JP2005030145A - 木造建築物における筋交い構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 木造建築物における構造の補強材として用いられる筋交いの圧縮力に対する耐久力を向上させ、座屈損壊などを防ぐ。
【解決手段】 柱４，４と横架材２，３とで構成される矩形状の枠体６の接合部に筋交い７が固定される木造建築物における筋交い構造１であって、横架材２，３と略平行となって筋交い７に当接させて交差させるとともに、柱４，４の高さ方向中途部分に位置して柱４，４に掛け渡され、柱４，４に両端が固定される筋交い支持体１１を備えた。筋交い支持体１１は、両端にオネジ部１２ａを備えた両ネジボルト１２よりなり、両端が柱４，４を貫通し、メネジ部材１４が螺着されて固定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、木造建築物における筋交い構造に関するものである。

木造建築物は、木材によって、柱、梁、桁などが構成され、また、耐久性を備えさせるために筋交いや方づえなどの斜材を補強材として構成する。この補強材として用いられる筋交いは、下記特許文献１にあるように土台や梁となる上下の横架材とこれら横架材で挟まれた鉛直材である柱と柱とで構成される矩形状の枠体における、各接合部分に両端が位置するように対角線状に斜めに固定される。筋交いの両端と枠体とは、接合金具などが用いられ、容易に互いが離脱しないよう構成され、そして、矩形状の枠体の剛性を高めるようになっている。
特開平１０−２９９０８４号公報

上記のような筋交いの構成は、地震などの外力による圧縮力に抵抗するために用いられるが、この圧縮力が大きい場合に、両端のみが固定されていることから、座屈が起こり、筋交いの略中間部分が折れ、壁面の外方向に膨らみ、壁面を突き抜け、突出するおそれがある。このような座屈による折れの発生を抑制するために、柱と柱との間に、これら柱と平行に間柱を設け、この間柱と筋交いとを固定して支持する構造などもあったが、間柱自体は負荷に対して耐力を備えないことから筋交いの座屈が起きる以前に、間柱が折れや割れなどを起こして十分な剛性効果を発揮できない欠点もあった。

そこで本発明は、上記問題点を解消するために、木造建築物における構造の補強材として用いられる筋交いの圧縮力に対する耐久力を向上させ、座屈などの不具合を抑えることの可能な木造建築物における筋交い構造を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載の木造建築物における筋交い構造は、鉛直材４，４と横架材２，３とで構成される矩形状の枠体６の接合部に筋交い７が固定される木造建築物における筋交い構造１，２１であって、
前記横架材２，３と略平行となって前記筋交い７に当接させて交差させるとともに、前記鉛直材４，４の高さ方向中途部分に位置して前記鉛直材４，４に掛け渡され、該鉛直材４，４に両端が固定される筋交い支持体１１，２２を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の木造建築物における筋交い構造は、請求項１記載の木造建築物における筋交い構造において、前記筋交い支持体１１は、両端にオネジ部１２ａを備え、該両端が前記鉛直材４，４を貫通し、メネジ部材１４が螺着されて固定されることを特徴とする。

請求項３記載の木造建築物における筋交い構造は、請求項１記載の木造建築物における筋交い構造において、前記筋交い支持体２２は、略帯状に形成される長尺な短冊板状部材２３よりなり、両端が前記鉛直材４，４に固定されていることを特徴とする。

このような構成の木造建築物における筋交い構造は、柱となる鉛直材４，４と、土台や梁となる横架材２，３とで構成される矩形状の枠体６の接合部に対角線状に配置固定される筋交い７が設けられ、横架材２，３と略平行となって筋交い７に当接状態で交差させ鉛直材４，４に掛け渡して両端を固定させる筋交い支持体１１，２２を備えたことにより、地震などの外力が加わり、圧縮力などを受けた際に、筋交い７に受ける圧縮力にて起こる変形を、筋交い支持体１１，２２にて抑制し、損壊などを防ぐこととなる。

なお、上記のような構成において、前記筋交い支持体１１，２２に、前記筋交い７との当接部分において、該筋交い７と連結固定される固定手段１５を備える構成などとしても良い。

