(57)【要約】【課題】  外壁と内壁との狭隘な空隙に容易に挿入して取り付けることができ、多少の変形を生じている柱梁にも適用可能で、垂直構面体をトラス剛性で補強して耐震強度を向上できる既設木造建築物の補強構造の提供。【解決手段】  既設木造建築物の垂直構面体１を補強対象とし、水平リンク材２の一端と垂直リンク材３の上端が面内回転節５０で連結され、斜めリンク材４の一端が垂直リンク材に面内回転節４１で連結され、斜めリンク材の他端が水平リンク材に面内回転節４２で連結され、接続リンク材５の一端が前記斜めリンク材に面内回転節４０で連結され、接続リンク材の他端が水平リンク材又は垂直リンク材に面内回転節５０で連結され、垂直リンク材および／または、接続リンク材が可撓性材で形成され、これらのリンク材によって形成された三角形状集成フレームＡが垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下の横材と、前記上下の横材間に渡された左右の柱とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体を補強対象とし、水平リンク材と、垂直リンク材と、接続リンク材と、上側斜め材の下端と下側斜め材の上端が面内回転節で連結された斜めリンク材と、からなり、
前記水平リンク材の一端と垂直リンク材の上端が面内回転節で連結され、
斜めリンク材の一端が垂直リンク材に面内回転節で連結されると共に、斜めリンク材の他端が水平リンク材に面内回転節で連結され、
前記接続リンク材の一端が前記斜めリンク材に面内回転節で連結されると共に、接続リンク材の他端が水平リンク材又は垂直リンク材に面内回転節で連結され、さらに、前記垂直リンク材および／または、接続リンク材が可撓性材で形成され、
これらのリンク材によって形成された三角形状集成フレームが垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられていることを特徴とした既設木造建築物の補強構造。
【請求項２】
上下の横材と、前記上下の横材間に渡された左右の柱とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体を補強対象とし、
水平リンク材と、垂直リンク材と、斜めリンク材と、からなり、前記各リンク材の両端が面内回転節で互いに連結されると共に、垂直リンク材が可撓性材で構成され、
これらのリンク材によって形成された三角形状集成フレームが垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられていることを特徴とした既設木造建築物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設木造建築物の耐震補強の向上を図るために、垂直構面体を後施工で補強する補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既設木造建築物において、その垂直構面体を後施工で筋交い材により補強する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の補強技術は、上下の横材と、前記上下の横材間に渡された左右の柱とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体を補強対象としている。
【０００４】
その補強構造は、筋交い材を外壁と内壁の空隙に挿入させるための組込み穴を外壁に形成させると共に、筋交い材の上端及び下端を垂直構面体の入り隅部に連結させるための上側作業穴及び下側作業穴を外壁に形成させた構造になっている。
【０００５】
そして、既設木造建築物の屋外から前記組込み穴を通して筋交い材を外壁と内壁の空隙に挿入させ、次に、屋外から前記上側作業穴及び下側作業穴を通して筋交い材の上端及び下端を入り隅部に連結させるようになっていた。
【０００６】
