JP2019065482A - 木造耐力壁 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な耐力と剛性を備えつつ、施工が容易な木造耐力壁を提供する。【解決手段】柱材３と、土台や梁材で構成される木造軸組の両側構面に、其々板材１２Ａ，１２Ｂが接合された木造耐力壁１０であって、板材１２Ａ，１２Ｂは、柱材３、土台、梁材の其々の側面に設けられた受材１１を挟む位置に配置される、または、柱材３と、土台、及び／又は梁材を挟む位置に配置され、一方の板材１２Ａの表面から、受材１１または柱材３と、土台、及び／又は梁材を貫通して他方の板材１２Ｂに至るまで線状材１５が挿入され、線状材１５は板材１２Ａ、１２Ｂの内部に留まっている。【選択図】図５

Description

本発明は、木造建築物に用いられる木造耐力壁に関する。

従来、木造建築物に用いられている壁パネルは、水平方向に互いに隣り合う柱と、各柱が立設される土台と、隣接する柱同士を連結する梁とに固定される。
例えば、特許文献１には、壁パネルの両端部に、その厚み方向中間部で側方に突出する中間耳部を設けるとともに、中間耳部の厚み方向両側に線材が設けられ、これら中間耳部と線材とが、柱（垂直材）に形成された落とし込み溝に挿入される構成が開示されている。
特許文献１に開示されたような構成では、壁パネルを固定するために、垂直材に落とし込み溝を形成しなければならず、その加工に手間がかかる。また、壁パネルを厚み方向に１枚のみ設けるものであり、耐力壁として必要な耐力と剛性を備えるものではない。壁パネルを複数枚設けるには、枚数分の溝を設けなければならず、施工の手間がかかるうえ、複数枚の壁パネルを設けたとしても、壁パネル同士は一体化するわけではなく、耐力壁として必要な耐力と剛性とが得られるとは限らない。

また、例えば特許文献２には、複層面材（壁パネル）を貫通するドリルネジを枠材に螺合させることで、複層面材を枠材に固定する構成が開示されている。
特許文献２に開示されたような構成では、枠材の一方の側にのみ複層面材が設けられており、耐力壁として必要な耐力と剛性を備えるものではない。特許文献２に開示されたような構成を用い、枠材の両側に複層面材を設けるには、枠材の両側の複層面材のそれぞれを、ドリルネジで枠材に固定することになり、施工の手間がかかる。

また、特許文献３には、壁枠の一方の側に石膏ボート（壁パネル）を設けるとともに、壁枠の他方の側に構造用合板を設ける構成が開示されている。この構成において、石膏ボードは、壁枠の一方の側に釘を介して固定され、構造用合板は、壁枠の他方の側に釘を介して固定されている。
特許文献３に開示されたような構成では、石膏ボード、構造用合板を壁枠に取り付けるには、壁枠の一方の側と他方の側とで、それぞれ釘を打ち込まなければならず、施工の手間がかかる。

特許第６１１４８７０号公報 特開２００３−２７８３０８号公報 特開２０１５−２２４４８３号公報

本発明の目的は、必要な耐力と剛性を備えつつ、施工が容易な木造耐力壁を提供することである。

本発明者らは、木造建築物に用いられる木造耐力壁として、柱材と、土台や梁材で構成される木造軸組の両側構面に、其々板材を配置した後、一方の板材表面から木造軸組を挟んだ他方の板材内部まで線状材を挿入させることで、両側の板材と木造軸組との間に２面せん断抵抗機構を備えた木造耐力壁が構築できる点に着眼して、本発明に至った。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の木造耐力壁は、柱材と、土台や梁材で構成される木造軸組の両側構面に、其々板材が接合された木造耐力壁であって、前記板材は、前記柱材、前記土台、前記梁材の其々の側面に設けられた受材を挟む位置に配置される、または、前記柱材と、前記土台、及び／又は前記梁材を挟む位置に配置され、一方の前記板材の表面から、前記受材または前記柱材と、前記土台、及び／又は前記梁材を貫通して、他方の前記板材に至るまで線状材が挿入され、該線状材は前記板材の内部に留まっていることを特徴とする。
このような構成によれば、本発明の木造耐力壁では、一方の板材側からのみ、受材、または柱材と、土台や梁材で構成される木造軸組を挟んで、対向する他方の板材の内部まで線状材が挿入されていることで、両側の板材より其々線状材を打ち込む場合と比較して、線状材の数を低減しつつ、木造軸組と両側の板材との間において、同等なせん断抵抗力を確保することができる。また、線状材は、一方の板材側から打ち込み、他方の板材の内部に留めることで、線状材が他方の板材側の表面には突出されておらず、他方の板材の断面欠損を防止できる。
また、受材、または土台や梁材からなる水平木材と、受材または柱材からなる鉛直木材との両側に板材が接合されていることで、板材が筋交いとして機能し、トラス形状の圧縮筋交い効果（トラス効果）が発揮される。よって、柱と土台、及び梁で構成される木造軸組と、当該木造軸組を挟んだ両側の板材が其々独立して抵抗するのではなく、木造軸組と両側の板材が一体として抵抗することで、木造耐力壁のせん断剛性やせん断耐力を増大させることができる。

