JPH01287354A - 補強積層木材 - Google Patents
補強積層木材Info
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- JPH01287354A JPH01287354A JP88284826A JP28482688A JPH01287354A JP H01287354 A JPH01287354 A JP H01287354A JP 88284826 A JP88284826 A JP 88284826A JP 28482688 A JP28482688 A JP 28482688A JP H01287354 A JPH01287354 A JP H01287354A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
- E04C3/18—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with metal or other reinforcements or tensioning members
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
- E04C3/36—Columns; Pillars; Struts of materials not covered by groups E04C3/32 or E04C3/34; of a combination of two or more materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/38—Arched girders or portal frames
- E04C3/42—Arched girders or portal frames of wood, e.g. units for rafter roofs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の複合構造部材に関し、特に補強エレメントを有
する積層した構造用木材に関する。
する積層した構造用木材に関する。
積層木材は家屋の大径間空間のような大きなはり深さを
必要とする場合に住居用および軽エンジニャリング構造
に広く使用される。大きい断面積の木材は高価になりつ
つあり、そして入手するのが困難になりつつある。製造
業者は大断面寸法を一層容易に提供可能とするため小断
面材を積層することが必要であることを認めている。一
般に木材は快適な審美効果を有し、それ故多数の建築用
途において積層ビームが使用され、そして露出に放置さ
れる。しかしながらありのままの木材は鋼のような他の
建築材料と比較する時強度および剛性において比較的弱
い。
必要とする場合に住居用および軽エンジニャリング構造
に広く使用される。大きい断面積の木材は高価になりつ
つあり、そして入手するのが困難になりつつある。製造
業者は大断面寸法を一層容易に提供可能とするため小断
面材を積層することが必要であることを認めている。一
般に木材は快適な審美効果を有し、それ故多数の建築用
途において積層ビームが使用され、そして露出に放置さ
れる。しかしながらありのままの木材は鋼のような他の
建築材料と比較する時強度および剛性において比較的弱
い。
大部材をつくるため小さい断面の木材を積層することは
天然木材の欠点による本来の弱さの可能性を減らし、そ
して積層は使用する木材の変動する性質を効果的に平均
化するため、構造用木材部材の強度のばらつきを減らす
。しかし単一の積層物をつくるため木材の短かいセクシ
ョンを接合する時、接合自体が本来的な弱い点となる。
天然木材の欠点による本来の弱さの可能性を減らし、そ
して積層は使用する木材の変動する性質を効果的に平均
化するため、構造用木材部材の強度のばらつきを減らす
。しかし単一の積層物をつくるため木材の短かいセクシ
ョンを接合する時、接合自体が本来的な弱い点となる。
強度のばらつきはなお存在し、そしてそれ故構造部材は
注意深く等級化しなければならず、天然木材の欠陥によ
るか、または個々の積層物内の接合による明白な弱点を
持つすべての部材は不合格とするか、または下等としな
ければならず、これは勿論それらの商業的価値を実質的
に減する。木材部材の荷重支持能力は、該木材の性格上
湿度および温度変化、熟成の程度、水分含量、および荷
重期間のようなファクターによって変動し、これらの変
動によってこれらのファクターに依存しない部材に比較
して該部材の設計荷重およびたわみを降等する。
注意深く等級化しなければならず、天然木材の欠陥によ
るか、または個々の積層物内の接合による明白な弱点を
持つすべての部材は不合格とするか、または下等としな
ければならず、これは勿論それらの商業的価値を実質的
に減する。木材部材の荷重支持能力は、該木材の性格上
湿度および温度変化、熟成の程度、水分含量、および荷
重期間のようなファクターによって変動し、これらの変
動によってこれらのファクターに依存しない部材に比較
して該部材の設計荷重およびたわみを降等する。
構造材料として使用する時木材の他の弱点は、長期間荷
重を課した時木材緩和の効果である。家屋建築における
大部分の構造ビームは長期間荷重のために設計され、そ
して木材緩和のため、ビームの剛性は大体半分にされる
。
重を課した時木材緩和の効果である。家屋建築における
大部分の構造ビームは長期間荷重のために設計され、そ
して木材緩和のため、ビームの剛性は大体半分にされる
。
構造部材としての木材の他の欠点はその壊損モードであ
る。ビームの極限荷重に達した時、緊張面上の木材の外
