壁補強構造
【課題】面としての「壁」を補強することにより、耐震性を向上させるとのコンセプトに基づき、既存の木造軸組み工法住宅の耐震補強を図ることが課題である。
【解決手段】既存住宅の内壁材を除去した左右の柱４，４間に数段の横材１９を平行に配置し、上下の横架材５，２と左右の柱４の柱頭と柱脚との結合を補強金物２１で補強すると共に前記横材１９の両端を入隅結合金物（Ｌ形金物２０）で左右の柱４に結合して金物がすべて柱の内側に位置した架構体Ｂを形成し、架構体Ｂの室内側面に耐力用の構造用合板２４を上下方向で複数に分割し、上横架材（胴差５）との間に天井スペースをまた下横架材（土台２）との間に床スペースを残して、左右の柱間に固定し補強された耐力壁とする。
【解決手段】既存住宅の内壁材を除去した左右の柱４，４間に数段の横材１９を平行に配置し、上下の横架材５，２と左右の柱４の柱頭と柱脚との結合を補強金物２１で補強すると共に前記横材１９の両端を入隅結合金物（Ｌ形金物２０）で左右の柱４に結合して金物がすべて柱の内側に位置した架構体Ｂを形成し、架構体Ｂの室内側面に耐力用の構造用合板２４を上下方向で複数に分割し、上横架材（胴差５）との間に天井スペースをまた下横架材（土台２）との間に床スペースを残して、左右の柱間に固定し補強された耐力壁とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存木造軸組み工法住宅の補強された壁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の木造軸組み工法住宅では、上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、耐力壁とすべき箇所に特許文献１のように筋交いなどを入れて補強がなされている。また、ホールダウン金物のような引抜き抵抗金物や、コーナー金物のようなせん断抵抗金物を用いて柱脚と土台（下横架材)の間、柱頭と梁あるいは胴差（上横架材)の間が耐震補強されている。さらに、特許文献２では、床下の土台から天井内の梁まで延びる一対の柱間を横桟で結合し、これらに構造用合板などの補強板を貼り付けて耐震補強構造とするものが提案されている。
特許文献３も同様であるが、対向する一対の柱と胴差し及び土台からなる壁構面に補助横架材を２段に取り付けこの面に面材を当て周縁を固定した構造としている。大壁構造を利用した補強構造と言える。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５０６７１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３５００号公報
【特許文献３】特開２００５−２３２７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筋交いによる耐震補強構造は、軸組の補強であり、面としての壁を補強する技術的思想が無い。耐震補強金物は、一つ一つの機能が注目されており、これを複数使用した結果の軸組み構造全体としての建物保有強度に関する技術的思想がない。この点、特許文献２,３のように、土台から梁まで延びる一対の柱間を構造用合板で結合する構造は、面としての壁を補強する技術的思想のものといえる。しかし、面としての壁を補強するにあたり、構造用合板だけで充分な耐力を持たせるのは困難である。引用文献２の構造では、柱脚にホールダウン金物、柱頭に羽子板金物を利用することが記載されているが、これらは木造軸組み工法住宅における通常の使用態様であり、面としての壁を補強するとの特別の意図によるものとはいえない。
この発明は、面としての壁に充分な耐力を持たせ、耐震補強を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
面としての壁を左右の柱と上下の横架材を含む架構体とその表面に固定する耐力用板材とからなるものと把握する。そして、既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所に、これら横架材と左右の柱及び横材、さらに、これらの結合を補強する補強金物とで架構体を形成する。そして、この架構体の面に耐力用板材を固定する。既存住宅の耐震補強工事では、居住中の工事となることが多いことから、通常、内壁材だけを除去して左右の柱間を露出させることが多いので、前記耐力用板材を固定するのは、架構体の室内側だけとなる。内壁材を除去する際にも工事をできるだけ拡大させない意図から、天井材、床材を損傷しないようにするので、架構体に固定する耐力用板材は上方に天井スペース、下方に床用スペースを残して固定される。
【０００６】
そして、耐力用板材は、一枚板のままでは固定せず、上下方向に分断したものを固定する。
架構体を構成する上下の横架材と左右の柱の柱頭及び柱脚との結合は、補強金物で補強される。また、前記横材の両端はＬ形金物など入隅結合金物で左右の柱に結合する。これらの金物はすべて柱の内側に配置されることが、耐力用板材を架構体に固定する際の障害とならず、また、仕上げ作業が短縮されるので好ましいが、家全体を一気に補強する工事となる場合のように、必ずしも内側に納めなくてもよい場合もある。
【発明の効果】
【０００７】
上下の横架材と左右の柱及び横材などで構成し、これらの結合箇所を補強金物で補強した架構体は、耐震性能が高く壁倍率３程度の耐力壁となる。しかも、補強金物の選択と組み合わせによって、必要とする壁強度の選択と壁補強構造を柔構造あるいは剛構造とすることの選択が可能となる。また、補強された壁の単位（例えば２本の柱間・・・Ｐ）は、１．５Ｐの場合は約１．５倍、２Ｐでは約２倍のように、おおよそ正比例して計算することができるので、既存住宅を壁単位で把握して建物のバランスを考慮した設計を行いやすい。結果として建物のいわゆる保有耐力を向上させることができる。さらに、外壁と内壁の補強方法の違いや真壁と大壁とのちがいによる補強スペースの違いなどにも対応しやすい。
この耐力壁は、既存住宅の内壁を除去するだけで施工できるから、室内側からの施工となり、天井や床を壊したり、外壁まで壊すような拡大した工事とならない。このため、施工期間が短く低コストであり、居住したままでも行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
〔実施例〕
図１は既存の木造軸組み工法住宅における一階の壁部分を概略で示したものであり、
基礎１に土台２（下横架材）が載置されてアンカーボルト３で基礎１に固定されている。土台２には、柱４が立設されている。左右の柱４の上端は胴差５（上横架材）に結合されている。柱４の室外面には外壁材６が、また室内面には内壁材７が固定され、この箇所の壁は大壁構造となっている。符合８は間柱である。
【０００９】
室内は、上部に天井スペース９をとって天井材１０が取り付けられ、下部は根太１１が横架されてその上に床材１２が取り付けられている。土台２の上面から床材１２までは床スペース１２ａが存在する。天井材１０は格子に組んで軸組みへ固定した天井野縁１３に固定されている。