本発明の一態様においては、本発明の木造耐力壁は、前記柱材と前記土台、または前記梁材に接する前記板材の面材隅角部には、斜めまたは矩形に切截された欠込み部が形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、板材の面材隅角部が斜め、または矩形に切り落とされて、欠込み部（隙間部分）が設けられていることで、地震時に板材の面材隅角部に隙間部分が設けられているために、柱材、または土台や梁材にめり込むことを防止できる。よって、板材、柱材、土台や梁材の損傷を抑えることが可能である。また、板材と柱材、土台や梁材との間での損傷を抑えることができるために、木造耐力壁に優れた性能を確保できる。

本発明の一態様においては、本発明の木造耐力壁は、さらに、前記柱材に形成された貫通孔、または前記板材同士の間には、基礎部から前記土台と、前記梁材とを貫通して最上階の前記梁材の上端面までＰＣ鋼材が配置され、該ＰＣ鋼材が各階ごとの前記梁材の前記上端面に固定されていることを特徴とする。
このような構成によれば、柱内部や板材同士の間にＰＣ鋼材を配置し、そのＰＣ鋼材を、木造耐力壁を支える基礎部から土台を貫通し、最上階の梁材まで貫通させて、その上端面に定着させることで、柱材と板材に加えて、ＰＣ鋼材が鉛直抵抗材として機能するために、木造耐力壁の鉛直方向の引張耐力が増大される。これによって、木造耐力壁を備えた構造体の強度が高まり、地震時等に土台や梁材に対して柱材が水平方向に変位・変形するのを抑えることができる。したがって、柱材の変位や変形によって、柱材の下端部が土台や梁材にめり込むのを抑え、柱材の下端部や、柱材の下端部が接合される土台や梁材が損傷するのを抑えることができる。

本発明によれば、必要な耐力と剛性を備えつつ、施工が容易な木造耐力壁を提供することができる。

本発明の実施形態にかかる木造耐力壁の一例を示す正面図である。 板材を取り付ける前段階の木造耐力壁の受材位置を示す正面図である。 上記木造耐力壁の拡大図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図４に示す木造耐力壁の柱材と両側板材との接合部分の拡大断面図である。 線状材にねじビスを使用したＴ１シリーズの接合部試験体を示す。 線状材に太径の鉄丸釘を使用したＴ２シリーズの接合部試験体を示す。 木造耐力壁の接合部実験での試験体配置と加力装置である。 木造耐力壁の面内せん断加力実験での試験体配置と加力装置である。 本実施形態の実施例における試験結果を示す図である。 第１変形例の木造耐力壁の構成を示す図である。 他の変形例の木造耐力壁の構成を示す図である。 第２変形例の木造耐力壁の構成を示す図である。

本発明は、柱材と、土台や梁材で構成される木造軸組の両側構面に、其々板材を配置した後、一方の板材表面から木造軸組を挟んだ他方の板材内部まで線状材を挿入させた木造耐力壁である（図１〜図５）。
本発明の第１の特徴は、木造軸組を挟んだ一方の板材表面から他方の板材内部まで線状材を挿入させ、線状材を他方の板材内部に留めることである。また、第２の特徴は、木造軸組に接合させる両側の板材は、面材隅角部が斜めまたは矩形状に取り除かれて欠込み部が形成されている点である（図１２）。第３の特徴は、木造耐力壁を構成する柱材に削孔された貫通孔、または両側の板材同士の間には、基礎部から前記土台と、前記梁材とを貫通して最上階の前記梁材の上端面までＰＣ鋼材が配置されている点である（図１１）。
本発明の第一実施形態は、木造耐力壁を構成する柱材、梁材、または土台の各側面に受材を設置し、その受材を挟んだ両側に板材を接合させた真壁式の木造耐力壁である。また、木造軸組を挟んだ一方の板材表面から他方の板材内部まで線状材が挿入された木造耐力壁である（図１〜図５）。
両側の板材同士の間には、ＰＣ鋼材が配置されてもよいし、配置されていなくともよい（図１〜図５、図１２）。
第１変形例は、ＰＣ鋼材が、当該木造耐力壁を構成する柱材に形成された貫通孔内に配置されたものである（図１１）。
第２変形例は、木造耐力壁を構成する柱材、梁材、または土台を挟んだ両側に板材を接合させた大壁式の木造耐力壁であり、柱材や梁材は板材間の内部に配置され、木造耐力壁の表面には柱材や梁材は現れていない（図１３）。
以下、添付図面を参照して、本発明による木造耐力壁を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

