JP2024106840A - Joint structure of wooden pillars and steel beams - Google Patents
Joint structure of wooden pillars and steel beams Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024106840A JP2024106840A JP2023011306A JP2023011306A JP2024106840A JP 2024106840 A JP2024106840 A JP 2024106840A JP 2023011306 A JP2023011306 A JP 2023011306A JP 2023011306 A JP2023011306 A JP 2023011306A JP 2024106840 A JP2024106840 A JP 2024106840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wooden
- pair
- steel beam
- steel
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 186
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 186
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000011120 plywood Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 14
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
Description
本発明は、木柱と鉄骨梁の接合構造に関する。 The present invention relates to a joint structure between a wooden pillar and a steel beam.
建物を構成する架構(建物架構)には、木柱と木梁とにより形成される木製架構や、鉄骨柱と鉄骨梁とにより形成される鉄骨架構といった同種材料の柱と梁からなる架構の他に、木柱と鉄骨梁とにより形成される、ハイブリッド構造の架構(ハイブリッド架構)も存在する。柱と梁の双方を鉄骨造とする代わりに、木柱を適用することにより、鉄骨による高い剛性と、木材により奏される様々な作用を備えた建物架構を形成できる。また、木柱と木梁とにより形成される木製架構に比べて、地震時における建物架構の塑性変形能力が高くなる。 The framework that makes up a building (building framework) includes frameworks made of columns and beams of the same material, such as wooden frameworks made of wooden columns and wooden beams, and steel frameworks made of steel columns and steel beams, as well as hybrid frameworks made of wooden columns and steel beams. By using wooden columns instead of steel for both columns and beams, a building framework can be formed that has the high rigidity of steel and the various functions provided by wood. Furthermore, compared to wooden frameworks made of wooden columns and wooden beams, building frameworks have a higher plastic deformation capacity during earthquakes.
ここで、木材を適用した際の作用効果の具体例を挙げると、木材は鉄骨やコンクリート等に比べて軽量であり、比強度が高く、加工性に優れており、その他、断熱性が高く、調湿作用がある。また、自然素材の醸し出す外観意匠性を有しており、さらには、自然素材故に二酸化炭素排出量が少なく、環境影響負荷への低減効果が高い。 Here are some specific examples of the effects of using wood: compared to steel frames and concrete, wood is lighter, has a high specific strength, and is easy to process. It also has high insulation and moisture-regulating properties. It also has the aesthetic appeal of natural materials, and because it is made from natural materials, it produces less carbon dioxide emissions and is highly effective in reducing environmental impact.
ここで、特許文献1には、木造の柱と鋼製の梁からなる柱梁の接合構造が提案されている。具体的には、柱のうち、梁と接する接合端部より中央側において、梁荷重負担部が設けられ、柱と梁を接合する接合金物により、梁の荷重の一部が梁荷重負担部に伝達され、梁の荷重を、柱の接合端部と梁荷重負担部で支持する、柱梁接合構造である。 Patent Document 1 proposes a column-beam joint structure consisting of a wooden column and a steel beam. Specifically, a beam load bearing part is provided on the column toward the center from the joint end where the column comes into contact with the beam, and a part of the beam's load is transmitted to the beam load bearing part by a joint metal that joins the column and the beam, and the beam's load is supported by the column joint end and the beam load bearing part.
この柱梁接合構造において、柱における梁と接する接合端部側の外周には、炭素繊維からなる柱補強材が貼付けられている。さらに、梁と柱には、双方を接合するL型接合金物が少なくとも1つ以上取り付けられており、このL型接合金物には、柱と当接する当接面の一部が補強材と干渉しないように段差が設けられている。 In this beam-column joint structure, a column reinforcement material made of carbon fiber is attached to the outer periphery of the joint end side of the column that contacts the beam. In addition, at least one L-shaped metal joint that connects the beam and column is attached, and this L-shaped metal joint has a step so that part of the contact surface that contacts the column does not interfere with the reinforcement material.
上記するように、既存の木柱と木梁とにより形成される木製架構と比べて、特許文献1に記載の木柱と鉄骨梁とからなる柱梁接合構造(ハイブリッド架構)によれば、地震時における建物架構の塑性変形能力が高くなる。ところで、特許文献1に記載の木柱と鉄骨梁とからなる柱梁接合構造では、L型接合金物を木柱と鉄骨梁の双方にボルト接合することにより、柱と梁の接合が図られている。また、その他のハイブリッド架構においても、ラグスクリューボルトをはじめとする各種のボルトにより、柱と梁の接合が図られている接合構造が一般的である。しかしながら、このようにボルトにて鉄骨梁と木柱が接合される構造では、地震時に建物架構が塑性変形した際の残留変形量が大きくなり得るといった課題がある。 As described above, compared to existing wooden frames formed of wooden columns and wooden beams, the column-beam joint structure (hybrid frame) consisting of wooden columns and steel beams described in Patent Document 1 increases the plastic deformation capacity of the building frame during an earthquake. Meanwhile, in the column-beam joint structure consisting of wooden columns and steel beams described in Patent Document 1, the columns and beams are joined by bolting L-shaped joint metal fittings to both the wooden columns and the steel beams. In other hybrid frames, too, it is common to use a joint structure in which the columns and beams are joined by various bolts, including lag screw bolts. However, in such a structure in which the steel beams and wooden columns are joined by bolts, there is a problem that the residual deformation amount may be large when the building frame undergoes plastic deformation during an earthquake.
