JP2020002641A - 柱梁接合構造および柱梁接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部の破壊形式を任意に設定できて、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることのできる柱梁接合構造および柱梁接合方法を提供する。【解決手段】木質の柱部材１２と梁部材１４とを木材よりも硬質の材料からなる仕口部材１６を介して接合してなる柱梁接合構造１０であって、仕口部材１６の上下端面に軸力伝達部材２０を介して設けられ、上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂと接続するための接続用鉄骨部材２２と、仕口部材１６の内部に上下方向に挿入配置され、端部側で接続用鉄骨部材２２に接合された棒鋼３０と、上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂの内部に上下方向に挿入配置され、ここにねじ固定或いは付着固定されるとともに、端部側で接続用鉄骨部材２２に接合された棒鋼４２とを備えるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、木質の柱部材と梁部材とを接合した柱梁接合構造および柱梁接合方法に関するものである。

中層建築物の柱部材を木質とする場合、合理的な架構構造や施工の容易性を決定する上で、柱と梁が集中する柱梁仕口パネルにおける接合ディテールが果たす役割は大きい。一般的には柱梁仕口パネル部の位置で柱継手を設けるが、その場合には以下のような観点に立ったディテールの検討が必要である。

・接合に起因する剛性低下や耐力低下が小さく、接合効率がよいこと。
・破壊性状が脆性的にならないディテールとすること。例えば上記接合効率の向上のために接合具（例えば、グルードインロッド（以下、ＧＩＲということがある。）やラグスクリューボルト（以下、ＬＳＢということがある）等）の強度を過大にすると、破壊モードが木材の割裂で決まり、脆性的、かつ終局耐力にばらつきを生じる場合がある。
・施工が容易、かつ精度管理がしやすいこと。
・耐火上、接合部がウィークポイントにならないこと。
・取付梁の種類（鉄骨梁、木質梁等）によらず汎用的に使用可能であること。

以上の観点を考慮した場合、従来の代表的な仕口パネルの構成パターンには、次のような問題点がある。

＜仕口パネルを上下階いずれかの柱を延長した形での木質部材とし、もう片方の柱との接続を仕口パネルの直上、もしくは直下で行う場合の問題点＞
梁との接合部分においては、梁端で発生する応力によって柱材にめり込み変形が発生するため、接合効率が悪くなる。また、上下柱はＧＩＲ接合とするのが一般的な方法であり、その場合は現場での接着剤注入作業が必要となって施工効率の低下を招くほか、ファスナーとして用いる鉄筋の径よりも鉄筋が差し込まれる木材側の孔径の方が大きいため、部材の位置決めに関する施工精度の管理が困難である。さらに、取付梁が木質系部材以外の場合は、木質系の仕口パネルとの納まりを考慮する必要があるとともに、通常、木質柱よりも鉄骨梁の方が耐力が大きくなるため、終局で梁崩壊型を目指す場合などでは耐力比が適正となるような梁の仕口接合ディテールを必要とする。

＜仕口パネルをＰＣ（プレキャストコンクリート）部材とする場合の問題点＞
仕口部は純粋なＲＣ（鉄筋コンクリート）造と同様な構成になるため接合効率も低下せず、かつ取付梁がいかなる構造種別であっても親和性が高い。さらに、ＲＣ造の仕口部は耐火材を施工することなしに使用することも可能である。一方で、木質柱と仕口パネルを接続する棒鋼の木質柱側の接合は一般的にＧＩＲ接合とすることから、上記と同様な問題が発生する。

＜仕口パネルを鉄骨部材とする場合の問題点＞
柱と仕口パネルを接続する棒鋼は、例えば仕口パネルの境界部をベースプレート形式としておけば、当該ベースプレートから木質柱へのアンカーボルトの要領で両者を接続することができる。その場合には、棒鋼にＬＳＢ等を用いることができる。また、棒鋼をＧＩＲ形式とする場合も工場で予め接着剤注入作業を行っておくことが可能となる。一方で、仕口パネルの鉄骨部分を木質柱に先行して破壊させることは困難であるため、崩壊モードは木質柱側での接続棒鋼廻りの木材割裂等となり、脆性的、かつ木質柱の持つばらつきを有する耐力と破壊性状となる。また、特に取付梁にＲＣ造を使用する場合には鉄骨の仕口パネルとの取付ディテールが複雑なものとなる可能性が大きい。さらに、鉄骨の仕口パネルと木質柱や木質梁が直に接するディテールとなる場合には、仕口パネル全体に対して何らかの耐火的な措置を必要とする。

