(57)【要約】【課題】  たとえば複層ラーメン構造物に適用した場合に、木製梁部材の建て方作業および床部材の敷設作業の施工性が良好な接合構造。【解決手段】  木製の下層柱部材（１）と、下層柱部材の上端面と当接する木製の梁部材（２）と、梁部材と下端面が当接する木製の上層柱部材（３）とを互いに接合する接合構造。下層柱部材、梁部材および上層柱部材には、所定方向に沿って延びる孔（１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）がそれぞれ形成されている。孔の中には、下層柱部材と上層柱部材との間に亘って延びるように棒状部材（４ａ，４ｂ）が埋設されている。棒状部材を介して下層柱部材と梁部材と上層柱部材とを接合するために、孔の中に接着剤が充填されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木製の下層柱部材と、該下層柱部材の上端面と当接する木製の梁部材と、該梁部材と下端面が当接する木製の上層柱部材とを互いに接合する接合構造であって、
前記下層柱部材、前記梁部材および前記上層柱部材には、所定方向に沿って延びる孔または溝がそれぞれ形成され、
前記孔または前記溝の中には、前記下層柱部材と前記上層柱部材との間に亘って延びるように棒状部材が埋設され、
前記棒状部材を介して前記下層柱部材と前記梁部材と前記上層柱部材とを接合するために、前記孔または前記溝の中に接着剤が充填されていることを特徴とする接合構造。
【請求項２】
前記棒状部材は、前記下層柱部材の下端から前記上層柱部材の上端まで延びるように埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記下層柱部材の下端面と当接する基礎部材には、前記所定方向に沿って延びる孔が形成され、
前記基礎部材に形成された前記孔の中には、前記下層柱部材および前記基礎部材の双方に亘って延びるように前記棒状部材が埋設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記棒状部材を埋設すべき孔または溝が複数組形成され、各孔または各溝にはそれぞれ１本の棒状部材が埋設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接合構造。
【請求項５】
前記棒状部材は、繊維強化プラスチックにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接合構造。
【請求項６】
前記繊維強化プラスチックは、アラミド繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、チタン繊維強化プラスチック、またはポリエステル繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項５に記載の接合構造。
【請求項７】
前記棒状部材は、異形鉄筋であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接合構造。
【請求項８】
木製の下層柱部材と、該下層柱部材の上端面と当接する木製の梁部材と、該梁部材と下端面が当接する木製の上層柱部材とを互いに接合する接合方法であって、
前記下層柱部材、前記梁部材および前記上層柱部材に、所定方向に沿って延びる孔または溝をそれぞれ形成し、
前記孔または前記溝の中に、前記下層柱部材と前記上層柱部材との間に亘って延びるように棒状部材を埋設し、
前記棒状部材を介して前記下層柱部材と前記梁部材と前記上層柱部材とを接合するために、前記孔または前記溝の中に接着剤を充填することを特徴とする接合方法。
【請求項９】
前記下層柱部材の下端から前記上層柱部材の上端まで延びるように前記棒状部材を埋設することを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記下層柱部材の下端面と当接する基礎部材に、前記所定方向に沿って延びる孔を形成し、
前記基礎部材に形成された前記孔の中に、前記下層柱部材および前記基礎部材の双方に亘って延びるように前記棒状部材を埋設することを特徴とする請求項８または９に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記棒状部材を埋設すべき孔または溝を複数組形成し、各孔または各溝にそれぞれ１本の棒状部材を埋設することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記棒状部材として、繊維強化プラスチックにより形成された棒状部材を用いることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項１３】
