(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土台材と胴差材との間、又は、胴差材と小屋桁材との間等の上下２本の水平材の間に少なくとも２本の垂直な支柱を仕口部を介して連結してなる木造住宅等における仕口部補強構造であって、仕口部以外の上下２本の水平材と左右の支柱にステープル又は釘等からなる靱性留付材により補強パネルを取り付けると共に、仕口部のほぞとほぞ穴においては補強パネルの４角部において前記留付材より強固で長いステープル又は釘等からなる靱性連結部材を打ち込んで留め付け固定してなる木造住宅等における仕口部補強構造において、補強パネルの４角部に前記靱性連結部材を仕口部のほぞとほぞ穴に貫通して施工すべき指定領域を設けたことを特徴とする木造住宅等における仕口部補強構造。
【請求項２】
請求項１に記載の木造住宅等における仕口部補強構造において、仕口部のほぞとほぞ穴において三本の釘からなる靱性連結部材を三角形の頂点をなすように千鳥状に打ち込み留め付け固定してなることを特徴とする木造住宅等における仕口部補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木造住宅等における仕口部補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日本の伝統的な工法である軸組工法は、職人の技量による精緻な継手・仕口加工により、木材の性質を充分に生かした工法であり、住宅としての寿命も長く、現存する住宅も多く残っている。
しかしながら、今日の軸組工法は、地震対策として材積・材種を増加・強化し、継手・仕口部分に接合金物を取り付けて、仕口部分を強固に固め、建物自体で力を受け止める剛構造の住宅が盛んに増加している。
従来、一般的な２階建て住宅の仕口部分における接合金物数は、図７の土台材と中間支柱の間のＴ型の角金物Ｔが約６０個、図８の土台材角部と隅支柱の間のＬ型の角金物Ｌが約２０個、図９のＩ型の平金物Ｉが約１５個のように大量であるばかりでなく、金物を設けた仕口部分に相対する壁板には、接合金物と重なり合わないように、切欠を設ける場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような剛構造の住宅は、結果的に、建物の剛性を増加させた反面、木質構造本来の靱性が失われる。
また、仕口部分に接合金物を利用した場合の材積の増加によるコストアップ、並びに、接合金物のための壁板部材の断面欠損による耐力低下、接合金物の取付による職人の負担増などの課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、土台材と胴差材との間、又は、胴差材と小屋桁材との間等の上下２本の水平材の間に少なくとも２本の垂直な支柱を仕口部を介して連結してなる木造住宅等における仕口部補強構造において、仕口部以外の上下２本の水平材と左右の支柱にステープル又は釘等からなる靱性留付材により補強パネルを取り付けると共に、仕口部においては補強パネルの４角部において前記留付材より強固で長いステープル又は釘等からなる靱性連結部材を留め付け固定したことを特徴とする木造住宅等における仕口部補強構造を提供するものである。
【０００５】
上記の本発明によれば、上下２本の水平材と左右の支柱は、補強パネルに釘等からなる靱性留付材に取り付けたことにより、また、上下２本の水平材と左右２本の支柱の接合部である仕口部は、補強パネルの４角に設けた強固で長い釘等からなる靱性連結部材により固定することにより、強い衝撃力に対して柔軟に靱性をもって対応し、且つ、接合金物を施した以上の強度を保持するものである。
【０００６】
また、本発明は、請求項１に記載の木造住宅等における仕口部補強構造において、仕口部においては補強パネルの４角部において三本の釘からなる靱性連結部材を三角形の頂点をなすように千鳥状に打ち込み留め付け固定したことを特徴とする木造住宅等における仕口部補強構造を提供するものである。
