(57)【要約】【課題】  木造建築において、柱と梁の接合は、一般的に、柱の梁が接合される部分を削って仕口を設け、この仕口に梁をはめ込むことで行われている。仕口を設けると、柱のその部分の断面積が小さくなるために、柱全体の曲げ強度等の機械的強度が低下する。本発明は、柱の仕口の設けられた部分の機械的強度を向上させた柱補強構造を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の柱補強構造は、背割りが設けられた柱と、一方のリブが上記背割りにはめ込まれ、他方のリブが背割りの刻設された柱の面に固定されるＬ字型金具を備える。柱の梁が接合される部分の機械的強度を一層向上させるためには、仕口などの梁が接合される部分と同じ高さにＬ字型金具を固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背割りが刻設された柱と、
上記柱の表面に固定された固定部、及び、上記背割りにはめ込まれ、上記固定部に立設された補強部を備えた補強用金具とから構成されたことを特徴とする柱補強構造。
【請求項２】
上記固定部は、上記背割りの一方の側と他方の側の表面に固定された２つの固定板を備え、
上記補強部は、上記２つの固定板を連結し、上記背割りの幅方向が伸縮自在である請求項１に記載の柱補強構造。
【請求項３】
上記固定部は、上記背割りの一方側の上記柱の表面に固定された請求項１に記載の柱補強構造。
【請求項４】
上記固定部は、上記柱に形成された仕口と同じ高さの位置に固定される請求項１または４に記載の柱補強構造。
【請求項５】
上記柱は、四面に背割りが刻設された請求項１または４に記載の柱補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱の補強構造に関し、特に柱の仕口が設けられた部分の機械的強度を向上させる柱補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築において、柱と梁の接合は、一般的に、柱を掘削して形成された仕口に梁をはめ込むことで行われている。図１０に示すように、仕口５０２が形成されると、柱５０１の断面積が小さくなるために、柱５０１全体の曲げ強度等の機械的強度が低下する。
【０００３】
機械的強度の低下を防ぐために、プレカッチと呼ばれる金具を柱に取り付けて、プレカッチで梁を支えることで仕口５０２による断面欠損を抑えた工法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、梁が接合される部分は、地震等の横揺れによって大きな力がかかるので、プレカッチを使用した工法を採用しても、横揺れに対する強度が十分でなく、プレカッチが取り付けられた部分で柱の中折れが発生してしまうことがある。
【０００５】
また、柱と梁に異種の材木を用いた場合、落成してから数年経過すると、柱と梁の材木の収縮率の違いから柱と梁の接合に緩みが生じ、柱の仕口が設けられた部分の機械的強度が大幅に低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、柱の仕口が設けられた部分の機械的強度を向上させる柱補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の柱補強構造は、背割りが刻設された柱と、上記柱の表面に固定された固定部、及び、上記背割りにはめ込まれ、上記固定部に立設された補強部を備えた補強用金具とから構成される。
【０００８】
柱の仕口が設けられた部分の機械的強度を一層向上させるためには、仕口が設けられた部分と同じ高さに上記補強用金具を固定する。
【０００９】
補強部が固定部に立設された補強用金具を用いるのは、平板に比べてリブ等が設けられたＬ字型のアングル材などの曲げ強度が高いという事実に基づくものである。
【００１０】
また、補強部の両側に固定部を設けて、背割りの両側の柱の表面で補強用金具を柱と固定する場合、背割りの広がり具合に応じて補強部が伸縮できるように構成すると、背割りが広がったり狭まったりしても、補強用金具が柱を傷付けたり、柱から外れたりすることなく柱の機械的強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
仕口の形成された位置に補強用金具を固定することで、柱の仕口が設けられた部分の機械的強度が向上する。また、補強部を背割りにはめ込むことで、柱から補強用金具が突起することがないため、補強用金具が壁の形成等他の施工の邪魔となることなく、柱の機械的強度を向上させることができる。
【００１２】
