(57)【要約】【課題】木質構造材の耐力、剛性及び建築物全体の耐力を増大し、建築後であっても既存構造を容易かつ安価に補強できる木質強化構造材及び建築物の強化構造体を提供する。【解決手段】木質構造材３の両端から仕口加工部位の距離以上を隔てた下面に固定される１対の下面固定プレート４ａ、これらの各下面固定プレート４ａから前記水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下された対向面を形成するとともに、その略中央位置に貫通孔ｈが形成された圧縮プレート４ｂ、及びこの圧縮プレート４ｂと前記下面固定プレート４ａとを繋ぐ補強プレート４ｃを備えた定着金物４と、対向する前記圧縮プレート４ｂを連結する連結棒５ａ、及びこの連結棒５ａをねじ締めして１対の圧縮プレート４ｂを中央側に引っ張る締結部材５ｂを有する圧縮付与体５とから構成されている。【選択図】      図１
2005030004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁や桁等の建造物の水平材として使用される木質構造材と、この木質構造材の両端から仕口加工部位の距離以上を隔てた位置の下面に固定される１対の下面固定プレート、これらの各下面固定プレートから前記水平材の軸線方向と直角に垂下された対向面を形成するとともに、その略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレート、及びこの圧縮プレートと前記下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートを備えた定着金物と、
対向する前記圧縮プレートの貫通孔に貫通されて２つの定着金物を連結する連結棒、及びこの連結棒をねじ締めして１対の圧縮プレートを中央側に引っ張る締結部材を有する圧縮付与体とから構成されることを特徴とする木質強化構造材。
【請求項２】
軸線方向に連結される複数の木質構造材と、
接合する２本の木質構造材の接合部を包囲して連結する包囲連結部、この包囲連結部の下面から前記木質構造材の軸線方向と直角に垂下され、その略中央位置に貫通孔が形成された２枚の継手圧縮プレート、及びこれらの継手圧縮プレートを繋ぐ継手補強プレートを備えた継手金物と、
この継手金物によって接合された木質構造材の両端部から仕口加工部位の距離以上を隔てた位置の下面に固定される１対の下面固定プレート、これらの各下面固定プレートから前記木質構造材の軸線方向と直角に垂下されて前記継手圧縮プレートに対向するとともに、その略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレート、及びこの圧縮プレートと前記下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートを備えた定着金物と、
対向する前記継手圧縮プレート及び前記圧縮プレートの各貫通孔に貫通されて前記継手金物と前記定着金物とを連結する連結棒、及びこの連結棒をねじ締めにより前記継手圧縮プレートと前記圧縮プレートとを互いに引っ張る締結部材を備えた圧縮付与体とから構成されることを特徴とする木質強化構造材。
【請求項３】
請求項２において、前記継手金物は、各木質構造材の接合部の側面に当接するプレートの形状をその側面に沿って下方から上方に拡幅されるように形成し、そのプレートの上端部近傍で固定部材により木質構造材に締結するようになっていることを特徴とする木質強化構造材。
【請求項４】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、柱に梁及び桁等からなる複数の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、
１の水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートおよび前記下面固定プレートを繋ぐ補強プレートと、前記柱固定プレートの側端部から前記水平材の側面に沿って上方に延出され前記１の水平材に直交する他の水平材の側面に固定される直交側面固定プレートとを有する仕口定着金物を前記仕口の各構造材に固定し、
前記１の水平材の両端部に対向して固定された１対の圧縮プレートに連結棒を連結し、この連結棒をねじ締めして対向する圧縮プレートを中央側に引っ張り、この水平材の下部に圧縮力を付与するようになっていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項５】
請求項４において、仕口定着金物は、さらに、直交側面固定プレートの背面側に水平に延出され直交側の水平材の下面に固定される直交下面固定プレートと、この直交下面固定プレートに直交側の水平材を上下に貫通して連結される羽子板ボルトとを備えていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項６】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、
柱に梁及び桁等の複数の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、
その接合部で交差する各水平材の下面に固定される複数の下面固定プレートと、これらの各下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された複数の柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された複数の圧縮プレートと、各圧縮プレートと対応する各下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとを有しており、隣接する前記柱固定プレートの端部同士をそれぞれ接合してなる仕口定着金物を前記接合部に固定し、
各水平材の両端部に対向して固定された１対の圧縮プレートに連結棒を連結し、各連結棒をねじ締めして対向する圧縮プレートを中央側に引っ張り、各水平材の下部に圧縮力を付与するようになっていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項７】
請求項６において、仕口定着金物には、圧縮プレート間に水平面内の筋交い方向に面した筋交いプレートが形成され、この水平面内で対向する２つの筋交いプレートを筋交い棒によって連結し、締結部材により緊締することを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項８】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、２本の柱と上下２本の水平材とを接合してなる構造部を強化する場合、上側の接合部には、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から水平材の軸線方向に直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートの下端部から鉛直面内の筋交い方向に面するように延出され、その略中央位置に貫通孔が形成された筋交いプレートとを有する上角部定着金物が取り付けられており、
下側の接合部には、水平材の上面に固定される上面固定プレートと、この上面固定プレートの柱側端部から水平材の軸線方向に直角上方に延出された柱固定プレートと、筋交い方向に面してその略中央位置に貫通孔が形成された筋交いプレートとを有する下角部定着金物が取り付けられており、
上側に配置された上角部定着金物の圧縮プレートの貫通孔に連結棒を通して連結し、この連結棒を締結部材によってねじ締めして前記水平材の下部に圧縮力を付与するとともに、筋交い方向で対向する上角部定着金物と下角部定着金物との筋交いプレートの貫通孔に筋交い棒を通して連結し、筋交い方向を緊締することを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項９】
請求項７または請求項８において、２本の筋交い棒が交差する交差部に、その外側面の各筋交い方向に貫通孔が形成された筋交い中継金物を配置し、その貫通孔にて各筋交い棒の一端部を締結するようになっていることを特徴とする木材補強具。
【請求項１０】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、柱に支持される長尺状の水平材に圧縮力を付与する場合、
水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートおよび前記下面固定プレートを繋ぐ補強プレートとを少なくとも備えた仕口定着金物を、仕口の接合部に固定し、
前記水平材の下面に固定される中継下面固定プレートと、この中継下面固定プレートから前記水平材の軸線方向に直角に垂下され略中央位置に貫通孔が形成された１対の中継圧縮プレートと、これらの中継下面固定プレート及び中継圧縮プレートを繋ぐ中継補強プレートとを有する一軸中継金物を、前記水平材の長手方向の途中に取り付け、
