特開 2022-8273 木構造物の接合部の補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022008273

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】木構造物の接合部の補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/26 20060101AFI20220105BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

E04B1/26 F

E04B1/58 507L

E04B1/58 505L

E04B1/26 G

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021114107

(22)【出願日】2021-07-09

(62)【分割の表示】P 2020109461の分割

【原出願日】2020-06-25

(71)【出願人】

【識別番号】519350384

【氏名又は名称】デザインアンドイノベーション株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】澤田 圭

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 貴信

(72)【発明者】

【氏名】上田 麟太郎

(72)【発明者】

【氏名】坂本 明男

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA03

2E125AA13

2E125AA45

2E125AB12

2E125AC07

2E125AC23

2E125AC24

2E125AG04

2E125AG12

2E125BB02

2E125BB08

2E125BC09

2E125BE02

2E125BE07

2E125BF01

2E125CA14

2E125CA79

2E125CA81

(57)【要約】

【課題】構造材の接合部において作用する木材の繊維直交方向に繊維同士を引き離す力に対抗することができる木構造物の接合部の補強構造を提供する。
【解決手段】木構造物の構造材同士を接合する木構造物の接合部の補強構造１’において、針状又は棒状の接続具５’が、少なくとも一方の構造材（第１梁３’，第２梁４’）の木材の繊維方向に沿って挿通され、接続具５’が一方の構造材（第１梁３’，第２梁４’）から抜け出して一方の構造材（第１梁３’，第２梁４’）が内部から膨張圧力を受けて割れてしまうことを防ぐために、連続繊維補強材の繊維方向を一方向に揃えたＵＤ繊維材（６’，７’，８’）が、一方の構造材（第１梁３’，第２梁４’）の長手方向と直交する断面を覆うように、一方の構造材（第１梁３’，第２梁４’）の繊維方向と直交する方向に巻回する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

木構造物の構造材同士を接合する木構造物の接合部の補強構造であって、
針状又は棒状の接続具が、少なくとも一方の構造材の木材の繊維方向に沿って挿通され、
前記接続具が前記一方の構造材から抜け出して前記一方の構造材が内部から膨張圧力を受けて割れてしまうことを防ぐために、連続繊維補強材の繊維方向を一方向に揃えたＵＤ繊維材が、前記一方の構造材の長手方向と直交する断面を覆うように、前記一方の構造材の繊維方向と直交する方向に巻回されていること
を特徴とする木構造物の接合部の補強構造。

【請求項2】

前記一方の構造材に他方の構造材が直交して設けられ、
前記接続具が前記他方の構造材の内部に挿通されており、
前記他方の構造材の表面には、前記ＵＤ繊維材とは別のＵＤ繊維材が、前記接続具と直交する方向、かつ、前記他方の構造材の繊維方向と直交する方向に接着されていること
を特徴とする請求項１に記載の木構造物の接合部の補強構造。

【請求項3】

前記ＵＤ繊維材は、厚さが０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２の薄膜状となっていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の木構造物の接合部の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、木造軸組構法、木造枠組壁構法、木質ラーメン構法などの主要構造材を木質材料から構成した木構造物の接合部の補強構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

木材は、繊維（木目に沿う）方向とその直交（木目を横切る）方向とでは、機械的性質（引張り強度やヤング係数など）が大きく異なる代表的な異方性材料である。

【0003】

一方、柱と梁、柱と土台、梁同士などの木構造物の木質材料からなる主要構造材同士を接合している接合部は、釘、木ねじ、ボルトなどの針状又は棒状の接合体を各木質材料に挿入して連結されたり、又は前記針状又は棒状の接合体を挿入した上、金属製プレートなどの補強部材を介して連結されたりしていることが一般的である。

【0004】

そのため、このような木構造物の接合部に外力が作用した場合は、前記針状又は棒状の接合体を介して接合部に伝わることとなる。よって、このような木構造物の接合部に強い引張力が負荷される場合は、前記針状又は棒状の接合体に応力が集中し、繊維直交方向の引張強度が低いために、繊維同士を引き離す力に耐えきれず、割裂破壊（繊維方向に沿って裂ける破壊）など脆性的な破壊を起こす危険性がある。

