(57)【要約】【課題】木質部材に固有の質感を損うことなく、木質部材の荷重作用位置を補強出来るようにした木質部材の補強構造を提供する。【解決手段】長手の木質部材１の長手方向に沿って、スリット２を形成し、該スリット２内に補強板３を挿入して埋設するとともに、該補強板３と直交して前記木質部材１の側面よりこれを貫通する複数のタッピングネジなどよりなる線状の金属接合具４を打込んで木質部材１内部に前記補強板３を固定した。【選択図】      図１
2007182702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手の木質部材の長手方向に沿って、スリットを形成し、該スリット内に補強板を挿入して埋設するとともに、該補強板と直交して前記木質部材の側面よりこれを貫通する複数の接合具を打込んで木質部材内部に前記補強板を固定したことを特徴とする木質部材の補強構造。
【請求項２】
前記スリットが前記木質部材の幅方向に２つ以上平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木質部材の補強構造。
【請求項３】
前記スリットが前記木質部材を貫通して形成され、前記補強板がスリット内に挿入される肉薄矩形状の鉄板などの金属板からなることを特徴とする請求項１または２記載の木質部材の補強構造。
【請求項４】
前記補強板が繊維強化樹脂板などのプラスチック板からなることを特徴とする請求項１または２記載の木質部材の補強構造。
【請求項５】
前記スリットが前記木質部材の幅方向に２つ以上平行して配列された木質部材において、前記補強板が断面略コ字形をなし、該コ字形補強板の背面板部を木質部材の荷重作用方向に露出した状態でスリット内に嵌合されたことを特徴とする請求項２記載の木質部材の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角材や丸材など長手の木質部材に固有の質感を確保しつつ、これと直交する方向の剪断耐力を増すようにした、木質部材の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質軸組構造の構造物躯体を構成する木質の横架材や縦材にあっては、材質によって多少異なるものの、両端固定された木質部材の長さ方向に直交して剪断荷重が作用すると、その中央部に応力が集中して曲げ力が作用し、木目が開く方向に変形し、ついには剪断破壊されてしまう恐れがある。
【０００３】
剪断耐力を増すためには部材断面を大きく取れば良いが、資材単価が高くなり、同一構造物容積の場合には、部材断面が増す分、間取が減少する欠点も生ずる。また、部材のスパンを短くすればよいが、この場合には他の部材との取合い箇所が多くなり、構造が複雑化する。
【０００４】
そこで補強構造として、短冊金物、その他接合金物などの鋼板などの平板状の補強金物を外面に添付して木質部材を補強する構造がある。しかし、これら補強金物は、一般に木質部材の外面に添えられ、釘、タッピングスクリュなどにより部材に一体的に接合されるため、木材に固有の質感が損われる上に、木質部材を補強すると言うよりは、強度の高い補強金物に強度を負担させることになり、補強金物の強度により、その部分の強度が定ってしまう。
【０００５】
また、該種補強金物は鋼板製であり、肉厚も薄いため、幅方向に対する強度は高いものの、肉厚方向の曲げ強度は低く、簡単に折れ曲りやすい。このため接合部分に応力が加わると釘などがゆるんで、木質部材との間にがたが生じたり、剥がれやすい。
【０００６】
尚、本出願人は、下記特許文献１で示す木質部材の接合構造を提案している。これは例えば、土台と柱の接合部にそれぞれほぞ穴及びを凹部形成しておき、このほぞ穴及び凹部に木質板からなるほぞ部材を嵌合して接合する。
【０００７】
そして、ほぞ部材の片面または両面には予め鋼板を重合しておき、嵌め合い状態で、土台の側面からほぞ部側に向けて複数の線状接合具を打込み、鋼板を貫通させて土台−柱間を接合するものである。
【０００８】
この接合構造によれば、補強金具が接合位置の外面に露出せず、単に接合具の頭部が見えるだけであり、木質部材の質感を損うことがない。また、接合部の内部で木質部材と一体化し、接合箇所を補強するため、接合部に力が加わっても、容易には変形が生ずることがなく、木質部材と協働して外力に対抗する。
【特許文献１】特開２００１−２４５０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この構造においては、土台に対する柱の接合箇所のように、その補強位置を部材間の接合位置に限定して補強を行っている。
【００１０】
しかし木質部材のうち、両端固定され、その長手方向と直交する方向の荷重を分担する部材、例えば大引き、梁、あるいはこれと直交配置される根太などの横架材にあっては、床板を介してその長手方向と直交する鉛直荷重が常時加わっている。
【００１１】
また、柱や間柱などの縦材においても地震時に大きな横力が加わると、その両端の他部材との接合位置が補強されていたとしても、材そのものの中央部に大きな剪断力が作用すると、縦材そのものが折れる可能性もある。
【００１２】
