【課題】東北大震災以後、津波に対しても構造耐力上安全な建築物の設計法等に関する構造計算基準ができ、地震、津波に対して構造耐力上安全な建築物を提供する。
【解決手段】木造構造駆体５０の柱と土台や桁に跨って設ける鋼板１０ａで緊結し、津波作用応力で作用面に働く大きな水平せん断応力による柱端部の損傷や柱ホゾ破壊を防ぎ、鉛直に働く引き抜き応力を上下階や基礎６０に伝達する構造計算可能な緊結で、木構造の各階と基礎や横架材の構造補強で、長ビスにより木部に緊結する時、鋼板１０ａと接着された成型連続繊維シート２０ｂを、緊張具７０を用いて緊張させ初期剛性を確保する緊結方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木造構造駆体の柱と土台や桁に跨って設ける鋼板で緊結し、津波作用応力で作用面に働く大きな水平せん断応力による柱端部の損傷や柱ホゾ破壊を防ぎ、鉛直に働く引き抜き応力を上下階や基礎に伝達する構造計算可能な緊結に関する。
【０００２】
木構造での各階と基礎や横架材の構造補強で、長ビスにより木部に緊結する時、鋼板と接着された成型連続繊維シートを、緊張具を用いて緊張させ初期剛性を確保する緊結に関する。
【背景技術】
【０００３】
昨年発生の東北大震災で多くの家屋が地震の倒壊や津波により破壊し流され貴い命を失いました。地震の数倍の破壊力を持つ津波に対する木造建築物には、建築基準法にはありませんでした。
【０００４】
緊急に対処するため昨年１２月に法律が施行（非特許文献１）され津波に対し、構造耐力上安全な建築物の設計法等に係る追加知見が発表され、新しい津波に耐える構造計算基準ができました。
津波に耐える建築物には地震時の２倍から３倍の構造耐力が必要です。
また、耐久性では塩害による腐食を防ぐ基礎アンカーシステムが必要で在ることも解りました。
【０００５】
津波や既存木造の耐震、耐津波の耐力強化のための耐震改修が急務です。
【０００６】
【非特許文献１】法律第１２３号（津波防災地域づくりに関する法律），同法施行規則第３１条第一号及び第二号（国交省告示第１３１８号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来検討されていなかった津波応力による木造建築物被害の低減と津波に耐える構造の耐震改修を容易に行う方法。
【０００８】
従来は、高強度な耐力壁（例えば特許文献１）と基礎を緊結するホールダウン金物の引き抜き許容耐力は２５ＫＮとそれ以下の組み合わせで満足できました。（例えば特許文献２，３，４，５）
しかし、津波基準では最大壁耐力９．８ＫＮから１４．７ＫＮ以上となり、上階との引き抜き耐力は基礎で５０ＫＮ相当が必要です。
【０００９】
建物上部への水平力は鉛直荷重となり基礎の引き抜き応力や圧縮応力として伝わります。引っ張り応力に耐える基礎への定着力が必要です。
基礎内部のコンクリートへ連続繊維シートを直接定着させる（例えば特許文献２参照 図１７，図１８）例は施工精度が達成されず引き抜きに必要な定着耐力の確保は難しい状況です。
【００１０】
塩害対策としては、従来の太さの丸鋼のアンカーボルトはコンクリートとの定着耐力が小さいので、丸鋼を太くしなければなりません。太くすると木材の必要木幅が大きく必要となります。全ての木幅増加で材積は増加し価格は上昇します。
【００１１】
耐震性を高める耐震改修では、既存木造建築物の引き抜き耐力確保のため、アンカーボルトの増設と曲げせん断耐力確保のため鉄筋の新たな補強で既存基礎と増設抱き合わせ基礎の一体化が必要です。（例えば非特許文献２）
【００１２】
既存基礎の接合面の目荒らしやアンカー筋そしてアンカーボルト設置で、既存コンクリート基礎はひび割れし、増設強化はあまり望めません。
【００１３】
また、耐震改修では既存木造建築物の水平耐力確保のため各階の床補強が必要です。床を支える梁は、経年変化で大きく撓むだり、割れや繊維破断で曲げ耐力は低下し、梁交換を余儀なくされています。
梁交換は床を一度解体しなければならず大きな労力と費用を要します。
