(57)【要約】  【課題】  在来軸組木造建築物の柱間に構造用合板を止め付けることにより壁倍率を高めた耐力壁構造として、特殊な構造用面材を用いることなく、一般的な構造用合板により大きな壁倍率が得られ、筋交いが不要で、施工性にも優れた耐力壁構造を提供する。  【解決手段】  筋交いを用いることなく、厚さ９ｍｍ以上の構造用合板６の外周部を、柱１、土台２、梁３等の軸組材に対し１００ｍｍ以下の間隔で、材料規格SWCH18Aまたはこれと同等以上の品質を有するビス７により止め付け、壁倍率を４．０以上となるようにする。軸組材どうしの接合部は補強金物８で補強し、必要な強度を得る。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
在来軸組木造建築物の柱間に構造用合板を止め付けることにより壁倍率を高めた耐力壁構造において、厚さ９ｍｍ以上の構造用合板の外周部を軸組材に対し１００ｍｍ以下の間隔で、材料規格SWCH18Aまたはこれと同等以上の品質を有するビスにより止め付けることで、筋交いを用いることなく、壁倍率を４．０以上としたことを特徴とする在来軸組木造建築物の耐力壁構造。
【請求項２】
前記ビスは、先端側に先端ネジが形成され、頭部の付根部に首部ネジが形成され、前記首部ネジの長さが前記先端ネジの長さより短く、かつ前記首部ネジのネジピッチが前記先端ネジのネジピッチより小さいものであることを特徴とする請求項１記載の在来軸組木造建築物の耐力壁構造。
【請求項３】
前記軸組材と前記構造用合板との間に、テープ状に成形した粘弾性体を介在させてあることを特徴とする請求項１または２記載の在来軸組木造建築物の耐力壁構造。
【請求項４】
軸組材どうしの接合部を補強金物で補強してあることを特徴とする請求項１、２または３記載の在来軸組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、在来軸組木造建築物を、リフォームに際し、耐震補強するための耐力壁構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物の代表的な構造形式としては、在来軸組工法による構造と、ツーバイフォー工法による構造がある。
【０００３】
ツーバイフォー工法が面的な抵抗機構を有するのに対し、在来軸組工法は柱や梁などの軸組材による線的な抵抗機構によるものであり、開口部の自由度の面では在来軸組工法が勝っているが、地震に対しては一般的にツーバイフォー工法が有利であるとされている。
【０００４】
また、耐震基準の改正に伴い、既存の木造建築については耐震補強が必要となっている。在来軸組工法の建築物において、従来は柱と梁などで囲まれる部分に筋交いを入れて補強していたが、構造用合板などの構造用面材による壁補強が認められ、高い壁倍率を実現するためには筋交いと構造用面材を併用するのが一般的である。
【０００５】
従来、在来軸組木造建築物の耐力壁については、厚さ７．５ｍｍ以上の構造用合板をＮ５０のくぎで１５ｃｍ以下の間隔でくぎ打ちすることで、壁倍率２．５が得られるとされている。また、筋交いによる補強では、所定の筋交いを取り付けることで、壁倍率２．０が得られとされている。
【０００６】
従って、壁倍率４．５を確保しようとすると、上記構造用合板の壁倍率２．５に、筋交いによる壁倍率２．０を加えることで、壁倍率４．５となり、すなわち筋交いが不可欠であった。
【０００７】
しかしながら、筋交いによる補強は筋交いの端部を柱と梁などの接合部に取り付ける場合、強固に固定する必要があり、またこの接合部に応力が集中するため、その部分の補強が必要となる。このような仕口部の補強や筋交いの固定に関しては各種建築金物が開発されているが、狭い仕口部のみでの取付け、補強には限度があり、取付け作業が煩雑となり、取付金具、補強金物などのコストも嵩むという問題がある。
【０００８】
これに対し、特許文献１には、在来の木造住宅における構造用木製合板あるいは構造用木製パネル等に替えて繊維補強モルタル合成板を採用することにより、耐用年数増加、耐震性向上、および耐火性能の向上を図った技術が記載されている。
【０００９】
また、特許文献２には、在来工法で施工された木造建築物の耐震補強に関し、構造用面材として、構造用合板の表裏面にＭＤＦ（中質繊維板）を一体に積層して強度を高めた板状部材を用い、軸組にビスで止め付けることで、壁倍率を３．５６倍としたとする技術が記載されている。なお、その場合のビス間隔は１５０ｍｍ程度とされている。
【００１０】
