JP2010125844A - Foundation - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supplement cedar material with the fault of the quality of the material by observing the anisotropy of wood and rationally using the strongest direction. <P>SOLUTION: The cedar material 1b which has a thickness of 30 to 45 mm, a width of 110 to 135 mm, and a length of 105 to 900 mm, shown in Fig.2, is adhered to 600 mm in a widthwise direction, 4,000 mm in a lengthwise direction, and a constituent layer 2b which has a thickness of 30 mm (in Fig.4, the width is three times and which continues in the lengthwise direction, and similar in the following) is made. This is shifted at the connecting parts by each 60 mm in the lengthwise direction (refer to Fig.5), and the plurality (here, three) of constituent layers 2b are superimposed and adhered in the thickness-wise direction (Fig.6, not shown). Foundation source material which has a thickness of 110 to 135 mm, a width of 600 mm, and a length of 4,000 mm is made, and is divided equally in a plurality (for example, five), and is finished. Additionally, a foundation which has a thickness of 120 mm, a width of 120 mm, and a length of 4,000 mm (in the Figure, the length is omitted) is made. The upper surface of a specification surface becomes cut end surfaces 11, 16, and provides sufficient strength to a compression load, and becomes strong against a compression. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、木造建築物において、基礎上に敷設する木製の土台、特に、十分な強度を持ち安価な木造住宅用の土台に用いる杉による土台に関する。   The present invention relates to a wooden base laid on a foundation in a wooden building, and more particularly to a base made of cedar used as a base for a wooden house having sufficient strength and low cost.

集成材は、日本農林規格の第１条によれば、「ひき板、小角材等をその繊維方向を互いにほぼ平行にして、厚さ、幅及び長さの方向に集成接着をした一般材」と定義されている。   According to Article 1 of the Japanese Agricultural Standards, the laminated lumber is a “general lumber, small square lumber, etc. that is glued and glued in the direction of thickness, width and length with the fiber directions almost parallel to each other” It is defined as

これまでの集成材は接着剤を付けたラミナを重ね合わせ、無垢同等の形状を作ることを主眼としてきている。この作業では個々の無垢材が持つ性能差を吸収することが出来、安定した品質の材を供給できるという特徴を持っている。   Glulam so far has been focused on making a solid equivalent shape by laminating lamina with adhesive. This work is characterized by being able to absorb the performance differences of individual solid materials and supplying stable quality materials.

関連技術として以下の特許文献１〜４を掲載する。   The following patent documents 1 to 4 are listed as related technologies.

特許文献１（特許公開２００６−２１８７０７）は、木質に金属等の素材を合わせ複合素材として集成材全体の強度を高めた複合木質構造材及び複合木質構造材の製造方法を例示してある。   Patent document 1 (patent publication 2006-218707) has illustrated the manufacturing method of the composite wood structure material which combined the raw materials, such as a metal, with the material of wood, and raised the intensity | strength of the whole laminated material as a composite material, and the composite wood structure material.

特許文献２（特許公開２００５−１８８１００）は、集成材を土台として木造家屋の床構造構築工法及び床構造を例示してある。   Patent Document 2 (Patent Publication 2005-188100) exemplifies a floor structure construction method and a floor structure of a wooden house using laminated wood as a base.

特許文献３（特許公開２００５−８８２２８）は、集成材を使用した土台の接合方法について例示してある。   Patent Document 3 (Patent Publication 2005-88228) exemplifies a base joining method using laminated wood.

特許文献４（特許公開平９−２２１８３３）は、出隅部分に使用する土台の一体化成型について例示してある。   Patent Document 4 (Patent Publication No. 9-221833) exemplifies integral molding of a base used for a protruding corner portion.

特許公開２００６−２１８７０７号公報Japanese Patent Publication No. 2006-218707 特許公開２００５−１８８１００号公報Japanese Patent Publication No. 2005-188100 特許公開２００５−８８２２８号公報Japanese Patent Publication No. 2005-88228 特許公開平９−２２１８３３号公報Japanese Patent Publication No. 9-221833

しかしながら、集成材は、無垢材の持つ欠点を除去し、品質を安定化するために開発され、無垢材の欠点を補うことを主としているため、無垢材を集成材に置き換えた用途を主としてきていた。従来の集成材は、あくまで無垢材の代用あるいは安定化のためであって、集成材にすることによって新たに今までの木材に無い性質を付加するということではなかった。したがって、集成材とは、板目方向部分に接着剤を付け、ラミナとして重ねて作り上げなければならないという固定概念から作られているため、木材の性質から考えた製品を作るまでに至っていなかった。   However, laminated wood was developed to eliminate the defects of solid wood and to stabilize the quality, and mainly to compensate for the shortcomings of solid wood, so it has mainly been used for replacing solid wood with laminated wood. It was. Conventional laminated timber is only for substitution or stabilization of solid wood, and it does not mean that adding new properties not found in conventional wood by using laminated timber. Therefore, the laminated lumber is made from the fixed concept that the adhesive must be attached to the grain direction part and laminated as a lamina, so it did not lead to making a product that was considered from the nature of wood .

すなわち、木材には異方性が存在し、木材の強さは、板目方向、柾目方向、木口方向でそれぞれ異なっている。板目方向の強さを１とすると、柾目方向では、約１．１倍、木口方向では約３．５倍程度の強さになる。一般に芯持ち材として使われる材料は、板目方向から荷重を受けるため、最も弱い部分で荷重を受けることになる。つまり、土台として使用する場合、板目方向もしくは柾目方向を用いることになるため、これまでの方法では限界があった。   That is, the wood has anisotropy, and the strength of the wood is different in the direction of the grain, the direction of the grid, and the direction of the mouth. If the strength in the direction of the grain is 1, the strength is about 1.1 times in the grid direction and about 3.5 times in the direction of the mouth. In general, a material used as a core support material receives a load from the direction of the plate, and therefore receives a load at the weakest part. In other words, when using as a foundation, since the direction of the plate or the direction of the grid is used, there is a limit in the conventional methods.

