JP7713395B2 - Hybrid members and column-beam structures using hybrid members - Google Patents
Hybrid members and column-beam structures using hybrid membersInfo
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Description
本発明は、鋼材と木材を接合して形成されるハイブリッド部材、及びハイブリッド部材を用いた柱梁架構に関する。 The present invention relates to hybrid members formed by joining steel and wood, and to column-beam structures using hybrid members.
各種の建築構造物の躯体に、鉄骨からなる中心鋼材と、木質部材とを組み合わせたハイブリッド構造材が用いられている。
例えば特許文献１には、上下フランジとウェブを有する鉄骨部材と、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように配置された木質部材とを備える構成が開示されている。この構成において、鉄骨部材と木質部材とは、フランジに設けられた貫通孔から木質部材に先端側がねじ込み挿入配置された連結部材によって、一体的に固定されている。
特許文献１に開示されたような構成では、使用する木質部材の数量を少なくするために、木質部材をウェブから間隔をあけ、かつウェブとは接合しないようにして設けている。このため、鋼材から木材への応力の伝達が効率的に行われないことがある。
Hybrid structural materials that combine a core steel member made of steel with wooden members are used for the framework of various building structures.
For example, Patent Document 1 discloses a structure including a steel member having upper and lower flanges and a web, and a wooden member arranged to close the gap between the upper and lower flanges at a position spaced from the web. In this structure, the steel member and the wooden member are fixed together by a connecting member whose tip end is screwed into the wooden member through a through hole provided in the flange.
In the structure disclosed in Patent Document 1, in order to reduce the number of wooden members used, the wooden members are spaced apart from the web and are not joined to the web, which may result in inefficient transfer of stress from the steel material to the wooden members.
また、特許文献２には、鉄骨からなる中心鋼材と、中心鋼材に沿うように設けられた木質部材と、木質部材を中心鋼材に接合する受圧部材と、中心鋼材の長軸方向に延び、一端部が木質部材に定着され、他端部が受圧部材に定着されて、受圧部材と木質部材とを接合する接合部材と、を備える構成が開示されている。中心鋼材は、中心鋼材を構成するウェブの側面から間隔を空けて設けられたサイドプレートを備えており、木質部材はサイドプレート上に設けられ、受圧部材は、サイドプレートに接合されている。
特許文献２に開示されたような構成では、木質部材を、受圧部材やサイドプレート等の部材を介してウェブに接合する必要があり、施工に手間がかかるうえに、部品点数増加にともなってコストが嵩む。
Patent Document 2 discloses a structure including a central steel material made of a steel frame, a wooden member arranged along the central steel material, a pressure-receiving member that joins the wooden member to the central steel material, and a joining member that extends in the longitudinal direction of the central steel material, has one end fixed to the wooden member and the other end fixed to the pressure-receiving member, and joins the pressure-receiving member and the wooden member. The central steel material includes a side plate that is arranged at a distance from a side surface of a web that constitutes the central steel material, the wooden member is arranged on the side plate, and the pressure-receiving member is joined to the side plate.
In the configuration disclosed in Patent Document 2, the wooden members need to be joined to the web via components such as a pressure-receiving member and a side plate, which requires a lot of work to install and increases costs due to the increased number of parts.
また、特許文献３には、鋼製部材と、鋼製部材に締結ボルトで固定された複数の木製部材と、各木製部材に形成した貫通孔に配置されたシア部材と、鋼製部材に当接配置し、貫通孔に配置されたシア部材の外側に配置された押え部材と、を備え、鋼製部材とシア部材と押え部材のボルト挿通孔に挿通配置した締結ボルトの締付け力によりシア部材が鋼製部材に圧着して摩擦接合され、押え部材により木製部材のはずれ止めを図るようにした構成が開示されている。
特許文献３に開示されたような構成では、特殊な接合金物（シア部材）を使用する必要があるのでコストが嵩む。また、シア部材を、シア部材の外径と同じ内径を有した貫通孔に叩き込まなければならず、施工性が悪い。
Patent Document 3 discloses a configuration including a steel member, a plurality of wooden members fixed to the steel member with fastening bolts, a shear member disposed in a through hole formed in each wooden member, and a pressure member disposed in contact with the steel member and outside the shear member disposed in the through hole, in which the shear member is pressed against the steel member by the fastening force of the fastening bolts inserted through the bolt insertion holes of the steel member, the shear member, and the pressure member, and the pressure member prevents the wooden members from coming off.
The structure disclosed in Patent Document 3 requires the use of special joint metal (sear member), which increases costs. In addition, the shear member must be hammered into a through hole having an inner diameter equal to the outer diameter of the shear member, which makes the structure difficult to install.
本発明が解決しようとする課題は、施工容易でコストを抑制することができ、かつ鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な、ハイブリッド部材、及びハイブリッド部材を用いた柱梁架構を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a hybrid member and a beam-column structure using hybrid members that are easy to construct, can reduce costs, and can efficiently transmit stress from steel to wood.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のハイブリッド部材は、鋼材と木材を接合して形成されるハイブリッド部材であって、材軸方向に延在する平板部を備える鋼材部と、前記平板部に併設される木質部と、前記平板部と接合される、前記木質部の表面に、構造用ビスにより取り付けられた鋼材プレートと、を備え、前記鋼材プレートが前記平板部に高力ボルトで締着されて、前記木質部と前記鋼材部が接合されていることを特徴とする。
このような構成によれば、木質部に、構造用ビスにより取り付けられた鋼材プレートが、鋼材部の平板部に接合されることによって、鋼材部と木質部とが一体化したハイブリッド部材を構成することができる。
また、木質部に取り付けられた鋼材プレートが、鋼材部の平板部に高力ボルトで締着されることによって、木質部と鋼材部とが接合されている。更に、木質部に対して、鋼材プレートは、構造用ビスによって接合されている。このため、木質部と鋼材部との接合に特殊な接合金物を必要とせず、施工コストを抑制できる。また、施工に際しては、木質部に取り付けられた鋼材プレートと鋼材部の平板部とは、高力ボルトで接合すればよいので、施工も容易であり、高力ボルトの締付力の管理も容易である。
このように、木質部に取り付けられた鋼材プレートは、鋼材部に、高力ボルトで摩擦接合されるので、鋼材部に作用する軸力は、鋼材プレートと構造用ビスを介して、木質部へと効率的に伝達される。したがって、鋼材部に作用する軸力の一部が木質部により負担され、ハイブリッド部材全体の軸剛性を向上することができる。
このようにして、施工容易でコストを抑制することができ、かつ鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な、ハイブリッド部材を提供することが可能となる。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
In other words, the hybrid member of the present invention is a hybrid member formed by joining steel and wood, and is characterized in that it comprises a steel part with a flat plate portion extending in the material axial direction, a wood part attached to the flat plate portion, and a steel plate attached to the surface of the wood part with structural screws and joined to the flat plate portion, and the steel plate is fastened to the flat plate portion with a high-strength bolt, joining the wood part and the steel part.
With this configuration, a steel plate attached to the wood part with structural screws is joined to the flat portion of the steel part, thereby forming a hybrid component in which the steel part and the wood part are integrated.
