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(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】P2024048570
(43)【公開日】2024-04-09
(54)【発明の名称】構造体
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20240402BHJP
E04B 1/30 20060101ALI20240402BHJP
【ＦＩ】
E04B1/58 508Z
E04B1/30 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022154547
(22)【出願日】2022-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】302060926
【氏名又は名称】株式会社フジタ
(71)【出願人】
【識別番号】390037154
【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】シング ラヴィ
(72)【発明者】
【氏名】笠原 貴喜
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 康人
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 仁
(72)【発明者】
【氏名】西塔 純人
(72)【発明者】
【氏名】中川 学
【テーマコード（参考）】
2E125
【Ｆターム（参考）】
2E125AA04
2E125AA14
2E125AB12
2E125AC01
2E125AC23
2E125AG03
2E125AG41
2E125AG60
2E125CA83
(57)【要約】
【課題】木梁を含むハイブリッド梁であり、印加される支圧力による木梁の破損を防止可能なハイブリッド梁を含む構造体を提供すること。
【解決手段】構造体は、一対の柱、一対の柱に連結される木梁、一対の鉄筋コンクリート、および一対の補強材を備える。一対の鉄筋コンクリートは、木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、第１の端部と第２の端部の間で木梁を露出するように配置される。一対の補強材は、それぞれ一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる。一対の補強材の各々は、木梁の上面と下面にそれぞれ接し、鉄筋コンクリートに部分的に覆われる第１の補強板と第２の補強板を含む。
【選択図】図２Ｂ
【解決手段】構造体は、一対の柱、一対の柱に連結される木梁、一対の鉄筋コンクリート、および一対の補強材を備える。一対の鉄筋コンクリートは、木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、第１の端部と第２の端部の間で木梁を露出するように配置される。一対の補強材は、それぞれ一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる。一対の補強材の各々は、木梁の上面と下面にそれぞれ接し、鉄筋コンクリートに部分的に覆われる第１の補強板と第２の補強板を含む。
【選択図】図２Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の柱、
前記一対の柱に連結される木梁、
前記木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、前記第１の端部と前記第２の端部の間で前記木梁を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート、および
それぞれ前記一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる一対の補強材を備え、
前記一対の補強材の各々は、前記木梁の上面と下面にそれぞれ接し、前記鉄筋コンクリートに部分的に覆われる第１の補強板と第２の補強板を含む、構造体。
前記一対の柱に連結される木梁、
前記木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、前記第１の端部と前記第２の端部の間で前記木梁を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート、および
それぞれ前記一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる一対の補強材を備え、