ところで、杉材は材質の特異性のため、大量に使用できる箇所が少ないばかりか、コスト的にも利用価値が少ないという現状となっている。杉の使用にあたっては、製品価値を高める商品の開発が望まれている。杉材は材質的な特徴のために必ずしも建築構造材として適しているわけではない。また、現行の集成材の製作は、厚さ３０ｍｍ程度のラミナ（集成材用単板のことである。）を重ねて作られているが、作られた集成材の性質は、ラミナの持つ性質を集約したものとなっているため、杉などの柔らかい木などから出来た集成材は同様に柔らかい集成材となった。一般的に多く使われる桧材は、杉材の約１.３倍の強度を持っているとされている。土台などの用途には材質の柔らかい木材は向かないとされている。そのため、杉の集成材も、同様に土台に向かないとされている。杉材はしなりには強いが柔らかく「めり込み」が大きいという特徴を持っている。このため、梁・桁・土台など、材料を横にして使う場合は、特に強度のある材を用いるか、あらかじめ、「めり込み」を考慮した施工をするか、「めり込み」を防ぐ治具等の設置をするなど、施工に配慮をしなければならなかった。この様なことから、建築に使用する場合、杉等の柔らかい木は構造材としては不適切であるとされてきた。   By the way, cedar wood is not only in a few places where it can be used in large quantities due to the peculiarity of the material, but also has a low value in terms of cost. When using cedar, the development of products that enhance product value is desired. Cedar is not necessarily suitable as a building material because of its material characteristics. Also, the current production of laminated wood is made by laminating about 30 mm thick lamina (a single plate for laminated wood), but the nature of the laminated wood produced is that of lamina. As a result, the laminated timber made of soft wood such as cedar became a soft laminated timber as well. Commonly used timber is said to have about 1.3 times the strength of cedar. It is said that soft wood is not suitable for applications such as foundations. Therefore, it is said that cedar laminated timber is not suitable for the foundation as well. Cedar is strong against bending but is soft and has a large “recess”. For this reason, when using materials such as beams, girders, and foundations in a horizontal position, use materials that are particularly strong, perform construction in consideration of “indentation” in advance, or use jigs to prevent “indentation”. Installation had to be taken into consideration, such as installation. For this reason, soft trees such as cedar have been considered inappropriate as structural materials when used in construction.

建築基準法施行令第４２条に、「構造耐力上主要な部分である柱で最下層の部分に使用するものの下部には、土台を設けなければならない。（以下略）」、第２項では、「土台は基礎に緊結しなければならない。（以下略）」とあるが、土台は建物の荷重を受け、更にその荷重を基礎に伝える役目を持っていることを示している。土台には、柱が刺さっているが、土台に刺さる柱の数で上部の荷重は分散され、土台と柱との接触面にて分散された荷重が伝わり更に基礎へと伝わる。このため、土台に用いられる木材の材質が柔らかいものであると、柱の荷重で土台への「めり込み」が発生し、建物自体の安定性を損なうこともあり得る。   Article 42 of the Building Standards Law Enforcement Ordinance states that “A pillar is the main part in terms of structural strength. , “The foundation must be tightly connected to the foundation. (Hereinafter omitted)”, which indicates that the foundation has the role of receiving the load of the building and transmitting the load to the foundation. Pillars are pierced on the base, but the upper load is distributed by the number of pillars pierced on the base, and the distributed load is transmitted at the contact surface between the base and the pillar and further transmitted to the foundation. For this reason, if the material of the wood used for the base is soft, “loading” into the base may occur due to the load of the column, which may impair the stability of the building itself.

一般的な強度を持った集成材を使用した土台であれば、上記の特許文献１〜４は有効であるが、杉などの強度の小さい材を用いた集成材では同等の使い方は出来ない。   Although the above-mentioned Patent Documents 1 to 4 are effective if they are a foundation using a laminated material having a general strength, an equivalent usage cannot be performed with a laminated material using a low-strength material such as cedar.

また一方、従来の問題の解決方法として圧縮木材など、基本的物性を向上させる各種の試みが行われてきている。しかしながら、圧縮木材とした場合は、当然のことながら木材の容積が小さくなる。２倍に圧縮すれば使用できる木材の量は１／２になるのは自明である。木材の単価が２倍になることを示している。如何に強度が上昇しても、単価も同様に上昇するのであれば、同等に市場価値も上昇しなければならないのであるが、現実としてはそのようにはなっていない点に困難性が存在していた。   On the other hand, various attempts have been made to improve basic physical properties such as compressed wood as a conventional solution to the problem. However, when compressed wood is used, the volume of the wood is naturally reduced. It is obvious that the amount of wood that can be used is halved if it is compressed twice. This shows that the unit price of wood is doubled. No matter how the strength increases, if the unit price increases in the same way, the market value must increase as well, but in reality, there is a difficulty in that it is not so. It was.