また、特許文献３には、耐力壁を構成する土台の上面と構造用合板の下端面との間に、床面材が配置可能な隙間を設け、土台の上面に、床面材の端縁部分を載置できるようにし、床面材を支持するための床受部材を土台に設ける必要がなくし、床の構築作業を容易にし、構造用合板および床面材の両方に接合される受材を設け、受材を介して構造用合板と床面材とを連結し、かつ梁および土台の中間部分どうしを連結する間柱を設け、この間柱で枠材を補強し、これにより、３倍率以上の耐力を耐力壁に確保するという技術が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１０７３６６号公報
【特許文献２】特開２０００−２９１１３０号公報
【特許文献３】特開２００６−０９００３６号公報
【特許文献４】特開２００６−０３７３９４号公報
【特許文献５】特開２００２−０６１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述のように、従来の在来軸組木造建築物の耐震補強において、壁倍率４．５以上の大きな壁倍率を確保しようとすると、筋交いが不可欠であり、接合部の補強等も含め、施工が煩雑で、コストも嵩むという問題があった。
【００１３】
また、特許文献１や特許文献２記載の技術は、構造用面材の改良により、壁倍率の向上を図ったものであるが、構造用面材としてのコストが嵩む上、得られる壁倍率は十分でなく、より大きな壁倍率を確保するためには筋交いが必要となる。
【００１４】
特許文献３記載のものは、従来の耐震補強構造とは構造が異なり、施工が煩雑となる上、やはり得られる壁倍率は十分でなく、より大きな壁倍率を確保するためには筋交いが必要となる。
【００１５】
これに対し、本願の発明者は、上述のような課題の解決を図るべく、検討を重ねた結果、所定以上の厚さの構造用合板を、所定以上の材質および引抜き抵抗を有するビスで、従来一般的な止付け間隔より短い間隔で止め付けることで、筋交いを用いることなく、壁倍率を４．５以上とする耐震補強が可能であることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明は、在来軸組木造建築物の耐震補強において、特殊な構造用面材を用いることなく、一般的な構造用合板により大きな壁倍率が得られ、筋交いが不要で、施工性にも優れた耐力壁構造を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願の請求項１に係る発明は、在来軸組木造建築物の柱間に構造用合板を止め付けることにより壁倍率を高めた耐力壁構造において、厚さ９ｍｍ以上の構造用合板の外周部を軸組材に対し１００ｍｍ以下の間隔で、材料規格SWCH18Aまたはこれと同等以上の品質を有するビスにより止め付けることで、筋交いを用いることなく、壁倍率を４．０以上としたことを特徴とするものである。
【００１８】
構造用合板自体は、市販の一般的な構造用合板を用いることができるが、基準にある厚さ７．５ｍｍでは不十分であり、本発明では厚さ９ｍｍ以上のものを用いることで、壁倍率を４．０以上、通常は４．５以上とすることが可能となる。厚さの上限は特に定めないが、厚すぎても耐震強度への寄与がそれほどでない反面、ビスによる止付けが困難となるので、１５ｍｍ以下が望ましい。
【００１９】
市販の構造用合板の寸法としては、例えば９００ｍｍ×１８００ｍｍ、９１０ｍｍ×１８２０〜２７３０ｍｍ等があるが、寸法に関しては補強の対象となる軸組の寸法等に応じて使用しやすいものを選択することができる。構造用合板の強度等に関しては、１級、２級の区別があるが、１級のものが好ましい。
【００２０】
構造用合板の軸組への止付け間隔は、基準にある１５０ｍｍでは不十分であり、本発明では構造用合板の外周部の止付け間隔を１００ｍｍ以下とする。また、丸くぎは引抜き力の作用で止付けが緩み、本発明の条件である壁倍率４．０あるいは４．５が確保できないので、緩みが生じ難いビスを用いる。外周部以外を軸組内の間柱その他の縦材、胴つなぎ等の横材に止め付ける部分については、必ずしも止付け間隔を１００ｍｍ以下としなくてもよい。
【００２１】
また、本発明では、壁倍率４．０あるいは４．５を確保する上で、ビスのネジ部による引抜き抵抗が不可欠な要素となっているが、引抜き抵抗に見合う材質的な強度が要求されるため、材料規格SWCH18Aまたはこれと同等以上の品質を有するビスを用いることとした。また、ビスは割れが生じたりするなど軸組材を傷めないようにしなければならないが、比較的短いビスでも必要な止付け強度を得るためにもこのような品質のものが条件となる。
【００２２】
ビスによる構造用合板の軸組への止付けは、直接、柱等の軸組材に止め付ける場合と、柱等に沿わせた受材を介して止め付ける場合とがある。
【００２３】
