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技術 合わせ梁及び合わせ柱

出願人 住友林業株式会社
発明者 関真理子坂牧俊哉田中康夫今井淳一高木郷熊川佳伸西出直樹蛇石貴宏
出願日 2014年5月9日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2014-098013
公開日 2015年12月3日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2015-214832
状態 特許登録済
技術分野 建築環境 建築構造の接合一般 建築用棒状部材
主要キーワード 複数重層 締結接合 打込み孔 埋め木 二次接着 骨組み部材 仕上げ幅 認定試験
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年12月3日)のものです。
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図面 (6)

課題

一般的な構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、室内に露出させて配置することができ、且つ効率の良い燃えしろ設計を行うことのできる合わせ梁及び合わせ柱を提供する。

解決手段

同様の矩形断面を備える一対の木製角材11,21を、接合面11a,21aを重ね合わせて、複数の留付けピス12,22でビス留めして一体接合することにより形成される。留付けピス12,22は、一方の木製角材11,21の側面11b,21bに形成された、ビス打込み孔13,23を介して打ち込まれて孔底部13a,23aに締着される。ビス打込み孔13,23の孔底部13a,23aは、接合面11a,21aとは反対側の側面11b,21bから、30mm以上深く、木製角材11,21の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられる。ビス打込み孔13,23には、留付けピス12,22が打ち込まれた後に、埋め木14,24が埋め込まれる。

概要

背景

例えば日本の住宅建築物では、伝統的に木製の梁や柱を現した真壁造となっているように、木造建築物は、構造材である木製の柱や梁の木の表面を、室内に露出させて現したデザインが好まれている。このような柱や梁を現した木質空間は、火災時に構造材である柱や梁の露出した部分が直接加熱を受けて燃焼し易い状態にあることから、防耐火性能上の非損傷性(火災加熱を受けても建物支え荷重に耐えたまま、崩壊しない性能)を確保する必要がある。

このため、木造準耐火構造物で梁や柱の現し設計を行う場合、建築基準法「H12年建設省告示第1358号第二項のハ」に示す、燃えしろ設計を行うのが一般的である。燃えしろ設計は、地震時の短期構造耐力に対して必要な断面に、所定の燃えしろ分(例えば準耐火構造45分における集成材では35mmの燃えしろ分)を足す設計であるが、この足した燃えしろ分は構造計算に入れることはできないため、構造計算が非効率になる。

また、燃えしろ設計した後の柱や梁の断面は仕上げ幅が大断面になりやすく、一般的に流通している、仕上げ幅が例えば105mmや120mmの構造用木材断面幅を超えて、構造用木材が特注扱いとなることがほとんどあることから、仕口加工を含めた構造用木材の製作に、多くの手間や時間がかかることになる。

これらの課題に対して、木造の準耐火構造物で例えば現し梁を設計する際に、燃えしろ設計によることなく、準耐火構造45分以上の耐火性能を保持できるようにした耐火構造が開発されている(例えば、特許文献1参照)。また、一般的に流通している構造用木材を組み合わせることで、大断面の構造用木材を特注して形成することなく、燃えしろ設計を行えるようした耐火構造も開発されている(例えば、非特許文献1参照)。

概要

一般的な構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、室内に露出させて配置することができ、且つ効率の良い燃えしろ設計を行うことのできる合わせ梁及び合わせ柱を提供する。同様の矩形断面を備える一対の木製角材11,21を、接合面11a,21aを重ね合わせて、複数の留付けピス12,22でビス留めして一体接合することにより形成される。留付けピス12,22は、一方の木製角材11,21の側面11b,21bに形成された、ビス打込み孔13,23を介して打ち込まれて孔底部13a,23aに締着される。ビス打込み孔13,23の孔底部13a,23aは、接合面11a,21aとは反対側の側面11b,21bから、30mm以上深く、木製角材11,21の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられる。ビス打込み孔13,23には、留付けピス12,22が打ち込まれた後に、埋め木14,24が埋め込まれる。

目的

本発明は、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、柱や梁の3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことのできる合わせ梁及び合わせ柱を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、30mm以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ梁。

請求項2

前記留付けピスは、梁の下面から30mm以上の高さ位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項1記載の合わせ梁。

請求項3

前記留付けピスは、梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域に亘って、長さ方向に500mm以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項1又は2記載の合わせ梁。

請求項4

45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ柱であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、30mm以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ柱。

