(57)【要約】【課題】貫通孔を有する木質横架材の強度性能を効果的に高める。【解決手段】木質横架材１の両側面２、２における貫通孔３周りに、複数の爪９・・を有する補強プレート５、５を夫々張り合わせるとともに、これら両補強プレート５、５及び木質横架材１を挟持部材１５、１５によって挟み込んで、両補強プレート５、５の爪９・・を木質横架材１の両側面２、２に確実に食い込ませる。これにより、横架材１の断面欠損を少なくしながら、横架材１に作用する曲げ応力や剪断応力を両補強プレート５、５に効率良く伝達して、これら応力を両補強プレート５、５によって確実に負担させることができ、貫通孔３を有する有孔横架材１でありながら、無孔横架材と同等な十分な強度性能を確保できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する側面（２）（２）間に亘って貫通孔（３）を形成した木質横架材（１）の補強構造であって、前記木質横架材（１）の両側面（２）（２）における貫通孔（３）周りに、複数の爪（９）・・を有する補強プレート（５）（５）を夫々張り合わせるとともに、これら両補強プレート（５）（５）及び前記木質横架材（１）を挟持部材（１５）（１５）によって挟み込んで、前記両補強プレート（５）（５）の爪（９）・・を前記木質横架材（１）の両側面（２）（２）に食い込ませるようにしたことを特徴とする木質横架材の補強構造。
【請求項２】
前記挟持部材（１５）は、前記貫通孔（３）に挿通される基片（１６）と、この基片（１６）の両端部から前記両補強プレート（５）（５）に被さるように延出した延出片（１７）（１７）と、それら延出片（１７）（１７）に螺合して前記両補強プレート（５）（５）を前記木質横架材（１）の両側面（２）（２）に押し付ける押付ボルト（２０）・・とを備えている請求項１記載の木質横架材の補強構造。
【請求項３】
相対する側面（２）（２）間に亘って貫通孔（３）を形成した木質横架材（１）の補強構造であって、前記木質横架材（１）の両側面（２）（２）における貫通孔（３）周りに、複数の爪（９）・・を有する補強プレート（５）（５）を夫々張り合わせるとともに、これら両補強プレート（５）（５）及び前記木質横架材（１）に、前記木質横架材（１）の引張力が発生し易い箇所を回避するように貫通ボルト（３１）・・を貫通させて、その貫通ボルト（３１）・・に螺合したナット（３４）・・を締め付けることで、前記貫通ボルト（３１）・・の頭部（３３）・・と前記ナット（３４）・・によって前記両補強プレート（５）（５）及び前記木質横架材（１）を挟み込んで、前記両補強プレート（５）（５）の爪（９）・・を前記木質横架材（１）の両側面（２）（２）に食い込ませるようにしたことを特徴とする木質横架材の補強構造。
【請求項４】
前記補強プレート（５）（５）の爪（９）・・を、前記補強プレート（５）（５）の要所要所を打ち抜き加工することによって形成して、この打ち抜き加工によって生じた複数の打ち抜き孔（１０）・・のうちのいくつかと、前記木質横架材（１）に形成した複数のボルト挿通孔（３０）・・とを一致させて、これら打ち抜き孔（１０）・・及びボルト挿通孔（３０）・・を通して前記貫通ボルト（３１）・・を貫通させるようにした請求項３記載の木質横架材の補強構造。
【請求項５】
前記補強プレート（５）（５）の上端に略水平方向に延出するフランジ部（７）（７）を形成して、このフランジ部（７）（７）によって床下地材（１１）（１１）を支持するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の木質横架材の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として木造建築物における梁や土台等の木質横架材の補強構造に関し、特に配管や配線等を挿通させるための貫通孔周りの補強に係る。
【背景技術】
【０００２】
木造住宅において、梁や土台等の木質横架材に対して、水回り設備等の配管や配線等を挿通させるための貫通孔を形成することがある。横架材に対して貫通孔を形成すると、断面欠損によって強度が低下するが、このような有孔横架材に関する耐力評価方法や補強方法については、未だ十分に確立されておらず、夫々固有の対応をしているのが現状である。
【０００３】
上記対応の一つとして、例えば特許文献１や特許文献２にも開示されているように、横架材の両側面の貫通孔周りに、補強プレートを多数のビスで止め付けるといった補強構造がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２４１２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７６６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の補強構造においては、横架材の貫通孔周りに多数のビスのねじ込みによる断面欠損が生じてしまい、十分な強度性能を確保することが困難となっていた。
【０００６】