前記繊維強化プラスチックは、アラミド繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、チタン繊維強化プラスチック、またはポリエステル繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項１２に記載の接合方法。
【請求項１４】
前記棒状部材として、異形鉄筋を用いることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項１５】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接合構造または請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の接合方法を用いて構成されていることを特徴とする複層ラーメン構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木製部材の接合構造および接合方法に関し、特に木製の複層ラーメン構造物に好適な接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木製部材の従来の接合構造では、接合すべき一対の木製部材の各接合端部に凹凸加工（ほぞ加工など）を施し、一方の木製部材の凹凸加工部と他方の木製部材の凹凸加工部とを噛み合わせ締結することによって一対の木製部材を接合している。また、従来の別の接合構造では、接合すべき一対の木製部材の双方に亘って（いわゆる一対の木製部材に跨がって）添接された接合金物と各木製部材とを貫通ボルトなどでねじ締結することによって一対の木製部材を接合している。
【０００３】
接合すべき一対の木製部材の各接合端部に凹凸加工を施す従来の接合構造では、所望の接合性能を確保するために精緻な凹凸加工が要求されるので、高度な加工技術を要し、ひいては加工費用および加工時間の増大を招く。一方、接合金物と貫通ボルトとを介して一対の木製部材を接合する従来の接合構造では、接合された一対の木製部材が構造的にはピン接合としての接合強度を発揮するのが限界であり、実質的な剛接合を実現することができない。また、接合金物が最終的に外部に露出されるため、接合金物に特有の金属腐食が起こり易く、たとえば塩害等に対する耐久性すなわち耐候性に劣る。
【０００４】
そこで、本出願人は、たとえば異形鉄筋のような棒状部材を介して一対の木製部材を剛接合する構造を提案している（たとえば特許文献１を参照）。この棒状部材を用いる剛接合構造では、互いに接合すべき一対の木製部材の各々に孔または溝が形成され、この孔または溝の中に棒状部材が埋設される。そして、棒状部材が埋設された孔または溝の中に接着剤を充填して硬化させることによって、棒状部材を介して一対の木製部材を接合する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９１２１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の剛接合構造を適用して例えば３階建てや４階建ての木製複層ラーメン構造物を構築する場合、下層階（たとえば１階）から上層階（たとえば２階）へ延びる木製柱部材の側面に木製梁部材の端面を当接させた状態で、木製梁部材の軸線方向に沿って水平に延びる複数の棒状部材（異形鉄筋など）を介して木製柱部材と木製梁部材とを接合することになる。
【０００７】
しかしながら、木製柱部材の側面に木製梁部材の端面を当接させて接合する通し柱方式を用いて木製複層ラーメン構造物を構築する従来技術では、重力の作用に抗して木製梁部材の接合姿勢を保つことが容易ではなく、建て方に際して木製梁部材の接合姿勢を保つための大掛かりな仮設部材が必要になる。また、従来技術では、木製柱部材が下層階から上層階へ延びているので、林立する木製柱部材が障害物となって大型パネル版（ＰＣ版、ＡＬＣ版など）のような床部材の敷設作業を効率良く行うことができない。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば複層ラーメン構造物に適用した場合に、木製梁部材の建て方作業および床部材の敷設作業の施工性が良好な接合構造および接合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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、木製の下層柱部材と、該下層柱部材の上端面と当接する木製の梁部材と、該梁部材と下端面が当接する木製の上層柱部材とを互いに接合する接合構造であって、
前記下層柱部材、前記梁部材および前記上層柱部材には、所定方向に沿って延びる孔または溝がそれぞれ形成され、
前記孔または前記溝の中には、前記下層柱部材と前記上層柱部材との間に亘って延びるように棒状部材が埋設され、
前記棒状部材を介して前記下層柱部材と前記梁部材と前記上層柱部材とを接合するために、前記孔または前記溝の中に接着剤が充填されていることを特徴とする接合構造を提供する。
