(57)【要約】【課題】簡単な構成で曲げ応力に対する強度及びせん断応力に対する強度を向上する補強集成材を提供することを目的とする。【解決手段】補強集成材において、２層以上の板状木製部材を積層し、前記板状木製部材の積層面に棒状補強鋼材を収容する断面半円形状の溝をその位置が合致するようにそれぞれ形成し、前記板状木製部材の板長さ方向に一定間隔毎に板厚方向に貫通するせん断補強ボルト挿入孔を形成し、前記板状木製部材の溝内に収容される表面に複数の突起を形成した棒状補強鋼材の突起を含む外径を積層して形成される断面円形状の溝の内径より大きくし、前記せん断補強ボルト挿入孔にせん断補強ボルトを挿入して締め付け棒状補強鋼材の複数の突起を前記積層した板状木製部材に食い込むように固定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上の板状木製部材を積層し、前記板状木製部材の積層面に棒状補強鋼材を収容する断面半円形状の溝をその位置が合致するようにそれぞれ形成し、前記板状木製部材の板長さ方向に一定間隔毎に板厚方向に貫通するせん断補強ボルト挿入孔を形成し、前記板状木製部材の溝内に収容される表面に複数の突起を形成した棒状補強鋼材の突起を含む外径を積層により形成される断面円形状の溝の内径より大きくし、前記せん断補強ボルト挿入孔にせん断補強ボルトを挿入して締め付け棒状補強鋼材の複数の突起を前記積層した板状木製部材に食い込むように固定することを特徴とする補強集成材。
【請求項２】
前記複数の突起を形成した棒状補強鋼材を異形鉄筋とすることを特徴とする請求項１に記載の補強集成材。
【請求項３】
前記複数の突起を形成した棒状補強鋼材の両端部を板状木製部材の端部から突出させ、突出した棒状補強鋼材の両端部を定着具により前記板状木製部材の端部に締め付け固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の補強集成材。
【請求項４】
前記板状木製部材の積層面に形成した断面半円形状の溝に接着剤を塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の補強集成材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築分野の柱や梁などの構造部材として用いられる補強集成材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築分野の構造部材として用いられる集成材は、木製部材のみで構成されるものが一般的に用いられている。また、特開平１１−３３３８０９号公報には、木製部材に補剛鋼材を接着剤を介して一体化し曲げ破断強度を向上させた補強集成材が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、木製部材のみで構成された集成材は、耐ええる荷重や曲げ強度は、用いられる木製部材の強度によって決まり、さらに、木製部材には節などの強度が弱い部分が存在し、品質が安定しないという欠点が存在する。高い強度を必要とする場合、集成材の断面を大きくすることで対応すると、集成材の重量が大きくなり、積載荷重や地震時の応力によって内部に発生する応力が大きくなってしまうという欠点を有する。特開平１１−３３３８０９号公報に開示された木製部材の補剛鋼材を接着剤で一体化する補強集成材の場合、木製部材と補剛鋼材の一体性は接着剤の接着強度に依存するため、荷重や外力が作用すると木製部材と補剛鋼材との間にずれが生じやすく、補剛鋼材の補強効果が十分に発揮できないという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決した、簡単な構成で曲げ応力に対する強度及びせん断応力に対する強度を向上する補強集成材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】
【０００５】
本第１発明は、前記課題を解決するために、補強集成材において、２層以上の板状木製部材を積層し、前記板状木製部材の積層面に棒状補強鋼材を収容する断面半円形状の溝をその位置が合致するようにそれぞれ形成し、前記板状木製部材の板長さ方向に一定間隔毎に板厚方向に貫通するせん断補強ボルト挿入孔を形成し、前記板状木製部材の溝内に収容される表面に複数の突起を形成した棒状補強鋼材の突起を含む外径を積層して形成される断面円形状の溝の内径より大きくし、前記せん断補強ボルト挿入孔にせん断補強ボルトを挿入して締め付け棒状補強鋼材の複数の突起を前記積層した板状木製部材に食い込むように固定することを特徴とする。
【０００６】
本第２発明は、本第１発明の補強集成材において、前記複数の突起を形成した棒状補強鋼材を異形鉄筋とすることを特徴とする。
【０００７】
本第３発明は、本第１又は第２発明の補強集成材において、前記複数の突起を形成した棒状補強鋼材の両端部を板状木製部材の端部から突出させ、突出した棒状補強鋼材の両端部を定着具により前記板状木製部材の端部に締め付け固定することを特徴とする。
【０００８】
本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの補強集成材において、前記板状木製部材の積層面に形成した断面半円形状の溝に接着剤を塗布することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の補強集成材において、２層以上の板状木製部材を積層し、前記板状木製部材の積層面に棒状補強鋼材を収容する断面半円形状の溝をその位置が合致するようにそれぞれ形成し、前記板状木製部材の板長さ方向に一定間隔毎に板厚方向に貫通するせん断補強ボルト挿入孔を形成し、前記板状木製部材の溝内に収容される表面に複数の突起を形成した棒状補強鋼材の突起を含む外径を積層して形成される断面円形状の溝の内径より大きくし、前記せん断補強ボルト挿入孔にせん断補強ボルトを挿入して締め付け棒状補強鋼材の複数の突起を前記積層した板状木製部材に食い込むように固定する構成により、曲げ応力に対する強度が増加し、せん断力に対しもせん断補強ボルトが抵抗すると共に棒状補強鋼材の突起のそれぞれの板状木製部材への食い込みにより、せん断力による板状木製部材と棒状補強鋼材のずれを強固に防止し、せん断力に対しても耐力の大きい補強集成材とすることができる。