本発明によれば、三本の釘からなる靱性連結部材により仕口部に加わる圧縮力、引張力又は回転力に三点で効率よく対抗する仕口部補強構造が得られる。
【０００７】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の木造住宅等における仕口部補強構造において、補強パネルの４角部に靱性連結部材を仕口部を貫通して施工すべき指定領域を設けたことを特徴とする木造住宅等における仕口部補強構造を提供するものである。
本発明によれば、補強パネルの４角部に設けた指定領域に靱性連結部材を施工すことにより、間違いなく靱性連結部材が仕口部を貫通した木造住宅等における仕口部補強構造を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図示する実施例により、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１において、１は土台材、２は胴差材、３は小屋桁材等の水平材で、上下の水平材の間に、所定間隔で多数の支柱４が設けてある。水平材１，２，３と支柱４との仕口部５は、実施例の場合、水平材側に設けたほぞ穴６に支柱４の両端部に突設したほぞ７が嵌合して接合している。
【０００９】
８は補強パネルで、実施例では、構造用合板からなり、土台材１と胴差材２との間、又は、胴差材２と小屋桁材３との間等の上下２本の水平材の間に、複数本の垂直な支柱４が仕口部５を介して連結した四角形の連続する水平材１，２，３及び支柱４等からなる軸組材の外側面に、壁板となる補強パネル８を仕口部５を含んで上下左右に隙間無く貼り付け、仕口部５以外の部分には、水平及び垂直方向に、例えば、Ｎ−５０以上の耐力性能のあるステープル又は釘等からなる靱性留付材９を１５０ｍｍ以下の間隔で留め付け、仕口部５には、例えば、ＺＮ９０・ＣＮ９０以上の耐力性能のあるステープル又は釘等からなる靱性連結部材１０を留め付けて、本発明に係る木造住宅等における仕口部補強構造を構成してある。
【００１０】
靱性留付材９及び靱性連結部材１０としては、従来公知の種々の釘類を使用することができるが、留め付け上、有頭の物であることが好ましく、また、釘打ち機で打ち込み可能な釘であっても良い。
また、補強パネル８の４角部には、靱性連結部材１０を施工すべき指定領域１１を設け、この指定領域１１に靱性連結部材１０を打設することにより、間違いなく仕口部５のほぞ７とほぞ穴６を釘等からなる靱性連結部材１０が貫通して仕口部補強構造を得ることができるように構成してある。
【００１１】
実施例の場合、靱性連結部材１０は三本の釘を三角形の頂点をなすように千鳥状に配置して打ち込み、仕口部５に加わる圧縮力、引張力又は回転力に三点で効率よく対抗するように構成してある。
このように、靱性連結部材１０として複数の釘を打ち込む場合、釘を結ぶ線が木材の木目に合致して割れを起こさないように配置することが好ましい。
【００１２】
【実施例】
図２の実施例の場合、軸組寸法は軸心寸法で１８２０（幅）×２７５０（高さ）ｍｍ、補強パネル２枚の張り寸法は１８２０（幅）×２７３０（高さ）ｍｍ、補強パネル８は構造用合板からなり、１枚の大きさは９１０（幅）×２７３０（高さ）ｍｍ、厚さは１２．０ｍｍで５プライ（即ち５枚重ね）であるが、通気のために部分的にカットされたカット部分１２は３プライ（即ち３枚重ね）になっている。見かけ比重は０．６２８である。支柱４は１０５×１０５ｍｍのベイ栂集成材、土台材１は１２０×１０５ｍｍのベイ栂集成材、胴差材２は１８０×１０５ｍｍベイ松集成材からなる。
【００１３】
補強パネル８は、土台材１の内側に位置して厚さ２４ｍｍの合板と、胴差材２の内側に位置して厚さ１２ｍｍの合板を、２７×１０５ｍｍベイ栂製材からなるパネル中桟材１３と共にＦＮ５０又はネイラー釘で釘止めしてパネル化し、上下の土台材１と胴差材２と左右の支柱４の間に嵌合するように構成してある。また、補強パネル８は仕口部５に対応して設けた４隅の指定領域１１を除く外周を、Ｎ５０の釘により１５０ｍｍ以下の間隔で、土台材１、胴差材２及び支柱４からなる軸組材に留め付けてある。