また、前記横架材２，３間に前記鉛直材４，４と平行に配設される間柱８と、前記筋交い７とに、前記筋交い支持体１１，２２を挟持状態に配設する構成としても良い。

さらに、前記筋交い７の端部における一方の側面７ａと前記枠体６とが接合金具１０，２５を介して連結されるとともに、前記筋交い支持体１１，２２が前記筋交い７の他方の側面７ｂに当接する構成としても良い。

本発明による木造建築物における筋交い構造では、地震などの外力が加わり、筋交いに圧縮方向の力が加わると、この筋交いは、中途部分が撓み、屈曲を起こそうとするが、筋交い支持体がその撓みを抑制し、筋交いを支持することとなる。これにより、補強材である筋交いが湾曲変形を起こすものの座屈損壊などを起こさず、耐久力の向上した木造建築物を得ることが可能となる。

また、筋交い支持体を、両端にネジ部を備え、これらネジ部を各鉛直材に貫通させてメネジ部材で螺着固定し、両鉛直材に掛け渡す構成とした場合では、各鉛直材にネジ部を貫通する孔を穿設し、螺着固定を行うという簡易な施工で、上記した耐力向上の効果を得ることができ、新たに建築される建物だけでなく、既存の建築物に対しても容易に構成でき、耐震構造の建築物を得ることが可能となる。

さらに、筋交い支持体を、略帯状の短冊板状部材とし、両端を鉛直材に固定する構成とした場合では、鉛直材の外面に対して筋交い支持体の両端を固定するのみで、上記した筋交いの座屈損壊を防ぐことが可能となり、簡易な構成で強度を得ることが可能となる。この板状部材による筋交い構造の場合も、既存の建築物に対して容易に施工でき、リフォーム施工などに適用しやすく、地震などに対する耐力を備えさせることが可能となる。

以下、本発明の木造建築物における筋交い構造を各実施の形態ごとに説明する。
第１の実施の形態
図１は本発明による木造建築物における筋交い構造の第１の実施の形態を示す概略斜視図、図２は同筋交い構造の正面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図、図４は同筋交い構造の一部拡大側断面図、図５は同筋交い構造の一部拡大斜視図である。

図１に示すように、梁や土台となる上下に位置し対となる横架材２，３間には、鉛直材としての柱４，４が連結され、矩形状の枠体６が構成される。この枠体６には、各横架材２，３と各柱４，４との接合部である継目にあたる隅角部に合致するように端部における角が切り落とされた長尺材が、枠体に対して対角線状に斜めに固定され、筋交い７とされる。この筋交い７は、本実施の形態では、柱４の厚さの略１／２の寸法とされた所謂柱二つ割り筋交いとされ、平使いとされる。

対となる柱４，４には、長手方向に直交し、それぞれを真直に貫通する挿通孔５が穿設される。各挿通孔５の位置は、柱４，４における高さ方向の略１／２の位置とされ、かつ柱４，４の略中心を貫通しており、すなわち、両挿通孔５，５を結ぶ仮想線が横架材２，３と平行とされる。そして、この挿通孔５，５は、後述する筋交い支持体１１が取り付けられる。

また、本実施の形態では、各柱４，４の中間位置に、これら柱４，４と平行に鉛直とされる間柱８が設けられる。間柱８には、中途位置に矩形状の切欠部９が形成され、筋交い７の中途部分が嵌合し、交差するようになっている。

筋交い７の両端部における一方の側面７ａと、柱４，４及び横架材２，３の側面とは、略面一とされ、これら両側面に掛け渡されて、図２に示すように、接合金具としての筋交いプレート１０が固定される。

筋交い支持体１１は、本実施の形態では、両ネジボルト１２と、角座金１３と、メネジ部材としてのナット１４より構成される。両ネジボルト１２は、両端にオネジ部１２ａを備えた長尺な軸状部材で、上記した両柱４，４の間隔幅長よりも長尺に形成される。そして、この両ネジボルト１２は、各柱４，４のそれぞれの挿通孔５，５に両端が貫通された状態、すなわち掛け渡されるように、略水平に取り付けられる。柱４を貫通する端部であるオネジ部１２ａには、柱４の外側面から角座金１３が挿着された後、ナット１４が螺着され、これにより柱４に対して固定される。固定された両ネジボルト１２は、その中途部分が筋交い７の他方の側面７ｂに当接する。本実施の形態では、図３に示すように、筋交い７と間柱８に挟持されるように位置する。なお、図４に示すように、間柱８には、上記した切欠部９の略中央に、両ネジボルト１２が配置可能な逃げ溝９ａが形成されている。

