JP7272194B2

JP7272194B2 - Ｃｌｔパネル補強構造物

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Publication number: JP7272194B2
Application number: JP2019165715A
Authority: JP
Inventors: 治田畑
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: GB2602409A; JP2021042589A; AU2020344316A1; US20220275644A1; GB2602409B; WO2021049312A1; GB202203479D0

Description

本発明は、ＣＬＴパネルの貫通孔周辺の補強構造に関する。

特許文献１は、挿通孔が設けられた木製の角材からなる梁の補強構造を開示する。補強構造は、梁の両方の側面における挿通孔周りにビス止めされた一対の補強片と、挿通孔に嵌め込まれる補強管と、を備える。

特開２００３－１７６６０１号公報

住宅等の建築物において、ＣＬＴパネルが採用されることがある。例えば、ＣＬＴパネルを建築物の壁として用いたときに、配管や配線を通すための貫通孔がＣＬＴパネルに形成される。ＣＬＴパネルに貫通孔が形成されると、貫通孔周辺において、ＣＬＴパネルの耐力が下がる。

特許文献１に記載された補強構造では、補強片が多数のビスによって梁の表面に固定されることによって、梁の挿通孔周りにおいて、せん断力に対する強度が補強されている。しかしながら、特許文献１に記載された補強構造が、ＣＬＴパネルの貫通孔の周辺に適用され、ＣＬＴパネルに多数のビスがねじ込まれると、各ビスによってＣＬＴパネルを構成する木板の繊維が切断され、却ってＣＬＴパネルの強度を低下させるおそれがある。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、ＣＬＴパネルの貫通孔の周辺の強度を効率的に補強する手段を提供することを目的とする。

(1) 本発明に係るＣＬＴパネル補強構造物は、貫通孔を有するＣＬＴパネルと、第１開口を有する第１プレート、及び第１管を備えた第１補強材と、第２開口を有する第２プレート、及び第２管を備えた第２補強材と、を備えている。上記第１管は、上記第１プレートの最大面と交差する方向へ、上記第１プレートの上記第１開口を含む第１領域から延出している。上記第２管は、上記第２プレートの最大面と交差する方向へ、上記第２プレートの上記第２開口を含む第２領域から延出している。上記第１補強材は、上記第１管の外周面が上記貫通孔の内周面に当接した状態で上記第１管が上記貫通孔に挿入されており、且つ上記第１プレートの最大面が上記ＣＬＴパネルの第１面に当接している。上記第２補強材は、上記第２管の外周面が上記第１管の内周面に当接した状態で上記第２管が上記貫通孔に挿入されており、且つ上記第２プレートの最大面が上記ＣＬＴパネルの上記第１面と反対に位置する第２面に当接している。

第１管と第１プレートの接続箇所において、第１プレートの最大面に沿った断面積が、第１管のみの断面積よりも広くなるので、接続箇所において圧縮力に対する耐力が、第１管のみの耐力より大きくなる。第２管と第２プレートの接続箇所においても、同様に耐力が大きくなる。第２管の外周面と第１管の外周面とが当接した箇所においても、同様に、第１管のみの耐力或いは第２管のみの耐力よりも、耐力が大きくなる。これにより、ＣＬＴパネルの貫通孔付近の耐力を効率的に補強できる。

(2) 好ましくは、上記第１管は、上記第２プレートまで延びており、上記第２管は、上記第１プレートまで延びている。

ＣＬＴパネルの貫通孔の全域において、第１管と第２管とが重なるので、ＣＬＴパネルの貫通孔付近の耐力を更に効率的に補強できる。

(3) 好ましくは、上記第１領域は、上記第１開口の周縁であり、上記第２領域は、上記第２開口の周縁である。

第１プレートが第１管の開口端から当該開口内に突出することが抑えられ、第２プレートが第２管の開口端から当該開口内に突出することが抑えられる。

(4) 好ましくは、上記第１プレート及び上記第２プレートは、接着剤により上記ＣＬＴパネルに接着されている。

第１プレート及び第２プレートとＣＬＴパネルとの固定に、ビスが不要である、或いは使用するビスの本数を極力少なくできるので、ＣＬＴパネルの木の繊維がビスにより切断されることが抑制される。