側繊維は分裂し、そしてその時ビームはもはや加えた荷
重を支えることができない。
る。ビームの極限荷重に達した時、緊張面上の木材の外
側繊維は分裂し、そしてその時ビームはもはや加えた荷
重を支えることができない。
この破壊は壊損であり、建築には望ましくない。
構造用木材部材の強度および剛性を増強する試みが以前
になされた。米国特許第3,251.1(12号におい
ては、捧またはケーブルの列が積層したビームを通され
、そして両端において引張りプレートおよびボルトへ接
続される。しかしながら、この製品の構造は、−以上の
エレメントを張力下に保持しなければならないので本来
高価である。またこれは部材をより小さい長さに切断す
ることを禁止する。
になされた。米国特許第3,251.1(12号におい
ては、捧またはケーブルの列が積層したビームを通され
、そして両端において引張りプレートおよびボルトへ接
続される。しかしながら、この製品の構造は、−以上の
エレメントを張力下に保持しなければならないので本来
高価である。またこれは部材をより小さい長さに切断す
ることを禁止する。
オーストラリア特許明細書Nα33.433/84にお
いては、強度および剛性を増強するため材料の外面へ鋼
片が接続される。しかしながら補強綱片の外側への張付
けは部材の審美観を破壊し、そして部材の接続を困難に
する。条片を木材へ接合する方法は条片中へ荷重を伝え
るのに重要であり、そしてそれ自体で荷重を支える外側
繊維を著しく損傷する悪影響を有する。
いては、強度および剛性を増強するため材料の外面へ鋼
片が接続される。しかしながら補強綱片の外側への張付
けは部材の審美観を破壊し、そして部材の接続を困難に
する。条片を木材へ接合する方法は条片中へ荷重を伝え
るのに重要であり、そしてそれ自体で荷重を支える外側
繊維を著しく損傷する悪影響を有する。
米国特許第4.615.163号は、ガラス繊維ポリエ
ステル捧で補強した木材ビームを開示する。該棒はビー
ムの表面に形成されたみぞ内に、または積層したビーム
の隣接する積層間の底の積層の表面に形成されたみぞ内
に配置される。棒は樹脂系接着剤によって木材へ接合さ
れる。これらの構造の欠点は、棒と木材との間の接合は
特に強くなく、そして得られる強度の増加は経済的に価
値がないほど小さいことである。さらに積層したビーム
の場合、そのような補強材を使用する代わりに、強度お
よび剛性の同じ増加を得るため構造に追加の積層を使用
する方が一層経済的である。
ステル捧で補強した木材ビームを開示する。該棒はビー
ムの表面に形成されたみぞ内に、または積層したビーム
の隣接する積層間の底の積層の表面に形成されたみぞ内
に配置される。棒は樹脂系接着剤によって木材へ接合さ
れる。これらの構造の欠点は、棒と木材との間の接合は
特に強くなく、そして得られる強度の増加は経済的に価
値がないほど小さいことである。さらに積層したビーム
の場合、そのような補強材を使用する代わりに、強度お
よび剛性の同じ増加を得るため構造に追加の積層を使用
する方が一層経済的である。
それ故、本発明の一目的は、既知の構造木材部材の前述
した欠点を回避または少なくとも最小化するように補強
された積層した構造用木材部材を提供することである。
した欠点を回避または少なくとも最小化するように補強
された積層した構造用木材部材を提供することである。
本発明の一面に従えば、樹脂接着剤によって一体に接合
され、そして少なくとも2本の縦に延びる変形金属バー
によって補強された複数の縦る延びる木材積層を含み、
前記変形金属バーは、一方は木材部材の縦軸と該木材部
材の一方の縦縁の間の一位置において、他方は木材部材
の縦軸と該木材部材の他方の縦縁の間の一位置において
、前記樹脂接着剤によって一層以上の前記積層へ接合さ
れている積層した構造用木材部材が提供される。
され、そして少なくとも2本の縦に延びる変形金属バー
によって補強された複数の縦る延びる木材積層を含み、
前記変形金属バーは、一方は木材部材の縦軸と該木材部
材の一方の縦縁の間の一位置において、他方は木材部材
の縦軸と該木材部材の他方の縦縁の間の一位置において
、前記樹脂接着剤によって一層以上の前記積層へ接合さ
れている積層した構造用木材部材が提供される。
補強のため金属バーの使用は積層した木材部材の強度特
性を著しく増加し、そしてバーの変形は金属バーが接着
剤へ、および木材積層へ堅固にキー止めされることを確
実にする。
性を著しく増加し、そしてバーの変形は金属バーが接着
剤へ、および木材積層へ堅固にキー止めされることを確
実にする。
木材部材中の金属バーの位置は最大の荷重支持能力と、
そして与えられた荷重下のたわみの減少を可能にする。
そして与えられた荷重下のたわみの減少を可能にする。
金属バーの位置の重要性は、ビームの中心に配置した2
811II11直径高強度鋼補強バーを持った深さ31
5mmx幅70mm積層木材ビー1、を参照することに
よって示すことができる。このビームの強度および剛性
の増加はたった4%である。バーを該ビームの頂部また
は底部へ配置することにより、ビームの強度は約23%
および剛性は約48%増加する。しかしながら、28m
m直径のバーをビームの頂部および底部の両方へ近接し
て配置することにより、強度および剛性を128%著し
く増強する。2本づつの補強バーを頂部および底部のそ
れぞれに配置することは、強度および剛性を192%増
強する。横に並べた2本の小さいバーは、もしそれらの
面積の合計が28順バーより大きければもっと効果的で
ある。
811II11直径高強度鋼補強バーを持った深さ31
5mmx幅70mm積層木材ビー1、を参照することに
