(57)【要約】【課題】木造建築物の軸組における筋交を補強してその耐力を増大させることができる筋交の補強構造を提供する。【解決手段】木造建築物の軸組における土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に、筋交４が土台１と柱２の角部と桁（梁）３と柱２の角部間に対角線状に配設され固定される筋外の補強構造である。柱２と柱２の間に、複数の横桟５が水平に且つ上下に間隔をあけて固定される。横桟５の幅は柱２の厚さ方向の幅と同一に形成され、横桟５には筋交４の交差部が嵌り込む切欠５ａが設けられ、横桟５と筋交４との交差部が結合される。【選択図】図１
2009270279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物の軸組における土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に、筋交が該土台と柱の角部と桁又は梁と柱の角部間に対角線状に固定される筋交の補強構造において、
該柱と柱の間に、複数の横桟が水平に且つ上下に間隔をあけて固定され、該横桟の幅は該柱の厚さ方向の幅と同一に形成され、該横桟には該筋交の交差部が嵌り込む切欠が設けられ、該横桟と該筋交の交差部が結合されたことを特徴とする筋交の補強構造。
【請求項２】
前記複数の横桟は、各々の両端部が前記柱の側部に設けた凹溝に嵌入して固定されることを特徴とする請求項１記載の筋交の補強構造。
【請求項３】
前記複数の横桟は、両側縦方向に平行に配置された２本の縦枠材の間に、水平に間隔をあけて固定され、前記土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に筋交を固定する際、該縦枠体と横桟の組付体を該柱と柱間に挿入して固定すると共に、該横桟と該筋交との交差部の切欠に該筋交を嵌め込むと共に、該横桟と該筋交の交差部を結合し、該筋交の両端部を固定金物により該縦枠体、柱、及び桁又は梁に固定することを特徴とする請求項１記載の筋交の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物の軸組において使用される筋交の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物の軸組は、壁体の骨組みを形成する土台、柱、桁、梁などから構成されるが、地震や強風などの際、軸組に水平力が印加された場合、軸組の変形を防止するために、土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に、通常、筋交が組み付けられ、筋交の上端部と下端部が、金物を使用して、土台と柱の角部に、或いは桁又は梁と柱の角部に固定される。このような筋交の上端部、下端部を角部に固定する補強構造として、従来、木製筋交材の取付構造が、下記特許文献１により提案されている。
【特許文献１】特開２００７−７７６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この木製筋交材の取付構造は、筋交の上端部と下端部に、Ｕ字形に曲折されたボルト挿入孔にボルトを挿入した取付金具をねじ止めし、土台と柱或いは柱と梁の角部に、コーナー用取付金物をねじ止めし、壁体の内側空間に、筋交を入れる。そして、締付ボルトをボルト挿入孔に挿入すると共に、コーナー取付金物内にボルトを介して取り付けた接続金物のねじ孔に、締付ボルトの先端をねじ込み、上下の取付金物とコーナー用取付金物を筋交の上端部と下端部を、各々取付金物とコーナー用取付金物を締付ボルトにより締付固定し、筋交を壁体の内側空間内の対角線上に強固に固定するものである。
【０００４】
しかしながら、このような筋交の上端部と下端部を、金物を用いて角部に固定した場合でも、軸組に大きな水平力が印加された場合、筋交の軸方向（長手方向）に強力な圧縮荷重が作用し、筋交は外側に押し出されるように変形し破断しやすい。特に、筋交に使用される木材の断面積が小さい場合、或いは筋交が挿入される柱と柱の間隔が例えば２．７ｍ前後と比較的長い場合、その間に間柱が縦に配置されたとしても、軸組に大きな水平力が印加されると、筋交に強力な圧縮荷重が挿入するように作用する。
【０００５】
