特許 6126819 梁構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6126819

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】梁構造

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/18 20060101AFI20170424BHJP

   E04B 1/94 20060101ALI20170424BHJP

   B27M 3/00 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   E04C3/18

   E04B1/94 R

   E04B1/94 P

   B27M3/00 F

   B27M3/00 E

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-243452(P2012-243452)

(22)【出願日】2012年11月5日

(65)【公開番号】特開2014-91969(P2014-91969A)

(43)【公開日】2014年5月19日

【審査請求日】2015年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】小林 道和

(72)【発明者】

【氏名】麻生 直木

【審査官】 金高 敏康

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２１８７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４６２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５３１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／５８，１／９４

Ｅ０４Ｃ ３／１２ − ３／１８

Ｂ２７Ｍ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷重を支持する木製の梁心材、及び前記梁心材の外面に設けられた外面層を備えた梁構成部材と、
梁幅方向に複数配置された前記梁構成部材の前記梁心材の側面を合わせて接合する接合手段と、
を有し、
前記接合手段は、梁幅方向に複数配置された前記梁構成部材の前記梁心材を貫通して設けられたボルト、梁幅方向に複数配置された前記梁構成部材の前記梁心材に埋設された接合金具、又は梁幅方向に複数配置された前記梁構成部材の前記梁心材同士の接合面に形成されたコッターである梁構造。

【請求項2】

前記外面層は、前記梁心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを有して構成されている請求項１に記載の梁構造。

【請求項3】

前記接合手段は、隣り合う前記梁構成部材同士のみを接合している請求項１又は２に記載の梁構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、木製の梁構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、耐火性を有する木製梁が提案されている。例えば、特許文献１には、木材からなる荷重支持層と、荷重支持層の外側に設けられる燃え止まり層と、燃え止まり層の外側に設けられる燃え代層とを有する複合木質構造材が開示されている。

【0003】

このような木製梁を大きな柱間隔で使用する場合には、梁の構造断面を大きくする必要があるが、製作設備の制約により、大きな構造断面の梁を製作するのが難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は係る事実を考慮し、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる梁構造を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１態様の発明は、荷重を支持する木製の梁心材、及び前記梁心材の外面に設けられた外面層を備えた梁構成部材と、梁幅方向に複数配置された前記梁構成部材の前記梁心材の側面を合わせて接合する接合手段と、を有する梁構造である。

【0007】

第１態様の発明では、梁構成部材を梁幅方向へ複数配置し、接合手段により梁心材の側面を合わせて接合することで、梁幅の大きな梁を構築することができる。また、梁心材の接合面には、大きな引張力（梁構成部材同士を梁幅方向へ分離させようとする力）が発生しないので、梁心材の側面を合わせて接合する接合手段の接合力は小さくてよい。よって、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。

【0008】

第２態様の発明は、第１態様の梁構造において、前記外面層は、前記梁心材の外周を取り囲む燃え止まり層と、前記燃え止まり層の外周を取り囲む木製の燃え代層とを有して構成されている。

【0009】

第２態様の発明では、火災が発生したときに火炎が燃え代層に着火し、燃え代層が燃焼する。そして、燃焼した燃え代層は炭化する。これにより、燃焼した燃え代層の外部から梁心材への熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層が遮断し、燃え止まり層が吸熱するので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材の温度上昇を抑制することができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、梁心材を炭化・燃焼温度未満に抑え、梁心材を燃焼させずに燃え止まらせることができる。

【0010】

第３態様の発明は、第１又は第２態様の梁構造において、前記接合手段は、隣り合う前記梁構成部材同士のみを接合している。

【0011】

第３態様の発明では、任意の数の梁構成部材を、同じ接合手段を用いて接合することができる。すなわち、接合手段に汎用性を持たせることができ、標準化を図ることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明は上記構成としたので、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係る梁の製作手順を示す説明図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る梁の層構造を示す端面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る梁構成部材の接合方法を示す拡大図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る梁の製作手順を示す説明図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る梁構成部材の接合方法を示す拡大図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係る梁の製作手順を示す説明図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る梁構成部材の接合方法を示す拡大図である。

