木材の柱梁の補強金具
【課題】 本発明は、木材の梁と梁、梁と柱等に取り付ける補強金具を提供する。
【解決手段】 補強金具は、端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けてある。
【解決手段】 補強金具は、端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の梁と梁、梁と柱等に取り付ける補強金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の木造建物の耐震化には、よく知られているように、梁と柱等の接合部に於て、Ｌ字状の金具が使用されている。そして、その金具は、釘やビスで固定してある。柱と梁等の接合部は、回転接合（回転に対して抵抗しない）に近い接合状態であるので、耐震化を目的とした補強金具は、接合部で回転を阻止することにある。
しかし、従来の薄板鋼板で製作のＬ字金具は、回転を拘束するには役にたたないので、Ｌ字金具を構成の縦板材と横板材の間に補助材を熔接して三角形状を形成の補強金具がある。
尚、前記Ｌ字補強金具、三角形状の補強金具は、よく知られているので、文献を上げない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
補強金具に求められる機能は、前記梁と柱の接合部の回転抑止だけではなく、接合材として釘やビスが抜けずに、木材の離間距離を維持して木材を痛めずに、接合部の回転に対する粘り強さを確保することにある。更に、エネルギー吸収力を備えていることにより、地震時の衝撃的な揺れを小さくすることができれば理想である。この様な回転拘束型の補強金具の拘束性能値（剛性、耐力等を考慮）は、柱梁接合部近傍の木材を損傷させないことである。
【０００４】
前記拘束性能値より強い補強金具の使用は、建物が大きな損傷を受けても補強金具だけが正常な状態を維持することになり、補強の目的から外れたことになる。
具体的には、補強金具の使用により、柱梁に生ずる曲げモーメントが、柱梁接合部の剛接合であると仮定した枠組みの地震時における剛性に等しくなる状況をもたらすことである。この拘束性能値が確保されれば、地震時において、木材が曲げられる状態（曲げモーメントが生じている）で抵抗することが可能である。 尚、補強金具の寸法は、当然ながら、建築空間的要求を満足させることが重要であるので、無暗に大きくすることはできない。
【０００５】
又、金属に代表される固形材料は、引っ張り力に対しては大きな抵抗力を示すが、圧縮力に対しては座屈現象が生じ易く抵抗力が小さい。
前記三角形状の補強金具を使用すると、柱梁が離れる方向に回転する場合には、縦部材と横部材には引抜き力が作用し、補強材には引っ張り力が生じ、この補強材は大きな引っ張り力に抵抗できるので、補強材の引っ張り力を十分に発揮させれば、縦部材と横部材は抜ける可能性があるので、補強金具としての目的を達成できない。
又、柱梁が相互に近くなる方向の回転では、補強材には圧縮力が作用する。鋼材の使用量を節約するために、薄い平板を加工して補強材に用いられているが、この補強材は急激な局部座屈が生じ易いので、柱梁の接合部の耐力が低下するので、粘り強さが必要な補強金具としては不適格である。
【０００６】
この様に、柱梁の補強金具は、一方向の回転に対しては、過大な抵抗を示し、他方、反対方向の回転に対しての抵抗が弱いことが判明しているので合理的な補強効果が得られていない。
現在、多くの木造建物に対する補強金具は多種あり、一見強そうに見える建物でも、前記補強金具を使用しているので、耐震性に課題がある。
又、前記三角形状の補強金具は、前記補強材の耐力、剛性、粘りが回転方向により著しく異なっていることに起因している。この課題は、従来の三角形状の補強金具では、断面積を大きくして座屈が生じないようにすることであるが、重量が重くなり経済性、施工性に課題がある。
更に、断面が大きい補強材を用いると、補強金具の変形が小さく、縦部材と横部材に対して過大耐力、過大剛性を要求するので、梁柱を痛めることになる。
そこで、本発明は、梁柱の接合部に生ずる回転方向に影響されない耐力、剛性、粘りを接合部に付加して、木材の粘りを最大限利用する補強金具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の木材の隅部に取り付ける補強金具は、端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けてある。
又、請求項２の補強金具は、補助部材の形状が円弧状である。
請求項３の補強金具は、補助部材の形状がループを形成してある。
請求項４の補強金具は、補助部材のループが交差する箇所を固定してある。