【００１４】
連続繊維シートを木部に接着する場合は下地処理と接着剤塗布後速やかに接着面全体の圧締が必要ですが、脱泡処理だけで圧締は行われていないので、施工後剥がれる事故が多発しています。
本特許の接着メカニズムは木材の細胞内外に接着剤がくさび状に入り込み木繊維と一体になり接着される。圧締は１平方ミリメートル０．７Ｎ程度が必要と文献に記述されている。（例えば非特許文献３）
一方、鉄やコンクリートの無機質とは異なる接着メカニズムなのです。
【００１５】
連続繊維シートの緊張は（例えば特許文献６図２８）のように鉄筋コンクリートの大がかりなもです。
【００１６】
また、連続繊維シートの緊張は（例えば特許文献第５及び６実施形態）のように接着剤を木材に塗布した緊結方法で先に記載の通り低い引っ張り耐力しかありません。
【００１７】
新しい津波に耐える木造建築物の基準に対応する構造仕様や国土交通大臣の定めた工法は無く建築基準法や日本建築学会の各種構造計算規準での構造計算で性能を確認するしか方法がありません。
【００１８】
【特許文献１】特許公開２００５−２０７２０４
【特許文献２】特許公開２００４−２３８９０１
【特許文献３】特許公開２００２−３１７４９２
【特許文献４】特許公開２００９−２２１７８０
【特許文献５】特許公開平１０−００２０２１
【特許文献６】特許公開平１１−１８２０６１
【非特許文献２】（財）日本建築防災協会木造住宅の耐震補強の実務８８〜９１頁
【非特許文献３】日本建築学会木質構造設計規準・同解説２００６年版３１５頁
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明により高強度な木造建築物の耐力を必要とする津波に耐え、繰り返される高震度による耐震性低下を防ぐ。
【００２０】
本発明により新築建物・耐震改修を構造計算で現行の最大耐震等級３（建築基準法の１．５倍）以上の木造建築物の性能を確保し、建築基準法の構造計算が可能な施工方法。
【００２１】
請求項１の発明は木造構造駆体の柱と土台や桁に跨って設ける鋼板で緊結し、津波作用応力で作用面に働く大きな水平せん断応力による柱端部の損傷や柱ホゾ破壊を防ぎ、鉛直に働く引き抜き応力を各階や基礎に伝達する。
【００２２】
請求項１に記載の発明は性能の不確定な木部の建設現場接着は行わず、施工者を選ぶことなく長ビスによる引き抜き耐力とせん断耐力を終局モードとした耐力の明解な施工を特徴とする（例えば非特許文献４）
【００２３】
請求項２に記載の発明は木造建築物の梁・柱や基礎など構造材に請求項１により緊結し、鋼板ガセットと接着される連続繊維シートそれぞれの接合部に作用する引っ張り応力に耐える接合方法で木質構造設計規準（例えば非特許文献５参照）により適性に効果を計算し正確に評価できることを特徴とする。
【００２４】
請求項２に記載の発明は基礎内部のコンクリート定着を目的とする鋼板と成型連続繊維シートを接着したアンカープレートを特徴とする。
【００２５】
請求項２に記載の発明は基礎の耐震改修でアンカープレートを増設基礎に設置することで曲げせん断耐力を確保し既存基礎の耐力を保持することを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明のアンカープレートの設置方法（図３〜図４）は寸法の変化で必要な引き抜き耐力の構造計算可能を特徴とする。
【００２７】
請求項３に記載の発明は木造耐震改修の梁で経年変化で、撓んだ木材は割れやねじれが多く接着力は期待できません。断面不足で大きく下に曲がるのを補正するために成型連続繊維シートを引っ張る必要があります。（例えば特許文献５参照）ボルトネジでの緊結には０．５ＫＮから１．０ＫＮのトルクが掛かります。
成型連続繊維シートの弛みを取る６０ミリメートル程度の緊張用の穴がある鋼板ガセットを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明は請求項３の穴に設置して偏心軸をラグボルトで固定回転さて成型連続繊維シートが接着された鋼板プレートを移動させて成型連続繊維シートを緊張させる緊張具があることを特徴とする。
