JP2001040766A - 建築物の補強金物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木造軸組家屋の骨組みを補強するにおいて、
軽量で、かつ剛性が高く、さらに両面どちらからでも締
結具（ボルトやコーチスクリュー）を使うことができる
ようにした補強金物の提供。 【解決手段】 ほぼ同一平面上で骨組み木材Ｗ同士を接
合するための補強金物であって、骨組み木材への取付穴
２０が形成されたウェブ部２の両側縁に外フランジ３が
一体成形で形成されている。外フランジの高さｈ１が板
厚ｔに対し、ｈ１≧ｔで、かつｈ１≦１３＊ｔの関係を
満たすと共に、取付穴の中心に最も近い外フランジとの
距離Ｌ１が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ１≧１．５＊ｄの
関係を満たす。取付穴の周囲に内フランジ４が形成さ
れ、この内フランジの先端面が外フランジの先端面と均
一面に形成され、取付穴の中心に最も近いリブ部までの
距離Ｌ２が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ２≧１．５＊ｄの
関係を満たす。取付穴の近傍におけるリブ部の高さが外
フランジの高さｈ１と同じに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木造建築物の骨組
み木材同士、例えば、土台と大引き、土台と柱、柱と梁
の結合強度を増して、構造強度を向上させる補強金物に
関わるものであり、特に既存の骨組み木造建築物に適用
したときに作業性の向上が図れる補強金物に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】「軸組木造住宅の地震被害が接合部の強
度に大きく左右される」という見解が、多くの木造建築
研究者の一致した意見であり、接合部の信頼性の高い強
度向上の手段として、通称「Ｚマーク表示金物」と呼ば
れる（財）日本住宅＊木材技術センターが、１９７８年
に定めた「軸組工法用金物規格」で規定された金物や、
それに類似の火打ち金物や、筋交いプレート、山形プレ
ート、かどプレート等の種々の金物が提供されているこ
とは良く知られている。また、特開平８−３０２８３４
号公報（以下先行技術１）や特開平８−３３８０７０号
公報（以下先行技術２）や特開平１０−１３１２９５号
公報（以下先行技術３）のように改良された補強金具が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
筋交いプレート、山形プレート、かどプレートは引張材
の金物で、曲げ力がかかる取り付けを前提としていない
ことに加えて、基本的に新築建築物への適用を対象とし
た金具であり、既存の建築物に取り付け補強をする場
合、制約が多く、また、コストがかかり過ぎてしまう欠
点もあった。特に、釘やネジの本数を減じて接合するに
は、部材の曲げ剛性が必要となるが、これが考慮されて
いないため、等厚の平面状の金物を金属板から切り抜い
た形状となっており、曲げ強度を板厚からのみ持たせて
いるので、軽量化と剛性の要求を満足させるに至ってい
ない。また、前述のホールダウン金物は主に柱と土台と
の締結に使用する金物であり、さらに、先行技術１〜３
は、曲げ剛性を考慮した金具ではあるが、これらは入り
隅部に用いる金具であり、ほぼ同一平面上で骨組み木材
同士を接合する金具としては用いることができない。

【０００４】以上のように、特に既存の木造建築物にお
いては、筋交いが不足であったり、接合ボルトが経年変
化により弛緩したり、更には、従来の補強金物の設置数
が不足していたりして、建物の強度が不足している箇所
を補強する必要があっても、外壁を壊したり、足場を組
むなどコスト高となって、補強工事は費用的に困難とな
る問題点があった。また、曲げ力対策が十分でなく、コ
ーチスクリューなどの１本当たりの強度の大きい締結具
を用いて、締結具の打設本数を少なくして、施工能率を
上げることができない問題点があった。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたもので、ほぼ同一平面上で骨組み木材同士を接
合するための補強金物において、柱や梁に当接する取り
付け面の断面に凹凸を設けて、軽量でありながら曲げに
対する剛性向上を図り、強度と取り付け性を両方満足さ
せた施工性の高い金具を提供し、特に既存の軸組木造建
築物において、仕口部分の弛緩などに対し、建物の外壁
を壊さずに、建物の内部から、仕口部分の補強を図るこ
とができる建築物の補強金物を提供することを課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明（請求項１）の補強金物は、ほぼ同一平面
（面に多少のズレがある場合を含む）上で骨組み木材同
士を接合するための補強金物であって、骨組み木材への
取付穴が形成されたウェブ部の両側縁に外フランジが一
体成形で形成され、この外フランジの高さｈ１が板厚ｔ
に対し、ｈ１≧ｔで、かつｈ１≦１３＊ｔの関係を満た
すと共に、取付穴の中心に最も近い外フランジとの距離
Ｌ１が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ１≧１．５＊ｄの関係
を満たすように形成されている構成とした。

