JP2002038591A - 木造構造物における柱と梁との結合構造 - Google Patents
木造構造物における柱と梁との結合構造Info
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
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- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
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- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地震時のエネルギーの吸収能力を高めた木造
構造物における柱と梁との結合構造を提供することにあ
る。 【解決手段】 木材の柱部材１と梁部材２とを、鋼板３
とドリフトピン又はボルトとにより連結する結合構造に
おいて、鋼板３の柱部材１への結合部と梁部材２への結
合部の間に、断面積が他の部分より小さく、外力が加わ
った際に他の部分に先行して降伏するエネルギー吸収部
分５を形成する。
構造物における柱と梁との結合構造を提供することにあ
る。 【解決手段】 木材の柱部材１と梁部材２とを、鋼板３
とドリフトピン又はボルトとにより連結する結合構造に
おいて、鋼板３の柱部材１への結合部と梁部材２への結
合部の間に、断面積が他の部分より小さく、外力が加わ
った際に他の部分に先行して降伏するエネルギー吸収部
分５を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木造構造物におけ
る柱と梁とを連結するための結合構造に関するものであ
る。
る柱と梁とを連結するための結合構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、大規模な木造建築物の建設、特に
大規模大空間木構造において木造の高層化をなすことが
注目されているが、壁の不用なラーメン構造を実現する
ための十分な技術はまだ開発されていない。このような
ラーメン構造を実現する方法として考えられるのは、一
般的なドリフトピンを用いたモーメント接合法である。
即ち、図４に示すように、木材の柱部材１と梁部材２と
を、両者間に架橋させた鋼板３と、これを貫くドリフト
ピン４とにより連結する柱と梁との結合構造とするもの
である。多くの場合、鋼板３は木材内に埋め込まれた状
態で設けられ、また、ドリフトピン４は、この鋼板３と
その両側の木材部分を一緒に貫くように打ち込みにより
設けられる。
大規模大空間木構造において木造の高層化をなすことが
注目されているが、壁の不用なラーメン構造を実現する
ための十分な技術はまだ開発されていない。このような
ラーメン構造を実現する方法として考えられるのは、一
般的なドリフトピンを用いたモーメント接合法である。
即ち、図４に示すように、木材の柱部材１と梁部材２と
を、両者間に架橋させた鋼板３と、これを貫くドリフト
ピン４とにより連結する柱と梁との結合構造とするもの
である。多くの場合、鋼板３は木材内に埋め込まれた状
態で設けられ、また、ドリフトピン４は、この鋼板３と
その両側の木材部分を一緒に貫くように打ち込みにより
設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、木造建
築物の高層化（例えば５〜７階程度）を意図した場合、
地震対策として、梁と柱との結合構造が地震に伴うエネ
ルギーの吸収（減衰）能力を有することが必要となる。
この観点で見たとき、従来の柱と梁との結合構造では、
エネルギーの吸収能力に欠け、木造の高層化は困難であ
る。
築物の高層化（例えば５〜７階程度）を意図した場合、
地震対策として、梁と柱との結合構造が地震に伴うエネ
ルギーの吸収（減衰）能力を有することが必要となる。
この観点で見たとき、従来の柱と梁との結合構造では、
エネルギーの吸収能力に欠け、木造の高層化は困難であ
る。
【０００４】即ち、梁端でのモーメントによる回転変形
は、ドリフトピンの降伏と共に木材のめり込みにより生
じることになるため、地震時の繰り返し力に対しては、
水平荷重Ｑに対する変形δの履歴形が図３（ａ）に示す
ような細いスリップ形になり、エネルギーの吸収能力に
劣る。
は、ドリフトピンの降伏と共に木材のめり込みにより生
じることになるため、地震時の繰り返し力に対しては、
水平荷重Ｑに対する変形δの履歴形が図３（ａ）に示す
ような細いスリップ形になり、エネルギーの吸収能力に
劣る。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、優れたエネルギーの吸収能力を有する木造構造物に
おける柱と梁との結合構造を提供することにある。
し、優れたエネルギーの吸収能力を有する木造構造物に
おける柱と梁との結合構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、木造構造物における
柱部材と梁部材とを、両者間に架橋させた金属板により
連結する結合構造において、前記金属板の前記柱部材へ
の結合部と前記梁部材への結合部との間に、断面積が他
の部分より小さい小断面部を設けたことを特徴とする。
め、請求項１に記載された発明は、木造構造物における
柱部材と梁部材とを、両者間に架橋させた金属板により
連結する結合構造において、前記金属板の前記柱部材へ
の結合部と前記梁部材への結合部との間に、断面積が他
の部分より小さい小断面部を設けたことを特徴とする。
