JPH06299653A

JPH06299653A - 複合梁

Info

Publication number: JPH06299653A
Application number: JP8650493A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Minoura; 正広箕浦; Etsuya Yasui; 悦也安井
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1994-10-25

Abstract

(57)【要約】【目的】釘打ち、ほぞ穴加工等に支障を来すことがな
く、補強材による強度増強作用が充分に発揮され、しか
も耐久性に優れている複合梁を提供すること。【構成】木質材と、剛性のある補強材とを積層してな
る複合梁において、上記積層方向の全体の厚みが１５０
〜３６０mmであり、上記補強材は厚みが１mm以上で少な
くとも２以上配せられ、且つ該積層の厚み方向の外壁面
から内部に向けて少なくとも一方が５０〜６０mmの位置
に配せられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合梁に関するもので
あり、より詳しくは、木質材と金属或いは強化繊維等の
補強材とを積層した住宅用の梁材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の建築材料において、木質材を積層
した建築用集成材は種々提案されており、このような集
成材はその断面積をできる限り小さくする一方、その曲
げ性能（強度・剛性）を向上させる要請が強い。かかる
要請から断面曲げ剛性を高める目的で異種の補強材料を
片面又は両面に加圧接着した集成材等が既に提案されて
いる（日本建築学会大会学術講演集１９８１年９
月、２２３５〜２２３６頁）。また、補強ラミナ（乾燥
薄板）面に平板が積層できる程度の溝条部等を溝加工
し、この溝条部に補強板を埋設し接着した補強ラミナを
外層とした集成材が提案されている（実公平４─７２９
２４号公報）。更に、小角材同士を接着剤で組合せた集
成材においては、その小角材の間に鋼板を挟み、小角材
同士を鋼板を介して間接的に固着した梁用材料が提案さ
れている（実開昭５７─８９７１６号公報）。これらの
鋼板としては、断面がＩ字状、Ｌ字状、コ字状、Ｔ字
状、およびＨ字状のものが挿入されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
集成材は、その補強材の作用効果を高めるために、補強
材を外層面又は外層の近くに積層しており、このような
集成材を複合梁として用いた場合には、ほぞ穴加工や釘
打ち加工が不可能となり現場での施工上の不具合となっ
ている。特に、釘等を斜にして打ち込む場合は、補強材
を貫通することが全くできなくなり、釘の打込み不良が
頻発する。

【０００４】また、従来の集成材では、補強材と木質材
との間の接着剤の耐久性に改善の余地があり、例えば補
強材が鉄或いはアルミニウム等で、一部又は全部が露出
している場合は、長期間に錆が発生しその接着層の耐久
性を低下させるおそれがある。また、結露、或いは寒暖
差により金属板の伸縮等で接着層に疲労を生じさせ、建
築物の危険性を高め、更に美観を低下させる。また最
近、大規模な建築物等で耐火性が必要な梁材では、熱伝
導性の高い金属等の露出が防火上の問題となっている。
従って、本発明の目的は、釘打ち、ほぞ穴加工等に支障
を来すことがなく、補強材による強度増強作用が充分に
発揮され、しかも耐久性に優れている複合梁を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、木質材と、剛
性のある補強材とを積層してなる複合梁において、上記
積層方向の全体の厚みが１５０〜３６０mmであり、上記
補強材は厚みが１mm以上で少なくとも２以上配せられ、
且つ該積層の厚み方向の外壁面から内部に向けて少なく
とも一方が５０〜６０mmの位置に配せられていることを
特徴とする複合梁を提供することにより上記目的を達成
したものである。

【０００６】

【作用】１５０〜３６０mmの厚さ程度の複合梁にあって
は、建築用の梁として根太等がその上面に取り付けられ
釘打ちされ、或いはほぞ等が設けられるが、補強材は外
壁面或いは外層付近に存在せず、根太等の取り付けに支
障とならない。一方、補強材は外壁面から６０mm以内と
極めて制限された範囲に埋設され、補強材の補強作用が
充分に発揮され、複合梁自体はその曲げ剛性・強度が充
分に維持される。更に、補強材を木質材より小幅に形成
してその周縁外方に断熱性のある充填物を設ける場合に
は、その補強材は上記外壁面或いは外側壁面に全く露出
せず、木質材及び充填物の断熱作用で、温度差による伸
縮が少なくなり接着層に悪影響を与えない。このため、
長期間にわたって接着性が保たれ、複合梁の耐久性が向
上する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る複合梁の実施例を図面を
参照しながら説明する。図１は本実施例に係る複合梁の
断面図、図２は本実施例に係る複合梁の側断面図であ
る。図１及び図２に示す如く、本実施例に係る複合梁１
は、木質材２と、剛性のある補強材３とを積層してなる
点において、従来と同様である。しかして、本実施例の
複合梁１は、上記積層方向の全体の厚み（Ｈ）が１５０
〜３６０mmであり、上記補強材３は厚みが１mm以上で少
なくとも２以上配せられ、且つ該積層の厚み方向の外壁
面１A から内部に向けて少なくとも一方が５０〜６０mm
の位置に配せられていることである。

