(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】
(24)【登録日】2024-06-12
(45)【発行日】2024-06-20
(54)【発明の名称】複合梁
(51)【国際特許分類】
E04C 3/29 20060101AFI20240613BHJP
E04B 1/30 20060101ALI20240613BHJP
【ＦＩ】
E04C3/29
E04B1/30 C
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020118196
(22)【出願日】2020-07-09
(65)【公開番号】P2022015390
(43)【公開日】2022-01-21
【審査請求日】2023-06-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】篠崎 洋三
(72)【発明者】
【氏名】森田 仁彦
(72)【発明者】
【氏名】小室 努
(72)【発明者】
【氏名】高橋 章夫
(72)【発明者】
【氏名】小山 智子
(72)【発明者】
【氏名】相馬 智明
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－２２７８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５３－０１６４２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｃ ３／００ － ３／４６
Ｅ０４Ｂ １／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向に延びる複合梁であって、梁主筋とせん断補強筋とが埋設され、前記軸方向と直交する縦断面がＴ形状または矩形状をなす鉄筋コンクリート部と、
前記鉄筋コンクリート部の少なくとも両側側面に設けられる木質部と、
前記鉄筋コンクリート部と前記木質部とに跨がって埋設されてこれらを接合し、前記鉄筋コンクリート部に作用する応力を前記木質部に分担せしめる鋼製の応力分担手段と、を備え、
前記鉄筋コンクリート部の少なくとも下端面は露出し、
前記木質部の下端面は、前記鉄筋コンクリート部の下端面よりも下方に突出していることを特徴とする複合梁。
【請求項2】
木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向に延びる複合梁であって、梁主筋とせん断補強筋とが埋設され、前記軸方向と直交する縦断面がＴ形状または矩形状をなす鉄筋コンクリート部と、
前記鉄筋コンクリート部の少なくとも両側側面に設けられる木質部と、
前記鉄筋コンクリート部と前記木質部とに跨がって埋設されてこれらを接合し、前記鉄筋コンクリート部に作用する応力を前記木質部に分担せしめる鋼製の応力分担手段と、を備え、
前記木質部は、前記鉄筋コンクリート部を挟むように、前記両側側面に設けられる側面木質材と、前記鉄筋コンクリート部の下面に、前記側面木質材と非接合状態で設置される下面木質材と、を備えることを特徴とする複合梁。
【請求項3】
前記鉄筋コンクリート部には、前記軸方向に間隔をおいて、幅方向の外側に突出するように、コッターが設けられ、前記木質部には、前記コッターに対応して、前記コッターを収容して前記コッターに係合するように形成された、コッター収容凹部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合梁。
【請求項4】
前記鉄筋コンクリート部は、ウエブ部と、前記ウエブ部の上に形成されたフランジ部と、を有して、前記縦断面がＴ形状をなし、前記フランジ部は、スラブの少なくとも一部を形成し、
前記木質部は、幅方向において前記ウエブ部の両側に配置され、
前記木質部の上端面は、前記フランジ部の下面に当接して設けられ、前記幅方向の外側において、下方に切りかかれて段部が形成されることで、前記木質部と前記フランジ部の前記下面との間に、上下方向に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、建築構造物の躯体として、鉄骨材や鉄筋コンクリートと、木質材を組み合わせたハイブリッド構造材が用いられている。
例えば、特許文献１には、金属からなる剛性のある強化材と木質材とを挟んで積層化してなる複合梁材の構成が開示されている。この構成において、強化材と木質材は接着剤で固着されている。
特許文献１に開示されたようなハイブリッド構造材では、強化材と木質材との間で、強化材と木質材との接合面に沿った方向の応力は、接着剤による固着力のみによって伝達される。このため、強化材と木質材との間で大きな応力が作用すると、接着剤により固着部分が剥離してしまうことがある。このような構成は、強化材と木質材との積層方向の荷重を主に支持する使用形態には適してはいるが、強化材と木質材との接合面に沿った方向の荷重や応力を担う使用形態には適さない。このため、特許文献１に開示された構成は、例えば梁として使用することは難しい。
例えば、特許文献１には、金属からなる剛性のある強化材と木質材とを挟んで積層化してなる複合梁材の構成が開示されている。この構成において、強化材と木質材は接着剤で固着されている。
特許文献１に開示されたようなハイブリッド構造材では、強化材と木質材との間で、強化材と木質材との接合面に沿った方向の応力は、接着剤による固着力のみによって伝達される。このため、強化材と木質材との間で大きな応力が作用すると、接着剤により固着部分が剥離してしまうことがある。このような構成は、強化材と木質材との積層方向の荷重を主に支持する使用形態には適してはいるが、強化材と木質材との接合面に沿った方向の荷重や応力を担う使用形態には適さない。このため、特許文献１に開示された構成は、例えば梁として使用することは難しい。
【0003】
これに対し、特許文献２には、中心鋼材と、中心鋼材に沿うように設けられた木質部材と、中心鋼材と木質部材とを接合する接合部材と、を備えるハイブリッド構造材が開示されている。このハイブリッド構造材において、接合部材は、中心鋼材の長軸方向に延び、一端部が木質部材に定着され、他端部が受圧部に定着されている。
特許文献２に開示されたようなハイブリッド構造材では、中心鋼材と木質部材との間で、荷重や応力が伝達されるので、中心鋼材と木質部材が其々荷重や応力が負担している。しかしながら、このような構成では、中心鋼材の側面と木質鋼材との接合面では、荷重や応力の伝達がなされない。このため、梁の曲げ剛性及び曲げ耐力を向上させることのできる技術の提供が望まれる。
特許文献２に開示されたようなハイブリッド構造材では、中心鋼材と木質部材との間で、荷重や応力が伝達されるので、中心鋼材と木質部材が其々荷重や応力が負担している。しかしながら、このような構成では、中心鋼材の側面と木質鋼材との接合面では、荷重や応力の伝達がなされない。このため、梁の曲げ剛性及び曲げ耐力を向上させることのできる技術の提供が望まれる。
【0004】
また、特許文献３には、木材で構成される複数の被覆体層と、被覆体層の間に充填されたセメント系組成物で構成される構造体層を備え、被覆体層における構造体層との対向側側面に凹部または開孔を設け、凹部または開孔にセメント系組成物を充填してシアキーを形成する積層部材の構成が開示されている。
特許文献３に開示された積層部材では、被覆体層の凹部または開口内に形成されるシアキーを介して、構造体層と被覆体層との間で、構造体層と被覆体層との接合面に沿った方向の荷重や応力が伝達される。しかしながら、シアキーはセメント系組成物からなり、しかも構造体層の表面から突出する突起状に形成されるため、大きな荷重や応力が作用した場合に、破断してしまう可能性がある。このため、梁の曲げ剛性及び曲げ耐力を、より有効に向上させることのできる技術の提供が望まれる。
特許文献３に開示された積層部材では、被覆体層の凹部または開口内に形成されるシアキーを介して、構造体層と被覆体層との間で、構造体層と被覆体層との接合面に沿った方向の荷重や応力が伝達される。しかしながら、シアキーはセメント系組成物からなり、しかも構造体層の表面から突出する突起状に形成されるため、大きな荷重や応力が作用した場合に、破断してしまう可能性がある。このため、梁の曲げ剛性及び曲げ耐力を、より有効に向上させることのできる技術の提供が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平６－２２６７１５号公報
【文献】特開２０１７－１７９８３８号公報
【文献】特開２０１９－５２４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
発明者らは、長スパン化が可能な複合梁構造として、鉄筋コンクリート部と、その両側表面に木質部を設けて、双方を鋼製の応力分担手段で連結させて複合梁を形成することで、鉄筋コンクリート部が木質部で補剛されるために、鉄筋コンクリート梁単体に比べて、曲げ剛性および曲げ耐力に優れた木質系の複合梁が実現できる点に着目して、本発明に至った。なお、鉄筋コンクリート部は、コンクリートに鉄筋のみが埋設された従来の鉄筋コンクリート造、繊維補強コンクリート造、及びＰＣ鋼材を介してコンクリートに圧縮応力を与えることで補強されたプレストレストコンクリート造で形成する。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の複合梁は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向に延びる複合梁であって、梁主筋とせん断補強筋とが埋設され、前記軸方向と直交する縦断面がＴ形状または矩形状をなす鉄筋コンクリート部と、前記鉄筋コンクリート部の少なくとも両側側面に設けられる木質部と、前記鉄筋コンクリート部と前記木質部とに跨がって埋設されてこれらを接合し、前記鉄筋コンクリート部に作用する応力を前記木質部に分担せしめる鋼製の応力分担手段と、を備え、前記鉄筋コンクリート部の少なくとも下端面は、露出していることを特徴とする。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部と木質部とに跨がるように、鋼製の応力分担手段が埋設されている。これにより、応力分担手段を介し、鉄筋コンクリート部と木質部との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部に作用する応力が木質部に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部に作用する応力が、鉄筋コンクリート部だけでなく両側の木質部によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することが可能となる。