【００１０】
第１形態の好ましい態様によれば、前記棒状部材は、前記下層柱部材の下端から前記上層柱部材の上端まで延びるように埋設されている。また、前記下層柱部材の下端面と当接する基礎部材には、前記所定方向に沿って延びる孔が形成され、前記基礎部材に形成された前記孔の中には、前記下層柱部材および前記基礎部材の双方に亘って延びるように前記棒状部材が埋設されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２形態では、木製の下層柱部材と、該下層柱部材の上端面と当接する木製の梁部材と、該梁部材と下端面が当接する木製の上層柱部材とを互いに接合する接合方法であって、
前記下層柱部材、前記梁部材および前記上層柱部材に、所定方向に沿って延びる孔または溝をそれぞれ形成し、
前記孔または前記溝の中に、前記下層柱部材と前記上層柱部材との間に亘って延びるように棒状部材を埋設し、
前記棒状部材を介して前記下層柱部材と前記梁部材と前記上層柱部材とを接合するために、前記孔または前記溝の中に接着剤を充填することを特徴とする接合方法を提供する。
【００１２】
本発明の第３形態では、第１形態の接合構造または第２形態の接合方法を用いて構成されていることを特徴とする複層ラーメン構造物を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、木製の下層柱部材の上端面と木製の梁部材の下側面とを当接させ且つ上層柱部材の下端面と梁部材の上側面とを当接させて接合する「通し梁方式」を採用している。したがって、本発明の接合構造を用いて複層ラーメン構造物を構築する場合、ある階の柱部材の上端面に当該階の梁部材を載置した状態、および当該階の梁部材の上側面にその上層階の柱部材を載置した状態で、各木製部材を互いに実質的に剛接合することになる。
【００１４】
その結果、建て方に際して重力を利用して木製梁部材の接合姿勢を保つことが容易であり、その接合姿勢を保つための大掛かりな仮設部材が不要である。また、各階分の骨組みがほぼ剛接合された時点でその上階分の床部材を敷設するような各階毎の作業工程が可能になるので、大型パネル版（ＰＣ版、ＡＬＣ版など）のような床部材の敷設作業を各階毎に効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる木製部材の接合構造を概略的に示す図である。図２は、図１に示す接合構造を用いて構成された複層ラーメン構造物の一例を概略的に示す図である。図１を参照すると、複層ラーメン構造物に適用した場合に下層階の柱部材を構成する木製の下層柱部材１の上端面と木製の梁部材２の下側面とが当接している。
【００１６】
また、上層階の柱部材を構成する木製の上層柱部材３の下端面と梁部材２の上側面とが当接している。本実施形態では、この状態において下層柱部材１と梁部材２と上層柱部材３とが互いに接合される。ここで、一対の柱部材１および３には、その長手軸線方向（図中鉛直方向）に沿って複数（例えば４つ）の円形状断面の非貫通孔が形成されている。また、梁部材２には、柱部材１および３の非貫通孔と鉛直方向に沿って整列するように同断面の貫通孔が同数だけ形成されている。
【００１７】
すなわち、下層柱部材１には、その接合端（上端）から所定距離だけ延びるように間隔を隔てた４つの非貫通孔１ａ〜１ｄ（１ｃおよび１ｄは不図示）が形成されている。同様に、上層柱部材３には、その接合端（下端）から所定距離だけ延びるように間隔を隔てた４つの非貫通孔３ａ〜３ｄ（３ｃおよび３ｄは不図示）が形成されている。そして、梁部材２には、４つの非貫通孔１ａ〜１ｄと４つの非貫通孔３ａ〜３ｄとの間で直線状に連通する４つの貫通孔２ａ〜２ｄ（２ｃおよび２ｄは不図示）が形成されている。なお、各木製部材に形成される孔の数、断面形状、長さ、配置などについては様々な変形例が可能である。
【００１８】
本実施形態では、たとえばアラミド繊維強化プラスチックで形成された棒状部材４ａが、一対の柱部材１および３に形成された非貫通孔（１ａ，３ａ）および梁部材２に形成された貫通孔２ａの中において、下層柱部材１、梁部材２および上層柱部材３に亘って延びるように埋設される。同様に、アラミド繊維強化プラスチック棒状部材４ｂ〜４ｄ（４ｃおよび４ｄは不図示）が、一対の柱部材１および３に形成された非貫通孔（１ｂ〜１ｄ，３ｂ〜３ｄ）および梁部材２に形成された貫通孔（２ｂ〜２ｄ）の中において、下層柱部材１、梁部材２および上層柱部材３に亘って延びるようにそれぞれ埋設される。
【００１９】
なお、棒状部材４（４ａ〜４ｄ）の材料として、アラミド繊維強化プラスチックに代えて、炭素繊維などの高強度な強化繊維の単独の繊維強化プラスチックや、複合繊維からなるハイブリッドタイプの繊維強化プラスチックなどを用いることができる。具体的には、強化繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、チタン繊維などの金属繊維や、ポリエステル繊維などの有機繊維などを用いることができる。また、棒状部材４として、異形鉄筋などを用いることもできる。