【０００７】本発明の補強金物において、取付穴の周囲
に内フランジが形成され、この内フランジの先端面が外
フランジの先端面と均一面に形成されている態様（請求
項２）がある。又、ウェブ部に外フランジの張出し方向
に突出してリブ部が形成され、取付穴の中心に最も近い
リブ部までの距離Ｌ２が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ２≧
１．５＊ｄの関係を満たすように形成されている態様
（請求項３）がある。又、ウェブ部に外フランジの張出
し方向に突出してリブ部が形成され、取付穴の近傍にお
けるリブ部の高さが外フランジの高さｈ１と同じに形成
されている態様（請求項４）がある。又、取付穴がリブ
部の内面に形成され、この取付穴の周囲に内フランジが
形成され、この内フランジの先端面がウェブ部の外面と
均一面に形成されている態様（請求項５）がある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施の第１形態にかかる補強金
物の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。この補
強金物１は、ほぼ同一平面上で骨組み木材Ｗ同士、例え
ば、土台と大引きを接合するためのものであって、鋼や
ステンレス等の金属板によりＬ字状に一体成形されてい
る。この補強金物１は、骨組み木材Ｗへの取付穴２０が
形成されたＬ字状のウェブ部２の外面が骨組み木材Ｗに
当接するように取り付けられるもので、このウェブ部２
の両側縁及び両端縁を含めた全周に外フランジ３が一体
成形で形成され、この外フランジ３の高さｈ１が板厚ｔ
に対し、ｈ１≧ｔで、かつｈ１≦１３＊ｔの関係を満た
すと共に、取付穴２０の中心に最も近い外フランジとの
距離Ｌ１が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ１≧１．５＊ｄの
関係を満たすように形成されている。前記取付穴２０の
直径ｄは、取り付け金具としてのボルト９やスクリュー
等が貫通するサイズに形成され、その周囲に内フランジ
４が形成されている。又、ウェブ部２には、取付穴２０
を避ける位置に外フランジ３の張出し方向に突出してリ
ブ部５が形成され、そして、ボルト頭部９０との干渉を
防止すると共に、締結工具の使用に支障が生じないよう
に、取付穴２０の中心に最も近いリブ部５までの距離Ｌ
２が取付穴２０の直径ｄに対し、Ｌ２≧１．５＊ｄの関
係を満たすように形成されている。

【０００９】軽量化を図りながら、曲げ剛性を上げる一
般的な方法は、ウェブに対しフランジやリブ部を形成す
ることで断面を凹凸状にすることであるが、図３に示す
ように、フランジの圧縮に対する挫屈強度は、フランジ
高さｈを仮想の板厚とした一枚板のウェブが曲げ挫屈す
る仮定での挫屈強度（点線：等価厚み計算法）と、フラ
ンジに一様圧縮力がかかると仮定した挫屈強度（実線：
フランジ幅計算法）のどちらか弱い方で定まると考えら
れるので、図３より、その最大点はフランジ高さｈと板
厚ｔの比が約４〜５の所にあり、挫屈強度からみると、
フランジ高さｈを板厚ｔの４〜５倍とすることが望まし
い。

