(57)【要約】【課題】施工が簡単で剛結度が高い木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造を提供する。【解決手段】柱２と木質部材からなる木製梁４とを接合する柱梁接合方法であって、木製梁４の外面および木製梁４を挿入可能な開口部６を有する断面からなる受け鋼梁８の内面にそれぞれ平行状の凹凸溝１２、１４を形成し、受け鋼梁８の一端８ａを柱２に埋め込んで他端８ｂをこの柱２から側方に向けて突出配置する工程と、木製梁４を受け鋼梁８の開口部６から挿入して木製梁４と受け鋼梁８の平行状の凹凸溝１２、１４を嵌合する工程と、木製梁４と受け鋼梁８との間の隙間に硬化材を充填する工程とを有するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と木質部材からなる木製梁とを接合する柱梁接合方法であって、
前記木製梁の外面および前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなる受け鋼梁の内面にそれぞれ平行状の凹凸溝を形成し、前記受け鋼梁の一端を柱に埋め込んで他端をこの柱から側方に向けて突出配置する工程と、
前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部から挿入して前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合する工程と、
前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を充填する工程とを有することを特徴とする木質部材の柱梁接合方法。
【請求項２】
前記受け鋼梁の開口部を上方に向けて前記柱に先行設置し、前記硬化材を前記受け鋼梁内の所定高さまで充填してから、前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部に落とし込んで、前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合することを特徴とする請求項１に記載の木質部材の柱梁接合方法。
【請求項３】
柱と木質部材からなる木製梁とを接合した柱梁接合構造であって、
前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなり、一端が柱に埋め込まれ、他端がこの柱から側方に向けて突出配置された受け鋼梁を有し、
前記木製梁の外面および前記受け鋼梁の内面に平行状の凹凸溝をそれぞれ形成し、
前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝同士が嵌合するように、前記木製梁を前記受け鋼梁内に配置し、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を設けたことを特徴とする木質部材の柱梁接合構造。
【請求項４】
前記受け鋼梁を、Ｕ字型断面の鋼材で構成したことを特徴とする請求項３に記載の木質部材の柱梁接合構造。
【請求項５】
前記受け鋼梁を、対向配置した二本のＬ字型断面の鋼材で構成したことを特徴とする請求項３に記載の木質部材の柱梁接合構造。
【請求項６】
前記受け鋼梁を、Ｔ字型断面の鋼材で構成し、この鋼材を両側から挟みこむように二本の前記木製梁を配置したことを特徴とする請求項３に記載の木質部材の柱梁接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物などに用いられる木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大スパンの木造建築物を構築する場合、通常木質梁と柱（ＲＣ、鋼製または木製の柱）によるラーメン構造を選択する場合が多い。木造ラーメン構造においては、モーメントの最大箇所で部材同士を可能な限り剛結できる構造が求められる。しかし、伝統的な木材同士の嵌合接合（例えば、特許文献１、２参照）は、木材のめり込み特性の関係上、ある程度の剛結度しか期待できない。このため従来は、以下の１）、２）に示すような接合構造が提案・開発されている。
【０００３】
１）金属接合具を用いた接合構造
この接合構造は、ボルト、ドリフトピン等の接合具により、木材と木材あるいは木材と鋼板を緊結するものである。およそ以下の５種類が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
（１）ガセット板接合型（図７を参照）
（２）交差重ね合わせ型（図８を参照）
（３）フランジ接合型（図９を参照）
（４）引張ボルト接合型（図１０を参照）
（５）その他の接合型
【０００５】
２）金属接合具と接着剤を併用した接合構造
例えば、図１１に示すような鋼棒接着構造である（例えば、非特許文献２参照）。これは鋼棒もしくはその他の接合金物を木材に挿入し、接着剤で固定した構造である。
【０００６】
