特開 2023-183811 張弦梁構造体

(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】P2023183811

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】張弦梁構造体

(51)【国際特許分類】

   E04C 3/292 20060101AFI20231221BHJP

   E04B 1/94 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

E04C3/292

E04B1/94 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097555

(22)【出願日】2022-06-16

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）提出日 令和３年１０月２９日 提出先 国土交通大臣 （２）ウェブサイトの掲載日 令和４年３月１１日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｎｄｏ－ｓｈｉｅｎ．ｊｐ／０３／ｃｏｍｍｅｎｔ／

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】山田 徹

(72)【発明者】

【氏名】ライサミ ベン

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼倉 正幸

(72)【発明者】

【氏名】菅原 和正

(72)【発明者】

【氏名】貞広 修

(72)【発明者】

【氏名】谷口 尚範

(72)【発明者】

【氏名】森田 武

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 智紀

(72)【発明者】

【氏名】山下 平祐

【テーマコード（参考）】

2E001

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E001DE03

2E001FA11

2E001FA16

2E001HA01

2E001HB02

2E001HC01

2E163FA16

2E163FF03

(57)【要約】

【課題】木材と鋼材との接合部で耐火性能を向上させることができる張弦梁構造体を提供する。
【解決手段】張弦梁構造体は、支持部材に設けられた鋼製の接合材に支持された木製の上弦材１と、鋼製の下弦材と、上弦材１及び下弦材の長さ方向に間隔をあけて配置され、上弦材１と下弦材とを連結する鋼製の複数の束材３と、上弦材１と束材３、下弦材及び接合材の少なくとも一つとを接合する木鋼接合部１０と、を備え、木鋼接合部１０には、鋼製の部材から上弦材１への熱伝達を阻害する熱吸収部４１が設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持部材に設けられた鋼製の接合材に支持された木製の上弦材と、
鋼製の下弦材と、
前記上弦材及び前記下弦材の長さ方向に間隔をあけて配置され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する鋼製の複数の束材と、
前記上弦材と前記束材、前記下弦材及び前記接合材の少なくとも一つとを接合する木鋼接合部と、を備え、
前記木鋼接合部には、鋼製の部材から前記上弦材への熱伝達を阻害する熱吸収部が設けられている張弦梁構造体。

【請求項2】

前記木鋼接合部は、前記上弦材と前記束材とを接合する第１接合部を有し、
前記第１接合部は、
前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第１熱吸収部と、
前記第１熱吸収部に埋設された前記束材の上端部と、
前記第１熱吸収部を前記上弦材に固定する第１固定部と、を有する請求項１に記載の張弦梁構造体。

【請求項3】

前記第１固定部は、構造ビスである請求項２に記載の張弦梁構造体。

【請求項4】

前記木鋼接合部は、前記上弦材と前記下弦材とを接合する第２接合部を有し、
前記第２接合部は、
前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第２熱吸収部と、
前記第２熱吸収部を貫通する前記下弦材の中間部と、
前記第２熱吸収部を前記上弦材に固定する第２固定部と、を有する請求項１または２に記載の張弦梁構造体。

【請求項5】

前記木鋼接合部は、前記上弦材を支持する支持部材の上端部と前記上弦材とを接合する第３接合部を有し、
前記第３接合部は、
前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第３熱吸収部と、
前記支持部材の上端部に連結され、前記第３熱吸収部に埋設された前記接合材と、
前記第３熱吸収部を前記上弦材に固定する第３固定部と、を有する請求項１または２に記載の張弦梁構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、張弦梁構造体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、曲げ圧縮材である上弦材（梁）と、引張材である下弦材と、上弦材と下弦材とを繋ぐ圧縮材である束材と、を備えた張弦梁構造体が知られている。下記の特許文献１では、束材の上端部と木製の上弦材とを、張力を有した鉄筋の斜材で連結した構成が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３７３８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のように、木材と鋼材とを組み合わせたハイブリッド構造では、木材と鋼材との接合部の耐火性が劣るという問題点がある。

