平行二棟造り住宅の構造調査と耐震性能評価に関する研究谷川海豊

1. はじめに変更点

伝統木造住宅の構法は地域によって多種多様にみられるため、それらの構造的特徴の地域性が耐震性能評価上の課題の一つとして挙げられている。熊本県の中央から北部、福岡県の南部、大分県の一部にみられる民家の一つに平行二棟造りと呼ばれる民家がある 1)。本研究では民家村自然公苑にある調査対象住宅にみられる平行二棟造りが有する構造的特徴を把握することを目的とした現地調査の結果と耐震性能評価を行う。
2. 二棟造りと調査対象住宅
二棟造りは、沖縄から九州本土、四国、中部、関東各地方

図１移築前の間取り図

太平洋沿岸に広く分布する寄棟の草葺き屋根の主屋と釜屋図２移築後の間取り図

3. 構造が、別棟になった民家のことで、分棟型とも呼ばれる 1) 。平

調査により得られた住宅の平面図を図３に断面図を図４、

行二棟造りとは、梁間が 2 間、桁行 5 間ほどの同大同型の平5、屋根伏せ図を図 6、架構図を図 7 に記す。調査対象住宅

行に並んだ二つの棟を谷桶で繋いだ形の建物である 1)。外周は茅葺屋根の建物が東西に二棟並べた形をしている。二棟はの土壁にはほとんど開口がなく、内部は二棟の行き来のため内部空間を共有している。ここからは便宜上西側の建物を Aに桁行方向の壁がほとんどない。文献 2)によると平行二棟造棟、東側の建物を B 棟とする。A 棟は釜屋と呼ばれる土間のりは変化形を除けば、二棟の間が吹き抜けになった吹き抜け主屋である。B 棟は本屋と呼ばれる居住棟で主屋と瓦屋根の型、二棟が食い違うように接続された食い違い型、片方の端下屋で構成されている。ここからは A 棟の主屋を主屋 1、Bが揃った片揃い型、両方の端が揃った両揃い型の 4 種類ある。
調査対象住宅は平行二棟造り、片揃い型の住宅である。外棟の主屋を主屋 2 と呼ぶ。床面積(土間を含む)は住宅全体で138.71m2、A 棟は約 56m2、B 棟は約 83m2、そのうち下屋観、内観を写真１に記す。この住宅は約 200 年前に熊本県菊は B 棟の約 14%にあたる約 12m2 である。

池郡泗水町に寺院庫裡として建てられ、現在は福岡県福津市

両主屋の茅葺屋根は叉首構造になっていて、叉首は梁で受にある宮地嶽神社民家村自然公苑へ移築されている。民家のけている。主屋の階高は 3694mm で柱径は細いもので約平行二棟造りの特徴を把握するため寺院庫裡の平行二棟造75mm、太いもので約 200mm である。
多くの柱は約 120mm

りを参考にできると考えられている 3)。文献 3)の移築前の間角程度である。壁は外壁、内壁ともに土壁である。全面土壁取り図（図１）と調査によって得られた間取り図（図２）をの厚みは 59-105mm で、平均して壁厚約 77mm である。基見比べると柱の位置が移動している箇所やなくなっている

礎は石場建てで、A 棟は土間床、B 棟は畳が貼られ、床下か箇所がみられる。変更理由については不明である。

ら土間までは 612ｍｍである。B 棟下屋は葺き土のない桟瓦葺である。主屋とは垂木と全壁で接続されている。二棟の行き来のためか内部空間には全壁がほとんどなく、そのため壁が偏って入っていることになる。開口は平側にほとんどなく妻側に多い。A 棟と B 棟を繋ぐ場所(Y３-Y4 構面)は戸合とa)西面呼ばれ、雨水対策として谷桶が設けられている。A 棟と B 棟b)南面は外壁部分を除けば 2 本の梁のほぞで接合されているだけなので二棟が水平力に対して一体として動くと考えるのは難しいように思われる。
また A 棟の屋根荷重の半分は Y３構面で負担しているが、この構面には主な耐力要素の全壁がな
d)本屋内

写真１

い。一方 Y４構面は耐力要素となる垂壁、全壁が連続して設c)戸合けられている。

47-1

図３ 平面図
下屋
茅厚 302mm

10

母屋

11.6
叉首

主屋２
垂木

谷桶

谷桶

主屋１
B×H＝220×150
主屋１から伸び主屋２の柱にほぞ差しさ図６ 屋根伏せ図れている。

図 4 X3 断面図

B×H=170×210
本屋釜屋

図 5 X6 断面図

図 7 架構図47-2

4. 重量算出方法及び結果げられる。下屋を含むことによって床面積当たりの重量は重量 W は階高(礎石から桁天端までの高さ 3694mm)の半分7.87%上昇している。
5. 水平方向の耐力の算出方法及び結果より上部の重量とする。茅葺屋根の重量は下地を含み、その2単位重量は文献 4)を参考に屋根面積に対して 640N/m (茅厚降伏ベースシア Qy を X、Y 方向別に求める。ここで Qy は2500mm)を住宅の茅厚 302mm で比例倍した 387N/m とした。