本発明の実施形態にかかる木造耐力壁の一例を示す正面図を図１に示す。図２に、板材を取り付ける前段階の木造耐力壁の受材位置を示す正面図を示す。木造耐力壁の拡大図を図３に示す。図１、及び図３では、板材に覆われた木造耐力壁の内部側に設ける受材１１、中間受材１１ｃ、及びＰＣ鋼材２０を点線で示した。図３のＡ−Ａ矢視断面図を図４に示す。
図１〜図３に示されるように、各種の建物の木造軸組を構成する構造体５は、地盤中に構築された基礎部１上に設けられている。構造体５は、基礎部１上に設けられて水平方向に延びる土台２と、土台２上に設けられて鉛直上方に向かって延びる複数本の柱材３と、水平方向で互いに隣り合う柱材３間に架設された梁材４と、を有している。これら土台２、柱材３、梁材４は、木造で、例えば断面矩形の木材から構成されている。

このような構造体５において、柱材３、土台２及び梁材４が位置する鉛直面内には、木造耐力壁１０が設けられている。木造耐力壁１０は、構造体５を構成する柱材３、土台２及び梁材４の木材表面に、複数枚の板材１２Ａ，１２Ｂが配置されて構成されている。図４に示されるように、板材１２Ａ，１２Ｂは、壁面を構成する位置に設けられ、木造耐力壁１０の厚み方向において、受材１１を挟んで互いに間隔をあけて対向するようにして、重ね合わされている。
図２に示されるように、受材１１は、互いに隣接する柱材３同士の対向する表面３ｆに沿って上下方向に延びる鉛直受材１１ｖと、互いに上下に位置する梁材４同士、または互いに上下に位置する土台２と梁材４において、互いに対向する表面４ｆ、２ｆに沿って、水平方向に延びる水平受材１１ｈと、を有している。鉛直受材１１ｖ、水平受材１１ｈは、それぞれ断面矩形の木材からなり、釘やネジビス（図示無し）によって、柱材３、土台２，梁材４に固定されている。また、本実施形態においては、受材１１として、上下の水平受材１１ｈの間に、水平方向両側の鉛直受材１１ｖ間に架設された中間受材１１ｃが、例えば２本設けられている。また、互いに上下に位置する水平受材１１ｈ、中間受材１１ｃの間には上下方向に延びる連結部材１１ｄが設けられている。

図４に示されるように、このような受材１１に対し、一方の板材１２Ａは、木造耐力壁１０の厚み方向一方の側から、受材１１に突き当てて配置され、他方の板材１２Ｂは、木造耐力壁１０の厚み方向他方の側から、受材１１に突き当てて配置されている。
図５に、図４に示す木造耐力壁の柱材と両側板材との接合部分の拡大断面図を示す。
木造耐力壁１０を構成する板材１２Ａ、１２Ｂは、図５に示されるように、一方の板材１２Ａの表面１２ｆから、受材１１を挟んだ他方の板材１２Ｂの厚み方向中間部（内部）まで、ネジビスまたは釘からなる線状材１５を挿入して、受材１１に固定されている。具体的には、線状材１５は、一方の板材１２Ａの表面１２ｆから、受材１１を貫通し、その先端部１５ｓが、他方の板材１２Ｂの厚み方向中間部に到達している。すなわち、線状材１５は、その全長が、一方の板材１２Ａの表面１２ｆから他方の板材１２Ｂの表面１２ｇまでの壁厚さより短い。これにより、一方の板材１２Ａ側から見ると、一方の板材１２Ａの表面１２ｆに線状材１５の頭部１５ｔが露出し、先端部１５ｓが、他方の板材１２Ｂの表面１２ｇに露出しないようになっている。

