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

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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