JP2023072959A - 木造建築物の補強構造、木造建築物の補強方法、及び板状補強プレート - Google Patents

Abstract

【課題】短期間で施工可能で施工費用を低減して木造建築物の基礎周りを補強・補修できる木造建築物の補強構造、木造建築物の補強方法、及び板状補強プレートを提供する。
【解決手段】木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎２と、この基礎２上に載置された木質材からなる土台３と、この土台３に取り付けられた木質材からなる柱４と、を接合して補強する木造建築物の補強構造１０において、板状の補強プレートである板状補強プレート１を基礎２と土台３の側面に沿って設置し、板状補強プレート１を貫通して土台３の側面から柱４に向け斜め上方に木ビス１４を挿入して基礎２と土台３と柱４とを接合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、木造建築物の補強構造、木造建築物の補強方法、及びそれに用いる板状補強プレートに関するものである。

従来、木造建築物の基礎と木製の軸組材との接合は、耐震性を得るため、木質材からなる土台が柱の脚部で緊結され、桁や胴差、及び筋交いとともにトラス構造として軸組を形成するために必要な部材（羽子板ボルト等）により布基礎やベタ基礎などの鉄筋コンクリート製の基礎に緊結されている。

例えば、特許文献１には、柱３と土台２との隅部両側に金属アングル４を当接し、両金属アングル４，４の土台２に当接する一片を、土台２を貫通する筒状ボルト６で固定し、両金属アングル４，４の他片を、少なくとも柱３の厚さの１／２より長い釘等で固定した木造建築における仕口装置（構造）が開示されている（特許文献１の明細書の段落［００１２］～［００１３］、図面の図１等参照）。

この特許文献１に記載の仕口装置（構造）は、金属アングルの一片と、土台又は桁（横材）とを貫通ボルト又は長い木ねじで連結固定したので、柱と土台又は柱と桁との連結状態がきわめて強固であり、桁又は土台の全断面に柱に掛った外力（又はその逆）を伝えることができるとされている。

しかし、特許文献１に記載の仕口装置（構造）は、基礎と土台を鉛直に接合するものであるため、外壁や床を完全に撤去する場合や新築の際にしか適用できず、既設の木造建築物の補強や補修には適用することができないという問題があった。

既設木造建築物の補強・補修に適用できるものとしては、特許文献２に、既存建物の耐震改修工法が開示されている。この特許文献２に記載の既存建物の耐震改修工法は、既存建物の土台から約４０ｃｍ程度上部までの建物外周部分の外壁を剥がし、アンカーボルトの不足している個所に土台補強金物で補強し、また、土台が腐食している個所はその腐食している部分を切除して替え材と交換し、該替え材を土台補強金物で固定し、仕口部を隅部補強金物で固め、柱と筋かい端部の接合部を隅部補強金物により補強するものである（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１３］～［００２３］、図面の図５～図７等参照）。

この特許文献２に記載の既存建物の耐震改修工法は、家人が居住している状態を維持しながら、地震に強い木造建築物に改修することができ、費用的にも安価で、且つ効果的な耐震改修を実現できるとされている。

しかし、特許文献２に記載の既存建物の耐震改修工法は、雨がかりとなる外壁や床の一部を剥がして施工するものであり、防水や断熱の処理をやり直す必要があり、改修工事が大掛かりなものとなってしまう。このため、特許文献２に記載の既存建物の耐震改修工法は、その居室に居住できない施工期間が長期化するだけでなく、施工費がかさむという問題があった。

また、特許文献３には、被接合木材５０に、アンカーナット５３が嵌め込まれると共にアンカーボルト７０の先端が挿入できる被挿入穴部５１を設ける穴の形成工程と、被挿入穴部５１に対するアンカーナット５３及びアンカー座金５５のセット工程と、複数のアンカービス用孔５５ａに、アンカービス５７を打ち込むことでアンカー座金５５を固定するアンカー座金の固定工程と、接合材６０のセット工程と、施工側面の座金６５のセット工程と、アンカーボルト７０をアンカーナット５３に螺合させることで締め付けて被接合木材５０に接合材６０を接合する接合工程と、を有する木材用あと施工アンカーの施工方法開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１６］～［００３０］、図面の図１，図３等参照）。