しかし、図７〜図１１から判るように、ボルトやドリフトピンなどの接合具を設置するためには、柱梁の穴あけが必要である。
【０００７】
また、上記の１）の接合構造は、鋼材などの使用によって断面の剛性が大きくなるが、以下のような問題点がある。
【０００８】
（１）木材側に開ける穴は、ボルトなどを設置しやすくするために、ボルト径より１〜２ｍｍ大きく開ける必要がある。この場合、ガタが生じて初期すべりが発生し易くなる。
（２）木材に穴（欠損）を設けることで、木材断面の有効抵抗断面積がこの穴（欠損）によって減少する。結局、設計に必要な強度と剛性を保つために、断面積を増加させなければならない可能性がある。
（３）ボルトなどの接合具は数が多いため、木材と鋼材に対する穴あけと設置の手間が必要となる。
（４）ボルトやドリフトピンなどの接合具に応力集中が発生するおそれがある。
【０００９】
また、上記の２）の接合構造は、接着接合によって断面の剛性が大きくなるが、以下のような問題点がある。
【００１０】
（１）接着材と接する面積は小さいため、剛性の向上度がある程度しか期待できない。
（２）局部的に抵抗するため、接合具付近で応力集中が発生するおそれがある。
（３）局部的に抵抗するため、設計に必要な剛性を保つために断面積を増加させなければならない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１２０１８１号公報
【特許文献２】特開２００５−９００８６号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「木質構造設計ノート」、日本建築学会、１９９５年１月
【非特許文献２】「新しい木材接合法の開発その応用−大断面集成材構造への応用」、井上正文、沖林聡、田中圭、矢頭盛吾、後藤泰男、日本建築学会技術報告集、Ｎｏ．８、ｐｐ．９１−９６、１９９９年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このため、梁断面を欠損することがなく、施工が簡単で剛結度が高い木質部材の柱梁接合技術の開発が求められていた。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、施工が簡単で剛結度が高い木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造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】
【００１５】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る木質部材の柱梁接合方法は、柱と木質部材からなる木製梁とを接合する柱梁接合方法であって、前記木製梁の外面および前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなる受け鋼梁の内面にそれぞれ平行状の凹凸溝を形成し、前記受け鋼梁の一端を柱に埋め込んで他端をこの柱から側方に向けて突出配置する工程と、前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部から挿入して前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合する工程と、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を充填する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る木質部材の柱梁接合方法は、上述した請求項１において、前記受け鋼梁の開口部を上方に向けて前記柱に先行設置し、前記硬化材を前記受け鋼梁内の所定高さまで充填してから、前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部に落とし込んで、前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係る木質部材の柱梁接合構造は、柱と木質部材からなる木製梁とを接合した柱梁接合構造であって、前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなり、一端が柱に埋め込まれ、他端がこの柱から側方に向けて突出配置された受け鋼梁を有し、前記木製梁の外面および前記受け鋼梁の内面に平行状の凹凸溝をそれぞれ形成し、前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝同士が嵌合するように、前記木製梁を前記受け鋼梁内に配置し、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項４に係る木質部材の柱梁接合構造は、上述した請求項３において、前記受け鋼梁を、Ｕ字型断面の鋼材で構成したことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項５に係る木