板壁耐力壁及び板耐力床
【課題】 落とし込み板壁のように意匠性に優れるとともに、従来の落とし込み板壁より施工性に優れ、かつ耐震性を向上させた板壁耐力壁とする。
【解決手段】 土台４００に対して垂直に立設される２本の柱１００と、この柱１００の間に取り付けられて壁を構成し、柱１００の間に取り付けられた状態で連なった溝２５０となる凹部２１０が形成された複数枚の横長の板材２００と、この板材２００の凹部２１０で構成される溝２５０に嵌まり込む嵌合補強部材３００と、前記柱１００の上端を連結し、前記土台４００に対して平行になった横架材５００とを備えている。
【解決手段】 土台４００に対して垂直に立設される２本の柱１００と、この柱１００の間に取り付けられて壁を構成し、柱１００の間に取り付けられた状態で連なった溝２５０となる凹部２１０が形成された複数枚の横長の板材２００と、この板材２００の凹部２１０で構成される溝２５０に嵌まり込む嵌合補強部材３００と、前記柱１００の上端を連結し、前記土台４００に対して平行になった横架材５００とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の柱の間に横長の板材を複数段重ねて壁とする板壁耐力壁や、板材から構成される床に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造住宅の耐力壁には、現代工法である筋交い壁、合板などの各種の面材を使用した壁、伝統工法である土塗り壁、面格子壁、落とし込み板壁等がある。これら耐力壁は、建築基準法において壁倍率が設定されており、壁倍率に応じた設計を行うことにより住宅が建築できることになる。
【０００３】
これらの耐力壁のうち、板材を主材に用いるものには、木摺り壁と落とし込み板壁とがあるが、これらの壁倍率はそれぞれ０．５、０．６と低く設定されているので、これら木摺り壁、落とし込み板壁のみで住宅を建設することは非常に困難である。
【０００４】
伝統的な落とし込み板壁は、柱の側面に形成された溝に上側から複数枚の板材を順次落とし込んで壁材とするという手法をとるため、施工性に欠けるという欠点があったが、近年では、現場での施工性を向上させたり耐震性を高める工夫がされている。例えば、特開平０８−２４６５８０号公報（特許文献１）に示すように、一枚の板材を接着してパネル材とし、このパネル材を柱の側面に形成された溝に上側から落とし込んで壁材とするというアイデアが開示されている。
【０００５】
また、特開２００７−０６３７６７号公報（特許文献２）では、柱の側面に形成された溝に上側から板材を順次落とし込んだ後に、板材に間柱部材を釘うちするというアイデアが開示されている。
【０００６】
また、特許第２６９０２５９号公報（特許文献３）では、柱の側面に形成された溝に連なる開口部を切除して溝を開放し、この開口部から板材を挿入した上で押し下げて順次落とし込んで壁材等とするアイデアが開示されている。
【０００７】
また、特許第３１９４７２４号公報（特許文献４）では、柱の間に順次落とし込んで積層される板材に上下方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に棒材を挿入するアイデアが開示されている。
【０００８】
さらに、特開２００３−０５３７０９号公報（特許文献５）では、板材に溝加工を施し、これらの板材を並べた状態で形成された溝に桟木を挿入し、板材側から桟木に向かって釘等の接合金具を打ち込むというアイデアが開示されている。
【０００９】
さらに、雑誌『木材工業』６４巻、２号、２００９年、Ｐ９１〜９３（非特許文献１）には、板材に溝加工を施し、これらの板材を並べた状態で形成された溝に同寸法の合板を挿入し、釘等の接合金具は合板側から裏側の間柱へと打ち込むアイデアが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平０８−２４６５８０号公報
【特許文献２】特開２００７−０６３７６７号公報
【特許文献３】特許第２６９０２５９号公報
【特許文献４】特許第３１９４７２４号公報
【特許文献５】特開２００３−０５３７０９号公報
【非特許文献１】雑誌『木材工業』６４巻、２号、２００９年、Ｐ９１〜９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では、一枚のパネル材を取り付けるだけでよいという点で若干の施工性の改善はみられるが、複数枚の横長の板材が積層されているという落とし込み板壁のテイストはまったく残っておらず意匠性の点から問題がある。
【００１２】
また、上述した特許文献２記載の技術には、板材を順次落とし込むという工程があるため、施工性は従前のものから改善されておらず、壁倍率も０．９と耐震性に欠けている。
【００１３】
また、上述した特許文献３記載の技術では、柱の上端を横架材で連結した後に板材を開口部から順次落とし込むため、施工性の改善はみられない。
【００１４】
また、上述した特許文献４記載の技術では、板材に連なる貫通孔を形成しているが、この貫通孔は高い加工精度が要求されるとともに、上側から棒材を挿入するという手間が生じる。なお、耐震性は、貫通孔と棒材との挿入状況によって変化するものであり、いちがいに耐震性が向上するとはいいがたいものがある。
【００１５】
さらに、特許文献５記載の技術は、板材に溝を形成し、板材を並べた状態で形成された溝に桟木を挿入し、さらに釘等の接合金具を打ち込んでいるため、壁倍率は４．０１と高く優れた耐震性を有している。しかし、桟木が出っ張った状態で板材に取り付けられており、しかも反対側では釘等の接合金具が露出しているため意匠性に欠けるという問題点がある。また、桟木は板材に対して接着剤でのみで取り付けられているため、耐久性に欠けるという問題点もある。
【００１６】