前記一対の補強材の各々は、前記木梁の上面と下面にそれぞれ接し、前記鉄筋コンクリートに部分的に覆われる第１の補強板と第２の補強板を含む、構造体。
【請求項2】
前記第１の補強板と前記第２の補強板の幅は、前記木梁の幅以上である、請求項１に記載の構造体。
【請求項3】
前記一対の補強材の各々は、前記木梁の側面にそれぞれ接する第３の補強板と第４の補強板をさらに含み、
前記補強材が前記木梁を囲むよう、前記第３の補強板と前記第４の補強板は、いずれも前記第１の補強板と前記第２の補強板に固定される、請求項１に記載の構造体。
前記補強材が前記木梁を囲むよう、前記第３の補強板と前記第４の補強板は、いずれも前記第１の補強板と前記第２の補強板に固定される、請求項１に記載の構造体。
【請求項4】
前記一対の補強材の各々は、前記第１の補強板と前記第２の補強板を連結する少なくとも一つの補強ロッドをさらに含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項5】
前記少なくとも一つの補強ロッドは複数の補強ロッドを含み、
前記複数の補強ロッドの少なくとも一つは前記木梁を貫通する、請求項４に記載の構造体。
前記複数の補強ロッドの少なくとも一つは前記木梁を貫通する、請求項４に記載の構造体。
【請求項6】
一対の柱、
前記一対の柱に連結される木梁、
前記木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、前記第１の端部と前記第２の端部の間で前記木梁を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート、および
それぞれ前記一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる一対の補強材を備え、
前記一対の補強材の各々は、
前記木梁の上面に打ち込まれる複数の第１のねじ、および
前記木梁の下面に打ち込まれる複数の第２のねじを含む、構造体。
前記一対の柱に連結される木梁、
前記木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、前記第１の端部と前記第２の端部の間で前記木梁を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート、および
それぞれ前記一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる一対の補強材を備え、
前記一対の補強材の各々は、
前記木梁の上面に打ち込まれる複数の第１のねじ、および
前記木梁の下面に打ち込まれる複数の第２のねじを含む、構造体。
【請求項7】
前記複数の第１のねじと前記複数の第２のねじの少なくとも一つは、ねじ部の一部が前記木梁から露出するように前記上面または前記下面に打ち込まれる、請求項６に記載の構造体。
【請求項8】
前記複数の第１のねじと前記複数の第２のねじの少なくとも一つは、頭部の一部が前記木梁から離隔するように前記上面または前記下面に打ち込まれる、請求項６に記載の構造体。
【請求項9】
前記補強材は、鉄または繊維強化プラスチックを含む、請求項１または６に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態の一つは、建築物などに例示される構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、事務所ビルや病院、商業施設などの広い室内空間が要求される建築物などに例示される構造体において、一対の柱を連結する梁として鉄骨を用い、鉄骨の両端部を鉄筋コンクリートで覆う梁（ハイブリッド梁）が採用されている。ハイブリッド梁を用いることで、梁の全てを鉄筋コンクリートで施工する場合と比較し、柱の数を大幅に減らすことができ、その結果、大きな空間を有する構造体を設計、建造することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１７０３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施形態の一つは、木梁を含むハイブリッド梁を備える構造体を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、木梁を含むハイブリッド梁であり、印加される支圧力による木梁の破損を防止可能なハイブリッド梁を含む構造体を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態の一つは、構造体である。この構造体は、一対の柱、一対の柱に連結される木梁、一対の鉄筋コンクリート、および一対の補強材を備える。一対の鉄筋コンクリートは、木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、第１の端部と第２の端部の間で木梁を露出するように配置される。一対の補強材は、それぞれ一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる。一対の補強材の各々は、木梁の上面と下面にそれぞれ接し、鉄筋コンクリートに部分的に覆われる第１の補強板と第２の補強板を含む。
