JP2008163627A - Composite member and building structure skeleton using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、横方向に架け渡される横架材と、この横架材に固着された鋼補強材とからなる複合部材及びこれを用いた建築構造躯体に関するものである。 The present invention relates to a composite member composed of a horizontal member spanned in the horizontal direction and a steel reinforcing member fixed to the horizontal member, and a building structure using the same.
近年においては木造の建築物においても屋内に柱の少ない大空間が求められることが多くなっている。また、大きな開口部を設けることが要求されることもある。このような場合には横方向に架け渡される横架材の支間が大きくなり、横架材に生じる曲げモーメントの値が大きくなる。このような大きな曲げモーメントに対し、横架材を木部材として抵抗させるためには断面寸法、特に横架材の高さつまり梁せいを大きくする必要があり、上層階の床面を高く設定する必要が生じることがある。また、一部の横架材についてのみ梁せいを大きくすると、柱との接合部又は他の横架材との接合部で納まりに支障を生じる場合もあり、経済的にも現実的ではない。
また、木造建築物でも二階部分が一階より張り出すように設けられる場合がある。このようなときには、横架材が片持ち状に張り出し、横架材を支持する部分に大きな曲げモーメントが生じる。また、張り出した横架材の先端の撓みが大きくなり、経時的に進行するクリープ撓みが問題になる場合もある。
In recent years, a large space with few pillars is demanded indoors even in a wooden building. It may also be required to provide a large opening. In such a case, the span of the horizontal member spanned in the horizontal direction becomes large, and the value of the bending moment generated in the horizontal member becomes large. In order to resist the horizontal member as a wooden member against such a large bending moment, it is necessary to increase the cross-sectional dimension, especially the height of the horizontal member, that is, the beam, and set the floor of the upper floor high. Needs may arise. In addition, if the length of the beam is increased only for some of the horizontal members, there is a case where the fitting is hindered at the junction with the column or the other horizontal member, which is not economically practical.
Moreover, even in a wooden building, the second floor part may be provided so as to protrude from the first floor. In such a case, the horizontal member protrudes in a cantilever shape, and a large bending moment is generated in a portion that supports the horizontal member. Moreover, the bending of the tip of the overhanging horizontal member becomes large, and the creep bending that progresses with time may become a problem.
このため、横架材として用いられる木部材の軸線方向に鋼やアルミニウム等からなる補強材を接合し、曲げ剛性を増大した複合部材が、例えば特許文献1、特許文献2及び特許文献3に提案されている。
特許文献1及び特許文献2には、複数の小断面の木材を貼り合わせて大きな断面の木質材とするときに、鉄又はアルミニウム等の金属の補強材を一体に貼り合わせた複合材が記載されている。特許文献1に記載の複合材は、複数の板材を水平方向にして上下に貼り合わせるものとし、上層部と下層部とに金属の板材を木質の板材間に挟み込んで接着するものである。また、特許文献2に記載の複合部材は、複数の板材を縦方向にして配列し、これらの板材の鉛直な側面を相互に接着して木質の梁を形成するものである。そして、一部の板材に溝を形成しておき、この溝内に補強用鉄筋を挿入し、接着剤で一体化するものである。
For this reason, a composite member in which a reinforcing member made of steel, aluminum, or the like is joined in the axial direction of a wooden member used as a horizontal member and the bending rigidity is increased is proposed in
特許文献3に記載の複合横架材は、木質材料からなる横架材本体と横架材本体に取り付けられる金属製の補強材とで構成されている。そして、補強材は板状基部と板状挿入部とからなり、板状挿入部が横架材本体の下面に形成された溝に挿し込まれ、板状基部は横架材本体の下面に当接して配置される。また、横架材本体の側面からこの横架材を貫通するように横孔が設けられ、補強材の板状挿入部にもそれぞれ位置が対応するようにピン孔が設けられている。そして、横孔から横架材本体に挿入されたドリフトピンが板状挿入部に形成されたピン穴に挿通して打ち込まれるとともに、補強材の板状基部に形成されたビス穴にビスを挿通し、横架材本体にねじ込まむことにより横架材本体に補強材が接合されるものとなっている。
このように、金属等の補強材と組み合わせて補強された横架材では、大きな曲げモーメント及びせん断力に抵抗するために、補強材と横架材との間で軸線方向の相対的な変位が生じないように強固に一体化する必要がある。つまり、ドリフトピン等によって金属の補強材と木質材とを接合したときには、ドリフトピンが木質材に係止される部分に大きな応力が集中し易く、木質材の変形等によって相対的な変位を生じるのを抑制しなければならない。
また、金属の板材や補強用鉄筋を木質材と貼り合わせた複合部材では、接着作業を工場等において行うのが一般的であり、この複合部材を現場において切断するのが難しくなる。このため、あらかじめ現場で用いる寸法に調整して、工場等で貼り合わせを行う必要があり、作業の効率化が難しくなることがある。
In this way, in a horizontal member reinforced in combination with a reinforcing material such as metal, in order to resist a large bending moment and shear force, relative displacement in the axial direction between the reinforcing material and the horizontal member is caused. It is necessary to integrate firmly so as not to occur. In other words, when a metal reinforcing material and a wood material are joined by a drift pin or the like, a large stress tends to concentrate on the portion where the drift pin is locked to the wood material, and a relative displacement occurs due to deformation of the wood material or the like. Must be suppressed.
Further, in a composite member in which a metal plate material or a reinforcing steel bar is bonded to a wood material, the bonding operation is generally performed in a factory or the like, and it is difficult to cut the composite member in the field. For this reason, it is necessary to adjust the dimensions to be used in the field in advance and perform bonding at a factory or the like, which may make it difficult to improve work efficiency.