【図8】本発明の第１〜第３実施形態に係る梁構成部材の接合方法のバリエーションを示す端面図である。

【図9】本発明の第１〜第３実施形態に係る梁のバリエーションを示す端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る梁構造について説明する。

【0015】

図１（ｆ）の端面図に示すように、本発明の第１実施形態に係る梁構造１０は、複数の梁構成部材１２Ａ、１２Ｂと、接合手段としてのボルト１４及びナット１６とを有して、梁１８を構成している。

【0016】

梁構成部材１２Ａと梁構成部材１２Ｂとは、同じ部材であり、図１（ａ）に示す第１集成材２０Ａ、２０Ｂと、図１（ｅ）に示す第２集成材２２Ａ、２２Ｂと、図１（ｄ）に示すモルタルバー２４とをそれぞれ有して構成されている。なお、梁構成部材１２Ａと梁構成部材１２Ｂとは、同じ部材でなくてもよい。

【0017】

第１集成材２０Ａ、２０Ｂ、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂは、米松、唐松、檜、杉、あすなろ等の一般の木造建築に用いられる木材（以下、「一般木材」とする）を板状の単材２６に製材し、この単材２６を乾燥させた後に集成接着することによって形成されている。

【0018】

モルタルバー２４は、板状に硬化させたモルタルによって形成されており、梁１８の梁長方向にわたって第１集成材２０Ａ、２０Ｂに形成された溝部２８Ａ、２８Ｂ（図１（ａ）を参照のこと）内と、梁１８の梁長方向にわたって第２集成材２２Ａ、２２Ｂに形成された溝部３０Ａ、３０Ｂ（図１（ｅ）を参照のこと）内とに配置されている。

【0019】

梁構成部材１２Ａ、１２Ｂは、ボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂが接合された図１（ｆ）の状態において、梁１８の梁幅方向３２中央に配置されて荷重を支持する木製の梁心材３４Ａ、３４Ｂと、梁心材３４Ａ、３４Ｂの外面に設けられた外面層３６Ａ、３６Ｂとを備えている。また、外面層３６Ａ、３６Ｂは、梁心材３４Ａ、３４Ｂの外周を取り囲む燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂと、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂの外周を取り囲む木製の燃え代層４０Ａ、４０Ｂとを有して構成されている（図２の端面図を参照のこと）。すなわち、梁心材３４Ａ、３４Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂは、複数の単材２６によって形成され、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂは、交互に複数配置されたモルタルバー２４と単材２６とによって形成されている。

【0020】

梁１８は、コンクリート製の床スラブ（不図示）を支持する梁であり、梁１８上にコンクリート製の床スラブを設けることにより、梁１８の上面が床スラブのコンクリート面で覆われて梁１８上面の耐火性が確保される。よって、梁１８の上部に外面層３６Ａ、３６Ｂが形成されていない。

【0021】

梁１８を製作する手順は、まず、図１（ａ）に示すように、単材２６を集成接着して第１集成２０Ａ、２０Ｂを形成する。第１集成材２０Ａ、２０Ｂは、荷重を支持する梁心材３４Ａ、３４Ｂを主に構成するので、第１集成材２０Ａ、２０Ｂ全体として高い強度が求められる。そのため、単材２６を集成接着する際に、高い圧力で圧締する。すなわち、圧締装置（不図示）によって、接着剤を塗布し貼り合わせた単材２６に高い圧力（例えば、１００ｔｏｎ／ｍ^２程度の圧力）を均等に加えて圧着し、単材２６同士を密着させた状態で接着を完了させる。

【0022】

第１集成材２０Ａ、２０Ｂの上部及び下部には、両端に雄ネジが形成されたボルト１４が略水平に貫通する貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２は、梁１８の梁長方向に対し、間隔をあけて複数形成されている。また、貫通孔４２の一方端部には、ボルト１４の端部及びナット１６が収容される切り欠き部４４が形成されている。