内壁材７は、構造用合板（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ）であり、一枚をそのまま柱４間に固定してある。実際には、左右の柱４の間には間柱８が取付けられ、これらへ壁野縁材１４が数段に掛け渡され、また、柱４と間柱８の室内面に数個の補助横材１５が固定されており、前記の内壁材７は、これらに固定されている。この場合、内壁材７の上部は天井の周囲に形成する回り縁１６の下段室内側に位置し、下部は床の周囲に形成する巾木１７と柱４との間に位置して固定され、左右は柱４の室内面に固定される。回り縁１６は断面が段付きで天井周縁と壁との間に固定され、その室内側面には化粧材１８が取付けられている。
【００１０】
この壁部分Ａを耐震補強し、壁補強構造とする。
壁部分Ａから内壁材７を除去する。この際、隣接する内壁材７や天井材１０及び床材１２を損傷しないように施工する。
内壁材７を除去した壁部分Ａは図２のように、胴差５と土台２（上下の横架材）及び左右の柱４が形成する枠構造の中央に間柱８が取付けられた構造となっており、これに回り縁１６と巾木１７が付加的に横断している状態となっている。このため、この箇所の上方を見ると、図３のように、回り縁１６に取付けた化粧材１８と柱４の室内面との間に空間が存在し、下方を見ると、図４のように巾木１７と柱４の室内面との間に空間が存在する。
【００１１】
壁補強構造は、図５のように、左右の柱４，４の内面間に横材１９を数段、平行に配置し、それぞれの両端における上面と下面をＬ形金具２０で柱４と結合する。Ｌ形金物２０は、入隅結合金物の一つである。この場合、横材１９の室内面は柱の室内面と揃うように、間柱８に横材１９を嵌め込むための切欠きを形成しておく。ついで、胴差５と左右の柱４の柱頭が結合される箇所及び土台２と左右の柱４の柱脚が結合される箇所をそれぞれ補強金物２１で補強する。これにより、壁部分Ａに、胴差５と土台２（上下の横架材）と左右の柱４の柱頭と柱脚とを補強金物２１で結合し、柱４，４間を横材１９とＬ形金物２０で連結した架構体Ｂが完成する。この実施例において、補強金物２１は、引抜き抵抗金物２２（図６）とせん断抵抗金物２３（図７）との組み合わせとなっており、補強金物２１はすべて架構体Ｂの内側に配置される。
【００１２】
そして、架構体Ｂに新内壁材２４を取付け（図８）、耐力壁とする。新内壁材２４は耐力用板材であって、この実施例において構造用合板である。新内壁材２４の上辺を下方から化粧材１８と柱４の間に差し込み、下辺を巾木１７と柱４の間に差し込んで配置し（図３，４）左右を柱４の室内面に中間部を横材１９に釘打ち（ビスを含む）して固定する。
新内壁材２４は図９（イ）のように、上下方向に３枚に分割して柱４と横材１９に固定する。このため、数段の横材１９は、図９（ロ）のように、分割された新内壁材の部分２４ａ，２４ｂ，２４ｃのそれぞれ上下辺と対応する配置とする。
【００１３】
引抜き抵抗金物２２は、柱頭用（図６イ）と柱脚用（同ロ）を準備するのが便利である。この実施例において、柱頭用の引抜き抵抗金物２２ａは、柱側固定部材２５と上横架材側固定部材２６及び引寄せボルト２７とを備えたホールダウン金物タイプである。上横架材側固定部材２６を胴差５の下面にビスなどで固定し、柱側固定部材２５を柱４の内面に固定した後、柱側固定部材２５の筒状係合部２８に下方から引寄せボルト２７を挿し込み、先端を前記の上横架材側固定部材２６に螺合して固定し、下端の前記筒状係合部２８から突出した部分にナットを螺合して締め付け固定する。
【００１４】
上横架材側固定部材２６の上面には粘着シートが取付けてある。すなわち、この引抜き金物２２ａを利用するときは、まず、引寄せボルト２７の先端に上横架材側固定部材２６を螺合して仮止めしておき、その状態で引寄せボルト２７の下端を持って差し上げ、天井材１０と柱４間の狭い間隔を通して、上横架材側固定部材２６を胴差５の下面に接着させる。このようにして位置決めされた上横架材固定部材２６から、一度引寄せボルト２７を取り外し、ついで、工具により上横架材側固定部材２６を胴差５の下面にビス止めする。長い引寄せボルト２７を利用して上横架材側固定部材２６を胴差の下面に仮止めしてから工具で固定できるので、天井材１０を破壊することなく、天井材１０と柱４間の狭い間隔を越えて天井スペース９の上部にある胴差５の下面へ、上横架材側固定部材２６を取付けることができる。
【００１５】
柱脚用引抜き抵抗金物２２ｂも、ホールダウン金物タイプであり、柱側固定部材２９と引寄せボルト３０を備える。柱側固定部材２９の筒状係合部３１に上方から引寄せボルト３０を挿し込み、その下端を長ナット３２を用いてアンカーボルト３３に連結し、ついで前記筒状係合部３１から突出した引寄せボルト３０の上端にナットを螺合し、締め付け固定する。このアンカーボルト３３は、この実施例において、耐震補強のために新設したものであり、基礎１に土台２の上面からコンクリート用ドリル（１４．５φ）で１５ｍｍφ程度の孔を穿孔し、１２ｍｍφの新たなアンカーボルト３０の基部を挿し込み（深さ２４０ｍｍ程度）、接着剤を用いて基礎へ固定したものである。新アンカーボルト３３は従来の１６ｍｍφより細く、施工時に幅が狭くまた強度が低下している既存の土台２や基礎１を破壊を抑制する。柱脚用引抜き抵抗金物２２ｂにより柱４が新アンカーボルト３３を介して直接基礎へ結合されることにより、耐震強度が向上する。
【００１６】
せん断抵抗金物２３は、図７（イ）〜（ニ）に例示するように、基本的に柱側固定面３４と横架材側固定面３５を備えたコーナー金物２３ａ〜２３ｄであるが、柱側固定面３４と横架材側固定面３５を結合する両側の側壁３６を一体に備えたボックス形のものもあり、また、大小があると共に、横架材側固定面３５に引寄せボルト２７，３０やアンカーボルト３３を挿通するための挿通孔３７を有するものと有しないものがある。挿通孔３７は横架材の長手方向に長く形成された長孔であり、この実施例では台形のワッシャ３８を組み合わせる。
【００１７】
以上、引抜き抵抗金物２２とせん断抵抗金物２３を例示したが、これら金物の室内外方向の幅寸法は、大壁構造の箇所に使用するものでは内外の構造用合板の間に柱４の室内外方向の幅だけの余裕があるので、室内外方向の寸法をその範囲で比較的広く構成することができるが、真壁構造の箇所では、金物の取り付けスペースが壁材としての構造用合板と柱の室内面との間しかなく取り付けスペースが狭いので、これに合わせて金物の幅を狭くし、その分、上下あるいは左右の長さを大きくして取り付け強度を確保してある。
【００１８】
また、引抜き抵抗金物２２がホールダウン金物タイプである場合、引寄せボルト２７、３０を挿通する筒状係合部２８の柱面からの突出量を工具を使用できる寸法（６０ｍｍ）以上とし、できるだけ柱側に近づけたものにする必要がある。通常のホールダウン金物の３１〜４０ｍｍ程度では、引寄せボルト２７，３０を連結する上横架材側固定部材２６や新アンカーボルト３３を固定するために使用するインパクトレンチ、ドリルなどのチャック部分の径の方が大きく、そのままでは工具を満足に使用できない。一方、筒状係合部２８を柱面から大きく突出させすぎると引寄せに伴うモーメントが大きくなり、充分な引抜き抵抗を達成できないことがある。
【００１９】
小型で挿通孔３７を有しないコーナー金物２３ａ（図７イ）は、側壁３６を有しないので柱４が傾斜すると横架材側固定面３５に対して柱側固定面３４がたわみ易く、かつ、横架材側固定面３５が短い。このため、図１０（イ）に例示する結合構造において、コーナー金物２３ａは、柱脚を水平方向に押す力（せん断力）に抵抗するが柱４を傾斜させようとする力（曲げせん断力）に抵抗する力は弱い。このため、コーナー金物２３ａを用いた柱脚箇所（図１０イ）では、その結合が架構体Ｂのひずみをある程度許容する柔構造となる。ただし、引抜き抵抗金物２２ａを合わせ用いているので、柱４が傾斜しても引抜かれることはなく、極端に言えば、木造軸組が倒壊するまでに粘りを見せる構造となる。