残留変形量が大きな場合は、地震後に、建物の床面傾斜等に起因して、扉や窓といった各種開口の開閉が阻害され、以後の居住性に大きな影響が及ぼされる可能性が高くなることから、大規模な修理や修繕、メンテナンスが余儀なくされることになる。 If the residual deformation is large, after an earthquake, the opening and closing of various openings such as doors and windows will be hindered due to factors such as the inclination of the building's floors, which will likely have a significant impact on future livability, making large-scale repairs, renovations, and maintenance necessary.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、木柱と鉄骨梁の接合構造に関し、地震時に建物架構が塑性変形した際の残留変形量を低減できる、木柱と鉄骨梁の接合構造を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a joint structure between a wooden pillar and a steel beam that can reduce the amount of residual deformation when the building frame undergoes plastic deformation during an earthquake.
前記目的を達成すべく、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の一態様は、
木柱と鉄骨梁の接合構造であって、
前記木柱には、鉄骨梁側にある第1接合端面の左右に一対の第1凹部が設けられ、該第1接合端面と反対側にある反対側端面と、該一対の第1凹部とを繋ぐ一対の第1貫通孔が設けられており、
前記鉄骨梁には、木柱側にある第2接合端面の2箇所に、前記一対の第1凹部にそれぞれ嵌まり込む鋼製で一対のボックスが固定され、該ボックスにおける前記第1凹部と当接する当接板には前記第1貫通孔に連通する第1孔が開設され、該ボックスの側方には、該ボックスの内部にアクセス自在なアクセス開口が設けられており、
前記第1貫通孔と前記第1孔に挿通されている緊張材が、緊張された状態で、前記当接板に当接している定着具に定着されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one embodiment of the joint structure between a wooden column and a steel beam according to the present invention is as follows:
A joint structure of wooden pillars and steel beams,
The wooden column is provided with a pair of first recesses on the left and right sides of a first joint end face on the steel beam side, and a pair of first through holes are provided connecting an opposite end face on the opposite side of the first joint end face and the pair of first recesses,
A pair of steel boxes are fixed to the steel beam at two locations on a second joint end face on the wooden column side, the pair of steel boxes fitting into the pair of first recesses, and a first hole communicating with the first through hole is opened in an abutment plate that abuts against the first recesses in the boxes, and an access opening is provided on a side of the boxes to freely access the inside of the boxes,
The tension member inserted through the first through hole and the first hole is fixed in a tensioned state to a fixing device abutting the abutment plate.
本態様によれば、木柱と鉄骨梁が緊張状態の緊張材にて接合されている接合構造であることにより、例えば木柱と木梁の接合構造に比べて大地震時における建物架構の塑性変形能力が高くなり、さらに、従来の建物架構を構成する柱梁の接合構造のように柱と梁がボルトにより接合される形態に比べて、残留変形量を低減することができる。 According to this embodiment, the wooden pillars and steel beams are connected by tensioned tendons, which increases the plastic deformation capacity of the building frame during a major earthquake compared to a wooden pillar-to-beam connection structure, for example. Furthermore, the residual deformation can be reduced compared to conventional building frame column-to-beam connection structures in which the pillars and beams are connected by bolts.
また、鉄骨梁に固定されている鋼製のボックスが木柱の第1凹部に嵌まり込んだ状態で、木柱の第1貫通孔に挿通される緊張材にてボックスと木柱が接続されていることにより、接合強度が高く、組み立て性に優れた接合構造となる。 In addition, the steel box fixed to the steel beam fits into the first recess of the wooden pillar, and the box and wooden pillar are connected by a tension member inserted into the first through hole of the wooden pillar, resulting in a joint structure with high joint strength and excellent assembly properties.
ここで、木柱は、通常の木製の柱の他に、木製の壁柱が含まれる。また、「緊張材」には、PC(Prestressed Concrete)鋼棒やPC鋼線等が適用できる。また、貫通孔の内部にはシース管が設けられてもよい。さらに、緊張材は、貫通孔(やシース管)の内部に充填されたグラウトを介して緊張材が圧着されたボンドPC圧着工法によるボンドPC圧着材や、グラウト充填を不要とした、アンボンドPC圧着工法によるアンボンドPC圧着材を適用できる。 Here, wooden columns include not only normal wooden columns, but also wooden wall columns. The "tension material" can be a PC (Prestressed Concrete) steel bar or PC steel wire. A sheath tube may be provided inside the through hole. The tension material can be a bonded PC pressure-bonded material using the bonded PC pressure-bonding method, in which the tension material is pressure-bonded via grout filled inside the through hole (or sheath tube), or an unbonded PC pressure-bonded material using the unbonded PC pressure-bonding method, which does not require grout filling.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
前記鉄骨梁はH形鋼により形成され、
前記第1貫通孔が、前記木柱の幅方向の中央位置に設けられ、かつ、平面視において前記H形鋼のウェブの上の位置にあることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
The steel beam is formed of H-shaped steel,
The first through hole is provided at the center position in the width direction of the wooden pole and is located above the web of the H-shaped steel when viewed in a plane.