かといって、横架材の断面欠損を少なくするために、補強プレートを止め付けるビスの本数を極力減らすようにすると、横架材に作用する曲げ応力や剪断応力を補強プレートへ効率良く伝達することができなくなり、依然として十分な強度性能を確保することができなかった。
【０００７】
このため、有孔横架材を用いる場合には、大幅な強度低下を見込んで構造計画を行わざるを得ず、構造計画が煩雑になるといった不具合があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記不具合を解消して、貫通孔を有する木質横架材の強度性能を効果的に高めることができる木質横架材の補強構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明は、相対する側面２、２間に亘って貫通孔３を形成した木質横架材１の補強構造であって、前記木質横架材１の両側面２、２における貫通孔３周りに、複数の爪９・・を有する補強プレート５、５を夫々張り合わせるとともに、これら両補強プレート５、５及び前記木質横架材１を挟持部材１５、１５によって挟み込んで、前記両補強プレート５、５の爪９・・を前記木質横架材１の両側面２、２に食い込ませるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
具体的に、前記挟持部材１５は、前記貫通孔３に挿通される基片１６と、この基片１６の両端部から前記両補強プレート５、５に被さるように延出した延出片１７、１７と、それら延出片１７、１７に螺合して前記両補強プレート５、５を前記木質横架材１の両側面２、２に押し付ける押付ボルト２０・・とを備えている。
【００１１】
また、別の発明は、相対する側面２、２間に亘って貫通孔３を形成した木質横架材１の補強構造であって、前記木質横架材１の両側面２、２における貫通孔３周りに、複数の爪９・・を有する補強プレート５、５を夫々張り合わせるとともに、これら両補強プレート５、５及び前記木質横架材１に、前記木質横架材１の引張力が発生し易い箇所を回避するように貫通ボルト３１・・を貫通させて、その貫通ボルト３１・・に螺合したナット３４・・を締め付けることで、前記貫通ボルト３１・・の頭部３３・・と前記ナット３４・・によって前記両補強プレート５、５及び前記木質横架材１を挟み込んで、前記両補強プレート５、５の爪９・・を前記木質横架材１の両側面２、２に食い込ませるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
具体的には、前記補強プレート５、５の爪９・・を、前記補強プレート５、５の要所要所を打ち抜き加工することによって形成して、この打ち抜き加工によって生じた複数の打ち抜き孔１０・・のうちのいくつかと、前記木質横架材１に形成した複数のボルト挿通孔３０・・とを一致させて、これら打ち抜き孔１０・・及びボルト挿通孔３０・・を通して前記貫通ボルト３１・・を貫通させるようにしている。
【００１３】
また、上記の発明において、前記補強プレート５、５の上端に略水平方向に延出するフランジ部７、７を形成して、このフランジ部７、７によって床下地材１１、１１を支持するようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の補強構造においては、木質横架材及びこの両側面に張り合わせた両補強プレートを、挟持部材によって挟み込んだり、貫通ボルトの頭部とナットによって挟み込むことで、両補強プレートの爪を横架材の両側面に確実に食い込ませてこれらを一体化している。
【００１５】
これにより、従来のように多数の長尺なビスをねじ込む場合と比べて、横架材の断面欠損を少なくしながら、横架材に作用する曲げ応力や剪断応力を両補強プレートに効率良く伝達して、これら応力を両補強プレートによって確実に負担させることができ、貫通孔を有する有孔横架材であるにもかかわらず、無孔横架材と同等な十分な強度性能を確保することができる。
【００１６】
従って、有孔横架材であっても、無孔横架材と同様に扱うことが可能となり、水周り設備の設置等に伴って有孔横架材を採用しても、躯体架構については何ら見直す必要がなく、設備計画によって構造計画が煩雑になるといった不具合をなくすことができる。
【００１７】
なお、貫通ボルトを使用する場合には、横架材に対してボルト挿通孔を形成する必要があり、両補強プレートの爪だけを食い込ませる場合と比べて、横架材の断面欠損部位が多少増えることにはなる。しかしながら、これらボルト挿通孔は、横架材の引張力の発生し易い箇所を回避して形成するので、任意の箇所に多数のビスをねじ込む場合と比べて、横架材の耐力を低下させないようにしながら、ボルト挿通孔の形成による横架材の断面欠損を必要最小限に抑えることができる。
【００１８】
また、挟持部材を、横架材の貫通孔に挿通した状態で使用することによって、横架材の外表面からの挟持部材の張り出しを抑えて、横架材に対する他部材との接合や金具類の取り付けに支障をきたさないようにすることができる。
【００１９】