また、横架材側固定面３５が短いので、引寄せボルト３０やアンカーボルト３３に影響されずに柱脚と下横架材（土台２）とを結合することができる。このコーナー金物２３ａは、柱頭と上横架材（胴差５）との結合にも用いられる。図に示されているアンカーボルト３９は、既存のものであるが、この箇所に既存のものがなく、コーナー金物２３ａを通じた引抜き力が土台２を基礎１から浮かせる危険がある場合には新規に取付けるものである。
【００２０】
コーナー金物２３ｂ（図７ロ）は、中型のボックス形で横架材側固定面３５に挿通孔３７を有し、引寄せボルト３０やアンカーボルト３３を貫通させることができる。このため横架材側固定面３５を充分に大きく取ることができ、柱脚と土台２とのせん断抵抗と曲げせん断抵抗が補強される。
このコーナー金物２３ｂは、引抜き抵抗金物２２ｂと組み合わせて利用され（図１０ロ）、引抜き抵抗力とせん断抵抗および曲げせん断抵抗力を発揮する。
【００２１】
コーナー金物２３ｃ（図７ハ）は、大型で頑丈に作られ、横架材固定面３５に挿通孔３７を有し、ワッシャ３８を備えている。このコーナー金物２３ｃは図１０（ハ）のように使用される。この場合、引抜き抵抗金物２２は使用せず、柱側固定面３４を柱４へビスなどで強固に固定すると共に横架材側固定面３５を土台２へ強固に固定してある。そして、新設したアンカーボルト３３の先端部をワッシャ３８を介してナットにより横架材側固定面３５へ固定してある。したがって、この金物によれば、柱４と土台２は剛に結合されてせん断力と曲げせん断力に抵抗し、また、柱４がアンカーボルト３３を通じて基礎１と結合され、引抜き力に抵抗する。すなわち、コーナー金物２３ｃはアンカーボルト３３と一組にされ、全体として引抜き抵抗とせん断抵抗および曲げせん断抵抗兼用の金物となる。
コーナー金物２３ｃは、図１０（ニ）のように、引抜き抵抗金物２２と組合せないこともある。この構造では、柱４に対する引抜力はコーナー金物２３ｃを通じて土台２へ直接伝達されるので、土台２を基礎１へ固定している既存のアンカーボルトが少ない場合には新たなアンカーボルト３３を基礎１へ固定し、土台２と基礎１との結合を補強しておく必要がある。この場合のコーナー金物２３ｃも全体として引抜き抵抗とせん断抵抗および曲げせん断抵抗兼用の金物である。
【００２２】
コーナー金物２３ｄは、大型で頑丈に作られている。そして、柱側固定面３４と横架材側固定面３５との角部が側壁面３６とともに切り欠かかれて三角形の空間４０が形成されていること、両側の側壁面３６の上部に柱４側へ凹む先行曲げ破壊凹部４１を形成してあること、及び柱側固定面３４が上方へ延長されている特徴がある。
このコーナー金物２３ｄの使用態様は図１０（ホ）のようであり、コーナー金物２３ｃの場合と類似するが、前記の特徴により、つぎの作用効果を発揮する。
【００２３】
柱４に引抜き力とせん断力が作用すると、コーナー金物２３ｄに土台２との固定箇所を中心に回転する傾向が生じる。このとき、柱側固定面３４と横架材側固定面３５との間に角部があると、この部分で柱４の下端部を蹴り出すように圧迫する。この圧迫が限度を超えると柱脚部を圧縮破壊してしまうのであるが、前記三角形の空間４０を設けるとこの作用がなくなる。
また、柱４に地震力又は風力が作用して柱が傾斜する結果、柱４の面がコーナー金物２３ｄの柱側固定面３４を圧迫する。そして、側圧が一定値（木材が破壊される大きさ）に達したとき、柱４は圧迫箇所を支点に外側へ折り曲げられるような作用により折損する。このとき先行曲げ破壊凹部４１があると、柱側固定面３４と側壁面３６が上部の先行曲げ破壊凹部４１から降伏して柱４の移動に追随し、金物が必要以上に抵抗しないので、柱４がコーナー金物２３ｄの上部で折損するのを防止することができる。これは柱の傾斜が逆の場合も同様であり、このときは、コーナー金物２３ｄの柱側固定面３４が柱４の傾斜で強力に引かれるが、先行曲げ破壊凹部４１を弱点としてコーナー金物が変形することで金物の剛性を下げ、柱４が折損するのを防止している。
【００２４】
さらに、柱側固定面３４が上方へ延長されていると柱４側からの押圧に応じてこの部分が屈曲するので、コーナー金物２３ｄの上端が柱４の面に食い込み折損のきっかけとなるのを防止することができる。
Ｌ形金物２０（図９ハ）は、小型のＬ形金物であって、左右の柱４間に配置した横材１９の両端で上下面に取付けられ、横材１９を柱４へ結合する。
【００２５】
以上の補強金物２１（引抜き抵抗金物２２、せん断抵抗金物２３）を組合わせ、横材１９をＬ形金具２０で結合して図９のように、上横架材（胴差５）、下横架材（土台２）、左右の柱４及び柱間に配置する横材１９を結合、補強して架構体Ｂを構成する。したがって、この架構体Ｂは、使用する補強金物２１によって、柔構造や剛構造となる。すなわち、例示した引抜き抵抗金物２２は、柱頭、柱脚の結合箇所を柔構造に結合しており、せん断抵抗金物２３は柱頭、柱脚の結合箇所を基本的に剛構造に結合するので、双方の金物の組み合わせによって、架構体Ｂの柔構造、剛構造の程度及び壁強度を数段階に設定することができる。
【００２６】
図９イ、ロの架構体Ｂでは、胴差５と柱４との結合箇所は引抜き抵抗金物２２ａだけが用いられた柔構造であり、土台２と柱脚との結合箇所は、コーナー金物２３ｃが用いられた剛構造となっている。このコーナー金物２３ｃをコーナー金物２３ｄに変え、しかも、図６（ロ）のように、柱脚用の引抜き抵抗金物２２ｂを合わせ用いると、剛構造であるが柱脚部の破壊が防止され、かつ、引抜き抵抗の高い壁補強構造とできる。
【００２７】
小型のコーナー金物２３ａの採用は、上下の横架材と左右の柱４との結合箇所にせん断抵抗及び曲げせん断抵抗を与えながら、柱脚の傾斜をある程度許容する柔構造に近い結合とするためのものである。図１０（イ）ではこれに柱脚用の引抜き抵抗金物２２ｂを付加して引抜き抵抗力を強化している。図１０（ハ）、同（ホ）では、コーナー金物２３ｃ、２３ｄを用いることで柱４と土台２を剛構造に結合し、さらに、この金物をアンカーボルト３３を介して基礎１へ結合することによりコーナー金物２３ｃ、２３ｄに引抜き抵抗力をも発揮させている。
そして、柱４間を結合する横材１９は両端がＬ形金物２０で結合しているので、結合箇所は柔構造である。
【００２８】
すなわち、前記のように、架構体Ｂは全体として柔構造、剛構造あるいはこれらの中間の構造に形成することができ、また、使用する金物の種類と規模によって壁強度も必要な大きさにすることができる。これらを木造軸組工法住宅の壁箇所に使い分ける。
ここで、柱頭、柱脚に使用する金物とその組合せについて整理する。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
ちなみに、請求項１〜４における金物の組合せは次のようになる。左辺が柱頭、右辺が柱脚である。
請求項１〔Ｘ〕＋〔Ｙ〕
請求項２〔Ａ〕＋〔Ａ＋Ｂ〕
請求項３〔Ａ〕＋〔Ｃ〕
請求項４〔Ａ＋Ｂ〕＋〔Ａ＋Ｂ〕or〔Ｃ〕
構成要素〔Ｃ〕が採用された柱脚箇所は剛構造となるが、その他は、柔構造の場合と剛構造の場合がある。