こうした諸問題を解決するための技術として、本出願人は、既に特許文献１に示すような柱梁接合構造および柱梁接合方法を提案している。この柱梁接合構造は、仕口パネルにＲＣなどの木質よりも硬質の材料を使用し、仕口パネルと木質柱の間には接合用鉄骨部材を、仕口パネルと梁部材の接合には突出金物を使用して木質柱と梁部材を接合したものである。

特開２０１７−１３３２７１号公報

このため、木質の柱部材と梁部材の柱梁接合構造において、接合部の破壊形式を任意に設定することができ、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることのできる技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接合部の破壊形式を任意に設定できて、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることのできる柱梁接合構造および柱梁接合方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る柱梁接合構造は、木質の柱部材と梁部材とを木材よりも硬質の材料からなる仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造であって、仕口部材の上下端面に軸力伝達部材を介して設けられ、上側柱部材および下側柱部材と接続するための接続用鉄骨部材と、仕口部材の内部に上下方向に挿入配置され、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼と、上側柱部材および下側柱部材の内部に上下方向に挿入配置され、ここにねじ固定或いは付着固定されるとともに、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、棒鋼はネジ形状の端部を有し、この端部を介して接続用鉄骨部材にネジ接合されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、接続用鉄骨部材は、上下方向に間隔をあけて配置されたベースプレートを有しており、仕口部材に近い側のベースプレートには、仕口部材に挿入配置される棒鋼の端部側と、上側柱部材および下側柱部材に挿入配置される棒鋼の端部側がそれぞれ接合されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造は、上述した発明において、仕口部材は、プレキャストコンクリートで構成され、軸力伝達部材は、現場施工モルタルで構成されることを特徴とする。

また、本発明に係る柱梁接合方法は、上述した柱梁接合構造を構築する柱梁接合方法であって、仕口部材、上側柱部材および下側柱部材の内部に棒鋼を挿入配置するステップと、上側柱部材および下側柱部材から突出する棒鋼の端部側に接続用鉄骨部材をそれぞれ接合するステップと、仕口部材の上下端面から突出する棒鋼の端部側を接続用鉄骨部材とそれぞれ接合するステップと、仕口部材と接続用鉄骨部材との間に軸力伝達部材を設けるステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る柱梁接合構造によれば、木質の柱部材と梁部材とを木材よりも硬質の材料からなる仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造であって、仕口部材の上下端面に軸力伝達部材を介して設けられ、上側柱部材および下側柱部材と接続するための接続用鉄骨部材と、仕口部材の内部に上下方向に挿入配置され、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼と、上側柱部材および下側柱部材の内部に上下方向に挿入配置され、ここにねじ固定或いは付着固定されるとともに、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼とを備える。このため、例えば、仕口部材に挿入配置される棒鋼を仕口部材に対してアンボンド状態として適切な径と材質等を選択することにより、柱部材に挿入配置される棒鋼の材軸方向の滑り破壊や棒鋼廻りの割裂破壊に先行して仕口部材側の棒鋼を降伏させることができ、変形能力と靱性に富んだ接合部の形成が可能となる。

一方、柱部材に挿入配置される棒鋼の材軸方向の滑り破壊や棒鋼廻りの割裂破壊を許容する場合等には、仕口部材側の棒鋼をアンボンド状態とせずに仕口部材に十分に付着させること等により、柱部材に対して仕口部材を高耐力なものにすることができる。以上の方法を使い分けることで、柱梁接合部の破壊形式を任意に設定することができるという効果を奏する。