また、この筋交い支持体１１を構成する両ネジボルト１２は、固定手段としての固定ブラケット１５によって、筋交いに固定される。固定ブラケットは、図５に示すように、両端に取付耳１６，１６を備え中途に湾曲部１７を備えた略Ω字形状の部材で、湾曲部１７に両ネジボルト１２の中途部分を嵌め、両取付耳１６，１６をネジや釘等を用いて筋交い７に固定する。

なお、筋交い７と間柱８とは、釘打ちされることとしても良い。

このように構成された筋交い構造によれば、地震などの外力が加わり、筋交い７に圧縮方向の力が加わると、この筋交い７は、両端が固定されていることから、中途部分が撓むこととなる。本実施の形態では、筋交いプレート１０にて固定される一方の側面７ａと反対の他方の側面７ｂの方向に中途部分が撓む。そして、この中途部分が屈曲を起こそうとするが、筋交い支持体１１である両ネジボルト１２がその撓みを抑制し、筋交い７を支持することとなる。
これにより、補強材である筋交い７が湾曲変形を起こすものの座屈損壊などを起こさず、すなわち耐久力の向上した木造建築物を得ることが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、固定手段である固定ブラケット１５を用いて、両ネジボルト１２を筋交い７に固定した例について述べたが、固定ブラケット１５を使用せずに、構成することとしてもよく、このような構成であっても、上記同様に、座屈損壊などを起こすことなく、木造建築物として十分な耐力を備えたものを得ることが可能である。

第２の実施の形態
図６は本発明による木造建築物における筋交い構造の第２の実施の形態を示す概略斜視図、図７は同筋交い構造の平断面図、図８は同側断面図である。
なお、以下に説明する第２の実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同等の部分については、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施の形態の筋交い構造２１では、筋交い支持体２２として、略帯状に形成される長尺な短冊板状部材よりなる帯板２３で構成される。この帯板２３は、例えば、薄いベルト状の金属素材で構成され少なくとも両端近傍に貫通孔２４を備えてなる。

そして、この帯板２３は、両端が鉛直材である柱４，４に固定される。図６，７に示すように、帯板２３は、各柱４，４の壁面側となる面４ａ，４ａに固定される。固定手段としては、ネジや釘などよりなる。
なお、中途部分を、筋交い７に対して固定手段としての釘やネジなどにて固定することとしてもよい。

また、この実施の形態では、筋交い７は、その両端を、箱型筋交いプレート２５にて固定される。この箱型筋交いプレート２５は、互いに直交する板面部分が３面で構成される部材とされ、各板面が横架材２，３、柱４、筋交い７のそれぞれによる隅角部分の各面にネジなどを用いて固定される。

このように構成された筋交い構造２１によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、地震などの外力が加わり、筋交い７に圧縮方向の力が加わると、この筋交い７は、両端が固定されていることから、中途部分が撓むこととなる。本実施の形態では、箱型筋交いプレート２５にて固定される一方の側面７ａとは反対の他方の側面７ｂの方向に、中途部分が撓む。そして、この中途部分が屈曲を起こそうとするが、筋交い支持体２２である帯板２３がその撓みを抑制し、筋交い７を支持することとなる。
これにより、補強材である筋交い７が湾曲変形を起こすものの座屈損壊などを起こさず、耐久力の向上した木造建築物を得ることが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、筋交い支持体２２としての帯板２３を、金属素材として述べたが、合成樹脂素材などで構成してもよい。この場合、引張力に耐え、伸長しない素材が好ましく、平板状としてもよく、或いは織布状に構成される素材としても良い。