さらに、貫通ボルトを、補強プレートの爪を打ち抜き加工することによって生じた打ち抜き孔を利用して貫通させることによって、補強プレートに貫通ボルトを貫通させるための専用の孔を別途加工せずに済み、構造を簡単にすることができる。
【００２０】
さらにまた、補強プレートのフランジ部を、床下地材を支持する支持台として利用することによって、部材の共有化を図ることができ、床施工に伴う施工費を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１乃至図３は、この発明の一実施形態に係る木質横架材１の補強構造を示している。横架材１は、木造建築物における梁や土台等として用いられるものであって、複数の帯板状のラミナを上下に積み重ねて接合した断面略長方形状の集成材からなる。この横架材１には、相対する長手方向に沿った側面２、２間に亘って配管又は配線挿通用の貫通孔３が略水平に形成されている。なお、横架材１としては、集成材に限らず、無垢材であっても良い。
【００２２】
そして、この横架材１の両側面２、２における貫通孔３周りには、図２乃至図４に示すように、補強プレート５、５が夫々張り合わされている。この補強プレート５は、図５に示すように、略長方形状の垂直部６と、この垂直部６の上端から略水平方向に延出するフランジ部７とを備えている。
【００２３】
補強プレート５の垂直部６の略中央には、貫通孔３に対応する略円形の開口８が形成されている。また、垂直部６の周端の例えば合計８箇所において、打ち抜き加工により一対の短尺爪９、９が夫々形成されている。具体的には、垂直部６の各隅部と上下端中央部と左右端中央部において、一対の短尺爪９、９が夫々形成されている。また、垂直部６のこれら８箇所において、打ち抜き加工によって生じた略円形の打ち抜き孔１０・・が夫々形成されている。従って、両側の補強プレート５、５は、それらの開口８、８を貫通孔３に一致させるようにして、それらの短尺爪９・・を横架材１の側面２、２に食い込ませることで、それら垂直部６、６を横架材１の側面２、２に重ねるようにして、横架材１に張り合わされている。
【００２４】
補強プレート５のフランジ部７は、図３に示すように、ＡＬＣ１１や床根太等の床下地材を支持する支持台として機能するようになっている。なお、図３において、１２は、ＡＬＣ１１、１１上に敷設される床板である。
【００２５】
そして、横架材１及びこの両側面２、２に夫々張り合わされた両補強プレート５、５は、図２及び図６に示すように、一対の挟持部材１５、１５によって挟み込まれて、両補強プレート５、５が脱落しないように、両補強プレート５、５の短尺爪９・・を横架材１の両側面２、２に確実に食い込ませている。
【００２６】
挟持部材１５は、図２及び図７に示すように、横架材１の貫通孔３に挿通される略長方形状の基片１６と、この基片１６の両端部から両補強プレート５、５の垂直部６、６に被さるように延出した略凹状の延出片１７、１７とからなるコ字形プレート１８を備えている。そして、コ字形プレート１８の延出片１７、１７には、一対のボルト穴１９、１９が夫々形成されていて、それらボルト穴１９・・に螺合した押付ボルト２０・・の締め付けによって、両補強プレート５、５の垂直部６、６を横架材１の両側面２、２に押し付けることで、両補強プレート５、５の短尺爪９・・を横架材１の両側面に確実に食い込ませて、横架材１及び両補強プレート５、５を一体化している。
【００２７】
なお、図８に示すように、合計４個の挟持部材２１・・を用いて、これら挟持部材２１・・を貫通孔３の孔壁周りに等間隔に配置して、両補強プレート５、５及び横架材１を挟み込むようにしても良い。なお、この挟持部材２１のコ字形プレート２２は、図９に示すように、横架材１の貫通孔３に挿通される略長方形状の基片２３と、この基片２３の両端部から両補強プレート５、５の垂直部６、６に被さるように延出した略長方形状の延出片２４、２４とからなり、延出片２４、２４には１個のボルト穴１９が夫々形成されている。
【００２８】
このようにして貫通孔３周りを補強した横架材１では、横架材１に対して両補強プレート５、５の短尺爪９・・が食い込んでいるだけであって、従来のように多数の長尺なビスをねじ込む場合と比べて、横架材１の断面欠損を少なくすることができる。
【００２９】
しかも、このようにして貫通孔３周りを補強した横架材１を、木造建築物の梁や土台として架構した場合、横架材１に対して曲げ応力や剪断応力が作用すると、これら応力が横架材１の両側面２、２にしっかりと食い込んだ複数の短尺爪９・・を介して両補強プレート５、５に効率良く伝達され、これら応力を横架材１と一体化した両補強プレート５、５によって確実に負担させることができる。これにより、貫通孔３を有する有孔横架材１であるにもかかわらず、無孔横架材と同等な十分な強度性能を確保することができる。
【００３０】
図１０乃至図１３は、別の実施形態に係る木質横架材１の補強構造を示している。この横架材１には、引張力が発生し易い箇所を回避し、且つ、横架材１の両側面２、２に張り合わせる補強プレート５、５の打ち抜き孔１０・・のいくつかに対応するようにして、複数のボルト挿通孔３０・・が貫通孔３と略平行に形成されている。