【0023】

次に、図１（ｂ）に示すように、第１集成材２０Ａの内面４６Ａに形成された溝部２８Ａに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定し、このモルタルバー２４の左半分を溝部２８Ａに配置する。さらに、第１集成材２０Ａ、２０Ｂを梁幅方向３２へ左右に配置し、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ同士（梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士）を合わせた状態で、貫通孔４２へボルト１４を貫通させ、ボルト１４の両端にナット１６を締め付けて、図１（ｃ）に示すように、ボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂを一体に接合する。ボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂを接合した状態で、ボルト１４の端部及びナット１６は、切り欠き部４４に収容され、また、モルタルバー２４は、第１集成材２０Ｂの内面４６Ｂに形成された溝部２８Ｂに右半分が配置される。

【0024】

次に、図１（ｄ）に示すように、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂと、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに形成された溝部２８Ａ、２８Ｂとに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定する。溝部２８Ａには、モルタルバー２４の右半分が配置され、溝部２８Ｂには、モルタルバー２４の左半分が配置される。

【0025】

次に、図１（ｅ）に示すように、単材２６を集成接着して形成された第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付けることにより、図１（ｆ）に示すように、梁１８が完成する。第１集成材２０Ａ、２０Ｂへの第２集成材２２Ａ、２２Ｂの取り付けは、第２集成材２２Ａ、２２Ｂにおける溝部３０Ａ、３０Ｂが形成されていない内面５０Ａ、５０Ｂを、第１集成材２０Ａ、２０Ｂにおけるモルタルバー２４が固定されずに露出している外面４８Ａ、４８Ｂに、接着剤により接着固定することによって行う。

【0026】

第２集成材２２Ａ、２２Ｂは、主に耐火性を発揮させるために設けられている部材であり、構造体としての強度が期待されている部材ではないので、第２集成材２２Ａ、２２Ｂの形成や、第１集成材２０Ａ、２０Ｂへの第２集成材２２Ａ、２２Ｂの接着固定を行う際には、第１集成材２０Ａ、２０Ｂを形成するときのように高い圧力で圧締しなくてもよい。なお、構造体としての強度が第２集成材２２Ａ、２２Ｂに期待されている梁構造であっても、第２集成材２２Ａ、２２Ｂの形成や、第１集成材２０Ａ、２０Ｂへの第２集成材２２Ａ、２２Ｂの接着固定を行う際に、第１集成材２０Ａ、２０Ｂを形成するときのように高い圧力で圧締しなくてもよい梁構造の場合には、図１（ａ）〜（ｆ）の製作手順を適用することができる。

【0027】

第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付けた状態で、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに固定されたモルタルバー２４は、溝部３０Ａ、３０Ｂに配置され、溝部２８Ａに固定されたモルタルバー２４の左半部は、溝部３０Ａに配置され、溝部２８Ｂに固定されたモルタルバー２４の右半部は、溝部３０Ｂに配置される。

【0028】

このように、第１実施形態の梁構造１０では、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを梁幅方向３２へ左右に配置し、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ同士）を合わせた状態で、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合して、梁１８を構成している。

【0029】

また、図３の拡大図に示すように、ボルト１４の端部及びナット１６は、切り欠き部４４内に収容されており、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに固定されるモルタルバー２４や、第２集成材２２Ａ、２２Ｂは、ボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂを接合した後に取り付けられるので、切り欠き部４４は、燃え止まり層３８Ａ，３８Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂによって覆われている。

【0030】

次に、本発明の第１実施形態に係る梁構造の作用と効果について説明する。

【0031】

本発明の第１実施形態の梁構造１０では、図１（ｆ）に示すように、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを梁幅方向３２へ複数配置し、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ）を合わせて接合することで、梁幅の大きな梁を構築することができる。

【0032】

また、梁心材３４Ａ、３４Ｂの接合面（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ）には、大きな引張力（梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ同士を梁幅方向３２へ分離させようとする力）が発生しないので、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ）を合わせて接合する接合手段（ボルト１４及びナット１６）の接合力は小さくてよい。よって、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。

【0033】

例えば、梁断面の大きい梁を集成材によって製作する場合、圧締装置を用いて高い圧力（例えば、１００ｔｏｎ／ｍ^２程度の圧力）で、梁断面を大きくするために厚くした部材に対して圧締を行わなければならないが、ある程度の大きさ以上の大規模な圧締装置は、製作が困難であり、コストも高くなってしまう。すなわち、圧締可能な厚さには製作設備上の制限がある。

