(57)【要約】【課題】竹材の円筒形状を保ちながら、竹材同士を強固に接合することができる竹製構造部材の締結部、その締結部を備えた竹製構造部材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】締結部５は、竹材1aで構成した構造部材１の端部に形成され、前記竹材1aの中空の筒３で形成した一対の平面体６と、前記平面体６で挟持された間隔保持体８とを有する。前記平面体６同士の間には前記筒３の開口端3aを基端とし軸方向へスリット７が形成されており、前記スリット７は先端7aが円弧形状に形成されている。これにより、竹材1aの円筒形状を保ちながら、竹材1a同士を強固に接合することができる。【選択図】図１
2009292100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹材で構成した竹製構造部材の端部に形成される締結部において、
前記竹材の中空の筒で形成した一対の平面体と、
前記平面体で挟持された間隔保持体と
を有することを特徴とする竹製構造部材の締結部。
【請求項２】
前記平面体同士の間には前記筒の開口端を基端とし軸方向へスリットが形成されており、前記スリットは先端が円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の竹製構造部材の締結部。
【請求項３】
前記間隔保持体は、幅方向長さが、前記平面体の幅方向長さと同じ長さを有することを特徴とする請求項１又は２記載の竹製構造部材の締結部。
【請求項４】
前記間隔保持体は、軸方向の角が面取りされていることを特徴とする請求項３に記載の竹製構造部材の締結部。
【請求項５】
前記平面体に対して垂直となる方向に貫通する１又は２以上の貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の竹製構造部材の締結部。
【請求項６】
端部に締結部を備え、竹材で構成した竹製構造部材において、
前記締結部は、
前記竹材の中空の筒で形成した一対の平面体と、
前記平面体で挟持された間隔保持体と
を有することを特徴とする竹製構造部材。
【請求項７】
前記平面体同士の間には前記筒の開口端を基端とし軸方向へスリットが形成されており、前記スリットは先端が円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の竹製構造部材。
【請求項８】
前記間隔保持体は、幅方向長さが、前記平面体の幅方向長さと同じ長さを有することを特徴とする請求項６又は７記載の竹製構造部材。
【請求項９】
前記間隔保持体は、軸方向の角が面取りされていることを特徴とする請求項８に記載の竹製構造部材。
【請求項１０】
前記締結部には、前記平面体に対して垂直となる方向に貫通する１又は２以上の貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項６〜９のうちいずれか１項に記載の竹製構造部材。
【請求項１１】
竹材の筒の開口端にスリットを設け被加工部分を形成するスリット形成ステップと、
前記スリットに間隔保持体を挿入し前記被加工部分を前記間隔保持体に押し付けるようにプレス加工して平面体を形成し、前記間隔保持体と前記平面体とを一体化する加工ステップと
を備える締結部の製造方法において、
前記開口端から、前記開口端の直近の節を超えた部分までを水に浸漬させる含水ステップを備えることを特徴とする竹製構造部材の締結部の製造方法。
【請求項１２】
前記加工ステップは、前記節を含む前記節の周辺を加熱しながら前記被加工部分を前記間隔保持体に押し付けるようにプレス加工することを特徴とする請求項１１記載の竹製構造部材の締結部の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹製構造部材の締結部、その締結部を備えた竹製構造部材、及びその製造方法に関し、特に、竹材を構造部材として用い、該構造部材同士、又は他の部材と締結して用いる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
竹材の成長は非常に早く、およそ60〜90日で生育を完了し、その後その形状はほとんど変化せず木化が進行することにより、3〜6年で材として使用できるまでに成長する。その分布範囲は極めて広範囲で乾燥地や寒冷地を除けば世界中いたるところに生育している。
【０００３】
