(57)【要約】【課題】制震性能を発揮して建築の耐震安全性を向上させる木造制震筋交を提供する。【解決手段】木造筋交４の木口から材軸方向に雌ネジラグ５が埋め込まれ、先端部６ａを雌ネジラグ５へねじ込まれたボルト６の外周に座屈補剛管７が嵌め込まれている。ボルト６の基端部６ｂは木造筋交４の木口から突き出され、同木口に設けた孔１５へせん断ピン８が差し込まれたコネクタ９の端板９ａが、ボルト６の基端部６ｂへ締結したナット１０、１１で木口へ固定されている。建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定された接合金物１２とコネクタ９とがピンボルト１３により密接なピン連結状態に接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の柱と梁又は土台が形成する軸組み架構面内の対角線方向に設置される木造筋交において、
木造筋交の木口から材軸方向に雌ネジラグが埋め込まれ、先端部を前記雌ネジラグへねじ込まれたボルトの外周に座屈補剛管が嵌め込まれており、前記ボルトの基端部は木造筋交の木口から突き出され、同木口に設けた孔へせん断ピンが差し込まれたコネクタの端板が、前記ボルトの基端部へ締結したナットで木口へ固定されており、建物の柱と梁又は土台が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定された接合金物と前記コネクタとがピンボルトにより密接なピン連結状態に接合されていることを特徴とする、木造筋交。
【請求項２】
雌ネジラグへねじ込まれるボルトは、その先端部と基端部を除く中間部分が低降伏点鋼により製作されていることを特徴とする、請求項１に記載した木造筋交。
【請求項３】
雌ネジラグへねじ込まれるボルトの先端部と基端部のネジ部谷径は、中間部分の外径よりも大径に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した木造筋交。
【請求項４】
建物の柱と梁又は土台が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定される接合金物は、柱と梁又は土台の幅寸の約１／２幅に製作されており、残る１／２幅の部分に柱および土台の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物が設置されていることを特徴とする、請求項１に記載した木造筋交。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制震性能を発揮して建築の耐震安全性を向上させる木造制震筋交の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築などの耐震要素として筋交はもっとも一般的な補強手段である。
阪神淡路大震災以降、国宝や重要文化財等の伝統的木造建築のみならず、一般住宅を含む様々な木造建築の耐震改修工事が増え、広く実施されている。現行の建築基準法の耐震規定を満足していないまま供用されている、いわゆる「既存不適格建築」が多く存在していることは事実であり、これらの建物については早急に耐震補強措置が講じられるべきである。
そうした「既存不適格建築」の耐震補強手段として、比較的施工が容易な筋交の追加設置を行うことも少なくないが、筋交を耐震要素として使用した構面には、次のような問題点が知られている。
即ち、筋交は端部の固定方法に構造的な無理がある場合が多く、筋交構面の一般的な傾向として、接合部が破断することにより筋交構面が突然に水平抵抗力を喪失してしまうことがある。その結果、建物全体の急激な崩壊を招くことにつながる。
【０００３】
上記の問題点に対し、改良された先行技術として、下記の特許文献１に開示された沓金物式筋交金物は、軸組み架構の隅部へ筋交を強固に設置するためのもので、軸組み架構の隅部へボルトで固定される第１金具と、前記第１金具へ結合される第２金具とからなり、前記第２金具は筋交の端部に固定され、同第２金具を前記第１金具の方へ引き寄せる引き寄せ機構としてのボルトを備えている。
特許文献２に開示された筋交金具セットは、軸組み架構の隅部へ筋交を強固に設置するためのもので、軸組み架構の隅部（柱又は土台）へ固定される第１金具と第２金具とで構成され、前記第１金具および第２金具の間に筋交の端部が挟み込まれ固定される構成である。