【００２９】
請求項５に記載の発明は請求項３に記載の成型連続繊維シートの折り曲げが可能な成型を特徴とする。
【００３０】
【非特許文献４】日本建築学会木質構造設計規準・同解説２００６年版３１頁から３６頁
【非特許文献３】日本建築学会木質構造計算規準・同解説 許容応力度・許容耐力設計法接合部の設計
【発明の効果】
【００３１】
高耐力で津波と地震対しに安全な木造建築物を提供する。
【００３２】
耐震改修で正確に評価できる安全な木造建築物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１５に基づいて説明する。
【００３４】
図１は実施形態１は鋼板プレート１０ａを木構造５０の柱５１から土台５２や梁５３に跨いで設け長ビス１３をビス穴１２から木構造５０に緊結して柱ホゾ５４を水平せん断作用応力から守るります。
【００３５】
図２は実施形態１に係る垂直断面図で鋼板プレート１０ａを木構造５０の柱５１から土台５２や梁５３に跨いで設け長ビス１３をビス穴１２から木構造５０に緊結して柱ホゾ５４を水平せん断作用応力から守ります。
【００３６】
図３は実施形態２に係る正面図で実施形態１の鋼板プレート１０ａにアンカープレート４０に接着剤４５で接着された連続繊維シート２０ｂを基礎鉄筋６２に配筋後Ｌ型ボルト４２で横筋６１にナツト４３固定する。
上棟後実施形態１の鋼板プレート１０ａに接着剤１５で成型連続繊維シート２０ｂに接着剤３６を塗布して圧締プレート３０から長ビス３３で緊結する。
成型連続繊維シート２０に緊張が必要な場合は緊張用鋼板プレート１０ｂに接着剤１５を塗布して成型連続繊維シート２０ｂを架設ビス圧締し硬化させる。硬化後鋼板プレート１０ｂを仮固定して実施形態４の緊張具で繊維シート２０ｂを緊張し、圧締プレート３０の養生３６を剥がして接着剤３５を塗布し、木構造５０に緊結する。
【００３７】
図４は実施形態２に係る垂直断面図で実施形態１の鋼板プレート１０ａにアンカープレート４０が接着剤４５で接着された連続繊維シート２０ｂを基礎鉄筋６２に配筋後Ｌ型ボルト４２で横筋６１にナツト４３で固定し基礎コンクリートを打設し基礎は完成する。
上棟後実施形態１の鋼板プレート１０ａに接着剤１５で成型連続繊維シート２０ｂに接着剤３６を塗布して圧締プレート３０から長ビス３３で緊結する。
成型連続繊維シート２０に緊張が必要な場合は緊張用鋼板プレート１０ｂに接着剤１５を塗布して成型連続繊維シート２０ｂを架設ビス圧締し硬化させる。硬化後鋼板プレート１０ｂを仮固定して実施形態４の緊張具で繊維シート２０ｂを緊張し、圧締プレート３０の養生３６を剥がして接着剤３５を塗布し、木構造５０に緊結後緊張具７０を取り外す。
【００３８】
図５は実施形態２に係る垂直断面図で耐震改修の増設基礎で増設鉄筋に実施形態１の鋼板プレート１０ａとアンカープレート４０に接着剤４５で接着された連続繊維シート２０ｂを基礎鉄筋６２に配筋後Ｌ型ボルト４２で横筋６１にナツト４３で固定し基礎コンクリートを打設し基礎６０は完成する。
以降は前記と同様である。
【００３９】
図６は実施形態２に係る正面図で高強度の耐力壁の実施形態１の鋼板プレート１ｄに接着剤１５を塗布し、連続繊維シート２０ｂの上に、圧締プレート３０の養生３６を剥がして接着剤３５を塗布し、長ビス３３で木構造５０に緊結する。
【００４０】
図７は実施形態３に係る正面図で耐震改修の実施形態１の鋼板プレート１ａに接着剤１５で接着された連続繊維シート２０ｂを長ビスで木構造５０に緊結し緊張穴のある鋼板プレート１０ｂを柱に仮固定して実施形態４の緊張具で繊維シート２０ｂを緊張し、圧締プレート３０の養生３６を剥がして接着剤３５を塗布し、木構造５０に緊結後緊張具７０を取り外す。
【００４１】
図８は実施形態１に係る斜視図の詳細図で鋼板プレート１０ａには木構造５０に長ビス１３で緊結するビス穴１１が穿孔されている。
