(57)【要約】【課題】屋外に露出している、軒桁のツノ部を含む木組み構造を利用して、屋外から手軽かつ安価に家屋補強を行なうことのできる既存家屋の補強金具および既存家屋補強構造が望まれている。【解決手段】既存家屋の補強金具１は、先端にツノ部７１Ａを有する軒桁７１と、梁桁７２と、柱７３とから構築された木組み構造７０を補強するものであって、軒桁７１および柱７３にあてがわれる第１当板部２と、第１当板部２の縦辺部３から形成され柱７１および梁桁７２にあてがわれる第２当板部４とを備えて成り、第１当板部２には軒桁側面と対面する位置および柱側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴が形成され、第２当板部４にはツノ部７１Ａを通すための開口部４Ｄが形成されるとともに柱前面と対面する位置および梁桁前側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴１１，１２，１３が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存家屋における、先端にツノ部を有する軒桁と、軒桁の側面に連結された梁桁と、軒桁の下面に連結された柱とから構築された木組み構造を補強する補強金具であって、
軒桁の側面および柱の側面にあてがわれる第１当板部と、第１当板部の縦辺部から横方向ほぼ直角に折り曲げて形成され柱の前面および梁桁の前側面にあてがわれる第２当板部とを備えて成り、
第１当板部には軒桁側面と対面する位置および柱側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴が形成され、第２当板部には軒桁のツノ部を通すための開口部が形成されるとともに柱前面と対面する位置および梁桁前側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴が形成されている既存家屋の補強金具。
【請求項２】
第２当板部の開口部に、軒桁のツノ部を収容して固定する収容部を設けた請求項１に記載の既存家屋の補強金具。
【請求項３】
第１当板部および／または第２当板部に、他の柱と連結される筋交部材を接続するための係止部が設けられている請求項１または請求項２に記載の既存家屋の補強金具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の補強金具を、上記軒桁と梁桁と柱とから成る木組み構造に固定するとともに、請求項３に記載の補強金具の係止部に係止された筋交部材を介して、当該補強金具と他の柱とを連結して成る既存家屋補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の木造家屋における軒桁と梁桁と柱とから構築された木組み構造を補強する既存家屋の補強金具および既存家屋補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の既存家屋の補強金具としては、例えば下記の特許文献１，２，３に記載されたものが知られている。各文献記載の補強金具はいずれも、柱と土台と筋交とが接合された木組み構造部分の補強のために使用されており、柱と土台と筋交とにボルトや釘で固定されている。この補強金具を用いる補強施工の際には、内壁や外壁を一部打ち破って木組み構造部分を露出させたのち、補強金具を木組み構造部分に取り付けるようにされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１４２０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４０６６号公報
【特許文献３】特開２００３−３１４０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の補強金具であれば、壁内に施工をしなければならないことから、屋外のみならず屋内からも行なう必要がある。そのために、工事が大掛かりでコスト高となり、住人は室内工事中に一時引越しをせざるを得ない。特に、お年寄りだけの家庭であれば、多額の出費は経済負担が大きすぎ、引越しの手間や出費も苦痛となる。
【０００５】
ところで、地方においては、現在でも築８０年を超える和式の木造家屋が残っている。このような木造家屋では、互いに独立した複数の柱がそれぞれの束石の上に設置されているが、地震などの衝撃、特に激しい横揺れを受けたときに個々の柱が束石から脱落しやすい。このような不具合は、平成１９年に発生した能登半島地震において一部の柱が束石から脱落したことにより、それに起因して家屋が全壊ないし半壊したという事例につながるものとして注目されている。
