JPH08312059A - 異種材料補強木造梁 - Google Patents
異種材料補強木造梁Info
- Publication number
- JPH08312059A JPH08312059A JP14674695A JP14674695A JPH08312059A JP H08312059 A JPH08312059 A JP H08312059A JP 14674695 A JP14674695 A JP 14674695A JP 14674695 A JP14674695 A JP 14674695A JP H08312059 A JPH08312059 A JP H08312059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforcing
- cedar
- longitudinal direction
- type
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 国内で増大するスギ材を補強材により強度を
向上させてその有効利用を図り、特に梁材のような高級
材として利用することが可能な異種材料補強木造梁を提
供する。 【構成】 複数枚の針葉樹板材１を重ねて積層材とし、
長手方向に対して直角方向の荷重をかけたとき引張側と
圧縮側のそれぞれ接合面の長手方向に補強用鉄筋２を一
本若しくは複数本挿入して構成する。或いは、複数枚の
針葉樹板材１を重ねて積層材とし、長手方向に対し直角
方向に荷重をかけたとき引張側若しくは圧縮側の接合面
の長手方向に補強用鉄筋２を一本若しくは複数本挿入し
て構成する。前記補強用鉄筋の代わりにカ−ボンワイヤ
或いは鉄板を用いてもよい。
向上させてその有効利用を図り、特に梁材のような高級
材として利用することが可能な異種材料補強木造梁を提
供する。 【構成】 複数枚の針葉樹板材１を重ねて積層材とし、
長手方向に対して直角方向の荷重をかけたとき引張側と
圧縮側のそれぞれ接合面の長手方向に補強用鉄筋２を一
本若しくは複数本挿入して構成する。或いは、複数枚の
針葉樹板材１を重ねて積層材とし、長手方向に対し直角
方向に荷重をかけたとき引張側若しくは圧縮側の接合面
の長手方向に補強用鉄筋２を一本若しくは複数本挿入し
て構成する。前記補強用鉄筋の代わりにカ−ボンワイヤ
或いは鉄板を用いてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばスギ板材或い
はスギ正角材のような針葉樹板材或いは針葉樹正角材を
積層し、板材と板材との間（正角材と正角材との間）に
鉄筋或いはカ−ボンワイヤ或いは鉄板等を補強材として
配置し、建物の梁材等に用いることのできる異種材料補
強木造梁に関する。
はスギ正角材のような針葉樹板材或いは針葉樹正角材を
積層し、板材と板材との間（正角材と正角材との間）に
鉄筋或いはカ−ボンワイヤ或いは鉄板等を補強材として
配置し、建物の梁材等に用いることのできる異種材料補
強木造梁に関する。
【０００２】
【従来の技術】住宅建築用としては種々の寸法の木材が
使用されるが梁材は比較的大きな寸法のものが使用され
る。従来、このような梁材としては国産材の他輸入材で
あるベイマツが多く使用されてきたが、ベイマツに限ら
ずヒノキや多くの針葉樹も森林保護のため大径のものを
得ることは世界的にも年々難しくなってきている。
使用されるが梁材は比較的大きな寸法のものが使用され
る。従来、このような梁材としては国産材の他輸入材で
あるベイマツが多く使用されてきたが、ベイマツに限ら
ずヒノキや多くの針葉樹も森林保護のため大径のものを
得ることは世界的にも年々難しくなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記するように住宅建
築用として用いられるベイマツは近年人工的に植生され
た二次林が大半となっている。二次林は年輪幅が大き
く、天然林のものに比べると曲げヤング係数が低く、梁
材としては性能が劣っている。即ち、ベイマツとスギ材
とは剛性と強度の差が縮まったことになる。近年スギ材
は全国的にそのストックが着実に増えており、特に直径
が２５０mm〜３００mm程度のいわゆる中目材の有効利用
は重要な課題となっている。中目材の一部は建築現場の
足場材として使用されているがこのような中目材の使用
方法は３０年生以上のスギに見合うものではない。しか
しながらスギ材を梁材として用いるには剛性が不足し、
また比較的大きな寸法のものは乾燥が困難である等の問
題がある。
築用として用いられるベイマツは近年人工的に植生され
た二次林が大半となっている。二次林は年輪幅が大き
く、天然林のものに比べると曲げヤング係数が低く、梁
材としては性能が劣っている。即ち、ベイマツとスギ材
とは剛性と強度の差が縮まったことになる。近年スギ材
は全国的にそのストックが着実に増えており、特に直径
が２５０mm〜３００mm程度のいわゆる中目材の有効利用
は重要な課題となっている。中目材の一部は建築現場の
足場材として使用されているがこのような中目材の使用
方法は３０年生以上のスギに見合うものではない。しか
しながらスギ材を梁材として用いるには剛性が不足し、
また比較的大きな寸法のものは乾燥が困難である等の問
題がある。
【０００４】この発明は上記する課題に着目してなされ
たものであり、国内で増大するスギ材或いはその他の二
次林のベイマツやヒノキやマツ等の木材を鉄筋のような
補強材により強度を向上させてその有効利用を図り、特
に梁材のような高級材として利用することが可能な異種
材料補強木造梁を提供することを目的としている。
たものであり、国内で増大するスギ材或いはその他の二
次林のベイマツやヒノキやマツ等の木材を鉄筋のような
補強材により強度を向上させてその有効利用を図り、特
に梁材のような高級材として利用することが可能な異種
材料補強木造梁を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、異種材料補強木造梁が、複
数枚の針葉樹板材を重ねて積層材とし、長手方向に対し
て直角方向に荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれぞ
れ接合面の長手方向に補強用鉄筋を一本若しくは複数本