【0006】
本発明の実施形態の一つは、構造体である。この構造体は、一対の柱、一対の柱に連結される木梁、一対の鉄筋コンクリート、および一対の補強材を備える。一対の鉄筋コンクリートは、木梁の第１の端部と第２の端部をそれぞれ覆い、第１の端部と第２の端部の間で木梁を露出するように配置される。一対の補強材は、それぞれ一対の鉄筋コンクリートに部分的に覆われる。一対の補強材の各々は、木梁の上面に打ち込まれる複数の第１のねじ、および木梁の下面に打ち込まれる複数の第２のねじを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。
【図2A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的側面図。
【図2B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的側面図。
【図3A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的上面図。
【図3B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的上面図。
【図4A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図4B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図5A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁に用いられる補強材の模式的正面図。
【図5B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁に用いられる補強材の模式的正面図。
【図6A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図6B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図7A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図7B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的側面図。
【図8A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的側面図。
【図8B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図8C】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【図9A】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的側面図。
【図9B】本発明の実施形態の一つである構造体のハイブリッド梁の模式的端面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0009】
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。符号が付された要素の一部を表記する際には、符号に小文字のアルファベットが添えられる。同一または類似の構造を有する複数の要素をそれぞれ区別して表記する際には、符号の後にハイフンと自然数を付す。同一または類似の構造を有する複数の要素を纏めて表記する際には、符号のみを用いる。
【0010】
以下、「ある構造体が他の構造体から露出する」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
【0011】
以下、コンクリートとは、原料の一つであるセメントが水と反応して生成する水和物が硬化して流動性を示さないものを指し、セメントと水を含む混合物が完全に硬化せずに流動性を有する状態（レディーミクストコンクリート、生コンクリート）と区別される。
