JP3559261B2 - 木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既築の木造建築物の変形剛性を増強して、構造水平耐力を向上させる補強構造に関わるものであり、特に、既存の軸組木造建築物において、建物の補強箇所の外壁を大きく壊すことなく、建物の外部と内部より補強材を容易に取付可能とした木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結技術に関するものである。
なお、本発明の説明で、屋内と屋外の区別は、家の外壁を境界として、その内側を屋内、その外側を屋外とする。
【0002】
【従来の技術】
「軸組木造建築物の地震被害が接合部の強度に大きく左右される」という見解が、多くの木造建築研究者の一致した意見であり、接合部の最も信頼性の高い強度向上の手段として、通称「Zマーク表示金物」と呼ばれる(財)日本住宅・木材技術センターが、1978年に定めた「軸組工法用金物規格」で規定された金物や、それに類似の火打ち金物や、筋交いプレート、山形プレート、かどプレート等の種々の金物が提供され、また、土台と柱に取り付けるホールダウン金物が提供されていることは良く知られている。
【0003】
また、特開平8−302834号公報や特開平8−338070号公報や特開平10−131295号公報のように改良された補強金具が提案されている。
しかし、木造の在来の軸組工法による既存の多くの家屋において、前述の補強金具の取付が不十分であったり、垂直構面の剛性を増すための筋交いが、形状寸法の厚い部材は望めず、壁量率の不足している建築物が多いばかりでなく、配置も不適切になりがちであり、これらの課題を解決するために、本発明者がした特願2001−028763号(以下、先行技術1)が既に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の問題を解決する既存の木造建築物の補強構造として、先行技術1が提案されているが、屋外補強支柱の基礎部に生じるモーメントの積極的な減少策が考慮されていない問題がある。
もちろん、十分な基礎工事を行い、門型ラーメンの支柱支持を固定支持とすることが、最も水平耐力を大きくし、補強としては理想的であるが、金額的にもスペース的にも困難であることが多い。
門型ラーメン構造においては、基礎部にモーメントを生じない支持法(柱の基礎部の回転を拘束しない支持−以後「単純支持」と称す)としても水平耐力を生じさせ得る。つまり、門型ラーメン構造で屋外補強支柱を単純支持する構造を積極的に取り入れれば、水平耐力を持ちながら、基礎にモーメントを負担させない構造とできるが、先行技術1では屋外補強支柱の基礎締結部を回転支持構造としていないので、基礎部へのモーメント負担が生じるという問題が残る。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、既築の軸組木造建築物において、屋外補強支柱を用いて補強し、当該屋外補強支柱に上架されている梁に補強の金物を取り付けて、柱−梁からなる門型構造にて家屋における水平耐力を向上させる場合において、屋外補強支柱の基礎部への締結を単純支持として、基礎へのモーメント発生を低減することを可能にし、建物を地震力から守ることができるようにした木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造(請求項1)は、
骨組構造の木造建築において、屋外に水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設け、該屋外補強支柱と屋内梁を締結して、骨組みとしてこれらの柱と梁で半門型構造又は門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合とした構成とした。
【0007】
又、本発明の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造(請求項2)は、
骨組構造の木造建築において、妻壁両端部の屋外に外壁に沿って水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設けると共に、この屋外補強支柱に上架するように屋外梁を設け、前記屋外補強支柱と屋外梁とを接合して、骨組みとして屋外補強支柱と屋外梁とで門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合とした構成とした。
【0008】
又、前記請求項1又は2記載の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造において、1本の屋外補強支柱に対して、複数の基礎締結具を用いて、屋外補強支柱と基礎とを締結するようにした態様(請求項3)がある。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下説明を容易にするために、図を用いて実施例を示す。