よって示すことができる。このビームの強度および剛性
の増加はたった4%である。バーを該ビームの頂部また
は底部へ配置することにより、ビームの強度は約23%
および剛性は約48%増加する。しかしながら、28m
m直径のバーをビームの頂部および底部の両方へ近接し
て配置することにより、強度および剛性を128%著し
く増強する。2本づつの補強バーを頂部および底部のそ
れぞれに配置することは、強度および剛性を192%増
強する。横に並べた2本の小さいバーは、もしそれらの
面積の合計が28順バーより大きければもっと効果的で
ある。
「変形金属バー」なる表現中の「変形」なる術語は、波
打ったまたは粗い組織表面、またはコンクリート補強構
造に使用される変形鋼補強ロンドに見られるようならせ
んタイプの巻回を指示することを意図する。
打ったまたは粗い組織表面、またはコンクリート補強構
造に使用される変形鋼補強ロンドに見られるようならせ
んタイプの巻回を指示することを意図する。
変形金属バーは、積層した木材部材が使用される特定の
用途に適した任意の金属から製作することができる。適
当な金属の例は、アルミニウム、鉄、鋼および種々の合
金を含む。最も好ましい金属は高強度補強鋼である。
用途に適した任意の金属から製作することができる。適
当な金属の例は、アルミニウム、鉄、鋼および種々の合
金を含む。最も好ましい金属は高強度補強鋼である。
変形金属バーは、それと樹脂接着剤との間にキー効果を
発生させることを可能にする任意の輪郭または断面を持
つことができる。好ましくは輪郭は、コンクリート鋼補
強バーのオーストラリア規格、AS1302グレード4
10Yを満たす変形鋼補強ロンドに見られるものである
。
発生させることを可能にする任意の輪郭または断面を持
つことができる。好ましくは輪郭は、コンクリート鋼補
強バーのオーストラリア規格、AS1302グレード4
10Yを満たす変形鋼補強ロンドに見られるものである
。
使用することができる変形金属バーの最大断面は、変形
金属バーの側面に隣接する木材に発生するせん断心力に
依存する。これらのせん断心力はオーストラリア規格、
木材エンジニャリングコードAS1720を満たさなけ
ればならない。小さい断面はなお強度および剛性に有意
義な増加を存し、それ故経済的または製造理由のため使
用することができる。使用できる最大断面寸法は、強度
および剛性の増加がその使用を経済的に正当化するのに
十分であるようなものである。製造される高強度変形鋼
補強バーの最大および最小寸法はそれぞれ直径36mm
および12mmであり、4 mm刻みで入手できる。
金属バーの側面に隣接する木材に発生するせん断心力に
依存する。これらのせん断心力はオーストラリア規格、
木材エンジニャリングコードAS1720を満たさなけ
ればならない。小さい断面はなお強度および剛性に有意
義な増加を存し、それ故経済的または製造理由のため使
用することができる。使用できる最大断面寸法は、強度
および剛性の増加がその使用を経済的に正当化するのに
十分であるようなものである。製造される高強度変形鋼
補強バーの最大および最小寸法はそれぞれ直径36mm
および12mmであり、4 mm刻みで入手できる。
高強度変形鋼補強バーは、それらがバーを接着剤内に物
理的に引掛けるのに使用される変形パターンを有し、そ
して接着剤/@間接着を必要または依存せずに荷重の移
動を許容するために、好ましくは変形バーである。変形
の物理的引掛りを確実にするため、使用する接着剤は好
ましくは非収縮性である。
理的に引掛けるのに使用される変形パターンを有し、そ
して接着剤/@間接着を必要または依存せずに荷重の移
動を許容するために、好ましくは変形バーである。変形
の物理的引掛りを確実にするため、使用する接着剤は好
ましくは非収縮性である。
変形バーは、最大効果のため一般に木材の全長に亘って
延びる。しかしながら、ある種の用途はより低い強度特
性を要求し得るのでこれは必須ではない。それにも拘ら
ず、延長の下限は約10%と一般に見込まれる。好まし
い延長は木材部材の長さの70%ないし100%の間に
あるであろう。
延びる。しかしながら、ある種の用途はより低い強度特
性を要求し得るのでこれは必須ではない。それにも拘ら
ず、延長の下限は約10%と一般に見込まれる。好まし
い延長は木材部材の長さの70%ないし100%の間に
あるであろう。
好ましくは、変形金属バー補強材は、木材部材の頂部お
よび底部縦縁に近接して積層間のかんな削りした、彫っ
たまたは削ったみそ内に配置される。
よび底部縦縁に近接して積層間のかんな削りした、彫っ
たまたは削ったみそ内に配置される。
樹脂接着剤は、典型的には積層ビームの製造に普通に使
用されるタイプのもの、すなわちエビグラス、ハイチッ
クHT9000のようなオーストラリア規格、接着剤積
層構造木材コードA31328を満たすものであろう。
用されるタイプのもの、すなわちエビグラス、ハイチッ
クHT9000のようなオーストラリア規格、接着剤積
層構造木材コードA31328を満たすものであろう。
木材部材は一般にビームであろうが、しかし柱、たるき
、根太または当業者にはすべて良く知られたi(Uの構
造部材でもよい。
、根太または当業者にはすべて良く知られたi(Uの構
造部材でもよい。
本発明の他の面において、前述の積層した構造用木材部
材は、他の積層した木材部材またはコンクリートまたは
鋼部材である他の構造部材への取付けに適している。「
適している」とは、(i)変形金属バーは、接続ロッド
をその中へ挿入することを可能とするようにビームの一
端または両端にみぞが残っているような長さに制限され
ていること、(ii)1本以上の接続ロッドをその中へ