請求項5

前記留付けピスは、柱の角部から30mm以上離れた位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項4記載の合わせ柱。

請求項6

前記留付けピスは、柱の下端部から1500mmを超えない高さ位置から、高さ方向上方に300mm以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されている請求項4又は5記載の合わせ柱。

技術分野

0001

本発明は、合わせ梁及び合わせ柱に関し、特に45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁及び合わせ柱に関する。

背景技術

0002

例えば日本の住宅建築物では、伝統的に木製の梁や柱を現した真壁造となっているように、木造建築物は、構造材である木製の柱や梁の木の表面を、室内に露出させて現したデザインが好まれている。このような柱や梁を現した木質空間は、火災時に構造材である柱や梁の露出した部分が直接加熱を受けて燃焼し易い状態にあることから、防耐火性能上の非損傷性(火災加熱を受けても建物支え荷重に耐えたまま、崩壊しない性能)を確保する必要がある。

0003

このため、木造の準耐火構造物で梁や柱の現し設計を行う場合、建築基準法「H12年建設省告示第1358号第二項のハ」に示す、燃えしろ設計を行うのが一般的である。燃えしろ設計は、地震時の短期構造耐力に対して必要な断面に、所定の燃えしろ分(例えば準耐火構造45分における集成材では35mmの燃えしろ分)を足す設計であるが、この足した燃えしろ分は構造計算に入れることはできないため、構造計算が非効率になる。

0004

また、燃えしろ設計した後の柱や梁の断面は仕上げ幅が大断面になりやすく、一般的に流通している、仕上げ幅が例えば105mmや120mmの構造用木材断面幅を超えて、構造用木材が特注扱いとなることがほとんどあることから、仕口加工を含めた構造用木材の製作に、多くの手間や時間がかかることになる。

0005

これらの課題に対して、木造の準耐火構造物で例えば現し梁を設計する際に、燃えしろ設計によることなく、準耐火構造45分以上の耐火性能を保持できるようにした耐火構造が開発されている(例えば、特許文献1参照)。また、一般的に流通している構造用木材を組み合わせることで、大断面の構造用木材を特注して形成することなく、燃えしろ設計を行えるようした耐火構造も開発されている(例えば、非特許文献1参照)。

0006

特開2014−9499号公報

先行技術

0007

株式会社大林組プレスリリース(2013年3月27日)

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上記特許文献1に記載の耐火構造では、現し梁の露出する部分が、もとの梁せいの半分以下に制限されることになるため、梁せいが小さいと現せる部分が少なくなって、梁を現した木質空間としての意匠性を十分に発揮できなくなる。

0009

また、上記非特許文献1に記載の耐火構造では、例えば75mm幅の構造用単板積層材(LVL)による梁材を3本横に並べて配置して、ボルトを用いてつづり合わせることで断面幅を225mmとすることにより、大断面の構造用木材と同様の構造耐力を保持できるようになっているが、二次接着の代わりにボルトを用いて接合していることから、ボルト孔による断面欠損により、仕上げ断面を構造計算にフルに算入することが難しくなって、効率の良い燃えしろ設計を行うことできなくなる。

0010

本発明は、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、柱や梁の3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことのできる合わせ梁及び合わせ柱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

0011

本発明は、45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ梁であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、30mm以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ梁を提供することにより、上記目的を達成したものである。

0012

本発明の合わせ梁は、前記留付けピスが、梁の下面から30mm以上の高さ位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

0013

本発明の合わせ梁は、前記留付けピスが、梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域に亘って、長さ方向に500mm以下のピッチで、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

0014

また、本発明は、45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる合わせ柱であって、同様の矩形断面を備える一対の木製角材を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面を接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピスを打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、前記留付けピスは、一方の木製角材における前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面に形成された、ビス打込み孔を介して打ち込まれることで、頭部が前記ビス打込み孔の孔底部に締着されて固定されており、前記留付けピスの頭部が締着される前記ビス打込み孔の孔底部は、前記接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面から、30mm以上深く、且つ前記一方の木製角材の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、前記ビス打込み孔には、前記留付けピスが打ち込まれた後に、埋め木が埋め込まれている合わせ柱を提供することにより、上記目的を達成したものである。

0015

本発明の合わせ柱は、前記留付けピスが、柱の角部から30mm以上離れた位置に、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