Furthermore, the steel plate attached to the wooden part is fastened to the flat part of the steel part with a high-strength bolt, thereby joining the wooden part and the steel part. Furthermore, the steel plate is joined to the wooden part with a structural screw. Therefore, no special joining hardware is required to join the wooden part and the steel part, and construction costs can be reduced. Furthermore, during construction, the steel plate attached to the wooden part and the flat part of the steel part can be joined with a high-strength bolt, so construction is easy and the tightening force of the high-strength bolt can be easily controlled.
In this way, the steel plate attached to the wood part is friction-joined to the steel part with high-strength bolts, so the axial force acting on the steel part is efficiently transmitted to the wood part via the steel plate and structural screws. Therefore, part of the axial force acting on the steel part is borne by the wood part, improving the axial rigidity of the entire hybrid member.
In this way, it is possible to provide a hybrid component that is easy to install, reduces costs, and can efficiently transmit stress from the steel to the wood.
本発明の一態様においては、前記木質部が、前記平板部の両側に配置される。
このような構成によれば、木質部が鋼材部の平板部の両側に配置されることで、鋼材部を木質部によって効率的に補剛しつつ、座屈補強を図ることができる。また、鋼材部は、平板部の両側に配置される木質部によって少なくとも部分的に耐火被覆されるために、耐火性能に優れたハイブリッド部材を実現できる。
In one aspect of the present invention, the wood parts are arranged on both sides of the flat plate part.
According to this configuration, the wood parts are arranged on both sides of the flat plate part of the steel part, so that the steel part can be efficiently stiffened by the wood parts while providing buckling reinforcement. In addition, the steel part is at least partially fire-resistant covered by the wood parts arranged on both sides of the flat plate part, so that a hybrid member with excellent fire resistance can be realized.
本発明の一態様においては、前記木質部には、前記高力ボルトが配置される位置に、前記平板部と直交する方向に貫通孔が形成され、前記高力ボルトは前記貫通孔内に設けられ、前記貫通孔の外側は、塞ぎ材で塞がれている。
このような構成によれば、鋼材部と木質部とを接合する高力ボルトが、木質部に形成された貫通孔内に配置され、この貫通孔が塞ぎ材で塞がれている。これにより、高力ボルトが外部に露出するのを抑えることができる。したがって、ハイブリッド部材の外観を高めることができる。また、高力ボルトは直接外気に接することなく、さびを抑制することが可能である。
In one aspect of the present invention, a through hole is formed in the wood part at a position where the high-strength bolt is arranged, in a direction perpendicular to the flat plate part, the high-strength bolt is installed within the through hole, and the outside of the through hole is sealed with a sealing material.
According to this configuration, the high-strength bolt that joins the steel part and the wood part is placed in a through hole formed in the wood part, and this through hole is blocked with a blocking material. This prevents the high-strength bolt from being exposed to the outside. This improves the appearance of the hybrid member. In addition, the high-strength bolt is not exposed to the outside air directly, so rust can be prevented.
また、本発明は、鉄骨製の柱と、前記柱間に架設された梁と、を備え、前記梁は、上記のようなハイブリッド部材により形成されている、ハイブリッド部材を用いた柱梁架構を提供する。
このような構成によれば、上記のようなハイブリッド部材を用いることにより、施工容易でコストを抑制することができる。また、梁においては、ハイブリッド部材を用いることで、鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な構造とすることができる。
The present invention also provides a column-beam structure using hybrid members, comprising steel columns and beams erected between the columns, the beams being formed from the hybrid members as described above.
According to this configuration, the use of the hybrid members as described above makes construction easy and reduces costs. In addition, the use of hybrid members in the beams allows for a structure that can efficiently transmit stress from the steel material to the wood.
本発明によれば、施工容易でコストを抑制することができ、かつ鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な、ハイブリッド部材、及びハイブリッド部材を用いた柱梁架構を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide hybrid members and beam-column structures using hybrid members that are easy to construct, reduce costs, and can efficiently transmit stress from steel to wood.
以下、添付図面を参照して、本発明によるハイブリッド部材を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係るハイブリッド部材の一部を示す側面図を図１に示す。図２は、図１のハイブリッド部材の平面図である。
本実施形態に係るハイブリッド部材１Ａは、後に説明するように、構造物の躯体を構成する梁として使用されるものである。ハイブリッド部材１Ａは、柱等の、他の部材として使用されてもよい。
ハイブリッド部材１Ａは、鋼材からなる鋼材部２と、木材からなる木質部３とを接合して形成される。ハイブリッド部材１Ａは、鋼材部２と、木質部３と、鋼材プレート４と、高力ボルト５と、を主に備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a hybrid member according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A side view of a portion of a hybrid member according to an embodiment of the present invention is shown in Figure 1. Figure 2 is a plan view of the hybrid member of Figure 1.
The hybrid member 1A according to the present embodiment is used as a beam that constitutes the framework of a structure, as will be described later. The hybrid member 1A may also be used as other members, such as a pillar.
The hybrid member 1A is formed by joining a steel part 2 made of steel and a wood part 3 made of wood. The hybrid member 1A mainly includes the steel part 2, the wood part 3, a steel plate 4, and a high-strength bolt 5.
鋼材部２は、長尺の形鋼からなる。図３は、図１、図２のＡ－Ａ部分の、ハイブリッド部材において鋼材プレートを含まない部分の断面図である。図４は、図１、図２のＢ－Ｂ部分の、ハイブリッド部材において鋼材プレートを含む部分の断面図である。
本実施形態において、鋼材部２は、鋼材部２及びハイブリッド部材１Ａが延伸する方向である材軸方向Ｄａに対して、交差する断面形状が、略Ｔ字状のＴ型鋼からなり、フランジ部２１と、フランジ部２１の下側に設けられたウェブ部を形成する平板部２２と、を一体に備えている。フランジ部２１は、図２に示すように上方から見て、材軸方向Ｄａに延びる長方形状をなしている。平板部２２は、図３、図４のように材軸方向Ｄａから見ると、フランジ部２１が構成する平面内で材軸方向Ｄａに直交する幅方向Ｄｗにおいて、フランジ部２１の中央部から下方に延びている。平板部２２は、図１のように幅方向Ｄｗから見ると、材軸方向Ｄａに延在する長方形状をなしている。
なお、鋼材部２は、Ｔ型鋼に限らず、平板、Ｈ型断面等の、他の断面形状を有する形鋼からなるようにしてもよい。
The steel part 2 is made of a long shaped steel. Fig. 3 is a cross-sectional view of a part of the hybrid member that does not include a steel plate, which corresponds to the part A-A in Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 4 is a cross-sectional view of a part of the hybrid member that includes a steel plate, which corresponds to the part B-B in Fig. 1 and Fig. 2.
In this embodiment, the steel part 2 is made of a T-shaped steel having a cross-sectional shape intersecting with the material axis direction Da, which is the direction in which the steel part 2 and the hybrid member 1A extend, and integrally includes a flange part 21 and a flat part 22 forming a web part provided on the lower side of the flange part 21. The flange part 21 has a rectangular shape extending in the material axis direction Da when viewed from above as shown in FIG. 2. The flat part 22 extends downward from the center of the flange part 21 in the width direction Dw perpendicular to the material axis direction Da in the plane formed by the flange part 21 when viewed from the material axis direction Da as shown in FIG. 1. The flat part 22 has a rectangular shape extending in the material axis direction Da when viewed from the width direction Dw as shown in FIG. 1.