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、横方向に架け渡される木部材に鋼補強材を強固に接合した複合部材であって、現場における切断等の加工が容易な複合部材及びこの複合部材を用いた建築構造躯体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a composite member in which a steel reinforcing material is firmly joined to a wooden member spanned in a lateral direction, and processing such as cutting in the field is easy. An object is to provide a composite member and a building structure housing using the composite member.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、 横方向に架け渡される木部材と、 前記木部材に鉛直方向に嵌め込まれた棒状の鋼部材と、 前記木部材の上面又は下面に、該木部材の軸線方向に沿って接触するように配置される鋼補強材と、 前記鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され、前記鋼部材の端面から軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されるボルトとを有し、 前記鋼補強材と前記木部材とが、前記ボルトを締め付けることによって該木部材の軸線方向への相互間の相対的な変位が生じないように拘束されている複合部材を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
この複合部材では、木部材の鉛直方向に嵌め込まれた鋼部材にボルトを締め付けることによって木部材の上面又は下面に鋼補強材が接合されるので、木部材と鋼補強材とが強固に固着される。これにより、木部材の軸線方向において鋼補強材と木部材との相対的な変位が生じにくくなり、大きな曲げモーメントに抵抗できる複合部材となる。また、ボルトを締め付けて鋼補強材を固着する作業は、現場においても容易におこなうことができ、木部材と鋼補強材とが分離された状態で切断等の加工を現場で容易に行うことができる。 In this composite member, the steel reinforcing material is joined to the upper surface or the lower surface of the wooden member by tightening the bolt to the steel member fitted in the vertical direction of the wooden member, so that the wooden member and the steel reinforcing material are firmly fixed. The Accordingly, relative displacement between the steel reinforcing member and the wooden member is less likely to occur in the axial direction of the wooden member, and the composite member can resist a large bending moment. Also, the work of tightening the bolts and fixing the steel reinforcing material can be easily performed on site, and processing such as cutting can be easily performed on site with the wooden member and the steel reinforcing material separated. it can.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の複合部材において、 前記鋼部材は、棒状の基部の外周面に螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材であるものとする。
The invention according to
この複合部材では、スクリュー部材の外周面に形成された螺旋状の張り出し部が木部材と密着し、木部材とスクリュー部材とが強固に接合されるので鋼補強材を強固に固着することができる。また、複合部材に生じた曲げモーメントに鋼補強材が抵抗するとともに、このスクリュー部材の周面から木部材の断面内の広い範囲に分布して力を伝達させることができ、木部材内に応力が集中することを抑制できる。 In this composite member, the spiral projecting portion formed on the outer peripheral surface of the screw member is in close contact with the wooden member, and the wooden member and the screw member are firmly joined, so that the steel reinforcing material can be firmly fixed. . In addition, the steel reinforcement resists the bending moment generated in the composite member, and the force can be transmitted over a wide range within the cross section of the wooden member from the peripheral surface of the screw member. Can be prevented from concentrating.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の複合部材において、 前記鋼部材は、周面から該鋼部材の軸線と直角方向に貫通する横穴を有し、木部材に嵌め入れられるとともに、前記木部材の側面から該木部材を貫通するドリフトピンが前記横穴に挿通されるものとする。
The invention according to claim 3 is the composite member according to
この複合部材では、木部材と鋼部材とが木部材の側面から貫入したドリフトピンにより係合されるので、鋼部材が木部材から抜け出るのを防止することができ、木部材、鋼部材及び鋼補強材とが一体となって固着される。 In this composite member, the wooden member and the steel member are engaged by the drift pin penetrating from the side surface of the wooden member, so that the steel member can be prevented from coming out of the wooden member. The reinforcing material is fixed integrally.
請求項4に係る発明は、 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の複合部材において、 前記鋼部材は、前記木部材の上面から下面に貫通するように嵌め入れられているものとする。
The invention according to claim 4 is the composite member according to
この複合部材では、鋼部材が木部材を上下方向に貫通して嵌め込まれているので、鋼補強材と木部材との間で生じるせん断力に強固に抵抗するとともに、鋼部材に作用する力を木部材の断面内に広く分布した状態で伝達させることができる。また、木部材の木目と直角方向に鋼部材が嵌め込まれているので木部材の割れ等を拘束して補強することにもなる。 In this composite member, since the steel member is inserted through the wooden member in the vertical direction, it strongly resists the shearing force generated between the steel reinforcing material and the wooden member, and also exerts a force acting on the steel member. It can be transmitted in a state of being widely distributed in the cross section of the wooden member. Further, since the steel member is fitted in a direction perpendicular to the grain of the wooden member, cracking of the wooden member or the like is restrained and reinforced.
請求項5に係る発明は、 請求項1から請求項4までのいずれかに記載の複合部材において、 前記鋼補強材は、前記木部材の上面又は下面に当接される板状基部と、該板状基部の両側縁から前記木部材の軸線方向に連続してほぼ垂直に突き出した2つの挿入板部とを有し、 前記木部材には、軸線方向に2つの溝が切削され、前記挿入板部が該溝内に挿入されているものとする。
The invention according to claim 5 is the composite member according to any one of
この複合部材では、木部材の上面又は下面に鋼補強材の板状部が当接されるとともに、鋼補強材の挿入板部が木部材に切削された溝に挿入されて固着されているので、木部材の幅が小さくても、鋼補強材の断面を大きくするとともに曲げ剛性を大きなものにすることができる。また、鋼補強材に大きな軸圧縮力が生じても、溝に挿入された部分が横方向つまり軸線と直角な方向に変形するのが拘束され、局部的な座屈が生じるのを有効に防止することができる。 In this composite member, the plate portion of the steel reinforcing material is brought into contact with the upper surface or the lower surface of the wooden member, and the insertion plate portion of the steel reinforcing material is inserted and fixed in the groove cut in the wooden member. Even if the width of the wooden member is small, the cross section of the steel reinforcing material can be increased and the bending rigidity can be increased. In addition, even if a large axial compression force is generated in the steel reinforcement, it is restrained that the portion inserted into the groove is deformed in the lateral direction, that is, in a direction perpendicular to the axis, and it is possible to effectively prevent local buckling. can do.
