(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土台および梁間に立設された１対の柱の間に傾斜状態に筋交を配置した架構を有する木造建築物において、
前記柱間の上下位置に、１対の補強金属板（１０）を土台および梁と平行に配置し、その両端を各柱に連結するとともに、筋交の上部および下部側面と前記各補強金属板（１０）の側面とを複数の固定具を介して連結し、
前記１対の補強金属板（１０）は、縦方向に広幅な平鋼鈑からなり、該平鋼鈑の両端には、連結用フランジ部（１０ａ）がＬ形に屈曲形成され、該連結用フランジ（１０ａ）を介して前記各柱に連結され、各補強金属板（１０）の側面には、釘又は木螺子よりなる前記固定具が挿入される多数の取付孔（１８）が予め形成されており、該取付孔（１８）を介して複数の固定具により、筋交の上部および下部側面と前記各補強金属板（１０）の側面とが複数の固定具を介して連結されており、
前記各補強金属板（１０）と土台または梁とは、これと直交する上下左右一対の４本の縦結合金具（１２）を介して連結されており、４本の各縦結合金具（１２）は、一端に頭部（１２ｂ）を有し他端に雄ねじ部（１２ａ）が形成された長ボルト具により形成され、各縦結合金具（１２）は、各補強金属板（１０）の一側部の左右に固定されたパイプ（１６）に挿入されて、頭部（１２ｂ）がパイプ（１６）の端面に抜け止め当接されるとともに、雄ねじ部（１２ａ）が土台の上面または梁の下面に固定された左右の固定用金具（１４）中央の固定用筒部（１４ｂ）の内周雌ねじにねじ込み固定されていることを特徴とする木造建築物における筋交の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物の改装工事等において、建物の筋交を含む架構の耐震補強を行うための補強構造及び補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物をリフォームする場合、単に内装の作り替えだけでなく、耐震補強を施すことがある。この耐震補強箇所は、主として内装壁を撤去した後の筋交が設けられている架構部分である。
【０００３】
筋交の補強構造としては、従来では、筋交と柱、土台および／または梁との連結位置に結合金具を添設し、これを木ねじなどにより仕口位置側面に固定することが一般に行われている。しかし、この補強構造では、筋交箇所全体を補強するものでなく、単に仕口箇所の結合強度を高めているに過ぎない。また改装工事では、外壁を撤去して架構の外側面まで露出させて工事を行うことはないため、この種の結合金具を取付けることはできない。
【０００４】
これに対し、本出願人は、先に下記特許文献１に示す木造建築物における筋交構造を開発した。この筋交構造によれば、筋交のある架構における柱の高さ方向中間位置において、水平な筋交支持体を配置して、筋交と結合することによって、筋交のスパンを短縮し、筋交による支持剛性を高めたものである。
【特許文献１】特許第３７３９３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記筋交構造をさらに発展させたものであり、その目的とするところは、土台、梁および１対の柱で囲われ、柱間に筋交を配置した架構の面内で耐震補強を行えるようにした、構造、施工とも簡単な木造建築物における筋交の補強構造及び補強方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明に係る木造建築物における筋交の補強構造は、土台２および梁３間に立設された１対の柱４、４の間に傾斜状態に筋交５を配置した架構１を有する木造建築物において、前記柱４、４間の上下位置に、１対の補強金属板１０、１０を土台２および梁３と平行に配置し、その両端を各柱４、４に連結するとともに、筋交５の上部および下部側面と前記各補強金属板１０の側面とを複数の固定具Ｂを介して連結したことを特徴としている。
【０００７】
前記１対の補強金属板１０、１０は、縦方向に広幅な平鋼鈑からなり、該平鋼鈑の両端には、連結用フランジ部１０ａ，１０ａがＬ形に屈曲形成され、該連結用フランジ１０ａ，１０ａを介して前記各柱４，４に連結され、各補強金属板１０の側面には、釘又は木螺子よりなる前記固定具Ｂが挿入される多数の取付孔１８が予め形成されていることが望ましい。
【０００８】
また、本発明に係る木造建築物における筋交の補強構造では、前記各補強金属板１０、１０と土台２または梁３とを、これと直交する左右一対の縦結合金具１２、１２を介して連結したことを特徴としている。
【０００９】
前記縦結合具１２は、長ボルト具により形成され、前記補強金属板１０の側面には、前記長ボルト具よりなる縦結合具１２が挿入されるパイプ１６が固定され、前記パイプ１６と対向する前記土台２の上面及び前記梁３の下面には、固定用筒部１４ｂが形成された形状の固定用金具１４が固定され、前記補強金属板１０の側面に設けられたパイプ１６に前記長ボルト具よりなる縦結合具１２が挿入されるとともに、その先端雄ねじ部１２ａが前記固定用金具１４の固定用筒部１４ｂ内周に形成された雌ねじ部にねじ込み固定された構成とすることができる。