【0012】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施形態の一つである構造体１００の構造について説明する。説明において使用する図面においては、便宜上、水平な地表面に平行な面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面に垂直な鉛直方向がｚ方向であるとして説明を行う。
以下、本発明の実施形態の一つである構造体１００の構造について説明する。説明において使用する図面においては、便宜上、水平な地表面に平行な面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面に垂直な鉛直方向がｚ方向であるとして説明を行う。
【0013】
１．全体構造
構造体１００の模式的斜視図を図１に示す。図１に示すように、構造体１００は鉛直方向（ｚ方向）に延伸する複数の柱１１０、一対の柱１１０に連結され、水平方向（ｘ方向またはｙ方向）に延伸する複数の梁１２０、および梁１２０の上に設けられる床スラブ１５０を基本的な構成として備える。各梁１２０は隣接する一対の柱１１０と連結される。
構造体１００の模式的斜視図を図１に示す。図１に示すように、構造体１００は鉛直方向（ｚ方向）に延伸する複数の柱１１０、一対の柱１１０に連結され、水平方向（ｘ方向またはｙ方向）に延伸する複数の梁１２０、および梁１２０の上に設けられる床スラブ１５０を基本的な構成として備える。各梁１２０は隣接する一対の柱１１０と連結される。
【0014】
構造体１００に設けられる梁１２０の少なくとも一つは、ハイブリッド梁である。構造体１００に設けられる梁１２０の全てがハイブリッド梁でもよく、あるいは梁１２０の一部がハイブリッド梁であり、他の梁１２０は全体が鉄筋コンクリート製の梁（鉄筋コンクリート梁、以下、ＲＣ梁と記す）または木梁で形成された梁でもよい。例えば図１に示す構造体１００では、第１の梁１２０－１および第３の梁１２０－３がハイブリッド梁であり、第２の梁１２０－２と第４の梁１２０－４はＲＣ梁である。ここでは、長い間隔（スパン）で設けられる一対の柱１１０（例えば第１の柱１１０－１と第２の柱１１０－２の対、第３の柱１１０－３と第４の柱１１０－４の対、第５の柱１１０－５と第６の柱１１０－６の対）に連結される梁１２０としてハイブリッド梁が用いられ、短い間隔で設けられる一対の柱１１０（例えば第１の柱１１０－１と第３の柱１１０－３の対、第２の柱１１０－２と第４の柱１１０－４の対、第３の柱１１０－３と第５の柱１１０－５の対、第４の柱１１０－４と第６の柱１１０－６の対）に連結される梁１２０としてＲＣ梁が用いられている。ハイブリッド梁とＲＣ梁の配置は任意に決定することができるが、図１に示した例のように、長い間隔で設けられる一対の柱１１０の間にハイブリッド梁を用いることが好ましい。これは、ＲＣ梁と比較するとハイブリッド梁は軽量であるため、スパンの大きい梁（ここでは第１の梁１２０－１、第３の梁１２０－３など）にハイブリッド梁を用いることで広い室内空間を確保しつつ、構造体１００に十分な強度を付与することができるためである。
【0015】
２．柱
一対の柱１１０（第１の柱１１０－１、第２の柱１１０－２）とそれに連結される梁１２０の模式的側面図を図２Ａと図２Ｂに示す。図２Ｂでは、内部構造を示すため、柱１１０や梁１２０のコンクリート１１６、１３０は点線で示されている。また、図２Ａと図２Ｂでは、床スラブ１５０は示されていない。床スラブ１５０は梁１２０上に設けられる鉄筋コンクリートであり、公知の構造を採用することができるため、説明は割愛する。
一対の柱１１０（第１の柱１１０－１、第２の柱１１０－２）とそれに連結される梁１２０の模式的側面図を図２Ａと図２Ｂに示す。図２Ｂでは、内部構造を示すため、柱１１０や梁１２０のコンクリート１１６、１３０は点線で示されている。また、図２Ａと図２Ｂでは、床スラブ１５０は示されていない。床スラブ１５０は梁１２０上に設けられる鉄筋コンクリートであり、公知の構造を採用することができるため、説明は割愛する。
【0016】
柱１１０の数は４以上であれば特に制約はなく、構造体１００の大きさや形状に応じ、その数や配置を適宜決定すればよい。柱１１０は図示されない杭や基礎梁と接続される。柱１１０の形状（ｘｙ平面における端面形状）も任意であり、四角形、円形、楕円形などから適宜選択すればよい。柱１１０の長さも構造体１００の大きさ、各階の高さに応じて適宜設計される。
【0017】
各柱１１０には、鉛直方向に延伸する少なくとも一つの柱主筋１１２、および柱主筋１１２と交差し、柱主筋１１２を取り囲むように設けられる複数の帯筋１１４を含む鉄筋ユニットが設けられる。この鉄筋ユニットを取り囲むようにコンクリート１１６が打設される（図２Ｂ）。柱主筋１１２の数や帯筋１１４の配置密度も、柱１１０の長さや太さ、要求される強度によって適宜決定される。