この補強技術では、外壁全体を取り外して筋交い材を組み込むといった大掛かりな作業を排除できるが、組込み穴、上側作業穴、下側作業穴を外壁に形成させる必要があるため、その修復に多くの手間がかかるという問題があった。
【０００７】
なお、従来、縦フレームと、横フレームで方形状に形成した枠体の内部に、２本のブレースとエネルギー吸収手段をピン接合で結合したブレース状制動ユニットが知られている（特許文献２参照）。
しかしながら、このブレース状制動ユニットは、縦フレームと、横フレームがリンク構成ではないため、これを既設木造建築物の外壁と内壁との狭隘な空隙に後作業で挿入させることは困難であるし、この従来構造は、エネルギーの吸収を意図したものであり、トラス剛性で補強するものとは異なる。
【０００８】
又、従来、建築物の躯体補強構造として、ＲＣ造躯体の開口部を補強の対象とし、開口部内に鉄骨枠部材を添設し、この鉄骨枠部材に弾塑性せん断パネルの一端を剛に接続させ、他端にブレースをピン接合で結合した耐震補強構造が知られている（特許文献３参照）。
しかしながら、この耐震補強構造についても、これを既設木造建築物の外壁と内壁との狭隘な空隙に後作業で挿入させることは困難であるし、この従来構造は、強度抵抗型ブレースを否定した靭性抵抗型ブレースを配した構造であり、トラス剛性で補強するものとは異なる。
【０００９】
さらに、本発明者が既に提案した補強構造として、三角形状集成フレームを垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられた補強構造がある（特願２００５−１０２３７２号）。
しかしながら、この先行技術では、用いる全てのリンク材の部材力に、押しと引き（部材の圧縮と引張）が生じる前提で構成しているため、長尺圧縮耐力を設計前提とした部材が必然強固なものとなり、また、分割構造のリンク材としたとき、その接合部が強固なものにせざるを得ず、狭隘な場所への施工の障害やコスト増となる問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−２３９５４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６２０３号公報
【特許文献３】特公平７−９６８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、既設木造建築物の垂直構面体を補強対象としたもので、筋交いの代用品として形成した三角形状集成フレームを用いることで、壁に穴を明けたり、壁を破壊させたりすることなく、外壁と内壁との狭隘な空隙（壁内）に容易に挿入して取り付けることができ、垂直構面体をトラス剛性で補強して耐震強度を向上できる既設木造建築物の補強構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）の既設木造建築物の補強構造は、
上下の横材と、前記上下の横材間に渡された左右の柱とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体を補強対象とし、水平リンク材と、垂直リンク材と、接続リンク材と、上側斜め材の下端と下側斜め材の上端が面内回転節で連結された斜めリンク材と、からなり、
前記水平リンク材の一端と垂直リンク材の上端が面内回転節で連結され、
斜めリンク材の一端が垂直リンク材に面内回転節で連結されると共に、斜めリンク材の他端が水平リンク材に面内回転節で連結され、
前記接続リンク材の一端が前記斜めリンク材に面内回転節で連結されると共に、接続リンク材の他端が水平リンク材又は垂直リンク材に面内回転節で連結され、さらに、前記垂直リンク材および／または、接続リンク材が可撓性材で形成され、
これらのリンク材によって形成された三角形状集成フレームが垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられている構成とした。
【００１２】
又、本発明（請求項２）の既設木造建築物の補強構造は、
上下の横材と、前記上下の横材間に渡された左右の柱とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体を補強対象とし、