請求項6に係る発明は、 木製柱と、木部材及び鋼補強材の複合部材であって前記木製柱の上端面又は下端面に当接して接合される複合梁とを含む建築構造躯体であって、 前記木製柱には、端面から軸線方向に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有する第1のスクリュー部材がねじ込まれ、 前記複合梁の前記木製柱と接合される部分に、上下方向に貫通するように、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有する第2のスクリュー部材がねじ込まれており、 前記第1のスクリュー部材及び第2のスクリュー部材の端面からこれらの軸線方向に設けられたねじ穴に螺合されたそれぞれのボルトによって固着される共通の接合金具を介して前記木製柱と前記複合梁とが接合されており、 前記複合梁は、前記鋼補強材が前記木部材の上面又は下面に当接して該複合梁の軸線方向に沿って固着されており、 前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記複合梁の木部材にねじ込まれた第2のスクリュー部材に前記接合金具を固着する前記ボルトよって該木部材の軸線方向へ相互間の相対的な変位が生じないように拘束されている建築構造躯体を提供するものである。 The invention according to claim 6 is a building structural frame including a wooden column and a composite beam composed of a wooden member and a steel reinforcing material and joined in contact with an upper end surface or a lower end surface of the wooden column. In the axial direction from the end surface to the wooden column, a first screw member having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed, and a portion joined to the wooden column of the composite beam, A second screw member having a spiral projecting portion is screwed into the peripheral surface of the rod-shaped steel material so as to penetrate in the vertical direction, and these axis lines extend from the end surfaces of the first screw member and the second screw member. The wooden column and the composite beam are joined to each other through a common joint fitting fixed by respective bolts screwed into screw holes provided in a direction, and the steel beam is made of the steel reinforcing material. Top surface of the wooden member Alternatively, the steel reinforcing member is in contact with the lower surface and fixed along the axial direction of the composite beam, and the steel reinforcing member is inserted into a bolt hole provided in the steel reinforcing member and screwed into the wooden member of the composite beam. An object of the present invention is to provide a building structural frame that is constrained by the bolts that fix the joint fittings to the two screw members so as not to cause relative displacement between them in the axial direction of the wooden member.
この建築構造躯体では、木製柱にねじ込まれた第1のスクリュー部材と複合梁の木部材にねじ込まれた第2のスクリュー部材とが接合金具を介して連結されており、これらの部材間で引張力及び圧縮力が伝達される構造となる。また、木部材にねじ込まれた第2のスクリュー部材に接合金具を固着するボルトにより木部材の上面又は下面に取り付けられる鋼補強材が固定され、スクリュー部材を有効に用いて木部材の補強及び複合梁と木製柱との接合を行うことができる。 In this building structural frame, the first screw member screwed into the wooden pillar and the second screw member screwed into the composite beam wood member are connected via a joint fitting, and the tensile member is pulled between these members. The structure is such that force and compression force are transmitted. Further, a steel reinforcing material attached to the upper or lower surface of the wooden member is fixed to the second screw member screwed into the wooden member by a bolt for fixing the joining metal, and the wooden member is effectively reinforced and combined by using the screw member effectively. It is possible to join the beam and the wooden column.
請求項7に係る発明は、 複数の木製柱と、これらの木製柱によって支持される複数の梁とを有し、第1の梁の端面又は側面に第2の梁の端面を突き当てるように接合された建築構造であって、 前記第1の梁は、横方向に架け渡される木部材と、この木部材の上面又は下面に当接され、該木部材の軸線方向に沿って固着される鋼補強材を有し、 前記第1の梁の前記第2の梁が接合される部分に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材が前記木部材の上下方向にねじ込まれ、 前記スクリュー部材には、周面から該スクリュー部材の軸線と直角方向に横ねじ孔又は貫通孔が設けられており、 前記第1の梁の側面から前記スクリュー部材に至る横穴に挿通して前記横ねじ孔に螺合されたボルト、又は前記貫通孔に挿通されたボルトによって該第1の梁の側面に梁接合金具が固着され、 該梁接合金具と前記第2の梁とが連結されており、 前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記第1の梁の木部材にねじ込まれたスクリュー部材の端面から該スクリュー部材の軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されたボルトによって該木部材の軸線方向へ相互間の変位が生じないように拘束されている建築構造躯体を提供するものである。 The invention according to claim 7 has a plurality of wooden columns and a plurality of beams supported by these wooden columns, and the end surface of the second beam is abutted against the end surface or the side surface of the first beam. It is a joined building structure, wherein the first beam is abutted against a wooden member that extends in the lateral direction, and an upper surface or a lower surface of the wooden member, and is fixed along the axial direction of the wooden member. A screw member having a steel reinforcing material and having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed in the vertical direction of the wooden member at a portion where the second beam of the first beam is joined. The screw member is provided with a horizontal screw hole or a through hole in a direction perpendicular to the axis of the screw member from the peripheral surface, and is inserted into a horizontal hole extending from the side surface of the first beam to the screw member. Bolts screwed into horizontal screw holes, or inserted through the through holes A beam joint is secured to the side surface of the first beam by the bolts, the beam joint and the second beam are connected, and the steel reinforcement is provided on the steel reinforcement. Between the end face of the screw member inserted through the bolt hole and screwed into the wood member of the first beam, the bolt is screwed into the screw hole provided in the axial direction of the screw member. It is intended to provide a building structural frame that is constrained so as not to cause a displacement.