本発明は、木材の持つ異方性に着目し、最も強い方向を合理的に使用することによって、材質的な欠点を補うものである。すなわち、本発明者等は、従来の固定概念を破り、木口方向で上部の荷重を受けることに着目したものであり、請求項１の発明は、直方体形状の圧縮されていない杉材の上下面に木口面を含み、両側面および前後面を柾目面または板目面とし、杉材の繊維方向を前記上下面に対して垂直とするかまたは傾斜させ、該各杉材を厚さ方向または長さ方向に集合接着することにより構成層を形成し、該構成層を厚さ方向または長さ方向に集合接着させて集合材とし、該集合材の上面から荷重を加えることを特徴とする土台である。
請求項２の発明は、前記構成層の上面が、厚さ方向または長さ方向に、板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、
板目もしくは柾目、木口、木口、板目もしくは柾目、または、板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、の組み合わせで構成することを特徴とする請求項１の杉材を用いた土台である。
請求項３の発明は、外層用の前記構成層が一般ラミナ材である請求項１の土台である。
請求項４の発明は、前記構成層と一般ラミナ材とが積層方向に対して互い違いに接着される請求項１の土台である。 The present invention pays attention to the anisotropy of wood and compensates for material defects by rationally using the strongest direction. That is, the present inventors have focused on the fact that they break the conventional fixing concept and receive an upper load in the direction of the culvert, and the invention of claim 1 is the upper and lower surfaces of the uncompressed cedar wood having a rectangular parallelepiped shape. Including both sides and front and rear surfaces, and a fiber surface direction of the cedar is perpendicular to or inclined with respect to the upper and lower surfaces, and each cedar is made of a thickness direction or a length. A base layer characterized in that a constituent layer is formed by collective bonding in the vertical direction, the constituent layer is collectively bonded in the thickness direction or length direction to form an aggregate, and a load is applied from the upper surface of the aggregate material. is there.
In the invention according to claim 2, the upper surface of the constituent layer is formed in the thickness direction or the length direction in the form of a plate or a grid, a mouthpiece, a plate or a grid,
The cedar according to claim 1, wherein the cedar is composed of a combination of grain or square, wood, wood, grain or square, or grain or square, wood, board or square, wood, square or square. It is a foundation using wood.
The invention of claim 3 is the foundation of claim 1, wherein the constituent layer for the outer layer is a general lamina material.
The invention according to claim 4 is the foundation according to claim 1, wherein the constituent layers and the general lamina material are alternately bonded in the stacking direction.

我が国の森林資源の７０％以上は「杉」である。戦後造林した森林が伐採期になろうとしている。環境保全のためにも、森林の更新は重要な課題である。杉を多く利用しようとするならば、建築構造材の１つである土台としての使用が好適である。   More than 70% of Japan's forest resources are cedar. Forests planted after the war are about to fall. Forest renewal is an important issue for environmental conservation. If many cedars are to be used, it is suitable for use as a foundation that is one of the building structural materials.

木材の持つ異方性を考えるとき、図１に示す通り、中心部からの放射線方向Ｒ、年輪の接線方向Ｔ、及び木材の繊維方向Ｌのそれぞれについての強度が異なっている。ＬＴ面を板目面、ＬＲ面を柾目面、ＲＴ面を木口面という。特に、土台部材としての使用時は、土台の上に柱が構築されるため、特に、めり込み強度が必要となる。上記の３方向の中では繊維方向のめり込み強度が最も強く、それぞれのめり込み強度を示すと、繊維に直角方向（めり込み・部分荷重）：6.0N/mm²、繊維方向（全面荷重）：17.7N/mm²（以上．杉材）となる。一方、桧材では、繊維に直角方向（めり込み・部分荷重）：7.8N/mm²、繊維方向（全面荷重）：20.7N/mm²である。（建築学会「木質構造設計基準同解説」・付表より）。桧はめり込みで杉の、7.8/6.0＝1.3倍である。ここで部分荷重とは上面の一部に荷重を負荷することをいい、全面荷重とは上面の全部に荷重を負荷することをという。 When considering the anisotropy of wood, as shown in FIG. 1, the strength in each of the radiation direction R from the center, the tangential direction T of the annual ring, and the fiber direction L of the wood is different. The LT surface is referred to as a plate surface, the LR surface is referred to as a grid surface, and the RT surface is referred to as a kiguchi surface. In particular, when used as a base member, a pillar is constructed on the base, so that indentation strength is particularly required. Of the above three directions, the indentation strength in the fiber direction is the strongest, and the respective indentation strengths indicate the direction perpendicular to the fiber (indentation / partial load): 6.0 N / mm ² , fiber direction (full load): 17.7 N / mm ² (End of cedar) On the other hand, in the case of bran, the direction perpendicular to the fiber (indentation / partial load): 7.8 N / mm ² and the fiber direction (full load): 20.7 N / mm ² . (From the Architectural Institute “Summary of Wood Structure Design Standards” / Appendix). It is 7.8 / 6.0 = 1.3 times that of cedar. Here, the partial load refers to applying a load to a part of the upper surface, and the full load refers to applying a load to the entire upper surface.

杉材のめり込み強度の強い部分である木口面を用いれば、一般的に用いられている桧材の土台よりも約３.７倍程度強い土台とすることが出来るだけでなく、木材自体に圧縮加工などを必要とすることなく、十二分に強度のある材料として利用することができる。   If you use the end of the cedar wood, where the indentation strength is strong, you can not only make it a base that is about 3.7 times stronger than the base of commonly used wood, but also compress the wood itself. It is possible to use as a material having a sufficient strength without the need for the above.

本発明の杉材の寸法は、図２（ａ）（ｂ）に示す通り、たとえば、１２０ｍｍ（縦）×１２０ｍｍ（横）×３０ｍｍ（厚）が挙げられる。この寸法は、出来上がる製品としての土台の寸法からすると、かなり小さい。また、多くの場合、製品を製作するとき定尺で切断するが、その切断片を用いることさえ出来る。つまり、これまで製品の材料とはならなかった杉材の木片でも使えるため、資源の有効活用となる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the dimensions of the cedar wood of the present invention include, for example, 120 mm (length) × 120 mm (width) × 30 mm (thickness). This dimension is quite small in terms of the dimensions of the foundation as the finished product. In many cases, a product is cut at a standard length, but the cut piece can be used. In other words, it is possible to use cedar wood chips that have not been used as materials for products so far, thus making effective use of resources.

原料となる杉材の必要とする長さは１２０ｍｍ以上あれば良いため、これまで廃材となっていた日本農林規格外の長さの材木を有効に使うことが出来る。   Since the required length of cedar as a raw material is 120 mm or more, it is possible to effectively use timber with a length outside the Japanese agricultural and forestry standards, which has been used up to now.