【0005】

このような脆性的な破壊を回避する技術として、繊維直交方向の引張強度を上げるために、木ねじを打ち込むことが提案されている。例えば、特許文献１には、木梁２の木口２ａが柱１の側面と対面し、ピン３が該木口２ａよりも基端側の位置で梁２と直交する方向に向けられて梁２の肉内に通され、該ピン３を柱１側からの梁２の抜けを阻止する抜止め材としている柱梁接合部において、ビス７…又は釘が、梁２の木口２ａとピン３との間の位置でピン３及び梁２と直交する方向に向けられて梁２の肉内に打ち込まれ、該ビス７…又は釘が、ピン３を挟む一方の側の梁の肉部ともう一方の側の梁の肉部とにわたされている木材接合部の補強構造が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１１］～［００２０］、図面の図１～図５等参照）。

【0006】

また、特許文献２には、木材同士の交叉位置における接合箇所を、結合金具８を用いて剛結合するようにした木質構造物の木材接合部の構造において、木材接合部を構成する一方の木材の木材接合部の近傍位置に、結合金具８に起因して一方の木材に生じる割裂９を防止するために、一方の木材の繊維方向（木材繊維方向）と交叉する方向に木材の割裂防止用ねじ具６をねじ込むようにして設けた木材接合部の補強構造が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２５］～［００３７］、図面の図１～図５等参照）。

【0007】

しかし、特許文献１の木材接合部の補強構造や特許文献２の木材接合部の補強構造は、有効となる条件が限定されるほか、木ねじ自体が新たな応力集中部になる懸念があるなど、十分な対策とは言えないという問題があった。

【0008】

また、従来から木材同士を接合する方法として、木材接合部の各木材にほぞ孔を設け、そのほぞ孔に全ねじボルトや異形鋼棒などの接続具を挿入してその周りを接着剤で固めて木材同士を接合するグルードインロッド（ＧＩＲ：Glued in Rod）構法が知られている。しかし、特許文献１の木材接合部の補強構造や特許文献２の木材接合部の補強構造は、このグルードインロッド（ＧＩＲ）構法で接合された木材接合部に外力が作用した場合において、接続具が接着剤やその周囲の木材繊維ごと木材から抜け出して木材が内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうことを防ぐことができないという問題もあった。

【0009】

一方、特許文献３には、木構造物（木造建築物）の柱－梁接合部において、木材の表面に炭素繊維強化プラスチックからなる補強具１が接着されて補強された木材接合部の補強方法及び補強構造が開示されている（特許文献３の明細書の段落［００７２］～［００７６］、図面の図１０等参照）。

【0010】

しかし、特許文献３に記載の木材接合部の補強方法では、木材の一面にしか炭素繊維強化プラスチックからなる補強具１が接着されておらず、木材に作用する繊維直交方向に繊維同士を引き離す力に対抗することはできず、前述の割裂破壊など脆性的な破壊を防ぐことができないという問題は解消できていなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００７－９２４１８号公報

【特許文献2】特開２００８－２０２３４６号公報

【特許文献3】特許第６１５０３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、構造材の接合部において作用する木材の繊維直交方向に繊維同士を引き離す力に対抗することができる木構造物の接合部の補強構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

第１発明に係る木構造物の接合部の補強構造は、木構造物の構造材同士を接合する木構造物の接合部の補強構造であって、針状又は棒状の接続具が、少なくとも一方の構造材の木材の繊維方向に沿って挿通され、前記接続具が前記一方の構造材から抜け出して前記一方の構造材が内部から膨張圧力を受けて割れてしまうことを防ぐために、連続繊維補強材の繊維方向を一方向に揃えたＵＤ繊維材が、前記一方の構造材の長手方向と直交する断面を覆うように、前記一方の構造材の繊維方向と直交する方向に巻回されていることを特徴とする。

【0014】

第２発明に係る木構造物の接合部の補強構造は、第１発明において、前記一方の構造材に他方の構造材が直交して設けられ、前記接続具が前記他方の構造材の内部に挿通されており、前記他方の構造材の表面には、前記ＵＤ繊維材とは別のＵＤ繊維材が、前記接続具と直交する方向、かつ、前記他方の構造材の繊維方向と直交する方向に接着されていることを特徴とする。

【0015】

第３発明に係る木構造物の接合部の補強構造は、第１発明又は第２発明において、前記ＵＤ繊維材は、厚さが０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２の薄膜状となっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

第１発明によれば、ＵＤ繊維材が、一方の構造材の表面に接続具と直交する方向、かつ、一方の構造材の繊維方向と直交する方向に接着されているので、表面に接着したＵＤ繊維材だけで構造材に貫通孔などの欠損部分を設けることなく、木材に作用する繊維直角方向に繊維同士を引き離す力に対抗することができる。