【００１０】
前記固定用金具１４は、前記土台２の上面及び前記梁３の下面に固定される座金１４ａの中央に前記固定用筒部１４ｂが突出形成された形状であることが望ましい。
【００１１】
本発明に係る木造建築物における筋交の補強方法は、上記補強構造をリフォームなどにより施工させるための方法であって、前記柱４、４間の上下位置に、１対の補強金属板１０、１０を土台２および梁３と平行に配置し、その両端フランジ部１０ａ，１０ａを各柱４、４にねじ固定具Ｂにより連結するとともに、筋交５の上部および下部側面と前記各補強金属板１０、１０の側面とを複数の固定具Ｂを介して連結し、さらに、前記各補強金属板１０、１０と、土台２または梁３とを、これと直交する左右一対の縦結合金具１２を介して連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明によれば、柱４間の上下に配置された補強金属板１０により、柱４間は剛結合され、かつ筋交５のスパンが実質的に短くなることにより、その短縮分、筋交５の強度剛性が増すものとなる。
【００１３】
また、縦結合金具１２の引張り抵抗により土台２に対する柱４の傾斜変形や、梁３に対する傾斜変形を極力防止できる。
【００１４】
さらに、縦結合金具１２のねじ込み調整により、補強金属板１０の高さ位置との調整を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明が適用される木造建築物における筋交箇所の架構を示し、（ａ）は改装前を、（ｂ）は改装後を示す斜視図である。
まず図１（ａ）に示すように、この架構１は、基本的に、布基礎（図略）上に設置される土台２および梁３（一般に木造軸組構造では、けた、または胴差しとも言うが、以後梁と一括呼称する）との間に立設された１対の柱４と、柱４間に斜め配置された筋交５、および、柱４間の中間位置に立設された間柱６とを備えている。なお、図においては、土台２と梁３および柱４の断面寸法を角形で同一寸法としているが、実際には、梁３の場合には土台２よりやや背の高い材が用いられ、柱４の場合は土台２の断面よりやや小さな断面寸法のものであっても良い。また、柱４および間柱６と、土台２および梁３間の仕口は、一般にほぞとほぞ穴による伝統的木工継手構造が用いられるが、これに加えて、ボルトナットなどの結合構造や、かすがい、箱金物などによる補強がなされていても良い。
【００１６】
さらに、筋交５は柱４の材厚の半分程度の厚みであって、その下端部は、土台２と一方の柱４との交叉位置に、上端部は、梁３と他方の柱４との交叉位置を浅い嵌め込み構造とし、かすがい、あるいは貫通ボルト等の横架材を介して連結している。筋交５と間柱６は交叉しているが、部材間の取合いなどの関係で、間柱６側に切欠きを形成して筋交５を通すようにしている。
【００１７】
以上は筋交部分における架構１の基本構造であるが、これに加えて、本発明では、図１（ｂ）および図２，３に示すように、柱４間の上部位置および下部位置に補強構造体９を配置するものである。各補強構造体９は、柱４間に水平に配置され、その両端にＬ字形に屈曲した連結用フランジ部１０ａを複数のねじ固定具Ｂを介して各柱４対向面に連結した、縦方向に幅広で所要肉厚の平鋼板からなる補強金属板１０と、各補強金属板１０と梁２または土台１間を連結した左右１対のねじ棒よりなる縦結合金具１２とを備えている。補強金属板１０と対面する間柱６の前面には、補強金属板１０が挿入されるコ形切欠き６ａ（図３（ａ））が形成されている。
【００１８】
縦結合金具１２は、一端に頭部１２ｂを有し、他端に雄ねじ部１２ａが形成された長ボルト具により形成されている。縦結合金具１２の雄ネジ部１２ａは、土台２の上面または梁３の下面に、座金１４ａをねじ固定具Ｂを介して固定された固定用金具１４にねじ込み固定され、他端は補強金属板１０の一側部に溶接１６ａによって固定されたパイプ１６に挿入されている。
固定用金具１４は、座金１４ａの中央に内周に雌ねじが形成された固定用筒部１４ｂが突出形成された形状の金具である。
【００１９】
各補強金属板１０のパイプ１６の近傍であって、筋交５との交叉位置には多数の取付孔１８（図３のみ表示されている）が貫通形成され、この取付孔１８を通じて筋交５にはねじ固定具Ｂがねじ込まれる（図２のみ表示されている）ことによって、各補強金属板１０と筋交５の上下位置側面とをねじ結合により一体化している。
【００２０】
これらの構成により、各補強金属板１０によって、柱４間は剛結合され、各縦結合金具１２の引張り抵抗により土台２に対する柱４の傾斜変形や、梁３に対する傾斜変形を極力防止するとともに、各補強金属板１０に筋交５を結合することにより、筋交５のスパンが短くなるため、その短縮分、筋交５の強度剛性を増すことができるものとなる。
【００２１】
