TWI763724B - 接合金屬材 - Google Patents

接合金屬材

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Abstract

嵌合於建築組件所形成的孔且藉由接著劑而被加以固定之接合金屬材具有：長邊形狀的小徑部，其外徑係小於孔的內徑；以及2個大徑部，其外徑係對應於孔的內徑，且係分別被固定在小徑部之長邊方向上相分離的2個位置處。然後，被挾置於大徑部之小徑部的外周面係形成有凹凸。

Description

接合金屬材
本發明係關於一種在膠合棒(glued-in rod)的接合中所使用之接合金屬材。
由於木造建築物需要高耐受力且高剛性的接合，故已開始使用如日本特開2016-37797號公報(專利文獻1)所記載般的膠合棒(GIR：glued-in Rod)。GIR係相對於木製的垂直材或橫架材等建築組件所形成之孔來被加以嵌合，且使用環氧樹脂等的接著劑而被加以固定。
然而，建築組件的孔與GIR之間會形成有接著劑充填用的間隙。於是，建築組件的孔與GIR會對應於該間隙而可相對位移，便有GIR相對於建築組件的孔之位置精確度並非良好，例如，於垂直材與橫架材的接合部產生段差之虞。
因此，本發明之目的為提供一種可提高相對於建築組件的孔之位置精確度之接合金屬材。
於是，嵌合於建築組件所形成的孔且藉由接著劑而被加以固定之接合金屬材係具有：長邊形狀的小徑部，其外徑係小於孔的內徑；以及2個大徑部，其外徑係對應於孔的內徑，且係分別被固定在小徑部之長邊方向上相分離的2個位置處。然後，被挾置於大徑部之小徑部的外周面係形成有凹凸。
依據本發明，便可提高相對於建築組件的孔之位置精確度。
此發明之其他目的與諸面相可藉由添附圖式相關的實施樣態，而由以下的說明來明白得知。
100:GIR
120:小徑部
120A:母螺紋
120B、160A:公螺紋
120C:圓周面
140:大徑部
160:接合部
200:建築組件
210:孔
220:接著劑注入孔
230:接著劑充填確認孔
300:連接金屬材
320:本體組件
322:頂板
322A、324A:插通孔
324:底板
326:側板
340:補強組件
400:螺栓
420:板體
BM:樑
GAP:間隙
PT、PT1、PT2:柱
圖1係顯示將建築組件加以接合之GIR一例之立體圖。
圖2係顯示將GIR固定在建築組件的狀態之縱剖視圖。
圖3A為將GIR固定在建築組件之步驟順序的第1工序之說明圖。
圖3B為將GIR固定在建築組件之步驟順序的第2工序之說明圖。
圖3C為將GIR固定在建築組件之步驟順序的第3工序之說明圖。
圖3D為將GIR固定在建築組件之步驟順序的第4工序之說明圖。
圖4係顯示將建築組件加以接合之GIR的第1變形例之立體圖。
圖5係顯示將建築組件加以接合之GIR的第2變形例之立體圖。
圖6A係顯示連接金屬材一例之俯視圖。
圖6B係顯示連接金屬材一例之側面圖。
圖6C係顯示連接金屬材一例之前視圖。
圖7係顯示樑為主構造體一例之前視圖。
圖8係顯示柱為主構造體一例之前視圖。
圖9係顯示將上下的柱加以接合後的構造體一例之前視圖。
以下，參閱添附圖式，來針對用以實施本發明之實施型態詳加敘述。
圖1係顯示將木製建築組件加以接合之GIR100的一例。此處，係舉GIR100來作為接合金屬材的一例。又，作為建築組件，可以柱等的垂直材、或是樑或底座等的橫架材為對象。再者，垂直材或橫架材亦可為無垢材、集成材或將該等加以組合者。
GIR100係由例如SS400等之一般構造用壓延鋼材所構成，具有剖面呈圓形之長邊形狀的小徑部120，與被固定在小徑部120之長邊方向上的分離位置處之2個大徑部140。此處，「圓形」係指不限於完全的圓形，只要是乍看 之下可辨識為圓形之程度即可(關於形狀，以下相同)。
小徑部120如圖2所示，其全長為整體可收納在從建築組件200的一面朝向內部垂直地延伸之孔210，且其外徑係小於孔210的內徑，而與孔210的內周面之間形成有圓筒形狀的間隙GAP。此處，可使間隙GAP的尺寸為可讓環氧樹脂等接著劑流通於長邊方向。又，小徑部120之長邊方向的一端面，具體來說，建築組件200之孔210之開口側的一端面係形成有作為鎖固具一例所例舉之可供附六角孔螺栓或六角螺栓等螺栓螺合的母螺紋120A。母螺紋120A係在小徑部120之橫剖面的中央部處延伸於長邊方向。再者，小徑部120的外周面係形成有能夠使與接著劑的接合變得強固之作為凹凸一例且螺旋狀地延伸之公螺紋120B。