この複合梁では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部を設け、当該鉄筋コンクリート部の両側側面に木質部を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁の幅方向の両側が、木質部によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁により、鉄筋コンクリート部が両側の木質部によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁は、鉄筋コンクリート部と木質部が鋼製の応力分担手段で接合されて一体化されることで、木質部が鉄筋コンクリート部の補剛材となり、鉄筋コンクリート部に生じるむくり、または撓みを低減することができる。更に、複合梁では、鉄筋コンクリート部の下端面は木質部で覆われていなく、下端面が露出していることで、複合梁がたわむ際には、複合梁の断面中央側に設けた鉄筋コンクリート部は木質部の影響を受けることなく下方側に向けて変形できる。よって、複合梁は、鉄筋コンクリート部の両側側面のみ木質部を設ければよく、デザイン性の高い複合梁の形態が実現可能となる。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の複合梁は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向に延びる複合梁であって、梁主筋とせん断補強筋とが埋設され、前記軸方向と直交する縦断面がＴ形状または矩形状をなす鉄筋コンクリート部と、前記鉄筋コンクリート部の少なくとも両側側面に設けられる木質部と、前記鉄筋コンクリート部と前記木質部とに跨がって埋設されてこれらを接合し、前記鉄筋コンクリート部に作用する応力を前記木質部に分担せしめる鋼製の応力分担手段と、を備え、前記鉄筋コンクリート部の少なくとも下端面は、露出していることを特徴とする。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部と木質部とに跨がるように、鋼製の応力分担手段が埋設されている。これにより、応力分担手段を介し、鉄筋コンクリート部と木質部との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部に作用する応力が木質部に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部に作用する応力が、鉄筋コンクリート部だけでなく両側の木質部によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することが可能となる。
この複合梁では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部を設け、当該鉄筋コンクリート部の両側側面に木質部を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁の幅方向の両側が、木質部によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁により、鉄筋コンクリート部が両側の木質部によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁は、鉄筋コンクリート部と木質部が鋼製の応力分担手段で接合されて一体化されることで、木質部が鉄筋コンクリート部の補剛材となり、鉄筋コンクリート部に生じるむくり、または撓みを低減することができる。更に、複合梁では、鉄筋コンクリート部の下端面は木質部で覆われていなく、下端面が露出していることで、複合梁がたわむ際には、複合梁の断面中央側に設けた鉄筋コンクリート部は木質部の影響を受けることなく下方側に向けて変形できる。よって、複合梁は、鉄筋コンクリート部の両側側面のみ木質部を設ければよく、デザイン性の高い複合梁の形態が実現可能となる。
【0008】
また、本発明は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向に延びる複合梁であって、梁主筋とせん断補強筋とが埋設され、前記軸方向と直交する縦断面がＴ形状または矩形状をなす鉄筋コンクリート部と、前記鉄筋コンクリート部の少なくとも両側側面に設けられる木質部と、前記鉄筋コンクリート部と前記木質部とに跨がって埋設されてこれらを接合し、前記鉄筋コンクリート部に作用する応力を前記木質部に分担せしめる鋼製の応力分担手段と、を備え、前記木質部は、前記鉄筋コンクリート部を挟むように、前記両側側面に設けられる側面木質材と、前記鉄筋コンクリート部の下面に、前記側面木質材と非接合状態で設置される下面木質材と、を備えることを特徴とする複合梁を提供する。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部と木質部とに跨がるように、鋼製の応力分担手段が埋設されている。これにより、応力分担手段を介し、鉄筋コンクリート部と木質部との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部に作用する応力が木質部に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部に作用する応力が、鉄筋コンクリート部だけでなく木質部によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することが可能となる。
この複合梁では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部を設け、木質部を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁が木質部によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁により、鉄筋コンクリート部が木質部によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁が、鉄筋コンクリート部と、当該鉄筋コンクリート部の両側側面に設ける側面木質材に加え、側面木質材と非接合状態で設置される下面木質材を備えることで、複合梁が大変形状態に至った際には、下面木質材の変形が側面木質材で拘束されることなく、鉄筋コンクリート部と下面木質材が一体として抵抗可能となる。また、複合梁では、側面木質材と下面木質材が非接合状態で設置されるために、双方の接合部分に損傷、破壊を抑制可能であり、優れた変形性能を確保することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部と木質部とに跨がるように、鋼製の応力分担手段が埋設されている。これにより、応力分担手段を介し、鉄筋コンクリート部と木質部との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部に作用する応力が木質部に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部に作用する応力が、鉄筋コンクリート部だけでなく木質部によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することが可能となる。
この複合梁では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部を設け、木質部を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁が木質部によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁により、鉄筋コンクリート部が木質部によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁が、鉄筋コンクリート部と、当該鉄筋コンクリート部の両側側面に設ける側面木質材に加え、側面木質材と非接合状態で設置される下面木質材を備えることで、複合梁が大変形状態に至った際には、下面木質材の変形が側面木質材で拘束されることなく、鉄筋コンクリート部と下面木質材が一体として抵抗可能となる。また、複合梁では、側面木質材と下面木質材が非接合状態で設置されるために、双方の接合部分に損傷、破壊を抑制可能であり、優れた変形性能を確保することができる。
【0009】
本発明の別の態様においては、前記鉄筋コンクリート部は、プレストレストコンクリート構造であり、前記梁主筋の少なくとも一部に緊張力が導入されている。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部の一部に緊張力を導入してプレストレストコンクリート構造とすることで、鉄筋コンクリート部を現場打ちのコンクリートによる鉄筋コンクリート構造とする場合に比較して、曲げ剛性及び曲げ耐力を高めることができる。これにより、長スパン化が可能な複合梁を実現することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部の一部に緊張力を導入してプレストレストコンクリート構造とすることで、鉄筋コンクリート部を現場打ちのコンクリートによる鉄筋コンクリート構造とする場合に比較して、曲げ剛性及び曲げ耐力を高めることができる。これにより、長スパン化が可能な複合梁を実現することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係る複合梁を備えた構造物の一例を示す平面図である。
【図6】複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。
【図7】複合梁の施工方法の過程を示す図であり、鉄筋コンクリート部の梁形成部にコンクリートを打設した状態を示す断面図である。
【図8】本発明の実施形態の第１変形例に係る複合梁を示す断面図である。
【図9】第１変形例の複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。
【図10】本発明の実施形態の第２変形例に係る複合梁を示す断面図である。
【図11】本発明の複合梁を模擬した複合梁試験体の設置状況と、その曲げ試験装置の概略構成を示す図である。
【図12】複合梁試験体の曲げモーメントと中央たわみ関係の実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明は、梁断面の中央に鉄筋コンクリート部を設け、その両側側面、または両側側面と下端面に木質部を設けて、鉄筋コンクリート部と木質部とを鋼製の応力分担手段を介して接合させた複合梁である。
第１実施形態は、鉄筋コンクリート部の両側側面のみに木質部が設けられた複合梁であり、鉄筋コンクリート部と木質部は双方を貫通する応力分担手段（ボルト）で接合されている。第１変形例は、鉄筋コンクリート部と木質部を接合する応力分担手段のみ第１実施形態と異なる複合梁であり、応力分担手段は双方を貫通するボルトではなく、木質部を貫通して鉄筋コンクリート部の断面内に留まる構造用ビスである。第２変形例は、鉄筋コンクリート部の両側側面、及び下端面に木質部が設置されている。なお、第２変形例の特徴は、木質部を構成する鉄筋コンクリート部の両側側面に設ける側面木質材と、下端面に設ける下面木質材とは非接合状態で設置される点である。
以下、添付図面を参照して、本発明による複合梁を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
