(57)【要約】【課題】緊張力が導入された緊張材で木質の本体木部を補強した構造部材において、温度変化による緊張力の変動を抑制するとともに、動荷重による本体部分と緊張材との衝突音の発生を抑制する。【解決手段】木材からなり、複数の支点間にほぼ水平に架け渡される本体木部２と、本体木部の軸線方向に沿って配置された緊張材であって、緊張力が導入された状態で両端部が本体木部に定着される鋼棒３と、を有する。本体木部の軸線方向における少なくとも一部の下面には、該本体木部の軸線方向に沿って下方が開放された溝５が形成され、鋼棒はこの溝内に配置されるとともに、溝内に断熱材２１，２２が配置されている。断熱材は、鋼棒を収容した溝の開放部分を塞ぐように配置され、外気温の変化による鋼棒の温度の変動を抑制するととともに、溝内で鋼棒と本体木部とが衝突するのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材からなり、複数の支点間にほぼ水平に架け渡される本体木部と、
前記本体木部の軸線方向に沿って配置され、緊張力が導入された状態で両端部が、前記本体木部の軸線方向に互いに離隔した位置に定着される緊張材と、を有し、
前記本体木部の軸線方向における少なくとも一部の下面には、該本体木部の軸線方向に沿って下方が開放された溝が形成され、
前記緊張材は、前記溝内に配置されており、
該溝内に断熱材が配置されていることを特徴とする構造部材。
【請求項２】
前記断熱材は、前記緊張材を収容した前記溝の開放部分を塞ぐように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記溝内に配線スペースが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記断熱材は、前記溝の断面形状に合わせて成形されたものであり、
前記溝内の前記緊張材の上側に嵌め入れられる上側断熱材と、
前記緊張材の下側で下方に開放された溝を塞ぐようにはめ入れられる下側断熱材と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の構造部材。
【請求項５】
前記断熱材は、前記溝内で発泡したものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の構造部材。
【請求項６】
前記溝は、前記本体木部の両端部付近を除く範囲に形成され、
前記本体木部の両端部には、端面又は前記本体木部に形成された切り欠き内から前記溝内に通じるように貫通孔が形成され、
該貫通孔のそれぞれに、軸線方向の中空孔を有するとともに外周面には螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材がねじ込まれており、
前記緊張材は、一方の前記スクリュー部材が有する中空孔から前記溝内を経て他方のスクリュー部材が有する中空孔に挿通されており、
前記緊張材の上側に介挿されている前記上側断熱材の形状及び寸法は、前記溝内の底面に沿って配置された緊張材が該上側断熱材に当接されたときに、該緊張材を前記スクリュー部材の中空孔の延長線上に保持するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の構造部材。
【請求項７】
前記溝は、前記本体木部の両端部付近を除く範囲に形成され、
前記本体木部の両端部には、端面又は前記本体木部に形成された切り欠き内から前記溝内に通じるように貫通孔が形成され、
該貫通孔のそれぞれに、軸線方向の中空孔を有するとともに外周面には螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材がねじ込まれており、
前記緊張材は、一方のスクリュー部材が有する中空孔から前記溝内を経て他方のスクリュー部材が有する中空孔に挿通されており、
前記溝内の底部には前記緊張材の位置を規制するガイド部材が設けられ、
該ガイド部材は、前記溝内の底面に沿って配置された緊張材が該ガイド部材に当接されたときに、該緊張材を前記スクリュー部材の中空孔の延長線上に保持するものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体部分が無垢の木材又は小断面の木材を貼り合わせて形成された集成材等からなり、軸線方向に沿って配置された緊張材の緊張力によってプレストレスが導入されている構造部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物においても、例えば多数の人が集まることができる居室や複数台の車を駐車することができる駐車スペースなど広い空間を備えた構造が求められることがある。このような広い空間を設けるためには、大きな間隔で設けられた柱と柱との間に梁等の横架材を架け渡し、屋根又は上層階の荷重を支持する必要がある。
【０００３】