【0017】

第２発明、第３発明によれば、ＵＤ繊維材が、一方の構造材の長手方向と直交する断面を覆うように、一方の構造材の繊維方向と直交する方向に巻回されているので、構造材に貫通孔などの欠損部分を設けることなく、木材に作用する繊維直角方向に繊維同士を引き離す力に対抗することができる。それに加え、第２発明、第３発明によれば、グルードインロッド構法で接合された構造材の木材接合部に外力が作用した場合において、接続具が接着剤やその周囲の木材繊維ごと木材から抜け出して木材が内部から膨張圧力を受けて割れてしまうことを防ぐことができる。

【0018】

特に、第３発明によれば、木構造物の通し柱と梁の接合部をグルードインロッド構法で接合した場合において、ＵＤ繊維材で通し柱の木材に作用する繊維直角方向に繊維同士を引き離す力に対抗して通し柱が接続具を起点に木材の繊維に沿って割れることを防止することができる。

【0019】

特に、第４発明によれば、ＵＤ繊維材は、厚さが０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２の薄膜状となっているので、角材に巻き付けるなど可撓性に富んで扱い易いだけでなく、現場において通常作業員が携帯している道具による切断、加工、及び接着が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造を示す斜視図であり、一部（Ａ部）を拡大して示している。

【図2】図２は、同上の補強構造のホールダウン金物のホールダウンプレートを示す斜視図である。

【図3】図３は、同上のホールダウンプレートを示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が平面図である。

【図4】図４は、同上のホールダウン金物の鋼棒の上部のみを示す斜視図である。

【図5】図５は、同上のホールダウン金物の木ビスのみを示す図であり、（ａ）が頭部から見た平面図、（ｂ）が側面図である。

【図6】図６は、本発明の第２実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造を示す斜視図である。

【図7】図７は、同上の補強構造の各梁の鉛直断面を示す断面図であり、（ａ）が第１梁の断面図、（ｂ）が第２梁の断面図である。

【図8】図８は、同上の補強構造の通し柱及びその通し柱に接着されたＵＤ繊維材を主に示す斜視図である。

【図9】図９は、同上の補強構造の第１梁及びその第１梁に接着されたＵＤ繊維材を主に示す斜視図である。

【図10】図１０は、同上の補強構造の第２梁及びその第２梁に接着されたＵＤ繊維材を主に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

［第１実施形態］
先ず、図１～図４を用いて、本発明の第１実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１（以下、単に補強構造１という場合もある）について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る補強構造１は、木構造物として一般の木造軸組構法で建築された戸建の建築物を例示し、その主要構造材である土台２（他方の構造材）と柱３（一方の構造材）との接合部に適用した場合を例示して説明する。なお、符号４は、鉄筋コンクリート製の基礎４を示している。また、図示Ｘ方向が桁行方向Ｘであり、Ｙ方向が梁間方向であり、Ｚ方向が上下方向である。

【0023】

図１に示すように、本実施形態に係る補強構造１は、一方の構造材である柱３と、他方の構造材である土台２との接合部の補強構造であって、基礎４上に桁行方向Ｘを長手方向として設置された土台２と、この土台２上に上下方向Ｚを長手方向として設置された柱３とを備えている。また、補強構造１は、地震時や台風時に柱３が横架材である土台２や梁（図示せず）から抜けるのを防ぐために、基礎４と柱３とを緊結するホールダウン金物５で接合されている。なお、ホールダウン金物５は、柱３の柱脚及び柱頭の両方に設けるものであるが、下部の柱３の柱脚のみを例示して説明する。

【0024】

（土台及び柱）
土台２及び柱３は、建築物の構造耐力上主要な構造材であり、一般的な木材からなる。勿論、土台２及び柱３は、集成材や単板積層材（LVL:Laminated Veneer Lumber）などの他の木質材としてもよいことは云うまでもない。集成材や単板積層材は、通常の木材より反りや強度のばらつきは抑えられるものの、木材の繊維方向を揃えて並行に接着するものであり、通常の木材と同様に、繊維に沿って割れるという前述の問題点を有しており、本発明を好適に適用できるからである。

