(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易且つ経済的優位性を有し、大きな構造耐力を有するとともに、歪に対する復元性及び振動に対する減衰性に優れた耐震木造軸組構造を提供する。【解決手段】柱２０ａ、２０ｂの貫孔２１に貫３０を挿入し、この貫は弾性体４０と木製のつめ４１で柱に固定される。耐震壁１０を構成する複数の板材１１は貫に嵌合する切欠き１２を設けて貫に嵌合させる。耐震壁１０の外部壁面は、柱の外部壁面より内側に配設される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
柱に設けた貫孔に貫を挿入し、弾性体及びつめを用いて該貫を該柱に固定した貫構造と、複数の板材の各々に上記貫に嵌合可能な切欠きを設け、該複数の板材の該切欠きを上記貫に嵌合させてなる耐震壁とからなり、
該耐震壁の外部壁面は上記柱の外部壁面より内側に配設されることを特徴とする耐震木造軸組構造。
【請求項２】
更に筋違を備えた請求項１に記載の耐震木造軸組構造。
【請求項３】
更に基礎と土台の間、及び該土台を固定するアンカーボルトに螺合するナットと該土台の間に上記弾性体と同一の材質からなる弾性体を設けた請求項１又は請求項２のいずれかに記載の耐震木造軸組構造。
【請求項４】
上記弾性体は天然ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴムのうちの少なくとも一種である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の耐震木造軸組構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、耐震木造軸組構造に関する。詳しくは構造耐力に優れるとともに、歪に対する復元性及び振動に対する減衰性に優れた耐震木造軸組構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築の設計においては、一般に建築基準法、同施行令、告示で示される壁倍率を用いた耐力確保の設計法が用いられ、図１０に示すように合板パネル９０ａ、９０ｂのような面材を耐震要素として用い、柱２０、土台５０、梁６０等に釘打することが一般的である。この合板耐震壁（合板パネル）９０ａ、９０ｂの変形性状は、接合釘１３の変形性状に依存する。釘強度、釘打間隔、縁あき距離などがある制限を満足する場合、非常に靭性に富む変形性状を示す。また、釘接合では、ボルトのような初期ガタなどは生じないため、初期の段階から接合部が母材とともに有効に働き、壁パネルのせん断変形と接合釘の弾性変形の和で表される。
【０００３】
さらに、耐震壁の付帯柱・梁や脚部が接合金物などによりばらばらにならなければ、きわめて大きな層間変形角にいたるまで確保でき、建物全体の安定性を確保できる。耐震壁の降伏は、接合釘の降伏によって生じ、降伏以降はほとんどが接合部変形となり、耐震壁の終局強度は接合部の終局強度に支配される（下記特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、この設計法は木造建築の剛性を高めることを考慮し、建物にある一定の耐力を確保する簡便な方法ではあるが、大地震に予想される建物変形を考慮した設計法ではない。従って、木造建築の特徴を生かした耐震構造を再検討する必要がある。
【０００５】
また、近時は地震対策として免震構造の研究がすすみ、積層ゴムを使用した免震建築が発展してきている。しかし、一般木造建築に積層ゴムを用いた場合は、建物の重量が小さいため、免震効果が十分に発揮できない（下記特許文献２を参照）。また、すべり支承を用いた免震構造の研究もすすんでいるが一般木造建築にこのすべり支承を採用した場合には経済的負担が大きく、又技術的にもまだ解決すべき点が多い。従って、積層ゴムを使用した免震構造も、すべり支承を使用した免震構造も一般木造住宅には普及率は小さい。
【０００６】
本願考案者は木材と木組の粘り強い特性を生かして、初期剛性は同程度であったとしても大きな変形能力を有し、従来の合板・釘打ち構造よりも大きい耐力を有し、かつ歪変形を復元させる能力及び地震による振動を減衰させる耐震木造軸組構造を永年研究してきた。本願耐震木造軸組構造は絶えられる水平過重は強度型には及ばなくても粘り強さと大きな水平変形で地震エネルギーを吸収する。特に木構造の繊維質と有機質の並存、貫及びこれを固定する弾性対で局所的な変形にも耐えることが可能であり制震ダンパーに近い効果を示す。