この特許文献３に記載の木材用あと施工アンカーの施工方法は、柱・梁・土台等の被接合木材に貫通穴を設けることなく木材用あと施工アンカーを構成でき、被接合木材に対して接合材を適切且つ合理的に接合できるという特別有利な効果を奏するとされている。

しかし、この特許文献３に記載の木材用あと施工アンカーの施工方法も、既存の木造建築物に適用した場合、外壁や床を撤去する必要があり、施工している居室に居住できない期間が長期化するだけでなく、施工費がかさむという問題が発生する。

特開平１１－１９６１号公報 特開２００４－２１８２３６号公報 特開２０１７－１２５３０２号公報

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、短期間で施工可能で施工費用を低減して木造建築物の基礎周りを補強・補修できる木造建築物の補強構造、木造建築物の補強方法、及び板状補強プレートを提供することにある。

第１発明に係る木造建築物の補強構造は、木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する木造建築物の補強構造であって、前記基礎と前記土台と前記柱とを接合する接合部材である板状補強プレートが前記基礎と前記土台の側面に沿って設置されており、前記板状補強プレートを貫通して前記土台の側面から前記柱に向け斜め上方に木ビスが挿入されて前記基礎と前記土台と前記柱とを接合されていることを特徴とする。

第２発明に係る木造建築物の補強構造は、請求項１に記載の木造建築物の補強構造において、前記木ビスは、前記土台の床下側の側面から前記柱に向け斜め上方に挿入されていることを特徴とする。

第３発明に係る木造建築物の補強方法は、木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する木造建築物の補強方法であって、前記基礎と前記土台と前記柱とを接合する接合部材である板状補強プレートを前記基礎と前記土台の側面に沿って設置し、前記板状補強プレートを貫通して前記土台の側面から前記柱に向け斜め上方に木ビスを挿入して前記基礎と前記土台と前記柱とを接合して補強することを特徴とする。

第４発明に係る木造建築物の補強方法は、請求項３に記載の木造建築物の補強方法において、前記木ビスは、前記土台の床下側の側面から前記柱に向け斜め上方に挿入することを特徴とする。

第５発明に係る板状補強プレートは、木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する板状補強プレートであって、前記基礎に沿って設置される矩形板状のプレート下部と、このプレート下部と連続して前記土台に沿って設置される矩形板状のプレート上部と、を備え、前記プレート上部には、前記土台の側面から前柱に向け斜め上方に木ビスを挿入可能に階段状に傾斜した複数の木ビス挿入部が形成されていることを特徴とする。

第１発明～第５発明によれば、床や外壁を部分的に撤去することなく、板状補強プレートを介して土台と柱を木ビスで接合して基礎に連結することができるため、木造建築物の基礎周りを補強・補修でき、短期間で施工が可能で施工費用を低減することができる。

特に、第２発明及び第４発明によれば、外壁を撤去することなく、床下からの施工だけで木造建築物の基礎周りを補強・補修することができる。このため、さらに短期間で施工が可能で施工費用を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る板状補強プレートを示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係る木造建築物の補強構造を示す鉛直断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る木造建築物の補強構造及び補強方法、及びそれらに用いる板状補強プレートについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜板状補強プレート＞
先ず、図１，２を用いて、本発明の実施形態に係る板状補強プレート１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る板状補強プレート１を示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が斜視図である。また、図２は、本実施形態に係る補強プレート１を用いた木造建築物の補強構造１０を示す鉛直断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る板状補強プレート１（以下、単に補強プレート１ともいう。）は、平板状の薄鋼板から曲げ加工された鋼板からなる概略平板状の補強プレートであり、図２に示すように、後述の基礎２と、土台３と、柱４と、を接合して補強する接合部材としての機能を有いている。