この建築構造躯体では、第1の梁の第2の梁と接合される部分にねじ込まれたスクリュー部材に軸線と直角方向の横ねじ孔又は貫通孔が設けられている。そして、この横ねじ孔に螺合されるボルト又は貫通孔に挿通されたボルトによって強固に梁接合金具が取り付けられる。また、同じスクリュー部材の軸線方向に形成されたねじ孔にボルトを螺合して鋼補強材を梁の木部材に固定することができる。したがって、共通のスクリュー部材を用いて木部材の補強と梁と梁との接合を合理的に行うことができる。 In this building structural frame, a lateral screw hole or a through hole in a direction perpendicular to the axis is provided in a screw member screwed into a portion of the first beam joined to the second beam. Then, the beam joining bracket is firmly attached by a bolt screwed into the horizontal screw hole or a bolt inserted into the through hole. Further, the steel reinforcing material can be fixed to the wooden member of the beam by screwing a bolt into a screw hole formed in the axial direction of the same screw member. Therefore, it is possible to rationally reinforce the wooden member and join the beam to each other using a common screw member.
請求項8に係る発明は、 複数の木製柱と、これらの木製柱によって支持される複数の梁とを有し、第1の梁の端面又は側面に第2の梁の端面を突き当てるように接合された建築構造であって、 前記第2の梁は、横方向に架け渡される木部材と、この木部材の上面又は下面に当接され、該木部材の軸線方向に沿って固着される鋼補強材を有し、 該第2の梁の端部に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材が上下方向にねじ込まれ、 前記スクリュー部材には、周面から該スクリュー部材の軸線と直角方向に貫通孔が設けられており、 前記第2の梁の側面から前記スクリュー部材及び前記第2の梁を貫通するドリフトピンを、前記第1の梁の側面又は端面に固着された梁接合金具に係止することによって、 前記第1の梁と前記第2の梁とが連結されており、 前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記第2の梁の木部材にねじ込まれたスクリュー部材の端面から該スクリュー部材の軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されたボルトによって該木部材の軸線方向へ相互間の変位が生じないように拘束されている建築構造躯体を提供するものである。 The invention according to claim 8 has a plurality of wooden columns and a plurality of beams supported by these wooden columns, and the end surface of the second beam is abutted against the end surface or the side surface of the first beam. It is a joined building structure, wherein the second beam is brought into contact with a wooden member laid across in a lateral direction and an upper surface or a lower surface of the wooden member, and is fixed along the axial direction of the wooden member. A screw member having a steel reinforcing material, and having a spiral projecting portion on the circumferential surface of the rod-shaped steel material at the end of the second beam is screwed in the vertical direction; A through hole is provided in a direction perpendicular to the axis of the member, and a drift pin penetrating the screw member and the second beam from a side surface of the second beam is fixed to a side surface or an end surface of the first beam. By locking to the beam-joint fitting made, the first A beam is connected to the second beam, and the steel reinforcing member is inserted into a bolt hole provided in the steel reinforcing member and is screwed into a wooden member of the second beam. An object of the present invention is to provide a building structural frame that is constrained by a bolt screwed into a screw hole provided in the axial direction of the screw member so as not to cause mutual displacement in the axial direction of the wooden member.
この建築構造躯体では、第2の梁に軸線方向と直角方向に貫通孔が設けられたスクリュー部材がねじ込まれており、このスクリュー部材の貫通孔に第2の梁の側面から貫入したドリフトピンにより第1の梁に接合されている梁接合金具に第2の梁の端部を接合することができる。また、この第2の梁の上面又は下面には上記スクリュー部材の鉛直方向に設けられたねじ孔にボルトを螺合し、このボルトによって第2の梁の木部材に鋼補強材を固着することができる。これにより、鋼補強材による第2の梁の補強及び第1の梁と第2の梁との接合を合理的に行うことができる。 In this building structure frame, a screw member having a through hole provided in a direction perpendicular to the axial direction is screwed into the second beam, and the drift pin penetrated from the side surface of the second beam into the through hole of the screw member. The end of the second beam can be joined to the beam joint fitting joined to the first beam. Further, a bolt is screwed into a screw hole provided in the vertical direction of the screw member on the upper surface or the lower surface of the second beam, and the steel reinforcing material is fixed to the wooden member of the second beam with the bolt. Can do. Thereby, reinforcement of the 2nd beam by a steel reinforcement and joining of the 1st beam and the 2nd beam can be performed rationally.
以上説明したように、本願発明に係る複合部材及びこれを用いた建築構造躯体では、横方向に架け渡される木部材の上面又は下面に、軸線方向に沿って鋼補強材を固着させることにより、大きな曲げモーメントに抵抗できる複合部材を形成することができる。また、複合梁を構成する木部材の上下方向にねじ込まれたスクリュー部材を介して梁を補強する鋼補強材だけでなく柱と梁を接合する接合金具や梁と梁とを接合する梁接合金具を取り付けることもでき、部品の数を少なく抑えて横架材の補強と柱と梁、梁と梁とを強固に接合することができる。 As described above, in the composite member according to the present invention and the building structure using the same, by fixing the steel reinforcing material along the axial direction on the upper surface or the lower surface of the wooden member spanned in the lateral direction, A composite member that can resist a large bending moment can be formed. Also, not only steel reinforcements that reinforce beams via screw members that are screwed in the vertical direction of the wooden members that make up the composite beam, but also metal fittings that join columns and beams, and beam joints that join beams and beams. Can be attached, and the number of parts can be reduced to reinforce the horizontal member and firmly join the column and beam, and the beam and beam.