【０００８】本実施例の複合梁１を更に説明すると、図
１に示す如く、複合梁１は、上層から木質材２、補強材
３、木質材２、木質材２、補強材３、及び木質材２から
なり、それぞれの境目には接着剤層４が設けられてい
る。木質材２の素材は特にその使用に制限はなく、例え
ば安価な無垢材、低比重パーティクルランバー、配向ス
トランドランバー、単板積層材等を挙げることができ
る。図１の本実施例では、木質材２に安価な無垢材が使
用されている。

【０００９】図１に示す如く、補強材３は２個配せら
れ、少なくとも一方の補強材３は複合梁１の厚み方向の
外壁面1Aから内部に向けて５０〜６０mmの位置にある。
補強材３を挟んでいる外壁側の木質材２は１又は２以上
のものが配せられていてもよいが、補強材３が外壁面1A
から５０〜６０mmの位置になるように積層されているこ
とが重要である。外壁面1Aから内部へ向かう補強材３の
位置（ｈ₁）が５０mm未満では、ほぞ穴加工や釘等の打
付に支障を来すおそれがあり、また６０mmを超えると、
補強材３の作用効果が低下し、複合梁１の曲げ強度・剛
性に問題が生じることがある。また、補強材３はその厚
みが少なくとも１mm以上であり、補強材３の厚みが１mm
未満では複合梁１に充分な強度を持たせることができな
い。更に、上記構造の場合の複合梁１の厚み、即ち木質
材２及び補強材３の全体の積層厚み（Ｈ）は１５０〜３
６０mmであり、特に２４０〜３６０mmであることが望ま
しい。図１の本実施例では、補強材３は、外壁面1Aから
内部に向けて６０mmの位置に配せられ、その厚みが３mm
であり、また複合梁１の厚み（Ｈ）は２４０mmとなって
いる。

【００１０】また、補強材３は、長手方向の端部の少な
くとも２０mm以内に埋設されていないことが望ましく、
このような構成では、複合梁１同士の継手が容易にでき
る。更に、補強材３の巾（ｗ₃）は木質材２の巾
（ｗ₂）より５〜３０mm小幅に形成されていることが望
ましい。補強材３を小幅に形成した場合、補強材３の両
側周端３１、３２が上下の木質材２で覆われ、補強材３
の側周端３１、３２外方であって木質材間２、２による
間隙５が形成され、この隙間５には、接着剤、木質片、
耐防火性材等を充填することが望ましい。充填物は、補
強材３に比べて極めて断熱性が高く、寒暖差による補強
材３の伸縮を軽減すものが望ましく、充填物が接着剤で
あれば、上下の木質材２面に強力に固着し、木質材２と
補強材３との接着面の強度を補うことができると共に、
これらの両者の接着疲労を防止することができる。更に
耐防火性材等を含有させた場合、複合梁１は大規模な建
築物等での耐火性が必要とされる梁材として用いること
ができる。

【００１１】補強材３は、木質材に比べて剛性があり、
製造した複合梁１に充分な曲げ剛性を付与するものであ
れば特にその使用に制限はないが、特に補強材の曲げ剛
性値が１５０×１０³Ｋｇ／ｃｍ²以上であることが望
ましい。このような補強材３としては、例えば鉄、アル
ミニウム等の金属板、カーボン、アラミド等の剛性繊維
等を挙げることができる。図１の本実施例では、補強材
３に、曲げ剛性値２１００×１０³Kg／ｃｍ²の鋼板が
用いられている。補強材３に鋼板等の金属を用いた場合
は、表面にブラスト処理（例えば、亜鉛−鉄合金粒によ
るブラスト処理）、サンディング処理或いは化成処理
（例えば燐酸系、クロム酸系の被膜形成）を行い、接着
剤との接着性を高めることが望ましい。このような処理
により、引張剪断力が約２０％向上し、破断の際には木
質材破壊率（木破率）が高くなる。尚、図１の本実施例
の補強材３は表面サンディング処理及びブラスト処理が
なされている。