このとき、間柱と筋交が釘により固定されていた場合でも、その固定釘を外して筋交が横方向に変形して膨らみ、その結果、筋交の耐力が低下して破断へと進行する。また、他方の引っ張り側の筋交においては、その引張力が筋交両端部の固定金物取付部に集中し、筋交に引張破壊が生じやすくなる。これらの筋交における圧縮荷重による破断と引張力による破壊は、同時に発生し、相互に作用して筋交本来が持つ耐力を低下させていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、木造建築物の軸組における筋交を補強してその耐力を増大させることができる筋交の補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る筋交の補強構造は、木造建築物の軸組における土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に、筋交が該土台と柱の角部と桁又は梁と柱の角部間に対角線状に配設され固定される筋外の補強構造において、該柱と柱の間に、複数の横桟が水平に且つ上下に間隔をあけて固定され、該横桟の幅は該柱の厚さ方向の幅と同一に形成され、該横桟には該筋交の交差部が嵌り込む切欠が設けられ、該横桟と該筋交との交差部が結合されたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、軸組に大きな水平力が印加され、土台、柱、桁又は梁で囲う方形空間が、平行四辺形状に変形する際、筋交の軸方向（長手方向）に印加される圧縮荷重による筋交の膨れを抑えると共に、それに伴う筋交耐力の低下を抑え、筋交本来の耐力を増大させて、筋交を効果的に補強することができる。
【０００９】
また、上記筋交の補強構造において、上記各横桟は、その両端部を上記柱の側部に設けた凹溝に嵌入して固定することが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、軸組に大きな水平力が印加されたときでも、横桟の両端部と柱との結合が強固に保持され、土台、柱、桁又は梁で囲う方形空間の変形荷重を良好に吸収することができる。
【００１１】
また、上記筋交の補強構造において、上記複数の横桟は、両側縦方向に平行に配置された２本の縦枠材の間に、水平に間隔をあけて固定され、土台、柱、桁又は梁で囲う壁空間内に筋交を固定する際、該縦枠体と横桟の組付体を柱と柱間に挿入して固定し、該横桟と該筋交との交差部の切欠に該筋交を嵌め込むと共に、該横桟と該筋交の交差部を結合し、該筋交の両端部を固定金物により、該縦枠体、柱、及び桁又は梁に固定する。
【００１２】
この発明によれば、縦枠体と横桟の組付体を予め工場などで製作しておき、建築現場では、組付体を柱と柱間に挿入して固定し、横桟と筋交との交差部の切欠に筋交を嵌め込むと共に、その交差部を結合し、筋交の両端部を固定金物により、縦枠体、柱、及び桁又は梁に固定する作業を行なうだけでよく、建築現場での大工作業を削減し、施工費用の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、上記構成の筋交の補強構造によれば、木造建築物の軸組における筋交の断面積が小さく、筋交が挿入される柱と柱の間隔が広い場合でも、筋交の強度を効果的に補強し、その耐力を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は木造建築物の軸組における筋交の補強構造を示す正面図を、図２はその斜視図を示している。
【００１５】
この補強構造は、基本的には、木造建築物の軸組における土台１、柱２、桁（梁）３で囲う壁体（壁空間）内に筋交４を配設し、筋交４は土台１と柱２、２の角部と桁３と柱２，２の角部間に、対角線状に配設し固定して構成される。さらに、柱２と柱２の間には、複数の横桟（ここでは４本の横桟）５が水平に且つ上下に等しい間隔をあけて固定される。
【００１６】
横桟５の幅（横桟が水平に配置された際の平面の幅）は、柱２の厚さ方向の幅と同一に形成され、横桟５には筋交４の交差部が嵌り込む切欠５ａが設けられ、筋交４は、この横桟５の切欠５ａに嵌め込まれ、その交差部が釘で結合される。つまり、柱２の厚さ方向の幅と同一に形成される各横桟５は、柱２と柱２間に水平に組み付けられ、筋交４と共に、土台１、柱２、桁（梁）３で囲う壁空間内に収容されることとなる。
【００１７】
