JP7122052B1 - 鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のｔ字状鉄骨 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｔ字状鉄骨を利用して木材とのハイブリット梁材としてより合理的且つ適切に構成できる鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のＴ字状鉄骨を提供する。【解決手段】梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部２０、及び梁材の上部を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部３０によって、断面形状がＴ字形に形成された梁材用のＴ字状鉄骨１０と、該Ｔ字状鉄骨１０における長尺方向の両端部及び横板部３０の上面側を除いた部位である縦板部２０を、覆って内包するように設けられた包囲木材部５０とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部、及び梁材の上面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部によって、断面形状がＴ字形に形成された梁材用のＴ字状鉄骨を備える鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のＴ字状鉄骨に関する。

従来、鉄骨と木材のハイブリット梁材としては、集成材によるもので、加熱時間に応じた被覆厚さを確保した木質部材を柱、梁等の構造材である鉄骨部材の耐火被覆としたものであって、木質部材（集成材）による耐火被覆材で鉄骨造の耐火被覆が実現でき、建物の耐火構造化と木質化が同時に無駄なく容易に実現可能となるので、工事時間の短縮とコスト削減が図れるものであり、木材を耐火被覆材として使うことは、新たな分野での活用となり、森林資源の活用範囲が広がり、林業の活性化が図れ、ＣＯ_２削減に貢献できる（特許文献１）ものが提案されている。

特開２０１３－１１０６３号公報（第１頁）

鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のＴ字状鉄骨に関して解決しようとする問題点は、従来はＨ形鋼を利用してその周囲に木材を配することで耐火性を高めたものが提案されているが、Ｔ字状鉄骨を利用して木材とのハイブリット梁材としてより合理的且つ適切に構成できるもの、及びそのハイブリット梁材に用いることができるより合理的且つ適切な梁材用のＴ字状鉄骨が提案されていないことにある。

そこで本発明の目的は、Ｔ字状鉄骨を利用して木材とのハイブリット梁材としてより合理的且つ適切に構成できる鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のＴ字状鉄骨を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材の一形態によれば、梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部、及び梁材の上面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部によって、断面形状がＴ字形に形成された梁材用のＴ字状鉄骨と、該Ｔ字状鉄骨における前記横板部の下面側の部位である前記縦板部を覆って内包するように設けられた包囲木材部とを備え、前記縦板部の上縁における長手方向の中央が、最も上側へ湾曲したアーチ状に形成されている。

本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材の一形態によれば、前記包囲木材部が、内側の木材層と外側の木材層の２層に設けられ、前記内側の木材層と前記外側の木材層との間に不燃材層が配されていることを特徴とすることができる。

本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材の一形態によれば、前記縦板部に設けられた縦板部側のボルト孔と、該縦板部側のボルト孔に対応して前記包囲木材部に設けられた木材側のボルト孔とにボルトを通し、ネジ締結によって、前記Ｔ字状鉄骨と前記包囲木材部とを結合するように設けられ、前記アーチ状に形成された前記縦板部が縦荷重を受けた際の撓み量に対応して、前記縦板部側のボルト孔が少なくとも縦方向に大きく設けられていることを特徴とすることができる。

本発明に係る梁材用のＴ字状鉄骨の一形態によれば、梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部、及び梁材の上面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部によって、断面形状がＴ字形に形成され、前記横板部に長尺方向に間隔をおいてスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴に、該ほぞ穴に対応して前記縦板部の上縁側に設けられた複数のほぞが嵌められることで、前記縦板部と前記横板部とが固定されて設けられる梁材用のＴ字状鉄骨であって、前記ほぞが、前記ほぞ穴を貫通して前記横板部の上面から突き出る突出部を備え、前記ほぞの突出部に、吊り上げる際にフックを掛けることができる孔として用いられる吊り孔及び／又は鉄筋を配置する際に用いる配筋孔が設けられていることを特徴とすることができる。
本発明に係る梁材用のＴ字状鉄骨の一形態によれば、前記ほぞの突出部に開口して設けられた固定用の挿通孔が設けられ、該固定用の挿通孔に挿通されて前記縦板部の上縁側に配された前記横板部の上側に位置されて固定されることで、前記横板部が前記縦板部から離脱しないように固定する固定用部材を備えることを特徴とすることができる。

本発明に係る梁材用の鉄骨の一形態によれば、前記の梁材用のＴ字状鉄骨の構成を備える共に、梁材の下面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い下側横板部を備え、該下側横板部に長尺方向に間隔をおいてスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴に、該ほぞ穴に対応して前記縦板部の下縁側に設けられた複数のほぞが嵌められることで、前記縦板部と前記下側横板部とが固定されて設けられていることを特徴とすることができる。