近年、我が国では竹材・竹炭・竹製品の輸入増加や竹材代替資材の普及により、国内地域の竹材の需要低下が進んでいる。未利用のまま放置された竹林の増加や、里山周辺林への侵入等の問題が全国的に生じており、竹資蓄積量442万tに対する利用率は低下し、全国平均でわずか4%程度と試算されている。このため竹材の有効的な利用法が強く望まれている。
【０００４】
竹材の形状は節を有する中空な円筒状であるため重量が軽く、そして節が隔壁の役割を果たすことで、断面の変形を防いでいる。また、竹材は繊維が軸方向と平行に配向しているため、繊維方向の強度および寸法安定性能が高いという特徴を有している。さらに、繊維は表皮に近いほど多く存在するため、竹材の表皮に近い部分のほうが強度性能も高く、曲げ性能上有利な断面構成となっている。つまり竹材は、軽くて強い材料であるということができる。このような竹材の利点を最も活かすことができるのは、屋根などを支えるトラス構造であると考えられる。
【０００５】
ところが、竹材は、その円筒状の形状のために竹材同士の接合が困難であるという問題があった。このような問題点を解決するため、従来では、強度が高い接合法として金物で接合する方法（例えば、特許文献１）や、節間部に接合金物をおさめ接着剤を充填し込栓を打ち養成する接合法、アラミド繊維で補強した竹材を２枚の合板添板で挟み込んで接合する方法などが考案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３１２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１等の従来技術では、金物が大型化したり、節間部の重量が増加したりしてしまうなどの問題がある。竹材をトラス構造の部材として使用するためには、高強度かつ軽量な接合方法が必要である。
【０００７】
そこで本発明は上記した問題点に鑑み、竹材の円筒形状を保ちながら、竹材同士を強固に接合することができる締結部、締結部を備えた竹製構造部材、及びその製造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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、竹材で構成した竹製構造部材の端部に形成される締結部において、前記竹材の中空の筒で形成した一対の平面体と、前記平面体で挟持された間隔保持体とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１において、前記平面体同士の間には前記筒の開口端を基端とし軸方向へスリットが形成されており、前記スリットは先端が円弧形状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記間隔保持体は、幅方向長さが、前記平面体の幅方向長さと略同じ長さを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、請求項３において、前記間隔保持体は、軸方向の角が面取りされていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記締結部には、前記平面体に対して垂直となる方向に貫通する１又は２以上の貫通穴が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明は、端部に締結部を備え、竹材で構成した竹製構造部材において、前記締結部は、前記竹材の中空の筒で形成した一対の平面体と、前記平面体で挟持された間隔保持体とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る発明は、請求項６において、前記平面体同士の間には前記筒の開口端を基端とし軸方向へスリットが形成されており、前記スリットは先端が円弧形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る発明は、請求項６又は７において、前記間隔保持体は、幅方向長さが、前記平面体の幅方向長さと略同じ長さを有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に係る発明は、請求項８において、前記間隔保持体は、軸方向の角が面取りされていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に係る発明は、請求項６〜９のいずれかにおいて、前記締結部には、前記平面体に対して垂直となる方向に貫通する１又は２以上の貫通穴が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