本態様によれば、H形鋼により形成される鉄骨梁に固定されている鋼製のボックスが木柱の第1凹部に嵌まり込んだ状態で、木柱の第1貫通孔に挿通される緊張材にてボックスと木柱が接続されていることにより、鉄骨梁がH形鋼であっても、緊張材の定着部とH形鋼のウェブが干渉しないことから、第1貫通孔とここに挿通される緊張材を、木柱の幅方向の中央位置であって、H形鋼のウェブの上に配置することができる。このことにより、例えば、H形鋼からなる鉄骨梁のフランジに対して緊張材を定着する際に、ウェブとの干渉を回避するべく、フランジにおけるウェブの左右位置の2箇所に緊張材を定着することを不要にできる。尚、幅広の壁柱の場合は、その長手方向の両端近傍においてH形鋼の上フランジに対してウェブを回避するそれぞれ2箇所の計4本の緊張材に軸力を導入して鉄骨梁と接合されることになるため、軸力導入はより一層容易でなくなる。このような軸力導入性が容易でないことに鑑みると、木柱と鉄骨梁を1本の緊張材にて接合できることにより、施工性(緊張材に対する軸力導入性)を高めることができて好ましい。 According to this aspect, the steel box fixed to the steel beam made of H-shaped steel is fitted into the first recess of the wooden column, and the box and the wooden column are connected by the tension material inserted into the first through hole of the wooden column. Therefore, even if the steel beam is an H-shaped steel, the fixing part of the tension material and the web of the H-shaped steel do not interfere with each other, so the first through hole and the tension material inserted therein can be placed at the center position in the width direction of the wooden column and on the web of the H-shaped steel. This makes it unnecessary to fix the tension material to two positions on the left and right of the web of the flange in order to avoid interference with the web, for example, when fixing the tension material to the flange of a steel beam made of H-shaped steel. In addition, in the case of a wide wall column, the axial force is introduced to a total of four tension materials, two positions each of which avoids the web for the upper flange of the H-shaped steel near both ends in the longitudinal direction, and the steel beam is joined, making it even more difficult to introduce the axial force. Considering that it is not easy to introduce axial force in this way, it is preferable to be able to join the wooden column and the steel beam with a single tension member, as this improves workability (the ability to introduce axial force into the tension member).
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
前記鉄骨梁の第2接合端面における前記一対のボックスの間で、かつ該鉄骨梁の幅方向の両端には、木柱側へ張り出す鋼製で一対のフランジが固定され、該一対のフランジにおける相互に対応する位置には、一対の第2孔が開設されており、
前記木柱における前記一対のフランジに対応する位置には、該一対のフランジが嵌まり込む一対の第2凹部が設けられ、該木柱における前記一対の第2孔に対応する位置には第2貫通孔が開設されており、
前記一対の第2凹部に前記一対のフランジがそれぞれ嵌まり込み、前記一対の第2孔と前記第2貫通孔に対してボルトが挿通され、ナットにて締め付けられていることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
Between the pair of boxes at the second joint end surface of the steel beam and at both ends in the width direction of the steel beam, a pair of steel flanges are fixed that protrude toward the wooden column, and a pair of second holes are opened at mutually corresponding positions in the pair of flanges.
A pair of second recesses into which the pair of flanges fit are provided at positions on the wooden post corresponding to the pair of flanges, and second through holes are opened at positions on the wooden post corresponding to the pair of second holes,
The pair of flanges are fitted into the pair of second recesses, respectively, and bolts are inserted into the pair of second holes and the second through holes and are tightened with nuts.
本態様によれば、鉄骨梁における一対のボックスの間に木柱側へ張り出す鋼製で一対のフランジが固定され、木柱に設けられている一対の第2凹部に一対のフランジが嵌まり込み、相互に位置合わせされている一対のフランジの第2孔と木柱の第2貫通孔に挿通されているボルトがナット締めされることにより、鉄骨梁と木柱の位置決め固定を行った後に緊張材による木柱と鉄骨梁の接合を行うことができ、緊張材を緊張する際の施工性を高めることができる。さらに、木柱と鉄骨梁が、緊張材の他にボルト接合されることにより、木柱から鉄骨梁への曲げ応力の伝達性がより一層良好になる。 According to this aspect, a pair of steel flanges are fixed between a pair of boxes in the steel beam, protruding toward the wooden column, and the pair of flanges are fitted into a pair of second recesses in the wooden column. The pair of flanges are aligned with each other, and bolts inserted into the second holes of the pair of flanges and the second through holes in the wooden column are tightened with nuts. After the steel beam and wooden column are positioned and fixed, the wooden column and steel beam can be joined with tension members, improving workability when tensioning the tension members. Furthermore, by joining the wooden column and steel beam with bolts in addition to the tension members, the transfer of bending stress from the wooden column to the steel beam is further improved.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様は、
鋼製のプレートに対して、木柱側へ張り出す前記一対のボックスと前記一対のフランジが固定されることによって第1接合デバイスが形成されており、
前記第1接合デバイスが、前記鉄骨梁における前記第2接合端面に接合されていることを特徴とする。
Another aspect of the joint structure between a wooden column and a steel beam according to the present invention is as follows:
A first joint device is formed by fixing the pair of boxes and the pair of flanges that protrude toward the wooden pole to a steel plate,
The first joint device is joined to the second joint end surface of the steel beam.