前記仕口定着金物の圧縮プレートと前記一軸中継金物の中継圧縮プレートとを貫通孔を介して連結棒によって連結するとともに、締結部材によって締め付けて水平材下部に圧縮力を付与することを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１１】
請求項１０において、一軸中継金物は、さらに水平材の軸線方向に平行な１対の中継圧縮プレートを中継下面固定プレートから垂下させて二軸中継金物を構成し、これらの中継圧縮プレートにも軸線直交方向の連結棒を連結して締結部材により緊締することを特徴とする強化構造体。
【請求項１２】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、木質貫通割れが発生した水平材を補強する場合、
前記水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから鉛直上方に前記水平材の両側面に沿って延出され、その上下位置に前記水平材の両側面を締結するための締結穴が形成された側面狭持プレートと、前記下面固定プレートから前記水平材の軸線方向と直角に垂下され、略中央位置に貫通孔が形成された１枚若しくは２枚の圧縮プレートと、この圧縮プレートと前記下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとを有する貫通割れ補強金物を、水平材の長手方向に所定間隔を隔てて側面狭持プレートで締結し、
これら１対の貫通割れ補強金物の対向する圧縮プレートを貫通孔を介して連結棒により連結し、この連結棒を締結部材によってねじ締めすることにより前記圧縮プレートを中央側に引っ張って圧縮力を付与することを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１３】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、
建築物の略中心部に支持される水平材には、この水平材のほぼ中央位置の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートのほぼ中央位置から垂下され、前記水平材の軸線方向、この軸線に直交する方向及び筋交い方向に貫通孔が形成された円筒状または断面八角形状の接合筒体とから構成されるセンタ接合金物を固定し、
連結棒の一端を前記各貫通孔に連結し、他端を前記軸線方向、軸線直交方向及び筋交い方向に配置された接合金物に連結して、この連結棒を締結部材により締め付けることにより建築物の中心部にプレストレスを付与することを特徴とする強化構造体。
【請求項１４】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、
建築物の略中心部に支持される水平材には、この水平材のほぼ中央位置の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから前記水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された断面四角形状の接合筒体と、この接合筒体の下端部から直角外側に延出され、貫通孔が形成された筋交い用フランジ部とを備えたフック用センタ接合金物を固定し、
前記接合筒体の各貫通孔には、連結棒の一端を連結するとともに、他端を前記軸線方向及び軸線直交方向に配置された接合金物に連結して締結部材により緊締し、前記筋交い用フランジ部の各貫通孔には、フック付連結部の一端を引っ掛け、他端を筋交い方向に配置された接合金物に引っ掛けて締め付けることにより建築物の中心部にプレストレスを付与することを特徴とする強化構造体。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４において、水平材の軸線方向及び軸線直交方向に配置された接合金物は、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された４枚の圧縮プレートと、これらの圧縮プレートと下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとから構成されていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１６】
請求項１３から請求項１５のいずれかにおいて、センタ接合金物の筋交い方向に配置された接合金物は、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートと下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートと、前記圧縮プレート間でセンタ接続金物の筋交い方向に面し貫通孔が形成された筋交いプレートとから構成されていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１７】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、柱に支持された水平面で平行な２本の水平材の構造部を強化する場合、
水平材の両側面に固定される１対の側面固定プレートと、この側面固定プレートから前記水平材の下方に軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、それぞれ貫通孔が形成された断面四角形状の接合筒体と、この接合筒体の下端部から直角外側に延出されて角部に貫通孔が形成された筋交い用フランジ部とを備えた多軸中継金物を２本の平行な水平材の対向位置にそれぞれ２つずつ取り付け、相互に対向した接合筒体の貫通孔に連結棒を連結するとともに、水平な筋交い方向に対向した筋交い用フランジ部の貫通孔にフック付連結棒を連結して、それぞれ締結部材により緊締する構造を備えていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１８】
木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、１本の柱と左右２本の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、前記柱及び２本の水平材の各側面に渡って一体的に固定される仕口側面プレートと、この仕口側面プレートから直角に延出された１対の補強プレートと、これら両補強プレートの先端に跨って設けられ貫通孔が形成される圧縮プレートとを有する仕口定着金物を仕口の接合部に固定し、
前記貫通孔と、これに対向する仕口に固定された他の金物の貫通孔に連結棒を連結し、締結部材により緊締する構造を備えていることを特徴とする建築物の強化構造体。
【請求項１９】
請求項１８において、仕口側面プレートは、前記柱の上に接合される他の柱の側面も固定するプレート部を有していることを特徴とする強化構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅やビル等の建造物に用いられる木材に予め所定の圧縮力を付与することで剛性や耐性を補強する技術であって、特に、梁や桁等の水平材を垂直荷重に対して強化し、かつ、建築物全体を水平荷重及び鉛直荷重に強くして耐震性を向上させるのに好適な木質強化構造材および建築物の強化構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建築物の耐力補強方法は、梁背を高くしたり、梁桁間隔を狭くしたり、厚物構造用合板を使用する方法等があるが、いずれもコストが高く、また、一度完成した建築物では補強不可能な場合が多い。あるいは、従来の梁や柱等の接合部は仕口加工、継手加工、金物工法などは、部材同士の接合効果のみであり、主材である木質構造材のスパン間の耐力増大に使用されることはない。さらに、接合部の配置は、建築物の周辺に集中しており、外力に対して構造上弱点となり、衝撃の分散及び吸収構造となっていないため、構造耐力が低い。
【０００３】
一方、梁や桁等の水平に支持される水平材は、垂直上方から大きな荷重を受ける。したがって、特に大きな荷重がかかる箇所には、予め断面積が大きい木材を配置したり、強度の大きい木材を配置している。例えば、特開２００１−２５４４７６号公報には、強度の小さい軽軟木材の強度性能を高めることを目的とする金属複合木質梁が記載されている（特許文献１）。この金属複合木質梁は、軽軟木材を繊維方向に重ねて圧着した積層材の層間に金属線条を挿通するとともに、その梁の木口両端に支圧板を当接させて緊張固定することを特徴としている。そして、この支圧板をボルトで締め上げることにより金属線条を緊張固定し、軽軟木材の強度性能を高めるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５４４７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、断面積が大きい木材は重量も大きくなるため運搬や建築に不便であるし、コストも高くなるという問題がある。また、前述した特開２００１−２５４４７６号公報に記載の金属複合木質梁は、金属線条を積層材の層間に挿通するようになっているため、既に完成した建築物に用いることができず、建築後の補強には使用できないという問題がある。また、支圧板やこれを締めるボルト、ナットが木口の両端に取り付けられる構造になっているため、柱や他の水平材との仕口加工や継手加工を施すことができないという問題があった。
