JP4438751B2

JP4438751B2 - 有孔梁の補強金物と補強構造

Info

Publication number: JP4438751B2
Application number: JP2006014621A
Authority: JP
Inventors: 伸治宇都宮
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: JP2007197915A

Description

本発明は、貫通孔が設けられた木製梁の補強金物と、該補強金物を使用した補強構造に関する。

木製の梁に空調用ダクトや各種配管・配線を挿通させるため、梁幅方向の貫通孔を形成する場合がある。このような梁（以下、「有孔梁」という。）においては、貫通孔による梁強度の低下を補う必要があることから、貫通孔の周囲に鋼板等からなる補強金物を取り付ける技術が提案されている。

図３は特許文献１に開示された補強金物及び補強構造を示す。この補強金物９は、有孔梁１の一方の側面に当てがわれて貫通孔１１の周囲を補強する垂直板部９１と、有孔梁１の下面を補強する水平板部９２とからなるＬ字形の部材で、垂直板部９１には貫通孔１１と略合致する開口９３が形成されている。垂直板部９１は、多数のビス９４や釘によって有孔梁１１に固定される。
特開２００３−１７６６０１号公報

上記のように、鋼板製の補強金物を多数のビスや釘で有孔梁の側面に取り付ける補強構造は、鋼板に形成されたビス挿通孔とビスとの間に若干のクリアランスがあるために、有孔梁が外力を受けて変形するとき、応力が木材からビス、ビスから鋼板へと伝達する過程で応力伝達の遅れが生じる。また、ビス挿通孔とビスとが点接触に近い接触状態であることから、応力が十分に伝達されない可能性もある。

そこで本発明は、有孔梁が変形する際の応力が確実に伝達されて、高い強度を発揮し得る補強金物と、その補強金物を利用した有孔梁の補強構造を提案することを解決課題とする。

上記した目的を達成するため、本発明の有孔梁の補強金物は、梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に取り付けられて、上記貫通孔の周囲を補強する補強金物であって、貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側及び他側に突出する複数個の短筒部と、上記各短筒部の片側先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備することを特徴とする。

また、本発明の有孔梁の補強構造は、梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に補強金物を取り付けて、上記貫通孔の周囲を補強する有孔梁の補強構造であって、上記補強金物は、貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側に突出する複数個の短筒部と、各短筒部の先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備し、有孔梁の少なくとも一方の側面に、貫通孔と補強側板の開口とを合致させて補強側板を当てがい、有孔梁の側面に形成した座ぐり孔に上記短筒部を嵌挿し、該座ぐり孔の中心に形成したボルト挿通孔に挿通されるボルト・ナットを介して補強金物と有孔梁とを梁幅方向に締結することにより、上記爪状突起を座ぐり孔の底面に食い込ませることを特徴とする。

また、本発明の有孔梁の補強構造は、梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に補強金物を取り付けて、上記貫通孔の周囲を補強する有孔梁の補強構造であって、上記補強金物は、貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側及び他側に突出する複数個の短筒部と、上記各短筒部の片側先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備し、有孔梁の少なくとも一方の側面に、貫通孔と補強側板の開口とを合致させて補強側板を当てがい、有孔梁の側面に形成した座ぐり孔に上記短筒部の片側を嵌挿し、該座ぐり孔の中心に形成したボルト挿通孔に挿通されるボルト・ナットを介して補強金物と有孔梁とを梁幅方向に締結することにより、上記爪状突起を座ぐり孔の底面に食い込ませることを特徴とする。

上述のように構成される有孔梁の補強金物及び補強構造は、補強側板の片側に突出した短筒部が有孔梁の側面に形成された座ぐり孔に嵌挿されて、座ぐり孔に対し面接触に近い状態となるので、有孔梁の変形に対して優れた応力伝達効果を発揮する。