本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材及び梁材用のＴ字状鉄骨によれば、Ｔ字状鉄骨を利用して木材とのハイブリット梁材としてより合理的且つ適切に構成できるという特別有利な効果を奏する。

本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材の形態例を示す断面図である。 図１の形態例に用いることができるＴ字状鉄骨の形態例を示す（ａ）正面図及び（ｂ）端面図である。 図１の形態例に用いることができるＴ字状鉄骨の他の形態例を示す（ａ）正面図及び（ｂ）端面図である。 本発明に係る梁材用のＴ字状鉄骨（ほぞ組立構造）の形態例を示す（ａ）正面図及び（ｂ）端面図である。 図４の部分（右側端部）拡大図である。 図４のＡ－Ａ線断面図である。 図４の形態例の部分分解組立図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨（ほぞ組立構造）を用いた鉄骨と木材のハイブリット梁材の形態例を示す（ａ）正面図及び（ｂ）端面図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨（ほぞ組立構造）を用いた鉄骨と木材のハイブリット梁材の形態例を示す断面図である。 本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材の形態例の使用状態を示す断面図である。 本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材に根太を固定した形態例を示す断面図である。 図１１のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明に係るアーチ状に形成されたＴ字状鉄骨と、集成材などの包囲木材部との結合のために設けられたボルト孔の形態例を示す（ａ）Ｔ字状鉄骨の部分正面図（ｂ）包囲木材部の部分正面図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨であって吊り孔が設けられた形態例を示す正面図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨であって吊り孔及び鉄筋の配筋孔が設けられた形態例を示す正面図である。 図１５の形態例の詳細を示す（ａ）部分拡大Ｄ－Ｄ線断面図（ｂ）部分拡大Ｃ－Ｃ線断面図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨であって吊り孔及び鉄筋の配筋孔が設けられた他の形態例の詳細を示す（ａ）部分拡大Ｆ－Ｆ線断面図（ｂ）部分拡大Ｅ－Ｅ線断面図である。 図１７の形態例のＴ字状鉄骨を構成して吊り孔の一部を形成する固定用部材の平面図である。 本発明に係るＨ字状鉄骨の形態例を示す断面図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨と仕口コアとの接合部の形態例を示す側面図である。 図２０の形態例の仕口コアを説明する部分斜視図である。 本発明に係るＴ字状鉄骨を小梁として用いた場合における鉄骨同士の接合部の形態例を示す水平に破断した状態の断面図である。

以下、本発明に係る梁材用のＴ字状鉄骨及び鉄骨と木材のハイブリット梁材の形態例を、図面（図１～１０）に基づいて詳細に説明する。

本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材は、図１や図９などに示すように、梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部２０、及び梁材の上面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部３０によって、断面形状がＴ字形に形成された梁材用のＴ字状鉄骨１０と、そのＴ字状鉄骨１０における長尺方向の両端部及び横板部３０の上面側を除いた部位である縦板部２０を、内包して覆うように設けられた包囲木材部５０とを備える。なお、この鉄骨と木材のハイブリット梁材は、長尺方向の両端部に設けられた鉄骨柱への取付用孔１１を用いて、締結手段によって、鉄骨柱に取り付けられ使用されるものである。

この発明によれば、Ｔ字状鉄骨を利用し、より合理的に耐火性の高い、鉄骨と木材のハイブリット梁材を構成できるという特別有利な効果を奏する。すなわち、本発明の鉄骨と木材のハイブリット梁材によれば、Ｔ字状鉄骨１０を用いるため、従来のＨ形鋼を用いて鉄骨と木材のハイブリッド梁材を構成する場合と比較すると、下側のフランジの部分がないことになり、その下側のフランジを覆うように形成されていた従来の包囲木材部に比べ、本発明に係る包囲木材部５０は簡易な形態となる。そして、下側のフランジの部分がないことで、包囲木材部５０が、縦板部２０を十分に厚く且つ好適に覆うことができるため、耐火性能を高めることができる。

つまり、梁材は、火災の際に、その下側の角部を中心に炎によって焙られて損傷し易く、木材のみで構成されるものは延焼し、鉄骨のみで構成されるものは高温に曝されて変形し易い。これに対して、本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材では、包囲木材部５０の表面は損傷するが、内部の縦板部２０を含むＴ字状鉄骨１０は、Ｈ形鋼の場合に比較して、よりも合理的に包囲木材部５０に守られて損傷しにくく、建物としての構造強度を維持することができる。なお、Ｈ形鋼の場合は、下側のフランジに火災の熱が伝わり易く、損傷の原因になり易い。また、図１や図９などに示すように、長尺平板状の縦板部２０が、包囲木材部５０によって両側から挟まれた状態になり、締結手段によって圧力が付与された状態に結合できるため、その平板面が波打つことを防止でき、構造強度を適切に維持できる。従って、本発明に係るＴ字状鉄骨を利用した鉄骨と木材のハイブリット梁材によれば、そのＴ字状鉄骨による鉄骨構造によってスパンの長い大空間の建築物を実現でき、その耐火性を向上できる。