一方で、上記した木造家屋のうち、例えば入母屋式家屋は、先端にツノ部を有する軒桁と、軒桁の側面にホゾ組みなどで連結された梁桁と、軒桁の下面にホゾ組みなどで連結された柱とから成る木組み構造を有している。この木組み構造は屋外に露出しており、軒桁のツノ部は梁桁から突出している。また、ツノ部を含む軒桁の強度は高い。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、屋外に露出している、軒桁のツノ部を含む木組み構造を利用して、屋外から手軽かつ安価に家屋補強を行なうことのできる既存家屋の補強金具および既存家屋補強構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る既存家屋の補強金具は、既存家屋における、先端にツノ部を有する軒桁と、軒桁の側面に連結された梁桁と、軒桁の下面に連結された柱とから構築された木組み構造を補強する補強金具であって、軒桁の側面および柱の側面にあてがわれる第１当板部と、第１当板部の縦辺部から横方向ほぼ直角に折り曲げて形成され柱の前面および梁桁の前側面にあてがわれる第２当板部とを備えて成り、第１当板部には軒桁側面と対面する位置および柱側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴が形成され、第２当板部には軒桁のツノ部を通すための開口部が形成されるとともに柱前面と対面する位置および梁桁前側面と対面する位置にそれぞれ固定用穴が形成されているものである。
【０００８】
また、前記構成において、第２当板部の開口部に、軒桁のツノ部を収容して固定する収容部を設けたものである。
【０００９】
そして、前記した各構成において、第１当板部および／または第２当板部に、他の柱と連結される筋交部材を接続するための係止部が設けられているものである。
【００１０】
更に、本発明に係る既存家屋補強構造は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の補強金具を、上記軒桁と梁桁と柱とから成る木組み構造に固定するとともに、請求項３に記載の補強金具の係止部に係止された筋交部材を介して、当該補強金具と他の柱とを連結して成るものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る既存家屋の補強金具によれば、屋外に露出している、剛性の高い軒桁のツノ部を含む木組み構造を、固定用穴を通したボルトや木ネジなどなどにより固定して補強するので、木組み構造の強度を格段に高くすることができる。しかも、屋外から手軽かつ安価に家屋補強を行なうことができる。
【００１２】
また、第２当板部の開口部に軒桁のツノ部を収容して固定する収容部を設けたものでは、よりいっそう木組み構造の強度を高くすることができる。
【００１３】
そして、第１当板部および／または第２当板部に、他の柱と連結される筋交部材を接続するための係止部が設けられている補強金具、および、木組み構造に固定された補強金具と他の柱とがこの補強金具の係止部に係止された筋交部材を介して連結された既存家屋補強構造によれば、一方の柱に取り付けた補強金具と他方の柱とが筋交部材を介して連結されることにより、壁面構造としての強度を高くすることができる。また、屋外から脚立などを用いて施工できることから、大掛かりな工事にならず、施工費用も安価で済む。従って、施工時の引越しの手間や多大な経済負担をかけることなく確実に構造強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係る既存家屋の補強金具の側面図、図２は前記補強金具の正面図、図３は前記補強金具の底面図、図４は前記補強金具を用いた木組み構造のテストピースを示す斜視図である。
各図において、この実施形態に係る既存家屋の補強金具１は、先端にツノ部７１Ａを有する軒桁７１と、軒桁７１の側面７１Ｃにホゾ組みなどで連結された梁桁７２と、軒桁７１の下面７１Ｄにホゾ組みなどで連結された柱７３とから構築された木組み構造７０を連結固定する一枚物の耐震補強金具として提供される。上記の木組み構造７０において軒桁７１のツノ部７１Ａは梁桁７２よりも前方に突出している。
【００１５】
この補強金具１は、軒桁７１の側面７１Ｂおよび柱７３の側面７３Ｂにあてがわれる第１当板部２と、第１当板部２の縦辺部３から横方向に直角に折り曲げて形成された第２当板部４とを備えている。第２当板部４は柱７３の前面７３Ａおよび梁桁７２の前側面７２Ａにあてがわれるようになっている。そして、第１当板部２は、軒桁７１の側面７１Ｂと対面する軒桁対面部２Ａと、柱７３の側面７３Ｂと対面する柱対面部２Ｂと、筋交７４と対面する筋交対面部２Ｃとから構成されている。軒桁対面部２Ａには固定用穴６，７が形成され、柱対面部２Ｂには固定用穴８，９が形成され、筋交対面部２Ｃにはボルト挿通可能な穴である係止部１０が形成されている。係止部１０は、後述する筋交部材１９の端部をボルトなどで接続するために使用される。
【００１６】