例えば、土台１、柱２、桁（梁）３の厚さ（土台１、柱２、桁（梁）３で囲う壁空間の厚さ）が１０５ｍｍの場合、横桟５の幅は、これと同じ１０５ｍｍに設定される。横桟５の厚さは、３０ｍｍ、４５ｍｍ、６０ｍｍなどとすることができる。勿論、厚さの増大と共に補強効果が高くなる一方、コストも増大するため、コスト対補強効果を考慮して横桟５の厚さは決められる。他方、筋交４の木材の幅、厚さは任意であり、例えば幅１０５ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、４５ｍｍ、６０ｍｍの断面形状の木材を使用することができる。また、横桟５の上下間隔は、柱２と柱２の間隔の約１／３〜２／３が適当であり、例えば柱２と柱２の間隔が９１０ｍｍの場合、横桟５の上下間隔は約３００ｍｍ〜約６００ｍｍとすることができ、好ましくは４００ｍｍ〜５００ｍｍとすることができる。
【００１８】
図１，２に示すように、４本の横桟５が、土台１、柱２、桁（梁）３で囲う壁空間内に、水平に且つ上下の間隔が略同じになるように、組み付けられるが、両側の柱２，２の側面に、浅い凹溝を形成し、その凹溝に横桟５の端部に嵌め込むようにして、各横桟５を組み付けることが好ましい。
【００１９】
筋交４は、土台１と柱２、２の角部と桁３と柱２，２の角部間に対角線状に組み付けられ、固定されるが、筋交４の両端部、つまり土台１と柱２、２の角部及び桁３と柱２，２の角部に固定される部分には、固定金物６が釘、木ねじなどにより固定される。
【００２０】
従来の木造建築物の軸組における土台、柱、桁（梁）で囲う壁体内には、壁下地の石膏ボードなどを固定するために、地ぬき、胴ぬき、天井ぬきなどの各種ぬきが間柱と共に水平に組み付けられる場合があるが、これらのぬきは、壁下地の石膏ボードなどを固定することを目的に水平に壁内に配置されるもので、本発明で使用される横桟５とは異なるものである。
【００２１】
つまり、従来の壁空間内に取り付けられる各種ぬきは、厚さの比較的薄い帯状の木材を、室内側の壁面にそって、そのぬき材の幅ではなく厚さを壁体の厚さ方向に合わせて、壁体内に組み付けられている。このため、従来の壁体内のぬきは、柱と柱の間に水平に取り付けられているものの、筋交の補強としては殆ど機能しない。
【００２２】
これに対し、本発明で使用する横桟５の幅は、柱２の厚さ方向の幅と同一に形成され、例えば柱２の断面形状が１０５ｍｍ×１０５ｍｍの方形の場合、横桟５の断面形状は、例えば１０５ｍｍ×３０ｍｍ、１０５ｍｍ×４５ｍｍなどと設定され、横桟５の１０５ｍｍの幅の平面が、柱２の側面と直角に、つまり土台１の平面と平行にして、横桟５は柱２と柱２間に水平に固定され、且つ筋交４との交差部が釘などにより結合される。このような横桟５の配置と筋交４と横桟５の交差部の結合により、桁（梁）３に水平力が印加されたとき、その水平荷重を横桟５が良好に吸収し、筋交４にかかる変形荷重を横桟５に分散させ、筋交４の耐力を増大させることができる。
【００２３】
地震や強風などにより、図１に示す軸組の桁（梁）３に、大きな水平力が印加された場合、土台１、柱２、桁（梁）３で囲う方形の壁空間は、図１の如く、平行四辺形となるように変形する。このとき、筋交４が方形の壁空間内に対角線状に配設され、横桟５との交差部が結合され、筋交４の上端部と下端部が固定金物６により方形の壁空間の角部に固定されるので、筋交４の軸方向（長手方向）に圧縮荷重が作用する。また同時に、方形の壁空間内に水平に組み付けられた複数の横桟５にも、その軸方向（長手方向）に圧縮荷重が作用する。
【００２４】
したがって、桁（梁）に印加される水平力により、筋交４に大きな圧縮荷重が生じた場合でも、その荷重は、方形の壁空間内に水平に組み付けられ且つ交差部を結合した複数の横桟５に分散され、筋交４にかかる圧縮荷重や変形荷重は低減される。
【００２５】
このため、桁３にかかる水平荷重は、筋交４と複数の横桟５の撓みにより分散して吸収され、筋交のみにより補強した軸組の場合に比べ、軸組の水平力に対する耐力を、大きく増加させることができる。特に、壁空間内で筋交４と複数の横桟５の交差部が切欠５ａにより嵌合され且つ結合されるので、筋交４と横桟５は、圧縮荷重を受けたとき、荷重を分散させ、水平荷重を良好に吸収し、しかも、変形による筋交４の破断を回避し、軸組の水平力に対する耐力を増強することができる。
【００２６】