そこで本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的とするところは、簡単な構造を付加することで、木質部材に固有の質感を損うことなく、また他部材との接合位置によらず、木質部材の荷重作用位置を補強出来るようにした木質部材の補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項１の発明に係る木質部材の補強構造発明は、図１、２の第１の実施の形態にも示すように、角材や丸材など長手の木質部材１の長手方向に沿って、スリット２を形成し、該スリット２内に補強板３を挿入して埋設するとともに、該補強板３と直交して前記木質部材１の側面よりこれを貫通する複数のタッピングネジなどよりなる線状の金属接合具４を打込んで木質部材１内部に前記補強板３を固定したことを特徴とする。
【００１４】
スリット２は、側面形状が略矩形状であり、木質部材を貫通して形成してもよく、木質部材内に深く凹溝により形成しても良い。補強板３は、一般には、スリット２の形状に沿い、スリット２内に嵌挿される肉薄矩形状の鉄板などの金属板により形成される。補強板３を繊維強化樹脂板などのプラスチック板により形成することも可能である。
【００１５】
請求項２の発明は、図３の第２の実施形態に示すように、前記スリットが前記木質部材の幅方向に２つ以上平行に形成され、この２つ以上のスリットの夫々に補強板が嵌挿固定されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５の発明は、図４の第３の実施形態に示すように、前記スリット２が前記木質部材１の幅方向に２つ以上平行して配列された木質部材において、前記補強板１０が断面略コ字形をなし、該コ字形補強板１０の背面板部１０ｂを木質部材１の荷重作用方向（上面又は下面）に露出した状態でスリット２内に嵌合固定されたことを特徴とする。
【００１７】
前記補強板による補強位置が前記木質部材と直交して接合される他の部材との接合位置周囲に設けられた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、補強板は木質部材内部に埋設されるため、木材固有の質感を損うことがない。荷重の作用方向は補強板の幅方向であり、補強板の内外面方向からの荷重は木質部材によって保護されていることから、補強板の肉厚は薄くても木質部材と協働して強固な剪断耐力を得ることが出来る。
【００１９】
請求項２の発明によれば、補強板が２つ以上埋設固定されることで、さらなる剪断耐力を得ることが出来る。
【００２０】
本発明では、補強板の材質に応じた特性や補強効果を得ることが出来る。例えば鋼板の場合には安価となるし、ステンレス鋼板の場合には、発錆がなく、耐久性に優れる。さらに、繊維強化樹脂板（以下ＦＲＰと称する）の場合には高強度である上に軽量に出来るなどの特性がある。
【００２１】
請求項５の発明によれば、補強板が断面コ字形に連結されていることにより、部材側面側からの曲げ耐力も向上する。また、木質部材に対する補強板の取り付け固定も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の最良の実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１，２は本発明の第１実施形態を示す。
【００２３】
図１（ａ）において、角材（丸材でも可）よりなる長手の木質部材１の長手方向中央にはこれに沿った方向であって部材断面方向に一本のスリット２が貫通形成されている。このスリット２にはこれと略同一縦横寸法であって、スリット２の厚み寸法にほぼ等しい肉薄の金属補強板３が嵌挿埋設される。
【００２４】
埋設状態では、図１（ｂ）に示すように、木質部材１の一側面より補強板３に向けてドリルなどにより複数の下穴１ａが千鳥状に形成される。この下穴１ａの深さは少なくとも、前記補強板３を十分に貫通する深さであって、木質部材１の他方側に貫通しない程度に設定されている。
【００２５】
次いで各下穴１ａには線状の金属接合具４としてのタッピングネジがねじ込まれる。この接合具４ネジのネジ頭部は図の一部に拡大して示すように、皿状であって、全ての接合具４がねじ込まれた状態では、図１（ｃ）に示すように、補強板３を貫通した状態で木質部材１内で一体化され、かつネジ頭部は木質部材１の側面と同一面となり、補強体が完成する。
【００２６】
前記補強板３は、鋼板、ステンレス鋼板、などの金属板、又はＦＲＰ板材などのプラスチック板などの中から選ぶことが出来る。このうち、鋼板を選択した場合には、その表面には防錆用の亜鉛メッキなどを施しておくことが望ましい。また、鋼板の場合その厚みが０．６mm程度であれば、十分な補強効果を発現できる。
【００２７】
なお、スリット２を形成した段階で下穴１ａを形成し、補強板３に対する挿通は接合具４のねじ込み時の貫通力のみで貫通させて木質部材１の内部に一体化することもできる。また、木質部材１の一方の側面からだけでなく、他方の側面から接合具４を交互ねじ込みすることも出来、同一本数でのネジ打込み部位の支持強度の左右平均化を図ることが出来る。また、金属棒状の接合具を用い、その両端を木質部材１の両側に突出させ、接合部両端のネジ部にナットを螺締させるなどの方法で固定させるようにしても良い。