【0034】

これに対して、第１実施形態の梁構造１０では、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ）を合わせて接合するので、大規模の圧締装置を用いなくても、梁幅の大きな梁を構築することができる。

【0035】

第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付ける際に、第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに接着固定するが、第１集成材２０Ａ、２０Ｂへ第２集成材２２Ａ、２２Ｂを押し付ける力は小さくて（例えば、３０ｔｏｎ／ｍ^２程度）よいので、必ずしも圧締装置を用いる必要はなく。圧締装置を用いる場合でも、小さな圧力で圧締する軽微な圧締装置を用意すればよいので、製作はそれほど困難ではなく、コストも低くできる。すなわち、この作業においては、製作設備の制約に大きく影響されることはない。

【0036】

また、梁成を大きくして梁の構造断面を大きくする場合、梁の構造断面が細長い形状になって、梁が面外座屈し易くなる。これに対して、第１実施形態の梁構造１０では、梁幅を大きくして梁の構造断面を大きくするので、面外座屈を生じ難くすることができる。

【0037】

さらに、梁１８の耐火性については、火災が発生したときに火炎が燃え代層４０Ａ、４０Ｂに着火し、燃え代層４０Ａ、４０Ｂが燃焼する。そして、燃焼した燃え代層４０Ａ、４０Ｂは炭化する。これにより、燃焼した燃え代層４０Ａ、４０Ｂの外部から梁心材３４Ａ、３４Ｂへの熱伝達と酸素供給とを炭化した燃え代層４０Ａ、４０Ｂが遮断し、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂが吸熱するので、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後における梁心材３４Ａ、３４Ｂの温度上昇を抑制することができる。よって、火災（加熱）時及び火災（加熱）終了後において、所定時間（例えば、１時間耐火の場合には、１時間）の間、梁心材３４Ａ、３４Ｂを炭化・燃焼温度未満に抑え、梁心材３４Ａ、３４Ｂを燃焼させずに燃え止まらせることができる。

【0038】

また、第１実施形態の梁構造１０では、図３に示すように、モルタルバー２４や第２集成材２２Ａ、２２Ｂによって切り欠き部４４が覆われるので、切り欠き部４４へ断熱材を充填する等の耐火処理を施さなくてよい。

【0039】

次に、本発明の第２実施形態に係る梁構造について説明する。

【0040】

第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図４（ｅ）の端面図に示すように、本発明の第２実施形態に係る梁構造５２は、第１実施形態の梁構造１０と略等しい構成によって梁５４を構成している。後に説明する図４（ｂ）に示すように、第２集成材２２Ａ、２２Ｂに貫通孔５８が形成され、モルタルバー２４に貫通孔５６が形成されている点が、梁構造１０と異なっている。

【0041】

梁１８を製作する手順は、まず、図４（ａ）に示すように、単材２６を集成接着して第１集成２０Ａ、２０Ｂ、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂを形成する。第１実施形態と同様に、第１集成２０Ａ、２０Ｂは、単材２６を集成接着する際に、高い圧力（例えば、１００ｔｏｎ／ｍ^２程度の圧力）で圧締する。

【0042】

次に、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂと、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに形成された溝部２８Ａ、２８Ｂとに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定する。溝部２８Ａには、モルタルバー２４の右半分が配置され、溝部２８Ｂには、モルタルバー２４の左半分が配置される。

【0043】

第２集成材２２Ａ、２２Ｂの上部と下部とに位置し、燃え代層４０Ａ、４０Ｂを形成する単材２６には、後に説明する図４（ｂ）の手順においてボルト１４及びナット１６の挿入が可能な貫通孔５８が形成されている。また、外面４８Ａ、４８Ｂの上部と下部とに固定され、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂを形成するモルタルバー２４には、後に説明する図４（ｂ）の手順においてボルト１４及びナット１６の挿入が可能な貫通孔５６が形成されている。なお、貫通孔５６の位置や数は、適宜決めればよい。例えば、モルタルバー２４の間に配置されて燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂを形成する単材２６に貫通孔５６を形成してもよい。

