(57)【要約】【課題】  階数が増加した場合でも土台部位にかかる引き抜き力を低減するように調整し、低コスト化を図る。【解決手段】階毎に、構造柱（１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄ、１４ａ〜１４ｄ）を介在させて複数の構造面材（Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃ、Ｗ２ａ〜Ｗ２ｃ、Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃ、Ｗ４ａ〜Ｗ４ｃ）を配置してなる耐力壁構造である。構造柱が設置された特定の１階土台部位（Ｐ１〜Ｐ４）にかかる引き抜き荷重として該特定の１階土台部位に荷重される、複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値（例えばＰ１については、Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの壁倍率の合計値）を所定値以下に設定し、かつ、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値（例えば１階については、Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ１ｃの壁倍率の合計値）が所定耐震性能を充足するように、各構造面材の壁倍率を異なる値に分散させて設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸組工法による複数階建の木造建築物の耐力壁構造であって、
階毎に、構造柱を介在させて複数の構造面材を配置してなり、
構造柱が設置された特定の１階土台部位にかかる引き抜き荷重として該特定の１階土台部位に荷重される、複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定し、かつ、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値が所定耐震性能を充足するように、各構造面材の壁倍率を異なる値に分散させて設定することを特徴とする木造建築物の耐力壁構造。
【請求項２】
前記木造建築物は４階建て以上である、請求項１の木造建築物の耐力壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸組工法による複数階建の木造建築物の耐力壁構造に関し、引き抜き力（引き抜き荷重）を調整し得る耐力壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、４階建て木造建築物が認可されるようになってきている。４階建ての木造建築物の認可の条件として、耐力壁の倍率も高いものが求められる。また、３階建て以下の場合であっても、建築階の間取りの可能性を確保するため、外壁に耐力壁を集中して設置し、内部の間仕切り壁を非耐力壁として配置替え可能とする設計法があるが、この場合も耐力壁には高倍率のものが必要とされる。このように耐力壁が高倍率化すると、土台部位にかかる引き抜き力（引き抜き荷重）も大きくなるため、構造柱及び引き抜き防止用のホールダウン金具にも高い強度が要求されることになる。
【０００３】
ところで、耐震構造設計においては、通常、同じ仕様の同一壁倍率の耐力壁が用いられていた。そのため、土台部位にかかる引き抜き力は、一般に「使用する耐力壁面材の壁倍率×階数」となり、階数が増すに連れて増加する。たとえば、壁倍率を８、階数を４とすると、８×４＝３２となり、３２倍の壁倍率に相当する引き抜き力に耐え得る構造柱及びホールダウン金具を使用する必要がある。そのため、構造柱として、流通量の少ない高価な大断面（短辺150mm以上）の柱材を使用する必要があり、また、ホールダウン金具も高価な特注品を使用する必要がある。これは、４階建てのような多層階木造建築のコストを増す、という不都合をもたらす。
【０００４】
なお、下記特許文献１においては、同一の建物において、釘打ちの仕方を工夫して異なる壁倍率の構造壁面材を組み合わせることにより、同一階層での建物の重心と剛心のずれ（偏心）が少なくなるようにした技術が示されている。しかし、上述したような多層階木造建築物における階数増加に伴う倍加的な引き抜き力の増加に対処し得るものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５０８４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、軸組工法による複数階建て木造建築物の耐力壁構造に関し、階数が増加した場合において土台部位にかかる引き抜き力（引き抜き荷重）を低減するように調整し得るようにし、もって相対的な低コスト化を図ることのできる、耐力壁構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、軸組工法による複数階建の木造建築物の耐力壁構造であって、階毎に、構造柱を介在させて複数の構造面材を配置してなり、構造柱が設置された特定の１階土台部位にかかる引き抜き荷重として該特定の１階土台部位に荷重される、複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定し、かつ、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値が所定耐震性能を充足するように、各構造面材の壁倍率を異なる値に分散させて設定することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、各構造面材の壁倍率を、一律ではなく、適宜異なる値に分散させて設定することにより、構造柱が設置された特定の１階土台部位に荷重される複数階の構造面材の壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定することができ、かつ、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値が所定耐震性能を充足するように設定することができる。