木造建築物における耐力壁の補強構造、及び鉄骨部材

【課題】既存建築物に対しては、弱い部分を容易に補強し、新規建築物は弱い部分を容易に補強した耐力壁とすることが可能な木造建築物における耐力壁の補強構造等を提供する。
【解決手段】本願の耐力壁の補強構造は、当該開口部の内側に鉄骨部材を配置し、水平力に関して当該鉄骨部材を主体構造木材の支柱と一体的に作用させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、木造住宅等の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造等に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造住宅等の木造建築物には、筋交いの入った壁や合板を張った壁などいわゆる耐力壁が設けられており、当該耐力壁はその総量の最低値が法令で定められている。
【０００３】
建築設計士は、住宅購入者や施工主の要求を取り入れながら、当該法令を遵守するために、耐力壁を所定量設けつつ、間取りの設計等を行う。
【０００４】
また、建築物を設計する上で、当該建築物を強くするには、当該建築物に弱い部分を造らないことであるから、耐力壁は、出来る限り偏ることなく、バランス良く配置する必要がある。
【０００５】
上記のようにバランスよく耐力壁を設置すると、どうしても通風、採光、及びデザインなどを犠牲にする必要が生じる。また、一般的に建築物の南側は採光をよくするために大きく解放したいという要求があり、耐力壁は片寄った配置となりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記に示すように耐力壁が片寄った配置となった建築物は、地震などの発生により建物に外力が加わると、当該外力は建物の一番弱い部分に集中して作用するため、その結果として建築物に捩れや回転力が発生し、建築物の変形などの不都合が生じる場合がある。
【０００７】
この解決方法の１つとして建築物の弱い部分の支持梁と柱の接合部を補強するなどの方法があるが、この場合のデメリットとして、材料費などの増大が挙げられるものの大きな効果は見込めない。
【０００８】
そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、既存建築物に対しては、弱い部分を容易に補強し、新規建築物は弱い部分を容易に補強した耐力壁とすることが可能な木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造及びその工法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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本願請求項１に記載の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造は、上下左右の四方が木材（１１、１３、１５）により軸組された開口部（７）を有する建築物（５）において、前記開口部の内側に沿って鉄骨部材（２０）を配置し、前記建築物が受ける水平力に対して前記鉄骨部材を前記左右の木材と一体的に作用させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本願の最良の実施形態について添付図面に基づいて説明する。本実施形態の建築物は、軸組工法により建てられた既存の木造建築物に本願の木造建築物における耐力壁の補強工法を適用した場合の実施形態である。
【００１１】
図１に建築物の間取りの一例を示す。図１に示すように、設計段階において、南側は採光を良くするために大きく解放したいという施工主等からの要求があると、法令により定められている耐力壁の基準値を満たすため、耐力壁として機能する壁体２が北側に片寄った配置とならざるを得ない場合がある。このような壁体２が片寄った建築物５は、例えば、地震などの発生により図中矢印で示すように当該建築物５に水平力（例えば、右側からの力）が加わると、南側の部分に集中して力が作用するため、その結果として建築物５に捩れ又は回転力が生じ、建築物に変形が生じ易くなる。なお、水平力に抗する耐力壁を斜線で示す。
【００１２】
本実施形態は、例えば、図１に示すような建築物の場合において、南側の開口７部分を水平力に抵抗させるように補強し南側と北側の耐力壁の力の分布のバランスをよくすることで、地震などの外力による建築物２の変形を抑制しようとするものであって、建築物２の弱い部分を補強することで、設計の自由度を拡げようとするものである。
【００１３】
以下に具体的な木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造及びその工法について図１及び図２を用いて説明する。