【0005】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、木材と鋼材との接合部で耐火性能を向上させることができる張弦梁構造体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る張弦梁構造体は、支持部材に設けられた鋼製の接合材に支持された木製の上弦材と、鋼製の下弦材と、前記上弦材及び前記下弦材の長さ方向に間隔をあけて配置され、前記上弦材と前記下弦材とを連結する鋼製の複数の束材と、前記上弦材と前記束材、前記下弦材及び前記接合材の少なくとも一つとを接合する木鋼接合部と、を備え、前記木鋼接合部には、鋼製の部材から前記上弦材への熱伝達を阻害する熱吸収部が設けられている。

【0007】

このように構成された張弦梁構造体では、火災の際に鋼製の部材の温度が上昇する。熱吸収部は、鋼製の束材、下弦材及び接合材の少なくとも一つから上弦材への熱伝達を阻害して、耐火性能を向上させることができる。

【0008】

また、本発明に係る張弦梁構造体では、前記木鋼接合部は、前記上弦材と前記束材とを接合する第１接合部を有し、前記第１接合部は、前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第１熱吸収部と、前記第１熱吸収部に埋設された前記束材の上端部と、前記第１熱吸収部を前記上弦材に固定する第１固定部と、を有する。

【0009】

このように構成された張弦梁構造体では、火災の際に鋼製の束材の温度が上昇する。第１接合部では、束材の上端部が埋設された第１熱吸収部において、セメント系充填材に含まれる水分が束材の熱を吸収し、束材の温度上昇を木製の上弦材に直接伝達することがない。この際に、第１熱吸収部は第１固定部によって上弦材に固定されているため、第１熱吸収部が落下せずに、束材の熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材と鋼製の束材との接合部である第１接合部において、耐火性能を向上させることができる。

【0010】

また、本発明に係る張弦梁構造体では、前記第１固定部は、構造ビスであってもよい。

【0011】

このように構成された張弦梁構造体では、第１熱吸収部を上弦材に向かって構造ビスを打ち付ければよいため、第１固定部の施工性を向上させることができる。

【0012】

また、本発明に係る張弦梁構造体では、前記木鋼接合部は、前記上弦材と前記下弦材とを接合する第２接合部を有し、前記第２接合部は、前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第２熱吸収部と、前記第２熱吸収部を貫通する前記下弦材の中間部と、前記第２熱吸収部を前記上弦材に固定する第２固定部と、を有していてもよい。

【0013】

このように構成された張弦梁構造体では、火災の際に鋼製の下弦材の温度が上昇する。第２接合部では、下弦材の中間部が埋設された第２熱吸収部において、セメント系充填材に含まれる水分が下弦材の熱を吸収し、下弦材の温度上昇を木製の上弦材に直接伝達することがない。この際に、第２熱吸収部は第２固定部によって上弦材に固定されているため、第２熱吸収部が落下せずに、下弦材の熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材と鋼製の下弦材との接合部である第２接合部において、耐火性能を向上させることができる。

【0014】

また、本発明に係る張弦梁構造体では、前記木鋼接合部は、前記上弦材を支持する支持部材の上端部と前記上弦材とを接合する第３接合部を有し、前記第３接合部は、前記上弦材の下部から上方に形成された凹部にセメント系充填材が充填された第３熱吸収部と、前記支持部材の上端部に連結され、前記第３熱吸収部に埋設された鋼製の接合材と、前記第３熱吸収部を前記上弦材に固定する第３固定部と、を有していてもよい。

【0015】

このように構成された張弦梁構造体では、火災の際に鋼製の接合材の温度が上昇する。第３接合部では、接合材が埋設された第３熱吸収部において、セメント系充填材に含まれる水分が接合材の熱を吸収し、接合材の温度上昇を木製の上弦材に直接伝達することがない。この際に、第３熱吸収部は第３固定部によって上弦材に固定されているため、第３熱吸収部が落下せずに、接合材の熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材と鋼製の接合材との接合部である第３接合部において、耐火性能を向上させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る張弦梁構造体よれば、木材と鋼材との接合部で耐火性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る張弦梁構造体を示す模式的な斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る張弦梁構造体を示す模式的な正面図である。

