JP2018003534A - 耐力壁およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】壁構面の面材回転による面材と釘の接合部の緩みの発生を抑制し、せん断耐力を向上させた耐力壁およびその施工方法を提供する。【解決手段】本発明の耐力壁は、下部横架材と、下部横架材に間隔をあけて立てられた左右一対の柱と、一対の柱上部で一対の柱間に横架させた上部横架材とで囲まれる矩形状の開口に面材が取り付けられてなる、木造軸組建築物の耐力壁であって、面材は、下部横架材および上部横架材にそれぞれ釘により固定された一対の補強材と、一対の補強材の間に配され、開口を塞ぐように、下部横架材、上部横架材及び左右一対の柱に釘により固定された、面材からなる構面材とに分割されている。【選択図】図５

Description

本発明は、大壁方式の耐力壁およびその施工方法に関する。

一般に、木造住宅においては、必要壁量を満たすように耐力壁を適宜配置して、耐震性を確保している。耐力壁としては、例えば図１０に示すように、２本の柱材１０１，１０２と上下の横架材１０３，１０４（梁および土台）とが組み付けられてなる、矩形の軸組開口に、方形状の構造用合板１０５の四周を、室外側から釘打ちによって止め付けた、大壁方式の耐力壁１００が広く知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５−１２１０４７号公報

図１０は、従来の耐力壁１００が、地震等により水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図である。水平耐力を受けた柱は水平力を受けた方向に傾き、横架材は水平移動する。このとき、図１１に示すように従来の耐力壁１００では、建物が水平力を受け柱が傾いた際に、柱１０１、１０２と横架材１０３，１０４に打たれた面材と釘の接合部が緩み始め、面材１０５も面内で回転する。繰り返し水平力を受け、柱の傾き、ひいては面材の回転が大きくなると、面材と釘の接合部の緩みを増大させ、せん断耐力性能が低下し、耐力壁としての機能が低下してしまう。

本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、壁構面の面材回転による面材と釘の接合部の緩みを抑制し、せん断耐力を向上させた耐力壁およびその施工方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、面材を壁構面に貼る構面材と、横架材表面のみに貼る補強材とに分割して施工することで、建物が水平力を受け柱が傾いた際に、構面材は回転を始めるが、補強材の小口に接触して構面材の回転変形が抑えられることにより、せん断耐力を維持・向上することができることに想到し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
下部横架材と、該下部横架材に間隔をあけて立てられた左右一対の柱と、該一対の柱上部で該一対の柱間に横架させた上部横架材とで囲まれる矩形状の開口に面材が取り付けられてなる、木造軸組建築物の耐力壁であって、
前記面材は、前記下部横架材および前記上部横架材にそれぞれ少なくとも釘またはビスにより固定された一対の補強材と、
前記一対の補強材の間に配され、前記開口を塞ぐように、前記下部横架材、前記上部横架材及び前記一対の柱に釘により固定された、面材からなる構面材とに分割されていることを特徴とする、耐力壁。
［２］
前記補強材と前記構面材との隙間が２ｍｍ以下である、［１］に記載の耐力壁。
［３］
前記面材は室外側に取り付けられる、［１］または［２］に記載の耐力壁。
［４］
前記補強材と前記構面材の、横方向の長さおよび厚みが同じである、［１］〜［３］のいずれかに記載の耐力壁。
［５］
前記補強材を固定する釘またはビスの本数は、前記構面材を前記柱に固定する釘の本数よりも多い、［１］〜［４］のいずれかに記載の耐力壁。
［６］
前記補強材は、さらに接着剤により前記下部横架材および上部横架材に固定されている、［１］〜［５］のいずれかに記載の耐力壁。
［７］
前記一対の柱の間に、該柱と略平行に設けられた１本又は複数本の間柱を有し、前記構面材は、該間柱に釘により固定されている、［１］〜［６］のいずれかに記載の耐力壁。
［８］
下部横架材と、該下部横架材に間隔をあけて立てられた左右一対の柱と、該一対の柱上部で該一対の柱間に横架させた上部横架材とで囲まれる矩形状の開口に面材を取り付ける、木造軸組建築物の耐力壁の施工方法であって、
前記下部横架材および前記上部横架材に、一対の補強材をそれぞれ少なくとも釘またはビスにより固定する工程と、
前記一対の補強材の間であって前記開口を塞ぐように、面材からなる構面材を配し、前記下部横架材、前記上部横架材及び前記一対の柱に釘により固定する工程と、を有することを特徴とする、耐力壁の施工方法。