に係る発明は、竹材の筒の開口端にスリットを設け被加工部分を形成するスリット形成ステップと、前記スリットに間隔保持体を挿入し前記被加工部分を前記間隔保持体に押し付けるようにプレス加工して平面体を形成し、前記間隔保持体と前記平面体とを一体化する加工ステップとを備える締結部の製造方法において、前記開口端から、前記開口端の直近の節を超えた部分までを水に浸漬させる含水ステップを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２に係る発明は、前記加工ステップは、前記節を含む前記節の周辺を加熱しながら前記被加工部分を前記間隔保持体に押し付けるようにプレス加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１又は５に記載の竹製構造部材の締結部及び竹製構造部材では、竹材の端部に締結部を安定的に形成することができるので、竹材の円筒形状を保ちながら、竹材同士を強固に接合することができる。
【００２１】
また、請求項２又は６に記載の竹製構造部材の締結部及び竹製構造部材では、スリットの先端に応力が集中することを防いで、強度を向上することができる。
【００２２】
また、請求項３又は７に記載の竹製構造部材の締結部及び竹製構造部材では、中空の筒をプレス加工により平面状に加工して平面体を形成する際、幅方向において間隔保持体及び平面体を共に固定することができるので、容易に加工することができる。
【００２３】
また、請求項４又は８に記載の竹製構造部材の締結部及び竹製構造部材では、平面体の端部が間隔保持体の表面に食い込むことを防いで、よりスムーズに変形させることができる。
【００２４】
また、請求項５又は１０に記載の竹製構造部材の締結部及び竹製構造部材では、締結部同士を重ね合わせ、前記貫通穴にボルトを挿通し該ボルトをナットに螺合することにより、締結することができる。
【００２５】
また、請求項１１又は１２に記載の竹製構造部材の締結部の製造方法では、竹材の端部に締結部を安定的に形成することができるので、竹材の円筒形状を保ちながら、竹材同士を強固に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（１）全体構成
図１に示す竹製構造部材（以下、「構造部材」という）１は、複数の節２と、前記節２に挟まれた中空の筒３とを有する竹材1aで構成されている。前記構造部材１は、節２を基端として先端へいくに従って内側へすぼまる傾斜面４が筒３に形成されており、該傾斜面４の先端に締結部５が設けられている。
【００２７】
締結部５は、一対の平面体６と、前記平面体６によって挟持された間隔保持体８とを備える。また、締結部５には、平面体６に対して垂直となる方向に貫通する貫通穴９が形成されている。
【００２８】
平面体６は、筒３の端部を平面状に形成してなり、平面体６と平面体６との間には筒３の開口端3aを基端として軸方向に伸びるスリット７が形成されている。このスリット７は、先端7aが円弧形状、本図では半円形状に形成されている。
【００２９】
間隔保持体８は、木材、例えばベイツガ（学名：Tsuga heterophylla／科目：マツ科ツガ属）の直方体からなり、軸方向長さＬ及び幅方向長さＷが、前記平面体６の軸方向長さ及び幅方向長さと略同じ長さを有する。また間隔保持体８の高さＨは、前記スリット７の間隔と略同じ長さを有する。この間隔保持体８は、接着材によって平面体６に固定されている。
【００３０】
これにより、締結部５は、締結部５同士を重ね合わせ、前記貫通穴９にボルト（図示しない）を挿通し該ボルトをナット（図示しない）に螺合することにより、円筒状の構造部材１同士を締結し得るように構成されている。
（２）製造方法
次に、上記のように構成された構造部材１の製造方法について、図２を参照して説明する。
【００３１】
まず、ステップ１（ＳＰ１）において構造部材１の製造を開始する。続くステップ２（ＳＰ２）において竹材1aを所定長さに切断する。ここで、竹材1aは、節２を所定数、例えば２個含むようにして、節２から竹材1aの端部までの距離が左右均等となるように切断するのが好ましい。
【００３２】
次いで、ステップ３（ＳＰ３）において竹材1aの端部としての筒３の開口端3aにスリット７を形成する。スリット７は、図３に示すように、筒３の開口端3aから軸方向に直線状に伸びており、筒３の対向する面にそれぞれ１個（合計２個）形成されている。このスリット７の長さは、種々選択できることは言うまでもないが、例えば100mmとすることができる。