【０００６】
一方、耐震補強のニーズが高まる中、特に木材住宅が多く存在する我が国においては住宅を建て替えずに垂直方向の荷重や水平方向の揺れに強く、耐震性の高い構造へと補強するニーズは極めて高い。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、主材である木質構造材の耐力、剛性及び建築物全体の構造耐力を増大することを主目的とし、しかも建築後であっても既存構造を容易かつ安価に補強することができる木質強化構造材および建築物の強化構造体を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る木質強化構造材の特徴は、梁や桁等の建造物の水平材として使用される木質構造材と、  この木質構造材の両端から仕口加工部位の距離以上を隔てた位置の下面に固定される１対の下面固定プレート、これらの各下面固定プレートから前記水平材の軸線方向と直角に垂下された対向面を形成するとともに、その略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレート、及びこの圧縮プレートと前記下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートを備えた定着金物と、  対向する前記圧縮プレートの貫通孔に貫通されて２つの定着金物を連結する連結棒、及びこの連結棒をねじ締めして１対の圧縮プレートを中央側に引っ張る締結部材を有する圧縮付与体とから構成される点にある。
【０００９】
また、本発明では、複数の短い木材を連結して耐震性の優れた長尺状の木質強化構造材を構成するために、接合する２本の木質構造材の接合部を包囲して連結する包囲連結部、この包囲連結部の下面から前記木質構造材の軸線方向と直角に垂下され、その略中央位置に貫通孔が形成された２枚の継手圧縮プレート、及びこれらの継手圧縮プレートを繋ぐ継手補強プレートを備えた継手金物を使用し、この継手金物と両端部側に固定した定着金物とを連結して圧縮付与体によって圧縮力を付与するようになっている。
【００１０】
さらに、本発明では、継手金物をコストが安く効果的に耐力を上げる構造にするため、前記継手金物は、各木質構造材の接合部の側面に当接するプレートの形状をその側面に沿って下方から上方に拡幅されるように形成し、そのプレートの上端部近傍で固定部材により木質構造材に締結するようになっていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る建築物を強化する強化構造体の特徴は、木質構造材により建築される建築物を強化する強化構造体であって、柱に梁及び桁等からなる複数の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、１の水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートおよび前記下面固定プレートを繋ぐ補強プレートと、前記柱固定プレートの側端部から前記水平材の側面に沿って上方に延出され前記１の水平材に直交する他の水平材の側面に固定される直交側面固定プレートとを有する仕口定着金物を前記仕口の各構造材に固定し、  前記１の水平材の両端部に対向して固定された１対の圧縮プレートに連結棒を連結し、この連結棒をねじ締めして対向する圧縮プレートを中央側に引っ張り、この水平材の下部に圧縮力を付与するようになっている。
【００１２】
本発明では、１階の柱、２階の柱、梁、および桁を１つの金具により接合するようにして２階柱の引き抜けを防止するために、仕口定着金物は、さらに、直交側面固定プレートの背面側に水平に延出され直交側の水平材の下面に固定される直交下面固定プレートと、この直交下面固定プレートに直交側の水平材を貫通して連結される羽子板ボルトとを備えていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る建築物の強化構造体は、柱に梁及び桁等の複数の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、その接合部で交差する各水平材の下面に固定される複数の下面固定プレートと、これらの各下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された複数の柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された複数の圧縮プレートと、各圧縮プレートと対応する各下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとを有しており、隣接する前記柱固定プレートの端部同士をそれぞれ接合してなる仕口定着金物を前記接合部に固定し、  各水平材の両端部に対向して固定された１対の圧縮プレートに連結棒を連結し、各連結棒をねじ締めして対向する圧縮プレートを中央側に引っ張り、各水平材の下部に圧縮力を付与するようになっている。
【００１４】
また、本発明では、水平荷重や揺れに対応するために、仕口定着金物には、圧縮プレート間に水平面内の筋交い方向に面した筋交いプレートが形成され、この水平面内で対向する２つの筋交いプレートを筋交い棒によって連結し、締結部材により緊締することが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明では、２本の柱と上下２本の水平材とを接合してなる構造部を強化する場合、上側の接合部には、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から水平材の軸線方向に直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートの下端部から鉛直面内の筋交い方向に面するように延出され、その略中央位置に貫通孔が形成された筋交いプレートとを有する上角部定着金物が取り付けられており、  下側の接合部には、水平材の上面に固定される上面固定プレートと、この上面固定プレートの柱側端部から水平材の軸線方向に直角上方に延出された柱固定プレートと、筋交い方向に面してその略中央位置に貫通孔が形成された筋交いプレートとを有する下角部定着金物が取り付けられており、  上側に配置された上角部定着金物の圧縮プレートの貫通孔に連結棒を通して連結し、この連結棒を締結部材によってねじ締めして前記水平材の下部に圧縮力を付与するとともに、筋交い方向で対向する上角部定着金物と下角部定着金物との筋交いプレートの貫通孔に筋交い棒を通して連結し、筋交い方向を緊締することが好ましい。
【００１６】
また、本発明では、２本の筋交い棒が交差する交差部を工夫して、その外側面の各筋交い方向に貫通孔が形成された筋交い中継金物を配置し、その貫通孔にて各筋交い棒の一端部を締結するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の建築物の強化構造体は、柱に支持される長尺状の水平材に圧縮力を付与する場合、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートの柱側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下された柱固定プレートと、前記下面固定プレートの中央側端部から前記水平材の軸線方向と直角に垂下されその略中央位置に貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートおよび前記下面固定プレートを繋ぐ補強プレートとを少なくとも備えた仕口定着金物を、仕口の接合部に固定し、  前記水平材の下面に固定される中継下面固定プレートと、この中継下面固定プレートから前記水平材の軸線方向に直角に垂下され略中央位置に貫通孔が形成された１対の中継圧縮プレートと、これらの中継下面固定プレート及び中継圧縮プレートを繋ぐ中継補強プレートとを有する一軸中継金物を、前記水平材の長手方向の途中に取り付け、  前記仕口定着金物の圧縮プレートと前記一軸中継金物の中継圧縮プレートとを貫通孔を介して連結棒によって連結するとともに、締結部材によって締め付けて水平材下部に圧縮力を付与するようになっている。
【００１８】
