JP2013096178A - 既存軸組を補強する補強壁の構築方法、及び既存軸組を補強する補強壁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】既存軸組5を補強する補強壁10の構築方法であって、補強用板壁11を形成する補強用板壁形成工程と、既存丸柱1の周面に対応した曲面形状の曲面部を外周面に有する周囲枠部材31を形成する周囲枠部材形成工程と、補強用板壁11の端面に周囲枠部材31を固定することにより補強壁10を形成する補強壁形成工程と、補強壁10を既存軸組5の内方に嵌め込む補強壁嵌め込み工程と、補強壁10が既存軸組5の内方に嵌め込まれた状態において、周囲枠部材31及び既存軸組5の両者に跨って複数の貫入部材41を貫入することを、周囲枠部材31の周方向の全周に亘って行う補強壁固定工程と、を有する。
【選択図】図4
Description
そこで、かかる板壁311の耐力につき本願出願人が鋭意検討したところ、上述のように板材315の長手方向を水平方向に揃えつつ上下方向を整列方向として複数枚の板材315,315…が整列配置されている場合には、図5のような上下方向に長い縦長形状のダボ321よりも、水平方向に長い横長形状のダボ21(例えば図2Aを参照)を用いる方が板壁311の水平方向の耐力を格段に向上できることを知見した。そして、かかる横長のダボ21を用いて板材15,15…を連結した板壁11については、既に特許出願済みである。
一対の既存丸柱と、該一対の既存丸柱に架け渡される上下一対の既存横架材とを有する既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記補強壁の本体をなす補強用板壁を形成する補強用板壁形成工程と、
前記補強用板壁の端面をその全周に亘って覆うように、前記端面に固定される周囲枠部材であって、前記既存丸柱の周面に対応した曲面形状の曲面部を外周面に有する前記周囲枠部材を形成する周囲枠部材形成工程と、
前記補強用板壁の前記端面に前記周囲枠部材を固定することにより前記補強壁を形成する補強壁形成工程と、
前記補強壁の壁厚方向に係る前記補強用板壁の中心位置を、前記既存丸柱の断面中心よりも前記壁厚方向の一方側に位置させつつ、前記曲面部を、前記既存丸柱の前記周面のうちで前記既存丸柱の前記断面中心よりも前記壁厚方向の前記一方側の部分に当接させることにより、前記補強壁を前記既存軸組の内方に嵌め込む補強壁嵌め込み工程と、
前記補強壁が前記既存軸組の内方に嵌め込まれた状態において、前記周囲枠部材及び前記既存軸組の両者に跨って複数の貫入部材を貫入することを、前記周囲枠部材の周方向の全周に亘って行う補強壁固定工程と、を有することを特徴とする。
また、上述したように、既存丸柱の周面のうちで周囲枠部材の曲面部が当接する部分は、壁厚方向の一方側に位置しているので、壁厚方向の一方側から補強用板壁を既存軸組に対して壁厚方向に相対移動すれば、当該補強用板壁を既存軸組に引っ掛けること無く容易且つ円滑に同既存軸組の内方に嵌め込むことができる。そして、嵌め込んだ後に貫入部材によって補強壁を既存軸組に固定するので、既存軸組を解体しなくて済み、工期やコストの問題を解消することができる。
前記補強壁形成工程においては、前記端面と前記周囲枠部材との間の少なくとも前記周方向の相対移動が規制されるように、嵌合構造を介して前記端面に前記周囲枠部材を固定することを特徴とする。
前記補強用板壁は、複数の板材を有し、
前記複数の板材は、前記板材の長手方向を鉛直方向及び水平方向のどちらか一方に揃えながら、互いに隣り合う前記板材同士が小端において当接されることにより、前記長手方向と直交する方向を整列方向として整列配置され、
前記小端には、前記整列方向に隣り合う前記板材同士の前記長手方向の相対移動を規制する複数のダボが設けられ、
各小端につき少なくとも一つのダボの前記長手方向の長さは、前記整列方向の長さ以上であることを特徴とする。
前記ダボ及び前記板材は木材であり、
前記ダボに係る木材の繊維方向は、前記長手方向に沿っており、
前記板材に係る木材の繊維方向は、前記長手方向に沿っていることを特徴とする。
また、ダボと板材との両者とも、繊維方向に圧縮されることで力が伝達されるために初期剛性も高くなる。