本実施形態において、板材１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ上下方向に複数（３つ）の分割板１２ｐに分割されている。線状材１５は、板材１２Ａ，１２Ｂを構成する各分割板１２ｐの外周部に沿って適宜の間隔を隔てて複数が配置されている。なお、板材１２Ａ、１２Ｂは、互いに上下に位置する土台２と梁材４、あるいは梁材４同士の間に、１枚のみを設けてもよいし、２枚、あるいは４枚以上に分割して設けてもよい。
また、図３に示されるように、板材１２Ａ、１２Ｂには、その四隅において、柱材３と梁材４とが接する部分、柱材３と土台２が接する部分に対向する位置に、面材隅角部１４が形成されている。面材隅角部１４は、板材１２Ａ，１２Ｂが斜めに切截されることで略直角三角形形状に形成されている。これにより、柱材３、梁材４、土台２と、板材１２Ａ，１２Ｂの面材隅角部１４の間の部分に隙間が形成されて切込み部１６となっている。または、切込み部は、板材に加工する際の欠込み精度や作業効率の面から矩形状に設けられていてもよい。

第１実施形態では、図１〜図４に示すように、木造耐力壁を構成する柱材３と、両側の板材１２Ａ，１２Ｂ同士の間にＰＣ鋼材が配置されている。ＰＣ鋼材２０は、互いに隣り合う柱材３間において、水平方向両側の鉛直受材１１ｖと平行に配置されている。ＰＣ鋼材２０は、下端部２０ｂが、基礎部１中に設けられたアンカー２５の上端部にカプラ２６を介して接続され、基礎部１から土台２と各階の梁材４とを貫通して最上階の梁材４の上端面まで到達するよう設けられている。
また、本実施形態において、ＰＣ鋼材２０は、上下方向に複数本の鋼棒２１を接続することで構成されている。各鋼棒２１は、構造体５の例えば２階層分に対応した長さを有し、その上端部２１ｔは、梁材４上に配置された定着プレート２２を貫通して上方に突出し、ナット２３が螺着されている。各鋼棒２１は、ナット２３を締め付けることで、所定のプレストレスが導入される。また、定着プレート２２とナット２３との間には、定着プレート２２に対してナット２３を上方に離間するよう付勢する付勢力を発揮するバネ座金２４が設けられている。このバネ座金２４により、経年等による木材の収縮等による変位を吸収する。また、互いに上下に位置する鋼棒２１同士は、下方の鋼棒２１の上端部２１ｔが接続されたカプラとしてのナット２３に、上方の鋼棒２１の下端部２１ｓが螺着されることで、互いに接続されている。
なお、ＰＣ鋼棒２０は、図１では２階層分の上部梁材４の上端面にて定着プレート２２を介して固定されている。しかし、各階ごとにＰＣ鋼棒２０に異なる張力を導入することができるために、ＰＣ鋼棒２０は各階ごとに梁材の上端面に固定するのがより好ましい。また、上記ＰＣ鋼材２０は、いわゆるＰＣ鋼棒に限らず、鉄筋やＰＣ鋼より線等を用いることもできる。

上述したような木造耐力壁１０によれば、柱材３と、土台２や梁材４で構成される木造軸組（構造体５）の両側構面に、其々板材１２Ａ，１２Ｂが接合された木造耐力壁１０であって、板材１２Ａ，１２Ｂは、柱材３、土台２、梁材４の其々の側面に設けられた受材１１を挟む位置に配置され、一方の板材１２Ａの表面１２ｆから、受材１１を貫通して他方の板材１２Ｂに至るまで線状材１５が挿入され、線状材１５は前記板材の内部に留まっている。
このような構成によれば、木造耐力壁１０において、一方の板材１２Ａ側からのみ、受材１１を挟んで対向する他方の板材１２Ｂの内部まで、線状材１５が挿入されていることで、両側の板材１２Ａ，１２Ｂのそれぞれから線状材１５を打ち込む場合に比較し、線状材１５の数を低減しつつ、木造軸組５と両側の板材１２Ａ，１２Ｂとの間において、同等なせん断抵抗力を確保することができる。また、線状材１５は、他方の板材１２Ｂの内部に留めることで、他方の板材１２Ｂを室内側に設ける場合においては、板材１２Ｂ表面に線状材が現れることのない木造耐力壁１０を実現できるとともに、他方の板材１２Ｂの断面欠損を防止できる。
また、受材１１を挟んだ両側に板材１２Ａ，１２Ｂを設けて線状材１５で固定することで、水平受材１１ｈまたは梁材４からなる水平木材５ｈと、鉛直受材１１ｖまたは柱材３からなる垂直木材５ｖとの間に、板材１２Ａ，１２Ｂが設けられることになる。これによって、板材１２Ａ，１２Ｂが、水平木材５ｈと垂直木材５ｖとの間を斜めに結ぶ筋交いＴ（図３に２点鎖線で図示）のように機能する。これによって、木造耐力壁１０のせん断剛性やせん断耐力が増大するので、大がかりな補強材を設けることなく、剛性及び耐力が高く、しかも変形性能に優れた、２面せん断抵抗機構を有する木造耐力壁１０を構築することができる。したがって、必要な耐力と剛性を備えつつ、施工が容易な木造耐力壁１０を提供することが可能となる。