【0044】

次に、第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付けて、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを形成する。第１集成材２０Ａ、２０Ｂへの第２集成材２２Ａ、２２Ｂの取り付けは、第２集成材２２Ａ、２２Ｂにおける溝部３０Ａ、３０Ｂが形成されていない内面５０Ａ、５０Ｂを、第１集成材２０Ａ、２０Ｂにおけるモルタルバー２４が固定されずに露出している外面４８Ａ、４８Ｂに、接着剤により接着固定することによって行う。

【0045】

第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付けた状態で、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに固定されたモルタルバー２４は、溝部３０Ａ、３０Ｂに配置され、溝部２８Ａに固定されたモルタルバー２４の左半部は、溝部３０Ａに配置され、溝部２８Ｂに固定されたモルタルバー２４の右半部は、溝部３０Ｂに配置される。

【0046】

次に、図４（ｂ）に示すように、第１集成材２０Ａの内面４６Ａに形成された溝部２８Ａに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定し、このモルタルバー２４の左半分を溝部２８Ａに配置する。

【0047】

さらに、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを梁幅方向３２へ左右に配置し、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂの梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士を合わせた状態で、貫通孔４２へボルト１４を貫通させ、ボルト１４の両端にナット１６を締め付けて、図４（ｃ）に示すように、ボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを一体に接合する。ボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合した状態で、ボルト１４の端部及びナット１６は、切り欠き部４４に収容され、また、モルタルバー２４は、第１集成材２０Ｂの内面４６Ｂに形成された溝部２８Ｂに右半分が配置される。

【0048】

次に、図４（ｄ）に示すように、貫通孔５６内に、モルタル、ロックウール等の断熱材Ｍを充填して耐火処理を施し、図４（ｅ）に示すように、貫通孔５８に埋め木６０を埋め込んで、梁５４が完成する。

【0049】

このように、第２実施形態の梁構造５２では、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを梁幅方向３２へ左右に配置し、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ同士）を合わせた状態で、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合して、梁５４を構成している。

【0050】

また、図５の拡大図に示すように、貫通孔５６内には、モルタル、ロックウール等の断熱材Ｍが充填されて耐火処理が施され、貫通孔５８には、埋め木６０が埋め込まれているので、切り欠き部４４から梁心材３４Ａ、３４Ｂへ熱が進入することを防いでいる。

【0051】

次に、本発明の第２実施形態に係る梁構造の作用と効果について説明する。

【0052】

本発明の第２実施形態の梁構造５２では、第１実施形態の梁構造１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、図４（ｅ）に示すように、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合手段としてのボルト１４及びナット１６により接合することで、梁幅の大きな梁を構築することができる。また、梁心材３４Ａ、３４Ｂの接合面には、大きな引張力が発生しないので、接合手段（ボルト１４及びナット１６）の接合力は小さくてよい。よって、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。

【0053】

また、第２実施形態の梁構造５２では、図４（ａ）に示すように、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂ同士を接合する前に、第２集成材２２Ａ、２２Ｂを第１集成材２０Ａ、２０Ｂに取り付けるので、圧締装置により圧締して、第１集成材２０Ａ、２０Ｂに第２集成材２２Ａ、２２Ｂを接着固定する場合、梁５４の梁幅半分の厚さの部材に対して圧締を行えばよいので、圧締装置を小規模のものにすることができる。

【0054】

次に、本発明の第３実施形態に係る梁構造について説明する。

【0055】

第３実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図６（ｅ）の端面図に示すように、本発明の第３実施形態に係る梁構造６２は、第１実施形態の梁構造１０と略等しい構成によって梁６４を構成している。貫通孔４２の一方端部に形成されていた切り欠き部４４が形成されておらず、後に説明する図６（ｃ）の手順においてボルト１４の挿入が可能な貫通孔６６がモルタルバー２４に形成され、周囲に耐火部材７２が設けられる（図７を参照のこと）とともにボルト１４の挿入が可能な貫通孔６８が、第２集成材２２Ａ、２２Ｂに形成され、ボルト１４の端部及びナット１６が収容され貫通孔６８の一方端部と連通する切り欠き部７０が、第２集成材２２Ａ、２２Ｂに形成されている点が、梁構造１０と異なっている。