(5) 好ましくは、上記第１プレート、上記第１管、上記第２プレート、及び上記第２管は、それぞれ金属製である。

(6) 上記ＣＬＴパネルは、建築物の壁をなす。

本発明によれば、ＣＬＴパネルの貫通孔の周辺の強度を効率的に補強できる。

図１は、実施形態に係るＣＬＴパネル補強構造物１０の斜視図である。図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。図３（Ａ）は、実施形態に係る周縁３４を示す第１プレート３１の最大面３１Ｂの正面図であり、図３（Ｂ）は、実施形態に係る周縁４４を示す第２プレート４１の最大面４１Ｂの正面図である。図４（Ａ）は、第１補強材３０と第２補強材４０の分解斜視図であり、図４（Ｂ）は、第１補強材３０の図２におけるＩＶＢ－ＩＶＢ断面図である。図５は、先端３２Ｃが貫通孔２１の開口端周辺にない状態を示すＣＬＴパネル補強構造物１００の断面図である。図６は、変形例に係る第１プレート１３１及び第２プレート１４１を示すＣＬＴパネル補強構造物１００の断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明においては、ＣＬＴパネル補強構造物１０が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７が定義され、ＣＬＴパネル２０が延びる方向であって、上下方向７と直行する方向として長手方向１１が定義され、ＣＬＴパネル２０の厚み方向であって、上下方向７及び長手方向１１のいずれとも直交する方向として幅方向１２が定義される。

本実施形態のＣＬＴパネル補強構造物１０が図１及び図２に示される。ＣＬＴパネル補強構造物１０は、住宅やマンションにおいて耐力壁として用いられる。なお、ＣＬＴとは、ＣｒｏｓｓＬａｍｉｎａｔｅｄＴｉｍｂｅｒの略語であって、以下において同様である。

ＣＬＴパネル補強構造物１０は、ＣＬＴパネル２０と、第１補強材３０と、第２補強材４０と、ビス５０と、を備える。

［ＣＬＴパネル２０］
ＣＬＴパネル２０は、住宅やマンション等の建築物の壁をなす。ＣＬＴパネル２０は、挽き板などの木板の繊維の方向が各層で互いに直交するように積層されて接着されてなる平板である。ＣＬＴパネル２０の大きさは特に限定されないが、例えば、縦の長さが３０００ｍｍ、横の長さが２０００ｍｍ、厚さが９０ｍｍの平板形状である。図１に示されるように、ＣＬＴパネル２０は、最大面であって表裏の関係にある第１面２２と、第２面２３と、を有する。

図１及び図２に示されるように、ＣＬＴパネル２０は、幅方向１２に沿って延びる貫通孔２１を有する。貫通孔２１には、配管（不図示）や配線（不図示）が通される。貫通孔２１は、特に限定されないが、例えば、直径が１１０ｍｍ程度の円柱形状である。貫通孔２１は、第１面２２側の開口端が下記詳述の接続箇所３３と干渉しないように面取りされる。また、貫通孔２１が形成される位置も特に限定されないが、第１補強材３０及び第２補強材４０が、床や天井と干渉しない位置であることが好ましい。

［第１補強材３０］
図１及び図２に示されるように、第１補強材３０は、一部がＣＬＴパネル２０の貫通孔２１に挿入されて、ＣＬＴパネル２０の第１面２２に固定される。第１補強材３０は、第１開口３１Ａを有する第１プレート３１、及び第１管３２を備える。

第１プレート３１は、四角形の金属製の平板であり、ほぼ中央に第１開口３１Ａが形成されている。第１プレート３１は、表裏の関係にある最大面３１Ｂ，３１Ｃを有する。最大面３１Ｂは、ＣＬＴパネル２０の第１面２２に当接する。最大面３１Ｃは、ＣＬＴパネル２０の第１面２２と同じ向きを向く。最大面３１Ｂと第１面２２とは、接着剤により接着されている。第１プレート３１の大きさは特に限定されないが、例えば、貫通孔２１の直径が１１０ｍｍ程度であるとき、縦の長さ及び横の長さがそれぞれ３００ｍｍ程度、厚さが３ｍｍ程度である。第１開口３１Ａの直径は、例えば、１１０ｍｍ程度であり、貫通孔２１の直径と同程度である。

