(57)【要約】【課題】鉄骨部材と木質部材とを効率よく一体化することのできる安価な鉄骨複合部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】上下フランジ１０、１２とウェブ１４を有する鉄骨部材１６と、ウェブ１４から間隔をあけた位置において上下フランジ１０、１２の間を塞ぐように上下フランジ１０、１２の間に挿入配置された木質部材１８とを備える複合部材１００であって、フランジ１０、１２に設けられた貫通孔、または、フランジ１０、１２の縁から突出する態様でフランジ１０、１２に接合したプレート２０に設けられた貫通孔２６から木質部材１８に先端側がねじ込み挿入配置され、鉄骨部材１６と木質部材１８とを一体的に固定するための連結部材３０をさらに備え、連結部材３０は、先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下フランジとウェブを有する鉄骨部材と、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に挿入配置された木質部材とを備える複合部材であって、
フランジに設けられた貫通孔、または、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートに設けられた貫通孔から木質部材に先端側がねじ込み挿入配置され、鉄骨部材と木質部材とを一体的に固定するための連結部材をさらに備え、
連結部材は、先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体であることを特徴とする鉄骨複合部材。
【請求項２】
フランジの外面側であって、貫通孔を含めたフランジまたは貫通孔を含めたプレートを被覆する位置に、木質部材と接合した仕上げ材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨複合部材。
【請求項３】
上下フランジのうち少なくとも一方のフランジとウェブが接続する位置におけるフランジの外面が、外部に露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄骨複合部材。
【請求項４】
フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートは、フランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の鉄骨複合部材。
【請求項５】
木質部材の外面側を覆う耐火被覆材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の鉄骨複合部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の鉄骨複合部材を製造する方法であって、
鉄骨部材のフランジ、または、フランジに接合したプレートにあらかじめ貫通孔を設けておき、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に木質部材を挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入して上下フランジと木質部材とを一体的に固定することを特徴とする鉄骨複合部材の製造方法。
【請求項７】
フランジの縁から突出する態様でフランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートに設けた貫通孔から連結部材を木質部材に向けてねじ込み挿入する場合において、
あらかじめ木質部材のプレートに対向する面に、プレートを配置するための凹部を内法寸法に合わせて形成しておき、この木質部材を、上下フランジの間および上下のプレートの間に挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入することを特徴とする請求項６に記載の鉄骨複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質部材で補剛された鉄骨複合部材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｈ形鋼やＩ形鋼などからなる鉄骨部材と、集成材などからなる木質部材とを組み合わせた複合部材が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。こうした複合部材としては、例えば図１０に示すように、鉄骨部材１と木質部材２とをせん断ボルト３で一体化した構造や、図１１に示すように、厚肉パイプのコネクター４に通した高力ボルト５で一体化した構造などが知られている。
【０００３】