【特許文献１】特開平９−２２８５４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２３１６４１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本願考案は上述の課題を解決するものであり、簡易且つ経済的優位性を有し、大きな構造耐力を有するとともに、歪に対する復元性及び振動に対する減衰性に優れた耐震木造軸組構造を提供する。本耐震木造軸組構造は木造の戸建住宅、集合住宅、事務所、及び保育園、学校、公園の建物等の公共施設等に利用される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
貫を設けることによっても水平応力に対して大きな耐力を有する。さらに、この貫に嵌合する切欠きを設けた複数の板材を貫に嵌合させて柱間に並べて耐震壁とする。建物に水平荷重が生じた場合、この耐震壁を構成する板材はせん断力を、梁、貫、土台等の接点において分散して受け止める。この耐震壁を構成する板材は繊維方向に並べられているため、繊維方向が交互に直交するように重ね合わせた合板パネルのせん断強度より大きなせん断力強度を有する。
【０００９】
本願考案は下記のとおりである。
１．柱に設けた貫孔に貫を挿入し、弾性体及びつめを用いて該貫を該柱に固定した貫構造と、複数の板材の各々に上記貫に嵌合可能な切欠きを設け、該複数の板材の該切欠きを上記貫に嵌合させてなる耐震壁とからなり、
該耐震壁の外部壁面は上記柱の外部壁面より内側に配設されることを特徴とする耐震木造軸組構造。
２．更に筋違を備えた耐震木造軸組構造。
３．更に基礎と土台の間、及び該土台を固定するアンカーボルトに螺合するナットと該土台の間に上記弾性体と同一の材質からなる弾性体を設けた耐震木造軸組構造。
４．上記弾性体は天然ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴムのうちの少なくとも一種である耐震木造軸組構造。
【考案の効果】
【００１０】
本願考案は木材と木組の粘り強い特性を生かして、初期剛性は同程度であったとしても大きな変形能力を有し、従来の合板・釘打ち構造よりも大きい耐力を有し、かつ歪変形を復元させる能力及び地震による振動を減衰させる能力を有する耐震木造軸組構造である。本願耐震木造軸組構造の絶えられる水平過重は強度型には及ばなくても粘り強さと大きな水平変形で地震エネルギーを吸収する。特に木構造の繊維質と有機質の並存、貫及びこれを固定する弾性体で局所的な変形にも耐えることが可能で、制震ダンパーに近い効果を示す。
【００１１】
また、建物に柱の傾斜等の歪が生じた場合であっても柱の貫孔に弾性体を配設することにより復元性を有し、且つ地震エネルギーを吸収して振動に対して減衰性を有する。この耐震壁は複数の板材を並べて構成されるため、板在間には必然的に間隙が生じ通気性に富むため板材の含水率の調整が容易で耐震壁の腐朽が少ない。
【００１２】
更に、筋違を設けた場合は耐力が増強される。また、基礎と土台の間、及び土台とアンカーボルトに螺合されたナットの間に弾性体を設けた場合は、この弾性体が変形して地震エネルギーを吸収して地震による揺れを小さくし建物の崩壊、家具の転倒等を防止する。また、この弾性体の材質が、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等である場合には、これらのゴム自身が減衰力を有するため、振動を速やかに吸収する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願耐震木造軸組構造を以下の図に基づいて説明する。本願耐震木造軸組構造はこれらの図に限定されるものではない。本願耐震木造軸組構造は接合金物、火打ち梁等の剛性を高める部材を使用することを排除するものではなく、この剛性によっても耐えることができない大地震において歪が生じた場合であっても、木造建築の長所を生かして地震による揺れを緩和（減衰）して、この歪を復元するものである。
【００１４】