第２当板部４は、柱７３の前面７３Ａと対面する柱対面部４Ａと、梁桁７２の前側面７２Ａと対面する梁桁対面部４Ｂと、筋交７５と対面する筋交対面部４Ｃとから成っている。柱対面部４Ａには固定用穴１３が形成され、梁桁対面部４Ｂには固定用穴１１，１２が形成されている。筋交対面部４Ｃには、固定用穴１４と、ボルト挿通可能な長穴である係止部１５が形成されている。この係止部１５は、後述する筋交部材１９の端部をボルトなどで接続するために使用される。また、第２当板部４には、軒桁７１のツノ部７１Ａを通すための開口部４Ｄが形成されている。この開口部４Ｄの周縁部には、ツノ部７１Ａを収容して固定する収容部５が前方に突出して設けられている。収容部５はツノ部７１Ａの前端面および両側面の下部を被えるように、上面が開口した受皿状に形成されている。収容部５の底面には固定用穴１６が形成されている。また、収容部５の下面と第２当板部４の柱対面部４Ａとの間に補強リブ１７が立設され、収容部５の側面と第２当板部４の梁桁対面部４Ｂとの間に補強リブ１８，１８が立設されることにより、第２当板部４に対する収容部５の強度補強がなされている。上記した固定用穴６，７，８，９，１１，１２，１３，１４，１６の穴径（長穴の場合は短径）は特に限定されないが、例えば１３ｍｍに設定してある。
【００１７】
上記のように構成された補強金具１は、木組み構造７０における軒桁７１、梁桁７２、および柱７３の接合部分に、図１〜図３のように、仮にあてがわれる。その状態で、固定用穴６，７，８，９，１１，１２，１３，１４，１６と対面する位置の軒桁７１、梁桁７２、および柱７３にマーキングをしたのち、補強金具１をいったん取り外す。そして、マーキングした箇所にドリルで貫通孔を穿ける。係止部１０，１５と対面する位置の筋交７４，７５にもマーキングをし、マーキングした箇所にドリルで貫通孔を穿けておく。あらためて、木組み構造７０の接合部分に補強金具１をあてがい、それぞれに連通する、固定用穴および貫通孔と、係止部および貫通孔にボルトＢ１〜Ｂ６を通して、ワッシャ３０およびナット２９で締め付けるのである。このようにして、木組み構造７０の接合部分に補強金具１が固定されて補強をする。
【００１８】
前記のように補強された木組み構造７０の強度を調べるために、図４に示すように、補強金具１を用いたテストピースＰ（実施例１）を試作し、後述する補強金具１ａ（図８参照）を用いたテストピースＰ１（ピースの図示省略；実施例２）を試作した。また、図５に示すように、補強金具１を使わない木組み構造７０のテストピースＰＡも比較例として試作した。これらのテストピースの強度試験を和歌山県（和歌山県工業技術センター）に委託して行なった。
試験は、図６に示すように、株式会社東京衡機製造所製の材料試験機２３（型式：ＲＵＥ−ＩＩＩ−５０Ａ型）を用いて実施した。この材料試験機２３は、基台部２４内に配備された電動機の駆動により両側の雄ネジロッド２５，２５が回転し、これらの雄ネジロッド２５，２５と螺合する昇降部２６が上下移動するようになっている。木組み構造７０の各テストピースは、昇降部２６下面の押圧端２７と基台部２４上の支持端２８との間に挟持された状態で圧縮荷重をかけられ、破断時の荷重量が測定される。この材料試験機２３による試験結果を下記の表１に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１に示した試験結果から明らかなように、収容部５を有する補強金具１で補強した木組み構造７０のテストピースＰ（実施例１）は、補強をしていないテストピースＰＡ（比較例）と比べ、柱と軒桁間の圧縮で４倍弱、軒桁と梁桁間の圧縮で９倍弱という極めて高い耐荷重強度を得ることができた。また、後で詳述する、収容部５を持たない補強金具１ａで補強した木組み構造７０のテストピースＰ１も、比較例と比べて、柱と軒桁間の圧縮で３倍弱、軒桁と梁桁間の圧縮で６倍強という高い耐荷重強度が得られた。
【００２１】
上記のように補強性能に優れた補強金具１は、図７に示すように、既存家屋Ｈの補強に好適に使用される。この既存家屋Ｈとしては入母屋式の家屋であって築８０年を超えているものを例に挙げる。このような既存家屋Ｈの柱７３，７３，７３，・・・は束石３２，３２，３２，・・・上に設置されている場合がほとんどである。
そこで、左右の軒桁７１のツノ部７１Ａの接合部分に、左右対称形状の補強金具１，１を用意して使用する。そして、工事者は脚立などを用い、既述したように、軒桁７１のツノ部７１Ａの接合部分に補強金具１を仮あてし、各固定用穴の対面位置にマーキングしたのちに、ドリルで貫通孔を穿ける。また、壁内でボルトの先端にナットを装着するために、外壁板を予め外しておくか、土壁の場合は手を挿入可能な穴を壁の適宜箇所に開けておく。そこで、各固定用穴および貫通孔を通してボルトを挿入し、ボルトをナットで締め付けて補強金具１を固定する。また、筋交７５の固定用穴１４の対面位置にもマーキングをしたのち、ドリルで貫通孔を穿け、ボルトで締付け固定する。
【００２２】