この補強プレート１は、基礎２に沿って設置される矩形板状のプレート下部１１と、このプレート下部１１と連続して土台３に沿って設置される矩形板状のプレート上部１２と、を備えている。また、図１（ｂ）に示すように、補強プレート１は、基礎２と土台３の側面の段差に合わせて直角に折れ曲がって雁行した正面視矩形状の板材となっている（図２も参照）。

勿論、基礎２と土台３の側面に段差がない場合は、プレート下部１１とプレート上部１２との境界が直角に折れ曲がって雁行する必要はなく、側面視で直線状となっていればよい。また、基礎２と土台３の側面に段差がある場合でも、スペーサーとして他の木板を介装することにより、側面視で直線状としてもよい。そうすることにより、折り曲げ加工の手間と費用を低減することができるからである。

このプレート下部１１には、図１，図２に示すように、正面視矩形状の薄鋼板に、コンクリートに削孔しながら挿入可能なコンクリート用ビスやスクリューアンカー等のあと施工アンカー用のアンカー孔１３が複数形成されている。

一方、プレート上部１２には、薄鋼板から折り曲げ加工されて階段状に折れ曲がって傾斜した複数段の木ビス挿入部１４が形成されている。また、この木ビス挿入部１４には、木ビスを挿入するための円形のビス孔１５が複数穿設されている。このように、木ビス挿入部１４が階段状に折れ曲がって傾斜しているため、後述のように、木ビス９ｂを土台３の側面から柱４に向け斜め上方にねじ込んで挿入することが容易となっている。

なお、補強プレート１として、鋼板からなるものを例示して説明したが、本発明に係る板状補強プレートは、鋼板に限られず、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック：Fiber Reinforced Plastics）や樹脂成形板など、補強する強度に応じた木ビス挿入部１４が形成されたプレート状の部材とすることができる。

また、板状補強プレートをＦＲＰや樹脂成形板とした場合は、アンカー孔１３やビス孔１５を設けず、板状補強プレートにそのまま木ビスやコンクリート用ビス等をねじ込んで貫通させて挿入しても構わない。但し、ねじ込むビスの径より小径でもアンカー孔１３やビス孔１５を設けることによりビスの直進性が向上するため好ましい。

＜木造建築物の補強構造及び補強方法＞
次に、図２を用いて、本発明の実施形態に係る木造建築物の補強構造１０（以下、単に補強構造１０ともいう。）及び本発明の実施形態に係る木造建築物の補強方法（以下、単に補強方法ともいう。）について説明する。在来工法である木造軸組工法により建築された既存の木造建築物の基礎２周りを前述の補強プレート１を用いて補強・補修する場合を例示して説明する。

簡単に、既存の木造建築物の基礎２周りを説明すると、布基礎又はベタ基礎である鉄筋コンクリート製の基礎２の上に、木質材からなる土台３が載置されて図示しないアンカーボルト等で接合され、その土台３の上に、軸組材である木質材からなる柱４が（ほぞ）４ａでつなぎ合わされて立設されている。なお、土台３や柱４の外側の側面には、外装材５が設置されている。

ここで、木質材とは、原木から切り出された木材である無垢材に限られず、ひき板又は小角材を木目方向に平行にして、厚さ、幅、長さ方向に集成接着した集成材や、単板を繊維方向を揃えて積層、接着した軸材料である単板積層材（ＬＶＬ：Laminated Veneer Lumber）など、を含む原材をエレメント（構成要素）に分解し、再構成した材料を含むものを指す。

また、土台３の内側の側面には、大引き６や根太掛けが架け渡され、その大引き６等の上に根太７が載置されて床８が設置されている。このため、背景技術で述べたように、既存の木造建築物の基礎２周りを補強・補修する場合は、外装材５（外壁）及び床８のいずれか一方又はその両方を解体撤去した上、土台３と柱４の基礎２との連結不足や腐食した土台３や柱４を補強・補修した後、再度、外装材５（外壁）や床８を構築し直す必要があった。よって、外装材５（外壁）や床８を復旧するまでの間、居室に居住できない期間が長期化する上、施工費がかさむという問題があった。