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本願発明に係る複合部材を用いた建築構造躯体を示す概略斜視図である。
この構造躯体は、木製柱1と鋼補強材により補強された複合梁2,3,4、5とを曲げモーメントの伝達が可能となるように接合したラーメン架構体又は木製柱1と木製梁6とを同様に接合したラーメン架構体を複数組み合わせて形成されている。それぞれのラーメン架構体を構成する木製柱1、複合梁2,3,4、5及び木製梁6は、ラーメン架構体の軸線を含む面と平行な方向の断面寸法を大きく、これと直角方向の断面寸法を小さくして扁平な部材となっている。したがって、各ラーメン架構体の各部材は一方向の曲げに抵抗する部材として用いられ、複数の一方向ラーメンを組み合わせて構造躯体の全体を構成している。各ラーメン架構体は、柱の上端面に梁を当接して接合する、いわゆる梁勝ち構造となっており、梁と梁とを接合することによって複数のラーメン架構体が互いに連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a building structural frame using a composite member according to the present invention.
This structural frame is a rigid frame structure or a
ラーメン架構体は、一階の大きな開口を設ける部分で梁の支間が大きくなっており、さらに二階部分が一階部分から張り出す構造となっている。このため、張り出し部分を含んだ梁2、3は、木部材に鋼補強材を取り付けた複合梁となっている。また、この張り出し部分を含む複合梁2の一方の側面に端面が対向するように接合された梁5にも鋼補強材により補強された複合梁が使用されている。なお、これらの複合梁2.3間に架け渡す梁として木製梁7が配置されている。
The ramen frame has a structure in which a large opening on the first floor is provided with a large span of beams, and a second floor portion projects from the first floor portion. For this reason, the
図2は、図1に示す構造躯体で用いられる複合梁2の構成を示す分解斜視図であり、図3(a)は複合梁に用いられる木部材の平面図、図3(b)は鋼補強材と木部材とを接合した複合梁の断面図、図3(c)は鋼補強材の断面図である。
これらの図が示すように、この複合梁2は、横方向に架け渡される木部材11の上面及び下面に、軸線方向に沿って鋼からなる鋼補強材12が接触して配置され、ボルト13により強固に固着されている。
上記木部材11は、図2に示すように、上面及び下面に軸線方向の平行した2本の溝11aがそれぞれ切削されるとともに、所定の間隔で上下方向にスクリュー部材24がねじ込まれている。
2 is an exploded perspective view showing the configuration of the
As shown in these drawings, the
As shown in FIG. 2, the
図4は、上記スクリュー部材24の上面図及び側面図を示すものである。このスクリュー部材24は、円形断面を有する棒状の軸部24aの周面に螺旋状の張り出し部24bを設けたものである。そして、その両端部には端面から軸線方向にねじ穴24cが設けられている。このスクリュー部材24は、木部材11の所定位置に上下方向の孔11bを穿設し、さらに螺旋状の溝を切削した後にねじ込むものである。
FIG. 4 shows a top view and a side view of the
上記鋼補強材12は、木部材11の軸線方向長よりやや短くなっており、木部材11の上面及び下面に当接して接合される板状部12aと、この板状部の両側部からほぼ垂直に折り曲げられて連続し、互いにほぼ平行となった二つの挿入板部12bとを備えるものである。挿入板部12bは、木部材11に形成された2本の溝11a内に挿入されるものであり、この挿入板部12bが二つの溝11a内に挿入されたときに板状部12aが木部材11の上面又は下面に当接するようになっている。上記板状部12aは、木部材11の幅よりも小さく形成されており、木部材11にねじ込まれたスクリュー部材24の端面と対向する位置にボルト孔12cが形成されている。
The
上記鋼補強材12は、木部材11の溝11aに挿入板部12bを挿入し、鋼補強材12のボルト孔12cに挿通したボルト13をスクリュー部材24に設けられたねじ孔24cに螺合して、締め付けることによって固定されている。これにより木部材11に鋼補強材12が強く押し付けられ、木部材11と鋼補強材12との間の相対的なずれを抑えるように接合されるものである。
The
上記鋼補強材には、板状部の木部材11と当接する面から突出する小突起22dを形成しておくこともできる。図5(a)は、小突起22dが形成された鋼補強材22の正面図(端面を示す図)、図5(b)はA−A矢視図、図5(c)はB−B断面図である。鋼補強材22の板状部22aが木部材11に強く押し付けられたときに、これらの小突起22dが木部材11に押し込まれ、この木部材11の軸線方向にずれを生じさせようとする力に対して抵抗し、鋼補強材22が木部材11に対してずれるのを抑制することができる。このような小突起22dは、例えば板状22a部にプレス加工を施し、側面形状がほぼ三角形となるように突出させて形成することができる。なお、図5中に示す符号22bは、木部材11の溝11aに挿入される挿入板部、符号22cはボルトを挿通するボルト孔を示すものである。
A
以上に説明した複合梁2では、鋼補強材12、22を木部材11の上面及び下面の双方に固着させたが、上面又は下面のどちらか一方に鋼補強材12,22を固着するものであってもよい。
また、上記実施形態の複合梁2では、木部材11に上下方向へ貫通するスクリュー部材24をねじ込み、木部材11の上面及び下面に露出したスクリュー部材24の端面からボルト13をそれぞれ螺合させたが、図6に示すように、木部材11の高さの1/2よりも短いスクリュー部材26を木部材11の上面又は下面からそれぞれにねじ込んだものであってもよい。さらに、図7に示すように、スクリュー部材に代えて、外周面に螺旋状の張り出し部を備えない棒状部材29又は筒状部材を木部材11に設けられた穴11cに貫入して用いてもよい。また、図7に示すように棒状部材29又は筒状部材を用いるときには、これらの部材にドリフトピン30を係止するのが望ましい。このドリフトピン30は、図7に示すように、棒状部材29又は筒状部材に軸線と直角方向の横孔29aを設けておき、木部材11の側面から水平方向に形成された貫通孔11dに挿通するとともに上記横孔29aに挿通する。これにより、棒状部材29又は筒状部材が抜け出して木部材11から脱落するのを防止するともに、鋼補強材から作用する力が分散されて木部材11に作用し、木部材11に対する棒状部材29又は筒状部材の変位が大きくならないように抑えることができる。
In the
Moreover, in the