また、本発明に係るＴ字状鉄骨１０の製造方法としては、後述するように、圧延成形や溶接によらないで、縦板部２０と横板部３０を構成する鋼板同士を固定して一体化する方法を用いることができる。但し、このＴ字状鉄骨１０としては、従来のＴ形鋼の製造方法を排除するものではなく、圧延成形や溶接によって製造されたものを用いることができるのは勿論である。

なお、本形態例のＴ字状鉄骨１０によれば、Ｈ形鋼に比べて、縦板部２０（ウェブ）の板厚が厚く設定されている。このＴ字状鉄骨１０によれば、Ｔ字状であってＨ形鋼に比べて簡素な形態であるが、鉛直荷重（縦荷重）を受ける強度を適切に得ることができる。例えば、本形態例のＴ字状鉄骨１０の縦板部２０としては厚さが２５ｍｍや２８ｍｍの鋼板を用いることができ、横板部３０としては厚さが９ｍｍや１２ｍｍの鋼板を用いることができる。

また、本形態例では、図１や図９などに示すように、包囲木材部５０が、内側の木材層５１と外側の木材層５２の２層に設けられている。これによれば、耐火性能を高めることができ、外側の木材層５２は、適宜に交換することが可能である。

さらに、図１や図９などに示す形態例においては、包囲木材部５０において不燃材層５３を介在させることで、より耐火性を向上させている。すなわち、包囲木材部５０が、内側の木材層５１と外側の木材層５２の２層に設けられ、その内側の木材層５１と外側の木材層５２との間に不燃材層５３が配されて介在されている。本形態例の不燃材層５３は、モルタルで形成された板状の部材（モルタル板）であり、外側の木材層５２に形成された凹部又は溝部に嵌め込まれた形態に設けられている。なお、本形態例では、不燃材層５３として、モルタル板を用いているが、これに限定されるものではなく、不燃性の高いものを適宜選択的に利用できるのは勿論である。また、包囲木材部５０としては、反りや狂いの少ない集成材を用いることで、より適切に鉄骨と木材のハイブリット梁材を構築できる。

また、本形態例のＴ字状鉄骨１０に対する包囲木材部５０の固定方法や、不燃材層５３を含む包囲木材部５０の組み込み方法は、図１や図９に示すように、ボルト１２、ナット１３及びワッシャー１４などによる締結手段、木ネジ５５や釘、或いは接着剤など、固着手段や接合手段、及び凹凸や溝を利用した組み込み形態を適宜選択的に用いることができるは勿論である。なお、外側の木材層５２は、化粧板としても機能し、本形態例では木ネジ５５を用いることで、適宜に交換することが可能である。

図１の形態例では、Ｔ字状鉄骨１０に、内側の木材層５１が、嵌め込まれて、ボルト１２、ナット１３及びワッシャー１４によって構成される締結部材によって固定され、不燃材層５３が嵌められて接着剤によって仮止めされた外側の木材層５２が、その不燃材層５３の側が内側の木材層５１の外面に接することで両者の間に介在するように、木ネジ５５によって内側の木材層５１に固定されている。なお、Ｔ字状鉄骨１０の縦板部２０には、図１や図４に示すようにボルト１２を挿通できるボルト孔２５が、適宜に間隔をおいて設けられている。

また、本発明に係る鉄骨と木材のハイブリット梁材に用いることができるＴ字状鉄骨１０では、図２に示すように、縦板部２０（Ｔ字状鉄骨１０）の上縁における長手方向の中央が、最も上側へ湾曲したアーチ状に形成されている。つまり、図２に示すように、Ｔ字状鉄骨１０の両端上角のＸ点とＸ’点とを結ぶ直線（水平直線）に対して、そのＴ字状鉄骨１０の上縁の中央（Ｙ点）が、上方へ湾曲（膨出）したアーチ状となっている。そして、本形態例では、縦板部２０の下縁における長手方向の中央（Ｙ点の真下の下縁の点）が、最も上側へ湾曲したアーチ状に形成されている。従って、本形態例では、縦板部２０の縦方向の巾が、その縦板部２０の長手方向の全長に亘って同じ巾になるように設けられている。なお、これに限らず、縦板部２０の下縁が、その長手方向に平坦に設けられても縦荷重を適切に受けることができる。