図１０の鉄骨部材１と木質部材２とをせん断ボルト３で一体化した構造は、あらかじめ鉄骨部材１と木質部材２にボルト孔をあけておき、この孔にボルト３を挿入して一体化することとなる。このとき、ボルト孔は施工誤差を吸収するために過大な孔が必要となり、鉄骨部材１と木質部材２の一体化を妨げるおそれがある。また、図１１のコネクター４を介して高力ボルト５で一体化する構造の場合、部品数が多くなることと、高力ボルト５を多用することでコストアップになるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５７８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−８９９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、鉄骨部材と木質部材とを効率よく一体化することのできる安価な構造の複合部材が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鉄骨部材と木質部材とを効率よく一体化することのできる安価な鉄骨複合部材およびその製造方法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】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鉄骨複合部材は、上下フランジとウェブを有する鉄骨部材と、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に挿入配置された木質部材とを備える複合部材であって、フランジに設けられた貫通孔、または、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートに設けられた貫通孔から木質部材に先端側がねじ込み挿入配置され、鉄骨部材と木質部材とを一体的に固定するための連結部材をさらに備え、連結部材は、先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材は、上述した発明において、フランジの外面側であって、貫通孔を含めたフランジまたは貫通孔を含めたプレートを被覆する位置に、木質部材と接合した仕上げ材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材は、上述した発明において、上下フランジのうち少なくとも一方のフランジとウェブが接続する位置におけるフランジの外面が、外部に露出していることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材は、上述した発明において、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートは、フランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材は、上述した発明において、木質部材の外面側を覆う耐火被覆材をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る鉄骨複合部材の製造方法は、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、鉄骨部材のフランジ、または、フランジに接合したプレートにあらかじめ貫通孔を設けておき、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に木質部材を挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入して上下フランジと木質部材とを一体的に固定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材の製造方法は、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、フランジの縁から突出する態様でフランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートに設けた貫通孔から連結部材を木質部材に向けてねじ込み挿入する場合において、あらかじめ木質部材のプレートに対向する面に、プレートを配置するための凹部を内法寸法に合わせて形成しておき、この木質部材を、上下フランジの間および上下のプレートの間に挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る鉄骨複合部材によれば、上下フランジとウェブを有する鉄骨部材と、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に挿入配置された木質部材とを備える複合部材であって、フランジに設けられた貫通孔、または、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートに設けられた貫通孔から木質部材に先端側がねじ込み挿入配置され、鉄骨部材と木質部材とを一体的に固定するための連結部材をさらに備え、連結部材は、先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体であるので、連結部材として例えば通常の木質材料で使用されるラグスクリューなどを使って上下フランジと木質部材とを効率よく一体化することにより、剛性と耐力を向上した安価な鉄骨複合部材を得ることができるという効果を奏する。また、鉄骨複合部材の軽量化を図るとともに、安価に木質空間を実現することができる。
