JP5596338B2 - 木造建築物の補強金具及び木造建築物の補強方法 - Google Patents
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Description
一方、この補強金具が取り付けられたときに上下方向に占める領域は小さく、開口部や他の部材が設けられた位置を避けて補強することができる。したがって、既存の木造建築物に対しては、天井、床、長押、鴨居等の多くを解体するのではなく、部分的な解体にとどめて補強金具を取り付けることができる。
さらに、この補強金具では取り付けられた木造建築物に水平方向の力が作用したときに、構成する部材の曲げ剛性で柱等の変形に抵抗するものとなり、筋交いや耐力面材を用いた補強より大きな変形を許容した状態で水平力に抵抗することになる。これにより、古民家等で用いられている貫の機能を有効に利用した補強や、他の制震装置等と併用した補強が可能となる。
また、筋交いや耐力面材を用いた補強より大きな変形を許容した状態で水平力に抵抗することになり、古民家等で用いられている貫の機能を有効に利用した補強や、他の制震装置等と併用した補強も可能となる。
図1は、本願発明に係る木造建築物の補強金具と同様に二つの鉛直部材と一つの水平部材とを有する補強金具が適用された構造躯体の一部を示す概略側面図及び概略断面図であり、図2はこの補強金具の側面図、断面図及び平面図である。
この木造建築物は、軸組構造として構築されたものであり、基礎1上に土台2を横方向に支持し、この上に複数の柱3,4を立設している。そして、この柱3,4の上に胴差、梁等の横架材5を架け渡すように支持している。これら柱3,4と横架材5と土台2とで囲まれた矩形の範囲を壁とする。このような構造の外壁を建築物の周囲に形成するとともに、居室間の仕切壁も同様の構造で形成する。木造建築物が平屋建ての場合はこの上に小屋組を設け、屋根を形成する。2階建て又は3階建ての場合には上記横架材の上にさらに柱を立設し、横架材を架け渡す。そして、最上階の上に屋根を形成する。
また、水平部材13のほぼ中央に設けられた接続部の構造は、図4に示すように、添接板15の長さを変更することにより、柱3,4の間隔が多少異なる場合においても対応して補強金具6を取り付けることができる。一方、柱3,4の間隔が木造建築物の各部でほぼ一定であるときには、図5に示すように、水平部材を構成する2つの部材のそれぞれが備える平板状の接続部13cを互いに重ね合わせ、これらの双方を貫通するボルト16とこれに螺合したナットとで締め付けて接続するものであっても良い。なお、このときには2つの部材13a,13bの少なくともいずれか一方の接続部13cに設けられたボルト孔を長孔としておくのが望ましい。
この補強金具7は、断面がコの字状となった鋼材を用いた水平部材23が2つの部材23a,23bを接続したものとなっており、それぞれは第1の鉛直部材21及び第2の鉛直部材22に溶接で結合されている。そして、水平部材を構成する2つの部材23a,23bの中央部側の端部は切断されたままのコの字状の端面となっている。これら2つの部材23a,23bは木部材24で接続されるものであり、水平部材23の2つのフランジ23cとウェブ23dとで形成される凹部に木部材24が嵌め入れられている。そして、ウェブ23dに設けられた小孔に挿通されるビス又はラグスリュー25等によって鋼からなる2つの部材23a,23bと木部材24とが一体に接続される。
また、水平部材の断面が地震時の水平力が作用したときに塑性変形が生じないものでも良い。この場合には塑性ヒンジによる振動エネルギーの吸収効果は期待できないが、柱と水平部材とのラーメン構造で水平力に抵抗し得るものである。
この例では、2つの柱3,4の互いに対向する面に、この柱より壁厚方向の寸法が小さい添木41が柱3,4の上端から下端にかけて取り付けられている。そして、補強金具6はこの添木41を介して柱3,4に固定されるものとなっている。また、柱間のほぼ中央には、添木41と壁厚方向の寸法がほぼ同じとなった間柱42が土台2の上に支持され、上端が横架材5に接合されている。
このような構造とすることにより、面材44を用いていわゆる真壁を容易に形成するとともに、真壁内に補強金具6が納まるように補強を行うことができる。
新築の木造建築物では、柱3,4を土台2の上に立設し、横架材5を架け渡した後に補強金具6を柱間に取り付ける。そして、これらの補強金具6が壁内に納まるように壁を形成する。このとき、図10に示すように長押51や付鴨居52が設けられる壁では、これらが設けられる高さを避けて複数の補強金具6を取り付けることができる。また、天井廻縁53が設けられる位置を避けて、これより下側に取り付けることもできる。
一方、図11に示すように開口54が設けられる部分にも、開口の上側に設けられた垂れ壁55や開口より下方の腰壁56となる位置に補強金具6を取り付け、垂れ壁55又は腰壁56をこれらの補強金具6が壁内に納まるように形成することができる。
一方、図11に示すように開口54が設けられる部分では、開口54の上側に設けられた垂れ壁55や開口54より下方の腰壁56を解体し、開口54の枠組みを解体することなく垂れ壁55又は腰壁56内に補強金具6を取り付けることができる。
したがって、補強にあたって解体する部分を少ない範囲にとどめ、修復費用を低減して大きな補強効果を得ることが可能となる。
一般に軸組構造の木造建築物は、910mm〜980mm(間中、一間の1/2)を単位としてこの1倍、1.5倍、2倍の中心間隔で柱が立設されることが多い。このように2つの柱の間隔が大きく変動する場合に、次のような構造として補強金具を取り付けることができる。
図12(a)に示す構造では、一方の柱61からほぼ間中の位置に補強用間柱63を立設する。この補強用間柱63は、壁厚方向の寸法が添木64及び間柱65とほぼ同じとなっており、壁面と平行な方向に幅が大きくなっている。この補強用間柱63は、一本の木材から形成されるものでもよいし、図12に示すように2本又は3本の間柱用の木材を平行に密接させて用いるものであっても良い。また、補強用間柱63と柱61との間には間柱65を立設する。