層間変形角 1/30rad 時の層せん断力とする。Qy は各方向別に

2

建築基準法令 84 条より、瓦屋根は屋根面積に対して 640N/m 、耐力要素の復元力特性を単純加算して求める。剛床仮定を用

2

竿縁天井は面積あたり 100N/m として、簀子天井は文献 4)よい、ねじれがないと仮定する。耐力要素は、全壁、垂壁、ほり面積あたり 72.6N/m として重量を見積もる。
木材の材種をぞ差し仕口接合部、差鴨居、貫を考慮し、それぞれの復元力

柱、束はスギ、梁、桁や横架材はアカマツ、叉首をヒノキと特性は文献 7)を参考にする。全壁は貫を３段含むと仮定する。

それぞれ仮定し、文献 5)の比重から材積を乗じて重量を求め垂壁の復元力はせいが 900mm 相当以上のもののみ考慮し、る。土壁の重量は文献 6)に記載の壁厚別の土壁の単位面積あまた、そのせいによらず柱間 1 スパン毎に 4kN とする。これたりの荷重を厚さに関して線形補間し、各壁の厚みに応じたは貫、小舞下地の耐力を含む。ほぞはすべて短ほぞと仮定す

単位面積あたり重量を算出、各壁面積に乗じることで求めた。

る。

2

図 10 に各方向別の降伏ベースシア Qy を示す。図 11 と図これは貫、小舞を含める。
全体重量の各構成要素別及び主屋１(A 棟)、主屋２(B 棟主12 に X 方向と Y 方向の床面積当たり降伏ベースシア Qy/A屋)、下屋別の重量を図 8 に示す。戸合部分の重量は主屋 1、をエリアごとに算出した結果を示す。X 方向全体の Qy は約主屋 2 に半分ずつ入れた。A 棟、B 棟、主屋、下屋の床面積208kN、Y 方向全体の Qy は約 109kN である。X 方向全体の当たりの構成要素別重量を図 9 に示す。全体の重量は約床面積当たり降伏ベースシアQy/Aは約1.50kN/m2であるが、245kN であった。全体のうち下屋の占める重量は約 13％であそれぞれの部分を比べると下屋が突出して大きい。また、Aる。構成別でみると屋根(茅葺屋根、瓦屋根)の重量が最も大棟と B 棟を比べると、下屋を含んでいる B 棟の方が Qy/A がきく(約 107kN)、次いで土壁(約 103kN)という結果になった。

64.8%大きいが、主屋だけで比べると Qy/A の違いはさほど見A 棟と B 棟で比べると、重量 W は B 棟が約 46%大きく、まられない。主屋１と主屋２ではその耐力要素が異なる。主屋

た B 棟の床面積当たり重量 W/A が約 25%大きかった。これ

１の Qy/A では全壁が約 92%を占めているが、主屋２の Qy/A

は B 棟が全壁の多い下屋を含んでいることが原因として挙では全壁が約 40%、垂壁が約 59%を占めている。そのため主茅葺き屋根
瓦屋根
天井

横架材
鉛直材
土壁

下屋
主屋２
主屋１

屋根

天井

横架材

鉛直材

短ほぞ土壁差鴨居

垂壁

全壁

3250250

2.52001501002Qy (kN)

W/A (kN/m2)

1.550100500.500
構成要素別

主屋1,主屋2,下屋0全体

図 8 重量 W (kN)
短ほぞA棟,主屋1

主屋２

下屋

差鴨居

垂壁

全壁

443

1.78
1.08

主屋２

下屋

垂壁

全壁

0.46
3.50

2
1A棟,主屋１差鴨居

31.151全体

図 10 方向別降伏ベースシア Qy(ｋN)

短ほぞ5.55

1.50

Y方向

650

X方向

図 9 床面積当たり重量 W/A (kN/m )

52

B棟
2

6Qy/A (kN/m2)

150

1

Qy/A (kN/m2)

W (kN)

2000

B棟

0.79

全体0.890.63
A棟 ,主屋1

主屋２

下屋B棟

図 12 Y 方向 床面積当たり降伏ベースシア Qy/A (kN/m2)

図 11 X 方向 床面積当たり降伏ベースシア Qy/A (kN/m2)