【００３１】
最後に、架構体Ｂの室内側面に構造用合板２４（耐力用板材）を固定して耐力壁とする。構造用合板２４は図９（ロ）のように、３枚に分割して固定する。分割することによって、架構体Ｂが変形するとき、構造用合板２４と架構体Ｂとの結合が破壊されるのは、分割した部分ごとに進行していくので、構造用合板２４を一枚で固定したときのように一挙に結合が破壊されることがなく、補強された耐力壁は、破壊されるまでに粘りを発揮する。この状況は実験によるグラフ（図１１）に明らかである。
【００３２】
図１１は、側面からのせん断力により耐力壁が抵抗力（耐力）を失うまでの実験である。実際上、耐力壁の短期許容せん断耐力は５．８ｋＮ程度、終局耐力は１３ｋＮとされており、短期許容せん断耐力に対して柱頭の変位が１５０ｍｍ程度に収まるように設計される。
〔筋交い１間〕と表示された線は、上下の横架材間に配置した柱の間隔を１間とし、たすき掛けに筋交いを入れた架構体の変位に伴う耐力線である。これによれば、〔筋交い１間〕は最高３８ｋＮ程度まで耐えるが、変位８０ｍｍ前後で一挙に破壊され、耐力が消失している。これに対して、〔G-wall ｌ間〕と表示された線は、前記実施例図９イ、ロに示した単位Ｐを隣接させて１間（２Ｐ）とした本願による壁補強構造のものであり、規模において〔筋交い１間〕の場合と同じである。補強された耐力壁は、架構体Ｂと構造用合板２４が４０：６０の割合で耐力を引き受けていると推測される。
〔G-wall ｌ間〕の場合は、変位１８０ｍｍから２６０ｍｍ程度まで２９ｋＮ以上の耐力を維持しており、耐力を失うまで粘りのある状況を示している。〔G-wall ｌ間〕の場合は、維持できる最高耐力が〔筋交い１間〕の場合に比べて低いが、むしろ、最高耐力に近い状態が持続するので、粘りのある耐力壁を複数配置することで建物の強さと粘りを確保する。すなわち、木造軸組み構造全体の設計を前提として必要な補強壁数を満たすことで、地震の際に軸組みが一挙に倒壊して被害を大きくする事態を回避する。
【００３３】
以上実施例について説明した。この発明において、引抜き抵抗金物２２、せん断抵抗金物２３の具体的な構成は実施例のものに限らない。
既存の木造軸組み住宅において、耐力壁として補強される壁箇所は住宅の間取りを勘案して実際に応じて定められる。
実施例は、内壁仕様としたが、本願の技術思想は外壁仕様、入隅仕様にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】住宅の壁部分を示した斜視図（一部破断）。
【図２】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業前）。
【図３】壁部分の上部を拡大して示す断面による側面図。
【図４】壁部分の下部を拡大して示す断面による側面図。
【図５】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業中）。
【図６】（イ）は、柱頭部の補強状態を示す正面図、（ロ）は、柱脚部の補強状態を示す斜視図。
【図７】（イ）〜（ニ）は、いずれもせん断抵抗金物の例を示す斜視図。
【図８】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業の最終段階）。
【図９】（イ）は、新内壁を取付けて耐力壁とした状態の正面図、（ロ）は、架構体の正面図、（ハ）は、横材と柱との結合構造を示した斜視図。
【図１０】（イ）〜（ヘ）は、いずれも柱脚部の補強構造を示した斜視図。
【図１１】耐力壁（壁補強構造）の耐力試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３５】
１ 基礎
２ 土台
３ アンカーボルト
４ 柱
５ 胴差
６ 外壁材
７ 内壁材
８ 間柱
９ 天井スペース
１０ 天井材
１１ 根太
１２ 床材
１２ａ 床スペース
１３ 天井野縁
１４ 壁野縁
１５ 補助横材
１６ 回り縁
１７ 巾木
１８ 化粧材
１９ 横材
２０ Ｌ形金物
２１ 補強金物
２２ 引抜き抵抗金物
２２ａ 柱頭用引抜き抵抗金物
２２ｂ 柱脚用引抜き抵抗金物
２３ せん断抵抗金物
２３ａ〜２３ｄ コーナー金物
２４ 新内壁材（構造用合板）
２４ａ〜２４ｃ 分割された新内壁材の部分
２５ 柱側固定部材（柱頭）
２６ 上横架材側固定部材
２７ 引寄せボルト
２８ 筒状係合部
２９ 柱側固定部材（柱脚）
３０ 引寄せボルト
３１ 筒状係合部
３２ 長ナット
３３ アンカーボルト
３４ 柱側固定面
３５ 横架材側固定面
３６ 側壁面
３７ 挿通孔
３８ ワッシャ
３９ アンカーボルト
４０ 三角形の空間
４１ 先行曲げ破壊凹部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存木造軸組み工法住宅の補強された壁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の木造軸組み工法住宅では、上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、耐力壁とすべき箇所に特許文献１のように筋交いなどを入れて補強がなされている。また、ホールダウン金物のような引抜き抵抗金物や、コーナー金物のようなせん断抵抗金物を用いて柱脚と土台（下横架材)の間、柱頭と梁あるいは胴差（上横架材)の間が耐震補強されている。さらに、特許文献２では、床下の土台から天井内の梁まで延びる一対の柱間を横桟で結合し、これらに構造用合板などの補強板を貼り付けて耐震補強構造とするものが提案されている。
特許文献３も同様であるが、対向する一対の柱と胴差し及び土台からなる壁構面に補助横架材を２段に取り付けこの面に面材を当て周縁を固定した構造としている。大壁構造を利用した補強構造と言える。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５０６７１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３５００号公報
【特許文献３】特開２００５−２３２７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筋交いによる耐震補強構造は、軸組の補強であり、面としての壁を補強する技術的思想が無い。耐震補強金物は、一つ一つの機能が注目されており、これを複数使用した結果の軸組み構造全体としての建物保有強度に関する技術的思想がない。この点、特許文献２,３のように、土台から梁まで延びる一対の柱間を構造用合板で結合する構造は、面としての壁を補強する技術的思想のものといえる。しかし、面としての壁を補強するにあたり、構造用合板だけで充分な耐力を持たせるのは困難である。引用文献２の構造では、柱脚にホールダウン金物、柱頭に羽子板金物を利用することが記載されているが、これらは木造軸組み工法住宅における通常の使用態様であり、面としての壁を補強するとの特別の意図によるものとはいえない。
この発明は、面としての壁に充分な耐力を持たせ、耐震補強を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