さらに、柱の四面に背割りが刻設されている場合、どの面に対しても補強用金具を固定できるので、柱の２面または３面に仕口が形成されていても、補強用金具で柱の機械的強度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態における柱補強構造１００の外観図を示す。図１に示すように、柱補強構造１００は、背割りＳが４面に刻設された柱１０１と、柱１０１に複数のビスで固定されたＬ字型の補強用金具１０２（以下、Ｌ字型金具１０２という）を備える。
【００１４】
上記Ｌ字型金具１０２は、１枚板で形成されており、図２に示すように、多数のビス孔１０５が千鳥状に穿孔された固定部１０３と、固定部１０３に対してほぼ垂直に立設された補強部１０４から構成されている。上記固定部１０３の幅１０３ｗは、背割りＳが刻設された位置から柱１０１の角１０１ｃ（図３参照）までの長さより短くなっている。上記補強部１０４は、上記背割りＳに納まるように、厚み１０４ｔが上記背割りＳの補強部１０４の先端に対応する位置の幅ｗ（図３参照）より薄く、高さ１０４ｈが上記背割りＳの深さｄ（図３参照）より浅くなっている。
【００１５】
上記Ｌ字型金具１０２を用いて柱１０１の仕口が設けられた部分を補強するためには、図１及び図３に示すように仕口１０６の設けられていない柱１０１の面の背割りＳに上記補強部１０４をはめ込んで、上記補強部１０４がはめ込まれた背割りＳが刻設された柱１０１の表面に上記固定部１０３をビスＢで固定する。
【００１６】
なお、仕口部分をより効果的に補強するためには、Ｌ字型金具１０２の長手方向中央が仕口１０６の形成された部分と同じ高さになるように上記固定部１０３を固定すると共に、図３に示すように、固定部１０３を固定する位置を背割りＳの仕口１０６が設けられた位置に側にする。
【００１７】
上記したように、本実施の形態の上記固定部１０３の幅１０３ｗは、背割りＳが刻設された位置から柱１０１の角１０１ｃまでの長さより短いので、Ｌ字型金具１０２が固定された面において、柱１０１の角１０１ｃ付近が上記固定部１０３に覆われずに露出するため、この露出した部分にビスをねじ込んだり、釘などを打つことができるので、例えば梁を柱に固定する金具を角１０１ｃに取り付けることができる。
【００１８】
上記のように上記固定部１０３の幅１０３ｗを、背割りＳが刻設された位置から柱１０１の角１０１ｃまでの長さより短くすると、柱間に壁３３０を形成すとＬ字型金具１０２を壁３３０に隠すことができ、美しい仕上がり面を形成することができる。
【００１９】
また、図４に示すように角１０１ｃにもＬ字型金具１０２を取り付けることができるが、このように角１０１ｃにＬ字型金具１０２を取り付けると、Ｌ字型金具が仕上げ面から露出し、仕上げ面の見た目が悪くなる。
【００２０】
なお、Ｌ字型金具１０２が固定される位置は、仕口１０６が形成される高さと同じ位置に限られず、柱１０１の機械的強度の弱い部分等に固定して、その部分の機械的強度を向上させるために使用してもよい。
【００２１】
上記Ｌ字型金具１０２が固定される柱１０１は、通し柱に限られず管柱であってもよい。上記Ｌ字型金具１０２は、管柱に固定して、管柱の機械的強度等を向上させるために用いることもできる。
【００２２】
（実施の形態２）
図５に本実施の形態における柱補強構造２００の外観図を示す。図５に示すように、本実施の形態の柱補強構造２００は、背割りＳが４面に刻設された柱２０１と、柱２０１に複数のビスで固定されたＴ字型の補強用金具２０２（以下、Ｔ字型金具２０２という）を備える。図５に示すように、本実施の形態では、３面が梁と接合された高さにＴ字型金具２０２が固定されている。
【００２３】
上記Ｔ字型金具２０２は、１枚板で形成されており、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、逆Ｖ字状に形成された補強部２０４と、補強部２０４の長手方向両側に設けられた２つの固定板からなる固定部２０３から構成されている。両側の固定板には、図６（ｂ）に示すような多数のビス孔２０５が千鳥状に穿孔されている。図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、補強部２０４が逆Ｖ字状になっているのは、柱２０１の乾燥率によって背割りＳの幅ｗは広がったり狭まったりするのに応じてＶ字を形成する角度を変化させて両固定板の間隔を伸縮できるようにするためである。
【００２４】
従って、補強部２０４の形状は、背割りＳの幅ｗに応じて両固定板の間隔が変化できる形状であれば逆Ｖ字状に限られない。
【００２５】
上記両固定板の幅２０３ｗは、Ｌ字型金具１０２の固定部１０３の幅１０３ｗと同様に柱２０１の背割りＳが刻設された位置から柱２０１の角２０１ｃ（図７参照）までの長さより短くなっている。