長い支間に架け渡す横架材では、上層階の荷重や屋根を支持するために木質材料を鋼部材等を用いて補強する場合がある。例えば特許文献１には、木質材料からなる基材を補強用材料で補強した構造用補強木材が記載されている。この構造用補強木材は、無垢材又は集成材からなる基材の長手方向に沿って貫通孔が設けられ、この貫通孔に補強鋼棒が挿通されている。この補強鋼棒の両端部にはネジが形成されており、螺合されたナットにより構造用補強木材に緊締されている。
【０００４】
また、特許文献２には、緊張材を用いて補強された木質部材であって、緊張材が定着される両端部付近を除いて木質部材の底面に溝が設けられ、この溝内に緊張材を配置するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１５２５３１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８９７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
緊張力が導入された緊張材による構造部材の補強は、コンクリート構造において広く採用されており、プレストレストコンクリートの梁を用いた建築物等が多く知られている。このようなプレストレストコンクリートの構造部材では緊張材として用いられる鋼とコンクリートとの線膨張係数の値が近いために、温度変化があっても緊張材の緊張力に及ぼす影響は小さくなっている。
【０００７】
しかし、木材と鋼とは線膨張係数の差が大きく、鋼からなる緊張材で木質部材を補強した構造部材では、温度の変化によって緊張力の変動が大きくなってしまう。また、特許文献２に記載されているように緊張材を溝内に配置した構造部材では、動荷重等によって構造部材に振動又はたわみが生じたときに、緊張材と構造部材の木部とが衝突し、屋内で衝突音が生じることがある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊張力が導入された緊張材で木質の本体部分を補強した構造部材の温度変化による緊張力の変動を抑制するとともに、動荷重による本体部分と緊張材との衝突音の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  木材からなり、複数の支点間にほぼ水平に架け渡される本体木部と、  前記本体木部の軸線方向に沿って配置され、緊張力が導入された状態で両端部が、前記本体木部の軸線方向に互いに離隔した位置に定着される緊張材と、を有し、  前記本体木部の軸線方向における少なくとも一部の下面には、該本体木部の軸線方向に沿って下方が開放された溝が形成され、  前記緊張材は、前記溝内に配置されており、  該溝内に断熱材が配置されている構造部材を提供する。
【００１０】
この構造部材では、溝内に断熱材が配置されていることにより、外気温の変化等による緊張材の温度の変化が抑制される。これにより、本体木部と緊張材との温度の変化量が大きく異なることが回避され、緊張材に導入されている緊張力の変動が小さく抑えられる。したがって、温度変化による本体木部及び緊張材の応力度の変動が小さくなり、部材の信頼性は高いものとなる。また、繰り返し緊張力が変動することによる定着部の負荷が低減される。
さらに本体木部が動荷重等によって撓んだり、本体木部及び／又は緊張材が振動したりすることがあっても、断熱材が緩衝材として作用して緊張材の振動を抑制し、衝突音を抑制する。また、溝内の断熱材が溝の内面と緊張材との間に介挿されるときには、緊張材と溝の内面とが直接に衝突するのが回避され、衝突音の発生が抑制される。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構造部材において、  前記断熱材は、前記緊張材を収容した前記溝の開放部分を塞ぐように配置されているものとする。
【００１２】
この構造部材では、緊張材の下側で開口する溝を塞ぐように断熱材が配置されているで、緊張材は外気と直接に触れることは少なくなる。したがって、外気温が変動しても緊張材の温度変化は少なく、常に本体木部の温度に近い状態が維持される。これにより、温度の変化による緊張力の変動が抑制される。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、  前記溝内に配線スペースが設けられているものとする。
【００１４】
この構造部材では、緊張材が配置される溝を利用して屋内配線を行うことができ、梁等の構造部材が屋内に露出するような構造としても、内装を体裁よく仕上げることが可能となる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の構造部材において、  前記断熱材は、前記溝の断面形状に合わせて成形されたものであり、  前記溝内の前記緊張材の上側に嵌め入れられる上側断熱材と、  前記緊張材の下側で下方に開放された溝を塞ぐようにはめ入れられた下側断熱材と、を有するものとする。
【００１６】