第１実施形態は、鉄筋コンクリート部の両側側面のみに木質部が設けられた複合梁であり、鉄筋コンクリート部と木質部は双方を貫通する応力分担手段（ボルト）で接合されている。第１変形例は、鉄筋コンクリート部と木質部を接合する応力分担手段のみ第１実施形態と異なる複合梁であり、応力分担手段は双方を貫通するボルトではなく、木質部を貫通して鉄筋コンクリート部の断面内に留まる構造用ビスである。第２変形例は、鉄筋コンクリート部の両側側面、及び下端面に木質部が設置されている。なお、第２変形例の特徴は、木質部を構成する鉄筋コンクリート部の両側側面に設ける側面木質材と、下端面に設ける下面木質材とは非接合状態で設置される点である。
以下、添付図面を参照して、本発明による複合梁を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【0013】
本発明の実施形態に係る複合梁を備えた構造物の一例を示す平面図を図１に示す。図２は、図１の複合梁の側面図である。
図１に示されるように、本実施形態にかかる複合梁１０を備えた構造物１の躯体は、構造物１の外周部に沿って設けられた外周架構２と、外周架構２の内側に設けられた内側架構３と、を有している。
外周架構２は、構造物の１の外周部に沿って間隔をあけて配置された複数本の外周柱４（図２参照）と、互いに隣り合う外周柱４同士の間に架設された外周梁５と、を備えている。
図１に示されるように、本実施形態にかかる複合梁１０を備えた構造物１の躯体は、構造物１の外周部に沿って設けられた外周架構２と、外周架構２の内側に設けられた内側架構３と、を有している。
外周架構２は、構造物の１の外周部に沿って間隔をあけて配置された複数本の外周柱４（図２参照）と、互いに隣り合う外周柱４同士の間に架設された外周梁５と、を備えている。
【0014】
内側架構３は、図１のように複数本の柱６と、第一内側梁７と、第二内側梁８と、を主に備えている。複数本の柱６は、外周架構２の内側で、水平方向の第一方向Ｄ１に間隔をあけて配置されている。第一内側梁７は、第一方向Ｄ１に延び、複数本の柱６に支持されている。第一内側梁７は、第一方向Ｄ１の両側に位置する外周梁５Ａ同士を連結するように設けられている。このような第一内側梁７（および第一内側梁７を支持する複数本の柱６）は、構造物１において第一方向Ｄ１に水平面内で直交する第二方向Ｄ２の中央部に、第二方向Ｄ２に間隔をあけて二組が設けられている。
第二内側梁８は、図１のように第二方向Ｄ２に延びている。第二内側梁８は、第二方向Ｄ２の両側に位置する外周梁５Ｂと第一内側梁７との間（及び第二方向Ｄ２に間隔をあけて配置された二本の第一内側梁７同士の間）に架設されている。第二内側梁８は、第一方向Ｄ１に間隔をあけて複数組が設けられている。
第二内側梁８は、図１のように第二方向Ｄ２に延びている。第二内側梁８は、第二方向Ｄ２の両側に位置する外周梁５Ｂと第一内側梁７との間（及び第二方向Ｄ２に間隔をあけて配置された二本の第一内側梁７同士の間）に架設されている。第二内側梁８は、第一方向Ｄ１に間隔をあけて複数組が設けられている。
【0015】
図３は、図２に示した複合梁のＩ－Ｉ矢視断面図である。図４は、図２に示した複合梁のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。図５は、図２に示した複合梁のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図である。
各第二内側梁８は、本実施形態にかかる複合梁１０によって構成されている。
複合梁１０は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されている。複合梁１０は、軸方向Ｄａを第二方向Ｄ２に沿わせて延びるように設けられている。図２～図５に示すように、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０と、木質部３０と、応力分担手段４０と、を有している。
各第二内側梁８は、本実施形態にかかる複合梁１０によって構成されている。
複合梁１０は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されている。複合梁１０は、軸方向Ｄａを第二方向Ｄ２に沿わせて延びるように設けられている。図２～図５に示すように、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０と、木質部３０と、応力分担手段４０と、を有している。
【0016】
鉄筋コンクリート部２０は、複合梁１０に作用する荷重や応力を主として負担する主材として機能する。鉄筋コンクリート部２０は、軸方向Ｄａの両端部が、外周架構２の外周梁５（あるいは外周柱４）、又は第一内側梁７（あるいは柱６）に接合されている。図３～図５に示すように、鉄筋コンクリート部２０は、コンクリート部２１と、梁主筋２４と、せん断補強筋２５と、を主に備えている。
【0017】
本実施形態において、鉄筋コンクリート部２０（のコンクリート部２１）は、軸方向Ｄａに直交する縦断面形状が、例えばＴ形状とされている。鉄筋コンクリート部２０は、ウエブ部２２と、フランジ部２３と、を一体に有している。ウエブ部２２は、軸方向Ｄａに直交する縦断面形状が、上下方向Ｄｖに長い矩形状（縦長の長方形状）をなしている。フランジ部２３は、ウエブ部２２上に形成されている。フランジ部２３は、ウエブ部２２の上端から、軸方向Ｄａ及び上下方向Ｄｖに直交する幅方向Ｄｗの両側に延びている。フランジ部２３は、上階のスラブの少なくとも一部を形成する。フランジ部２３は、第一方向Ｄ１で互いに隣り合う複合梁１０のフランジ部２３同士を互いに突き合わせて上階のスラブを形成してもよい。また、第一方向Ｄ１で互いに隣り合う複合梁１０のフランジ部２３同士を跨ぐように、例えば木質材料、プレキャストコンクリート材料、あるいは鋼製材料からなるスラブパネルを設置することで上階のスラブを形成してもよい。
【0018】
梁主筋２４、及びせん断補強筋２５は、コンクリート部２１のウエブ部２２に埋設されている。梁主筋２４は、ウエブ部２２の上部と下部に、それぞれ、幅方向Ｄｗに間隔をあけて複数本（例えば４本ずつ）が配置されている。各梁主筋２４は、軸方向Ｄａに延びている。複数本の梁主筋２４の少なくとも一部（例えば、ウエブ部２２の下部に配置された梁主筋２４）は、ＰＣ鋼材からなり、コンクリート部２１の軸方向Ｄａの両端部に、図示しない定着具により所定の緊張力が導入されている。これにより、本実施形態において、鉄筋コンクリート部２０はプレストレストコンクリート構造とされている。
せん断補強筋２５は、複数本の梁主筋２４を取り囲むように設けられている。せん断補強筋２５は、軸方向Ｄａに間隔をあけて複数配置されている。
せん断補強筋２５は、複数本の梁主筋２４を取り囲むように設けられている。せん断補強筋２５は、軸方向Ｄａに間隔をあけて複数配置されている。
【0019】
図２、図４に示すように、鉄筋コンクリート部２０には、軸方向Ｄａに間隔をあけた複数個所に、肉抜き（軽量化）のための孔２６が形成されている。各孔２６は、鉄筋コンクリート部２０を、幅方向Ｄｗに貫通して形成されている。
図４に示すように、梁主筋２４は、各孔２６と干渉しないよう、孔２６の上方と下方とにそれぞれ配筋されている。また、せん断補強筋２５は、孔２６の上下の部分においては、孔２６の上方に配筋された上部梁主筋２４Ａを取り囲むように設けられた上部せん断補強筋２５Ａと、孔２６の下方に配筋された下部梁主筋２４Ｂを取り囲むように設けられた下部せん断補強筋２５Ｂと、を有している。
図４に示すように、梁主筋２４は、各孔２６と干渉しないよう、孔２６の上方と下方とにそれぞれ配筋されている。また、せん断補強筋２５は、孔２６の上下の部分においては、孔２６の上方に配筋された上部梁主筋２４Ａを取り囲むように設けられた上部せん断補強筋２５Ａと、孔２６の下方に配筋された下部梁主筋２４Ｂを取り囲むように設けられた下部せん断補強筋２５Ｂと、を有している。
【0020】
本実施形態においては、木質部３０は、側面木質材として実現されている。すなわち、図３～図５に示すように、木質部３０は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側に配置されている。図２に示すように、本実施形態において、木質部３０は、複合梁１０の全長ではなく、複合梁１０の軸方向Ｄａの両端部の所定長部分を除いた部分に設けられている。図３～図５に示すように、各木質部３０は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側の側面２２ｓにそれぞれ沿うように設けられている。各木質部３０は、軸方向Ｄａに直交する縦断面形状が、上下方向Ｄｖに長い矩形状（縦長の長方形状）をなしている。図３に示すように、各木質部３０の幅方向Ｄｗにおける厚みＴ２は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗにおける厚みＴ１よりも小さい。木質部３０は、例えば、厚さ１２０ｍｍのカラマツ集成材からなる。
各木質部３０の上端面３０ａは、フランジ部２３の下面２３ｂに当接して設けられている。木質部３０の上端面３０ａは、幅方向Ｄｗの外側において、下方に切り欠かれることにより、段部３０ｄが形成されている。これにより、各木質部３０の上端の幅方向Ｄｗ外側には、木質部３０とフランジ部２３の下面２３ｂとの間に、上下方向Ｄｖに隙間Ｓが設けられている。また、複合梁１０に接続する床スラブを構築する際に、この隙間Ｓに型枠を設置することで、鉄筋コンクリート造の床スラブを形成するために使用可能である。各木質部３０の上端面３０ａとフランジ部２３が当接されるために、フランジ部２３から木質部３０に応力が伝達される。
各木質部３０の下端面３０ｂは、上下方向Ｄｖの下方から見て、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の両側に露出している。本実施形態において、各木質部３０の下端面３０ｂは、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の下端面２２ｂよりも下方に突出している。
本実施形態においては、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂには、木質部は設けられておらず、したがって、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも下端面２２ｂは、外部に露出している。
各木質部３０の上端面３０ａは、フランジ部２３の下面２３ｂに当接して設けられている。木質部３０の上端面３０ａは、幅方向Ｄｗの外側において、下方に切り欠かれることにより、段部３０ｄが形成されている。これにより、各木質部３０の上端の幅方向Ｄｗ外側には、木質部３０とフランジ部２３の下面２３ｂとの間に、上下方向Ｄｖに隙間Ｓが設けられている。また、複合梁１０に接続する床スラブを構築する際に、この隙間Ｓに型枠を設置することで、鉄筋コンクリート造の床スラブを形成するために使用可能である。各木質部３０の上端面３０ａとフランジ部２３が当接されるために、フランジ部２３から木質部３０に応力が伝達される。
各木質部３０の下端面３０ｂは、上下方向Ｄｖの下方から見て、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の両側に露出している。本実施形態において、各木質部３０の下端面３０ｂは、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の下端面２２ｂよりも下方に突出している。