47-3

屋１と主屋２では水平力により生じる変形の状況が異なる

目的として宮地嶽神社民家村自然公苑に移築された住宅をことが考えられる。

対象として現地調査及び耐震性能評価を行った。

Y 方向では X 方向より全体の降伏ベースシア Qy が低くな

本建物の特徴として以下の知見が得られた。っている。
これは梁間方向の全壁のQyが小さいためである。

・同大同型の二棟が内部空間を共有している構造。内部にはY 方向でも下屋の床面積当たりの降伏ベースシア Qy/A は全壁がほとんどなく、外側に壁が偏って存在。

2

3.50kN/m と他と比べて非常に大きい。X 方向と同様に下屋・平側に開口がほとんどなく、妻側に開口がある。の影響で B 棟が A 棟より Qy/A が約 33%大きかった。しかし

・主屋１．主屋２は梁間方向の全壁、垂れ壁の入り方がほと主屋だけでみると Qy/A は B 棟の約 52%まで減少し、主屋 1んど同じ。

よりも低い値となった。これは、主屋１と主屋２では梁間方

耐震性能評価に関しては以下のことが考えられた。

向の全壁と垂れ壁の入り方がほとんど同じであるため、床面・梁間方向に比べ桁行方向の降伏ベースシア係数が大きい。

積の大きい主屋２の方が Qy/A の値が小さくなったと考えら

・X 方向では耐震評価について、二棟は一体として動く構造れる。の仕様とは言い難いため、二棟別で評価することがより適切

6. ベースシア係数であると考える。

表 1 に各方向別の降伏ベースシア係数 Cy(=Qy/W)を示す。

・B 棟は下屋に全面土壁が多く Cy が大きくなるため下屋をX 方向全体の Cy は 0.85 となっているが、主屋１と主屋２の含むか否かで大きく Cy が変わってくる。そのため下屋の取接続の状況を考えると、梁のほぞのみで繋がっているため、り付きが水平力を十分に伝達できるとは言い難い構造なのこれを踏まえると水平力を十分に伝えられるとは言い難いが問題となる。

構造となっている。そのため耐震性能評価においては、A 棟と B 棟を分けて評価するほうがより適切ではないかと思わ【 謝辞 】れる。A 棟と B 棟の二棟を降伏ベースシア係数 Cy で比べる

現地調査の実施に際しては、宮地嶽神社民家村自然公苑及びと B 棟の方が約 33%高いが、B 棟は主屋だけで見ると Cy は蜷川研究室の皆様の多大なるご協力を頂きました。ここに記

約 30%減少し A 棟よりも低い値となる。主屋２と下屋の間して感謝申し上げます

は壁内の小舞、貫のみで繋がっているため、一体として動き【 参考文献 】

づらいと考えられる。下屋を含むか否かで降伏ベースシア係

1)日本民族建築学会：図説民族建築大事典, 柏書房, p152,

数 Cy は大きく違い、耐震性能の評価も大きく異なることに2001.1

なる。

2)原田徳明, 北野隆：谷桶空間を持つ寺院庫裡の平面についY 方向の全体の降伏ベースシア係数 Cy は 0.45 である。床てー熊本県の民家に関する研究(その 8)―, 1993.3.

面積当たり降伏ベースシアと同様に X 方向よりも Y 方向が3)原田徳明, 北野隆：平行二棟造り寺院庫裡の一体化につい低く、X 方向全体の Cy の約 53%になっている。B 棟は Y 方てー熊本県の民家に関する研究(その 19)―, 1998.3.

向も X 方向と同様に下屋を含むか否かで大きく降伏ベース

4)大野敏：文化庁建築物課, 重要文化財(建造物)耐震診断指シア係数 Cy が変わってくる。下屋を含めた場合 Cy は約 81%

針参考資料集, pp52-63, 2000.

程度大きくなる。主屋だけに着目すると、主屋２は主屋１よ5)日本建築学会：建築荷重指針・同解説(2015), p132, 2015.2

りも約 37%小さい。これは、主屋２が主屋１よりも重量が大6)伝統的構法木造建築物設計マニュアル編集委員会：伝統的きいのに対し、降伏ベースシア Qｙはほとんど同じためであ構法のための木造耐震設計法 石場建てを含む木造建築物る。降伏ベースシア Qｙがほとんど同じであるのは Y 方向のの耐震設計・耐震マニュアル, 学芸出版社, 2019.6.

全壁、垂れ壁の入り方がほとんど同じであったことが要因で

7)木造軸組構法建物の耐震設計マニュアル編集委員会：伝統ある。

構法を生かす木造耐震設計マニュアル,

7. まとめ2004.3.

本研究では平行二棟造りの構造的特徴を把握することを
表1

ベースシア係数47-4

学芸出版会,