In addition, the steel material portion 2 is not limited to T-shaped steel, and may be made of steel sections having other cross-sectional shapes, such as flat plates or H-shaped sections.
木質部３は、平板部２２の幅方向Ｄｗを向く表面２２ｆに対向する位置に、材軸方向Ｄａに延在して、平板部２２に併設されて設けられる。本実施形態において、木質部３は、幅方向Ｄｗにおいて、平板部２２の両側に配置されている。木質部３は、幅方向Ｄｗにおいて、平板部２２の一方側にのみ設けるようにしてもよい。
木質部３は、図３、図４のように材軸方向Ｄａから見ると、矩形状の断面形状を有している。木質部３は、平板部２２の表面２２ｆ側を向く、内側に位置する表面３ｆと、表面２２ｆとは反対側を向く外側表面３ｇと、上面３ｔと、下面３ｂと、を有している。木質部３の外側表面３ｇは、例えば、フランジ部２１の幅方向Ｄｗにおける端部２１ｓよりも、幅方向Ｄｗの内側に配置されている。木質部３の上面３ｔは、フランジ部２１の下面から下方に、間隔を置いて設けられている。これにより、木質部３の上面３ｔと、フランジ部２１の下面との間には、隙間Ｓ１が設けられている。木質部３の内側に位置する表面３ｆには、部分的に、後に説明する鋼材プレート４が取り付けられており、これにより、鋼材プレート４が取り付けられていない部分においては、平板部２２の表面２２ｆと、表面３ｆとの間には、隙間Ｓ２が設けられている。木質部３の下面３ｂは、例えば、平板部２２の下端２２ｂよりも下方に配置されている。木質部３は、例えば、製材や、単板積層材（ＬＶＬ：Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）、直交集成板（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）等の集成材等、構造材として所要の強度を有したものを用いるのが好ましい。
木質部３には、材軸方向Ｄａに所定の間隔を開けて、複数の貫通孔３２が形成されている。各貫通孔３２は、木質部３を、平板部２２に直交する方向（幅方向Ｄｗ）に貫通して形成されている。本実施形態において、各貫通孔３２は、材軸方向Ｄａと幅方向Ｄｗの各々に直交する上下方向Ｄｖにおいて、木質部３の中間部に形成されている。
The wood part 3 extends in the material axis direction Da and is provided adjacent to the flat plate part 22 at a position facing the surface 22f of the flat plate part 22 facing the width direction Dw. In this embodiment, the wood part 3 is provided on both sides of the flat plate part 22 in the width direction Dw. The wood part 3 may be provided only on one side of the flat plate part 22 in the width direction Dw.
The wood part 3 has a rectangular cross-sectional shape when viewed from the material axis direction Da as shown in Figures 3 and 4. The wood part 3 has a surface 3f located on the inside facing the surface 22f of the flat plate part 22, an outer surface 3g facing the opposite side to the surface 22f, an upper surface 3t, and a lower surface 3b. The outer surface 3g of the wood part 3 is located, for example, on the inside in the width direction Dw from the end 21s in the width direction Dw of the flange part 21. The upper surface 3t of the wood part 3 is provided below the lower surface of the flange part 21 with a gap therebetween. As a result, a gap S1 is provided between the upper surface 3t of the wood part 3 and the lower surface of the flange part 21. A steel plate 4, which will be described later, is partially attached to the surface 3f located on the inside of the wood part 3, and as a result, in the part where the steel plate 4 is not attached, a gap S2 is provided between the surface 22f of the flat plate part 22 and the surface 3f. The lower surface 3b of the wood part 3 is disposed, for example, below the lower end 22b of the flat plate part 22. The wood part 3 is preferably made of a structural material having the required strength, such as lumber, laminated lumber (LVL), cross laminated timber, or other laminated material.
A plurality of through holes 32 are formed in the wood part 3 at predetermined intervals in the material axis direction Da. Each through hole 32 is formed penetrating the wood part 3 in a direction (width direction Dw) perpendicular to the flat plate part 22. In this embodiment, each through hole 32 is formed in an intermediate part of the wood part 3 in the up-down direction Dv perpendicular to both the material axis direction Da and the width direction Dw.
図５は、図４のハイブリッド部材に備えられた鋼材プレートを示す正面図である。図６は、鋼材プレートの断面図である。
鋼材プレート４は、木質部３の平板部２２側の、内側に位置する表面３ｆに接合されている。鋼材プレート４は、材軸方向Ｄａに所定の間隔を開けて複数枚設けられている。図５に示されるように、鋼材プレート４は、長方形状をなした鋼板から形成されている。図４、図５、図６に示されるように、鋼材プレート４には、ボルト挿通孔４ｈと、複数のビス孔４ｇとが形成されている。ボルト挿通孔４ｈ、及び複数のビス孔４ｇは、それぞれ鋼材プレート４を板厚方向（幅方向Ｄｗ）に貫通して形成されている。本実施形態において、ボルト挿通孔４ｈは、鋼材プレート４の中央部に形成されている。複数のビス孔４ｇは、鋼材プレート４において、ボルト挿通孔４ｈの周囲に、材軸方向Ｄａ、及び上下方向Ｄｖに間隔を開けて、複数が形成されている。
図４に示すように、各鋼材プレート４は、複数本の構造用ビス７によって、木質部３の、平板部２２と接合される、内側に位置する表面３ｆに、取り付けられている。各構造用ビス７は、各ビス孔４ｇを通して、木質部３にねじ込まれている。図５、図６に示されるように、鋼材プレート４の表面の、各ビス孔４ｇの周囲は、表面から凹むように、構造用ビス７の頭部を収容するための座掘り（ザグリ）４ｋが設けられている。
Fig. 5 is a front view showing a steel plate provided in the hybrid member of Fig. 4. Fig. 6 is a cross-sectional view of the steel plate.
The steel plate 4 is joined to the surface 3f located on the inner side of the flat plate portion 22 of the wood part 3. A plurality of steel plates 4 are provided at predetermined intervals in the material axis direction Da. As shown in FIG. 5, the steel plate 4 is formed from a rectangular steel plate. As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the steel plate 4 is formed with a bolt insertion hole 4h and a plurality of screw holes 4g. The bolt insertion hole 4h and the plurality of screw holes 4g are formed by penetrating the steel plate 4 in the plate thickness direction (width direction Dw). In this embodiment, the bolt insertion hole 4h is formed in the center of the steel plate 4. A plurality of screw holes 4g are formed in the steel plate 4 around the bolt insertion hole 4h at intervals in the material axis direction Da and the up-down direction Dv.
As shown in Fig. 4, each steel plate 4 is attached by a plurality of structural screws 7 to the inner surface 3f of the wooden part 3, which is joined to the flat plate part 22. Each structural screw 7 is screwed into the wooden part 3 through each screw hole 4g. As shown in Fig. 5 and Fig. 6, around each screw hole 4g on the surface of the steel plate 4, a countersink 4k is provided to accommodate the head of the structural screw 7 so as to be recessed from the surface.