【０００７】この構成によれば、金属板の柱部材への結
合部と梁部材への結合部との間に断面積が他の部分より
小さい小断面部を設けたので、連結構造に大きな振動が
作用した場合には、金属板の柱部材および梁部材への結
合部における降伏よりも、小断面部の降伏の方が先行す
ることで、金属板によるエネルギー吸収能力が向上す
る。換言すれば、小断面部の存在によって、金属板と木
材との連結部における相対変形を小さくすることができ
るため、柱と梁との結合強度が向上する。
合部と梁部材への結合部との間に断面積が他の部分より
小さい小断面部を設けたので、連結構造に大きな振動が
作用した場合には、金属板の柱部材および梁部材への結
合部における降伏よりも、小断面部の降伏の方が先行す
ることで、金属板によるエネルギー吸収能力が向上す
る。換言すれば、小断面部の存在によって、金属板と木
材との連結部における相対変形を小さくすることができ
るため、柱と梁との結合強度が向上する。
【０００８】従って、この木材の柱と梁との結合構造に
よれば、地震時のエネルギーを金属板だけで吸収（減
衰）することが可能であることから、木造建築物の高層
化を実現することができる。
よれば、地震時のエネルギーを金属板だけで吸収（減
衰）することが可能であることから、木造建築物の高層
化を実現することができる。
【０００９】また、請求項２に記載する如く、前記小断
面部は、具体的には、金属板の幅を狭めた切欠き部分、
金属板に設けた開口部分、又は金属板の薄肉部分のいず
れかの形で設けることができる。
面部は、具体的には、金属板の幅を狭めた切欠き部分、
金属板に設けた開口部分、又は金属板の薄肉部分のいず
れかの形で設けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態である
木造構造物における柱部材１と梁部材２とを鋼板３で結
合した連結部を表す斜視図であり、また、図２は、図１
に示す結合部の正面図である。
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態である
木造構造物における柱部材１と梁部材２とを鋼板３で結
合した連結部を表す斜視図であり、また、図２は、図１
に示す結合部の正面図である。
【００１１】図１に示す如く、木材の柱部材１には、こ
れを貫通して帯状の長方形の鋼板３が配設されており、
柱部材１の両側から突出している鋼板３の部分は、梁部
材２のための係合部３Ａ、３Ｂとして機能するようにな
っている。この柱部材１の両側には、木材の梁部材２が
対接されており、上記柱部材１から側方に突出している
鋼板３の係合部３Ａ、３Ｂは、この梁部材２内に埋設さ
れ、梁部材２により外部から隠されるように構成されて
いる。この目的で、梁部材２には、その下面側から鋼板
３の係合部３Ａ、３Ｂを嵌入させるための溝（図示せ
ず）が設けられている。
れを貫通して帯状の長方形の鋼板３が配設されており、
柱部材１の両側から突出している鋼板３の部分は、梁部
材２のための係合部３Ａ、３Ｂとして機能するようにな
っている。この柱部材１の両側には、木材の梁部材２が
対接されており、上記柱部材１から側方に突出している
鋼板３の係合部３Ａ、３Ｂは、この梁部材２内に埋設さ
れ、梁部材２により外部から隠されるように構成されて
いる。この目的で、梁部材２には、その下面側から鋼板
３の係合部３Ａ、３Ｂを嵌入させるための溝（図示せ
ず）が設けられている。
【００１２】上記のように鋼板３は、柱部材１とその両
側の梁部材２とを、これらの部材に埋め込まれた状態で
架橋する。この鋼板３は、柱部材１および梁部材２を貫
いて、ドリフトピン４が叩き込まれることにより、柱部
材１および梁部材２に接合される（ドリフトピン接
合）。この目的で、鋼板３と、柱部材１及び梁部材２に
は、ドリフトピンを圧入するための小孔が予め設けられ
ている。
側の梁部材２とを、これらの部材に埋め込まれた状態で
架橋する。この鋼板３は、柱部材１および梁部材２を貫
いて、ドリフトピン４が叩き込まれることにより、柱部
材１および梁部材２に接合される（ドリフトピン接
合）。この目的で、鋼板３と、柱部材１及び梁部材２に
は、ドリフトピンを圧入するための小孔が予め設けられ
ている。
【００１３】ドリフトピン接合は、丸鋼から成るドリフ
トピンをこのピンと同径または多少小さめの先穴にたた
き込んで用いる接合法であり、ボルトと比べて初期の滑
りの低減が図れる利点を有するものである。
トピンをこのピンと同径または多少小さめの先穴にたた
き込んで用いる接合法であり、ボルトと比べて初期の滑
りの低減が図れる利点を有するものである。
【００１４】更に、鋼板３は既に述べたように全体とし
てほぼ帯状の長方形をなしているが、その鋼板３の柱部
材１への接合部と梁部材２への接合部との間には、本発
明に従い、断面積が鋼板３の他の部分より小さく、外力
が加わった際に他の部分に先行して降伏するエネルギー
吸収部分５が形成されている。このエネルギー吸収部分
５は、図１の実施形態の場合、鋼板３の左右の係合部３
Ａ、３Ｂの梁端近傍において、それぞれ鋼板３の幅方向
両縁に、鋼板幅を両側から狭めるように設けた切欠き部
分６から成り、各切欠き部分６は梁部材２の長手方向
に、それぞれ所定の長さで設けられている。
てほぼ帯状の長方形をなしているが、その鋼板３の柱部
材１への接合部と梁部材２への接合部との間には、本発
明に従い、断面積が鋼板３の他の部分より小さく、外力
が加わった際に他の部分に先行して降伏するエネルギー
吸収部分５が形成されている。このエネルギー吸収部分
５は、図１の実施形態の場合、鋼板３の左右の係合部３