木部材11の軸線方向にねじ込むスクリュー部材24、26又は棒状部材29等の間隔は、木部材11と鋼補強材12との間で大きなせん断力が作用する部分で狭くし、せん断力の値が小さい部分で広く設定することもできる。つまり、支間の中央部付近では曲げモーメントが大きく作用するが、木部材11と鋼補強材12との間でずれを生じさせようとするせん断力の値は小さくなり、スクリュー部材24,26を配置する間隔を大きくしてスクリュー部材24、26の本数を低減することができる。
また、せん断力が大きく作用する部分には木部材11を上下方向に貫通するスクリュー部材24を用い、大きなせん断力が作用しない部分には短いスクリュー部材26又は棒状部材29等を木部材11の上面または下面からそれぞれ貫入してもよい。
さらに、後述するように、複合部材である梁つまり横架材が木製柱1と接合される部分では、梁と木製柱とを接合するために用いられるスクリュー部材を利用することができ、これらの位置を考慮して鋼補強材を固着するためスクリュー部材等の種類及びねじ込む位置を適宜選択するのが望ましい。また、上記複合部材からなる梁が端梁と接合される部分でスクリュー部材が用いられるときにも、このスクリュー部材を同様に利用して、スクリュー部材等の配置を設定することができる。
The distance between the
Further, a
Furthermore, as will be described later, in the portion where the beam, that is, the horizontal member, which is a composite member is joined to the
図8は、図1に示す建築構造躯体における木製柱1と複合梁2、及び複合梁2と複合梁5とを接合した部分の構造を示す分解斜視図であって、請求項6、請求項7又は請求項8に係る発明の一実施形態を示す概略構成図である。
この建築構造躯体では、木製柱1と第1の複合梁2とを剛結合、つまり曲げモーメントが伝達されるように接合するものであり、木製柱1と第1の複合梁2とがラーメン架構体を構成している。そして、木製柱1と第1の複合梁2とが接合された位置で第1の複合梁2と第2の複合梁5が接合されている。
なお、第2の複合梁5は、図2及び図3に示す第1の複合梁2と同様に木部材31に鋼補強材32がボルト15により固着されたものである。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a structure of a portion where the
In this building structure, the
The second composite beam 5 is obtained by fixing a
木製柱1と第1の複合梁2との接合部では、図8に示すように、木製柱1の下端における端面の長辺方向の両端部に切り欠き部1aが設けられ、中央部1bは第1の複合梁2の上面つまり木部材11に取り付けられた鋼補強材12の上面に当接されている。そして、木製柱1の切り欠き部1aからこの木製柱1の軸線方向に2本のスクリュー部材27がねじ込まれている。このスクリュー部材27は鋼からなり、上記複合梁2にねじ込まれるスクリュー部材24と同様の構成となっており、木製柱1の下端の切り欠き1aから貫入孔を軸線方向に設け、さらに螺旋状の溝を切削した後にねじ込まれたものである。
一方、第1の複合梁2の対応する位置には鉛直方向にスクリュー部材24、25がねじ込まれており、木製柱1にねじ込まれたスクリュー部材27と第1の複合梁2にねじ込まれたスクリュー部材24、25との端面が互いに対向するものとなっている。
As shown in FIG. 8, at the joint between the
On the other hand,
上記木製柱1の下端部に設けられた切り欠き1a内には、柱梁接合金具40が取り付けられる。この柱梁接合金具40は鋼からなり、木製柱1の切り欠き部1a内における水平面と第1の梁2の上面とに当接される二つの水平板部40aと、対向する水平板部40aのそれぞれの縁部を連結する側板部40bとを備えている。水平板部40aにはボルト孔が設けられており、木製柱1の端部に設けられた切り欠き1a内で、これらの水平板部40aがそれぞれ木製柱1及び第1の複合梁2にねじ込まれたスクリュー部材24、25、27の端面と対向するように配置される。そして、ボルト孔に挿通したボルト17を木製柱1に貫入されたスクリュー部材27の下端面に形成されたねじ穴に螺合し、締め付けることによって木製柱1の下端部に強固に固定されるものとなっている。また、下側の水平板部40aは、第1の複合梁2の鋼補強材12の上面に当接され、ボルト孔に挿通したボルト14を第1の複合梁2にねじ込まれたスクリュー部材24,25に螺合することによって固定される。
In the
図9は、上記のように接合された木製梁1と第1の複合梁2との接合部分を示す断面図である。この図に示すように、木製柱1の下端面の中央部1bが第1の複合梁2の上面、つまり鋼補強材12の板状部12aに当接されるとともに、木製柱1の切り欠き部1aに固着された柱梁接合金具40が鋼補強材12に当接される。第1の複合梁2は、木部材11の溝11aに鋼補強材の挿入板部12bが差し入れられ、板状部12aが木部材11の上面に当接されている。柱梁接合金具40の下側の水平板部40aに設けられたボルト孔に挿通されたボルト14は、板状部12aに設けられたボルト孔12cに挿通され、スクリュー部材24,25の端面に設けられたねじ穴24c,25cに螺合して強く締め付けられる。これにより、柱梁接合金具40は鋼補強材12を介して第1の複合梁2に固定されるとともに、鋼補強材12は木部材11に強く押し付けられ、鋼補強材12と木部材11とは相互間のずれが生じないように拘束される。したがって、木製柱1に作用する荷重は、柱の下端面及び柱梁接合金具40を介して第1の複合梁2に伝達されるとともに、柱の下端に作用する曲げモーメントは、柱にねじ込まれたスクリュー部材27、柱梁接合金具40及び第1の複合梁2にねじ込まれたスクリュー部材24,25を介して、引張力又は圧縮力として第1の複合梁2に伝達される。そして、スクリュー部材24,25に螺合したボルト14は鋼補強材12を木部材11に押圧し、第1の複合梁2の鋼補強材12が木部材11に対して軸線方向のずれを生じないように固着するのに寄与し、第1の複合梁2は大きな曲げモーメントに対しても抵抗できる部材となっている。
なお、以上の説明は第1の複合梁2の上面に上層階の木製柱1を接合する構造について説明したが、第1の複合梁2の下面に当接され、この第1の複合梁2を支持する下層階の木製柱1も共通のスクリュー部材24,25を用いて同様に接合することができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a joint portion between the
In the above description, the structure in which the upper
次ぎに、第1の複合梁2と第2の複合梁5との接続構造を説明する。
第1の複合梁2と第2の複合梁5とは、図8に示すように第1の複合梁2の側面に固着された梁接合金具50を介して接合されている。