請求項５の補強金具は、補助部材が縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所が固定してある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１〜５の補強金具は、補助部材の弾性作用によって、梁柱（木材）の粘りを最大限利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願の発明を図面を参照して説明すると、図１は補強金具１の斜視図であり、この補強金具１は、薄板鋼板で製作の縦板材２ａと横板材２ｂを垂直状で結合し、Ｌ字形状である。尚、縦板材２ａと横板材２ｂの材質、厚み及び組み立て角度は、取り付ける梁柱の角度に合わせるもので、適宜選定できる。
又、前記縦板材２ａと横板材２ｂの間には、図１に示すように、補助部材３が、端部３ａを縦板材２ａに熔接して固定し、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接して、円弧状（非直線状）に形成してある。この補助部材３は、円弧状のために弾性作用があり、縦板材２ａと横板材２ｂを押圧すると圧縮力が作用し、押圧力が無くなると元に戻る復元力が作用し、縦板材２ａと横板材２ｂに引っ張り力が作用すると、補助部材３は引っ張られる。従って、この補強金具を梁柱の隅部に取り付けると、梁柱の変形力に対して変形すると共に元に戻る力が作用する。
【００１０】
前記補助部材３の材質には、普通鋼材と極低降点鋼がある。前記普通鋼は、安価であり、エネルギー吸収性能がある。又、極低降点鋼は極めて小さな変形で塑性域に入るので、剛性は低下するが強度は十分保持しているし、エネルギーの吸収能力が大であるので、強さと共に揺れを減少させる性能を備えている。
又、補助部材３の材質として合成樹脂もあり、この合成樹脂は金属材料に比して軽量であり強さも木造建築の補強に使用するには十分であり、大量に生産でき安価である。
尚、補助部材３の材質は前記の他、種々のものが考えられるし、補強材の形状等は、縦板材２ａと横板材２ｂに応力を加えた時の変形量等によって選定すればよく、例えば、平板、丸棒等で構成する。
【００１１】
次に、図２（Ａ）に示す補強金具１０は、前記縦板材２ａと横板材２ｂの間に、ループ状の補助部材３Ａが取り付けてある。即ち、この幅狭、薄板状の鋼鉄製の補助部材３Ａは、端部３ａを縦板材２ａに熔接して固定して、１ループ（複数ループでもよい）した後に、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接固定して形成してある。
この補助部材３Ａには弾性作用があり、縦板材２ａと横板材２ｂの変形、即ち、梁柱の変形に対し、復元力が作用する。
【００１２】
次に、図２（Ｂ）に示す補強金具１０Ａは、前記図２（Ａ）に示す補強金具１０と同じ形状であるが、ループを形成の補助部材３Ｂが、互いに接触する箇所１３を固定したものである。
従って、この補助部材３Ｂは、端部３ａを縦板材２ａと、補助部材３Ｂが接触する箇所１３、及び横板材２ｂと当接する箇所３ｂが熔接で固定してある。
この補助部材３Ｂは、接触する箇所１３で熔接結合してあるので、図２（Ａ）に比して、固定箇所と固定箇所の長さ（自由である補助部材の長さ）が短くなり、座屈防止を図ることができ、剛性を高めることができると共に、長さが短くなるので補助部材の断面積を小さくすることができる。
尚、前記補助部材３Ｂの材質、形状等は、剛性等の作用を考慮して選定することは言うまでもない。
【００１３】
又、図２（Ｃ）に示す補強金具１０Ｂは、前記図２（Ｂ）に示す補強金具と同じ形状であるが、この補助部材３Ｃは、端部が縦板材２ａと当接する箇所３ａ、横板材２ｂと当接する箇所３ｂで熔接して固定してあると共に、ループ途中における縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所１４、１５においても熔接して固定してある。
即ち、補助部材３Ｂは、縦板材２ａとは端部と含む２箇所で固定してあると共に、横板材２ｂに対しても端部を含む２箇所で固定してある。
この補助部材３Ｂを備える補強金具１０Ｂは、縦板材２ａと横板材２ｂに圧縮力を作用させると、補助部材３Ｂが４点で支持されているため、縦板材２ａと横板材２ｂ内に留まって、補助部材３Ｃが変形するので、粘りのある補強材である。
【００１４】
又、図３（Ａ）に示す補強金具１０Ｄは、前記図２（Ａ）に示す補強金具３Ａと同様にループを形成していて、端部３ａを縦板材２ａと、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接で固定してあるが、この補助部材３Ｄのループ形状の途中に孔２０を穿設して、その孔２０をくぐり抜けて形成してある。
この補強金具１０Ｄは、前記図２（Ａ）に示す補強金具１０Ａと同様な作用をなす。
又、図３（Ｂ）に示す補強金具１０Ｅは、前記図３（Ａ）に示す補強金具１０Ｄと同じ形状であるが、補強金具１０Ｅの交差部、縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所２５、２６、２７で、熔接で固定してある。