そのアーチ状の湾曲の大きさは、例えば、Ｘ点からＸ´点の長さが６０００ｍｍとすると、その線分から上方への膨出したＹ点までの距離が１０ｍｍ程度に設定することができる。これによれば、このＴ字状鉄骨１０にかかる縦荷重を適切に受けることができ、その縦荷重によって生じるたわみによって、Ｔ字状鉄骨１０の上面及び本形態例では下面（縦板部２０の下縁）が平坦化するように調整することができる。この際に、横板部３０は、平置き状態にあるため、縦板部２０の形状に倣って適宜に変形でき、アーチ状から平坦化するように縦板部２０の撓み変形に追随できる。なお、図２及び３では、Ｔ字状鉄骨１０に包囲木材部５０を固定するために用いられるボルト孔２５の記載を省略しているが、図４に示すように、そのボルト孔２５同士の間隔や数量などは、仕様に応じて適宜選択的に設定できるのは勿論である。

また、本形態例の鉄骨と木材のハイブリット梁材に用いることができるＴ字状鉄骨１０では、図３に示すように、縦板部２０に重量を軽減するための軽量化用透孔２１が、Ｔ字状鉄骨１０の長尺方向に複数設けられている。

なお、図３に示した形態例によれば、軽量化用透孔２１が正三角形を基礎として角部が丸められた形状に設けられている。これによれば、角状の切欠き部による応力集中を回避できる形態となっていると共に、トラス構造となっているため縦荷重を合理的に受けることができる形態となっている。すなわち、構造強度を維持できると共に、重量を適切に軽減できる形状になっている。

また、本発明に係る梁材用のＴ字状鉄骨１０としては、図４～７に示すように、長尺方向に間隔をおいて横板部３０にスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴３１に、そのほぞ穴３１に対応して縦板部２０の上縁側に設けられた複数のほぞ２３が嵌められることで、縦板部２０と横板部３０とが固定されることで一体化されて設けられているものを採用できる。なお、この鋼材（縦板部２０や横板部３０）に設けられるほぞ２３やほぞ穴３１は、例えば、プラズマ切断などの既知の切断加工手段によって、適切に形成することができる。

これによれば、ほぞ穴３１にほぞ２３が嵌るため、縦板部２０と横板部３０とが長尺方向及び横方向について相互に規制されることになり、その縦板部２０と横板部３０とを適切に一体化させることができる。なお、ほぞ穴３１にほぞ２３が単に嵌るだけでは、上下方向に離脱するため、後述するような離脱を防止する手段が必要になるが、この上下方向の離脱手段については、その後述する例に限定されず、ネジ止め、カシメ、ろう付け、溶接などの固着手段を適宜選択的に用いることができるのは勿論である。

そして、本形態例の梁材用のＴ字状鉄骨では、ほぞ２３が、ほぞ穴３１を貫通して横板部３０の上面から突き出る突出部２３ａを備え、そのほぞ２３の突出部２３ａにスリット状に開口して設けられた固定用の挿通孔２４が設けられ、その固定用の挿通孔２４に挿通されて縦板部２０の上縁側に配された横板部３０の上側に位置されて固定されることで、横板部３０が縦板部２０から離脱しないように固定する平板状の固定用部材４０を備えている。

これによれば、梁材用のＴ字状鉄骨１０を、圧延成形や溶接などの大きなエネルギーが必要となる製造方法によらないで構築できるため、環境負荷が小さく、また、熱がかからないため変形することがなく、その変形を修正する必要がない。このため、梁材用のＴ字状鉄骨１０における様々な仕様に容易に対応でき、最適な形態のものを簡便に製造できる利点がある。

本形態例の具体的な形状は、図７に示すように、横板部３０のほぞ穴３１が、縦板部２０の上縁に形成された凹凸部の凸部に相当するほぞ２３に対応するように形成されており、縦板部２０の厚さが嵌る幅で長細い矩形のスリット状（長孔状）に設けられている。また、本形態例の縦板部２０の前記凸部に相当するほぞ２３は、ほぞ穴３１を突っ切って横板部３０の上面側へ突出する突出部２３ａが、矩形状に連続して一体に設けられている。そして、固定用の挿通孔２４が、矩形の板状の固定用部材４０が挿通されるように、矩形のスリット状（長孔状）に形成されている。なお、ほぞ２３、ほぞ穴３１、固定用の挿通孔２４及び固定用部材４０の形態は、本形態例のように矩形状に限定されるものではなく、適切な嵌め合い関係になるものであればよく、例えば、角部を丸めた形状の長円状の嵌め合い形状であってもよい。