特許文献３に開示された、鉄筋筋交で構成された木造軸組耐力壁は、ホールダウン金物の設置数を少なくすることを目的としたもので、軸組み架構の隅部（柱および土台）へホールダウン金物をボルトで固定し、前記ホールダウン金物へ鉄筋筋交の端部を結合した構成である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７３４４６号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４３４１号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された沓金物式筋交金物は、引っ張りと圧縮の双方に効く両効き筋交を構築できる。しかし、筋交の端部に固定された第２金具を第１金具の方へ引きよせる引き寄せ機構を構成するボルトは、筋交の材軸方向に配置されているが、エネルギ吸収機能を発揮する構成とはなっておらず、制震筋交を構築することはできない。また、筋交の端部に第２金具を固定するボルトは、予め木造筋交の材軸方向に対し直角な向きに埋め込み設置された円筒状ナットへねじ込んで第２金具を固定するが、前記構成の故に、筋交が引っ張りと圧縮の双方向の作用力を受ける度に、経時的に円筒状ナットと木造筋交との間に緩み（ガタ）を生じてくることを否めず、筋交としての作用効果が経時的に劣化するであろう欠点が認められる。また、柱や土台の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物の必要が仮に生じても、ホールダウン金物を、第１金具と併設することは不可能な構成である。エネルギ吸収による制震作用も期待できない。
特許文献２に開示された筋交金具セットも、引っ張りと圧縮の双方に効く両効き筋交を構築できる。しかし、第１金具および第２金具の間に筋交の端部を挟み込んで固定する手段は、やはり筋交の材軸方向と直角な向きに打ち込み又はねじ込まれた釘又はビスによる構成であるから、筋交が引っ張りと圧縮の双方向の作用力を受ける度に、経時的に釘又はビスと木造筋交との間に緩み（ガタ）を生じてくることを否めず、筋交としての作用効果が劣化する欠点が認められる。また、柱や土台の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物の必要が生じても、第１金具と併設することは不可能な構成である。エネルギ吸収による制震作用も期待できない。
特許文献３に開示された、鉄筋筋交で構成された木造軸組耐力壁は、そもそも鉄筋筋交を採用した構成であるから、引っ張りには効くが、圧縮に働かず、両効き筋交にはならない。また、鉄筋筋交にはエネルギ吸収による制震作用も期待できない。
従って、上記の各先行技術の筋交は、一度でも大地震を経験すると、筋交そのものを交換しなければならないという問題を有するのである。
【０００６】
本発明の目的は、既往の木造筋交に避けられなかった接合部の脆性破壊を回避するだけの制震作用を期待でき、また、筋交性能の経時的な劣化の発生を回避でき、設置施工が容易な構成であり、新設建物、既存建物の別を問わず、そうした建物の耐震安全性を向上させることに寄与する木造筋交を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る木造筋交は、
建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の対角線方向に設置される木造筋交４において、
木造筋交４の木口から材軸方向に雌ネジラグ５が埋め込まれ、先端部６ａを前記雌ネジラグ５へねじ込まれたボルト６の外周に座屈補剛管７が嵌め込まれており、前記ボルト６の基端部６ｂは木造筋交４の木口から突き出され、同木口に設けた孔１５へせん断ピン８が差し込まれたコネクタ９の端板９ａが、前記ボルト６の基端部６ｂへ締結したナット１０、１１で木口へ固定されており、建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定された接合金物１２と前記コネクタ９とがピンボルト１３により密接なピン連結状態に接合されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した木造筋交において、