【００１０】また、フランジ高さｈの最大値は、鋼構造
の挫屈について、日本道路協会の道路橋示方書による
と、圧縮応力による梁フランジの挫屈防止の指針とし
て、Ｉ型でのフランジ張り出し量ｈと板厚ｔの関係を１
３倍以下とすることが示されており、ｈ／ｔ≦１３とし
て外フランジの高さｈ１の限界を定める。

【００１１】また、薄い板厚ｔで取り付け金具としての
ボルト９やスクリュー等が貫通する取付穴２０の強度向
上を図って、取付穴２０の周りに内フランジ４を設ける
が、この内フランジ４の高さｈ２は穴径内の質量（体
積）で張り出し可能量が定まるので、あまり大きくとれ
ず、外フランジ３の高さｈ１より低くせざるを得ないこ
とが多い。この場合、図２のように内フランジ４の先端
側からボルト９を取り付けてウェブ２の外面が骨組み木
材Ｗにぴったり当接する形になるまでは、ボルト頭部９
０が内フランジ４に接するまで締め付けることが肝要で
あり、締結工具が外フランジ３の中に入る寸法関係にす
る必要がある。このため、規格品の六角ボルト頭部を基
準として、取付穴２０の中心と最も近い外フランジ３と
の距離Ｌ１が取付穴２０の直径ｄに対し、Ｌ１≧１．５
＊ｄの関係にあるように形成した。この実施の第１形態
では、板厚を２．３ｍｍとし、外フランジ３は７ｍｍ高
さでウェブ２の周囲を囲み、取付穴２０の周囲の内フラ
ンジ４の高さは４．５ｍｍである。取付穴２０の直径は
１１ｍｍであり、外フランジ３の内側までの距離Ｌ１及
びリブ部５までの距離Ｌ２は２０ｍｍとしている。

【００１２】なお、補強金物１の端部を半円Ｒにする
と、最も大きなＲがとれ、安定した絞り成形ができ、ま
た、この部分の外フランジ３ａの高さも、他部分の外フ
ランジ３の高さｈ１と同じにすることが好ましい。さら
に、一体成形プレスによる冷間加工で補強金物１の製作
を行うと、降伏点も向上し、挫屈強度上好ましい。

【００１３】次に、図４は実施の第２形態にかかる補強
金物の要部を示す断面図である。この補強金物１は、外
フランジ３の先端面が骨組み木材Ｗに当接するように取
り付けられるもので、リブ部５が外フランジ３の高さｈ
１と同じ高さで形成され、又、内フランジ４の先端面が
外フランジ３の先端面と均一面に形成されている。同じ
補強金物１を裏返して勝手違いに取り付ける場合（Ｌ型
の補強金具では、これを可能にすることで金物種類を減
じることができ、コストや在庫管理面で非常にメリット
が大きい）、ウェブ部２の外面側からボルト９を取り付
ける必要があり、この状態ではウェブ部２は木材Ｗから
浮いた形での取り付けとなり、木材Ｗに当接する外フラ
ンジ３のみでは、ボルト締め付け力が狭い面積（板厚に
締め付け影響長さを掛けた面積）にかかり、木材Ｗへの
くい込みが生じて好ましくない。また、締め付け部が浮
いた形になると、しっかりした固定という意味でも好ま
しくない。このため、外フランジ３を全体的に一様な高
さとして当たり面積を増すと共に、ウェブ部２の強度向
上も兼ねて、ウェブ部２にリブ部５を設け、さらに、上
記の問題を解決するために、リブ部５の高さを外フラン
ジ３の高さｈ１と同じにすると共に、内フランジ４の先
端面を外フランジ３の先端面と均一面にする。これによ
り、どちらの面からもボルト９の締め付けが支障なく行
え、補強金物１の両面の使用、つまり、勝手違いの使用
が可能となる。