また、本発明では、軸線直交方向にも連結棒を緊締するようにするため、一軸中継金物は、さらに水平材の軸線方向に平行な１対の中継圧縮プレートを中継下面固定プレートから垂下させて二軸中継金物を構成し、これらの中継圧縮プレートにも軸線直交方向の連結棒を連結して締結部材により緊締すればよい。
【００１９】
さらに、本発明では、木質貫通割れが発生した水平材を補強する場合、前記水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから鉛直上方に前記水平材の両側面に沿って延出され、その上下位置に前記水平材の両側面を締結するための締結穴が形成された側面狭持プレートと、前記下面固定プレートから前記水平材の軸線方向と直角に垂下され、略中央位置に貫通孔が形成された１枚若しくは２枚の圧縮プレートと、この圧縮プレートと前記下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとを有する貫通割れ補強金物を、水平材の長手方向に所定間隔を隔てて側面狭持プレートで締結し、  これら１対の貫通割れ補強金物の対向する圧縮プレートを貫通孔を介して連結棒により連結し、この連結棒を締結部材によってねじ締めすることにより前記圧縮プレートを中央側に引っ張って圧縮力を付与すればよい。
【００２０】
また、本発明の強化構造体の特徴は、建築物の中心部に強化構造を設けて構造全体の耐震性を高めるため、建築物の略中心部に支持される水平材には、この水平材のほぼ中央位置の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートのほぼ中央位置から垂下され、前記水平材の軸線方向、この軸線に直交する方向及び筋交い方向に貫通孔が形成された円筒状または断面八角形状の接合筒体とから構成されるセンタ接合金物を固定し、  連結棒の一端を前記各貫通孔に連結し、他端を前記軸線方向、軸線直交方向及び筋交い方向に配置された接合金物に連結して、この連結棒を締結部材により締め付けることにより建築物の中心部にプレストレスを付与する点にある。
【００２１】
また、本発明において、前記センタ接合金物として、水平材のほぼ中央位置の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから前記水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された断面四角形状の接合筒体と、この接合筒体の下端部から直角外側に延出され、貫通孔が形成された筋交い用フランジ部とを備えたフック用センタ接合金物を使用してもよく、この場合、筋交い用フランジ部の各貫通孔には、フック付連結部の一端を引っ掛け、他端を筋交い方向に配置された接合金物に引っ掛けて締め付けることにより建築物の中心部にプレストレスを付与するようになる。
【００２２】
また、本発明では、水平材の軸線方向及び軸線直交方向に配置された接合金物は、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された４枚の圧縮プレートと、これらの圧縮プレートと下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートとから構成されていることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明では、センタ接合金物の筋交い方向に配置された接合金物は、水平材の下面に固定される下面固定プレートと、この下面固定プレートから水平材の軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、貫通孔が形成された圧縮プレートと、この圧縮プレートと下面固定プレートとを繋ぐ補強プレートと、前記圧縮プレート間でセンタ接続金物の筋交い方向に面し貫通孔が形成された筋交いプレートとから構成されていることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の強化構造体の特徴は、柱に支持された水平面で平行な２本の水平材の構造部を強化する場合、水平材の両側面に固定される１対の側面固定プレートと、この側面固定プレートから前記水平材の下方に軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下され、それぞれ貫通孔が形成された断面四角形状の接合筒体と、この接合筒体の下端部から直角外側に延出されて角部に貫通孔が形成された筋交い用フランジ部とを備えた多軸中継金物を２本の平行な水平材の対向位置にそれぞれ２つずつ取り付け、  相互に対向した接合筒体の貫通孔に連結棒を連結するとともに、水平な筋交い方向に対向した筋交い用フランジ部の貫通孔にフック付連結棒を連結して、それぞれ締結部材により緊締する構造を備えている点にある。
【００２５】
さらに、本発明の強化構造体の特徴は、１本の柱と左右２本の水平材を接合してなる構造体を強化する場合、前記柱及び２本の水平材の各側面に渡って一体的に固定される仕口側面プレートと、この仕口側面プレートから直角に延出された１対の補強プレートと、これら両補強プレートの先端に跨って設けられ貫通孔が形成される圧縮プレートとを有する仕口定着金物を仕口の接合部に固定し、前記貫通孔と、これに対向する仕口に固定された他の金物の貫通孔に連結棒を連結し、締結部材により緊締する構造を備えている点にある。また、２階の柱も接合されている場合、仕口側面プレートは、柱の上に接合される他の柱の側面も固定するプレート部を有していることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る木質強化構造材および建築物の強化構造体の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
『第１実施形態：木質強化構造材１Ａ』
図１は、本発明の第１実施形態である木質強化構造材１Ａを示す図であり、図２は強化に使用される木材補強具を示す図である。本第１実施形態における木質強化構造材１Ａは、住宅の梁や桁等として使用されるものであり、木質構造材３の両端部から仕口加工部位だけ離れた位置に１対の定着金物４が固定され、この定着金物４を中央側に引っ張って前記木質構造材３の下部に圧縮力を付与する。
【００２８】
この定着金物４は、木質構造材３の下面に固定される下面固定プレート４ａと、この下面固定プレート４ａから前記木材の軸線方向と直角に垂下された圧縮プレート４ｂと、この圧縮プレート４ｂと前記下面固定プレート４ａとを両側面で繋ぐ正面三角形状の補強プレート４ｃとから構成される。前記圧縮プレート４ｂには、略中央位置に鋼棒５ａを連結するための貫通孔ｈが形成されている。また、下面固定プレート４ａには、木質構造材３に固定するためにラグスクリューやボルト等を貫通させる複数の固定穴ｋが形成されている。また、補強プレート４ｃは、締め付けや荷重によって圧縮プレート４ｂが破損するのを防止する役割を果たすものであるが、ナット５ｂの締め付けスペースを確保するように、下方を開放して定着金物４の両側面に沿うように形成されている。
【００２９】
また、圧縮付与体５は、定着金物４の圧縮プレート４ｂの貫通孔ｈに端部を連結するＰＣ鋼棒や一般鋼棒から構成される連結棒５ａと、この連結棒５ａの両端部に形成されたねじ部で１対の圧縮プレート４ｂを締め付けるナット等から構成される締結部材５ｂとを備えている。なお、圧縮付与体５は、両端部がフック状に形成されたターンバックルにより構成してもよい。
【００３０】
このような本第１実施形態における木質強化構造材１Ａの作用は、両端部から仕口加工部位だけ隔てた下面にそれぞれ定着金物４を取り付け、ねじ式ナット付きの鋼棒５ａの両端部を貫通孔ｈに貫通させて連結し、両端のナット５ｂをトルクレンチにより適宜なトルクで締め付ける。これにより、木材の断面下部に予め圧縮力、つまり、プレストレスを付与するようになっている。このときナット５ｂを締め付けるトルクの大きさは、５０Ｎ／ｍ以上が好ましい。このようなトルクによりプレストレスを与えれば、木材補強具を取り付けない木質構造材３に比較すると、曲げ強度が１．５〜２．０倍、ヤング率が１．１〜１．３倍となり、耐震性に極めて優れた構造体を構成することができる。
【００３１】
また、本第１実施形態では、定着金物４の取り付け位置は、両端から仕口加工部位だけ離隔した位置に設定しているが、梁等に最も大きな応力が係る部分を効率的に補強するために、通常最も多く使用される構造材の最大長さ３．６ｍを考慮し、中心位置から左右に０．９ｍ隔てた位置に定着金物４を固定するようにしてもよい。このように１．８ｍの間隔をあけて定着金物４を固定すれば、隣に支持される梁の間隔が１．８ｍおきにかけられるため、その隣接された梁間の定着金物４を鋼棒４ａによって連結し、直角方向への補強がバランス良くできるからである。
【００３２】