【0025】

土台２は、図１に示すように、桁行方向Ｘを長手方向として基礎４上に設置されているため、木材の繊維方向も桁行方向Ｘに沿って設置されていることになる。また、柱３は、図１に示すように、上下方向Ｚを長手方向として土台２上に立設されているため、木材の繊維方向は、上下方向Ｚに沿った状態で設置されている。

【0026】

（基礎）
基礎４は、一般的な鉄筋コンクリート製の布基礎又はべた基礎であり、後述の鋼棒５１の下部がアンカーとして基礎４のコンクリート内に定着されている。勿論、基礎４は、鉄筋コンクリートに限られず、ブロック製などの所定の強度を有した他の材質とすることも可能である。

【0027】

（ホールダウン金物）
次に、図１～図５を用いて、ホールダウン金物５についてさらに詳細に説明する。図２は、第１実施形態に係るホールダウン金物５のホールダウンプレート５０を示す斜視図である。また、図３は、第１実施形態に係るホールダウン金物５のホールダウンプレート５０を示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が平面図である。そして、図４は、第１実施形態に係るホールダウン金物５の鋼棒５１の上部のみを示す斜視図であり、図５は、第１実施形態に係るホールダウン金物５の木ビス５２のみを示す図であり、（ａ）が頭部から見た平面図、（ｂ）が側面図である。

【0028】

図１に示すように、ホールダウン金物５は、ホールダウンプレート５０と、このホールダウンプレート５０とボルト接合する鋼棒５１と、ホールダウンプレート５０を柱３に固定するための複数本の木ビス５２など、から構成されたビス止めホールダウン金物である。

【0029】

（（ホールダウンプレート））
本実施形態に係るホールダウンプレート５０は、自動車用加工性熱間圧延高張力鋼（JIS G 3134 SPFH590）からなる厚さ３．２ｍｍの鋼板を基体とする平板状の部材である。勿論ホールダウンプレート５０は、前述の基礎４と柱３とを緊結して柱の浮き上がり等を防止できる所定の強度を有していればどのような材質であってもよいことは云うまでもない。

【0030】

このホールダウンプレート５０は、図２，図３に示すように、プレート本体５３と、鋼棒５１の上端と接合するための断面Ｕ字状の接合部５４と、この接合部５４の周囲の曲げ剛性を高めるための左右一対の立上り部５５など、から構成されている。

【0031】

また、図２，図３に示すように、プレート本体５３の上部には、柱３に固定する木ビス５２を挿通するための複数（図示形態では５つ）のビス孔５６が形成されている。その上、プレート本体５３には、上部の剛性を向上するための凸部５７が形成されているとともに、接合部５４との接合部分の剛性を向上するための凸部５８が形成されている。

【0032】

なお、本実施形態に係る接合部５４は、熱間圧延高張力鋼（JIS G 3131 SPHC）からなる水平断面Ｕ字状となって鋼棒５１の上部のねじ部に螺合したナットを掛け止める部位であり、プレート本体５３に溶接されている。勿論、この接合部５４も、ホールダウンプレート５０と同様に、所定の強度を有していればどのような材質であっても構わない。また、立上り部５５は、プレート本体５３と同材からなり、縁部が曲げ加工されて形成されている。

【0033】

（（鋼棒））
本実施形態に係る鋼棒５１は、所定の強度区分（JIS B 1051強度区分4.8を満足する）相当の炭素鋼からなる高耐力両ねじボルトからなる。勿論、鋼棒５１も基礎４と柱３とを緊結して柱の浮き上がり等を防止できる所定の強度を有していればどのような材質であっても構わない。

【0034】

この鋼棒５１は、図１、図４に示すように、断面円形の丸鋼からなる鋼棒本体５１ａと、その上下両端（上部のみ図示）にねじ山が形成されたねじ部５１ｂとを備えている。鋼棒５１は、上下端のねじ部５１ｂにそれぞれナット５１ｃが螺合された状態で、下部が基礎４のコンクリート内にアンカーとして定着され、上部がナット５１ｃで接合部５４に掛け止められている（図１参照）。

【0035】

（（木ビス））
本実施形態に係る木ビス５２は、主要構造材である柱３にホールダウン金物５を接続して固定するための針状の接続具であり、図５に示すように、図示形態では、角ビットビスを例示している。この木ビス５２は、ねじ回し用の角形の凹部が形成された頭部５２ａと、スクリュー状のねじ山が形成された軸部５２ｂを備えている。