水平リンク材と、垂直リンク材と、斜めリンク材と、からなり、前記各リンク材の両端が面内回転節で互いに連結されると共に、垂直リンク材が可撓性材で構成され、
これらのリンク材によって形成された三角形状集成フレームが垂直構面体の上部入り隅部に沿わせて取り付けられている構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明で使用する三角形状集成フレームは、水平リンク材と、垂直リンク材と、接続リンク材と、上側斜め材の下端と下側斜め材の上端が面内回転節で連結された斜めリンク材とが、面内回転節で連結されたもの（請求項１）、または、水平リンク材と、垂直リンク材と、斜めリンク材とが、面内回転節で連結されたもの（請求項２）である。
【００１４】
従って、各リンク材を連結しながら組み立てていくことができるため、施工場所となる既設木造建築物において、天井裏空間への持ち込みが容易になるし、各リンク材を連結部から面内回転節によって屈曲させて折り畳むことができるため、壁に穴を明けたり、壁を破壊させたりすることなく、天井裏空間からの作業で、三角形状集成フレームを外壁と内壁との狭隘な空隙に容易に挿入して取り付けることができる。
又、三角形状集成フレームは、水平リンク材及び垂直リンク材を既存の横材（梁材）と柱をそのまま活用して取り付けることができる。
又、横材（梁材）と柱との間に斜め状に取り付けられる斜めリンク材が突っ張るため、せん断変形抑制部材として機能させることができ、垂直構面体を補強して耐震強度を向上できる。
【００１５】
補強強度を向上させるためには、斜めリンク材を長く形成すればよいが、この場合、垂直リンク材を長く形成する必要が生じる。
このように垂直リンク材を長く形成させると、その取り扱いの自由度が低下する。そこで、垂直リンク材を、複数の短リンク材を折り畳み可能又は継ぎ足し可能に連結させれば、取り扱い易くなる。
特に、垂直リンク材に生じる力は引張力のみであることを考慮して、これを可撓性材とすることで、取り扱いの容易性を格段に向上させることができる。
なお、水平リンク材と斜めリンク材についても、同様に、複数の短尺リンク材を折り畳み可能又は継ぎ足し可能に連結させるようにすることができるが、これらの部材は曲げモーメント伝達が行える継ぎ手で連結を行う。
【００１６】
また、斜めリンク材が長尺になると、この斜めリンク材には圧縮力がかかるため座屈に対する強度が必要で、大きな部材とせざるを得なくなり、取り扱い性やコスト的に不利となる。そこで、斜めリンク材を上斜めリンク材と下斜めリンク材に分割し、これらを面内回転節で連結するとともに、この分割点近くを接続リンク材で支持することで、斜めリンク材の座屈耐力の向上を図ることができる（請求項１）。
さらに、接続リンク材に生じる力は、上斜めリンク材と下斜めリンク材の連結点を選択することで、引張力のみにすることができることを利用して、これを可撓性材とすれば、取り扱いの容易性が一層向上する。
【００１７】
又、斜めリンク材の強度が十分であれば、接続リンク材は不要であり、垂直リンク材のみ可撓性材とすることで、上記の機能を発揮できる（請求項２）。
【００１８】
以下、説明を容易にするために、接続リンク材を備えた請求項１の構成で説明する（接続リンク材に関する記述を除けば請求項２の構成となる）。
【００１９】
接続リンクは、斜めリンク材を引張支持する形態に取り付けることがより良いが、これは上斜めリンク材と下斜めリンク材の連結を下向き「への字」になる長さ関係として、この連結点近傍（同一点でも勿論よい）に接続リンクを繋ぐことで達成できる。
【００２０】
また、家屋の経年での歪み等によって、三角形状集成フレームの垂直構面体への取り付け寸法が若干異なるため、斜めリンク材の上側斜め材と下側斜め材の間に形成した面内回転節の屈折角度が変化する。
そこで、接続リンク材及び／又は上側斜め材を長さ調節可能に形成させると、斜めリンク材の屈折角度の変化に対応でき、斜めリンク材を確実に突っ張り状態に取り付けることができる。
