説明

在来木造住宅の外壁構造、及び、外壁工法

【課題】筋交いと外壁面材を組合せた新規な在来木造住宅の外壁構造、及び、外壁工法について提案する。
【解決手段】筋交い4A・4Bが設けられる在来木造住宅の外壁構造10であって、前記筋交い4A・4Bの室外側に、胴縁6・6・・・を建物躯体である柱2A・2B・2C(柱材(間柱3Aも含む))に直交方向に止めつけて配設し、前記胴縁6・6・・・の室外側に、外装面を構成する外壁面材7A・7Bを、前記胴縁6・6・・・と直交方向に止めつけて配設する構成とする(外壁面材7A・7Bの長手方向と胴縁6の長手方向が直交する)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建物の外壁を構成するための外壁構造、及び、外壁工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、窯業系サイディングなどの外壁面材により建物の耐震性能を向上させるための技術が知られている(特許文献1参照。)。
【0003】
また、在来木造住宅においては、耐震性能を確保するために筋交いが用いられている。この筋交いを用いる構造は、モルタル塗り壁などの湿式壁の形態を採用する湿式壁工法にて見られるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−231765
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1によれば、外壁面材が耐震性能(壁強さ倍率)の向上に寄与することが開示されているが、筋交いが存在する箇所において、外壁面材を用いた乾式壁工法を採用した場合に、どのような効果が得られるかは、従来検討がなされていなかった。
【0006】
また、筋交いは従来から耐力壁としてよく使用されてきたが、これは単体では面外への座屈によって、破壊することが知られているが、その外側の外装材によってどれだけ座屈抑え効果が期待できるかは検討されてこなかった。
【0007】
一般的な外装材としては、モルタルやサイディング材が多く使われているが、過去の地震被害や実験結果などから、モルタルでは地震時に筋交い部でのモルタルの脱落やサイディング材の割れ、釘抜け等がみられており、一般的な外装材では筋交いの座屈抑え効果が発揮できていないことがわかっている。
【0008】
そこで、本発明は以上の問題に鑑み、筋交いの外側に柱、間柱と直行方向に一定間隔で胴縁(横胴縁)を配置して釘やビスでしっかりと固定し、さらにその外側に胴縁と直行方向に外壁面材を配置し、ビス等でしっかりと固定する。これにより、直行する2層構造として、面外剛性を高め、面外への筋交いの座屈を抑制し、筋交いあるいは外装材それぞれ単体での耐力性能の加算値よりも高い耐力性能を発揮できる、新規な在来木造住宅の外壁構造、及び、外壁工法について提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0010】
即ち、請求項1に記載のごとく、
筋交いの室外側に、胴縁を建物躯体である柱材に直行方向に止めつけて配設し、
前記胴縁の室外側に、外装面を構成する外壁面材を前記胴縁と直行方向に止めつけて配設する構成とする、在来木造住宅の外壁構造。
【0011】
また、請求項2に記載のごとく、
梁材と柱の間に筋交いを設ける工程と、
前記筋交いの室外側に、建物躯体に止めつけられる胴縁を設ける工程と、
前記胴縁の室外側に、外装面を構成する外壁面材を、前記胴縁に止めつけて設ける工程と、を含む構成とする、在来木造住宅の外壁工法とするものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【0013】
即ち、請求項1に記載の発明においては、筋交い、胴縁、及び、外壁面材の組合せによって、高い耐震性能(壁強さ倍率)を発揮する外壁構造を実現することができる。また、改装の場合において、既存の筋交いを利用することによれば、既存の筋交いを有効利用しつつ、高い耐震性能(壁強さ倍率)を得ることができる。
【0014】
また、請求項2に記載の発明においては、筋交い、胴縁、及び、外壁面材の組合せによって、高い耐震性能(壁強さ倍率)を発揮する外壁構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施例に係る外壁構造の全体的な構成を示した図。