【0018】
３．ハイブリッド梁
（１）木梁と鉄筋コンクリート
図２Ａと図２Ｂに示すように、ハイブリッド梁である梁１２０は、木梁１２２、および木梁１２２の両端部をそれぞれ覆い、互いに離隔し、両端部の間で木梁１２２を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート１２４（第１の鉄筋コンクリート１２４－１と第２の鉄筋コンクリート１２４－２）を備える。梁１２０のうち木梁１２２が鉄筋コンクリート１２４から露出した区間はＷ区間、鉄筋コンクリート１２４に覆われる区間をＲＣ区間と呼ぶ。木梁１２２は、その両端部を埋め込むように配置される鉄筋コンクリート１２４を介して一対の柱１１０に連結される。後述するように、鉄筋コンクリート１２４は、柱１１０に連結される種々の鉄筋、および木梁１２２の両端部と鉄筋を覆うコンクリート１３０を含む。
（１）木梁と鉄筋コンクリート
図２Ａと図２Ｂに示すように、ハイブリッド梁である梁１２０は、木梁１２２、および木梁１２２の両端部をそれぞれ覆い、互いに離隔し、両端部の間で木梁１２２を露出するように配置される一対の鉄筋コンクリート１２４（第１の鉄筋コンクリート１２４－１と第２の鉄筋コンクリート１２４－２）を備える。梁１２０のうち木梁１２２が鉄筋コンクリート１２４から露出した区間はＷ区間、鉄筋コンクリート１２４に覆われる区間をＲＣ区間と呼ぶ。木梁１２２は、その両端部を埋め込むように配置される鉄筋コンクリート１２４を介して一対の柱１１０に連結される。後述するように、鉄筋コンクリート１２４は、柱１１０に連結される種々の鉄筋、および木梁１２２の両端部と鉄筋を覆うコンクリート１３０を含む。
【0019】
木梁１２２は木材を含み、その端面形状（木梁１２２の延伸方向に垂直な端面）は任意に決定することができる。端面形状は、例えば円、楕円、四角形などの多角形でもよい。あるいは、端面形状の輪郭は複数の曲線と複数の直線で形成されていてもよい。また、端面形状は木梁１２２の延伸方向において一定でもよく、木材の元の形状に起因して連続的に変化してもよい。木材の種類にも制約はなく、例えば檜、松、杉などの針葉樹に由来する木材でもよく、オーク、ブナ、ケヤキ、ウォールナット、チーク、マホガニーなどの広葉樹に由来する木材でもよい。また、木梁１２２は、複数の板状木材が貼り合わされた合板で形成されてもよい。
【0020】
【0021】
梁主筋１２６は、木梁１２２の延伸方向に平行な方向に延伸し、木梁１２２の上下に、木梁１２２から離隔するように配置される（図２Ｂ参照。）。梁主筋１２６の一部は柱１１０の鉄筋ユニットに挿入され、これにより、梁主筋１２６は柱１１０の鉄筋ユニットに固定される。一方、各梁主筋１２６の梁中央側には、梁主筋１２６よりも端面積の大きい定着プレート１２６ａを形成してもよい（図２Ｂ）。
【0022】
横補強筋１２８は木梁１２２と梁主筋１２６と交差するように配置される。図３Ａの鎖線Ａ－Ａ´に沿った端面の模式図（図４Ａ）に示すように、横補強筋１２８は木梁１２２と梁主筋１２６を取り囲むように配置される。横補強筋１２８は、すべての梁主筋１２６を取り囲むように配置されてもよい。横補強筋１２８の配置密度（ピッチ）は、鉄筋コンクリート１２４内で一定でもよく、一定でなくてもよい。例えば、柱１１０側（すなわち、梁１２０の端部側）と梁１２０の梁中央側においてより高密度で横補強筋１２８を配置してもよい。
【0023】
図３Ｂに示すように、鉄筋コンクリート１２４には、任意の構成として複数の差し筋１３２をさらに配置してもよい。差し筋１３２は、横補強筋１２８や梁主筋１２６と接するように設けてもよい。図示しないが、差し筋１３２は逆Ｕ字型の鉄筋であり、木梁１２２と二つ以上の梁主筋１２６と交差し、木梁１２２と梁主筋１２６の一部を囲み、Ｕ字の開口部が下を向くように配置される。各差し筋１３２は、例えば隣接する二つの横補強筋１２８に挟まれ、一方の横補強筋１２８と接するように配置することができる。差し筋１３２の数や配置密度、長さも任意に決定すればよい。
【0024】
木梁１２２は柱１１０と接してもよい。より具体的には、木梁１２２の両端はそれぞれ一対の柱１１０の帯筋１１４と接してもよく、あるいは柱１１０を形成するコンクリート１１６と接する、またはコンクリート１１６に埋め込まれてもよい。木梁１２２は複数の梁主筋１２６に挟まれ、横補強筋１２８や差し筋１３２に囲まれる。
【0025】