面としての壁を左右の柱と上下の横架材を含む架構体とその表面に固定する耐力用板材とからなるものと把握する。そして、既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所に、これら横架材と左右の柱及び横材、さらに、これらの結合を補強する補強金物とで架構体を形成する。そして、この架構体の面に耐力用板材を固定する。既存住宅の耐震補強工事では、居住中の工事となることが多いことから、通常、内壁材だけを除去して左右の柱間を露出させることが多いので、前記耐力用板材を固定するのは、架構体の室内側だけとなる。内壁材を除去する際にも工事をできるだけ拡大させない意図から、天井材、床材を損傷しないようにするので、架構体に固定する耐力用板材は上方に天井スペース、下方に床用スペースを残して固定される。
【０００６】
そして、耐力用板材は、一枚板のままでは固定せず、上下方向に分断したものを固定する。
架構体を構成する上下の横架材と左右の柱の柱頭及び柱脚との結合は、補強金物で補強される。また、前記横材の両端はＬ形金物など入隅結合金物で左右の柱に結合する。これらの金物はすべて柱の内側に配置されることが、耐力用板材を架構体に固定する際の障害とならず、また、仕上げ作業が短縮されるので好ましいが、家全体を一気に補強する工事となる場合のように、必ずしも内側に納めなくてもよい場合もある。
【発明の効果】
【０００７】
上下の横架材と左右の柱及び横材などで構成し、これらの結合箇所を補強金物で補強した架構体は、耐震性能が高く壁倍率３程度の耐力壁となる。しかも、補強金物の選択と組み合わせによって、必要とする壁強度の選択と壁補強構造を柔構造あるいは剛構造とすることの選択が可能となる。また、補強された壁の単位（例えば２本の柱間・・・Ｐ）は、１．５Ｐの場合は約１．５倍、２Ｐでは約２倍のように、おおよそ正比例して計算することができるので、既存住宅を壁単位で把握して建物のバランスを考慮した設計を行いやすい。結果として建物のいわゆる保有耐力を向上させることができる。さらに、外壁と内壁の補強方法の違いや真壁と大壁とのちがいによる補強スペースの違いなどにも対応しやすい。
この耐力壁は、既存住宅の内壁を除去するだけで施工できるから、室内側からの施工となり、天井や床を壊したり、外壁まで壊すような拡大した工事とならない。このため、施工期間が短く低コストであり、居住したままでも行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
〔実施例〕
図１は既存の木造軸組み工法住宅における一階の壁部分を概略で示したものであり、
基礎１に土台２（下横架材）が載置されてアンカーボルト３で基礎１に固定されている。土台２には、柱４が立設されている。左右の柱４の上端は胴差５（上横架材）に結合されている。柱４の室外面には外壁材６が、また室内面には内壁材７が固定され、この箇所の壁は大壁構造となっている。符合８は間柱である。
【０００９】
室内は、上部に天井スペース９をとって天井材１０が取り付けられ、下部は根太１１が横架されてその上に床材１２が取り付けられている。土台２の上面から床材１２までは床スペース１２ａが存在する。天井材１０は格子に組んで軸組みへ固定した天井野縁１３に固定されている。
内壁材７は、構造用合板（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ）であり、一枚をそのまま柱４間に固定してある。実際には、左右の柱４の間には間柱８が取付けられ、これらへ壁野縁材１４が数段に掛け渡され、また、柱４と間柱８の室内面に数個の補助横材１５が固定されており、前記の内壁材７は、これらに固定されている。この場合、内壁材７の上部は天井の周囲に形成する回り縁１６の下段室内側に位置し、下部は床の周囲に形成する巾木１７と柱４との間に位置して固定され、左右は柱４の室内面に固定される。回り縁１６は断面が段付きで天井周縁と壁との間に固定され、その室内側面には化粧材１８が取付けられている。
【００１０】
この壁部分Ａを耐震補強し、壁補強構造とする。
壁部分Ａから内壁材７を除去する。この際、隣接する内壁材７や天井材１０及び床材１２を損傷しないように施工する。
内壁材７を除去した壁部分Ａは図２のように、胴差５と土台２（上下の横架材）及び左右の柱４が形成する枠構造の中央に間柱８が取付けられた構造となっており、これに回り縁１６と巾木１７が付加的に横断している状態となっている。このため、この箇所の上方を見ると、図３のように、回り縁１６に取付けた化粧材１８と柱４の室内面との間に空間が存在し、下方を見ると、図４のように巾木１７と柱４の室内面との間に空間が存在する。
【００１１】
壁補強構造は、図５のように、左右の柱４，４の内面間に横材１９を数段、平行に配置し、それぞれの両端における上面と下面をＬ形金具２０で柱４と結合する。Ｌ形金物２０は、入隅結合金物の一つである。この場合、横材１９の室内面は柱の室内面と揃うように、間柱８に横材１９を嵌め込むための切欠きを形成しておく。ついで、胴差５と左右の柱４の柱頭が結合される箇所及び土台２と左右の柱４の柱脚が結合される箇所をそれぞれ補強金物２１で補強する。これにより、壁部分Ａに、胴差５と土台２（上下の横架材）と左右の柱４の柱頭と柱脚とを補強金物２１で結合し、柱４，４間を横材１９とＬ形金物２０で連結した架構体Ｂが完成する。この実施例において、補強金物２１は、引抜き抵抗金物２２（図６）とせん断抵抗金物２３（図７）との組み合わせとなっており、補強金物２１はすべて架構体Ｂの内側に配置される。
【００１２】
そして、架構体Ｂに新内壁材２４を取付け（図８）、耐力壁とする。新内壁材２４は耐力用板材であって、この実施例において構造用合板である。新内壁材２４の上辺を下方から化粧材１８と柱４の間に差し込み、下辺を巾木１７と柱４の間に差し込んで配置し（図３，４）左右を柱４の室内面に中間部を横材１９に釘打ち（ビスを含む）して固定する。
新内壁材２４は図９（イ）のように、上下方向に３枚に分割して柱４と横材１９に固定する。このため、数段の横材１９は、図９（ロ）のように、分割された新内壁材の部分２４ａ，２４ｂ，２４ｃのそれぞれ上下辺と対応する配置とする。
【００１３】
引抜き抵抗金物２２は、柱頭用（図６イ）と柱脚用（同ロ）を準備するのが便利である。この実施例において、柱頭用の引抜き抵抗金物２２ａは、柱側固定部材２５と上横架材側固定部材２６及び引寄せボルト２７とを備えたホールダウン金物タイプである。上横架材側固定部材２６を胴差５の下面にビスなどで固定し、柱側固定部材２５を柱４の内面に固定した後、柱側固定部材２５の筒状係合部２８に下方から引寄せボルト２７を挿し込み、先端を前記の上横架材側固定部材２６に螺合して固定し、下端の前記筒状係合部２８から突出した部分にナットを螺合して締め付け固定する。
【００１４】
上横架材側固定部材２６の上面には粘着シートが取付けてある。すなわち、この引抜き金物２２ａを利用するときは、まず、引寄せボルト２７の先端に上横架材側固定部材２６を螺合して仮止めしておき、その状態で引寄せボルト２７の下端を持って差し上げ、天井材１０と柱４間の狭い間隔を通して、上横架材側固定部材２６を胴差５の下面に接着させる。このようにして位置決めされた上横架材固定部材２６から、一度引寄せボルト２７を取り外し、ついで、工具により上横架材側固定部材２６を胴差５の下面にビス止めする。長い引寄せボルト２７を利用して上横架材側固定部材２６を胴差の下面に仮止めしてから工具で固定できるので、天井材１０を破壊することなく、天井材１０と柱４間の狭い間隔を越えて天井スペース９の上部にある胴差５の下面へ、上横架材側固定部材２６を取付けることができる。