本発明は、建築用構造材である土台として使うために開発されたものである。建築基準法・施行令４６条に「土台は基礎に緊結しなければならない」とあるため、土台は基礎と一体となって、建物の荷重を支えることが原則となっている。従って、梁や桁のように材そのものだけで、剪断力、曲げモーメントを受けない。基礎と一体で受けることとなる。基礎強度は木材よりも十分強いため、実質的に土台への影響はきわめて少なくなる。土台としての役割は、建物荷重を確実に基礎に伝えることにある。土台に要求される性能は、上部の荷重によるめり込みなどの変形を起こさない強さであるため、本発明の土台は、十分な機能を持っている。   The present invention has been developed for use as a foundation which is a structural material for construction. Article 46 of the Building Standards Law / Enforcement Ordinance states that “the foundation must be tightly connected to the foundation”, so the foundation is in principle integrated with the foundation to support the load of the building. Therefore, only the material itself, such as beams and girders, is not subjected to shearing force or bending moment. You will receive it together with the foundation. Since the foundation strength is much stronger than wood, the impact on the foundation is substantially reduced. Its role as a foundation is to reliably convey building loads to the foundation. Since the performance required for the foundation is a strength that does not cause deformation such as indentation due to an upper load, the foundation of the present invention has a sufficient function.

木材には異方性がありそれぞれの方向で性質が大きく異なっている。繊維方向の圧縮耐力は、直交方向の約３.５倍となり、本発明のよう繊維方向で荷重を支えることのできるような仕組みを構築すれば、同じ構成で、桧材よりも更に、約２.６倍強い土台を作ることができる。   Wood has anisotropy and properties are greatly different in each direction. The compressive yield strength in the fiber direction is about 3.5 times that in the orthogonal direction, and if a mechanism capable of supporting a load in the fiber direction as in the present invention is constructed, the structure is the same, and about 2 more than the brazing material. .6 times stronger foundation can be made.

土台に要求される性能は、「めり込み」だけでない。（財）日本住宅・木材技術センター刊「木造軸組工法住宅の許容応力度計算」」5.5.2には、「土台及びアンカーボルトは、耐力壁より先行破壊させないという考えのもとに、以下の検定を行う。（以下略）」とある。耐力壁と土台、基礎はアンカーボルトにて緊結されているが、水平方向の外乱力の建物への入力により、耐力壁近傍でモーメントが発生する。   The performance required for the foundation is not only “indentation”. According to 5.5.2, “Calculation of allowable stress level of wooden frame construction method house” published by Japan Housing and Wood Technology Center, “The foundation and anchor bolts are not to be destroyed in advance of the bearing wall. (The following is omitted). The bearing wall, foundation, and foundation are tightly connected by anchor bolts, but moments are generated near the bearing wall due to the input of horizontal disturbance force to the building.

このモーメントは、土台に直接影響を及ぼす。モーメントの力点は、耐力壁を構成する柱の部分、支点は、土台を基礎に緊結しているアンカーボルトの部分となる。モーメントは、次式により計算する。計算式は前段落に記載の刊行物の第１１２頁による。
Ｍ＝ａ・Ｔ
Ｍ：モーメント
Ｔ：柱部分（力点）に加わる力
ａ：柱部分とアンカーボルトとの距離
となる。更に
土台の曲げ応力σ≦土台の短期許容曲げ応力度ｆｂが成立する。
ここで、σ＝Ｍ／Ｚ＝ａＴ／Ｚ
σは土台の曲げ応力、Ｚは断面係数である。このモーメントに、土台が耐えなければならない。 This moment directly affects the foundation. The force point of the moment is the column part constituting the bearing wall, and the fulcrum is the part of the anchor bolt that is tightly connected to the foundation. The moment is calculated by the following formula. The calculation formula is according to page 112 of the publication described in the previous paragraph.
M = a ・ T
M: Moment T: Force applied to the column part (power point) a: Distance between the column part and the anchor bolt. Furthermore, the base bending stress σ ≦ the base short-term allowable bending stress degree fb is established.
Where σ = M / Z = aT / Z
σ is the bending stress of the base, and Z is the section modulus. The foundation must withstand this moment.

モーメントは支点と力点との距離（ａ）の関数となっているため、この距離を短くすることで、一般的に使用されている桧材と同等以上に、モーメントに対抗できる構成を構築し得る。桧は、杉材の約１.３の強度を持つから、
Ｌ＝１／１．３＝０．７７
ここで、Ｌは杉を用いた場合の係数であり、桧のアンカーボルト距離を１とした場合である。桧材を用いた土台に設置するアンカーボルトの距離を、耐力壁近傍では、０．７７倍に設置すれば、桧の土台を使用する場合と同等以上の曲げ応力をもつ。この値は現実的に可能な値であり、実施時に問題は発生しない。 Since the moment is a function of the distance (a) between the fulcrum and the force point, by shortening this distance, it is possible to construct a configuration that can counteract the moment more than the commonly used brazing material. . Because the firewood is about 1.3 times stronger than cedar,
L = 1 / 1.3 = 0.77
Here, L is a coefficient in the case of using cedar, and is a case where the anchor bolt distance of the ridge is 1. If the anchor bolt distance to be installed on the foundation using the saddle is 0.77 times in the vicinity of the load-bearing wall, the bending stress is equal to or greater than that when using the foundation of the fence. This value is a practically possible value, and no problem occurs during implementation.

図２（ａ）の杉材１ａ、または（ｂ）の杉材１ｂを用いて、杉材１ａまたは１ｂを幅方向に接合し、図３の構成層２ａを構成するか、または、杉材１ａまたは１ｂを長さ方向に接合し、図４の構成層２ｂを構成する。杉材の接合はフィンガージョイントまたは接着剤による接着とする。図２（ａ）に示す通り、杉材１ａは、上面が木口面１１、両側面を柾目面１２、前後面を板目面１３とし、杉材の繊維方向を前記上下面に対して垂直にしてある。杉材１ｂは、上面が木口面１６、両側面を板目面１７、前後面を柾目面１８とし、杉材の繊維方向を前記上下面に対して垂直にしてある。図３および図４では、木口面はその年輪の放射方向を交互にしてある（１８０度反転）が、同一方向としてもよく、適宜変更できるものであり、図面に限定されるわけではない。   Using the cedar material 1a of FIG. 2A or the cedar material 1b of FIG. 2B, the cedar material 1a or 1b is joined in the width direction to form the constituent layer 2a of FIG. 3, or the cedar material 1a Or 1b is joined to the length direction, and the structure layer 2b of FIG. 4 is comprised. The cedar is joined by finger joint or adhesive. As shown in FIG. 2 (a), the cedar 1a has a top surface 11 with a top face, a side face 12 with both side faces, a plate face 13 with front and rear faces, and the fiber direction of the cedar is perpendicular to the top and bottom faces. It is. The cedar material 1b has a top surface 16 as a top surface, a plate surface 17 as both side surfaces, and a mesh surface 18 as front and rear surfaces, and the fiber direction of the cedar material is perpendicular to the upper and lower surfaces. In FIG. 3 and FIG. 4, the radiating direction of the annual ring is alternated (180 degree reversal) in FIG. 3 and FIG. 4, but it may be the same direction and can be appropriately changed, and is not limited to the drawings.