【００２０】
次に、たとえば異形鉄筋と同様の外形形態を有するアラミド繊維強化プラスチック棒状部材４ａ（４ｂ〜４ｄ）が埋設された孔１ａ，２ａ，３ａ（１ｂ〜１ｄ，２ｂ〜２ｄ，３ｂ〜３ｄ）の中に、適当な充填器具を用いて接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤、あるいは適当な場合には無収縮モルタルなど）を充填する。この場合、たとえば孔の入口近傍と連通するように形成された注入孔を介して接着剤を注入してもよい。また、たとえば各非貫通孔の底部近傍と連通するように形成されたエア抜き兼充填確認孔を利用して、非貫通孔の中に接着剤が完全に充填されたことを確認してもよい。
【００２１】
また、棒状部材４が埋設された孔の中に接着剤を充填する前に、下層柱部材１と梁部材２との突き合わせ部および上層柱部材３と梁部材２との突き合わせ部に所定のシールを形成することにより、充填すべき接着剤の突き合わせ部からの漏れを防止することができる。こうして、接着剤の作用により埋設固定された棒状部材４を介して、下層柱部材１と梁部材２と上層柱部材３とが実質的に剛接合される。接着剤の注入・充填については、たとえば特開２００４−４４１８２号公報などを参照することができる。
【００２２】
なお、上述の説明では、各木製部材１〜３に棒状部材４を埋設するための孔（非貫通孔または貫通孔）を形成している。しかしながら、孔に代えて、各木製部材１〜３のうちの少なくとも１つの部材に棒状部材４を埋設するための溝、たとえば全体的にＵ字型の断面を有する溝を形成する変形例も可能である。この変形例の場合、棒状部材４が埋設された溝の中に、適当な充填器具を用いて接着剤を充填する。そして、必要に応じて、接合部の外観を良好に保つため、および棒状部材４を外部の環境からより完全に隔絶するために、棒状部材４が埋設された溝の中に接着剤を充填させた後に、所定の栓部材によって溝を覆う。
【００２３】
本実施形態では、図１に示す接合構造を用いて、図２に示すような複層ラーメン構造物を構築することができる。ただし、図２に例示する４階建てのラーメン構造物では、１階の柱部材を構成する最下層柱部材２１の下端面と基礎部材２２の上端面とが当接した状態において、たとえば異形鉄筋と同様の外形形態を有するアラミド繊維強化プラスチック棒状部材４を介して、最下層柱部材２１と基礎部材２２とが実質的に剛接合されている。すなわち、基礎部材２２には鉛直方向に沿って延びる複数の非貫通孔（不図示）が形成され、基礎部材２２に形成された各非貫通孔の中には最下層柱部材２１および基礎部材２２の双方に亘って延びるように棒状部材４がそれぞれ埋設固定されている。
【００２４】
また、４階の柱部材を構成する最上層柱部材２３の上端面と４階の梁部材を構成する最上層梁部材２４の下側面とが当接した状態において、たとえば異形鉄筋と同様の外形形態を有するアラミド繊維強化プラスチック棒状部材４を介して、最上層柱部材２３と最上層梁部材２４とが実質的に剛接合されている。すなわち、最上層梁部材２４には鉛直方向に沿って延びる複数の孔（非貫通孔あるいは貫通孔）または溝が形成され、最上層梁部材２４に形成された各孔または各溝の中には最上層柱部材２３および最上層梁部材２４の双方に亘って延びるように棒状部材４がそれぞれ埋設固定されている。
【００２５】
以上のように、本実施形態にかかる木製部材の接合構造では、木製柱部材の側面に木製梁部材の端面を当接させて接合する従来の通し柱方式とは異なり、木製の下層柱部材の上端面と木製の梁部材の下側面とを当接させ且つ上層柱部材の下端面と梁部材の上側面とを当接させて接合する「通し梁方式」を採用している。そして、各木製部材の孔または溝の中に埋設固定された棒状部材を介して各木製部材を互いに実質的に剛接合する接合方式を採用している。
【００２６】
したがって、本実施形態の接合構造を用いて複層ラーメン構造物を構築する場合、ある階の柱部材の上端面に当該階の梁部材を載置した状態、および当該階の梁部材の上側面にその上層階の柱部材を載置した状態で、各木製部材を互いに実質的に剛接合することになる。その結果、重力の作用に抗して木製梁部材の接合姿勢を保つことが困難な従来技術とは異なり、建て方に際して重力を利用して木製梁部材の接合姿勢を保つことが容易であり、その接合姿勢を保つための大掛かりな仮設部材が不要である。
【００２７】
また、本実施形態の接合構造を用いて複層ラーメン構造物を構築する場合、図３に示すように、例えば１階分の骨組みがほぼ剛接合された時点で２階の床部材２５を敷設することができる。すなわち、各階分の骨組みがほぼ剛接合された時点でその上階分の床部材を敷設するような各階毎の作業工程が可能になる。その結果、林立する木製柱部材が床部材の敷設作業の障害物となる従来技術とは異なり、大型パネル版（ＰＣ版、ＡＬＣ版など）のような床部材の敷設作業を各階毎に効率良く行うことができる。