さらに、非特許文献１に記載の技術は、特許文献５記載の技術と同様に耐震性には優れているが、片側で間柱が露出しており、反対側では釘等が露出しているため意匠性に欠けるという問題点がある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、落とし込み板壁のように意匠性に優れるとともに、従来の落とし込み板壁より施工性に優れ、かつ耐震性を向上させた板壁耐力壁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る板壁耐力壁は、土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、前記柱の上端を連結し、前記土台に対して平行になった横架材とを有している。
【００１９】
本発明に係る他の板壁耐力壁は、土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられるパネル材とを具備しており、前記パネル材は、パネル材になった状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材を組み合わせたものであって、前記溝に嵌合補強部材が嵌まり込むことでパネル材となっている。
【００２０】
これら板壁耐力壁は、前記嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有している。
【００２１】
また、これら板壁耐力壁は、平行に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、この嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有する板壁耐力壁であって、さらにＸ字状に交差した斜め型補強板材を取り付けることもある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る板壁耐力壁は、板材の凹部からなる溝に嵌合補強部材を嵌め込むことになるので、従来の落とし込み板壁より高い耐震性を確保することができる。しかも、従来の改良版のように釘等が露出することもないので、落とし込み板壁のもつ意匠性はいささかも衰えることがない。
【００２３】
また、従来の落とし込み板壁のように板材を上側から１枚ずつ落とし込む必要がなく、板材を横方向から取り付け、後に枠部材で抑え込んで固定するので、施工性は大幅に向上している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｂ）の概略的正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｃ）の概略的正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁の概略的背面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的Ａ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図８】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｂ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図９】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｃ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁に対して水平加力試験を行う状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る板壁耐力壁に用いられる一体型嵌合補強部材の概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁は、例えば、図１に示すように、土台４００に垂直に立設される２本の柱１００と、この柱１００の間に取り付けられて壁を構成し、柱１００の間に取り付けられた状態で連なった溝２５０となる凹部２１０が形成された複数枚の横長の板材２００と、この板材２００の凹部２１０で構成される溝２５０に嵌まり込む嵌合補強部材３００と、前記柱１００の上端を連結し、前記土台４００に対して平行になった横架材５００とを有している。
なお、前記嵌合補強部材３００は、補強板６００の裏側に位置しているため目視できないが、図１においては説明のために点線で示している。
【００２６】
前記柱１００は、図１等に示すように、土台４００の上に互いに平行、すなわち土台４００に対して垂直に立設されている。かかる柱１００の側面のうち、隣接する柱１００と対向する側面には、図５に示すように、片側溝１１０が形成されている。この片側溝１１０は、四角柱状の一角を切り欠いて平面視略Ｌ字形状にすることで形成される。この片側溝１１０の切込み幅は、柱１００と柱１００との間に板材２００を取り付けることができるように、板材２００の長さ寸法と柱１００の間の寸法との差の１／２に１ｍｍの隙間を足して設定される。また、この片側溝１１０の切込み深さは、板材２００の厚さ寸法と後述する補強板６００の厚さ寸法との和より大きく設定されている。
【００２７】
かかる柱１００の間への板材２００の取り付けは、土台４００に形成された土台溝４１０に最下段の板材２００の下辺を、最下段の板材２００の両端を柱１００の片側溝１１０に位置させ、さらに上側に板材２００を積み重ねることで行われる。すべての板材２００が積み重ねられて、最上段の板材２００の上辺が横架材５００の上側溝５１０に嵌まり込んだならば、片側溝１００に位置する各板材２００の両端を、柱１００の側面に取り付けられる枠部材１５０によって片側溝１１０との間に挟み込むことで固定が完了する。
なお、最上段の板材２００は、他の板材２００より幅狭のものを使用する。
【００２８】
なお、上側溝５１０への最上段の板材２００の固定も枠部材１５０Ｕで行われる。
【００２９】
また、この柱１００の上端と下端とには凸部が形成されている。下端の凸部は前記土台４００の孔に挿入される部分であり、上端の凸部は後述する横架材５００の孔に挿入される部分である。このような柱１００は、お互いに片側溝１１０を向けあった状態で平行に立設される。
【００３０】