【0056】

梁６４を製作する手順は、まず、図６（ａ）に示すように、単材２６を集成接着して第１集成２０Ａ、２０Ｂを形成する。第１実施形態と同様に、第１集成２０Ａ、２０Ｂは、単材２６を集成接着する際に、高い圧力（例えば、１００ｔｏｎ／ｍ^２程度の圧力）で圧締する。

【0057】

次に、図６（ｂ）に示すように、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂと、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに形成された溝部２８Ａ、２８Ｂとに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定する。

【0058】

溝部２８Ａには、モルタルバー２４の右半分が配置され、溝部２８Ｂには、モルタルバー２４の左半分が配置される。また、外面４８Ａ、４８Ｂの上部と下部とに固定され、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂを形成するモルタルバー２４には、後に説明する図６（ｃ）の手順においてボルト１４の挿入が可能な貫通孔６６が形成されている。なお、貫通孔６６の位置や数は、適宜決めればよい。例えば、モルタルバー２４の間に配置されて燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂを形成する単材２６に貫通孔６６を形成してもよい。

【0059】

次に、図６（ｃ）に示すように、第１集成材２０Ａの内面４６Ａに形成された溝部２８Ａに、モルタルバー２４を接着剤や釘等を用いて固定し、このモルタルバー２４の左半分を溝部２８Ａに配置する。

【0060】

さらに、第２集成材２２Ａ、第１集成材２０Ａ、第１集成材２０Ｂ、第２集成材２２Ｂを、梁幅方向３２の左側から右側へこの順に配置し、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ同士）を合わせた状態で、切り欠き部７０、及び貫通孔４２、６６、６８へボルト１４を貫通させ、ボルト１４の両端にナット１６を締め付けて、図６（ｄ）に示すように、ボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂ、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂを一体に接合する。

【0061】

この状態で、ボルト１４の端部及びナット１６は、切り欠き部７０に収容され、第１集成材２０Ａの内面４６Ａに形成された溝部２８Ａに固定されたモルタルバー２４は、第１集成材２０Ｂの内面４６Ｂに形成された溝部２８Ｂに右半分が配置される。また、第１集成材２０Ａ、２０Ｂの外面４８Ａ、４８Ｂに固定されたモルタルバー２４は、溝部３０Ａ、３０Ｂに配置され、溝部２８Ａに固定されたモルタルバー２４の左半部は、溝部３０Ａに配置され、溝部２８Ｂに固定されたモルタルバー２４の右半部は、溝部３０Ｂに配置される。

【0062】

次に、図６（ｅ）に示すように、切り欠き部７０内に、ロックウール、モルタル等の断熱材Ｍを充填して耐火処理を施し、梁６４が完成する。

【0063】

このように、第３実施形態の梁構造６２では、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを梁幅方向３２へ左右に配置し、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面同士（第１集成材２０Ａ、２０Ｂの内面４６Ａ、４６Ｂ同士）を合わせた状態で、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合して、梁６４を構成している。

【0064】

図７の拡大図に示すように、貫通孔６８の周囲には、モルタルにより形成された筒状の耐火部材７２が単材２６と一体に設けられているので、燃え代層４０Ａ、４０Ｂが燃焼した場合においても、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により第１集成材２０Ａ、２０Ｂが接合された状態を維持することができる。

【0065】

次に、本発明の第３実施形態に係る梁構造の作用と効果について説明する。

【0066】

本発明の第３実施形態の梁構造６２では、第１実施形態の梁構造１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、図６（ｅ）に示すように、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合手段としてのボルト１４及びナット１６により接合することで、梁幅の大きな梁を構築することができる。また、梁心材３４Ａ、３４Ｂの接合面には、大きな引張力が発生しないので、接合手段（ボルト１４及びナット１６）の接合力は小さくてよい。よって、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。

【0067】

また、第３実施形態の梁構造６２では、図６（ｃ）に示すように、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により、第１集成材２０Ａ、２０Ｂ、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂを接合するので、第１集成材２０Ａ、２０Ｂに第２集成材２２Ａ、２２Ｂを接着固定する必要がなくなる。