この構造部材では、あらかじめ成形されている断熱材を溝内に嵌め入れられることにより、簡単な作業で効率よく溝内の緊張材の周囲に断熱材を配置することができる。また、断熱材を成形した２つの断熱材に分割することにより、溝内にわずかのスペースを残すのみの状態で緊張材が配置されるときでも、緊張材の上側と緊張材の下側で溝を塞ぐ位置とに効率よく断熱材を配置することが可能となる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の構造部材において、  前記断熱材は、前記溝内で発泡したものとする。
【００１８】
この構造部材では、本体木部の所定の位置に緊張材を配置した後であっても、溝内にほとんど空間を残すことなく断熱材を充填することができ、大きな断熱効果が得られる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の構造部材において、  前記溝は、前記本体木部の両端部付近を除く範囲に形成され、  前記本体木部の両端部には、端面又は前記本体木部に形成された切り欠き内から前記溝内に通じるように貫通孔が形成され、  該貫通孔のそれぞれに、軸線方向の中空孔を有するとともに外周面には螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材がねじ込まれており、  前記緊張材は、一方の前記スクリュー部材が有する中空孔から前記溝内を経て他方のスクリュー部材が有する中空孔に挿通されており、  前記緊張材の上側に介挿されている前記上側断熱材の形状及び寸法は、前記溝内の底面に沿って配置された緊張材が該上側断熱材に当接されたときに、該緊張材を前記スクリュー部材の中空孔の延長線上に保持するように設定されているものとする。
【００２０】
この構造部材では、スクリュー部材を介して緊張材を本体木部に定着することができる。これにより、緊張材に導入された緊張力がスクリュー部材に作用し、さらにスクリュー部材の螺旋状の張り出し部から本体木部に伝達される。したがって、緊張材は緊張力が導入された状態で本体木部に確実に定着される。また、緊張材は、スクリュー部材を本体木部の所定の位置にねじ込んだ後に溝内から両端をそれぞれスクリュー部材の中空孔に挿入することができる。このとき、緊張材の上側に介挿される上側断熱材がガイドとして機能して緊張材を溝内からスクリュー部材の中空孔に容易に挿入することが可能となる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の構造部材において、  前記溝は、前記本体木部の両端部付近を除く範囲に形成され、  前記本体木部の両端部には、端面又は前記本体木部に形成された切り欠き内から前記溝内に通じるように貫通孔が形成され、  該貫通孔のそれぞれに、軸線方向の中空孔を有するとともに外周面には螺旋状の張り出し部を有するスクリュー部材がねじ込まれており、  前記緊張材は、一方のスクリュー部材が有する中空孔から前記溝内を経て他方のスクリュー部材が有する中空孔に挿通されており、  前記溝内の底部には前記緊張材の位置を規制するガイド部材が設けられ、  該ガイド部材は、前記溝内の底面に沿って配置された緊張材が該ガイド部材に当接されたときに、該緊張材を前記スクリュー部材の中空孔の延長線上に保持するものとする。
【００２２】
この構造部材では、スクリュー部材を介して緊張材を本体木部に定着することができるとともに、緊張材を本体木部にねじ込まれたスクリュー部材の中空孔に挿通するときに、緊張材がガイド部材によって案内されて、容易に溝内からスクリュー部材の中空孔に挿入される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の構造部材では、緊張力が導入された緊張材で本体木部を補強するとともに、温度の変化によって緊張力が変動するのを低減することができる。また、動荷重作用時等に本体木部と緊張材とが衝突することによる衝突音の発生を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態である構造部材を示す概略側面図、この側面図中のＡ−Ａ線における矢視図、Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
【図２】図１に示す構造部材の端部付近を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す構造部材の端部付近を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す構造部材の下面に溝が形成された部分の断面図である。
【図５】図１に示す構造部材の本体木部にねじ込まれたスクリュー部材の中空孔に緊張材を挿入する状態を示す断面図である。
【図６】図１に示す構造部材の本体木部にねじ込まれたスクリュー部材の中空孔に緊張材を挿入する工程を示す概略断面図である。
【図７】本体木部に設けられた溝内の一部に上側断熱材を配置した例及び上側断熱材に代えてガイド部材を設けた例を示す概略断面図である。