前記横架材５００は、柱１００の上端を連結するものであって、柱１００の上端の凸部が挿入される孔が開設されている。この横架材５００が柱１００の上端に取り付けられると、柱１００とは直交し、土台４００とは平行になる。
【００３１】
前記板材２００は、横長の長方形状に形成されており、長手辺の一方にはサネ２２０が、長手辺の他方には前記サネ２２０に対応して凹溝２３０がそれぞれ形成されている。従って、この板材２００を長手辺を横方向にした状態で上に積層していくと、サネ２２０と凹溝２３０とが嵌合してサネ継ぎされることになる。
【００３２】
この板材２００には、図５等に示すように、３つの凹部２１０が等間隔で形成されている。この凹部２１０は、板材２００が柱１００の間に嵌まり込んだ状態で、柱１００と平行な縦方向の３つの溝２５０となるものである。この凹部２１０は、板材２００の長手方向の中心部及び端部に板材２００の長手辺に対して垂直に形成されている。
【００３３】
前記嵌合補強部材３００は、前記凹部２１０によって形成された縦方向の溝２５０に嵌まり込むものである。この嵌合補強部材３００の長さ寸法は、壁の高さ寸法、すなわち土台４００と横架材５００との間の寸法に等しく設定されている。ただし、嵌合補強部材３００は、何本かに分割しておくことも可能である。また、この嵌合補強部材３００は、前記縦方向の溝２５０に嵌まり込むものであるため、幅寸法は溝２５０の幅寸法と同一、厚さ寸法は溝２５０の深さ寸法と同一に設定されている。
このため、嵌合補強部材３００は、溝２５０にぴったりと嵌まり込むことになる。
【００３４】
なお、この嵌合補強部材３００の溝２５０への嵌め込みは、複数の板材２００が柱１００の間に取り付けられた状態で行われる。すなわち、複数の板材２００を柱１００の間に位置させた後、枠部材１５０を柱１００に取り付けて、板材２００を柱１００の間において固定した後に行われるのである。
【００３５】
溝２５０に前記嵌合補強部材３００が嵌め込まれた状態で、嵌合補強部材３００を隠すようにして補強板６００が板材２００に取り付けられる。この補強板６００は、補強板６００側から釘等の接合金具６１０を板材２００に向かって打ち込むことで板材２００に取り付けられる。
【００３６】
上述した３つの嵌合補強部材３００を有し、かつこの嵌合補強部材３００をそれぞれ補強板６００で覆った試験体Ａ（図１参照）と、この試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を２つ並べて板材２００に取り付けた試験体Ｂ（図２参照）と、前記試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を板材２００に１つだけ取り付け試験体Ｃ（図３）を構成し、それぞれについて耐震性能についての試験を行った。
なお、試験体Ｃにおいては、補強板６００と斜め型補強板７００との交差部分では、補強板６００の交差部分が切り取られ、斜め型補強板７００では相欠き加工されている。
【００３７】
なお、２本の柱１００、土台４００には１０５ｍｍ角のスギ材を使用し、横架材５００には幅１０５ｍｍで厚さ１８０ｍｍのスギ材を使用した。また、板材２００は、幅１５０ｍｍで厚さ３０ｍｍのスギ本ざね加工材を使用した。また、嵌合補強部材３００には、２１ｍｍ角のスギ強化ＬＶＬ材（ＬＶＬとは、ベニアを繊維方向をそろえて接着したものをいう（Laminated Veneer Lumber)）を使用した。
【００３８】
さらに、柱１００と土台４００、柱１００と横架材５００との接合は、スギ強化ＬＶＬＬ材の直径２０ｍｍの込み栓を用いた長ほぞ、込み栓接合とした。板壁耐力壁の寸法は、幅寸法（柱１００の間隔）を１８２０ｍｍ、高さ寸法（土台４００と横架材５００との間隔）を２７３０ｍｍとした。
【００３９】
板壁耐力壁の水平加力試験は、標準的な試験方法に準拠し行った。
図１０に示すように、各試験体Ａ、Ｂ、Ｃの設置方法はタイロッド式とし、両側の柱１００部分でタイロッドを用いて柱１００の浮き上がりを防止するとともに、土台４００の２箇所をボルトと座金で試験装置に固定した。
加力方法は正負交番繰り返し加力とし、見かけの変形角が１／６００ｒａｄ、１／４５０ｒａｄ、１／３００ｒａｄ、１／２００ｒａｄ、１／１５０ｒａｄ、１／１００ｒａｄ、１／７５ｒａｄ、１／５０ｒａｄの正負変形時にいて、それぞれ３回の繰り返し加力を行った後、圧縮方向の加力で破壊するものとした。
また、荷重速度は３０ｍｍ／ｍｉｎとした。
横架材４００の水平変位は精度１／２０ｍｍのひずみゲージ式ワイヤー変位計Ｓ１で、土台の水平変位は１／５００ｍｍのひずみゲージ式変位計Ｓ２でそれぞれ測定した。
垂直変位は、精度１／２００ｍｍのひずみゲージ式変位計Ｓ３を用いて左右の柱１００の各２箇所及び土台４００の両端で測定した。
荷重は、精度１／１００ｋＮのロードセルＳ４で測定した。
以上の測定は、データロガーを用いて１秒間隔の設定で行った。
【００４０】
図７、図８、図９に各試験体Ａ、Ｂ、Ｃの荷重−せん断変形角曲線を示す。これらのデータを用いて表１に示す板壁耐力壁の短期せん断耐力及び壁倍率を求めた。ここでは、以下の各式を用いて短期せん断耐力を算出した。
最大荷重：最大荷重×２／３
降伏耐力：降伏時の耐力
終局耐力：終局時の耐力×０．２／Ｄｓ （ただし、Ｄｓ：構造特性係数）
特定耐力：真の変形角が１／１５０ｒａｄの時の耐力
壁倍率は短期せん断耐力の最小値を係数（＝１．９６）及び壁の長さ（＝１．８２ｍ） で除して求めた。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１に示すように、嵌合補強部材３００のみの試験体Ａでは壁倍率は０．９５となり、建設省告示第１１００号に記載される落とし込み板壁の壁倍率０．６の１．６倍になった。この試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を２つ並べて板材２００に取り付けた試験体Ｂでは壁倍率は１．６８となり、告示の板壁の２．８倍になった。さらに、前記試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を１つ板材２００に取り付けた試験体Ｃでは壁倍率は４．２６となり、告示の板壁の７．１倍になった。