【００１５】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、フランジの外面側であって、貫通孔を含めたフランジまたは貫通孔を含めたプレートを被覆する位置に、木質部材と接合した仕上げ材が設けられているので、仕上げ材によって木質感などの所望の意匠性を付与することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、上下フランジのうち少なくとも一方のフランジとウェブが接続する位置におけるフランジの外面が、外部に露出しているので、この鉄骨複合部材を例えば梁として用いる場合、下フランジの下面の露出部分に吊りフックなどを取り付けることが可能である。また、木目調の仕上げ材を併用した場合、フランジの外面の露出部分による金属感と、露出部分以外の仕上げ材による木質感とが混在した独特の意匠を付与することができるという効果を奏する。露出部分をなくせばあたかも木質材として見せることもできる。
【００１７】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートは、フランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートであるので、このプレートと木質部材を介して上下フランジの間の寸法誤差等を吸収することができ、鉄骨部材と木質部材の一体性を高めることができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、木質部材の外面側を覆う耐火被覆材をさらに備えるので、木質部材に所定の耐火性能を付与することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係る鉄骨複合部材の製造方法によれば、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、鉄骨部材のフランジ、または、フランジに接合したプレートにあらかじめ貫通孔を設けておき、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に木質部材を挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入して上下フランジと木質部材とを一体的に固定するので、連結部材として例えば通常の木質材料で使用されるラグスクリューなどを使って上下フランジと木質部材とを効率よく一体化することにより、剛性と耐力を向上した安価な鉄骨複合部材を得ることができるという効果を奏する。また、鉄骨複合部材の軽量化を図るとともに、安価に木質空間を実現することができる。
【００２０】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材の製造方法によれば、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、フランジの縁から突出する態様でフランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートに設けた貫通孔から連結部材を木質部材に向けてねじ込み挿入する場合において、あらかじめ木質部材のプレートに対向する面に、プレートを配置するための凹部を内法寸法に合わせて形成しておき、この木質部材を、上下フランジの間および上下のプレートの間に挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入するので、上下フランジの間および上下のプレートの間の寸法誤差等を、挿入する木質部材の上下面および凹部の形状調整によって吸収することができ、鉄骨部材と木質部材の一体性を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法の実施の形態１を示す図であり、（１）はＡ−Ａ線に沿った横断面図、（２）はＢ−Ｂ線に沿った横断面図、（３）は側断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法の実施の形態１を示す図であり、（１）は上面図、（２）は下面図である。
【図３】図３は、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法の実施の形態２を示す図であり、（１）はＡ−Ａ線に沿った横断面図、（２）はＢ−Ｂ線に沿った横断面図、（３）は側断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法の実施の形態２を示す図であり、（１）は上面図、（２）は下面図である。
【図５】図５は、本発明の効果の検証実験に使用した試験体を示す図であり、（１）は実施例の試験体の側面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線に沿った横断面図、（３）は比較例の試験体の側面図、（４）は（３）のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
【図６】図６は、加力実験装置の概略図である。