挿入して成ることを特徴とする。或いは、異種材料補
強木造梁が、複数枚の針葉樹板材を重ねて積層材とし、
長手方向に対して直角方向に荷重をかけたとき引張側又
は圧縮側の接合面の長手方向に補強用鉄筋を一本若しく
は複数本挿入して成ることを特徴とする。また、前記
及びの手段の針葉樹板材の全部若しくは一部を針葉
樹正角材としたことを特徴とする。更に、前記乃至
の手段の補強用鉄筋がカ−ボンワイヤであることを特
徴とする。或いはまた、前記乃至の手段の補強用
鉄筋が鉄板であることを特徴とする。
る課題を解決するために、異種材料補強木造梁が、複
数枚の針葉樹板材を重ねて積層材とし、長手方向に対し
て直角方向に荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれぞ
れ接合面の長手方向に補強用鉄筋を一本若しくは複数本
挿入して成ることを特徴とする。或いは、異種材料補
強木造梁が、複数枚の針葉樹板材を重ねて積層材とし、
長手方向に対して直角方向に荷重をかけたとき引張側又
は圧縮側の接合面の長手方向に補強用鉄筋を一本若しく
は複数本挿入して成ることを特徴とする。また、前記
及びの手段の針葉樹板材の全部若しくは一部を針葉
樹正角材としたことを特徴とする。更に、前記乃至
の手段の補強用鉄筋がカ−ボンワイヤであることを特
徴とする。或いはまた、前記乃至の手段の補強用
鉄筋が鉄板であることを特徴とする。
【０００６】
【作用】異種材料補強木造梁を上記乃至の手段とす
ると、いずれの手段であっても曲げ剛性及び破壊係数が
大きくなる。従って、強度的に問題のあるスギ中目程度
の木材を強度を要する梁材として利用することができ
る。
ると、いずれの手段であっても曲げ剛性及び破壊係数が
大きくなる。従って、強度的に問題のあるスギ中目程度
の木材を強度を要する梁材として利用することができ
る。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照しながら説明する。図１（Ｂ）乃至（Ｄ）はこの
発明の異種材料補強木造梁の実施例の一部斜視図であっ
て、いずれもスギ板材１を三枚重ね接着剤（例えば一液
性ポリウレタン系接着剤）により貼り付けて積層し、こ
れらのスギ板材１とスギ板材１の接合面に補強用鉄筋２
を埋め込んで１本の異種材料補強木造梁とするものであ
る。以下、この『異種材料補強木造梁』を『補強梁』と
略称して説明する。尚、前記補強用鉄筋２としては、例
えば表面にリブや節等の突起を付けた異形鉄筋（JIS G
3112,3117 ）を用いる。即ち、図１（Ｂ）はスギ板材１
を重ねた積層材であって接合面を縦にして中央部に荷重
をかけたとき引張側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長
手方向２か所に補強用鉄筋２を１本づつ入れた実施例
（以下、タイプＢの補強梁又は補強梁Ｂとする）を示
し、図１（Ｃ）は引張側の接合面両側に４本集中的に入
れた状態の補強梁の実施例（以下、タイプＣの補強梁又
は補強梁Ｃとする）を示し、図１（Ｄ）は引張側と圧縮
側のそれそれぞれの長手方向に補強用鉄筋２を３本づつ
入れた状態の実施例（以下、タイプＤの記補強梁又は補
強梁Ｄとする）を示す。尚、図１（Ｅ）はこれらの補強
梁の強度試験を行う場合の設置方法を示す斜視図である
が、これらの補強梁を実際に使用する場合は接合面が縦
になるように使用する。また、図１（Ａ）はこの発明の
補強梁ではないが、上記するタイプＢとタイプＣ及びタ
イプＤの各補強梁を製作する場合の基本形となるもの、
即ち、補強用鉄筋２を挿入しない状態の補強梁（以下、
タイプＡの複合梁又は複合梁Ａとする）であり、後述す
る強度試験を比較する関係上参考として図示したもので
ある。
を参照しながら説明する。図１（Ｂ）乃至（Ｄ）はこの
発明の異種材料補強木造梁の実施例の一部斜視図であっ
て、いずれもスギ板材１を三枚重ね接着剤（例えば一液
性ポリウレタン系接着剤）により貼り付けて積層し、こ
れらのスギ板材１とスギ板材１の接合面に補強用鉄筋２
を埋め込んで１本の異種材料補強木造梁とするものであ
る。以下、この『異種材料補強木造梁』を『補強梁』と
略称して説明する。尚、前記補強用鉄筋２としては、例
えば表面にリブや節等の突起を付けた異形鉄筋（JIS G
3112,3117 ）を用いる。即ち、図１（Ｂ）はスギ板材１
を重ねた積層材であって接合面を縦にして中央部に荷重
をかけたとき引張側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長
手方向２か所に補強用鉄筋２を１本づつ入れた実施例
（以下、タイプＢの補強梁又は補強梁Ｂとする）を示
し、図１（Ｃ）は引張側の接合面両側に４本集中的に入
れた状態の補強梁の実施例（以下、タイプＣの補強梁又
は補強梁Ｃとする）を示し、図１（Ｄ）は引張側と圧縮
側のそれそれぞれの長手方向に補強用鉄筋２を３本づつ
入れた状態の実施例（以下、タイプＤの記補強梁又は補
強梁Ｄとする）を示す。尚、図１（Ｅ）はこれらの補強
梁の強度試験を行う場合の設置方法を示す斜視図である
が、これらの補強梁を実際に使用する場合は接合面が縦
になるように使用する。また、図１（Ａ）はこの発明の
補強梁ではないが、上記するタイプＢとタイプＣ及びタ
イプＤの各補強梁を製作する場合の基本形となるもの、
即ち、補強用鉄筋２を挿入しない状態の補強梁（以下、
タイプＡの複合梁又は複合梁Ａとする）であり、後述す
る強度試験を比較する関係上参考として図示したもので
ある。
【０００８】図２は前記各種の複合梁の製作方法を示す
斜視図である。図２（Ａ）は上記するタイプＡの補強梁
の製作方法を示す斜視図であり、３枚のスギ板材１を単
純に重ねて接着剤で接着する。図２（Ｂ）は、図１
（Ｂ）に示すスギ板材１を重ねて積層材としたタイプＢ
の補強梁を接合面が縦になるように立て長手方向と直角
方向に荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれそれぞれ
の長手方向の２か所に補強用鉄筋２を１本づつ入れる場
合の製作方法を示す。この場合、中央のスギ板材１の上
部と下部、即ち、図１（Ｅ）に示す状態で荷重をかける
とき引張側と圧縮側となる位置の両側に溝１ａ、１ａ及
び１ｂ、１ｂを形成し、ここに補強用鉄筋２が入るよう