【００２８】
なお、本実施形態において、たとえば梁部材の幅寸法（図１の紙面に垂直な方向の断面寸法）と柱部材のスパン直交方向寸法（図１の紙面に垂直な方向の断面寸法）とをほぼ同じに設定し、柱部材のスパン方向寸法（図１の紙面に平行な方向の断面寸法）を比較的大きく設定することが望ましい。この場合、柱部材が壁柱部材に近い機能を果たすことになるので、たとえば地震水平力に対する柱梁パネルゾーンの強度を、従来の通り柱方式における柱梁パネルゾーンと同等かそれ以上に確保することができる。
【００２９】
特に、本実施形態では、アラミド繊維強化プラスチック棒状部材を用いて木製部材を接合しているので、木構造の一般的な現場においても鋸などを用いてアラミド繊維強化プラスチック棒状部材の加工（切断）を容易に行うことができる。その結果、異形鉄筋を用いる場合とは異なり鉄骨加工工場での下請け加工工程が不要になり、良好な施工性が得られるだけでなく、施工費用（時間的損失，費用的損失）の低減を図ることができる。
【００３０】
また、アラミド繊維強化プラスチック棒状部材は、鉄筋よりも軽量であり、且つ鉄筋よりも大きな強度を有する。したがって、本実施形態では、鉄筋を用いる接合構造よりも大きな接合強度を確保することができ、且つ建物全体の軽量化を図ることができる。その結果、耐震性能を向上させることができるとともに、大スパン構造の実現が可能になる。
【００３１】
また、鉄筋よりも軽量なアラミド繊維強化プラスチック棒状部材は現場への持込が容易であり、施工性を向上させることができる。さらに、鉄筋よりも大きな強度を有するアラミド繊維強化プラスチック棒状部材は鉄筋よりも短くすることができるので、木製部材のリユース率を向上させることができる。
【００３２】
なお、上述の実施形態では、水平方向に延びる梁部材において長手軸線方向に沿った継手接合が必要な場合がある。この場合、たとえば特開２００４−４４１８２号公報に開示されているように、一対の木製梁部材の端面同士を当接させ、双方の部材に亘って接着剤により埋設固定された棒状部材を介して、十分な接合強度を確保しつつ継手接合を行うことにより、所要の長さの梁部材を得ることができる。
【００３３】
また、上述の実施形態において、木製部材として天然木材を使用してもよいし、木質構造材料からなる木製部材を用いることもできる。ここで、木質構造材料とは、エンジニアリングウッドと総称される材料であり、合板や集成材やＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber ：構造用単板積層材）などの材料を示している。
【００３４】
ところで、上述の実施形態では、１本の棒状部材が柱部材の一部分だけに埋設されている。しかしながら、これに限定されることなく、下層柱部材の下端から上層柱部材の上端まで延びるように棒状部材を埋設する変形例も可能である。図４に示す変形例にかかる４階建てのラーメン構造物では、基礎部材２２から最下層柱部材２１および最上層柱部材２３を経て最上層梁部材２４まで延びるように、たとえば異形鉄筋と同様の外形形態を有するアラミド繊維強化プラスチック棒状部材５が埋設固定されている。
【００３５】
ここで、棒状部材５は必ずしも継ぎ目の無い棒状部材である必要はなく、必要に応じてカプラーにより継手接合されていてもよいし、重ね継手接合されていてもよいし、棒状部材の定着が十分である場合には単に突き合わせ状態で継手接合されていてもよい。図４の変形例では、基礎部材２２の所定位置から鉛直方向に長く延びる棒状部材５をガイドとして建て方を効率的に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態にかかる木製部材の接合構造を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す接合構造を用いて構成された複層ラーメン構造物の一例を概略的に示す図である。
【図３】図２に示す複層ラーメン構造物において各階分の骨組みがほぼ剛接合された時点でその上階分の床部材を敷設する各階毎の作業形態を説明する図である。
【図４】図１に示す接合構造を応用して構成された複層ラーメン構造物の変形例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  木製の下層柱部材
１ａ〜１ｄ  下層柱部材に形成された非貫通孔
２  木製の梁部材
２ａ〜２ｄ  梁部材に形成された貫通孔
３  木製の上層柱部材
３ａ〜３ｄ  上層柱部材に形成された非貫通孔
４ａ〜４ｄ，５  棒状部材
２２  基礎部材
【図１】
2005307466.tif 000003
【図２】
2005307466.tif 000004
【図３】
2005307466.tif 000005
【図４】
2005307466.tif 000006