これらにより、本発明の板壁耐力壁では極めて優れた耐震性を有していることが確認できた。
【００４３】
上述した試験体Ａ〜Ｃでは、２本の柱１００、土台４００及び横架材５００にはスギ材を使用したが、ヒノキ材等の木材であってもよい。また、補強板６００や斜め型補強板７００はスギ材を使用したが、ヒノキ材等の木材や合成樹脂製のものであってもよい。
また、嵌合補強部材３００や込み栓にはスギ強化ＬＶＬ材を使用したが、かし材等の密度の高い木材であってもよい。
さらに、上述した試験体Ａ〜Ｃに使用された板材２００は、サネ継ぎされるようにサネ加工が施されたものであったが、上向き三角状の山型凸部と、下向き三角型の谷型凹部とを組み合わせるものであってもよいし、平坦になったものであってもよい。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態では、嵌合補強部材３００とそれを覆う補強板６００とが別体になっていたが、図１１に示すように、溝２５０に嵌まり込む補強凸部８１０と、この補強凸部８１０より大きく前記板材２００に取り付けられる補強部８２０とが一体になった一体型嵌合補強部材８００を使用することも可能である。
【００４５】
この一体型嵌合補強部材８００を使用すると、嵌合補強部材３００を取り付けた後に補強板６００を取り付けるという２回の工程が、一体型嵌合補強部材８００を取り付けるという１回の工程となり、施工性が向上するというメリットがある。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、壁を構成する複数枚の板材２００を現場で柱１００の間に取り付けるとして説明したが、工場等において複数枚の板材２００を１枚又は分割したパネル材としておくことも可能である。
この場合には、板材２００に形成される凹部２１０からなる溝２５０に嵌合補強部材３００を取り付けることで１枚のパネル材とするのである。
このように予め現場以前に板材２００をパネル材としておくと、施工性の向上を図ることができる。
【００４７】
さらに、上述した実施の形態では、壁のみを説明したが、板材２００を平面上に位置させることで板耐力床を構成することも可能である。
この場合、この板耐力床は、平行かつ水平に設けられる横架材と、これらと直交しかつ水平に設けられる横架材との間に取り付けられて床を構成し、横架材の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材とを有してる。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 柱
１１０ 片側溝
１５０ 枠部材
１５０Ｕ 枠部材
２００ 板材
２１０ 凹部
２２０ サネ
２３０ 凹溝
２５０ 溝
３００ 嵌合補強部材
４００ 土台
４１０ 土台溝
５００ 横架材
５１０ 上側溝
６００ 補強板
６１０ 接合金具
７００ 斜め型補強板
８００ 一体型嵌合補強部材
８１０ 補強凸部
８２０ 補強部
Ａ、Ｂ、Ｃ 試験体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の柱の間に横長の板材を複数段重ねて壁とする板壁耐力壁や、板材から構成される床に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造住宅の耐力壁には、現代工法である筋交い壁、合板などの各種の面材を使用した壁、伝統工法である土塗り壁、面格子壁、落とし込み板壁等がある。これら耐力壁は、建築基準法において壁倍率が設定されており、壁倍率に応じた設計を行うことにより住宅が建築できることになる。
【０００３】
これらの耐力壁のうち、板材を主材に用いるものには、木摺り壁と落とし込み板壁とがあるが、これらの壁倍率はそれぞれ０．５、０．６と低く設定されているので、これら木摺り壁、落とし込み板壁のみで住宅を建設することは非常に困難である。
【０００４】
伝統的な落とし込み板壁は、柱の側面に形成された溝に上側から複数枚の板材を順次落とし込んで壁材とするという手法をとるため、施工性に欠けるという欠点があったが、近年では、現場での施工性を向上させたり耐震性を高める工夫がされている。例えば、特開平０８−２４６５８０号公報（特許文献１）に示すように、一枚の板材を接着してパネル材とし、このパネル材を柱の側面に形成された溝に上側から落とし込んで壁材とするというアイデアが開示されている。
【０００５】
また、特開２００７−０６３７６７号公報（特許文献２）では、柱の側面に形成された溝に上側から板材を順次落とし込んだ後に、板材に間柱部材を釘うちするというアイデアが開示されている。
【０００６】
また、特許第２６９０２５９号公報（特許文献３）では、柱の側面に形成された溝に連なる開口部を切除して溝を開放し、この開口部から板材を挿入した上で押し下げて順次落とし込んで壁材等とするアイデアが開示されている。
【０００７】
また、特許第３１９４７２４号公報（特許文献４）では、柱の間に順次落とし込んで積層される板材に上下方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に棒材を挿入するアイデアが開示されている。
【０００８】
さらに、特開２００３−０５３７０９号公報（特許文献５）では、板材に溝加工を施し、これらの板材を並べた状態で形成された溝に桟木を挿入し、板材側から桟木に向かって釘等の接合金具を打ち込むというアイデアが開示されている。
【０００９】
さらに、雑誌『木材工業』６４巻、２号、２００９年、Ｐ９１〜９３（非特許文献１）には、板材に溝加工を施し、これらの板材を並べた状態で形成された溝に同寸法の合板を挿入し、釘等の接合金具は合板側から裏側の間柱へと打ち込むアイデアが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平０８−２４６５８０号公報
【特許文献２】特開２００７−０６３７６７号公報
【特許文献３】特許第２６９０２５９号公報