【００３３】
このスリット７を形成するには、まず、中心軸Ａに向かってスリット７の先端となる筒３の表面にドリルで軸方向に直交する穴を穿設し、次いで該穴に向かって筒３の開口端3aからカッターナイフで軸方向に筒３を割くようにして形成する。このようにしてスリット７が形成された筒３の端部（以下、「被加工部分」という）11が、プレス加工されて平面体６となる。
【００３４】
ここで、スリット７は、筒３を上下に１２０度に分割するように形成される。これにより、スリット７を形成した部分の筒３によって平面体６を形成したときに、平面体６の幅方向長さＷを筒３の外径Ｒと等しくすることができる。
【００３５】
また、被加工部分11の筒３の軸方向の端部（以下、「軸端部」という）12は、図４に示すように、筒３の内側3bを頂点とする角が鋭角となるように形成した。この軸端部12は、中心軸Ａから筒３の半径方向へ引いた内角１２０度の直線と筒３の内皮との交点と、前記直線に対し、５度内側へ傾いた直線と筒３の外皮との交点と、を結ぶ直線によって構成される。
【００３６】
次いでステップ４（ＳＰ４）において開口端3aから該開口端3aの直近の節２を超えた部分までを水に浸漬させ、開口端3aから該開口端3aの直近の節２超えた部分までの含水率を所定値以上、例えば60%以上にする。尚、ここで含水率とは、竹材の全乾時質量に対する水分の質量%、すなわち、式（木材中に含まれる水の質量/完全に乾燥された木材の質量×100(%)）で求められる値である。
【００３７】
次いでステップ５（ＳＰ５）において、図５に示すように平板状に加工するそれぞれの被加工部分11をアルミホイル15で包む。さらに傾斜面４を拘束する第１拘束治具16と、節２周辺を加熱するリボンヒータ17を取り付ける。このリボンヒータ17の温度は図示しないスライダック（登録商標）で制御し、所定温度、例えば100℃とする。
【００３８】
次いでステップ６（ＳＰ６）において間隔保持体８を開口端3aから前記スリット７に挿入する。ここで間隔保持体８は、図６に示すように、軸方向の角8aが４個とも面取り加工が施されている。
【００３９】
次いでステップ７（ＳＰ７）において図７に示すように、所定温度、例えば140℃に設定したホットプレス熱板18上に、スリット７を形成した筒３の被加工部分11を拘束する第２拘束治具19を設置し、該第２拘束治具19内に被加工部分11を設置する。
【００４０】
次いでステップ８（ＳＰ８）においてプレス機の上部20が被加工部分11の表面と接するまで動かして、プレス機の上部を被加工部分11の表面と接した位置で一旦固定し、所定時間、例えば10分間予熱する。その後所定時間、例えば25分から30分かけてゆっくりと変形させる。
【００４１】
ここで、軸端部12は、筒３の内側を頂点とする角が鋭角となるように形成したことにより、前記軸端部12を第２拘束治具19の側壁を押すように変形させ、割れのない平面体６を形成することができる。
【００４２】
また、第２拘束治具19の側壁の幅を、筒３に形成した被加工部分11の円弧の中立軸Ｂの長さの約９２％の長さに設定することにより、よりスムーズに前記軸端部12を変形させることができる。
【００４３】
さらに、間隔保持体８は、軸方向の角8aが４個とも面取りされていることにより、前記端部が間隔保持体８の表面に食い込むことを防いで、よりスムーズに変形させることができる。
【００４４】
次いでステップ９（ＳＰ９）において被加工部分11を平面状に変形させた後、荷重を加えたまま、ホットプレス熱板18に冷却水を流し竹材1aが常温になるまで冷却し変形した状態で固定し、平面体６を得る。
【００４５】
次いでステップ１０において、アルミホイル15を取り除き、間隔保持体８をスリット７から一端取り外す。そして、平面体６の髄腔表面を120番の紙やすりで少し削った後、間隔保持体８をスリット７に再び挿入し、平面体６と間隔保持体８との間に接着材としてのレゾルシノール系接着剤を塗布し、圧締して固定する。圧締には万力を用いる。
【００４６】
このようにして竹材1aの一端に締結部５を形成することができる（ステップ１１）。上記ステップ３〜ステップ１０を他端において繰り返し、他端の締結部５を形成する。
【００４７】
このようにして両端に締結部５を備えた構造部材１を得ることができる（ステップ１２）。
【００４８】
本実施形態に係る締結部５は、上記した製造方法を採用することにより、円筒状の筒３を平面状とした平面体６を安定的に形成することができる。従って、このように形成した締結部５を備える構造部材１は、竹材1aの円筒形状を保ちながら、竹材1a同士を強固に接合することができる。