前記補強用板壁は、複数の板材を有し、
前記複数の板材は、前記板材の長手方向を鉛直方向及び水平方向のどちらか一方に揃えながら、互いに隣り合う前記板材同士が小端において当接されることにより、前記長手方向と直交する方向を整列方向として整列配置され、
互いに当接する前記小端同士のうちの一方の小端には、凸部が前記小端と一体に形成されているとともに、もう一方の小端には、前記凸部が嵌合する凹部が前記小端と一体に形成されており、
前記凸部と前記凹部との嵌合によって、前記整列方向に隣り合う前記板材同士の前記長手方向の相対移動が規制されることを特徴とする。
一対の既存丸柱と、該一対の既存丸柱に架け渡される上下一対の既存横架材とを有する既存軸組を補強すべく、該既存軸組の構築後に該既存軸組の内方に設けられる補強壁であって、
前記補強壁の本体をなす補強用板壁と、
前記補強用板壁の端面をその全周に亘って覆うように、前記端面に固定された周囲枠部材であって、前記既存丸柱の周面に対応した曲面形状の曲面部を外周面に有する前記周囲枠部材と、
前記補強用板壁に固定された前記周囲枠部材を前記既存軸組の内方に嵌め込んだ状態で、前記周囲枠部材及び前記既存軸組の両者に跨って貫入された複数の貫入部材と、を有し、
前記貫入部材は、前記周囲枠部材の周方向の全周に亘って設けられ、
前記周囲枠部材及び前記補強用板壁が前記既存軸組の内方に嵌め込まれた状態においては、前記補強壁の壁厚方向に係る前記補強用板壁の中心位置が、前記既存丸柱の断面中心よりも前記壁厚方向の一方側に位置しているとともに、前記周囲枠部材の前記曲面部は、前記既存丸柱の前記周面のうちで前記既存丸柱の前記断面中心よりも前記壁厚方向の前記一方側の部分に当接していることを特徴とする。
図1A乃至図3Cは、既存軸組5を補強すべく設けられた第1実施形態の補強壁10の説明図である。図1A乃至図1Cには補強壁10を構築する前の既存軸組5を示し、図2A乃至図2Cには補強壁10を構築後の既存軸組5を示している。また、図3A乃至図3Cには、既存軸組5に取り付ける前の補強壁10を示している。なお、図1A及び図3A中の左半部には正面図を示し、同右半部には中心縦断面図を示しており、図2Aには正面図を示している。また、図1B及び図1Cは、それぞれ図1A中のB−B断面図及び同C−C断面図であり、図2B及び図2Cは、それぞれ図2A中のB−B断面図及び同C−C断面図であり、図3B及び図3Cは、それぞれ図3A中のB−B断面図及び同C−C断面図である。
なお、以下では、互いに直交する三方向を、壁高方向、壁幅方向、及び壁厚方向とする。ここで、壁高方向は、鉛直方向たる上下方向を向いており、また壁幅方向及び壁厚方向は、それぞれ水平方向を向いている。なお、壁幅方向のことを左右方向とも言い、壁厚方向のことを前後方向とも言う。ここで、「前方側」が、請求項に記載の「一方側」に相当する。
また、図1A乃至図3C中では、図の錯綜を防ぐ目的で、本来ハッチングで示すべき断面部もハッチング無しで示し、更に、以下で説明に供するほぼ全図に亘り、周囲枠部材31についてはグレーで着色して示している。
先ず、図1Bに示すように既存軸組5の上下一対の横架材3,3の小口断面形状は前述の通り矩形であるので、当該既存軸組5の内周面5rの一部をなす上側の横架材3の下面3d及び下側の横架材3の上面3uは、どちらも壁幅方向及び壁厚方向に平行な平坦面である。このため、上側の横架材3の下面3dに当接すべき周囲枠部材31の上側の横枠部分31bの上面31buは、図3A及び図3Bに示すように壁幅方向及び壁厚方向に平行な平坦面に形成されており、また下側の横架材3の上面3uに当接すべき周囲枠部材31の下側の横枠部分31bの下面31bdも壁幅方向及び壁厚方向に平行な平坦面に形成されている。
先ず、施工現場や工場等において、図3Aの板材15,15…及びダボ21,21…を作製し、そして、ダボ21によって板材15,15同士を順次連結していき、一枚の補強用板壁11に組み立てる(補強用板壁形成工程)。
ここで、第1実施形態の補強用板壁11の板材15,15同士を連結するダボ21について説明する。図7A及び図7Bは、ダボ21の説明図である。図7Aには、補強用板壁11の中央部の拡大正面図を示しており、また、図7Bには、図7A中のB−B断面図を示している。
