JP2014152566A - 耐震金物、及びこれを用いた耐震構造 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、筋交いの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上できる耐震金物及び耐震構造を提供することを目的とする。
【解決手段】水平材１２と垂直材１３で囲まれる方形の開口部Ｋの隅角部Ｋ１に固定される耐震金物１０であって、隅角部Ｋ１に直接固定する耐震金物本体１１と、筋交いＣの端部Ｃ１に固定するとともに耐震金物本体１１に支持される挟み固定金物６０とで構成し、耐震金物本体１１を、水平材１２に固定される板状の水平片２１、垂直片２２及び２枚の支持片２３とで構成し、挟み固定金物６０を、筋交いＣの端部Ｃ１の主平面Ｃａに対向する挟み部６１と支持片２３に支持される被装着部６２とを有する固定金物本体６０ａと、端部Ｃ１を厚み方向ｔに貫通するとともに、端部Ｃ１を挟むように挟み部６１を固定する剪断固定締結具６３とで構成した。
【選択図】図２

Description

この発明は、木造建築の新築やリフォームにおいて耐震強度を高めることができるような耐震金物及び耐震構造に関する。

木造建築の新築やリフォームにおいて耐震強度を高めることができるような耐震金物及び耐震構造として、例えば、下記特許文献１に開示されるように、さまざまな構造について提案されている。

遠くない将来に、広範囲に被害をもたらす大規模地震がおこるといわれる昨今では、より簡易に施工でき、耐震効果の高いものが求められているが、下記特許文献１に開示される耐震構造は、例えば、水平材と垂直材とで囲まれる方形の開口部の隅角部に固定され、水平材に固定される水平片と、垂直材に固定される垂直片と、水平片と垂直片を連結する支持片とで３面構成し、支持片で筋交いを支持するものであり、筋交いの耐力を十分に発揮させることができず、構造物の耐震強度を十分に向上することができなかった。

特許第４５０３３３７号公報

そこで、この発明は、筋交いの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上できる耐震金物及び耐震構造を提供することを目的とする。

この発明は、水平材と垂直材で囲まれる方形の開口部の隅角部に固定されるとともに、一組の平行な平行面を有する断面形状の筋交いの端部を支持する耐震金物であって、前記隅角部に直接固定する金物本体と、前記筋交いの端部に固定するとともに該金物本体に支持される端部金物とで構成し、前記金物本体を、前記水平材に固定される板状の水平片と、該水平片と直角をなして前記垂直材に固定される板状の垂直片と、前記水平片の面方向と前記垂直片の面方向とに直交する方向である直交面方向に延びて前記水平片と前記垂直片の直角をなす二面間を連結するとともに、前記直交面方向に対して直交する奥行き方向に間隔を隔てて平行に配置して、前記端部金物を支持する２枚の支持片とで構成し、前記端部金物を、前記筋交いの端部において、前記平行面を両側から挟む挟み部材と、該挟み部材を前記筋交いの端部に固定する固定部材とで構成し、前記挟み部材を、前記平行面に対向する面対向部分と、前記金物本体の前記支持片に支持される被支持部分とで構成し、前記固定部材を、前記端部を挟み方向に貫通するとともに、前記端部を挟むように前記面対向部分を固定する構成としたことを特徴とする。

上記水平材は、梁や土台などの水平方向の部材であり、垂直部材は柱などの垂直方向の部材とすることができる。
前記奥行き方向は、前記開口部の主たる面に交差する方向に沿った方向である。

この発明により、筋交いの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上することができる。
詳しくは、前記筋交いの端部に固定するとともに該金物本体に支持される端部金物を、前記筋交いの端部において、前記平行面を両側から挟む挟み部材と、該挟み部材を前記筋交いの端部に固定する固定部材とで構成し、前記挟み部材に、前記平行面に対向する面対向部分を備え、前記固定部材を、前記端部を挟み方向に貫通するとともに、前記端部を挟むように前記面対向部分を固定する構成としたことにより、挟み部材は筋交い端部に対して２面せん断接合を構成することになる。そのため、割裂やせん断破壊による筋交いの降伏耐力が向上し、筋交いの耐力を十分に発揮することができる。したがって、例えば、２面せん断接合を構成しない場合と同じ部材を筋交いに用いても、耐震強度を向上することができ、また、一般的に用いられる無等級のすぎ部材に比べて強度の高いヒノキや、さらに高強度な集成材などの部材を筋交いに用いた場合、２面せん断接合により、接合部自体の耐力が向上するため、筋交いのみならず、金物本体や固定部材の耐力を十分に発揮させ、当該耐震金物を用いた耐震構造では耐震強度を飛躍的に向上することができる。

この発明の態様として、前記面対向部分が、前記奥行き方向に幅広の偏平断面形状で構成した前記筋交いの前記奥行き方向に沿った奥行き方向面に対して対向するとともに、前記被支持部分を前記直交面方向に沿って配置し、前記固定部材が、前記直交面方向に沿って、前記端部を貫通するように配置することができる。