さらに、壁内に横桟などがあり、これが障害物となって標準寸法の三角形状集成フレームを壁内に入れられない場合、垂直リンク材を短くした三角形状集成フレームとする必要がある。引張部材である垂直リンク材と接続リンク材の長さは、それらを構成する短リンク材に複数の孔を予め設けておいて、その連結孔を選択することで容易に段階（デジタル）的ではあるが変更が可能であり、同一部材を用いての三角形状集成フレームの寸法変更が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の請求項１に対応した既設木造建築物の補強構造の第１実施例を示す正面図である。
この補強構造は、梁１０（上部横材）と、土台１１（下部横材）と、左右の柱１２，１２とで枠組みされた既設木造建築物の垂直構面体１に三角形状集成フレームＡ，Ａを取り付けたものになっている。なお、図中１３は天井面である。
実施例では、垂直構面体１の中央に間柱１５が取り付けられており、この間柱１５を中心として、左右１対の三角形状集成フレームＡ，Ａが左右対称になるように取り付けられている。
【００２２】
前記三角形状集成フレームＡは、水平リンク材２と、垂直リンク材３と、斜めリンク材４と、接続リンク材５とで形成されている。前記斜めリンク材４は、上側斜め材４ａの下端と下側斜め材４ｂの上端が面内回転節４０で連結された構成となっている。
なお、前記垂直リンク材３と接続リンク材５以外の各リンク材（水平リンク材２、斜めリンク材４）は、剛性と軽量化を考慮してパイプ材を用いることが好ましく、又、引張部材である垂直リンク材３と接続リンク材５は平鋼鈑（フラットバー）を素材とした鉄系素材が安価でよいが、これに限定されない。
【００２３】
前記水平リンク材２は、天井面１３よりも上方において、一端が柱１２の上部に取り付けられ、他端部が間柱１５の近くで支持具１７により梁１０に取り付けられている。
また、水平リンク材２は長さ調節ネジ２１で長さを調整できるようになっており、既設家屋に多い柱間距離のまちまちな寸法に対応して取り付できるようになっている。
【００２４】
前記垂直リンク材３は、上端が前記水平リンク材２に突設したブラケットとピンによる面内回転節５０で連結され、下端近傍が下斜め材４ｂの下端に面内回転節４２で連結されて形成されている。
【００２５】
斜めリンク材４は、上側斜め材４ａの下端と下側斜め材４ｂの上端が面内回転節４０で連結されたもので、上側斜め材４ａの上端が前記水平リンク材２の端部に突設したブラケットとピンによる面内回転節４１で連結され、下側斜め材４ｂの下端が前記垂直リンク材３の端部に突設したブラケットとピンによる面内回転節４２で連結されている。
【００２６】
接続リンク材５は、一端が前記斜めリンク材４の中間に形成された面内回転節４０に連結され、他端が前記水平リンク材２の上部のブラケットとピンによる面内回転節５０で連結されている。
なお、接続リンク材５の水平リンク材２への連結位置は、垂直リンク材３と水平リンク材２との連結点５０と共用することが好ましいが、これに限定されるものでなく、この近傍にて水平リンク材２へ別途連結しても良い。
また、同様に、接続リンク材５の斜めリンク材４への連結も、面内回転節４０の近傍に別途連結点を設けて連結しても良い。
【００２７】
このように、本第１実施例の三角形状集成フレームＡは、水平リンク材２と上側斜め材４ａと接続リンク材５とで形成される三角形フレームと、垂直リンク材３と下側斜め材４ｂと接続リンク材５とで形成される三角形フレームとを有するトラス構造に形成され、そのトラス剛性によって柱−梁で形成される垂直構面体１を補強することができる。
【００２８】
又、第１実施例のように、三角形状集成フレームＡ，Ａを左右１対に設けると、図面左方向からの力に対しても、また図面右方向からの力に対しても、これを補強して耐震強度を向上できる。
【００２９】
次に、図２は本発明の第１実施例の斜めリンク材に発生する外力と変位の関係を示す説明図である。