鋼材プレート４は、平板部２２の表面２２ｆに、高力ボルト５により締着されている。本実施形態において、平板部２２を挟んで幅方向Ｄｗの両側に配置された木質部３は、各々が接合された鋼材プレート４が、高力ボルト５により平板部２２に締着されることで、平板部２２に接合されている。高力ボルト５は、幅方向Ｄｗの両側において、木質部３に形成された貫通孔３２内に配置されている。高力ボルト５は、幅方向Ｄｗの両側の鋼材プレート４に形成されたボルト挿通孔４ｈと、平板部２２に形成された貫通孔２２ｈとを通して、締結固定されている。鋼材プレート４は、平板部２２を向くプレート表面４ｆが、平板部２２の表面２２ｆに当接して設けられている。鋼材プレート４が平板部２２に高力ボルト５により締着されることで、鋼材プレート４は、平板部２２に摩擦接合されて、鋼材部２に作用する応力を木質部３へと伝達する、応力伝達部材として機能する。ここで、鋼材プレート４のプレート表面４ｆと表面２２ｆとの間における所要の摩擦係数を確保するため、プレート表面４ｆ、及び表面２２ｆの少なくとも一方に、ショットブラスト加工等を施し、微細な凹凸が形成されている。また、高力ボルト５は、鋼材プレート４と平板部２２との間に生じる摩擦力を適切に管理するため、トルクレンチを用い、予め定めた締付トルクで締結される。
構造用ビス７の頭部は、既に説明したような、鋼材プレート４の表面の、各ビス孔４ｇの周囲に設けられた座掘り４ｋに収容されるため、構造用ビス７の頭部は鋼材プレート４の表面から突出しない。したがって、構造用ビス７で鋼材プレート４を木質部３に取り付けたとしても、構造用ビス７は、鋼材プレート４と平板部２２との間の摩擦接合を妨げない構造となっている。
このようにして、幅方向Ｄｗにおいて平板部２２の両側に配置された木質部３が、構造用ビス７、鋼材プレート４、及び高力ボルト５を介して、鋼材部２の平板部２２に接合されている。
各木質部３の貫通孔３２は、平板部２２とは反対側である外側を向く開口部が、塞ぎ材３５で塞がれている。すなわち、貫通孔３２の外側は、塞ぎ材３５で塞がれている。塞ぎ材３５は、木質部３と同材料で形成され、接着剤等により、貫通孔３２に固定されている。これにより、貫通孔３２の内部には、内側が鋼材プレート４と高力ボルト５で、外側が塞ぎ材３５で、それぞれ塞がれた、空洞部Ｓ３が形成されている。
The steel plate 4 is fastened to the surface 22f of the flat plate portion 22 by the high-strength bolt 5. In this embodiment, the wood parts 3 arranged on both sides of the flat plate portion 22 in the width direction Dw are joined to the flat plate portion 22 by fastening the steel plates 4 to the flat plate portion 22 by the high-strength bolt 5. The high-strength bolts 5 are arranged in the through holes 32 formed in the wood parts 3 on both sides of the width direction Dw. The high-strength bolts 5 are fastened and fixed through the bolt insertion holes 4h formed in the steel plates 4 on both sides of the width direction Dw and the through holes 22h formed in the flat plate portion 22. The steel plate 4 is provided such that the plate surface 4f facing the flat plate portion 22 abuts against the surface 22f of the flat plate portion 22. The steel plate 4 is fastened to the flat portion 22 by the high-strength bolt 5, so that the steel plate 4 is frictionally joined to the flat portion 22 and functions as a stress transmission member that transmits the stress acting on the steel portion 2 to the wood portion 3. In order to ensure a required coefficient of friction between the plate surface 4f and the surface 22f of the steel plate 4, at least one of the plate surface 4f and the surface 22f is subjected to shot blasting or the like to form fine irregularities. In order to appropriately manage the frictional force generated between the steel plate 4 and the flat portion 22, the high-strength bolt 5 is fastened with a predetermined tightening torque using a torque wrench.
As already explained, the heads of the structural screws 7 are received in the countersunk holes 4k provided around each screw hole 4g on the surface of the steel plate 4, and therefore the heads of the structural screws 7 do not protrude from the surface of the steel plate 4. Therefore, even if the steel plate 4 is attached to the wood part 3 with the structural screws 7, the structural screws 7 are structured so as not to interfere with the frictional joining between the steel plate 4 and the flat part 22.
In this way, the wood parts 3 arranged on both sides of the flat portion 22 in the width direction Dw are joined to the flat portion 22 of the steel part 2 via structural screws 7, steel plates 4, and high-strength bolts 5.
The through-holes 32 of each wood part 3 have an opening facing outward, opposite the flat plate part 22, blocked by a blocking material 35. That is, the outside of the through-holes 32 is blocked by the blocking material 35. The blocking material 35 is made of the same material as the wood part 3, and is fixed to the through-holes 32 by adhesive or the like. As a result, a hollow portion S3 is formed inside the through-hole 32, which is blocked on the inside by the steel plate 4 and the high-strength bolt 5, and on the outside by the blocking material 35.
このようなハイブリッド部材１Ａを組み立てるに際しては、予め、木質部３の表面３ｆに、鋼材プレート４を構造用ビス７によって接合しておく。その後、鋼材プレート４が接合された木質部３を、幅方向Ｄｗにおいて、鋼材部２の平板部２２の両側に配置し、貫通孔３２内で高力ボルト５により、鋼材プレート４を平板部２２に締着する。しかる後、貫通孔３２を、塞ぎ材３５により塞ぐ。このようにして、上記したようなハイブリッド部材１Ａを組み立てることができる。 When assembling such a hybrid member 1A, the steel plate 4 is first joined to the surface 3f of the wood part 3 with structural screws 7. The wood part 3 with the steel plate 4 joined thereto is then placed on both sides of the flat part 22 of the steel part 2 in the width direction Dw, and the steel plate 4 is fastened to the flat part 22 with high-strength bolts 5 in the through holes 32. The through holes 32 are then blocked with blocking material 35. In this manner, the hybrid member 1A described above can be assembled.
次に、上記のようなハイブリッド部材１Ａを用いた柱梁架構について、図１と、図７～１１を用いて説明する。図７は、ハイブリッド部材１Ａを用いた柱梁架構を示す斜視図である。図８は、図７の柱梁架構を他の方向から見た場合の斜視図である。図９は、図８のＣ矢視部分の拡大図である。図１０は、図７のＤ矢視部分を上から見下ろした伏図である。図１１は、図７のＥ矢視部分を上から見下ろした伏図であり、柱梁架構の端部の納まりを示す図である。
柱梁架構４０は、柱４１と、屋根を構成する屋根梁４２、及び屋根梁４２の下方に設けられる梁４３を備えている。
柱４１は、鉄骨製である。本実施形態においては、柱４１は、鋼管である。
屋根梁４２は、柱４１の頂部において、柱４１間に架設されている。
梁４３は、屋根梁４２よりも下方において、柱４１間に架設され、柱梁架構４０の内側に実現される建物の内部空間において、最も下側に位置して設けられている。本実施形態においては、この、下側に設けられる梁４３が、上記のようなハイブリッド部材１Ａによって形成されている。
図１１に示されるように、柱４１には、平面視したときにＶ字形状に形成されたブラケット４７が、柱４１から離れるにつれて水平面内で漸次離間するように設けられている。このように離間して設けられたブラケット４７の２つの端部の各々に、それぞれ異なる梁４３が接合されている。このようにして、本実施形態においては、梁４３は、平面視したときに、４本で一つの菱形形状が形成されるように、設けられている。
Next, a column-beam frame using the above-mentioned hybrid member 1A will be described with reference to Fig. 1 and Figs. 7 to 11. Fig. 7 is a perspective view showing a column-beam frame using the hybrid member 1A. Fig. 8 is a perspective view of the column-beam frame of Fig. 7 viewed from another direction. Fig. 9 is an enlarged view of the portion viewed from arrow C in Fig. 8. Fig. 10 is a plan view of the portion viewed from arrow D in Fig. 7 looking down from above. Fig. 11 is a plan view of the portion viewed from arrow E in Fig. 7 looking down from above, showing the fit of the end of the column-beam frame.