【図2】試験体の仕様の概要について示す図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1は、本発明の一実施形態にかかる在来木造住宅の外壁構造10について示す図である。
図1に示すごとく、上下において梁材1A・1Bが横設され、この梁材1A・1Bの間に柱2A・2B・2Cが上下方向に配設される。また、柱2A・2Bの間には、上下方向に間柱3Aが配設され、柱2B・2Cの間には、上下方向に間柱3Bが配設される。なお、図1に示す構成が建物の一階部分に配置される場合には、梁材1Bは土台として機能するものであって、梁材の用語には土台を含むものとする。
【0017】
また、図1に示すごとく、柱2Aの下部から柱2Bの上部にかけて、筋交い4Aが斜め方向に配設され、同様に、柱2Cの下部から柱2Bの上部にかけて、筋交い4Bが斜め方向に配設される。
【0018】
また、図1に示すごとく、以上に述べた、梁材1A・1B、柱2A・2B・2C、間柱3A・3B、筋交い4A・4Bの室外側に、これらの部材を覆うように、透湿防水シート5が張設される。そして、この透湿防水シート5の室外側に、胴縁6・6・・・が配設され、この胴縁6・6・・・が柱2A・2B・2Cや間柱3A・3Bなどに対して止めつけられる。
【0019】
また、図1に示すごとく、胴縁6・6・・・の室外側に、外壁面材7A・7Bが配設される。この外壁面材が、胴縁6・6・・・などに対して止めつけられる。なお、外壁面材としては、窯業系サイディング、セラミック系サイディング、金属系サイディング、ALC板などの面材が適用し得る。
【0020】
以上のように、図1の構成では、筋交い4A・4Bが設けられる在来木造住宅の外壁構造10であって、前記筋交い4A・4Bの室外側に、胴縁6・6・・・を建物躯体である柱2A・2B・2C(柱材(間柱3Aも含む))に直交方向に止めつけて配設し、前記胴縁6・6・・・の室外側に、外装面を構成する外壁面材7A・7Bを、前記胴縁6・6・・・と直交方向に止めつけて配設する構成とするものである(外壁面材7A・7Bの長手方向と胴縁6の長手方向が直交する)。
【0021】
また、図1に示すごとく、在来木造住宅の外壁工法であって、梁材1A・1Bと柱2A・2B・2Cの間に筋交い4A・4Bを設ける工程と、前記筋交い4A・4Bの室外側に、建物躯体としての柱2A・2B・2Cに止めつけられる胴縁6・6・・・を設ける工程と、前記胴縁6・6・・・の室外側に、外装面を構成する外壁面材7A・7Bを、前記胴縁6・6・・・に止めつけて設ける工程と、を含む構成とするものである。
【0022】
以上の構成により、図1に示すごとく、筋交い4A・4B、胴縁6・6・・・、及び、外壁面材7A・7Bの組合せによって、高い耐震性能(壁強さ倍率)を発揮する外壁構造10を実現することができる。また、柱材である柱2Aや間柱3Aと、胴縁6が直交してなる第1層と、胴縁6と外壁面材7A・7Bとが直交してなる第2層から、2層構造が形設される。これにより、面外剛性を高め、面外への筋交いの座屈を抑制し、筋交いあるいは外装材それぞれ単体での耐力性能の加算値よりも高い耐力性能を発揮することができる。
【0023】
<実施例と比較例>
次に、本発明の構成を適用した実施例と、比較例などを用いて、本発明の構成による効果を説明する。主要な条件は次の通りである。
【0024】
(1)仕様
試験は実施例、比較例の仕様について行った。以下に主要な仕様について説明する。図2に仕様の概要を示した。
・上梁21: 断面105mm×180mm、長さ2730mm樹種米松(共通仕様)
・下梁22: 断面105mm×105mm、長さ2730mm樹種すぎ(共通仕様)
・上梁と下梁の間隔:2594mm(共通仕様)
・柱23: 断面105mm×105mm、長さ2594mm樹種すぎ(共通仕様)
・間柱24: 断面27mm×105mm、長さ2594mm樹種すぎ(共通仕様)
・柱、及び間柱の間隔455mm(共通仕様)
・筋交い25: 断面90mm×90mm(共通仕様)
・胴縁26: 15mm×50mm針葉樹構造用合板(共通仕様)
・胴縁の間隔: 303mm(共通仕様)
・胴縁の止めつけ: CN65くぎ:303mmピッチ
・外壁面材27: 窯業サイディング:厚18mm×幅455mm×長さ2730mm(JISA5422品)
・外壁面材止めつけ: ステンレス専用ビス:トラス頭付きφ5.0mm L=50mm:横方向150mmピッチ
【0025】
また、表1に実施例、比較例の仕様を示す。
【表1】