図１は本耐震木造軸組構造の組立図である。本考案の特徴のひとつは図１に示すように耐震壁１０を構成する板材１１に貫３０を嵌合可能とする切欠き１２を設けて、この貫３０に板材１１に嵌合させて貫３０に釘１３等を打ちつけて固定する。図２はこの板材１１の縦断面図である。この図に示すように貫３０が嵌合可能な切欠き１２を設ける。図３は耐震壁１０の一部省略断面図である。好ましくは板材の切欠き１２の端部が貫３０の中央になるようにする。このとき耐震壁１０の外面１２が柱２０の外部面２１の内側になるように板材の厚みを選択する。また、柱のほぞ２３の抜けを防止するために土台と柱間に接合金物２４を設けることが好ましい。
【００１５】
図４は組立図に基づいて組立てた耐震壁１０の室内側からみた正面図である。柱２０ａと柱２０ｂの間に設けられた複数の板材が耐震壁１０を構成する。この板材１１の樹種等は特に限定はない。現在は良質な板材が不足するようになり、良質な板材の入手が困難になってきている。この板材１１は間伐材等を用いることができる。この複数の板材を並べて耐震壁１０にする際に板材１１間に若干の隙間が生じるが、特に問題はない。
【００１６】
図５は地震で水平応力が加わった場合の模式図である。上述のように板材１１間に若干の隙間が生じても、図５とほぼ同様な模式図となり板材１１は梁、貫、土台等の接点により水平応力を分散して受け止める。板材１１間に若干の間隙があったとしてもこれらの接点は非常に多数となるため、全体的に見た場合に接点の若干の減少は無視できる。
【００１７】
この板材１１は繊維方向に並べて耐震壁１０を構成するため、せん断強度は従来技術の図１０に示す合板パネル９０ａ、９０ｂより大きい。合板パネルは繊維方向が交互に直交するように重ね合わせて製作したものだからである。又、従来技術の合板パネルの変形性状は、接合釘１３の変形性状に依存する。即ち、釘接合部においては合板パネルの応力を支圧により釘に伝達し、その応力を釘のせん断抵抗により柱等の相手材に伝達する。この場合、合板パネルの支圧破壊、釘めり込み破壊、釘曲げ降伏、釘曲げ降伏抜け出しの順でせん断破壊が生じる。
【００１８】
図６は図５に係るＡ−Ｂ部分拡大図である。本耐震木造軸組構造に水平応力Ｆが加わると耐震壁１０を構成する板材１１は梁との接点Ｘ、隣接する板材との接点Ｙ、板材１１に設けた切欠き１２との接点Ｚ及び同Ｗにおいて水平応力は分散される。これらの接点は無数に生じるため、水平応力Ｆは板材１１、貫３０、土台５０、柱２０、梁６０及び釘１３の全体で分散して受ける。従って、釘のみ支える従来型の合板パネルよりせん断力強度が大きい。本願耐震壁１０において板材１１を貫３０に固定する釘１３は鋼材であれば特に限定はないが、好ましくはスクリュウ釘を使用する。
【００１９】
本願に係る耐震壁１０は、上述のように必然的に間隙を生ずる。この間隙は耐震壁１０に通気性を与え、耐震壁１０を構成する板材１１の含水率を自然に調整して劣化を防ぐ。一方、従来型の合板パネル型の耐震壁は通気性が極端に悪く、特に外壁を設けた場合には合板パネルを構成する木材の含水率はほとんど調整されず、腐朽がすすむ。このため合板パネル耐震壁を用いた場合は、通気口、換気口を設ける必要がある。
【００２０】
図７は本願耐震木造軸組構造を構成する柱の側面図である。貫３０は柱２０に設けられた貫孔２１に挿入されて弾性体４０とつめ４１で固定される。本願考案の特徴の他のひとつは貫３０の固定に弾性体４０を使用することである。この弾性体４０の材質はゴム、樹脂、エラストマ等である。通常はゴムを使用する。これらの弾性体４０は振動減衰力が大きく地震による揺れを速やかに減衰させる。この弾性体の肉厚は好ましくは５ｍｍ〜１５ｍｍとする。つめ４１の材質は特に限定されないが、通常は木材を使用する。木材を使用すると柱２０にせん断力が発生した場合にこのつめ４１と柱２０の間にめり込み作用が生じて、地震エネルギーを吸収する。つめは貫３０よりも硬い木を使用することが好ましい。例えば、樫、橡等が挙げられる。このつめの肉厚は好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍとする。
【００２１】
図８は図５に係るＣ−Ｄ部の一部拡大図である。地震による水平応力Ｆにより柱２０が傾斜すると、板材はそれに伴って傾斜する。しかし、貫３０及びつめ４１は水平を保ったままであるか又はわずかに傾斜するのみである。従って、弾性体４０は図８に示したように変形する。この弾性体４０は変形することにより地震エネルギーを吸収して地震による揺れを減衰して、建物の破壊、家具等の転倒を防止する。また、この変形した弾性体４０は自身の形状を元の形状に戻そうとするため、結果として歪み（柱の傾斜）を復元させる。