【図８】本体木部に設けられた溝内にはめ入れられた下側断熱材の他の例を示す概略断面図である。
【図９】本体木部に設けられた溝内を配線スペースとして利用する例を示す概略断面図である。
【図１０】図１に示す構造部材を他の構造部材である２つの梁間に架け渡して接合した状態を示す概略斜視図及び接合部の分解斜視図である。
【図１１】図１０に示す構造部材と他の構造部材との接合構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である構造部材を示す概略側面図、この側面図中に示すＡ−Ａ線における矢視図、Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。また、図２は端部付近を示す縦断面図であり、図３は端部付近の分解斜視図である。
この構造部材１は、図１に示すように、木質材料からなる本体木部２と、緊張材として本体木部２の軸線方向に配置された鋼棒３と、この鋼棒３を緊張力が導入された状態で本体木部に定着する定着手段４とで主要部が構成されている。そして、鋼棒３の緊張力によって本体木部２にプレストレスが導入されたものである。
【００２６】
上記構造部材１の本体木部２は、板状の木材からなる小断面部材を複数枚貼り合わせた集成材で形成されている。この本体木部２の下面には、両端部の所定長さを除く範囲に軸線方向の溝５が切削されている。そして、この本体木部２の両端面の下部には切り欠き部６が形成され、これらの切り欠き部６からは、図３（ａ）に示すように軸線方向に孔７が切削されて上記溝５に連通している。この孔７は、両端部付近の溝が形成されていない部分に切削されたものであり、軸線方向に貫通する中空孔を備えたスクリュー部材１１が端面側からねじ込まれている。緊張材である鋼棒３は、上記溝５内に配置されるとともに、両端部はスクリュー部材１１の中空孔に挿通され、これらのスクリュー部材１１に定着されている。また、溝５内には断熱材２１，２２が嵌め入れられている。
【００２７】
上記本体木部のスクリュー部材１１がねじ込まれた孔７は、この本体木部２の軸線方向に該スクリュー部材１１の長さとほぼ同じ長さの範囲に設けられており、スクリュー部材１１は本体木部２内に埋め込まれるものとなっている。なお、上記孔７が形成される長さはスクリュー部材１１の長さより多少は長くてもよい。
【００２８】
一方、本体木部２の端面からは該本体木部２の支間中央側に向かって、該本体木部２の側面とほぼ平行に二つのスリット８が形成されている。これらのスリット８は、この構造部材１を他の構造部材に接合するための受け金物が挿入され、固定されるものである。二つのスリット８は、本体木部２の幅方向に所定の間隔で設けられている。すなわち緊張材である鋼棒３が配置される位置であって上記孔７が設けられた位置の両側に形成されている。そして、本体木部２の上部の所定範囲ではスリット８の支間中央側への深さがほぼ同じとなっており、下部の所定範囲では支間の中央側への深さが増大してスリット８の形成範囲が支間の中央側に拡大している。
【００２９】
また、本体木部２には、スリット８が形成された範囲内で本体木部２の一方の側面から反対側の側面にほぼ水平に貫通する複数の横孔９が形成されており、この横孔９にはピン１２が押し入れられる。上記スリット８内には後述する受け金物１３の張り出し板部４２が挿入され、上記ピン１２が上記張り出し板部４２に係止されて、この構造部材１が受け金物１３に支持されるものとなっている。
【００３０】
上記スクリュー部材１１は、鋼棒３に装着されるナット１４及びワッシャ１５とともに緊張材である鋼棒３の定着手段４を構成するものであり、図２に示すように、金属からなる円筒状の軸部１１ｂの外周面に螺旋状の張り出し部１１ａが形成されたものである。そして、中心軸線に沿って中空孔１１ｃが形成されており、一方の端部付近ではこの中空孔の内径が端面に向かって拡大されている。このスクリュー部材１１は本体木部２に形成された上記孔７に、中空孔の内径が拡大された側を本体木部２の中央部側とするようにねじ込んで固定されている。そして、上記張り出し部１１ａが本体木部２と係合して該スクリュー部材１１に作用する軸線方向の力を本体木部２に伝達するものとなっている。
このようなスクリュー部材１１は、上記孔７に螺旋状の溝が切削された後、図３（ａ）に示すように本体木部２の切り欠き部６側からねじ込まれたものである。
【００３１】
上記鋼棒３は、端部３ａの外周面に雄ネジが形成されており、本体木部２の一方の端部にねじ込まれているスクリュー部材１１の中空孔１１ｃ内に挿通され、上記溝５を経て他方の端部にねじ込まれたスクリュー部材１１の中空孔に挿通されている。そして、図３（ｂ）に示すように、両端部がスクリュー部材１１から突き出し、雄ネジにナット１４がねじり合わされる。このナット１４により、鋼棒３は本体木部２の切り欠き部６内で、ワッシャ１５を介してスクリュー部材１１に係止されている。この鋼棒３には、ナット１４を強く締め込むことによって又はジャッキ等によって鋼棒３に引張力を導入してナット１４を締め付けることにより緊張力が導入され、この状態で両端のそれぞれがスクリュー部材１１を介して本体木部２に定着されるものである。また、定着後は、鋼棒３の先端に長ナット１６を装着して鋼棒３の先端部を保護するものとなっている。