上記補強用間柱63とほぼ間中の間隔で立設された柱61との間には、図8に示す構造と同様に補強金具66を取り付ける。このとき柱61との間には添え木64を介挿して柱61と固着する。これにより、補強用間柱63と、柱61と、補強金具66の水平部材66aとでラーメン構造を形成する。
このように補強金具66及び分割補強金具67が取り付けられた補強用間柱63、間柱65及び添木64に当接するように面材を設け、壁を構成する。
なお、このように補強用間柱63,73と添木64,74とを用いて補強金具66,76を取り付ける補強方法は、柱間に開口が設けられる場合においても、図11と同様に、開口の上側及び下側に補強金具76を取り付けるものとして採用することができる。
図13に示す壁は、2つの柱81,82の中心間隔が間中のとき、間中の1.5倍のとき、及び間中の2倍のときの補強金具の取り付け状態を示す概略図である。
隣り合う2つの柱81,82の互いに対向する面にはそれぞれ添木83が取り付けられる。添木83は、壁厚方向の寸法が柱の寸法より小さくなっている。また、これらの添木83の間には、壁厚方向の寸法が添木83と同じ横桟84が、上下に所定の間隔で複数が水平方向に架け渡されている。
壁の面材は、添木83と横桟84に当接して取り付けられ、横桟84が適切な間隔で設けられていることにより、面材を強固に支持することができる。また、補強金具85を壁内に納めて真壁とすることができる。
なお、補強金具は、図13に示すものに代えて、図6に示すように鋼からなる水平部材を木部材によって接続するものであっても良い。このような補強金具を使用することにより、図13に示すように2つの柱81,82の間隔が異なっても、木部材以外の補強金具は同じ形状寸法のものを汎用的に用いることができる。
61,62:柱、 63:補強用間柱、 64:添木、 65:間柱、 66:補強用金具、 67:分割補強金具、 、
71,72:柱、 73:補強用間柱、 74:添木、 75:間柱、 76:補強用金具、 、 81,82:柱、 83:添木、 84:横桟、 85:補強金具、 86:添接板
Claims (7)
- 木製の柱と横架材とを組み合わせて構築される木造建築物の補強金具であって、
隣り合う2つの柱の互いに対向する面のそれぞれに固着される第1の鉛直部材及び第2の鉛直部材と、
前記第1の鉛直部材と前記第2の鉛直部材とを水平方向に接合する水平部材とを有し、
前記柱が傾斜しようとするときに、前記鉛直部材と前記水平部材との結合部分に生じる曲げモーメントによって該柱の傾斜に抵抗するものであり、
前記水平部材は、2つの部材を接続したものであり、
2つの部材の接続部は、軸線方向に長さを調整して接続することができるものであり、
前記水平部材を構成する2つの部材のそれぞれは、一つの木部材と曲げモーメントの伝達が可能となるように堅結され、該木部材を介して接続されるものであることを特徴とする木造建築物の補強金具。 - 前記水平部材は、前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材との結合部付近の曲げ剛性が、前記柱の傾斜時に塑性変形が生じるように調整されていることを特徴とする請求項1に記載の木造建築物の補強金具。
- 前記水平部材は、前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材との結合部付近に、曲げ剛性が低減された剛性低減部を有し、
該剛性低減部で前記塑性変形が生じるものであることを特徴とする請求項2に記載の木造建築物の補強金具。 - 木製の柱と横架材とを組み合わせて構築される木造建築物の補強方法であって、
鉛直方向に配置される第1の鉛直部材と、該第1の鉛直部材と平行に配置される第2の鉛直部材と、両端部が前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材に曲げモーメントの伝達が可能に結合された水平部材とを有する補強金具を、隣り合う2つの柱間に配置し、
2つの前記柱の互いに対向する面のそれぞれに前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材を固着して、2つの前記柱と前記水平部材とでラーメン構造を形成するものとし、
前記補強金具は、2つの前記柱間に設けられた窓の下側の腰壁内及び/又は窓の上側の垂れ壁内に取り付けることを特徴とする木造建築物の補強方法。 - 木製の柱と横架材とを組み合わせて構築される木造建築物の補強方法であって、
鉛直方向に配置される第1の鉛直部材と、該第1の鉛直部材と平行に配置される第2の鉛直部材と、両端部が前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材に曲げモーメントの伝達が可能に結合された水平部材とを有する補強金具を、隣り合う2つの柱間に配置し、
2つの前記柱の互いに対向する面のそれぞれに前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材を固着して、2つの前記柱と前記水平部材とでラーメン構造を形成するものとし、
前記補強金具は、既存の長押及び天井を解体することなく、2つの前記柱間の長押の上側で天井の廻縁より下側に取り付けることを特徴とする木造建築物の補強方法。 - 前記水平部材は、前記第1の鉛直部材及び前記第2の鉛直部材との結合部付近の曲げ剛性が、前記柱の傾斜時に塑性変形が生じるように調整することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の木造建築物の補強方法。
- 前記柱に上下方向の添木を取り付け、
前記補強金具は、前記添木を介して前記柱に固着することを特徴とする請求項4から請求項6までのいずれかに記載の木造建築物の補強方法。
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