本実施形態においては、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂには、木質部は設けられておらず、したがって、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも下端面２２ｂは、外部に露出している。
【0021】
図４に示すように、木質部３０には、鉄筋コンクリート部２０の各孔２６と連通する位置に、貫通孔３３が形成されている。
木質部３０において、少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分には、防水塗装等の防水膜３２が形成されている。防水膜３２は、後に詳述する複合梁１０の施工工程において、コンクリート部２１を形成するコンクリートの打設、養生時に、コンクリートに含まれる水分が木質部３０に染みこむのを抑える。
木質部３０において、少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分には、防水塗装等の防水膜３２が形成されている。防水膜３２は、後に詳述する複合梁１０の施工工程において、コンクリート部２１を形成するコンクリートの打設、養生時に、コンクリートに含まれる水分が木質部３０に染みこむのを抑える。
【0022】
図５に示すように、応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側において、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とをそれぞれ接合する。応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とに跨がるように埋設されている。応力分担手段４０は、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、鉄筋コンクリート部２０及び木質部３０の上部側及び下部側にそれぞれ設けられている。応力分担手段４０は、鋼製で、本実施形態では、ボルト４１、及びナット４２を有している。図２、及び図５に示すフランジ部２３を含む複合梁１０は、例えば、スパン長さが１０．６ｍであり、鉄筋コンクリート造のフランジ部２３の厚さが１３０ｍｍで、鉄筋コンクリート造のウエブ部２２が高さ６２０ｍｍ、幅が２７０ｍｍで、かつウエブ部２２の両側に側面木質材としての木質部３０が７２０ｍｍ、厚さ１２０ｍｍで設置される。また、応力分担手段４０は、例えばＭ１６ボルトであり、梁中央部側では梁せいの上部側と、下部側に７５０ｍｍ間隔で配置し、梁端部側に向かって、６７５、５２５、４５０ｍｍ間隔となるように密に配置されている。また、梁せいの上部側に設置される応力分担手段４０と、下部側に設置される応力分担手段４０との鉛直間距離は、例えば３３０ｍｍである。
上記のとおり複合梁１０では、下方側に撓んだ際に鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との間でずれを生じさせるせん断応力は梁中央部側に比べて、梁端部側が大きいために、梁端部側に応力分担手段４０を多く設置することで、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の接合強度を高めて、一体性の確保を目指した。
ボルト４１は、ねじ軸部４１ａと、ねじ頭部４１ｂと、を一体に有している。ねじ軸部４１ａは、幅方向Ｄｗに延びている。ねじ軸部４１ａは、ウエブ部２２の幅よりも長い軸長を有している。ねじ頭部４１ｂは、ねじ軸部４１ａの基端部に一体に形成されている。ボルト４１は、ねじ軸部４１ａをウエブ部２２と両側の木質部３０に形成された軸挿通孔３４とに貫通させ、ねじ頭部４１ｂを、幅方向Ｄｗの一方の側の木質部３０Ｌに突き当てている。幅方向Ｄｗ両側の木質部３０には、それぞれ、各ボルト４１が挿通される位置に、木質部３０の外側面３０ｓから幅方向Ｄｗの内側に窪んだ凹部３１が形成されている。ねじ頭部４１ｂは、凹部３１の底面に突き当てられている。ねじ軸部４１ａの先端部は、幅方向Ｄｗの他方の側の木質部３０Ｒの凹部３１内に突出している。ねじ軸部４１ａの先端部には、ナット４２が締結されている。ナット４２は、木質部３０Ｒの凹部３１の底面に突き当てられている。このようなボルト４１及びナット４２からなる鋼製の応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０に伝達する。応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との接合面（幅方向Ｄｗに直交する鉛直面）に沿った方向の応力を木質部３０に伝達する。これにより、木質部３０は、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力の一部を分担する。また、ねじ頭部４１ｂ、ナット４２が内部に配置された凹部３１は、ねじ頭部４１ｂ、ナット４２の外側から、木質材からなる塞ぎ材４５で塞がれている。
応力分担手段４０として使用する構造ビスの設置本数と間隔については、初めに、４本の構造ビス（パネリード鋼、Ｌ＝１１０ｍｍ）が打ち込まれたビスのせん断接合部の押抜き型せん断試験を行い、構造ビス１本あたりの平行剛性２.４５ｋＮ/ｍｍと、直交剛性２.２８ｋＮ/ｍｍを算出した後、本願発明の複合梁１０をメッシュ分割した曲げ試験体を対象として、予備実験で得られた構造ビスを仮に所定の間隔で設置して、複合梁１０を構成する鉄筋コンクリート部２０と木質部３０が構造ビスを介して一体化の曲げ挙動が再現できるように構造ビスの間隔を決定した。
上記のとおり複合梁１０では、下方側に撓んだ際に鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との間でずれを生じさせるせん断応力は梁中央部側に比べて、梁端部側が大きいために、梁端部側に応力分担手段４０を多く設置することで、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の接合強度を高めて、一体性の確保を目指した。
ボルト４１は、ねじ軸部４１ａと、ねじ頭部４１ｂと、を一体に有している。ねじ軸部４１ａは、幅方向Ｄｗに延びている。ねじ軸部４１ａは、ウエブ部２２の幅よりも長い軸長を有している。ねじ頭部４１ｂは、ねじ軸部４１ａの基端部に一体に形成されている。ボルト４１は、ねじ軸部４１ａをウエブ部２２と両側の木質部３０に形成された軸挿通孔３４とに貫通させ、ねじ頭部４１ｂを、幅方向Ｄｗの一方の側の木質部３０Ｌに突き当てている。幅方向Ｄｗ両側の木質部３０には、それぞれ、各ボルト４１が挿通される位置に、木質部３０の外側面３０ｓから幅方向Ｄｗの内側に窪んだ凹部３１が形成されている。ねじ頭部４１ｂは、凹部３１の底面に突き当てられている。ねじ軸部４１ａの先端部は、幅方向Ｄｗの他方の側の木質部３０Ｒの凹部３１内に突出している。ねじ軸部４１ａの先端部には、ナット４２が締結されている。ナット４２は、木質部３０Ｒの凹部３１の底面に突き当てられている。このようなボルト４１及びナット４２からなる鋼製の応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０に伝達する。応力分担手段４０は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との接合面（幅方向Ｄｗに直交する鉛直面）に沿った方向の応力を木質部３０に伝達する。これにより、木質部３０は、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力の一部を分担する。また、ねじ頭部４１ｂ、ナット４２が内部に配置された凹部３１は、ねじ頭部４１ｂ、ナット４２の外側から、木質材からなる塞ぎ材４５で塞がれている。
応力分担手段４０として使用する構造ビスの設置本数と間隔については、初めに、４本の構造ビス（パネリード鋼、Ｌ＝１１０ｍｍ）が打ち込まれたビスのせん断接合部の押抜き型せん断試験を行い、構造ビス１本あたりの平行剛性２.４５ｋＮ/ｍｍと、直交剛性２.２８ｋＮ/ｍｍを算出した後、本願発明の複合梁１０をメッシュ分割した曲げ試験体を対象として、予備実験で得られた構造ビスを仮に所定の間隔で設置して、複合梁１０を構成する鉄筋コンクリート部２０と木質部３０が構造ビスを介して一体化の曲げ挙動が再現できるように構造ビスの間隔を決定した。
【0023】
また、本実施形態においては、応力分担手段４０に対応して、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、コッター（シアコッター）５０が設けられている。コッター５０は、ウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側に、ウエブ部２２（コンクリート部２１）と一体に形成されている。コッター５０は、ウエブ部２２の幅方向Ｄｗ両側の側面２２ｓから、幅方向Ｄｗの外側に突出している。コッター５０は、鉄筋コンクリート部２０及び木質部３０の上部側に配置された上部応力分担手段４０Ｐと、鉄筋コンクリート部２０及び木質部３０の下部側に配置された下部応力分担手段４０Ｑと、を跨がるように、上下方向Ｄｖに連続して延びている。コッター５０において、幅方向Ｄｗの外側の先端面５０ｓは、側面２２ｓと平行に形成されている。上部応力分担手段４０Ｐ、及び下部応力分担手段４０Ｑのねじ軸部４１ａは、コッター５０を幅方向Ｄｗに貫通している。コッター５０の上下には、傾斜面５０ａ、５０ｂが形成されている。これら傾斜面５０ａ、５０ｂは、ウエブ部２２の側面２２ｓから幅方向Ｄｗの外側に向かって、コッター５０の上下方向Ｄｖの長さが漸次縮小するように形成されている。
木質部３０において、側面２２ｓに対向する側には、コッター５０が嵌め合うコッター収容凹部３５が形成されている。コッター収容凹部３５は、木質部３０において、側面２２ｓに対向する内側面３０ｔから幅方向Ｄｗの外側に窪むように形成されている。コッター収容凹部３５は、コッター５０を補形する形状に形成されている。
木質部３０において、側面２２ｓに対向する側には、コッター５０が嵌め合うコッター収容凹部３５が形成されている。コッター収容凹部３５は、木質部３０において、側面２２ｓに対向する内側面３０ｔから幅方向Ｄｗの外側に窪むように形成されている。コッター収容凹部３５は、コッター５０を補形する形状に形成されている。
【0024】
次に、上記複合梁１０の施工方法について説明する。
図６は、上記複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。図７は、上記複合梁の施工方法の過程を示す図であり、鉄筋コンクリート部の梁形成部にコンクリートを打設した状態を示す断面図である。
図６に示すように、複合梁１０を形成するには、まず、梁主筋２４及びせん断補強筋２５を配筋する。次いで、形成すべき複合梁１０の軸方向Ｄａの両端面となる位置にバットレス（図示無し）を設け、ウエブ部２２の下部に配置される梁主筋２４に、所定の引張力を導入する。