【図3】図２のＩＩＩ部拡大図である。

【図4】図２のＩＶ部拡大図である。

【図5】図２のＶ部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態に係る張弦梁構造体について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る張弦梁構造体を示す模式的な斜視図である。
図１に示す本実施形態に係る張弦梁構造体１００は、建築物の屋根架構や床架構に適用される。張弦梁構造体１００は、水平方向に沿う第１方向（図１等に示す矢印Ｘの方向）に延びている。屋根架構または床架構には、複数の張弦梁構造体１００が、水平方向に沿い一方向と直交する第２方向（図１等に示す矢印Ｙの方向）に間隔をあけて複数設置されている。張弦梁構造体１００の長さ方向（第１方向）の両端部は、上下方向（図１等に示す矢印Ｚの方向）に延びる柱９１（図２参照）や壁等の支持部材に支持されている。各構成部材において、第１方向及び第２方向で中心から離れる側を外側と称し、中心に向かう側を内側という場合がある。

【0019】

図２は、張弦梁構造体１００を示す模式的な正面図である。
図２に示すように、張弦梁構造体１００は、上弦材１と、下弦材２と、束材３と、木鋼接合部１０と、を備えている。木鋼接合部１０は、第１接合部４と、第２接合部５と、第３接合部６と、を備えている。

【0020】

上弦材１は、第１方向に延びている。本実施形態の上弦材１は、一対の上弦構成部材１１，１１が上弦接合具１１ａによって接合されている。上弦構成部材１１は、第１方向の中央に向かうにしたがって次第に上方に向かうように水平面に対して傾斜している。

【0021】

図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。
図３に示すように、上弦構成部材１１は、芯材１２と、耐火被覆部１３と、化粧木材１４と、を有している。上弦構成部材１１の主要部分である芯材１２は、木製であり、角柱状をしている。耐火被覆部１３は、芯材１２の外面を覆っている。耐火被覆部１３は、芯材１２の外面に沿う強化石膏ボード１３ａと、強化石膏ボード１３ａの外面を覆う耐火シート１３ｂと、を有している。化粧木材１４は、耐火被覆部１３の外面を覆っている。

【0022】

図２に示すように、下弦材２は、鋼製の部材である。下弦材２は、第１下弦構成部材２１と、一対の第２下弦構成部材２２，２２と、を有している。第１下弦構成部材２１及び第２下弦構成部材２２として、例えば鋼製ロッドを採用することができる。

【0023】

第１下弦構成部材２１は、第１方向に延びている。第２下弦構成部材２２は、第１下弦構成部材２１の端部から第１方向の外側に向かうにしたがって次第に上方に向かうように傾斜している。

【0024】

束材３は、第１方向に間隔をあけて２箇所に設置されている。束材３は、鋼製の部材である。束材３は、上下方向に延びている。束材３は、上弦材１と下弦材２とを連結している。束材３の下端部、第１下弦構成部材２１の端部及び第２下弦構成部材２２の端部は、接合部２１ａによって接合されている。

【0025】

第１接合部４は、上弦材１と束材３とを接合している。図３に示すように、第１接合部４は、第１熱吸収部（熱吸収部）４１と、接合束材３２と、第１固定部４２と、を有する。束材３上のナット（不図示）を回転させることで、束材３を伸ばし下弦材２に張力を導入することもできる。張力を導入することで、上弦材１の応力を制御することができる。