0016

本発明の合わせ柱は、前記留付けピスが、柱の下端部から1500mmを超えない高さ位置から、高さ方向上方に300mm以下のピッチで、好ましくは上下方向に3か所以上、前記ビス打込み孔を介して打ち込まれて固定されていることが好ましい。

発明の効果

0017

本発明の合わせ梁又は合わせ柱によれば、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、柱や梁の3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の好ましい一実施形態に係る合わせ梁及び合わせ柱を用いて形成された、木造建築物の骨組み構造を説明する略示部分透視斜視図である。
図1のA−Aに沿った断面図である。
図1のB−Bに沿った断面図である。
実施例1の合わせ梁の試験体の説明図である。
実施例2の合わせ柱の試験体の説明図である。

実施例

0019

図1に示す本発明の好ましい一実施形態に係る合わせ梁10及び合わせ柱20は、45分準耐火構造以上の耐火性能を備える、例えば軸組構法による木造建築物において、建物自体の重量や、風荷重地震荷重等を支える骨組み構造を構成する、柱や梁などの骨組み部材として用いられる。本実施形態の合わせ梁10及び合わせ柱20は、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することができ、また火災時に露出した部分が直接加熱を受けて燃焼した場合でも、防耐火性能上の非損傷性(火災加熱を受けても建物を支える荷重に耐えたまま、崩壊しない性能)を十分に確保できるようにする機能を備える。

0020

そして、本実施形態の合わせ梁10は、45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる梁部材であって、図1及び図2に示すように、同様の矩形断面を備える一対の木製角材11,11を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面11aを接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス12を打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、留付けピス12は、一方の木製角材11における接合面11aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面11bに形成された、ビス打込み孔13を介して打ち込まれることで、頭部12aがビス打込み孔13の孔底部13aに締着されて固定されている。留付けピス12の頭部12aが締着されるビス打込み孔13の孔底部13aは、接合面11aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面11bから、30mm以上深く、且つ一方の木製角材11の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、ビス打込み孔13には、留付けピス12が打ち込まれた後に、埋め木14が埋め込まれている。

0021

また、本実施形態の合わせ柱20は、45分準耐火構造以上の耐火性能を備える木造建築物において用いる柱部材であって、図1及び図3に示すように、同様の矩形断面を備える一対の木製角材21,21を、矩形断面の一方の長辺部に沿った側面21aを接合面として互いに重ね合わせ、複数の留付けピス22を打ち込んでビス留めすることにより一体接合されて形成されており、留付けピス22は、一方の木製角材21における接合面21aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面21bに形成された、ビス打込み孔23を介して打ち込まれることで、頭部22aがビス打込み孔23の孔底部23aに締着されて固定されている。留付けピス22の頭部22aが締着されるビス打込み孔23の孔底部2aは、接合面21aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面21bから、30mm以上深く、且つ一方の木製角材21の矩形断面の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に設けられており、ビス打込み孔23には、留付けピス22が打ち込まれた後に、埋め木24が埋め込まれている。

0022

本実施形態では、合わせ梁10を構成する一対の木製角材11は、図1及び図2に示すように、例えば特開2007−268731号公報に記載されるような、好ましく小径木丸太から製材した帯状板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いることができる。木製角材11は、例えば幅が90〜120mm程度、梁せい(高さ)が120〜1000mm程度の大きさの縦長の矩形断面形状(本実施形態では、幅が105mm、梁せいが270mmの大きさの縦長の矩形断面形状)を備えるように形成されると共に、910〜8000mm程度の長さを有する角材として形成されている。

0023

また、本実施形態では、一対の木製角材11のうちの一方には、接合面11aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面11bに、ビス打込み孔13が、当該側面11bに対して垂直な方向に掘り込まれることで形成されている。ビス打込み孔13は、本実施形態では、留付けピス12の頭部12aの外径よりも僅かに大きな内径として、例えば6〜16mm程度の内径を備えるように形成されると共に、孔底部13aが、他方の長辺部に沿った側面11bから、30mm以上深く、且つ木製角材11の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置として、当該側面11bから例えば30〜60mm程度の深さ位置(本実施形態では40mmの深さ位置)となる深さで形成されている。さらに、ビス打込み孔13は、その中心軸が、好ましくは合わせ梁10の下面から30mm以上の高さ位置として、例えば30〜100mm程度の高さ位置(本実施形態では52.5mmの高さ位置)に配置されるように形成されている。