図1は水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱の基礎締結構造の代表例を示す断面図、図2〜図5は骨組みとしての屋外補強支柱と梁で門型構造を形成した補強構造の例を示す図、図6は構造力学モデル例を示す図である。
【0010】
図2は、二階建ての家屋において、左半分に補強構造を適用し、右半分は補強構造を適用しない状態の骨組み例を示す模式正面図である。
図2において地震等による水平力は図の左右方向に生じるが、例えば1階1Fの水平耐力を検討すると、力学モデルとしては図6のようになり、2階以上の慣性力が図6の重心相当位置Gにかかると考えて良く、図6に示す点線の如き変形を生じる。
この時の水平変位が小さいほど水平耐力が高いといえる。この水平耐力を高める良い方法は、図6の点aと点d及び点bと点cを結ぶ部材(筋交い)を入れ、その接合部を金具(補強材)等でしっかり締結したり、この面に構造合板などを貼って耐力壁を作ることである。既築の家でこういう改造を行うのは内部の通路(開口部)やコストの面で困難なことが多い。
【0011】
次の方法としては、図6の点aと点bのモーメント剛性を高める(金属製の締結具を取り付ける)方法があるが、図6の点aと点bは、図2の2階床F2と1階天井T1間の隙間であって、俗に中天4と称する部分で、人が入る程の隙間がないことが多く、金具の取付け施工ができないことが少なくない。
【0012】
そこで補強構造として、屋外に補強のための屋外補強支柱1(図2の右半分については図示省略している)を屋内に既設された屋内柱2の位置に相対して外壁22に沿って建て、この屋外補強支柱1を、既存の屋内柱2に締結具3(コーチスクリューやネジなど)で締結し、かつ土台20、胴縁21a、軒桁21bに対しても締結具3で締結し、同時に基礎8に対しても締結具3aで締結して、屋内柱2の曲げ剛性を高めると共に、人が入ることが中天4よりはるかに容易な、上天5(図6の点eや点f)に、屋内柱2に上架されている屋内梁としての上天梁7と屋内柱2との接合部(仕口部)を補強材6で補強することで、中天4に生じる水平力を、屋外補強支柱1で補強された屋内柱2と上天梁7とで構成する門型で受けるようにしたものである。
この場合、左右の屋外補強支柱1,1と上天梁7とで門型構成となる補強が最も好ましいが、屋外補強支柱1が片方にしか立たないような場所では、一方の屋外補強支柱1と上天梁7とで半門型構成にしても有効であることはいうまでもない。
【0013】
尚、図6のG点に100kgの水平力を負荷させた計算結果として、中天梁40に補強金具(図示せず)を取り付けた場合の水平変位が4.4cmであったのに対し、この補強構造では、基礎締結部(図のc点及びd点)を単純支持としても水平変位が2.0cmと、約2倍を上回る水平剛性を得ることができた。
【0014】
上天梁7を補強する補強材6としては、長い金属トラス材を用いるのが好ましい。上天梁7に曲げ耐力が集中するので、梁の剛性と耐力の増強を目的とした補強が重要である。このためにはトラス部材として、図2に示すように、上天梁7の垂直構面の三角形を形作る補強材6を取り付けるのが最も合理的な補強法であり効率がよい。
また、屋外補強支柱1と屋内柱2との締結は外壁22を締結具3が貫通するので、雨に対するシーリングを行う必要がある。
【0015】
次に、図3は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、屋内に既設された屋内柱2に相対しない位置、即ち、屋内柱2からズレた位置に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を対となるように設け、この屋外補強支柱1,1と既存屋内梁(既存上天梁7a)との接合部(仕口部)を補強材6aで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と既存上天梁7aで門型構造を形成したものになっている。この場合も屋外補強支柱1は、土台20、胴縁21a、軒桁21bに締結具3で締結され、同時に基礎8に対して基礎締結具3aで締結されている。
又、この図3の例で示すように、もともと屋内柱2に上架されている上天梁7と屋内柱2との接合部についても補強材6で補強するのが好ましい。
【0016】
次に、図4は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、屋内に既設された屋内柱2に相対しない位置、即ち、屋内柱2からズレた位置に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を対となるように設け、この屋外補強支柱1,1に上架するように新たに新規屋内梁(新規上天梁7b)を設け、この屋外補強支柱1,1と新規上天梁7bとの接合部(仕口部)を補強材6bで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と新規上天梁7bで門型構造を形成したものになっている。尚、屋外補強支柱1は、土台20、胴縁21a、軒桁21bに締結具3で締結され、同時に基礎8に対して基礎締結具3aで締結されている。