この発明により、２面せん断接合部を構成する接合部の耐力をさらに向上することができる。
詳しくは、奥行き方向に幅広の偏平断面形状の筋交いにおける奥行き方向に広い奥行き方向面に対して、挟み部材の面対向部分が対向するため、外力が作用する筋交いの端部における引張部分の有効面積を大きく確保できるため、筋交いの降伏耐力をさらに向上することができる。したがって、２面せん断接合部を構成する接合部の耐力をさらに向上し、耐震強度をより向上することができる。

またこの発明の態様として、前記挟み部材を、前記奥行き方向の両側に配置するとともに、前記面対向部分を、前記奥行き方向面のそれぞれと対向するとともに、奥行き方向の一方で前記奥行き方向面に直交する側面に対向する断面コ字状に構成することができる。
この発明により、より簡単に２面せん断接合部を構成することができる。したがって、耐震構造を構築する際の施工性が向上する。

またこの発明の態様として、前記挟み部材を、前記奥行き方向の両側に配置するとともに、前記面対向部分を、一方の前記奥行き方向面と、奥行き方向面に直交する側面とに対向する断面Ｌ字状に構成することができる。
この発明により、より簡単に２面せん断接合部を構成することができる。したがって、耐震構造を構築する際の施工性が向上する。

またこの発明の態様として、前記水平片に、前記水平材に対して固定するための固定具の挿通を許容する水平片貫通穴を設けるとともに、前記水平片における前記支持片の端の位置より先の部分に、水平に延びる延出部を設け、該延出部に、前記固定具の挿通を許容する延出部貫通穴を設けることができる。

この発明により、水平片と垂直片がそれぞれ水平材と垂直材に固定されて、開口部での隅角部での位置が保持され、容易に、耐震金物と筋交い端部に固定した挟み部材とを接続することで容易に筋交いを取り付けることができる。また、取り付けられた筋交いに引張力が作用したときには、筋交いから支持片に負荷される力を、耐震金物の各部と、各部を水平材や垂直材に固定している固定具が負担する。特に、水平片を固定している固定具が前記筋交いから負荷される力の垂直方向力と水平方向力を支える。

また、前記水平方向力により耐震金物にはモーメントが生じるが、このモーメントに基づく付加的水平方向力により起こりうる前記水平材に対するめり込みは、延出部が阻止する。したがって、確実に耐震強度を向上することができる。

またこの発明の態様として、前記支持片を、前記水平片の前記奥行き方向の両側縁より内側に入り込んだ位置であり、前記筋交いの奥行き方向の幅に対応する位置に配置することができる。

この発明により、水平材や垂直材のサイズに応じずとも、筋交い自体の強度に応じて適したサイズの筋交いを装着することができる。したがって、無駄なく、施工性の高い耐震構造を実現することができる。

またこの発明は、上述の前記耐震金物における前記金物本体を前記開口部の少なくとも対角上の２つの隅角部に固定するとともに、前記隅角部に固定した２つの前記金物本体の前記支持片に、前記筋交いの前記端部に固定した前記挟み部材を固定した耐震構造であることを特徴とする。
この発明により、上述したように、筋交いの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上することができる。

この発明によれば、筋交いの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上できる耐震金物及び耐震構造を提供することができる。

耐震金物本体の斜視図。 耐震金物の使用状態の斜視図。 耐震金物の使用状態、耐震構造の正面図。 耐震金物にかかる負荷を説明する説明図。 耐震金物の使用状態の平面図。 耐震金物を装着した柱脚部分の一部破断拡大側面図。 固定金物のＢ−Ｂ断面図による説明図。 耐震金物本体の正面図（ａ）と平面図（ｂ）。 耐震金物の使用状態の正面図。 耐震金物の使用状態の正面図。 耐震金物本体の斜視図。 他の耐震金物の使用例を示す正面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
耐震金物１０は、耐震金物本体１１と、筋交いＣの端部Ｃ１において、筋交いＣを挟むように固定する挟み固定金物６０とで構成している。

耐震金物本体１１は、図２，３に示したように、土台や梁材等の水平材１２と、通し柱や管柱等の垂直材１３で囲まれる方形の開口部Ｋの隅角部Ｋ１に固定されて筋交いＣの端部を支持するものである。

耐震金物本体１１は、水平材１２の上面又は下面にボルト等の固定具１６で固定される方形板状の水平片２１と、この水平片２１と直角をなして垂直材１３の側面にボルト等の固定具１７で固定される板状の垂直片２２を有する。

また耐震金物本体１１は、水平片２１と垂直片２２の面方向と直交する方向に延びて水平片２１と垂直片２２の直角をなす二面間を連結し、筋交いＣの端部Ｃ１に取り付けた挟み固定金物６０を支持する２枚の支持片２３を有する。２枚の支持片２３は水平材１２の両側縁より内側に入り込んだ位置に、奥行き方向Ｙに、後述する筋交いＣの間隔に応じた隙間Ｓをあけて平行に配設されている。なお、隙間Ｓは、後述する筋交いＣの奥行き方向Ｙの幅に応じた間隔で設定している。

