JP7228391B2 - 柱梁接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、木質の柱部材と木質の梁部材とを、ＲＣ（鉄筋コンクリート）製の仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造に関するものである。

従来、木質の柱部材と木質の梁部材とを、ＲＣ（鉄筋コンクリート）製の仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この構造では、仕口部材と柱部材とを接合用鉄骨部材を介して接続し、仕口部材と梁部材とを突出金物を介して接続することによって、柱部材、梁部材、仕口部材を一体化している。柱部材、梁部材は、通常、耐火性能を有する木質部材として構成することが多い。また、梁部材の上面には、通常、ＲＣ造、ＡＬＣパネルあるいは木質構造などの床が設置される。

特開２０１７－１３３２７１号公報

ところで、上記の従来の特許文献１の柱梁接合構造では、梁部材と仕口部材との取合い部に、施工精度の確保の困難さや、経年変化による部材の乾燥収縮などによって微細な隙間が生じるおそれがある。また、隙間に加えて、突出金物が熱橋となって梁部材内部への熱侵入を加速するおそれがある。梁部材と仕口部材の間の隙間や突出金物による熱橋は、火災加熱を受けた場合に弱点部となって、梁部材の木質材料からなる芯材（荷重支持材）の損傷（炭化あるいは燃焼による断面欠損など）を引き起こし、最悪の場合、梁の崩壊につながるおそれがある。隙間からの熱気の侵入や、突出金物の熱橋などによる梁部材の木質材料の損傷を防止するため、耐火性能に優れた柱梁接合技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る柱梁接合構造は、柱部材と、木質材料からなる芯材とこの芯材の外側に設けられた燃え止まり層とを備えた梁部材とを、木材よりも硬質で耐火性能に優れた材料からなる仕口部材を介して接合してなり、梁部材と仕口部材が、仕口部材の側端面から側方に突出して梁部材の側端面の凹溝部に挿入配置される突出金物を介して接合される柱梁接合構造であって、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に設ける耐熱材料が、石膏ボード、けい酸カルシウム板、その他の無機質材料成形板、ロックウール、グラスウール、その他の無機質繊維材料およびセメント系材料のいずれか一つまたは複数であることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部において、中空部に面する梁部材の木質材料からなる芯材の側端面の表面に耐熱材料が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に耐熱材料が充填されていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、燃え止まり層が、加熱により増厚して断熱性を発現するシートを含み、このシートは、梁部材の側端面の外側の縁部に設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、突出金物の下側の縁部と梁部材の凹溝部との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る柱梁接合構造によれば、柱部材と、木質材料からなる芯材とこの芯材の外側に設けられた燃え止まり層とを備えた梁部材とを、木材よりも硬質で耐火性能に優れた材料からなる仕口部材を介して接合してなり、梁部材と仕口部材が、仕口部材の側端面から側方に突出して梁部材の側端面の凹溝部に挿入配置される突出金物を介して接合される柱梁接合構造であって、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられているので、梁部材と仕口部材の間の隙間からの熱気の侵入や、突出金物の熱橋などによる梁部材の芯材への熱侵入を抑制することができる。このため、耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に設ける耐熱材料が、石膏ボード、けい酸カルシウム板、その他の無機質材料成形板、ロックウール、グラスウール、その他の無機質繊維材料およびセメント系材料のいずれか一つまたは複数であるので、安価で耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部において、中空部に面する梁部材の木質材料からなる芯材の側端面の表面に耐熱材料が設けられているので、梁部材の芯材への熱侵入を抑制することができ、耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に耐熱材料が充填されているので、梁部材の芯材への熱侵入を抑制することができ、耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、燃え止まり層が、加熱により増厚して断熱性を発現するシートを含み、このシートは、梁部材の側端面の外側の縁部に設けられているので、火災時には、シートは増厚して梁部材と仕口部材の間の隙間を塞ぐように作用し、より優れた耐火性能を発揮することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、突出金物の下側の縁部と梁部材の凹溝部との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられているので、梁部材の下側からの加熱に対する耐火性能を高めることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態１を示す概略正面図である。 図２は、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態１を示す上面断面図（図３のＥ－Ｅ断面図）である。 図３は、図２の各断面図であり、（１）はＡ－Ａ断面図、（２）はＢ－Ｂ断面図、（３）はＣ－Ｃ断面図、（４）はＤ－Ｄ断面図である。 図４は、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態２を示す上面断面図である。