【0026】

芯材１２の下面には、上方に凹む凹部１２ａが形成されている。第１熱吸収部４１は、凹部１２ａに充填されたモルタル（セメント系充填材）で構成されている。

【0027】

束材３は、筒状に形成された束材本体３１を有している。束材本体３１の上端部には、雄螺子が形成された接合束材３２が螺合されている。接合束材３２は、上弦構成部材１１の化粧木材１４及び耐火被覆部１３を貫通して、上端部３２ｕが第１熱吸収部４１に埋設している。第１熱吸収部４１は、鋼製の束材３から上弦材１への熱伝達を阻害する。

【0028】

第１固定部４２は、第１熱吸収部４１を芯材１２に固定する木質構造用ビス（例えばパネリード（登録商標）等）である。第１固定部４２を芯材１２に螺子込むことによって、第１熱吸収部４１は芯材１２に固定されるとともに、束材３の上端部は第１熱吸収部４１を介して芯材１２に固定される。

【0029】

図４は、図２のＩＶ部拡大図である。
図２に示すように、第２接合部５は、上弦材１と下弦材２とを接合している。図４に示すように、第２接合部５は、第２熱吸収部（熱吸収部）５１と、第２下弦構成部材２２の中間部２２ａと、第２固定部５２と、を有する。

【0030】

芯材１２の下面には、上方に凹む凹部１２ｂが形成されている。第２熱吸収部５１は、凹部１２ｂに充填されたモルタル（セメント系充填材）で構成されている。

【0031】

第２下弦構成部材２２の上部は、上弦構成部材１１を貫通している。第２下弦構成部材２２の上端部２２ｕは、上弦構成部材１１の上面から突出している。第２下弦構成部材２２の上端部２２ｕ及び上弦構成部材１１の上面における第２下弦構成部材２２が貫通する箇所には、耐火被覆部１５が設けられている。第２下弦構成部材２２の中間部２２ａは、第２熱吸収部５１に埋設している。第２熱吸収部５１は、鋼製の第２下弦構成部材２２から上弦材１への熱伝達を阻害する。

【0032】

第２下弦構成部材２２は、複数のロッド材２２ｂの端部が接続部材２２ｃを介して接続される構成である。ロッド材２２ｂの端部の外周面に雄螺子が形成され、接続部材２２ｃの内周面に形成された雌螺子に螺合されている。さらに、接続部材２２ｃを回転させることで、下弦材２への張力の導入が可能である。張力を導入することで、上弦材１の応力を制御することができる。

【0033】

第２固定部５２は、第２熱吸収部５１を芯材１２に固定する木質構造用ビスである。第２固定部５２を芯材１２に螺子込むことによって、第２熱吸収部５１は芯材１２に固定されるとともに、第２下弦構成部材２２の中間部２２ａは第２熱吸収部５１を介して芯材１２に固定される。

【0034】

図５は、図２のＶ部拡大図である。
図２に示すように、第３接合部６は、柱９１の上端部９１ｕと上弦材１とを接合している。図５に示すように、第３接合部６は、第３熱吸収部（熱吸収部）６１と、第２接合部材（接合材）９４と、第３固定部６２と、を有する。

【0035】

芯材１２の下面には、上方に凹む凹部１２ｃが形成されている。第３熱吸収部６１は、凹部１２ｃに充填されたモルタル（セメント系充填材）で構成されている。

【0036】

柱９１の上端部９１ｕには、第１接合部材９２が不図示のボルト等の接合具で接合されている。第１接合部材９２は、接合用ピンの接合具９３によって第２接合部材９４に接合されている。

【0037】

第２接合部材９４には、芯材１２の下面に沿うプレート部９４ａが設けられている。プレート部９４ａには、上方に突出するボルト等の突出部９４ｂが設けられている。第２接合部材９４は、鋼製の部材である。第２接合部材９４のプレート部９４ａ及び突出部９４ｂは、第３熱吸収部６１に埋設している。第３熱吸収部６１は、鋼製の第２接合部材９４から上弦材１への熱伝達を阻害する。