コンクリート１３０は、木梁１２２の両端部とともに梁主筋１２６、横補強筋１２８、差し筋１３２を埋め込むように設けられる。梁主筋１２６、横補強筋１２８、およびコンクリート１３０によって各鉄筋コンクリート１２４が構成される。差し筋１３２を用いる場合には、差し筋１３２も各鉄筋コンクリート１２４を構成する。
【0026】
（２）補強材
地震などによって梁１２０の上下方向に荷重が加わると、木梁１２２は、鉄筋コンクリート１２４から露出した区間（Ｗ区間）の端部（すなわち、Ｗ区間とＲＣ区間の境界）を支点として支圧力を受ける。木梁１２２を構成する木材は、鉄骨と比較すると強度が低いため、大きな支圧力が掛かると木梁１２２が鉄筋コンクリート１２４のコンクリート１３０にめり込んで破損することがある。また、支圧力が一定の値を超えると木梁１２２の破壊（支圧破壊）が生じる。そこで、梁１２０には、木梁１２２のコンクリート１３０へのめり込みや、これに起因する支圧破壊を防止するための補強材１４０が設けられる。
地震などによって梁１２０の上下方向に荷重が加わると、木梁１２２は、鉄筋コンクリート１２４から露出した区間（Ｗ区間）の端部（すなわち、Ｗ区間とＲＣ区間の境界）を支点として支圧力を受ける。木梁１２２を構成する木材は、鉄骨と比較すると強度が低いため、大きな支圧力が掛かると木梁１２２が鉄筋コンクリート１２４のコンクリート１３０にめり込んで破損することがある。また、支圧力が一定の値を超えると木梁１２２の破壊（支圧破壊）が生じる。そこで、梁１２０には、木梁１２２のコンクリート１３０へのめり込みや、これに起因する支圧破壊を防止するための補強材１４０が設けられる。
【0027】
具体的には、図２Ａから図３Ｂに示すように、一対の補強板１４０－１、１４０－２をそれぞれ含む一対の補強材１４０が梁１２０に設けられる。一対の補強材１４０は、それぞれ木梁１２２が鉄筋コンクリート１２４から露出したＷ区間の両端に配置される。すなわち、一方の補強材１４０はＷ区間の一方の端部に、他方の補強材１４０はＷ区間の他方の端部に設けられる。補強板１４０－１、１４０－２は、それぞれ木梁１２２の上面と下面に接し、木梁１２２を挟むように、接着剤またはナットやボルト、ねじなどの固定具によって木梁１２２に固定される。
【0028】
図５Ａに示すように、補強板１４０－１、１４０－２は、それぞれ板状部材であり、例えば鉄を含む鋼板である。あるいは、補強板１４０－１、１４０－２は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、バサルト繊維、フラックス繊維、セルロース繊維などの繊維を含む樹脂（繊維強化プラスチック）で形成される板状部材でもよい。補強材１４０の厚さ、すなわち、補強板１４０－１、１４０－２のそれぞれ厚さは、木梁１２２に要求される支圧耐力に応じて適宜設定することができ、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、または３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲で適宜選択すればよい。また、図５Ｂに示すように、板状部材は一定のピッチで配列する複数の開口１４０ａを有するメッシュ形状を有してもよい。
【0029】
図３Ａの鎖線Ｂ－Ｂ´とＣ－Ｃ´に沿った端面の模式図を図４Ｂ、図６Ａ、図６Ｂに示す。図４Ｂと図６Ａに示すように、補強板１４０－１、１４０－２の幅Ｗ（木梁１２２の延伸方向に垂直な方向における長さ。以下、同様。）は、木梁１２２の補強板１４０－１、１４０－２と接する部分の幅よりも大きくてもよく、図６Ｂに示すように同一でもよい。補強板１４０－１、１４０－２の長さ（木梁１２２の延伸方向における長さ。以下、同様。）も梁１２０の長さやＷ区間とＲＣ区間の長さの比などによって適宜決定することができ、例えば１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下または１５ｃｍ以上３０ｃｍ以下の範囲から選択すればよい。
【0030】
ここで、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ｂ、図６Ａなどから理解されるように、一対の補強材１４０は、それぞれ一対の鉄筋コンクリート１２４に部分的に覆われる。より具体的には、補強板１４０－１、１４０－２の各々は、一部が鉄筋コンクリート１２４に覆われるまたは埋め込まれ、他の一部が鉄筋コンクリート１２４から露出するように配置される。また、補強板１４０－１から木梁１２２の延伸方向に垂直な方向において木梁１２２の上面が補強板１４０－１から露出しないように補強板１４０－１が配置される。同様に、補強板１４０－２から木梁１２２の延伸方向に垂直な方向において木梁１２２の下面が補強板１４０－２から露出しないように補強板１４０－２が配置される。このように補強板１４０－１、１４０－２を配置することで、梁１２０が上下方向に荷重を受けて撓んだ際に木梁１２２の上面と下面がコンクリート１３０と直接接触せず、支圧力が補強板１４０－１、１４０－２によって分散され、木梁１２２のコンクリート１３０へのめり込みを防止することができる。その結果、木梁１２２の破損やそれに起因する支圧破壊が防止される。