以下に、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
まず、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態１について説明する。

図１に示すように、本実施の形態１に係る柱梁接合構造１０は、木質材料からなる柱部材１２と、梁部材１４と、ＲＣ製の仕口部材１６とを備える。柱部材１２は、鋼製接合部材１８、ボルト２０、ナット２２、モルタル２４等を介して仕口部材１６の上下端面に固定される。梁部材１４の上面１４Ａには、ＡＬＣ版からなる床材２６がコーチスクリューボルト２８で固定される。

図２および図３に示すように、梁部材１４と仕口部材１６は、突出金物３０を介して接合される。突出金物３０は、上面視でＴ字状のものであり、鋼製のベースプレート３２と、ガセットプレート３４とからなる。ベースプレート３２は、仕口部材１６の側端面１６Ａにボルト３６、ナット３８を介して固定される。ガセットプレート３４は、ベースレート３２から側方に突出して梁部材１４の側端面１４Ｂのスリット４０（凹溝部）に挿入配置される。ガセットプレート３４には、図１に示すように、孔４２が複数設けられており、各孔４２には梁部材１４の外側から挿入されたドリフトピン４４が挿通配置される。

梁部材１４は、図２および図３に示すように、木質材料からなる芯材４６と、この芯材４６の外側に設けられた燃え止まり層４８とを備えている。突出金物３０を挿入配置するためのスリット４０は、芯材４６の軸心を上下に貫通して設けられる。梁部材１４の前面１４Ｃ、後面１４Ｄ、下面１４Ｅの燃え止まり層４８は、２枚の石膏ボード５０、５２と、石膏ボード５２の外側に設けられた耐火シート５４とによって構成されており、その外側には、木調の意匠を与えるための木材からなる化粧材５６が設けられている。

耐火シート５４は、加熱により増厚して断熱性を発現するシートである。この耐火シート５４は、梁部材１４の側端面１４Ｂの外周縁部５８（外側の縁部）の石膏ボード５２から内側に向けて折り曲げて、石膏ボード５２と５０の側端面を覆うように配置されている。火災時には、耐火シート５４は増厚して梁部材１４と仕口部材１６の間の隙間６０を塞ぐように作用する。

一方、梁部材１４の側端面１４Ｂの略中央には四角状の凹部６２が形成されている。この凹部６２に、突出金物３０のベースプレート３２を固定するためのボルト３６、ナット３８が収容配置される。凹部６２の芯材表面は、石膏ボード６４による燃え止まり層で被覆されている。凹部６２を含む梁部材１４の側端面１４Ｂと、仕口部材１６の側端面１６Ａの間の中空部６６には、ボルト３６、ナット３８を埋設する態様で耐熱ロックウール６８（耐熱材料）が充填されている。また、梁部材１４の側端面１４Ｂの外周縁部５８には埋木７０が設けられている。この埋木７０は、梁部材１４の側端面１４Ｂの外周縁部５８と、仕口部材１６の側端面１６Ａの間の隙間６０を塞いでいる。

図３（４）に示すように、ガセットプレート３４の下側の縁部と梁部材１４のスリット４０との間に中空部７２が形成される場合には、この中空部７２に、棒状の石膏ボードまたはブランケット状の耐熱ロックウールのような耐熱材料７４を設けてもよい。このようにすれば、中空部７２の容積を低減することが可能となるので、梁部材１４の下側からの加熱に対する耐火性能を高めることができる。