0024

ここで、ビス打込み孔13の孔底部13aは、接合面11aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面11bから、30mm以上深く、且つ木製角材11の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に配置されるようになっている。ビス打込み孔13の孔底部13aの深さ位置が、30mmよりも浅いと、準耐火構造45分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ梁10の断面内の燃焼がビス12の頭部12aまで到達し易くなるため、ビス12による接合強度が低下し易くなり、木製角材11の短辺部の長さの1/2以上の深さとなっていると、ビス打込み孔13による断面欠損が大きくなって、合わせ梁10の曲げ強度が低下することになる。ビス打込み孔13の孔底部13aの深さ位置が、他方の長辺部に沿った側面11bから30mm以上深く、且つ木製角材11の短辺部の長さの1/2を超えない深さとなっていることにより、一対の木製角材11を分離させることなく、準耐火構造45分の耐火性能を容易に確保することが可能になる。

0025

また、本実施形態では、合わせ梁10は、両側の一対の合わせ柱20に支持させて、例えば5100mmの梁スパンとなるように架設されている。ビス打込み孔13は、梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域として、両側の一対の合わせ柱20の内側面から各々1550mmずつ離れた、例えば中央部分の2000mmの長さ領域に亘って、その中心軸を梁スパンの長さ方向に500mmのピッチで配置して、一列に5か所に形成されている。

0026

本実施形態では、ビス打込み孔13を介して一方の木製角材11から他方の木製角材11に向けて打ち込まれる留付けピス12は、木材を締結するのに使用される木ネジとして公知の各種の留付けビスを用いることができる。留付けピス12は、ネジの先端がっていると共に、ネジ軸の一部にネジが切られており、頭部に十字穴が形成されたものが多く用いられている。本実施形態では、留付けピス12として、例えば5.5mm程度のネジ径を有する、例えば120mm程度の長さの商品名「タルキック」(東日本パワーファスニング株式会社製)等を好ましく用いることができる。

0027

留付けピス12は、例えば一対の木製角材11を建物の建築施工現場搬入して、これらの木製角材11を両側の一対の合わせ柱20に支持させた状態で、接合面11aを重ね合わせて並べて配置した後に、一方の木製角材11における、接合面11aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面11bに形成された複数のビス打込み孔13を介して、好ましくは中心軸をビス打込み孔13の中心軸と合致させた状態で、一方の木製角材11から他方の木製角材11に向けて打ち込まれる。これによって、留付けピス12は、その頭部12aを、各々のビス打込み孔13の孔底部13aに締着させて、これらの一対の木製角材11を、接合面11aを密着させながら、締め着けるように締結することで一体として接合する。またこれによって、留付けピス12は、合わせ梁10の下面から30mm以上の高さ位置(本実施形態では52.5mmの高さ位置)にその中心軸を配置した状態で、ビス打込み孔13を介して打ち込まれて、一対の木製角材11に固定されると共に、合わせ梁10の梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域に亘って、長さ方向に500mm以下のピッチ(本実施形態では500mmのピッチ)で、一対の木製角材11を接合するようにして、1列に5か所に固定されることになる。

0028

ここで、留付けピス12は、その中心軸を、合わせ梁10の下面から30mm以上の高さ位置に配置して固定されていることが好ましい。留付けピス12が、その中心軸を合わせ梁10の下面から30mm以上の高さ位置に配置して固定されていることにより、準耐火構造45分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ梁10の断面内の燃焼領域を、合わせ梁10の表面からビス12の頭部12aの手前に留めることが可能になって、ビス12による接合強度が低下するのを効果的に回避することが可能になる。また、留付けピス12は、合わせ梁10の梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域に亘って、その中心軸を、長さ方向に500mm以下のピッチで配置して固定されていることが好ましい。留付けピス12が、梁スパンの中央部分の1/3以上の長さ領域に、中心軸を500mm以下のピッチで配置して固定されていることにより、合わせ梁10が火災時に熱応力を受けて変形しても、一対の木製角材11が一体的に動き易くなることで、接合面11aに隙間が生じ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