そして、構造柱が設置された特定の１階土台部位に荷重がかかる複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定することにより、階数が増加した場合において、該特定の１階土台部位にかかる引き抜き力（引き抜き荷重）を低減するように調整することができ、構造柱及び引き抜き防止用のホールダウン金具にそれほど高い強度が要求されないようにすることができ、もって相対的な低コスト化を図ることができる。その一方で、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値が所定耐震性能を充足するように設定することができるので、所定耐震性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る耐力壁構造を説明する概略立面図。
【図２】本発明の別の実施例に係る耐力壁構造を説明する概略立面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施例に係る耐力壁構造を説明する概略立面図であり、木造４階建ての一壁面を示す。図において、１は１階土台、２〜５は各階の梁、１１ａ〜１１ｄは１階の構造柱、１２ａ〜１２ｄは２階の構造柱、１３ａ〜１３ｄは３階の構造柱、１４ａ〜１４ｄは４階の構造柱を示す。Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃは１階の構造面材、Ｗ２ａ〜Ｗ２ｃは２階の構造面材、Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃは３階の構造面材、Ｗ４ａ〜Ｗ４ｃは４階の構造面材を示す。各構造面材の符号の下に括弧書きで記された数字は、該構造面材の壁倍率を示す。公知のように、土台１及び梁２〜５並びに構造柱１１ａ〜１４ｄに対して構造面材Ｗ１ａ〜Ｗ４ｃを釘等で強固に止め付けることにより耐力壁が形成される。また、釘打ち量（間隔）を調整することによって耐力壁の壁倍率を所望値に設定することは、前記特許文献１等により公知であるから、そのような公知技術を用いて、各構造面材において望みの壁倍率を実現することができる。
【００１１】
土台１及び各梁２〜５並びに各構造柱１１ａ〜１４ｄに対する各構造面材Ｗ１ａ〜Ｗ４ｃの取り付け構造は公知の任意の構造を採用してよいので、その詳細は省略する。例えば、各構造面材は大壁構造又は真壁構造で構造柱等に取り付けられていてもよく、またその取り付け工法はパネル組み付け工法であってもよいし、現場採寸工法であってもよい。また、各構造壁面材は特許第5960900号公報に示されるような二重壁構造からなっていてもよいし、通常の一重壁構造からなっていてもよい。なお、特許第5960900号公報に示されるような二重壁構造は、比較的低コストで壁倍率を増すのに適したものであるから、特許第5960900号公報の明細書および図面の記載を引用によって本願明細書および図面内に取り込む。
【００１２】
本発明においては、図示のように、階層毎に、構造柱１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄ、１４ａ〜１４ｄを介在させて複数の構造面材Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃ、Ｗ２ａ〜Ｗ２ｃ、Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃ、Ｗ４ａ〜Ｗ４ｃを隣接して配置している。そして、各構造面材Ｗ１ａ〜Ｗ４ｃの壁倍率をそれぞれ適宜に異なる値に分散させて設定し、これにより、構造柱が設置された特定の１階土台部位Ｐ１〜Ｐ４に荷重される複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値（たて方向の合計値）を所定値以下に設定し、かつ、同一階における複数の構造面材の壁倍率の水平合成値（横方向の合計値）が所定耐震性能を充足するように設定している。なお、本発明において、「壁倍率を異なる値に分散させる」とは、構造面材の壁倍率を均一に設定するのではなく、複数の構造面材の壁倍率を適宜に異ならせることを意味しており、全ての構造面材の壁倍率を異ならせることに限定することを意図するものではない。
【００１３】
本発明において、垂直合成値とは、複数階の構造面材の壁倍率をたて方向に合計した値のことを言う。地震時に、１階土台に生じる引抜力は、該垂直合成値に比例する。耐力壁は地震に抵抗するとき回転変形する。この回転変形を拘束するため、壁端部には各階で引抜き力が生じる。この引抜き力は上階より階毎に累加され、最下層の１階土台で最大の値となる。この最大値が生じる位置を１階土台と定義する。 土台と称しているが、引抜力が大きくなる場合に、強度確保のために土台木材の上に柱を載せないで、柱を鉄筋コンクリート基礎に直接的に接合する接合方式もとられる。したがって接合方式に関わらず、あくまで引抜力が最大となる最下層の接合構造体を１階土台と定義する。特定の１階土台部位とは、引抜力が生じる１階土台の特定の部位を指し、一般的に、構造面材が接合される構造柱の配置に対応する部位である。また、本発明において、水平合成値とは、同一階における複数の構造面材の壁倍率を水平方向に合計した値を言う。当該階の地震に対する水平耐力は、水平合成値に比例する。
【００１４】