この様に、各部で熔接固定することによって、補強金具１０Ｅは縦板材２ａと横板材２ｂ内に留まって、補助部材３Ｅが変形するので、粘りのある補強材である。
尚、前記補助部材は、交差部、縦板材２ａ、横板材２ｂと接する箇所で熔接してあるが、熔接して結合する箇所は、目的に応じて適宜選定できる。
【００１５】
以上のように、補強金具を梁柱に取り付けると、縦板材２ａと横板材２ｂの間に、弾性作用をなす補助部材が設けてあるので、梁柱の変形に対して復元力が作用し、梁柱の接合部に生ずる回転方向に影響されず、木材の粘りを最大限利用することができる。
尚、補助部材の形状は、円弧状であるが、この円弧状はバネ作用を備えていれば良いため、凸又は凹状の単純形状の他、波形等であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】補強金具を示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、他の補強金具を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｂ）は、他の補強金具を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
２ａ 縦板材
２ｂ 横板材
３、３Ａ〜３Ｅ 補助部材
１０、１０Ａ〜１０Ｅ 補強金具
３ａ 端部
３ｂ 他端部
１３ 接触箇所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の梁と梁、梁と柱等に取り付ける補強金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の木造建物の耐震化には、よく知られているように、梁と柱等の接合部に於て、Ｌ字状の金具が使用されている。そして、その金具は、釘やビスで固定してある。柱と梁等の接合部は、回転接合（回転に対して抵抗しない）に近い接合状態であるので、耐震化を目的とした補強金具は、接合部で回転を阻止することにある。
しかし、従来の薄板鋼板で製作のＬ字金具は、回転を拘束するには役にたたないので、Ｌ字金具を構成の縦板材と横板材の間に補助材を熔接して三角形状を形成の補強金具がある。
尚、前記Ｌ字補強金具、三角形状の補強金具は、よく知られているので、文献を上げない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
補強金具に求められる機能は、前記梁と柱の接合部の回転抑止だけではなく、接合材として釘やビスが抜けずに、木材の離間距離を維持して木材を痛めずに、接合部の回転に対する粘り強さを確保することにある。更に、エネルギー吸収力を備えていることにより、地震時の衝撃的な揺れを小さくすることができれば理想である。この様な回転拘束型の補強金具の拘束性能値（剛性、耐力等を考慮）は、柱梁接合部近傍の木材を損傷させないことである。
【０００４】
前記拘束性能値より強い補強金具の使用は、建物が大きな損傷を受けても補強金具だけが正常な状態を維持することになり、補強の目的から外れたことになる。
具体的には、補強金具の使用により、柱梁に生ずる曲げモーメントが、柱梁接合部の剛接合であると仮定した枠組みの地震時における剛性に等しくなる状況をもたらすことである。この拘束性能値が確保されれば、地震時において、木材が曲げられる状態（曲げモーメントが生じている）で抵抗することが可能である。 尚、補強金具の寸法は、当然ながら、建築空間的要求を満足させることが重要であるので、無暗に大きくすることはできない。
【０００５】
又、金属に代表される固形材料は、引っ張り力に対しては大きな抵抗力を示すが、圧縮力に対しては座屈現象が生じ易く抵抗力が小さい。
前記三角形状の補強金具を使用すると、柱梁が離れる方向に回転する場合には、縦部材と横部材には引抜き力が作用し、補強材には引っ張り力が生じ、この補強材は大きな引っ張り力に抵抗できるので、補強材の引っ張り力を十分に発揮させれば、縦部材と横部材は抜ける可能性があるので、補強金具としての目的を達成できない。
又、柱梁が相互に近くなる方向の回転では、補強材には圧縮力が作用する。鋼材の使用量を節約するために、薄い平板を加工して補強材に用いられているが、この補強材は急激な局部座屈が生じ易いので、柱梁の接合部の耐力が低下するので、粘り強さが必要な補強金具としては不適格である。
【０００６】
この様に、柱梁の補強金具は、一方向の回転に対しては、過大な抵抗を示し、他方、反対方向の回転に対しての抵抗が弱いことが判明しているので合理的な補強効果が得られていない。
現在、多くの木造建物に対する補強金具は多種あり、一見強そうに見える建物でも、前記補強金具を使用しているので、耐震性に課題がある。