ダボ321が図8Aの比較例のような縦長形状の場合、つまり、ダボ321の長手方向が、板材315の長手方向と直交する方向たる上下方向を向いている場合には、ダボ315の左右方向の長さが短くなっている。よって、左右方向の剪断力を負担する面積が小さくなってダボ321の剪断剛性が小さくなる。これにより、ダボ321は剪断変形が大きくなってダボ321の回転変形が生じ易くなり、その結果、補強用板壁311の水平耐力が小さくなる。
図9A及び図9Bは、実験に用いた試験片11s1,11s2及び試験装置の概略図である。図9Aには、実施例たる横長のダボ21の場合を、また図9Bには比較例たる縦長のダボ321の場合を示している。
先ず、各試験片11s1,11s2の耐力であるが、これは、グラフの最初の荷重ピーク値で評価した。そして、図10Aの実施例の場合は、3つのグラフのピーク値の平均値が58.4kNであり、また、図10Bの比較例の場合は、2つのグラフのピーク値の平均値が35.3kNであった。このことから、実施例の試験片11s1は、ダボ数が比較例の二分の一であるにも拘わらず、比較例の試験片11s2よりも高い耐力を示すことがわかった。
図11A及び図11Bは、既存軸組5を補強すべく設けられた第2実施形態の補強壁110の説明図である。図11Aには正面図を示し、図11Bには、図11A中のB−B断面図を示している。
板材115,115同士を一体に連結する嵌合凸部117及び嵌合凹部118は、それぞれ、板材115の小端115kに、板材115の一部として一体不可分に形成されている。すなわち、嵌合凸部117は、その周囲の部位が切除されることにより板材115の小端115kに凸設されており、他方、嵌合凹部118は、板材115の一部が嵌合凸部117の形状に又は相似形状などに切り欠かれることにより小端115kに凹設されている。そして、嵌合凸部117の寸法は、嵌合凹部118と同寸又は若干大きめに形成されており、嵌合時には互いの間に隙間が形成されないようになっている。よって、同嵌合に基づいて、上側の板材115と下側の板材115とが、その長手方向たる水平方向の左右の相対移動を規制された状態に一体化される。そして、かかる嵌合が、上下方向に並ぶ全ての板材115,115…について順次繰り返されることにより、図11Aで既述したように、全ての板材115,115…が連結一体化されて一枚の補強用板壁111をなす。
図13に示すように、嵌合凸部117は、一方の板材115(図13では下側の板材115)に対しては、当該板材115と一体不可分たる板材115の一部になっている。よって、直接板材115,115同士がかみ合うことにより、水平力に対してせん断負担面積を大きく確保することが可能となり、その結果、大きな水平外力の作用下でも上下に隣り合う板材115,115同士は水平方向に相対移動し難くなり、補強用板壁111としての水平耐力が向上する。なお、この水平耐力が向上することは、後述の実験によっても確認されている。
そして、かかる構成によれば、上述の整列方向に離間不能な嵌合状態が左右方向の全長に亘って確保されるので、板材115,115同士の連結を強固にできて補強用板壁111の一体性を高め得て、結果、補強用板壁111の耐震性のより一層の向上を図れる。
図14A及び図14Bは、実験に用いた試験片111s1,111s2及び試験装置の概略図である。図14Aには、実施例たる嵌合凸部117及び嵌合凹部118の場合を示し、図14Bには比較例たる縦長形状のダボ321の場合を示している。
先ず、各試験片111s1,111s2の耐力であるが、これは、グラフの最初の荷重ピーク値で評価した。そして、図15Aの実施例の場合は、3つのグラフのピーク値の平均値が107.7kNであり、また、図15Bの比較例の場合は、2つのグラフのピーク値の平均値が35.3kNであった。このことから、実施例の試験片111s1は、比較例の試験片111s2よりも格段に高い耐力を示すことがわかる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
但し、図2Aのように全てのダボ21,21…に関して、板材15の長手方向に係るダボ21の長さが、板材15の整列方向に係るダボ21の長さ以上になっている方が、補強用板壁11の耐力をより確実に高めることができることから、好ましいのは言うまでもない。