挿入することを可能とするように1本以上の追加のみぞ
がビームの少なくとも一端に形成されていること、また
(in)機械的連結具へロッドの取付けを可能とするよ
うに、1本以上の補強ロッドの少なくとも一端がみぞを
つけられていることのいずれかを意味する。
材は、他の積層した木材部材またはコンクリートまたは
鋼部材である他の構造部材への取付けに適している。「
適している」とは、(i)変形金属バーは、接続ロッド
をその中へ挿入することを可能とするようにビームの一
端または両端にみぞが残っているような長さに制限され
ていること、(ii)1本以上の接続ロッドをその中へ
挿入することを可能とするように1本以上の追加のみぞ
がビームの少なくとも一端に形成されていること、また
(in)機械的連結具へロッドの取付けを可能とするよ
うに、1本以上の補強ロッドの少なくとも一端がみぞを
つけられていることのいずれかを意味する。
本発明の他の面に従えば、
(i)一つの積層エレメントまたは一体に接合されるの
に適した二つの積層エレメントに縦みぞを形成し、 (ii)一つまたは両方の積層エレメントのみぞへ樹脂
接着剤を適用し、 (iii)樹脂接着剤を収容する一つの積層エレメント
のみぞ中に縦に延びる変形金属バーを配置し、(iv
)金属バーを収容する積層エレメントの上に、他のみぞ
つき積層エレメントまたは異なるみぞなし積層エレメン
トを樹脂接着剤を追加しまたは追加することなく配置し
、 (v)一つ以上が前記工程(i)ないしくij)に従っ
て製造された積層を追加し、 (vi)樹脂接着剤を硬化する 工程を含む、前述したタイプの積層した構造用木材部材
の製造方法が提供される。
に適した二つの積層エレメントに縦みぞを形成し、 (ii)一つまたは両方の積層エレメントのみぞへ樹脂
接着剤を適用し、 (iii)樹脂接着剤を収容する一つの積層エレメント
のみぞ中に縦に延びる変形金属バーを配置し、(iv
)金属バーを収容する積層エレメントの上に、他のみぞ
つき積層エレメントまたは異なるみぞなし積層エレメン
トを樹脂接着剤を追加しまたは追加することなく配置し
、 (v)一つ以上が前記工程(i)ないしくij)に従っ
て製造された積層を追加し、 (vi)樹脂接着剤を硬化する 工程を含む、前述したタイプの積層した構造用木材部材
の製造方法が提供される。
本発明による積層した構造用木材部材は、非常に経済的
な態様で、木材部材にその荷重支持能力を増加し、そし
て与えられた荷重のもとでそのたわみを減少させること
を可能にする。
な態様で、木材部材にその荷重支持能力を増加し、そし
て与えられた荷重のもとでそのたわみを減少させること
を可能にする。
この補強方法は天然木材の欠点から、または積層内の木
材片間の継目から生ずる本来的な弱点を克服する。それ
は最終製品の均一性および再現性を可能とする。それは
長期荷重へ服した時の木材緩和効果を減少し、すなわち
木材の長期間剛性を増加する。
材片間の継目から生ずる本来的な弱点を克服する。それ
は最終製品の均一性および再現性を可能とする。それは
長期荷重へ服した時の木材緩和効果を減少し、すなわち
木材の長期間剛性を増加する。
変形金属バーをビームのような構造用木材エレメントの
頂部および底部縦縁へ接近して配置する時、加えた荷重
のもとてビームがその極限能力へ達し、そして引張り亀
裂がビームの緊張面を横切って木材繊維中に出現し始め
る時、変形金属バー自体はそれらの極限能力へ荷重され
ないであろう。
頂部および底部縦縁へ接近して配置する時、加えた荷重
のもとてビームがその極限能力へ達し、そして引張り亀
裂がビームの緊張面を横切って木材繊維中に出現し始め
る時、変形金属バー自体はそれらの極限能力へ荷重され
ないであろう。
これは亀裂すなわち重い疲労区域を壊損前に観察するこ
とを許容する。
とを許容する。
本発明の好ましい具体例をこれから図面を参照して記載
しよう。
しよう。
第1図は、積層した木材ビームおよび変形金属バーの好
ましい位置および配置を示す断面図である。
ましい位置および配置を示す断面図である。
第2図は、積層した木材ボックスビームおよび変形補強
バーの好ましい位置および配置を示す断面図である。
バーの好ましい位置および配置を示す断面図である。
第3図は、鋼補強ロッドの拡大側面図である。
第4図は、第3図のロッドの断面図である。
第5図は、第1図の積層した木材ビームの明断面図であ
る。
る。
第6図は、だぼ技術を使用するビーム対ビームピン重ね
継ぎの側断面図である。
継ぎの側断面図である。
第7図は、重なり技術を使用するビーム対ビームモーメ
ント重ね継ぎの側断面図である。
ント重ね継ぎの側断面図である。
第8図は、だぼ技術を使用する二次ビーム対生ビームピ
ン接続の側断面図である。
ン接続の側断面図である。
第9図は、機械的アンカー技術を使用する二次ビーム対
性ビームモーメント接続の側断面図である。
性ビームモーメント接続の側断面図である。
第1O図は、だぼ技術を使用する連続二次ビーム対主ビ
ームピン接続の断面図である。
ームピン接続の断面図である。
第11図は、だぼ技術を使用するビーム対性ピン接続の
側断面図である。
側断面図である。
第12図は、機械的アンカー技術を使用するビーム対性
モーメント接続の側断面図である。
モーメント接続の側断面図である。
第13図は、重なり技術を使用するビーム対性モーメン
ト接続の側断面図である。
ト接続の側断面図である。
第14図は、機械的アンカー技術を使用するビーム対性
モーメント接続の側断面図である。
モーメント接続の側断面図である。
第15図は、だぼ技術を使用するビーム棟ピン接続の側
断面図である。
断面図である。
第16図は、重なり技術を使用するビーム棟モーメント