なお、緊張材は一方の端部でのみ緊張力を付与する時には、他方の端部は通常のナット１４を２つ重ねてねじり合わせ、スクリュー部材を介して定着することができる。
【００３２】
図４は、本体木部２の下面付近における溝５が形成されている部分を示す一部拡大断面図であり、（ａ）図はスクリュー部材１１に近い位置を示すものであり、（ｂ）図は構造部材１の支間中央に近い位置を示すものである。
溝５は、本体木部２の軸線方向に張架される鋼棒３を収容することができる幅及び深さを有するものであり、本体木部２にねじ込まれた２つのスクリュー部材１１に両端部が定着された鋼棒３を収容するものである。そして、張架された鋼棒３の上側であって溝５内の底面すなわち溝５内の上面と鋼棒３との間に上側断熱材２１を介挿することができる間隙を有するものとなっている。
【００３３】
上記溝５内には上側断熱材２１及び下側断熱材２２が配置され、溝内に配置されている鋼棒３に構造部材外の温度変化の影響が及ぶのを低減するものとなっている。上側断熱材２１及び下側断熱材２２は発砲ポリスチレンからなるものであって、あらかじめ溝５の形状に合わせて成形されたものである。上側断熱材２１は、鋼棒３の上側つまり本体木部２の下面から上方に切削された溝５の底部に配置されるものであり、下側断熱材２２は鋼棒の下側で溝の開口部分を塞ぐように嵌め入れられるものである。これらは構造部材１の軸線方向に同形状で、溝５が形成された範囲のほぼ全域に配置されている。
【００３４】
上側断熱材２１は、外形が溝５の底部すなわち溝内の上部の形状にほぼ合致するものとなっており、鋼棒３の上側で所定の厚さを有するものである。図４に示す例では、溝５内の上面に沿ってほぼ均等な厚さを有し、ほぼ同じ厚さで溝５内の側面に沿って下方へ突出部２１ａを有するものとなっている。
下側断熱材２２は、溝５内の両側面に当接されるとともに、下面が本体木部２の下面とほぼ一致するように嵌め入れられるものであり、本体部分の上面２２ｂは鋼棒３が強く押し付けられない高さに設定される。そして、溝５内の両側面に沿って上方に向けて突出部２２ａが設けられている。
【００３５】
下側断熱材の本体部分は、上面２２ｂの高さが次のように設定される。
本体木部２の下縁付近に鋼棒３を配置して緊張力を導入すると、本体木部２の下縁付近にはプレストレスとして圧縮応力が導入され、本体木部２は上方へ反るような変形いわゆる“むくり”が生じる。本体木部２にこのような変形が生じることによって、構造部材１の支間中央付近では図４（ｂ）に示すように本体木部２が上方に変位し、両端部で定着された鋼棒３は本体木部２に対して相対的に下方へ変位する。このとき下方に移動する鋼棒３が下側断熱材２２に押し付けられ、下側断熱材２２が圧壊したり、下側断熱材２２が溝５の外に押し出されたりすることがないように、相対的な変位量を考慮して本体部分の上面２２ｂの位置が定められるものである。なお、構造部材１に設計で想定された荷重が載荷されたときには本体木部２が下方にたわみ、鋼棒３が相対的に上昇して支間の中央付近でも鋼棒３が上側断熱材２１に近づくことになる。
【００３６】
一方、上側断熱材２１から下方に突き出した突出部２１ａ及び下側断熱材２２から上方に突き出した突出部２２ａの突き出し長は、例えば次のように設定される。
上側断熱材が有する突出部２１ａの突き出し長は、鋼棒３が溝内で相対的に最上位となる位置つまり図４（ａ）に示すように溝内の上面に沿って配置された上側断熱材２１と接触している状態で、突出部２１ａの先端部が溝５内の側面と鋼棒３との間に差し入れられる寸法とする。この突出部２１ａの厚さは、鋼棒３と溝５内の側面との間の間隙より厚く設定されており、突出部２１ａの先端は鋼棒３と溝５内の側面との最接近位置にまでは至らない突き出し長となっている。
また、下側断熱材が有する突出部２２ａの突き出し長も、同様に鋼棒３が上側断熱材２１と接触している状態で、突出部２２ａの先端部が鋼棒３の下側から溝５内の側面と鋼棒３との間に差し入れられる寸法とする。そして、下側断熱材が有する突出部２２ａの厚さも上側断熱材が有する突出部２１ａと同じに設定され、突出部２２ａの先端は鋼棒３と溝５内の側面との最接近位置にまでは至らない突き出し長となっている。
【００３７】
突出部２１ａ，２２ａの突き出し長がこのように設定されていることにより、構造部材１に荷重が載荷されてほぼ全長にわたって鋼棒３が図４（ａ）に示されるように本体木部２に対して相対的に最上位にあるときには、鋼棒３が横方向に振動しても直接に鋼棒３が溝内の側面と衝突するのが回避され、振動音の発生が抑制される。また、鋼棒３が上下方向に振動したときには、上側断熱材２１が溝内の上面との間に介挿されることによって衝突が抑止される。