【0068】

以上、本発明の第１〜第３実施形態について説明した。

【0069】

なお、第１〜第３実施形態では、図１（ｆ）、図４（ｅ）、及び図６（ｅ）に示すように、梁心材３４Ａ、３４Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂを、一般木材を製材した単材２６を集成接着した第１集成材２０Ａ、２０Ｂと、第２集成材２２Ａ、２２Ｂとによって形成した例を示したが、梁心材３４Ａ、３４Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂは、木材によって形成されていればよい。例えば、第１集成材２０Ａ、２０Ｂ、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂと同じ形状に一般木材を加工したものによって、梁心材３４Ａ、３４Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂを形成してもよい。

【0070】

また、第１〜第３実施形態で示した燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂは、火炎及び熱の進入を抑えて燃え止まり効果を発揮できる層であればよい。例えば、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂは、難燃性を有する層や熱の吸収が可能な層であればよい。

【0071】

難燃性を有する層としては、木材に難燃薬剤を注入して不燃化処理した難燃薬剤注入層が挙げられる。熱の吸収が可能な層は、一般木材よりも熱容量が大きな材料、一般木材よりも断熱性が高い材料、又は一般木材よりも熱慣性が高い材料によって形成してもよいし、これらの材料と一般木材とを組み合わせて形成してもよい（第１〜第３実施形態では、一般木材よりも熱容量が大きな材料であるモルタルバー２４と、一般木材により形成された単材２６とを交互に配置することにより燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂを形成した例を示している）。また、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを組み合わせて（例えば、難燃性を有する層と、熱の吸収が可能な層とを交互に配置して）燃え止まり層を形成してもよい。

【0072】

一般木材よりも熱容量が大きな材料としては、モルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント、石膏等の無機質材料、各種の金属材料などが挙げられる。一般木材よりも断熱性が高い材料としては、けい酸カルシウム板、ロックウール、グラスウールなどが挙げられる。一般木材よりも熱慣性が高い材料としては、セランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等の木材が挙げられる。

【0073】

さらに、第１〜第３実施形態では、図１（ｆ）、図４（ｅ）、及び図６（ｅ）に示すように、梁１８、５４、６４が、梁心材３４Ａ、３４Ｂ、燃え止まり層３８Ａ、３８Ｂ、及び燃え代層４０Ａ、４０Ｂを有して構成されている例を示したが、梁は、荷重を支持する木製の梁心材と、この梁心材の外面に設けられた外面層とを有していればよい。外面層は、例えば、燃え止まり層や燃え代層のみで構成してもよいし、燃え止まり層の周囲を燃え代層以外の層（例えば、薄い木製の仕上げ材）で取り囲むようにしてもよい。また、梁心材と、梁心材の外面に設けられた外面層とを有していれば、梁心材、燃え止まり層、燃え代層、外面層は、どのような材料によって形成してもよい。

【0074】

さらに、第１〜第３実施形態では、図１（ｆ）、図４（ｅ）、及び図６（ｅ）に示すように、梁１８、５４、６４の上部に外面層が形成されていない例を示したが、梁の上面にも耐火性を確保させる必要があるときには、梁１８、５４、６４の上部（梁心材３４Ａ、３４Ｂの上面）に外面層を形成してもよい。

【0075】

また、第１及び第２実施形態では、図３及び図５に示すように、接合手段としてのボルト１４及びナット１６により、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合した例を示したが、梁心材３４Ａ、３４Ｂ（切り欠き部４４の底面）とナット１６との間にプレートを介在させてもよい。このようにすれば、ナット１６を締め付けるときに、このナット１６が梁心材３４Ａ、３４Ｂにめり込むのを防ぐことができる。

【0076】

さらに、第１〜第３実施形態では、ボルト１４及びナット１６を接合手段とした例を示したが、ボルト１４及びナット１６の位置や数は、適宜決めればよい。また、ボルト１４の張力を大きくして、第１集成材２０Ａ、２０Ｂ、モルタルバー２４、及び第２集成材２２Ａ、２２Ｂへ圧縮力を付与し、これらの部材同士の一体化を高めるようにしてもよい。このようにすれば、横力やねじれに対する梁の強度を向上させることができる。

【0077】

また、このように、接合手段（ボルト１４及びナット１６）により構成部材（梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ）同士を圧縮した状態で接合すれば、横力やねじれに対する強度の高い部材（梁１８、５４、６４）を構築できるので、この考え方を柱に適用してもよい。すなわち、柱心材、及び柱心材の外面に設けられた外面層を備えた柱構成部材同士を、接合手段（ボルト１４及びナット１６）により圧縮した状態で接合し、第１〜第３実施形態で示した梁１８、５４、６４の横断面と略同様の構成の水平断面を有する柱を形成してもよい。

