構成する燃え代層３４の端面との間の隙間から内部へ火炎や熱が進入するのを抑制する。なお、大梁１２を構成する燃え代層２６の外面と、小梁１４を構成する荷重支持部２８及び燃え止まり層３２の端面との間に形成された隙間にモルタル５２を充填する代わりに、小梁１４を構成する荷重支持部２８の端面に、モルタル等により形成された耐火性を有するエンドプレートを設けるようにしてもよい。

次に、本発明の実施形態に係る梁接合構造の作用と効果について説明する。

本実施形態の梁接合構造１０では、図１及び図２に示すように、小梁１４に固定され小梁１４の上面から突出する固定プレート部４０から張り出した支持プレート部４２を、大梁１２（荷重支持部２０）の上面へ載置して固定するだけで、木製の大梁１２に木製の小梁１４を接合することができる。よって、複雑な加工を梁部材に施さずに梁部材同士を接合することができる。

例えば、大梁１２を構成する荷重支持部２０の側面にガセットプレートを取り付け、このガセットプレートを、小梁１４を構成する荷重支持部２８の上面から下方へ略鉛直に形成したスリットへ挿入するとともに、ドリフトピンで荷重支持部２８にガセットプレートを固定することにより大梁１２に小梁１４を接合する従来の梁接合構造の場合、大梁１２を構成する耐火被覆層２２に、ガセットプレートを納める切欠き部を形成したり、大梁１２を構成する荷重支持部２０にガセットプレートをボルト固定するためのボルト孔や、ボルトに締結されるナットを収容するスペースを荷重支持部２０に形成したり、このスペースにナットを収容した後に、このスペースを耐火被覆材で覆ったりする加工を施さなければならない。すなわち、大梁１２に複雑な加工を施さなければならない。

これに対して本実施形態の梁接合構造１０では、このような複雑な加工を施さずに、大梁１２を構成する荷重支持部２０の上面に連結プレート１６の支持プレート部４２をラグスクリュー５０で固定するだけで大梁１２に小梁１４を固定することができ、大梁１２に小梁１４を接合するための加工を大梁１２に施す必要がない。

また、本実施形態の梁接合構造１０では、図１及び図２に示すように、小梁１４に固定され小梁１４の上面から突出する固定プレート部４０から張り出した支持プレート部４２を、大梁１２（荷重支持部２０）の上面へ載置して固定するので、大梁１２に小梁１４を接合する際に、上方から小梁１４を落とし込む作業によって、大梁１２に対する接合位置に小梁１４を配置することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１及び図２に示すように、梁接合構造１０を、第１梁部材としての木製の大梁１２と、第２梁部材としての木製の小梁１４とを有して構成した例を示したが、第２梁部材が木製の梁部材であれば、第１梁部材は他の構造のものであってもよい。

例えば、図３の側面断面図、及び図４の平面図に示すように、第１梁部材としての鋼製の大梁５６と、第２梁部材としての木製の小梁５８と、鋼製の連結プレート６０とを有して構成された梁接合構造６２としてもよい。

小梁５８は、平面視にて大梁５６と略直交するように交差して配置されて、大梁５６と接合されている。また、小梁５８と大梁５６との上面に、鉄筋コンクリートにより形成された床スラブ１８が設けられている。説明の都合上、図４には、床スラブ１８が省略されて描かれていない。

大梁５６は、Ｈ形鋼からなり、大梁５６の側面と下面とを取り囲むようにして、珪酸カルシウム板により構成された耐火被覆層６４が設けられている。なお、耐火被覆層６４は、耐火性を有する他の材料によって構成されたものであってもよい。例えば、耐火被覆層６４は、乾式のロックウールシート、高耐熱ロックウールシート、熱膨張シート、石膏ボードや、湿式の吹き付けロックウール、耐火塗料等によって構成されたものであってもよい。