【0031】
補強材１４０の構成は上述した構成に限られない。例えば、図６Ａまたは図６Ｂに対応する模式的端面図である図７Ａに示すように、補強材１４０は、一対の補強板１４０－１、１４０－２とともに、木梁１２２の側面と接し、この側面を覆い、木梁１２２を挟む一対の補強板１４０－３、１４０－４を含んでもよい。補強板１４０－３、１４０－４は補強板１４０－１、１４０－２と同様、鋼板または強化プラスチックを含む板状部材である。補強板１４０－１から１４０－４は、それぞれ独立したパーツであって互いに接着剤、溶接、または固定具で連結されてもよく、あるいはこれらは一体化された一つのパーツでもよい。したがって、一対の補強板１４０－１から１４０－４は一体化されて一つのチューブ状の補強材１４０を形成してもよい。
【0032】
なお、木梁１２２の幅および／または高さ（鉛直方向における長さ）は、Ｗ区間からＲＣ区間に亘って一定でもよく、あるいは、図７Ｂに示すように、補強材１４０が設けられる部分は他の部分と比較して小さくてもよい。後者の場合、Ｗ区間で補強材１４０から露出する木梁１２２の表面１２２ａが補強材１４０の表面１４０ｂと同一平面になるように木梁１２２の幅および／または高さを調整してもよい。このように木梁１２２の幅および／または高さを調整することでＷ区間において補強材１４０に起因する凹凸が視認されないため、梁１２０の美観を損なわない。
【0033】
あるいは、図８Ａとその鎖線Ｄ－Ｄ´に沿った端面の模式図（図８Ｂ）に示すように、補強材１４０は、一対の補強板１４０－１、１４０－２とともに、補強板１４０－１、１４０－２を互いに連結する一つまたは複数の補強ロッド１４２を含んでもよい。補強ロッド１４２の機能の一つは、大きな支圧力が木梁１２２に与えられた際に木梁１２２に大きな圧縮力が印加されることを防ぐことである。このため、補強ロッド１４２は、支圧力が木梁１２２に印加された際に補強板１４０－１、１４０－２間の距離が変化しないように構成される。補強ロッド１４２としては、例えば、鉄を含む高張力鋼線（ＰＣ鋼線）を利用することができる。補強ロッド１４２の端面の直径も木梁１２２に要求される支圧耐力に応じて適宜決定すればよく、例えば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲で選択すれはよい。補強ロッド１４２は、溶接、接着剤、または固定具によって補強板１４０－１、１４０－２と固定される。
【0034】
図８Ｂに示すように、補強ロッド１４２は、上下方向において木梁１２２と重ならないように配置してもよく、あるいは、木梁１２２を貫通するように配置してもよい（図８Ｃ）。前者の場合、補強ロッド１４２は木梁１２２と離隔してもよく、木梁１２２と接してもよい。補強材１４０が複数の補強ロッド１４２を含む場合には、一部が木梁１２２を貫通し、他の一部が上下方向において木梁１２２と重ならなくてもよい。また、補強材１４０が複数の補強ロッド１４２を含む場合、二つの補強ロッド１４２が木梁１２２の延伸方向に平行な方向において重なってもよい（図８Ａ参照。）。
【0035】
上述したように、本発明の実施形態の一つに係る構造体１００に設けられる梁１２０は、木梁１２２を含むものの、Ｗ区間とＲＣ区間の境界に木梁１２２を上下方向で挟む少なくとも一対の補強板１４０－１、１４０－２を含む補強材１４０が設けられる。このため、木梁１２２の支圧破壊が防止される。このことは、本発明の実施形態を適用することで、木梁１２２を含むハイブリッド梁を用いても高い強度を有する構造体を提供できることを意味する。
【0036】
また、鉄骨に替わって木梁を用いることで、デザイン性に優れたハイブリッド梁を構築することが可能である。梁１２０を構成する木梁１２２の一部はコンクリート１３０から露出しているため、木材が有する暖かみを室内に提供することができるとともにリラックス効果を得ることができる。さらに、木材は植物の光合成による二酸化炭素固定の成果物であるため、本発明の実施形態を適用することにより、二酸化炭素という温室効果ガスの削減に寄与することができる。
【0037】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態で述べた補強材１４０と構造が異なる補強材１４４について説明する。第１実施形態で述べた構成と同一または類似する構成については説明を割愛することがある。