本態様によれば、鉄骨梁と別体である、木柱に直接接合される第1接合デバイスを有することにより、鉄骨梁と第1接合デバイスを分離した状態で現場搬送して現場にて組み付けることから、部材の搬送性が良好になる。 According to this aspect, by having a first joint device that is separate from the steel beam and directly joined to the wooden column, the steel beam and the first joint device can be transported to the site in a separated state and assembled on site, improving the transportability of the components.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
前記鉄骨梁の第2接合端面における前記一対のボックスの間で、かつ該鉄骨梁の幅方向の中央には、木柱側へ張り出す鋼製のフランジが固定され、該フランジには第3孔が開設されており、
前記木柱における前記フランジに対応する位置には、該フランジが嵌まり込む第3凹部が設けられ、該木柱における前記第3孔に対応する位置には第3貫通孔が開設されており、
前記第3凹部に前記フランジが嵌まり込み、前記第3孔と前記第3貫通孔に対してドリフトピンが挿通されていることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
Between the pair of boxes at the second joint end surface of the steel beam and at the center of the width of the steel beam, a steel flange is fixed to protrude toward the wooden column, and a third hole is opened in the flange.
A third recess into which the flange fits is provided at a position on the wooden post corresponding to the flange, and a third through hole is provided at a position on the wooden post corresponding to the third hole,
The flange is fitted into the third recess, and a drift pin is inserted through the third hole and the third through hole.
本態様によれば、鉄骨梁における一対のボックスの間に木柱側へ張り出す鋼製のフランジが固定され、木柱に設けられている第3凹部にフランジが嵌まり込み、相互に位置合わせされているフランジの第3孔と木柱の第3貫通孔にドリフトピンが挿通されていることにより、鉄骨梁と木柱の位置決め固定を行った後に緊張材による木柱と鉄骨梁の接合を行うことができ、緊張材を緊張する際の施工性を高めることができる。さらに、木柱と鉄骨梁が、緊張材の他にドリフトピンにて接合されることにより、木柱から鉄骨梁への曲げ応力の伝達性がより一層良好になる。 According to this aspect, a steel flange that protrudes toward the wooden column is fixed between a pair of boxes in the steel beam, the flange fits into a third recess provided in the wooden column, and a drift pin is inserted into the third hole of the flange and the third through hole of the wooden column, which are aligned with each other. This allows the wooden column and the steel beam to be joined with tension members after the steel beam and the wooden column are positioned and fixed, improving workability when tensioning the tension members. Furthermore, by joining the wooden column and the steel beam with drift pins in addition to the tension members, the transfer of bending stress from the wooden column to the steel beam is further improved.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
鋼製のプレートに対して、木柱側へ張り出す前記一対のボックスと前記フランジが固定されることによって第2接合デバイスが形成されており、
前記第2接合デバイスが、前記鉄骨梁における前記第2接合端面に接合されていることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
A second connection device is formed by fixing the pair of boxes and the flanges that protrude toward the wooden pole to a steel plate,
The second joint device is joined to the second joint end surface of the steel beam.
本態様によれば、鉄骨梁と別体である、木柱に直接接合される第2接合デバイスを有することにより、鉄骨梁と第2接合デバイスを分離した状態で現場搬送して現場にて組み付けることにより、搬送性が良好になる。 According to this aspect, by having a second connection device that is separate from the steel beam and directly connected to the wooden column, the steel beam and the second connection device can be transported to the site in a separated state and assembled on site, improving transportability.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
前記第2接合端面が、前記鉄骨梁の上面と下面であり、
前記鉄骨梁の上方と下方に、前記木柱が接合されていることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
The second joint end surface is an upper surface and a lower surface of the steel beam,
The wooden pillars are joined to the upper and lower parts of the steel beams.
本態様によれば、鉄骨梁の上方と下方の双方に木柱が接合されていることにより、鉄骨梁に対してその上階と下階の双方に延びる木柱を高強度に接合することができ、高い塑性変形能力を有する上方と下方の建物架構を形成することができる。 According to this embodiment, by connecting wooden columns to both the upper and lower parts of the steel beams, the wooden columns extending to both the upper and lower floors can be connected to the steel beams with high strength, forming an upper and lower building frame with high plastic deformation capacity.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
前記緊張材が、アンボンドPC圧着材であることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
The tension member is characterized in that it is an unbonded PC crimped material.
本態様によれば、緊張材がアンボンドPC圧着材であることにより、第1貫通孔に対するシース管の配置やグラウトの充填を不要にして、施工性に優れた圧着工法にて木柱と鉄骨梁の接合構造を形成できる。 According to this embodiment, the tension member is an unbonded PC pressure-bonded material, which eliminates the need to place a sheath tube in the first through hole or fill it with grout, and allows the joining structure between the wooden column and the steel beam to be formed using a pressure-bonding method with excellent workability.
また、本発明による木柱と鉄骨梁の接合構造の他の態様において、
木柱が、複数の角材のユニット、集成材、無垢材、構造用合板、単板積層材、直交集成板のいずれか一種により形成されている、壁柱であることを特徴とする。
In another embodiment of the joint structure of the wooden column and the steel beam according to the present invention,
The wooden pillar is a wall pillar formed from any one of a plurality of square timber units, laminated timber, solid wood, structural plywood, laminated veneer lumber, and cross-laminated timber.