また、上述した実施の形態では、各柱（鉛直材）４，４の一方の壁面側となる面４ａに、帯板２３の両端を固定する構成としたが、これら両端を他方の面側４ｂ，４ｂに延長させて固定し、すなわち各柱４，４と筋交い７との同一面に帯板２３を位置させるのではなく、平面視で略Ｓ字状に位置させ掛け回すような構成としてもよい。そしてさらに、帯板２３の端部を延長形成させて８の字状に、各柱４，４及び筋交い７を掛け回して構成させてもよい。このような構成とすることで、筋交い７の撓み方向がいずれの方向になったとしても、この筋交い７の支持を行うことが可能となる。

また、上述した各実施の形態では、特に述べていないが、新たに建築される新築の木造建築物に対して上記した筋交い構造１，２１を採用することが可能であるとともに、リフォームなどの際にも、容易に構築可能であり、既存の木造建築物に対して、筋交い支持体１１，２２を追加付設することで、耐震構造を容易に得ることが可能である。

次に、本発明の木造建築物における筋交い構造の実施例について説明する。
図９に示すように、上述した第１の実施の形態で述べた構成、すなわち筋交い支持体１１を両ネジボルト１２で構成した枠体６にて、筋交い７の変位を計測する。

この例において、横架材２，３は、上部の横架材２を幅１０５ｍｍ高さ１８０ｍｍとし、下部の横架材３及び柱４，４を１０５ｍｍ角材とし、各横架材２，３，柱４，４の長さ寸法として、中心間の長さで、各柱４，４間の長さＷを９１０ｍｍ、上下横架材２，３間の長さＨを２７３０ｍｍとし、各柱４，４の外方Ｂ＝２００ｍｍの位置で基礎（図示せず）に固定して、各横架材２，３及び柱４，４をホールダウン金物３０で連結し、また、間柱８及び筋交い７をそれぞれ連結する。両ネジボルト１２は、長さＬ＝１１００ｍｍ、Ｍ１２のものを用い、各柱４，４の高さ方向中間部分、上下横架材からｈ＝１２９３．５ｍｍの位置に穿設した挿通孔５に両端を通し、角座金１３及びナット１４にて固定する。

そして、図９に示す矢線Ｆの方向に荷重を掛ける座屈試験を行った。

図１０の荷重−変位図の実線Ｔで示すように、荷重を掛けると筋交い７は壁の外方向に湾曲変形を起こすが、両ネジボルト１２により支持され、図中破線及び一点鎖線で示す筋交い支持体１１のない従来の構造２例に比べ、急激な低下、すなわち損壊が起きない。

これにより、横架材２，３及び柱４，４で構成される構造体は、筋交い７による圧縮損壊の防止効果が得られるとともに、筋交い７自体の損壊が筋交い支持体１１により抑制される。

本発明による木造建築物における筋交い構造の第１の実施の形態を示す概略斜視図である。 同筋交い構造の正面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 同筋交い構造の一部拡大側断面図である。 同筋交い構造の一部拡大斜視図である。 本発明による木造建築物における筋交い構造の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。 同筋交い構造の平断面図である。 同側断面図である。 上記筋交い構造の試験体の正面図を（ａ）側面図を（ｂ）に示した説明図である。 同実施例における荷重−変位図である。

符号の説明

１，２１…筋交い構造
２，３…横架材
４…鉛直材（柱）
６…枠体
７…筋交い
１１，２２…筋交い支持体
１２ａ…オネジ部
１４…メネジ部材（ナット）
２３…短冊板状部材（帯板）

Claims (3)

1. 鉛直材と横架材とで構成される矩形状の枠体の接合部に筋交いが固定される木造建築物における筋交い構造であって、
   前記横架材と略平行となって前記筋交いに当接させて交差させるとともに、前記鉛直材の高さ方向中途部分に位置して前記鉛直材に掛け渡され、該鉛直材に両端が固定される筋交い支持体を備えたことを特徴とする木造建築物における筋交い構造。
2. 前記筋交い支持体は、両端にオネジ部を備え、該両端が前記鉛直材を貫通し、メネジ部材が螺着されて固定されることを特徴とする請求項１記載の木造建築物における筋交い構造。
3. 前記筋交い支持体は、略帯状に形成される長尺な短冊板状部材よりなり、両端が前記鉛直材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の木造建築物における筋交い構造。

Images