本実施形態では、第１実施形態で述べた補強材１４０と構造が異なる補強材１４４について説明する。第１実施形態で述べた構成と同一または類似する構成については説明を割愛することがある。
【0038】
図９Ａとその鎖線Ｅ－Ｅ´に沿った端面の模式図（図９Ｂ）に示すように、本実施形態に係る補強材１４４は、複数の補強板（例えば、一対の補強板１４０－１、１４０－２）を含む第１実施形態の補強材１４０と異なり、木梁１２２の上面に配置される複数の第１のねじ１４４－１、および木梁１２２の下面に配置される複数の第２のねじ１４４－２を含む。第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の各々は鉄を含み、ねじ部１４４ａとねじ部１４４ａに接続されるヘッド１４４ｂを備える（図９Ｂ中の拡大図参照。）。ねじ部１４４ａにはネジ山が形成されていてもよく、あるいはネジ山が形成されていなくてもよい。図示しないが、ヘッド１４４ｂはドライバーと噛み合う切り欠き（駆動部）を有してもよく、あるいはスパナなどと噛み合うように多角形の形状を有してもよい。第１のねじ１４４－１の数と第２のねじ１４４－２の数は、第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の大きさや木梁１２２の幅などに応じて適宜決定すればよく、例えばそれぞれ３以上１０以下の範囲で選択すればよい。また、第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の数は同一でもよく、異なってもよい。第１のねじ１４４－１のピッチと第２のねじ１４４－２のピッチも同一でもよく、異なってもよい。
【0039】
図９Ａと図９Ｂから理解されるように、第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の各々は、ねじ部１４４ａの一部が木梁１２２から露出するように木梁１２２に打ち込まれる。このため、ヘッド１４４ｂは木梁１２２と接触せず、木梁１２２から離隔する。木梁１２２から露出するねじ部１４４ａの長さＬは、例えば１ｃｍ以上５ｃｍ以下とすればよい。また、第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の各々は、ヘッド１４４ｂの一部が鉄筋コンクリート１２４から露出し、一部が鉄筋コンクリート１２４に覆われるように配置される（図９Ａ参照。）。このため、木梁１２２に掛かる支圧力は複数の第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２のヘッド１４４ｂによって分散する。また、支圧力が印加された際にヘッド１４４ｂが木梁１２２と接触しないため、木梁１２２のヘッド１４４ｂへのめり込みやそれに起因する破損も防止される。さらに、支圧力が印加されても第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２がさらに木梁１２２に向かって移動することが可能であるため、支圧力の一部を第１のねじ１４４－１と第２のねじ１４４－２の移動によって吸収することも可能である。このため、本発明の実施形態に係る補強材１４４を用いても、木梁１２２の支圧破壊が防止さる。
【0040】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【0041】
上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
【符号の説明】
【0042】
１００：構造体、１１０：柱、１１０－１：第１の柱、１１０－２：第２の柱、１１０－３：第３の柱、１１０－４：第４の柱、１１０－５：第５の柱、１１０－６：第６の柱、１１２：柱主筋、１１４：帯筋、１１６：コンクリート、１２０：梁、１２０－１：第１の梁、１２０－２：第２の梁、１２０－３：第３の梁、１２０－４：第４の梁、１２２：木梁、１２２ａ：表面、１２４：鉄筋コンクリート、１２４－１：第１の鉄筋コンクリート、１２４－２：第２の鉄筋コンクリート、１２６：梁主筋、１２６ａ：定着プレート、１２８：横補強筋、１３０：コンクリート、１３２：差し筋、１４０：補強材、１４０－１：補強板、１４０－２：補強板、１４０－３：補強板、１４０－４：補強板、１４０ａ：開口、１４０ｂ：表面、１４２：補強ロッド、１４４：補強材、１４４－１：第１のねじ、１４４－２：第２のねじ、１４４ａ：ねじ部、１４４ｂ：ヘッド、１５０：床スラブ
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】