本態様によれば、木柱が、複数の角材のユニット、集成材、無垢材、構造用合板、単板積層材、直交集成板のいずれか一種により形成されている壁柱であることにより、木柱を適用しながらも壁柱が耐力壁として機能する。例えば、角材の数を調整したり、LVLやCLT等の幅を調整することにより、所望の剛性(耐震性)を備えた壁柱を形成できる。 According to this aspect, the wooden column is a wall column formed from one of multiple square timber units, laminated timber, solid wood, structural plywood, laminated veneer lumber, or cross-laminated timber, so that the wall column functions as a load-bearing wall even while using a wooden column. For example, by adjusting the number of square timbers or the width of LVL or CLT, etc., a wall column with the desired rigidity (earthquake resistance) can be formed.
以上の説明から理解できるように、本発明の木柱と鉄骨梁の接合構造によれば、木柱と鉄骨梁の接合構造に関し、地震時に建物架構が塑性変形した際の残留変形量を低減できる。 As can be understood from the above explanation, the joint structure between wooden columns and steel beams of the present invention can reduce the amount of residual deformation when the building frame undergoes plastic deformation during an earthquake.
以下、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造の複数の例を、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Below, several examples of joint structures between wooden columns and steel beams according to the embodiments will be described with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
[実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造]
図1乃至図5を参照して、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造の複数の例について説明する。ここで、図1は、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造の一例の組立前の状態を示す斜視図であり、図2は、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造の一例の斜視図である。
[Joint structure between wooden pillar and steel beam according to embodiment]
A number of examples of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 5. Here, Fig. 1 is a perspective view showing a state before assembly of an example of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment, and Fig. 2 is a perspective view of an example of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment.
図1に示すように、接合構造80は、木柱10と鉄骨梁20の接合構造である。以下、図示例は、鉄骨梁20の上方に木柱10が接合される例を取り上げて説明するが、鉄骨梁20であるH形鋼の下フランジ23の下面26に木柱10が接合される形態や、鉄骨梁20であるH形鋼の上フランジ22の上面25と下フランジ23の下面26における上下の対応位置に、2本の木柱10が接合される形態であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
木柱10は、壁柱であり、柱の軸方向に直交する断面寸法に関して、壁厚方向(幅方向)の幅t1が壁厚と例えば略同一もしくは壁厚よりも大きな幅(断熱材と外装材の厚みを加えると壁厚方向の幅は一般に壁厚よりも大きな幅となり得る)を有し、壁厚に直交する方向の幅t2が幅t1の2倍乃至数倍程度の矩形断面の柱である。
The
壁柱である木柱10は、複数の角材(ログ材)のユニットや集成材、無垢材、構造用合板、単板積層材(LVL:Laminated Veneer Lumber)、直交集成板(CLT:Cross Laminated Timber)のいずれか一種により形成されている。
The
木柱10を適用しながらも壁柱が耐力壁として機能することから、耐震性に優れた木柱と鉄骨梁からなるハイブリッド接合構造を形成することができる。
Even though
木柱10には、鉄骨梁20側にある第1接合端面11の左右に一対の第1凹部14が設けられている。また、木柱10の左右端近傍には、第1接合端面11と反対側にある反対側端面12と一対の第1凹部14とを繋ぐ一対の第1貫通孔15が設けられている。より詳細には、第1貫通孔15は、木柱10のうち、幅t1の中央位置(t1/2の位置)に設けられている。
The
また、木柱10の一対の広幅面13のうち、一対の第1凹部14の中央位置には、一対の第2凹部16が設けられている。そして、木柱10の内部には、一対の第2凹部16の間を貫通する複数(図示例は2つ)の第2貫通孔17が設けられている。
A pair of
一方、鉄骨梁20は、ウェブ21、上フランジ22、及び下フランジ23を備えるH形鋼により形成されている。
On the other hand, the
鉄骨梁20の上フランジ22のうち、木柱10側にある第2接合端面25(上面)の2箇所には、木柱10の一対の第1凹部14にそれぞれ嵌まり込む鋼製で一対のボックス30が溶接にて接合されている。
A pair of
ボックス30は、中空の6面体状を呈し、そのうちの隣接する2面が開放されている筐体31と、筐体31の開放する1面を閉塞する当接板32とを備え、開放した1面は作業員が手を入れることのできるアクセス開口33となっている。ここで、図示例は、筐体31に対して当接板32が溶接にて接合されているが、当接板32が筐体31と一体に成形されてもよい。
The