本発明では、大壁耐力壁に貼る面材を、横架材表面のみに貼る補強材と、左右の柱と上下の横架材（梁および土台）とで囲まれた壁構面に貼る構面材と、に分割することで、建物が水平力を受け柱が傾いた際に、壁構面の構面材は回転しても、横架材表面の補強材は回転しない為、双方の合板小口が接触する。その結果、横架材に貼られた補強材が構面材の回転を抑え、構面材の回転による面材と釘の接合部の緩みを抑制する。これにより本発明では、せん断耐力を向上させた耐力壁およびその施工方法を提供することができる。

本発明の耐力壁の一構成例を模式的に示す図。 本発明の耐力壁が水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図。 本発明の耐力壁が水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図。 本発明の耐力壁が水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図。 本発明の耐力壁が水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図。 「木造軸組工法住宅の許容応力度設計２００８年版」に記載されている試験体の設置方法を示す図。 本試験で行った面内せん断試験における試験体の設置方法を示す図。 実施例の耐力壁について、せん断変位とせん断力との関係を示す図。 比較例の耐力壁について、せん断変位とせん断力との関係を示す図。 従来の耐力壁の一構成例を模式的に示す図。 従来の耐力壁が水平力を受けた場合に、柱および面材が変形する様子を模式的に示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の耐力壁の一構成例を模式的に示す図である。
本発明の耐力壁１は、下部横架材２と、下部横架材２に間隔をあけて立てられた左右一対の柱３，４と、一対の柱３，４の上部で一対の柱３，４間に横架させた上部横架材５とで囲まれる矩形状の開口６（図２参照）に面材１０が取り付けられてなる、木造軸組建築物の耐力壁であって、
面材１０は、下部横架材２および上部横架材５にそれぞれ少なくとも釘またはビス２１により固定された一対の補強材１１，１２と、
一対の補強材１１，１２の間に配され、開口６を塞ぐように、下部横架材２、上部横架材５及び左右一対の柱３，４に釘２０により固定された、構面材１３に分割されていることを特徴とする。

左右一対の柱３，４は、図１に示すように、柱脚が下部横架材２（土台）に固定されており、柱頭が上部横架材５（梁）に固定されている。左右一対の柱３，４の間に、柱３，４と略平行に設けられた１本又は複数本の間柱８を４５５ｍｍ間隔以下で配置する（図２参照）。
面材１０は、左右一対の柱３，４と、一対の柱３，４の上部で一対の柱３，４間に横架させた上部横架材５とで囲まれる矩形状の開口６を塞ぐように、大壁方式で釘２０，少なくとも釘又はビス２１により固定されることにより、柱や梁と一体となり、水平せん断力を負担する耐力壁１を構成する。
本発明では、大壁方式による耐力壁１において、面材１０を、壁構面に貼る構面材１３と、横架材２，５の表面のみに貼る補強材１１，１２とに分割して施工する。

構面材１３としては、昭５６建告１１００号第１第一号で壁倍率が指定されている面材、構造用合板、パーティクルボード、構造用パネル（ＯＳＢ）等が用いられる。例えば構造用合板については、合板の日本農林規格（平成２６年２月２５日農林水産省告示第３０３号）において、定義（第３条）、合板の接着の程度の基準（第３条）などが定められており、構造用合板とは、合板のうち、化粧ばり構造用合板以外の合板で建築物の構造耐力上主要な部分に使用するもの（さね加工を施したものを含む。）をいう。構造用合板の厚みは７．５ｍｍ以上であり、例えば９ｍｍ厚みのものが広く用いられている。
構面材１３は、軸組開口６よりも大きい寸法を有し、両側端の近傍が柱３，４の室外側面に多数の釘２０で固定され、上端の近傍が上部横架材５（梁）の室外側面に多数の釘２０で固定されている。また、構面材１３の下端近傍は、下部横架材２（土台）に多数の釘２０で固定されている。間柱８を有する場合には、構面材１３は間柱８にも多数の釘２０で固定されている。

補強材１１，１２は、横方向の長さ、厚みが構面材１３と同じ、面材が用いられる。
補強材１１は、縦方向の長さが下部横架材２よりも小さい寸法を有し（構面材１３を下部横架材２に釘で固定する為、例えば下部横架材２天端から３０ｍｍ下げる）、その周囲が下部横架材２の室外側面に多数の釘２１で固定されている。また補強材１２は、縦方向の長さが上部横架材５よりも小さい寸法（構面材１３を上部横架材５に釘で固定し、且つ、上層にも耐力壁を配置する場合は上層の構面材を上部横架材５に釘で固定する為、例えば上部横架材５の天端から３０ｍｍ下げ、上部横架材５の下端から３０ｍｍ上げる)を有し、その周囲が上部横架材５の室外側面に多数の釘またはビス２１で固定されている。補強材１１，１２は、補強材１１，１２と構面材１３との隙間は狭くすることが好ましく、例えば２ｍｍ以下とし、１ｍｍ以下であることが好ましい。補強材１１，１２と構面材１３との隙間を狭くすることで、具体的には後述するように、構面材１３が回転したときに小さいせん断変位で補強材１１，１２と構面材１３とが接触し、構面材１３の回転をより早期に抑えることができ、早期に補強効果を得られる。
また、構面材１３の回転をより確実に抑えるために、補強材１１，１２は横架材２，５に強固に留め付けられていなければならない。補強材１１，１２を横架材２，５に固定する釘またはビス２１の本数は、構面材１３を柱３，４に固定する釘２０の本数よりも多いことが好ましい。補強材１１，１２は、釘またはビス２１に加えて、さらに接着剤を用いて、横架材２，５に強固に緊結されていることが好ましい。