【００１５】
柱脚用引抜き抵抗金物２２ｂも、ホールダウン金物タイプであり、柱側固定部材２９と引寄せボルト３０を備える。柱側固定部材２９の筒状係合部３１に上方から引寄せボルト３０を挿し込み、その下端を長ナット３２を用いてアンカーボルト３３に連結し、ついで前記筒状係合部３１から突出した引寄せボルト３０の上端にナットを螺合し、締め付け固定する。このアンカーボルト３３は、この実施例において、耐震補強のために新設したものであり、基礎１に土台２の上面からコンクリート用ドリル（１４．５φ）で１５ｍｍφ程度の孔を穿孔し、１２ｍｍφの新たなアンカーボルト３０の基部を挿し込み（深さ２４０ｍｍ程度）、接着剤を用いて基礎へ固定したものである。新アンカーボルト３３は従来の１６ｍｍφより細く、施工時に幅が狭くまた強度が低下している既存の土台２や基礎１を破壊を抑制する。柱脚用引抜き抵抗金物２２ｂにより柱４が新アンカーボルト３３を介して直接基礎へ結合されることにより、耐震強度が向上する。
【００１６】
せん断抵抗金物２３は、図７（イ）〜（ニ）に例示するように、基本的に柱側固定面３４と横架材側固定面３５を備えたコーナー金物２３ａ〜２３ｄであるが、柱側固定面３４と横架材側固定面３５を結合する両側の側壁３６を一体に備えたボックス形のものもあり、また、大小があると共に、横架材側固定面３５に引寄せボルト２７，３０やアンカーボルト３３を挿通するための挿通孔３７を有するものと有しないものがある。挿通孔３７は横架材の長手方向に長く形成された長孔であり、この実施例では台形のワッシャ３８を組み合わせる。
【００１７】
以上、引抜き抵抗金物２２とせん断抵抗金物２３を例示したが、これら金物の室内外方向の幅寸法は、大壁構造の箇所に使用するものでは内外の構造用合板の間に柱４の室内外方向の幅だけの余裕があるので、室内外方向の寸法をその範囲で比較的広く構成することができるが、真壁構造の箇所では、金物の取り付けスペースが壁材としての構造用合板と柱の室内面との間しかなく取り付けスペースが狭いので、これに合わせて金物の幅を狭くし、その分、上下あるいは左右の長さを大きくして取り付け強度を確保してある。
【００１８】
また、引抜き抵抗金物２２がホールダウン金物タイプである場合、引寄せボルト２７、３０を挿通する筒状係合部２８の柱面からの突出量を工具を使用できる寸法（６０ｍｍ）以上とし、できるだけ柱側に近づけたものにする必要がある。通常のホールダウン金物の３１〜４０ｍｍ程度では、引寄せボルト２７，３０を連結する上横架材側固定部材２６や新アンカーボルト３３を固定するために使用するインパクトレンチ、ドリルなどのチャック部分の径の方が大きく、そのままでは工具を満足に使用できない。一方、筒状係合部２８を柱面から大きく突出させすぎると引寄せに伴うモーメントが大きくなり、充分な引抜き抵抗を達成できないことがある。
【００１９】
小型で挿通孔３７を有しないコーナー金物２３ａ（図７イ）は、側壁３６を有しないので柱４が傾斜すると横架材側固定面３５に対して柱側固定面３４がたわみ易く、かつ、横架材側固定面３５が短い。このため、図１０（イ）に例示する結合構造において、コーナー金物２３ａは、柱脚を水平方向に押す力（せん断力）に抵抗するが柱４を傾斜させようとする力（曲げせん断力）に抵抗する力は弱い。このため、コーナー金物２３ａを用いた柱脚箇所（図１０イ）では、その結合が架構体Ｂのひずみをある程度許容する柔構造となる。ただし、引抜き抵抗金物２２ａを合わせ用いているので、柱４が傾斜しても引抜かれることはなく、極端に言えば、木造軸組が倒壊するまでに粘りを見せる構造となる。
また、横架材側固定面３５が短いので、引寄せボルト３０やアンカーボルト３３に影響されずに柱脚と下横架材（土台２）とを結合することができる。このコーナー金物２３ａは、柱頭と上横架材（胴差５）との結合にも用いられる。図に示されているアンカーボルト３９は、既存のものであるが、この箇所に既存のものがなく、コーナー金物２３ａを通じた引抜き力が土台２を基礎１から浮かせる危険がある場合には新規に取付けるものである。
【００２０】
コーナー金物２３ｂ（図７ロ）は、中型のボックス形で横架材側固定面３５に挿通孔３７を有し、引寄せボルト３０やアンカーボルト３３を貫通させることができる。このため横架材側固定面３５を充分に大きく取ることができ、柱脚と土台２とのせん断抵抗と曲げせん断抵抗が補強される。
このコーナー金物２３ｂは、引抜き抵抗金物２２ｂと組み合わせて利用され（図１０ロ）、引抜き抵抗力とせん断抵抗および曲げせん断抵抗力を発揮する。
【００２１】
コーナー金物２３ｃ（図７ハ）は、大型で頑丈に作られ、横架材固定面３５に挿通孔３７を有し、ワッシャ３８を備えている。このコーナー金物２３ｃは図１０（ハ）のように使用される。この場合、引抜き抵抗金物２２は使用せず、柱側固定面３４を柱４へビスなどで強固に固定すると共に横架材側固定面３５を土台２へ強固に固定してある。そして、新設したアンカーボルト３３の先端部をワッシャ３８を介してナットにより横架材側固定面３５へ固定してある。したがって、この金物によれば、柱４と土台２は剛に結合されてせん断力と曲げせん断力に抵抗し、また、柱４がアンカーボルト３３を通じて基礎１と結合され、引抜き力に抵抗する。すなわち、コーナー金物２３ｃはアンカーボルト３３と一組にされ、全体として引抜き抵抗とせん断抵抗および曲げせん断抵抗兼用の金物となる。
コーナー金物２３ｃは、図１０（ニ）のように、引抜き抵抗金物２２と組合せないこともある。この構造では、柱４に対する引抜力はコーナー金物２３ｃを通じて土台２へ直接伝達されるので、土台２を基礎１へ固定している既存のアンカーボルトが少ない場合には新たなアンカーボルト３３を基礎１へ固定し、土台２と基礎１との結合を補強しておく必要がある。この場合のコーナー金物２３ｃも全体として引抜き抵抗とせん断抵抗および曲げせん断抵抗兼用の金物である。
【００２２】
コーナー金物２３ｄは、大型で頑丈に作られている。そして、柱側固定面３４と横架材側固定面３５との角部が側壁面３６とともに切り欠かかれて三角形の空間４０が形成されていること、両側の側壁面３６の上部に柱４側へ凹む先行曲げ破壊凹部４１を形成してあること、及び柱側固定面３４が上方へ延長されている特徴がある。
このコーナー金物２３ｄの使用態様は図１０（ホ）のようであり、コーナー金物２３ｃの場合と類似するが、前記の特徴により、つぎの作用効果を発揮する。
【００２３】
柱４に引抜き力とせん断力が作用すると、コーナー金物２３ｄに土台２との固定箇所を中心に回転する傾向が生じる。このとき、柱側固定面３４と横架材側固定面３５との間に角部があると、この部分で柱４の下端部を蹴り出すように圧迫する。この圧迫が限度を超えると柱脚部を圧縮破壊してしまうのであるが、前記三角形の空間４０を設けるとこの作用がなくなる。