【特許文献４】特許第３１９４７２４号公報
【特許文献５】特開２００３−０５３７０９号公報
【非特許文献１】雑誌『木材工業』６４巻、２号、２００９年、Ｐ９１〜９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では、一枚のパネル材を取り付けるだけでよいという点で若干の施工性の改善はみられるが、複数枚の横長の板材が積層されているという落とし込み板壁のテイストはまったく残っておらず意匠性の点から問題がある。
【００１２】
また、上述した特許文献２記載の技術には、板材を順次落とし込むという工程があるため、施工性は従前のものから改善されておらず、壁倍率も０．９と耐震性に欠けている。
【００１３】
また、上述した特許文献３記載の技術では、柱の上端を横架材で連結した後に板材を開口部から順次落とし込むため、施工性の改善はみられない。
【００１４】
また、上述した特許文献４記載の技術では、板材に連なる貫通孔を形成しているが、この貫通孔は高い加工精度が要求されるとともに、上側から棒材を挿入するという手間が生じる。なお、耐震性は、貫通孔と棒材との挿入状況によって変化するものであり、いちがいに耐震性が向上するとはいいがたいものがある。
【００１５】
さらに、特許文献５記載の技術は、板材に溝を形成し、板材を並べた状態で形成された溝に桟木を挿入し、さらに釘等の接合金具を打ち込んでいるため、壁倍率は４．０１と高く優れた耐震性を有している。しかし、桟木が出っ張った状態で板材に取り付けられており、しかも反対側では釘等の接合金具が露出しているため意匠性に欠けるという問題点がある。また、桟木は板材に対して接着剤でのみで取り付けられているため、耐久性に欠けるという問題点もある。
【００１６】
さらに、非特許文献１に記載の技術は、特許文献５記載の技術と同様に耐震性には優れているが、片側で間柱が露出しており、反対側では釘等が露出しているため意匠性に欠けるという問題点がある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、落とし込み板壁のように意匠性に優れるとともに、従来の落とし込み板壁より施工性に優れ、かつ耐震性を向上させた板壁耐力壁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る板壁耐力壁は、土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、前記柱の上端を連結し、前記土台に対して平行になった横架材とを有している。
【００１９】
本発明に係る他の板壁耐力壁は、土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられるパネル材とを具備しており、前記パネル材は、パネル材になった状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材を組み合わせたものであって、前記溝に嵌合補強部材が嵌まり込むことでパネル材となっている。
【００２０】
これら板壁耐力壁は、前記嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有している。
【００２１】
また、これら板壁耐力壁は、平行に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、この嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有する板壁耐力壁であって、さらにＸ字状に交差した斜め型補強板材を取り付けることもある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る板壁耐力壁は、板材の凹部からなる溝に嵌合補強部材を嵌め込むことになるので、従来の落とし込み板壁より高い耐震性を確保することができる。しかも、従来の改良版のように釘等が露出することもないので、落とし込み板壁のもつ意匠性はいささかも衰えることがない。
【００２３】
また、従来の落とし込み板壁のように板材を上側から１枚ずつ落とし込む必要がなく、板材を横方向から取り付け、後に枠部材で抑え込んで固定するので、施工性は大幅に向上している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｂ）の概略的正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｃ）の概略的正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁の概略的背面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的Ａ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の概略的Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ａ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図８】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｂ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図９】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁（試験体Ｃ）の荷重−せん断変形角曲線である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁に対して水平加力試験を行う状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る板壁耐力壁に用いられる一体型嵌合補強部材の概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態に係る板壁耐力壁は、例えば、図１に示すように、土台４００に垂直に立設される２本の柱１００と、この柱１００の間に取り付けられて壁を構成し、柱１００の間に取り付けられた状態で連なった溝２５０となる凹部２１０が形成された複数枚の横長の板材２００と、この板材２００の凹部２１０で構成される溝２５０に嵌まり込む嵌合補強部材３００と、前記柱１００の上端を連結し、前記土台４００に対して平行になった横架材５００とを有している。