また、木造耐力壁１０は、板材１２Ａ，１２Ｂ同士の間に、基礎部１から土台２と、梁材４とを貫通して最上階の梁材４の上端面まで至るＰＣ鋼材２０が配置されて、ＰＣ鋼材２０が各階ごとの梁材４の上端面に固定されている。
このような構成によれば、柱３内部や板材１２Ａ，１２Ｂ同士の間にＰＣ鋼材２０を配置し、そのＰＣ鋼材２０を、木造耐力壁１０を支える基礎部１から土台２を貫通し、最上階の梁材４まで貫通させて、その上端面に定着させることで、柱材２と板材１２Ａ，１２Ｂに加えて、ＰＣ鋼材２０が鉛直抵抗材として機能するために、木造耐力壁１０の鉛直方向の引張耐力が増大される。これによって、木造耐力壁１０を備えた構造体５の強度が高まり、地震時等に土台２や梁材４に対して柱材３が水平方向に変位・変形するのを抑えることができる。したがって、柱材３の変位や変形によって、柱材３の下端部が土台２や梁材４にめり込むのを抑え、柱材３の下端部や、柱材３の下端部が接合される土台２や梁材４が損傷するのを抑えることができる。

また、柱材３と土台２、または梁材４に接する板材１２Ａ，１２Ｂの面材隅角部１４は、斜め、または矩形状に切截された欠込み部１６が形成されている
このような構成によれば、板材１２Ａ，１２Ｂの面材隅角部１４が斜めに切り落とされて、欠込み部１６が設けられていることで、地震時に板材１２Ａ，１２Ｂの面材隅角部１４が柱材３、または土台２や梁材４にめり込むことを防止できるために、板材１２Ａ，１２Ｂ、柱材３、土台２や梁材４の損傷を抑えることが可能である。よって、板材１２Ａ，１２Ｂと柱材３、土台２や梁材４との間での損傷を抑えることができるために、木造耐力壁に優れた性能を確保できる。

また、ＰＣ鋼材２０は、上下方向に複数本の鋼棒２１を接続することで構成されている。これにより、各鋼棒２１、例えば上記実施形態では、構造体５の２階層分の長さを有している鋼棒２１のそれぞれで、導入するプレストレスを調整することができる。

（木造耐力壁の性能確認実験）
木造耐力壁のせん断性能を確認するために、木造耐力壁を構成する受材を挟んだ両側板材を一方の板材表面からのみ線状材を挿入させて一体化させた真壁式の接合部構造、及び耐力壁を対象として、２種類の性能確認実験（接合部実験、面内せん断実験）を行った。
接合部実験では、真壁式による「板材−受材−板材（以降、受材軸組と呼ぶ）」の構成による接合部構造を対象に、受材軸組を一体化する線状材として、ねじビスを使用した場合と、太径の鉄丸釘を使用した場合について、其々３体ずつ試験体を製作し、合計６体の縮小試験体について、圧縮型のせん断加力実験を行った。

図６（ａ）に、接合部実験における線状材にねじビスを使用したＴ１シリーズの試験体の正面図を、及び図６（ｂ）に側面図を、それぞれ示す。Ｔ１シリーズの試験体は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、一対の柱材３の内側に鉛直受材１１ｖをビスネジで固定し、鉛直受材１１ｖの両側に、板材１２Ａ，１２Ｂを配置した。板材１２Ａ，１２Ｂの上下端部には、水平受材１１ｈを挟み込むよう配置した。具体的には、柱材３には、１２０ｍｍ角のヒノキ材を用い、鉛直受材１１ｖには、幅６０ｍｍ、厚さ４５ｍｍのヒノキ材を用い、水平受材１１ｈには、高さ６０ｍｍ、厚さ４５ｍｍのヒノキ材を用いた。板材１２Ａ，１２Ｂには、それぞれ、板厚２４ｍｍ、幅４２０ｍｍ×高さ５８０ｍｍの構造用合板を用いた。板材１２Ａ，１２Ｂは、一方の板材１２Ａ側から鉛直受材１１ｖ、水平受材１１ｈを挟んだ他方の１２Ｂの内部まで到達する線状材１５で接合した。線状材１５には、外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍのビスネジ（東日本パワーファスニング株式会社製の２−パネリ-ドＩＩ、９０ｍｍ）を用い、鉛直受材１１ｖ、水平受材１１ｈに対し、２本ずつを配置した。
また、図７（ａ）に、線状材に太径の鉄丸釘を使用したＴ２シリーズの比較試験体の正面図を、及び図７（ｂ）に側面図を、それぞれ示す。Ｔ２シリーズの比較試験体は、図６に示すねじビスを使用したＴ１シリーズの試験体と比較した場合、柱材３、鉛直受材１１ｖ、水平受材１１ｈ、板材１２Ａ，１２Ｂ、及び線状材９５Ａ，９５Ｂの挿入位置は同一であるが、線状材９５Ａ、９５Ｂに太径の鉄丸釘（ＪＩＳ規格品、ＣＮ７５、鉄製釘で長さ７６.２ｍｍ、胴部径３.７６ｍｍ）を使用した点のみが異なる。ここで、Ｔ１、Ｔ２シリーズの試験体について、受材軸組の接合仕様に着目すると、次のように整理される。Ｔ１シリーズの試験体は、受材１１ｖ、１１ｈ両面に配した板材ｔ＝２４ｍｍを長さ９０ｍｍのビスを片面側から１本で貫通するように打ちとめた２面せん断型の接合仕様である。Ｔ２シリーズの試験体は、一般的に利用されている釘を用いたもので、受材１１ｖ、１１ｈを挟んだ両側の板材ｔ＝２４ｍｍ表面より１接合部あたり２−ＣＮ７５（両面から各１本ずつ）を止めつけた従来型の両側に１面せん断型を有する接合仕様である。