【００１４】
また、軸組材の支柱４と土台材１との仕口部５は短ほぞからなり、図２のＢに記載のように、裏側から２本のＺＮ９０の釘１５を打ち込んである。
上記合板からなる補強パネル８の４隅の指定領域１１には、図３のＡに記載のように、補強パネル８の上から靱性連結部材１０として３本のＺＮ９０の釘を短ほぞに向けて打ち込んである。
また、木材の含水率は、土台材１が８〜９％、胴差材２が９〜１０％、支柱４が９〜１０．５％、パネル中桟１３が１０〜１２％程度である。
【００１５】
このように、仕口部５に接合金物を使用しないで、合板からなる補強パネル８の４隅を３本のＺＮ９０の釘からなる靱性連結部材１０により接合した本発明に係る供試体２０を、図４乃至図６に記載のように、ＪＩＳ  Ａ  １４１４に規定される「タイロッドを用いない無載荷式の面内せん断試験Ｂ法」に準じて試験を行った。
【００１６】
図４乃至図６において、供試体２０は、両側の支柱４の柱芯から２００ｍｍの位置で、Ｍ１２のアンカーボルト２６で土台材１を基礎に相当する試験装置３０の基台２５に取り付け、土台材１の両端部は滑り止め用治具２４で固定した。荷重の加力は、供試体２０の胴差材２の中心を加力点として、油圧式復動ジャッキ２１により行い、荷重の検出は、前記ジャッキ２１の先端部に取り付けた容量１０ｔ、出力４０００μ／ＦＳのロードセル２２により行った。
【００１７】
変位の測定は、加力と反対側の供試体２０の支柱４の頂部と脚部で水平変位Ｈ１、Ｈ２を測定し、供試体２０の両側の脚部で上下方向の変位Ｖ３、Ｖ４を測定した。計測には、抵抗式：容量３００ｍｍ、出力３３μ／ｍｍ及び抵抗式：容量１００ｍｍ、出力３０００μ／ＦＳの電気式変位計を用いた。２３は振れ止めである。
【００１８】
荷重の加力方法は、正負交番繰り返し加力で行い、繰り返し履歴は、見かけのせん断変形角γ１の変形制御として、１／６００、１／３００、１／２００、１／１５０、１／１２０、１／１００、１／７５、１／５０ｒａｄ．を標準とした。ただし、供試体は２０はＯＰ１〜ＯＰ４の４本で、４体の中の１体ＯＰ１は一方向繰り返し加力とした。また、正負交番繰り返し加力を行った中の１体は、各繰り返し履歴のステップで３回の繰り返しを行った。
データの集録は、ロードセル及び変位計を静デジタルひずみ測定器、コンピュータシステムに接続して行った。
【００１９】
試験結果は、表１、表２に示す通りである。
【表１】
0003660542.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003660542.tif 000003
【００２１】
ここで、見かけのせん断変形角（γ１）、脚部のせん断変形角（γ２）及び真のせん断変形角（γ３）は、次式を用いて算出した。
γ１＝（Ｈ１−Ｈ２）／Ｈ
γ２＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ
γ３＝  γ１−γ２
ここで、
γ１；  見かけのせん断変形角（ｒａｄ．）
Ｈ１；  供試体頂部の水平変位（ｍｍ）
Ｈ２；  供試体脚部の水平変位（ｍｍ）
Ｈ  ；  Ｈ１とＨ２との距離
γ２；  脚部のせん断変形角（ｒａｄ．）
Ｖ３；  供試体加力側脚部の上下方向変位（ｍｍ）
Ｖ４；  供試体反加力側脚部の上下方向変位（ｍｍ）
Ｖ  ；  Ｖ３とＶ４との距離
γ３；  真のせん断変形角（ｒａｄ．）
【００２２】
無載荷式面内せん断試験Ｂ法では、
▲１▼  見かけのせん断変形角γ１が１／１２０ｒａｄ．時の荷重
▲２▼  最大荷重の２／３の荷重
▲３▼  最大荷重時のせん断ひずみ量の１／２に対応する荷重
▲１▼〜▲３▼の中から最小値Ｐｍｉｎ．を求め、短期基準せん断耐力Ｐｏ、及び、壁倍率を算定する。
短期基準せん断耐力Ｐｏ＝Ｐｍｉｎ．×３／４
壁倍率＝Ｐｏ×１／１．８２×１／１３０
ここで、    ３／４；バラツキ係数
１．８２；供試体の壁長さ（ｍ）
１３０；壁倍率算定の基準強度（ｋｇｆ）
これらの結果を、表３に示す。