これら支持片２３は、水平片２１と垂直片２２に対してそれらの長さ全体にわたって形成される。図１中、一点鎖線Ｌは水平片２１の境界を示す線である。
水平片２１における支持片２３の端の位置より先の部分は、少なくとも水平材１２に接する面が面一で水平に延びる方形状の延出部２４である。この延出部２４は、水平力を受けて引張力が作用する筋交いＣから支持片２３に負荷される力Ｐにおける水平方向力Ｈによる曲げモーメントＭに基づく水平材１２を押圧する押圧応力度を、水平材１２のめり込み許容応力度以下とする大きさ（面積）となるように、延出長さが設定されている。

具体的には、水平片２１と延出部２４は一つの板状部材２５からなり、この板状部材２５は水平材２１の幅以下の大きさに形成され、厚みは十分な剛性が得られるように設定している。支持片２３間の隙間Ｓに対応する位置である中央部分には、固定具１６の一部としてのアンカーボルト１６ａ（図３参照）やボルト１６ｂ（図９参照）などを挿通するための水平片貫通穴２１ａを有する。

延出部２４にも、水平材１２に対して固定するためのコーチボルト１８ａ等の固定具１８を挿通する延出部貫通穴２４ａが形成される。延出部貫通穴２４ａは、支持片２３の延長線上の左右２箇所に設けられている。

垂直片２２は、水平片２１の幅よりも狭く形成され、その両側縁に、支持片２３が設けられている。具体的には、垂直片２２と支持片２３は、１枚の金属板を横断面コ字状に折曲形成した一つの成形部材２６で一体に構成している。これらも水平片２１の場合と同様に、十分な剛性を有するとともに、折曲形成が可能な範囲で適切な厚みに設定している。垂直片２２と支持片２３は一体構成しているため強度が高い。

成形部材２６は、図１，２に示したように垂直片２２と水平片２１がＬ字状となってそれぞれの外側面が垂直材１３または水平材１２に面接触する形状となるように、水平片２１に対して溶接により固定されて一体化している。

垂直片２２には、垂直材１３に対して固定するためのボルト１７ａ等の固定具１７を挿通するための垂直片貫通穴２２ａが形成されている。垂直片貫通穴２２ａは複数個備えてもよいが、図６にも示したように、左右方向に一つ形成すれば足りる。

垂直片貫通穴２２ａの高さがすべての耐震金物本体１１において同一であると、直角をなして隣り合う開口部Ｋにおける隅角部Ｋ１への耐震金物本体１１の固定に支障を来たすので、垂直片貫通孔２２ａの高さが異なる２種類の耐震金物本体１１を用意すると、必要とする様々な固定箇所に固定できるのでよい。

なお、垂直片２２は、水平片２１の背面側（垂直材側）の端面に面一となる位置ではなく、延出部２４側に板材１枚分移動して、水平片２１の端面を垂直材１３に当接させたときに垂直材１３と垂直片２２の間に板１枚分の隙間Ｓ２ができる位置に形成されている。これは、垂直片２２の背面側に、使用箇所に応じて適宜選択された背板部材４１を一部重合した状態で固定可能にするためである。背板部材４１は、隙間Ｓ２に対応する厚さを有する。
また、垂直片貫通穴２２ａは、左右方向に２個、同一高さに形成されている。これにより、垂直材１３に背割りが施されてあっても固定が可能である。

図１１に示したように背板部材４１は長方形に形成され、上下方向に複数組の貫通穴４２が間隔をあけて形成されている。この貫通穴４２の左右方向における形成位置は、垂直片２２に形成された垂直片貫通穴２２ａに対応している。

上下方向に間隔をあけて並ぶ複数組の貫通穴４２のうち下の貫通穴４２部分は、耐震金物本体１１に重合される部分であり、それよりも上側の貫通穴４２部分は、耐震金物に重合することなく垂直材１３に対して固定される部分である。

支持片２３は、筋交いＣの端部に固定した挟み固定金物６０を固定するための締結具１９を挿通する支持片貫通穴２３ａを有し、筋交いＣを外側面または内側面に固定可能としている。支持片貫通穴２３ａの位置は、図４に示したように水平片２１の前後方向における水平片貫通穴２１ａの位置に対応させているが、ずれていてもよい。

ここで、図４，８とともに、耐震金物本体１１の主な部分の寸法について付言する。
図４に白抜き矢印で示したような水平力が作用すると、筋交いＣに引張力が作用して筋交いＣから支持片２３に負荷される力Ｐにおける水平方向力ＨによってモーメントＭが生じる。このときに延出部２４が水平材１２にめり込んでしまっては、その部分の圧縮変形により揺れが生じることになる。このため、モーメントＭに基づく水平材１２を押圧する押圧応力度が水平材１２のめり込み許容応力度以下となるように、延出部２４の大きさが設定される。

水平材１２として、まつ材を用いた場合には、その短期に生ずる力に対するめり込み許容応力度（Ｆｃｖ×２／３）は５．８７Ｎ／ｍｍ^２であり、ヒノキ材を用いた場合には４．８４Ｎ／ｍｍ^２であるので、水平材の材質に合わせて、そのめり込み許容応力度以下となるように、延出部の縦ａ横ｂの大きさを設定する。

また、上述したようにモーメントＭが生じるので、このモーメントに基づく付加的垂直方向力ΔＶが、筋交いＣから支持片２３に負荷される力における垂直方向力Ｖに加わる。このため、水平片２１と延出部２４は、垂直方向力Ｖと付加的垂直方向力ΔＶの合力が支持片２３と水平片貫通穴２１ａとの間の範囲に作用する際の垂直方向応力度と水平材１２を押圧する押圧応力度とに抗する剛性を備える必要がある。