に製作する。図２（Ｃ）は、図１（Ｃ）に示すタイプＣ
の補強梁を接合面が縦になるように立て長手方向と直角
方向に荷重をかけたとき引張側の長手方向に補強用鉄筋
２を４本入れる場合の製作方法を示す。この場合、中央
のスギ板材１の下部、即ち、図１（Ｅ）に示す状態で荷
重をかけるとき引張側となる位置の両側に溝１ｃ、１ｃ
を形成し、ここに補強用鉄筋２が入るように製作する。
図２（Ｄ）は、図１（Ｄ）に示すスギ板材１を重ねて積
層材としたタイプＤの補強梁を接合面が縦になるように
立て長手方向と直角方向に荷重をかけたとき引っ張り側
と圧縮側のそれそれぞれの長手方向に補強用鉄筋２を３
本づつ入れる場合の製作方法を示す。この場合、中央の
スギ板材１は中央部板材１’と上部板材１”と下部板材
１”とに分けて製作し、これら中央部板材１’と上部板
材１”との間及び中央部板材１’と下部板材１”との間
に形成される空間にそれぞれ補強鉄筋２が３本づつ入る
ように製作する。こうしてスギ板材１同士及びスギ板材
１と補強用鉄筋２に接着剤を十分に塗布して接合する。
斜視図である。図２（Ａ）は上記するタイプＡの補強梁
の製作方法を示す斜視図であり、３枚のスギ板材１を単
純に重ねて接着剤で接着する。図２（Ｂ）は、図１
（Ｂ）に示すスギ板材１を重ねて積層材としたタイプＢ
の補強梁を接合面が縦になるように立て長手方向と直角
方向に荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれそれぞれ
の長手方向の２か所に補強用鉄筋２を１本づつ入れる場
合の製作方法を示す。この場合、中央のスギ板材１の上
部と下部、即ち、図１（Ｅ）に示す状態で荷重をかける
とき引張側と圧縮側となる位置の両側に溝１ａ、１ａ及
び１ｂ、１ｂを形成し、ここに補強用鉄筋２が入るよう
に製作する。図２（Ｃ）は、図１（Ｃ）に示すタイプＣ
の補強梁を接合面が縦になるように立て長手方向と直角
方向に荷重をかけたとき引張側の長手方向に補強用鉄筋
２を４本入れる場合の製作方法を示す。この場合、中央
のスギ板材１の下部、即ち、図１（Ｅ）に示す状態で荷
重をかけるとき引張側となる位置の両側に溝１ｃ、１ｃ
を形成し、ここに補強用鉄筋２が入るように製作する。
図２（Ｄ）は、図１（Ｄ）に示すスギ板材１を重ねて積
層材としたタイプＤの補強梁を接合面が縦になるように
立て長手方向と直角方向に荷重をかけたとき引っ張り側
と圧縮側のそれそれぞれの長手方向に補強用鉄筋２を３
本づつ入れる場合の製作方法を示す。この場合、中央の
スギ板材１は中央部板材１’と上部板材１”と下部板材
１”とに分けて製作し、これら中央部板材１’と上部板
材１”との間及び中央部板材１’と下部板材１”との間
に形成される空間にそれぞれ補強鉄筋２が３本づつ入る
ように製作する。こうしてスギ板材１同士及びスギ板材
１と補強用鉄筋２に接着剤を十分に塗布して接合する。
【０００９】スギ板材１とスギ板材１とを接合する接着
剤は一液性のポリウレタン系接着剤を用いたが、スギ板
材１同士及びスギ板材１と補強用鉄筋２との間の空隙に
は接着剤を十分に充填する。但し、接着剤はポリウレタ
ン系に限らず現場用の接着耐久性のある接着剤なら他の
接着剤であってもよい。また、スギ板材１と補強用鉄筋
２との間は機械加工した状態のままで、スギ板材１同士
が接合される表面は軽くプレ−ナをかけて接合する。
剤は一液性のポリウレタン系接着剤を用いたが、スギ板
材１同士及びスギ板材１と補強用鉄筋２との間の空隙に
は接着剤を十分に充填する。但し、接着剤はポリウレタ
ン系に限らず現場用の接着耐久性のある接着剤なら他の
接着剤であってもよい。また、スギ板材１と補強用鉄筋
２との間は機械加工した状態のままで、スギ板材１同士
が接合される表面は軽くプレ−ナをかけて接合する。
【００１０】図３（Ａ）は試験のため搬入したスギ板材
２７枚の比重分布を示し、図３（Ｂ）は平均含水率分布
を示し、図３（Ｃ）は曲げヤング係数分布を示すが、実
際に試験体として使用したスギ板材の比重と含水率と曲
げヤング係数は
２７枚の比重分布を示し、図３（Ｂ）は平均含水率分布
を示し、図３（Ｃ）は曲げヤング係数分布を示すが、実
際に試験体として使用したスギ板材の比重と含水率と曲
げヤング係数は
【表１】のようであった。この表１で補強梁Ｂは２本製
作したので（その１）と（その２）として示す。
作したので（その１）と（その２）として示す。
【表１】
【００１１】次に、上記した補強梁の強度試験結果につ
いて説明する。先ず、補強用鉄筋２とスギ板材１との間
の付着力を調べる試験を行った。この場合、スギ板材１
の寸法は、図４に示すように、（長さ×幅×厚さ）が
（２４０ｍｍ×２００ｍｍ×３６ｍｍ）のものを上記し
た補強梁を製作するのと同様の方法で接着し接合面に直
径１２ｍｍの補強用鉄筋２を埋め込み、その付着力を調
べた。図４（Ａ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが１０
０ｍｍ、図４（Ｂ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが８
０ｍｍ、図４（Ｃ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが６
０ｍｍであることを示す。図５はその試験方法を示す斜
視図である。即ち、固定具１０に被試験体Ｐを設置して
ピン１１、１１で固定し、補強用鉄筋２の上端部には小
さな鉄板１２を固定して取り付け引張試験機１４の把持
具１３に係止させ上方向に荷重をかけてその付着力を測
定した。図６はその試験結果を示す図であるが、この測
定試験結果によれば埋め込み長さ１ｍｍ当たり７．７kg
f であった。
いて説明する。先ず、補強用鉄筋２とスギ板材１との間
の付着力を調べる試験を行った。この場合、スギ板材１
の寸法は、図４に示すように、（長さ×幅×厚さ）が
（２４０ｍｍ×２００ｍｍ×３６ｍｍ）のものを上記し
た補強梁を製作するのと同様の方法で接着し接合面に直
径１２ｍｍの補強用鉄筋２を埋め込み、その付着力を調
べた。図４（Ａ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが１０
０ｍｍ、図４（Ｂ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが８