又、前記三角形状の補強金具は、前記補強材の耐力、剛性、粘りが回転方向により著しく異なっていることに起因している。この課題は、従来の三角形状の補強金具では、断面積を大きくして座屈が生じないようにすることであるが、重量が重くなり経済性、施工性に課題がある。
更に、断面が大きい補強材を用いると、補強金具の変形が小さく、縦部材と横部材に対して過大耐力、過大剛性を要求するので、梁柱を痛めることになる。
そこで、本発明は、梁柱の接合部に生ずる回転方向に影響されない耐力、剛性、粘りを接合部に付加して、木材の粘りを最大限利用する補強金具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の木材の隅部に取り付ける補強金具は、端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けてある。
又、請求項２の補強金具は、補助部材の形状が円弧状である。
請求項３の補強金具は、補助部材の形状がループを形成してある。
請求項４の補強金具は、補助部材のループが交差する箇所を固定してある。
請求項５の補強金具は、補助部材が縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所が固定してある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１〜５の補強金具は、補助部材の弾性作用によって、梁柱（木材）の粘りを最大限利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願の発明を図面を参照して説明すると、図１は補強金具１の斜視図であり、この補強金具１は、薄板鋼板で製作の縦板材２ａと横板材２ｂを垂直状で結合し、Ｌ字形状である。尚、縦板材２ａと横板材２ｂの材質、厚み及び組み立て角度は、取り付ける梁柱の角度に合わせるもので、適宜選定できる。
又、前記縦板材２ａと横板材２ｂの間には、図１に示すように、補助部材３が、端部３ａを縦板材２ａに熔接して固定し、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接して、円弧状（非直線状）に形成してある。この補助部材３は、円弧状のために弾性作用があり、縦板材２ａと横板材２ｂを押圧すると圧縮力が作用し、押圧力が無くなると元に戻る復元力が作用し、縦板材２ａと横板材２ｂに引っ張り力が作用すると、補助部材３は引っ張られる。従って、この補強金具を梁柱の隅部に取り付けると、梁柱の変形力に対して変形すると共に元に戻る力が作用する。
【００１０】
前記補助部材３の材質には、普通鋼材と極低降点鋼がある。前記普通鋼は、安価であり、エネルギー吸収性能がある。又、極低降点鋼は極めて小さな変形で塑性域に入るので、剛性は低下するが強度は十分保持しているし、エネルギーの吸収能力が大であるので、強さと共に揺れを減少させる性能を備えている。
又、補助部材３の材質として合成樹脂もあり、この合成樹脂は金属材料に比して軽量であり強さも木造建築の補強に使用するには十分であり、大量に生産でき安価である。
尚、補助部材３の材質は前記の他、種々のものが考えられるし、補強材の形状等は、縦板材２ａと横板材２ｂに応力を加えた時の変形量等によって選定すればよく、例えば、平板、丸棒等で構成する。
【００１１】
次に、図２（Ａ）に示す補強金具１０は、前記縦板材２ａと横板材２ｂの間に、ループ状の補助部材３Ａが取り付けてある。即ち、この幅狭、薄板状の鋼鉄製の補助部材３Ａは、端部３ａを縦板材２ａに熔接して固定して、１ループ（複数ループでもよい）した後に、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接固定して形成してある。
この補助部材３Ａには弾性作用があり、縦板材２ａと横板材２ｂの変形、即ち、梁柱の変形に対し、復元力が作用する。
【００１２】
次に、図２（Ｂ）に示す補強金具１０Ａは、前記図２（Ａ）に示す補強金具１０と同じ形状であるが、ループを形成の補助部材３Ｂが、互いに接触する箇所１３を固定したものである。
従って、この補助部材３Ｂは、端部３ａを縦板材２ａと、補助部材３Ｂが接触する箇所１３、及び横板材２ｂと当接する箇所３ｂが熔接で固定してある。
この補助部材３Ｂは、接触する箇所１３で熔接結合してあるので、図２（Ａ）に比して、固定箇所と固定箇所の長さ（自由である補助部材の長さ）が短くなり、座屈防止を図ることができ、剛性を高めることができると共に、長さが短くなるので補助部材の断面積を小さくすることができる。
尚、前記補助部材３Ｂの材質、形状等は、剛性等の作用を考慮して選定することは言うまでもない。
【００１３】
又、図２（Ｃ）に示す補強金具１０Ｂは、前記図２（Ｂ）に示す補強金具と同じ形状であるが、この補助部材３Ｃは、端部が縦板材２ａと当接する箇所３ａ、横板材２ｂと当接する箇所３ｂで熔接して固定してあると共に、ループ途中における縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所１４、１５においても熔接して固定してある。