また、短筒部の先端周縁部に形成された爪状突起が有孔梁に喰い込むので、有孔梁の初期変形に対しても高い剛性を発揮する。

このような作用によって有孔梁の強度を増すことが可能になるから、必要以上に有孔梁の断面寸法を大きくしなくても済み、設計自由度や経済性の向上に寄与する。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の補強金物及び補強構造の概要を示す斜視図であり、図２は補強金物と有孔梁との締結状態を示す部分断面図である。

有孔梁１は矩形断面を有し、配管のための貫通孔１１が幅方向に形成されている。例示形態において想定している貫通孔１１の内径は十数ｃｍである。この貫通孔１１の周囲に補強金物２が取り付けられる。

補強金物２は、厚さ数ｍｍ程度の鋼板やステンレス鋼板等からなる略平板状の補強側板２１を備える。この補強側板２１には、貫通孔１１に対応する正面視略Ｕ字形の開口２２が形成されている。開口２２の周囲には複数個（例示形態では４個）の孔部が形成され、各孔部に鋼製の中空筒状部材が嵌挿されて補強側板２１と溶接固着されることにより、複数箇所の短筒部２３が設けられている。短筒部２３は、外径が３０〜５０ｍｍ程度で、先端側すなわち有孔梁１の側面に当てがわれる側が補強側板２１から１０〜２０ｍｍ程度突出し、その反対の後端側は補強側板２１から数ｍｍ程度突出するように取り付けられている。有孔梁１に当てがわれる側の短筒部２３の先端周縁部には、ジベル状の鋭利な爪状突起２４が数個ずつ形成されている。

補強金物２を有孔梁１の側面に取り付けるに際しては、予め有孔梁１の側面に、短筒部２３を嵌挿するための座ぐり孔１２と、その中心を梁幅方向に貫通するボルト挿通孔１３を形成しておく。座ぐり孔１２の深さは、短筒部２３の先端側の突出寸法（爪状突起２４の分を除く）と同程度である。そして、有孔梁１の側面に補強金物２を当てがい、短筒部２３を座ぐり孔１２に嵌め込む。短筒部２３を軽くハンマーで叩くなどして爪状突起２４を座ぐり孔１２の底面に突き刺すと、補強金物１が仮止めされる。続いて図２に示すように、有孔梁１の反対側の側面からボルト挿通孔１３にボルト３を挿通し、短筒部２３の後端から露出したボルト３の脚端にナット４を締結すると、補強金物２と有孔梁１とが一体に結合される。

なお、図２に示した実施形態では、有孔梁１の反対側の側面にボルト３の頭部が突出するのを避けるため、頭部の平らな片引きボルトを採用し、有孔梁１の反対側の側面に形成した座ぐり孔１４に片引きボルトの頭部を納めている。もちろん、一般的な六角ボルトも利用可能である。図２中の符号５１、５２は座金である。

このように構成される補強構造によれば、ボルト３・ナット４の締結により、短筒部２３の先端周縁部に形成された爪状突起２４が有孔梁１に対して強固に喰い込む。食い込んだ爪状突起２４は、有孔梁１が外力を受けたときの初期変形に対して速やかに剛性を発揮する。

また、補強金物２の短筒部２３は有孔梁１の側面に形成された座ぐり孔１２内に埋め込まれて、短筒部２３の外周面と座ぐり孔１２の内周面とが面的に接触するので、有孔梁１の曲げ変形や剪断変形による応力は、ダイレクトに短筒部２３から補強側板２１へと伝達される。座ぐり孔１２内に埋め込まれた短筒部２３は、いわば鋼材とコンクリートとの一体的結合を図るために使用されるスタッド（シャーコネクタ）と同様の作用をなすのである。座ぐり孔１２の内径は、短筒部２３をきっちりと嵌挿しうるような寸法が望ましいが、座ぐり孔１２と短筒部２３の間に多少の遊びがあっても、有孔梁１に所定量の変形が生じた時点で上記の応力伝達は確実に行われる。