本発明は、使用面が木口方向であるため、柱などを建てた場合に発生する集中荷重に関して、十分な、めり込み強度を持つ土台にできる。   According to the present invention, since the use surface is in the direction of the culvert, it is possible to provide a foundation having sufficient penetration strength with respect to the concentrated load generated when a pillar or the like is built.

本発明によれば、木材資源の有効利用を高めるだけでなく、従来の集成材の概念を超えた新たな用途を創出することが出来る。   According to the present invention, it is possible not only to increase the effective use of wood resources, but also to create new uses beyond the concept of conventional laminated wood.

また、材質によって使用が限定されてきている木材である杉材を広い範囲に使うことが出来るようになる。   Moreover, it becomes possible to use cedar wood, which is wood whose use has been limited by the material, in a wide range.

本発明によれば、これまでにない集成材の作り方を提案し、今まで「材質が弱いから使えない」とされてきた樹種である杉を用いることが出来るようになった。   According to the present invention, an unprecedented method of making laminated timber has been proposed, and it has become possible to use cedar, which is a tree species that has been said to be “unusable because the material is weak”.

また、集成材の概念を超えたものを製作することによって、これまでにない木材の可能性を広げることが出来るだけでなく、資源の有効活用が可能となる。   In addition, by producing something beyond the concept of laminated lumber, not only can the possibilities of unprecedented wood be expanded, but also the effective use of resources becomes possible.

本発明は、既存の集成材製作工程を生かし、工数の増加を極力抑えることが出来るため、製造経費的にはこれまでの経費と大きく変わることはない。それにもかかわらず、これまでの集成材にはない特徴を創造したものである。   The present invention makes it possible to minimize the increase in the number of man-hours by making use of the existing laminated material manufacturing process, so that the manufacturing cost is not significantly different from the conventional cost. Nonetheless, it has created features that are not found in conventional laminated wood.

この土台はいわば直交構成材であり、繊維方向がＪＡＳ規格で定義される一般集成材の繊維方向と直交していることを意味し、ＪＡＳ規格の定義には入らないものであって、木材の異方性の内、最も強度の高い木口方向を用いて、材全体の耐力を用途に合わせて強化することで上部荷重のめり込みを減少させることが出来る。また、本実施形態の土台の土台用として製作した杉の直交構成材の試作品にて、めり込み強度を測定した。その結果、板目方向および柾目方向からの荷重の、６．９４倍の強度を示した実験例がある。これは、土台用途として十分な性能を持っている。めり込み性能は、十分、建築用材として用いることが出来る強度を有している。   This foundation is a so-called orthogonal component, meaning that the fiber direction is orthogonal to the fiber direction of the general laminated wood defined in the JAS standard, and does not fall within the definition of the JAS standard. Of the anisotropy, it is possible to reduce the sinking of the upper load by strengthening the proof stress of the whole material according to the application by using the direction of the end with the highest strength. Further, the indentation strength was measured with a prototype of a cedar orthogonal component produced for the foundation of the present embodiment. As a result, there is an experimental example showing a strength of 6.94 times the load from the plate direction and the grid direction. This has sufficient performance as a base application. The penetration performance is sufficiently strong to be used as a building material.

以下に、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは無論である。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and it goes without saying that various forms can be adopted as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

［実施形態１］
実施形態１の図５および図６に示す土台３は、図２に示す、厚さ３０〜４５ｍｍ、幅１１０〜１３５ｍｍ、長さ１０５ｍｍ〜９００ｍｍの杉材１ｂを幅方向に６００ｍｍ、長さ方向に４０００ｍｍまで接着し厚さ３０ｍｍの構成層２ｂ（図４で幅が３倍のもので長さ方向に連続するもの、以下同様）を作り、これを６０ｍｍずつ長さ方向に継ぎ手部分をづらし（図５参照）、構成層２ｂを複数枚（ここでは３枚）重ねに厚さ方向に接着することにより（図６参照）、厚さ１１０〜１３５ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの土台源材とする。これを、長さ方向に複数（たとえば、５つ）に等分し、プレーナー仕上げ（粗かんな仕上げ）をし、図５に示す、厚さ１２０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ４０００ｍｍ（図では長さが省略されている）の土台３とする。仕様面である上面は木口面１１，１６となっているため、圧縮荷重に対し、十分な強度を備え、めり込みに対して強くなっている。杉材１ｂを用いたが、これにかえて杉材1ａを採用してもよい。図３に示すものをそのまま、厚さ方向若しくは長さ方向に積層して用いてもよい（以下、同様）。 [Embodiment 1]
5 and 6 of the first embodiment, the cedar material 1b having a thickness of 30 to 45 mm, a width of 110 to 135 mm, and a length of 105 mm to 900 mm shown in FIG. 2 is 600 mm in the width direction and 600 mm in the length direction. A constituent layer 2b having a thickness of 30 mm and a thickness of 30 mm is formed by bonding up to 4000 mm (the same in the following in FIG. 4), and the joint portion is drawn in the length direction by 60 mm (see FIG. 4). 5), by laminating a plurality (three in this case) of the constituent layers 2b in the thickness direction (see FIG. 6), a base source material having a thickness of 110 to 135 mm, a width of 600 mm, and a length of 4000 mm is obtained. . This is equally divided into a plurality (for example, five) in the length direction, and planar finish (rough finish) is performed. As shown in FIG. 5, the thickness is 120 mm, the width is 120 mm, and the length is 4000 mm. The base 3 is omitted). Since the upper surface which is a specification surface is the end surfaces 11 and 16, it has sufficient strength against compressive load and is strong against indentation. Although cedar material 1b is used, cedar material 1a may be used instead. 3 may be used as they are in the thickness direction or the length direction (the same applies hereinafter).