0029

留付けピス12が打ち込まれた後に、ビス打込み孔13に埋め込まれる埋め木14は、好ましくは木材、若しくは石膏パテ炭酸カルシスム系パテ、或いはセラミックファイバー、金属製ダボロックウールグラスウール等の不燃材からなり、ビス打込み孔13の内径と同様の外径を備えると共に、ビス打込み孔13の深さと同様の長さを有する、円柱形状に形成されている。埋め木14は、例えば接着剤を介して、ビス打込み孔13に嵌め込んで埋め込むことにより、留付けピス12を覆い隠した状態で、一方の木製角材11に一体として固着される。留付けピス12が打ち込まれた後に、ビス打込み孔13に埋め木14を埋め込むことにより、ビス12が火災加熱を直接受けることになるのを防いで、一対の木製角材11を分離させることなく、合わせ梁10に、準耐火構造45分の耐火性能を容易に保持させることが可能になる。

0030

また、本実施形態では、合わせ柱20を構成する一対の木製角材21は、図1及び図3に示すように、合わせ梁10の木製角材11と同様に、例えば特開2007−268731号公報に記載されるような、好ましく小径木の丸太から製材した帯状の板材を、接着剤を介して複数重層することによって得られる集成材を用いることができる。木製角材21は、例えば幅(短辺)が90〜120mm程度、高さ(長辺)が120〜700mm程度の大きさの縦長の矩形断面形状(本実施形態では、幅が105mm、高さが210mmの大きさの縦長の矩形断面形状)を備えるように形成されると共に、2000〜13000mm程度の長さを有する角材として形成されている。

0031

本実施形態では、一対の木製角材21のうちの一方には、接合面21aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面21bに、ビス打込み孔23が、当該側面21bに対して垂直な方向に掘り込まれることで形成されている。ビス打込み孔23は、本実施形態では、留付けピス22の頭部22aの外径よりも僅かに大きな内径として、例えば6〜16mm程度の内径を備えるように形成されると共に、孔底部23aが、他方の長辺部に沿った側面21bから、30mm以上深く、且つ木製角材21の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置として、当該側面21bから例えば30〜60mm程度の深さ位置(本実施形態では40mmの深さ位置)となる深さで形成されている。さらに、ビス打込み孔23は、その中心軸が、好ましくは合わせ柱20の角部から30mm以上離れた位置として、例えば30〜100mm程度離れた位置(本実施形態では52.5mm離れた位置)に配置されるように形成されている。

0032

ここで、ビス打込み孔23の孔底部23aは、接合面21aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面21bから、30mm以上深く、且つ木製角材21の短辺部の長さの1/2を超えない深さ位置に配置されるようになっている。ビス打込み孔23の孔底部23aの深さ位置が、30mmよりも浅いと、準耐火構造45分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ柱20の断面内の燃焼がビス22の頭部22aまで到達し易くなるため、ビス22による接合強度が低下し易くなり、木製角材21の短辺部の長さの1/2以上の深さとなっていると、ビス打込み孔23による断面欠損が大きくなって、合わせ柱20の座屈強度が低下することになる。ビス打込み孔23の孔底部23aの深さ位置が、他方の長辺部に沿った側面21bから30mm以上深く、且つ木製角材21の短辺部の長さの1/2を超えない深さとなっていることにより、一対の木製角材21を分離させることなく、準耐火構造45分の耐火性能を容易に確保することが可能になる。

0033

また、本実施形態では、合わせ柱20は、例えば3174mm程度の長さを有しており、土台30の上面から立設して設置されると共に、合わせ柱20の上方には、当該合わせ柱20に支持させて、上述の合わせ梁10が、架設されることによって取り付けられている。これによって、合わせ柱20は、例えば3290mm程度の座屈長さを備えることになる。本実施形態では、ビス打込み孔23は、合わせ柱20の下端部から1500mmを超えない高さ位置として、例えば合わせ柱20の下端部から1100mm上方に離れた高さ位置から、高さ方向上方に300mm以下のピッチとして、その中心軸を高さ方向上方に300mmのピッチで配置して、両側の角部に沿って2列に、好ましくは上下方向に各々3か所(合計6か所)に形成されている。

0034

本実施形態では、ビス打込み孔23を介して一方の木製角材21から他方の木製角材21に向けて打ち込まれる留付けピス22は、合わせ梁10において用いた留付けピス12と同様に、木材を締結するのに使用される木ネジとして公知の各種の留付けビスを用いることができる。留付けピス22は、ネジの先端が尖っていると共に、ネジ軸の一部にネジが切られており、頭部に十字穴が形成されたものが多く用いられている。本実施形態では、留付けピス22として、合わせ梁10において用いた留付けピス12と同様に、例えば5.5mm程度のネジ径を有する、例えば120mm程度の長さの商品名「タルキック」(東日本パワーファスニング株式会社製)等を好ましく用いることができる。