接続の側断面図である。
接続の側断面図である。
第17図は、だぼ技術を使用する柱基礎ピン接続の側断
面図である。
面図である。
第18図は、機械的アンカー技術を使用する柱基礎モー
メント接続の側断面図である。
メント接続の側断面図である。
第1図は、複数の木材積層1を含み、ビームの下方およ
び上方縦部分内にその縁に近接して配置された高強度変
形鋼補強ロッド4を有する木材ビームを図示する。この
ロッドの拡大図が第3および4図に示されている。
び上方縦部分内にその縁に近接して配置された高強度変
形鋼補強ロッド4を有する木材ビームを図示する。この
ロッドの拡大図が第3および4図に示されている。
補強ロッド4は、該ロッドに合うように木材中にかんな
削りした、彫ったまたは削ったみぞ3内に配置される。
削りした、彫ったまたは削ったみぞ3内に配置される。
該みぞは、好ましくは補強ロッドをカバーする木材厚み
(第1図の寸法a)がビームの側面へのカバリング厚み
(第1図の寸法b)と大体等しいように位置決めされる
。みぞは補強ロッドの寸法および形状とできるだけ密に
はまり合うことが好ましく、それ故みぞ3は積層2間に
位置することが好ましい。
(第1図の寸法a)がビームの側面へのカバリング厚み
(第1図の寸法b)と大体等しいように位置決めされる
。みぞは補強ロッドの寸法および形状とできるだけ密に
はまり合うことが好ましく、それ故みぞ3は積層2間に
位置することが好ましい。
′補強ロッドは、オーストラリア規格、接着剤積層構造
用木材コードA31328を満たし、それ故周囲の木材
を生成する接合がぜん断、引張りおよび圧縮において木
材より強くなるように接合する樹脂系接着剤5をもって
みぞ中に固着される。
用木材コードA31328を満たし、それ故周囲の木材
を生成する接合がぜん断、引張りおよび圧縮において木
材より強くなるように接合する樹脂系接着剤5をもって
みぞ中に固着される。
表Iは、種々の好ましい配置を用いた強度および剛性の
増加を要約する。この表は、商業的に入手し得るビーム
幅および深さに亘って、そして種々の木材構造等級につ
いて計算した、第1図に示したような、外側積層に配置
された変形鋼補強バーで補強されたビームについて強度
および剛性の増加範囲をパーセントで示す。
増加を要約する。この表は、商業的に入手し得るビーム
幅および深さに亘って、そして種々の木材構造等級につ
いて計算した、第1図に示したような、外側積層に配置
された変形鋼補強バーで補強されたビームについて強度
および剛性の増加範囲をパーセントで示す。
(以下余白)
この表は、本発明に従って木材ビームを補強することに
よって得られる強度の実質的増加を明らかに示している
。
よって得られる強度の実質的増加を明らかに示している
。
第2図を参照すると、各縦縁に沿った木材積層2と、ビ
ームの各面に沿って形成した合板ウェブ6と、そして木
材積層2の間に形成したみぞ3中に配置した変形綱補強
ロッド4によりなる積層した木材ボックスビーム7を図
示する。
ームの各面に沿って形成した合板ウェブ6と、そして木
材積層2の間に形成したみぞ3中に配置した変形綱補強
ロッド4によりなる積層した木材ボックスビーム7を図
示する。
この構造により、第1図に関して記載した構造により発
揮されるのと同様な強度および剛性の増加が発揮される
。
揮されるのと同様な強度および剛性の増加が発揮される
。
上の二つの具体例に従って補強されたビームにおいては
、補強ロッドはビーム内の木材よりも加えられた荷重の
非常に大きい部分を引受ける。これは、部材の荷重支持
能力は大気および木材性質変化によって非常に僅かにし
か変動しないことを意味する。勿論これらの変化は補強
ロッドには影響しない。これは、本来的な弱点の発生お
よび木材強度のバラツキは部材の強度に非常に減少した
影響した持たないことを意味する。
、補強ロッドはビーム内の木材よりも加えられた荷重の
非常に大きい部分を引受ける。これは、部材の荷重支持
能力は大気および木材性質変化によって非常に僅かにし
か変動しないことを意味する。勿論これらの変化は補強
ロッドには影響しない。これは、本来的な弱点の発生お
よび木材強度のバラツキは部材の強度に非常に減少した
影響した持たないことを意味する。
第5図は、補強ロッド4がビームの全長の約90%を延
びている積層したビームを図示する。他の点では、、こ
の構造は第1図に図示したものと実質上同じであり、同
じ参照番号は同じ部分を同定する。この図示した構造は
、補強ロッドがビームの全長90ないし100%に延び
る最も好ましい範囲に入る。
びている積層したビームを図示する。他の点では、、こ
の構造は第1図に図示したものと実質上同じであり、同
じ参照番号は同じ部分を同定する。この図示した構造は
、補強ロッドがビームの全長90ないし100%に延び
る最も好ましい範囲に入る。
ビームの長さの40ないし70%の補強材の長さの増加
はビームの剛性を約50ないし80%増加し、90ない
し100%への長さの増加は剛性をさらに5%増加する
ことが計算された。このため最大剛性はビームの全長を
延びるセクションから得られ、90%に亘って延びるの
が最低である。
はビームの剛性を約50ないし80%増加し、90ない
し100%への長さの増加は剛性をさらに5%増加する
ことが計算された。このため最大剛性はビームの全長を
延びるセクションから得られ、90%に亘って延びるの
が最低である。
第6〜18図は、積層した木材エレメントの他の構造部
材への取付けに関する本発明の他の面に従った具体例を
図示する。この取付は方法は以下の好ましい方法におい
て達成し得る。
材への取付けに関する本発明の他の面に従った具体例を