また、仕口部材および柱部材への棒鋼の配置は予めそれぞれを製作する段階で完了させておくことができるため、施工現場では単に仕口部材から突出した棒鋼を接続用鉄骨部材に接合し、現場施工モルタル等の軸力伝達部材を仕口部材と接続用鉄骨部材との間に設けるのみでよい。この手順は一般的な鉄骨柱脚、もしくはＰＣ部材の組立てに近いものとなるため、施工効率の向上、施工精度の確保を図ることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、棒鋼はネジ形状の端部を有し、この端部を介して接続用鉄骨部材にネジ接合されるので、棒鋼と接続用鉄骨部材とを容易に接合することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、接続用鉄骨部材は、上下方向に間隔をあけて配置されたベースプレートを有しており、仕口部材に近い側のベースプレートには、仕口部材に挿入配置される棒鋼の端部側と、上側柱部材および下側柱部材に挿入配置される棒鋼の端部側がそれぞれ接合されるので、柱部材の軸力を仕口部材に効率よく伝達することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、仕口部材は、プレキャストコンクリートで構成され、軸力伝達部材は、現場施工モルタルで構成されるので、柱の圧縮軸力の伝達効率の向上、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る柱梁接合方法によれば、上述した柱梁接合構造を構築する柱梁接合方法であって、仕口部材、上側柱部材および下側柱部材の内部に棒鋼を挿入配置するステップと、上側柱部材および下側柱部材から突出する棒鋼の端部側に接続用鉄骨部材をそれぞれ接合するステップと、仕口部材の上下端面から突出する棒鋼の端部側を接続用鉄骨部材とそれぞれ接合するステップと、仕口部材と接続用鉄骨部材との間に軸力伝達部材を設けるステップとを備えるので、柱の圧縮軸力の伝達効率の向上、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る柱梁接合構造および柱梁接合方法の実施の形態を示す側断面図である。 図２は、図１の各線に沿った断面図であり、（１）はＡ−Ａ線に沿った断面図、（２）はＢ−Ｂ線に沿った断面図、（３）はＣ−Ｃ線に沿った断面図、（４）はＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図３は、本発明に係る柱梁接合構造および柱梁接合方法の他の実施の形態を示す概略写真図である。 図４は、実験装置の概要図である。 図５は、柱のせん断力Ｑと加力梁の回転角Ｒの関係（試験体Ｎｏ．１）を示す図である。 図６は、柱のせん断力Ｑと加力梁の回転角Ｒの関係（試験体Ｎｏ．４）を示す図である。

以下に、本発明に係る柱梁接合構造および柱梁接合方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係る柱梁接合構造１０は、木質の角型断面の柱部材１２と木質の角型断面の梁部材１４とを、プレキャストコンクリート（ＰＣ）製の直方体状の仕口部材１６を介して接合してなる構造である。仕口部材１６は、側端面に設けた突出金物１８を介して梁部材１４と接合している。梁部材１４の上面にはスラブ１４Ａが設けられている。仕口部材１６の上下端面には接続用鉄骨部材２２が設けられている。

接続用鉄骨部材２２は、上下に平行に配置されて部材の上下端面を構成する二枚のベースプレート２４と、ベースプレート２４間を接続する複数の縦型のリブプレート２６とからなる。リブプレート２６は、平面視で柱軸の周囲四方に配置されたリブプレート２６Ａと、これに接続して外方向に延びるリブプレート２６Ｂとからなる。リブプレート２６Ｂは左右方向、前後方向に間隔をあけて設けられる。ベースプレート２４には挿通孔２８が複数設けられている。以降の説明では、上下二枚のベースプレート２４のうち、仕口部材１６に近い側を仕口側ベースプレート２４Ａと、柱部材１２に近い側を柱側ベースプレート２４Ｂということがある。

仕口部材１６を挟んで上側の接続用鉄骨部材２２の上面には上側柱部材１２Ａが当接配置され、下側の接続用鉄骨部材２２の下面には下側柱部材１２Ｂが当接配置される。接続用鉄骨部材２２の仕口側ベースプレート２４Ａには、仕口部材１６の上下端から突出した仕口内接続棒鋼３０の端部３０Ａが貫通している。この端部３０Ａは、仕口側ベースプレート２４Ａを挟んで上下に配置されるナット３４を締結することで固定される。ナット３４は建方精度調整用としても機能する。仕口部材１６と接続用鉄骨部材２２との間には、無収縮モルタル等の現場施工モルタル２０（軸力伝達部材）が充填される。このように接合すれば、柱部材１２の軸力が接続用鉄骨部材２２を介して効率よく仕口部材１６に伝達される。なお、上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂの外側は、木質の仕上げ材１３で被覆している。