当接板32のうち、ボックス30が第1凹部14へX1方向に嵌まり込んだ際に第1貫通孔15に連通する位置には、第1孔35が開設されている。
A
また、鉄骨梁20の第2接合端面25における一対のボックス30の間で、かつ鉄骨梁20の幅方向の両端には、木柱10側へ張り出す鋼製で一対のフランジ40が溶接にて接合されている。
In addition, a pair of
各フランジ40のうち、第2凹部16へX2方向に嵌まり込んだ際に各第2貫通孔17に連通する位置にはそれぞれ、一対の第2孔42(図示例は、計2対で計4つの第2孔42)が開設されている。
A pair of second holes 42 (two pairs of
接合構造80の組立てにおいては、まず、図1に示すように、2つのボックス30を対応する第1凹部14へX1方向に嵌まり込ませ、同時に、2つのフランジ40を対応する第2凹部16へX2方向に嵌まり込ませる。
When assembling the joining
次いで、相互に連通する第2貫通孔17と一対の第2孔42に対してボルト60をX3方向に挿通し、ナット62にて締め付けることにより、木柱10と鉄骨梁20の仮固定を図る。
Next, the
次いで、第1貫通孔15の上方から緊張材50をX4方向に挿通し、ボックス30のアクセス開口33から定着具53をX5方向に挿入して、緊張材50の下端に定着具53を取り付け、定着具53を当接板32に当接させる。ここで、緊張材50にはPC鋼棒が適用される。
Next, the
次いで、緊張材50の上端を木柱10の反対側端面12の上方にて緊張し、緊張された状態の緊張材50の上端を定着具52を介して反対側端面12に定着する、アンボンドPC圧着工法を適用することにより、図2に示す接合構造80が形成される。
Next, the upper end of the
木柱と鉄骨梁の接合構造80によれば、木柱10と鉄骨梁20が緊張状態の緊張材50にてアンボンドPC圧着工法により接合されている接合構造であることから、木柱と木梁の接合構造に比べて大地震時における建物架構の塑性変形能力が高くなる。また、従来の建物架構を構成する柱梁の接合構造のように、柱と梁が単にボルト接合される形態に比べて、残留変形量を低減することができる。
The wooden pillar and steel beam
また、鉄骨梁20に固定されている鋼製のボックス30が木柱10の第1凹部14に嵌まり込んだ状態で、木柱10の第1貫通孔15に挿通される緊張材50にてボックス30と木柱10が接続されていることにより、接合強度が高く、組み立て性に優れた接合構造80となる。
In addition, the
また、H形鋼により形成される鉄骨梁20に固定されている鋼製のボックス30が木柱10の第1凹部14に嵌まり込んだ状態で、木柱10の第1貫通孔15に挿通される緊張材50にてボックス30と木柱10が接続されていることにより、図示例のように鉄骨梁20がH形鋼であっても、緊張材50の定着部(定着具53)とH形鋼20のウェブ21との干渉が解消される。そのため、第1貫通孔15とここに挿通される緊張材50を、木柱10の幅方向の中央位置であって、H形鋼20のウェブ21の上に配置することができる。このことにより、H形鋼からなる鉄骨梁の上フランジに対して緊張材を直接定着する従来の構造のように、ウェブとの干渉を回避するべく、上フランジにおけるウェブの左右位置の2箇所に緊張材を定着することを不要にできる。
In addition, when the
例えば、図示例のように広幅の壁柱10を鉄骨梁20に接合する場合、緊張材の下端を上フランジに直接定着する場合は、壁柱10の左右にそれぞれ2本で計4本の緊張材に軸力を導入して鉄骨梁と接合することになるため、軸力導入は容易でなくなる。これに対して、接合構造80によれば、左右にそれぞれ1本で計2本の緊張材に軸力を導入して鉄骨梁20と接合することで足りるため、施工性(各緊張材50に対する軸力導入性)を高めることができる。
For example, when joining a
また、この緊張材50への軸力導入に際して、一対の第2凹部16に嵌まり込んでいる一対のフランジ40を介してボルト60にて鉄骨梁20と木柱10が仮固定されていることから、安定した状態で緊張材50を緊張することができるため、緊張材50を緊張する際の施工性を高めることができる。
In addition, when introducing axial force into the
さらに、木柱10と鉄骨梁20が、緊張材50の他にボルト60によっても接合されることから、木柱10から鉄骨梁20への曲げ応力の伝達性がより一層良好になる。
Furthermore, since the
ここで、図示を省略するが、鉄骨梁20が一対のフランジ40を備えず、木柱10と鉄骨梁20がボルト60にて仮固定されない形態であってもよい。この形態では、木柱10と鉄骨梁20のボルト60による仮固定は図れないものの、木柱10への第2凹部16や第2貫通孔17の加工が不要になり、鉄骨梁20への一対のフランジ40の取り付けが不要になることから、各部材の製作性が良好になる。
Although not shown in the figures, the
次に、図3を参照して、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造の他の例について説明する。ここで、図3は、接合構造の他の例を構成する、接合デバイスを説明する図である。 Next, referring to FIG. 3, another example of a joint structure between a wooden pillar and a steel beam according to an embodiment will be described. Here, FIG. 3 is a diagram illustrating a joint device constituting another example of the joint structure.
図1と図2に示す接合構造80は、鉄骨梁20に対してボックス30や一対のフランジ40が直接接合されている形態であるが、図3に示す例は、これらの部材を備えた第1接合デバイス70を現場にて鉄骨梁20に組み付ける形態である点において、接合構造80と相違する。
The
第1接合デバイス70は、鋼製のプレート71に対して、木柱10側へ張り出す一対のボックス30と一対のフランジ40が固定されることにより形成される。
The first joining
プレート71には複数のボルト孔72が開設されており、鉄骨梁20の上フランジ22における各ボルト孔72に対応する位置にもボルト孔28が開設されており、ボックス30のアクセス開口33からボルト75が挿入され、対応するボルト孔72,28にボルト75が挿通され、ナット76にて締め付けられることにより、鉄骨梁20に対して第1接合デバイス70が固定される。
The
その後、既に説明したアンボンドPC圧着工法により、木柱と鉄骨梁の接合構造が形成される。 Then, the joint structure between the wooden columns and steel beams is formed using the unbonded PC pressure bonding method already explained.