雌ネジラグ５へねじ込まれるボルト６は、その先端部６ａと基端部６ｂを除く中間部分６ｃが低降伏点鋼により製作されていることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した木造筋交において、
雌ネジラグ５へねじ込まれるボルト６の先端部６ａと基端部６ｂのネジ部谷径は、中間部分６ｃの外径よりも大径に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載した木造筋交において、
建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定される接合金物１２は、柱１と梁又は土台２の幅寸の約１／２幅に製作されており、残る１／２幅の部分に柱１および土台２の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物３が設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜４に記載した発明に係る木造筋交は、木造筋交４の材軸方向に配置して接合手段に使用するボルト６が、大地震時に降伏してエネルギー吸収能力を発揮するので、制震作用を期待でき、建物の高い耐震性に寄与することができる。
とりわけ請求項２記載の発明のように、ボルト６に低降伏点鋼を採用すると、大地震時でも筋交４およびその接合金物１２等に作用する負荷を降伏点に軽減でき、軸組み架構部分および接合金物部分の損傷を防止できる。その上、低降伏点鋼は歪み硬化の弊害が少ないから、一度降伏してもエネルギ吸収能力を喪失しない。よって、他の部分に損傷を受けない限り、何度地震を受けても筋交としての機能、働きを発揮し続けるから、頻繁に交換する保守、更新の手間がかからない。仮に低降伏点鋼ボルトが損傷した場合には、該ボルト６のみを交換すれば足りる。
また、木造筋交４の材軸方向に配置して接合手段に使用するボルト６は、その構造上、何度地震を受けても筋交としての緩み（ガタ）が発生する懸念が無く、筋交として恒久的に一定の品質、能力を期待できる。この意味でも、頻繁に保守、更新する手間がかからない。
本発明に係る木造筋交は、圧縮と引っ張りの双方に効く両効き筋交である。よって、軸組み架構面内へ通常の交差型配置に設置する必要が無く、交差型配置の場合に比して、施工の手間と資材数量を省くことができる。
また、ホールダウン金物３の取付要求に応じて、構造上、ホールダウン金物３を併用することが容易に可能であり、耐震補強計画上の自由度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の対角線方向に設置される木造筋交である。
木造筋交４の木口から材軸方向に雌ネジラグ５が埋め込まれ、先端部６ａを前記雌ネジラグ５へねじ込まれたボルト６の外周に座屈補剛管７が嵌め込まれ、前記ボルト６の基端部６ａは木造筋交４の木口から突き出されている。同木口に設けた孔１５へせん断ピン８が差し込まれたコネクタ９の端板９ａが、前記ボルト６の基端部６ｂへ締結したナット１０、１１で木口へ固定されている。建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定された接合金物１２と前記コネクタ９とがピンボルト１３により密接なピン連結状態に接合されている。
雌ネジラグ５へねじ込まれるボルト６は、その先端部６ａと基端部６ｂを除く中間部分６ｃが低降伏点鋼により製作されている。また、雌ネジラグ５へねじ込まれるボルト６の先端部６ａと基端部６ｂのネジ部谷径は、中間部分６ｃの外径よりも大径に形成されている。
建物の柱１と梁又は土台２が形成する軸組み架構面内の内隅へ固定される接合金物１２は、柱１と梁又は土台２の幅寸の約１／２幅に製作され、残る１／２幅の部分に柱１および土台２の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物３が設置されている。
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず図１と図２は、木造建築などの柱１と土台２とが形成する軸組み架構面内の対角線方向に設置された木造制震筋交の実施例を示す。柱１および土台２の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物３が併設された実施例でもある。図示例ではホールダウン金物３が併設された構成であるため、木造筋交４は、柱１および土台２の１／２幅割りの木材（４５×９０ｍｍ）を使用しているが、この例の限りではないこと勿論である。