図８に、「板材−受材−板材」を一体化した木造耐力壁の接合部実験での試験体配置と加力装置を示す。試験装置１００は、図８に示されるように、試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２を載置する基台１０１と、基台１０１上の試験体Ｔ１または比較試験体Ｔ２に鉛直上方から荷重を加えるアクチュエータ１０２と、アクチュエータ１０２で加えた荷重を検出するロードセル１０３と、アクチュエータ１０２で荷重を加えたときの試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２の変位を検出する変位計１０４と、を備える。変位計１０４は、試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２は、幅方向両側に、それぞれ試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２の表側と裏側との合計４個所に設けた。
このような試験装置１００を用い、試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２に対し、アクチュエータ１０２により、加える荷重を段階的に増大させながら、試験体Ｔ１、比較試験体Ｔ２のそれぞれに、繰り返し加力を行った。

表１に、木造耐力壁の接合部実験による１接合部当たりの最大荷重と、各耐力、及び初期剛性の比較を示す。各試験体シリーズの実験値は、各３体ごとの試験体の平均である。

表１に示す実験結果によると、１本のねじビス１５を貫通させた２面せん断型の接合仕様のＴ１シリーズ試験体の初期剛性と、降伏耐力は、受材軸組の両側に其々１本ずつ、太径の鉄丸釘９５Ａ、９５Ｂを配置して、２組の１面せん断型の接合仕様を設けたＴ２シリーズ試験体と比べた場合、約９３％と約８６％であった。受材軸組を１本のねじビス１５で接合させたＴ１シリーズ試験体の実験値は、２本の太径の鉄丸釘９５Ａ、９５Ｂを用いたＴ２シリーズ試験体の半分である５０％を大きく上回る実験結果であり、２面せん断型の接合仕様について、線状材１本あたりの性能向上効果が確認できた。

図９に、木造耐力壁の面内せん断実験での試験体配置と加力装置を示す。面内せん断実験では、受材軸組は片方の板材面から１本の線状材（ねじビス）を貫通するように打ちとめた２面せん断型の接合仕様とし、パラメータとして板材厚さを２４ｍｍと１２ｍｍとし、２４ｍｍについてはビス間隔を＠１００ｍｍと、＠７５ｍｍとした３種類の試験体について、木造耐力壁の頂部に水平荷重を加えた。
試験体は、表２に示すように、両面の板材厚さが各２４ｍｍでビス間隔が＠１００ｍｍのｔ２４＠１００試験体と、板材厚さが２４ｍｍでビス間隔が＠７５ｍｍのｔ２４＠７５試験体と、板材厚さが１２ｍｍでビス間隔が＠１００ｍｍのｔ１２＠１００試験体である。面内せん断実験の試験体は、図３に示されるような形態のものであり、柱材３、梁材４には、１５０ｍｍ角のヒノキ材を用い、板材１２Ａ，１２Ｂには、厚さ２４ｍｍ、幅８５８ｍｍ×長さ１６６８ｍｍの構造用合板を用いた。受材１１には、厚さ４５ｍｍのスギ材を用いた。
板材１２Ａ，１２Ｂは、一方の板材１２Ａ側から受材１１を挟んで他方の１２Ｂの内部まで到達する線状材１５で接合した。線状材１５には、外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍのビスネジを用い、鉛直受材１１ｖ、水平受材１１ｈに対しては５０ｍｍの間隔で、中間受材１１ｃに対しては１００ｍｍの間隔で配置した。また、板材１２Ａ，１２Ｂには、その四隅に、水平方向３９７ｍｍ×上下方向１１０ｍｍの大きさで、面材隅角部１４には欠込み部１６を形成し、隙間を設けた。
加力は、図９に示されるように、木造耐力壁１０を構成する上部に設ける梁材４の一方端部面を、アクチュエータ２０２を用いて、水平荷重を漸増載荷した。アクチュエータ２０２では、変形角が漸次段階的に大きくなるように、繰り返し加力を行い、柱材３の下端部における変形量を変位計（図示無し）で検出した。