図示する。この取付は方法は以下の好ましい方法におい
て達成し得る。
第1の方法は、補強バーがビームの全長を延びていない
ビームの端部にある空のみぞを使用し、これらみぞへ接
続目的のため補強バーの一部もしくはセクション9を挿
入し、そしてそれらをもとがらある補強バーまたはセク
ション4と突合わせるだぼ技術である。該部分は、ビー
ム中に補強セクションを固定するのに使用したのと同様
な樹脂系接着剤をみぞが完全に満たされるまで注入する
ことによって固着される。第6.8,10,11゜15
および17図を見よ。これらの図において第1〜3図と
同じ参照数字は同様な部材を指称する。
ビームの端部にある空のみぞを使用し、これらみぞへ接
続目的のため補強バーの一部もしくはセクション9を挿
入し、そしてそれらをもとがらある補強バーまたはセク
ション4と突合わせるだぼ技術である。該部分は、ビー
ム中に補強セクションを固定するのに使用したのと同様
な樹脂系接着剤をみぞが完全に満たされるまで注入する
ことによって固着される。第6.8,10,11゜15
および17図を見よ。これらの図において第1〜3図と
同じ参照数字は同様な部材を指称する。
第2の好ましい接合方法は、補強セクションがその中に
固着されているみぞに隣接して他のみぞをかんな削り、
切削、彫りまたはドリリングによって形成し、そしてこ
れらのみぞ中−・接続目的のため補強バーまたはセクシ
ョンの部分9を挿入することによる重ね技術である。該
部分は、オーストラリア規格木材エンジニャリングコー
ドASI720に規定するように荷重を十分に移動する
ためもとがらある補強バーまたはセクションと重なり、
そしてみぞが十分に満たされるまで、ビーム中に補強セ
クションを固着するのに使用したのと同様な樹脂系接着
剤を注入することによって所定位置に固着される。第7
.13および16図を見よ。
固着されているみぞに隣接して他のみぞをかんな削り、
切削、彫りまたはドリリングによって形成し、そしてこ
れらのみぞ中−・接続目的のため補強バーまたはセクシ
ョンの部分9を挿入することによる重ね技術である。該
部分は、オーストラリア規格木材エンジニャリングコー
ドASI720に規定するように荷重を十分に移動する
ためもとがらある補強バーまたはセクションと重なり、
そしてみぞが十分に満たされるまで、ビーム中に補強セ
クションを固着するのに使用したのと同様な樹脂系接着
剤を注入することによって所定位置に固着される。第7
.13および16図を見よ。
第3の好ましい方法は、高強度鋼補強バー4を使用し、
そしてバーの端部にねじを切りそして機械的連結具を使
用するかまたは機械的添接具10を使用し、機械的連結
具または添接具の大きい外径を収容するためにバーの端
部のまわりにみぞを彫り、機械的連結具または添接具で
完成したバーをみぞ中へ配置し、そしてバーを所定位置
に固定することによって実現する機械的アンカー技術で
ある。ボルトまたは他のねじつきセクション11を接合
を形成するため連結具または添接具中へねじ込むことが
できる。第9.12.14および18図を見よ。
そしてバーの端部にねじを切りそして機械的連結具を使
用するかまたは機械的添接具10を使用し、機械的連結
具または添接具の大きい外径を収容するためにバーの端
部のまわりにみぞを彫り、機械的連結具または添接具で
完成したバーをみぞ中へ配置し、そしてバーを所定位置
に固定することによって実現する機械的アンカー技術で
ある。ボルトまたは他のねじつきセクション11を接合
を形成するため連結具または添接具中へねじ込むことが
できる。第9.12.14および18図を見よ。
好ましい製造方法においては、みぞは積層が積層を必要
な厚みへ圧縮する成形機を通過する時に木材中に形成さ
れる。樹脂系接着剤は、高強度変形鋼補強バーの場合、
圧縮した表面へ積層接着剤を塗布する接着剤塗布機を積
層が通過する時、すべてのみぞへ入れられる。補強セク
ションはビーム積層が慣用の態様で集積される時にビー
ム中に配置される。構造物は継ぎに所望の積層構造部材
をつくるように硬化される。
な厚みへ圧縮する成形機を通過する時に木材中に形成さ
れる。樹脂系接着剤は、高強度変形鋼補強バーの場合、
圧縮した表面へ積層接着剤を塗布する接着剤塗布機を積
層が通過する時、すべてのみぞへ入れられる。補強セク
ションはビーム積層が慣用の態様で集積される時にビー
ム中に配置される。構造物は継ぎに所望の積層構造部材
をつくるように硬化される。
ここに開示した本発明に従って構成した多数の部材につ
いて実施した荷重試験は、その価値および有効性の証明
を提供する。ビームは二点荷重構造を用いて試験され、
そしてプロトタイプ試験としてオーストラリア規格、木
材エンジニャリングコードAS1720に従って試験さ
れ、そしてそれ故必要な等価試験荷重(ETL)へ試験
された。
いて実施した荷重試験は、その価値および有効性の証明
を提供する。ビームは二点荷重構造を用いて試験され、
そしてプロトタイプ試験としてオーストラリア規格、木
材エンジニャリングコードAS1720に従って試験さ
れ、そしてそれ故必要な等価試験荷重(ETL)へ試験
された。
典型的試験結果を補強しないそして補強したビームの理
論値と共に表■に示す。表■にそれらの結果を示した部
材は、長さ6m、深さ29SMX幅85M、構造用木材
等級F8、ヤング率9975MPa、そして直径24m
mの高強度変形鋼補強バーをバーの中心をビームの外側
表面から35mmに外側の頂部および底部積層間に挿入
したビームである。バーはビームの全長を延び、そして
樹脂系接着剤エビグラスエピグリユーで所定位置に固着
されている。表■は理論値および実験値は似ているが、