此外，小徑部120的外周面不限於公螺紋120B，作為能夠使與接著劑的接合變得強固之凹凸的其他例，亦可形成有呈厚壁的圓環形狀之複數圓環，或形成有複數突起及凹陷的至少一者。
大徑部140係呈厚壁的圓筒形狀，而藉由硬焊(brazing)等被固定在小徑部120之長邊方向上相分離的2個位置處，較佳地係以同心狀態被固定在其兩端部。大徑部140的外徑為當嵌合於建築組件200的孔210時會對應於孔210的內徑，即具有與其內徑大致相同的外徑，以便能進行相對於孔210的對位。於是，在建築組件200的孔210係嵌合有GIR100之狀態下，便可藉由具有對位組件功能的大徑部140，來進行小徑部120相對於孔210的對位，而提高GIR100相對於孔210的位置精確度。
作為大徑部140，不限於厚壁的圓筒形狀，而亦可為例如，由彈簧用冷間壓延鋼條所構成之外徑會大於建築組件200之孔210的內徑之彈簧圈。如此般地，由於將GIR100嵌合於建築組件200的孔210時，彈簧圈會彈性變形而縮徑，之後，會因彈性力而欲擴徑，故可保持GIR100相對於孔210的位置。
圖3A~圖3D係顯示將GIR100固定在長邊形狀之建築組件200的一端面之步驟順序一例。
第1工序中，如圖3A所示，係使用例如鑽孔器等於建築組件200之長邊方向的一端面形成供GIR100嵌合的孔210。此處，可使孔210的全長為與 GIR100的全長相同或較其要長，俾可收納GIR100的整體。又，於建築組件200的一側面係分別形成有與孔210連通之接著劑注入孔220及接著劑充填確認孔230。接著劑注入孔220及接著劑充填確認孔230係在GIR100會相對於孔210而嵌合之狀態下，被形成於藉由2個大徑部140所挾置之間隙GAP所連通之位置處。接著劑注入孔220係位在孔210的最深部側，接著劑充填確認孔230係位在孔210的開口側。此外，第1工序中，亦可將接著劑充填在孔210的最深部。
第2工序中，如圖3B所示，係使GIR100相對於建築組件200的孔210而嵌合至特定位置處。此處，作為特定位置，可使GIR100之大徑部140的一面成為與建築組件200的一端面同一面之位置。如此般地，由於GIR100不會自建築組件200的一端面突出，故可避免與接合於此之其他建築組件的干擾。又，由於2個大徑部140係被固定在小徑部120之長邊方向的兩端部，故可使小徑部120的中心軸相對於建築組件200之孔210的中心軸之傾斜變小。
第3工序中，如圖3C所示，係從接著劑注入孔220來注入接著劑。從接著劑注入孔220被注入的接著劑會被供應至位在建築組件200的孔210與GIR100之間之圓筒形狀的間隙GAP，而朝向流通阻抗較少之孔210的開口側流動。此時，接著劑會流往間隙GAP的長邊方向，並進入GIR100之小徑部120的外周面所形成之公螺紋120B的峰谷。
第4工序中，如圖3D所示，係確認接著劑是否從接著劑充填確認孔230流出。由於接著劑從接著劑充填確認孔230流出之狀態可視作接著劑已被充填在間隙GAP的整體，因此在成為此狀態為止會持續接著劑的注入。然後，一旦確認接著劑已從接著劑充填確認孔230流出後，便中止接著劑的注入，而靜置直到接著劑硬化為止。
充填在間隙GAP之接著劑會將GIR100相對於建築組件200來加以接著。此時，由於接著劑亦會進入小徑部120之公螺紋120B的峰谷，故GIR100朝向孔210長邊方向的移動便會受到抑制，從而可提高GIR100相對於建築組件200的固定強度。
當接著劑注入孔220與GIR100的小徑部120之間的間隔狹窄，而難以進行接著劑朝向間隙GAP的注入之情況，如圖4所示，則可使面對接著劑注入 孔220的開口之小徑部120的長邊方向一部分成為遍布特定長度而外徑會較公螺紋120B(即小徑部120)的外徑要小之圓周面120C。如此般地，便可使GIR100之小徑部120的外徑變大，由於可使用例如公稱直徑大的螺栓，因此便可提高建築組件200的接合強度。