また、縦板部２０の上縁にほぞ２３が設けられるように形成された凹凸の凹の底面に相当する上縁面が、ほぞ２３に嵌る横板部３０を受けて支持する受縁面２２となっており、突出部２３ａに設けられる固定用の挿通孔２４は、その受縁面２２から横板部３０の厚さの間隔分に突出している側の部位に設けられている。そして、本形態例では、横板部３０と固定用部材４０とが、その横板部３０に、その横板部３０の巾方向である左右の中心を基準として左右対称位置に設けられた一対の締結用孔３２（締結部）と、その一対の締結用孔３２に対応して固定用部材４０に設けられた一対の締結用孔４２（締結部）とを用いて、一対の締結部材４５（本形態例ではボルト・ナット）によって板同士の平面同士を合せた形態に固定されている。これによれば、縦板部２０と横板部３０とが相互に上下方向に離脱することを防止でき、ほぞ２３とほぞ穴３１との嵌め合い関係によって前後左右については規制されているため、縦板部２０と横板部３０と合理的に固定することができる。なお、横板部３０と固定用部材４０との固定方法（固着手段）は、一対の締結部材４５のような締結部材に限定されるものではなく、例えば、点付け溶接、スポット溶接やカシメなどの既知の固着手段によって固定することも可能である。さらに、本形態例では、横板部３０と固定用部材４０とが、左右の二箇所（一対の締結部）で固定されているが、これに限定されず、バランスは崩れるが、片方の部位のみで固定することも可能である。

さらに、本形態例では、図６や図７に示すように、矩形の板状の固定用部材４０が左右に比較的長い形態に設けられており、縦板部２０の固定用の挿通孔２４に挿通された部分を中心位置にして左右対称位置に配される一対の締結部材４５（本形態例ではボルト・ナット）の間隔が、固定用部材４０の撓みを許容できる程度に比較的長く設定されている。これによれば、ほぞ２３とほぞ穴３１による縦板部２０と横板部３０との嵌め合い関係と、及び横板部３０とその横板部３０の上側に位置するように挿通される固定用部材４０との嵌め合い関係や位置関係において、少なくとも僅かなガタ（遊び）がないと容易に組み付けることができないが、その遊びを、固定用部材４０が沈み込むことや撓み変形することによって吸収して構造的に安定化するように設けられている。すなわち、建築物の上からの縦荷重（鉛直荷重）がかかると、固定用部材４０が馴染むことによって、横板部３０が、縦板部２０の前述の受縁面２２に押接された状態で固定されることになり、横板部３０と縦板部２０とが一体となったＴ字状鉄骨１０として構造的に安定した状態となることができる。

そして、図４～７に示した梁材用のＴ字状鉄骨１０を用いることで、図８及び図９に示すように、鉄骨と木材のハイブリット梁材を構成することができる。この図８及び図９に示す形態例によれば、図１に示した形態例に比較して、横板部３０の上面側に突出部２３ａと固定用部材４０及び締結部材４５が追加されて配された状態となっているが、これらの構成は、例えば床スラブ６０（図１０）を構築することによって埋め込まれる部分となって、その床スラブ６０と一体化することができる。従って、構造的に強度を高めるように作用し、デメリットはない。なお、包囲木材部５０の図９及び１０に示す形態例における内側の木材層５１は、左右に分割された半割構造になっており、その内側の木材層５１の内側の段部に縦板部２０が嵌るようになっており、内側の木材層５１の製造コストを低減できる形態になっている。

さらに、本形態例の鉄骨と木材のハイブリット梁材では、図１０に示すように、横板部３０（Ｔ字状鉄骨１０のフランジ）の上面に、複数のスタッドジベル６１が固定されている。このようにスタッドジベル６１を設けることができるため、床スラブ６０を適切に構築することができる。これによって、構造強度の高い建築物を、適切に構築することができる。

すなわち、本形態例の鉄骨と木材のハイブリット梁材の横板部３０の上面にデッキプレート６２を固定することで、そのデッキプレート６２を梁材の間に配することができ、横板部３０の上面に設けられたスタッドジベル６１を利用して鉄筋６３を適切に配することができる。これによって、コンクリート６５を適切に打設して床スラブ６０を適切に構築することができ、構造強度の高い建築物を適切に構築することができる。