図２〜図６は、地震等により水平力を受けた場合に、柱３，４および面材１０が変形する様子を模式的に示す図である。
まず図２に示すように、水平耐力を受けた柱３，４は水平力を受けた方向に傾き、横架材は水平移動する。
上述したように、従来の耐力壁では、柱が傾くことにより面材も回転する（図１０参照）。地震等により正負交番の繰り返しの水平力を受けると、面材も反転を繰り返し、面材と釘の接合部の緩みを増大させ、耐力壁としての機能が低下してしまう。

これに対し、図３に示すように本発明の耐力壁１では、柱３，４が傾いても上部横架材５および下部横架材２は水平移動し回転しないため、上部横架材５および下部横架材２に取り付けられた補強材１１，１２も回転しない。
一方、図４に示すように、柱３，４に取り付けられた構面材１３は、柱３，４が傾くことにより面内で回転するが、一定量回転すると、図５中、囲みＡに示すように、構面材１３が補強材１１，１２の小口に接触することにより回転が抑えられる。これにより面材と釘２０の接合部の緩みが抑制され、耐力壁１としての機能を維持することができる。すなわち、本発明の耐力壁１は、従来の耐力壁に比べてせん断耐力を向上することができる。
このように、本発明の耐力壁では、壁構面に貼る構面材と、横架材表面のみに貼る補強材とに分割して施工することで、建物が水平力を受け柱が傾いた際に、構面材は回転を始めるが、補強材の小口に接触して構面材の回転変形が抑えられる。これにより釘の抜けを防ぎ、せん断耐力を維持・向上することができる。

そして、このような耐力壁は、下部横架材および上部横架材に、一対の補強材をそれぞれ少なくとも釘またはビスにより固定する工程と、
一対の補強材の間であって、下部横架材と左右一対の柱と上部横架材とで囲まれる矩形状の開口を塞ぐように、構面材を配し、下部横架材、上部横架材及び左右一対の柱に釘により固定する工程と、により施工される。
先に構面材を打ち付けた後に、その上下に一対の補強材を配して打ち付けても構わない。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例および比較例について説明する。
実施例として、図１に示したような本発明の耐力壁と、比較例として、図１０に示したような従来の耐力壁について、鉛直構面の面内せん断試験を行い、せん断変位とせん断力との関係について測定し評価した。
面内せん断試験は「木造軸組工法住宅の許容応力度設計２００８年版」および「木造耐力壁及びその倍率の試験・評価業務方法書」における試験体の設置方法（図６）に準拠して行った。
本試験で行った面内せん断試験における試験体の設置方法を図７に示す。
試験体の構成：柱、土台、間柱及び梁の軸組並びに面材を想定した部材で構成する。
試験体の寸法：幅 柱芯〜柱芯の寸法で１，８２ｍ、高さ 土台下端〜梁上端の寸法で２．７７ｍ
梁の断面寸法は１０５×２４０ｍｍ、柱及び土台の断面寸法は１０５×１０５ｍｍ、継手間柱の断面寸法は４５×９０ｍｍ
木材の樹種：梁に赤松集成、柱に杉集成、土台に米ヒバ集成、間柱は米松
面材の種類：構造用合板１２ｍｍ
試験体数：３体以上
試験体は柱脚固定式により設置し、柱頭・柱脚の仕口は以下のとおりとした。
（株）カネシン製 プレセッターＳＵ ＰＺ−ＨＤＰ２０で緊結した（短ほぞ差し十Ｎ９０釘２本打ち、引き寄せ金物締めと同等）。