仕口部材１６の内部には、仕口内接続棒鋼３０、３２が上下方向および左右方向にそれぞれ挿入配置されている。上下方向の仕口内接続棒鋼３０は、平面視で仕口部材１６の四隅側に柱主筋として配置されており、上下方向に延びて仕口部材１６の上下端面から上下に突出し、上述したように、その端部３０Ａは接続用鉄骨部材２２の仕口側ベースプレート２４Ａにネジ接合している。より具体的には、仕口内接続棒鋼３０の端部３０Ａにはネジ切り加工が施されている。この端部３０Ａは仕口側ベースプレート２４Ａの挿通孔２８に通されており、仕口側ベースプレート２４Ａを挟んだ両側で螺合したナット３４によって仕口側ベースプレート２４Ａに締結固定される。仕口側のナット３４は現場施工モルタル２０内に埋め込まれる態様となる。

左右方向の仕口内接続棒鋼３２は、側面視で上下方向に間隔をあけて複数配置され、それぞれ左右方向に延びて仕口部材１６の側端面から左右に突出し、その端部３２Ａは突出金物１８のエンドプレート１８Ａにネジ接合している。より具体的には、仕口内接続棒鋼３２の端部３２Ａにはネジ切り加工が施されている。この端部３２Ａは突出金物１８のエンドプレート１８Ａの挿通孔に通されており、このエンドプレート１８Ａの外側で螺合したナット３６によってエンドプレート１８Ａに締結固定される。

仕口内接続棒鋼３０、３２は、例えば全ネジボルト、丸鋼の両端にネジ切り加工を施したもの、建築建物基礎で使用されるアンカーボルト、異形鉄筋の両端にネジ切り加工を施したもの等のいずれでもよく、また仕口部材１６に対しては付着が切れたアンボンド状態で配置してもよい。図の例では、仕口内接続棒鋼３０としてアンカーボルトを、仕口内接続棒鋼３２として異形鉄筋の両端にネジ切り加工を施したものを用いている。

仕口部材１６の内部には、四隅の仕口内接続棒鋼３０の周囲全体を取り囲むフープ筋３８が上下方向に間隔をあけて複数配置されている。また、四隅の仕口内接続棒鋼３０の間には、上下方向に延びる補強鉄筋４０が配置されている。このように、せん断補強等の目的で仕口部材１６の内部に配筋を行ってもよい。

上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂの内部には、木質柱接続棒鋼４２が上下方向に挿入配置されている。木質柱接続棒鋼４２は、平面視で柱軸の周囲に複数配置され、上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂの内部に付着固定されるとともに、上下方向に延びて上側柱部材１２Ａの下端面、下側柱部材１２Ｂの上端面からそれぞれ下方向、上方向に突出し、その端部４２Ａは接続用鉄骨部材２２にネジ接合している。これにより、接続用鉄骨部材２２と上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂを木質柱接続棒鋼４２で一体化する。より具体的には、木質柱接続棒鋼４２は、木材（上側柱部材１２Ａ、下側柱部材１２Ｂ）に挿入する部分にはラグスクリューの加工が、ナット締めする部分にはナット締め用のネジ切り加工が施され、それ以外は無加工となっている。木質柱接続棒鋼４２の端部４２Ａは接続用鉄骨部材２２の柱側ベースプレート２４Ｂおよび仕口側ベースプレート２４Ａの挿通孔２８に通されており、仕口側ベースプレート２４Ａの外側で螺合したナット４４によって仕口側ベースプレート２４Ａに締結固定されている。ナット４４は現場施工モルタル２０内に埋め込まれる態様となる。仕口内接続棒鋼４２は、例えばＬＳＢやＧＩＲ形式で構成することができる。

仕口部材１６は、予め仕口内接続棒鋼３０、３２を内部に挿入して工場で製作しておく。また、木質の上側柱部材１２Ａおよび下側柱部材１２Ｂは、予め木質柱接続棒鋼４２を内部に挿入して工場で製作しておき、接続用鉄骨部材２２と一体化しておくことが望ましい。施工現場では、仕口部材１６から上下に突出した仕口内接続棒鋼３０の端部３０Ａを接続用鉄骨部材２２の仕口側ベースプレート２４Ａにナット３４等で止め付けることで施工精度を確保し、仕口部材１６と接続用鉄骨部材２２との間に無収縮モルタル等の現場施工モルタル２０を充填する。