０ｍｍ、図４（Ｃ）は補強用鉄筋２の埋め込み長さが６
０ｍｍであることを示す。図５はその試験方法を示す斜
視図である。即ち、固定具１０に被試験体Ｐを設置して
ピン１１、１１で固定し、補強用鉄筋２の上端部には小
さな鉄板１２を固定して取り付け引張試験機１４の把持
具１３に係止させ上方向に荷重をかけてその付着力を測
定した。図６はその試験結果を示す図であるが、この測
定試験結果によれば埋め込み長さ１ｍｍ当たり７．７kg
f であった。
【００１２】図７は補強梁の曲げ強度試験を行う試験装
置の概要を示す。試験体は（長さ×幅×厚さ）が（２４
０ｍｍ×２００ｍｍ×３６ｍｍ）のスギ板材を３枚積層
し補強用鉄筋２の直径が１２ｍｍのものを図１に示す各
タイプの補強梁としたものを用いた。この強度試験装置
では、試験体（補強梁）Ｍの支点間距離（スパン）を３
６００ｍｍとし油圧式荷重装置２１を用いてジャッキ２
２により荷重をかけるが、該試験体Ｍにはロ−ラ２３、
２３を載せてその上にＨ形鋼２４を置き、該Ｈ形鋼２４
を介して荷重をかけロ−ドセル２５により荷重値を測定
した。この場合、３等分点２点曲げで行い、スパン中央
と荷重点下の３点に変位計２６を設置してたわみ量を測
定した。また、一部の試験体については、鉄筋と木材の
一部にストレインゲ−ジを貼り付けてその歪を測定し
た。
置の概要を示す。試験体は（長さ×幅×厚さ）が（２４
０ｍｍ×２００ｍｍ×３６ｍｍ）のスギ板材を３枚積層
し補強用鉄筋２の直径が１２ｍｍのものを図１に示す各
タイプの補強梁としたものを用いた。この強度試験装置
では、試験体（補強梁）Ｍの支点間距離（スパン）を３
６００ｍｍとし油圧式荷重装置２１を用いてジャッキ２
２により荷重をかけるが、該試験体Ｍにはロ−ラ２３、
２３を載せてその上にＨ形鋼２４を置き、該Ｈ形鋼２４
を介して荷重をかけロ−ドセル２５により荷重値を測定
した。この場合、３等分点２点曲げで行い、スパン中央
と荷重点下の３点に変位計２６を設置してたわみ量を測
定した。また、一部の試験体については、鉄筋と木材の
一部にストレインゲ−ジを貼り付けてその歪を測定し
た。
【００１３】図８は曲げ強度試験における荷重−たわみ
曲線の関係を示す図である。この試験結果からみると、
同一のたわみを生じさせる荷重の大きさはタイプＤ−タ
イプＣ−タイプＢ−タイプＡの順である。また、曲げヤ
ング係数と曲げ破壊係数（破壊時にスパン中央の引張側
にかかる応力値）の実験値は次の
曲線の関係を示す図である。この試験結果からみると、
同一のたわみを生じさせる荷重の大きさはタイプＤ−タ
イプＣ−タイプＢ−タイプＡの順である。また、曲げヤ
ング係数と曲げ破壊係数（破壊時にスパン中央の引張側
にかかる応力値）の実験値は次の
【表２】に示す通りであった。これらの曲げヤング係数
と曲げ破壊係数は見かけの値で補強梁の正味の断面積を
用いて計算した。
と曲げ破壊係数は見かけの値で補強梁の正味の断面積を
用いて計算した。
【表２】 この表から見ると補強用鉄筋を４本挿入することにより
曲げ破壊係数は約４０％上昇し、６本では２倍近くにも
なることがわかる。尚、ベイマツの曲げヤング係数は１
１６×103kgf／cm2 であり、曲げ破壊係数は３７４×kg
f ／cm2 であったが、補強用鉄筋の数と配置方法によっ
てはベイマツに匹敵する曲げヤング係数及び曲げ破壊係
数を得ることができる。
曲げ破壊係数は約４０％上昇し、６本では２倍近くにも
なることがわかる。尚、ベイマツの曲げヤング係数は１
１６×103kgf／cm2 であり、曲げ破壊係数は３７４×kg
f ／cm2 であったが、補強用鉄筋の数と配置方法によっ
てはベイマツに匹敵する曲げヤング係数及び曲げ破壊係
数を得ることができる。
【００１４】次の
【表３】は曲げ剛性の実験値と計算値であるが、計算値
は等価断面式を用いて計算した。この結果を見ると、計
算値と実験値とは良く一致し、等価断面式で曲げ剛性の
予測がつくことが分かる。
は等価断面式を用いて計算した。この結果を見ると、計
算値と実験値とは良く一致し、等価断面式で曲げ剛性の
予測がつくことが分かる。
【表３】 曲げ剛性試験の実験値と計算値の比較（単
位：109 kgf/cm2 ）
位：109 kgf/cm2 ）
【００１５】図９はスギ板材１とスギ板材１との接合面
に挿入した補強用鉄筋数と曲げ剛性ＥＩの上昇率の関係
を示す図である。基準となるＥＩは、補強用鉄筋の入っ
ていないタイプＡのもので、用いたスギ板材のＥＩから
計算で求めた。補強用鉄筋で補強した補強梁のＥＩの値
は実験値である。この図を見ると上昇率は補強用鉄筋の
本数にほぼ比例したが、同じ本数で引張側に集中させた
タイプＣのものは引張側と圧縮側にバランスよく挿入し
た場合よりＥＩの上昇率は低かった。
に挿入した補強用鉄筋数と曲げ剛性ＥＩの上昇率の関係
を示す図である。基準となるＥＩは、補強用鉄筋の入っ
ていないタイプＡのもので、用いたスギ板材のＥＩから
計算で求めた。補強用鉄筋で補強した補強梁のＥＩの値
は実験値である。この図を見ると上昇率は補強用鉄筋の
本数にほぼ比例したが、同じ本数で引張側に集中させた
タイプＣのものは引張側と圧縮側にバランスよく挿入し
た場合よりＥＩの上昇率は低かった。
【００１６】図１０はストレインゲ−ジにより測定した
タイプＢ（その１）の補強梁のスパン中央における木材
内部の各部分にかかる応力分布を示す図であり、図１１
は同じくタイプＢ（その１）のスパン中央の鉄筋部分に
かかる応力を示し、図１２はタイプＢ（その１）のスパ
ン中央の鉄筋のせん断領域の中央点にかかる応力値を示
す。これらの図を見ると引張側と圧縮側とはほぼ対称と
なっており、またせん断領域部分の応力はスパン中央の
約２分の１となった。このことは鉄筋と木材との間に滑
りがなく鉄筋に一様な応力が作用していることを示唆し
ている。
タイプＢ（その１）の補強梁のスパン中央における木材
内部の各部分にかかる応力分布を示す図であり、図１１
は同じくタイプＢ（その１）のスパン中央の鉄筋部分に
かかる応力を示し、図１２はタイプＢ（その１）のスパ
ン中央の鉄筋のせん断領域の中央点にかかる応力値を示
す。これらの図を見ると引張側と圧縮側とはほぼ対称と
なっており、またせん断領域部分の応力はスパン中央の
約２分の１となった。このことは鉄筋と木材との間に滑