【００２３】
【表３】
0003660542.tif 000004
【００２４】
最小の因子は、見かけのせん断変形角γ１の１／１２０ｒａｄ．時及び２／３Ｐｍａｘと変形角が一定で無いため、ＯＰ−３の正側の１／１７４ｒａｄ．を最小基準変形角として最小値を求め、そのときの荷重から短期基準せん断耐力、壁倍率を算定した。
なお、正負加力では、その平均値を用いて壁倍率を算定した。
表４には、真のせん断変形角が１−３００ｒａｄ．時の荷重により算定した結果を示す。
【００２５】
【表４】
0003660542.tif 000005
表３の壁倍率の平均値３．８０及び表４の壁倍率の平均値５．０５の数値は、仕口部に接合金物を使用した場合を凌駕する数値である。
【００２６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に係る木造住宅等における仕口部補強構造よれば、土台材と胴差材との間、又は、胴差材と小屋桁材との間等の上下２本の水平材の間に少なくとも２本の垂直な支柱を仕口部を介して連結してなる木造住宅等における仕口部補強構造において、仕口部以外の上下２本の水平材と左右の支柱にステープル又は釘等からなる靱性留付材により補強パネルを取り付けると共に、仕口部においては補強パネルの４角部において前記留付材より強固で長いステープル又は釘等からなる靱性連結部材を留め付け固定した構成を有することにより、強い衝撃力に対して柔軟に靱性をもって対応し、且つ、接合金物を施した以上の強度を保持する効果がある。
【００２７】
また、本発明は、請求項１に記載の木造住宅等における仕口部補強構造において、仕口部においては補強パネルの４角部において三本の釘からなる靱性連結部材を三角形の頂点をなすように千鳥状に打ち込み留め付け固定した構成を有することにより、三本の釘からなる靱性連結部材により仕口部に加わる圧縮力、引張力又は回転力に三点で効率よく対抗する仕口部補強構造が得られる効果がある。
また、本発明は、請求項１又は２に記載の木造住宅等における仕口部補強構造において、補強パネルの４角部に靱性連結部材を仕口部を貫通して施工すべき指定領域を設けた構成を有することにより、補強パネルの４角部に設けた指定領域に靱性連結部材を施工すれば、間違いなく靱性連結部材が仕口部を貫通した木造住宅等における仕口部補強構造を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の要部を使用態様と共に示す概略斜面図。
【図２】  本発明の一実施例の試験体の概略正面図。
【図３】  その要部の拡大説明図。
【図４】  本発明の一実施例の試験装置の概略正面図。
【図５】  その要部の平面図。
【図６】  その要部の側面図。
【図７】  従来の仕口部を示す概略斜面図。
【図８】  従来の仕口部を示す概略斜面図。
【図９】  従来の仕口部を示す概略斜面図。
【符号の説明】
１      土台材
２      胴差材
３      小屋桁材
４      支柱
５      仕口部
６      ほぞ穴
７      ほぞ
８      補強パネル
９      靱性留付材
１０    靱性連結部材
１１    指定領域
１２    カット部分
１３    パネル中桟材
１５    釘
２０    供試体
２１    油圧式復動ジャッキ
２２    ロードセル
２３    振れ止め
２４    滑り止め用治具
２５    基台
２６    アンカーボルト
３０    試験装置
【図１】
0003660542.tif 000006
【図２】
0003660542.tif 000007
【図３】
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【図４】
0003660542.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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