具体的には、後述する木製の筋交いＣを装着した場合の強度を想定したとき、延出部２４が一体の水平片２１は十分な剛性を有することに加えて、施工性も考慮すると、一般的な鋼材を用いた場合で、水平片２１および延出部２４、すなわち板状部材２５の厚さｔ１は、１０５ｍｍ幅の水平材１２を用いる場合には、およそ９ｍｍ程度に設定するとよい。

また垂直片２２と支持片２３を有する成形部材２６の厚さｔ２については、厚くすれば剛性が増す一方で、重量が増し、厚くすると成形が困難となり、支持片２３間の隙間Ｓの間隔ｗ１が狭くなって筋交いＣを締結する締結具１９や固定具１６の締め付けが困難となるので、垂直材１３が１０５ｍｍ幅のときには、一般的な鋼材を用いた場合で、およそ３．２ｍｍ〜６ｍｍ程度にするとよい。

続いて、耐震金物本体１１とともに耐震金物１０を構成する挟み固定金物６０について説明する。挟み固定金物６０は筋交いＣの端部Ｃ１に取り付ける固定金物本体６０ａと、固定金物本体６０ａを筋交いＣの端部Ｃ１に固定する剪断固定締結具６３とで構成している。

固定金物本体６０ａは、筋交いＣの奥行き方向Ｙ両側、つまり筋交いＣの幅方向両側に配置され、それぞれが筋交いＣの厚み方向ｔから挟み込むように装着する挟み部６１と、締結具１９により耐震金物本体１１の支持片２３に装着される被装着部６２とで構成している。
なお、筋交いＣは、図７に示すように、奥行き方向Ｙに幅広の矩形断面で構成する木製筋交いである。

詳述すると、挟み部６１は、図７（ａ）に示すように、筋交いＣの幅方向（奥行き方向Ｙ）両側に配置され、筋交いＣの厚み方向ｔの面である主平面Ｃａに対向する主面対向部６１ａと、厚み方向に交差する方向の側面Ｃｂに対向する側面対向部６１ｂとで断面コ字状に形成し、筋交いＣを厚み方向ｔに貫通し、主面対向部６１ａで筋交いＣを厚み方向ｔに挟み込むように固定する剪断固定締結具６３で固定している。

被装着部６２は、挟み部６１の側面対向部６１ｂから延長して構成した、支持片２３に平行な向きとなる平板状であり、締結具１９の挿通を許容するボルト孔６２ａを形成している。

以上のように構成した耐震金物１０は、以下のように取り付けられる。
挟み固定金物６０とともに耐震金物１０を構成する耐震金物本体１１は、水平材１２と垂直材１３で構成される開口部Ｋの対角上の２つの隅角部Ｋ１に対してアンカーボルト１６ａ、ボルト１６ｂ等によって固定される。

水平材１２が土台の場合にはアンカーボルト１６ａを水平材貫通穴２１ａに通して、図２，４，５等に示したように支持片２３の内側面に座金２７を置いて、ナット１６ｃで締め付ける。このときに用いる座金２７には、十分な固定強度が得られるような大きさと厚みのものが使用される。リフォームや耐震補強をする場合のアンカーボルトの固定には、ケミカルアンカー（図示せず）を用いるとよい。

水平材１２が梁材であり、上の開口部Ｋに耐震金物１０を設ける必要のない場合には、図３，９に示したようにボルト１６ｂを梁材の上下方向に貫通させて、梁材の上面においては座金２８を用いて固定する。逆に、梁材の上下両面にそれぞれ耐震金物本体１１を固定する場合には、図１０に示すように、梁材の上下方向に貫通するボルト１６ｂとナット１６ｃとで固定する。

また、延出部貫通穴２４ａから水平材２１に対してはコーチボルト１８ａを螺合して、延出部２４の固定を行う。
なお、水平片貫通穴２１ａに挿通する固定具１６に土台や梁材を貫通するアンカーボルト１６ａやボルト１６ｂを用いるのではなく、コーチボルト１８ａを用いることもできる。

垂直材１３に対しては、図３乃至５に示したように垂直材１３を水平に貫通するボルト１７ａとナット１７ｂによって耐震金物本体１１を固定する。このとき、図４、図５に示したようにボルト１７ａの頭部（又はナット１７ｂ）が垂直材１３の側面から突出するようにしてもよいが、開口部Ｋにサッシュ等の部材（図示せず）を取り付ける必要がある場合などには、コーチボルト１８ａを用いて取り付けてもよいし、垂直材１３に座彫りをして、ボルト１７ａの頭部（又はナット１７ｂ）を埋没させてもよい（図３参照）。

また、耐震金物本体１１とともに耐震金物１０を構成する挟み固定金物６０は、上述したように、筋交いＣの幅方向、つまり開口部Ｋへの取付状態において奥行き方向Ｙの両側において、対称な向きとなるように配置された挟み部６１のそれぞれを、筋交いＣを厚み方向ｔに貫通する剪断固定締結具６３で固定する。