小梁５８の構成は、図１及び図２に示した小梁１４と同様の構成になっており、連結プレート６０の構成は、図１及び図２に示した連結プレート１６と同様の構成になっている。

連結プレート６０を構成する支持プレート部４２は、固定プレート部４０から横方向へ張り出すとともに、大梁５６を構成する上フランジ部６６の上面へ載置され、支持プレート部４２の下部に設けられたフランジ４８をボルト６８及びナット７０により上フランジ部６６に接合することによって、大梁５６に固定されている。

小梁５８を構成する荷重支持部２８の上面から突出する固定プレート部４０の上部、及び支持プレート部４２は、床スラブ１８中に埋設されている。

耐火被覆層６４の外面と、小梁５８を構成する荷重支持部２８及び燃え止まり層３２の端面との間に形成された隙間にはモルタル５２が充填され硬化されている。また、このモルタル５２の側面と下面とを取り囲むように、耐火被覆層６４の外面と、小梁５８を構成する燃え代層３４の端面との間の隙間に、ロックウール５４が設けられている。

梁接合構造６２では、大梁５６と、小梁５８の荷重支持部２８とが、耐火被覆層（大梁５６は耐火被覆層６４、小梁５８の荷重支持部２８は耐火被覆層３０）と床スラブ１８とによってそれぞれ閉塞するように取り囲まれているので、大梁５６の耐火被覆層６４は、鉄骨の耐火性能基準を満たすものであればよく、小梁５８の耐火被覆層３０は、木材の耐火性能基準を満たすものであればよい。これにより、大梁５６の耐火被覆層６４の耐火性能を木材の耐火性能基準に合わせて高くする必要が無くなる。

また、例えば、図５の側面断面図、及び図６の平面図に示すように、第１梁部材としての鋼製の小梁７２と、第２梁部材としての木製の大梁７４と、鋼製の連結プレート７６とを有して構成された梁接合構造７８としてもよい。

小梁７２は、平面視にて大梁７４と略直交するように交差して配置されて、大梁７４と接合されている。また、小梁７２と大梁７４との上面に、鉄筋コンクリートにより形成された床スラブ１８が設けられている。説明の都合上、図６には、床スラブ１８が省略されて描かれていない。

小梁７２は、Ｈ形鋼からなり、小梁７２の側面と下面とを取り囲むようにして、珪酸カルシウム板により構成された耐火被覆層８０が設けられている。耐火被覆層８０の構成は、図３及び図４に示した耐火被覆層６４と同様の構成になっている。大梁７４の構成は、図１及び図２に示した大梁１２と同様の構成になっている。

連結プレート７６は、鋼板からなる矩形の固定プレート部８２と、鋼板からなる矩形の支持プレート部８４とを備えて構成されている。

固定プレート部８２は、大梁７４を構成する荷重支持部２０の上面に、下部に設けられたフランジ８６をラグスクリュー５０により固定することによって、荷重支持部２０の上面から突出するようにして大梁７４に固定されている。

支持プレート部８４は、固定プレート部８２から横方向へ張り出し、小梁７２の上フランジ部８８上面へ載置され、上フランジ部８８上面に下端部が溶接されることによって小梁７２に固定されている。固定プレート部８２及び支持プレート部８４は、床スラブ１８中に埋設されている。

大梁７４を構成する燃え代層２６の外面と、小梁７２の端面との間に形成された隙間にはモルタル５２が充填され硬化されている。また、このモルタル５２の側面と下面とを取り囲むように、燃え代層２６の外面と、耐火被覆層８０の端面との間の隙間に、ロックウール５４が設けられている。

梁接合構造７８では、小梁７２と、大梁７４の荷重支持部２０とが、耐火被覆層（小梁７２は耐火被覆層８０、大梁７４の荷重支持部２０は耐火被覆層２２）と床スラブ１８とによってそれぞれ閉塞するように取り囲まれているので、小梁７２の耐火被覆層８０は、鉄骨の耐火性能基準を満たすものであればよく、大梁７４の耐火被覆層２２は、木材の耐火性能基準を満たすものであればよい。これにより、小梁７２の耐火被覆層８０の耐火性能を木材の耐火性能基準に合わせて上げる必要が無くなる。