【００２８】
以上の補強構造を具備した木質部材１を横架材として使用した場合に、図２（ａ）に示すようにその上部から長手直交方向に剪断荷重Ｆが作用すると、木質部材単体では剪断破壊される程度の荷重であっても、図２（ｂ）に示すごとく、補強板３の介在により、弾性変形範囲内にとどまる。このとき荷重は補強板３のみでなく、接合具４を介して木質部材１も分担し、両者協働して剪断力に対抗するものとなり、剪断荷重Ｆが取除かれると、元の直線状に弾性復帰するものとなる。
【００２９】
なお、前記鋼板に替えてステンレス鋼板、あるいはプラスチック板なども採用可能である。ステンレス鋼板の場合には、前記のごとき防錆処理が不要であるとともに、靱性も高いため、さらに肉厚を薄くすることが出来る。またＦＲＰ板の場合には軽量高強度となる。
【００３０】
次に、図３（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施形態を示すものである。なお、図において、前記と同一部分には同一記号を用いて説明する。図において、木質部材の長手方向に形成されるスリット２は、木質部材１の幅方向に２つ平行して貫通形成され、各スリット２内に補強板３が埋設され、複数の接合具４によって木質部材１内に一体化されている点、及び接合具４の長さも、両補強板３を貫通するに十分な長さに形成されている点が異なるのみでその他は第１実施形態と同様である。
【００３１】
本実施形態では、第１実施形態の２倍の剪断耐力となる。なお、補強板３を３枚以上埋設する構造とすることもできるが、木材強度や木材の断面積等の点を考慮して埋設数を設定すればよい。
【００３２】
図４（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態を示すものである。図において、木質部材１には平行な２つのスリット２が形成されているとともに、各スリット２に埋設される補強板１０は、平行な一対の補強板本体１０ａと補強板本体１０ａの頂部で一体化された背面板部１０ｂとからなる断面略コ字形をなしており、図４（ｂ）に示す組立状態では、前記背面板部１０ｂが木質部材１の頂部に露出している。
【００３３】
本実施形態では、図４（ｂ）の矢印に示すように、木質部材１の上部側からの長手直交方向に作用する剪断荷重Ｆに対する耐力を十分に得られると同時に、側面側からの長手直交方向に作用する剪断荷重Ｆ１に対しては背面板部１０ｂがその荷重を分担して支えることになるため、垂直、水平方向とも剪断耐力を得ることが出来る。
本実施形態において、背面板部１０ｂが木質部材１の下面側となるように下面側から補強板１０を嵌挿することも可能である。
【００３４】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の補強構造を土台と柱との仕口部に適用した第４実施形態を示している。図５（ａ）において、土台２０にはほぞ穴２１が加工され、ほぞ穴２１の両外側部に接して、長手方向に沿ってスリット２が開口されている。一方、柱２２の下部中央には凹部２３が形成され、この凹部２３とほぞ穴２３の双方に嵌合する接合用の木栓２４及びこの木栓２４の両面に積層された鋼板などの接合補強板２５が設けられている。
【００３５】
以上において、両スリット２に補強板３を嵌合埋設し、次いで木栓２４を接合補強板２５とともにほぞ穴２１に嵌め付け、次いで柱２２の凹部２３を木栓２４と接合補強板２５の積層体に嵌め付け、次いで、複数のネジ接合具４を補強板３及び積層体位置に向けてねじ込むことで、図５（ｂ）に示すように、土台２０と柱２２間の接合を行えるとともに、この接合位置周辺において土台２０の剪断耐力も確保することになる。
【００３６】
また、土台−柱間のみでなく、各種接合部を補強することも可能であり、横架材だけでなく、縦材などにも以上の補強構造とすることも可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態による組立手順を示す斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は同補強構造体に剪断荷重が作用した場合の変形状態を示す側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は第２実施形態を示す斜視図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は第３実施形態を示す斜視図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明を土台柱間の仕口部周辺に適用し第３実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，２０  木質部材（２０  土台）
２  スリット
３，１０  補強板
１０ａ  補強板本体
１０ｂ  背面板部
４  接合具
２２  他部材（柱）
【図１】
2007182702.tif 000003
【図２】
2007182702.tif 000004
【図３】
2007182702.tif 000005
【図４】
2007182702.tif 000006
【図５】
2007182702.tif 000007