質部材の柱梁接合構造は、上述した請求項３において、前記受け鋼梁を、対向配置した二本のＬ字型断面の鋼材で構成したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項６に係る木質部材の柱梁接合構造は、上述した請求項３において、前記受け鋼梁を、Ｔ字型断面の鋼材で構成し、この鋼材を両側から挟みこむように二本の前記木製梁を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る木質部材の柱梁接合方法によれば、柱と木質部材からなる木製梁とを接合する柱梁接合方法であって、前記木製梁の外面および前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなる受け鋼梁の内面にそれぞれ平行状の凹凸溝を形成し、前記受け鋼梁の一端を柱に埋め込んで他端をこの柱から側方に向けて突出配置する工程と、前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部から挿入して前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合する工程と、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を充填する工程とを有するので、木製梁を受け鋼梁に嵌合することで柱と木製梁を簡単に接合でき、木製梁に接合具用の穴（断面欠損）を設ける必要はない。また、力の伝達は、嵌合した凹凸溝間の隙間の硬化材を介して伝達されるので、接合構造の剛結度の向上が図れる。このため、梁断面を欠損する必要がなく、施工が簡単であり、剛結度を高くすることができるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る木質部材の柱梁接合構造によれば、柱と木質部材からなる木製梁とを接合した柱梁接合構造であって、前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなり、一端が柱に埋め込まれ、他端がこの柱から側方に向けて突出配置された受け鋼梁を有し、前記木製梁の外面および前記受け鋼梁の内面に平行状の凹凸溝をそれぞれ形成し、前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝同士が嵌合するように、前記木製梁を前記受け鋼梁内に配置し、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を設けたので、木製梁を受け鋼梁に嵌合することで柱と木製梁を簡単に接合でき、木製梁に接合具用の穴（断面欠損）を設ける必要はない。また、力の伝達は、嵌合した凹凸溝間の隙間の硬化材を介して伝達されるので、接合構造の剛結度の向上が図れる。このため、梁断面を欠損する必要がなく、施工が簡単であり、剛結度を高くすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明に係る木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造の実施例を説明する斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造の接合後の状況を示す図であり、（１）は上面図、（２）は（１）の部分拡大図である。
【図３】図３は、Ｕ型鋼を木柱に設置した状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、受け鋼梁を示す縦断面図であり、（１）はＵ型鋼で構成した場合の図、（２）はＬ型鋼で構成した場合の図である。
【図５】図５は、Ｔ型鋼の両側に木質梁を配置した状況を示す図であり、（１）は上面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、（３）は（２）のＴ型鋼の代わりに鋼板を用いた場合の図である。
【図６】図６は、Ｕ型鋼をＲＣ柱に設置した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、従来のガセット板接合型の接合構造を例示する図である。
【図８】図８は、従来の交差重ね合わせ型の接合構造を例示する図である。
【図９】図９は、従来のフランジ接合型の接合構造を例示する図である。
【図１０】図１０は、従来の引張ボルト接合型の接合構造を例示する図である。
【図１１】図１１は、従来の金属接合具と接着剤を併用した接合構造を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
接合部の剛結度を向上する方法としては、断面欠損しないことや接合部の接触面積を多く増やすことなどの方法が考えられる。以下では、梁断面を欠損することなく、しかも接触面積を多く増やすことで剛結度が高い本発明に係る木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