即ち、補助部材３Ｂは、縦板材２ａとは端部と含む２箇所で固定してあると共に、横板材２ｂに対しても端部を含む２箇所で固定してある。
この補助部材３Ｂを備える補強金具１０Ｂは、縦板材２ａと横板材２ｂに圧縮力を作用させると、補助部材３Ｂが４点で支持されているため、縦板材２ａと横板材２ｂ内に留まって、補助部材３Ｃが変形するので、粘りのある補強材である。
【００１４】
又、図３（Ａ）に示す補強金具１０Ｄは、前記図２（Ａ）に示す補強金具３Ａと同様にループを形成していて、端部３ａを縦板材２ａと、他端部３ｂを横板材２ｂに熔接で固定してあるが、この補助部材３Ｄのループ形状の途中に孔２０を穿設して、その孔２０をくぐり抜けて形成してある。
この補強金具１０Ｄは、前記図２（Ａ）に示す補強金具１０Ａと同様な作用をなす。
又、図３（Ｂ）に示す補強金具１０Ｅは、前記図３（Ａ）に示す補強金具１０Ｄと同じ形状であるが、補強金具１０Ｅの交差部、縦板材２ａと横板材２ｂに当接する箇所２５、２６、２７で、熔接で固定してある。
この様に、各部で熔接固定することによって、補強金具１０Ｅは縦板材２ａと横板材２ｂ内に留まって、補助部材３Ｅが変形するので、粘りのある補強材である。
尚、前記補助部材は、交差部、縦板材２ａ、横板材２ｂと接する箇所で熔接してあるが、熔接して結合する箇所は、目的に応じて適宜選定できる。
【００１５】
以上のように、補強金具を梁柱に取り付けると、縦板材２ａと横板材２ｂの間に、弾性作用をなす補助部材が設けてあるので、梁柱の変形に対して復元力が作用し、梁柱の接合部に生ずる回転方向に影響されず、木材の粘りを最大限利用することができる。
尚、補助部材の形状は、円弧状であるが、この円弧状はバネ作用を備えていれば良いため、凸又は凹状の単純形状の他、波形等であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】補強金具を示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、他の補強金具を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｂ）は、他の補強金具を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
２ａ 縦板材
２ｂ 横板材
３、３Ａ〜３Ｅ 補助部材
１０、１０Ａ〜１０Ｅ 補強金具
３ａ 端部
３ｂ 他端部
１３ 接触箇所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の隅部に取り付ける補強金具であって、
端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けることを特徴とする補強金具。
【請求項２】
補助部材は円弧状であることを特徴とする請求項１の補強金具。
【請求項３】
補助部材はループを形成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２の補強金具。
【請求項４】
補助部材のループが交差する箇所を固定することを特徴とする請求項３の補強金具。
【請求項５】
補助部材が縦板材２ａと横板材２ｂに当接箇所を固定することを特徴とする請求項４の補強金具。
【請求項１】
木材の隅部に取り付ける補強金具であって、
端部を縦板材２ａに、他端部を横板材２ｂに固定し、縦板材２ａと横板材２ｂの間に弾性作用をする補助部材を設けることを特徴とする補強金具。
【請求項２】
補助部材は円弧状であることを特徴とする請求項１の補強金具。
【請求項３】
補助部材はループを形成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２の補強金具。
【請求項４】
補助部材のループが交差する箇所を固定することを特徴とする請求項３の補強金具。
【請求項５】
補助部材が縦板材２ａと横板材２ｂに当接箇所を固定することを特徴とする請求項４の補強金具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１９１８９６（Ｐ２００７−１９１８９６Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０２８１（Ｐ２００６−１０２８１）
【出願日】平成１８年１月１８日（２００６．１．１８）
【出願人】（５９４０５７５８７）有限会社新技研 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１８日（２００６．１．１８）
【出願人】（５９４０５７５８７）有限会社新技研 (3)
【Ｆターム（参考）】
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