【００３１】
図１２の細点で示す範囲は、曲げ応力が作用したときの横架材１の貫通孔３周辺における引張力が発生し易い範囲を示しており、図１３の細点で示す範囲は、剪断応力が作用したときの横架材１の貫通孔３周辺における引張力が発生し易い範囲を示している。
【００３２】
従って、例えば曲げ応力が作用し易い箇所に横架材１を架構する場合には、図１２の細点で示す範囲を避けるようにして、横架材１にボルト挿通孔３０・・が形成される。例えば、横架材１の両側面２、２に張り合わせる補強プレート５、５の打ち抜き孔１０・・のうち上側中央及び下側両端に位置する打ち抜き孔１０・・に対応する３箇所に、ボルト挿通孔３０・・が形成される。また、剪断応力が作用し易い箇所に横架材１を架構する場合には、図１３の細点で示す範囲を避けるようにして、横架材１にボルト挿通孔３０・・が形成される。例えば、横架材１の両側面２、２に張り合わせる補強プレート５、５の打ち抜き孔１０・・のうち上側左端及び下側右端に位置する打ち抜き孔１０・・に対応する２箇所に、ボルト挿通孔３０・・が形成される。
【００３３】
図１０及び図１１は、曲げ応力が作用し易い箇所に架構する横架材１を例に挙げて図示しており、上記のようにしてボルト挿通孔３０・・を形成した横架材１の両側面２、２には、そのボルト挿通孔３０・・とこれに対応する打ち抜き孔１０・・とを一致させるようにして、補強プレート５、５が夫々張り合わされている。
【００３４】
そして、互いに一致したボルト挿通孔３０・・及び打ち抜き孔１０・・を通して、複数の貫通ボルト３１・・が横架材１及び補強プレート５、５を貫通している。従って、これら貫通ボルト３１・・は、横架材１の引張力が発生し易い箇所を回避するように貫通されている。貫通ボルト３１・・としては、小径で細いボルト部３２及び小径の頭部３３を有するものを用いており、これによって横架材１のボルト挿通孔３０・・の孔径も小さく抑えている。
【００３５】
これら貫通ボルト３１・・にはナット３４・・が螺合され、これらナット３４・・を締め付けることで、貫通ボルト３１・・の頭部３３・・とナット３４・・によって横架材１及び両補強プレート５、５を挟み込んで、両補強プレート５、５が脱落しないように、両補強プレート５、５の短尺爪９・・を横架材１の両側面２、２に確実に食い込ませて、横架材１及び両補強プレート５、５を一体化している。なお、貫通ボルト３１・・の頭部３３・・及びナット３４・・は、補強プレート５、５の打ち抜き孔１０・・よりも径が小さくなっているので、打ち抜き孔１０・・よりも径が大きな座金４０・・を介在させて、上記の挟み込みを行っている。
【００３６】
このようにして貫通孔３周りを補強した横架材１では、複数のボルト挿通孔３０・・が形成されているものの、これらボルト挿通孔３０・・は小径で細く、しかも横架材１の引張力の発生し難い箇所にのみ形成していることから、横架材１の耐力を極力低下させないようにしながら、ボルト挿通孔３０・・を形成したことによる横架材１の断面欠損を必要最小限に抑えることができる。なお、その他の構成及び作用効果は、上記図１乃至図３に示す実施形態と同様である。
【００３７】
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態に係る横架材の補強構造を示す正面図である。
【図２】同じくその横断面図である。
【図３】同じくその側面図である。
【図４】横架材の両側面に張り合わせる補強プレートを示す斜視図である。
【図５】補強プレートの拡大斜視図である。
【図６】横架材の補強構造を示す分解斜視図である。
【図７】挟持部材のコ字形プレートの拡大斜視図である。
【図８】４個の他の挟持部材を用いた補強構造を示す正面図である。
【図９】他の挟持部材のコ字形プレートの拡大斜視図である。
【図１０】別の実施形態に係る横架材の補強構造を示す分解斜視図である。
【図１１】同じくその縦断面図である。
【図１２】曲げ応力が作用したときの横架材の貫通孔周辺における引張力が発生し易い範囲を示す図である。
【図１３】剪断応力が作用したときの横架材の貫通孔周辺における引張力が発生し易い範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・木質横架材、２・・側面、３・・貫通孔、５・・補強プレート、７・・フランジ部、９・・爪、１０・・打ち抜き孔、１１・・床下地材、１５，２１・・挟持部材、１６，２３・・基片、１７，２４・・延出片、２０・・押付ボルト、３０・・ボルト挿通孔、３１・・貫通ボルト、３３・・頭部、３４・・ナット、
【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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【図１２】
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【図１３】
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