使用螺帽來作為鎖固具的情況，亦可取代於GIR100之小徑部120的一端面形成母螺紋120A，而如圖5所示般地，將外周面形成有公螺紋160A之接合部160一體地連結於其小徑部120的一端面。接合部160係在小徑部120之橫剖面的中央處延伸於長邊方向，且至少於其前端部形成有公螺紋160A。此外，接合部160的全長可對應於例如使用其來加以接合之建築組件而決定。又，亦可於GIR100的小徑部120形成如圖4所示之圓周面120C。
接下來，針對與GIR100協動來接合建築組件之連接金屬材加以說明。
圖6A~圖6C係顯示連接金屬材300的一例。
連接金屬材300係由例如SS400等之一般構造用壓延鋼材所構成，且具有呈通道狀(ㄈ字狀)之本體組件320，以及用以補強本體組件320之矩形形狀的3個補強組件340。
本體組件320係具有呈矩形形狀之頂板322、底板324及側板326，並以頂板322及底板324會成為平行之方式，而藉由焊接等來將頂板322及底板324接合於側板326的兩端部(上下端部)。頂板322之長邊方向上相分離的2個位置處係分別形成有可供作為鎖固具一例之螺栓的軸部插通之插通孔322A。又，底板324之長邊方向上相分離的2個位置處亦分別形成有可供作為鎖固具一例之螺栓的軸部插通之插通孔324A。
補強組件340係板面會位在與本體組件320的頂板322、底板324及側板326正交之面上，且藉由焊接等被接合於頂板322、底板324及側板326的內面。又，補強組件340由俯視觀看，係接合於頂板322、底板324及側板326的兩端部及中央部。此處，補強組件340的寬度在圖示之範例中，雖會封閉通道形狀之開口的一部分，但在將鎖固具加以締固之工具可操作的限度下，則亦可將其整面皆加以封閉。
接下來，針對使用GIR100及連接金屬材300來將柱及樑加以接合所構築而作為建築組件一例之構造體的實施型態加以說明。
[第1實施型態]
圖7係顯示將樑BM接合於一對柱PT的上面之樑為主構造體一例。
柱PT的上端部係以連接金屬材300會收納在樑BM所延伸之方向的兩側面之方式，而形成為中央部會突出至上方之階梯形狀。在柱PT之階梯形狀的下段面，且為面臨2個連接金屬材300之底板324的插通孔324A之位置處係藉由前述固定方法而固定有4個GIR100。又，在樑BM之左右的下面，且為面臨4個連接金屬材300之頂板322的插通孔322A之位置處係藉由前述固定方法而固定有8個GIR100。
然後，在一對柱PT的上面會載置有樑BM之狀態下，柱PT之階梯形狀的兩側面係嵌入有連接金屬材300，並且，包含有例如附六角孔螺栓及墊片的鎖固具係插通在連接金屬材300的插通孔322A及324A，而螺合於GIR100的母螺紋120A。此處，當柱PT的上面載置有樑BM時，亦可使用將柱PT與樑BM假接合之組件。
如此般地，由於會提高GIR100相對於柱PT及樑BM的位置精確度，故可提高柱PT與樑BM的接合精確度，例如，可使柱PT與樑BM之間所產生的段差變小。其結果，便可提高最終所構築之構造體的精確度，來提高其品質。
[第2實施型態]
圖8係顯示將樑BM接合於一對柱PT的側面之柱為主構造體一例。
樑BM之長邊方向的兩端部係以連接金屬材300會收納在樑BM的上面及下面之方式，而形成為中央部會突出至左右之階梯形狀。在樑BM之階梯形狀的下段面，且為面臨2個連接金屬材300之插通孔322A及324A的其中一者之位置處係藉由前述固定方法而分別固定有4個GIR100。又，在柱PT的上端部，且為面臨2個連接金屬材300之插通孔322A及324A的另一者之位置處係形成有貫穿其兩側面之貫穿孔(圖中未顯示)。
然後，在一對柱PT之間會配置有樑BM之狀態下，樑BM之階梯形狀的上面及下面係嵌入有連接金屬材300，並且，包含有例如附六角孔螺栓及墊片的鎖固具係插通在連接金屬材300之插通孔322A及324A的其中一者，而螺合於GIR100的母螺紋120A。又，螺栓400係從柱PT的背面來貫穿至貫穿孔，且其前端部會插通在連接金屬材300之插通孔322A及324A的另一者。從連接金屬材300之插通孔322A及324A的另一者突出之螺栓400係螺合有包含有例如螺帽及墊片的鎖固具。此處，當柱PT的上面載置有樑BM時，亦可使用將柱PT與樑BM假接合之組件。此外，在柱PT的背面處，為了抑制螺栓400的頭部卡入柱PT，係安裝有形成有可供螺栓400之軸部插通的插通孔之金屬製板體420。