ここで、本第１実施形態の木質強化構造材１Ａの補強効果に関する実験結果を示す。表１は、補強試験結果を示すものである。各試験材は、唐松の集成材を使用し、その形状は１５．５×８．３×３６４ｃｍとした。試験材１〜５のうち、最も曲げヤング率の小さい試験材１について、破断させずに前述した金具を取り付けてトルクを与え、木材下部に圧縮力を付与した。この結果、弾性率及び曲げヤング率が１．２８倍へと大きくなり、曲げ強さは、４．９ｋＮ／ｃｍ２となって試験材中で最大となった。
【００３３】
【表１】
2005030004.tif 000003
【００３４】
以上より第１実施形態によれば、プレストレス効果と鋼棒５ａ自体の強度とによって垂直荷重に対して耐力を増強でき、弱い材料であっても著しく曲げ強度を改善することができる。そして、木質強化構造材１Ａの端部には、補強具が突出していないため、通常の仕口加工を施すことができて便利である。また、第１実施形態における木材補強具は、木質構造材３の下面に取り付けるため、作業性がよく、建築後の既存建物に後から取り付けて補強することもできる。
【００３５】
『第２実施形態：木質強化構造材１Ｂ』
つぎに、本発明の第２実施形態について図３を参照しつつ説明する。なお、本第２実施形態の構成のうち第１実施形態の構成と同一又は相当する構成については同一の符号を付し再度の説明を省略する。本第２実施形態の木質強化構造材１Ｂは、水平材に使用される２本の木質構造材３を端面で軸方向に連結するとともに断面下部に圧縮力を与える継手金物６と、この継手金物６によって連結された木質構造材３の両端部から仕口加工部位だけ離れた位置に固定された１対の定着金物４と、これら継手金物６と各定着金物４とを連結して中央側に締め付けて木材下部に圧縮力を付与する圧縮力付与体とから構成されている。
【００３６】
このうち継手金物６は、２本の木質構造材３の端面接合部を包囲するように包囲連結部６ａが固定されている。この包囲連結部６ａは、図３に示すように、その両側面部を正面から見て下から上に拡幅された略逆三角形状に形成されている。そして、その上縁近傍に複数の締結穴ｍが形成されておりボルト６ｄとナット６ｅにより木材側面に締結される。この締結力によって接合部を狭持するようになっている。このような包囲連結部６ａの形状及びボルト６ｄの締結位置は、上方からの荷重に効率的に耐え得る工夫がなされている。
【００３７】
また、継手金物６は、前記包囲連結部６ａの下面から水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下され、その略中央位置に貫通孔ｈが形成された２枚の継手圧縮プレート６ｂと、前記包囲連結部６ａの下面から軸線方向に沿って垂下され、２つの継手圧縮プレート６ｂを繋ぐ継手補強プレート６ｃとを備えている。つまり、包囲連結部６ａの下面から断面略四角形状の筒体が垂下され、軸線方向に垂直な面に貫通孔ｈが形成されている。一方、定着金物４及び圧縮付与体５は、第１実施形態と同様の構成を有している。
【００３８】
このような本第２実施形態によれば、継手金物６によって端部接合部を強固に接合し、木質構造材３の下面に垂下された継手金物６の継手圧縮プレート６ｂと、定着金物４の圧縮プレート４ｂとをＰＣ鋼棒５ａによって連結し、ナット５ｂにより締め付けることで木材下部に圧縮力を付与し、プレストレスをかける。
【００３９】
これにより、短い木材を連結して高い強度の長尺木材を構成するので、長尺状木材が不足している現状の問題を解消できるだけでなく、一本の長い木材よりも強度が高められるという効果がある。また、木材補強具の取り付けが簡単で精密度も要求されないため、職人技術を必要としない。このため、補強ミスを防止できるし、コスト低減にも寄与する。
【００４０】
なお、前述した第２実施形態では、２本の木材を継手金物６により接合しているが、これに限らず、２本以上の木材を継手金物６により接合し、この接合した木質構造材３の両端部に定着金物４を取り付けて一本の木質強化構造材１Ｂを構成するようにしてもよい。
【００４１】
『第３実施形態：建築物の強化構造体２Ａ』
つぎに、本発明の第３実施形態について図４乃至図６を参照しつつ説明する。
本第３実施形態の特徴は、柱Ｔと複数の水平材Ｓ１，Ｓ２…とを接合してなる強化構造体２Ａであり、接合部が一体的な仕口定着金物７によって補強されている。通常、建築用の構造材には３．６ｍ以下という制限があるため、建築の際には長手方向に仕口等の継手部分が設けられる。しかし、如何にプレカット等により精度の高い加工を施しても、継手部分のない木材強度に比べて強度が落ちる。このため、本第３実施形態では、この仕口の接合部を補強するようになっている。
【００４２】
図５に示すように、本第３実施形態で使用する仕口定着金物７は、梁Ｓ１の下面に固定される下面固定プレート７ａと、この下面固定プレート７ａの中央側端部から前記梁Ｓ１の軸線方向と直角に垂下された圧縮プレート７ｂと、前記下面固定プレート７ａの柱側端部から前記梁Ｓ１の軸線方向と直角に垂下された柱固定プレート７ｃと、前記圧縮プレート７ｂおよび前記下面固定プレート７ａを繋ぐ補強プレート７ｄと、前記柱固定プレート７ｃの両側端部から前記梁Ｓ１の側面に沿って上方に延出され、桁Ｓ２の両側面に固定される直交側面固定プレートである桁側面固定プレート７ｅとから構成されている。
【００４３】
下面固定プレート７ａ、柱固定プレート７ｃおよび桁側面固定プレート７ｅには、それぞれ固定ボルトやラグスクリューで材に固定するための複数の固定穴ｋが形成されている。また、圧縮プレート７ｂには、連結棒５ａを連結する貫通孔ｈが形成されており、桁側面固定プレート７ｅには、柱Ｔと桁Ｓ２との間の筋交い方向に筋交い棒５ｃを連結するための貫通孔ｈが形成されている。さらに、桁側面固定プレート７ｅにおける柱Ｔと桁Ｓ２との接合隅部に対応する三角形状部分は、筋交いプレート７ｈの機能も併せ持っており、水平荷重に対抗するようになっている。
【００４４】
そして、梁Ｓ１の両端部に固定した仕口定着金物７の圧縮プレート７ｂにナット付きの鋼棒５ａを連結し、このナット５ｂを締め付けることにより梁Ｓ１の下部にプレストレスを発生させる。また、筋交い棒５ｃを締め付けることにより、筋交い方向にもより強いプレストレスを発生させる。
【００４５】
このような本第３実施形態によれば、従来であれば如何に精度良く仕口加工を施しても接合部が弱体化してしまうが、本実施形態の一体化された仕口定着金物７を使用すれば特別な技量が無くても簡単に補強でき、同時に梁Ｓ１に圧縮力を付与したり、筋交い補強ができるため建築物全体を耐震構造に増強できる。もちろん、この補強は既存建築物に対しても可能である。
【００４６】
なお、本第３実施形態における仕口定着金物７の桁側面固定プレート７ｅは、左右に形成されているが、これは、左右方向に２本の桁Ｓ２が支持されているからであり、もし片方の桁だけが支持されている場合には、いずれか片方の桁側面固定プレート７ｅのみを形成した仕口定着金物７を使用すればよい。
【００４７】
また、第３実施形態において、図７及び図８に示すように、羽子板ボルト７ｇを一体的に構成した仕口定着金物７Ａを使用してもよい。これは、１階の柱Ｔ１だけでなく、２階の柱Ｔ２を１つの金物で接合するものである。すなわち、仕口定着金物７Ａは、さらに、桁下面固定プレート７ｆと羽子板ボルト７ｇとを備えている。桁下面固定プレート７ｆは、両側２つの桁側面固定プレート７ｅのうち、いずれか一方の背面側に水平に延出されており、固定穴ｋが形成され、桁Ｓ２の下面に固定されるようになっている。また、羽子板ボルト７ｇは、公知のボルトであり、桁Ｓ２を上下に貫通し、前記桁下面固定プレート７ｆにナットで固定される。
【００４８】
このような仕口定着金物７Ａを用いた第３実施形態によれば、１階柱、２階柱、梁、桁の全てが１つの金具により接合されるので、２階柱の引き抜けも併せて防止できる。
【００４９】
『第４実施形態：建築物の強化構造体２Ｂ』
つぎに、本発明の第４実施形態について図９から図１１を参照しつつ説明する。本第４実施形態は、複数の柱Ｔと複数の直交する水平材Ｓを接合してなる構造部を強化する建築物の強化構造体２Ｂである。
【００５０】
図９に示すように、本第４実施形態の強化構造体２Ｂは、他の仕口定着金物７Ｂを使用するものであり、各水平材Ｓの下面に固定される複数の圧縮プレート７ｂを備えた仕口定着金物７Ｂを固定し、その圧縮プレート７ｂを連結棒５ａにより締め付けて水平材Ｓの下部に圧縮力を付与することを特徴とする構造である。
【００５１】
仕口定着金物７Ｂは、仕口の接合部で交差する各水平材Ｓの下面に固定される複数の下面固定プレート７ａと、これらの各下面固定プレート７ａの柱側端部から前記水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下された複数の柱固定プレート７ｃと、前記下面固定プレート７ａの中央側端部から前記水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下された複数の圧縮プレート７ｂと、各圧縮プレート７ｂと各下面固定プレート７ａとを繋ぐ補強プレート７ｄとから構成される。前記圧縮プレート７ｂには、ほぼ中央位置に貫通孔ｈが形成されている。また、直交するように隣接する柱固定プレート７ｃの端部は、それぞれ接合されており、補強されている。