木造筋交４には、その端部の木口中央から材軸方向に、アンカー作用（引き抜き抵抗）に必要十分な太さと長さの雌ネジラグ５（長ボルトの材心部に雌ネジ孔加工を施した中空ボルト）が深く埋め込まれている。この雌ネジラグ５の埋め込み法としては、予め木造筋交４の木口中央から材軸方向に雌ネジラグ５の外周ネジの谷径相当の口径で下孔を掘る。その下孔の内面に予め接着剤を塗布して固定度の信頼性を高めておいて、同下孔に沿って雌ネジラグ５をねじ込み、必要十分なアンカー力を発揮する構造に埋め込み接着される。因みに、雌ネジラグ５は、その外周ネジの外径が一例として１６ｍｍ（Ｍ１６）程度、軸方向長さは１５０ｍｍ程度であり、木造筋交４の木口からの距離にして１４０ｍｍ以深に埋め込まれている。
【００１３】
上記の雌ネジラグ５へ、接合用のボルト６の先端ネジ部６ａが長さにして５０ｍｍ程度ねじ込まれ、同ボルト６の基端ネジ部６ｂは筋交４の木口から一部分突き出されている。因みに、本実施例の接合用ボルト６は、全長が２６０ｍｍ程度で、先端ネジ部６ａおよび基端ネジ部６ｂはそれぞれ、ネジ外径が１２ｍｍ（Ｍ１２）、長さは５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度に製作されている。
この接合用ボルト６の材質は、たとえばＳＳ４００程度の一般鋼であっても、一定の制震機能を期待できる。しかし、制震機能を十分発揮させるための構成としては、図３Ａ、Ｂに示したように、先端ネジ部６ａおよび基端ネジ部６ｂを除いた中間部分６ｃ（図３参照。この中間部分６ｃの外周面にはねじ切り加工を施していない。）を低降伏点鋼（極低降伏点鋼を含む。以下同じ。）で製作すると共に、同低降伏点鋼部分の直径と長さは、設計時に設定した荷重による降伏伸び量に適応する構成としたボルト６を使用するのが好ましい。先端ネジ部６ａおよび基端ネジ部６ｂに、ボルト６の塑性変形が及ばない構成とする配慮に基づく。ちなみに、通常は設計荷重（損傷限界荷重）を超えた段階で低降伏点鋼が降伏するように設計される。
【００１４】
更に言えば、図３Ｂに示したように、当該ボルト６の先端部６ａと基端部６ｂのネジ部谷径は、当該ボルト６の設計荷重に対して必要な安全率を確保するものとし、もって中間部分６ｃの軸外径（１２ｍｍ）よりもネジ部谷径の方が大きくなるように（ネジ外径１６ｍｍ程度に）形成して、少なくとも先端部６ａと基端部６ｂのネジ部が、中間部分６ｃよりも先行して破断する懸念のない構成で実施し、接合部の脆性破壊を回避すると、耐震安全性を大幅に向上できて好ましい。
【００１５】
上記ボルト６のうち、雌ネジラグ５から木造筋交４の木口に至る範囲には、その外周に座屈補剛管７が嵌め込まれている。したがって、ボルト６が上記低降伏点鋼で製作されていても、座屈補剛管７で座屈補剛されているから、圧縮応力時にも座屈することなく、鋼材全強度を発揮し、「両効き筋交」としての機能、性能を発揮する。すなわち、ボルト６の断面応力を合理的に伝達する接合部構成となっている。
同木造筋交４の木口には、同木口に予め設けたピン孔１５へ材軸方向に差し込むせん断ピン８を有するコネクタ９の端板９ａが、木口のピン孔１５へ前記せん断ピン８を差し込んで横滑りが生じない構造でぴったり当てがわれた状態で、同ボルト６の基端ネジ部６ｂへねじ込み締結した内外のナット１０と１１により木口へ強固に固定されている。ちなみに、端板９ａよりも内側のナット１０は端板９ａを木口と面一状態に固定するための位置決めナットであり、外側二つのナット１１はロックナットである。
【００１６】
一方、建物の柱１と土台２（又は梁。以下同じ）が形成する軸組み架構面内の内隅に、接合金物１２が強固に固定されている。該接合金物１２の直角なＬ字形をなす垂直辺部１２ａと水平辺部１２ｂはそれぞれ、柱１および土台２へねじ込まれた複数本のラグスクリュー１６により強固に固定されている。
なお、図示した実施例は、上述したように柱１および土台２の引き抜き抵抗に供するホールダウン金物３を併用する条件であるため、接合金物１２は、全体として柱１および土台２の幅寸（因みに図示例の柱１及び土台２の大きさは１０５×１０５ｍｍ）の約１／２幅（約５２ｍｍ）に製作されている。柱１の残る１／２幅の部分に隣接する配置で、柱１および土台２の引き抜き抵抗を増強するホールダウン金物３が設置されている。