そして、このように筋交いＣの端部Ｃ１に固定した挟み固定金物６０を、開口部Ｋの隅角部Ｋ１に固定した耐震金物本体１１の支持片２３に固定する。筋交いＣに固定した挟み固定金物６０の支持片２３への固定には、摩擦接合締結手段としての締結具１９、例えばハイテンションボルトを用いる。

このように、構成した耐震金物１０で開口部Ｋに取り付けた筋交いＣは、上述したように、奥行き方向Ｙに幅広の矩形断面で構成しているため、引張だけではなく圧縮にも対抗できることになる。また、この場合、片筋交いでも十分に所望の強度を得られる。

なお、図１１に示すように、高さの高い背板部材４１（４１ｂ）を用いてもよい。図１１中、右側の背板部材４１（４１ａ）は、上下に２組、合計４個の貫通穴４２を備えている。図１１中、左側の背板部材４１（４１ｂ）は、上下に３組の貫通穴４２を備えた構成で、合計６個の貫通穴４２を備えている。貫通穴４２の上下方向の間隔は所定の値であり、高さの低い背板部材４１ａでも高い背板部材４１ｂでも、間隔は同一である。

貫通穴４２の個数は所望の引き抜き耐力（引き寄せ力）が得られるように適宜設定され、複数の貫通穴４２を有する背板部材４１から、必要な個数の貫通穴４２を有した背板部材４１が選択されて使用される（図６参照）。

このように、耐震金物本体１１は、背板部材４１の存在によって、ホールダウン（引き寄せ）金物としての機能も果たす。つまり、筋交い固定とホールダウン金物の機能の一体化を図れるので、施工時において従来あったようなホールダウン金物と筋交いが干渉し合うことを回避することができる。

なお、耐震金物本体１１をリフォームや耐震補強に使用する場合には、水平片２１の水平片貫通穴２１ａ（図１１参照）が水平片２１における支持片２３間の隙間Ｓに対応する位置である中央部分に形成されていると、基礎の立ち上がり部分の配筋と干渉することがある。このため、配筋（主筋）を避けるべく、水平片貫通穴２１ａは左右に２個、間隔をあけて形成してもよい。

強度の関係上、固定具１６の本数を多くしたい場合には、水平片貫通穴２１ａを左右１個ずつの配置ではなく、左右方向の片側に２個、反対側に１個と配置するなど、その他の配置にすることもできる。

図６，１２に示したように、水平片２１の上に重ねられる座金２７として、垂直片２２と支持片２３に囲まれる空間に嵌合対応する大きさに近い大きさの方形状に形成されたものを使用すると、座金２７の端面が垂直片２２と支持片２３の内側面に近接するので剛性を高めることができる。

筋交いＣを取り付けない他の対角上の２箇所の隅角部Ｋ１には、上部から伝達される引抜力を計算し、必要な耐力を有する接合金物を設置する。筋交いＣを取り付けない状態の耐震金物本体１１を設置してもよい。

なお、図３において破線で示すように、筋交いＣには間柱３１を備えてもよい。つづいて、間柱３１の取り付け構造について説明する。
間柱３１は、筋交いＣの長手方向の中間部に設けられた間柱取り付け金具４７に固定される。中間部とは、筋交いＣの長手方向の両端部を除く部分であり、長手方向の中間点のみを示すものではない。

間柱３１は、筋交いＣによって上下に分断されるので、筋交いＣの上側に位置する間柱上側部材３２と、筋交いＣの下側に位置する間柱下側部材３３を有する。
開口部Ｋの左右方向の中間位置に間柱３１を取り付ける場合には、筋交いＣの長手方向の中間位置の近傍における上下両面に対して、端部を筋交いＣの角度に合わせた傾斜端面を対向させて取付け、筋交いＣに対して直交するボルト４７で固定するとともに、間柱上側部材３２と間柱下側部材３３の水平材１２側の端部には、水平材に対して固定する正面視Ｌ字形の柱脚固定金具４９が固定され、間柱上側部材３２と間柱下側部材３３は水平材１２に対して垂直に固定される。

このように間柱３１を筋交いＣに固定すると、間柱３１が堅固に固定できる。間柱３１の固定強度が高いので、筋交いＣの座屈止めとしても有効である。
また、堅固な間柱３１があるので壁材となる面材（図示せず）の張り付けが強固に行える。