【0017】
次に、図5は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、妻壁80の両端部の屋外に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を設けると共に、この屋外補強支柱1,1に上架するように屋外梁7cを設け、この屋外梁7cと前記屋外補強支柱1,1とを接合すると共に、その接合部(仕口部)を補強材6cで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と屋外梁7cとで門型構造を形成したものになっている。
この場合、屋外補強支柱1,1間の下側部分(高さ方向途中)にも中間屋外梁7dを設けて、水平耐力を更に強固にしている。又、図示省略したが、屋外補強支柱1は、土台、胴縁等に締結具で締結され、同時に基礎に対して締結具で締結されている。
【0018】
尚、前記図1〜図5で示した各補強構造を組み合わせた補強構造にすることができるのは勿論である。
【0019】
又、図5により屋外補強支柱1が並ぶ方向面の水平耐力の補強構造を説明する。
図5では、屋外補強支柱1が並ぶ方向面の水平耐力の補強もなされており、この場合、隣り合う屋外補強支柱1,1同士を補強材でたすき状に繋ぐことで、屋外補強支柱1が並ぶ方向面(矢印A方向及び矢印B方向)の水平剛性を持たせるようにしている。
この場合、屋外補強支柱1,1が複数本並んだ方向の補強となり、補強材としての筋交い金具9a及び水平金具9bで三角形を形作るように締結することが重要で、好ましくはたすき掛けに繋ぐと最も好ましい。尚、水平金具9bについては、必ずしも必要でないが、三角形を形作る上で水平金具9bを設けるのが好ましい。
この金具9a,9bを用いた補強により、垂直構面の剛性、つまり、耐力壁としての剛性が増すので、地震などの水平力に対する強度を増すことが可能である。
又、この屋外補強支柱1が並ぶ方向面の補強構造を図2〜図5の補強構造に適用できるのは勿論である。
【0020】
そして、前記屋外補強支柱1の基礎8に対する締結構造は、単純支持によってなされており、その代表例を図1に示す。
この締結構造は、基礎部まで伸ばした屋外補強支柱1に孔15をあけ、この部分に基礎締結具3aの引っかけ部35を引っかけ、反対側を基礎ボルト36で基礎8に締結する。この構成により、引っかけ部35は、屋外補強支柱1の引き抜き力は伝達するが、モーメントは伝達しない接合となり、いわゆる補強支柱の単純支持が行える。
なお、屋外補強支柱1の孔15に基礎締結具3aの引っかけ部35を通した後に、外れ防止のため、孔15の上部隙間に止め栓を取り付けることも、確実な基礎締結を行う上で有効である。
【0021】
図7は、基礎締結構造の他例を示す正面図で、この図示例では基礎締結具3aを2個使用している。この基礎締結具3aの個数については、これが制限されるものではないし、また、屋外補強支柱1側に設けた孔15も複数として、個々の孔15に基礎締結具3aを取り付けてもよい。
【0022】
図8は、基礎締結構造の他例を示す正面図で、この図示例では、門型ラーメンの構面は紙面に垂直の方向であり、基礎へのモーメント解放に必要な回転自由度方向は図のX軸回転方向である。このため、X軸方向にピン16(ボルト)を通し、これにひねり金物状の基礎締結具3aを取り付けることで、屋外補強支柱1の単純支持を行わせている。
【0023】
以上の例では、説明の便宜上、基礎締結具3aは平板状のものの加工品例を示しているが、図9で示すように、丸棒金属の加工品としてもよい。また、基礎締結具3aの長さ調節、および/または基礎締結具3aの取り付け位置調節のために、図10に示すように、ターンバックル36や図示しないスライド機構など、一般によく知られた長さ調節機構を用いることができるもので、本発明の根幹との関わりは少ないので、詳細な説明は省く。
【0024】
基礎締結具3aは、屋外での重要構造物部品として、素材としては防錆や耐候性に充分配慮してメッキ材やステンレス鋼を用いることが好ましい。
なお、屋外補強支柱の形状は本図示例に限定されるものではない。
以上のように、本発明で垂直構面の剛性、つまり、耐力壁としての剛性が増し、かつ、水平力が家屋に生じても、基礎へのモーメント負荷が激減するので、基礎に無理がかからず、地震などの水平力に対する強度を増すことが可能である。
【0025】
【発明の効果】
本発明によると、屋外に屋外補強支柱を設けて、その基礎への取り付けを単純支持とするので、弱い木造骨組構造に対して補強が可能で、特に総2階建ての1階の水平耐力増大に効果を発揮でき、かつ、基礎への負担が少ない補強が達成できる。
【0026】
又、2階建ての1階の中天は狭くて補強の金物取付が困難であり、特に既築の家では、天井や床、又は壁などを大きく破り、補強工事後、修復することが必要で無駄な経費が多い。
【0027】