図示例の形態によれば、鉄骨梁20と別体である、木柱10に直接接合される第1接合デバイス70を有することにより、鉄骨梁20と第1接合デバイス70を分離した状態で現場搬送して現場にて組み付けることから、部材の搬送性が良好になる。その上で、図2に示す接合構造80と同様の各種効果を奏することができる。
According to the illustrated embodiment, the first
次に、図4と図5を参照して、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造のさらに他の例について説明する。ここで、図4は、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造のさらに他の例の組立前の状態を示す斜視図であり、図5は、実施形態に係る木柱と鉄骨梁の接合構造のさらに他の例の斜視図である。 Next, with reference to Figures 4 and 5, a further example of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment will be described. Here, Figure 4 is a perspective view showing a state before assembly of the further example of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment, and Figure 5 is a perspective view of the further example of a joint structure between a wooden post and a steel beam according to an embodiment.
図示する接合構造90は、鉄骨梁20の第2接合端面25の幅方向の中央位置に、木柱10側へ張り出す鋼製で1つのフランジ40Aが固定され、木柱10におけるフランジ40Aに対応する位置に、フランジ40が嵌まり込む第3凹部18が設けられている構成を有する点において、接合構造80と相違する。
The illustrated
フランジ40Aには第3孔43が開設されており、木柱10における第3孔43に対応する位置には第3貫通孔19が設けられている。
A
接合構造80Aの組立てにおいては、図4に示すように、2つのボックス30を対応する第1凹部14へX1方向に嵌まり込ませ、同時に、フランジ40Aを第3凹部18へX6方向に嵌まり込ませる。
When assembling the joining structure 80A, as shown in FIG. 4, the two
次いで、相互に連通する第3貫通孔18と第3孔43に対してドリフトピン65をX7方向に挿通することにより、木柱10と鉄骨梁20の仮固定を図る。
Next, the
その後、既に説明したアンボンドPC圧着工法により、図5に示す木柱と鉄骨梁の接合構造90が形成される。
Then, the unbonded PC pressure bonding method already described is used to form the
ここで、図示を省略するが、ボックス30やフランジ40Aが鋼製のプレートに固定されている、第2接合デバイスを現場にて鉄骨梁20に組み付ける形態であってもよい。
Although not shown in the figure, the
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that the configurations described in the above embodiments may be combined with other components, and the present invention is not limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.
10:木柱
11:第1接合端面
12:反対側端面
13:広幅面
14:第1凹部
15:第1貫通孔
16:第2凹部
17:第2貫通孔
18:第3凹部
19:第3貫通孔
20:鉄骨梁(H形鋼)
21:ウェブ
22:上フランジ
23:下フランジ
25:第2接合端面(上面)
26:下面
30:ボックス
31:筐体
32:当接板
33:アクセス開口
35:第1孔
40,40A:フランジ
42:第2孔
43:第3孔
50:緊張材
52,53:定着具
60:ボルト
62:ナット
65:ドリフトピン
70:第1接合デバイス
71:プレート
72:ボルト孔
75:ボルト
76:ナット
80,90:接合構造(木柱と鉄骨梁の接合構造)
10: Wooden pillar 11: First joint end surface 12: Opposite end surface 13: Wide surface 14: First recess 15: First through hole 16: Second recess 17: Second through hole 18: Third recess 19: Third through hole 20: Steel beam (H-shaped steel)
21: Web 22: Upper flange 23: Lower flange 25: Second joining end surface (upper surface)
26: Underside 30: Box 31: Housing 32: Abutment plate 33: Access opening 35:
Claims (9)
前記木柱には、鉄骨梁側にある第1接合端面の左右に一対の第1凹部が設けられ、該第1接合端面と反対側にある反対側端面と、該一対の第1凹部とを繋ぐ一対の第1貫通孔が設けられており、
前記鉄骨梁には、木柱側にある第2接合端面の2箇所に、前記一対の第1凹部にそれぞれ嵌まり込む鋼製で一対のボックスが固定され、該ボックスにおける前記第1凹部と当接する当接板には前記第1貫通孔に連通する第1孔が開設され、該ボックスの側方には、該ボックスの内部にアクセス自在なアクセス開口が設けられており、
前記第1貫通孔と前記第1孔に挿通されている緊張材が、緊張された状態で、前記当接板に当接している定着具に定着されていることを特徴とする、木柱と鉄骨梁の接合構造。 A joint structure of wooden pillars and steel beams,
The wooden column is provided with a pair of first recesses on the left and right sides of a first joint end face on the steel beam side, and a pair of first through holes are provided connecting an opposite end face on the opposite side to the first joint end face and the pair of first recesses,
A pair of steel boxes are fixed to the steel beam at two locations on a second joint end face on the wooden column side, the pair of steel boxes fitting into the pair of first recesses, and a first hole communicating with the first through hole is opened in an abutment plate that abuts against the first recesses in the boxes, and an access opening is provided on a side of the boxes to freely access the inside of the boxes,
A joint structure between a wooden column and a steel beam, characterized in that the tension material inserted into the first through hole and the first hole is fixed in a tensioned state to a fixing device abutting the abutment plate.
前記第1貫通孔が、前記木柱の幅方向の中央位置に設けられ、かつ、平面視において前記H形鋼のウェブの上の位置にあることを特徴とする、請求項1に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 The steel beam is formed of H-shaped steel,
The joint structure between a wooden pillar and a steel beam as described in claim 1, characterized in that the first through hole is provided at a central position in the width direction of the wooden pillar and is located above the web of the H-shaped steel when viewed in a plane.