The column-beam structure 40 includes columns 41 , roof beams 42 that form the roof, and beams 43 that are provided below the roof beams 42 .
The pillars 41 are made of steel. In this embodiment, the pillars 41 are made of steel pipes.
The roof beams 42 are installed between the pillars 41 at the tops of the pillars 41 .
The beams 43 are installed between the columns 41 below the roof beams 42, and are provided at the lowest position in the interior space of the building realized inside the column-beam structure 40. In this embodiment, the beams 43 provided on the lower side are formed from the hybrid member 1A as described above.
11, brackets 47 formed in a V-shape in plan view are provided on the pillar 41 so as to gradually separate in the horizontal plane as they move away from the pillar 41. Different beams 43 are joined to each of the two ends of the brackets 47 thus provided at a distance. In this manner, in this embodiment, the beams 43 are provided so that four of them form a diamond shape in plan view.
梁４３の、柱４１に接合されていない端部は、他の梁４３と、例えば図示されないブラケット等を介して、角度をつけて互いに接合されている。この、梁４３同士の接合部において、梁４３は、束材４４とラチス材４５によって、屋根梁４２に吊架されている。図１に示されるように、梁４３を構成するハイブリッド部材１Ａの、フランジ部２１の上面には、ブラケット４６が接合されている。束材４４は、鉛直方向に延在して設けられ、上端が屋根梁４２に接合され、下端がブラケット４６に接合されている。ラチス材４５は、鉛直方向に対して斜めに傾斜して設けられ、上端が屋根梁４２に接合され、下端がブラケット４６に接合されている。１本の束材４４に対して、複数本のラチス材４５が、束材４４の周囲に設けられている。例えば図９においては、１本の束材４４に対して、３本のラチス材４５が設けられている。１本の束材４４に対して設けられる複数のラチス材４５の各々は、上端が束材４４から離間して設けられ、下方に向かうにしたがって漸次、束材４４に接近するように設けられている。
図１に示されるように、ハイブリッド部材１Ａは、鋼材部２が、木質部３の端部から、軸線方向Ｄａに突出するように設けられている。鋼材部２には、平板部２２と上部フランジ２１の各々に直交して、木質部３の端面に沿うように、ガセットプレート４９が接合されている。ガセットプレート４９により、鋼材部２と木質部３との間の軸力が、より効率的に伝達される。ブラケット４６の、ガセットプレート４９の上方の位置には、ガセットプレート４９が上方へと延伸するように、補強鋼板４８が接合されている。
The ends of the beams 43 that are not joined to the columns 41 are joined to other beams 43 at an angle, for example, via a bracket (not shown). At the joints between the beams 43, the beams 43 are suspended from the roof beam 42 by the beams 44 and the lattice material 45. As shown in FIG. 1, a bracket 46 is joined to the upper surface of the flange portion 21 of the hybrid member 1A that constitutes the beam 43. The beams 44 are provided extending in the vertical direction, with their upper ends joined to the roof beam 42 and their lower ends joined to the bracket 46. The lattice material 45 is provided at an angle to the vertical direction, with their upper ends joined to the roof beam 42 and their lower ends joined to the bracket 46. A plurality of lattice materials 45 are provided around one beam 44. For example, in FIG. 9, three lattice materials 45 are provided for one beam 44. Each of the multiple lattice materials 45 provided for one bundle 44 is provided with its upper end spaced away from the bundle 44 and gradually approaches the bundle 44 as it extends downward.
1, in the hybrid member 1A, the steel part 2 is provided so as to protrude in the axial direction Da from the end of the wood part 3. A gusset plate 49 is joined to the steel part 2 so as to extend along the end face of the wood part 3, perpendicular to each of the flat plate part 22 and the upper flange 21. The gusset plate 49 transmits the axial force between the steel part 2 and the wood part 3 more efficiently. A reinforcing steel plate 48 is joined to the bracket 46 above the gusset plate 49 so that the gusset plate 49 extends upward.
上述したようなハイブリッド部材によれば、鋼材と木材を接合して形成されるハイブリッド部材１Ａであって、材軸方向Ｄａに延在する平板部２２を備える鋼材部２と、平板部２２に併設される木質部３と、平板部２２と接合される、木質部３の表面３ｆに、構造用ビス７により取り付けられた鋼材プレート４と、を備え、鋼材プレート４が平板部２２に高力ボルト５で締着されて、木質部３と鋼材部２が接合されている。
このような構成によれば、木質部３、構造用ビス７により取り付けられ鋼材プレート４が、鋼材部２の平板部２２に接合されることによって、鋼材部２と木質部３とが一体化した木・鋼ハイブリッドハイブリッド部材１Ａを構成することができる。
また、木質部３に取り付けられた鋼材プレート４が、鋼材部２の平板部２２に高力ボルト５で締着されることによって、木質部３と鋼材部２とが接合されている。更に、木質部３に対して、鋼材プレート４は、構造用ビス７によって接合されている。このため、木質部３と鋼材部２との接合に特殊な接合金物を必要とせず、施工コストを抑制できる。また、施工に際しては、木質部３に取り付けられた鋼材プレート４と鋼材部２の平板部２２とは、高力ボルト５で接合すればよいので、施工も容易であり、高力ボルト５の締付力の管理も容易である。
このように、木質部３に取り付けられた鋼材プレート４は、鋼材部２に、高力ボルト５で摩擦接合されるので、鋼材部２に作用する軸力は、鋼材プレート４と構造用ビス７を介して、木質部３へと効率的に伝達される。したがって、鋼材部２に作用する軸力の一部が木質部３により負担され、ハイブリッド部材１Ａ全体の軸剛性を向上することができる。
このようにして、施工容易でコストを抑制することができ、かつ鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な、ハイブリッド部材１Ａを提供することが可能となる。
According to the hybrid member as described above, the hybrid member 1A is formed by joining steel and wood, and comprises a steel part 2 having a flat portion 22 extending in the material axis direction Da, a wood part 3 attached to the flat portion 22, and a steel plate 4 attached by structural screws 7 to a surface 3f of the wood part 3 which is joined to the flat portion 22, and the steel plate 4 is fastened to the flat portion 22 by a high-strength bolt 5, joining the wood part 3 and the steel part 2.
