JP3742703B2 - ボルト状固定具の補強構造及びこれを用いた建築、構造物の補強構造 - Google Patents
ボルト状固定具の補強構造及びこれを用いた建築、構造物の補強構造 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はボルト状固定具の補強構造及びこれを用いた建築、構造物の補強構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建築、構築物の柱、梁、桁等の木材に強度を担うボルトを圧入し、このボルトを固定点として利用しそこへ何かの製品を吊り下げたり或いは他部材を接合する場合、安全度を考慮してボルトの径や長さ等のサイズ選定を行いボルトの頭部へ掛かる剪断荷重を対処するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予想外の大きな外圧がボルトの頭部に負荷されたり、建築、構築物に対して震度の大きな地震が襲った場合等には、通常想定される剪断荷重より大きな剪断荷重がボルトの頭部に集中して瞬間的に負荷されることになって、そのボルト頭部その他に曲げ荷重や引張り荷重が働くことになる。その結果、ボルトが変形したり、ボルトが木部から浮いたりしてしまうことがあり得る。
【0004】
そこで、この発明は、このような場合にボルトが変形したり、ボルトが木部から浮いたりしてしまうことがないように、ボルトの固定状態を補強し、この様なボルトを使用する建築、構築物の強構部材の接合状態を補強せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、取付け対象部材へ圧入して固定したボルト状の主固定具に対し、交差方向で、広がりを有する反力伝達金具を係合させ且つ取付け対象部材の取付け面に対応位置決めすると共に、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させたボルト状の従固定具により直接的または間接的に反力伝達金具を内面側から支持せしめこの反力伝達金具に反力を付与可能とすることで、ボルト状固定具の補強構造を構成している。
【0006】
そして請求項2記載の発明は、取付け対象部材が、建築、構築物の強度部材である場合に、そこへ配する反力伝達金具の広がりサイズを調整し、複数の取付け対象部材にまで延設して取り付けられものにすることで、反力伝達機能と接合機能を反力伝達金具に持たせたものである。
【0007】
更に、請求項3の発明では、反力伝達金具の取付け位置が取付け対象部材の取付け面に直接的に当接しない場合として、仕上げ材の外面に沿わせた状態で取付け対象部材の取付け面に対応位置決めさせ、その仕上げ材の外面と同じ面位置となる状態に従固定具を圧入してある構造を構成した。
【0008】
更に請求項4の発明は、上記したボルト状固定具の補強構造が建築、構築物の複数の強度部材に採用された場合を予定するもである。即ち、建築、構築物の複数の強度部材の内、少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択し、各取付け対象部材に各々固定点を定め各固定点にボルト状の主固定具を圧入固定し、両方の主固定具間へ接続要素を架設して相対的な引張力を付与せしめる建築、構築物の補強構造を先ず前提とし、少なくとも一方の主固定具に対し、交差方向で、広がりを有する反力伝達金具を係合させ且つ取付け対象部材の取付け面に対応位置決めすると共に、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させたボルト状の従固定具により直接的または間接的に反力伝達金具を内面側から支持せしめこの反力伝達金具に反力を付与可能とした建築、構築物の補強構造を構成するものとした。
【0009】
そして更に、請求項5の発明は、建築、構築物の複数の強度部材の内、上下、斜め、または左右に位置する少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択する建築、構築物の補強構造とした。
【0010】
【発明の実施の形態】
この発明に係るボルト状固定具の補強構造は、主固定具と、反力伝達金具とそして従固定具とで主に構成されるものである。主固定具は、ボルト状のもので、取付け対象部材へ圧入して固定するものである。
【0011】
以上及び以下の説明において、圧入とは、取付け孔を相手方部材に予め形成してそこに螺合する場合、予め螺合部分を割り構造にしておき螺合に加えて拡広して食い込ませる場合、雌の受け部品を相手方部材に予め嵌入しておきそこに組み込む場合、取付け孔を開孔せず相手方部位に食い込ませる場合等を含む用語であり、ボルト状の主固定具が相手方部材に確りと食い込んで固定される状態が得られるのであれば、その全てを含む用語として使用される。
【0012】
反力伝達金具は、ボルト状の主固定具と交差方向で係合させるものであり、しかも取付け対象部材の取付け面に対応位置決めされるものであって、任意の広がりを有するパネル状、プレート状、ナット状、鍔状等の金具である。