これに対し、本発明の補強構造は、上記のような構成で、水平耐力補強構造として提供され、地震力や風力などによる水平力が建築物に加わった時に、軸組の水平耐力を増す構造とすることができ、建築基準法に定める壁量相当で大きな水平力に耐える剛性を発揮し、また、基礎への負担を少なくできる。
このように、筋交いの不足している箇所や筋交いの取り付け困難な場所、補強金物の取り付けが困難な構造の木造骨組家屋において、木造建築物の仕口部を固め、水平耐力を持たせ、既存建築物の鉛直構面内においては補強材(筋交い)を補って、耐力壁の量と配置の不均衡を是正して、堅固な建築物に転換して家屋の倒壊を防ぎ、既築の建築物の補強構造としての適用が容易で、その補強工事において、外壁を外したりすることなく、また、基礎の補強工事も軽減して施工できるので、工事費用が安く、更には、部分的な補強も可能である等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水平耐力補強支柱の基礎締結構造の例を示す断面図である。
【図2】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造を示す模式正面図である。
【図3】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図4】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図5】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図6】構造力学モデル例を示す図である
【図7】基礎締結構造の他例を示す正面図である。
【図8】基礎締結構造の他例を示す正面図である。
【図9】基礎締結構造に用いる基礎締結具の他例を示す正面図である。
【図10】基礎締結構造に用いる基礎締結具の他例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 屋外補強支柱
15 孔
2 室内柱
3 締結具
35 引っかけ部
3a 基礎締結具
6 補強材
7 上天梁(屋内梁)
8 基礎
【発明の属する技術分野】
本発明は、既築の木造建築物の変形剛性を増強して、構造水平耐力を向上させる補強構造に関わるものであり、特に、既存の軸組木造建築物において、建物の補強箇所の外壁を大きく壊すことなく、建物の外部と内部より補強材を容易に取付可能とした木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結技術に関するものである。
なお、本発明の説明で、屋内と屋外の区別は、家の外壁を境界として、その内側を屋内、その外側を屋外とする。
【0002】
【従来の技術】
「軸組木造建築物の地震被害が接合部の強度に大きく左右される」という見解が、多くの木造建築研究者の一致した意見であり、接合部の最も信頼性の高い強度向上の手段として、通称「Zマーク表示金物」と呼ばれる(財)日本住宅・木材技術センターが、1978年に定めた「軸組工法用金物規格」で規定された金物や、それに類似の火打ち金物や、筋交いプレート、山形プレート、かどプレート等の種々の金物が提供され、また、土台と柱に取り付けるホールダウン金物が提供されていることは良く知られている。
【0003】
また、特開平8−302834号公報や特開平8−338070号公報や特開平10−131295号公報のように改良された補強金具が提案されている。
しかし、木造の在来の軸組工法による既存の多くの家屋において、前述の補強金具の取付が不十分であったり、垂直構面の剛性を増すための筋交いが、形状寸法の厚い部材は望めず、壁量率の不足している建築物が多いばかりでなく、配置も不適切になりがちであり、これらの課題を解決するために、本発明者がした特願2001−028763号(以下、先行技術1)が既に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の問題を解決する既存の木造建築物の補強構造として、先行技術1が提案されているが、屋外補強支柱の基礎部に生じるモーメントの積極的な減少策が考慮されていない問題がある。
もちろん、十分な基礎工事を行い、門型ラーメンの支柱支持を固定支持とすることが、最も水平耐力を大きくし、補強としては理想的であるが、金額的にもスペース的にも困難であることが多い。
門型ラーメン構造においては、基礎部にモーメントを生じない支持法(柱の基礎部の回転を拘束しない支持−以後「単純支持」と称す)としても水平耐力を生じさせ得る。つまり、門型ラーメン構造で屋外補強支柱を単純支持する構造を積極的に取り入れれば、水平耐力を持ちながら、基礎にモーメントを負担させない構造とできるが、先行技術1では屋外補強支柱の基礎締結部を回転支持構造としていないので、基礎部へのモーメント負担が生じるという問題が残る。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、既築の軸組木造建築物において、屋外補強支柱を用いて補強し、当該屋外補強支柱に上架されている梁に補強の金物を取り付けて、柱−梁からなる門型構造にて家屋における水平耐力を向上させる場合において、屋外補強支柱の基礎部への締結を単純支持として、基礎へのモーメント発生を低減することを可能にし、建物を地震力から守ることができるようにした木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造(請求項1)は、