【0036】

また、図１に示すように、この木ビス５２は、前述のホールダウンプレート５０の５つのビス孔５６に挿通されて（図２，図３も参照）、柱３の表面から柱３の木材の繊維方向と直交する水平方向（桁行方向Ｘ）にねじ込まれ、ホールダウン金物５を柱３に固定する機能を有している。

【0037】

このため、ホールダウン金物５を固定する木ビス５２は、前述のように、地震や台風などで柱３が横架材である土台２や基礎４から浮き上がる力が作用した場合、ホールダウン金物５を介して木ビス５２が上下方向Ｚ（＝木材繊維方向）に沿ってずれ動き、柱３の木材の繊維同士を引き裂く力が働くことになり、割裂破壊など脆性的な破壊を起こす危険性があった。

【0038】

そこで、本実施形態に係る補強構造１では、図１に示すように、木ビス５２の上下方向Ｚ（＝木材繊維方向）に沿ったずれ動きにより柱３の木材の繊維同士を引き離す力に対抗するために、ＵＤ繊維材６がホールダウン金物５と柱３との間に接着されている。

【0039】

（ＵＤ繊維材）
次に、図１を用いて、ＵＤ繊維材について詳細に説明する。このＵＤ繊維材６は、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたいわゆるＵＤ（Uni-Direction：単一方向性）繊維（トゥ又はヤーン）からなる材料である。本実施形態に係るＵＤ繊維材６は、直径約５～７μｍの炭素繊維を数万本程度、適度に間隔をあけて配置してマトリックス樹脂であるポリアミド（ナイロン：登録商標）と一体化し、０．０７ｍｍ程度の厚さの薄膜状にした可撓性に富んだ炭素繊維樹脂成形品となっている。

【0040】

そして、図１に示すように、このＵＤ繊維材６は、柱３の表面に炭素繊維の繊維方向が、木ビス５２の軸方向と直交する方向、かつ、柱３の木材の繊維方向と直交する方向となる梁間方向Ｙと平行となるように接着又は粘着されている。このため、表面に接着したＵＤ繊維材６だけで構造材である柱３に貫通孔などの欠損部分を設けることなく、前述の木材に作用する繊維同士を引き離す力に対抗することができる。また、ＵＤ繊維材６は、前述のように、一方向に揃えたいわゆるＵＤ繊維からなるので、極めて少量の補強繊維で安価に一方向に作用する力に効率的に対抗することができる。

【0041】

補強繊維は、炭素繊維に限られず、アラミド繊維やガラス繊維であっても構わない、またボロン繊維や金属繊維など他の連続繊維補強材とすることもできる。要するに、補強繊維は、所定の引張強度を有する長尺の連続する連続繊維補強材であればよい。但し、炭素繊維は、一般的なグレードでも引張強度が２６９０Ｎ／ｍｍ^２程度と非常に高く、比重が鉄の４分の１、比強度が１０倍、比弾性率が７倍と軽くて優れた力学的特性を有することから他の連続繊維補強材と比べて好適である。

【0042】

なお、ＵＤ繊維材６は、硬化した樹脂成型品が好ましい、木材の表面に接着するだけで、その補強繊維で木材の繊維同士を引き離す力に対抗することができるからである。但し、ＵＤ繊維材６は、プリプレグ状態となっていても、一方向クロスの様に繊維を引き揃えた状態でも構わない。その場合は、現場でマトリックス樹脂を硬化させる必要がある。

【0043】

また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂でも、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂でもよい。つまり、マトリックス樹脂は、補強繊維である連続繊維補強材や用途に応じて適宜選択すればよい。

【0044】

接着剤や粘着剤は、連続繊維補強材と木材の両方に対して強力に接着出来れば、用途に応じて適宜選択すればよい。接着剤では変成シリコン系やエポキシ系など、粘着剤ではブチルゴム系などが有効である。連続繊維補強材として一方向クロス材を使う場合は、接着剤はマトリクス樹脂も兼ねる必要があるが、常温硬化のエポキシ樹脂に限定される訳では無く、レゾルシノール系、酢酸ビニル系、ウレタン系など木材との接着性を重視した選択も可能である。

【0045】

但し、ＵＤ繊維材６は、前述のように、極めて薄い薄膜状となっていることが好ましい。木構造物を建築する現場において通常作業員が携帯している道具により切断、加工、及び接着が容易となるからである。目安としては、ＵＤ繊維材６は、厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。角材である柱３の表面に容易に接着できる適度な柔軟性を有するように薄くできるとともに、必要な一方向（図示形態では梁間方向Ｙ）の強度を確保することができるからである。