第１管３２は、第１プレート３１の最大面３１Ｂと直交する方向（交差する方向の一例）へ、第１プレート３１の第１開口３１Ａの周縁３４の一部から延出している。周縁３４は、図３（Ａ）に示されるように、最大面３１Ｂのうち第１開口３１Ａとの境界から、例えば、第１開口３１Ａの中心と中心を同じくし第１開口３１Ａの直径の少なくとも１．２５倍の直径である円で表される境界までの領域を指す。本実施形態では、第１管３２は、周縁３４のうち第１開口３１Ａとの境界から延出している。なお、周縁３４及び第１開口３１Ａは、第１領域の一例である。

第１管３２は、金属製の円管である。第１管３２は、外周面３２Ａが第１開口３１Ａと溶接されることによって第１プレート３１と接合されている。この接続箇所３３には、溶接金属が充填または外周面３２Ａ及び最大面３１Ｂの間において積層されている。第１管３２の外径は、貫通孔２１の直径と同程度である。第１管３２が、第１プレート３１の最大面３１Ｂから突出する寸法は、本実施形態では、ＣＬＴパネル２０の厚さと同等であり９０ｍｍである。なお、本実施形態のように、第２プレート４１の第２管４２の外周の接続箇所４３において溶接金属があるときには、第１管３２は、接続箇所４３まで延びていればよく、必ずしもＣＬＴパネル２０の厚さと同等まで突出していなくてもよい。

［第２補強材４０］
図１及び図２に示されるように、第２補強材４０は、一部が第１管３２内に挿入されて、ＣＬＴパネル２０の第２面２３に固定される。第２補強材４０は、図４（Ａ）にも示されるように、第２開口４１Ａを有する第２プレート４１、及び第２管４２を備える。

第２プレート４１は、四角形の金属製の平板であり、ほぼ中央に第２開口４１Ａが形成されている。第２プレート４１は、表裏の関係にある最大面４１Ｂ，４１Ｃを有する。最大面４１Ｂは、ＣＬＴパネル２０の第２面２３に当接する。最大面４１Ｃは、ＣＬＴパネル２０の第２面２３と同じ向きを向く。最大面４１Ｂと第２面２３とは、接着剤により接着されている。第２プレート４１の大きさは特に限定されないが、例えば、第１プレート３１と同じ大きさである。

第２管４２は、第２プレート４１の最大面４１Ｂと直交する方向（交差する方向の一例）へ、第２プレート４１の第２開口４１Ａの周縁４４の一部から延出している。周縁４４は、図３（Ｂ）に示されるように、最大面４１Ｂのうち第２開口４１Ａとの境界から、例えば、第２開口４１Ａの中心と中心を同じくし第２開口４１Ａの直径の少なくとも１．２５倍の直径である円で表される境界までの領域を指す。本実施形態では、第２管４２は、周縁４４のうち第２開口４１Ａとの境界から延出している。なお、周縁４４及び第２開口４１Ａは、第２領域の一例である。

第２管４２は、金属製の円管である。第２管４２は、外周面４２Ａが第２開口４１Ａと溶接されることによって第２プレート４１に接合されている。この接続箇所４３には、溶接金属が充填または外周面３２Ａ及び最大面４１Ｂの間において積層されている。第２管４２は、第１プレート３１まで延びている。第２管４２の外径は、第１管３２の内径と同程度である。貫通孔２１に挿入された第２管４２の外周面４２Ａは、第１管３２の内周面３２Ｂに当接する。

［ビス５０］
図１に示されるように、ビス５０は、第１プレート３１及び第２プレート４１の外方からＣＬＴパネル２０に対してねじ込みによって貫入されて、第１プレート３１をＣＬＴパネル２０の第１面２２に仮固定し、また、第２プレート４１をＣＬＴパネル２０の第２面２３に仮固定する。第１プレート３１及び第２プレート４１におけるビス５０の位置は、特に限定されないが、例えば、第１プレート３１及び第２プレート４１の四隅である。なお、各図において省略されているが、第１プレート３１及び第２プレート４１には、ビス５０の軸部を挿通するための貫通孔が形成されている。