骨組構造の木造建築において、屋外に水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設け、該屋外補強支柱と屋内梁を締結して、骨組みとしてこれらの柱と梁で半門型構造又は門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合とした構成とした。
【0007】
又、本発明の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造(請求項2)は、
骨組構造の木造建築において、妻壁両端部の屋外に外壁に沿って水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設けると共に、この屋外補強支柱に上架するように屋外梁を設け、前記屋外補強支柱と屋外梁とを接合して、骨組みとして屋外補強支柱と屋外梁とで門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合とした構成とした。
【0008】
又、前記請求項1又は2記載の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造において、1本の屋外補強支柱に対して、複数の基礎締結具を用いて、屋外補強支柱と基礎とを締結するようにした態様(請求項3)がある。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下説明を容易にするために、図を用いて実施例を示す。
図1は水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱の基礎締結構造の代表例を示す断面図、図2〜図5は骨組みとしての屋外補強支柱と梁で門型構造を形成した補強構造の例を示す図、図6は構造力学モデル例を示す図である。
【0010】
図2は、二階建ての家屋において、左半分に補強構造を適用し、右半分は補強構造を適用しない状態の骨組み例を示す模式正面図である。
図2において地震等による水平力は図の左右方向に生じるが、例えば1階1Fの水平耐力を検討すると、力学モデルとしては図6のようになり、2階以上の慣性力が図6の重心相当位置Gにかかると考えて良く、図6に示す点線の如き変形を生じる。
この時の水平変位が小さいほど水平耐力が高いといえる。この水平耐力を高める良い方法は、図6の点aと点d及び点bと点cを結ぶ部材(筋交い)を入れ、その接合部を金具(補強材)等でしっかり締結したり、この面に構造合板などを貼って耐力壁を作ることである。既築の家でこういう改造を行うのは内部の通路(開口部)やコストの面で困難なことが多い。
【0011】
次の方法としては、図6の点aと点bのモーメント剛性を高める(金属製の締結具を取り付ける)方法があるが、図6の点aと点bは、図2の2階床F2と1階天井T1間の隙間であって、俗に中天4と称する部分で、人が入る程の隙間がないことが多く、金具の取付け施工ができないことが少なくない。
【0012】
そこで補強構造として、屋外に補強のための屋外補強支柱1(図2の右半分については図示省略している)を屋内に既設された屋内柱2の位置に相対して外壁22に沿って建て、この屋外補強支柱1を、既存の屋内柱2に締結具3(コーチスクリューやネジなど)で締結し、かつ土台20、胴縁21a、軒桁21bに対しても締結具3で締結し、同時に基礎8に対しても締結具3aで締結して、屋内柱2の曲げ剛性を高めると共に、人が入ることが中天4よりはるかに容易な、上天5(図6の点eや点f)に、屋内柱2に上架されている屋内梁としての上天梁7と屋内柱2との接合部(仕口部)を補強材6で補強することで、中天4に生じる水平力を、屋外補強支柱1で補強された屋内柱2と上天梁7とで構成する門型で受けるようにしたものである。
この場合、左右の屋外補強支柱1,1と上天梁7とで門型構成となる補強が最も好ましいが、屋外補強支柱1が片方にしか立たないような場所では、一方の屋外補強支柱1と上天梁7とで半門型構成にしても有効であることはいうまでもない。
【0013】
尚、図6のG点に100kgの水平力を負荷させた計算結果として、中天梁40に補強金具(図示せず)を取り付けた場合の水平変位が4.4cmであったのに対し、この補強構造では、基礎締結部(図のc点及びd点)を単純支持としても水平変位が2.0cmと、約2倍を上回る水平剛性を得ることができた。
【0014】
上天梁7を補強する補強材6としては、長い金属トラス材を用いるのが好ましい。上天梁7に曲げ耐力が集中するので、梁の剛性と耐力の増強を目的とした補強が重要である。このためにはトラス部材として、図2に示すように、上天梁7の垂直構面の三角形を形作る補強材6を取り付けるのが最も合理的な補強法であり効率がよい。