【図７】図７は、図６の横断面図であり、（１）はＡ−Ａ線に沿った図、（２）はＢ−Ｂ線に沿った図、（３）はＣ−Ｃ線に沿った図、（４）はＤ−Ｄ線に沿った図、（５）はＥ−Ｅ線に沿った図である。
【図８】図８は、実験結果を示す一覧図である。
【図９】図９は、実験により得られた荷重変形関係を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の構造の一例を示す図であり、（１）は横断面図、（２）は側面図である。
【図１１】図１１は、従来の構造の他の一例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下においては鉄骨部材がＨ形鋼からなる場合を例にとり説明するが、本発明はこれに限るものではない。例えば溝形鋼などの上下フランジとウェブを有する鉄骨部材であってもよく、これらの部材と木質部材との複合部材に対しても応力や収まり態様に応じて適用可能である。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２４】
図１（１）および（３）に示すように、本実施の形態１に係る鉄骨複合部材１００は、上下フランジ１０、１２とウェブ１４を有するＨ形鋼からなる鉄骨部材１６と、上下フランジ１０、１２の間に挿入配置された矩形断面の木質部材１８と、上下フランジ１０、１２の内面側に溶接されたプレート２０とを備える複合部材である。
【００２５】
本実施の形態では、鉄骨複合部材１００を梁として用いることを想定しており、下フランジ１２下面には仕上げ材２２が設けられている。また、本実施の形態の鉄骨部材１６としては、例えばＨ−３００×１５０×６．５×９ｍｍ程度のＳＳ４００規格品などを想定し、木質部材１８としては、例えば高さ２７０×幅１００ｍｍ程度の集成材などを想定しているが、本発明の鉄骨部材１６、木質部材１８はこのような寸法、材質に限るものではない。
【００２６】
木質部材１８は、ウェブ１４から間隔をあけた位置において上下フランジ１０、１２の間を塞ぐように左右の上下フランジ１０、１２の間に挿入配置されている。このため、木質部材１８とウェブ１４との間には横断面視で略矩形状の空間２４が形成される。こうすることで、使用する木質部材１８の数量を効率的に少なくし、鉄骨複合部材１００全体の重量を小さくすることができる。一方、木質部材１８の外側面は、フランジ１０、１２の縁およびプレート２０の突出端よりも外側に位置しており、木質部材１８の一部が鉄骨部材１６の上下フランジ１０、１２から各外側にはみ出た形態となっている。こうすることで、ボリューム感のある木質デザインを与えることができる。また、木質部材１８の幅厚と配置位置を変えることによって、剛性耐力を調整することもできる。なお、上記の空間２４の大きさは、本実施の形態の場合では高さ２７０ｍｍ×幅５５ｍｍ程度を想定しているが、この大きさに限るものではない。また、木質部材１８の幅厚については、例えば、後述の木質部材１８にねじ込む連結部材（ラグスクリュー３０）の径の８倍程度以上とすることが望ましいが、連結部材をねじ込んだ際に木質部材１８が割裂破壊等せずに構造部材としての機能を維持可能であれば上記径の８倍以下であってもよい。
【００２７】
プレート２０は、図１および図２に示すように、矩形状の鋼板であり、フランジ１０、１２の縁から外側に突出する態様でフランジ１０、１２の内面側に溶接接合している。プレート２０の突出部分には貫通孔２６が設けられている。このプレート２０は、図１（３）に示すように、鉄骨部材１６の延在方向Ｘに所定間隔（例えば５００ｍｍ程度）で複数箇所設けられている。
【００２８】
このプレート２０は、木質部材１８の上下面に形成した凹部２８（座掘り）の平坦部に接面して配置される。なお、本実施の形態のプレート２０としては、ＰＬ−９×５０×９０ｍｍ程度を想定し、フランジ１０、１２からのプレート２０の突出長としては、高さ５０ｍｍ程度、延在方向Ｘのプレート２０の長さ５０ｍｍ程度を想定しているが、本発明はこれに限るものではない。
【００２９】
木質部材１８と上下フランジ１０、１２は、各プレート２０の貫通孔２８から木質部材１８に向けて挿入配置されたラグスクリュー３０（連結部材）によって一体的に固定されている。このラグスクリュー３０は、ラグスクリューの径の７倍程度の長さを有し、木質部材１８の幅方向略中央に配置される。ラグスクリュー３０の先端側のねじ部３０ａは木質部材１８の高さの３分の１程度の位置までねじ込まれ、後端の頭部３０ｂはプレート２０の貫通孔２８の周囲の取付け面に引っ掛かって貫通孔２８から木質部材１８側に入り込まないようになっている。なお、本実施の形態のラグスクリュー３０としては、Ｍ１２、長さＬ＝７５ｍｍ程度、頭部の径φ１９、高さｈ＝８ｍｍ程度を想定しているが、本発明はこれに限るものではない。また、ラグスクリュー３０のねじ込み長さについても、上記の長さに限るものではない。また、ラグスクリュー３０の代わりに、例えばビスのような先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体を用いて、木質部材１８と上下フランジ１０、１２を一体的に固定してもよい。
【００３０】