With this configuration, the wood part 3 and the steel plate 4 attached with structural screws 7 are joined to the flat plate portion 22 of the steel part 2, thereby forming a wood-steel hybrid component 1A in which the steel part 2 and the wood part 3 are integrated.
Furthermore, the steel plate 4 attached to the wooden part 3 is fastened to the flat part 22 of the steel part 2 with a high-strength bolt 5, thereby joining the wooden part 3 and the steel part 2. Furthermore, the steel plate 4 is joined to the wooden part 3 with a structural screw 7. Therefore, no special joining hardware is required to join the wooden part 3 and the steel part 2, and construction costs can be reduced. Furthermore, during construction, the steel plate 4 attached to the wooden part 3 and the flat part 22 of the steel part 2 only need to be joined with a high-strength bolt 5, so construction is easy and the tightening force of the high-strength bolt 5 can be easily controlled.
In this way, the steel plate 4 attached to the wooden part 3 is frictionally joined to the steel part 2 by the high-strength bolts 5, so that the axial force acting on the steel part 2 is efficiently transmitted to the wooden part 3 via the steel plate 4 and the structural screws 7. Therefore, part of the axial force acting on the steel part 2 is borne by the wooden part 3, and the axial rigidity of the entire hybrid member 1A can be improved.
In this way, it is possible to provide a hybrid member 1A that is easy to install, can reduce costs, and can efficiently transmit stress from the steel material to the wood.
本実施形態においては、より詳細には、鋼材部２から鋼材プレート４へ摩擦接合により軸力が伝達され、更に、鋼材プレート４から木質部３へ、構造用ビス７のせん断を介して軸力が伝達されることで、軸力の一部を木質部３に負担させることができる。これにより、ハイブリッド部材１Ａ全体の軸剛性を向上でき、ハイブリッド部材１Ａの自重や積載荷重による撓みや、地震荷重や風荷重による振動を抑制することができる。
この、木質部３による軸力の負担分は、構造用ビス７の種類や本数を変化させることで調整することができる。したがって、鋼材部２に比べると相対的に構造性能の劣る木質部３への、過度な軸力伝達を抑制することができる。
In this embodiment, more specifically, the axial force is transmitted from the steel part 2 to the steel plate 4 by frictional bonding, and further transmitted from the steel plate 4 to the wooden part 3 via the shear of the structural screws 7, so that a part of the axial force can be borne by the wooden part 3. This improves the axial rigidity of the entire hybrid member 1A, and suppresses deflection due to the hybrid member 1A's own weight or live load, and vibration due to earthquake load or wind load.
The amount of axial force borne by the wooden part 3 can be adjusted by changing the type and number of the structural screws 7. Therefore, it is possible to suppress the transmission of excessive axial force to the wooden part 3, which has relatively inferior structural performance compared to the steel part 2.
また、木質部３は、平板部２２の両側に配置される。
このような構成によれば、木質部３が鋼材部２の平板部２２の両側に配置されることで、鋼材部２を木質部３によって効率的に補剛しつつ、座屈補強を行うことができる。また、鋼材部２は、平板部２２の両側に配置される木質部３によって少なくとも部分的に耐火被覆されるために、耐火性能に優れたハイブリッド部材１Ａを実現できる。
Moreover, the wood parts 3 are arranged on both sides of the flat plate part 22 .
According to this configuration, the wood parts 3 are arranged on both sides of the flat plate part 22 of the steel part 2, so that the steel part 2 can be efficiently stiffened by the wood parts 3 while providing buckling reinforcement. In addition, the steel part 2 is at least partially fire-resistant covered by the wood parts 3 arranged on both sides of the flat plate part 22, so that a hybrid member 1A with excellent fire resistance can be realized.
特に、本実施形態においては、鋼材部２としてＴ型鋼を、フランジ部２１が上方に位置するように使用しており、なおかつ木質部３を、平板部２２の両側に配置している。このため、ハイブリッド部材１Ａを梁として使用した場合においては、ハイブリッド部材１Ａを下方から見上げた際には、木材表しとして、自然な内装とすることができる。
なお、上記実施形態において、鋼材部２は、Ｔ型鋼に限らず、平板でもよいと説明したが、特に平板を用いた場合においては、平板は圧縮軸力を受けた際に座屈を生じやすいところ、木質部３を平板部２２（すなわち平板それ自体）の両側に配置することで、木質部３による座屈補剛の効果が大きくなり、部材の圧縮強度を大幅に向上することができる。
In particular, in this embodiment, a T-shaped steel is used as the steel part 2 with the flange part 21 located at the top, and the wood parts 3 are arranged on both sides of the flat plate part 22. Therefore, when the hybrid member 1A is used as a beam, when the hybrid member 1A is viewed from below and looked up, it can be used as a natural interior with wood exposed.
In the above embodiment, it has been explained that the steel part 2 is not limited to T-shaped steel but may be a flat plate. However, in particular when a flat plate is used, the flat plate is prone to buckling when subjected to a compressive axial force. By arranging the wooden parts 3 on both sides of the flat plate part 22 (i.e. the flat plate itself), the effect of buckling stiffening provided by the wooden parts 3 is increased, and the compressive strength of the member can be significantly improved.
また、木質部３には、高力ボルト５が配置される位置に、平板部２２と直交する方向に貫通孔３２が形成され、高力ボルト５は貫通孔３２内に設けられ、貫通孔３２の外側は、塞ぎ材３５で塞がれている。
このような構成によれば、鋼材部２と木質部３とを接合する高力ボルト５が、木質部３に形成された貫通孔３２内に配置され、この貫通孔３２が塞ぎ材３５で塞がれている。これにより、高力ボルト５が外部に露出するのを抑えることができる。したがって、ハイブリッド部材１Ａの外観を高めることができる。また、高力ボルト５は直接外気に接することなく、さびを抑制することが可能である。
In addition, a through hole 32 is formed in the wood part 3 at the position where the high-strength bolt 5 is arranged, in a direction perpendicular to the flat plate part 22, the high-strength bolt 5 is arranged within the through hole 32, and the outside of the through hole 32 is sealed with a sealing material 35.
According to this configuration, the high-strength bolt 5 that joins the steel part 2 and the wood part 3 is placed in a through-hole 32 formed in the wood part 3, and this through-hole 32 is blocked with a blocking material 35. This prevents the high-strength bolt 5 from being exposed to the outside, thereby improving the appearance of the hybrid member 1A. Furthermore, the high-strength bolt 5 is not exposed directly to the outside air, making it possible to prevent rust.
また、本実施形態の柱梁架構４０は、鉄骨製の柱４１と、柱４１間に架設された梁４３と、を備え、梁４３は、上記のようなハイブリッド部材１Ａにより形成されている。
このような構成によれば、上記のようなハイブリッド部材１Ａを用いることにより、施工容易でコストを抑制することができる。また、梁４３においては、ハイブリッド部材１Ａを用いることで、鋼材から木材へ応力を効率的に伝達可能な構造とすることができる。
Further, the column-beam structure 40 of this embodiment includes steel columns 41 and beams 43 installed between the columns 41, and the beams 43 are formed from the hybrid member 1A as described above.