また、本形態例の鉄骨と木材のハイブリット梁材では、例えば図１１及び図１２に示すように、横板部３０（Ｔ字状鉄骨１０のフランジ）の上面に、根太７０(木材)を、一対のアングル金具８０（根太受け金具）を介して固定することができる。この形態例では、根太７０に締結用孔７１が設けられ、締結用孔７１の根太用締結部材８１（ボルトやナット）を構成するボルトが通されることで、その根太７０が一対のアングル金具８０に挟まれた状態に、Ｔ字状鉄骨１０を備える梁に固定されている。また、一対のアングル金具８０（根太受け金具）は、横板部３０の上面に、アングル金具用締結部材８２（ボルトやナット）を介して固定されている。このように根太７０を固定することができるため、木材による床の骨組み構造を適切に構築することができる。

また、前述の根太７０と同様に、横板部３０の上面に適宜な受け金具（木材結合用金具）を固定し、その受け金具を介して小屋梁や垂木を受けて固定することもできる。これによれば、木材による屋根の骨組み構造を適切に構築することができる。
なお、横板部３０の上面に固定される根太などの受け金具としては、本形態例のアングル金具８０のような断面がＬ字状の形状に限定されるものではなく、断面がコの字状のものなど、受け金具（固定金具）として機能するものを、適宜選択的に用いることができるのは勿論である。

次に、Ｔ字状鉄骨１０と包囲木材部５０との結合の形態例について、図１３に基づいて説明する。
この形態例によれば、縦板部２０に設けられた縦板部側のボルト孔２５ａと、その縦板部側のボルト孔２５ａに対応して包囲木材部５０に設けられた木材側のボルト孔２５ｂとにボルト１２を通し、ネジ締結によって、Ｔ字状鉄骨１０と包囲木材部５０とを結合するように設けられ、アーチ状に形成された縦板部２０が縦荷重を受けた際の撓み量に対応して、縦板部側のボルト孔２５ａが少なくとも縦方向に大きく設けられている。すなわち、縦板部側のボルト孔２５ａの縦方向の寸法が、ボルト１２の直径に前述の撓み量に対応した寸法を加えた長さとなるように、長く設けられている。

また、図１３の形態例では、（ａ）がＴ字状鉄骨１０を示す部分正面図であり、（ｂ）が集成材などで形成された包囲木材部５０を示す部分正面図になっており、包囲木材部５０（（ａ）に二点鎖線で図示）が、Ｔ字状鉄骨１０の縦板部２０に平面同士を接触させて重ね合わせた状態に結合されるように構成されている。なお、図１３に示すように長孔状に設けられた縦板部側のボルト孔２５ａの縦方向の長さは、縦板部２０の前述の撓み量と完全に一致する長さに設定されている必要はなく適宜調整すればよい。例えば、その撓み量よりも若干短く設定することで、結合のために組み込む際に適度の予圧（縦荷重）を加えることで結合でき、適度の荷重が加わることによってガタ（遊び）が適度に解消され、ハンドリングを行い易い形態とすることができる。また、木材側のボルト孔２５ｂにおける包囲木材部５０の表面側には、ボルト頭、ナットやワッシャーが埋まった状態に配置させるために、凹状に形成された段部２５ｃ（図１、９、１３参照）が形成されている。さらに、図示していないが、この段部２５ｃを塞ぐことで、ボルト・ナットによる締結部材を埋め込んだ状態とすることができ、梁材としての外観を整えることもできる。

次に、Ｔ字状鉄骨１０の具体的な形態例について、図１４～１７に基づいて説明する。
図１４～１７は、吊り孔２６が設けられた形態例を示し、図１５～１７は、吊り孔２６及び鉄筋の配筋孔２７が設けられた形態例を示している。これらの形態例によれば、ほぞ２３が、ほぞ穴３１を貫通して横板部３０の上面から突き出る突出部２３ａを備え、そのほぞの突出部２３ａに、吊り上げる際にフックを掛けることができる孔として用いられる吊り孔２６及び／又は鉄筋６３（図１０参照）を配置する際に用いる配筋孔２７が設けられている。

吊り孔２６は、図１４、１５に示すように、対称位置の２箇所に設けられることで、バランス良く吊り下げることができる。また、配筋孔２７は、鉄筋６３を通して配することができるように設けられ、図１５～１７に示すように等間隔に設けられることで、多数の鉄筋を正確に整然と作業効率良く容易に配置することができる。これによって、図１０に示したスタッドジベル６１を用いる際と比較して、より正確且つ効率良く、床スラブ６０を適切に構築することができる。