仕上げ材２２は、鉄骨複合部材１００の外観に木質感などの意匠性を付与するためのものであり、例えば集成材などにより構成される。この仕上げ材２２は、木質部材１８と同じ幅厚に構成され、木質部材１８の直下の下フランジ１２の下面（外面側）に配置される。したがって、下フランジ１２とウェブ１４が接続する位置における下フランジ１２の下面（外面）は外部に露出しており、下側から下フランジ１２下面を視認できる。図１（１）〜（３）および図２（２）に示すように、仕上げ材２２は、貫通孔２６を含めてプレート２０を被覆しており、仕上げ材２２の下側からねじ込まれたビス３２によって木質部材１８に接合される。このように、木質部材１８を利用して鉄骨部材１６の下端に仕上げ材２２を取り付けることができる。
【００３１】
この鉄骨複合部材１００を例えば梁として用いる場合、下フランジ１２の下面の露出部分に吊りフックなどを取付けることが可能である。また、木目調の仕上げ材２２を用いる場合、下フランジ１２の外面の露出部分による金属感と、露出部分以外の仕上げ材２２による木質感とが混在した独特の意匠を付与することができる。
【００３２】
本実施の形態の鉄骨複合部材１００を製作する場合には、あらかじめラグスクリュー３０の径に見合った貫通孔２６を設けたプレート２０を、鉄骨部材１６の上下フランジ１０、１２の内側面に溶接しておく。一方、木質部材１８の上下面のプレート２０を配置する位置に、上下のプレート２０が収まる大きさの凹部２８をあらかじめ内法寸法に合わせて形成しておく。この凹部２８はプレート２０が接面する平坦部を有する形状、寸法であることが好ましい。このような凹部２８であれば、木質部材１８とプレート２０との間に隙間が生じることがない。また、こうした凹部２８を木質部材１８の上下面に形成することによって、Ｈ形鋼の工場製作時や据え付け加工時に生じる上下フランジ１０、１２間の寸法誤差や変形、上下のプレート２０間の寸法誤差や変形を吸収することが可能となる。
【００３３】
次に、木質部材１８を上下フランジ１０、１２の間および上下のプレート２０の間に挿入する。このとき、プレート２０が木質部材１８の上下面の凹部２８の平坦部に接面するように位置を調整するが、必要に応じ、電動カンナなどの工具で木質部材１８の上下面や凹部２８を切削して形状を調整してもよい。この後、専用の工具を用いて、ラグスクリュー３０をプレート２０の貫通孔２６から木質部材１８に向けてねじ込み挿入してプレート２０と木質部材１８とを一体的に固定する。このようにすることで、上記の鉄骨複合部材１００を製作することができる。
【００３４】
木質部材１８には、プレート２０の貫通孔２６の位置に合わせてラグスクリュー３０をねじ込むことができるため、施工誤差を吸収することができる。また、あらかじめプレート２０を接合した上下フランジ１０、１２の間に木質部材１８を挿入配置する方式のため、木質部材１８の上下面および凹部２８の形状調整によって、上下フランジ１０、１２間の寸法誤差や変形、上下フランジ１０、１２に溶接するプレート２０間の寸法誤差や変形を吸収することが可能となり、鉄骨部材１６と木質部材１８の一体性を高めることができる。
【００３５】
このように、本実施の形態によれば、通常の木質材料で使用されるラグスクリューなどの連結部材を使って鉄骨部材１６と木質部材１８を効率よく隙間なく一体化することができる。このため、剛性と耐力を向上した安価な鉄骨複合部材を得ることができる。また、鉄骨複合部材の軽量化を図ることができ、安価に木質空間を実現することができる。
【００３６】
また、鉄骨部材１６に対する木質部材１８の配置位置と幅厚を変えることで鉄骨複合部材１００の断面性能を自由に選択することが可能であると同時に、少ない木質部材１８の数量で、外観上、大きな木質部材１８として表現することができる。
【００３７】
また、木質部１８には、プレート２０の貫通孔２６の位置にあわせてラグスクリュー３０をねじ込むことができるため、施工誤差を吸収し、鉄骨部材１６と木質部材１８の一体性を高めることができる。
【００３８】
また、プレート２０の位置で木質部材１８を座掘りして凹部２８を設けることで、Ｈ形鋼の製作誤差や変形等を吸収し、鉄骨部材１６と木質部材１８の一体性を高めることができる。
【００３９】
また、仕上げ材２２は鉄骨複合部材１００の下部を全て覆うことで下側からの外観を木質構造としてデザインすることができる。また、本実施の形態のように、下フランジ１２の下面の一部が露出するように仕上げ材２２を設置することで、この露出した下フランジ１２の下面部分に吊りフックなどを取付けることが可能である。また、露出部分をなくせばあたかも木質材として見せることもできる。さらに、上下フランジ１０、１２外側の両面に仕上げ材を配置することで、木質材の柱として見せることも可能である。
【００４０】