【００１４】
建築物５は、例えば木材によって建築される１階建ての木造建築物であって、水平に設けられた土台１１に立設された複数の支柱１３、１３と、当該支柱１３を繋ぐ梁１５により建築物５の軸組が構成され、当該軸組に耐力壁として機能する板材や筋交いが取り付けられて壁体２が形成されている。
【００１５】
図１に示す建築物５の場合は、耐力壁がない南側の開口７（図中Ａ部分）部分を補強することで、当該補強した部分を耐力壁として機能させる。具体的には、本実施形態における建築物５における開口部を耐力壁とする補強工法は、建築物５の開口７（図中Ａ部分）内側に鉄骨部材２０を配置することによって、建築物５にかかる水平力に対して当該鉄骨部材２０を支柱１３と一体的に作用する耐力壁フレームとして機能させ、結果として、建物全体として耐力壁の力の分布を略均等にするものである。
【００１６】
ここで、本実施形態における木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造について図２を用いて説明する。図２は、図１のＡ部分の正面拡大図である。
【００１７】
図２に示すように、既存の木造建築物の耐力壁として機能する木組みは、水平方向に延びる土台１１と、土台１１から垂直に設けられた左右の支柱１３、１３と、水平方向に延び、前記支柱１３同士を繋ぐ梁１５と、により４方が囲まれて開口７が形成されている。また、土台１１と支柱１３、及び梁１５と支柱１３は、それぞれが鋼板１７ａ及びボルトナット１７ｂ、１７ｃ、１７ｄなど所定の固定部材１７を用いて固定されている。
【００１８】
本実施形態における木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造は、当該開口７の内側に鉄骨部材２０を配置し、建築物５にかかる水平力に関して当該鉄骨部材２０を支柱１３と一体的に作用させるようになっている。具体的には、鉄骨部材２０は、略Ｌ字状に形成された枠形成部材２１と、略直線状の延長部材２４と、を含んで構成されており、水平力が作用した際に外力が大きく作用する開口７の上隅部には枠形成部材２１を配置するとともに、水平方向又は垂直方向において、その長さが足りない場合には、延長部材２４を連結して配置するようになっている。
【００１９】
枠形成部材２１は、曲折部２１ａが略一体的に形成されており、当該曲折部２１ａが支柱１３と梁１５との連結部分近傍に配置されているとともに、当該枠形成部材２１と延長部材２４とが組み合わされ、支柱１３及び梁１５に沿って略門型状に当該枠形成部材２１及び延長部材２４からなる鉄骨部材２０が配置されている。
【００２０】
また、鉄骨部材２０は、水平力のみを負担させるため、梁１５と所定の間隔を有して平行に配置されるようになっている。
【００２１】
また、梁１５に沿って配置される一対の枠形成部材２１は、梁１５の略中央部分でボルトナットなどの固定具２５によって固定され、支柱１３に沿って配置される枠形成部材２１と延長部材２４とは、支柱１３の下方でボルトナットなどの固定具２５ａによって固定されるようになっている。
【００２２】
また、枠形成部材２１同士が連結される位置は、例えば、建築物が水平力を受けたときに軸組が受ける力が小さい位置が好ましく、具体的には、上記実施形態に示すように門型の場合、梁１５の中央部分に対応する位置が好ましい。
【００２３】
また、枠形成部材２１や延長部材２４は、持ち運び易さを考慮して、所定の寸法長さを有して設計されるが、基本的に当該開口７内側の隅部に枠形成部材２１の曲折部２１ａを配置した際に足りない分の長さを延長部材２４によって補うことで対応する。
【００２４】
また、鉄骨部材２０は、ボルトナットなどの固定具２５ａを用いて土台１１を貫通させて固定されるとともに、ボルトナットなどの固定具３４を用いて支柱１３を貫通させて固定される。
【００２５】
また、図３に示すように、支柱１３に対して対向して配置される鉄骨部材２０側の面には、一般的に「ジベル」と称される突起状のすべり防止部材３０を取り付けて、当該支柱１３に対して鉄骨部材２０が取り付けられるようになっている。このようにすれば、鉄骨部材２０はより効果的に支柱１３に対してずれることなくしっかりと取り付けられる。
【００２６】
また、鉄骨部材２０は、図４に示すように、例えば、一般にＨ鋼と称される形状のものを使用するが、当該Ｈ鋼の外側の周囲に木枠３１を取り付けるとともに、Ｈ鋼の凹部２０ａに断熱材３３を挿入して当該木枠３１を取り付けるように処理を施すことが好ましい。このようにすれば、補強部分の鉄骨部材２０が木枠３１により隠れるため、木造外壁の下地とすることが可能となる。
【００２７】