以上の条件のもとに、軸組材の接合部に補強金物を取り付けることで、筋交いを設けることなく、壁倍率４．０あるいは４．５が可能となる。補強金物は従来から各種のものが用いられているが、必要な強度が確保でき、かつコンパクトで、構造用合板を軸組材に止め付ける作業の支障にならないものを選択すればよい。
【００２４】
請求項２は、請求項１に係る在来軸組木造建築物の耐力壁構造において、前記ビスは、先端側に先端ネジが形成され、頭部の付根部に首部ネジが形成され、前記首部ネジの長さが前記先端ネジの長さより短く、かつ前記首部ネジのネジピッチが前記先端ネジのネジピッチより小さいものであることを特徴とするものである。
【００２５】
上述のように、本発明では従来の丸くぎでは不十分であり、ビスを用いるが、首部ネジのネジピッチが前記先端ネジのネジピッチより小さいものを用いることで、構造用合板の軸組材等への止付けにおいて、軸組材等に割れなどが生じるのを防止することができ、かつ構造用合板を確実に止め付けることができる。
【００２６】
このようなビスは、例えば、特許文献４（特開２００６−０３７３９４号公報）などにも記載されている。
【００２７】
請求項３は、請求項１または２に係る在来軸組木造建築物の耐力壁構造において、前記軸組材と前記構造用合板との間に、テープ状に成形した粘弾性体を介在させてあることを特徴とするものである。
【００２８】
テープ状に成形した粘弾性体としては、例えば、特許文献５（特開２００２−０６１３１６号公報）などにも記載されたものがあり、市販のものとしてはアイディールブレーン社製の商品名「制震テープ」などがある。
【００２９】
テープ状に成形した粘弾性体は、構造用合板を止め付ける前に、軸組材の表面に貼り、その上からビスで構造用合板を止め付けることで、地震の際にエネルギー吸収効果が発揮され、耐震性がさらに向上する。特に大きい地震において、エネルギー吸収効果、変形抑制効果が高い。
【００３０】
請求項４は、請求項１、２または３に係る在来軸組木造建築物の耐力壁構造において、軸組材どうしの接合部を補強金物で補強してあることを特徴とするものである。
【００３１】
前述のように、補強金物は従来から各種のものが用いられており、耐震補強おいて実質的には必須のものであるが、必要な強度が確保でき、かつコンパクトで、構造用合板を軸組材に止め付ける作業の支障にならないものを選択すればよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の耐力壁構造によれば、在来軸組木造建築物の耐震補強において、筋交いを用いることなく、また特殊な構造用面材を用いることなく、４．０以上、実質的には４．５以上の大きな壁倍率が得られ、構造が簡素化されるため、材料加工も容易で、施工性にも優れ、所要の強度を備えた耐力壁を低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図２は、本発明との比較のために、壁倍率を４．５倍とする場合の従来例を示したものである。この例は、左右の柱１と下側の土台２と上側の梁３とで構成される在来軸組木造建築物の軸組について、筋交い１９と隅角部などに取り付けた補強金物１８等により、壁倍率２．０を確保し、さらに構造用合板１６などの構造用面材をくぎ１７で取り付けることで、壁倍率２．５を確保し、これらの足し合わせにより、壁倍率４．５とするものである。
【００３４】
この場合、厚さ７．５ｍｍ以上の構造用合板１６を、１５０ｍｍ以下の間隔Ｐでくぎ打ちして止め付けることとされている。
【００３５】
しかしながら、図２に示すように、筋交い１９を配置するに当たり、間柱４や胴つなぎ５との取り合い、柱梁接合部に対する固定、補強金物１８等との取り合い（実際にはさらに幾つかの異なる補強金物を併用する場合が普通である。）など、加工面および施工面において煩雑な作業が必要である。
【００３６】
これに対し、図１は、本発明の耐力壁構造を示したもので、筋交いを用いずに壁倍率を４．５以上とすることができる。図３および図４は、それぞれ図１の実施形態に使用されるビス７と補強金物８の一形態を示したものである。
【００３７】
すなわち、本発明では、それ自体は一般的な厚さ９ｍｍ以上の構造用合板６を用い、その外周部を柱１、土台２、梁３などの軸組材に対し、１００ｍｍ以下の間隔でビス７により止め付ける。なお、図示した例は、従来例を示した図２の場合と同様、９００ｍｍ×１８００ｍｍの構造用合板６と９００ｍｍ×９００ｍｍの構造用合板６を縦に取り付けた場合であるが、構造用合板６の大きさについて特に制限はなく。例えば、市販の９００ｍｍ×２７００ｍｍあるいは９１０ｍｍ×２７３０ｍｍの構造用合板を用いた形での壁補強も可能である。
【００３８】
ビス７は、通常用いられているくぎの材質に比べ、強度の高いものを用い、材料規格SWCH18Aまたはこれと同等以上の品質を有するビスとする。