なお、上記の実施の形態において、ラグスクリュー３０が同一横断面内で左右上下のプレート２０の貫通孔２６に挿入配置される場合を例にとり説明したが、本発明のラグスクリュー３０の配置はこれに限るものではなく、異なる横断面内に各ラグスクリュー３０を配置してもよい。例えば、ある横断面内で、ラグスクリュー３０を上の左右のプレート２０の貫通孔２６に配置するとともに、鉄骨部材１６の延在方向Ｘに離れた隣の横断面内で、下の左右のプレート２０の貫通孔２６に配置してもよい。また、ある横断面内で、ラグスクリュー３０を左の上下のプレート２０の貫通孔２６に配置するとともに、隣の横断面内で、右の上下のプレート２０の貫通孔２６に配置してもよい。このようにラグスクリュー３０の配置を延在方向Ｘに交互に設定しても、鉄骨部材１６とその左右両側の木質部材１８を隙間なく一体化することができ、安価で効率のよい鉄骨複合部材１００を得ることができる。また、上記の実施の形態において、必要に応じて接着剤を併用し、鉄骨部材１６と木質部材１８間、木質部材１８と仕上げ材２２間を接着剤で接着してもよい。
【００４１】
また、上記の実施の形態においては、プレート２０がフランジ１０、１２の内側面に溶接される場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、プレート２０がフランジ１０、１２の外側面に溶接される構成としてもよい。また、プレート２０が鉄骨部材１６の延在方向Ｘに間隔をあけて複数設置される場合を例にとり説明したが、プレート２０が鉄骨部材１６の延在方向Ｘに連続した形状であってもよい。また、プレート２０を省略するとともにフランジ１０、１２にラグスクリュー用の貫通孔を設けた構成としてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、上記の実施の形態１において、木質部材１８の外面側を覆う耐火被覆材を設けたものである。その構成部材は、上記の実施の形態１で説明した構成部材と同様であるから詳細な説明は省略する。
【００４３】
図３および図４に示すように、本実施の形態２に係る鉄骨複合部材２００は、上下フランジ１０、１２とウェブ１４を有するＨ形鋼からなる鉄骨部材１６と、上下フランジ１０、１２の間に挿入配置された矩形断面の木質部材１８と、上下フランジ１０、１２の内面側に溶接されたプレート２０と、耐火被覆材３４とを備える複合部材である。
【００４４】
本実施の形態においても、鉄骨複合部材２００を梁として用いることを想定しており、下フランジ１２下面には仕上げ材２２が設けられている。耐火被覆材３４は、木質部材１８および仕上げ材２２の外面側を覆うように設けられる。この耐火被覆材３４は、例えば不燃木材などにより構成することできる。本実施の形態によれば、上記の実施の形態１と同様の作用効果を奏することに加え、木質部材１８に所定の耐火性能を付与することができる。なお、本実施の形態の耐火被覆材３４の被覆厚としては、２０ｍｍ程度を想定しているが、本発明はこれに限るものではない。木質部材１８に耐火性能が求められる場合は所定の耐火性能を有する耐火被覆材３４を外面側に配置することで対応可能である。
【００４５】
（本発明の効果の検証）
次に、本発明の効果を検証するために行った実験と、この実験による検証結果について説明する。
【００４６】
本実験は、Ｈ形鋼（鉄骨部材）を集成材（木質部材）で補剛した試験体（実施例）と、Ｈ形鋼のみの試験体（比較例）について弱軸曲げ実験を行い荷重変形特性を調べることにより、実施例の集成材による補剛効果を検証したものである。
【００４７】
図５に、本実験に用いた試験体の形状および寸法を示す。実施例の試験体は、図５（１）、（２）に示すように、Ｈ形鋼（Ｈ−３００×１５０×６．５×９）からなる鉄骨部材と、この鉄骨部材のウェブから間隔をあけて上下フランジの間に挿入配置した集成材とにより構成される。上下のフランジの内面側にはプレートを溶接した。集成材は、杉の同一等級構成Ｅ６５−Ｆ２５５を用いた。鉄骨部材と集成材は、フランジの内面側に溶接したプレート（ＰＬ−９）の貫通孔からねじ込んだラグスクリュー（Ｍ１２、Ｌ＝７５ｍｍ）を用いて接合した。一方、比較例の試験体は、図５（３）、（４）に示すように、実施例の試験体と同じ鉄骨部材を使用した。
【００４８】
図６および図７に、加力実験装置の概要を示す。これらの図に示すように、本実験は、梁に見立てた試験体に対する４点曲げ実験とし、６ＭＮ試験機を用いて鉄骨部材の長期荷重から短期荷重の間で繰り返し加力を行い、最後は梁中央のたわみが１２７ｍｍ（Ｌ／３０）になるまで加力することにより行った。
【００４９】
図８に実験結果の一覧を、図９に荷重変形関係を示す。ここで、梁のたわみ量は、梁端部と梁中央部の相対値で求めた。梁の降伏耐力は、各試験体で０．１Ｐmaxと０．４Ｐmaxを結んだ直線と、０．４Ｐmaxと０．９Ｐmaxを結んだ勾配で荷重変形曲線に接する直線との交点とした。また、梁の初期剛性は、原点と降伏点を結ぶ直線の傾きとした。
【００５０】
実験結果から、実施例の試験体の方が比較例の試験体に比べて初期剛性、降伏耐力および最大耐力が向上することが分かる。このため、実施例のようにＨ形鋼を集成材で補剛することで、Ｈ形鋼の座屈耐力向上が期待できる。したがって、本発明のように鉄骨部材と集成材（木質部材）による複合部材とすることで、初期剛性、降伏耐力および最大耐力が向上することが確認できる。
【００５１】
