JP2020193473A - 木質梁、及び木質梁とコンクリート柱とを含む構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】強度が補強されるとともに接続が容易な木質梁、及びこのような木質梁とコンクリート柱とを備えた構造体を提供する。
【解決手段】構造体は、コンクリート柱及び前記コンクリート柱に接続された木質梁を備えた構造体であり、前記木質梁は、前記木質梁の長手方向の全域に亘って延在する挿入部を含む木製の梁本体と、前記梁本体における前記長手方向の一端面及び他端面からそれぞれ端部が突出するようにして前記挿入部内に挿入される金属製の棒状部材と、前記棒状部材が挿入された前記挿入部内に充填される充填剤と、を含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、木質梁、及び木質梁とコンクリート柱とを含む構造体に関する。

近年、木質梁とコンクリート柱との接続構造が種々開発されている。このような木質部材の接続構造に関する技術が特許文献１に開示されている。

特開２０１８−１２３６２８号公報

ところで、特許文献１に開示された木質接続構造では、木質梁とコンクリート柱との接合に、該木質梁の挿入穴に配置した棒状部材が用いられる。しかし、かかる構造によれば、木質梁とコンクリート柱との接合強度の向上が図られるが、木質梁全体の補強を考慮した際にはさらなる改善の余地があった。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、強度が補強されるとともに接続が容易な木質梁、及びこのような木質梁とコンクリート柱とを備えた構造体を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る構造体は、
コンクリート柱及び前記コンクリート柱に接続された木質梁を備えた構造体であって、
前記木質梁は、
前記木質梁の長手方向の全域に亘って延在する挿入部を含む木製の梁本体と、
前記梁本体における前記長手方向の一端面及び他端面からそれぞれ端部が突出するようにして前記挿入部内に挿入される金属製の棒状部材と、
前記棒状部材が挿入された前記挿入部内に充填される充填剤と、を含む。

上記（１）の構成によれば、金属製の棒状部材により、梁の長手方向の全域に亘って強度が補強された木質梁とコンクリート柱とを備えた構造体を提供することができる。また、棒状部材の端部が、梁本体における長手方向の一端面及び他端面から突出していることにより、各々の端部をコンクリート柱内に配置してコンクリート柱と木質梁とを容易に接合することができる。さらに、このような構造により、コンクリート柱を備えた構造体において木質梁により木の質感を表現することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記木質梁は、前記棒状部材の前記端部に接続された第１定着部材であって、前記棒状部材よりも大径の第１定着部材を含み、
前記第１定着部材が、前記コンクリート柱の内部に埋設されていてもよい。

上記（２）の構成によれば、木質梁が、棒状部材の端部に該棒状部材よりも大径の第１定着部材を含むとともに、この第１定着部材がコンクリート柱の内部に埋設されることにより、簡易な接続構造でありながら、木質梁とコンクリート柱との接続強度の向上を図ることができる。

（３）いくつかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記木質梁は、前記コンクリート柱の一面側に接続された第１木質梁と、前記コンクリート柱の他面側に接続された第２木質梁と、を含み、
前記コンクリート柱の内部に配置され、前記第１木質梁における前記棒状部材の一端と、前記第２木質梁における前記棒状部材の一端とを接続する第２定着部材を備えていてもよい。

上記（３）の構成によれば、コンクリート柱の一面側に接続された第１木質梁の棒状部材と、コンクリート柱の他面側に接続された第２木質梁の棒状部材とが、該コンクリート柱の内部に配置された第２定着部材によって接続される。このため、第１木質梁と第２木質梁とを強固に結合することが可能となり、木質梁とコンクリート柱との接続強度の向上を図ることができる。また、第２定着部材がコンクリート柱の内部に配置されることから、例えば第２定着部材がコンクリート柱の外部に配置されているものと比べて、木質梁の風合いを損なうことがない。

（４）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（３）のいずれか一つの構成において、
前記コンクリート柱は、当該コンクリート柱のうち前記木質梁と対向する面に設けられた凸部であって、前記木質梁との対向部の上端及び下端とそれぞれ間隔を隔てて突設された凸部を含み、
前記木質梁は、前記一端面又は前記他端面に設けられた凹部であって、前記凸部に嵌合して前記木質梁を係止可能な凹部を含んでいてもよい。

上記（４）の構成によれば、コンクリート柱に設けられた凸部と、木質梁の端面に設けられた凹部とが嵌合することにより、木質梁をコンクリート柱に係止することができるから、柱断面を確保しつつ木質梁とコンクリート柱との接続強度の向上を図ることができる。