水平リンク材２を点ａとｃで支えて、垂直リンク材３の下端ｂ点に外力Ｆがかかるモデルが、本発明と構造力学的には等価であるが、このとき、線分ｃｄで表される上斜めリンク材４ａと、線分ｄｂで表される下斜めリンク材４ｂの、連結点ｄの動きδは、点ｄが三角形ａｂｃの外側にあると、図に示すように点ａから離れる方向に動く。つまり、このように、上斜めリンク材４ａと下斜めリンク材４ｂの長さと連結点配置を行うと、点ａｄ間を結ぶ役割をなす接続リンク５には常に引張力が発生するので、接続リンク材５を引張り仕事のみ行う部材として構成することができる。
【００３０】
図３は本発明の請求項２に対応した既設木造建築物の補強構造の第２実施例を示す正面図である。
この補強構造は、三角形状集成フレームＡを、水平リンク材２と、垂直リンク材３と、斜めリンク材４とで形成し、前記の各リンク端を面内回転節５０、４１、４２で連結して構成したものとなっている。
つまり、斜めリンク材４を十分強度を有するものとして、第１実施例で用いている接続リンク材５を不要にしたものである。
この第２実施例においては、引張部材は垂直リンク材３のみとなる。
【００３１】
また、本例では、左右の水平リンク材２の長さ調節ネジ２１を間柱１５側に設け、間柱１５に貫通穴を開けて、左右の調節ネジを共通化して１本の調節ネジとしており、部品数の削減と共に、例えば左側の水平リンク２に生じた圧縮力が右側の水平リンク２にも伝わり、水平リンク材２，２にかかる軸力を最終的に左右の柱１２，１２が分担して支持できるので好ましい。勿論、本構成は前記第１実施例にも適用できる。
その他の構成は前記第１実施例と同様である。
【００３２】
次に、図４は本発明の引張仕事のみ行う部材である垂直リンク材３と接続リンク材５を、可撓性（折り畳み）引張リンクに形成した場合の実施例を示す図である。
２枚の外リンク３２ａ，３２ａの間に内リンク３１を差し込み、ピン３２ｂにて回転節接続することで容易に組立て式リンクに構成できる。
また、内リンク３１に複数の回転節接続位置Ｐ１，Ｐ２（連結穴）を形成し、内側の回転節接続位置をＰ２で連結すると、Ｐ１からＰ２までの長さを短くした可撓性リンクにすることができ、同一部材でピン位置を変えるだけでリンク総長さの変更が可能である。
図４では外リンク３２ａと内リンク３１の接続部のみ図示したが、これを１セットから複数セット連結すれば、短尺材のリンク組合せで必要とする長さの可撓性リンクとすることができ、折り畳んでの壁内挿入が可能となる。
【００３３】
なお、内リンク３１の構成枚数を１枚に限定するものではなく、内リンクそのものを２枚としてその間に隙間を持たせたりするなど、組合せは自由であるが、各リンクの力伝達が対称になる構成とすると、リンクに曲げが発生しないので好ましい。
また、可撓性リンクは、本実施例で用いた板状材の短尺リンクの連結構造だけでなく、ワイヤーやチェーンなどを単用または併用してもよい。
【００３４】
次に、図５は本発明の圧縮外力のみ受ける部材である斜めリンク材４を分割構造とした場合の実施例を示す図である。
この場合、斜めリンク材４を嵌め込み接合型の組立式圧縮リンク構成としている。
狭隘な空間で部材を挿入するには、斜めリンク材４（圧縮リンク）も分割構造として短尺材で壁内に挿入し、壁内で圧縮に耐える直線状構造体に組み立てる必要がある。
そこで、斜めリンク材４を構成する短尺圧縮リンク材４３ａの下端部に差込型の拘束管４３ｂを設け、この拘束管４３ｂに、連結する次の短尺圧縮リンク材４３ａの上端を嵌め込んで所望の長さの斜めリンク材４（圧縮リンク）を形成する。
【００３５】
なお、以上の嵌め込み作業は、作業者の手が届かない壁内で行う必要もあるので、最下端の短尺圧縮リンク材４３ａにガイドワイヤ止め具４３ｃを設け、それに固定したガイドワイヤ４３ｄを短尺圧縮リンク材４３ａ内に通して、連結すべき短尺圧縮リンク材４３ａ，４３ａの芯合わせに利用してこれを補助している。
さらに、必要であれば、図６に示すように、短尺圧縮リンク材４３ａの動きを制約するインナーガイド４３ｅを、ガイドワイヤ４３ｄに部分的に設けて、より確実に芯合わせすることも有効である。