第2の複合梁5と接合される部分にねじ込まれたスクリュー部材25は、図10に示すように軸線と直角方向に横ねじ孔25dが形成されており、梁接合金具50は、第1の複合梁2の側面からこのスクリュー部材25の横ねじ孔25dに螺合されたボルト16により固着される。第1の複合梁2には側面からスクリュー部材25の横ねじ孔に通じる横穴11eが設けられており、ボルト16はこの横穴11eに挿通してスクリュー部材25に螺合される。
Next, a connection structure between the first
As shown in FIG. 8, the first
The
梁接合金具50は、第1の複合梁2の側面に当接される第1の接合板部50aと、この第1の接合板部50aの両側縁から直角に立ち上げられた2つの第2の接合板部50bとを有しており、第1の接合板部50aには、スクリュー部材25に螺合されるボルト16を挿通する穴50cが設けられている。また、2つの第2の接合板部50bには、それぞれの対応する位置にピン51を挿通するピン穴50dが設けられている。
The beam joining metal fitting 50 includes a first joining
また、第2の複合梁5の木部材31は、端部にスクリュー部材28が貫入されるとともに、この端面には鉛直方向のスリット31aがスクリュー部材28が貫入される位置の両側に設けられている。そして、このスリット31aのそれぞれに梁接合金具50の第2の接合板部50bが挿入され、第2の複合梁5の側面の横穴31bからピン51を挿入し、第2の接合板部50bのピン穴50dおよびスクリュー部材28の貫通孔28aに挿通することによって、梁接合金具50とスクリュー部材28とが結合されている。
Further, the
上記第2の複合梁5に貫入されたスクリュー部材28にも上端面と下端面からこのスクリュー部材の軸線方向にねじ穴28bが形成されており、このねじ穴に螺合されたボルト15によって、第2の複合梁5の上面及び下面に沿って配置された鋼補強材32が木部材31に強く押し付けられている。
A
1:木製柱、 1a:切り欠き、 2,3,4,5:複合梁、 6,7:木製梁、
11、21、31:木部材、 11a:溝、 11b:スクリュー部材をねじ込む孔、 12、22、32、42:鋼補強材、 12a,22a:板状部、 12b,22b:挿入板部、 12c,22c:ボルト孔、 22d:小突起、 13、14、15、16:ボルト、 24、25、26、27、28:スクリュー部材、 24c、25c:ねじ穴、 29:棒状部材、 30:ドリフトピン、 40:柱梁接合金具、 50:梁接合金具、 51:ピン、
1: wooden pillar, 1a: notch, 2, 3, 4, 5: composite beam, 6, 7: wooden beam,
11, 21, 31: wood member, 11a: groove, 11b: hole into which the screw member is screwed, 12, 22, 32, 42: steel reinforcing material, 12a, 22a: plate-like portion, 12b, 22b: insertion plate portion, 12c , 22c: bolt hole, 22d: small protrusion, 13, 14, 15, 16: bolt, 24, 25, 26, 27, 28: screw member, 24c, 25c: screw hole, 29: rod-shaped member, 30: drift pin , 40: beam-to-column fitting, 50: beam-to-beam fitting, 51: pin,
Claims (8)
前記木部材に鉛直方向に嵌め込まれた棒状の鋼部材と、
前記木部材の上面又は下面に、該木部材の軸線方向に沿って接触するように配置される鋼補強材と、
前記鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され、前記鋼部材の端面から軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されるボルトとを有し、
前記鋼補強材と前記木部材とが、前記ボルトを締め付けることによって該木部材の軸線方向への相互間の相対的な変位が生じないように拘束されていることを特徴とする複合部材。 A wooden member spanned in the horizontal direction;
A rod-shaped steel member fitted in the vertical direction to the wooden member;
A steel reinforcement disposed to contact the upper or lower surface of the wooden member along the axial direction of the wooden member;
A bolt that is inserted into a bolt hole provided in the steel reinforcement and is screwed into a screw hole provided in an axial direction from an end surface of the steel member;
The composite member, wherein the steel reinforcing member and the wooden member are constrained so as not to cause relative displacement between each other in the axial direction of the wooden member by tightening the bolt.
前記木部材には、軸線方向に2つの溝が切削され、前記挿入板部が該溝内に挿入されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の複合部材。 The steel reinforcing member includes a plate-like base that is in contact with an upper surface or a lower surface of the wood member, and two insertion plates that protrude substantially perpendicularly from both side edges of the plate-like base in the axial direction of the wood member. And
The composite member according to any one of claims 1 to 4, wherein the wood member has two grooves cut in an axial direction, and the insertion plate portion is inserted into the groove. .