また、図１４、１５に記載したＴ字状鉄骨１０によれば、図１３の形態例について説明したように、アーチ状に形成された縦板部２０が縦荷重を受けた際の撓み量に対応して、縦板部側のボルト孔２５ａがボルト１２の直径に比べて少なくとも縦方向（鉛直方向）に大きく設けられていると共に、Ｔ字状鉄骨１０と包囲木材部５０との熱膨張率の差に対応して、横方向（水平方向）に縦板部側のボルト孔２５ａがボルト１２の直径に比べて少なくとも横方向により大きく設けられている。図１４、１５の形態例では、Ｔ字状鉄骨１０（縦板部２０）の長手方向（図面上の左右方向）の中心を基準として、Ｔ字状鉄骨１０と包囲木材部５０とが左右に熱膨張することで、両者の伸長量に差が生じても、その長手方向の中心を基準にしてその伸長量の差を吸収して不必要な応力が生じないように、縦板部側のボルト孔２５ａが少なくとも横方向に大きく設けられている。

図１７に示した形態例は、図１６に示した形態例に比べて、鋼材をなるべく無駄なく切断してＴ字状鉄骨１０を形成できるように設けられている。具体的には、図１７に示す形態例では、図１７の図面上において上下に巾のある鋼板から２枚の縦板部２０を切り出すことを想定した場合に、２枚の縦板部２０の配筋孔２７が設けられた突出片部２３ｂを上下に入り組んだ形態に切り出すことができ、無駄となる鋼材の部分を可及的に少なくできると共に、細く突起するように形成された突出片部２３ｂの形態によって、コンクリートを流し込んで床スラブ６０を形成する際に、その流動性を妨げないで適切に充填することができる。

また、図１７に示した形態例では、矩形の板状の固定用部材４０（平面図を図１８に示す。）の中央部に吊り孔２６の一部を構成する長孔４１が形成されている。これによれば、ほぞ２３の突出部２３ａの高さを低くした形態でも、吊り孔２６を形成する構造部が強度を確保できるように、その吊り孔２６を適切に設けることができる。

次に、図１９に基づいて、前述のほぞ２３とほぞ穴３１とによって組み立てられる形態の梁材用の鉄骨であって、実質的に断面がＨ字状やＩ字状に形成される形態例について説明する。
本形態例では、前記の梁材用のＴ字状鉄骨１０の構成を備える共に、梁材の下面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い下側横板部３０Ａを備え、その下側横板部３０Ａに長尺方向に間隔をおいてスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴３１に、そのほぞ穴３１に対応して縦板部２０の下縁側に設けられた複数のほぞ２３が嵌められることで、縦板部２０と下側横板部３０Ａとが固定されて設けられている。

そして、本形態例の梁材用の鉄骨では、下側のほぞ２３が、下側横板部３０Ａのほぞ穴３１を貫通して下側横板部３０Ａの下面から下方へ突き出る突出部２３ａを備え、そのほぞ２３の突出部２３ａにスリット状に開口して設けられた固定用の挿通孔２４が設けられ、その固定用の挿通孔２４に挿通されて縦板部２０の下縁側に配された下側横板部３０Ａの下側に位置されて固定されることで、下側横板部３０Ａが縦板部２０から離脱しないように固定する固定用部材４０を備えている。これによれば、構造強度の高い梁材用の鉄骨を適切に構成することができる。なお、本形態例では、上側の横板部３０に比べて下側横板部３０Ａの巾が狭いものを示したが、これに限定されず、同等の巾に形成してもよいのは勿論である。

次に、図２０～２２に基づいて、本形態例の梁材用の鉄骨のジョイント部の構造について説明する。
本発明に係るＴ字状鉄骨１０は、例えば図２０及び２１に示すように、仕口コア９０に固定された平面視でＬ字状の接合部材９３と、ボルト・ナットなどの締結部材９４によって、その仕口コア９０に取り付け・接合することができる。なお、仕口コア９０は、鉄骨柱９６の連結延長のための接合部となっており、上下端に設けられたフランジ９１と鉄骨柱９６のフランジ９６ａとを締結部材９２によって締結することで接合されている。

この形態例では、仕口コア９０の側壁（外面側）に、Ｔ字状鉄骨１０と接合する部位である一対の接合部材９３が、溶接されて配されている。この各接合部材９３は、Ｔ字状鉄骨１０の縦板部２０と接合される接合面部９３ａと、仕口コア９０に固定される固定面部９３ｂと、Ｔ字状鉄骨１０の横板部３０の下面に当接してそのＴ字状鉄骨１０支持すると共に接合の際の位置合わせを補助する上端突起部９３ｃ、及び締結用孔９３ｄを備えている。なお、本形態例の上端突起部９３ｃは、接合部材９３の張り出した上側の角部に設けられている。