さらに、柱２と柱２の間に、柱２の厚さ方向の幅と同一の幅の複数の横桟５を、水平に且つ上下に等しい間隔をあけて固定することにより、壁空間内に断熱材を充填した場合の断熱効果をより向上させることができる。
【００２７】
従来の軸組の壁内の空間では、ロックウールなど繊維状の断熱材を入れた場合、断熱材が吸湿してその重量が重くなり垂れ下がると、断熱材の上部と桁（梁）との間に隙間が生じ、断熱性能が低下しやすい。しかし、本発明のように、柱２と柱２の間に、柱２の厚さ方向の幅と同一幅の複数の横桟５を、水平に且つ上下に等しい間隔をあけて固定すると、それらの横桟５により仕切られた空間内に断熱材が充填されることとなるので、断熱材が吸湿しても、垂れ下がりが生じず、断熱性能を向上させることができる。
【００２８】
また、一般に、壁内空間では、断熱材と外壁板又内壁板との間に隙間があり、その隙間が上下に繋がると、冬季には床下などの冷気がその隙間を通して室内に侵入して室内の温度を低下させ、或いは夏季には壁内で温められた空気が上昇して天井まで達し、室内の温度を上昇させる。このため、壁内部での気流の発生は、断熱効果を低下させ、暖房や冷房のエネルギーを浪費させる。しかし、上記のように、柱２と柱２の間に、柱２の厚さ方向の幅と同一幅の複数の横桟５を、水平に固定すれば、壁内部における上下の気流の発生を阻止することができ、壁の断熱性能を向上させることができる。
【００２９】
さらに、壁内空間では、断熱材と外壁板又内壁板との間に隙間があり、その隙間が上下に繋がると、火災などの際、壁内部に火が進入しその縦方向に火柱が発生しやすく、壁内に火柱が発生すると、１階の火災が簡単に２階の床下まで達し、火災が急速に拡大し易い。しかし、上記の如く、柱２と柱２の間に上記のような横桟５を水平に固定すれば、壁内の隙間が上下に連通することを阻止し、火災の拡大を効果的に防ぐことができる。
【００３０】
次に、上記の横桟５による筋交耐力の増大効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００３１】
実験では、比較例として従来の軸組を、土台と桁（梁）間に、３本の柱（１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×２７００ｍｍ）を約９１０ｍｍの間隔で組み付け、土台、柱、桁（梁）で囲う方形の壁空間内に筋交（断面１０５ｍｍ×３０ｍｍの板材）と細い間柱のみを組み付けて製作した。
【００３２】
また、本発明の実施例として、土台と桁（梁）間に、３本の柱（１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×２７００ｍｍ）を約９１０ｍｍの間隔で組み付け、柱と柱の間に４本の横桟（１０５ｍｍ×３０ｍｍ×９１０ｍｍ）を、約４５０ｍｍの上下間隔で水平に組み付け、さらに土台、柱、桁（梁）で囲う方形の壁空間内に、筋交（断面１０５ｍｍ×３０ｍｍの板材）を対角線状に組み付けて製作した。
【００３３】
実験では、桁（梁）に対し水平力を徐々に増大させながら印加し、筋交が破断する直前の最大水平力（耐力）を測定した。この実験によれば、比較例としての従来の軸組の場合、水平力に対する耐力は最大１１．３ｋＮであったが、柱２と柱２間に４本の横桟５を組み付け、且つ筋交４を入れた本発明の実施例では、水平力に対する耐力は、最大１８．８ｋＮと約１．７倍に増大することが判明した。
【００３４】
図３〜図６は他の実施形態を示している。この例では、複数の横桟１５が両側に縦に配置された縦枠材７，７の間に、水平に間隔をあけて固定され、そこに筋交１４を対角線状に配設して、横桟１５、縦枠材７，７及び筋交１４からなるパネル化された組付体を予め製作する。そして、この組付体を、土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う壁空間内に組み付け、固定するように構成される。
【００３５】
縦枠材７，７の幅は、土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う壁体の厚さ、つまり土台１１や柱１２の厚さと同一に形成される。例えば、柱１２の断面形状が１０５ｍｍ×１０５ｍｍである場合、縦枠材７，７の幅は、柱１２の厚さと同じ例えば１０５ｍｍに設定され、その厚さは、例えば３０ｍｍ、４５ｍｍなどと任意に決めることができる。
【００３６】