また、屋外補強支柱1と屋内柱2との締結は外壁22を締結具3が貫通するので、雨に対するシーリングを行う必要がある。
【0015】
次に、図3は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、屋内に既設された屋内柱2に相対しない位置、即ち、屋内柱2からズレた位置に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を対となるように設け、この屋外補強支柱1,1と既存屋内梁(既存上天梁7a)との接合部(仕口部)を補強材6aで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と既存上天梁7aで門型構造を形成したものになっている。この場合も屋外補強支柱1は、土台20、胴縁21a、軒桁21bに締結具3で締結され、同時に基礎8に対して基礎締結具3aで締結されている。
又、この図3の例で示すように、もともと屋内柱2に上架されている上天梁7と屋内柱2との接合部についても補強材6で補強するのが好ましい。
【0016】
次に、図4は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、屋内に既設された屋内柱2に相対しない位置、即ち、屋内柱2からズレた位置に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を対となるように設け、この屋外補強支柱1,1に上架するように新たに新規屋内梁(新規上天梁7b)を設け、この屋外補強支柱1,1と新規上天梁7bとの接合部(仕口部)を補強材6bで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と新規上天梁7bで門型構造を形成したものになっている。尚、屋外補強支柱1は、土台20、胴縁21a、軒桁21bに締結具3で締結され、同時に基礎8に対して基礎締結具3aで締結されている。
【0017】
次に、図5は、二階建ての家屋における補強構造の例を示す模式斜視図である。
この補強構造は、木造建築の骨組構造において、妻壁80の両端部の屋外に外壁に沿って屋外補強支柱1,1を設けると共に、この屋外補強支柱1,1に上架するように屋外梁7cを設け、この屋外梁7cと前記屋外補強支柱1,1とを接合すると共に、その接合部(仕口部)を補強材6cで補強し、骨組みとして屋外補強支柱1,1と屋外梁7cとで門型構造を形成したものになっている。
この場合、屋外補強支柱1,1間の下側部分(高さ方向途中)にも中間屋外梁7dを設けて、水平耐力を更に強固にしている。又、図示省略したが、屋外補強支柱1は、土台、胴縁等に締結具で締結され、同時に基礎に対して締結具で締結されている。
【0018】
尚、前記図1〜図5で示した各補強構造を組み合わせた補強構造にすることができるのは勿論である。
【0019】
又、図5により屋外補強支柱1が並ぶ方向面の水平耐力の補強構造を説明する。
図5では、屋外補強支柱1が並ぶ方向面の水平耐力の補強もなされており、この場合、隣り合う屋外補強支柱1,1同士を補強材でたすき状に繋ぐことで、屋外補強支柱1が並ぶ方向面(矢印A方向及び矢印B方向)の水平剛性を持たせるようにしている。
この場合、屋外補強支柱1,1が複数本並んだ方向の補強となり、補強材としての筋交い金具9a及び水平金具9bで三角形を形作るように締結することが重要で、好ましくはたすき掛けに繋ぐと最も好ましい。尚、水平金具9bについては、必ずしも必要でないが、三角形を形作る上で水平金具9bを設けるのが好ましい。
この金具9a,9bを用いた補強により、垂直構面の剛性、つまり、耐力壁としての剛性が増すので、地震などの水平力に対する強度を増すことが可能である。
又、この屋外補強支柱1が並ぶ方向面の補強構造を図2〜図5の補強構造に適用できるのは勿論である。
【0020】
そして、前記屋外補強支柱1の基礎8に対する締結構造は、単純支持によってなされており、その代表例を図1に示す。
この締結構造は、基礎部まで伸ばした屋外補強支柱1に孔15をあけ、この部分に基礎締結具3aの引っかけ部35を引っかけ、反対側を基礎ボルト36で基礎8に締結する。この構成により、引っかけ部35は、屋外補強支柱1の引き抜き力は伝達するが、モーメントは伝達しない接合となり、いわゆる補強支柱の単純支持が行える。
なお、屋外補強支柱1の孔15に基礎締結具3aの引っかけ部35を通した後に、外れ防止のため、孔15の上部隙間に止め栓を取り付けることも、確実な基礎締結を行う上で有効である。
【0021】
図7は、基礎締結構造の他例を示す正面図で、この図示例では基礎締結具3aを2個使用している。この基礎締結具3aの個数については、これが制限されるものではないし、また、屋外補強支柱1側に設けた孔15も複数として、個々の孔15に基礎締結具3aを取り付けてもよい。
【0022】
図8は、基礎締結構造の他例を示す正面図で、この図示例では、門型ラーメンの構面は紙面に垂直の方向であり、基礎へのモーメント解放に必要な回転自由度方向は図のX軸回転方向である。このため、X軸方向にピン16(ボルト)を通し、これにひねり金物状の基礎締結具3aを取り付けることで、屋外補強支柱1の単純支持を行わせている。