【００５２】
そして、各水平材Ｓの両端部において対向位置にある圧縮プレート７ｂに貫通孔ｈを介してナット付きの鋼棒５ａを連結し、このナット５ｂを締め付けることにより対向する圧縮プレート７ｂを中央側に引っ張り、各水平材Ｓの下部にプレストレスを発生させる。
【００５３】
このような本第４実施形態によれば、梁Ｓ１および桁Ｓ２の各下部に圧縮力を付与してプレストレスを発生させられるため、建築物全体の構造がより強化されて耐震構造化できる。もちろん、建築後の既存建築物を簡単に補強することができる。
【００５４】
なお、本第４実施形態の強化構造体２Ｂでは、図１２に示すように、仕口定着金物７Ｂの圧縮プレート７ｂ間に水平面内の筋交い方向に面した筋交いプレート７ｈを形成し、この水平面内で対向する２つの筋交いプレート７ｈをＰＣ鋼棒等から構成される筋交い棒５ｃによって連結し、ナット５ｂにより締め付けるようにしてもよい。これにより、建築物の水平方向の揺れや荷重に対して補強することができる。
【００５５】
また、図１３及び図１４に示すように、２本の筋交い棒５ｃが交差する交差部を直交タイプに代えて、リング状あるいは断面四角形状の筋交い中継金物５ｅを配置し、その外側面の各筋交い方向に貫通孔ｈを形成して、この貫通孔ｈに各筋交い棒５ｃの一端部を締結するようにしてもよい。
【００５６】
『第５実施形態：建築物の強化構造体２Ｃ』
つぎに、本発明の第５実施形態について図１５を参照しつつ説明する。図１５に示すように、本第５実施形態の建築物の強化構造体２Ｃは、土台または桁上に２本の柱Ｔを接合し、それらの柱Ｔの上に桁を支持してなる構造部を強化するものである。
【００５７】
本第５実施形態は、上側の２つの接合部には、上側の水平材Ｓに圧縮力を付与する上角部定着金物８Ａを取り付け、下側の２つの接合部には、筋交いをかけるための下角部定着金物８Ｂを取り付けている。
【００５８】
上角部定着金物８Ａは、前述した接合部における水平材Ｓの下面に固定される下面固定プレート８ａと、この下面固定プレート８ａの柱側端部から水平材Ｓの軸線方向に直角に垂下された柱固定プレート８ｃと、前記下面固定プレート８ａの中央側端部から前記水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下された圧縮プレート８ｂと、この圧縮プレート８ｂの下端部から鉛直面内の筋交い方向に面するように延出された筋交いプレート８ｅと、圧縮プレート８ｂおよび筋交いプレート８ｅを下面固定プレート８ａに繋げた補強プレート８ｄとから構成されている。
【００５９】
また、下角部定着金物８Ｂは、水平材Ｓの上面に固定される上面固定プレート８ｆと、この上面固定プレート８ｆの柱側端部から水平材Ｓの軸線方向に直交する上方に延出された柱固定プレート８ｃと、筋交い方向に面してその略中央位置に貫通孔ｈが形成された筋交いプレート８ｅと、この筋交いプレート８ｅをと上面固定プレート８ｆとを繋ぐ補強プレート８ｄとから構成されている。
【００６０】
そして、水平材Ｓ上で対向する上角部定着金物８Ａの圧縮プレート８ｂの貫通孔ｈにＰＣ鋼棒等の連結棒５ａを通して連結し、この連結棒５ａをナット等の締結部材５ｂによって締め付けることにより水平材Ｓの下部に圧縮力を付与する。さらに、筋交い方向で対向する上角部定着金物８Ａと下角部定着金物８Ｂとの筋交いプレート８ｅの貫通孔ｈにＰＣ鋼棒等の筋交い棒５ｃを通して連結し、ナット５ｂを締め付けて筋交い方向を緊締する。
【００６１】
このような第５実施形態によれば、壁面等の柱と桁にかかる横荷重に対抗する構造を強化することができる。なお、本第５実施形態における２本の筋交い棒５ｃの交差部に図１３及び図１４で示した筋交い中継金物５ｅを使用するようにしてもよい。
【００６２】
『第６実施形態：建築物の強化構造体２Ｄ』
つぎに、本発明の第６実施形態について図１６及び図１４を参照しつつ説明する。本第６実施形態は、柱Ｔに支持された水平材Ｓの接合構造を強化する強化構造体２Ｄであり、水平材Ｓと柱Ｔの接合角部に角部定着金物８を取り付け、柱間に支持された水平材Ｓの適宜な中間位置に一軸中継金物９を１つまたはそれ以上取り付け、それら一軸中継金物９あるいは一軸中継金物９と角部定着金物８とを連結棒５ａにより連結して締結部材５ｂによって締め付けることで水平材Ｓ下部に圧縮力を付与するようになっている。
【００６３】
角部定着金物８は、第５実施形態の上角部定着金物８Ａ、あるいは第３実施形態や第４実施形態で示した仕口定着金物７，７Ａ，７Ｂを使用してもよい。角部定着金物８は、水平材Ｓの下面に固定される下面固定プレート８ａと、柱Ｔに固定される柱固定プレート８ｃと、前記下面固定プレート８ａの中央側端部から垂下された圧縮プレート８ｂと、この圧縮プレート８ｂ及び前記下面固定プレート８ａを繋ぐ補強プレート８ｄとを少なくとも備えている。
【００６４】
また、一軸中継金物９は、図１７に示すように、水平材Ｓの下面に固定される中継下面固定プレート９ａと、この中継下面固定プレート９ａから水平材Ｓの軸線方向に直角に垂下され略中央位置に貫通孔ｈが形成された１対の中継圧縮プレート９ｂと、これらの中継下面固定プレート９ａ及び中継圧縮プレート９ｂを繋ぐ中継補強プレート９ｃとから構成されている。この中継補強プレート９ｃは、中継下面固定プレート９ａの両側縁部から垂下されて略台形状に形成されている。また、中継下面固定プレート９ａには、固定穴ｋが形成されている。
【００６５】
このような本第６実施形態によれば、建築物における耐力不足の水平材Ｓを簡単に強化することができ、長尺状の水平材Ｓであれば、一軸中継金物９を複数取り付けて適宜プレストレスを付与することができる。
【００６６】
なお、図１８から図２０に示すように、柱、梁、さらに桁方向の補強をすべく、一軸中継金物９の中継圧縮プレート９ｂに直角な面を備えた中継圧縮プレート９ｂを形成し、二軸中継金物９Ａを構成するようにしてもよい。本第６実施形態では、中継補強プレート９ｃがその中継圧縮プレート９ｂに相当するため、これに貫通孔ｈを形成し、連結棒５ａを連結して軸線直交方向の締め付けによって補強するようになっている。
【００６７】
『第７実施形態：建築物の強化構造体２Ｅ』
つぎに、本発明の第７実施形態について図２１及び図２２を参照しつつ説明する。本第７実施形態は、木質貫通割れが発生して耐力が低下した水平材Ｓを補強する強化構造体２Ｄである。図２１に示すように、水平材Ｓの長手方向に生じた貫通割れを１対の貫通割れ強化金物１０により挟み、連結棒５ａによって締め付けるようになっている。
【００６８】
図２２に示すように、貫通割れ強化金物１０は、水平材Ｓの下面に固定される下面固定プレート１０ａと、この下面固定プレート１０ａから前記水平材Ｓの軸線方向と直角に垂下された２枚の圧縮プレート１０ｂと、前記下面固定プレート１０ａから鉛直上方に前記水平材Ｓの両側面に沿って延出された側面狭持プレート１０ｃと、前記圧縮プレート１０ｂと前記下面固定プレート１０ａとを繋ぐために下面固定プレート１０ａの両側縁部から垂下された補強プレート１０ｄとから構成される。側面狭持プレート１０ｃは、その上下位置に前記水平材Ｓの両側面をボルトとナット等によって締結するための締結穴ｍが形成されている。また、圧縮プレート１０ｂには、そのほぼ中央位置に貫通孔ｈが形成されている。
【００６９】
そして、これら１対の貫通割れ補強金物１０の対向する圧縮プレート１０ｂを貫通孔ｈを介して連結棒５ａにより連結し、この連結棒５ａを締結部材５ｂによってねじ締めすることにより前記圧縮プレート１０ｂを中央側に引っ張って圧縮力を付与する。
【００７０】
なお、図２１に示すように、本第７実施形態では、貫通割れの補強とともに、水平材Ｓ自体の耐力を増加させるために、柱Ｔと水平材Ｓとの接合部に仕口定着金物７，７Ａ，７Ｂや角部定着金物８を取り付け、これらの圧縮プレート７ｂと、各貫通割れ補強金物１０のもう一つの圧縮プレート１０ｂとを連結棒５ａで連結して圧縮力を付与するようになっている。
【００７１】
このような第７実施形態によれば、水平材Ｓに生じた貫通割れに対し、側面狭持プレート１０ｃを上下位置でボルト等により締結しているため、貫通割れによる強度低下を抑制することができる。また、同時に水平材Ｓの下部にプレストレスを発生させることで水平材全体の強度を増大させられる。実験結果によれば、ホワイトウッドを２／５程度長手方向に貫通割れを発生させた後、貫通割れ補強金物１０を取り付けて連結棒５ａに３５Ｎ／ｍのトルクを付与した。この木質強化構造材の曲げヤング率は、９３１ｋＮ／ｃｍ２であり、曲げ強さは４．５ｋＮ／ｃｍ２であり、いずれも高強度で補強できた。
【００７２】
『第８実施形態：建築物の強化構造体２Ｆ』