図１に示すように、本発明に係る木質部材の柱梁接合方法は、木質部材からなる木製柱２と木製梁４とを接合する柱梁接合方法である。まず、木製梁４の外面、および木製梁４を挿入可能な開口部６を有するＵ字型断面の鋼材からなる受け鋼梁８の内面に、それぞれ複数の突起１２ａ、１４ａを設けることによって平行状の凹凸溝１２、１４を形成しておく。そして、受け鋼梁８の一端８ａを先行して柱２に埋め込んで、他端８ｂをこの柱２から側方に向けて突出配置する。
【００２６】
次に、図１に示すように、木製梁４を受け鋼梁８の開口部６から挿入する。続いて、図２に示すように、木製梁４と受け鋼梁８の平行状の凹凸溝１２、１４を嵌合し、木製梁４と受け鋼梁８との間の隙間に硬化材１６を充填する。充填した硬化材１６が硬化することで受け鋼梁８と木製梁４とが一体化する。このようにして、本発明に係る木質部材の柱梁接合構造１０が得られる。
【００２７】
ここで、受け鋼梁８を柱２に先行設置する場合には、図３に示すように、その開口部を上方に向けて配置するようにする。柱２と受け鋼梁８の一端８ａとはドリフトピン１８を用いて固定することができるが、これの代わりに鋲やボルトを用いて固定してもよい。
【００２８】
また、受け鋼梁８内への木製梁４の配置タイミングについては、図１および図２に示すように、硬化材１６を受け鋼梁８内の所定高さまで充填してから、受け鋼梁８の開口部６に落とし込んで、木製梁４と受け鋼梁８の平行状の凹凸溝１２、１４を嵌合することが好ましい。あるいは、受け鋼梁８に木製梁４を設置してから硬化材１６を充填してもよい。
【００２９】
また、木製梁４と受け鋼梁８との間の力の伝達については、木製梁４側の突起１２ａと受け鋼梁８側の突起１４ａは直接に接触しないことから、隙間の硬化材１６を介して力を伝達する。このようにした理由は、突起１２ａと突起１４ａが直接接触する場合、すなわち通常の嵌合接合を考えると、施工誤差などの関係上、突起同士が完全に接触するように施工することは極めて困難であるからである。また、結果的に接触する部分と接触しない部分とができると、接触する部分のみに応力集中が生じて部材全体での力抵抗が困難となるおそれがあるからである。
【００３０】
そこで、本発明では、上述したように、突起１２ａ、１４ａ間に所定間隔の隙間を設けて、その隙間に硬化材１６を充填している。硬化材１６は突起１２ａと突起１４ａとの間に完全に充填するため、力の伝達は、突起１２ａと突起１４ａを直接接触するようにした場合よりも力分散が図れ、部材全体での力抵抗が効果的に行える。また、硬化材１６は、硬化性樹脂やモルタルなど木材よりも高いヤング率の材料を使用することで接合部の剛性の向上が図れる。
【００３１】
また、本発明では、上述したように、複数の突起１２ａ、１４ａからなる凹凸溝１２、１４により木製梁４と受け鋼梁８とを嵌合している。このようにすれば、木製梁４と受け鋼梁８との間の接触面は多くなるため、接合部の剛性の向上を図れる。また、必要な剛性に応じて突起１２ａ、１４ａの数、形状、サイズ、延長などを調整することが可能である。
【００３２】
受け鋼梁８側の突起１４ａは、鋼材のほか例えばケヤキなどの硬い木材またはその他の硬い材料を使用して構成することができる。木製梁４側の突起１２ａは、梁４と一体的に形成してもよいし、梁４の外面に後付けしてもよく、例えば、硬い木材や鋼材またはその他の硬い材料を使用して構成することができる。なお、硬い突起を使用する場合には、木材のめり込み現象のような剛性低下現象が突起で生じることなく、部材の断面剛性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、木製梁４については、穴（断面欠損）を設ける必要がないため、梁の製作に関する制限は全くない。また、上述したように、受け鋼梁８と木製梁４は隙間を介して嵌合接合されるため、突起同士を密着する嵌合接合に要求されるような精度の高い製作や加工は必要ではなく、木製梁４や突起１２ａの製作や加工がしやすいという利点がある。
【００３４】
このため、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）木製梁４に対する穴あけが不要なため、製作・設置が容易である。また、木製梁４は断面欠損部がないので、部材断面の必要寸法が小さくなり、コストが低減できる。
（２）木製梁４と受け鋼梁８の接合に突起と硬化材を使用することで、嵌合接合部におけるガタがなくなり、しかも接合部の力抵抗面積が多くなることで、接合部の剛結度を向上することができる。
（３）木製梁４の突起１２ａと受け鋼梁８の突起１４ａ間にめり込み抵抗が生じるので、柱梁接合部での脆性破壊を防止することができる。
【００３５】
したがって、本発明によれば、木製梁４を受け鋼梁８に嵌合することで柱２と木製梁４を簡単に接合でき、木製梁４に接合具用の穴（断面欠損）を設ける必要はない。また、力の伝達は、嵌合した凹凸溝１２、１４間の隙間の硬化材を介して伝達されるので、接合構造の剛結度の向上が図れる。このため、梁断面を欠損する必要がなく、施工が簡単であり、剛結度を高くすることができる。さらに、木製梁４は、直接受け鋼梁８の開口部６に挿入すればよいので、木製梁４を下支えする仮設工は要しない。