なお、鉄骨部材２０は、支柱１３と梁１５、及び支柱１３と土台１１とを固定している固定部材１７を用いて支柱１３に固定せずに、所定の固定具３４を用いて独立して支柱１３に固定されるようになっている。
【００２８】
以上に説明したように本実施形態の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造及びその工法は、土台１１、支柱１３、梁１５などの柱体から構成される開口７において、土台１１を除く支柱１３及び梁１５の内側に沿って鉄骨部材２０を配置し、鉄骨部材２０を土台１１及び支柱１３に固定するようになっている。
【００２９】
これにより、地震などにより建築物５が受ける水平力に対して鉄骨部材２０を支柱１３と一体的に作用させ、耐力壁として機能させることが可能となり、設計上、木造建築物における開口部を耐力壁として補強することが可能となる。また、上記実施形態の建築物５のように南側に大きな開口７を有していても、当該開口７の内側に鉄骨部材２０を配置することにより、間取りの全体として耐力壁の力の分布を均等にできるため、水平力が加わっても当該建築物に捩れまたは回転力は生じにくい。よって、簡易な構成ながら、建築物の安全性を容易に高めることが可能となる。
【００３０】
次に、本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例について説明する。
【００３１】
〈他の実施例１〉
本実施例の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造について図５を用いて説明する。図５は、本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例１を示す概略構造図である。
【００３２】
上記最良の実施形態の実施例が鉄骨部材２０を門型状に配置したのに対し、本実施例は、鉄骨部材２０をロ型状に配置した点で上記実施形態とは異なる。このような構成にすれば、上記最良の実施形態の実施例よりも強度を高めることが可能となる。
【００３３】
本実施例の鉄骨部材は、４つの枠形成部材２１を組み合わせることでロ型状に構成される。枠形成部材２１の曲折部２１ａは、支柱１３と梁１５、又は支柱１３と土台１１の隅部近傍に配置される。また、各枠形成部材２１は、支柱１３、土台１１、又は梁１５の略中央部分で固定具２５によって固定されるようになっている。また、鉄骨部材２０は、水平力のみを負担させるため、梁１５と所定の間隔を有して配置される。また、開口７の下端部に設置される枠形成部材２１は、ボルトナットなどの固定具２５ａを用いて土台１１を貫通させて固定される。
【００３４】
〈他の実施例２〉
本実施例の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造について図６を用いて説明する。図６は、本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例２を示す概略構造図である。
【００３５】
本実施例は、鉄骨部材２０を門型状に連続的に並べて配置した点で上記最良の実施形態の実施例と異なる。このような構成にすれば、建築物５の広い開口７にも対応することが可能となる。
【００３６】
本実施例の鉄骨部材２０は、建築物５に有する開口７が水平方向に広い場合の適用例である。この場合、鉄骨部材２０は、枠形成部材２１と延長部材２４とＴ字状に形成された延長部材２８とを組み合わせることで構成される。
【００３７】
また、枠形成部材２１の曲折部２１ａは、支柱１３と梁１５、及び支柱１３と土台１１の隅部近傍に配置される。また、各鉄骨部材２０は、所定の固定具２５、２５ａによって固定されるようになっている。
【００３８】
また、Ｔ字状に形成された延長部材２８は、略直線状の延長部材２４を互いに所定の固定具２５、２５ａなどで連結することで構成しても構わない。当該連結個所は、地震などによって生じる水平方向の力が支柱１３と梁１５、または支柱１３と土台１１の隅部に加わる曲げモーメントよりも非常に小さい（曲げモーメントが、ほぼ０となる）からである。
【００３９】
〈他の実施例３〉
本実施例の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造について図７及び図８を用いて説明する。図７は本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例３を示す概略構造図、図８は図７のＤ拡大図である。
【００４０】
上記最良の実施形態が、梁１５との間に所定の隙間を有するように開口７の内側に鉄骨部材２０を門型状に配置したのに対し、本実施例は、梁１５との間に所定の隙間を有するように開口７の内側に鉄骨部材２０を門型状に配置した上で、当該開口７内側の上部隅部において当該鉄骨部材２０を構成する枠形成部材２１の上部と梁１５とを連結した点で上記実施形態とは異なる。このような構成にすれば、地震などで建築物５に生じる水平力を梁１５にも分散できるので、建築物５の安全性をより高めることが可能となる。