【００４９】
さらに、締結部５は、筒３を平面状に加工した平面体６と、木材で形成した間隔保持体８とを備え、前記間隔保持体８を前記平面体６で挟持した構成であるから、従来のように金物を使用する必要がないので、従来に比べ格段と軽量化を図ることができる。
【００５０】
また、締結部５は、筒３の開口端3aから軸方向に直線状に伸び、筒３の対向する面にそれぞれ１個（合計２個）形成したスリット７を有することにより、筒３をプレス加工して平面体６を形成する際、筒３の割れを防ぐことができるので、より安定的に平面体６を形成することができる。
【００５１】
また、スリット７の先端7aは、半円形状に形成したことにより、応力集中を防ぐことができる。さらに、変形例として、圧縮方向に荷重が加わった場合に、平面体６から傾斜面４へ外側に開く力を抑制する手段として、図12に示す帯状拘束具25を傾斜面４の周囲に巻回して設けてもよい。これにより、傾斜面４を拘束し平面体６から傾斜面４へ外側に開く力を抑制し、強度を向上することができる。
（３）実験結果
次に（２）の製造方法により形成した構造部材１について実験を行った結果について説明する。
（Ａ）引張試験
試験体としての構造部材１に用いた竹材1aは、油抜き処理された、直径67-82mm, 肉厚4.6-5.8mmのマダケ(Phyllostachys bambusoides SIEB. et ZUCC)を用い、含水率は13-42%、絶乾密度は約0.79g/cm3であった。この竹材1aを用い、上記製造方法にて端部に締結部５材を設け、構造部材１を形成した。この構造部材１の各部の寸法を表１に示す。試験体数は3体とした。
【００５２】
【表１】
2009292100.tif 000003
【００５３】
試験方法は図８に示すように、鋼製治具21を介して試験体としての構造部材１を2本のピン22a,22bで支持し、引張方向に単調加力を加えて破壊させた。なお、鋼製治具21と試験機との間には空間があり、鋼製治具21による摩擦力は存在しない。支持側及び加力側のピン径は12mmとした。ピン22a,22bには降伏が生じないように、ハイテンションボルトを用いた。端距離は加力側の平面体６で30mm(2.5d)とした。本試験では加力側の変形のみを考察するため、支持側の平面体６の端距離は72mm(6d)とし、加力側で破壊させた。変位は試験機のクロスヘッド変位及び、支持側のピン22bの移動量をキャンセルするために、試験体の下側に設置した変位計から得た。すなわち、加力側の変位はクロスヘッド変位から、変位計から得られた変位を引いた値である。試験には万能試験機(Instron 4202型万能材料試験機)を用いた。試験機のクロスヘッドスピードは2mm/minとした。荷重及び変位はデータロガー(東京測器研究所社製 PORTABLE DATA LOGGER TDS-303)によって記録した。
【００５４】
図９に得られた荷重−変位曲線を示す。破壊荷重の平均は11.5kNとなった。荷重−変位曲線にあまり粘りはみられず、脆性的な破壊であった。全ての試験体でピン22a,22bが引き抜けるせん断破壊(モードＩＩ)を示した。その際、竹材1aと間隔保持体８の木材が一体となっていた。両者の接着は十分であったと考えられる。本研究では端距離を2.5dとしたが、平面体６を現状の100mmよりも長く加工すればさらに端距離を大きくとることができ、強度は向上すると考えられる。
（Ｂ）圧縮試験
試験体としての構造部材１に用いた竹材1aは、油抜き処理された、直径67-82mm, 肉厚4.6-5.8mmのマダケ(Phyllostachys bambusoides SIEB. et ZUCC)を用い、含水率は13-42%、絶乾密度は約0.79g/cm3であった。この竹材1aを用い、上記製造方法にて端部に締結部５材を設け、構造部材１を形成した。この構造部材１の各部の寸法を表２に示す。試験体数は3体とした。
【００５５】
【表２】
2009292100.tif 000004
【００５６】
試験方法は図10に示すように、鋼製治具21を介して試験体を2本のピン22a,22bで支持し、圧縮方向に単調加力を加えて破壊させた。なお、鋼製治具21と試験機の間には空間があり、鋼製治具21による摩擦力は存在しない。支持側及び加力側のピン径は12mmとした。ピン22a,22bに降伏が生じないようにハイテンションボルトを用いた。端距離は加力側及び支持側の平面体６とも30mm(2.5d)とした。変位は試験機のクロスヘッド変位から得た。試験には油圧式試験機(島津製作所  サーボパルサー)を用いた。試験機のクロスヘッドスピードは3mm/minとした。荷重及び変位はデータロガーによって記録した。