非補強および補強理論値は、ビームを記載した態様で補
強することによって得られる強度および剛性の125%
増加を強調する。
論値と共に表■に示す。表■にそれらの結果を示した部
材は、長さ6m、深さ29SMX幅85M、構造用木材
等級F8、ヤング率9975MPa、そして直径24m
mの高強度変形鋼補強バーをバーの中心をビームの外側
表面から35mmに外側の頂部および底部積層間に挿入
したビームである。バーはビームの全長を延び、そして
樹脂系接着剤エビグラスエピグリユーで所定位置に固着
されている。表■は理論値および実験値は似ているが、
非補強および補強理論値は、ビームを記載した態様で補
強することによって得られる強度および剛性の125%
増加を強調する。
(以下余白)
表 ■
実験値 理論値 理論値
0.4 3.04 3.68 8.28
0.8 6.61 7.36 .16.57
1、’2 10.34 11.03 24.8
61.6 14.11 14.71 33.1
42.0 17.79 18.39 41.4
32.4 21.66 22.07 49.7
12.8 25.49 25.74 5B、0
03.2 29.40 29.42 66.2
B3.6 33.25 33.10 74.5
74.0 37.16 36.78 82.8
64.4 41.08 40.46 91.1
44.8 45.09 44.14 99.4
35.2 4’8.71 47.81 107.
715.6 52.6B 51.49 116
.00木材緩和を検討するため多数のビームがそれ゛ら
の設計荷重に等しい長期間荷重へ掛けられた。前記した
ビームについての木材緩和の結果を表■に示す。これら
の結果は、ここに記載した本発明に従って補強する時、
積層した木材の長期間剛性に有意な増加があることを示
す。他方天然木材においては木材緩和を補償するため係
数2.0を乗するが、補強した木材ビームについての試
験の結果は、1.0に非常に近い係数を使用できること
を示す。
0.8 6.61 7.36 .16.57
1、’2 10.34 11.03 24.8
61.6 14.11 14.71 33.1
42.0 17.79 18.39 41.4
32.4 21.66 22.07 49.7
12.8 25.49 25.74 5B、0
03.2 29.40 29.42 66.2
B3.6 33.25 33.10 74.5
74.0 37.16 36.78 82.8
64.4 41.08 40.46 91.1
44.8 45.09 44.14 99.4
35.2 4’8.71 47.81 107.
715.6 52.6B 51.49 116
.00木材緩和を検討するため多数のビームがそれ゛ら
の設計荷重に等しい長期間荷重へ掛けられた。前記した
ビームについての木材緩和の結果を表■に示す。これら
の結果は、ここに記載した本発明に従って補強する時、
積層した木材の長期間剛性に有意な増加があることを示
す。他方天然木材においては木材緩和を補償するため係
数2.0を乗するが、補強した木材ビームについての試
験の結果は、1.0に非常に近い係数を使用できること
を示す。
多数のビームが破壊のために試験された。この試験は、
引張り亀裂がビームの緊張面に発生する荷重の適用にお
いて、ビームはなお適用した荷重を支持することができ
、ここで記載した本発明は壊損に対抗し得ることを示す
。上記の破壊試験の結果を表■に示し、そして緊張面の
木材繊維の分裂後ビームが荷重を支える能力を示す。
引張り亀裂がビームの緊張面に発生する荷重の適用にお
いて、ビームはなお適用した荷重を支持することができ
、ここで記載した本発明は壊損に対抗し得ることを示す
。上記の破壊試験の結果を表■に示し、そして緊張面の
木材繊維の分裂後ビームが荷重を支える能力を示す。
(以下余白)
表 ■
0 25.55 0
25 25.75 0.20
50 25.75 0.20
125 25.75 0.20
325 25.85 0.30
375 25.90 0.35
500 25.90 0.35
550 25.95 0.40
675 25.80 0.25
725 25.80 0.25
900 25.90 0.35
表 ■
O58159,75
1,73318,55
2、75227,50設計荷重
3.700 35.90
4.587 44.OO
5,(12753,35プロトタイプETL6.575
(12.50 7、492 71.45 引張り亀裂8
.410 84.75 9、378 101.10 破壊荷重前記
は本発明の例証実施例として与えられたものであるが、
当業者により、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲
を逸脱することなくそれらへ多数の修飾および改変を加
えることができる。
(12.50 7、492 71.45 引張り亀裂8
.410 84.75 9、378 101.10 破壊荷重前記
は本発明の例証実施例として与えられたものであるが、
当業者により、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲
を逸脱することなくそれらへ多数の修飾および改変を加
えることができる。
第1図は、本発明の積層した木材ビームの断面図、第2
図はボックス構造の積層したビームの断面図、第3図は
鋼補強ロッドの側面図、第4図は第3図のロッドの断面
図、第5図は第1図のビームの側断面図、第6.8,1
0,11.15および17図はだぼ技術を使用する本発
明の積層した木材ビームの他の構造部材への取付は方法
を示す側断面図、第7.13および16図は重なり技術
を使用する取付は方法を示す側断面図、第9. 12.
