JP2010024656A - 仕口ダンパおよび仕口部の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】筋交いを設けたフレーム構造に対して優れた制震効果を発揮するとともに、設置箇所に制限を受けない仕口ダンパおよび仕口部の構造を提供する。
【解決手段】筋交い１３に固定具（木ねじ５）にて固定される第１の高剛性部材２と、柱材１１の側面１１ａと横架材（土台１２）の水平面（上面１２ａ）との間に木ねじ５にて固定される第２の高剛性部材３と、第１および第２の高剛性部材２，３の間に設けられる減衰材４とを設け、これらを一体に定着させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、木造住宅等の木造建築物に用いられる仕口ダンパおよび仕口部の構造に関するものである。

従来、戸建木造住宅において、耐震性能を確保するため、仕口部において柱材と横架材とを補強用金物を用いて一体化し剛性を高めることが行われている。このような耐震型の補強用金物に対して、粘弾性体によって地震の揺れを軽減し建物の倒壊を防ぐ制震型の補強用金物（仕口ダンパとも呼ばれる）も実用化されており、木造建物の建築現場において普通に用いられている。（例えば、特許文献１）。
特開２００６−３３６２６０号公報（第４頁〜第５頁、第１図、第４図）

しかしながら、仕口ダンパのうち、柱材のおもて面に固定される第１の鋼板と、この第１の鋼板よりも大きく横架台のおもて面に固定される第２の鋼板と、これらの鋼板間に配置される減衰材とを備え、これらが接着により一体構造となった仕口ダンパは、筋交いが設けられていないフレーム構造（オープンフレーム）に対しては剛性および減衰性能ともに優れた効果を発揮するものの、筋交いを設けたフレーム構造に対しては、制震効果が少ない。これは、筋交いの剛性と比較して仕口ダンパの剛性が低いためであると考えられる。そこで、第１の鋼板を筋交いのおもて面に固定し、第２の鋼板を柱材および横架材のおもて面に固定するタイプの仕口ダンパが提案されているが、このタイプの仕口ダンパは、筋交いをたすき掛けに設ける場合、横架材どうしが交差している仕口部では使用できないなど、設置箇所が制限される。また、外壁や構造用合板などの外装材と干渉する問題もある。

そこで本発明は、筋交いを設けた耐力壁のフレーム構造に対して優れた制震効果を発揮するとともに、設置箇所に制限を受けない仕口ダンパおよび仕口部の構造を提供することを目的としている。

請求項１記載の仕口ダンパは、仕口部において、筋交いの端部を柱材および横架材に結合する仕口ダンパであって、前記筋交いに固定具にて固定される第１の高剛性部材と、前記柱材の側面と前記横架材（梁、桁、胴差し、土台など）の水平面（上面または下面）との間に固定具にて固定される第２の高剛性部材と、前記第１および第２の高剛性部材の間に設けられる減衰材とを設け、これらを一体に定着させることを特徴としている。

この請求項１の仕口ダンパによれば、建物が揺れて前記筋交いが設けられている耐力壁の木造フレームに対し横方向から力が加えられた場合、最も応力集中が生じる前記筋交いに作用する力を、前記減衰材が前記筋交いの圧縮方向や引張方向などにせん断変形することにより吸収することができる。つまり、建物が受ける地震や強風などの揺れによるエネルギーを、前記減衰材のせん断変形により吸収し、建物の揺れを抑制して早期に止めることができる。しかも、前記仕口ダンパは、前記木造フレームの内側断面内に設置する構造であるため、前記横架材が交差するような仕口部においても設置することができ、設置箇所の制限を受けることがなく、また、外壁や構造用合板などの外装材との干渉を避けることができる。

なお、前記第１および第２の高剛性部材としては鋼板や金属板、ＦＲＰなどの合成樹脂板などが、前記固定具としては釘、木ねじなどが、減衰材としては高減衰ゴム、ポリウレタンゴム、ブチルゴムなどをそれぞれ用いることができる。前記第１および第２の高剛性部材と減衰材との定着は、例えば、加硫接着や接着剤による固着などをあげることができるがこれに限定されることはない。

