(57)【要約】【目的】在来の国産柱材を用いて、鉄骨構造の剛接合を併せ持つ、木材加工および構築の容易な木造ラーメン構造体を得る。【構成】  柱及び梁の長手方向に複数の金属製丸棒（１）を貫通させ、それらの両端小口部に端部結合金属構造体（２）（３）を装着し、金属丸棒とを接合し、これらの金属接合面を金属仕口構造体（４）の各接合面に合わせて接合して柱と梁を剛接合する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木製の柱と梁を剛接合してなる木造ラーメン構造体において、柱及び梁の長手方向に複数の金属製丸棒（１）を貫通させ、柱材の両端小口部に柱端部結合金属構造体（２）を装着し、さらに梁材の両端小口部に梁端部結合金属構造体（３）を装着し、各々の端部金属構造体と金属丸棒を接合し、柱と梁の小口に接合された端部結合金属構造体（２）（３）を金属仕口構造体（４）の各接合面に接合して柱と梁を剛接合してなることを特徴とする木造ラーメン構造体。
【請求項２】
請求項１の柱または梁端部結合金属構造体が柱または梁の小口端部をかぶせるキャップ型になっていることを特徴とする請求項１の木造ラーメン構造体。
【請求項３】
請求項１の金属仕口構造体が十字仕切りの箱型に形成されていることを特徴とする請求項１の木造ラーメン構造体。
【請求項４】
請求項１の柱材または梁材が角材または半角材を溝加工したものを集成してなることを特徴とする請求項１の木造ラーメン構造体。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は金属仕口構造体と金属丸棒が貫通された木製の柱および梁の端部小口に固定された金属構造体が金属ボルト等によって剛接合して構成される木造ラーメン構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、柱と梁の結合部を動かないように剛接合して地震などの水平力に抵抗できる建築構造として鉄骨によるラーメン構造は高層ビルにも使われている最も一般的なものである。鉄骨造りは柱と梁の結合強度が確保でき、また地震には柔軟性と粘りで耐えられる利点があるが、火災時の高温には弱い欠点がある。【０００３】  一方、木造建築におけるラーメン構造については、柱と梁の剛接合の強度の確保に難点があり一般的な普及には至っていないのが現状であった。従来、木造の柱と梁を剛接合する方法としては基本的に接着剤や金属板とビスやボルトの組み合わせで柱と梁の接合局部を集中的におさえるというものであった。この場合、実際の組立施工は複雑になる欠点を有していた。この場合本質的に構造強度は金属と木材を破壊していくことで、粘りと剛さ、耐力を確保しようとするものであるが、破壊形式が粘りのある破壊といえども、ボルトやビスがせん断による曲げ降伏を起こしながら木材にめり込んでいき、最終的に木材の割裂破壊が発生して大きな接合部強度が得ることが出来ないのが現状であった。【０００４】  また、木造ラーメン構造に用いる構造材は基本的に太く長いものが要求されるが、近年無垢の大径木の入手が困難なため、大断面積層材（ＬＶＬ）が用いられることが多く、在来のいわゆる国産４寸柱材の利用が激減している。そのため今後の日本の人工林の荒廃が大きな環境問題になっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は以上の欠点を解決するために、在来の国産柱材を用いることができ、かつ鉄骨ラーメン構造の剛接合を併せ持つ、施工および加工の容易な木造ラーメン構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記目的を解決するために、本発明の木造ラーメン構造体においては、柱及び梁の長手方向に複数の金属製丸棒（１）を貫通させ、柱材の両端小口部に柱端部結合金属構造体（２）を装着し、さらに梁材の両端小口部に梁端部結合金属構造体（３）を装着し、各々の端部金属構造体と金属丸棒を接合し、柱と梁の小口に接合された端部結合金属構造体（２）（３）を金属仕口構造体（４）の各接合面に接合して柱と梁を剛接合することによって達成される。
【０００７】木造の柱及び梁の長手方向に複数の金属丸棒（１）を貫通させる方法として特殊な長いドリルで丸穴を貫通させる方法もあるが加工は容易ではなく、また大径木の柱や梁材の入手も困難になっている。
【０００８】  そこで本発明の請求項４に示したように、在来の杉、檜などの角材の長手方向へ金属丸棒の太さに適合する溝を作り、柱や梁を集成形成することによって任意の貫通孔を容易に得ることができる。
【０００９】  柱や梁に貫通される金属丸棒（１）は鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、アルミ、銅あるいは真鍮などの合金を用いることができるが圧縮引っ張り強度、曲げ強度、化学特性などを勘案して材質を選択すればよい。丸棒の太さおよび挿入本数あるいは位置は柱や梁の太さや長さによって強度を計算して決めればよい。丸棒は無垢材のほかにパイプを用いることもできる。金属丸棒の先端部をねじ切りすることによって端部結合金属構造体に貫通させてそれをナットで固定することができる。
【００１０】柱の端部結合金属構造体は柱の端部断面全体を押し付けるような平面構造で貫通金属丸棒および金属仕口構造体と剛接合できるような構造にすればよい。特に柱の場合、圧加重が最もかかる部分であるので端部結合金属構造体と金属仕口構造体とが線や点でなく平面同士で接合できる構造が好ましい。本発明の請求項２に示したようにキャップ形にして端部をかぶせることより木材強度が補強される。