【００５７】
図11に得られた荷重−変位曲線を示す。圧縮強度の平均は14.7kNであった。荷重−変位曲線からわかるようにほとんど粘ることなく破壊に至った。半円形状に形成したスリット７の先端7aから開くように破壊した。破壊時、平面体６の貫通穴９に変形は見られなかった。この破壊性状は部材の平面体６から傾斜面４へ外側に開く力が働いたためであると考えられる。したがって、傾斜面４を拘束し平面体６から傾斜面４へ外側に開く力を抑制することで強度が向上する可能性がある。
【００５８】
さらに、平面体６から傾斜面４へ外側に開く力を抑制する手段として、帯状拘束具25を図12に示すように半円形状に形成したスリット７の先端7aのすぐ下にそれぞれ取り付けた試料について同様の試験を行った。この構造部材１の各部の寸法を表３に示す。試験体数は3体とした。
【００５９】
【表３】
2009292100.tif 000005
【００６０】
図13に得られた荷重−変位曲線を示す。実施例４〜６の構造部材１よりも実施例８，９では若干の粘りが見られた。実施例７では大幅な粘りが観察された。表４に、構造部材１、及び、帯状拘束具25を設けた構造部材１(改良構造部材とよぶ)の圧縮強度を示す。帯状拘束具25を設けたものは帯状拘束具25を設けないものに比べて圧縮強度が約24%向上した。
【００６１】
【表４】
2009292100.tif 000006
【００６２】
（Ｃ）トラス
試験体は図14に示すように、構造部材１でトラスを形成したものを用いた。形状はそれぞれの部材のなす角度が全て60°の正三角形とした。弦材（図中部材Ｉ）及び斜材（図中部材ＩＩ，及び部材ＩＩＩ）には表５に示すような寸法を持つ構造部材１を用いた。接合には径12mmのボルトを用いた。それぞれの部材の端距離は接合上の都合により30mm(2.5d)とした。また接合形式により、3点の接合部のうち1点に接合の際に隙間ができてしまうためその部分に金属製のスペーサーを入れた。なお試験体は3体とした。
【００６３】
【表５】
2009292100.tif 000007
【００６４】
試験体の支持及び加力はボルトを介して行った。支持は一方30aを単純支持、他方30bをローラー支持とした。試験体の変形は試験機のクロスヘッド変位及び部材側面に貼ったひずみゲージ(LFLA-10-11  東京測器研究所製)から得た。試験には油圧式試験機(島津製作所  サーボパルサー)を用いた。試験機のクロスヘッドスピードは3mm/minとした。荷重及び変位はデータロガーによって記録した。
【００６５】
荷重−変位曲線を図15に、また各部材のひずみを図16に示す。この変位は加力点における変位である。最大荷重の平均値は16.1kNとなった。実施例12は高強度を有していた。各部材のひずみから試験体の水平方向には曲げなどは生じていないことがわかった。全ての試験体で、圧縮応力を受ける斜材（部材ＩＩ，及び部材ＩＩＩ）の側面が割裂破壊した。その割裂破壊は実施例10,11に関しては、加力点の接合部がねじれ、平面体６と傾斜面４の境で折れるように変形しスリット７の先端7aから発生した。実施例12に関してはそのようなねじれ及び変形はほとんど見られなかったが、割れは他の試験体と同様にスリット７の先端7aから発生していた。いずれの試験体においても接合部の貫通穴９やボルトに変形はほとんど見られなかった。よって部材の平面体６の強度及び端距離は十分であったと考えられる。
【００６６】
表６に試験体の破壊時の各部材の軸力を示す。実施例12を除いて、斜材（部材ＩＩ，及び部材ＩＩＩ）の軸力は構造部材１の圧縮強度14.7kNに比べて低い値を示した。これは斜材（部材ＩＩ，及び部材ＩＩＩ）が圧縮力で破壊する前に、締結部５がねじれることで破壊したためであると考えられる。実施例12ではそれらの値がほぼ同等となっていることからも、この試験体についてはねじれが少なかったと考えられる。ねじれの問題を解決できれば、実施例12や構造部材１の引張・圧縮強度から計算したトラスの強度である約25kNに近い値が得られると考えられる。
【００６７】
【表６】
2009292100.tif 000008
【００６８】
荷重−軸力関係を図17に示す。ここで軸力は実験で得たひずみ値を式１：Ｆ＝ＥＡε（Ｆ：軸力（kN），Ｅ：ヤング率（kN/cm2），Ａ：断面積（cm2），ε：ひずみ（各部材の２つのひずみ値の平均））に代入することで得た実験値と、最大荷重から計算した理論値である。
【００６９】