以上のように、耐震金物１０を用いて、開口部Ｋに筋交いＣを取り付けて構成する耐震構造は、良好な施工性やコストの低減を図ることができる。
詳述すると、水平材１２と垂直材１３で囲まれる方形の開口部Ｋの隅角部Ｋ１に固定されるとともに、一組の平行な主平面Ｃａを有する断面形状の筋交いＣの端部Ｃ１を支持する耐震金物１０を、隅角部Ｋ１に直接固定する耐震金物本体１１と、筋交いＣの端部Ｃ１に固定するとともに耐震金物本体１１に支持される挟み固定金物６０とで構成し、耐震金物本体１１を、水平材１２に固定される板状の水平片２１と、水平片２１と直角をなして垂直材１３に固定される板状の垂直片２２と、水平片２１の面方向と垂直片２２の面方向とに直交する方向である直交面方向に延びて水平片２１と垂直片２２の直角をなす二面間を連結するとともに、直交面方向に対して直交する奥行き方向Ｙに間隔Ｓを隔てて平行に配置して、挟み固定金物６０を支持する２枚の支持片２３とで構成し、挟み固定金物６０を、筋交いＣの端部Ｃ１において、主平面Ｃａを両側から挟む固定金物本体６０ａと、固定金物本体６０ａを筋交いＣの端部Ｃ１に固定する剪断固定締結具６３とで構成し、固定金物本体６０ａを、主平面Ｃａに対向する挟み部６１と、耐震金物本体１１の支持片２３に支持される被装着部６２とで構成し、剪断固定締結具６３を、端部Ｃ１を厚み方向ｔに貫通するとともに、端部Ｃ１を挟むように挟み部６１を固定する構成としたことにより、筋交いＣの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上することができる。

詳しくは、筋交いＣの端部Ｃ１に固定するとともに耐震金物本体１１に支持される挟み固定金物６０を、筋交いＣの端部Ｃ１において、主平面Ｃａを厚み方向ｔの両側から挟む固定金物本体６０ａと、固定金物本体６０ａを筋交いＣの端部Ｃ１に固定する剪断固定締結具６３とで構成し、固定金物本体６０ａに、主平面Ｃａに対向する挟み部６１を備え、剪断固定締結具６３を、端部Ｃ１を厚み方向ｔに貫通するとともに、端部Ｃ１を挟むように挟み部６１を固定する構成としたことにより、固定金物本体６０ａは筋交いＣ端部Ｃ１に対して２面せん断接合を構成することになる。

そのため、割裂やせん断破壊による筋交いＣの降伏耐力が向上し、筋交いＣの耐力を十分に発揮することができる。したがって、例えば、２面せん断接合を構成しない場合に一般的に用いられる無等級のすぎ部材を筋交いＣとして用いた場合であっても耐震強度を向上することができ、もちろん、一般的な無等級のすぎ部材に比べて強度の高いヒノキや、さらに高強度な集成材などの部材を筋交いＣとして用いた場合には、２面せん断接合により、接合部自体の耐力が向上するため、筋交いＣのみならず、耐震金物本体１１や挟み固定金物６０の耐力を十分に発揮させ、耐震金物１０を用いた耐震構造では耐震強度を飛躍的に向上することができる。

また、挟み部６１が、奥行き方向Ｙに幅広の偏平断面形状で構成した筋交いＣの奥行き方向Ｙに沿った主平面Ｃａに対して対向するとともに、被装着部６２を直交面方向に沿って配置し、剪断固定締結具６３が、直交面方向に沿って、端部Ｃ１を貫通するように配置することにより、２面せん断接合部を構成する接合部の耐力をさらに向上することができる。

詳しくは、奥行き方向Ｙに幅広の偏平断面形状の筋交いＣにおける奥行き方向Ｙに広い主平面Ｃａに対して、固定金物本体６０ａの挟み部６１が対向するため、外力が作用する筋交いＣの端部Ｃ１における引張部分の有効面積を大きく確保できるため、筋交いＣの降伏耐力をさらに向上することができる。したがって、２面せん断接合部を構成する接合部の耐力をさらに向上し、耐震強度をより向上することができる。

また、固定金物本体６０ａを、奥行き方向Ｙの両側に配置するとともに、挟み部６１を、主平面Ｃａのそれぞれと対向するとともに、奥行き方向Ｙの一方で主平面Ｃａに直交する側面Ｃｂに対向する断面コ字状に構成することにより、より簡単に２面せん断接合部を構成することができる。したがって、耐震構造を構築する際の施工性が向上する。

また、水平片２１に、水平材１２に対して固定するための固定具の挿通を許容する水平片貫通穴２１ａを設けるとともに、水平片２１における支持片２３の端の位置より先の部分に、水平に延びる延出部２４を設け、延出部２４に、固定具の挿通を許容する延出部貫通穴２４ａを設けたことにより、水平片２１と垂直片２２がそれぞれ水平材１２と垂直材１３に固定されて、開口部Ｋでの隅角部Ｋ１での位置が保持され、容易に、耐震金物１０と筋交いＣ端部Ｃ１に固定した固定金物本体６０ａとを接続することで容易に筋交いＣを取り付けることができる。

また、取り付けられた筋交いＣに引張力が作用したときには、筋交いＣから支持片２３に負荷される力を、耐震金物１０の各部と、各部を水平材１２や垂直材１３に固定している固定具が負担する。特に、水平片２１を固定している固定具が筋交いＣから負荷される力の垂直方向力と水平方向力を支える。

また、水平方向力により耐震金物１０にはモーメントが生じるが、このモーメントに基づく付加的水平方向力により起こりうる水平材１２に対するめり込みは、延出部２４が阻止する。したがって、確実に耐震強度を向上することができる。

また、支持片２３を、水平片２１の奥行き方向Ｙの両側縁より内側に入り込んだ位置であり、筋交いＣの奥行き方向Ｙの幅に対応する位置に配置することにより、水平材１２や垂直材１３のサイズに応じずとも、筋交いＣの強度に応じて適したサイズの筋交いＣを装着することができる。したがって、無駄なく、施工性の高い耐震構造を実現することができる。