仕口部材１６への仕口内接続棒鋼３０、３２の設置、および、柱部材１２への木質柱接続棒鋼４２の設置は予めそれぞれを製作する段階で完了させておくことができるため、施工現場では単に仕口部材１６から突出した仕口内接続棒鋼３０を接続用鉄骨部材２２の仕口側ベースプレート２４Ａにナット３４等で止め付け、無収縮モルタル等の現場施工モルタル２０にて仕口部材１６と接続用鉄骨部材２２との間を充填するのみでよい。仕口内接続棒鋼３０の端部３０Ａがネジ形状であることにより、接続用鉄骨部材２２との接続は仕口側ベースプレート２４Ａを挟んで端部３０Ａに螺合したナット３４を締結することで容易に実現できる。この手順は通常の鉄骨柱脚、もしくはＰＣ部材の組立てに近いものとなるため、施工効率の向上、精度の確保を図ることができる。

仕口部材１６と梁部材１４との接合は、突出金物１８に仕口内接続棒鋼３２とドリフトピン４６を併用した鋼板挿入２面剪断型接合ディテールを用いている。突出金物１８は、平面視でＴ字状断面のものであり、エンドプレート１８Ａと、ガセットプレート１８Ｂとからなる。エンドプレート１８Ａは仕口部材１６の側端面に当接配置され、ガセットプレート１８Ｂは梁部材１４の端面の凹溝部４８に挿入配置される。エンドプレート１８Ａと仕口部材１６は仕口内接続棒鋼３２でネジ接合され、ガセットプレート１８Ｂと梁部材１４はドリフトピン４６で固定される。梁部材１４の端面には、欠き込み加工された凹状部５０が設けられており、ナット３６が螺合した端部３２Ａとエンドプレート１８Ａを収容している。

仕口部材１６の上下に接続用鉄骨部材２２を介在させることで、柱部材１２に挿入する木質柱接続棒鋼４２がＧＩＲ、ＬＳＢのいずれの場合でも、鉄筋接合用の機械式継手等を用いずに木質の柱部材１２と仕口部材１６を一体化することができる。これにより柱梁接合構造１０の剛性、耐力、靱性を確保することで、ラーメン架構以外の耐震要素を減少させ、高い空間自由度を実現することができると同時に意匠性に優れた木質空間を提供することが可能である。

仕口部材１６にＰＣを採用しているため、取り付ける梁部材１４が木質、鉄骨、ＲＣのいずれの場合にも対応が容易となり、接合効率の低下も生じにくい。また、柱脚にも準用することができる。

本実施の形態のディテールは接続用鉄骨部材２２を介するため耐火上の配慮が必要となるが、接続用鉄骨部材２２の位置は柱軸部であるため、梁部材１４を木質材料で構成する場合であっても、梁部材１４と接続用鉄骨部材２２は仕口部材１６を介して接続されることから、耐火上の扱いが明確となる。また、木質の柱部材１２を耐火部材とする場合には被覆等の耐火措置が必要となるが、柱軸部に存在する接続用鉄骨部材２２もそれと併せて耐火措置を行えばよく、仕口部材１６自体には直接関係しない。

なお、上記の実施の形態においては、仕口部材１６と木質の梁部材１４とを突出金物１８を介して接合した場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、仕口部材１６に対する梁部材１４の接続方式と構造種別は、任意の接続方式および種別を適用することができる。

例えば、図３に示すように、梁部材１４をＨ形鋼などの鉄骨部材１４Ｂで構成する場合、梁端にエンドプレート５２を溶接し、そのエンドプレート５２と仕口部材１６とを上記の木質の梁部材１４の場合と同様にナット３６で止め付ける。

さらに、梁端に生じる力を効率よく仕口部材１６に伝達したい場合には、柱部材１２と仕口部材１６の接合と同様、突出金物１８のエンドプレート１８Ａや鉄骨梁端のエンドプレート５２の両面をナットで止め付け、仕口部材１６とこれらプレート間に現場施工モルタルを充填施工してもよい。

また、上記の実施の形態においては、接続用鉄骨部材２２の上下二枚のベースプレート２４間にリブプレート２６を設けた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ベースプレート２４間の構造は任意に設定することができる。また、現場施工モルタル２０の部分には、必要に応じてせん断抵抗用のシアキーを設け、水平力（せん断力）が仕口部材１６に伝わる構造としてもよい。