【００３９】
図３に示したビス７は、市販の材料規格SWCH18Aのものであり、先端側に先端ネジ７ｂが形成され、頭部７ａの付根部に首部ネジ７ｃが形成され、首部ネジ７ｃの長さが前記先端ネジの長さより短く、かつ首部ネジ７ｃのネジピッチｐ2が前記先端ネジ７ｂのネジピッチｐ1より小さくなっている。また、頭部７ａの裏側、すなわち付根部に複数の突起７ｄが形成され、止付けの際、構造用合板６の表面に食い込み、ビス７の緩みを防止することができる。
【００４０】
このようなビス７の使用により、構造用合板６の軸組材等への止付けにおいて、軸組材等に割れが生じ難く、かつ構造用合板６を軸組材等にしっかり止め付けることができる。
【００４１】
図４に示した補強金物８は、板状の柱側接合部８ａが板状の梁または土台側接合部８ｂより長いＬ形の補強金物であり、柱１と土台２または梁３との仕口部の内側に沿わせ、ビス孔８ｅにビスを通して取り付ける構造のものである。
【００４２】
この図４の補強金物８は、板状の柱側接合部８ａと板状の梁または土台側接合部８ｂの交わる隅角部８ｃ部分について板材を面外方向に湾曲加工した補剛部８ｄを形成することで、柱１と土台２または梁３との仕口部の内側にコンパクトに納まる高強度の補強金物としたものであり、軸組材について特別な加工が不要であり、構造用合板６の止付けも支障なく行うことができる。
【００４３】
なお、以上は最良の形態を例示したものであり、ビス７や補強金物の形態等、上記のものに限定されず、また、必要に応じ、従来使用されている各種補強金物を併用することができる。
【００４４】
図５は、本発明の耐力壁の試験結果を示したもので、厚さ９ｍｍの構造用合板の外周部を軸組材に対し１００ｍｍ以下の間隔で、材料規格SWCH18Aのビスにより止め付けた試験体（筋交いなし）について試験を行い、縦軸を荷重によるモーメントＭ（ｋＮ・ｍ）、横軸を変形角γ（×1000rad）で示したものである。
【００４５】
表１は、試験結果に基づき、壁倍率を算定した際の耐力算定表である。この場合の壁倍率は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小の値である４．５４と算定される。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
図６は、本発明の耐力壁構造において、柱１、土台２、梁３などの軸組材と構造用合板６との間に、テープ状に成形した粘弾性体２１を介在させる場合の粘弾性体２１の配置例を一部切り欠いて概略的に示したものである。
【００４８】
テープ状に成形した粘弾性体２１は、前述したように市販のものなどを利用することができ、一般の粘着性テープを貼るのと同様に簡単に貼り付けることができる。
【００４９】
中小の地震では、軸組みの変形に対し、主として構造用合板６およびそれを止め付けるビス７が抵抗するが、大きな地震に対しては粘弾性体２１による減衰力の寄与が大きくなり、粘弾性体２１によるエネルギー吸収と変形抑制効果が効いてくる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の耐力壁構造の概要を示す正面図である。
【図２】従来の筋交いを用いた耐力壁構造の概要を示す正面図である。
【図３】本発明で使用するビスの一形態例を示したもので、(a)はビスを寝かせた状態の正面図、(b)は左側面図（ビス頭部）、(c)は右側面図（ビス先端部）である。
【図４】本発明で使用する補強金物の一形態例を示したもので、(a)は補強金物を軸組の下部に使用した状態での平面図、(b)は壁面外方向から見た正面図、(c)は右側面図（壁面内方向から見た図）である。
【図５】本発明の耐力壁の試験結果を示すグラフである。
【図６】本発明の耐力壁構造において、軸組材と構造用合板との間に、テープ状に成形した粘弾性体を介在させる場合の粘弾性体の配置例を概略的に示した正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…柱、２…土台、３…梁、４…間柱、５…胴つなぎ、６…構造用合板、７…ビス、７ａ…頭部、７ｂ…先端ネジ、７ｃ…首部ネジ、７ｄ…突起、８…補強金物、８ａ…柱側接合部、８ｂ…梁または土台側接合部、８ｃ…隅角部、８ｄ…補剛部、８ｅ…ビス孔、
１６…構造用合板、１７…くぎ、１８…補強金物、１９…筋交い、
２１…テープ状の粘弾性体
【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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