また、構造部材１に載荷される荷重が少なく、いわゆる“むくり”が生じているときには、支間の中央付近で図４（ｂ）に示すように鋼棒３が溝内で相対的に下方に変位しており、下側断熱材２２が有する突出部２２ａは鋼棒３によって下方に押し下げられ、変形した状態となる。このような状態で鋼棒３が上下方向及び横方向に振動することがあっても、下側断熱材２２によって鋼棒３と溝５の内面との衝突音の発生が抑止される。
なお、下側断熱材２２は弾性的に変形するものであり、構造部材１に荷重が作用して支間の中央部付近で本体木部２が下方へたわむと鋼棒３が本体木部２に対して上方へ相対的に移動し、図４（ｂ）に示すように変形していた下側断熱材の突出部２２ａは、図４（ａ）に示すように、弾性的に形状が復元される。
【００３８】
このような構造部材１は、次のような工程で製作される。
本体木部２とする所定の寸法の木材又は集成材を準備し、両端部には端面の下部から下面にかけての切り欠き部６を設ける。そして、軸線方向における中央部の所定の範囲に、下面から所定の深さで所定の幅の溝５を切削する。また、端部には他の構造部材との接合用のスリット８を設ける。上記切り欠き部６内からは、本体木部２の軸線方向へ溝５に連通する孔７を形成し、内周面にはスクリュー部材１１の螺旋状の張り出し部１１ａが入り込む螺旋状の細溝を形成する。この孔７には本体木部２の端面側からスクリュー部材１１をねじ込み、スクリュー部材１１の中空孔が溝５内に開口した状態とする。
このように加工した本体木部２は上下を逆にし、溝５が形成されている下面を上方に向けて支持する。そして、溝５内に成形された上側断熱材２１を嵌め入れる。この上側断熱材２１は、溝５が形成された範囲のほぼ全長にわたって嵌め入れるものである。
その後、鋼棒３の先端を溝５内に差し入れ、溝５の底部に嵌め入れられている上側断熱材２１の表面に沿わせて、スクリュー部材１１の中空孔１１ｃへ挿入する。
【００３９】
上側断熱材２１は溝５の底面に沿った位置で、図５（ａ）に示すように表面の延長線上がスクリュー部材１１の中空孔１１ｃに導かれる厚さに設定されている。また、図５（ｂ）に示すように上側断熱材２１が有する突出部２１ａにより、溝５内で鋼棒３は溝幅のほぼ中央に維持される。したがって上側断熱材２１の表面に沿って鋼棒３の先端部を移動させることによって鋼棒３の先端部はスクリュー部材１１の中空孔１１ｃに容易に挿入される。そして、鋼棒３の先端を本体木部２の端面側に突き出し、反対側の先端部を同様にして反対側の端部にねじ込まれているスクリュー部材の中空孔に挿通する。
【００４０】
両端部がスクリュー部材１１の中空孔に挿通された鋼棒３の両端部には、それぞれワッシャ１５及びナット１４を装着し、鋼棒３に緊張力を導入する。緊張力の導入は、ナット１４をスクリュー部材側に強く締め付けることによるものであってもよいが、ジャッキ等、特にセンターホールジャッキを用いて鋼棒３を緊張するのが望ましい。そして、緊張力が導入されている状態でナット１４を締め付けて定着する。鋼棒３に緊張力が導入されて定着された後、下側断熱材２２を溝５内に嵌め入れる。下側断熱材２２を嵌め入れた後の本体木部２の下面には、シート状又はフィルム状の部材（図示しない）を貼り付けて下側断熱材２２を覆い、保護するとともに脱落を防止する。
【００４１】
このように構成された構造部材１では、緊張力が導入された鋼棒３の反力がナット１４からワッシャ１５を介してスクリュー部材１１に伝達され、さらにスクリュー部材１１の外周面に形成された張り出し部１１ａから本体木部２に伝達される。これによって本体木部２の下縁付近には圧縮応力が生じ、載荷される荷重による曲げモーメントに対して大きな耐荷力を有するものとなる。また、緊張力が導入された鋼棒３からの反力は、軸線方向に長いスクリュー部材１１の周面から本体木部２に伝達され、本体木部２の一部に大きな応力が集中するのが回避される。
また、スクリュー部材１１がねじ込まれた両端部の間では、下面側に開放された溝５内に鋼棒３が配置されるので、本体木部２の加工を効率よく行うことができるとともに、緊張材である鋼棒３を本体木部２の所定の位置に容易に配置することができる。
【００４２】
溝５内に配置された鋼棒３は、上側断熱材２１及び下側断熱材２２によって外気の温度変化の影響を受けにくくなっており、温度の変化による緊張力の変動及び本体木部２に作用する応力度の変化が抑制される。
また、鋼棒３の上下には木材より弾性係数が小さくて柔らかい断熱材があり、動荷重等によって構造部材１の振動又は撓み及び緊張された鋼棒３の振動が生じても鋼棒３が直接に本体木部２に衝突することはなく、衝突音が低減される。また、断熱材があることによって緊張材である鋼棒３の振動が抑制される。