りがなく鉄筋に一様な応力が作用していることを示唆し
ている。
【００１７】図１３はタイプＢ（その１）の補強梁のス
パン中央の引張側の木材面にかかる応力の実験値と計算
値を比較した図、図１４はタイプＢ（その１）の補強梁
の引張側の補強用鉄筋にかかる応力の実験値と計算値を
比較した図、図１５はタイプＣの引張側木材表面にかか
る応力の実験値と計算値を比較した図である。これらの
計算値は等価断面式を用いて求めたが初等的な計算によ
って応力が求まることが分かる。
パン中央の引張側の木材面にかかる応力の実験値と計算
値を比較した図、図１４はタイプＢ（その１）の補強梁
の引張側の補強用鉄筋にかかる応力の実験値と計算値を
比較した図、図１５はタイプＣの引張側木材表面にかか
る応力の実験値と計算値を比較した図である。これらの
計算値は等価断面式を用いて求めたが初等的な計算によ
って応力が求まることが分かる。
【００１８】次に、この発明の補強梁の変形実施例につ
いて説明する。図１６（Ａ）はスギ板材１を３枚重ねた
積層材であって接合面を縦にして中央部に長手方向に対
して直角方向の荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれ
それぞれ接合面の長手方向２か所にカ−ボンワイヤ４を
１本づつ入れた補強梁（以下、タイプＦ又は補強梁Ｆと
する）とした実施例であり、図１６（Ｂ）は二本のスギ
正角材３、３を接着剤で接合し更にこれらのスギ正角材
３の上とスギ正角材３の下側にスギ板材１、１をそれぞ
れ接着し、接合面の長手方向に補強用鉄筋２或いはカ−
ボンワイヤ４を埋め込んだ補強梁（以下、タイプＧ又は
補強梁Ｇとする）とした実施例であり、図１６（Ｃ）は
二本のスギ正角材３、３を接着剤で接合し更にこれらの
スギ正角材３の上側と正角材３の下側にスギ板材１、１
をそれぞれ鉄板５、５を挟んで接着した補強梁（以下、
タイプＨ又は補強梁Ｈとする）とした実施例である。こ
の実施例でタイプＧの補強梁及びタイプＨの補強梁は使
用時接合面を横にしてもよいし、縦にして使用してもよ
い。尚、タイプＧ及びタイプＨの補強梁の場合スギ正角
材は一本であってもよい。
いて説明する。図１６（Ａ）はスギ板材１を３枚重ねた
積層材であって接合面を縦にして中央部に長手方向に対
して直角方向の荷重をかけたとき引張側と圧縮側のそれ
それぞれ接合面の長手方向２か所にカ−ボンワイヤ４を
１本づつ入れた補強梁（以下、タイプＦ又は補強梁Ｆと
する）とした実施例であり、図１６（Ｂ）は二本のスギ
正角材３、３を接着剤で接合し更にこれらのスギ正角材
３の上とスギ正角材３の下側にスギ板材１、１をそれぞ
れ接着し、接合面の長手方向に補強用鉄筋２或いはカ−
ボンワイヤ４を埋め込んだ補強梁（以下、タイプＧ又は
補強梁Ｇとする）とした実施例であり、図１６（Ｃ）は
二本のスギ正角材３、３を接着剤で接合し更にこれらの
スギ正角材３の上側と正角材３の下側にスギ板材１、１
をそれぞれ鉄板５、５を挟んで接着した補強梁（以下、
タイプＨ又は補強梁Ｈとする）とした実施例である。こ
の実施例でタイプＧの補強梁及びタイプＨの補強梁は使
用時接合面を横にしてもよいし、縦にして使用してもよ
い。尚、タイプＧ及びタイプＨの補強梁の場合スギ正角
材は一本であってもよい。
【００１９】図１７は補強梁を柱７と柱７との間に設置
し補強用鉄筋２を同時にこれら補強梁と柱７との接合を
兼ねさせた実施例である。この場合の補強梁は上記した
タイプＢ乃至タイプＤの補強梁及びタイプＧの補強梁を
用いることが出来る。
し補強用鉄筋２を同時にこれら補強梁と柱７との接合を
兼ねさせた実施例である。この場合の補強梁は上記した
タイプＢ乃至タイプＤの補強梁及びタイプＧの補強梁を
用いることが出来る。
【００２０】この発明の補強用鉄筋を用いた補強梁、即
ち、異種材料補強木造梁の実施例は以上のようであり、
主としてスギ板材１を３枚積層する場合について説明し
たが、スギ板材１の枚数はこれに限らず４枚以上に増加
させてもよいし、二枚積層し接合面間に補強用鉄筋を挿
入するようにしてもよい。また、タイプＣについては引
張側にのみ補強用鉄筋を挿入したが、圧縮側にのみ補強
用鉄筋を挿入しても良い。また、上記実施例ではスギ材
を用いた実施例で説明したが、この発明の異種材料補強
木造梁は、他の木材、例えば、ベイマツやヒノキ等の針
葉樹の建築用木材等にも広く適用することができる。
ち、異種材料補強木造梁の実施例は以上のようであり、
主としてスギ板材１を３枚積層する場合について説明し
たが、スギ板材１の枚数はこれに限らず４枚以上に増加
させてもよいし、二枚積層し接合面間に補強用鉄筋を挿
入するようにしてもよい。また、タイプＣについては引
張側にのみ補強用鉄筋を挿入したが、圧縮側にのみ補強
用鉄筋を挿入しても良い。また、上記実施例ではスギ材
を用いた実施例で説明したが、この発明の異種材料補強
木造梁は、他の木材、例えば、ベイマツやヒノキ等の針
葉樹の建築用木材等にも広く適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明の異種材料
補強木造梁によれば、従来あまり有効な用途のなかった
いわゆるスギの中目材だけでなく二次林のベイマツヒノ
キその他の木材を柱だけでなく梁として利用することが
できる。また、今後増大しつつある中目材クラスのスギ
の強度を上げ且つ経済的にも安価な端として有効利用を
図ることができる。特に、補強用鉄筋として複数本の異
形鉄筋を用いることによりこの発明の異種材料補強木造
梁は従来利用さている梁材に利用されているベイマツに
匹敵する強度を有する梁材として利用することができ
る。更に、異種材料補強木造梁とする場合乾燥材を利用
することができるのでベイマツよりもトラブルの発生は
少なくすることも可能である。
補強木造梁によれば、従来あまり有効な用途のなかった
いわゆるスギの中目材だけでなく二次林のベイマツヒノ
キその他の木材を柱だけでなく梁として利用することが
できる。また、今後増大しつつある中目材クラスのスギ
の強度を上げ且つ経済的にも安価な端として有効利用を
図ることができる。特に、補強用鉄筋として複数本の異
形鉄筋を用いることによりこの発明の異種材料補強木造
梁は従来利用さている梁材に利用されているベイマツに
匹敵する強度を有する梁材として利用することができ