【００２２】
本願耐震木造軸組構造に更に筋違７０を設けることが好ましい（図１参照）。耐力を増加させるためである。この筋違７０は、耐震壁１０と同様に建物全体を考慮して偏在しないように配置する。この筋違は柱２０、土台５０、梁６０に接合金物を用いて固定する。また、貫３０に嵌合する切欠きを設けて貫３０に固定して打釘することが更に好ましい。
【００２３】
図９は基礎８０と土台５０の間及び該土台５０を固定するアンカーボルト８１に螺合したナット８２ａと該土台５０の間に上述の弾性体４０と同一の材質の弾性体４０ａと４０ｂを設けた図である。弾性体４０ａの配置箇所は柱５０の下、アンカーボルト８１のある場所が好ましい。地震による揺れは複雑であってあらゆる方向から地震エネルギーは建物に侵入し、あらゆる方向の振動をおこす。
【００２４】
この弾性体４０ａは地震による揺れにより変形することにより地震エネルギーを吸収し、地震による揺れを減衰して、建物の破壊、家具等の転倒を防止する。この弾性体の厚みは特に限定はないが３０ｍｍ〜１００ｍｍが好ましい。３０ｍｍ未満であると減衰効果が少なく、１００ｍｍを超えると地震時に建物全体がロッキング減少を起こす恐れがあるからである。
【００２５】
同様にナット８２ａと土台５０の間に弾性体４０ｂを設けることが好ましい。弾性体４０ｂの上に座金８３を配置してナット８２ａをアンカーボルト８１に螺合・緊結する。その後ナット８２ｂを更に螺合させてナット８２ａとナット８２ｂを所定のトルクで緊結する。この弾性体４０ｂも上述の弾性体４０及び弾性体４０ａと同様に、地震発生時に変形して地震エネルギーを吸収し、地震による揺れを減衰する。
【００２６】
上述の貫３０を柱に固定するための弾性体４０、基礎８０と土台５０の間に設ける弾性体４０ａ及び該土台５０を固定するアンカーボルト８１に螺合したナット８２ａと該土台５０の間に設ける弾性体４０ｂの材質は特に限定されない。これらの弾性体の例としては、ゴム、樹脂、エラストマ等が上げられる。これらのうちでゴムが好ましく。このゴムは免震装置に使用される積層ゴムと同質のものを使用することが好ましい。このゴムのうちで  天然ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴムのうちの少なくとも一種又はこれらを併用したものが特に好ましい。これらのゴムはゴム自身に減衰力を有し、地震の振動を速やかに減衰するためである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願耐震木造軸組構造の組立図である。
【図２】本願耐震木造軸組構造を構成する板材の縦断面図である。
【図３】本願耐震木造軸組構造を構成する耐震壁の縦断面図である。
【図４】本願耐震木造軸組構造を室内側からみた正面図の一部である。
【図５】本願耐震木造軸組構造に水平応力Ｆが加わった際の模式図である。
【図６】図５に係るＡ−Ｂ部の一部拡大図である。
【図７】本願耐震木造軸組構造を構成する柱の側面図である。
【図８】図５に係るＣ−Ｄ部の一部拡大図である。
【図９】基礎と土台の間、及び土台とナットの間に弾性体を設けた際の連結図である。
【図１０】従来技術の合板耐震壁の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０      耐震壁
１１      耐震板
１３      釘
２０      柱
２０ａ    柱
２０ｂ    柱
２１      貫孔
３０      貫
４０      弾性体
４０ａ    弾性体
４０ｂ    弾性体
４１      つめ
５０      土台
６０      梁
７０      筋違
８０      基礎
８１      アンカーボルト
８２ａ    ナット
８２ｂ    ナット
８３      座金
９０ａ    合板パネル
９０ｂ    合板パネル
Ｆ        水平応力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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