本実施の形態１によれば、梁部材１４の側端面１４Ｂと仕口部材１６の側端面１６Ａとの間に形成される中空部６６に、耐熱ロックウール６８が充填されているので、梁部材１４と仕口部材１６の間の隙間６０からの熱気の侵入や、突出金物３０の熱橋などによる芯材４６への熱侵入を抑制することができる。このため、安価で耐火性能に優れた柱梁接合構造１０を提供することができる。また、耐火シート５４は加熱時に増厚して梁部材１４と仕口部材１６の間の隙間６０を塞ぐように作用するので、耐火性能をより一層向上することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明に係る柱梁接合構造の実施の形態２について説明する。

図４に示すように、本実施の形態２に係る柱梁接合構造１００は、上記の実施の形態１において耐熱ロックウール６８を用いる代わりに、グラウト材７６を中空部６６に充填したものである。グラウト材７６としては、例えばモルタルなどのセメント系材料を使用することができる。

この柱梁接合構造１００では、グラウト材７６を充填する前に、凹部６２側の芯材４６の表面４６Ａに防水剤を塗付している。また、梁部材１４の前面１４Ｃ、後面１４Ｄ、下面１４Ｅの石膏ボード５０の内面５０Ａにも防水剤を塗付している。また、梁部材１４の石膏ボード５２と５０の端面５３にも防水剤を塗布している。このようにすれば、グラウト材７６が芯材４６、石膏ボード５０と５２に浸潤することを防げる。

また、この柱梁接合構造１００においては、上記の実施の形態１とは異なり、化粧材５６の端部が隙間６０を塞ぐ位置まで延長してあるが、上記の実施の形態１と同様に、埋木７０を配置してもよい。また、耐火シート５４を梁部材１４の側端面１４Ｂの石膏ボード５２の外周縁部５８から内側に向けて折り曲げ配置していないが、上記の実施の形態１と同様に、折り曲げ配置してもよい。なお、耐火シート５４を折り曲げ配置して、石膏ボード５２と５０の側端面に密着させる場合は、石膏ボード５２と５０の側端面に対する防水剤の塗布は省略してもよい。

本実施の形態２によれば、中空部６６にグラウト材７６が充填されているので、梁部材１４と仕口部材１６の間の隙間６０からの熱気の侵入や、突出金物３０の熱橋などによる芯材４６への熱侵入を抑制することができる。このため、安価で耐火性能に優れた柱梁接合構造１００を提供することができる。また、耐火シート５４は加熱時に増厚して梁部材１４と仕口部材１６の間の隙間６０を塞ぐように作用するので、耐火性能をより一層向上することができる。

なお、本発明者は、上記の柱梁接合構造１０、１００の梁部材１４に関して耐火性能確認実験を行っており、この実験で少なくとも１時間の耐火性能を確認している。

上記の実施の形態においては、中空部６６に充填する耐熱材料を、耐熱ロックウール６８またはグラウト材７６で構成する場合を例にとり説明したが、本発明はこれらの材料に限るものではなく、耐熱性を有する材料であればいかなる材料を用いてもよい。こうした材料としては、例えば、グラスウールその他の無機質繊維材料またはセメント系材料があり、これらの材料を単独で用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記の実施の形態においては、中空部６６に耐熱材料を充填する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、これに加えて、または、これに代えて、中空部６６に面する梁部材１４の木質材料からなる芯材４６の側端面１４Ｂの表面に耐熱材料を設けてもよい。ここに設ける耐熱材料としては、例えば、石膏ボード、けい酸カルシウム板またはその他の無機質材料成形板を単独で用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記の実施の形態においては、梁部材１４の燃え止まり層４８が２枚の石膏ボード５０、５２と耐火シート５４で構成される場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の燃え止まり層の構成を採用してもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。また、化粧材５６は省略してもよい。