る。更に、異種材料補強木造梁とする場合乾燥材を利用
することができるのでベイマツよりもトラブルの発生は
少なくすることも可能である。
【図１】図１（Ａ）は補強用鉄筋を入れる前の補強梁の
基本となる積層梁の斜視図、（１Ｂ）はこの発明の補強
梁の引張側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長手方向２
か所に補強用鉄筋を１本づつ入れた実施例の斜視図、図
１（Ｃ）はこの発明の補強梁の引張側の接合面両側に４
本集中的に入れた実施例の斜視図、図１（Ｄ）はこの発
明の補強梁の引張側と圧縮側のそれそれぞれの長手方向
に補強用鉄筋を３本づつ入れた場合の実施例の斜視図、
図１（Ｅ）はこれらの補強梁の強度試験を行う場合の設
置方法を示す斜視図である。
基本となる積層梁の斜視図、（１Ｂ）はこの発明の補強
梁の引張側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長手方向２
か所に補強用鉄筋を１本づつ入れた実施例の斜視図、図
１（Ｃ）はこの発明の補強梁の引張側の接合面両側に４
本集中的に入れた実施例の斜視図、図１（Ｄ）はこの発
明の補強梁の引張側と圧縮側のそれそれぞれの長手方向
に補強用鉄筋を３本づつ入れた場合の実施例の斜視図、
図１（Ｅ）はこれらの補強梁の強度試験を行う場合の設
置方法を示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）補強用鉄筋を入れる前の補強梁の基
本となる積層梁の製作方法を示す斜視図、図２（Ｂ）乃
至図２（Ｄ）はこの発明の補強梁の製作方法を示す斜視
図である。
本となる積層梁の製作方法を示す斜視図、図２（Ｂ）乃
至図２（Ｄ）はこの発明の補強梁の製作方法を示す斜視
図である。
【図３】図３（Ａ）は試験のため搬入したスギ板材２７
枚の比重分布を示す図、図３（Ｂ）は平均含水率分布を
示す図、図３（Ｃ）は曲げヤング係数分布を示す図であ
る。
枚の比重分布を示す図、図３（Ｂ）は平均含水率分布を
示す図、図３（Ｃ）は曲げヤング係数分布を示す図であ
る。
【図４】図４は補強用鉄筋とスギ板材との間の付着力を
調べる試験を行う場合の補強用鉄筋の埋め込み長さを示
し、図４（Ａ）は埋め込み長さが１００ｍｍ、図４
（Ｂ）は埋め込み長さが８０ｍｍ、図４（Ｃ）は埋め込
み長さが６０ｍｍであることを示す図である。
調べる試験を行う場合の補強用鉄筋の埋め込み長さを示
し、図４（Ａ）は埋め込み長さが１００ｍｍ、図４
（Ｂ）は埋め込み長さが８０ｍｍ、図４（Ｃ）は埋め込
み長さが６０ｍｍであることを示す図である。
【図５】補強用鉄筋とスギ板材との間の付着力を調べる
試験を行う場合の試験装置を示す斜視図である。
試験を行う場合の試験装置を示す斜視図である。
【図６】補強用鉄筋とスギ板材との間の付着力を調べた
試験結果を示す図である。
試験結果を示す図である。
【図７】この発明の補強梁の曲げ強度試験を行う試験装
置の概要を示す図である。
置の概要を示す図である。
【図８】この発明の補強梁の曲げ強度試験における荷重
−たわみ曲線の関係を示す図である。
−たわみ曲線の関係を示す図である。
【図９】この発明の補強梁におけるスギ板材とスギ板材
との接合面に挿入した補強用鉄筋数と曲げ剛性ＥＩの上
昇率の関係を示す図である。
との接合面に挿入した補強用鉄筋数と曲げ剛性ＥＩの上
昇率の関係を示す図である。
【図１０】この発明のタイプＢ（その１）の補強梁のス
パン中央における木材内部の各部分にかかる応力分布を
示す図である。
パン中央における木材内部の各部分にかかる応力分布を
示す図である。
【図１１】この発明のタイプＢ（その１）の補強梁のス
パン中央の鉄筋部分にかかる応力を示す図である。
パン中央の鉄筋部分にかかる応力を示す図である。
【図１２】この発明のタイプＢ（その１）の補強梁のス
パン中央の鉄筋のせん断領域の中央点にかかる応力値を
示す図である。
パン中央の鉄筋のせん断領域の中央点にかかる応力値を
示す図である。
【図１３】この発明のタイプＢ（その１）の補強梁のス
パン中央の引張側の木材面にかかる応力の実験値と計算
値を比較した図である。
パン中央の引張側の木材面にかかる応力の実験値と計算
値を比較した図である。
【図１４】この発明のタイプＢ（その１）の補強梁の引
張側の補強用鉄筋にかかる応力の実験値と計算値を比較
した図である。
張側の補強用鉄筋にかかる応力の実験値と計算値を比較
した図である。
【図１５】この発明のタイプＣの引張側木材表面にかか
る応力の実験値と計算値を比較した図である。
る応力の実験値と計算値を比較した図である。
【図１６】この発明の補強梁の変形実施例であって、図
１６（Ａ）はスギ板材を３枚重ねた積層材であって引張
側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長手方向２か所にカ
−ボンワイヤを１本づつ入れた補強梁の実施例の斜視
図、図１６（Ｂ）は二本のスギ正角材を接着剤で接合し
更にこれらのスギ正角材上側と下側にスギ板材をそれぞ
れ接着しスギ正角材とスギ板材の間の長手方向に補強用
鉄筋或いはカ−ボンワイヤを埋め込んだ補強梁の実施例
の斜視図、図１６（Ｃ）は二本のスギ正角材を接着剤で
接合し更にこれらのスギ正角材上側と下側にスギ板材を
それぞれ鉄板を挟んで接着した補強梁の実施例の斜視図
である。
１６（Ａ）はスギ板材を３枚重ねた積層材であって引張
側と圧縮側のそれそれぞれ接合面の長手方向２か所にカ
−ボンワイヤを１本づつ入れた補強梁の実施例の斜視
図、図１６（Ｂ）は二本のスギ正角材を接着剤で接合し
更にこれらのスギ正角材上側と下側にスギ板材をそれぞ
れ接着しスギ正角材とスギ板材の間の長手方向に補強用
鉄筋或いはカ−ボンワイヤを埋め込んだ補強梁の実施例
の斜視図、図１６（Ｃ）は二本のスギ正角材を接着剤で
接合し更にこれらのスギ正角材上側と下側にスギ板材を
それぞれ鉄板を挟んで接着した補強梁の実施例の斜視図
である。
【図１７】この発明の補強梁の変形実施例であって、補
強梁を柱と柱との間に設置し補強用鉄筋を同時にこれら
補強梁と柱との接合を兼ねさせた実施例図である。
強梁を柱と柱との間に設置し補強用鉄筋を同時にこれら
補強梁と柱との接合を兼ねさせた実施例図である。
１ スギ板材 ２ 補強用鉄筋 ３ スギ正角材 ４ カ−ボンワイヤ ５ 鉄板