本実施の形態によれば、設計者の考え方に応じて柱梁接合部の破壊形式を任意に設定することができる。例えば仕口部材１６内の上下方向の仕口内接続棒鋼３０を仕口部材１６に対してアンボンド状態として適切な径と材質を選択すれば、木質柱接続棒鋼４２廻りの木質の柱部材１２の割裂破壊に先行して仕口内接続棒鋼３０を降伏させることができ（例えば、後述の試験体Ｎｏ．１のケース）、変形能力と靱性に富んだ接合部の形成が可能となる。一方で木質柱接続棒鋼４２廻りの割裂破壊を許容する場合、もしくは梁部材１４の耐力が相対的に低い等の理由により当該接合部で破壊が生じない場合等には仕口内接続棒鋼３０をアンボンド状態とせずに異形鉄筋等を用いて十分に付着性能を確保し、高耐力の仕口部材１６とする方法も選択することができる（例えば、後述の試験体Ｎｏ．４のケース）。

（本発明の効果の検証）
次に、本発明の効果を検証するために行った実験および結果について説明する。

本実験は、上記の実施の形態のディテールを使用した接合部の耐力性能を調べたものである。試験体は、建物の柱梁骨組みの交差部を模擬した正面視で十字形のものを用いた。木質柱接続棒鋼４２にはＬＳＢを使用し、梁部材１４には鉄骨を使用した。実験パラメータは、仕口部材１６内の上下方向の仕口内接続棒鋼３０の仕様とし、試験体Ｎｏ．１はアンボンド状態のアンカーボルトを使用して早期に降伏させることを意図したもの、試験体Ｎｏ．４は異形鉄筋を使用して高耐力とし、ＬＳＢ（木質柱接続棒鋼４２）側で降伏させることを意図したものである。

図４に実験装置の概要を示す。この図に示すように、仕口部材１６の左右の梁部材１４には、実験のため実際の設計よりも剛性および耐力が大きな鉄骨梁を使用し、その先端部に油圧ジャッキを設置して逆対称に上下方向に載荷する。これにより、柱部材１２には逆対称曲げモーメントが正負交番載荷される。

実験結果として、柱のせん断力Ｑと加力梁の回転角Ｒの関係を図５（試験体Ｎｏ．１）、図６（試験体Ｎｏ．４）に示す。

図５に示すように、試験体Ｎｏ．１では仕口内接続棒鋼３０が早期に降伏し、その後、耐力を維持していることがわかる。この試験体では木質柱部分の割裂等劣化等は確認されていない。

図６に示すように、試験体Ｎｏ．４ではＬＳＢ（木質柱接続棒鋼４２）側が先に降伏し、試験体Ｎｏ．１と比較して初期剛性と耐力が大きいことがわかる。どちらも実用レベルの耐力と変形性能を有しており、設計に際し、両者の特徴を使い分けることができることを実証している。

以上説明したように、本発明に係る柱梁接合構造によれば、木質の柱部材と梁部材とを木材よりも硬質の材料からなる仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造であって、仕口部材の上下端面に軸力伝達部材を介して設けられ、上側柱部材および下側柱部材と接続するための接続用鉄骨部材と、仕口部材の内部に上下方向に挿入配置され、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼と、上側柱部材および下側柱部材の内部に上下方向に挿入配置され、ここにねじ固定或いは付着固定されるとともに、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼とを備える。このため、例えば、仕口部材に挿入配置される棒鋼を仕口部材に対してアンボンド状態として適切な径と材質等を選択することにより、柱部材に挿入配置される棒鋼の材軸方向の滑り破壊や棒鋼廻りの割裂破壊に先行して仕口部材側の棒鋼を降伏させることができ、変形能力と靱性に富んだ接合部の形成が可能となる。

一方、柱部材に挿入配置される棒鋼の材軸方向の滑り破壊や棒鋼廻りの割裂破壊を許容する場合等には、仕口部材側の棒鋼をアンボンド状態とせずに仕口部材に十分に付着させること等により、柱部材に対して仕口部材を高耐力なものにすることができる。以上の方法を使い分けることで、柱梁接合部の破壊形式を任意に設定することができる。

また、仕口部材および柱部材への棒鋼の配置は予めそれぞれを製作する段階で完了させておくことができるため、施工現場では単に仕口部材から突出した棒鋼を接続用鉄骨部材に接合し、現場施工モルタル等の軸力伝達部材を仕口部材と接続用鉄骨部材との間に設けるのみでよい。この手順は一般的な鉄骨柱脚、もしくはＰＣ部材の組立てに近いものとなるため、施工効率の向上、施工精度の確保を図ることができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、棒鋼はネジ形状の端部を有し、この端部を介して接続用鉄骨部材にネジ接合されるので、棒鋼と接続用鉄骨部材とを容易に接合することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、接続用鉄骨部材は、上下方向に間隔をあけて配置されたベースプレートを有しており、仕口部材に近い側のベースプレートには、仕口部材に挿入配置される棒鋼の端部側と、上側柱部材および下側柱部材に挿入配置される棒鋼の端部側がそれぞれ接合されるので、柱部材の軸力を仕口部材に効率よく伝達することができる。