［実施形態２］
実施形態２の図７に示す土台１３は、図１および図２に示す、厚さ３０〜４５ｍｍ、幅１１０〜１３５ｍｍ、長さ１０５ｍｍ〜９００ｍｍの杉材１ｂを幅方向に６００ｍｍ、長さ方向に４０００ｍｍまで接着し厚さ３０ｍｍの構成層２ｂを作り、これを適宜長さに長さ方向に継ぎ手部分をづらし、構成層２ｂを複数枚（ここでは２枚）重ねて厚さ方向に接着し、さらにその外側に、幅方向に厚さ３０ｍｍ×幅６００ｍｍ×長さ４０００ｍｍの板１４を接着することにより、厚さ１１０〜１３５ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの構成材としたものである。これを、長さ方向に複数（たとえば、５つ）に等分し、図７に示す通り、厚さ１２０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ４０００ｍｍの土台源材とする。これにプレーナー仕上げ（粗かんな仕上げ）をし、図７に示す土台１３とする。板１４は上面が柾目面、前後面が木口面、両側面が板目面となっている。構成層２ｂと板１４の繊維方向が直交している。仕様面である上面は木口面１１，１６となっているため、圧縮荷重に対し、十分な強度を備え、めり込みに対して強くなっている。上面の木口面積の比率は、約１／２になるが、木口面は、板目面の１０倍以上強いため木口の面積が減少した材となっていても、十分な強度を持つ。 [Embodiment 2]
The base 13 shown in FIG. 7 of Embodiment 2 is a cedar material 1b having a thickness of 30 to 45 mm, a width of 110 to 135 mm, and a length of 105 mm to 900 mm shown in FIG. 1 and FIG. Adhering up to 4000 mm to make a constituent layer 2 b with a thickness of 30 mm, laying out the joint part in the length direction to an appropriate length, and stacking a plurality of constituent layers 2 b (here two pieces) and adhering in the thickness direction, Further, by adhering a plate 14 having a thickness of 30 mm, a width of 600 mm and a length of 4000 mm to the outside in the width direction, a constituent material having a thickness of 110 to 135 mm, a width of 600 mm, and a length of 4000 mm is obtained. This is equally divided into a plurality (for example, five) in the length direction, and as shown in FIG. 7, a base source material having a thickness of 120 mm, a width of 120 mm, and a length of 4000 mm is obtained. A planar finish (rough finish) is applied to the base 13 as shown in FIG. The upper surface of the plate 14 is a grid surface, the front and rear surfaces are a mouthpiece surface, and both side surfaces are plate surfaces. The fiber directions of the constituent layer 2b and the plate 14 are orthogonal. Since the upper surface which is a specification surface is the end surfaces 11 and 16, it has sufficient strength against compressive load and is strong against indentation. The ratio of the top end area is about ½, but the end face is 10 times or more stronger than the grain face, so that it has sufficient strength even if it has a reduced end area.

［実施形態３］
実施形態３の図８および図９に示す土台２３は、図１および図２に示す、厚さ３０〜４５ｍｍ、幅１１０〜１３５ｍｍ、長さ１０５ｍｍ〜９００ｍｍの杉材１ｂを幅方向に６００ｍｍ、長さ方向に４０００ｍｍまで接着し厚さ３０ｍｍの構成層２ｂを作り、複数枚（ここでは３枚）の構成層２ｂと、複数枚（ここでは２枚）の同一サイズの板２４を交互に厚さ方向に接着することにより、厚さ１１０〜１３５ｍｍ、幅６００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの土台源材としたものである。これを、長さ方向に複数（たとえば、５つ）に等分し、厚さ１２０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ４０００ｍｍとし、プレーナー仕上げ（粗かんな仕上げ）をし、土台２３とする。板２４は上面が柾目面、前後面が木口面、両側面が板目面となっている。構成層２ｂと板２４の繊維方向が直交している。仕様面である上面は半分以上が木口面１１，１６となっているため、圧縮荷重に対し、十分な強度を備え、めり込みに対して強くなっている。上面の木口面積の比率は、約３／５になるが、木口面は、板目面の１０倍以上強いため木口の面積が減少した材となっていても、十分な強度を持つ。 [Embodiment 3]
The base 23 shown in FIGS. 8 and 9 of the third embodiment is a cedar material 1b having a thickness of 30 to 45 mm, a width of 110 to 135 mm, and a length of 105 mm to 900 mm shown in FIGS. A constituent layer 2b having a thickness of 30 mm is formed by bonding up to 4000 mm in the vertical direction, and a plurality of (here, three) constituent layers 2b and a plurality of (here, two) plates 24 of the same size are alternately thickened. By bonding in the direction, a base source material having a thickness of 110 to 135 mm, a width of 600 mm, and a length of 4000 mm is obtained. This is equally divided into a plurality of pieces (for example, five pieces) in the length direction to have a thickness of 120 mm, a width of 120 mm, and a length of 4000 mm, and a planar finish (rough finish). The upper surface of the plate 24 is a grid surface, the front and rear surfaces are a mouthpiece surface, and both side surfaces are plate surfaces. The fiber directions of the constituent layer 2b and the plate 24 are orthogonal to each other. Since the upper surface, which is the specification surface, has the top surfaces 11 and 16 of more than half, it has sufficient strength against compressive load and is strong against penetration. Although the ratio of the top end area is about 3/5, the end face is more than 10 times stronger than the grain surface, so that it has sufficient strength even if it has a reduced end area.