【0013】
交差方向とは主固定具の剪断方向を意味し、係合の仕方は螺合、嵌入等に限定されず主固定具の剪断荷重が反力伝達金具に伝達できまたその逆に反力伝達金具から主固定具に応力が伝達できる状態であればどのような係合の仕方であっても良い。従って、主固定具に反力伝達金具が組み合わされる状態であれば直接的か間接的かを問わないものである。
取付け面に対応位置決めとは、取付け面に直に当接する場合や、少し間を置いて対応させる場合、或いは取付け面との間に他の部材、例えば外装材を存在させこの他の部材外面に沿わせる場合等を含むものである。
【0014】
そしてこの反力伝達金具は、取付け対象部材が、建築、構築物の強度部材である場合には、他の取付け対象部材にまで延設して取り付けられることも可能であり、この場合反力伝達機能と接合機能をもつことになる。
【0015】
従固定具は、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させるボルト状のものであり、直接的または間接的に、反力伝達金具を内面側から支持せしめ、この反力伝達金具に反力を付与可能とするものである。反力伝達金具を内面側から支持する状態は、単に当接するだけの場合、ナットを介して接合する場合等を含む。
【0016】
またこの発明に係る建築、構築物の補強構造は、建築、構築物の複数の強度部材の内、少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択し、各取付け対象部材に各々固定点を定め各固定点にボルト状の主固定具を圧入固定し、両方の主固定具間へ接続要素を架設して相対的な引張力を付与せしめる状態を前提とする。建築、構築物の複数の強度部材とは、柱、梁、桁、土台、布基礎、ペース部、このペース部に支持される他の部材等広く建築、構築物にあって強度を担う部材を示す用語として使用される。
【0017】
接続要素は主固定具の頭部間に架設し接続して、そこに相対的な引張力を付与せしめるものであるが、架設の仕方や接続の仕方は直接的でも他の補助部品を介して行うようにしても良い。
【0018】
そして以上の前提となる構造に対し、この建築、構築物の補強構造は、更に以下の条件によって構成される。即ち、少なくとも一方の主固定具に対し、交差方向で、広がりを有する反力伝達金具を係合させ且つ取付け対象部材の取付け面に対応位置決めさせると共に、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させたボルト状の従固定具により直接的または間接的に反力伝達金具を内面側から支持せしめこの反力伝達金具に反力を付与可能とするものである。
【0019】
そして、建築、構築物の複数の強度部材の内、上下、斜め、または左右に位置する少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択することが可能である。
【0020】
【実施例】
以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。図1および図2は第1の実施例を示す。ボルト状の主固定具1は、ネジ部2と胴部3と頭部4を有し、ネジ部2が取付け対象部材としての桁5に圧入され、胴部3は外壁仕上げ材6に圧入され、頭部4が外部に露出した状態にして桁5に取り付けられる。
反力伝達金具7は矩形の広がりを有するプレート状のもので、桁5の上下幅サイズに相応するサイズとしてある。この反力伝達金具7は主固定具1に対して、交差方法つまり図2で下方向になる剪断方向に組み合わせてあり、具体的には主固定具1の胴部3に嵌合したようにされる。そして反力伝達金具7は外壁仕上げ材6の外面8にあてがう状態とされ、結果として桁5の取付け面9に対応位置決めされ、ステンレスコーチボルト10を4本外壁仕上げ材6及び桁5へ圧入することにより反力伝達金具7はそこで固定される。
【0021】
以上のような反力伝達金具7を固定する前に、外壁仕上げ材6及び桁5へ従固定具としてのコーチボルト11が3本圧入され、その頭部12が外壁仕上げ材6の外面8と同じ面位置となる状態にいわば埋め込まれる。従って、反力伝達金具7を固定すると、反力伝達金具7の内面13が3本のコーチボルト11の頭部12に当接することで、反力伝達金具7がコーチボルト11によって支持される。
【0022】
このようなボルト状固定具の補強構造にあっては、もし剪断方向即ち図2の下方向へ瞬間的に予想外の荷重が負荷された場合、主固定具1の頭部4は反力伝達金具7を介して従固定具である3本のコーチボルト11に負荷を伝えるが、逆に3本のコーチボルト11に支持されていることから反力伝達金具7はその反力を主固定具1に伝達し付与することになるから、主固定具1が桁5から浮いたり、その頭部4が変形したりすることが規制されることとなる。
【0023】