また、本発明に係る他の柱梁接合構造によれば、仕口部材は、プレキャストコンクリートで構成され、軸力伝達部材は、現場施工モルタルで構成されるので、柱の圧縮軸力の伝達効率の向上、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることができる。

また、本発明に係る柱梁接合方法によれば、上述した柱梁接合構造を構築する柱梁接合方法であって、仕口部材、上側柱部材および下側柱部材の内部に棒鋼を挿入配置するステップと、上側柱部材および下側柱部材から突出する棒鋼の端部側に接続用鉄骨部材をそれぞれ接合するステップと、仕口部材の上下端面から突出する棒鋼の端部側を接続用鉄骨部材とそれぞれ接合するステップと、仕口部材と接続用鉄骨部材との間に軸力伝達部材を設けるステップとを備えるので、柱の圧縮軸力の伝達効率の向上、施工効率の向上と施工精度の確保を図ることができる。

以上のように、本発明に係る柱梁接合構造および柱梁接合方法は、木質の柱部材と梁部材の接合に有用であり、特に、柱梁接合部における柱崩壊型或いは梁崩壊型の設計を容易にコントロールすることができ、施工効率の向上と施工精度の確保を図るのに適している。

１０ 柱梁接合構造
１２ 柱部材
１２Ａ 上側柱部材
１２Ｂ 下側柱部材
１３ 仕上げ材
１４ 梁部材
１４Ａ スラブ
１４Ｂ 鉄骨部材
１６ 仕口部材
１８ 突出金物
２０ 現場施工モルタル（軸力伝達部材）
２２ 接続用鉄骨部材
２４ ベースプレート
２６，２６Ａ，２６Ｂ リブプレート
２８ 挿通孔
２４Ａ 仕口側ベースプレート
２４Ｂ 柱側ベースプレート
３０，３２ 仕口内接続棒鋼（棒鋼）
３０Ａ，３２Ａ，４２Ａ 端部
３４，３６，４４ ナット
３８ フープ筋
４０ 補強鉄筋
４２ 木質柱接続棒鋼（棒鋼）
４６ ドリフトピン
４８ 凹溝部
５０ 凹状部
５２ エンドプレート

Claims (5)

1. 木質の柱部材と梁部材とを木材よりも硬質の材料からなる仕口部材を介して接合してなる柱梁接合構造であって、
   仕口部材の上下端面に軸力伝達部材を介して設けられ、上側柱部材および下側柱部材と接続するための接続用鉄骨部材と、
   仕口部材の内部に上下方向に挿入配置され、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼と、
   上側柱部材および下側柱部材の内部に上下方向に挿入配置され、ここにねじ固定或いは付着固定されるとともに、端部側で接続用鉄骨部材に接合された棒鋼とを備えることを特徴とする柱梁接合構造。
2. 棒鋼はネジ形状の端部を有し、この端部を介して接続用鉄骨部材にネジ接合されることを特徴とする請求項１に記載の柱梁接合構造。
3. 接続用鉄骨部材は、上下方向に間隔をあけて配置されたベースプレートを有しており、仕口部材に近い側のベースプレートには、仕口部材に挿入配置される棒鋼の端部側と、上側柱部材および下側柱部材に挿入配置される棒鋼の端部側がそれぞれ接合されることを特徴とする請求項１または２に記載の柱梁接合構造。
4. 仕口部材は、プレキャストコンクリートで構成され、軸力伝達部材は、現場施工モルタルで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の柱梁接合構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の柱梁接合構造を構築する柱梁接合方法であって、
   仕口部材、上側柱部材および下側柱部材の内部に棒鋼を挿入配置するステップと、
   上側柱部材および下側柱部材から突出する棒鋼の端部側に接続用鉄骨部材をそれぞれ接合するステップと、
   仕口部材の上下端面から突出する棒鋼の端部側を接続用鉄骨部材とそれぞれ接合するステップと、
   仕口部材と接続用鉄骨部材との間に軸力伝達部材を設けるステップとを備えることを特徴とする柱梁接合方法。