このように、上述の耐震金物１０における耐震金物本体１１を開口部Ｋの少なくとも対角上の２つの隅角部Ｋ１に固定するとともに、隅角部Ｋ１に固定した２つの耐震金物本体１１の支持片２３に、筋交いＣの端部Ｃ１に固定した固定金物本体６０ａを固定した耐震構造は、筋交いＣの耐力を十分に発揮させて耐震強度を向上することができる。

さらに耐震金物本体１１は、成形部材２６がそれよりも厚みが厚い方形板状の板状部材２５に接合して形成されており、成形部材２６の一部である支持片２３が板状部材２５の両側縁より内側に入り込んだ位置に設けられているので、支持片２３にかかる荷重は十分に支持され、強度が高い。

加えて、耐震金物本体１１の水平片貫通穴２１ａが２枚の支持片２３間の隙間Ｓに対応する位置に形成されているので、荷重のかかる支持片２３の間を水平材１２に対して強固に固定できる。

このような耐震金物本体１１と筋交いＣを用いて構成された耐力壁に、地震等で図４に示したように水平力（図４の白抜き矢印）が作用したときには、筋交いＣに引張力が作用して、この筋交いＣから締結具１９を介して耐震金物本体１１の支持片２３に負荷される力Ｐが生じる。この力Ｐの垂直方向力Ｖと水平方向力Ｈのうち、水平方向力ＨによってモーメントＭが生じ、このモーメントＭに基づく付加的垂直方向力ΔＶも発生する。

荷重は耐震金物本体１１の各部とこれらの各部を固定しているアンカーボルト１６ａ、ボルト１６ｂ，１７ａまたはコーチボルト１６ｄ（図１０参照），１８ａ，２９ａ（図１０参照）で負担される。特に、水平片貫通穴２１ａに挿通した固定具１６によって、垂直方向力Ｖと付加的垂直方向力ΔＶが負担される。水平方向力Ｈは、主に延出部貫通穴２４ａに挿通した固定具１８によって負担される。

モーメントＭに基づく付加的垂直方向力ΔＶにより起こりうる水平材に対するめり込みは、前述のように水平材のめり込み許容応力度を考慮して形成された延出部２４と、必要な剛性を備えた水平片２１と延出部２４によって、確実に防止される。

このように荷重を処理する耐震金物本体１１は、水平材１２や垂直材１３を貫通するアンカーボルト１６ａやボルト１６ｂ，１７ａ，１８ａ等によって固定されている部分では特に、開口部Ｋの隅角部Ｋ１から外れることはなく、耐震金物本体１１が水平材１２にめり込むこともない。したがって、めり込みによって耐震金物本体１１が傾き、建物が揺れることを抑制できる。

また、接合部が堅牢なため、木製の筋交いＣは弾性変形及び塑性変形して地震エネルギーを吸収するので、耐震金物１０を用いた耐震構造では、木造でありながら鉄骨造のような強靭性を備えることができる。

加えて、耐震金物本体１１は水平材１２と垂直材１３の幅方向の中間に固定し、筋交いＣの端部Ｃ１に取り付けた挟み固定金物６０はその耐震金物本体１１の幅方向に均等に、あるいは中間に固定されるので、バランスが良く、偏りが発生したりすることを抑制できる。この点からも、耐震強度が高いといえる。

さらに、水平材１２や垂直材１３が例えば１３５ｍｍ角、１５０ｍｍ角などのような大断面である場合には耐震金物１０を大型かつ高強度にすることができ、住宅以外の、例えば木造３階建て校舎等の特に高度の安全性を必要とされる建物に対し、余裕をもった強靭さで対応することができる。

この発明の構成と一形態の構成との対応において、
この発明における平行面及び奥行き方向面は、主平面Ｃａに対応し、
同様に、
金物本体は、耐震金物本体１１に対応し、
端部金物は、挟み固定金物６０に対応し、
挟む挟み部材は、固定金物本体６０ａに対応し、
固定部材は、剪断固定締結具６３に対応し、
面対向部分は、挟み部６１に対応し、
被支持部分は、被装着部６２に対応し、
挟み方向は、厚み方向ｔに対応するも、
この発明はこの構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することができる。
例えば、支持片は水平材の幅によっては３枚等であってもよく、垂直片とは別部材で構成してもよい。

また、延出部に設ける延出部貫通穴の個数は、延出部の幅に応じて設定され、１個であっても、３個以上であってもよい。
垂直片と支持片を有する成形部材は、１枚の金属板を折曲して形成するほか、例えばアングル材と平板を溶接で接合して形成することも、角型鋼を切断して形成することもできる。３枚の平板を接合して形成することも可能である。

また、断面コ字状に構成した固定金物本体６０ａであっても、筋交いＣの奥行き方向Ｙ両側に配置した固定金物本体６０ａ同士を奥行き方向Ｙの板材で連結してもよい。これにより、より確実に筋交いＣに対して固定金物本体６０ａを機能させることができる。