【００４１】
本実施例の鉄骨部材２０は、図７に示すように、開口７上部に設置される枠形成部材２１の上端部が鉄板からなるＬ字状の連結部材４０を介して梁１５に取り付けられている。当該連結部材４０は、開口７上部の隅部にそれぞれ設けられる。
【００４２】
当該連結部材４０は、図８に示すように、固定具４３によって枠形成部材２１の上端部に固定される。また、梁１５は、当該連結部材４０と通しボルト４１、及びその周辺に設けられるビス４２によって固定される。
【００４３】
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態で適用される鉄骨部材２０は一般的にＨ鋼と称される鉄骨を用いているが、他の形態を代用しても構わない。また、本実施形態では、１階部分での開口に着目したが、２、３階建ての建築物であれば、２、３階部分での開口に着目して本願を適用しても構わない。
【００４４】
また、本実施形態では一般的に軸組み工法と称される工法により建築された木造建築物に本願を適用するようにしたが、一般的に壁体を組み付けて建築されるツーバイフォー工法に本願を適用することも可能である。この場合には、壁体を組み付けるために縦枠及び横枠により四方が枠組みされた枠組みからなる開口の内部に鉄骨部材２０を配置すればよい。
【００４５】
また、本実施例を互いに組み合わせて施工することも可能である。例えば、連結部材４０を他の実施例１で示したロ型状に配置した鉄骨部材２０や他の実施例２で示した門型状に連続して配置した鉄骨部材２０に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】間取りの一例を示す図である。
【図２】本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造の概略構造図である。
【図３】図２のＢ拡大図である。
【図４】図２のＣ拡大図である。
【図５】本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例１を示す概略構造図である。
【図６】本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例２を示す概略構造図である。
【図７】本願の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造における他の実施例３を示す概略構造図である。
【図８】図７のＤ拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
５建築物
７開口
１１土台
１３支柱
１５梁

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下左右の四方が木材により軸組された開口部を有する木造建築物において、
前記開口部の内側に沿って鉄骨部材を配置し、前記建築物が受ける水平力に対して前記鉄骨部材を前記左右の木材と一体的に作用させることを特徴とする木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造。
【請求項２】
前記鉄骨部材は、
前記上及び左右の木材に沿って配置されるとともに、前記開口部の隅部近傍に配置される左右の木材に沿って配置される鉄骨部材と上の木材に沿って配置される鉄骨部材とは一体的に形成され、
前記鉄骨部材は、左右の木材と下の木材とに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造。
【請求項３】
前記鉄骨部材は、一対の略Ｌ字状の枠組形成部材で構成され、前記枠組形成部材の曲折部は前記開口の隅部近傍に配置されるとともに、当該枠組形成部材同士は、前記上の木材の略中央部分で連結されることを特徴とする請求項２に記載の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造。
【請求項４】
地面に対して鉛直方向の前記枠組形成部材の長さを延長する延長鉄骨部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造。
【請求項５】
上下左右の四方が木材により軸組された開口部を有する木造建築物の前記開口部の内側に沿って鉄骨部材を配置し、前記建築物が受ける水平力に対して前記鉄骨部材を前記左右の木材と一体的に作用させることを特徴とする木造建築物における開口部を耐力壁とする補強構造に用いられる鉄骨部材。

【図１】