0035

留付けピス22は、例えば一対の木製角材21を建物の建築施工現場に搬入して、これらの木製角材21を土台30から立設させた状態で、接合面21aを重ね合わせて並べて配置した後に、一方の木製角材21における、接合面21aとは反対側の他方の長辺部に沿った側面21bに形成された複数のビス打込み孔23を介して、好ましくは中心軸をビス打込み孔23の中心軸と合致させた状態で、一方の木製角材21から他方の木製角材21に向けて打ち込まれる。これによって、留付けピス22は、その頭部22aを、各々のビス打込み孔23の孔底部23aに締着させて、これらの一対の木製角材21を、接合面21aを密着させながら、締め着けるように締結することで一体として接合する。またこれによって、留付けピス22は、合わせ柱20の角部から30mm以上離れた位置(本実施形態では52.5mm離れた位置)にその中心軸を配置した状態で、ビス打込み孔23を介して打ち込まれて、一対の木製角材21に固定されると共に、合わせ柱20の下端部から1500mmを超えない高さ位置として、例えば合わせ柱20の下端部から1100mm上方に離れた高さ位置から、高さ方向上方に300mm以下のピッチ(本実施形態では300mmのピッチ)で、一対の木製角材21を接合するようにして、両側の角部に沿って2列に、好ましくは上下方向に各々3か所(合計6か所)に固定されることになる。

0036

ここで、留付けピス22は、その中心軸を、合わせ柱20の角部から30mm以上離れた位置に配置して固定されていることが好ましい。留付けピス22が、その中心軸を合わせ柱20の角部から30mm以上離れた位置に配置して固定されていることにより、準耐火構造45分相当の火災加熱を受けた際に、合わせ柱20の断面内の燃焼領域を、合わせ柱20の表面からビス22の頭部22aの手前に留めることが可能になって、ビス22による接合強度が低下するのを効果的に回避することが可能になる。また、留付けピス22は、合わせ柱20の下端部から1500mmを超えない高さ位置から、その中心軸を、高さ方向上方に300mm以下のピッチで配置して固定されていることが好ましい。留付けピス12が、合わせ柱20の下端部から1500mmを超えない高さ位置から、中心軸を300mm以下のピッチで配置して固定されていることにより、合わせ柱20が火災時に熱応力を受けて変形しても、一対の木製角材21が一体的に動き易くなることで、接合面21aに隙間が生じ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

0037

留付けピス22が打ち込まれた後に、ビス打込み孔23に埋め込まれる埋め木24は、合わせ梁10において用いた埋め木14と同様に、好ましくは木材、若しくは石膏系パテや炭酸カルシスム系パテ、或いはセラミックファイバー、金属製ダボ、ロックウール、グラスウール等の不燃材からなり、ビス打込み孔23の内径と同様の外径を備えると共に、ビス打込み孔23の深さと同様の長さを有する、円柱形状に形成されている。埋め木24は、例えば接着剤を介して、ビス打込み孔23に嵌め込んで埋め込むことで、留付けピス22を覆い隠した状態で、一方の木製角材21に一体として固着される。留付けピス22が打ち込まれた後に、ビス打込み孔23に埋め木24を埋め込むことにより、ビス22が火災加熱を直接受けることになるのを防いで、一対の木製角材21を分離させることなく、合わせ柱20に、準耐火構造45分の耐火性能を容易に保持させることが可能になる。

0038

そして、上述の構成を備える本実施形態の合わせ梁10又は合わせ柱20によれば、一般的に流通している構造用木材を用いて簡易に形成できると共に、当該合わせ梁10又は合わせ柱20の3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させて配置することが可能になり、且つ仕上げ断面を構造計算にフルに算入した効率の良い燃えしろ設計を行うことが可能になる。

0039

すなわち、本実施形態によれば、合わせ梁10や合わせ柱20は、一対の木製角材11,22を並べて配置して一体として接合することによって、燃えしろ設計を行うのに必要な大きさの断面を確保するようになっているので、接合される各々の木製角材11,22として、一般的に流通している、仕上げ幅が例えば105mmや120mmの構造用木材を用いることが可能になって、特注扱いの構造用木材を用いることなく、簡易に合わせ梁10や合わせ柱20を形成することが可能になる。