また、上記の実施の形態においては、仕口部材１６がＲＣ製の場合を例にとり説明したが、ＲＣに限るものではなく、鉄筋を含まないコンクリートで構成してもよいし、プレキャストコンクリートで構成してもよい。また、仕口部材１６は、コンクリート系材料に限るものではなく、木材よりも硬質で耐火性能に優れた材料であればいかなる材料でもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る柱梁接合構造によれば、柱部材と、木質材料からなる芯材とこの芯材の外側に設けられた燃え止まり層とを備えた梁部材とを、木材よりも硬質で耐火性能に優れた材料からなる仕口部材を介して接合してなり、梁部材と仕口部材が、仕口部材の側端面から側方に突出して梁部材の側端面の凹溝部に挿入配置される突出金物を介して接合される柱梁接合構造であって、梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられているので、梁部材と仕口部材の間の隙間からの熱気の侵入や、突出金物の熱橋などによる梁部材の芯材への熱侵入を抑制することができる。このため、耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、耐熱材料が、石膏ボード、けい酸カルシウム板、その他の無機質材料成形板、ロックウール、グラスウール、その他の無機質繊維材料およびセメント系材料のいずれか一つまたは複数を有するので、安価で耐火性能に優れた柱梁接合構造を提供することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、燃え止まり層が、加熱により増厚して断熱性を発現するシートを含み、このシートは、梁部材の側端面の外側の縁部に設けられているので、火災時には、シートは増厚して梁部材と仕口部材の間の隙間を塞ぐように作用し、より優れた耐火性能を発揮することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、突出金物の下側の縁部と梁部材の凹溝部との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられているので、梁部材の下側からの加熱に対する耐火性能を高めることができる。

以上のように、本発明に係る柱梁接合構造は、木質の柱部材と梁部材とをＲＣ製の仕口部材を介して接合するのに有用であり、特に、梁部材と仕口部材の間の隙間からの熱気の侵入や、突出金物の熱橋などによる梁部材の木質材料の損傷を防止するのに適している。

１０，１００ 柱梁接合構造
１２ 柱部材
１４ 梁部材
１６ 仕口部材
３０ 突出金物
３２ ベースプレート
３４ ガセットプレート
３６ ボルト
３８ ナット
４０ スリット（凹溝部）
４６ 芯材
４８ 燃え止まり層
５０，５２，６４ 石膏ボード
５４ 耐火シート
５６ 化粧材
５８ 外周縁部
６０ 隙間
６２ 凹部
６６ 中空部
６８ 耐熱ロックウール（耐熱材料）
７０ 埋木
７２ 中空部
７４ 耐熱材料
７６ グラウト材

Claims (5)

1. 柱部材と、木質材料からなる芯材とこの芯材の外側に設けられた燃え止まり層とを備えた梁部材とを、木材よりも硬質で耐火性能に優れた材料からなる仕口部材を介して接合してなり、梁部材と仕口部材が、仕口部材の側端面から側方に突出して梁部材の側端面の凹溝部に挿入配置される突出金物を介して接合される柱梁接合構造であって、
   梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられており、
   燃え止まり層が、加熱により増厚して断熱性を発現するシートを含み、このシートは、梁部材の側端面の外側の縁部に設けられていることを特徴とする柱梁接合構造。
2. 梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に設ける耐熱材料が、石膏ボード、けい酸カルシウム板、その他の無機質材料成形板、ロックウール、グラスウール、その他の無機質繊維材料およびセメント系材料のいずれか一つまたは複数であることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合構造。
3. 梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部において、中空部に面する梁部材の木質材料からなる芯材の側端面の表面に耐熱材料が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の柱梁接合構造。
4. 梁部材の側端面と仕口部材の側端面との間に形成される中空部に耐熱材料が充填されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の柱梁接合構造。
5. 突出金物の下側の縁部と梁部材の凹溝部との間に形成される中空部に、耐熱材料が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の柱梁接合構造。

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