両側の縦枠材７，７の内側面に、浅い凹溝を形成し、その凹溝に横桟１５の端部に嵌め込むようにして、各横桟１５を組み付けることが好ましい。これにより、けた１３が水平力を受けて壁体が平行四辺形に変形する際、各横桟１５はその位置を外れることない。
【００３７】
縦枠材７、７、横桟１５、筋交１４からなるパネル化した組付体は、予め工場などで製作することができ、その後、それを木造建築物の施工現場に運び、図５、図６に示すように、土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う壁体内に筋交１４と共に組み付けられる。
【００３８】
横桟１５の幅は、上記と同様に、柱１２の厚さ方向の幅と同一に形成され、横桟１５には筋交１４の交差部が嵌り込む切欠１５ａが設けられ、筋交１４は、この横桟１５の切欠１５ａに嵌合するように組み付けられ、筋交１４と横桟１５の交差部が釘などにより結合される。
【００３９】
また、両側の縦枠材７，７における筋交１４との交差部にも、切欠７ａ，７ｂを形成し、筋交１４の上端部と下端部を、その切欠７ａ、７ｂに嵌め込むようにして、パネル状の組付体の正面を平坦に形成している。これにより、パネル状の組付体を土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う方形の壁空間内に、密に挿入し、釘で固定して、その対角線上の両角部内に、筋交１４の両端部を嵌め込み、固定するようになっている。
【００４０】
図５、図６に示すように、縦枠材７、７、横桟１５、筋交１４からなるパネル化された組付体は、木造建築物の軸組の土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う壁空間内に組み付けられ、固定される。各筋交１４の上端部と下端部は固定金物１６によって各角部に対し固定される。
【００４１】
地震や強風などにより、軸組の桁（梁）１３に、大きな水平力が印加された場合、土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う方形の壁空間は、図５の如く、平行四辺形となるように変形する。このとき、方形の壁空間内に対角線状に配設され、上端部と下端部を固定された筋交１４には、軸方向（長手方向）に圧縮荷重が挿入するように作用し、且つその短辺方向を座屈させるよう作用する。
【００４２】
このとき、方形の壁空間内に水平に配設された複数の横桟１５と筋交１４の交差部が結合されるため、桁１３に印加された水平荷重は、筋交１４を座屈させることなく、土台１１、柱１２、桁（梁）１３、横桟１５に分散して吸収される。このため、筋交のみにより補強した軸組の場合に比べ、軸組の水平力に対する耐力を、大きく増加させることができる。また、方形の壁空間内で筋交１４と複数の横桟１５の交差部が切欠１５ａを介して嵌合し、筋交１４、横桟１５共に圧縮荷重を受けたとき、ある程度撓むことができるため、水平荷重を良好に吸収し、変形による筋交１４の破断を回避して、軸組の水平力に対する耐力を大きく増大させることができる。
【００４３】
また、縦枠材７，７、横桟１５、筋交１４を組み付けてパネル化した組付体を予め製作しておけば、木造建築物の施工現場において、土台１１、柱１２、桁（梁）１３で囲う方形の壁空間内に、その組付体を挿入して固定するだけで、熟練技術がなくても、簡単に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態を示す筋交の補強構造の正面図である。
【図２】同筋交の補強構造の斜視図である。
【図３】他の実施形態の補強構造で使用される横桟、縦枠体を含む組付体の正面図である。
【図４】１つの組付体の斜視図である。
【図５】他の実施形態の補強構造の正面図である。
【図６】同筋交の補強構造の斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      土台
２      柱
４      筋交
５      横桟
５ａ    切欠
６      固定金物
７      縦枠材
【図１】
2009270279.tif 000003
【図２】
2009270279.tif 000004
【図３】
2009270279.tif 000005
【図４】
2009270279.tif 000006
【図５】
2009270279.tif 000007
【図６】
2009270279.tif 000008