図3及び図4は第2の実施例を示す。反力伝達金具14は上下で長い長方形を有し、桁5の取付け面9のみならず柱15の取付け面16の一部にまでおよぶサイズのものとされ、8本のステンレスコーチボルト17を外壁仕上げ材6及び桁5更に柱15へ圧入することにより反力伝達金具14はそこで固定される。従って、この反力伝達金具14は桁5と柱15を接合することになり、反力伝達機能と接合機能をもつことになる。その他の構造と各部の作用、機能は、上記第1実施例と同様につき共通する部分を同一符号で示すことにして重複説明を省略する。
【0024】
図5は第3実施例を示す。厚板状の反力伝達金具18がボルト状の従固定具19により取付け対象部材20の取付け面21に対して直接的に取付け・固定されている。従固定具19はその頭部22が反力伝達金具18を貫通し、ナット状のスペーサ23を介してナット24を締めつけることで反力伝達金具18を挟み込んだ状態を呈し、これにより従固定具19は反力伝達金具18を支持する。
【0025】
このため、外装仕上げ材25は反力伝達金具18を受け入れる開口部26を備え、またこの開口部26は被覆板27で覆われている。被覆板27はステンレスコーチボルト28にて外装仕上げ材25へ固定される。また反力伝達金具18と主固定具1の係合は、主固定具1の胴部29にネジ部30を形成し、反力伝達金具18にも対応するネジ部を形成し、螺合することによって行うものである。
【0026】
従って予期せぬ剪断荷重が主固定具1の頭部4に図5で下方に向けて負荷された場合、上側の従固定具19は図5中左方向へ又下側の従固定具19は右方向へ移動しようとするが、逆に反力伝達金具18を介して下側の従固定具19から上側の従固定具19へ反力が伝達されることになって、主固定具1が取付け対象部材20から浮き上がったりその頭部4が変形したりすることが阻止される。
その他の構造と各部の作用、機能は、上記第1実施例と同様につき共通する部分を同一符号で示すことにして重複説明を省略する。
【0027】
図6ないし図8は第4実施例と第5実施例を示す。両実施例は、共に木造住宅における複数の強度部材の内、柱31、32と布基礎33とを取付け対象部材として選択している。従って両実施例は上下に位置する二つの強度部材が取付け対象部材として選択されたことになる。そして図6と図7に示される第4実施例は柱31と布基礎33とに各一つの固定点を定めまた図6と図8に示される第5実施例は柱32に二つの固定点を布基礎33に一つの固定点を定めている。
【0028】
第4実施例では、布基礎33にアンカーボルト34が圧入され接着材35が施されている。頭部36はアンカーボルト34に螺合され布基礎33の外部に露出した状態となる。柱31には第1実施例(図1と図2参照)で説明したボルト状固定具の補強構造が形成されている。そして主固定具1の頭部4とアンカーボルト34の頭部36間に、接続要素としてのロッド37が架設され、その両端にナット38、39が取付けられて主固定具1とアンカーボルト34間に相対的な引張力を付与せしめている。
【0029】
従って、第4実施例に示す建築、構築物の補強構造が予期せぬ大きな地震に襲われても、先ず柱31の固定点に採用したボルト状固定具の補強構造が機能する。つまり主固定具1が反力伝達金具7と従固定具としてのコーチボルト11の存在によって反力が伝達されるから柱31から主固定具1の浮き上がりやその頭部4の変形することが阻止される。更に、この頭部4が接続要素としてのロッド37で接続され且つその間に引張力が付与されているから、主固定具1をアンカーボルト34が規制しもって柱31を布基礎33が規制することになり、柱31が土台40から浮いたり外れたりすることを阻止することができる。
【0030】
第5実施例に示す建築、構築物の補強構造では、柱32に二つの固定点が定められ、それぞれに第1実施例(図1と図2参照)で説明したボルト状固定具の補強構造が採用されている。そして上側の主固定具1の頭部4と、中央の主固定具1の頭部4と、布基礎33に圧入したアンカーボルト34の頭部36との間に、接続要素としての通しロッド41が架設され、その両端にナット38、39がまた中央の頭部4の上下側に止めナット42、43がそれぞれ取付けられて二つの主固定具1、1とアンカーボルト34間に相対的な引張力を付与せしめている。
【0031】
従ってこの第5実施例で示す建築、構築物の補強構造が予期せぬ大きな地震に襲われ上下と左右の合成方向、即ち斜め方向で剪断荷重が作用しても、先ず柱32の二つの固定点に採用した各ボルト状固定具の補強構造が機能し、二つの主固定具1、1の浮き上がりや変形を各々阻止する。更に、二つの頭部4が接続要素として通しロッド41で接続され且つその間に引張力が付与されているから、二つの主固定具1、1をアンカーボルト34が規制しもって柱32を布基礎33が規制することになり、柱32が土台40から浮いたり外れたりすることを阻止することができる。
【0032】
第4実施例と第5実施例にあっては、共通する部分が多く、更にその他の構造と各部の作用、機能は、上記第1実施例と同様につき、それぞれ共通する部分を同一符号で示すことにして重複説明を省略する。
【0033】
図9は第6実施例を示す。この第6実施例で示す建築、構築物の補強構造では、木造住宅の複数の強度部材の内、斜めに位置する少なくとも二つの強度部材として柱44と布基礎33、そして更に柱45と布基礎33が、それぞれ取付け対象部材として選択されている。