【0046】

以上説明した第１実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１によれば、地震や台風などで柱３に土台２や基礎４から浮き上がる力が作用した場合、ホールダウン金物５を介して木ビス５２により柱３を繊維直交方向に繊維同士を引き裂く力が働くことになり、繊維方向に沿って木材が割裂破壊する。しかし、補強構造１は、ホールダウン金物５と柱３の間に、ＵＤ繊維材６の補強繊維の繊維方向が、木ビス５２の軸方向と直交する方向、かつ、柱３の木材の繊維方向と直交する方向となるように接着されている。

【0047】

このため、補強構造１によれば、柱３の表面に接着したＵＤ繊維材６だけで構造材である柱３に貫通孔などの欠損部分を設けることなく、木材に作用する繊維同士を引き離す力に対抗することができる。

【0048】

また、補強構造１によれば、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたＵＤ繊維材６とすることにより、極めて少量の補強繊維で安価に一方向に作用する力に効率的に対抗することができる。

【0049】

それに加え、補強構造１によれば、ＵＤ繊維材６の厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２となっていることにより、可撓性に富んで扱い易いだけでなく、現場において通常作業員が携帯している道具による切断、加工、及び接着が容易となる。

【0050】

［第２実施形態］
次に、図６～図１０を用いて、本発明の第２実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１’（以下、単に補強構造１’という場合もある）について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１’を示す斜視図である。また、図７は、補強構造１’の各梁の鉛直断面を示す断面図であり、（ａ）が第１梁３’の断面図、（ｂ）が第２梁４’の断面図である。本実施形態に係る補強構造１は、木構造物として一般の木造軸組構法で建築された戸建の建築物を例示し、その主要構造材である通し柱２’（他方の構造材）と、第１梁３’及び第２梁４’（一方の構造材）との接合部に適用した場合を例示して説明する。

【0051】

図６に示すように、本実施形態に係る補強構造１’は、上下方向Ｚを長手方向として設置された通し柱２’と、この通し柱２’に桁行方向Ｘを長手方向として接合された第１梁３’と、通し柱２’に梁間方向Ｙを長手方向として接合された第２梁４’と、を備えた他方の構造材である通し柱２’と、一方の構造材である第１梁３’及び第２梁４’との接合部の補強構造である。

【0052】

また、補強構造１’は、接合部の各木材にほぞ孔を設け、そのほぞ孔に全ねじボルトや異形鋼棒などの棒状の接続具５’を挿入してその周りを接着剤で固めて木材同士を接合するグルードインロッド構法により、通し柱２’、第１梁３’、及び第２梁４’が接合されている。

【0053】

なお、図７に示すように、接続具５’同士が干渉しないように、第１梁３’のほぞ孔３０’は、上下方向Ｚにおいて内側に入った高さに削孔され、第２梁４’のほぞ孔４０’は、上下方向Ｚにおいて外側に出た高さに削孔されている。

【0054】

（通し柱）
通し柱２’は、第１実施形態に係る補強構造１の柱３と同様に、建築物の構造耐力上主要な構造材で一般的な木材からなり、上下方向Ｚを長手方向として設置されているため、木材の繊維方向も上下方向Ｚに沿ったものとなっている。勿論、通し柱２’も、集成材や単板積層材などの他の木質材としてもよい。

【0055】

また、本実施形態に係る補強構造１’は、グルードインロッド構法により接合されているので、通し柱２’には、図８に示すように、ほぞ孔２０’が削孔されているとともに、棒状の接続具５’が挿通されている。図８は、補強構造１’の通し柱２’及びその通し柱２’に接着されたＵＤ繊維材６’を主に示す斜視図である。

【0056】

このため、地震や台風などで通し柱２’が横架材である第１梁３’や第２梁４’から浮き上がる力が作用した場合、相対的にほぞ孔２０’に挿通された接続具５’が上下方向Ｚ（＝木材繊維方向）に沿ってずれ動き、通し柱２’の木材の繊維同士を引き裂く力が働くことになり、割裂破壊など脆性的な破壊を起こす危険性があった。