ちなみに、この場合についても、嵌合凸部117の正面視の形状は、せん断負担面積向上等の観点から、板材115の整列方向に平行な方向の長さよりも、板材115の長手方向に平行な方向の長さの方が長い形状に形成されていると良い。すなわち、この場合は、板材115の長手方向が上下方向を向いていることから、嵌合凸部117の形状は、上下方向の長さが左右方向の長さよりも長く設定されている。
更に場合によっては、上述のテーパー面117e2に加えて、図19Bに示すように、嵌合凸部117の一端面117e1の方も、上記他端面117e2とは逆勾配のテーパー面にしても良く、つまり、互いに逆の傾きのテーパー面を嵌合凸部117の左右方向の両端面117e1,117e2に形成しても良い。この場合、図19Bの嵌合凸部117の正面視形状は、その基端117b側がより一層広がった形状(台形形状)となり、その結果、当該嵌合凸部117の割れや欠けを、より効果的に抑制可能となる。なお、これら図19A及び図19Bのどちらの場合も、嵌合凹部118は、嵌合凸部117の形状に対応して、その同形又は相似形状等の凹形状に形成されているのは言うまでもない。
また、少なくとも一つの嵌合凸部117の長手方向が、板材115の長手方向と平行な方向を向いていれば、それ相応に、同方向の剪断力を負担する面積が嵌合凸部117において大きくなって剪断剛性が向上するので、少なくとも一つの嵌合凸部117の長手方向が、板材115の長手方向と平行な方向を向いていれば良い。
但し、図11Aのように全ての嵌合凸部117,117…に関して、板材115の長手方向(図11Aでは左右方向)に係る嵌合凸部117の長さL2が、板材115の整列方向(図11Aでは上下方向)に係る嵌合凸部117の長さL1よりも大きくなっている方が、補強用板壁111の水平耐力をより確実に高めることができることから、好ましいのは言うまでもない。
1sk 丸柱側当接部分(前方側の部分、一方側の部分)、
1sm 後方側の部分、
3 横架材(既存横架材)、3d 下面、3u 上面、
4 込栓、
5 既存軸組、5r 内周面、
10 補強壁、10s 外周面、
11 補強用板壁、11a 端面、11b 端面、
11bh ダボ穴、
11s1 試験片、11s2 試験片、
14 ダボ、
15 板材、15k 小端、15d 下端面、15u 上端面、
16 ダボ穴、
21 ダボ、21a 上面、21b 下面、
31 周囲枠部材、31a 縦枠部分、31ae 端部、31ah ほぞ穴、
31as 外方側面、凹曲面部(曲面部) 31ask、
31b 横枠部分、31bh ダボ穴、31t 大入れ、
31bu 上面、31bd 下面、31be 端部、
31bs 小口面、31bsk 凹曲面部、
31r 内周面、31s 外周面、
41 釘(貫入部材)、
51 化粧板、
91 固定ヘッド、93 可動ヘッド、
110 補強壁、111 補強用板壁、111a 端面、111b 端面、
111s1 試験片、111s2 試験片、
115 板材、115k 小端、115d 下端面、115u 上端面、
117 嵌合凸部、
117b 基端、117s 先端、
117e1 端面、117e2 端面、117e3 端面、117e4 端面、
118 嵌合凹部、
311 補強用板壁、311a 端部、311b 端部、315 板材、
315k 小端、316 ダボ穴、
321 ダボ、
SP5 空間、C1 横断面中心、C11 横断面中心位置、
Claims (6)
- 一対の既存丸柱と、該一対の既存丸柱に架け渡される上下一対の既存横架材とを有する既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記補強壁の本体をなす補強用板壁を形成する補強用板壁形成工程と、
前記補強用板壁の端面をその全周に亘って覆うように、前記端面に固定される周囲枠部材であって、前記既存丸柱の周面に対応した曲面形状の曲面部を外周面に有する前記周囲枠部材を形成する周囲枠部材形成工程と、
前記補強用板壁の前記端面に前記周囲枠部材を固定することにより前記補強壁を形成する補強壁形成工程と、