［ＣＬＴパネル補強構造物１０］
図１及び図２に示されるように、第１補強材３０は、第１管３２がＣＬＴパネル２０の第１面２２側より貫通孔２１に挿入される。貫通孔２１に挿入された第１管３２の外周面３２Ａは、貫通孔２１の内周面２１Ａに当接する。第１プレート３１の最大面３１Ｂには接着剤が塗布されており、最大面３１ＢがＣＬＴパネル２０の第１面２２と当接するまで第１管３２が貫通孔２１に挿入されることによって、第１プレート３１の最大面３１ＢとＣＬＴパネル２０の第１面２２とが接着剤によって接着される。接着剤が硬化するまで、必要に応じて、第１プレート３１の貫通孔にビス５０が挿通されてＣＬＴパネル２０に打ち込まれる。

図１及び図２に示されるように、第２補強材４０は、第２管４２がＣＬＴパネル２０の第２面２３側より貫通孔２１に挿入される。貫通孔２１には既に第１管３２が挿通されているので、貫通孔２１に挿入された第２管４２の外周面４２Ａは、第１管３２の内周面３２Ｂに当接する。第２プレート４１の最大面４１Ｂには接着剤が塗布されており、最大面４１ＢがＣＬＴパネル２０の第２面２３と当接するまで第２管４２が貫通孔２１に挿入されることによって、第２プレート４１の最大面４１ＢとＣＬＴパネル２０の第２面２３とが接着剤によって接着される。接着剤が硬化するまで、必要に応じて、第２プレート４１の貫通孔にビス５０が挿通されてＣＬＴパネル２０に打ち込まれる。

［実施形態の作用効果］
図４（Ｂ）に示されるように、第１管３２と第１プレート３１の接続箇所３３において、第１プレート３１の最大面３１Ｂに沿った断面積が、第１管３２のみの断面積よりも広くなる。これにより、接続箇所３３において圧縮力Ｐに対する第１補強材３０の耐力が、第１管３２のみの耐力より大きくなる。第２管４２と第２プレート４１の接続箇所４３においても、同様に、接続箇所４３において圧縮力Ｐに対する第２補強材４０の耐力が、第２管４２のみの耐力より大きくなる。

また、図２に示されるように、第２管４２の外周面４２Ａと第１管３２の外周面３２Ａとが当接した箇所５１においても、同様に、第１管３２のみの耐力或いは第２管４２のみの耐力よりも、第１管３２及び第２管４２による耐力が大きくなる。これにより、第１補強材３０及び第２補強材４０によって、ＣＬＴパネル２０の貫通孔２１付近の耐力を効率的に補強できる。

また、ＣＬＴパネル２０の貫通孔２１の幅方向１２の全域において、第１管３２と第２管４２とが重なっているので、ＣＬＴパネル２０の貫通孔２１付近の耐力が更に効率的に補強される。

また、第１開口３１Ａの直径と貫通孔２１の直径が同程度とされ、第２開口４１Ａの直径と第１管３２の内径が同程度とされることで、第１プレート３１が第１管３２の開口端から当該開口内に突出せず、第２プレート４１が第２管４２の開口端から当該開口内に突出しない。

また、第１プレート３１及び第２プレート４１は、ＣＬＴパネル２０と接着剤によって固定されている。第１補強材３０及び第２補強材４０によるＣＬＴパネル２０の貫通孔２１付近の補強は、第１プレート３１及び第２プレート４１がＣＬＴパネル２０にビス５０によって固定されることにより実現されているのではなく、前述したように、接続箇所３３、４３や箇所５１における第１補強材３０及び第２補強材４０の断面積の増加による耐力の増加によって実現されている。したがって、第１プレート３１及び第２プレート４１とＣＬＴパネル２０との固定に使用するビス５０の本数を極力少なくできるので、ＣＬＴパネル２０の木の繊維がビス５０により切断されることが抑制される。