14および18は機械的アンカー技術を使用する取付は
方法を示す側断面図である。 1.2は木材積層、3はみぞ、4は補強ロッド、5は接
着剤である。 図面の浄書(内容に変更なし) 第6図 第7図 、 〆
!図面の浄書(内容に変更なl 第8図 第9区 第10図 図面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書(刃側 特許庁長官 殿 平成 1年 6月 2日1、
事件の表示 Zム昭和6
3年特許願第284826号 2、 発明の名称 補強積層木材 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 平成1年3月7日発送 6、補正の対象 図面の浄書(第6〜18図)、図面の簡単な説明7、補
正の内容 別紙のとおり(内容に変更なし) 補正の内容 1、 明細書第29頁第15行の「18」の次に「図
」を挿入する。
図はボックス構造の積層したビームの断面図、第3図は
鋼補強ロッドの側面図、第4図は第3図のロッドの断面
図、第5図は第1図のビームの側断面図、第6.8,1
0,11.15および17図はだぼ技術を使用する本発
明の積層した木材ビームの他の構造部材への取付は方法
を示す側断面図、第7.13および16図は重なり技術
を使用する取付は方法を示す側断面図、第9. 12.
14および18は機械的アンカー技術を使用する取付は
方法を示す側断面図である。 1.2は木材積層、3はみぞ、4は補強ロッド、5は接
着剤である。 図面の浄書(内容に変更なし) 第6図 第7図 、 〆
!図面の浄書(内容に変更なl 第8図 第9区 第10図 図面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書(刃側 特許庁長官 殿 平成 1年 6月 2日1、
事件の表示 Zム昭和6
3年特許願第284826号 2、 発明の名称 補強積層木材 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 平成1年3月7日発送 6、補正の対象 図面の浄書(第6〜18図)、図面の簡単な説明7、補
正の内容 別紙のとおり(内容に変更なし) 補正の内容 1、 明細書第29頁第15行の「18」の次に「図
」を挿入する。
Claims (12)
- (1)樹脂接着剤によって一体に接合され、そして少な
くとも2本の縦に延びる変形金属バーによって補強され
た複数の縦に延びる木材積層を含み、前記変形金属バー
は、一方は木材部材の縦軸と該木材部材の一方の縦縁の
間の一位置において、他方は木材部材の縦軸と該木材部
材の他方の縦縁の間の一位置において、前記樹脂接着剤
によって一層以上の前記積層へ接合されていることを特
徴とする積層した構造用木材部材。 - (2)前記樹脂接着剤によって一層以上の前記積層へ接
合された1本以上の追加の縦に延びる変形金属バーを含
んでいる第1項の積層した構造用木材。 - (3)前記変形金属バーは、木材部材の長さの10ない
し100%を延びている第1項の積層した構造用木材部
材。 - (4)前記変形金属バーは、木材部材の長さの70ない
し100%を延びている第1項の積層した構造用木材部
材。 - (5)前記変形金属バーは、木材部材の最外側積層中に
配置されている第1項の積層した構造用木材部材。 - (6)前記変形金属バーは、変形鋼補強ロッドである第
1項の積層した構造用木材部材。 - (7)前記木材部材は木材ビームである第1項の積層し
た構造用木材部材。 - (8)他の構造用部材への取付けに適している第1項の
積層した構造用木材部材。 - (9)ビームの少なくとも一端に1本以上の追加のみぞ
がその中へ1本以上の接続ロッドを挿入可能とするため
形成されている第8項の積層した構造用木材部材。 - (10)1本以上の変形金属バーの少なくとも一端が該
バーの機械的連結具への接続を可能とするため彫られて
いる第8項の積層した構造用木材部材。 - (11)(i)一つの積層エレメントまたは一体に接合
されるのに適した二つの積層エレメントに縦みぞを形成
し、 (ii)一つまたは両方の積層エレメントのみぞへ樹脂
接着剤を適用し、 (iii)樹脂接着剤を収容する一つの積層エレメント
のみぞ中に縦に延びる変形金属バーを配置し、(iv)
金属バーを収容する積層エレメントの上に、他のみぞつ
き積層エレメントまたは異なるみぞなし積層エレメント
を樹脂接着剤を追加しまた追加することなく配置し、 (v)一つ以上が前記工程(i)ないし(iii)に従
って製造された積層を追加し、 (vi)樹脂接着剤を硬化する 工程を含むことを特徴とする積層した構造用木材部材の
製造法。 - (12)第1項に規定した製品をもたらす第11項の積
層した構造用木材部材の製造法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU5351 | 1987-11-11 | ||
| AUPI535187 | 1987-11-11 | ||
| AU18925/88A AU598684B2 (en) | 1987-11-11 | 1988-07-11 | Reinforced laminated timber |
| AU18,925/88 | 1988-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287354A true JPH01287354A (ja) | 1989-11-20 |
Family
ID=25617380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP88284826A Pending JPH01287354A (ja) | 1987-11-11 | 1988-11-10 | 補強積層木材 |
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- 1988-11-10 JP JP88284826A patent/JPH01287354A/ja active Pending
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Also Published As
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