次いで、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の周囲に、所定形状の型枠６０を組み立てる。この型枠６０の一部は、木質部３０を形成する木材によって構成される。木質部３０を形成する木材は、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の幅方向Ｄｗの両側に配置する。この木質部３０を形成する木材には、少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分に、防水塗装等の防水膜３２が予め形成されている。幅方向Ｄｗの両側の木質部３０に形成された軸挿通孔３４には、ボルト４１を挿入し、ナット４２を締結させる。ねじ頭部４１ｂ、ナット４２が内部に配置された凹部３１は、木質材からなる塞ぎ材４５で塞ぐ。
また、幅方向Ｄｗの両側の木質部３０の下端同士の間は、下型枠材６３によって閉塞する。その他、隙間Ｓを形成するための補助型枠材６４等を木質部３０の段部３０ｄに適宜取り付ける。
型枠６０の組立後、図７に示すように、型枠６０内に、少なくともウエブ部２２を形成するコンクリートを打設する。ウエブ部２２を形成するコンクリートを打設した後、フランジ部２３を形成するコンクリートを打設する。ウエブ部２２のコンクリートの打設と、フランジ部２３のコンクリートの打設は、連続して行ってもよいし、別途行ってもよい。
打設したコンクリートを所定期間養生し、コンクリートが所要の強度を発現した後、下型枠材６３、補助型枠材６４、バットレス（図示無し）等を撤去する。これにより、図３～図５に示すような、所定形状の複合梁１０が形成される。
図６は、上記複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。図７は、上記複合梁の施工方法の過程を示す図であり、鉄筋コンクリート部の梁形成部にコンクリートを打設した状態を示す断面図である。
図６に示すように、複合梁１０を形成するには、まず、梁主筋２４及びせん断補強筋２５を配筋する。次いで、形成すべき複合梁１０の軸方向Ｄａの両端面となる位置にバットレス（図示無し）を設け、ウエブ部２２の下部に配置される梁主筋２４に、所定の引張力を導入する。
次いで、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の周囲に、所定形状の型枠６０を組み立てる。この型枠６０の一部は、木質部３０を形成する木材によって構成される。木質部３０を形成する木材は、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の幅方向Ｄｗの両側に配置する。この木質部３０を形成する木材には、少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分に、防水塗装等の防水膜３２が予め形成されている。幅方向Ｄｗの両側の木質部３０に形成された軸挿通孔３４には、ボルト４１を挿入し、ナット４２を締結させる。ねじ頭部４１ｂ、ナット４２が内部に配置された凹部３１は、木質材からなる塞ぎ材４５で塞ぐ。
また、幅方向Ｄｗの両側の木質部３０の下端同士の間は、下型枠材６３によって閉塞する。その他、隙間Ｓを形成するための補助型枠材６４等を木質部３０の段部３０ｄに適宜取り付ける。
型枠６０の組立後、図７に示すように、型枠６０内に、少なくともウエブ部２２を形成するコンクリートを打設する。ウエブ部２２を形成するコンクリートを打設した後、フランジ部２３を形成するコンクリートを打設する。ウエブ部２２のコンクリートの打設と、フランジ部２３のコンクリートの打設は、連続して行ってもよいし、別途行ってもよい。
打設したコンクリートを所定期間養生し、コンクリートが所要の強度を発現した後、下型枠材６３、補助型枠材６４、バットレス（図示無し）等を撤去する。これにより、図３～図５に示すような、所定形状の複合梁１０が形成される。
【0025】
ところで、複合梁１０を大スパン化する場合、複合梁１０を形成する際にむくりを設ける。むくりとは、複合梁１０の自重による撓みとは逆方向に、軸方向Ｄａの両端部に対して中央部を上向に反らせておくことを言う。ウエブ部２２の下部に配置される梁主筋２４に緊張力を導入することで、ウエブ部２２の上端部を引張応力状態とし、ウエブ部２２の下端部を圧縮応力状態としておく。型枠６０内に打設したコンクリートが硬化すると、ウエブ部２２の上端部におけるむくり量が減少する。これに伴い、ウエブ部２２の上端部の引張応力度が低下し、下端部の圧縮応力度が増大する。このとき、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側に設けられた木質部３０によって、ウエブ部２２が補剛されている。これによって、ウエブ部２２に生じさせるむくり量を小さくすることができる。すると、むくりによってウエブ部２２がフランジ部２３に埋め込まれる量を抑えることができ、製造上合理的となる。
【0026】
（作用効果）
本発明の複合梁１０について、下記に本実施形態での作用効果を述べる。
上述したような複合梁１０によれば、複合梁１０は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向Ｄａに延びる複合梁１０であって、梁主筋２４とせん断補強筋２５とが埋設され、軸方向Ｄａと直交する縦断面がＴ形状をなす鉄筋コンクリート部２０と、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも両側側面２２ｓに設けられる木質部３０と、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とに跨がって埋設されてこれらを接合し、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０に分担せしめる鋼製の応力分担手段４０と、を備え、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも下端面２２ｂは露出している。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０とそのウエブ部２２の両側に設けられる木質部３０とに跨がるように、鋼製の応力分担手段４０が埋設されることで、応力分担手段４０を介し、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との接合部（接合面）に沿った方向において、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が木質部３０に有効に伝達される。これにより、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が、鉄筋コンクリート部２０だけでなく両側の木質部３０によっても分担して負担される。したがって、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁１０を提供することが可能となる。
この複合梁１０では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部２０を設け、鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓに木質部３０を補剛材として設けることで、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁１０の幅方向Ｄｗの両側が、木質部３０によって形成されるため、木質系の材料ならではの温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁１０により、鉄筋コンクリート部２０が両側の木質部３０によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０が鋼製の応力分担手段４０で接合されて一体化されることで、木質部３０が鉄筋コンクリート部２０の補剛材となり、鉄筋コンクリート部２０に生じるむくり、または撓みを低減することができる。更に、複合梁１０では、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂは木質部３０で覆われていなく、下端面２２ｂが露出していることで、複合梁１０がたわむ際には、複合梁１０の断面中央側に設けた鉄筋コンクリート部２０は木質部３０の影響を受けることなく下方側に向けて変形できる。よって、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓのみ木質部３０を設ければよく、デザイン性の高い複合梁１０の形態が実現可能となる。
本発明の複合梁１０について、下記に本実施形態での作用効果を述べる。
上述したような複合梁１０によれば、複合梁１０は、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向Ｄａに延びる複合梁１０であって、梁主筋２４とせん断補強筋２５とが埋設され、軸方向Ｄａと直交する縦断面がＴ形状をなす鉄筋コンクリート部２０と、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも両側側面２２ｓに設けられる木質部３０と、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とに跨がって埋設されてこれらを接合し、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０に分担せしめる鋼製の応力分担手段４０と、を備え、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも下端面２２ｂは露出している。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０とそのウエブ部２２の両側に設けられる木質部３０とに跨がるように、鋼製の応力分担手段４０が埋設されることで、応力分担手段４０を介し、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０との接合部（接合面）に沿った方向において、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が木質部３０に有効に伝達される。これにより、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が、鉄筋コンクリート部２０だけでなく両側の木質部３０によっても分担して負担される。したがって、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁１０を提供することが可能となる。
この複合梁１０では、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部２０を設け、鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓに木質部３０を補剛材として設けることで、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁１０の幅方向Ｄｗの両側が、木質部３０によって形成されるため、木質系の材料ならではの温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁１０により、鉄筋コンクリート部２０が両側の木質部３０によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０が鋼製の応力分担手段４０で接合されて一体化されることで、木質部３０が鉄筋コンクリート部２０の補剛材となり、鉄筋コンクリート部２０に生じるむくり、または撓みを低減することができる。更に、複合梁１０では、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂは木質部３０で覆われていなく、下端面２２ｂが露出していることで、複合梁１０がたわむ際には、複合梁１０の断面中央側に設けた鉄筋コンクリート部２０は木質部３０の影響を受けることなく下方側に向けて変形できる。よって、複合梁１０は、鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓのみ木質部３０を設ければよく、デザイン性の高い複合梁１０の形態が実現可能となる。