［実施形態４］
実施形態４の図１０および図１１に示す土台３３は、実施形態３の接合枚数を減数し、構成層２ｂを２枚、板３４（板２４に相当するもの）を１枚とし、構成層２ｂに対して板３４を厚さ方向に接着したものであり、説明は実施形態３の説明を援用する。上面の木口面積の比率は、約２／３になるが、木口面は、板目面の１０倍以上強いため木口の面積が減少した材となっていても、十分な強度を持つ。 [Embodiment 4]
The foundation 33 shown in FIGS. 10 and 11 of the fourth embodiment is obtained by reducing the number of bonded members of the third embodiment, including two component layers 2b and one plate 34 (corresponding to the plate 24), and constituting layer 2b. The plate 34 is bonded in the thickness direction, and the description of the third embodiment is used for the description. The ratio of the top end area is about 2/3, but the end face is more than 10 times stronger than the grain surface, so that it has sufficient strength even if it has a reduced end area.

［実施形態５］
実施形態５の図１２および図１３に示す土台４３は、実施形態３の土台２３の構成層２ｂと板２４の位置を交換したものであり、説明は実施形態３の説明を援用する。上面の木口面積の比率は、約２／５になるが、木口面は、板目面の１０倍以上強いため木口の面積が減少した材となっていても、十分な強度を持つ。 [Embodiment 5]
The base 43 shown in FIGS. 12 and 13 of the fifth embodiment is obtained by exchanging the positions of the constituent layer 2b and the plate 24 of the base 23 of the third embodiment, and the description of the third embodiment is used for the description. The ratio of the top end area is about 2/5, but the end face is more than 10 times stronger than the grain face, so that it has sufficient strength even if it has a reduced end area.

［実施形態６］
実施形態６の図１４に示す土台５３は、実施形態４の土台３３の構成層２ｂと板３４の位置を交換したものであり、説明は実施形態３の説明を援用する。上面の木口面積の比率は、約１／３になるが、木口面は、板目面の１０倍以上強いため木口の面積が減少した材となっていても、十分な強度を持つ。 [Embodiment 6]
A base 53 shown in FIG. 14 of the sixth embodiment is obtained by exchanging the positions of the constituent layer 2b and the plate 34 of the base 33 of the fourth embodiment, and the description of the third embodiment is used for the description. The ratio of the top end area is about 1/3, but the end face is 10 times or more stronger than the grain surface, so that it has sufficient strength even if it has a reduced end area.

次に、土台のサンプルを作成し、実際に部分圧縮実験（めり込み実験）を行った。この実験は「針葉樹の構造用製材の日本農林規格」目視等級製材及び機械等級製材、「日本建築学会木質構造設計規準」の普通構造材の上面に直角方向の部分圧縮試験に準拠して行ったものであり、加圧状態は、材中間部におけるめり込みである。
用いた検体は、以下の６点である。
それぞれの材幅は１０５ｍｍとしている。
荷重実験に用いた鉄製プレートの接触面の幅は１０５ｍｍである。
従って、部分圧縮部分の面積は、１０５ｍｍ×１０５ｍｍ＝１１，０２５ｍｍ²となっている。
比較例１は、４プライ（プライは構成層の数を示す、以下Ｐと表記）からなる縦積層の土台で、貼り合わせの柾目面から荷重するものである。
比較例２は、４Ｐからなる横積層の土台で、貼り合わせの板目面から荷重するものである。
実験例１は、構成層２ｂが５Ｐからなる土台で、上面が木口面＋柾目面＋木口面＋柾目面＋木口面の縦積層としたものである。
実験例２は、構成層２ｂが３Ｐからなる土台で、上面が木口面＋桧板面（柾目または板目）＋木口面とした縦積層したものである。 Next, a base sample was prepared and a partial compression experiment (indentation experiment) was actually performed. This experiment was conducted in accordance with the partial compression test in the direction perpendicular to the upper surface of the normal structural material of the “Japan Agricultural Standard for Coniferous Structural Lumber” visual grade lumber and mechanical grade lumber, and the “Japanese Architectural Institute Wood Structure Design Standard”. The pressurized state is sunk in the middle part of the material.
The samples used were the following 6 points.
Each material width is 105 mm.
The width of the contact surface of the iron plate used for the load experiment is 105 mm.
Accordingly, the area of the partially compressed portion is 105 mm × 105 mm = 11,025 mm ² .
Comparative Example 1 is a vertically stacked base composed of 4 plies (ply indicates the number of constituent layers, hereinafter referred to as P), and is loaded from the grid surface of the bonding.
Comparative Example 2 is a laterally laminated base composed of 4P, and loads are applied from the bonded plate surface.
Experimental example 1 is a base in which the constituent layer 2b is made of 5P, and the upper surface is a vertical stack of a front end surface + a cross end surface + a front end surface + a front end surface + a front end surface.
Experimental Example 2 is a base in which the constituent layer 2b is made of 3P, and the upper surface is vertically stacked with a top end surface + a side plate surface (a grid or a plate) + a front end surface.