尚、ヤング率は、以下の方法により求めた値を用いた。すなわち、直径66-76.4mm,肉厚4.7-4.9mmのマダケの節間部を50mmに輪切りし試験体を作製した。その際、試験体の上面と下面をなるべく平行となるようにした。試験体は3体とした。軸方向のひずみを測定するために１軸のひずみゲージを試験体の両側面に貼付した。上記式１を用いて縦方向のヤング率を求めた。測定の結果、ヤング率は、平均303827（kN/cm2）であった。
【００７０】
図17から明らかなように、全て実験値が理論値を少し上回る結果となった。これは締結部５での変形のためであると考えられる。
（Ｄ）ワーレン型トラス
試験体は図18に示すように、構造部材１でワーレン型トラスを形成したものを用いた。形状は正三角形を3つ組み合わせたワーレン型とした。弦材（図中部材Ｉ，部材ＩＶ，部材ＶＩＩ）及び斜材（部材ＩＩ，部材ＩＩＩ，部材Ｖ，部材ＶＩ）には表７に示すような寸法を持つ構造部材１を用いた。接合には12mmのボルトを用いた。また接合の形式の問題からトラスの左右の締結部５に隙間ができてしまうため、その部分に金属製のスペーサーを入れた。試験体は1体とした。
【００７１】
【表７】
2009292100.tif 000009
【００７２】
試験には油圧式万能試験機(前川試験機製作所  材料試験機)を用いた。試験は4点曲げ試験とした。試験体の変形は試験体中央直下に設置した変位計、4点曲げの加力治具の両端に取り付けたひずみゲージ(LFLA-10-11  東京測器研究所製)から得た。荷重及び変位はデータロガー(東京測器研究所社PORTABLE DATA LOGGER TDS-303)によって記録した。試験体が試験中に倒れるのを防ぐために試験体の両横に試験体から5mm程度離して支えとなる角材（図示しない）を設置した。加力は油圧式で、試験体に対して十分ゆっくりとした速度で行った。
【００７３】
荷重−変位曲線を図19、各部材のひずみを図20に示す。最大荷重は10.6kNと構造として使用できる可能性がある値であった。各部材のひずみから、部材ＩＩＩとＶに試験体の水平方向に曲げが生じていた。
【００７４】
試験体は加力が増加するにつれ試験体全体がねじれるように変形し、破壊時には試験体の両側面に設置した角材に接触した。破壊は、部材ＩＩとＶＩＩの加力点側で生じた。その際、部材の平面体６と傾斜面４の境が折れるように変形して、スリット７の先端7aが広げられその部分から割裂破壊した。全ての締結部５のボルトや貫通穴９に変形は見られなかった。
【００７５】
荷重−軸力関係を図21に示す。部材ＩＩＩとＶを除いた部材では実験値と計算値がほぼ一致していた。これはボルトや貫通穴９の変形がほとんどなかったためであると考えられる。部材ＩＩＩとＶは理論上圧縮応力や引張応力が作用しないはずであるが、本試験ではわずかであるが生じていた。これは試験体全体がねじれた時に発生したものであると考えられる。
【００７６】
本試験で発生した試験体全体がねじれる変形の原因は、部材Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩで構成される三角形と部材ＩＶ，Ｖ，ＶＩで構成される三角形とが同一平面上に並んでおらず、左右のバランスが取れていないためであると考えられる。実用的に使用するためには、ねじれをあまり生じないようにしなければならない。そのためには、左右のバランスが適切になるような部材の配置を検討する必要があると考えられる。
【００７７】
上記（Ａ）、（Ｂ）で得られた竹製構造部材１の引張・圧縮強度から本試験と同様の形状のワーレン型トラス構造の強度を計算すると、その強度は25.5kNとなる。従って、ねじれを少なくできればこの値に近い強度のトラス構造を得られる可能性があると考えられる。
（４）変形例
本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００７８】
例えば、本実施形態に係る１本の竹材1aの両端に設けられる締結部５は、一方の締結部に対し他方の締結部の平面体の角度が異なってもよい。
【００７９】
また、本実施形態に係る構造部材は、竹材1aの構造部材同士だけでなく、竹材1a以外の異なる材料からなる構造部材、例えば、木材、鋼材などと締結することとしてもよい。
【００８０】
また、上記した実施形態では、構造部材は、平面体に１個の貫通穴９を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限らず、二以上の貫通穴９を設けることとしてもよい。
【００８１】