また、本実施形態では、図１及び図２に示すように、平面視にて大梁１２と略直交するように交差して配置された小梁１４を大梁１２に接合した梁接合構造１０の例を示したが、図７の側面断面図に示すように、梁接合構造１０によって、第１梁部材としての大梁１２の両側面へ第２梁部材としての小梁１４（以下、「小梁１４Ａ、１４Ｂ」とする）を両側から突き合わせるように配置して、大梁１２に小梁１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ接合するようにしてもよい。

さらに、図８の側面断面図に示す梁接合構造９０のように、第１梁部材としての大梁１２の両側面へ第２梁部材としての小梁１４（以下、「小梁１４Ｃ、１４Ｄ」とする）を両側から突き合わせるように配置して、大梁１２に小梁１４Ｃ、１４Ｄをそれぞれ接合するとともに、大梁１２の上方で一方の（小梁１４Ｃに設けられた）連結プレート１６（以下、「連結プレート１６Ｃ」とする）の支持プレート部４２と、他方の（小梁１４Ｄに設けられた）連結プレート１６（以下、「連結プレート１６Ｄ」とする）の支持プレート部４２とが、鋼板からなる板状の連結部材９２により連結されるようにしてもよい。

連結プレート１６Ｃと連結プレート１６Ｄとは、連結プレート１６Ｃの支持プレート部４２を連結部材９２の左端部にボルト接合し、連結プレート１６Ｄの支持プレート部４２を連結部材９２の右端部にボルト接合することによって連結されている。

梁接合構造９０では、大梁１２の上方で一方の連結プレート１６Ｃの支持プレート部４２と他方の連結プレート１６Ｄの支持プレート部４２とを連結することで、大梁１２に対する小梁１４Ｃ、１４Ｄの端部（接合部）の回転が抑制され、小梁１４Ｃ、１４Ｄの撓み変形量を小さくすることができる。

また、図９の側面断面図に示す梁接合構造９４のように、図８で示したＬ字状の連結プレート１６を、Ｔ字状の鋼製の連結プレート９６としてもよい。

図９、及び図１０の側面図に示すように、連結プレート９６は、鋼板からなる矩形の固定プレート部９８と、鋼板からなる矩形の支持プレート部１００と、鋼板からなる矩形の支持プレート部１０２とを一体に備えて構成されたＴ字状の部材である。

固定プレート部９８は、小梁１４を構成する荷重支持部２８の上面から下方へ向けて略鉛直に形成されたスリットに挿入され、ドリフトピン４６により荷重支持部２８に固定されることによって小梁１４に埋設固定されるとともに、荷重支持部２８の上面から上部が突出するようにして、小梁１４に設けられている。

支持プレート部１００は、固定プレート部９８から横方向へ張り出し、大梁１２を構成する荷重支持部２０の上面へ載置され、支持プレート部１００の下部に設けられたフランジ４８をラグスクリュー５０により荷重支持部２０に固定することによって、大梁１２に固定されている。

支持プレート部１０２は、固定プレート部９８から支持プレート部１００と反対側へ延出し、この延出方向に対する支持プレート部１０２の端部の下部に設けられたフランジ１０４を、小梁１４を構成する荷重支持部２８の上面にラグスクリュー５０により固定することによって、小梁１４に固定されている。これにより、支持プレート部１０２の端部が偶力を受けることで、小梁１４の端部（接合部）の回転をより抑制することができる。