0040

また、一対の木製角材11,22を接合して形成された合わせ梁10や合わせ柱20は、燃えしろ設計を行うのに十分な大きさの断面形状を備えることになるので、防耐火性能上の非損傷性を容易に保持することが可能になって、3面或いは4面の全体又は略全体を室内に露出させた、現し梁や現し柱として取り付けることが可能になる。

0041

さらに、本実施形態によれば、合わせ梁10や合わせ柱20は、ビス打込み孔13,23を介して留付けピス12,22を打ち込むことで、一対の木製角材11,21が一体として締結接合されることによって形成されており、断面欠損となるビス打込み孔13は、燃えしろ設計における燃えしろ領域にのみ形成されているので、燃えしろ領域を除く仕上げ断面を構造計算にフルに算入することが可能になって、効率の良い燃えしろ設計を行うことが可能になる。

0042

さらにまた、本実施形態によれば、合わせ梁10や合わせ柱20は、留付けピス12,22を打ち込むことで、一対の木製角材11,21が一体として締結接合されることによって形成されているので、留付けピス12,22による締結力によって、合わせ梁10や合わせ柱20が火災時に直接燃焼しても、合わせ梁10の一対の木製角材11に開きや、撓みによる高低差が生じたり、合わせ柱20の一対の木製角材21に開きが生じるのを防止して、準耐火構造としての性能を容易に確保することが可能になる。

0043

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、合わせ梁の一対の木製角材に打ち込まれる留付けピスは、長さ方向に500mmのピッチで、1列に5か所に打ち込まれている必要は必ずしも無く、長さ方向に500mmよりも小さいピッチで打ち込まれていたり、2列以上に打ち込まれていたり、5か所以上に打ち込まれていても良い。また、合わせ柱の一対の木製角材に打ち込まれる留付けピスは、上下方向に300mmのピッチで、3か所づつ2列に打ち込まれている必要は必ずしも無く、上下方向に300mmよりも小さいピッチで打ち込まれていたり、1列又は3列以上に打ち込まれていたり、3か所以上に打ち込まれていても良い。

0044

以下、実施例により、本発明の合わせ梁や合わせ柱をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

0045

〔実施例1〕
図4に示す仕様の、105×270mmの2本の木製角材を合わせた合わせ梁の試験体について、ISO834に準拠した加熱試験を行った。合わせ梁の試験体は支持スパンを5100mmとし、2本の木製角材の長期許容応力度の合計に相当する荷重をかけながら、ISO834に準拠した加熱を行った。評価の基準は、大臣認定試験で非損傷性の評価基準となる、たわみ量の規定値240mm(=L2/400d、L=支持スパン長さ、d=梁せい)を超えず、壊れないこととした。

0046

加熱試験の結果、加熱45分で梁の最大たわみ量が62mmとなって規定値以下となり、また破壊もしなかったため、45分準耐火構造の耐火性能を確認することができた。

0047

〔実施例2〕
図5に示す仕様の、105×210mmの2本の木製角材を合わせた合わせ柱の試験体について、ISO834に準拠した加熱試験を行った。合わせ柱の試験体は座屈長さを3290mmとし、2本の木製角材の長期許容応力度の合計に相当する荷重をかけながら、ISO834に準拠した加熱を行った。評価の基準は、大臣認定試験で非損傷性の評価基準となる、軸方向収縮量の規定値32.9mm(=h/100、h=座屈長さ)、最大軸方向収縮速度9.87mm/分(=3h/1000、h=座屈長さ)を超えず、壊れないこととした。

0048

加熱試験の結果、加熱45分で柱の最大軸方向収縮量が1.65mm、最大軸方向収縮速度が0.3mm/分となって規定値以下となり、また破壊もしなかったため、45分準耐火構造の耐火性能を確認することができた。

0049

10合わせ梁
11木製角材
11a矩形断面の一方の長辺部に沿った側面(接合面)
11b 接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面
12 留付けピス
12a 頭部
13ビス打込み孔
13a孔底部
14埋め木
20 合わせ柱
21 木製角材
21a 矩形断面の一方の長辺部に沿った側面(接合面)
21b 接合面とは反対側の他方の長辺部に沿った側面
22 留付けピス 22a 頭部
23 ビス打込み孔
23a 孔底部
24 埋め木
30 土台

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