【００２６】
上記補強部２０４は、図７に示す背割りＳに納まるように、厚み２０４ｔが上記背割りＳの幅ｗ（図７参照）より薄く、高さ２０４ｈが上記背割りＳの深さｄ（図７参照）より浅くなっている。
【００２７】
上記Ｔ字型金具２０２を用いて仕口部分を補強するためには、図５及び図７に示すように仕口２０６の設けられていない柱２０１の面の背割りＳに上記補強部２０４をはめ込んで、上記固定板を背割りＳの両側の柱２０１の表面にビスＢで固定する。
【００２８】
上記したように、Ｔ字型金具２０２においても上記固定部２０３の幅２０３ｗは、背割りＳが刻設された位置から柱２０１の角２０１ｃまでの長さより短いので、Ｔ字型金具２０２が固定された面において、柱２０１の角２０１ｃ付近が固定部２０３に覆われずに露出するので、この露出した部分にビスをねじ込んだり、釘などを打つことができる。
【００２９】
また、Ｌ字型金具１０２と同様にＴ字型金具２０２が固定される位置は、仕口が形成される高さと同じ位置でなくても、柱２０１の機械的強度の弱い部分等に固定して、その部分の機械的強度を向上させるために使用してもよい。
【００３０】
また、Ｌ字型金具１０２と同様にＴ字型金具２０２が固定される柱２０１は、通し柱に限られず管柱であってもよい。
【実施例】
【００３１】
４面に背割りが刻設された柱にＬ字型金具を固定した場合、平板を固定した場合、金具を固定しなかった場合について、それぞれ２回の曲げ試験を行った結果を表１に示す。
【００３２】
この試験での柱は、図８に示すように、隣り合う２面に仕口が形成され、４面の中央に深さ１５ｍｍ以上、最大幅３．２ｍｍの背割りが刻設された１２０ｍｍ角の桧角材である。また、Ｌ字型金具１０２は、長手方向が９００ｍｍ、幅（リブ１０３の幅）４５ｍｍ、高さ（リブ１０４の高さ）１５ｍｍ、厚さ３．２ｍｍのＬ字型金具である。Ｌ字型金具を固定した曲げ試験においては、図３に示すように柱の仕口が設けられていない２面にＬ字型金具を固定した。
【００３３】
また、平板は、長手方向の長さ、幅、及び厚さ及び材質が、この実験で用いたＬ字型金具と同じものである。平板を固定した曲げ試験においては、図９に示すように、平板８０１を柱１０１の仕口１０６が設けられていない２面に固定した。各面において、平板は、各面の背割りＳをまたぐように、背割りＳの両側の部位をビス等で固定した。
【００３４】
各曲げ試験における支点距離Ｌは１６８０ｍｍであり、荷重を２つの支点から等距離となる上部から掛けた。なお、試験の際は、仕口が形成された２面の一方の面が下向きとなるように柱を支点に載置した。下記の表１に試験の結果を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１から明らかなように、Ｌ字型金具１０２を桧角材に固定すると、桧角材の曲げ強度が約１．４倍となった。また、平板を固定すると、桧角材の曲げ強度は金具が取り付けられていない桧角材の１．１４倍しか向上しないので、本試験のようにＬ字型金具を使用することで、柱材の強度が著しく向上することが明確である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】背割り柱の概略外観図である。
【図２】補強用金具の外観図である。
【図３】柱の図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図４】柱の角に補強用金具が取り付けられた柱の断面図である。
【図５】背割り柱の概略外観図である。
【図６】補強用金具の外観図である。
【図７】柱の図４のＢ−Ｂ´断面図である。
【図８】曲げ試験で荷重を掛けた位置を示した図である。
【図９】平板が固定された曲げ試験で用いられる柱材の外観図である。
【図１０】仕口が設けられた部分の柱の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  柱補強構造
１０１  柱
１０２  Ｌ字型金具
１０３  ２０３  補強部
１０４  ２０４  固定部
１０５  ２０５  ビス孔
１０６  ２０６  仕口
２００  柱補強構造
２０１  柱
２０２  Ｔ字型金具
Ｓ      背割り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006022511.tif 000010
【図８】
2006022511.tif 000011
【図９】
2006022511.tif 000012
【図１０】
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