【0034】
図10は第7実施例を示す。この第7実施例で示す建築、構築物の補強構造では、木造住宅の複数の強度部材の内、上下に位置する少なくとも二つの強度部材として土台46と柱47を、またこれに加えて柱48と桁49、柱50を挟んで左右の桁49と51を、それぞれ取付け対象部材として選択している。
【0035】
そして第6と第7の両実施例では、それぞれ選択した取付け対象部材に、固定点を定め、第1実施例(図1と図2参照)で説明したボルト状固定具の補強構造を各々に採用している。
【0036】
従って第7実施例で示す建築、構築物の補強構造では、大きな地震によって水平方向に剪断荷重が作用しても、柱47と土台46、柱48と桁49、左右の桁49、51と間の柱50、の各接合部分が浮いたり、外れたりすることを阻止することができる。同様に第6実施例では、上下・左右の合成された方向、即ち斜め方向へ荷重が負荷されても、斜め方向での柱44と布基礎33、柱45と布基礎33の強度を補強しているから、各接合部分が外れたり浮いたりすることがない。この補強構造の場合、特に筋違補強としても効果的である。なお、第6実施例と第7実施例にあっては、共通する部分が多く、更にその他の構造と各部の作用、機能は、上記第1実施例と同様につき、それぞれ共通する部分を同一符号で示すことにして重複説明を省略する。
【0037】
【発明の効果】
この発明によるボルト状固定具の補強構造そしてこれを使用した建築、構築物の補強構造によれば、予期せぬ大きな外圧がかかった場合や大きな地震が発生した場合でも、取付け対象部材へ圧入して固定したボルト状の主固定具の浮き上がりや変形を阻止でき、また建築、構築物の複数の強度部材の各接合部を維持し浮いたり外れたりすることを防止できるという優れた効果が期待できる。
【0038】
更にこのボルト状固定具の補強構造を使用した建築、構築物の補強構造は、新築や既存を問わず外装仕上げ材を施してもその後から後付けして適用できるから特に既存の建築、構築物の補強に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す側面図。
【図2】図1の矢示II−II線に沿う断面図。
【図3】第2実施例を示す側面図。
【図4】図3の矢示IV−IV線に沿う断面図。
【図5】第3実施例を示す断面図。
【図6】第4実施例と第5実施例を併せて示す木造住宅の概略側面図。
【図7】第4実施例を詳細に示す断面図。
【図8】第5実施例を詳細に示す断面図。
【図9】第6実施例を示す木造住宅の概略側面図。
【図10】第7実施例を示す木造住宅の概略側面図。
【符号の説明】
1 主固定具
5 取付け対象部材、桁
7、14、18 反力伝達金具
11、19 従固定具、コーチボルト
31、32 取付け対象部材、柱
33 布基礎
34 アンカーボルト
37 接続要素、通しロッド
44、49、51 取付け対象部材、桁
47、48、50 取付け対象部材、柱
Claims (5)
- 取付け対象部材へ圧入して固定したボルト状の主固定具に対し、交差方向で、広がりを有する反力伝達金具を係合させ且つ取付け対象部材の取付け面に対応位置決めすると共に、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させたボルト状の従固定具により直接的または間接的に反力伝達金具を内面側から支持せしめこの反力伝達金具に反力を付与可能としたボルト状固定具の補強構造。
- 取付け対象部材が、建築、構築物の強度部材であって、反力伝達金具が複数の取付け対象部材にまで延設して取り付けられ反力伝達機能と接合機能をもつものである、請求項1記載のボルト状固定具の補強構造。
- 反力伝達金具を仕上げ材の外面に沿わせた状態で取付け対象部材の取付け面に対応位置決めさせ、その仕上げ材の外面と同じ面位置となる状態に従固定具を圧入してある、請求項1または2いずれか記載のボルト状固定具の補強構造。
- 建築、構築物の複数の強度部材の内、少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択し、各取付け対象部材に各々固定点を定め各固定点にボルト状の主固定具を圧入固定し、両方の主固定具間へ接続要素を架設して相対的な引張力を付与せしめる建築、構築物の補強構造であって、
少なくとも一方の主固定具に対し、交差方向で、広がりを有する反力伝達金具を係合させ且つ取付け対象部材の取付け面に対応位置決めすると共に、主固定具の周辺位置で主固定具とほぼ同方向へ取付け対象部材に圧入して固定させたボルト状の従固定具により直接的または間接的に反力伝達金具を内面側から支持せしめこの反力伝達金具に反力を付与可能とした建築、構築物の補強構造。 - 建築、構築物の複数の強度部材の内、上下、斜め、または左右に位置する少なくとも二つの強度部材を取付け対象部材として選択する、請求項4記載の建築、構築物の補強構造。
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