【００１４】次に、図５は実施の第３形態にかかる補強
金物の斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。この
補強金物１は、ウェブ部２の外面が骨組み木材Ｗに当接
するように取り付けられるもので、ウェブ部２にリブ部
５が連続して形成されると共に、このリブ部５に取付穴
２０が形成され、この取付穴２０の周囲に形成された内
フランジ４の先端面がウェブ部２の外面と均一面に形成
されたものとなっている。

【００１５】以上、本発明の実施の形態を図面により説
明したが、具体的な構成はこれに限定されることはな
い。例えば、補強金物の骨組み木材への取り付けは、ボ
ルトに限るものでなく、コーチスクリュウやスクリュウ
釘やを用いてもよいし、また、水平構面でも垂直構面で
も本発明の補強金具は適用して効果を発揮できる。ま
た、Ｌ型形状だけでなく、「く」状の金物など左右非対
称の形状の金物、および、対称形状のＩ型金物などへの
適用も、本発明の補強金物は有効であることはいうまで
もない。

【００１６】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明の補
強金物は上記のような構成であるから、引っ張りだけで
なく、曲げや圧縮力に対応する補強金物として提供でき
る。本発明の補強金物は、地震力や風力による水平力が
建築物に加わった時に軸組の経年変化によって緩んだ仕
口部への補強として取り付けることができ、また、基礎
と土台や柱脚部の接合に用いるなど、引っ張り力の弱い
部分に設けることにより、在来の工法で建造された木造
建築物の仕口部を固め、接合部に曲げ抵抗力を持たせ、
既存建築物を補強し、堅固な建築物に転換して建築物の
倒壊を防ぎ、しかも、既築の建築物の補強剤としての適
用が容易で、その補強工事において、足場を築いたり、
外壁を外したりすることなく、建物の内側から施工する
ことができるので、工事費用が安く、更には、部分的な
補強も可能である等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の第１形態にかかる補強金物の斜視図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】フランジ張出し高さと強度比の関係を示すグラ
フ図である。

【図４】実施の第２形態にかかる補強金物の要部を示す
断面図である。

【図５】実施の第３形態にかかる補強金物の斜視図であ
る。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 補強金物 ２ ウェブ部 ２０ 取付穴 ３ 外フランジ ４ 内フランジ ５ リブ部 ｈ１ 外フランジの高さ ｈ２ 内フランジの高さ Ｌ１ 外フランジまでの距離 Ｌ２ リブ部までの距離 ｔ 板厚 ｄ 取付穴の直径

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ同一平面上で骨組み木材同士を接合
   するための補強金物であって、 骨組み木材への取付穴が形成されたウェブ部の両側縁に
   外フランジが一体成形で形成され、 この外フランジの高さｈ１が板厚ｔに対し、ｈ１≧ｔ
   で、かつｈ１≦１３＊ｔの関係を満たすと共に、取付穴
   の中心に最も近い外フランジとの距離Ｌ１が取付穴の直
   径ｄに対し、Ｌ１≧１．５＊ｄの関係を満たすように形
   成されていることを特徴とする建築物の補強金物。
2. 【請求項２】 取付穴の周囲に内フランジが形成され、
   この内フランジの先端面が外フランジの先端面と均一面
   に形成されている請求項１記載の建築物の補強金物。
3. 【請求項３】 ウェブ部に外フランジの張出し方向に突
   出してリブ部が形成され、取付穴の中心に最も近いリブ
   部までの距離Ｌ２が取付穴の直径ｄに対し、Ｌ２≧１．
   ５＊ｄの関係を満たすように形成されている請求項１又
   は２記載の建築物の補強金物。
4. 【請求項４】 ウェブ部に外フランジの張出し方向に突
   出してリブ部が形成され、取付穴の近傍におけるリブ部
   の高さが外フランジの高さｈ１と同じに形成されている
   請求項１又は２又は３記載の補強金物。
5. 【請求項５】 取付穴がリブ部の内面に形成され、この
   取付穴の周囲に内フランジが形成され、この内フランジ
   の先端面がウェブ部の外面と均一面に形成されている請
   求項３又は４記載の建築物の補強金物。