【0038】

第３固定部６２は、第３熱吸収部６１を芯材１２に固定する木質構造用ビスである。第３固定部６２を芯材１２に螺子込むことによって、第３熱吸収部６１は芯材１２に固定されるとともに、柱９１の第２接合部材９４は第３熱吸収部６１を介して芯材１２に固定される。

【0039】

このように構成された張弦梁構造体１００では、火災の際に鋼製の束材３の温度が上昇する。第１接合部４では、束材３の上端部３２ｕが埋設された第１熱吸収部４１において、セメント系充填材に含まれる水分が束材３の熱を吸収し、束材３の温度上昇を木製の上弦材１に直接伝達することがない。この際に、第１熱吸収部４１は第１固定部４２によって上弦材１に固定されているため、第１熱吸収部４１が落下せずに、束材３の熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材１と鋼製の束材３との接合部である第１接合部４において、耐火性能を向上させることができる。

【0040】

また、第１熱吸収部４１を上弦材１に向かって構造ビスを打ち付ければよいため、第１固定部４２の施工性を向上させることができる。

【0041】

また、火災の際に鋼製の下弦材２の温度が上昇する。第２接合部５では、下弦材２の中間部２２ａが埋設された第２熱吸収部５１において、セメント系充填材に含まれる水分が下弦材２の熱を吸収し、下弦材２の温度上昇を木製の上弦材１に直接伝達することがない。この際に、第２熱吸収部５１は第２固定部５２によって上弦材１に固定されているため、第２熱吸収部５１が落下せずに、下弦材２の熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材１と鋼製の下弦材２との接合部である第２接合部５において、耐火性能を向上させることができる。

【0042】

また、火災の際に鋼製の第２接合部材９４の温度が上昇する。第３接合部６では、第２接合部材９４のプレート部９４ａ及び突出部９４ｂが埋設された第３熱吸収部６１において、セメント系充填材に含まれる水分がプレート部９４ａ及び突出部９４ｂの熱を吸収し、プレート部９４ａ及び突出部９４ｂの温度上昇を木製の上弦材１に直接伝達することがない。この際に、第３熱吸収部６１は第３固定部６２によって上弦材１に固定されているため、第３熱吸収部６１が落下せずに、第２接合部材９４のプレート部９４ａ及び突出部９４ｂの熱を吸収し続けることができる。よって、木製の上弦材１と鋼製の第２接合部材９４との接合部である第３接合部６において、耐火性能を向上させることができる。

【0043】

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0044】

例えば、上記に示す実施形態では、張弦梁構造体１００は第２接合部５及び第３接合部６を備えているが、本発明はこれに限られない。張弦梁構造体１００は、少なくとも上弦材１と束材３とを接合する第１接合部４を備えていればよい。

【0045】

また、上記に示す実施形態では、第１固定部４２として、木質構造用ビスを例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限られない。例えば、凹部１２ａを芯材１２の下端部から上方に向かうにしたがって広がるような形状として、第１熱吸収部４１を凹部１２ａから落下しにくいようにすることで、第１熱吸収部４１を上弦材１に固定する構成であってもよい。第２熱吸収部５１及び第３熱吸収部６１についても、第１熱吸収部４１と同様である。

【0046】

２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として「持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ：ＳＤＧｓ）」がある。本実施形態に係る張弦梁構造体１００は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「１５．陸の豊かさを守ろう」の目標などの達成に貢献し得る。

【符号の説明】

【0047】

１ 上弦材
２ 下弦材
３ 束材
４ 第１接合部（木鋼接合部）
５ 第２接合部（木鋼接合部）
６ 第３接合部（木鋼接合部）
１０ 木鋼接合部
３２ｕ 束材の上端部
４１ 第１熱吸収部（熱吸収部）
４２ 第１固定部
５１ 第２熱吸収部（熱吸収部）
５２ 第２固定部
６１ 第３熱吸収部（熱吸収部）
９４ 第２接合部材（接合材）
１００ 張弦梁構造体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】