【００１２】各積層間に設けられる接着剤４には、それ
自体公知の接着剤を用いることができ、例えば、エポキ
シ系樹脂、イソシアネート系樹脂等である。複合梁１の
製造に際しては、先ず、補強材３に接着剤樹脂（エポキ
シ系樹脂）を１０％程度過剰に塗布した状態で補強材３
を木質材２、２の間に挟み、接合圧力５〜１０Kg／cm²
で、接合加圧時間を７〜８時間行い、次に補強材３と木
質材２との接合物同士を接着樹脂（上記イソシアネート
系樹脂等）を介して、接合圧力８〜１２Kg／cm²で、接
合加圧時間を８〜１２時間行う。また、同時成形におい
て、異なる接着剤をラミナ等（木質材）と鉄板又はその
他の金属板（補強材）に各々スプレッダーで塗布し、こ
の際、ラミナ同士はレゾルシノール樹脂で、金属はイソ
シアネート系又はエポキシ系樹脂を使用することができ
る。また、ラミナ同士及び金属とラミナはエポキシ系又
はイソシアネート系樹脂単独で接着してもよい。

【００１３】以上の如く構成された本実施例の複合梁１
は、図３に示す如く、複合梁面１Aにほぞ穴６を形成す
る場合でも、補強材３が邪魔することなく容易に形成す
ることができ、柱７等を立設することができる。また図
４(a) に示す如く、複合梁面１A に根太８、８・・を、
釘９の打設によって取り付けることができる。従来から
図４(a) に示す如く、根太８の取付けでは、釘９を傾け
て設けることが多く、この場合でも釘９を支障なく打ち
付けることができる。更に、図４(b) 及び(c) に示す如
く、筋交い１０や梁受け金具１１等も釘等により支障な
く取り付けることができる。また複合梁１は寒暖差によ
る補強材３の伸縮のおそれが少なく、木質材２と補強材
３間の接着性に対する耐久性が充分に保たれる。

【００１４】複合梁材１の曲げ剛性は、木質材２と補強
材３との断面積と各材料固有の曲げ剛性からある程度理
論的に求めることができ、予めその設計も自由に行うこ
とができる。例えば、図１に示す本実施例の２つの補強
材３を配設したものの曲げ剛性を以下に示す数式によっ
て容易に求めることができる。（ＭOE）＝〔（Ｅ_SＩ_S＋Ｅ_WＩ_W）／Ｉ〕×α・・・・数式（ＭOE）：複合梁材の曲げヤング係数Ｅ_SＩ_S：補強材の曲げ剛性×断面二次モーメントＥ_WＩ_W：木質材の曲げ剛性×断面二次モーメントＩ：複合梁材の断面二次モーメント α：実測値との理論値との比（０．９〜１．１）図１に示す実施例では、木質材の曲げ剛性が６５×１０
³Ｋｇ／ｃｍ²で、補強材の曲げ剛性２１００×１０³
Ｋｇ／ｃｍ²で、木質材の断面積が２４０×１０５mm
で、補強材の断面積が９５×３mm×２（個）であること
より、複合梁全体の（ＭOE）は１００×１０³Ｋｇ／ｃ
ｍ²となる。従って、複合梁１は充分な剛性を有してい
る。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る複合梁材は、釘打ち、ほぞ
穴加工等に支障を来すことがなく、補強材による強度増
強作用が充分に発揮され、しかも耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る複合梁の断面図である。

【図２】本実施例に係る複合梁の側断面図である。

【図３】本実施例の複合梁にほぞ穴加工したときの斜視
図である。

【図４】(a) 乃至(c) は複合梁に根太、筋交い、及び梁
受け金具を取り付けた時の斜視図である。

【符号の説明】

１複合梁材２木質材３補強材 31、32 補強材の側周端４接着剤層５間隙６ほぞ穴８根太９釘１０筋交い１１梁受け金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木質材と、剛性のある補強材とを積層し
てなる複合梁において、上記積層方向の全体の厚みが１
５０〜３６０mmであり、上記補強材は厚みが１mm以上で
少なくとも２以上配せられ、且つ該積層の厚み方向の外
壁面から内部に向けて少なくとも一方が５０〜６０mmの
位置に配せられていることを特徴とする複合梁。
【請求項２】上記補強材が長手方向の端部の少なくと
も２０mm以内に埋設されていないことを特徴とする請求
項１記載の複合梁。
【請求項３】上記補強材が金属板或いは強化繊維から
なる高剛性材であることを特徴とする請求項１記載の複
合梁。
【請求項４】上記補強材の巾を上記木質材の巾より５
〜３０mm小幅に形成し、該補強材の両側周端を木質材で
覆い、上記補強材と木質材とを接着剤で固着すると共
に、上記補強材の該側周端外方であって上記木質材間に
よって形成される間隙を接着性樹脂、或いは接着性樹脂
及び木質材片で充填してあることを特徴とする請求項１
乃至３の複合梁。
【請求項５】上記充填物の樹脂及び木質材片の代わり
に、またはこれらと共に耐防火性材を充填することを特
徴とする請求項４記載の複合梁。