請求項２記載の仕口ダンパは、第１の高剛性部材および減衰材が第２の高剛性部材に対して、これらの積層方向から見て、前記第２の高剛性部材における柱材の側面および横架材の水平面に固定される側の端部と、前記第１の高剛性部材および前記減衰材との間にクリアランスを形成するように配置することを特徴としている。

この請求項２の仕口ダンパによれば、仕口部に設置した際、前記柱材の側面および前記横架材の水平面と、前記筋交いの端部と前記第１の高剛性部材および前記減衰材との間にクリアランスが形成されるため、前記減衰材を、前記筋交いの圧縮および引張りのいずれの方向にもせん断変形させることができる。したがって、地震などの揺れによるエネルギーを効率良く吸収し、建物の変形を抑え、揺れをより早期に止めることができる。

請求項３記載の仕口ダンパは、第２の高剛性部材において、柱材および横架材に固定するための各固定部を、端部を前記第１の高剛性部材と反対方向に突出した形状で設けることを特徴としている。

この請求項３の仕口ダンパによれば、前記第２の高剛性部材を前記柱材の側面および前記横架材の水平面に固定する際、前記第１の高剛性部材や減衰材および筋交い等に干渉することがなく、施工性が良くなる。

請求項４の仕口ダンパは、第１および第２の高剛性部材と減衰材とをその積層方向に貫通する複数の取付孔を散在して設け、前記取付孔に前記第２の高剛性部材側から挿入した固定具により、前記第１の高剛性部材を筋交いに固定することを特徴としている。

この請求項４の仕口ダンパによれば、前記第１および第２の高剛性部材と前記減衰材とをその積層方向に貫通する複数の取付孔を散在して設け、これらの取付孔を介して前記第１の高剛性部材を前記筋交いに固定するようにすれば、前記筋交いの角度に合わせて使用する前記取付孔を選択できるようになる。

請求項５の仕口部の構造は、仕口部において、筋交いの端部に固定具にて第１の高剛性部材を固定し、当該第１の高剛性部材と減衰材を介して一体に定着された第２の高剛性部材を、柱材の側面および横架材の水平面との間に固定具にて固定することを特徴としている。

この請求項５の仕口部の構造によれば、上記請求項１の仕口ダンパを仕口部に設けた場合と同様、地震や強風などから建物が受ける揺れのエネルギーを、前記減衰材のせん断変形により吸収し、建物の変形を抑えて揺れを早期に止めることができる。しかも、前記第２の高剛性部材を、前記柱材の側面および前記横架材の水平面との間に固定具にて固定する構造であるため、前記横架材が交差する仕口部に対しても適用することができる。また、この仕口部の構造によれば、外壁や構造用合板などの外装材を施工する際、前記第２高剛性部材との干渉を避けることができる。

この仕口ダンパの構造は、例えば、前記筋交いの引張方向にのみダンパー効果を発揮する構造にしたり、引張り方向および圧縮方向の両方にダンパー効果を発揮する構造にしたりすることができる。

請求項６の仕口部の構造は、柱材の側面および横架材の水平面と、筋交いの端部および第１の高剛性部材と減衰材との間にそれぞれ、クリアランスを形成することを特徴としている。

この請求項６の仕口部の構造によれば、上記請求項３の仕口ダンパを仕口部に設けた場合と同様、前記減衰材が、前記筋交いの圧縮および引張りのいずれの方向にもせん断変形できるようになり、地震などの揺れによるエネルギーを効率良く吸収し、建物の変形を抑え、揺れをより早期に止めることができる。

請求項７の仕口部の構造は、第２の高剛性部材を柱材の側面および横架材の水平面に対してそれぞれ、端部に設けた第１の高剛性部材と反対方向に突出する各固定部で固定することを特徴としている。