つぎに、本発明の第８実施形態について図２３から図２９を参照しつつ説明する。本第８実施形態は、建築物の中心部にプレストレスを付与し、核となる変位抵抗構造部が全方向からの水平荷重に抵抗する強化構造体２Ｆである。図２３及び図２４に示すように、建築物の略中心部に支持される水平材Ｓにセンタ接合金物１１Ａを取り付け、このセンタ接合金物１１Ａから軸線方向、軸線直交方向および筋交い方向へ連結棒５ａを延ばして各方向に設置した接合金物１２と連結し、緊締するようになっている。
【００７３】
センタ接合金物１１Ａは、図２５若しくは図２６に示すように、水平材Ｓのほぼ中央位置の下面に固定される下面固定プレート１１ａと、この下面固定プレート１１ａのほぼ中央位置から垂下された円筒状または断面八角形状の接合筒体１１ｂとから構成されている。この接合筒体１１ｂには、水平材Ｓの軸線方向、この軸線に直交する方向及び筋交い方向に貫通孔ｈが形成されている。
【００７４】
また、図２３及び図２７に示すように、水平材Ｓの軸線方向及び軸線直交方向に配置された接合金物１２は、水平材Ｓの下面に固定される平面十字形状の下面固定プレート１２ａを備えている。この下面固定プレート１２ａのすべての外側縁部からプレートが垂下されており、このうち、水平材Ｓの軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下された４枚のプレートは、圧縮プレート１２ｂであり、それぞれ貫通孔ｈが形成されている。また、これらの圧縮プレート１２ｂの両側に垂下されたプレートは補強プレート１２ｃである。
【００７５】
このような接合金物１２の構成に加え、センタ接合金物１１Ａの筋交い方向に配置された接合金物１２には、図２５に示すように、前記圧縮プレート１２ｂ間のセンタ接合金物１１Ａの筋交い方向に面する筋交いプレート１２ｄが形成されている。
【００７６】
このような第８実施形態では、例えば、図２３に示すように、建築物の中心部に３本の平行な水平材Ｓを支持し、そのうち真ん中の水平材Ｓにセンタ接合金物１１Ａを固定し、このセンタ接合金物１１Ａに対して軸線方向の水平材Ｓの下面、軸線直交方向の水平材Ｓの下面、筋交い方向の水平材Ｓの下面に、それぞれ接合金物１２を固定する。そして、センタ接合金物１１Ａの接合筒体１１ｂに鋼棒５ａの一端を連結するとともに、他端を各接合金物１２に連結し、ナット５ｂによって締め付ける。これにより、水平材Ｓの下部に圧縮力を付与して鉛直荷重に対応し、軸線直交方向および筋交い方向の緊締力によって水平荷重に対応する補強ができる。
【００７７】
このような第８実施形態によれば、建築物の中心部に核となる変位抵抗構造部を構成できるため、全方向からの水平荷重に抵抗し、建築物全体が地震による震動がもたらす変位を抑制することができる。
【００７８】
なお、図２３に示すように、センタ接合金物１１Ａの周囲に配置された接合金物１２から軸線方向や軸線直交方向に連結棒５ａを連結して締め付けることにより一層強度を高めることができる。
【００７９】
また、図２９に示すように、前述したセンタ接合金物１１Ａに代えて、例えば、下面固定プレート１２ａから断面四角形状の接合筒体１１Ｂｂを前記水平材Ｓの軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下させ、この接合筒体１１Ｂｂの下端部から直角外側に筋交い用フランジ部１１ｃを演出させたフック用センタ接合金物１１Ｂに用いるようにしても良い。この場合、連結棒５ａとしては両端にフックが付いたターンバックルを使用し、一端を筋交い用フランジ部１１ｃの各貫通孔ｈに引っ掛け、他端を筋交い方向に配置された接合金物１２に引っ掛けて締め付けるようになる。
【００８０】
『第９実施形態：建築物の強化構造体２Ｇ』
つぎに、本発明の第９実施形態について図３０から図３２を参照しつつ説明する。本第９実施形態は、前述した第８実施形態と同様に、建築物の中心部にプレストレスを付与するとともに、変位抵抗構造を構成して全方向からの水平荷重に抵抗する強化構造体２Ｇである。図３０及び図３１に示すように、水平面で支持された平行な２本の水平材Ｓにおいて対向する位置に多軸中継金物１３を取り付け、相互に対向した多軸中継金物１３同士で連結棒５ａにより緊締する構成である。
【００８１】
図３２に示すように、多軸中継金物１３は、水平材Ｓの両側面に固定される１対の側面固定プレート１３ａと、この側面固定プレート１３ａから前記水平材Ｓの下方に軸線方向及びこの軸線に直交する方向に垂下された断面四角形状の接合筒体１３ｂと、この接合筒体１３ｂの下端部から直角外側に延出された筋交い用フランジ部１３ｃとから構成されている。接合筒体１３ｂの各面には、貫通孔ｈが形成されており、また、筋交い用フランジ部１３ｃの角部には、フック用の貫通孔ｈが形成されている。
【００８２】
そして、図３１に示すように、相互に対向した接合筒体１３ｂの貫通孔ｈにナット付きの鋼棒等から構成される連結棒５ａを連結するとともに、水平な筋交い方向に対向した筋交い用フランジ部１３ｃの貫通孔ｈにターンバックル等から構成されるフック付連結棒５ｄを連結して、それぞれ締結部材５ｂにより緊締する。
【００８３】
このような第９実施形態によれば、水平材Ｓの軸線方向において水平材Ｓの下部に圧縮力を付与することができるとともに、その軸線と直交する方向及び筋交い方向において緊締力を付与することができる。これにより、垂直荷重に対抗できるのはもとより、建築物の中心部に核となる変位抵抗構造部を構成できるため、全方向からの水平荷重に抵抗し、建築物全体が地震による震動がもたらす変位を抑制することができる。
【００８４】
以上の各実施形態によれば、特に主材である木質構造材の耐力、剛性を増大することができるし、さらに建築物全体の構造耐力を増大できる。また、補強に使用する鋼棒等は一般汎用品を使用できるため、さほど精密度を必要とせず、取り付けも専門職を必要としない。さらに、鋼材で補強するため、木質材の弱点である貫通割れ等による強度の低下が発生した構造材の耐力や剛性を長期的に持続させられる。
【００８５】
なお、本実施形態の各構成は前述したものに限るものではなく、適宜変更することができる。
【００８６】
例えば、図３３及び図３４に示すように、柱用接合金物１４を使用するようにしてもよい。この柱用接合金物１４は、柱に固定する柱固定プレート１４ａと、この柱固定プレート１４ａから直角に延出された１対の左右締結プレート１４ｂと、これら左右締結プレート１４ｂから約４５度の角度で内側に延出された１対の筋交い用プレート１４ｃと、これら筋交い用プレート１４ｃを繋いで前記柱固定プレート１４ａに平行に形成された正面締結プレート１４ｄとから構成されている。そして、各プレートのほぼ中央位置には貫通孔ｈが形成されており、ＰＣ鋼棒等が連結されるようになっている。
【００８７】
また、例えば、第８実施形態で示した図２３中のＧで示す部位に、図３５に示すような接合金物１５Ａを使用してもよい。この接合金物１５Ａは、１階平屋建ての仕口部の補強に適用する場合であり、１本の柱Ｔの側面及び左右２本の水平材Ｓの側面に跨って一体的に固定される仕口側面プレート１５ａと、この仕口側面プレート１５ａから直角に延出された一対の補強プレート１５ｃと、この両補強プレート１５ｃの先端に仕口側面プレート１５ａと平行に設けられる圧縮プレート１５ｂとから構成されている。仕口側面プレート１５ａには、柱Ｔおよび左右２本の水平材Ｓに固定するための固定穴ｋが形成されているとともに、柱Ｔと水平材Ｓとの接合隅部に筋交い用の貫通孔ｈが形成されている。また、圧縮プレート１５ｂには、貫通孔ｈが形成されている。これらの貫通孔ｈには、筋交い棒５ｃおよび連結棒５ａがそれぞれ連結されて、プレストレスを発生させるようになっている。
【００８８】
さらに、図２３中のＧで示す部位には、図３６に示すような接合金物１５Ｂを用いてもよい。この接合金物１５Ｂは、例えば、２階建ての仕口部の補強に適合し、１階柱Ｔ１の上に２階柱Ｔ２が接合されている場合に好適な補強具である。
接合金物１５Ｂは、前述した接合金物１５Ａの仕口側面プレート１５ａにおいて、２階柱Ｔ２の側面にまで延出された上柱固定プレート１５ｄを有している。この上柱固定プレート１５ｄにも固定穴ｋが形成されており、２階柱に固定されるようになっている。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、主材である木質構造材の耐力、剛性及び建築物全体の構造耐力を増大することができ、従来の構造材に比べて部分断面積を低減できるし、さほど精密度を必要とせず、専門技術がなくても簡単に取り付けられるため安価に製作できる。しかも建築後であっても既存構造材に耐力補強が容易にできる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る木質強化構造材の第１実施形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図２】本第１実施形態において使用される定着金物及び圧縮力付与体を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図３】本発明に係る木質強化構造材の第２実施形態を示す（ａ）正面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に係る建築物の強化構造体の第３実施形態を示す正面図である。