さらに、鋼棒３を本体木部２の所定の位置に配置するときには、上側断熱材２１によって構造部材１にねじ込まれたスクリュー部材１１の中空孔に鋼棒３の先端部が案内され、鋼棒３を容易に配置することができる。そして、上側断熱材２１の溝内の上面に沿った部分はほぼ等厚で円形断面の鋼棒３に対して平面が当接する。また、突出部２１ａもほぼ等厚で先端部分のみが鋼棒３の周面に当接する。したがって、上側断熱材２１と鋼棒３との接触面積が小さくなっており、鋼棒３を軸線方向に移動したときに上側断熱材２１が鋼棒に引きずられて移動したり、破損したりすることが低減される。
【００４３】
上記実施形態の構造部材では、溝内に上側断熱材２１と下側断熱材２２とを嵌め入れるものとなっているが、上側断熱材２１は下側断熱材２２に比べて鋼棒３の温度変化を抑制する効果は小さく、上側断熱材２１の一部もしくは全部を省略することができる。
上側断熱材２１の一部を省略するときには、以下に説明するように鋼棒３をスクリュー部材の中空孔１１ｃに案内する機能を保持する範囲で部分的に配置することができる。
【００４４】
鋼棒３は、図５及び図６に示すように本体木部２の上下を逆にして支持し、図６に示す工程で鋼棒３の両端部をそれぞれスクリュー部材の中空孔１１ｃに挿通することができる。
鋼棒３の一方の端部３ａは、図６（ａ）に示すように上方から溝５内に差し入れ、溝５の端部で溝内に開口しているスクリュー部材１１−１の中空孔に挿入することができる。一方のスクリュー部材１１−１の中空孔に挿通された鋼棒の端部３ａは、図６（ｂ）に示すようにスクリュー部材１１−１の中空孔を貫通し、本体木部２の端面より突き出した位置まで移動する。そして、他方の端部３ｂを溝５内に落とし込む。このとき、図６（ｃ）に示すように一方のスクリュー部材１１−１の中空孔から溝５の底面に沿ってほぼ直線状に支持された鋼棒の中心線が、他方のスクリュー部材１１−２の中空孔の中心線とほぼ一致する位置に保持されることによって、鋼棒３を軸線方向に移動して他方のスクリュー部材１１−２の中空孔に円滑に挿通される。
したがって、上側断熱材２１は一方のスクリュー部材１１−１の中空孔から溝５の底面に沿ってほぼ直線状となった鋼棒３を、他方のスクリュー部材１１−２の中空孔と中心線がほぼ一致するように保持することができればよい。例えば図７（ａ）に示すように本体木部２の軸線方向における中央部の１ｍ〜３ｍ程度の範囲、または中央部より後から鋼棒３を挿通するスクリュー部材１１−２寄りの１ｍ〜３ｍ程度の範囲に上側断熱材２１を配置することができる。
【００４５】
上側断熱材２１の全部を省略するときには、上側断熱材２１に代えて鋼棒３をスクリュー部材の中空孔１１ｃに案内する機能を持ったガイド部材２３を設けることができる。例えば、合成樹脂で形成されて鋼棒３をスクリュー部材の中空孔１１ｃと中心線がほぼ一致するように保持することができるガイド部材２３を、図７（ｂ）に示すように溝５の底部に所定の間隔で取り付けるものとする。これにより、鋼棒３を溝５内のガイド部材２３によって保持し、スクリュー部材の中空孔１１ｃに円滑に挿通することができる。
【００４６】
一方、下側断熱材２２は、いわゆる“むくり”や本体木部２のたわみによって鋼棒３が本体木部２に対して上下方向に相対的に変位するのを許容するとともに、横方向に鋼棒３が揺れるのを抑制するものが望ましい。このような条件を満たすものとして、図４に示す形状のものの他に、例えば図８に示すものを採用することができる。
図８（ａ）に示す下側断熱材２４は、本体部分の上面２４ａが鋼棒３の形状に合わせて凹状に湾曲したものとなっている。そして両側部から上方への突出部２４ｂが設けられ、鋼棒３と溝５内の側面との間に挿入されている。突出部２４ｂの突出長さは、鋼棒３が本体木部２に対して最も高い位置となったときにも鋼棒３と溝内の側面との間に挿入されて、鋼棒３が横方向に振動して衝突音が生じるのを抑制できるように設定されている。
【００４７】
図４に示す下側断熱材２２では、下面が本体木部２の下面とほぼ同じ高さとなるように設定されているが、図８（ｂ）に示すように下側断熱材２５の下面２５ａは、本体木部２の下面より高い位置に設定することができる。すなわち、構造部材１の下面に軸線に沿った凹部５ａが生じているものとなる。この凹部５ａは、例えば電力供給線２６や通信線等の配線スペースとして用いることもできる。また、配線スペースとして用いたときに、図９に示すように電力供給線２６や通信線を覆うように化粧部材２７をはめ入れてもよい。
【００４８】
図１０は、本件発明に係る構造部材１が梁として他の二つの梁間に架け渡して支持された状態を示す概略斜視図及び接合部分の分解斜視図である。また、図１１は、図１に示す構造部材１と他の構造部材である梁との接合構造を示す断面図である。
この接合構造は、図１に示す構造部材１を木製の他の二つの梁３１，３２の側面に、端面をそれぞれ突き当てて接合するものである。接合される梁３１，３２の側面には複数のボルト３３とナット３４とによって受け金物１３が固定され、構造部材１の端部が上記梁受け金物１３に支持される。
【００４９】