【0057】

そこで、補強構造１’では、図８に示すように、通し柱２’の長手方向と直交する水平断面を覆うように、ＵＤ繊維材６’の補強繊維の繊維方向が、通し柱２’の木材の繊維方向と直交する方向に巻回されている。このため、ＵＤ繊維材６’の補強繊維の引張力でグルードインロッド構法により接合され接続具５’が上下方向Ｚ（＝木材繊維方向）に沿ってずれ動き、通し柱２’の木材の繊維同士を引き裂く力に対抗することができる。

【0058】

なお、このＵＤ繊維材６’は、前述の第１実施形態に係るＵＤ繊維材６と同様に、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたいわゆるＵＤ（Uni-Direction：単一方向性）繊維（トゥ又はヤーン）からなる材料である。本実施形態に係るＵＤ繊維材６’は、直径約５～７μｍの炭素繊維を数万本程度、適度に間隔をあけて配置してマトリックス樹脂あるナイロンと一体化し、０．０７ｍｍ程度の厚さの薄膜状にした可撓性に富んだ炭素繊維樹脂成形品となっている。

【0059】

また、ＵＤ繊維材６’も、ＵＤ繊維材６と同様に、厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。角材である通し柱２’の表面に容易に巻き付けて接着できる適度な柔軟性を有するように薄くできるとともに、必要な一方向（水平方向）の強度を確保することができるからである。その上、ＵＤ繊維材６’は、薄いことにより、補強繊維である炭素繊維に容易に図８に示すほぞ孔２０’に相当する貫通孔６０’を現場にある通常の道具で穿設することができる。

【0060】

（第１梁）
第１梁３’は、図６，図９に示すように、建築物の構造耐力上主要な構造材で一般的な木材からなり、桁行方向Ｘを長手方向として設置されているため、木材の繊維方向も水平方向かつ桁行方向Ｘに沿ったものとなっている。勿論、第１梁３’も、集成材や単板積層材などの他の木質材としてもよい。図９は、補強構造１’の第１梁３’及びその第１梁３’に接着されたＵＤ繊維材７’を主に示す斜視図である。

【0061】

また、第１梁３’同士は、通し柱２’を貫通してグルードインロッド構法により接合されているため、図９に示すように、ほぞ孔３０’が桁行方向Ｘに沿って形成されているとともに、そのほぞ孔３０’に棒状の接続具５’が挿通されている。このため、地震や台風などで第１梁３’に繰り返しの水平力等が作用した場合、接続具５’がほぞ孔３０’に沿って第１梁３’から抜け出す方向に引っ張られ、接着剤ごと接続具５’が桁行方向Ｘにずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうということが懸念されていた。

【0062】

そこで、補強構造１’では、図９に示すように、第１梁３’の長手方向と直交する断面を覆うように、ＵＤ繊維材７’の補強繊維の繊維方向が、第１梁３’の木材の繊維方向と直交する方向に巻回されている。このため、ＵＤ繊維材７’の補強繊維の引張力で、接着剤ごと接続具５’が桁行方向Ｘにずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうことを防止することができる。

【0063】

なお、このＵＤ繊維材７’も、前述のＵＤ繊維材６’と同材であり、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたいわゆるＵＤ繊維からなる材料である。また、ＵＤ繊維材７’も、ＵＤ繊維材６’と同様に、厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。角材である第１梁３’の表面に容易に巻き付けて接着できる適度な柔軟性を有するように薄くできるとともに、必要な一方向（図９の矢印で示す縦方向に旋回する方向）の強度を確保することができるからである。

【0064】

（第２梁）
第２梁４’は、図６，図１０に示すように、建築物の構造耐力上主要な構造材で一般的な木材からなり、梁間方向Ｙを長手方向として設置されているため、木材の繊維方向も水平方向かつ梁間方向Ｙに沿ったものとなっている。勿論、第２梁４’も、集成材や単板積層材などの他の木質材としてもよい。図１０は、補強構造１’の第２梁４’及びその第２梁４’に接着されたＵＤ繊維材８’を主に示す斜視図である。

【0065】

また、第２梁４’同士も、通し柱２’を貫通してグルードインロッド構法により接合されているため、図１０に示すように、ほぞ孔４０’が梁間方向Ｙに沿って形成されているとともに、そのほぞ孔３０’に棒状の接続具５’が挿通されている。このため、地震や台風などで第２梁４’に繰り返しの水平力等が作用した場合、接続具５’がほぞ孔４０’に沿って第２梁４’から抜け出す方向に引っ張られ、接着剤ごと接続具５’が梁間方向Ｙにずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうということが懸念されていた。