前記補強壁の壁厚方向に係る前記補強用板壁の中心位置を、前記既存丸柱の断面中心よりも前記壁厚方向の一方側に位置させつつ、前記曲面部を、前記既存丸柱の前記周面のうちで前記既存丸柱の前記断面中心よりも前記壁厚方向の前記一方側の部分に当接させることにより、前記補強壁を前記既存軸組の内方に嵌め込む補強壁嵌め込み工程と、
前記補強壁が前記既存軸組の内方に嵌め込まれた状態において、前記周囲枠部材及び前記既存軸組の両者に跨って複数の貫入部材を貫入することを、前記周囲枠部材の周方向の全周に亘って行う補強壁固定工程と、を有することを特徴とする既存軸組を補強する補強壁の構築方法。 - 請求項1に記載の既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記補強壁形成工程においては、前記端面と前記周囲枠部材との間の少なくとも前記周方向の相対移動が規制されるように、嵌合構造を介して前記端面に前記周囲枠部材を固定することを特徴とする既存軸組を補強する補強壁の構築方法。 - 請求項1又は2に記載の既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記補強用板壁は、複数の板材を有し、
前記複数の板材は、前記板材の長手方向を鉛直方向及び水平方向のどちらか一方に揃えながら、互いに隣り合う前記板材同士が小端において当接されることにより、前記長手方向と直交する方向を整列方向として整列配置され、
前記小端には、前記整列方向に隣り合う前記板材同士の前記長手方向の相対移動を規制する複数のダボが設けられ、
各小端につき少なくとも一つのダボの前記長手方向の長さは、前記整列方向の長さ以上であることを特徴とする既存軸組を補強する補強壁の構築方法。 - 請求項3に記載の既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記ダボ及び前記板材は木材であり、
前記ダボに係る木材の繊維方向は、前記長手方向に沿っており、
前記板材に係る木材の繊維方向は、前記長手方向に沿っていることを特徴とする既存軸組を補強する補強壁の構築方法。 - 請求項1又は2に記載の既存軸組を補強する補強壁の構築方法であって、
前記補強用板壁は、複数の板材を有し、
前記複数の板材は、前記板材の長手方向を鉛直方向及び水平方向のどちらか一方に揃えながら、互いに隣り合う前記板材同士が小端において当接されることにより、前記長手方向と直交する方向を整列方向として整列配置され、
互いに当接する前記小端同士のうちの一方の小端には、凸部が前記小端と一体に形成されているとともに、もう一方の小端には、前記凸部が嵌合する凹部が前記小端と一体に形成されており、
前記凸部と前記凹部との嵌合によって、前記整列方向に隣り合う前記板材同士の前記長手方向の相対移動が規制されることを特徴とする補強する補強壁の構築方法。 - 一対の既存丸柱と、該一対の既存丸柱に架け渡される上下一対の既存横架材とを有する既存軸組を補強すべく、該既存軸組の構築後に該既存軸組の内方に設けられる補強壁であって、
前記補強壁の本体をなす補強用板壁と、
前記補強用板壁の端面をその全周に亘って覆うように、前記端面に固定された周囲枠部材であって、前記既存丸柱の周面に対応した曲面形状の曲面部を外周面に有する前記周囲枠部材と、
前記補強用板壁に固定された前記周囲枠部材を前記既存軸組の内方に嵌め込んだ状態で、前記周囲枠部材及び前記既存軸組の両者に跨って貫入された複数の貫入部材と、を有し、
前記貫入部材は、前記周囲枠部材の周方向の全周に亘って設けられ、
前記周囲枠部材及び前記補強用板壁が前記既存軸組の内方に嵌め込まれた状態においては、前記補強壁の壁厚方向に係る前記補強用板壁の中心位置が、前記既存丸柱の断面中心よりも前記壁厚方向の一方側に位置しているとともに、前記周囲枠部材の前記曲面部は、前記既存丸柱の前記周面のうちで前記既存丸柱の前記断面中心よりも前記壁厚方向の前記一方側の部分に当接していることを特徴とする既存軸組を補強する補強壁。
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JP6178527B1 (ja) * | 2017-01-19 | 2017-08-09 | 日木産業株式会社 | 木造重ね梁の加工方法 |
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