【0027】
また、鉄筋コンクリート部２０が、プレストレストコンクリート構造であり、梁主筋２４の少なくとも一部に緊張力が導入されている。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０の一部に緊張力を導入してプレストレストコンクリート構造とすることで、鉄筋コンクリート部２０を現場打ちのコンクリートによる鉄筋コンクリート構造とする場合に比較して、曲げ剛性及び曲げ耐力を高めることができる。これにより、長スパン化が可能な複合梁１０を実現することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０の一部に緊張力を導入してプレストレストコンクリート構造とすることで、鉄筋コンクリート部２０を現場打ちのコンクリートによる鉄筋コンクリート構造とする場合に比較して、曲げ剛性及び曲げ耐力を高めることができる。これにより、長スパン化が可能な複合梁１０を実現することができる。
【0028】
また、応力分担手段４０が、ボルト４１であり、応力分担手段４０は、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２及び木質部３０の上部側及び下部側にそれぞれ設けられている。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２及び木質部３０の上部側及び下部側に、複合梁１０の軸方向Ｄａに定められた間隔おきに応力分担手段４０を設けることで、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とを良好に一体化させて複合梁１０を構成することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２及び木質部３０の上部側及び下部側に、複合梁１０の軸方向Ｄａに定められた間隔おきに応力分担手段４０を設けることで、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とを良好に一体化させて複合梁１０を構成することができる。
【0029】
また、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２には、応力分担手段４０に対応して、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、コッター５０が設けられ、木質部３０には、コッター５０に対応して、コッター５０を収容してコッター５０に係合するように形成された、コッター収容凹部３５が設けられている。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とを、更に良好に一体化させて、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０によっても分担して負担可能な、複合梁１０を構成することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０とを、更に良好に一体化させて、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０によっても分担して負担可能な、複合梁１０を構成することができる。
【0030】
（実施形態の第１変形例）
なお、本発明の複合梁は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、応力分担手段４０として、ボルト４１（及びナット４２）を用い、さらにコッター５０によってウエブ部２２と木質部３０とを係合するようにしたが、これに限らない。
図８は、本発明の実施形態の第１変形例に係る複合梁を示す断面図である。図９は、図８の複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。
例えば、図８に示す複合梁１０Ｂは、応力分担手段４０Ｂとして、鋼製の構造用ビス４８を備えている。応力分担手段４０Ｂとしての構造用ビス４８は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側において、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｂとをそれぞれ接合する。構造用ビス４８は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｂとに跨がるように埋設されている。
構造用ビス４８は、幅方向Ｄｗに延びている。構造用ビス４８は、その両端部が、ウエブ部２２と、各木質部３０Ｂに形成された貫通孔３６とに埋設されている。貫通孔３６は、木質部３０Ｂの外側面３０ｓから幅方向Ｄｗの内側に窪んだ凹部３１Ｂの底面と、木質部３０Ｂがウエブ部２２の側面２２ｓに対向する内側面３０ｕとを貫通している。構造用ビス４８は、木質部３０Ｂの凹部３１Ｂにおいて、外側面３０ｓ側から内側面３０ｕ側に向けてねじ込まれ、その先端がウエブ部２２内に位置するように設けられている。凹部３１Ｂは、木質材からなる塞ぎ材４５Ｂで塞がれている。
具体的には、構造用ビス４８は、例えばΦ８ｍｍ、長さ１２０ｍｍの棒状鋼材であり、梁せいの上部側と下部側に其々、３本１組で打ち込まれている。構造用ビス４８は、梁中央部側では、例えば０.７５ｍ間隔で設置され、梁中央部側から梁端部側に向かって、６７５ｍｍ、５２５ｍｍ、及び４５０ｍｍ、間隔で設置される。
また、図８の例では、コッター５０を設けず、木質部３０Ｂは、内側面３０ｕをウエブ部２２の側面２２ｓに単に沿わせて配置されている。
なお、本発明の複合梁は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、応力分担手段４０として、ボルト４１（及びナット４２）を用い、さらにコッター５０によってウエブ部２２と木質部３０とを係合するようにしたが、これに限らない。
図８は、本発明の実施形態の第１変形例に係る複合梁を示す断面図である。図９は、図８の複合梁の施工方法の過程を示す図であり、梁主筋及びせん断補強筋を配筋し、型枠を組み立てた状態を示す断面図である。
例えば、図８に示す複合梁１０Ｂは、応力分担手段４０Ｂとして、鋼製の構造用ビス４８を備えている。応力分担手段４０Ｂとしての構造用ビス４８は、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の幅方向Ｄｗの両側において、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｂとをそれぞれ接合する。構造用ビス４８は、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｂとに跨がるように埋設されている。
構造用ビス４８は、幅方向Ｄｗに延びている。構造用ビス４８は、その両端部が、ウエブ部２２と、各木質部３０Ｂに形成された貫通孔３６とに埋設されている。貫通孔３６は、木質部３０Ｂの外側面３０ｓから幅方向Ｄｗの内側に窪んだ凹部３１Ｂの底面と、木質部３０Ｂがウエブ部２２の側面２２ｓに対向する内側面３０ｕとを貫通している。構造用ビス４８は、木質部３０Ｂの凹部３１Ｂにおいて、外側面３０ｓ側から内側面３０ｕ側に向けてねじ込まれ、その先端がウエブ部２２内に位置するように設けられている。凹部３１Ｂは、木質材からなる塞ぎ材４５Ｂで塞がれている。
具体的には、構造用ビス４８は、例えばΦ８ｍｍ、長さ１２０ｍｍの棒状鋼材であり、梁せいの上部側と下部側に其々、３本１組で打ち込まれている。構造用ビス４８は、梁中央部側では、例えば０.７５ｍ間隔で設置され、梁中央部側から梁端部側に向かって、６７５ｍｍ、５２５ｍｍ、及び４５０ｍｍ、間隔で設置される。
また、図８の例では、コッター５０を設けず、木質部３０Ｂは、内側面３０ｕをウエブ部２２の側面２２ｓに単に沿わせて配置されている。
【0031】
このような複合梁１０Ｂを施工するには、上記実施形態と同様、まず、図９に示すように、梁主筋２４及びせん断補強筋２５を配筋する。
次いで、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の周囲に、所定形状の型枠６０Ｂを組み立てる。この型枠６０Ｂの一部は、木質部３０Ｂを形成する木材によって構成される。木質部３０Ｂには、予め貫通孔３６を形成し、構造用ビス４８を木質部３０Ｂの外側面３０ｓ側からねじ込んでおく。また、木質部３０Ｂを形成する木材には、予め少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分に、防水塗装等の防水膜３２を形成しておく。凹部３１Ｂは、木質材からなる塞ぎ材４５Ｂで塞いでおく。また、幅方向Ｄｗの両側の木質部３０Ｂの下端同士の間は、下型枠材６３によって閉塞する。隙間Ｓを形成する部分には、補助型枠材６４を配置する。
型枠６０の組立後、型枠６０内にコンクリートを打設する。打設したコンクリートを所定期間養生し、コンクリートが所要の強度を発現した後、下型枠材６３、補助型枠材６４等を撤去する。これにより、図８に示したような、所定形状の複合梁１０Ｂが形成される。
次いで、配筋した梁主筋２４及びせん断補強筋２５の周囲に、所定形状の型枠６０Ｂを組み立てる。この型枠６０Ｂの一部は、木質部３０Ｂを形成する木材によって構成される。木質部３０Ｂには、予め貫通孔３６を形成し、構造用ビス４８を木質部３０Ｂの外側面３０ｓ側からねじ込んでおく。また、木質部３０Ｂを形成する木材には、予め少なくとも鉄筋コンクリート部２０に対向して接触する部分に、防水塗装等の防水膜３２を形成しておく。凹部３１Ｂは、木質材からなる塞ぎ材４５Ｂで塞いでおく。また、幅方向Ｄｗの両側の木質部３０Ｂの下端同士の間は、下型枠材６３によって閉塞する。隙間Ｓを形成する部分には、補助型枠材６４を配置する。
型枠６０の組立後、型枠６０内にコンクリートを打設する。打設したコンクリートを所定期間養生し、コンクリートが所要の強度を発現した後、下型枠材６３、補助型枠材６４等を撤去する。これにより、図８に示したような、所定形状の複合梁１０Ｂが形成される。
【0032】
上述したような複合梁１０Ｂによっても、鉄筋コンクリート部２０とその両側に設けられる木質部３０Ｂとに跨がるように、鋼製の応力分担手段４０Ｂが埋設されることで、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が、鉄筋コンクリート部２０だけでなく両側の木質部３０Ｂによっても分担して負担される。したがって、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁１０Ｂを提供することが可能となる。