比較例１、２、実験１、２は、全て杉材にて製作した。実験例２は、中心部に桧材を使用した。
比較例１の最大値は、約７１ｋＮとなった。
比較例２の最大値は、約７０ｋＮとなった。
実験例１の最大値は、約２２６ｋＮとなった。
実験例２の最大値は、約１８１ｋＮとなった。
比較例１、２は、一般的な集成材である。木口面を使用した実験例１，２の構成材では、弾性変形領域（線形領域）では直線の傾斜が大きくなっていて、めり込み量が少ないので、比較例１、２と明らかに異なる強度が出現している。
さらに、この結果から、５Ｐ構成で上面が柾目面＋木口面＋柾目面＋木口面＋柾目面で作成された場合の耐力出現を線形領域で検討した。
変位が１ｍｍまでの荷重での領域は、土台として利用される場合の安全領域であるため、その領域内の木口構成材線形量を計算し、上記の構成の場合の応力を算定した。
上記の構成で桧の土台よりも、約３．５倍の強度を持つことが解った。
よって、この構成層は、材質の柔らかい杉を用いても土台として十分な強度をもつ。 Comparative Examples 1 and 2 and Experiments 1 and 2 were all made of cedar. In Experimental Example 2, a brazing material was used at the center.
The maximum value of Comparative Example 1 was about 71 kN.
The maximum value of Comparative Example 2 was about 70 kN.
The maximum value of Experimental Example 1 was about 226 kN.
The maximum value of Experimental Example 2 was about 181 kN.
Comparative Examples 1 and 2 are general laminated materials. In the structural materials of Experimental Examples 1 and 2 using a wood end, the straight line slope is large in the elastic deformation region (linear region), and the amount of penetration is small. is doing.
Furthermore, from this result, the appearance of the proof stress was examined in the linear region when the upper surface was created with a 5P configuration and the upper surface was made up of the mesh surface + the end surface + the end surface + the end surface + the end surface.
Since the region with a load up to 1 mm in displacement is a safe region when used as a foundation, the linear amount of the xylem component material in that region was calculated, and the stress in the case of the above configuration was calculated.
It has been found that the above configuration has about 3.5 times the strength of the base of the kite.
Therefore, this constituent layer has sufficient strength as a foundation even when soft cedar is used.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることは無論である。たとえば、実施形態では木口面が露出していたが、木口面を含む上下面に一般ラミナ材を接着し、被覆したものでもよい。また、実施形態では杉材１ａ、１ｂの繊維方向が上面と垂直の場合を例示したが、適宜角度に傾斜させてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and the like can be made without departing from the technical idea of the present invention. Of course, it is included in the technical scope of the invention. For example, the end face is exposed in the embodiment, but a general lamina material may be adhered and covered on the upper and lower surfaces including the end face. Moreover, although the case where the fiber direction of the cedar materials 1a and 1b is perpendicular to the upper surface is illustrated in the embodiment, the cedar materials 1a and 1b may be inclined at an appropriate angle.

木材の各部分の呼称について示した図である。It is the figure shown about the name of each part of wood. （ａ）（ｂ）は本発明実施形態の土台を構成する杉材の斜視図である。(A) (b) is a perspective view of the cedar material which comprises the foundation of embodiment of this invention. 本発明実施形態の土台を構成する構成層の斜視図である。It is a perspective view of the component layer which comprises the foundation of this invention embodiment. 同じく土台の別の構成層の斜視図である。It is a perspective view of another component layer of a foundation similarly. 本発明の第１実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of a 1st embodiment of the present invention. 同土台の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the base. 本発明の第２実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of 3rd Embodiment of this invention. 同土台の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the base. 本発明の第４実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of 4th Embodiment of this invention. 同土台の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the base. 本発明の第５実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of 5th Embodiment of this invention. 同土台の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the base. 本発明の第６実施形態の土台の斜視図である。It is a perspective view of the foundation of 6th Embodiment of this invention. 比較例１の土台を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the base of the comparative example 1. 比較例２の土台を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the base of the comparative example 2. 本発明の第１実験例の土台を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the foundation of the 1st experiment example of this invention. 本発明の第２実験例の土台を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the base of the 2nd experiment example of this invention. 比較例１のめり込み試験を示すグラフである。5 is a graph showing a penetration test of Comparative Example 1. 比較例２のめり込み試験を示すグラフである。10 is a graph showing a penetration test of Comparative Example 2. 本発明の第１実験例のめり込み試験を示すグラフである。It is a graph which shows the penetration test of the 1st experiment example of this invention. 本発明の第２実験例のめり込み試験を示すグラフである。It is a graph which shows the penetration test of the 2nd experiment example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ，１ｂ…杉材 ２ａ，２ｂ…構成層 １１…木口面 １２…柾目面
１３…板目面 １６…木口面 １７…板目面 １８…柾目面
３，１３，２３，３３，４３，５３…土台 １４，２４，３４…板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Cedar 2a, 2b ... Constituent layer 11 ... Kiguchi surface 12 ... Grain surface 13 ... Plane surface 16 ... Kiguchi surface 17 ... Plane surface 18 ... Grain surface 3, 13, 23, 33, 43, 53 ... Base 14, 24, 34 ... board

Claims (4)

直方体形状の圧縮されていない杉材の上下面に木口面を含み、両側面および前後面を柾目面または板目面とし、杉材の繊維方向を前記上下面に対して垂直とするかまたは傾斜させ、
該各杉材を厚さ方向または長さ方向に集合接着することにより構成層を形成し、
該構成層を厚さ方向または長さ方向に集合接着させて集合材とし、該集合材の上面から荷重を加えることを特徴とする土台。 The upper and lower surfaces of the uncompressed cedar wood in the shape of a rectangular parallelepiped include a butt face, both side faces and front and back faces are grid faces or plank faces, and the fiber direction of the cedar wood is perpendicular to the upper and lower faces or is inclined Let
A constituent layer is formed by collectively bonding the cedar materials in the thickness direction or the length direction,
A foundation characterized in that the constituent layers are collectively bonded in the thickness direction or the length direction to form an aggregate, and a load is applied from the upper surface of the aggregate. 前記構成層の上面が、厚さ方向または長さ方向に、
板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、
板目もしくは柾目、木口、木口、板目もしくは柾目、または、
板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、木口、板目もしくは柾目、
の組み合わせで構成することを特徴とする請求項１の杉材を用いた土台。 The upper surface of the constituent layer is in the thickness direction or the length direction,
Slab or glazed eyes, wood mouth, slab or glazed eyes,
Grain or square, wood mouth, wood mouth, wood grain or square, or
Slab or square, wood, slab or square, wood, slab or square,
The foundation using the cedar wood according to claim 1, wherein the base is made of a combination of 外層用の前記構成層が一般ラミナ材である請求項１の集成材による土台。   The foundation made of laminated timber according to claim 1, wherein the constituent layer for the outer layer is a general lamina material. 前記構成層と一般ラミナ材とが積層方向に対して互い違いに接着される請求項１の土台。   The foundation according to claim 1, wherein the constituent layers and the general lamina material are alternately bonded to each other in the stacking direction.