また、柱４に地震力又は風力が作用して柱が傾斜する結果、柱４の面がコーナー金物２３ｄの柱側固定面３４を圧迫する。そして、側圧が一定値（木材が破壊される大きさ）に達したとき、柱４は圧迫箇所を支点に外側へ折り曲げられるような作用により折損する。このとき先行曲げ破壊凹部４１があると、柱側固定面３４と側壁面３６が上部の先行曲げ破壊凹部４１から降伏して柱４の移動に追随し、金物が必要以上に抵抗しないので、柱４がコーナー金物２３ｄの上部で折損するのを防止することができる。これは柱の傾斜が逆の場合も同様であり、このときは、コーナー金物２３ｄの柱側固定面３４が柱４の傾斜で強力に引かれるが、先行曲げ破壊凹部４１を弱点としてコーナー金物が変形することで金物の剛性を下げ、柱４が折損するのを防止している。
【００２４】
さらに、柱側固定面３４が上方へ延長されていると柱４側からの押圧に応じてこの部分が屈曲するので、コーナー金物２３ｄの上端が柱４の面に食い込み折損のきっかけとなるのを防止することができる。
Ｌ形金物２０（図９ハ）は、小型のＬ形金物であって、左右の柱４間に配置した横材１９の両端で上下面に取付けられ、横材１９を柱４へ結合する。
【００２５】
以上の補強金物２１（引抜き抵抗金物２２、せん断抵抗金物２３）を組合わせ、横材１９をＬ形金具２０で結合して図９のように、上横架材（胴差５）、下横架材（土台２）、左右の柱４及び柱間に配置する横材１９を結合、補強して架構体Ｂを構成する。したがって、この架構体Ｂは、使用する補強金物２１によって、柔構造や剛構造となる。すなわち、例示した引抜き抵抗金物２２は、柱頭、柱脚の結合箇所を柔構造に結合しており、せん断抵抗金物２３は柱頭、柱脚の結合箇所を基本的に剛構造に結合するので、双方の金物の組み合わせによって、架構体Ｂの柔構造、剛構造の程度及び壁強度を数段階に設定することができる。
【００２６】
図９イ、ロの架構体Ｂでは、胴差５と柱４との結合箇所は引抜き抵抗金物２２ａだけが用いられた柔構造であり、土台２と柱脚との結合箇所は、コーナー金物２３ｃが用いられた剛構造となっている。このコーナー金物２３ｃをコーナー金物２３ｄに変え、しかも、図６（ロ）のように、柱脚用の引抜き抵抗金物２２ｂを合わせ用いると、剛構造であるが柱脚部の破壊が防止され、かつ、引抜き抵抗の高い壁補強構造とできる。
【００２７】
小型のコーナー金物２３ａの採用は、上下の横架材と左右の柱４との結合箇所にせん断抵抗及び曲げせん断抵抗を与えながら、柱脚の傾斜をある程度許容する柔構造に近い結合とするためのものである。図１０（イ）ではこれに柱脚用の引抜き抵抗金物２２ｂを付加して引抜き抵抗力を強化している。図１０（ハ）、同（ホ）では、コーナー金物２３ｃ、２３ｄを用いることで柱４と土台２を剛構造に結合し、さらに、この金物をアンカーボルト３３を介して基礎１へ結合することによりコーナー金物２３ｃ、２３ｄに引抜き抵抗力をも発揮させている。
そして、柱４間を結合する横材１９は両端がＬ形金物２０で結合しているので、結合箇所は柔構造である。
【００２８】
すなわち、前記のように、架構体Ｂは全体として柔構造、剛構造あるいはこれらの中間の構造に形成することができ、また、使用する金物の種類と規模によって壁強度も必要な大きさにすることができる。これらを木造軸組工法住宅の壁箇所に使い分ける。
ここで、柱頭、柱脚に使用する金物とその組合せについて整理する。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
ちなみに、請求項１〜４における金物の組合せは次のようになる。左辺が柱頭、右辺が柱脚である。
請求項１〔Ｘ〕＋〔Ｙ〕
請求項２〔Ａ〕＋〔Ａ＋Ｂ〕
請求項３〔Ａ〕＋〔Ｃ〕
請求項４〔Ａ＋Ｂ〕＋〔Ａ＋Ｂ〕or〔Ｃ〕
構成要素〔Ｃ〕が採用された柱脚箇所は剛構造となるが、その他は、柔構造の場合と剛構造の場合がある。
【００３１】
最後に、架構体Ｂの室内側面に構造用合板２４（耐力用板材）を固定して耐力壁とする。構造用合板２４は図９（ロ）のように、３枚に分割して固定する。分割することによって、架構体Ｂが変形するとき、構造用合板２４と架構体Ｂとの結合が破壊されるのは、分割した部分ごとに進行していくので、構造用合板２４を一枚で固定したときのように一挙に結合が破壊されることがなく、補強された耐力壁は、破壊されるまでに粘りを発揮する。この状況は実験によるグラフ（図１１）に明らかである。
【００３２】
図１１は、側面からのせん断力により耐力壁が抵抗力（耐力）を失うまでの実験である。実際上、耐力壁の短期許容せん断耐力は５．８ｋＮ程度、終局耐力は１３ｋＮとされており、短期許容せん断耐力に対して柱頭の変位が１５０ｍｍ程度に収まるように設計される。
〔筋交い１間〕と表示された線は、上下の横架材間に配置した柱の間隔を１間とし、たすき掛けに筋交いを入れた架構体の変位に伴う耐力線である。これによれば、〔筋交い１間〕は最高３８ｋＮ程度まで耐えるが、変位８０ｍｍ前後で一挙に破壊され、耐力が消失している。これに対して、〔G-wall ｌ間〕と表示された線は、前記実施例図９イ、ロに示した単位Ｐを隣接させて１間（２Ｐ）とした本願による壁補強構造のものであり、規模において〔筋交い１間〕の場合と同じである。補強された耐力壁は、架構体Ｂと構造用合板２４が４０：６０の割合で耐力を引き受けていると推測される。
〔G-wall ｌ間〕の場合は、変位１８０ｍｍから２６０ｍｍ程度まで２９ｋＮ以上の耐力を維持しており、耐力を失うまで粘りのある状況を示している。〔G-wall ｌ間〕の場合は、維持できる最高耐力が〔筋交い１間〕の場合に比べて低いが、むしろ、最高耐力に近い状態が持続するので、粘りのある耐力壁を複数配置することで建物の強さと粘りを確保する。すなわち、木造軸組み構造全体の設計を前提として必要な補強壁数を満たすことで、地震の際に軸組みが一挙に倒壊して被害を大きくする事態を回避する。
【００３３】
以上実施例について説明した。この発明において、引抜き抵抗金物２２、せん断抵抗金物２３の具体的な構成は実施例のものに限らない。
既存の木造軸組み住宅において、耐力壁として補強される壁箇所は住宅の間取りを勘案して実際に応じて定められる。
実施例は、内壁仕様としたが、本願の技術思想は外壁仕様、入隅仕様にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】住宅の壁部分を示した斜視図（一部破断）。
【図２】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業前）。
【図３】壁部分の上部を拡大して示す断面による側面図。
【図４】壁部分の下部を拡大して示す断面による側面図。
【図５】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業中）。
【図６】（イ）は、柱頭部の補強状態を示す正面図、（ロ）は、柱脚部の補強状態を示す斜視図。
【図７】（イ）〜（ニ）は、いずれもせん断抵抗金物の例を示す斜視図。
【図８】模式的に示した壁部分の正面図（補強作業の最終段階）。
【図９】（イ）は、新内壁を取付けて耐力壁とした状態の正面図、（ロ）は、架構体の正面図、（ハ）は、横材と柱との結合構造を示した斜視図。
【図１０】（イ）〜（ヘ）は、いずれも柱脚部の補強構造を示した斜視図。
【図１１】耐力壁（壁補強構造）の耐力試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３５】
１ 基礎
２ 土台
３ アンカーボルト
４ 柱
５ 胴差
６ 外壁材
７ 内壁材
８ 間柱
９ 天井スペース
１０ 天井材
１１ 根太
１２ 床材
１２ａ 床スペース
１３ 天井野縁
１４ 壁野縁
１５ 補助横材
１６ 回り縁
１７ 巾木