さらに、本実施形態では、図１及び図２に示すように、荷重支持部２０、２８、板部材３６、及び燃え代層２６、３４を木製とした例を示したが、荷重支持部２０、２８、板部材３６、及び燃え代層２６、３４は、木材によって形成されていればよい。例えば、荷重支持部２０、２８、板部材３６、及び燃え代層２６、３４は、米松、唐松、檜、杉、あすなろ等の一般の木造建築に用いられる木材（以下、「一般木材」とする）によって形成してもよいし、これらの一般木材を角柱状の単材に加工し、この単材を複数集成し単材同士を接着剤により接着して一体化することによって形成してもよい。

また、本実施形態では、図１及び図２に示すように、燃え止まり層２４、３２を、木製の板部材３６と、モルタルによって形成された板部材３８とを交互に配置することにより形成した例を示したが、燃え止まり層２４、３２は、火炎及び熱の進入を抑えて燃え止まり効果を発揮できる層であればよい。例えば、燃え止まり層２４、３２は、難燃性を有する層や熱の吸収が可能な層であればよい。

難燃性を有する層としては、木材に難燃薬剤を注入して不燃化処理した難燃薬剤注入層が挙げられる。熱の吸収が可能な層は、一般木材よりも熱容量が大きな材料、一般木材よりも断熱性が高い材料、又は一般木材よりも熱慣性が高い材料によって形成してもよいし、これらの材料と一般木材とを組み合わせて形成してもよい。

一般木材よりも熱容量が大きな材料としては、モルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント、石膏等の無機質材料、各種の金属材料などが挙げられる。一般木材よりも断熱性が高い材料としては、珪酸カルシウム板、ロックウール、グラスウールなどが挙げられる。一般木材よりも熱慣性が高い材料としては、セランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等の木材が挙げられる。

さらに、本実施形態では、図１及び図２に示すように、第１梁部材としての大梁１２が、荷重支持部２０、燃え止まり層２４、及び燃え代層２６を備え、第２梁部材としての小梁１４が、荷重支持部２８、燃え止まり層３２、及び燃え代層３４を備えた例を示したが、第１梁部材及び第２梁部材は、木製の荷重支持部と、荷重支持部の外側に設けられた耐火性を有する耐火被覆層とを有して構成されていればよい。

耐火被覆層は、例えば、燃え止まり層のみで構成してもよいし、燃え代層のみで構成してもよいし、燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に設けられた燃え代層以外の層（例えば、薄い木製の仕上げ材）とで構成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、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ことは勿論である。

１０、６２、７８、９０、９４梁接合構造
１２、５６大梁（第１梁部材）
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、５８小梁（第２梁部材）
１６、１６Ｃ、１６Ｄ、６０、７６、９６連結プレート
２０、２８荷重支持部
２２、３０耐火被覆層
４０、８２、９８固定プレート部
４２、８４、１００支持プレート部
７２小梁（第１梁部材）
７４大梁（第２梁部材）

Claims

第１梁部材と、前記第１梁部材と交差配置された木製の第２梁部材とを連結プレートで接合する梁接合構造において、
前記連結プレートは、
前記第２梁部材の上面から下方へ向けて形成されたスリットに挿入され、ドリフトピンによって前記第２梁部材に固定されると共に前記第２梁部材の上面から上部が突出する固定プレート部と、
前記固定プレート部の前記上部から張り出し前記第１梁部材の上面に固定された支持プレート部と、
を備えている、
梁接合構造。
前記第１梁部材及び前記第２梁部材は、荷重を支持する木製の荷重支持部と、前記荷重支持部の外側に設けられた耐火被覆層とを有している、
請求項１に記載の梁接合構造。
前記支持プレート部は、前記固定プレート部の前記上部から前記第１梁部材と反対側へ延出し、延出した側の端部が前記第２梁部材の上面に固定されている、
請求項１又は請求項２に記載の梁接合構造。
前記第１梁部材の両側面へ前記第２梁部材が両側から突き合せられ、前記第１梁部材の上方で一方の前記連結プレートの前記支持プレート部と他方の前記連結プレートの前記支持プレート部とが連結部材で連結されている、
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の梁接合構造。