前記木柱における前記一対のフランジに対応する位置には、該一対のフランジが嵌まり込む一対の第2凹部が設けられ、該木柱における前記一対の第2孔に対応する位置には第2貫通孔が開設されており、
前記一対の第2凹部に前記一対のフランジがそれぞれ嵌まり込み、前記一対の第2孔と前記第2貫通孔に対してボルトが挿通され、ナットにて締め付けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 Between the pair of boxes at the second joint end surface of the steel beam and at both ends in the width direction of the steel beam, a pair of steel flanges are fixed that protrude toward the wooden column, and a pair of second holes are opened at mutually corresponding positions in the pair of flanges.
A pair of second recesses into which the pair of flanges fit are provided at positions on the wooden post corresponding to the pair of flanges, and second through holes are opened at positions on the wooden post corresponding to the pair of second holes,
The joining structure between a wooden pillar and a steel beam as described in claim 1 or 2, characterized in that the pair of flanges are fitted into the pair of second recesses, respectively, and bolts are inserted into the pair of second holes and the second through holes and tightened with nuts.
前記第1接合デバイスが、前記鉄骨梁における前記第2接合端面に接合されていることを特徴とする、請求項3に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 A first joint device is formed by fixing the pair of boxes and the pair of flanges that protrude toward the wooden pole to a steel plate,
The joint structure between a wooden pole and a steel beam according to claim 3, characterized in that the first joint device is joined to the second joint end surface of the steel beam.
前記木柱における前記フランジに対応する位置には、該フランジが嵌まり込む第3凹部が設けられ、該木柱における前記第3孔に対応する位置には第3貫通孔が開設されており、
前記第3凹部に前記フランジが嵌まり込み、前記第3孔と前記第3貫通孔に対してドリフトピンが挿通されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 Between the pair of boxes at the second joint end surface of the steel beam and at the center of the width of the steel beam, a steel flange is fixed to protrude toward the wooden column, and a third hole is opened in the flange.
A third recess into which the flange fits is provided at a position on the wooden post corresponding to the flange, and a third through hole is provided at a position on the wooden post corresponding to the third hole,
3. The joining structure between a wooden pillar and a steel beam according to claim 1 or 2, characterized in that the flange fits into the third recess, and a drift pin is inserted into the third hole and the third through hole.
前記第2接合デバイスが、前記鉄骨梁における前記第2接合端面に接合されていることを特徴とする、請求項5に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 A second connection device is formed by fixing the pair of boxes and the flanges that protrude toward the wooden pole to a steel plate,
The wooden pillar and steel beam joint structure according to claim 5, characterized in that the second joint device is joined to the second joint end surface of the steel beam.
前記鉄骨梁の上方と下方に、前記木柱が接合されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の木柱と鉄骨梁の接合構造。 The second joint end surface is an upper surface and a lower surface of the steel beam,
3. The joint structure of a wooden pillar and a steel beam according to claim 1, wherein the wooden pillar is joined to the upper and lower parts of the steel beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023011306A JP2024106840A (en) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Joint structure of wooden pillars and steel beams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023011306A JP2024106840A (en) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Joint structure of wooden pillars and steel beams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024106840A true JP2024106840A (en) | 2024-08-08 |
Family
ID=92174699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023011306A Pending JP2024106840A (en) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Joint structure of wooden pillars and steel beams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024106840A (en) |
-
2023
- 2023-01-27 JP JP2023011306A patent/JP2024106840A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6745371B1 (en) | Buckling restraint brace | |
JP2020183701A (en) | Buckling restraint brace | |
JP2006037648A (en) | Column and beam joint structure | |
JP3486866B2 (en) | Framed wall construction incorporating a wooden ramen frame | |
JP7679661B2 (en) | Buckling Restrained Brace | |
JP2601113B2 (en) | Column-beam connection structure in glulam structure | |
JP2010047951A (en) | Aseismic opened frame for horizontal structural surface | |
JP2024106840A (en) | Joint structure of wooden pillars and steel beams | |
JP2001303663A (en) | Narrow wall panel structure, portal-type ramen structure, wooden building | |
JP4799107B2 (en) | Mouth structure of wooden structure material, horizontal member, column base structure and column base metal fittings, wooden frame having the same and method of assembling the same | |
JP2024139186A (en) | Joint structure of wooden pillars and reinforced concrete foundation | |
JP2025080903A (en) | Wooden pillar unit and joint structure between wooden pillar unit and steel beam | |
JP2025033860A (en) | Wooden pillar unit and joint structure between wooden pillar unit and steel beam | |
JP7383195B1 (en) | load-bearing wall structure | |
JP7267167B2 (en) | Column-beam frame with wooden beams | |
JP2025093449A (en) | Joint structure of wooden column units and steel beams | |
JP7563676B2 (en) | Steel structural members and wooden boards connected together | |
JP7523764B2 (en) | Load-bearing wall structure | |
JP2000234407A (en) | Earthquake-resistant wall structure using wooden gate frame | |
JP2023050783A (en) | Steel building frame | |
JP2024041701A (en) | building frame | |
JP2024137548A (en) | Load-bearing walls and buildings | |
JP2024143166A (en) | Joint structure between beam and earthquake-resistant wall | |
JP2024176523A (en) | Joining material for wood panels and joint structure using the same | |
JP2023137447A (en) | Load-bearing walls and structures |