この請求項７の仕口部の構造によれば、上記請求項２の仕口ダンパを仕口部に設けた場合と同様、前記第２の高剛性部材の固定作業が容易になり、施工性が向上する。

本発明に係る仕口ダンパおよび仕口部の構造によれば、建物の揺れを緩やかに、かつ早期に止めることができるため、建物の倒壊を効果的に防ぐことができる。しかも、仕口部の構造によらず設置または適用可能であるため、新築であるか否かに関わらず従来の仕口ダンパでは不可能であった仕口部の補強が容易に行え、かつ外壁や構造用合板などの外装材と干渉しないため外壁の施工が容易になる。さらに、減衰材のせん断変形を拘束しないような構造にすることで、揺れのエネルギーをより効率良く吸収し、大きな地震等に強い木造建築物の構築が可能になる。また、第２の高剛性部材に第１の高剛性部材と反対方向に突出する固定部を設けることで、第２の高剛性部材の固定作業が容易になり、かつ第１の高剛性部材を筋交いに固定するための複数の取付孔を散在して設けることによって、筋交いの角度に応じた固定作業が行えるため、施工性を向上させることができる

本発明に係る仕口ダンパおよび仕口部の構造の実施形態を第１図〜第１０図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る仕口ダンパを示しており、第１図（ａ）は正面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）におけるＡ−Ａ方向矢視側面図、第１図（ｃ）は底面図を示している。仕口ダンパ１は、鋼板からなる第１および第２の高剛性部材２，３間に、粘弾性を有する高減衰ゴムからなる板状の減衰材４を挟み込み、加硫接着によって一体に定着したものである。

第１の高剛性部材２は、四隅に面取り加工を施した正方形状に形成されている。第２の高剛性部材３は、第１の高剛性部材２よりも一回り大きい正方形状に形成されていて、四辺のうち隣接する一組の辺の縁部には、端部をＬ型に屈曲させることで固定部３ａ，３ｂがそれぞれ設けられている。各辺の固定部３ａ，３ｂにはそれぞれ、四個の取付孔３ｃが設けられており、これらの取付孔３ｃは長手方向に所定の間隔で、かつ隣接する取付孔３ｃと幅方向に位置をずらせた状態で穿設されている。一方、減衰材４は、第１の高剛性部材２よりもやや小さい正方形状に形成されている。

そして、第１の高剛性部材２の一側面と減衰材４の一側面とを、それぞれの中心を一致させた状態で重ねるとともに、減衰材４の他側面と第２の高剛性部材３における固定部３ａ，３ｂが突出している方と反対の面とを重ねた状態にして、加硫接着により一体に定着している。一体化する際、第１の高剛性部材２および減衰材４は第２の高剛性部材３に対して、これらの積層方向から見て、第２の高剛性部材３における固定部３ａ，３ｂ側の端部と、第１の高剛性部材２および減衰材４と間にクリアランスＣ１が形成されるように定着されている。

このように構成されている仕口ダンパン１には、厚み方向に貫通する複数の取付孔１ａが設けられている。これらの取付孔１ａは、第１および第２の高剛性部材２，３と減衰材４とにそれぞれ穿設されている複数の貫通孔２ａ，３ｄ，４ａを、加硫接着の際に一致させることにより構成したもので、第２の高剛性部材３および減衰材４の貫通孔３ｄ，４ａは第１の高剛性部材２の貫通孔２ａよりもやや大径になっており、第１の高剛性部材２の貫通孔２ａには座ぐりが設けられている（第３図（ａ）参照）。

次に、この仕口ダンパの設置方法の説明を行う。
第２図は木造建築物の耐力壁となる木造フレームＦ（片筋交いの軸組）の正面図であり、第３図は第２図においてＡで示した仕口部１０の部分拡大図、第４図は仕口部１０を第３図とは反対方向から見た斜視図であり、第５図（ａ）は第２図におけるＸ方向矢視図である。符号１１は柱材、符号１２は土台、符号１３は筋交い、符号１４は基礎を示している。この筋交い１３は、柱材１１および土台１２との間にクリアランスが生じるように、長さを短縮している。この仕口部１０に、第１の高剛性部材２を筋交い１３の端部に当接させるとともに、第２の高剛性部材３の一方の固定部３ａを柱材１１の側面１１ａに当接させ、かつ他方の固定部３ｂを土台１２の上面１２ａに当接させた状態で配置する。そして、各固定部３ａ，３ｂの取付孔３ｃに木ねじ５をねじ込み、各固定部３ａ，３ｂを柱材１１および土台１２に固定し、仕口ダンパ１の厚み方向に貫通している取付孔１ａのうち、筋交い１３に対向している取付孔１ａに、第２の高剛性部材３側から木ねじ５をねじ込み、第１の高剛性部材２を筋交い１３に固定する。このようにして仕口ダンパ１を仕口部１０に設置すれば、筋交い１３の端部と柱材１１の側面１１ａおよび土台１２の上面１２ａとの間にクリアランスＣ２が形成された状態で、筋交い１３と柱材１１および土台１２とが仕口ダンパ１を介して結合された状態になる。これと同じ要領で、筋交い１３の反対側の端部にも仕口ダンパ１を設置する。この仕口ダンパ１は、梁１５の下面１５ａと柱材１１’の側面１１ａ’との間に第２の高剛性部材３を固定することにより設置する。なお、仕口ダンパ１の取付孔１ａは仕口ダンパ１の全体に散在して設けられており、筋交い１３の角度に合わせて使用する取付孔１ａを適宜選択できるようになっている（第５図（ｂ）参照）。