１８ 化粧材
１９ 横材
２０ Ｌ形金物
２１ 補強金物
２２ 引抜き抵抗金物
２２ａ 柱頭用引抜き抵抗金物
２２ｂ 柱脚用引抜き抵抗金物
２３ せん断抵抗金物
２３ａ〜２３ｄ コーナー金物
２４ 新内壁材（構造用合板）
２４ａ〜２４ｃ 分割された新内壁材の部分
２５ 柱側固定部材（柱頭）
２６ 上横架材側固定部材
２７ 引寄せボルト
２８ 筒状係合部
２９ 柱側固定部材（柱脚）
３０ 引寄せボルト
３１ 筒状係合部
３２ 長ナット
３３ アンカーボルト
３４ 柱側固定面
３５ 横架材側固定面
３６ 側壁面
３７ 挿通孔
３８ ワッシャ
３９ アンカーボルト
４０ 三角形の空間
４１ 先行曲げ破壊凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物であると共に、柱脚補強金物は引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであり、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項２】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物であると共に、柱脚補強金物は引抜き抵抗とせん断抵抗及び曲げせん断抵抗の両方を兼ねた金物であり、さらに、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項３】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであることを特徴とした壁補強構造。
【請求項４】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱脚補強金物は、コーナー金物とアンカーボルトとを備えた、引抜き抵抗とせん断抵抗の両方を兼ねた金物であって、コーナー金物は柱へのビス止めによる固定面と土台へのビス止めによる固定面とを一体に有し、土台への固定面にアンカー挿通孔を備え、アンカー挿通孔に、基部が基礎に固定され土台を貫通させたアンカーボルトの先端部を挿通し、アンカーボルトにナットを螺合して締め付ける構造であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項５】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は柱側固定部材に引寄せボルトを挿通して柱の軸方向で引寄せる構造の引抜き抵抗金物であり、柱脚補強金物は柱側固定部材に引寄せボルト又は基礎に固定したアンカーボルトを挿通して柱と基礎を直接に結合して柱の軸方向で引寄せる構造の引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであり、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項６】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
下横架材が土台であって、土台と基礎の結合が追加の新設アンカーボルトで補強されていることを特徴とした壁補強構造。
【請求項７】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物、柱脚補強金物は、真壁構造の柱あるいは上下横架材における取付けスペースに対応させて室内外方向の幅を小さくしてあることを特徴とした壁補強構造。
【請求項１】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物であると共に、柱脚補強金物は引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであり、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項２】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物であると共に、柱脚補強金物は引抜き抵抗とせん断抵抗及び曲げせん断抵抗の両方を兼ねた金物であり、さらに、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項３】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであることを特徴とした壁補強構造。
【請求項４】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱脚補強金物は、コーナー金物とアンカーボルトとを備えた、引抜き抵抗とせん断抵抗の両方を兼ねた金物であって、コーナー金物は柱へのビス止めによる固定面と土台へのビス止めによる固定面とを一体に有し、土台への固定面にアンカー挿通孔を備え、アンカー挿通孔に、基部が基礎に固定され土台を貫通させたアンカーボルトの先端部を挿通し、アンカーボルトにナットを螺合して締め付ける構造であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項５】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物は柱側固定部材に引寄せボルトを挿通して柱の軸方向で引寄せる構造の引抜き抵抗金物であり、柱脚補強金物は柱側固定部材に引寄せボルト又は基礎に固定したアンカーボルトを挿通して柱と基礎を直接に結合して柱の軸方向で引寄せる構造の引抜き抵抗金物とせん断抵抗金物の組合せであり、入隅結合金物はＬ字形金物であることを特徴とした壁補強構造。
【請求項６】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
下横架材が土台であって、土台と基礎の結合が追加の新設アンカーボルトで補強されていることを特徴とした壁補強構造。
【請求項７】
既存住宅における上下の横架材と左右の柱が存在する壁箇所において、内壁材を除去した左右の柱間に数段の横材を平行に配置し、上下の横架材と左右の柱の柱頭と柱脚との結合を補強金物で補強すると共に前記横材の両端を入隅結合金物で左右の柱に結合して上下の横架材と左右の柱及び横材とからなる架構体を形成し、架構体の室内側面に耐力用板材を上下方向で複数に分割して固定してあり、
柱頭補強金物、柱脚補強金物は、真壁構造の柱あるいは上下横架材における取付けスペースに対応させて室内外方向の幅を小さくしてあることを特徴とした壁補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３０３０７０（Ｐ２００７−３０３０７０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２９３４７（Ｐ２００６−１２９３４７）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０３４７３９５４）株式会社住宅構造研究所 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０３４７３９５４）株式会社住宅構造研究所 (20)
【Ｆターム（参考）】
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