もちろん、他のガイド構成とした差込補助手段も有効で、本実施例に限定されるものではない。
【００３６】
前記接続リンク材５、及び／又は、上側斜め材４ａは、組み立て後に長さ調節可能に形成することが好ましく、上側斜め材４ａに長さ調整ネジフランジ１８を設けた例を図１に示す。なお、その長さ調節構造は、ボルトとナットでフランジ間距離を調整する一般の構造でよいので説明を省く。
本構成にすると、経年変化で既設家屋の柱と梁の建付けに寸法変化が生じていても、上側斜め材４ａの長さを調整することで垂直リンク３の下端を図面の左右に動かすことができ、若干の狂いの生じた柱と梁の入り隅にも、ピッタリ合わせて三角形状集成フレームＡを取り付けることが可能である。
【００３７】
なお、前記した各面内回転節は、ボルト軸（ピン）による結合であるため、面外方向への変形拘束作用が生じており、各面内回転節に加わる面外方向押出し負荷を軽減できる。
【００３８】
以上のように、三角形状集成フレームを短尺材の連結構造で形成すると、天井裏の狭隘な隙間から、壁内に挿入組み立てできる構成となるので、既設木造建築物への適用が容易で、壁に穴を明けたり、壁を破壊したりすることなく、また、多少の変形を生じている柱梁にも適用可能で、この柱梁で作られる垂直構面体１の上部部分補強となり、一般に言う垂れ壁のせん断耐力と同等の効果を発揮でき、家屋全体のバランスを考慮した場所を選択しての取り付けが可能で、既設木造建築物の耐震性を大きく向上させるものである。
【００３９】
なお、本発明の補強構造において、図７に示すように、三角形状集成フレームＡによる補強（図示省略）に加えて、梁１０と柱１２の間、柱１２と土台１１と基礎１６の間を補強金物で補強すると、より一層の補強効果を得ることができて好ましい。
この例では、梁１０と柱１２の間に短冊補強金物６ａ及び斜め補強金物６ｂを渡し、柱１２と土台と基礎１６とにＩ形基礎補強金物６ｃやＬ形基礎補強金物６ｄを渡した補強構造としている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の請求項１に対応した既設木造建築物の補強構造の第１実施例を示す正面図である。
【図２】斜めリンク材に発生する外力と変位の関係を示す説明図である。
【図３】本発明の請求項２に対応した既設木造建築物の補強構造の第２実施例を示す正面図である。
【図４】本発明の引張仕事のみ行う部材である垂直リンク材、接続リンク材を可撓性（折り畳み）引張リンクに形成した場合の実施例を示す図である。
【図５】本発明の圧縮外力のみ受ける部材である斜めリンク材を分割構造とした場合の実施例を示す図である。
【図６】斜めリンク材を構成する短尺圧縮リンク材同士の嵌め込み接合を容易にするために用いるインナーガイドの例を示す図である。
【図７】補強金物を用いた補強構造の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ  三角形状集成フレーム
１  垂直構面体
１０  梁
１１  土台
１２  柱
１３  天井面
１５  間柱
１６  基礎
１７  支持具
１８  長さ調整ネジフランジ
２  水平リンク材
２１  長さ調節ネジ
３  垂直リンク材
３１  内リンク
３２ａ  外リンク
３２ｂ  ピン
Ｐ１  回転節接続位置
Ｐ２  回転節接続位置
４  斜めリンク材
４ａ  上側斜め材
４ｂ  下側斜め材
４０  面内回転節
４１  面内回転節
４２  面内回転節
４３ａ  短尺圧縮リンク材
４３ｂ  拘束管
４３ｃ  ガイドワイヤ止め具
４３ｄ  ガイドワイヤ
４３ｅ  インナーガイド
５  接続リンク材
５０  面内回転節
６ａ  短冊補強金物
６ｂ  斜め補強金物
６ｃ  Ｉ形基礎補強金物
６ｄ  Ｌ形基礎補強金物
【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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