この木造建築物が地震などによる揺れを受け、木造フレームＦに横方向（水平方向）の揺れが発生すると、筋交い１３には木造フレームＦの変形に伴い圧縮力および引張り力が交互に作用する。そうすると、仕口ダンパ１の減衰材４が、筋交い１３の圧縮方向あるいは引張り方向に応じてせん断変形し、木造フレームＦにかかる地震等のエネルギーを効率良く吸収して揺れを抑える。こうして、建物の揺れを効果的に抑えて早期に止めることができるため、建物の倒壊を防ぐことができる。

しかも、仕口ダンパ１は、木造フレームＦの内側断面内に設置されるため、土台１２が交差している仕口部１０にも設置することが可能であり、設置箇所の制限を受けることがない。よって、筋交い１３をたすき掛けに設けた木造フレームＦに対して、各筋交い１３に仕口ダンパ１を設置し、制震性能の向上を図ることができ、また、仕口ダンパ１の設置数によって建築物の剛性や減衰量などの調整を容易に行うことができる。このように、仕口ダンパ１は木造フレームＦの内側断面内に設置されるため、外壁や構造用合板などの外装材に干渉せず、外装材の施工を簡単に行うことができる。

上記実施形態においては、柱材１１と土台１２とが交差する仕口部１０に仕口ダンパ１を設置した例であるが、第６図に示すように、柱材１１と梁１５とが交差する仕口部１５に設置することも可能である。なお、図６における符号は、図２と同一または対応する構成については同一のものを用いており、説明は重複を避けるため省略する。以下、第７図〜第１０図においても同様とする。

また、第７図に示すように、筋交い１３を柱材１１の側面１１ａと土台１２の上面１２ａとに端部が当接するように配置して、仕口ダンパ１を取り付けることもできる。仕口部１０をこのような構造にすれば、木造フレームＦが横方向から力を受けて、筋交い１３に圧縮力が働くときは、筋交い１３が突っ張って横方向からの力に抵抗する。一方、筋交い１３に引張力が働くときは、仕口ダンパ１の減衰材４が筋交い１３の引張り方向にせん断変形することにより、作用する力のエネルギーを吸収して木造フレームＦの揺れを抑えることができる。このような第７図に示した仕口ダンパ１の構造を、第８図に示すような筋交い１３’、１３”をたすき掛けした耐力壁に採用することで、優れた制震性能を持たせることができる。つまり、木造フレームＦに右方向から外力が作用した場合、一方の筋交い１３’に圧縮力が生じるとともに、もう一方の筋交い１３”に引張力が生じる。すると、筋交い１３’は圧縮材として作用し、突っ張って外力に抵抗する一方、筋交い１３”に生じた引張力は、その両端にそれぞれ設置されている仕口ダンパ１の減衰材４のせん断変形により緩和される。これとは逆に、木造フレームＦに左方向から力が作用した場合は、筋交い１３”が突っ張って外力に抵抗する一方、筋交い１３’に生じる引張力は、その両端にそれぞれ設置されている仕口ダンパ１の減衰材４のせん断変形によって緩和される。このように、筋交い１３’、１３”の一方では外力に対して突っ張って抵抗し、同時に他方で外力のエネルギーを吸収することができるため、揺れを効率良く減衰し早期に止めることができる。