【0078】

さらに、第１〜第３実施形態では、ボルト１４及びナット１６を接合手段とした例を示したが、梁幅方向に複数配置された梁構成部材の梁心材の側面を合わせて接合することができるものであればよく、例えば、図８（ａ）〜（ｄ）に示す方法で、梁構成部材同士を接合してもよい。

【0079】

図８（ａ）に示す梁７４は、梁心材３４Ａ、３４Ｂに埋設して接着固定した板状の接合金具７８を接合手段とした梁構造７６により形成されたものであり、図８（ｂ）に示す梁８０は、梁心材３４Ａ、３４Ｂに埋設して接着固定したコの字状の接合金具８４を接合手段とした梁構造８２により形成されたものであり、図８（ｃ）に示す梁８６は、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂの側面（梁心材３４Ａ、３４Ｂの内面）に形成したコッター９０を接合手段とした梁構造８８により形成されたものであり、図８（ｄ）の梁９２は、梁構成部材１２Ａ、１２Ｂの側面（梁心材３４Ａ、３４Ｂの内面）同士を接着固定する接着剤９６を接合手段とした梁構造９４により形成されたものである。

【0080】

梁心材３４Ａ、３４Ｂの接合面（内面）には、大きな引張力（梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ同士を梁幅方向３２へ分離させようとする力）が発生しないので、梁心材３４Ａ、３４Ｂの側面（内面）を合わせて接合する接合手段の接合力は小さくてよい。よって、図８（ａ）〜（ｄ）に示す梁７４、８０、８６、９２においても、製作設備の制約に大きく影響されずに、大きな構造断面の木製梁を製作することができる。例えば、図８（ｄ）の接着剤９６は、接着力の小さいものでもよいし、また、接合面に部分的に塗布するようにしてもよい。

【0081】

また、第１〜第３実施形態では、２つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂを接合して梁１８、５４、６４を形成した例を示したが、図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、３つ以上の梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接続して梁を形成してもよい。図９（ａ）に示すように、梁構成部材１２Ｃは、梁心材３４Ｃと、梁心材３４Ｃの下面に形成された燃え止まり層３８Ｃと、燃え止まり層３８Ｃの下面に形成された燃え代層４０Ｃとを有して構成されているものであり、梁心材３４Ｃ、燃え止まり層３８Ｃ、及び燃え代層４０Ｃと、梁心材３４Ａ、燃え止まり層３８Ａ、及び燃え代層４０Ａとは、同じ材料によって形成されている。

【0082】

図９（ａ）は、第１実施形態の梁構造１０を用いて５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁９８を形成したものである。さらに、図９（ｂ）は、第１実施形態の梁構造１０を応用して５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁１００を形成したものである。梁１００では、接合手段としてのボルト１４、頭付きボルト１０２、及びナット１６によって、隣り合う梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ同士のみを接合している。梁１００のような構成にすれば、任意の数の梁構成部材を、同じ接合手段を用いて接合することができる。すなわち、接合手段に汎用性を持たせることができ、標準化を図ることができる。

【0083】

また、図９（ｃ）は、図８（ａ）に示す梁構造７６を用いて５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁１０４を形成したものであり、図９（ｄ）は、図８（ｂ）に示す梁構造８２を用いて５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁１０６を形成したものであり、図９（ｅ）は、図８（ｃ）に示す梁構造８８を用いて５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁１０８を形成したものであり、図９（ｆ）は、図８（ｄ）に示す梁構造９４を用いて５つの梁構成部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを接合し、梁１１０を形成したものである。

【0084】

以上、本発明の第１〜第３実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第１〜第３実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0085】

１０、５２、６２、７６、８２、８８、９４ 梁構造
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 梁構成部材
１４ ボルト（接合手段）
１６ ナット（接合手段）
３２ 梁幅方向
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ 梁心材
３６Ａ、３６Ｂ 外面層
３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ 燃え止まり層
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 燃え代層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】