これによれば、一対の接合部材９３が、縦板部２０の端部を両側から挟み、締結部材９４によって固定されることになり、仕口コア９０にＴ字状鉄骨１０を合理的且つ強固に接合することができる。また、接合部材９３の形状は、例えば仕口コア９０への溶接・固定のためのスペースを確保することで制限されるが、上端突起部９３ｃが設けられていることで、Ｔ字状鉄骨１０を、その高さ位置を適切に案内して仕口コア９０へ接合できる機能的な形態になっている。

次に、図２２に基づいて、本発明に係るＴ字状鉄骨１０が小梁として用いられ、対応する別のＴ字状鉄骨１０へ接合される際の接合部９５の形態例について説明する。この形態例では、前述した接合部材９３と実質的に同等の形態の接合部材９５が設けられており、その接合部材９５が、その固定面部９５ｂにおいて締結部材９４によって、被接合部となっているＴ字状鉄骨１０の側の縦板部２０に取り付けられて固定されていることに特徴がある。そして、一対の接合部９５の接合面部９５ａが縦板部２０の端部を両側から挟み、締結部材９４によって締結することで接合されている。これによれば、小梁として用いられるＴ字状鉄骨１０を、被接合部に合理的且つ強固に接合することができる。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１０ Ｔ字状鉄骨
１１ 鉄骨柱への取付用孔
１２ ボルト
１３ ナット
１４ ワッシャー
２０ 縦板部
２１ 軽量化用透孔
２２ 受縁面
２３ ほぞ
２３ａ 突出部
２３ｂ 突出片部
２４ 固定用の挿通孔
２５ ボルト孔
２５ａ 縦板部側のボルト孔
２５ｂ 木材側のボルト孔
２５ｃ 段部
２６ 吊り孔
２７ 配筋孔
３０ 横板部
３０Ａ 下側横板部
３１ ほぞ穴
３２ 締結用孔
４０ 固定用部材
４１ 長孔
４２ 締結用孔
４５ 締結部材
５０ 包囲木材部
５１ 内側の木材層
５２ 外側の木材層
５３ 不燃材層
５５ 木ネジ
６０ 床スラブ
６１ スタッドジベル
６２ デッキプレート
６３ 鉄筋
６５ コンクリート
７０ 根太
７１ 締結用孔
８０ アングル金具
８１ 根太用締結部材
８２ アングル金具用締結部材
９０ 仕口コア
９１ フランジ
９２ 締結部材
９３ 接合部材
９３ａ 接合面部
９３ｂ 固定面部
９３ｃ 上端突起部
９３ｄ 締結用孔
９４ 締結部材
９５ 接合部材
９５ａ 接合面部
９５ｂ 固定面部
９６ 鉄骨柱

Claims (2)

1. 梁材の芯部を構成する長尺平板状の鋼材であってウェブを形成するように断面形状が縦方向に長い縦板部、及び梁材の上面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い横板部によって、断面形状がＴ字形に形成された梁材用のＴ字状鉄骨と、
   該Ｔ字状鉄骨における前記横板部の下面側の部位である前記縦板部を覆って内包するように設けられた包囲木材部とを備え、
   前記縦板部の上縁における長手方向の中央が、最も上側へ湾曲したアーチ状に形成されている鉄骨と木材のハイブリット梁材であって、
   前記横板部に長尺方向に間隔をおいてスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴に、該ほぞ穴に対応して前記縦板部の上縁側に設けられた複数のほぞが嵌められることで、前記縦板部と前記横板部とが固定されて設けられ、
   前記ほぞが、前記ほぞ穴を貫通して前記横板部の上面から突き出る突出部を備え、
   前記ほぞの突出部に、吊り上げる際にフックを掛けることができる孔として用いられる吊り孔、及び鉄筋を配置する際に用いられる配筋孔が設けられ、
   前記ほぞの突出部に開口して設けられた固定用の挿通孔と、
   該固定用の挿通孔に挿通されて前記縦板部の上縁側に配された前記横板部の上側に位置されて固定されることで、前記横板部が前記縦板部から離脱しないように固定する固定用部材とを備えることを特徴とする鉄骨と木材のハイブリット梁材。
2. 請求項１記載の梁材用のＴ字状鉄骨の構成を備える共に、
   梁材用の鉄骨の下面を構成する長尺平板状の鋼材であってフランジを形成するように断面形状が横方向に長い下側横板部を備え、該下側横板部に長尺方向に間隔をおいてスリット状に開口して設けられた複数のほぞ穴に、該ほぞ穴に対応して前記縦板部の下縁側に設けられた複数のほぞが嵌められることで、前記縦板部と前記下側横板部とが固定されて設けられていることを特徴とする鉄骨と木材のハイブリット梁材。

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