【0026】
表1の「張り方」において「縦張り」とあるのは、外壁面材の長手方向が鉛直方向に向けて配置されたことを意味する。また、「枚数」において「4」とあるのは、横方向に4枚の外壁材を並設したことを意味する。
【0027】
また、表1の実施例は、図1における構成を想定した例である(湿防水シートを除く。)。
比較例1は、実施例に対し、胴縁と外壁面材を省いた構成である。
比較例2は、実施例に対し、筋交いを省いた構成である。
【0028】
(2)試験条件
評価試験は、財団法人建材試験センターが発行する「木造耐力壁及びその倍率の試験・評価業務方法書」に記載される試験方法に準じて行った。
【0029】
(3)試験結果
表2に試験結果を示す。
また、参考値Aは、比較例1と比較例2の数値を合計したものである。
また、参考値Bは、実施例の値から参考値Aを引いた値を参考値Aで除し、算出された値に100を掛けた値を向上率(%)として表現するものであって、参考値Aと比較して実施例がどれだけ耐震性能(壁強さ倍率)が向上したものであるかを示す指標である。
【表2】

【0030】
(4)評価
評価は「壁強さ倍率」を得ることで行った。
「壁強さ倍率」は、同じく「木造耐力壁及びその倍率の試験・評価業務方法書」に記載されている壁倍率評価に使用する4つの耐力(降伏耐力Py、終局耐力Pu、最大耐力Pmax、特定変形時の耐力)のうち終局耐力Puを用いることにより得た。詳しくは、実験で得られたPuを用いて、0.2×(2μ−1)1/2×Puを算出し、これを試験体(外壁面材)の幅で除した値を「壁強さ倍率」とした。ここで、「μ」は塑性率を表し、上記実験においてせん断変形角と荷重との関係から得られる値である。
【0031】
表2における実施例と比較例1、比較例2の比較から判るように、筋交い、胴縁、外壁面材の組合せによって、高い壁強さ倍率を得ることができることが確認できた。
【0032】
また、参考値Aは、比較例1と比較例2の値を合計したものであるが、この参考値Aは、実施例よりも低い値となることが判る。これは、実施例の構成によれば、筋交い、胴縁、外壁面材の組合せにより、高い耐震性能(壁強さ倍率)が実現されることを意味するものである。この耐震性能(壁強さ倍率)の向上については、筋交いの面外方向のはらみ(ふくらみ)が胴縁やサイディングによって抑えられるため、筋交いの変形が抑えられることになり、実施例の全体としての壁強さ倍率などを高くするために大きく寄与しているものと考えられる。具体的には、参考値Bから判るように、筋交い、胴縁、外壁面材の組合せにより、参考値Aと比較して、壁倍率で21%、壁強さ倍率で14%の向上が図られるのである。
【0033】
以上のように、実施例によれば、高い耐震性能(壁強さ倍率)を得ることができる。そして、この実施例の形態は、既存の在来木造住宅において、筋交いが配設される箇所について適用することができる。例えば、外壁を改装して耐震性能を向上させる場合には、既存の筋交いを利用して、本実施例の構成を適用することによれば、既存の筋交いを有効利用しつつ、高い耐震性能(壁強さ倍率)を得ることができるのである。
【0034】
また、筋交いの面外方向のはらみを抑制するうえで好ましい実施形態としては、実施例1の仕様において、外壁面材については、従来は、一般的に、JISA5422の規格で曲げ破壊荷重690N以上とされていたものを、曲げ破壊荷重900Nの以上ものとすることが好ましい。
【0035】
同様に、外壁面材を止め付けるビスについては、従来は、φ(直径)2.3mm〜2.9mm程度であって、長さ40mm〜50mm未満としていたものを、φ(直径)5.0mm以上、長さ50mm以上のものを利用することが好ましい。
【0036】
同様に、外壁面材の止め付けは、胴縁の配置と対応させて縦方向303mm以内、横方向は150mmピッチ以内とすることが好ましい。
【0037】
同様に、胴縁の縦方向の配置間隔は、従来は、一般的に450mm程度とされていたものを、303mm以内とすることが好ましい。
【0038】
同様に、胴縁の止め付けるためのくぎは、従来は、長さ60mm以上とのみ規定していたものを、CN65、CN75などの太め丸くぎであって、より長いものを使用することが好ましい。
【0039】
同様に、胴縁の素材としては、従来の杉やつが等の製材と比較して曲げ剛性の高い構造用合板を使用することが好ましい。
【0040】
以上に述べた構成は、従来は胴縁や外壁面材によって筋交いの面外方向のはらみの抑制を考慮していなかったために、採用が考えられなかった構成であり、本願発明者の鋭意検討によって始めて見出された知見である。これらの設計によって、耐震性能を確実に向上させることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明の構成は、新築の在来木造住宅の外壁構造において、耐震性能を確保するために適用できるほか、既存の在来木造住宅の改装により、耐震性能を向上させる場合についても適用することができる。
【符号の説明】
【0042】
1A 梁材
1B 梁材
2A 柱
2B 柱
2C 柱
3A 間柱
3B 間柱
4A 筋交い
4B 筋交い
5 透湿防水シート
6 胴縁
7A 外壁面材
7B 外壁面材
10 外壁構造



【特許請求の範囲】
【請求項1】
筋交いの室外側に、胴縁を建物躯体である柱材に直行方向に止めつけて配設し、
前記胴縁の室外側に、外装面を構成する外壁面材を前記胴縁と直行方向に止めつけて配設する構成とする、在来木造住宅の外壁構造。
【請求項2】
梁材と柱の間に筋交いを設ける工程と、
前記筋交いの室外側に、建物躯体に止めつけられる胴縁を設ける工程と、
前記胴縁の室外側に、外装面を構成する外壁面材を、前記胴縁に止めつけて設ける工程と、を含む構成とする、在来木造住宅の外壁工法。




【図1】
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【図2】
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