【0023】
以上の例では、説明の便宜上、基礎締結具3aは平板状のものの加工品例を示しているが、図9で示すように、丸棒金属の加工品としてもよい。また、基礎締結具3aの長さ調節、および/または基礎締結具3aの取り付け位置調節のために、図10に示すように、ターンバックル36や図示しないスライド機構など、一般によく知られた長さ調節機構を用いることができるもので、本発明の根幹との関わりは少ないので、詳細な説明は省く。
【0024】
基礎締結具3aは、屋外での重要構造物部品として、素材としては防錆や耐候性に充分配慮してメッキ材やステンレス鋼を用いることが好ましい。
なお、屋外補強支柱の形状は本図示例に限定されるものではない。
以上のように、本発明で垂直構面の剛性、つまり、耐力壁としての剛性が増し、かつ、水平力が家屋に生じても、基礎へのモーメント負荷が激減するので、基礎に無理がかからず、地震などの水平力に対する強度を増すことが可能である。
【0025】
【発明の効果】
本発明によると、屋外に屋外補強支柱を設けて、その基礎への取り付けを単純支持とするので、弱い木造骨組構造に対して補強が可能で、特に総2階建ての1階の水平耐力増大に効果を発揮でき、かつ、基礎への負担が少ない補強が達成できる。
【0026】
又、2階建ての1階の中天は狭くて補強の金物取付が困難であり、特に既築の家では、天井や床、又は壁などを大きく破り、補強工事後、修復することが必要で無駄な経費が多い。
【0027】
これに対し、本発明の補強構造は、上記のような構成で、水平耐力補強構造として提供され、地震力や風力などによる水平力が建築物に加わった時に、軸組の水平耐力を増す構造とすることができ、建築基準法に定める壁量相当で大きな水平力に耐える剛性を発揮し、また、基礎への負担を少なくできる。
このように、筋交いの不足している箇所や筋交いの取り付け困難な場所、補強金物の取り付けが困難な構造の木造骨組家屋において、木造建築物の仕口部を固め、水平耐力を持たせ、既存建築物の鉛直構面内においては補強材(筋交い)を補って、耐力壁の量と配置の不均衡を是正して、堅固な建築物に転換して家屋の倒壊を防ぎ、既築の建築物の補強構造としての適用が容易で、その補強工事において、外壁を外したりすることなく、また、基礎の補強工事も軽減して施工できるので、工事費用が安く、更には、部分的な補強も可能である等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水平耐力補強支柱の基礎締結構造の例を示す断面図である。
【図2】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造を示す模式正面図である。
【図3】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図4】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図5】本発明の基礎締結構造を適用した補強構造の例を示す模式斜視図である。
【図6】構造力学モデル例を示す図である
【図7】基礎締結構造の他例を示す正面図である。
【図8】基礎締結構造の他例を示す正面図である。
【図9】基礎締結構造に用いる基礎締結具の他例を示す正面図である。
【図10】基礎締結構造に用いる基礎締結具の他例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 屋外補強支柱
15 孔
2 室内柱
3 締結具
35 引っかけ部
3a 基礎締結具
6 補強材
7 上天梁(屋内梁)
8 基礎
Claims (3)
- 骨組構造の木造建築において、屋外に水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設け、該屋外補強支柱と屋内梁を締結して、骨組みとしてこれらの柱と梁で半門型構造又は門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合としたことを特徴とする木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造。
- 骨組構造の木造建築において、妻壁両端部の屋外に外壁に沿って水平耐力補強支柱としての屋外補強支柱を設けると共に、この屋外補強支柱に上架するように屋外梁を設け、前記屋外補強支柱と屋外梁とを接合して、骨組みとして屋外補強支柱と屋外梁とで門型構造を形成した補強構造とし、前記屋外補強支柱の基礎部への締結を回転自在な接合としたことを特徴とする木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造。
- 1本の屋外補強支柱に対して、複数の基礎締結具を用いて、屋外補強支柱と基礎とを締結するようにした請求項1又は2記載の木造建築物の水平耐力補強支柱の基礎締結構造。
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