複数の突起を形成した棒状補強鋼材を異形鉄筋とする構成により、径の異なる多種の棒状補強鋼材の入手が容易となる。
複数の突起を形成した棒状補強鋼材の両端部を板状木製部材の端部から突出させ、突出した棒状補強鋼材の両端部を定着具により前記板状木製部材の端部に締め付け固定する構成により、棒状補強鋼材と板状木製部材の一体化がより強固となる。
板状木製部材の積層面に形成した溝に接着剤を塗布する構成により、接着剤の接着力により、せん断力による板状木製部材と棒状補強鋼材のずれをより防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１〜４は、本発明の補強集成材の一実施形態を示す図である。
【００１１】
この実施形態では、補強集成材１は、少なくとも２層以上の板状木製部材２が積層される。板状木製部材２としては、ひき板、合板いずれを用いても良い。しかし、森林環境維持のための間伐材の有効利用が重要な課題となっている現状から、間伐材のひき板を用いとコスト的にも安価であり、森林環境維持の観点からもその使用が望まれる。積層される複数層の板状木製部材２の一部の積層面に棒状補強用鋼材５を収容する板長さ方向に伸びる断面半円形状の溝３を、その位置が合致するようにそれぞれ板幅方向に少なくとも１つ形成する。積層される板状木製部材の板厚方向に貫通するせん断補強ボルト挿入孔４を板幅方向に少なくとも１つ、板長さ方向に一定間隔毎に複数形成する。積層される板状木製部材２の積層数、補強用鋼材を収容する断面半円形状の溝３の板幅方向の数、せん断補強ボルト挿入孔４の板幅方向の数及びせん断補強ボルト挿入孔４の板長さ方向の間隔は、補強集成材１の用途に応じて望まれる強度により設定される。
【００１２】
棒状補強鋼材５は、その外表面に複数の突起６が形成されものを用いる。複数の突起６を形成した棒状補強鋼材５としては、図４に示されるような異形鉄筋を用いると材料の入手が容易である。しかし、異形鉄筋に限らず表面に複数の突起が形成されていればどのような鋼材であってもよい。複数の突起７を形成した棒状補強鋼材５の突起６を含む外径は、断面半円形状の溝３の積層面での合致により形成される断面円形状の溝の内径より若干大きくする。この実施形態では、棒状補強鋼材５の長さは、板状木製部材２の板長さとほぼ同じ長さとする。
【００１３】
前記板状木製部材２に形成した断面半円形状の溝３の内壁には、予めエポキシ樹脂等の接着剤を塗布しておくと良い。断面半円形状の溝３内に複数の突起６を形成した棒状補強鋼材５を収容して板状木製部材２を積層する。次に、せん断補強ボルト挿入孔４にせん断補強ボルト７を挿入し、せん断補強ボルト７の一端の雌ネジにナット８を螺着し、積層した板状木製部材２を板厚方向に締め付ける。せん断補強ボルト７の板厚方向の締め付けにより、積層により形成された断面円形状の溝の内径より若干外方向に突き出した棒状補強鋼材５の突起６がそれぞれの板状木製部材２の断面半円形状の溝３の内壁に食い込み固定される。その際、断面半円形状の溝３の内壁に予め塗布した接着剤が、棒状補強鋼材５とそれぞれの断面半円形状の溝３内壁との間隙を埋め、固化して棒状補強鋼材５が板状木製部材２と一体化して補強集成材１とする。
【００１４】
棒状補強鋼材５と板状木製部材２の一体化により、曲げ応力に対する強度が増加する。せん断力に対しては、せん断補強ボルト８が抵抗すると共に、棒状補強鋼材５の突起６のそれぞれの板状木製部材２の断面半円形状の溝３の内壁への食い込みと接着剤による棒状補強鋼材５と板状木製部材２との接着力により、せん断力による板状木製部材２と棒状補強鋼材５のずれを強固に防止し、せん断力に対しても耐力の大きい補強集成材１とすることができる。
【００１５】
図５は、本発明の補強集成材１の他の実施形態を示す図である。
【００１６】
この実施形態は、棒状補強鋼材５の長さを、板状木製部材２の板長さより若干長くし、その両端が板状木製部材２の端部から突出する長さとする。板状木製部材２の積層、突起６を形成した棒状補強鋼材５の接着剤を塗布した溝３への収容、せん断補強ボルト７による板厚方向の締め付けの構成は、図１〜４に示される実施形態と同様であるので省略する。
【００１７】
棒状補強鋼材５の積層した板状木製部材の端部から突出した部分は雌ネジが刻設される。積層された板状木製部材２のせん断補強ボルト７により締め付けが完了した後、積層した板状木製部材の両端部から突出した棒状補強鋼材５に押さえ板８を挿入し、棒状補強鋼材の両端部に刻設した雌ネジにナット当の定着具９を螺着し、押さえ板８を介して板状木製部材２の両端部に締め付け固定する。定着具９による板状木製部材２の両端部と棒状補強鋼材５の締め付け固定により、より強固な一体化ができ、曲げ応力、せん断力に対してもより強度の大きい補強集成材１とすることができる。この実施形態では、定着具９を雌ネジに螺着するナットを用いたが、複数の突起７を形成した棒状補強鋼材５の両端部に雌ネジを刻設することなく、棒状補強鋼材５の両端部に棒状補強鋼材の外径より内径の大きい筒状体を挿入し、筒状体と棒状補強鋼材５の間隙に楔材を挿入して定着する鉄筋定着具を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：補強集成材、２：板状木製部材、３：断面半円形状の溝、４：せん断補強ボルト挿入孔、５：棒状補強鋼材、６：突起、７：せん断補強ボルト、８：押さえ板、９：定着具
【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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