なお、前記嵌合補強部材３００は、補強板６００の裏側に位置しているため目視できないが、図１においては説明のために点線で示している。
【００２６】
前記柱１００は、図１等に示すように、土台４００の上に互いに平行、すなわち土台４００に対して垂直に立設されている。かかる柱１００の側面のうち、隣接する柱１００と対向する側面には、図５に示すように、片側溝１１０が形成されている。この片側溝１１０は、四角柱状の一角を切り欠いて平面視略Ｌ字形状にすることで形成される。この片側溝１１０の切込み幅は、柱１００と柱１００との間に板材２００を取り付けることができるように、板材２００の長さ寸法と柱１００の間の寸法との差の１／２に１ｍｍの隙間を足して設定される。また、この片側溝１１０の切込み深さは、板材２００の厚さ寸法と後述する補強板６００の厚さ寸法との和より大きく設定されている。
【００２７】
かかる柱１００の間への板材２００の取り付けは、土台４００に形成された土台溝４１０に最下段の板材２００の下辺を、最下段の板材２００の両端を柱１００の片側溝１１０に位置させ、さらに上側に板材２００を積み重ねることで行われる。すべての板材２００が積み重ねられて、最上段の板材２００の上辺が横架材５００の上側溝５１０に嵌まり込んだならば、片側溝１００に位置する各板材２００の両端を、柱１００の側面に取り付けられる枠部材１５０によって片側溝１１０との間に挟み込むことで固定が完了する。
なお、最上段の板材２００は、他の板材２００より幅狭のものを使用する。
【００２８】
なお、上側溝５１０への最上段の板材２００の固定も枠部材１５０Ｕで行われる。
【００２９】
また、この柱１００の上端と下端とには凸部が形成されている。下端の凸部は前記土台４００の孔に挿入される部分であり、上端の凸部は後述する横架材５００の孔に挿入される部分である。このような柱１００は、お互いに片側溝１１０を向けあった状態で平行に立設される。
【００３０】
前記横架材５００は、柱１００の上端を連結するものであって、柱１００の上端の凸部が挿入される孔が開設されている。この横架材５００が柱１００の上端に取り付けられると、柱１００とは直交し、土台４００とは平行になる。
【００３１】
前記板材２００は、横長の長方形状に形成されており、長手辺の一方にはサネ２２０が、長手辺の他方には前記サネ２２０に対応して凹溝２３０がそれぞれ形成されている。従って、この板材２００を長手辺を横方向にした状態で上に積層していくと、サネ２２０と凹溝２３０とが嵌合してサネ継ぎされることになる。
【００３２】
この板材２００には、図５等に示すように、３つの凹部２１０が等間隔で形成されている。この凹部２１０は、板材２００が柱１００の間に嵌まり込んだ状態で、柱１００と平行な縦方向の３つの溝２５０となるものである。この凹部２１０は、板材２００の長手方向の中心部及び端部に板材２００の長手辺に対して垂直に形成されている。
【００３３】
前記嵌合補強部材３００は、前記凹部２１０によって形成された縦方向の溝２５０に嵌まり込むものである。この嵌合補強部材３００の長さ寸法は、壁の高さ寸法、すなわち土台４００と横架材５００との間の寸法に等しく設定されている。ただし、嵌合補強部材３００は、何本かに分割しておくことも可能である。また、この嵌合補強部材３００は、前記縦方向の溝２５０に嵌まり込むものであるため、幅寸法は溝２５０の幅寸法と同一、厚さ寸法は溝２５０の深さ寸法と同一に設定されている。
このため、嵌合補強部材３００は、溝２５０にぴったりと嵌まり込むことになる。
【００３４】
なお、この嵌合補強部材３００の溝２５０への嵌め込みは、複数の板材２００が柱１００の間に取り付けられた状態で行われる。すなわち、複数の板材２００を柱１００の間に位置させた後、枠部材１５０を柱１００に取り付けて、板材２００を柱１００の間において固定した後に行われるのである。
【００３５】
溝２５０に前記嵌合補強部材３００が嵌め込まれた状態で、嵌合補強部材３００を隠すようにして補強板６００が板材２００に取り付けられる。この補強板６００は、補強板６００側から釘等の接合金具６１０を板材２００に向かって打ち込むことで板材２００に取り付けられる。
【００３６】
上述した３つの嵌合補強部材３００を有し、かつこの嵌合補強部材３００をそれぞれ補強板６００で覆った試験体Ａ（図１参照）と、この試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を２つ並べて板材２００に取り付けた試験体Ｂ（図２参照）と、前記試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を板材２００に１つだけ取り付け試験体Ｃ（図３）を構成し、それぞれについて耐震性能についての試験を行った。
なお、試験体Ｃにおいては、補強板６００と斜め型補強板７００との交差部分では、補強板６００の交差部分が切り取られ、斜め型補強板７００では相欠き加工されている。
【００３７】
なお、２本の柱１００、土台４００には１０５ｍｍ角のスギ材を使用し、横架材５００には幅１０５ｍｍで厚さ１８０ｍｍのスギ材を使用した。また、板材２００は、幅１５０ｍｍで厚さ３０ｍｍのスギ本ざね加工材を使用した。また、嵌合補強部材３００には、２１ｍｍ角のスギ強化ＬＶＬ材（ＬＶＬとは、ベニアを繊維方向をそろえて接着したものをいう（Laminated Veneer Lumber)）を使用した。
【００３８】
さらに、柱１００と土台４００、柱１００と横架材５００との接合は、スギ強化ＬＶＬＬ材の直径２０ｍｍの込み栓を用いた長ほぞ、込み栓接合とした。板壁耐力壁の寸法は、幅寸法（柱１００の間隔）を１８２０ｍｍ、高さ寸法（土台４００と横架材５００との間隔）を２７３０ｍｍとした。