第７図に示した仕口部１０の構造において、第９図に示す仕口ダンパ１’を採用することもできる。第９図（ａ）には仕口ダンパ１’の正面図を示し、第９図（ｂ）は第９図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視側面図、第９図（ｃ）は底面図を示している。さらに、仕口ダンパ１’を設置した仕口部１０の斜視図を第１０図に示した。なお、第１図の仕口ダンパ１と同一または対応するものには同じ符号を付して表している。仕口ダンパ１’は、第１の高剛性部材２’および減衰材４’を第２の高剛性部材３とほぼ同一の大きさにしたこと以外は仕口ダンパ１と同じ構成を備えている。そして、仕口ダンパ１と同様、第１０図に示すように、第２の高剛性部材３を柱材１１の側面１１ａと土台１２の上面１２ａとの間に固定し、第１の高剛性部材２’を筋交い１３の端部に固定する。

上記の実施形態においては、仕口ダンパ１、１’を筋交い１３の両端に設置している例を示したが、一方にのみ設けることも可能であるし、また、他方に従来の金具を設置して組み合わせて使用することも可能である。

（ａ）は本発明に係る仕口ダンパの正面図、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ−Ａ方向矢視側面図、（ｃ）は底面図である。 木造フレームの正面図である。 第２図においてＡで示した仕口部の部分拡大図である。 仕口部を第３図とは反対方向から見た斜視図 （ａ）は第２図におけるＸ方向矢視図、（ｂ）は筋交いの角度が異なった場合の説明図である。 柱材と梁とが交差する仕口部に仕口ダンパを設置した状態を示す仕口部の斜視図である。 本発明に係る仕口部の構造の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明の仕口ダンパを用いて筋交いをたすき掛けにした耐力壁を示す正面図である。 （ａ）は本発明に係る仕口ダンパの他の実施形態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ−Ａ方向矢視側面図、（ｃ）は底面図である。 第９図に示した仕口ダンパの設置状態を示した仕口部の斜視図である。

符号の説明

１ 仕口ダンパ
２ 第１の高剛性部材
３ 第２の高剛性部材
４ 減衰材
５ 木ねじ
１０ 仕口部
１１ 柱材
１１ａ 側面（柱材）
１２ 土台
１２ａ 上面（土台）
１３ 筋交い

Claims (7)

1. 仕口部において、筋交いの端部を柱材および横架材に結合する仕口ダンパであって、
   前記筋交いに固定具にて固定される第１の高剛性部材と、前記柱材の側面と前記横架材の水平面との間に固定具にて固定される第２の高剛性部材と、前記第１および第２の高剛性部材の間に設けられる減衰材とを備え、これらが一体に定着されていることを特徴とする仕口ダンパ。
2. 前記第１の高剛性部材および前記減衰材が第２の高剛性部材に対して、これらの積層方向から見て、前記第２の高剛性部材における前記柱材の側面および前記横架材の水平面に固定される側の端部と、前記第１の高剛性部材および前記減衰材との間にクリアランスが形成されるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の仕口ダンパ。
3. 前記第２の高剛性部材において、前記柱材および前記横架材に固定するための各固定部が、端部を前記第１の高剛性部材と反対方向に突出した形状で設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の仕口ダンパ。
4. 前記第１および第２の高剛性部材と前記減衰材とをその積層方向に貫通する複数の取付孔が散在して設けられており、前記取付孔に前記第２の高剛性部材側から挿入した固定具により、前記第１の高剛性部材を前記筋交いに固定するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の仕口ダンパ。
5. 仕口部において、筋交いの端部に固定具にて第１の高剛性部材が固定され、当該第１の高剛性部材と減衰材を介して一体に定着された第２の高剛性部材が、柱材の側面と横架材の水平面との間に固定具にて固定されていることを特徴とする仕口部の構造。
6. 前記柱材の側面および前記横架材の水平面と、前記筋交いの端部および前記第１の高剛性部材と前記減衰材との間にそれぞれ、クリアランスが形成されていることを特徴とする請求項５記載の仕口部の構造。
7. 前記第２の高剛性部材が前記柱材の側面および前記横架材の水平面に対してそれぞれ、端部に設けた前記第１の高剛性部材と反対方向に突出する各固定部で固定されていることを特徴とする請求項５または６記載の仕口部の構造。

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