According to this configuration, the use of the hybrid member 1A as described above makes it possible to easily carry out construction and reduce costs. In addition, by using the hybrid member 1A in the beam 43, it is possible to provide a structure that can efficiently transmit stress from the steel material to the wood.
（実施形態の第１変形例）
なお、本発明のハイブリッド部材は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、鋼材プレート４を、１本の高力ボルト５により鋼材部２の平板部２２に締着するようにしたが、高力ボルト５の本数は、適宜変更可能である。
例えば、図１２に示すハイブリッド部材１Ｂのように、鋼材プレート４を、上下方向Ｄｖに間隔を開けて配置された２本の高力ボルト５により、鋼材部２の平板部２２に締着するようにしてもよい。
本第１変形例においては、更に、ハイブリッド部材１Ｂを構成する鋼材プレート４を挟んだ木質部３同士の下端の間に、下部塞ぎ材５０が設けられている。下部塞ぎ材５０を設けることで、下方からハイブリッド部材１Ｂを見上げた際には、鋼材プレート４が隠されるために全周が木材で覆われているハイブリッド部材１Ｂを実現することができる。下部塞ぎ材５０の、幅方向Ｄｗにおける一方の側面５０ａは、木質部３に接着剤等により固定されている。下部塞ぎ材５０の、幅方向Ｄｗにおける他方の側面５０ｂは、木質部３に接するものの、接合されていない。下部塞ぎ材５０は、側面５０ｂが木質部３と非接合状態であることで、ハイブリッド部材１Ｂに変形が生じた際には、鋼材プレート４を挟んだ其々の木質部３に作用する変形が他の木質部３に及ぼす影響を抑制することができる。
(First Modification of the Embodiment)
The hybrid member of the present invention is not limited to the above-described embodiment explained with reference to the drawings, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.
For example, in the above embodiment, the steel plate 4 is fastened to the flat portion 22 of the steel portion 2 by one high-strength bolt 5, but the number of high-strength bolts 5 can be changed as appropriate.
For example, as in the hybrid member 1B shown in Figure 12, a steel plate 4 may be fastened to a flat portion 22 of a steel portion 2 by two high-strength bolts 5 spaced apart in the vertical direction Dv.
In the first modified example, a lower blocking material 50 is further provided between the lower ends of the wood parts 3 sandwiching the steel plate 4 constituting the hybrid member 1B. By providing the lower blocking material 50, when the hybrid member 1B is looked up from below, the steel plate 4 is hidden, so that the hybrid member 1B is covered with wood all around. One side surface 50a of the lower blocking material 50 in the width direction Dw is fixed to the wood part 3 with an adhesive or the like. The other side surface 50b of the lower blocking material 50 in the width direction Dw is in contact with the wood part 3 but is not joined. Since the side surface 50b of the lower blocking material 50 is not joined to the wood part 3, when the hybrid member 1B is deformed, the effect of the deformation acting on each wood part 3 sandwiching the steel plate 4 on the other wood parts 3 can be suppressed.
（実施形態の第２変形例）
図１３に示す第２変形例のハイブリッド部材１Ｃにおいては、上記実施形態で示したハイブリッド部材１Ａの構成に加えて、鋼材部２のフランジ部２１と木質部３とが長ビス８によって接合されている。長ビス８は、材軸方向Ｄａに所定の間隔をあけて複数本が設けられており、フランジ部２１と木質部３とを接合する。
(Second Modification of the Embodiment)
13, in addition to the configuration of the hybrid member 1A shown in the above embodiment, the flange portion 21 of the steel part 2 and the wood part 3 are joined by long screws 8. A plurality of long screws 8 are provided at predetermined intervals in the material axis direction Da, and join the flange portion 21 and the wood part 3.
（実施形態の第３変形例）
図１４に示す第３変形例のハイブリッド部材１Ｄにおいては、図１２に示したハイブリッド部材１Ｂの構成に加えて、木質部３の下部側にＰＣ鋼材９が備えられている。ＰＣ鋼材９は、材軸方向Ｄａに延び、その両材端部には図示されていない定着具等で木質部３を挟み付けた状態で、所定の緊張力が導入されて定着されている。ＰＣ鋼材９は、図１４に示すように、木質部３断面の図心に対して偏心配置して緊張力を導入することで、木質部３を全断面一様ではなく、下端側に高い圧縮応力状態を形成させて木質部３に加わる引張力に抵抗させている。これによって、ＰＣ鋼材９に作用する引張力の反力として木質部３断面に圧縮のプレストレスが導入されるために、木質部３の引張強度を見掛け上増大させたことになり、ハイブリッド部材１Ｄの強度、及び剛性を高めることができる。
(Third Modification of the Embodiment)
In the hybrid member 1D of the third modification shown in Fig. 14, in addition to the configuration of the hybrid member 1B shown in Fig. 12, a PC steel member 9 is provided on the lower side of the wood part 3. The PC steel member 9 extends in the material axis direction Da, and is fixed to both ends of the wood part 3 by applying a predetermined tension to the wood part 3 while the wood part 3 is sandwiched by a fixing device or the like (not shown). As shown in Fig. 14, the PC steel member 9 is eccentrically arranged with respect to the centroid of the cross section of the wood part 3 to apply tension, so that the wood part 3 is not uniform across the entire cross section, but is made to form a high compressive stress state on the lower end side to resist the tensile force applied to the wood part 3. As a result, a compressive prestress is applied to the cross section of the wood part 3 as a reaction force to the tensile force acting on the PC steel member 9, and the tensile strength of the wood part 3 is apparently increased, and the strength and rigidity of the hybrid member 1D can be increased.
（実施形態の第４変形例）
図１５は、第４変形例のハイブリッド部材を示す、横断面図である。図１５に示す第２変形例のハイブリッド部材１Ｅにおいては、上記実施形態で示したハイブリッド部材１Ａの構成に加えて、木質部３の、平板部２２に対向する表面３ｆの、鋼材プレート４が位置づけられる部分に、鋼材プレート４と同等な形状の凹部３ｄが形成されている。鋼材プレート４は、木質部３の凹部３ｄの内部に収容された状態で、構造用ビス７によって木質部３に固定されている。凹部３ｄの、高力ボルト５が設けられる位置には、上記実施形態と同様に、貫通孔３２が設けられている。鋼材プレート４は、高力ボルト５によって、平板部２２に摩擦接合されている。これにより、木質部３の表面３ｆは、平板部２２の、木質部３に対向する表面２２ｆに、図４等に示されるような隙間Ｓ２が設けられることなく、当接し、密着して設けられている。材軸方向Ｄａにおいては、鋼材プレート４の側面４ｍは、凹部３ｄの側壁面３ｈに当接している。
このような構成においては、鋼材プレート４は、材軸方向Ｄａにおいては、側面４ｍが、凹部３ｄの側壁面３ｈに当接するように設けられているため、鋼材部２に軸力が作用した際には、鋼材プレート４から木質部３への軸力は、構造用ビス７のせん断により伝達されるのに加え、鋼材プレート４の側面４ｍから凹部３ｄの側壁面３ｈへと、直接伝達される。これにより、鋼材部２から木質部３への軸力伝達の性能を向上することができる。
また、木質部３の、内側に位置する表面３ｆは、平板部２２の、木質部３に対向する表面２２ｆに、当接し、密着して設けられているため、平板部２２の局部座屈を抑制することができる。
更に、木質部３に凹部３ｄを設けることにより、例えば施工現場等で鋼材プレート４を木質部３に接合するに際し、罫書きによる鋼材プレート４と木質部３の位置合わせの作業が不要となり、作業効率が改善する。
(Fourth Modification of the Embodiment)
15 is a cross-sectional view showing a hybrid member of the fourth modified example. In the hybrid member 1E of the second modified example shown in FIG. 15, in addition to the configuration of the hybrid member 1A shown in the above embodiment, a recess 3d having the same shape as the steel plate 4 is formed in the surface 3f of the wood part 3 facing the flat plate part 22, where the steel plate 4 is positioned. The steel plate 4 is fixed to the wood part 3 by a structural screw 7 while being accommodated inside the recess 3d of the wood part 3. A through hole 32 is provided at the position of the recess 3d where the high-strength bolt 5 is provided, as in the above embodiment. The steel plate 4 is frictionally joined to the flat plate part 22 by the high-strength bolt 5. As a result, the surface 3f of the wood part 3 is in contact with and in close contact with the surface 22f of the flat plate part 22 facing the wood part 3 without providing a gap S2 as shown in FIG. 4 and the like. In the material axis direction Da, the side surface 4m of the steel plate 4 abuts against the side wall surface 3h of the recess 3d.