なお、リフォーム時においては、内装壁材を取除けば、図１（ａ）に示すように、架構１が露出するので、この状態で、柱４間に上下の補強金属板１０を水平に配置し、その取付孔１８の位置をそれぞれ筋交５の上下位置に合わせて、ねじ固定具Ｂによって固定する。次いで、補強金属板１０に固定されたパイプ１６に、縦結合金具１２を挿入し、土台２および梁３に固定した固定用金具１４に、縦結合金具１２の先端雄ネジ部１２ａをねじ込み固定することにより、筋交５を含む架構１の面内で全ての耐震補強工事を完了することになる。
【００２２】
図４は、従来の架構１に地震による水平力が作用した時の変位を測定した結果を示す模式図である。まず図４（ａ）〜（ｃ）は、筋交５に引張り力が作用した場合における変形とその破壊状態を示し、（ａ）に示す通常状態の架構１に、図の左側矢印に示すように所定震度の水平力が作用すると、柱４が矢印方向にむけて傾斜し、梁３が水平移動する。震度に応じた水平力の大きさによっても異なるが、測定実験では、（ｂ）に示すように、梁３が土台２より水平方向に１００程度までずれても梁５は外れることはなく、また復元性もあるが、（ｃ）の円内に示すように梁３が土台２より２００ずれた段階で、筋交５の上部側は梁２と柱４との交叉位置から引抜かれてしまうことが確認された。
【００２３】
また、図４（ｄ）〜（ｆ）は、筋交５に圧縮力が作用した場合における変形とその破壊状態を示し、（ｄ）に示す通常状態の架構１に、図の右側矢に示すように所定深度の水平力が作用すると、柱４が矢印方向に傾斜し、梁３が前記とは逆方向に水平移動する。測定実験では、（ｅ）に示すように、梁３が土台より水平方向に１００程度までずれても、梁５は撓み、復元性もあるが、梁３が土台２より２００ずれた段階で、その圧縮応力により（ｆ）の円内に示すように座屈破壊されてしまうことが確認された。
【００２４】
これに対し、図５は補強構造体９を付加した架構１に水平力が作用した時の変位を測定した結果を示す模式図である。まず図５（ａ）、（ｂ）は、筋交５に引張り力が作用した場合における変位を示し、（ａ）に示す通常状態の架構１に、図の左側矢印に示すように所定震度の水平力が作用すると、柱４が矢印方向にむけて傾斜し、梁３が水平移動するが、測定実験では、（ｂ）に示すように、梁３が土台２より水平方向に、図４（ｃ）に示す２００程度までずれるのと同等の負荷により水平力を付加しても梁５は外れることはなく、復元性もあることが確認された。
【００２５】
また、図４（ｃ），（ｄ）は、筋交５に圧縮力が作用した場合における変位を示し、（ｃ）に示す通常状態の架構１に、図の右側矢に示すように所定深度の水平力が作用すると、柱４が矢印方向に傾斜し、梁３が前記とは逆方向に水平移動するが、測定実験では、（ｄ）に示すように、梁３が土台より水平方向に図４（ｆ）に示す２００程度までずれるのと同等の負荷により水平力を付加しても、梁５は撓むのみであって、復元性もあることが確認された。
【００２６】
なお、上記実施形態における縦結合金具１２は、補強金属板１２と土台２又は梁３とを、剛結合により結合できる部材であれば良い。例えば、補強金属板１２を、両端又は１端にＬ形にフランジ部を設けた金属板体により形成し、その両端と土台２又は梁３とを、ボルト結合具等を介して固定させる構成にしても良い。この場合には、補強金属板１２に設けたパイプ１６は省略できる。
【００２７】
なお、以上の実施形態においては、リフォーム時において、内装壁を取外した状態の筋交を含む架構内に補強構造体９により耐震補強を行う場合を説明したが、建物の施工当初から、補強構造体９を設けても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ），（ｂ）は木造建築物の筋交箇所における改装前後の架構を示す斜視図である。
【図２】図１（ｂ）のＡ部拡大図である。
【図３】（ａ）は図１（ｂ）のＢ部拡大図、（ｂ）は縦結合金具の斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は改装前の筋交箇所に地震力が作用した時の変位を模式的に示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は改装後の筋交箇所に地震力が作用した時の変位を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  架構
２  土台
３  梁
４  柱
５  筋交
６  間柱
９  補強構造体
１０  補強金属板
１０ａ  フランジ部
１２  縦結合金具
１２ａ  雄ネジ部
１２ｂ  頭部
１４  固定用金具
１４ａ  座金
１４ｂ  固定用筒部
１６  パイプ
１６ａ  溶接
１８  取付孔
Ｂ  固定具
【図１】
0004607978.tif 000002
【図２】
0004607978.tif 000003
【図３】
0004607978.tif 000004
【図４】
0004607978.tif 000005
【図５】
0004607978.tif 000006