表２に、木造耐力壁の面内せん断実験での各試験体の初期剛性と、最大荷重と、及び降伏耐力の比較を示す。

面内せん断実験では、３試験体ともに、試験体の軸組がせん断変形するにともない、その内側に納まっている板材と柱材、及び土台、梁材がトラス形態を形式して抵抗していることが板材表面の変形状況が確認された（圧縮筋交い効果）。また、試験体の最大耐力時には、柱が部分的に曲げ変形を起こし、板材と受材との間でねじビスの破壊、または引抜けがみられた。

表２に示す実験結果によると、両面の板材厚さが各２４ｍｍでビス間隔が＠７５ｍｍのｔ２４＠７５試験体とビス間隔が＠１００ｍｍのｔ２４＠１００試験体では初期剛性は略等しい結果であったが、最大荷重はｔ２４＠７５試験体がｔ２４＠１００試験体の１.２６倍程度上回った。また、ビス間隔が＠１００ｍｍで等しく、板材厚さが２４ｍｍのｔ２４＠１００試験体は、板材厚さが１２ｍｍのｔ１２＠１００試験体に比べて、初期剛性、及び最大荷重とも大きい値を示した。
図１０に、木造耐力壁の面内せん断実験で得られた水平荷重と、土台と梁材との間での部材変形角の関係を示す。
変形性能は、３試験体ともに、構造安全性能の目安として設定した部材変形角（１／２０ｒａｄ）を確保でき、かつ１／２０ｒａｄに至る水平荷重と部材変形角の関係も安定した包絡線が確認された。最大荷重は、３試験体のなかでは、両面の板材厚さが各２４ｍｍでビス間隔が＠７５ｍｍのｔ２４＠７５試験体が最も大きく、次は板材厚さが２４ｍｍでビス間隔が＠１００ｍｍのｔ２４＠１００試験体で、その次は、板材厚さが１２ｍｍでビス間隔が＠１００ｍｍのｔ１２＠１００試験体であった。
初期剛性については、ｔ２４＠７５試験体とｔ２４＠１００試験体は略同等であり、ビス間隔の違いは明確にはみられなかった。また、最大荷重後の水平荷重と部材変形角の関係については、ｔ２４＠１００試験体は最大荷重後は徐々に荷重低下がみられたが、ねじビスの間隔を狭くし、ビス本数が多いｔ２４＠７５試験体では最大荷重時に柱脚部で局所的に破壊が発生した後、水平荷重が急激に低下した。
よって、初期剛性と、最大荷重後の水平荷重と部材変形角の関係に着目すると、受材両側に高強度材である厚さ２４ｍｍの板材を設ける場合には、ねじビス間隔を１００ｍｍとしたｔ２４＠１００試験体が、高剛性を確保しながら、最大荷重後の水平荷重と部材変形角の関係でも徐々に低下する包絡関係を示し、エネルギー吸収性能に優れているために、本発明の木造耐力壁の構成として望ましいことが確認された。

（実施形態の第１変形例）
なお、本発明の木造耐力壁は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、ＰＣ鋼材２０を、板材１２Ａ，１２Ｂ同士の間に設けるようにしたが、これに限らない。
本実施形態の第１変形例の構成を図１１に示す。
図１１に示されるように、ＰＣ鋼材２０は、互いに隣接する柱材３の各々に形成された貫通孔３ｈの内部を上下方向に貫通するように設けてもよい。
このような構成によれば、柱材３の内部に、木造耐力壁１０を構成する土台２や梁材４を貫通してＰＣ鋼材２０が配置されることで、木造耐力壁１０の鉛直方向の引張耐力が増大される。これによって、木造耐力壁１０を備えた構造体５の強度が高まり、地震時等に土台２や梁材４に対して柱材３が水平方向に変位・変形するのを抑えることができる。したがって、柱材３の変位や変形によって、柱材３の下端部が土台２や梁材４にめり込むのを抑え、柱材３の下端部や、柱材３の下端部が接合される土台２や梁材４が損傷するのを抑えることができる。
さらに、図１２に示されるように、ＰＣ鋼材２０を備えない構成としてもよい。