同じく圧締プレートを緊結する長ビス３３のビス穴１２が穿孔されている。
鋼板プレート１０ａは接着面が工場で脱脂され養生シート１６が張られている。
養生シート１６を剥がし接着剤１５を塗布する。
連続繊維シート２０ａか成型連続繊維シート２０ｂを張り接着剤３５を上に塗布する。圧締プレート３０には工場で脱脂ご養生シート３６が張られている。
養生シート３６を剥がし圧締プレート３０の長ビス用穿孔３２から木構造５０に長ビス３３で圧締緊結する。
【００４２】
図９は実施形態２に係る斜視図の詳細図で鋼板アンカープレート４０は工場で連続繊維シート２０ａに接着され成型連続繊維シート２０ｂとなる。
鋼板アンカープレート４０は基礎６０の縦筋６２に寸法通りに結束された横筋６１にＬ型ボルト４２でナット４３で締め固定するし、基礎は完成する。
実施形態１の鋼板プレート１０ｃには木構造５０に長ビス１３で緊結するビス穴１１が穿孔されている。同じく圧締プレートを緊結する長ビス３３のビス穴１２が穿孔されている。
鋼板プレート１０ｃは接着面が工場で脱脂され養生シート１６が張られている。
養生シート１６を剥がし接着剤１５を塗布する。
成型連続繊維シート２０ｂを張り接着剤３５を上に塗布する。圧締プレート３０には工場で脱脂ご養生シート３６が張られている。
養生シート３６を剥がし圧締プレート３０の長ビス用穿孔３２から木構造５０に長ビス３３で圧締緊結する。
【００４３】
図１０は実施形態２に係る新築基礎の斜視図で以降は図９の実施形態の説明通りである。
【００４４】
図１１は実施形態２に係る耐震改修基礎の斜視図で以降は図９の実施形態通りの説明である。
【００４５】
図１２は実施形態３に係る耐震改修の梁補強の斜視図で工場で製作された緊張用の穴のある鋼板プレート１０ｂの接着された成型連続繊維シート１０ｃを梁下に仮留めし梁中央に架設柱かサポートで梁が平らになる程度までジャッキアップする。鋼板プレート１０ｂの緊張用の穴の中心より偏る指定位置に木錐径９ミリメートルを梁下に穿孔７２ａし、緊張具７０をラグスクリューＭ１２で穿孔７２ａに固定する。緊張具の回転てこ７３を左に９０度回転させ成型連続繊維シート２０ｃを緊張させる。鋼板プレート１０ｂを長ビス１３で梁下に固定する。緊張具と架設ビスを取り、成型連続繊維シート２０ｃの屈曲部分に接着剤を塗布し小型の圧締プレートを長ビス１３で梁下に緊結する。
【００４６】
図１３は実施形態５に係る成型連続繊維シート２０ｃの屈曲した形態の斜視図で緊張用の穴のある鋼板プレート１０ｂと成型連続繊維シート２０ｃが一体となり屈曲している。
【００４７】
図１４Ａは実施形態４に係る円形鋼板７１に溶接された回転てこ７３を支える軸プレート７２で構成され、軸プレート７２には円形鋼板７１の心より偏った軸穴７２ａを持つ緊張具７０の平面図。
図１４Ｂは実施形態３に係る緊張用の穴のある鋼板プレート１０ｂの拡大平面図で穴の中心より偏った位置に回転軸穴経１３ミリメートル７２ａを設ける。
又、仮止め用の穴経１３ミリメートル７４を設ける。
【００４８】
図１５Ａは実施形態３に係る緊張用の穴のある鋼板プレート１０ｂにラグスクリュー７２ｂで固定された実施形態４に係る円形鋼板７０は回転てこを左に回転させて図１５Ｂに遷移し、１０ｂは上に移動するして緊張効果を出す。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は実施形態１に係る正面図で鋼板プレートが柱から土台や梁を跨いで緊結される。
【図２】図２は実施形態１に係る垂直断面図で鋼板プレートが柱から土台や梁を跨いで緊結される。
【図３】図３は実施形態２に係る正面図で実施形態１の鋼板プレートと基礎内部のアンカープレートが連続繊維シートで接着され基礎鉄筋に固定される。
【図４】図４は実施形態２に係る垂直断面図で実施形態１の鋼板プレートと基礎内部のアンカープレートが連続繊維シートで接着され基礎鉄筋に固定される。