【００３９】
板壁耐力壁の水平加力試験は、標準的な試験方法に準拠し行った。
図１０に示すように、各試験体Ａ、Ｂ、Ｃの設置方法はタイロッド式とし、両側の柱１００部分でタイロッドを用いて柱１００の浮き上がりを防止するとともに、土台４００の２箇所をボルトと座金で試験装置に固定した。
加力方法は正負交番繰り返し加力とし、見かけの変形角が１／６００ｒａｄ、１／４５０ｒａｄ、１／３００ｒａｄ、１／２００ｒａｄ、１／１５０ｒａｄ、１／１００ｒａｄ、１／７５ｒａｄ、１／５０ｒａｄの正負変形時にいて、それぞれ３回の繰り返し加力を行った後、圧縮方向の加力で破壊するものとした。
また、荷重速度は３０ｍｍ／ｍｉｎとした。
横架材４００の水平変位は精度１／２０ｍｍのひずみゲージ式ワイヤー変位計Ｓ１で、土台の水平変位は１／５００ｍｍのひずみゲージ式変位計Ｓ２でそれぞれ測定した。
垂直変位は、精度１／２００ｍｍのひずみゲージ式変位計Ｓ３を用いて左右の柱１００の各２箇所及び土台４００の両端で測定した。
荷重は、精度１／１００ｋＮのロードセルＳ４で測定した。
以上の測定は、データロガーを用いて１秒間隔の設定で行った。
【００４０】
図７、図８、図９に各試験体Ａ、Ｂ、Ｃの荷重−せん断変形角曲線を示す。これらのデータを用いて表１に示す板壁耐力壁の短期せん断耐力及び壁倍率を求めた。ここでは、以下の各式を用いて短期せん断耐力を算出した。
最大荷重：最大荷重×２／３
降伏耐力：降伏時の耐力
終局耐力：終局時の耐力×０．２／Ｄｓ （ただし、Ｄｓ：構造特性係数）
特定耐力：真の変形角が１／１５０ｒａｄの時の耐力
壁倍率は短期せん断耐力の最小値を係数（＝１．９６）及び壁の長さ（＝１．８２ｍ） で除して求めた。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１に示すように、嵌合補強部材３００のみの試験体Ａでは壁倍率は０．９５となり、建設省告示第１１００号に記載される落とし込み板壁の壁倍率０．６の１．６倍になった。この試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を２つ並べて板材２００に取り付けた試験体Ｂでは壁倍率は１．６８となり、告示の板壁の２．８倍になった。さらに、前記試験体ＡにさらにＸ字状に交差した斜め型補強板７００を１つ板材２００に取り付けた試験体Ｃでは壁倍率は４．２６となり、告示の板壁の７．１倍になった。
これらにより、本発明の板壁耐力壁では極めて優れた耐震性を有していることが確認できた。
【００４３】
上述した試験体Ａ〜Ｃでは、２本の柱１００、土台４００及び横架材５００にはスギ材を使用したが、ヒノキ材等の木材であってもよい。また、補強板６００や斜め型補強板７００はスギ材を使用したが、ヒノキ材等の木材や合成樹脂製のものであってもよい。
また、嵌合補強部材３００や込み栓にはスギ強化ＬＶＬ材を使用したが、かし材等の密度の高い木材であってもよい。
さらに、上述した試験体Ａ〜Ｃに使用された板材２００は、サネ継ぎされるようにサネ加工が施されたものであったが、上向き三角状の山型凸部と、下向き三角型の谷型凹部とを組み合わせるものであってもよいし、平坦になったものであってもよい。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態では、嵌合補強部材３００とそれを覆う補強板６００とが別体になっていたが、図１１に示すように、溝２５０に嵌まり込む補強凸部８１０と、この補強凸部８１０より大きく前記板材２００に取り付けられる補強部８２０とが一体になった一体型嵌合補強部材８００を使用することも可能である。
【００４５】
この一体型嵌合補強部材８００を使用すると、嵌合補強部材３００を取り付けた後に補強板６００を取り付けるという２回の工程が、一体型嵌合補強部材８００を取り付けるという１回の工程となり、施工性が向上するというメリットがある。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、壁を構成する複数枚の板材２００を現場で柱１００の間に取り付けるとして説明したが、工場等において複数枚の板材２００を１枚又は分割したパネル材としておくことも可能である。
この場合には、板材２００に形成される凹部２１０からなる溝２５０に嵌合補強部材３００を取り付けることで１枚のパネル材とするのである。
このように予め現場以前に板材２００をパネル材としておくと、施工性の向上を図ることができる。
【００４７】
さらに、上述した実施の形態では、壁のみを説明したが、板材２００を平面上に位置させることで板耐力床を構成することも可能である。
この場合、この板耐力床は、平行かつ水平に設けられる横架材と、これらと直交しかつ水平に設けられる横架材との間に取り付けられて床を構成し、横架材の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材とを有してる。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 柱
１１０ 片側溝
１５０ 枠部材
１５０Ｕ 枠部材
２００ 板材
２１０ 凹部
２２０ サネ
２３０ 凹溝
２５０ 溝
３００ 嵌合補強部材
４００ 土台
４１０ 土台溝
５００ 横架材
５１０ 上側溝
６００ 補強板
６１０ 接合金具
７００ 斜め型補強板
８００ 一体型嵌合補強部材
８１０ 補強凸部
８２０ 補強部
Ａ、Ｂ、Ｃ 試験体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、前記柱の上端を連結し、前記土台に対して平行になった横架材とを具備したことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項２】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられるパネル材とを具備しており、前記パネル材は、パネル材になった状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材を組み合わせたものであって、前記溝に嵌合補強部材が嵌まり込むことでパネル材となったものであることを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項３】