［変形例］
上記実施形態では、第１管３２は、図２に示されるように、第１管３２が第２プレート４１まで延び、先端３２Ｃが第２開口４１Ａ付近に位置していたが、図５に示されるように、先端３２Ｃが第２開口４１Ａ付近に位置しなくともよい。このとき、第２管４２の外周面４２Ａと第１管３２の外周面３２Ａとが当接した箇所５１が設けられていれば、第２管４２は、第１プレート３１まで延びなくともよい。このような構成であっても、接続箇所３３、４３や箇所５１における第１補強材３０及び第２補強材４０の断面積の増加による貫通孔２１付近の耐力の増加が実現される。

また、接続箇所４３では、溶接金属が最大面４１Ｃに積層され、先端３２Ｃは、最大面４１Ｂに当接してもよい。これにより、ＣＬＴパネル２０の貫通孔２１の幅方向１２の全域において、隙間なく第１管３２と第２管４２とが重なることとなるので、ＣＬＴパネル２０の貫通孔２１付近の耐力が更に効率的に補強される。なお、第１管３２は、第２プレート４１と当接する先端３２Ｃが第２プレート４１の最大面４１Ｂと接着剤により接着されてもよい。

また、第１開口３１Ａの直径は、貫通孔２１の直径と同程度でなくともよく、例えば、図６に示されるように、第１管３２の内径より第１開口１３１Ａの直径が短い第１プレート１３１が用いられてもよい。第１開口１３１Ａは、直径が少なくとも第１管３２の内径の５割以上の長さであり、好ましくは第１管３２の内径の８割以上の長さである。なお、図６に示される例では、第１開口１３１Ａは、直径が第１管３２の内径の８割である。

第１管３２は、第１プレート１３１の第１開口１３１Ａの周縁１３４の一部から延出している。周縁１３４は、第１開口１３１Ａの直径が第１管３２の内径の５割であるとき、最大面１３１Ｂのうち第１開口１３１Ａとの境界から、例えば、第１開口１３１Ａの中心と中心を同じくし第１開口１３１Ａの直径の２倍程度の直径である円で表される境界までの領域を指す。このとき、第１プレート１３１は、最大面１３１Ｂが第１管３２の端面に溶接されることによって第１管３２と接合される。このような構成であっても、第１プレート１３１が第１管３２の開口端から当該開口内に突出することが抑えられる。なお、周縁１３４及び第１開口１３１Ａは、第１領域の一例である。

また、第２開口４１Ａの直径は、第１管３２の内径と同程度でなくともよく、例えば、図６に示されるように、第２管４２の内径より第２開口１４１Ａの直径が短い第２プレート１４１が用いられてもよい。第２開口１４１Ａは、直径が少なくとも第２管４２の内径の５割以上の長さであり、好ましくは第２管４２の内径の８割以上の長さである。なお、図６に示される例では、第２開口１４１Ａは、直径が第２管４２の内径の８割である。

第２管４２は、第２プレート１４１の第２開口１４１Ａの周縁１４４の一部から延出している。周縁１４４は、第２開口１４１Ａの直径が第２管４２の内径の５割であるとき、最大面１４１Ｂのうち第２開口１４１Ａとの境界から、例えば、第２開口１４１Ａの中心と中心を同じくし第２開口１４１Ａの直径の２倍程度の直径である円で表される境界までの領域を指す。このとき、第２プレート１４１は、最大面１４１Ｂが第２管４２の端面に溶接されることによって第２管４２と接合される。このような構成であっても、第２プレート１４１が第２管４２の開口端から当該開口内に突出することが抑えられる。なお、周縁１４４及び第２開口１４１Ａは、第２領域の一例である。

また、第１プレート３１及び第２プレート４１とＣＬＴパネル２０との固定に、ビス５０が不要とされてもよい。これにより、ＣＬＴパネル２０の木の繊維がビス５０により切断されない。

また、上記実施形態では、貫通孔２１が１つであったため、各プレート３１、４１に１つの管が設けられたが、ＣＬＴパネル２０が複数の貫通孔２１を有するとき、各プレートには、複数の管が設けられてもよい。