図示例においては、単なる例示として、垂直合成値の所定値を「３０」とし、所定耐震性能を充足する水平合成値の必要値（必要壁量＝壁長さと壁倍率の積）を「２０」とした例を示している。この例では、耐力壁が片側に位置する構造柱１１ａ〜１４ａ，１１ｄ〜１４ｄに接する両側の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａ及びＷ１ｃ，Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃ，Ｗ４ｃの壁倍率をそれぞれ「６」に設定し、その間に挟まれたＷ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの壁倍率をそれぞれ「１２」に設定している。これにより、構造柱１１ａ〜１４ａが設置された特定の１階土台部位Ｐ１にかかる引き抜き荷重として該特定の１階土台部位Ｐ１に荷重される、複数階分の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの壁倍率の垂直合成値は「６」×４＝「２４」であり、前記所定値「３０」以下に納まる。また、構造柱１１ｂ〜１４ｂが設置された特定の１階土台部位Ｐ２にかかる引き抜き荷重として該特定の１階土台部位Ｐ２に荷重される、複数階分の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａ及びＷ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの壁倍率の垂直合成値は（「１２」−「６」）×４＝「２４」であり、前記所定値「３０」以下に納まる。なお、構造柱１１ｂ〜１４ｂを挟んで隣接する左右の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａ及びＷ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの各引き抜き力は、互いに逆向きに発生するので、両者の壁倍率の差分（相殺値）の全階合計が垂直合成値となる。同様に、土台部位Ｐ３及びＰ４に荷重がかかる複数階層間の構造面材の壁倍率の垂直合成値も前記所定値「３０」以下に納まる。
【００１５】
ここで、引き抜き力の発生形態について説明すると、図１で、地震振動により右向き（矢印ｘ方向）の動きが発生した場合、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの左側面に上向き（プラス）（矢印ｙ方向）の引き抜き力が発生し、それ対応する土台部位Ｐ１における引き抜き力（引き抜き荷重）は、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの壁倍率の合計となり、その垂直合成値は、６＋６＋６＋６＝２４となる。このとき、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの右側面には下向き（マイナス）（矢印ｚ方向）の引き抜き力が発生し、その右隣の縦並びの構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの左側面に上向き（プラス）（矢印ｙ方向）の引き抜き力が発生する。したがって、それ対応する土台部位Ｐ２における引き抜き力（引き抜き荷重）は、左側の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ３ａ，Ｗ４ａの壁倍率の下向き（マイナス）の値と右側の構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの壁倍率の上向き（プラス）の値の合計となり、その垂直合成値は、（１２−６）＋（１２−６）＋（１２−６）＋（１２−６）＝２４となる。同様に、土台部位Ｐ３における引き抜き力（引き抜き荷重）は、左側の構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂの壁倍率の下向き（マイナス）の値と右側の構造面材Ｗ１ｃ，Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃ，Ｗ４ｃの壁倍率の上向き（プラス）の値の合計となり、その垂直合成値は、（６−１２）＋（６−１２）＋（６−１２）＋（６−１２）＝−２４となる。また、土台部位Ｐ４における引き抜き力（引き抜き荷重）は、構造面材Ｗ１ｃ，Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃ，Ｗ４ｃの壁倍率の下向き（マイナス）の値の合計となり、その垂直合成値は、（−６）＋（−６）＋（−６）＋（−６）＝−２４となる。反対に、図１で、左向き（矢印ｘと反対方向）の動きが発生した場合、各構造面材の各側には上記と反対向きの引き抜き力がそれぞれ発生するが、各土台部位Ｐ１〜Ｐ４における壁倍率の垂直合成値の絶対値は、上記同様である。なお、引き抜き力（引き抜き荷重）は方向を考慮することなく、絶対値のみを考慮すればよいため、上記で例示した垂直合成値も、正負符号は除外して、絶対値のみを考慮に入れて、前記所定値以下に設定するようにすればよい。
【００１６】
このように、特定の１階土台部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にかかる複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定することにより、該特定の１階土台部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にかかる引き抜き力（引き抜き荷重）を低減するように調整することができる。これにより、構造柱１１ａ〜１４ｄにそれほど高い強度が要求されないようにすることができる。例えば、４階建て木造建築物を実現するために従来用いざるを得ないと考えられていた、流通量の少ない高価な大断面（短辺150mm以上）の柱材を使用する必要がなくなり、普及品である（流通量の多い比較的安価な）中断面（短辺150mm未満、例えば120×180角）の柱材を、構造柱１１ａ〜１４ｄとして使用することができる。また、各１階土台部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４において、各構造柱１１ａ〜１１ｄを土台１０に対して連結する、引き抜き防止用のホールダウン金具（不図示）にも高い強度（耐引き抜き荷重）が要求されないようにすることができる。４階建て木造建築物を実現するために従来用いざるを得ないと考えられていた、特注品の高価な金具を使用する必要がなくなり、普及品である比較的安価な金具を使用ことができる。こうして、４階建て以上の高層木造建築物の製造コストを相対的に低額化することが期待できる。