【0066】

そこで、補強構造１’では、図１０に示すように、ＵＤ繊維材８’が第２梁４’の長手方向と直交する断面を覆うように、第２梁４’の木材の繊維方向と直交する方向に巻回されている。このため、ＵＤ繊維材８’の補強繊維の引張力で、接着剤ごと接続具５’が梁間方向Ｙにずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうことを防止することができる。

【0067】

なお、このＵＤ繊維材８’も、前述のＵＤ繊維材６’と同材であり、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたいわゆるＵＤ繊維からなる材料である。また、ＵＤ繊維材８’も、ＵＤ繊維材６’と同様に、厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ２であることが好ましい。角材である第２梁４’の表面に容易に巻き付けて接着できる適度な柔軟性を有するように薄くできるとともに、必要な一方向（図１０の矢印で示す縦方向に旋回する方向）の強度を確保することができるからである。

【0068】

以上説明した第２実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１’によれば、地震や台風などで第１梁３’や第２梁４’に繰り返しの水平力等が作用した場合、接続具５’が第１梁３’や第２梁４’から抜け出す方向に引っ張られ、接着剤ごと接続具５’が木材の長手方向に沿ってずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうおそれがある。しかし、補強構造１’は、ＵＤ繊維材７’及びＵＤ繊維材８’の補強繊維の繊維方向が、第１梁３’や第２梁４’の木材の繊維方向と直交する方向に巻回されている。

【0069】

このため、補強構造１’によれば、ＵＤ繊維材７’及びＵＤ繊維材８’の補強繊維の引張力で、接着剤ごと接続具５’が各木材の長手方向に沿ってずれ動き、ずれ動く際に木材の内部から膨張圧力を受けて繊維方向に沿って割れてしまうことを防止することができる。

【0070】

また、補強構造１’によれば、通し柱２’の長手方向と直交する水平断面を覆うように、ＵＤ繊維材６’の補強繊維の繊維方向が、通し柱２’の木材の繊維方向と直交する方向に巻回されている。このため、ＵＤ繊維材６’の補強繊維の引張力でグルードインロッド構法により接合され接続具５’が上下方向Ｚに沿ってずれ動き、通し柱２’の木材の繊維同士を引き裂く力に対抗することができる。

【0071】

その上、補強構造１’によれば、補強繊維の繊維方向を一方向に揃えたＵＤ繊維材６’～８’とすることにより、極めて少量の補強繊維で安価に一方向に作用する力に効率的に対抗することができる。

【0072】

それに加え、補強構造１によれば、ＵＤ繊維材６’～８’の厚さが、０．０３ｍｍ～０．４ｍｍ程度であり、目付量が１５～２６０ｇ／ｍ^２となっていることにより、可撓性に富んで扱い易いだけでなく、現場において通常作業員が携帯している道具による切断、加工、及び接着が容易となる。

【0073】

以上、本発明の第１実施形態，第２実施形態に係る木構造物の接合部の補強構造１，１’、について詳細に説明した。しかし、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、例示した実施形態によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【0074】

特に、木構造物として一般の木造軸組構法で建築された戸建の建築物を例示して説明したが、木造軸組構法、木造枠組壁構法、木質ラーメン構法などの主要構造材を木質材料から構成した木構造物の接合部の補強構造には、本発明を適用することができる。また、土台と柱の接合部、通し柱と梁との接合部を例示して説明したが、木構造物の構造材同士の接合部には、本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１：木構造物の接合部の補強構造（第１実施形態）
２：土台（構造材）
３：柱（構造材）
４：基礎
５：ホールダウン金物
５０：ホールダウンプレート
５１：鋼棒
５１ａ：鋼棒本体
５１ｂ：ねじ部
５１ｃ：ナット
５２：木ビス（針状の接続具）
５２ａ：頭部
５２ｂ：軸部
５３：プレート本体
５４：接合部
５５；立上り部
５６：ビス孔
５７，５８：凸部
６：ＵＤ繊維材
１’：木構造物の接合部の補強構造（第２実施形態）
２’：通し柱（構造材）
３’：第１梁（構造材）
４’：第２梁（構造材）
２０’，３０’，４０’：ほぞ孔
５’：接続具（棒状の接続具）
６’，７’，８’：ＵＤ繊維材
６０’：貫通孔
Ｘ：桁行方向
Ｙ：梁間方向
Ｚ：上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】