【図５】図５は実施形態２に係る垂直断面図で実施形態１の鋼板プレートと基礎内部のアンカープレートが連続繊維シートで接着され基礎鉄筋に固定される。
【図６】図６は実施形態２に係る正面図で耐力壁の実施形態１の鋼板プレートを接着剤で連続繊維シートに圧締プレートで接着し木構造緊結する。
【図７】図７は実施形態３に係る正面図で耐震改修の実施形態１の鋼板プレートに接着された連続繊維シートを緊張穴のある鋼板プレートで繊維シートを緊張し、圧締プレートで接着して木構造緊結する。
【図８】図８は実施形態１に係る斜視図の詳細図。
【図９】図９は実施形態２に係る斜視図の詳細図。
【図１０】図１０は実施形態２に係る新築基礎の斜視図。
【図１１】図１１は実施形態２に係る耐震改修基礎の斜視図。
【図１２】図１２は実施形態３に係る耐震改修の梁補強の斜視図。
【図１３】図１３は実施形態５に係る成型連続繊維の屈曲した形態の斜視図
【図１４】図１４Ａは実施形態４に係る円形鋼板に溶接された回転てこのある緊張具 図１４Ｂは実施形態３に係る緊張用の穴のある鋼板プレートの拡大平面図
【図１５】図１５Ａは実施形態３に係る緊張用の穴のある鋼板プレートにラグスクリュー固定された状態。図１５Ｂは緊張位置まで移動した状態の平面図。
【符号の説明】
【００５０】
１０ａ 現場接着の鋼板ガセットプレート
１０ｂ 緊張用穴のある鋼板ガセットプレート
１０ｃ 工場接着の鋼板ガセットプレート
１２ 鋼板ガセットのビス用穿孔
１３ 鋼板ガセットと構造材の緊結用長ビス
１５ 鋼板ガセットと連続繊維シートの接着剤
１６ 鋼板ガセットと養生シート
２０ａ 連続繊維シート（現場接着）
２０ｂ 連続繊維シート（工場と現場接着）
２０ｃ 連続繊維シート（工場接着）
３０ 圧締プレート
３２ 圧締プレートのビス用穿孔
３３ 圧締プレートと構造材の緊結用長ビス
３５ 圧締プレートと連続繊維シートの接着剤
３６ 圧締プレートの養生シート
４０ アンカープレート
４２ アンカープレートを基礎鉄筋に固定するＬボルト
４３ アンカープレートを基礎鉄筋に固定するナット
４５ アンカープレートと連続繊維シートの接着剤
５０ 木造構造体（駆体）
５１ 柱
５２ 土台
５３ 梁・桁
５４ 柱ほぞ
６０ 基礎
６１ アンカープレート固定用鉄筋
６２ 基礎鉄筋
７０ 緊張具
７１ 円形鋼板
７２ 軸プレート
７２ａ 軸穴７２。
７２ｂ ラグスクリュー
７３ 回転てこ
７４ 仮止め用の穴

【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造駆体の柱と土台や桁に跨って設ける鋼板と双方を緊結し津波作用応力など、大きな水平せん断応力による柱端部の破壊や柱ホゾ折れを防ぐ鋼板ガセット。
【請求項２】
木造構造材に長ビスで直接緊結する請求項１の鋼板ガセットに塩害で腐食しない連続繊維シートを接着し基礎コンクリート内部の鉄筋に正確に設置すて高強度な引き抜きに必要な定着耐力を得る成型連続繊維シートと一体の鋼板アンカープレート。
【請求項３】
請求項１の鋼板ガセットや木造梁等に長ビスで緊結する鋼板に設けられた６０ミリメートル程度の穴で、緊張具の偏心軸回転で成型連続繊維シートを緊張させ、初期剛性を高め、大きな引っ張り耐力を得る緊張用穴のある鋼板ガセット。
【請求項４】
木造構造材に緊張用穴のある鋼板ガセットを軸移動させて連続繊維シートを緊張させる請求３に記載の、偏心回転軸穴のある緊張具。
【請求項５】
直線に成型された連続繊維シートには折り曲げ可能な未成型部分があり緊結後に圧締成型される屈曲できる請求項３に記載の成型連続繊維シート

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【公開番号】特開２０１２−１６７５３８（Ｐ２０１２−１６７５３８Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１２−４７２９５（Ｐ２０１２−４７２９５）
【出願日】平成２４年２月１４日（２０１２．２．１４）
【出願人】（５０４０６４０８７）
【Ｆターム（参考）】