さらには、筋交いＣを、奥行き方向Ｙに交差する方向に幅広の矩形断面部材で構成するとともに、固定金物本体６０ａを、奥行き方向Ｙに交差する方向、つまり支持片２３に平行な一枚の板材で挟み部６１と被装着部６２とを構成し、奥行き方向Ｙの剪断固定締結具６３で、筋交いＣを貫通させて、一枚の板材で構成する固定金物本体６０ａで、筋交いＣを奥行き方向Ｙから挟み込んで構成してもよい。

また、固定金物本体６０ａを、奥行き方向Ｙの両側に配置するとともに、挟み部６１を、一方の主平面Ｃａと、主平面Ｃａに直交する側面Ｃｂとに対向する断面Ｌ字状に構成した場合であっても（図７（ｂ）参照）、より簡単に２面せん断接合部を構成することができる。したがって、耐震構造を構築する際の施工性が向上する。

同様に、挟み部６１を、一方の主平面Ｃａから両側面Ｃｂを通って他方側の主平面Ｃａまで連続する断面略Ｃ型状に構成したＣ型チャンネル材を用いたり（図７（ｃ）参照）、筋交いＣの主平面Ｃａ及び側面Ｃｂの全周を覆う角型鋼管で構成してもよい（図７（ｄ）参照）。さらに、図７（ｅ）に示すように、角型鋼管で構成する挟み部６１の主面対向部６１ａに板厚方向に貫通する開口６１ｃを設けてもよい。このような場合であっても、より簡単に２面せん断接合部を構成することができる。したがって、耐震構造を構築する際の施工性が向上する。

１０…耐震金物
１１…耐震金物本体
１２…水平材
１３…垂直材
２１…水平片
２１ａ…水平片貫通穴
２２…垂直片
２３…支持片
２４…延出部
２４ａ…延出部貫通穴
６０…挟み固定金物
６０ａ…固定金物本体
６１…挟み部
６２…被装着部
６３…剪断固定締結具
Ｃ…筋交い
Ｃ１…端部
Ｃａ…主平面
Ｋ…開口部
Ｋ１…隅角部
ｔ…厚み方向
Ｙ…奥行き方向

Claims (7)

1. 水平材と垂直材で囲まれる方形の開口部の隅角部に固定されるとともに、一組の平行な平行面を有する断面形状の筋交いの端部を支持する耐震金物であって、
   前記隅角部に直接固定する金物本体と、前記筋交いの端部に固定するとともに該金物本体に支持される端部金物とで構成し、
   前記金物本体を、
   前記水平材に固定される板状の水平片と、
   該水平片と直角をなして前記垂直材に固定される板状の垂直片と、
   前記水平片の面方向と前記垂直片の面方向とに直交する方向である直交面方向に延びて前記水平片と前記垂直片の直角をなす二面間を連結するとともに、前記直交面方向に対して直交する奥行き方向に間隔を隔てて平行に配置して、前記端部金物を支持する２枚の支持片とで構成し、
   前記端部金物を、
   前記筋交いの端部において、前記平行面を両側から挟む挟み部材と、該挟み部材を前記筋交いの端部に固定する固定部材とで構成し、
   前記挟み部材を、
   前記平行面に対向する面対向部分と、前記金物本体の前記支持片に支持される被支持部分とで構成し、
   前記固定部材を、
   前記端部を挟み方向に貫通するとともに、前記端部を挟むように前記面対向部分を固定する構成とした
   耐震金物。
2. 前記面対向部分が、前記奥行き方向に幅広の偏平断面形状で構成した前記筋交いの前記奥行き方向に沿った奥行き方向面に対して対向するとともに、
   前記被支持部分を前記直交面方向に沿って配置し、
   前記固定部材が、前記直交面方向に沿って、前記端部を貫通するように配置した
   請求項１に記載の耐震金物
3. 前記挟み部材を、
   前記奥行き方向の両側に配置するとともに、
   前記面対向部分を、前記奥行き方向面のそれぞれと対向するとともに、奥行き方向の一方で前記奥行き方向面に直交する側面に対向する断面コ字状に構成した
   請求項２に記載の耐震金物。
4. 前記挟み部材を、
   前記奥行き方向の両側に配置するとともに、
   前記面対向部分を、一方の前記奥行き方向面と、奥行き方向面に直交する側面とに対向する断面Ｌ字状に構成した
   請求項２に記載の耐震金物。
5. 前記水平片に、前記水平材に対して固定するための固定具の挿通を許容する水平片貫通穴を設けるとともに、
   前記水平片における前記支持片の端の位置より先の部分に、水平に延びる延出部を設け、
   該延出部に、前記固定具の挿通を許容する延出部貫通穴を設けた
   請求項１乃至４のうちいずれかに記載の耐震金物。
6. 前記支持片を、前記水平片の前記奥行き方向の両側縁より内側に入り込んだ位置であり、前記筋交いの奥行き方向の幅に対応する位置に配置した
   請求項１乃至５のうちいずれかに記載の耐震金物。
7. 請求項１から請求項６のうちのいずれかに記載の前記耐震金物における前記金物本体を前記開口部の少なくとも対角上の２つの隅角部に固定するとともに、
   前記隅角部に固定した２つの前記金物本体の前記支持片に、前記筋交いの前記端部に固定した前記挟み部材を固定した
   耐震構造。

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