前記木製柱には、端面から軸線方向に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有する第1のスクリュー部材がねじ込まれ、
前記複合梁の前記木製柱と接合される部分に、上下方向に貫通するように、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有する第2のスクリュー部材がねじ込まれており、
前記第1のスクリュー部材及び第2のスクリュー部材の端面からこれらの軸線方向に設けられたねじ穴に螺合されたそれぞれのボルトによって固着される共通の接合金具を介して前記木製柱と前記複合梁とが接合されており、
前記複合梁は、前記鋼補強材が前記木部材の上面又は下面に当接して該複合梁の軸線方向に沿って固着されており、
前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記複合梁の木部材にねじ込まれた第2のスクリュー部材に前記接合金具を固着する前記ボルトよって該木部材の軸線方向へ相互間の相対的な変位が生じないように拘束されていることを特徴とする建築構造躯体。 A building structure housing comprising a wooden column and a composite member of a wooden member and a steel reinforcing material and joined in contact with an upper end surface or a lower end surface of the wooden column,
A first screw member having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed into the wooden pillar in the axial direction from the end surface,
A second screw member having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed into the portion of the composite beam that is joined to the wooden column in the vertical direction,
The wooden pillar and the composite are connected to each other by a common joint fitting fixed by respective bolts screwed into screw holes provided in the axial direction from the end surfaces of the first screw member and the second screw member. The beam is joined,
In the composite beam, the steel reinforcement is in contact with the upper surface or the lower surface of the wooden member and fixed along the axial direction of the composite beam,
The steel reinforcing material is inserted in a bolt hole provided in the steel reinforcing material, and is screwed into the second screw member screwed into the wood member of the composite beam. An architectural structure body characterized by being constrained so as not to cause relative displacement between each other.
前記第1の梁は、横方向に架け渡される木部材と、この木部材の上面又は下面に当接され、該木部材の軸線方向に沿って固着される鋼補強材を有し、
前記第1の梁の前記第2の梁が接合される部分に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材が前記木部材の上下方向にねじ込まれ、
前記スクリュー部材には、周面から該スクリュー部材の軸線と直角方向に横ねじ孔又は貫通孔が設けられており、
前記第1の梁の側面から前記スクリュー部材に至る横穴に挿通して前記横ねじ孔に螺合されたボルト、又は前記貫通孔に挿通されたボルトによって該第1の梁の側面に梁接合金具が固着され、
該梁接合金具と前記第2の梁とが連結されており、
前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記第1の梁の木部材にねじ込まれたスクリュー部材の端面から該スクリュー部材の軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されたボルトによって該木部材の軸線方向へ相互間の変位が生じないように拘束されていることを特徴とする建築構造躯体。 An architectural structure having a plurality of wooden columns and a plurality of beams supported by these wooden columns and joined so as to abut the end surface or side surface of the first beam against the end surface of the second beam ,
The first beam has a wooden member spanned in the lateral direction, and a steel reinforcing material that is in contact with the upper or lower surface of the wooden member and is fixed along the axial direction of the wooden member,
A screw member having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed in the vertical direction of the wooden member at a portion where the second beam of the first beam is joined,
The screw member is provided with a horizontal screw hole or a through hole in a direction perpendicular to the axis of the screw member from the circumferential surface,
A bolt that is inserted into a horizontal hole extending from the side surface of the first beam to the screw member and screwed into the horizontal screw hole, or a beam joint fitting on the side surface of the first beam by a bolt inserted into the through hole. Is fixed,
The beam joining bracket and the second beam are connected,
The steel reinforcing member is inserted into a bolt hole provided in the axial direction of the screw member from an end surface of the screw member inserted into a bolt hole provided in the steel reinforcing member and screwed into the wooden member of the first beam. A building structural frame characterized in that it is constrained by a combined bolt so as not to cause mutual displacement in the axial direction of the wooden member.
前記第2の梁は、横方向に架け渡される木部材と、この木部材の上面又は下面に当接され、該木部材の軸線方向に沿って固着される鋼補強材を有し、
該第2の梁の端部に、棒状鋼材の周面に螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材が上下方向にねじ込まれ、
前記スクリュー部材には、周面から該スクリュー部材の軸線と直角方向に貫通孔が設けられており、
前記第2の梁の側面から前記スクリュー部材及び前記第2の梁を貫通するドリフトピンを、前記第1の梁の側面又は端面に固着された梁接合金具に係止することによって、
前記第1の梁と前記第2の梁とが連結されており、
前記鋼補強材は、該鋼補強材に設けられたボルト孔に挿通され前記第2の梁の木部材にねじ込まれたスクリュー部材の端面から該スクリュー部材の軸線方向に設けられたねじ孔に螺合されたボルトによって該木部材の軸線方向へ相互間の変位が生じないように拘束されていることを特徴とする建築構造躯体。 An architectural structure having a plurality of wooden columns and a plurality of beams supported by these wooden columns and joined so as to abut the end surface or side surface of the first beam against the end surface of the second beam ,
The second beam has a wooden member spanned in the lateral direction, and a steel reinforcing material that is in contact with the upper or lower surface of the wooden member and is fixed along the axial direction of the wooden member,
At the end of the second beam, a screw member having a spiral projecting portion on the peripheral surface of the rod-shaped steel material is screwed up and down,
The screw member is provided with a through hole in a direction perpendicular to the axis of the screw member from the circumferential surface,
By locking the drift pin penetrating the screw member and the second beam from the side surface of the second beam to a beam joint fitting fixed to the side surface or the end surface of the first beam,
The first beam and the second beam are connected;
The steel reinforcing member is inserted into a bolt hole provided in the steel reinforcing member and is screwed into an screw hole provided in an axial direction of the screw member from an end surface of the screw member screwed into the wooden member of the second beam. A building structural frame characterized in that it is constrained by a combined bolt so as not to cause mutual displacement in the axial direction of the wooden member.
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