【0033】
（実施形態の第２変形例）
図１０は、本発明の実施形態の第２変形例に係る複合梁を示す断面図である。
本変形例においては、木質部３０Ｃ、７０は、側面木質材３０Ｃと、下面木質材７０を備えている。
図１０に示す複合梁１０Ｃのように、応力分担手段４０Ｃとしての構造用ビス４８を、側面木質材３０Ｃにおいてウエブ部２２の側面２２ｓに対向する内側面３０ｖから幅方向Ｄｗの外側に向けてねじ込むようにして設けてもよい。この場合、凹部３１Ｂや塞ぎ材４５Ｂを設ける必要が無く、施工のより一層の容易化が図れる。
下面木質材７０は、図１０に示すように、ウエブ部２２の下端面２２ｂから下方に突出する側面木質材３０Ｃの間に、変形吸収手段８０を挟んで設けられている。複合梁を、鉄筋コンクリートと木質材を組み合わせて構成する場合には、これらは複合梁の耐火性能の面からは密着させるのが望ましい。しかし、本変形例においては、木質材の変形が他の木質材に及ばないようにするため、木質材の間に変形吸収手段８０が設けられている。本変形例においては、変形吸収手段８０は、耐火性能に影響を及ぼすことの少ない程度の、３ｍｍ以下の隙間が設けられている。或いは、変形吸収手段８０としては、下面木質材７０より低剛性の薄層の木質材または充填材による成形体が設けられてもよい。このように、下面木質材７０は、側面木質材３０Ｃとの間に変形吸収手段８０を挟んで側面木質材３０Ｃと非接合状態となるように設けられて、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の外側を木質部３０Ｃ、７０でコ字形状に覆うように設置される。このように、変形吸収手段８０で、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０を幾何学的に分離し、非接合状態を実現している。鉄筋コンクリート部２０を挟んで対向する側面木質材３０Ｃの間に下面木質材７０を設置することで、複合梁が曲げ変形した際に鉄筋コンクリート部と側面木質材３０Ｃが一体として下方側にたわむ場合であっても、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０との間に変形吸収手段８０が設けられ、かつ側面木質材３０Ｃの内側に下面木質材７０が設置されていることで、側面木質材３０Ｃが下面木質材７０を押し下げることを防止でき、複合梁の変形性能を高めることが可能である。
下面木質材７０は、構造用ビス４９または接着剤を用いて、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂに固定されている。下面木質材７０は、コンクリート打設時の型枠６０Ｄの一部として用いられるとともに、仕上げ材としても用いられる。構造用ビス４９も、側面木質材３０Ｃを鉄筋コンクリート部２０に接合する応力分担手段４０Ｃと同様に、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を下面木質材７０に分担せしめる応力分担手段４９として作用する。
また、図１０の例では、鉄筋コンクリート部２０にフランジ部２３を一体に形成せず、鉄筋コンクリート部２０を、軸方向Ｄａに直交する縦断面が矩形状をなすウエブ部２２のみとしている。この場合、複合梁１０Ｃ上に、例えば木質系材料、プレキャストコンクリート材料、鋼製材料等、他の材料からなるスラブ９を敷設するようにしてもよい。
図１０は、本発明の実施形態の第２変形例に係る複合梁を示す断面図である。
本変形例においては、木質部３０Ｃ、７０は、側面木質材３０Ｃと、下面木質材７０を備えている。
図１０に示す複合梁１０Ｃのように、応力分担手段４０Ｃとしての構造用ビス４８を、側面木質材３０Ｃにおいてウエブ部２２の側面２２ｓに対向する内側面３０ｖから幅方向Ｄｗの外側に向けてねじ込むようにして設けてもよい。この場合、凹部３１Ｂや塞ぎ材４５Ｂを設ける必要が無く、施工のより一層の容易化が図れる。
下面木質材７０は、図１０に示すように、ウエブ部２２の下端面２２ｂから下方に突出する側面木質材３０Ｃの間に、変形吸収手段８０を挟んで設けられている。複合梁を、鉄筋コンクリートと木質材を組み合わせて構成する場合には、これらは複合梁の耐火性能の面からは密着させるのが望ましい。しかし、本変形例においては、木質材の変形が他の木質材に及ばないようにするため、木質材の間に変形吸収手段８０が設けられている。本変形例においては、変形吸収手段８０は、耐火性能に影響を及ぼすことの少ない程度の、３ｍｍ以下の隙間が設けられている。或いは、変形吸収手段８０としては、下面木質材７０より低剛性の薄層の木質材または充填材による成形体が設けられてもよい。このように、下面木質材７０は、側面木質材３０Ｃとの間に変形吸収手段８０を挟んで側面木質材３０Ｃと非接合状態となるように設けられて、鉄筋コンクリート部２０のウエブ部２２の外側を木質部３０Ｃ、７０でコ字形状に覆うように設置される。このように、変形吸収手段８０で、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０を幾何学的に分離し、非接合状態を実現している。鉄筋コンクリート部２０を挟んで対向する側面木質材３０Ｃの間に下面木質材７０を設置することで、複合梁が曲げ変形した際に鉄筋コンクリート部と側面木質材３０Ｃが一体として下方側にたわむ場合であっても、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０との間に変形吸収手段８０が設けられ、かつ側面木質材３０Ｃの内側に下面木質材７０が設置されていることで、側面木質材３０Ｃが下面木質材７０を押し下げることを防止でき、複合梁の変形性能を高めることが可能である。
下面木質材７０は、構造用ビス４９または接着剤を用いて、鉄筋コンクリート部２０の下端面２２ｂに固定されている。下面木質材７０は、コンクリート打設時の型枠６０Ｄの一部として用いられるとともに、仕上げ材としても用いられる。構造用ビス４９も、側面木質材３０Ｃを鉄筋コンクリート部２０に接合する応力分担手段４０Ｃと同様に、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を下面木質材７０に分担せしめる応力分担手段４９として作用する。
また、図１０の例では、鉄筋コンクリート部２０にフランジ部２３を一体に形成せず、鉄筋コンクリート部２０を、軸方向Ｄａに直交する縦断面が矩形状をなすウエブ部２２のみとしている。この場合、複合梁１０Ｃ上に、例えば木質系材料、プレキャストコンクリート材料、鋼製材料等、他の材料からなるスラブ９を敷設するようにしてもよい。
【0034】
本変形例の複合梁１０Ｃは、木質材と鉄筋コンクリートで構成されて軸方向Ｄａに延びる複合梁１０Ｃであって、梁主筋２４とせん断補強筋２５とが埋設され、軸方向Ｄａと直交する縦断面が矩形状をなす鉄筋コンクリート部２０と、鉄筋コンクリート部２０の少なくとも両側側面２２ｓに設けられる木質部３０Ｃ、７０と、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｃ、７０とに跨がって埋設されてこれらを接合し、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を木質部３０Ｃ、７０に分担せしめる鋼製の応力分担手段４０Ｃ、４９と、を備え、木質部３０Ｃ、７０は、鉄筋コンクリート部２０を挟むように、両側側面２２ｓに設けられる側面木質材３０Ｃと、鉄筋コンクリート部２０の下面に、側面木質材３０Ｃと非接合状態で設置される下面木質材７０と、を備える。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｃ、７０とに跨がるように、鋼製の応力分担手段４０Ｃ、４９が埋設されている。これにより、応力分担手段４０Ｃ、４９を介し、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｃ、７０との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が木質部３０Ｃ、７０に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が、鉄筋コンクリート部２０だけでなく木質部３０Ｃ、７０によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁１０Ｃを提供することが可能となる。
この複合梁１０Ｃでは、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部２０を設け、木質部３０Ｃ、７０を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁１０Ｃが木質部３０Ｃ、７０によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁１０Ｃにより、鉄筋コンクリート部２０木質部３０Ｃ、７０によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁１０Ｃが、鉄筋コンクリート部２０と、当該鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓに設ける側面木質材３０Ｃに加え、側面木質材３０Ｃと非接合状態で設置される下面木質材７０を備えることで、複合梁１０Ｃが大変形状態に至った際には、下面木質材７０の変形が側面木質材３０Ｃで拘束されることなく、鉄筋コンクリート部２０と下面木質材７０が一体として抵抗可能となる。また、複合梁１０Ｃでは、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０が非接合状態で設置されるために、双方の接合部分に損傷、破壊を抑制可能であり、優れた変形性能を確保することができる。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｃ、７０とに跨がるように、鋼製の応力分担手段４０Ｃ、４９が埋設されている。これにより、応力分担手段４０Ｃ、４９を介し、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０Ｃ、７０との接合部に沿った方向において、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が木質部３０Ｃ、７０に有効に伝達される。したがって、鉄筋コンクリート部２０に作用する応力が、鉄筋コンクリート部２０だけでなく木質部３０Ｃ、７０によっても分担して負担される。その結果、曲げ剛性及び曲げ耐力に優れた、木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁１０Ｃを提供することが可能となる。
この複合梁１０Ｃでは、梁断面の中央部に剛性と強度に優れた鉄筋コンクリート部２０を設け、木質部３０Ｃ、７０を補剛材として設けることで、木質材単体では実現することが困難であった、長スパン化が可能となる。さらに、複合梁１０Ｃが木質部３０Ｃ、７０によって形成されるため、木質系の材料ならではの、温かみのある外観を呈することができる。つまり、このような複合梁１０Ｃにより、鉄筋コンクリート部２０木質部３０Ｃ、７０によって補剛かつ補強された、木質系の複合構造部材を構成することができる。