【図５】図４の仕口部位の拡大斜視図である。
【図６】本第３実施形態で使用される仕口定着金物を示す斜視図である。
【図７】本第３実施形態で使用される他の仕口定着金物を示す斜視図である。
【図８】図７の仕口定着金物を使用した仕口部位を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る建築物の強化構造体の第４実施形態を示す正面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】本第４実施形態において使用される仕口定着金物及び圧縮力付与体を示す平面図である。
【図１２】本第４実施形態における筋交いプレートを備えた仕口定着金物を使用した強化構造体を示す平面図である。
【図１３】本第４実施形態における筋交い中継金物の一例を示す平面図
【図１４】本第４実施形態における筋交い中継金物の一例を示す平面図
【図１５】本発明に係る建築物の強化構造体の第５実施形態を示す正面図である。
【図１６】本発明に係る建築物の強化構造体の第６実施形態を示す正面図である。
【図１７】本第６実施形態において使用される一軸中継金物及び圧縮力付与対を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図１８】本第６実施形態をさらに桁方向に強化した構造を示す正面図である。
【図１９】図１８の平面図である。
【図２０】図１８で使用されている二軸中継金物及び圧縮力付与対を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図２１】本発明に係る建築物の強化構造体の第７実施形態を示す正面図である。
【図２２】本第７実施形態で使用される貫通割れ補強金物を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図２３】本発明に係る建築物の強化構造体の第８実施形態を示す平面図である。
【図２４】図２３におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図２５】本第８実施形態で使用されるセンタ接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図２６】本第８実施形態で使用されるセンタ接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図２７】本第８実施形態における軸線方向及び軸線直交方向に配置された接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図２８】本第８実施形態における筋交い方向に配置された接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図２９】本第８実施形態で使用されるフック用センタ接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図３０】本発明に係る建築物の強化構造体の第９実施形態を示す正面図である。
【図３１】図３０の平面図である。
【図３２】本第９実施形態で使用される多軸中継金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図３３】本実施形態の建築物の強化構造体において柱用接合金物を使用する例を示す正面図である。
【図３４】図３３で使用される柱用接合金物の一例を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。
【図３５】本実施形態の建築物の強化構造体において使用される他の接合金物の一例を示す仕口部位の斜視図である。
【図３６】本実施形態の建築物の強化構造体において使用されるさらに他の接合金物の一例を示す仕口部位の斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，  木質強化構造材
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ  建築物の強化構造体
３  木質構造材
４  定着金物
４ａ  下面固定プレート
４ｂ  圧縮プレート
４ｃ  補強プレート
５  圧縮付与体
５ａ  連結棒（鋼棒）
５ｂ  締結部材（ナット）
５ｃ  筋交い棒
５ｄ  フック付連結棒
５ｅ  筋交い中継金物
６  継手金物
６ａ  包囲連結部
６ｂ  継手圧縮プレート
６ｃ  継手補強プレート
６ｄ  ボルト
６ｅ  ナット
７，７Ａ  仕口定着金物
７ａ  下面固定プレート
７ｂ  圧縮プレート
７ｃ  柱固定プレート
７ｄ  補強プレート
７ｅ  桁側面固定プレート
７ｆ  桁下面固定プレート
７ｇ  羽子板ボルト
７ｈ  筋交いプレート
７ｉ  上面固定プレート
８Ａ  上角部定着金物
８Ｂ  下角部定着金物
８ａ  下面固定プレート
８ｂ  圧縮プレート
８ｃ  柱固定プレート
８ｄ  補強プレート
８ｅ  筋交いプレート
８ｆ  上面固定プレート
９  一軸中継金物
９Ａ  二軸中継金物
９ａ  中継下面固定プレート
９ｂ  中継圧縮プレート
９ｃ  中継補強プレート
１０  貫通割れ防止金物
１０ａ  下面固定プレート
１０ｂ  圧縮プレート
１０ｃ  側面狭持プレート
１０ｄ  補強プレート
１１Ａ  センタ接合金物
１１Ｂ  フック用センタ接合金物
１１ａ  下面固定プレート
１１ｂ，１１Ｂｂ  接合筒体
１１ｃ  筋交い用フランジ部
１２  接合金物
１２ａ  下面固定プレート
１２ｂ  圧縮プレート
１２ｃ  補強プレート
１２ｄ  筋交いプレート
１３  多軸中継金物
１３ａ  側面固定プレート
１３ｂ  接合筒体
１３ｃ  筋交い用フランジ部
１４  柱用接合金物
１４ａ  柱固定プレート
１４ｂ  左右締結プレート
１４ｃ  筋交い用プレート
１４ｄ  正面締結プレート
１５Ａ，１５Ｂ  接合金物
１５ａ  仕口側面プレート
１５ｂ  圧縮プレート
１５ｃ  補強プレート
１５ｄ  上柱固定プレート
ｈ  貫通孔
ｋ  固定穴
ｍ  締結穴
Ｓ  水平材
Ｓ１  梁
Ｓ２  桁
Ｔ  柱
Ｔ１  １階柱
Ｔ２  ２階柱
【図１】
2005030004.tif 000004
【図２】
2005030004.tif 000005
【図３】
2005030004.tif 000006
【図４】
2005030004.tif 000007
【図５】
2005030004.tif 000008
【図６】
2005030004.tif 000009
【図７】
2005030004.tif 000010
【図８】
2005030004.tif 000011
【図９】
2005030004.tif 000012
【図１０】
2005030004.tif 000013
【図１１】
2005030004.tif 000014
【図１２】
2005030004.tif 000015
【図１３】
2005030004.tif 000016
【図１４】
2005030004.tif 000017
【図１５】
2005030004.tif 000018
【図１６】
2005030004.tif 000019
【図１７】
2005030004.tif 000020
【図１８】
2005030004.tif 000021
【図１９】
2005030004.tif 000022
【図２０】
2005030004.tif 000023
【図２１】
2005030004.tif 000024
【図２２】
2005030004.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
2005030004.tif 000027
【図２５】
2005030004.tif 000028
【図２６】
2005030004.tif 000029
【図２７】
2005030004.tif 000030
【図２８】
2005030004.tif 000031
【図２９】
2005030004.tif 000032
【図３０】
2005030004.tif 000033
【図３１】
2005030004.tif 000034
【図３２】
2005030004.tif 000035
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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