図示したホールダウン金物３は、柱１を貫通させた複数本のボルト１７とこれにねじ込んだナット１８とにより、柱１の側面下部に強固に固定されている。そのボルト受け３ａを下向きに貫通させたアンカーボルト２０が、直下の土台２を貫通して基礎コンクリート２１中に埋め込まれ、同アンカーボルト２０の上端部へねじ込んだナット２２が引き抜き抵抗を伝達可能にボルト受け３ａに受け止められて、必要十分な大きさの引き抜き抵抗力を発現する構成とされている。
勿論、ホールダウン金物３を併用する条件がない場合は、接合金物１２は、柱１および土台２の全幅寸を占めるような形態で実施することができる。
【００１７】
上記のようにして木造筋交４の木口へ固定したコネクタ９と、柱１および土台２（又は梁）が形成する軸組み架構の内隅へ固定した接合金物１２とが、１本のピンボルト１３により遊びのない密接なピン連結状態に接合されて制震筋交が完成されている。すなわち、コネクタ９と接合金物１２の接合板１２ｃとが重ね合わされ、両者のボルト孔を一致させてピンボルト１３が通され、ナット１３ａを締め込んで密接なピン接合が行われている。
なお、コネクタ９と接合金物１２の接合構造としては、図４に例示したように、コネクタ９の形状を、接合金物１２の接合板１２ｃを密接に挟む二股構造として、面外方向の曲げに強いピン連結状態に接合する構成も好適に実施可能である。
【００１８】
本発明の木造制震筋交の実施に際しては、上記構成の筋交接合部を、木造筋交４の少なくとも片側端部に設ければ足りる。反対側の端部にも同様な構成の筋交接合部を設けても良いが、通常の一般的な筋交接合金物（Ｚマーク表示金物）による接合を実施しても、同様な作用効果を享受することができる。
【００１９】
上記構成の木造制震筋交は、木造筋交４の材軸方向に配置したボルト６で接合金物１２と接合する構成であるから、地震等による大きな水平力の作用を繰り返し受けても緩み（ガタ）を発生する懸念は全くない。しかも同ボルト６が先行して降伏し、地震エネルギーを吸収するため、降伏荷重の設計値以内で建物の軸組み架構本体の損傷を抑制することが可能であり、建物に高い耐震性と耐用寿命が生まれる。すなわち、ボルト６の引っ張り降伏時の応力の大きさを、建物の架構本体の許容応力度の範囲内に設計すれば、木造建築などの損傷を抑制する制御が可能になるからである。
本発明の木造制震筋交は、既存の木造建築などに実施する後付け施工が可能であることはもとより、新築建物の耐震補強工事としても全く同様に適用し実施することができる。
【００２０】
以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、もちろん、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。本発明の思想原理と要旨を逸脱しない範囲において、当業者が必要に応じて行う設計変更などに、種々な態様で実施できることを、ここに念のため付言する次第である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る木造制震筋交の実施例を主要部について示した正面図である。
【図２】Ａは図１の側面図、Ｂは図２ＡのII−II線矢視の平面図である。
【図３】Ａ、Ｂは本発明の木造制震筋交で使用するボルトの異なる構成例を示す立面図である。
【図４】本発明に係る木造制震筋交の異なる実施例を図２Ａと同じ視点で示す側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１          柱
２          土台
３          ホールダウン金物
４          木造筋交
５          雌ネジラグ
６          接合用のボルト
８          せん断ピン
９          コネクタ
１０、１１  ナット      
１２        接合金物
１３        ピンボルト
１５        ピン孔
【図１】
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【図２】
2008150893.tif 000004
【図３】
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【図４】
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