Claims (5)
- 【請求項１】 複数枚の針葉樹板材を重ねて積層材と
し、長手方向に対して直角方向に荷重をかけたとき引張
側と圧縮側のそれぞれ接合面の長手方向に補強用鉄筋を
一本若しくは複数本挿入して成る異種材料補強木造梁。 - 【請求項２】 複数枚の針葉樹板材を重ねて積層材と
し、長手方向に対して直角方向に荷重をかけたとき引張
側又は圧縮側の接合面の長手方向に補強用鉄筋を一本若
しくは複数本挿入して成る異種材料補強木造梁。 - 【請求項３】 針葉樹板材の全部若しくは一部を針葉樹
正角材としたことを特徴とする請求項第１項若しくは請
求項第２項記載の異種材料補強木造梁。 - 【請求項４】 補強用鉄筋がカ−ボンワイヤである請求
項第１項乃至請求項第３項記載の異種材料補強木造梁。 - 【請求項５】 補強用鉄筋が鉄板である請求項第１項乃
至請求項第３項記載の異種材料補強木造梁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674695A JPH08312059A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 異種材料補強木造梁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674695A JPH08312059A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 異種材料補強木造梁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312059A true JPH08312059A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15414664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14674695A Pending JPH08312059A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 異種材料補強木造梁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08312059A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006328766A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Aqura Home Co Ltd | 門型ラーメンフレーム |
| EP2085532A1 (de) * | 2008-02-04 | 2009-08-05 | Holzindustrie Leitinger Gesellschaft M.B.H. | Vollholz-Balkenbinder |
| ES2338743A1 (es) * | 2009-11-17 | 2010-05-11 | Universidad De Valladolid | "vigas de madera duo y trio reforzadas mediante bandas encoladas". |
| CN102061812A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-05-18 | 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 | 粘贴钢板加固木梁的方法 |
| JP2020007770A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 株式会社大林組 | 木質梁部材、及び、木質梁部材の製造方法 |
| CN113463834A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合矩形梁及其的制作方法 |
| CN113463833A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合t形梁及其的制作方法 |
| CN113463836A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合工形梁及其的制作方法 |
| US20220214011A1 (en) * | 2019-05-13 | 2022-07-07 | Ghislain Bélanger | Horizontal portion of a frame in a stud wall and installation tool therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171446A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-03 | Nobuyuki Ataka | 木質系要素を用いた初期応力導入方式による構造体 |
| JPH06299654A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-25 | Sumitomo Ringyo Kk | 複合梁 |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP14674695A patent/JPH08312059A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171446A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-03 | Nobuyuki Ataka | 木質系要素を用いた初期応力導入方式による構造体 |
| JPH06299654A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-25 | Sumitomo Ringyo Kk | 複合梁 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006328766A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Aqura Home Co Ltd | 門型ラーメンフレーム |