前記嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有することを特徴とする請求項１又は２記載の板壁耐力壁。
【請求項４】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、この嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有する板壁耐力壁において、さらにＸ字状に交差した斜め型補強板材を取り付けたことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項５】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む補強凸部を有するとともに、この補強凸部より大きく前記板材に取り付けられる補強部とが一体になった一体型嵌合補強部材とを具備したことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項６】
前記板材は、一方の縁部にはサネが、他方の縁部には前記サネに対応した凹溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の板壁耐力壁。
【請求項７】
前記柱には対向する側面に板材が嵌まり込む片側溝が形成されており、片側溝に板材を嵌め込んだ後に板材の端部を抑え込む枠部材を前記柱に取り付けることで、板材が柱の間に固定されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の板壁耐力壁。
【請求項８】
平行かつ水平に設けられる横架材と、これらと直交しかつ水平に設けられる横架材との間に取り付けられて床を構成し、横架材の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材とを具備したことを特徴とする板耐力床。
【請求項１】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、前記柱の上端を連結し、前記土台に対して平行になった横架材とを具備したことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項２】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられるパネル材とを具備しており、前記パネル材は、パネル材になった状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材を組み合わせたものであって、前記溝に嵌合補強部材が嵌まり込むことでパネル材となったものであることを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項３】
前記嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有することを特徴とする請求項１又は２記載の板壁耐力壁。
【請求項４】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材と、この嵌合補強部材が嵌まり込んだ溝を覆い、前記板材に取り付けられる補強板を有する板壁耐力壁において、さらにＸ字状に交差した斜め型補強板材を取り付けたことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項５】
土台に対して垂直に立設される柱と、この柱の間に取り付けられて壁を構成し、柱の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む補強凸部を有するとともに、この補強凸部より大きく前記板材に取り付けられる補強部とが一体になった一体型嵌合補強部材とを具備したことを特徴とする板壁耐力壁。
【請求項６】
前記板材は、一方の縁部にはサネが、他方の縁部には前記サネに対応した凹溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の板壁耐力壁。
【請求項７】
前記柱には対向する側面に板材が嵌まり込む片側溝が形成されており、片側溝に板材を嵌め込んだ後に板材の端部を抑え込む枠部材を前記柱に取り付けることで、板材が柱の間に固定されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の板壁耐力壁。
【請求項８】
平行かつ水平に設けられる横架材と、これらと直交しかつ水平に設けられる横架材との間に取り付けられて床を構成し、横架材の間に取り付けられた状態で連なった溝となる凹部が形成された複数枚の横長の板材と、この板材の凹部で構成される溝に嵌まり込む嵌合補強部材とを具備したことを特徴とする板耐力床。
【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２０１２−５２３２４（Ｐ２０１２−５２３２４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４４４４（Ｐ２０１０−１９４４４４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月５日 日本木材学会発行の「第６０回日本木材学会大会研究発表要旨集（ＣＤ−ＲＯＭ）」に発表
【出願人】（０００２２５１４２）奈良県 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月５日 日本木材学会発行の「第６０回日本木材学会大会研究発表要旨集（ＣＤ−ＲＯＭ）」に発表
【出願人】（０００２２５１４２）奈良県 (42)
【Ｆターム（参考）】
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