また、複合梁１０Ｃが、鉄筋コンクリート部２０と、当該鉄筋コンクリート部２０の両側側面２２ｓに設ける側面木質材３０Ｃに加え、側面木質材３０Ｃと非接合状態で設置される下面木質材７０を備えることで、複合梁１０Ｃが大変形状態に至った際には、下面木質材７０の変形が側面木質材３０Ｃで拘束されることなく、鉄筋コンクリート部２０と下面木質材７０が一体として抵抗可能となる。また、複合梁１０Ｃでは、側面木質材３０Ｃと下面木質材７０が非接合状態で設置されるために、双方の接合部分に損傷、破壊を抑制可能であり、優れた変形性能を確保することができる。
【0035】
（実施形態の他の変形例）
また、上記実施形態では、応力分担手段４０としてのボルト４１に対応して、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、コッター５０が設けられていたが、応力分担手段４０としてボルト４１を用いつつ、上記第１変形例と同様に、コッター５０を設けず、木質部３０を、内側面をウエブ部２２の側面２２ｓに単に沿わせて配置してもよい。
この場合においては、上記実施形態のようなコッター式の接合構造に比較し、鉄筋コンクリート部２０や木質部３０の断面欠損部を小さくすることができる。これにより、想定外の荷重が作用した場合に、断面欠損部を起因とした損傷や破壊が生じるのを抑えることができる。
また、上記実施形態では、応力分担手段４０としてのボルト４１に対応して、軸方向Ｄａに定められた間隔おきに、コッター５０が設けられていたが、応力分担手段４０としてボルト４１を用いつつ、上記第１変形例と同様に、コッター５０を設けず、木質部３０を、内側面をウエブ部２２の側面２２ｓに単に沿わせて配置してもよい。
この場合においては、上記実施形態のようなコッター式の接合構造に比較し、鉄筋コンクリート部２０や木質部３０の断面欠損部を小さくすることができる。これにより、想定外の荷重が作用した場合に、断面欠損部を起因とした損傷や破壊が生じるのを抑えることができる。
【0036】
また、上記実施形態では、ウエブ部２２の下側の梁主筋２４に、緊張力（プレストレス）を導入せず、鉄筋コンクリート部２０のコンクリート部２１を、通常の鉄筋コンクリート造としてもよい。
また、上記実施形態と各変形例を適宜組み合わせた構成としてもよい。例えば、上記の実施形態では、応力分担手段４０として鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の双方を貫通するようにボルト４１が設置されたが、これら双方を貫通するボルトに限定することなく、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０を構造用ビスで接合させてもよい。また、第１変形例と第２変形例では、応力分担手段４０Ｂ、４０Ｃとして構造用ビス４８を使用しているが、構造用ビスに限定することなく、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の双方を貫通するようなボルトであってもよい。
あるいは、上記実施形態の、鉄筋コンクリート部２０がウエブ部２２とフランジ部２３の双方を備える構成に対して下面木質材７０を設けるようにしてもよいし、上記第２変形例の、鉄筋コンクリート部２０がウエブ部２２のみを備える構成が下面木質材７０を備えず、下面木質材７０を除いた構成としてもよい。
また、上記実施形態では、図５に示すように、コッター５０は鉄筋コンクリート部２０の側面に対向するように各１段設け、かつ側面木質材３０にコッター５０が嵌め合うコッター収容凹部３５を形成したが、鉛直方向に設けるコッター数は１段に限定することなく、鉄筋コンクリート部２０の両側側面にコッターを２段設置し、かつ各コッターに対応するように側面木質材３０にコッター収容凹部３５を２段形成してもよい。コッター５０を２段設けた場合は、１段設ける場合に比べて、コッター５０を形成する傾斜面が２倍となることで、鉄筋コンクリート部と側面木質材との傾斜面を含む接合面積が増加するために、高い接合強度が確保可能となる。
また、上記実施形態および各変形例においては、木質部に段部３０ｄが設けられていたが、これを備えず、隙間Ｓを設けない構成としてもよい。
また、上記実施形態と各変形例を適宜組み合わせた構成としてもよい。例えば、上記の実施形態では、応力分担手段４０として鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の双方を貫通するようにボルト４１が設置されたが、これら双方を貫通するボルトに限定することなく、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０を構造用ビスで接合させてもよい。また、第１変形例と第２変形例では、応力分担手段４０Ｂ、４０Ｃとして構造用ビス４８を使用しているが、構造用ビスに限定することなく、鉄筋コンクリート部２０と木質部３０の双方を貫通するようなボルトであってもよい。
あるいは、上記実施形態の、鉄筋コンクリート部２０がウエブ部２２とフランジ部２３の双方を備える構成に対して下面木質材７０を設けるようにしてもよいし、上記第２変形例の、鉄筋コンクリート部２０がウエブ部２２のみを備える構成が下面木質材７０を備えず、下面木質材７０を除いた構成としてもよい。
また、上記実施形態では、図５に示すように、コッター５０は鉄筋コンクリート部２０の側面に対向するように各１段設け、かつ側面木質材３０にコッター５０が嵌め合うコッター収容凹部３５を形成したが、鉛直方向に設けるコッター数は１段に限定することなく、鉄筋コンクリート部２０の両側側面にコッターを２段設置し、かつ各コッターに対応するように側面木質材３０にコッター収容凹部３５を２段形成してもよい。コッター５０を２段設けた場合は、１段設ける場合に比べて、コッター５０を形成する傾斜面が２倍となることで、鉄筋コンクリート部と側面木質材との傾斜面を含む接合面積が増加するために、高い接合強度が確保可能となる。
また、上記実施形態および各変形例においては、木質部に段部３０ｄが設けられていたが、これを備えず、隙間Ｓを設けない構成としてもよい。
【0037】
（曲げ試験結果）
上記実施形態で示したような構成について、曲げ試験を行ったのでその結果を以下に示す。
図１１は、上記実施形態で示した複合梁の曲げ試験を行う試験装置の概略構成を示す図である。図１２は、上記実施形態で示した複合梁の曲げ試験の結果を示す図である
図１１に示すように、試験体としては、上記実施形態で示したような、応力分担手段４０としてボルト４１及びコッター５０を備えた複合梁１０（実施例）を用意した。試験体は、軸方向Ｄａの中央部を中心として、木質部３０を軸方向Ｄａに１００００ｍｍの長さにわたって設けた。試験体は、その両端部を、軸方向Ｄａに１２０００ｍｍの間隔で設置した支持台１０１上に載せ、中央部に荷重付与体Ｗを載せて垂直荷重を付与した。荷重付与体Ｗにより、上方から複合梁１０の中央部に垂直荷重を付与したときのひずみ量を測定した。
その結果を、図１２に示す。図１２中、上記実施形態に対応する、ボルト４１とコッター５０を用いた場合の実験結果が実施例１であり、上記第１変形例に対応する、構造用ビス４８を用いた場合の実験結果が実施例２である。比較例としては、木質部を設けない通常の鉄筋コンクリート梁を使用した。
上記実施形態で示したような構成について、曲げ試験を行ったのでその結果を以下に示す。
図１１は、上記実施形態で示した複合梁の曲げ試験を行う試験装置の概略構成を示す図である。図１２は、上記実施形態で示した複合梁の曲げ試験の結果を示す図である
図１１に示すように、試験体としては、上記実施形態で示したような、応力分担手段４０としてボルト４１及びコッター５０を備えた複合梁１０（実施例）を用意した。試験体は、軸方向Ｄａの中央部を中心として、木質部３０を軸方向Ｄａに１００００ｍｍの長さにわたって設けた。試験体は、その両端部を、軸方向Ｄａに１２０００ｍｍの間隔で設置した支持台１０１上に載せ、中央部に荷重付与体Ｗを載せて垂直荷重を付与した。荷重付与体Ｗにより、上方から複合梁１０の中央部に垂直荷重を付与したときのひずみ量を測定した。
その結果を、図１２に示す。図１２中、上記実施形態に対応する、ボルト４１とコッター５０を用いた場合の実験結果が実施例１であり、上記第１変形例に対応する、構造用ビス４８を用いた場合の実験結果が実施例２である。比較例としては、木質部を設けない通常の鉄筋コンクリート梁を使用した。
【0038】
図１２に示されるように、実施例１、２では、木質部を備えない比較例よりも、大幅に高い耐力を有していることが確認された。また、実施例１、２では、いずれも、緊張力を導入した梁主筋２４（緊張材）に１段目の降伏が生じて以降、変形が増大した領域で最大耐力に達している。これらの実施例１、２は、双方とも最大耐力付近までモーメントとたわみ関係の包絡性はほぼ等しく、実施例１と実施例２の間に応力分担手段の優劣はほぼないと考えられる。
これにより、木質部３０が鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を分担することで、複合梁１０の曲げ剛性及び耐力特性が向上することが確認された。
これにより、木質部３０が鉄筋コンクリート部２０に作用する応力を分担することで、複合梁１０の曲げ剛性及び耐力特性が向上することが確認された。
【0039】
なお、実施例１及び実施例２に示す複合梁は、鉄筋コンクリート部２０の両側面に木質部３０を備えた梁断面を有しており、鉄筋コンクリート部のみで梁断面が構成される比較例に比べて、曲げモーメントに対するはり部材の変形のしにくさを表す断面二次モーメントが４.３倍程（２５２００００ｃｍ４/５９００００ｃｍ４）高いために、鉄筋コンクリート部に曲げひび割れが発生した後も耐力上昇を示した。特に、木質部の下端面を、鉄筋コンクリート部の下端面より１００ｍｍ下方側に設けることで、鉄筋コンクリート部の曲げ変形に対して、鉄筋コンクリート部より下方側に突出する木質部が曲げ耐力の増加に大きく影響したと推測される。よって、本曲げ実験結果からも、本発明の木質材と鉄筋コンクリートで構成される複合梁の優れた曲げ耐力を確認することができた。
【符号の説明】
【0040】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、 複合梁 ３０ｂ 下端面
２０ 鉄筋コンクリート部 ４０、４０Ｂ、４０Ｃ 応力分担手段
２２ ウエブ部 ４１ ボルト
２２ｂ 下端面 ４８、４９ 構造用ビス（応力分担手段）
２２ｓ 側面 ７０ 木質部（下面木質材）
２３ フランジ部 ８０ 変形吸収手段
２４ 梁主筋 Ｄａ 軸方向
２５ せん断補強筋 Ｄｗ 幅方向
３０、３０Ｂ、３０Ｃ 木質部（側面木質材）
２０ 鉄筋コンクリート部 ４０、４０Ｂ、４０Ｃ 応力分担手段
２２ ウエブ部 ４１ ボルト
２２ｂ 下端面 ４８、４９ 構造用ビス（応力分担手段）
２２ｓ 側面 ７０ 木質部（下面木質材）
２３ フランジ部 ８０ 変形吸収手段
２４ 梁主筋 Ｄａ 軸方向
２５ せん断補強筋 Ｄｗ 幅方向
３０、３０Ｂ、３０Ｃ 木質部（側面木質材）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】