In this configuration, the steel plate 4 is provided so that the side surface 4m abuts against the side wall surface 3h of the recess 3d in the material axis direction Da, so that when an axial force acts on the steel part 2, the axial force from the steel plate 4 to the wood part 3 is transmitted by shearing of the structural screws 7, and is also transmitted directly from the side surface 4m of the steel plate 4 to the side wall surface 3h of the recess 3d. This improves the performance of axial force transmission from the steel part 2 to the wood part 3.
In addition, the inner surface 3f of the wood part 3 abuts and is in close contact with the surface 22f of the flat part 22 that faces the wood part 3, thereby suppressing local buckling of the flat part 22.
Furthermore, by providing a recess 3d in the wooden part 3, when joining a steel plate 4 to the wooden part 3, for example at a construction site, the task of aligning the steel plate 4 and the wooden part 3 by marking is no longer necessary, improving work efficiency.
また、図１６に示すように、上記実施形態、及びその変形例で示したハイブリッド部材１Ａ～１Ｅは、例えば、構造物１００Ａのトラス部１０１に適用するようにしてもよい。トラス部１０１は、例えば、下弦材１０２と、下弦材１０２の上方に配置された上弦材１０３と、下弦材１０２と上弦材１０３との間に配置された束材１０４、及びラチス材１０５と、を備えている。ハイブリッド部材１Ａ～１Ｅは、例えば、トラス部１０１の下弦材１０２、上弦材１０３、束材１０４、ラチス材１０５等に適用することができる。
また、図１７に示すように、構造物１００Ｂの張弦梁１１０を構成する上弦材１１１に適用するようにしてもよい。
また、図１８に示すように、ハイブリッド部材１Ａ～１Ｅは、構造物１００Ｃの屋根を支持するアーチ梁１２０を構成する上弦材１２１に適用するようにしてもよい。
また、図１９に示すように、ハイブリッド部材１Ａ～１Ｅは、構造物１００Ｄの屋根を支持する山型ラーメン部１３０を構成する上弦材１３１に適用するようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
16, the hybrid members 1A to 1E shown in the above embodiment and its modified examples may be applied to, for example, a truss section 101 of a structure 100A. The truss section 101 includes, for example, a lower chord member 102, an upper chord member 103 arranged above the lower chord member 102, a bundle member 104 arranged between the lower chord member 102 and the upper chord member 103, and a lattice member 105. The hybrid members 1A to 1E can be applied to, for example, the lower chord member 102, the upper chord member 103, the bundle member 104, the lattice member 105, etc. of the truss section 101.
Also, as shown in FIG. 17, it may be applied to an upper chord member 111 that constitutes a beam string 110 of a structure 100B.
Furthermore, as shown in FIG. 18, the hybrid members 1A to 1E may be applied to an upper chord 121 constituting an arch beam 120 that supports the roof of a structure 100C.
Furthermore, as shown in FIG. 19, the hybrid members 1A to 1E may be applied to an upper chord member 131 constituting a gabled rigid frame portion 130 that supports the roof of a structure 100D.
In addition, the configurations described in the above embodiments can be selected or changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１Ａ～１Ｅ ハイブリッド部材 ２２ｆ 表面
２ 鋼材部 ３２ 貫通孔
３ 木質部 ３５ 塞ぎ材
３ｆ 表面 ４０ 柱梁架構
４ 鋼材プレート ４１ 柱
５ 高力ボルト ４３ 梁
７ 構造用ビス Ｄａ 材軸方向
２２ 平板部 Ｄｖ 上下方向
Reference Signs 1A to 1E Hybrid member 22f Surface 2 Steel part 32 Through hole 3 Wood part 35 Closing material 3f Surface 40 Column-beam structure 4 Steel plate 41 Column 5 High-strength bolt 43 Beam 7 Structural screw Da Material axis direction 22 Flat plate part Dv Up-down direction
Claims (4)
材軸方向に延在する平板部を備える鋼材部と、
前記平板部に併設される木質部と、
前記平板部と接合される、前記木質部の表面に、構造用ビスにより取り付けられた、複数の鋼材プレートと、を備え、
複数の前記鋼材プレートは、前記材軸方向に間隔を開けて設けられ、
複数の前記鋼材プレートの各々が前記平板部に高力ボルトで締着されて、前記木質部と前記鋼材部が接合されていることを特徴とするハイブリッド部材。 A hybrid member formed by joining steel and wood,
A steel part including a flat plate part extending in a material axial direction;
A woody part provided next to the flat plate part;
A plurality of steel plates are attached to the surface of the wood part by structural screws and joined to the flat plate part,
The plurality of steel plates are provided at intervals in the material axial direction,
A hybrid member characterized in that each of the multiple steel plates is fastened to the flat portion with a high-strength bolt, joining the wood portion and the steel portion.
前記木質部の、前記平板部と接合される前記表面の、前記鋼材プレートが取り付けられる部分には、前記鋼材プレートの形状を有する凹部が形成され、前記鋼材プレートは、前記凹部の内部に収容された状態で、前記構造用ビスにより前記木質部に取り付けられ、前記鋼材プレートが取り付けられていない部分においては、前記平板部の前記表面と、前記木質部の、前記平板部と接合される前記表面とは、当接して設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド部材。 In a portion where the steel plate is not attached, a gap is provided between the surface of the flat plate portion and the surface of the wood portion that is joined to the flat plate portion, or
The hybrid member according to claim 1, characterized in that a recess having the shape of the steel plate is formed in a portion of the surface of the wooden part that is joined to the flat plate part, where the steel plate is attached, the steel plate is attached to the wooden part with the structural screws while being housed inside the recess, and in a portion where the steel plate is not attached, the surface of the flat plate part and the surface of the wooden part that is joined to the flat plate part are provided in contact with each other .
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