上記受け金物１３は、接合される梁３１，３２の側面に当接される固定基部４１と、この固定基部４１の鉛直方向の両側縁から平行に張り出した二つの張り出し板部４２とを有するものである。この受け金物１３は、鋼板を曲げ加工して形成されたものであり、鋼板の厚さは、接合される梁３１，３２に固定されて構造部材１を支持したときに過度の変形が生じない程度の厚さを備えるものとなっている。
【００５０】
上記張り出し板部４２は、固定基部４１が固定される位置より下方に伸長されるとともに、この部分４３は構造部材１の支間中央側つまり固定基部４１からの張り出し長を拡大する方向に突き出している。そして、先端には水平方向に曲折された水平部４４を有するものとなっている。
【００５１】
上記張り出し板部４２は、構造部材１の本体木部２の端部に形成されたスリット８に挿入された状態で本体木部２の側面からピン１２が横孔９に挿入され、張り出し板部４２のピン孔４５を貫通することによって本体木部２が受け金物１３と結合される。このとき張り出し板部４２の下方に伸長された部分４３は、図７に示すようにスリット８内で構造部材１の軸線方向における支間中央側へ斜め下方に張り出している。この下方へ張り出した部分４３は、切り欠き部６が設けられた範囲を支間中央側に回避して鋼棒３及びスクリュー部材１１が配置された位置の両側部に至り、さらに切り欠き部６が設けられた範囲より構造部材１の支間中央側でスリット８から本体木部２の下側に露出する。露出した下端部は鋼棒６が配置された位置の下側つまり２つの張り出し板部４２が互いに対向する側に曲折され、ほぼ水平となった水平部４４が本体木部２の下面に当接されている。
【００５２】
このような接合構造では、構造部材１の端部は複数のピン１２を介して受け金物１３の張り出し板部４２に支持されるとともに、張り出し板部４２の下方に伸長された部分４３によって構造部材１の下面で支持される。つまり、構造部材１の端部に作用するせん断力はピン１２から張り出し板部４２を介して固定基部４１に伝達されるとともに、張り出し板部４２の下方に伸長された部分４３からも固定基部４１に伝達される。このとき、張り出し板部４２の下方に伸長された部分４３には引張力が作用するとともに、構造部材１の本体木部２を下面から支えることによって本体木部２には上下方向の圧縮力が作用する。これにより、本体木部２の端部における斜引張力や鋼棒３が本体木部２の端部に定着されることによる割裂力よって本体木部２に割れが生じるのが抑制される。
【００５３】
なお、本発明の構造部材は、図１０に示すように二つの梁間に支持されるものに限らず、一方の端部又は双方の端部が柱に接合されるもの等であってもよい。
また、本発明の構造部材で用いられる緊張材は鋼棒に限定されるものではなく、鋼線、鋼より線、炭素繊維又はアラミド繊維等を合成樹脂でロッド状に束ねたもの等を用いることができる。さらに、緊張材を定着する構造も、スクリュー部材を用いるものに限定されるものではなく、鋼支圧板を用いるものであってもよいし、ナットに代えてくさびを用いるもの、合成樹脂等の緊張材に対する付着力を利用するもの等であってもよい。
一方、成形された断熱材の形状は図４に示すものに限らず、適宜に設計することができる。また、成形された断熱材に限定されず、溝内に薬液を注入し、溝内で発砲させた断熱材を用いることもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１：構造部材，    ２：本体木部，    ３：鋼棒（緊張材），    ３ａ：鋼棒の端部，    ４：定着手段，    ５：溝，    ６：切り欠き部，    ７：スクリュー部材がねじ込まれる孔，    ８：スリット，    ９：横孔，
１１：スクリュー部材，    １１ａ：スクリュー部材の螺旋状の張り出し部，    １１ｂ：スクリュー部材の軸部，    １１ｃ：スクリュー部材の中空孔，    １２：ピン，    １３：受け金物，    １４：ナット，    １５：ワッシャ，    １６：長ナット，
２１：上側断熱材，    ２１ａ：上側断熱材の下方への突出部，    ２２：下側断熱材，    ２２ａ：下側断熱材の上方への突出部，    ２２ｂ：下側断熱材の本体部分の上面，    ２３：ガイド部材，    ２４：下側断熱材，    ２４ａ：下側断熱材の本体部分の上面，    ２４ｂ：下側断熱材の上方への突出部，    ２５：下側断熱材，    ２５ａ：下側断熱材の本体部分の上面，    ２５ｂ：下側断熱材の上方への突出部，    ２６：電力供給線，    ２７：化粧部材，
３１，３２：本発明の構造部材が接合される梁，    ３３：ボルト，    ３４：ナット，
４１：受け金物の固定基部，    ４２：張り出し板部，    ４３：張り出し板部の下方に伸長された部分，    ４４：水平部，    ４５：ピン孔
【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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