そして、束石３２上方位置で床板３１下方位置あたりの柱７３，７３に、連結用金具２０，２０をボルトで固定する。一方の柱７３に固定された補強金具１の係止部１５に、両端にボルト挿通穴を有する鋼板製の筋交部材１９の一端をボルトＢ６で固定する。この筋交部材１９の他端は他方の柱７３の連結用金具２０のボルト挿通穴にボルトＢ７で固定して連結する。同様にして、他方の柱７３の補強金具１と一方の柱７３の柱連結用金具２０との間も別の筋交部材１９で連結する。更に、両端にボルト挿通穴を有する鋼板製の連結部材２１を介して、両側の連結用金具２０，２０をボルトで連結する。以上の構成が、既存家屋Ｈを補強する既存家屋補強構造２２である。尚、補強金具１の第１当板部２で補強される筋交７４（図１参照）についても、前記した筋交７５と同様に施工するとよい。これらの施工後には、外していた外壁板を元に戻して取りつけたり、あるいは壁に開けていた手挿入用穴を埋め戻す。
【００２３】
上記した既存家屋補強構造２２は、屋外に露出している軒桁７１のツノ部７１Ａを利用して屋外から構築したものである。すなわち、ツノ部７１Ａを含む木組み構造７０の部分が補強金具１，１により固定されているので、木組み構造７０の機械強度を施工前と比べて格段に高くすることができる。従って、経年の木材の劣化や痩せによりホゾ組みなどが弱くなっても、これを補って地震などの衝撃に耐えることができる。
また、一方の柱７３の補強金具１と他方の柱７３の連結用金具２０とが筋交部材１９を介して連結されることにより、壁面構造としての機械強度が高くなるとともに、柱７３，７３下部の間隔が一定に保持される。更に、両方の柱７３，７３の連結用金具２０，２０間が連結部材２１で連結されていることにより、強度がより高くなることは無論のこと、よりいっそう柱７３，７３下部の間隔が一定に保たれる。従って、地震の衝撃などを受けても、全ての柱７３，７３は一体に連結されているので、束石３２，３２から極めて脱落しにくい。特に、地震の強い横揺れで、たった１本の柱７３が束石３２から脱落し、これに起因して家屋が全壊ないし半壊に至るという不具合を防止できる。
【００２４】
このような既存家屋補強構造２２の施工は屋外から脚立などを用いて施工できるので、大掛かりな工事にならない。また、構成部品の材料費も極めて安価である。因みに、必要な構成部品代および施工費用は総額数十万円程度で済む。従って、お年寄りだけの家庭であっても、引越しの手間や多大な経済負担をかけることなく確実に耐震性と安心を得ることができる。
【００２５】
尚、上記した実施形態の補強金具１では、第２当板部４の開口部４Ｄに、軒桁７１のツノ部７１Ａを収容する収容部５を設けたが、本発明はそれに限定されるものでない。例えば、図８に示すように、開口部４Ｄは備えるが収容部５は持たない補強金具１ａも本発明に含まれる。このような構成の補強金具１ａであっても、既述したように、補強をしない木組み構造７０（比較例）と比べて十分な機械強度の向上化を図ることができる。
また、上記では、筋交部材を係止する係止部として、ボルトを挿通可能な穴で構成したが、それに替えて、筋交部材の穴部に係止可能な例えば突起部を係止部として採用しても構わない。
また、上記では、固定用穴にボルトを通しナットで締めて補強金具を木材に固定するようにしたが、ボルトおよびナットに替えて、木ネジなどで木材に固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る既存家屋の補強金具の側面図である。
【図２】前記補強金具の正面図である。
【図３】前記補強金具の底面図である。
【図４】前記補強金具を用いた木組み構造のテストピースを示す斜視図である。
【図５】前記補強金具を用いない木組み構造のテストピースを示す斜視図である。
【図６】前記テストピースの強度試験の態様を示す説明図である。
【図７】前記補強金具を用いた既存家屋補強構造を示す正面図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る既存家屋の補強金具の正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，１ａ  補強金具
２    第１当板部
２Ａ  軒桁対面部
２Ｂ  柱対面部
２Ｃ  筋交対面部
３    縦辺部
４    第２当板部
４Ａ  柱対面部
４Ｂ  梁桁対面部
４Ｃ  筋交対面部
４Ｄ  開口部
５    収容部
６，７，８，９、１，１２，１３，１４，１６  固定用穴
１０，１５  係止部
１９  筋交部材
２０  連結用金具
２２  既存家屋補強構造
７０  木組み構造
７１  軒桁
７１Ａ  ツノ部
７１Ｂ  側面
７１Ｃ  側面
７１Ｄ  下面
７２  梁桁
７２Ａ  前側面
７３  柱
７３Ａ  前面
７３Ｂ  側面
Ｈ    既存家屋
【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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