（５）いくつかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記木質梁の前記一端面又は前記他端面における前記挿入部の開口部は、前記凹部と間隔を隔てて配置されていてもよい。

上記（５）の構成によれば、木質梁の端面における挿入部の開口部が、コンクリート柱の凸部に嵌合する凹部と間隔を隔てて配置されるから、挿入部の開口部から突出する棒状部材がコンクリート柱の凸部に配置されることがない。これにより、柱断面を確保することができるから、コンクリート柱と木質梁とを備えた構造体において、コンクリート柱と木質梁との接続強度を向上することができる。

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る木質梁は、
長手方向の全域に亘って延在する挿入部を含む木製の梁本体と、
前記長手方向の一端面及び他端面からそれぞれ端部が突出するようにして前記挿入部内に挿入される金属製の棒状部材と、
前記棒状部材が挿入された前記挿入部内に充填される充填剤と、
を備えている。

上記（６）の構成によれば、金属製の棒状部材により、梁の長手方向の全域に亘って強度が補強された木質梁を提供することができる。また、棒状部材の端部が、梁本体における長手方向の一端面及び他端面から突出していることにより、各々の端部をコンクリート柱内に配置してコンクリート柱と木質梁とを容易に接合することができる。さらに、このような構造により、コンクリート柱を備えた構造体に接続された際には木質梁により木の質感を表現することができる。

本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、強度が補強されるとともに接続が容易な木質梁、及びこのような木質梁とコンクリート柱とを備えた構造体を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図（側面図）である。 一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図（平面図）であり、コンクリート柱と木質梁とを分離して示す図である。 一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図であり、（Ａ）は側方からみた断面図、（Ｂ）は上方からみた断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。 一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図である。 一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図であり、（Ａ）は側方からみた断面図、（Ｂ）は上方からみた断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。

以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

先ず、本開示の一実施形態に係る構造体の概略構成について説明する。図１は本開示の一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図である。図２は一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図（平面図）であり、コンクリート柱と木質梁とを分離して示す図である。図３は一実施形態に係る構造体の構成例を示す図であり、（Ａ）は側方からみた断面図、（Ｂ）は上方からみた断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
図１〜図３に示すように、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る構造体１は、コンクリート柱２及び該コンクリート柱２に接続された木質梁３を備えた構造体１である。

上記コンクリート柱２は、例えば鉄筋コンクリート（ＲＣ、ＳＲＣ）により構成されており、鉄筋乃至鉄骨で組まれたフレーム及びその隙間に打設されたコンクリートを含む。
木質梁３は、該木質梁３の長手方向Ｌの全域に亘って延在する挿入部３１を含む木製の梁本体３０と、梁本体３０における長手方向の一端面３０Ａ及び他端面３０Ｂからそれぞれ端部が突出するようにして挿入部３１内に挿入される金属製の棒状部材３５と、棒状部材３５が挿入された挿入部３１内に充填される充填剤３８と、を含む。
なお、上記木質梁３は、本発明の一実施形態に係る木質梁３を構成する。

本開示における梁本体３０は、主として木質部材によって構成される。木質部材としては、例えば集成材、無垢材又はこれらのハイブリッド材料を適用することができる。
図２に示すように、挿入部３１は、梁本体３０の一端面３０Ａから他端面３０Ｂにかけて梁本体３０を貫通するように設けられている。
棒状部材３５には、例えば全ネジボルト、ネジ棒鋼材、ネジ鉄筋、丸鋼、異形鉄筋又はＰＣ鋼棒等を採用してもよい。
充填剤３８は、挿入部３１の内周面と該挿入部３１に挿入された棒状部材３５との隙間を埋める部材であり、例えばグラウト等の樹脂が採用され得る。

上述した構成によれば、金属製の棒状部材３５により、長手方向Ｌの全域に亘って強度が補強された木質梁３とコンクリート柱２とを備えた構造体１を提供することができる。また、棒状部材３５の端部（例えば一端部３５Ａ又は他端部３５Ｂ）が、梁本体３０における長手方向Ｌの一端面３０Ａ及び他端面３０Ｂから突出していることにより、各々の端部３５Ａ、３５Ｂをコンクリート柱２内に配置してコンクリート柱２と木質梁３とを容易に接合することができる。さらに、このような構造により、コンクリート柱２を備えた構造体１において木質梁３により木の質感を表現することができる。