以上説明したように、本発明に係る鉄骨複合部材によれば、上下フランジとウェブを有する鉄骨部材と、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に挿入配置された木質部材とを備える複合部材であって、フランジに設けられた貫通孔、または、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートに設けられた貫通孔から木質部材に先端側がねじ込み挿入配置され、鉄骨部材と木質部材とを一体的に固定するための連結部材をさらに備え、連結部材は、先端が尖って先端側の周面にねじ溝が形成された棒状体であるので、連結部材として例えば通常の木質材料で使用されるラグスクリューなどを使って上下フランジと木質部材とを効率よく一体化することにより、剛性と耐力を向上した安価な鉄骨複合部材を得ることができる。また、鉄骨複合部材の軽量化を図るとともに、安価に木質空間を実現することができる。
【００５２】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、フランジの外面側であって、貫通孔を含めたフランジまたは貫通孔を含めたプレートを被覆する位置に、木質部材と接合した仕上げ材が設けられているので、仕上げ材によって木質感などの所望の意匠性を付与することができる。
【００５３】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、上下フランジのうち少なくとも一方のフランジとウェブが接続する位置におけるフランジの外面が、外部に露出しているので、この鉄骨複合部材を例えば梁として用いる場合、下フランジの下面の露出部分に吊りフックなどを取り付けることが可能である。また、木目調の仕上げ材を併用した場合、フランジの外面の露出部分による金属感と、露出部分以外の仕上げ材による木質感とが混在した独特の意匠を付与することができる。露出部分をなくせばあたかも木質材として見せることもできる。
【００５４】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、フランジの縁から突出する態様でフランジに接合したプレートは、フランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートであるので、このプレートと木質部材を介して上下フランジの間の寸法誤差等を吸収することができ、鉄骨部材と木質部材の一体性を高めることができる。
【００５５】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材によれば、木質部材の外面側を覆う耐火被覆材をさらに備えるので、木質部材に所定の耐火性能を付与することができる。
【００５６】
また、本発明に係る鉄骨複合部材の製造方法によれば、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、鉄骨部材のフランジ、または、フランジに接合したプレートにあらかじめ貫通孔を設けておき、ウェブから間隔をあけた位置において上下フランジの間を塞ぐように上下フランジの間に木質部材を挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入して上下フランジと木質部材とを一体的に固定するので、連結部材として例えば通常の木質材料で使用されるラグスクリューなどを使って上下フランジと木質部材とを効率よく一体化することにより、剛性と耐力を向上した安価な鉄骨複合部材を得ることができる。また、鉄骨複合部材の軽量化を図るとともに、安価に木質空間を実現することができる。
【００５７】
また、本発明に係る他の鉄骨複合部材の製造方法によれば、上述した鉄骨複合部材を製造する方法であって、フランジの縁から突出する態様でフランジの内面側でフランジに溶接接合したプレートに設けた貫通孔から連結部材を木質部材に向けてねじ込み挿入する場合において、あらかじめ木質部材のプレートに対向する面に、プレートを配置するための凹部を内法寸法に合わせて形成しておき、この木質部材を、上下フランジの間および上下のプレートの間に挿入配置した後、連結部材を貫通孔から木質部材に向けてねじ込み挿入するので、上下フランジの間および上下のプレートの間の寸法誤差等を、挿入する木質部材の上下面および凹部の形状調整によって吸収することができ、鉄骨部材と木質部材の一体性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る鉄骨複合部材およびその製造方法は、建築物の柱や梁などの構造部材として有用であり、特に、鉄骨部材と木質部材とを効率よく安価に一体化するのに適している。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１２  フランジ
１４  ウェブ
１６  鉄骨部材
１８  木質部材
２０  プレート
２２  仕上げ材
２４  空間
２６  貫通孔
２８  凹部
３０  ラグスクリュー（連結部材）
３０ａ  ねじ部
３０ｂ  頭部
３２  ビス
３４  耐火被覆材
１００，２００  鉄骨複合部材
Ｘ  延在方向
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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