ところで、上記実施形態では、短筒部２３の後端が補強側板２１から数ｍｍ突出するように構成されている。短筒部２３の後端は、例えば補強側板２１と面一に仕上がるように形成されていてもよいが、後端を補強側板２１から僅かに突出させることにより、以下のようなメリットが生じる。

第一には、短筒部２３と補強側板２１とを溶接し易くなる点である。もし、有孔梁１に当てがわれる面から短筒部２３と補強側板２１とを溶接すると、溶接の肉盛りが、補強側板２１を有孔梁１に当てがうときの邪魔になるので好ましくない。しかし、反対側から溶接すれば、溶接の肉盛り（図２中の符号６）が有孔梁１の側面に干渉しないので、短筒部２３の外周全体にわたって十分かつ確実に溶接を行うことができる。

第二に、有孔梁１に補強金物２を当てがって締結する際、短筒部２３の後端が突出していると、ボルト３・ナット４の締結力がダイレクトに短筒部２３に作用する点である。これにより、爪状突起２４を有孔梁１に対して深くしっかりと食い込ませることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、対をなす補強金物２を有孔梁１の両側面に当てがって締結することもできる。また、補強金物２の形態については、例えば特許文献１に記載された補強金物９のように、開口２２をＵ字形でなく円形にしてもよいし、補強側板２１の下縁部に有孔梁１の下面を補強する水平板部を一体に形成してＬ字形にしたり、有孔梁１の貫通孔１１に嵌め込まれる補強管と一体に形成してもよい。

本発明の実施形態に係る補強金物及び補強構造を示す斜視図である。上記補強構造における補強金物と有孔梁との締結状態を示す部分断面図である。従来の技術に係る補強金物及び補強構造を示す斜視図である。

符号の説明

１有孔梁
１１貫通孔
１２座ぐり孔
１３ボルト挿通孔
２補強金物
２１補強側板
２２開口
２３短筒部
２４爪状突起
３ボルト
４ナット

Claims

梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に取り付けられて、上記貫通孔の周囲を補強する補強金物であって、
貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、
上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側及び他側に突出する複数個の短筒部と、
上記各短筒部の片側先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備することを特徴とする有孔梁の補強金物。
梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に補強金物を取り付けて、上記貫通孔の周囲を補強する有孔梁の補強構造であって、
上記補強金物は、貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側に突出する複数個の短筒部と、各短筒部の先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備し、
有孔梁の少なくとも一方の側面に、貫通孔と補強側板の開口とを合致させて補強側板を当てがい、有孔梁の側面に形成した座ぐり孔に上記短筒部を嵌挿し、該座ぐり孔の中心に形成したボルト挿通孔に挿通されるボルト・ナットを介して補強金物と有孔梁とを梁幅方向に締結することにより、上記爪状突起を座ぐり孔の底面に食い込ませることを特徴とする有孔梁の補強構造。
梁幅方向の貫通孔が形成されてなる有孔梁の側面に補強金物を取り付けて、上記貫通孔の周囲を補強する有孔梁の補強構造であって、
上記補強金物は、貫通孔に対応する開口が形成された略平板状の補強側板と、上記補強側板の開口の近傍に形成された複数個の孔部にそれぞれ固着されて補強側板の片側及び他側に突出する複数個の短筒部と、上記各短筒部の片側先端周縁部に形成された複数個の爪状突起とを具備し、
有孔梁の少なくとも一方の側面に、貫通孔と補強側板の開口とを合致させて補強側板を当てがい、有孔梁の側面に形成した座ぐり孔に上記短筒部の片側を嵌挿し、該座ぐり孔の中心に形成したボルト挿通孔に挿通されるボルト・ナットを介して補強金物と有孔梁とを梁幅方向に締結することにより、上記爪状突起を座ぐり孔の底面に食い込ませることを特徴とする有孔梁の補強構造。