| EP2085532A1 (de) * | 2008-02-04 | 2009-08-05 | Holzindustrie Leitinger Gesellschaft M.B.H. | Vollholz-Balkenbinder |
| ES2338743A1 (es) * | 2009-11-17 | 2010-05-11 | Universidad De Valladolid | "vigas de madera duo y trio reforzadas mediante bandas encoladas". |
| CN102061812A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-05-18 | 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 | 粘贴钢板加固木梁的方法 |
| JP2020007770A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 株式会社大林組 | 木質梁部材、及び、木質梁部材の製造方法 |
| US20220214011A1 (en) * | 2019-05-13 | 2022-07-07 | Ghislain Bélanger | Horizontal portion of a frame in a stud wall and installation tool therefor |
| US11821578B2 (en) * | 2019-05-13 | 2023-11-21 | Ghislain Bélanger | Horizontal portion of a frame in a stud wall and installation tool therefor |
| CN113463834A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合矩形梁及其的制作方法 |
| CN113463833A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合t形梁及其的制作方法 |
| CN113463836A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 中国地质大学（北京） | 组合工形梁及其的制作方法 |
| CN113463836B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-04-08 | 中国地质大学（北京） | 组合工形梁及其的制作方法 |
| CN113463833B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-04-08 | 中国地质大学（北京） | 组合t形梁及其的制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3531904A (en) | Reinforced construction for wood stress members | |
| US5006006A (en) | Connector for connecting wooden beams to one another | |
| JPH08312059A (ja) | 異種材料補強木造梁 | |
| JP3367018B2 (ja) | 金属複合木質梁材 | |
| Jang et al. | Lateral resistance of CLT wall panels composed of square timber larch core and plywood cross bands | |
| Borgin et al. | Laminated wood beams reinforced with steel strips | |
| JP2020007798A (ja) | 木造柱と木造梁との接合構造 | |
| US20060266001A1 (en) | Composite steel-wood floor structure | |
| WO2020235372A1 (ja) | 配筋付き製材型枠および配筋付き製材型枠を用いた工法 | |
| Johnsson et al. | Plug shear failure in nailed timber connections | |
| JP7031818B2 (ja) | 集成材及び集成材の固定構造 | |
| JP4948984B2 (ja) | 連結具 | |
| JP7043358B2 (ja) | プレストレスト木造梁 | |
| JP3027931B2 (ja) | プレストレスト集成材製長梁及びその製造方法 | |
| JP3661059B2 (ja) | 木材と金属部材のアンボンド合成軸力部材 | |
| US20220243469A1 (en) | Engineered Timber Panel For Structural Use And Method Of Formation Thereof | |
| JP3978282B2 (ja) | 補強木材 | |
| JP2016020076A (ja) | プレストレス導入集積板 | |
| JP7267167B2 (ja) | 木質梁を備える柱梁架構 | |
| Ben et al. | Experimental Evaluation of Flexural Behavior of Stress Laminated Timber Decks | |
| JP6821225B1 (ja) | 補強木質建材 | |
| US20230257991A1 (en) | Joint structure and building | |
| JP3267961B2 (ja) | 建築用木質複合材及びその製造方法 | |
| JP6990549B2 (ja) | 木質構造用パネル、木質構造用パネルの接合構造、及び壁版建物 | |
| JP4110124B2 (ja) | 木製ガードレール |