【００１７】
また、図示例では、１階における複数の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ１ｃの壁倍率の水平合成値は「６＋１２＋６」＝２４であり、所定耐震性能を充足する水平合成値の必要値（必要壁量）「２０」を満たすことができる。同様に、２階、３階、４階における複数の構造面材Ｗ２ａ〜Ｗ２ｃ，Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃ，Ｗ４ａ〜Ｗ４ｃの壁倍率の水平合成値もそれぞれ「６＋１２＋６」＝２４であり、所定耐震性能を充足する水平合成値の必要値（必要壁量）「２０」を満たすことができる。このように、各構造面材Ｗ１ａ〜Ｗ４ｃの壁倍率をそれぞれ適宜に異なる値に分散させて設定することにより、各１階土台部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における壁倍率の垂直合成値を所定値以下に設定しつつ、各階における壁倍率の水平合成値は所定耐震性能を充足するように設計することができる。
【００１８】
１壁面を構成する複数の構造面材の配置の仕方およびそれぞれの壁倍率は、図１に示した例に限らず、建物設計上の要求および本発明の技術思想にしたがって任意に設定してよい。例えば、窓等のために適宜に開口部が存在してもよい。図２は、開口部が存在する壁面の一例を示す。なお、本明細書及び図面において「開口部」とは、完成した建物において実際に開口が存在することを意味するのではなく、窓あるいは非耐力壁等によって、その部分が非耐力壁構造となっている部分のことを言う。
【００１９】
図２においては、各階において１枚分の構造面材がそれぞれ省略されることで開口部が形成されており、かつ、各階の開口部の配置が千鳥状に適宜ずれるように配置される。１階の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ１ｂの壁倍率がそれぞれ「８」、「１４」、２階の構造面材Ｗ２ａ，Ｗ２ｃの壁倍率がそれぞれ「１４」、「８」、３階の構造面材Ｗ３ｂ，Ｗ３ｃの壁倍率がそれぞれ「１４」、「８」、４階の構造面材Ｗ４ａ，Ｗ４ｃの壁倍率がそれぞれ「８」、「１４」である。なお、開口部すなわち非耐力壁部分の壁倍率は「０」である。これにより、各１階土台部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にかかる複数階分の構造面材の壁倍率の垂直合成値は、それぞれ「３０」、「２」、「２」、「３０」であり、前記所定値「３０」以下に納まる。また、各階の壁倍率の水平合成値は、それぞれ「２２」であり、所定耐震性能を充足する水平合成値の必要値（必要壁量）「２０」を満たすことができる。
【００２０】
ここで、図２における引き抜き力の発生形態について説明すると、右向き（矢印ｘ方向）の動きが発生した場合、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ４ａの左側面に上向き（プラス）（矢印ｙ方向）の引き抜き力が発生し、それ対応する土台部位Ｐ１における引き抜き力（引き抜き荷重）は、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ４ａの壁倍率の合計となり、その垂直合成値は、８＋１４＋０＋８＝３０となる。このとき、縦並びの構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ４ａの右側面には下向き（マイナス）（矢印ｚ方向）の引き抜き力が発生し、その右隣の縦並びの構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ３ｂの左側面に上向き（プラス）（矢印ｙ方向）の引き抜き力が発生する。したがって、それ対応する土台部位Ｐ２における引き抜き力（引き抜き荷重）は、左側の構造面材Ｗ１ａ，Ｗ２ａ，Ｗ４ａの壁倍率の下向き（マイナス）の値と右側の構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ３ｂの壁倍率の上向き（プラス）の値の合計となり、その垂直合成値は、（１４−８）＋（０−１４）＋（１４−０）＋（０−８）＝−２となる。同様に、土台部位Ｐ３における引き抜き力（引き抜き荷重）は、左側の構造面材Ｗ１ｂ，Ｗ３ｂの壁倍率の下向き（マイナス）の値と右側の構造面材Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃ，Ｗ４ｃの壁倍率の上向き（プラス）の値の合計となり、その垂直合成値は、（０−１４）＋（８−０）＋（８−１４）＋（１４−０）＝２となる。また、土台部位Ｐ４における引き抜き力（引き抜き荷重）は、構造面材Ｗ２ｃ，Ｗ３ｃ，Ｗ４ｃの壁倍率の下向き（マイナス）の値の合計となり、その垂直合成値は、０＋（−８）＋（−８）＋（−１４）＝−３０となる。反対に、図２で、左向き（矢印ｘと反対方向）の動きが発生した場合、各構造面材の各側には上記と反対向きの引き抜き力が発生するが、各土台部位Ｐ１〜Ｐ４における壁倍率の垂直合成値の絶対値は、上記同様である。
【００２１】
本発明は、４階建て木造建築物に限らず、それ以上の高層木造建築物に適用可能であり、また、３階建てあるいは２階建て木造建築物にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  １階土台
２〜５  梁
１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄ、１４ａ〜１４ｄ  構造柱
Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃ、Ｗ２ａ〜Ｗ２ｃ、Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃ、Ｗ４ａ〜Ｗ４ｃ  構造面材
【図１】
2018131815.tif 000003
【図２】
2018131815.tif 000004