実施例として、図１に示したような本発明の耐力壁と、比較例として、図１０に示したような従来の耐力壁を試験体とし試験台に設置した。なお、実施例において、補強材と合板との隙間は２ｍｍとした。
下部の土台を固定し、上部の梁を横に押し引きして耐力を求めた。初めは押し引き（３回ずつ繰返し）の幅を小さく、徐々に幅を大きくして行き、所定の所まで行くと最後は大きく引っ張って終了する。変位（動く幅）はせん断変形角で決められており、ｒａｄ（ラジアン）で表される。柱脚固定式の場合、繰返しは１／４５０、１／３００、１／２００、１／１５０、１／１００、１／７５、１／５０ｒａｄの正負交換時に行うこととされている。その後は、繰り返しはせずに引き続け、荷重が最大荷重の８割まで低下するか、しない場合は１／１５ｒａｄに達するまで変形させて試験を終了した。

実施例の耐力壁と、比較例の耐力壁について、試験結果からせん断変位とせん断力との関係を単位長さ（１Ｐ＝９１０ｍｍ）あたりの骨格曲線にモデル化したものをそれぞれ図８、図９に示す。
初期の段階では、水平力を受けると実施例、比較例とも構面材を固定している釘のせん断耐力で水平力を負担し、せん断変位の増加に比例して、耐力壁のせん断耐力も増加していく。
実施例（図８）では、せん断変位が２０ｍｍとなったところで、構面材が補強材の小口にぶつかる。その後は、構面材の回転を抑える効果を得て、せん断変位の増加に伴い面材と釘の接合部の緩みの発生を抑える為、初期の段階からせん断耐力の勾配は低下するが、せん断変位に比例して増加していることがわかる。
比較例（図９）では、せん断変位が２０ｍｍを超えるとせん断変位に対するせん断耐力の勾配が極端に低下している。これは、せん断変位が増えるにつれて構面材が回転を始め、面材と釘の接合部の緩みが発生し始めているためと考えられる。
実施例、比較例のいずれも、せん断変位が約８０ｍｍのところで耐力壁のせん
断耐力が最大となり、その後は、実施例は構面材が補強材の小口に押され面外座屈し耐力が低下し比較例は面材の割れ又は釘抜けによりで耐力が低下していく。最大せん断力を比較すると、比較例では０．８ｋＮ／１Ｐであるのに対し、実施例の耐力壁では１．２ｋＮ／１Ｐであり、１．５倍の耐力を有することがわかる。
このように、本発明の耐力壁では、従来の耐力壁よりもせん断耐力が向上したことが確認された。高耐力の壁が実現されることで、短い壁の長さで大開口の間取りを演出できるようになる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば上述した説明では、面材を柱及び横架材の室外側に取り付けた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、面材を室内側に取り付けた場合であっても適用可能である。

本発明による耐力壁を用いることで、壁構面の合板回転による釘抜けを抑制し、せん断耐力が向上したものとなり、木造建築物における合板貼り大壁耐力壁として広く利用することができる。

１ 耐力壁
２ 下部横架材
３，４ 柱
５ 上部横架材
６ 開口
７ 間柱
１０ 面材
１１，１２ 補強材
１３ 構面材
２０ 釘
２１ 釘又はビス

Claims (8)

1. 下部横架材と、該下部横架材に間隔をあけて立てられた左右一対の柱と、該一対の柱上部で該一対の柱間に横架させた上部横架材とで囲まれる矩形状の開口に面材が取り付けられてなる、木造軸組建築物の耐力壁であって、
   前記面材は、前記下部横架材および前記上部横架材にそれぞれ釘により固定された一対の補強材と、
   前記一対の補強材の間に配され、前記開口を塞ぐように、前記下部横架材、前記上部横架材及び前記一対の柱に釘により固定された、面材からなる構面材に分割されていることを特徴とする、耐力壁。
2. 前記補強材と前記構面材との隙間が２ｍｍ以下である、請求項１に記載の耐力壁。
3. 前記面材は室外側に取り付けられる、請求項１または２に記載の耐力壁。
4. 前記補強材と前記構面材の、横方向の長さおよび厚みが同じである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐力壁。
5. 前記補強材を固定する釘の本数は、前記構面材を前記柱に固定する釘の本数よりも多い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の耐力壁。
6. 前記補強材は、さらに接着剤により前記下部横架材および上部横架材に固定されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の耐力壁。
7. 前記一対の柱の間に、該柱と略平行に設けられた１本又は複数本の間柱を有し、前記構面材は、該間柱に釘により固定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の耐力壁。
8. 下部横架材と、該下部横架材に間隔をあけて立てられた左右一対の柱と、該一対の柱上部で該一対の柱間に横架させた上部横架材とで囲まれる矩形状の開口に面材を取り付ける、木造軸組建築物の耐力壁の施工方法であって、
   前記下部横架材および前記上部横架材に、一対の補強材をそれぞれ釘により固定する工程と、
   前記一対の補強材の間であって前記開口を塞ぐように、構面材を配し、前記下部横架材、前記上部横架材及び前記一対の柱に釘により固定する工程と、を有することを特徴とする、耐力壁の施工方法。

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