幾つかの実施形態では、例えば図１、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、上述した構成において、木質梁３は、棒状部材３５の端部（例えば一端部３５Ａ又は他端部３５Ｂ）に接続された第１定着部材５１であって、棒状部材３５よりも大径の第１定着部材５１を含んでいてもよい。そして、第１定着部材５１は、コンクリート柱２の内部に埋設されていてもよい。つまり、第１定着部材５１がコンクリート柱２の内部に埋設されることで、木質梁３とコンクリート柱２とが接続される。

上記のように、木質梁３が、棒状部材３５の端部３５Ａ、３５Ｂに該棒状部材３５よりも大径の第１定着部材５１を含むとともに、この第１定着部材５１がコンクリート柱２の内部に埋設させた構成によれば、簡易な接続構造でありながら、木質梁３とコンクリート柱２との接続強度の向上を図ることができる。

図４は一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図である。
いくつかの実施形態では、例えば図４に示すように、上述した何れかの構成において、木質梁３は、コンクリート柱２の一面側２Ａに接続された第１木質梁３Ａと、コンクリート柱２の他面側２Ｂに接続された第２木質梁３Ｂと、を含んでいてもよい。
そして、構造体１は、コンクリート柱２の内部に配置され、第１木質梁３Ａにおける棒状部材３５の一端部３５Ａと、第２木質梁３Ｂにおける棒状部材３５の一端部３５Ａとを接続する第２定着部材５２を備えていてもよい。

このように、コンクリート柱２の一面側２Ａに接続された第１木質梁３Ａの棒状部材３５と、コンクリート柱２の他面側２Ｂに接続された第２木質梁３Ｂの棒状部材３５とが、該コンクリート柱２の内部に配置された第２定着部材５２によって接続される。このため、第１木質梁３Ａと第２木質梁３Ｂとを強固に結合することが可能となり、木質梁３とコンクリート柱２との接続強度の向上を図ることができる。また、第２定着部材５２がコンクリート柱２の内部に配置されることから、例えば第２定着部材５２がコンクリート柱２の外部に配置されているものと比べて、木質梁３の風合いを損なわない。

図５は一実施形態に係る構造体の構成例を示す概略図である。幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、上述した何れか一つの構成において、コンクリート柱２は、当該コンクリート柱２のうち木質梁３と対向する面に設けられた凸部２０を含み、木質梁３は、一端面３０Ａ又は他端面３０Ｂに設けられた凹部４０であって、凸部２０に嵌合して木質梁３を係止可能な凹部４０を含んでいてもよい。

凸部２０及び凹部４０は、コンクリート柱２と木質梁３とが対向する面に予め形成されており、例えばコッター又はシアキーであってもよい。

このように凸部２０及び凹部４０を備えた構成によれば、コンクリート柱２に設けられた凸部２０と、木質梁３の端面に設けられた凹部４０とが嵌合することにより、木質梁３をコンクリート柱２に係止することができるから、柱断面を確保しつつ木質梁３とコンクリート柱２との接続強度の向上を図ることができる。

いくつかの実施形態では、例えば図５（Ｃ）に示すように、凸部２０は、木質梁３との対向部２８の上端２２及び下端２３とそれぞれ間隔を隔てて突設された凸部２０であってもよい。さらに、凸部２０は、側端２４、２６とそれぞれ間隔を隔てて突設された凸部２０であってもよい。

いくつかの実施形態では、例えば図５（Ａ）に示すように、上述した凸部２０と凹部４０とを備えた構成において、木質梁３の一端面３０Ａ又は他端面３０Ｂにおける挿入部３１の開口部３１Ａは、凹部４０と間隔を隔てて配置されていてもよい。
棒状部材３５は、梁本体３０のうち、長手方向Ｌと交差する一方向において凹部４０又は凸部２０と干渉しないように配置される。

このように、木質梁３の一端面３０Ａ又は他端面３０Ｂにおける挿入部３１の開口部３１Ａが、コンクリート柱２の凸部２０に嵌合する凹部４０と間隔を隔てて配置された構成によれば、挿入部３１の開口部３１Ａから突出する棒状部材３５がコンクリート柱２の凸部２０に配置されることがない。これにより、柱断面を確保することができるから、コンクリート柱２と木質梁３とを備えた構造体１において、コンクリート柱２と木質梁３との接続強度を向上することができる。