接続箇所３３では、溶接金属が最大面３１Ｃに積層されてもよい。このとき、貫通孔２１は、第１面２２側の開口端が面取りされなくともよい。

また、第１プレート３１が外周面３２Ａに溶接される位置は、第１管３２の幅方向１２に沿った端でなくともよい。

また、第２プレート４１が外周面４２Ａに溶接される位置は、第２管４２の幅方向１２に沿った端でなくともよい。

また、第２管４２は、第２プレート４１の第２開口４１Ａの周縁から延出し、幅方向１２に沿って、第１プレート３１まで延びたが、第１プレート３１を越えて延びてもよい。また、第２管４２は、第１開口３１Ａに位置する箇所が溶接により、第１補強部材と接合されてもよい。また、第２管４２は、外周面４２Ａが第１管３２の内周面３２Ｂに接着剤により接着されてもよい。

また、第１管３２は、第１開口３１Ａを囲う周縁３４の外側の領域から延出してもよい。また、第２管４２は、第２開口４１Ａを囲う周縁４４の外側の領域から延出してもよい。

１０・・・ＣＬＴパネル補強構造物
２０・・・ＣＬＴパネル
２１・・・貫通孔
２１Ａ・・・内周面
２２・・・第１面
２３・・・第２面
３０・・・第１補強材
３１・・・第１プレート
３１Ａ・・・第１開口
３１Ｂ・・・最大面
３２・・・第１管
３２Ａ・・・外周面
３２Ｂ・・・内周面
３４・・・周縁（第１領域の一例）
４０・・・第２補強材
４１・・・第２プレート
４１Ａ・・・第２開口
４１Ｂ・・・最大面
４２・・・第２管
４２Ａ・・・外周面
４４・・・周縁（第２領域の一例）
１００・・・ＣＬＴパネル補強構造物
１３１・・・第１プレート
１３１Ａ・・・第１開口
１３１Ｂ・・・最大面
１３４・・・周縁（第１領域の一例）
１４１・・・第２プレート
１４１Ａ・・・第２開口
１４１Ｂ・・・最大面
１４４・・・周縁（第２領域の一例）

Claims

貫通孔を有するＣＬＴパネルと、
第１開口を有する第１プレート、及び第１管を備えた第１補強材と、
第２開口を有する第２プレート、及び第２管を備えた第２補強材と、を備えており、
上記第１管は、上記第１プレートの最大面と交差する方向へ、上記第１プレートの上記第１開口を含む第１領域から延出しており、
上記第２管は、上記第２プレートの最大面と交差する方向へ、上記第２プレートの上記第２開口を含む第２領域から延出しており、
上記第１補強材は、上記第１管の外周面が上記貫通孔の内周面に当接した状態で上記第１管が上記貫通孔に挿入されており、且つ上記第１プレートの最大面が上記ＣＬＴパネルの第１面に当接しており、
上記第２補強材は、上記第２管の外周面が上記第１管の内周面に当接した状態で上記第２管が上記貫通孔に挿入されており、且つ上記第２プレートの最大面が上記ＣＬＴパネルの上記第１面と反対に位置する第２面に当接しているＣＬＴパネル補強構造物。
上記第１管は、上記第２プレートまで延びており、
上記第２管は、上記第１プレートまで延びている請求項１に記載のＣＬＴパネル補強構造物。
上記第１領域は、上記第１開口の周縁であり、
上記第２領域は、上記第２開口の周縁である請求項１又は２に記載のＣＬＴパネル補強構造物。
上記第１プレート及び上記第２プレートは、接着剤により上記ＣＬＴパネルに接着されている請求項１から３のいずれかに記載のＣＬＴパネル補強構造物。
上記第１プレート、上記第１管、上記第２プレート、及び上記第２管は、それぞれ金属製である請求項１から４のいずれかに記載のＣＬＴパネル補強構造物。
上記ＣＬＴパネルは、建築物の壁をなす請求項１から５のいずれかに記載のＣＬＴパネル補強構造物。