Ａ、３Ｂの梁端近傍において、それぞれ鋼板３の幅方向
両縁に、鋼板幅を両側から狭めるように設けた切欠き部
分６から成り、各切欠き部分６は梁部材２の長手方向
に、それぞれ所定の長さで設けられている。
【００１５】上記構成は、梁端の鋼板３の幅方向両縁に
切欠き部分６を設けて鋼板幅を狭くし、これにより鋼板
３に強度の弱い部分を形成したものであるので、地震の
際には、この強度の弱い部分つまり鋼板３の幅の短い部
分がエネルギー吸収部分５として作用する。即ち、ドリ
フトピン４の部分の降伏よりも、鋼板３の切欠き部分６
の降伏の方が先行することから、地震時繰り返し力（水
平荷重Ｑ）に対する変形δの履歴形が図３（ｂ）に示す
ようなＳ造のような紡錘形になり、その面積が大きくな
ることから、エネルギー吸収能力が向上する。
切欠き部分６を設けて鋼板幅を狭くし、これにより鋼板
３に強度の弱い部分を形成したものであるので、地震の
際には、この強度の弱い部分つまり鋼板３の幅の短い部
分がエネルギー吸収部分５として作用する。即ち、ドリ
フトピン４の部分の降伏よりも、鋼板３の切欠き部分６
の降伏の方が先行することから、地震時繰り返し力（水
平荷重Ｑ）に対する変形δの履歴形が図３（ｂ）に示す
ようなＳ造のような紡錘形になり、その面積が大きくな
ることから、エネルギー吸収能力が向上する。
【００１６】従って、この木材の柱と梁との結合構造又
はエネルギー吸収型木造ドリフトピン接合法によれば、
地震時のエネルギーを鋼板３のみで吸収（減衰）するこ
とが可能であり、木造建築物において例えば５〜７階程
度の高層化を実現することができる。
はエネルギー吸収型木造ドリフトピン接合法によれば、
地震時のエネルギーを鋼板３のみで吸収（減衰）するこ
とが可能であり、木造建築物において例えば５〜７階程
度の高層化を実現することができる。
【００１７】また、柱部材１と梁部材２との結合部にお
けるエネルギー吸収能力が向上することで、破損するこ
とによりエネルギーを吸収する斜材の使用を最低限に抑
制することができる。斜材を使用するとその斜材を含む
壁部に窓を設けられない等の設計上の制約が生ずるが、
本実施形態では、そのような制約を大幅に低減できるこ
とになる。
けるエネルギー吸収能力が向上することで、破損するこ
とによりエネルギーを吸収する斜材の使用を最低限に抑
制することができる。斜材を使用するとその斜材を含む
壁部に窓を設けられない等の設計上の制約が生ずるが、
本実施形態では、そのような制約を大幅に低減できるこ
とになる。
【００１８】なお、ドリフトピン部分の接合耐力及び剛
性が不足する場合は、図２に符号３ａ、３ｂ、３ｃで示
すように、柱部材１及び梁部材２の各木材と鋼板３との
界面に、エポキシ等の接着剤を注入することで、その耐
力を上げることができ、これより更に履歴形を改善する
ことができる。
性が不足する場合は、図２に符号３ａ、３ｂ、３ｃで示
すように、柱部材１及び梁部材２の各木材と鋼板３との
界面に、エポキシ等の接着剤を注入することで、その耐
力を上げることができ、これより更に履歴形を改善する
ことができる。
【００１９】上記実施形態では、エネルギー吸収部分５
を、鋼板３の幅を狭める切欠き部分により構成した。し
かし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
鋼板３に平面内で開口部分を設け、又は鋼板３に薄肉部
分を設けることにより断面積の小さい部分を形成し、こ
れをエネルギー吸収部分５として機能させることもでき
る。
を、鋼板３の幅を狭める切欠き部分により構成した。し
かし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
鋼板３に平面内で開口部分を設け、又は鋼板３に薄肉部
分を設けることにより断面積の小さい部分を形成し、こ
れをエネルギー吸収部分５として機能させることもでき
る。
【００２０】また、上記実施形態では、ドリフトピンに
より鋼板を柱部材と梁部材に連結したが、ドリフトピン
の代わりにボルトその他の結合手段を用いて連結するこ
ともできる。
より鋼板を柱部材と梁部材に連結したが、ドリフトピン
の代わりにボルトその他の結合手段を用いて連結するこ
ともできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る木造構
造物における柱と梁との結合構造によれば、金属板の柱
部材への結合部と梁部材への結合部との間に、断面積が
他の部分より小さい小断面部を設けたので、地震の際に
は、金属板の柱部材および貼り部材への結合部の降伏よ
りも、断面積が他の部分より小さく強度の弱い部分であ
る小断面部の降伏の方が先行する。このため金属板のエ
ネルギー吸収能力が向上し、木造建築物の高層化を実現
することができる。
造物における柱と梁との結合構造によれば、金属板の柱
部材への結合部と梁部材への結合部との間に、断面積が
他の部分より小さい小断面部を設けたので、地震の際に
は、金属板の柱部材および貼り部材への結合部の降伏よ
りも、断面積が他の部分より小さく強度の弱い部分であ
る小断面部の降伏の方が先行する。このため金属板のエ
ネルギー吸収能力が向上し、木造建築物の高層化を実現
することができる。
【図１】本発明の柱と梁との結合構造を示した斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の柱と梁との結合構造を示した正面図で
ある。
ある。
【図３】柱と梁との結合構造における地震時のエネルギ
ー吸収能力を示した特性図で、（ａ）は鋼板に切り欠き
部分がない場合を、（ｂ）は本発明により鋼板に切り欠