【００１１】  梁の端部結合金属構造体も端部断面全体を押し付けるような平面構造で貫通金属丸棒および金属仕口構造体と剛接合できるような構造にすればよい。梁の端部結合金属構造体には金属仕口構造体と結合させるための羽型接合板を設けると組立施工が容易になる。本発明の請求項２に示したようにキャップ形にして端部をかぶせることより木材強度が補強される。
【００１２】  金属仕口構造体は上下に柱端部結合金属構造体とまた水平最大４方向に梁端部結合金属構造体と剛接合できるような構造であればよい。梁との接合面に羽型接合板を設け梁端部結合金属構造体の羽型接合板とをあわせボルトなどで剛接合することによって容易な組立施工が可能となる。また本発明の請求項３に示したように金属仕口構造体を十字箱型に形成することによって最も力が集中する柱と梁の接合部における圧加重および曲モーメントに強い仕口構造体が得られる。
【００１３】  柱および梁端部結合金属構造体および金属仕口構造体は鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、アルミ、銅あるいは真鍮などの合金を用いることができるが圧縮、引っ張り、曲げ強度、化学特性などを勘案して材質を選択すればよい。
金属の厚みおよび形状は建築物全体の構造強度を計算して決定すればよい。
【作用】
【００１４】  木製柱と梁に金属丸棒を所定数挿入し、次にそれぞれの両端小口に端部結合金属構造体を装着し、それらを金属仕口構造体の柱および梁の接合面にあわせボルト・ナットなどで固定して順次仕口を結合することによって剛接合された強固な木造ラーメン構造建造物が構築される。
【実施例】
【００１５】  本発明の実施例を図１〜６に基づいて説明する。図１に本発明の柱の木部構造の具体例を示す。本実施例において、柱は長さ４ｍ、６ｃｍ×１２ｃｍの半割り角材の片面中央に幅および深さ１８ｍｍの溝（１０）を長手方向に削り（１２）、長さ４ｍ、１２ｃｍ角材（１１）の上下面に溝が内側に位置するように接着剤を用いてはりあわせ、さらに横に並列してはりあわせる。その結果内部に４個の１８ｍｍ角の貫通孔がある２４ｍｍ角、長さ４ｍの柱木部構造体（１３）が作られる。【００１６】  図２は本発明の梁の木部構造の具体例を示す。梁は柱に用いた長さ４ｍの溝つき半割り角材（１２）を長さ４ｍ、１２ｃｍ角材（１１）を２本重ねた上下面に溝が内部に入るように接着剤を用いてはりあわせ、さらに横に並列してはりあわせる。その結果内部に４個の１８ｍｍ角の貫通孔のある２４ｍｍ×３６ｍｍ角、長さ４ｍの梁木部構造体（１４）が作られる。【００１７】  図３に柱端部結合金属構造体およびそれが装着された柱構造体の実施例を示す。柱木部構造体の貫通孔（１０）に両端がねじ切りされた直径１６ｍｍのスチール製丸棒（１）を挿入し、丸棒を差し込む孔を設けた箱型の厚み４ｍｍのスチール製柱端部接合構造体（２）を両端小口にはめ込み丸棒を通して固定し柱構造体（２０）を製作する。【００１８】図４に梁端部結合金属構造体およびそれが装着された梁構造体の実施例を示す。梁木部構造体の貫通孔（１０）に両端がねじ切りされた直径１６ｍｍのスチール丸棒（１）を挿入し、丸棒を差し込む孔を設けた厚み４ｍｍの箱型のスチール製梁端部接合構造体（３）を両端小口にはめ込み固定して梁構造体（３０）を製作する。梁端部接合構造体には羽型接合板（５）を設ける。【００１９】  図５に金属仕口構造体の実施例を示す。金属仕口構造体（４）は厚み４ｍｍのスチール製で２４０ｍｍ×２４０ｍｍ×３６０ｍｍの箱型で十字仕切り（６）を設ける。梁との接合面に羽型接合板（５）を設ける。柱構造体との接合面には貫通丸棒が入る４つの穴（７）を設ける。【００２０】  図６に柱構造体と梁構造体を金属仕口構造体に接合して土台（４０）の上に構築した２階建てのラーメン構造体の実施例を示す。
【発明の効果】
【００２１】  本発明は以上のように仕口部が金属同士で剛接合され、かつ木材を貫通した金属棒によって連結されたラーメン構造を形成することによって結合部位に集中する力が分散されるため従来の木造ラーメン構造では得られなかった柱と梁の剛結合を確保することができる。
【００２２】  組立は各接合部を金属ボルトなどで平面固定するだけでよく、鉄骨ラーメン構造と同様な方法でクレーンで柱や梁構造体をつりながら短時間で容易に組み立てることが可能となる。
【００２３】  角材の長手方向に金属丸棒を挿入する溝をほり集成して柱および梁構造体を作ることができるために、木材加工が極めて簡単で欠損部も少ない構造となる。
【００２４】  近年需要が激減している国産材の杉、檜角柱材を利用することができ、日本の森林活性に役立つ。
【００２５】  金属同士の仕口の接合なので従来のように接合面を広くとる必要がないため、必要以上に太い梁を必要としない。
【００２６】  仕口以外の見える部分はすべて木材であり、美観に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  柱木部構造体の断面図である。
【図２】  梁木部構造体の断面図である。
【図３】  柱端部接合構造体および柱構造体の正面図である。
【図４】  梁端部接合構造体および梁構造体の正面図である。
【図５】  金属仕口構造体の正面図および断面図である。
【図６】  土台の上に構築した２階建てラーメン構造物の正面図である。
【符号の説明】
１．丸棒
２．柱端部結合金属構造体
３．梁端部結合金属構造体
４．金属仕口構造体
５．羽型接合板
６．十字仕切り
７．丸棒穴
１０．溝（貫通孔）
１１．角材
１２．半角材
１３．柱木部構造体
１４．梁木部構造体
２０．柱構造体
３０．梁構造体
４０．土台
【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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