幾つかの実施形態では、例えば図１に示すように、挿入部３１は、コンクリート柱２に取り付けられる際に上側又は下側を向く梁本体３０の少なくとも一辺側に配置されていてもよい。例えば図１に示す例では、梁本体３０の上辺側のみに挿入部３１が配置されている。このように挿入部３１が配置されることにより、引張力が作用する側に金属製の棒状部材３５を配置することで木質梁３の強度を補強することができる。また、棒状部材３５は、コンクリート柱２に取り付けられる際に上側を向く木質梁３の一辺（例えば上辺）側、及びコンクリート柱２に取り付けられる際に下側を向く木質梁３の他辺（例えば下辺）側に配置されていてもよい。このようにすれば、上下方向及び水平方向(長手方向Ｌ)に対する(引っ張り)強度を向上することができる。

幾つかの実施形態において、木質梁３は、例えば図３（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、長手方向Ｌと交差する方向に延在する貫通孔３２であって、梁本体３０の外部と挿入部３１とを連通する少なくとも一つの貫通孔３２を含んでいてもよい。貫通孔３２は、例えば長手方向Ｌに沿って間隔を隔てて複数個配置されていてもよい。このように、木質梁３が貫通孔３２を含む構成により、挿入部３１に充填剤３８(液体)を注入する際の作業性の向上が図られる。

幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、構造体１は、木質梁３又はコンクリート柱２の少なくとも一方に、ボルト孔６２を含むブラケット６０を含んでいてもよい。かかる構成によれば、第１定着部材５１に加えて、ブラケット６０を介してコンクリート柱２と木質梁３との接続強度を向上することができる。

本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、強度が補強されるとともに接続が容易な木質梁３、及びこのような木質梁３とコンクリート柱２とを備えた構造体１を提供することできる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。

１ 構造体
２ コンクリート柱
２Ａ 一面側
２Ｂ 他面側
３ 木質梁
３Ａ 第１木質梁
３Ｂ 第２木質梁
２０ 凸部
２２ 上端
２３ 下端
２４ 側端（右）
２６ 側端（左）
２８ 対向部
３０ 梁本体
３０Ａ 一端面
３０Ｂ 他端面
３１ 挿入部
３２ 貫通孔
３５ 棒状部材
３５Ａ 一端部
３５Ｂ 他端部
３８ 充填剤
４０ 凹部
５１ 第１定着部材
５２ 第２定着部材
６０ ブラケット
６２ ボルト孔
Ｌ 長手方向

Claims (6)

1. コンクリート柱及び前記コンクリート柱に接続された木質梁を備えた構造体であって、
   前記木質梁は、
   前記木質梁の長手方向の全域に亘って延在する挿入部を含む木製の梁本体と、
   前記梁本体における前記長手方向の一端面及び他端面からそれぞれ端部が突出するようにして前記挿入部内に挿入される金属製の棒状部材と、
   前記棒状部材が挿入された前記挿入部内に充填される充填剤と、を含む
   構造体。
2. 前記木質梁は、前記棒状部材の前記端部に接続された第１定着部材であって、前記棒状部材よりも大径の第１定着部材を含み、
   前記第１定着部材が、前記コンクリート柱の内部に埋設された
   請求項１に記載の構造体。
3. 前記木質梁は、前記コンクリート柱の一面側に接続された第１木質梁と、前記コンクリート柱の他面側に接続された第２木質梁と、を含み、
   前記コンクリート柱の内部に配置され、前記第１木質梁における前記棒状部材の一端と、前記第２木質梁における前記棒状部材の一端とを接続する第２定着部材を備えた
   請求項１又は２に記載の構造体。
4. 前記コンクリート柱は、当該コンクリート柱のうち前記木質梁と対向する面に設けられた凸部を含み、
   前記木質梁は、前記一端面又は前記他端面に設けられた凹部であって、前記凸部に嵌合して前記木質梁を係止可能な凹部を含む
   請求項１〜３の何れか一項に記載の構造体。
5. 前記木質梁の前記一端面又は前記他端面における前記挿入部の開口部は、前記凹部と間隔を隔てて配置されている
   請求項４に記載の構造体。
6. 長手方向の全域に亘って延在する挿入部を含む木製の梁本体と、
   前記長手方向の一端面及び他端面からそれぞれ端部が突出するようにして前記挿入部内に挿入される金属製の棒状部材と、
   前記棒状部材が挿入された前記挿入部内に充填される充填剤と、
   を備えた木質梁。