き部分がある場合を示した図である。
ー吸収能力を示した特性図で、（ａ）は鋼板に切り欠き
部分がない場合を、（ｂ）は本発明により鋼板に切り欠
き部分がある場合を示した図である。
【図４】従来の柱と梁との結合構造を示した正面図であ
る。
る。
１ 柱部材 ２ 梁部材 ３ 鋼板 ３Ａ、３Ｂ 係合部 ４ ドリフトピン ５ エネルギー吸収部分 ６ 切欠き部分
Claims (2)
- 【請求項１】 木造構造物における柱部材と梁部材と
を、両者間に架橋させた金属板により連結する結合構造
であって、 前記金属板の前記柱部材への結合部と前記梁部材への結
合部との間に、断面積が他の部分より小さい小断面部を
設けたことを特徴とする柱と梁との結合構造。 - 【請求項２】 前記小断面部が、前記鋼板の幅を狭めた
切欠き部分、前記金属板に設けた開口部分、又は前記金
属板の薄肉部分のいずれかから成ることを特徴とする請
求項１記載の柱と梁との結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000225491A JP2002038591A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 木造構造物における柱と梁との結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000225491A JP2002038591A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 木造構造物における柱と梁との結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038591A true JP2002038591A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18719255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000225491A Pending JP2002038591A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 木造構造物における柱と梁との結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002038591A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008018803A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Prestressed Timber Limited | An engineered wood construction system for high performance structures |
| JP5834376B1 (ja) * | 2014-12-15 | 2015-12-24 | 広島県 | 木質ラーメン構造体の施工方法 |
| US20190063057A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-02-28 | Robert Preddy | Stiffener for Connecting Beams and Columns |
| CN119466148A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-02-18 | 山东建筑大学 | 具有可恢复功能的无机胶复合竹抗震梁柱节点及拼装方法 |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000225491A patent/JP2002038591A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008018803A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Prestressed Timber Limited | An engineered wood construction system for high performance structures |
| JP5834376B1 (ja) * | 2014-12-15 | 2015-12-24 | 広島県 | 木質ラーメン構造体の施工方法 |
| US20190063057A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-02-28 | Robert Preddy | Stiffener for Connecting Beams and Columns |
| CN119466148A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-02-18 | 山东建筑大学 | 具有可恢复功能的无机胶复合竹抗震梁柱节点及拼装方法 |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
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|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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