如此般地，與第1實施型態相同地，由於會提高GIR100相對於柱PT及樑BM的位置精確度，故可提高柱PT與樑BM的接合精確度，例如，可使柱PT與樑BM之間所產生的段差變小。其結果，便可提高最終所構築之構造體的精確度，來提高其品質。此外，亦可取代供螺栓400插通的插通孔，而將GIR100固定在柱PT的上端部。
[第3實施型態]
圖9係顯示將上下的柱PT1及PT2直線狀地加以接合之構造體一例。
位在上方之柱PT1的下端部係以連接金屬材300會收納在其兩側面之方式，而形成為中央部會突出至下方之階梯形狀。在柱PT1之階梯形狀的上段面，且為面臨2個連接金屬材300之頂板322的插通孔322A之位置處係藉由前述固定方法而固定有4個GIR100。又，在位在下方之柱PT2的上端面，且為面臨2個連接金屬材300之底板324的插通孔324A之位置處係藉由前述固定方法而固定有4個GIR100。
然後，以柱PT1與柱PT2會成為直線狀之方式來使其端部彼此相抵接之狀態下，位在上方之柱PT1之階梯形狀的兩側面係嵌入有連接金屬材300，並且，包含有例如附六角孔螺栓及墊片的鎖固具會插通在連接金屬材300的插通孔322A及324A，而螺合於GIR100的母螺紋120A。此處，使柱PT1與柱PT2抵接時，亦可使用將該等假接合之組件。
如此般地，由於會提高GIR100相對於柱PT1及柱PT2的位置精確度，故可提高柱PT1與柱PT2的接合精確度，例如，可使柱PT1與柱PT2之間所產生的段差變小。其結果，便可提高最終所構築之構造體的精確度，來提高其品質。此外，第3實施型態不限於上下的柱，而亦可應用於將延伸於橫向的2根樑、底座等直線狀地加以接合之構造體。
GIR100不限於第1實施型態~第3實施型態中所說明的構造體，而亦可使用於木製建築物的各種部位。於是，便可提高最終所構築之木製建築物的品質，來提高對於例如地震或颱風等所致之外力的耐受力。
100‧‧‧GIR
120‧‧‧小徑部
120A‧‧‧母螺紋
120B‧‧‧公螺紋
120C‧‧‧圓周面
140‧‧‧大徑部

Claims (9)

  1. 一種接合金屬材，係嵌合於建築組件所形成的孔，且藉由接著劑而被加以固定之接合金屬材，具有：長邊形狀的小徑部，其外徑係小於該孔的內徑；以及2個大徑部，其外徑係對應於該孔的內徑，且係分別被固定在該小徑部之長邊方向上相分離的2個位置處；被挾置於該2個大徑部之該小徑部的外周面係形成有凹凸；該大徑部係由彈簧圈所構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該大徑部係被固定在該小徑部之長邊方向的兩端部。
  3. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該凹凸係由公螺紋所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該凹凸係由複數圓環所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該凹凸係由複數突起及凹陷的至少一者所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中被挾置於該2個大徑部之該小徑部的長邊方向一部分係形成於外徑小於該小徑部的外徑之圓周面。
  7. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該小徑部之長邊方向的一端面係形成有母螺紋。
  8. 如申請專利範圍第1項之接合金屬材，其中該小徑部之長邊方向的一端面係連結有至少於前端部形成有公螺紋之接合部。
  9. 如申請專利範圍第8項之接合金屬材，其中該接合部係一體地連結於該小徑部。
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