【００３６】
なお、上記の実施の形態において、受け鋼梁を、図４（１）に示すようなＵ字型断面の鋼材からなる受け鋼梁８で構成する場合について説明したが、柱の設置状況などに応じて図４（２）に示すように、対向配置した二本のＬ型鋼（Ｌ字型断面の鋼材）２０で受け鋼梁を構成することもできる。この場合にも、各Ｌ型鋼２０の内側面に突起からなる凹凸溝を設ければよい。
【００３７】
また、上記の実施の形態においては、受け鋼梁がＵ字型断面の鋼材である場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、図５（１）、（２）に示すように、受け鋼梁をＴ字型断面の鋼材からなるＴ型鋼（Ｔ字型断面の鋼材）２２で構成してもよい。この場合、このＴ型鋼２２を両側から挟みこむように二本の木製梁２４を配置する。ここで、Ｔ型鋼２２と木製梁２４との接合は、木製梁２４の片側面に設けた突起２４ａと、Ｔ型鋼２２の両側面に設けた突起２２ａとの嵌合により接合される。隙間には硬化材を設ける。このような構成にすれば、Ｔ型鋼２２は木製梁２４に隠れて見えなくなるので、意匠上の問題などがある場合に有効である。また、図５（３）に示すように、Ｔ型鋼２２の代わりに鋼板２３を用いて構成することも可能である。
【００３８】
また、上記の実施の形態においては、木製柱と木製梁の接合の場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、図６に示すように、木製柱の代わりにＲＣ柱（鉄筋コンクリート柱）２ａを使用したハイブリッド接合の場合にも適用可能であり、いずれにしても本発明と同様な効果を奏することができる。
【００３９】
以上説明したように、本発明に係る木質部材の柱梁接合方法によれば、柱と木質部材からなる木製梁とを接合する柱梁接合方法であって、前記木製梁の外面および前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなる受け鋼梁の内面にそれぞれ平行状の凹凸溝を形成し、前記受け鋼梁の一端を柱に埋め込んで他端をこの柱から側方に向けて突出配置する工程と、前記木製梁を前記受け鋼梁の開口部から挿入して前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝を嵌合する工程と、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を充填する工程とを有するので、木製梁を受け鋼梁に嵌合することで柱と木製梁を簡単に接合でき、木製梁に接合具用の穴（断面欠損）を設ける必要はない。また、力の伝達は、嵌合した凹凸溝間の隙間の硬化材を介して伝達されるので、接合構造の剛結度の向上が図れる。このため、梁断面を欠損する必要がなく、施工が簡単であり、剛結度を高くすることができる。
【００４０】
また、本発明に係る木質部材の柱梁接合構造によれば、柱と木質部材からなる木製梁とを接合した柱梁接合構造であって、前記木製梁を挿入可能な開口部を有する断面からなり、一端が柱に埋め込まれ、他端がこの柱から側方に向けて突出配置された受け鋼梁を有し、前記木製梁の外面および前記受け鋼梁の内面に平行状の凹凸溝をそれぞれ形成し、前記木製梁と前記受け鋼梁の平行状の凹凸溝同士が嵌合するように、前記木製梁を前記受け鋼梁内に配置し、前記木製梁と前記受け鋼梁との間の隙間に硬化材を設けたので、木製梁を受け鋼梁に嵌合することで柱と木製梁を簡単に接合でき、木製梁に接合具用の穴（断面欠損）を設ける必要はない。また、力の伝達は、嵌合した凹凸溝間の隙間の硬化材を介して伝達されるので、接合構造の剛結度の向上が図れる。このため、梁断面を欠損する必要がなく、施工が簡単であり、剛結度を高くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明に係る木質部材の柱梁接合方法および柱梁接合構造は、大スパンの木造建築物の柱梁接合に有用であり、特に、剛結度を高くするのに適している。
【符号の説明】
【００４２】
２，２ａ  柱
４、２４  木製梁
６  開口部
８  Ｕ型鋼（受け鋼梁、Ｕ字型断面の鋼材）
８ａ  受け鋼梁の一端
８ｂ  受け鋼梁の他端
１０  木質部材の柱梁接合構造
１２  凹凸溝（木製梁側）
１２ａ，２４ａ  突起（木製梁側）
１４  凹凸溝（受け鋼梁側）
１４ａ，２２ａ  突起（受け鋼梁側）
１６  硬化材
１８  ドリフトピン
２０  Ｌ型鋼（Ｌ字型断面の鋼材）
２２  Ｔ型鋼（Ｔ字型断面の鋼材）
【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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