（実施形態の第２変形例）
また、上記実施形態では、板材１２Ａ，１２Ｂを、互いに隣り合う柱材３同士、互いに上下に位置する土台２と梁材４、あるいは梁材４同士の間（内側）に配置するようにした、いわゆる真壁を構成しているが、これに限らない。
本実施形態の第２変形例の構成を図１３に示す。
図１３に示されるように、板材１２Ｃ、１２Ｄは、互いに隣り合う柱材３同士、互いに上下に位置する土台２と梁材４、あるいは梁材４の表面を覆う大壁方式による構成でもよい。すなわち、木造耐力壁１０は、柱材３と、土台２及び梁材４で構成される木造軸組の構造体５の木材表面に、複数の板材１２Ｃ，１２Ｄが重ね合わされて配置された木造耐力壁１０であって、板材１２Ｃ，１２Ｄは、柱材３と土台２、及び／又は梁材４を中に挟んで壁面を構成する位置に配置されている。そして、一方の板材１２Ｃの表面１２ｆから、柱材３と土台２、及び／又は梁材４を貫通して他方の板材１２Ｄの内部に至るまで線状材１５が挿入されている。

このような構成によれば、木造耐力壁１０において、一方の板材１２Ｃ側から、柱材３及び梁材４を挟んで対向する他方の板材１２Ｄの内部まで、線状材１５が挿入されていることで、両側の板材１２Ｃ，１２Ｄのそれぞれから線状材１５を打ち込む場合に比較し、線状材１５の数を低減することができる。線状材１５は、他方の板材１２Ｄの内部まで挿入されており、他方の板材１２Ｄの表面１２ｇに線状材１５が現れない構成となる。
また、柱材３及び梁材４を挟んだ両側に板材１２Ｃ，１２Ｄを設けて線状材１５で固定することで、水平受材１１ｈまたは梁材４からなる水平木材５ｈと、鉛直受材１１ｖまたは柱材３からなる垂直木材５ｖとの間に、板材１２Ｃ，１２Ｄが設けられることによって、板材１２Ｃ，１２Ｄが、水平木材５ｈと垂直木材５ｖとの間を斜めに結ぶ筋交いのように機能する。これによって、木造耐力壁１０のせん断剛性やせん断耐力が増大するので、大がかりな補強材を設けることなく、剛性及び耐力が高く、しかも変形性能に優れた、２面せん断機構を構成する木造耐力壁１０を構成することができる。
したがって、必要な耐力と剛性を備えつつ、施工が容易な木造耐力壁１０を提供することが可能となる。

（その他の変形例）
また、受材１１として、水平受材１１ｈと鉛直受材１１ｖとに加えて、中間受材１１ｃ、連結材１１ｄを設けるようにしたが、受材１１は、少なくとも水平受材１１ｈと鉛直受材１１ｖとを備えていればよく、中間受材１１ｃ、連結材１１ｄの有無や配置は、適宜変更することができる。
また、板材１２Ａ，１２Ｂ、１２Ｃ，１２Ｄの固定に用いる線状材１５の配置や本数についても、適宜変更することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 基礎部 １１ 受材
２ 土台 １２Ａ〜１２Ｄ 板材
３ 柱材 １４ 面材隅角部
３ｈ 貫通孔 １５ 線状材
４ 梁材 １６ 切込み部
５ 構造体 ２０ ＰＣ鋼材
１０ 木造耐力壁

Claims (3)

1. 柱材と、土台や梁材で構成される木造軸組の両側構面に、其々板材が接合された木造耐力壁であって、
   前記板材は、前記柱材、前記土台、前記梁材の其々の側面に設けられた受材を挟む位置に配置される、または、前記柱材と、前記土台、及び／又は前記梁材を挟む位置に配置され、
   一方の前記板材の表面から、前記受材または前記柱材と、前記土台、及び／又は前記梁材を貫通して他方の前記板材に至るまで線状材が挿入され、該線状材は前記板材の内部に留まっていることを特徴とする木造耐力壁。
2. 前記柱材と前記土台、または前記梁材に接する前記板材の面材隅角部は、斜めまたは矩形に切截された欠込み部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木造耐力壁。
3. さらに、前記柱材に形成された貫通孔、または前記板材同士の間には、基礎部から前記土台と、前記梁材とを貫通して最上階の前記梁材の上端面までＰＣ鋼材が配置され、該ＰＣ鋼材が各階ごとの前記梁材の前記上端面に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木造耐力壁。

Images