また、上記した実施形態では、間隔保持体は木材で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、硬質プラスチックで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態に係る構造部材の締結部の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る締結部の製造工程を示すフローチャート図である。
【図３】本実施形態に係る竹材の構成を示す図であり、（ａ）正面図、（ｂ）右側面図である。
【図４】本実施形態に係る竹材のスリットの構成を示す図である。
【図５】本実施形態に係る締結部の製造工程を段階的に示す図であり、竹材にアルミホイル、第１拘束治具、及びリボンヒータを取り付けた状態を示す図である。
【図６】本実施形態に係る間隔保持体の構成を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る締結部の製造工程を段階的に示す図であり、プレス加工機に設置した状態を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係る構造部材の実験装置の概要を示す図であり、引張試験の概要を示す図である。
【図９】本実施形態に係る構造部材の引張試験の結果を示す図であり、荷重−変位曲線である。
【図１０】本実施形態に係る構造部材の実験装置の概要を示す図であり、圧縮試験の概要を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る構造部材の圧縮試験の結果を示す図であり、荷重−変位曲線である。
【図１２】本実施形態に係る構造部材の変形例を示す図であり、帯状拘束具を設けた構造部材を示す正面図である。
【図１３】本実施形態に係る変形例に係る構造部材の圧縮試験の結果を示す図であり、荷重−変位曲線である。
【図１４】本実施形態に係る構造部材の実験装置の概要を示す図であり、トラス構造における圧縮試験の概要を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る構造部材のトラス構造における試験の結果を示す図であり、荷重−変位曲線である。
【図１６】本実施形態に係る構造部材のトラス構造における各部材のひずみ値と変位との関係を示すグラフであり、（ａ）実施例１の部材Ｉ、（ｂ）実施例１の部材ＩＩ、（ｃ）実施例１の部材ＩＩＩ、（ｄ）実施例２の部材Ｉ、（ｅ）実施例２の部材ＩＩ、（ｆ）実施例２の部材ＩＩＩの結果である。
【図１７】本実施形態に係る構造部材のトラス構造における各部材の荷重と軸力との関係を示すグラフであり、（ａ）実施例１の部材Ｉ、（ｂ）実施例１の部材ＩＩ、（ｃ）実施例１の部材ＩＩＩ、（ｄ）実施例２の部材Ｉ、（ｅ）実施例２の部材ＩＩ、（ｆ）実施例２の部材ＩＩＩの結果である。
【図１８】本実施形態に係る構造部材の実験装置の概要を示す図であり、ワーレン型トラス構造における試験の概要を示す図である。
【図１９】本実施形態に係る構造部材のワーレン型トラス構造における試験の結果を示す図であり、荷重−変位曲線である。
【図２０】本実施形態に係る構造部材のワーレン型トラス構造における各部材のひずみ値と変位との関係を示すグラフであり、（ａ）部材Ｉ、（ｂ）部材ＩＩ、（ｃ）部材ＩＩＩ、（ｄ）部材ＩＶ、（ｅ）部材Ｖ、（ｆ）部材ＶＩ、（ｇ）部材ＶＩＩの結果である。
【図２１】本実施形態に係る構造部材のトラス構造における各部材の荷重と軸力との関係を示すグラフであり、（ａ）部材Ｉ、（ｂ）部材ＩＩ、（ｃ）部材ＩＩＩ、（ｄ）部材ＩＶ、（ｅ）部材Ｖ、（ｆ）部材ＶＩ、（ｇ）部材ＶＩＩの結果である。
【符号の説明】
【００８３】
１    構造部材
1a    竹材
２    節
３    筒
3a    基端
５    締結部
６    平面体
７    スリット
7a    先端
８    間隔保持体
8a    角
９    貫通穴
Ｈ    高さ
Ｌ    軸方向長さ
Ｗ    幅方向長さ
【図１】
2009292100.tif 000010
【図２】
2009292100.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009292100.tif 000014
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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