本実施形態に係る補強構造１０では、図２に示すように、前述の補強プレート１が基礎２と土台３の内側の側面に沿って設置されて、あと施工アンカーであるコンクリート用ビス９ａで補強プレート１を貫通して基礎２に接合され、木ビス９ｂで補強プレート１を貫通して土台３及び柱４に接合されている。

つまり、本実施形態に係る補強方法では、前述の補強プレート１のプレート下部１１を基礎２の内側の側面に当接して、電動工具等を用いてプレート下部１１の複数のアンカー孔１３にコンクリート用ビス９ａをそれぞれねじ込むことにより、基礎２の内側側面に固定して設置する。

その後、プレート上部１２の木ビス挿入部１４のビス孔１５に、木ビス９ｂを土台３の内側の側面から柱４に向け斜め上方にねじ込んで挿入する。このとき、木ビス挿入部１４のビス孔１５が形成されている面が、プレート下部１１及びプレート上部１２の一般部（木ビス挿入部１４を除く部分）の板面に対して傾斜して設けられている。このため、ビス孔１５が形成されている面に対して木ビス９ｂを直交してねじ込むだけで、図２に示すように、柱４の内部に到達する所望の深さまで木ビス９ｂを容易に到達させることができる。

但し、補強プレート１は、外装材５の下部を一部取り外し、基礎２及び土台３の外側の側面に当接させて、木ビス９ｂを土台３の内側の側面から柱４に向け斜め上方にねじ込んで挿入することもできる。しかし、背景技術で述べたように、雨がかりである外装材５の一部を撤去するため、雨仕舞が困難で手間がかかる上、外装材５（外壁）を復旧するまでの間、居室に居住できない期間ができるという問題と施工費がかさむという問題は発生する。

これに対して、補強プレート１を基礎２の内側の側面に取り付け、プレート上部１２の木ビス挿入部１４から柱４に向け斜め上方にねじ込んで挿入する場合は、既存の木造建築物であっても、床下点検口から床下の基礎２内に入って施工することが可能である。このため、短期間で施工が可能で施工費用を低減することができる。

以上説明した本発明の実施形態に係る補強プレート１、補強プレート１を用いた補強構造１０及び補強方法によれば、床８や外装材５などを部分的に撤去することなく、板状補強プレート１を介して土台３と柱４を木ビス９ｂで接合して基礎２に連結することができるため、木造建築物の基礎２の周りを補強・補修でき、短期間で施工が可能で施工費用を低減することができる。

また、補強プレート１、補強構造１０及び補強方法によれば、床下点検口からの施工が可能な補強プレート１を基礎２の内側の側面に取り付け、プレート上部１２の木ビス挿入部１４から柱４に向け斜め上方にねじ込んで挿入するので、外装材５を含めて外壁を撤去することなく、床下からの施工だけで木造建築物の基礎２周りを補強・補修することができる。このため、さらに短期間で施工が可能で施工費用を低減することができる。

以上、本発明の実施形態に係る補強プレート１、補強構造１０及び補強方について詳細に説明した。しかし、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、例示した実施形態によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１０：補強構造（木造建築物の補強構造）
１：補強プレート（板状補強プレート）
１１：プレート下部
１２：プレート上部
１３：アンカー孔
１４：木ビス挿入部
１５：ビス孔
２：基礎
３：土台
４：柱
４ａ：（ほぞ）
５：外装材（外壁）
６：大引き
７：根太
８：床
９ａ：コンクリート用ビス（あと施工アンカー）
９ｂ：木ビス

Claims (5)

1. 木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する木造建築物の補強構造であって、
   前記基礎と前記土台と前記柱とを接合する接合部材である板状補強プレートが前記基礎と前記土台の側面に沿って設置されており、前記板状補強プレートを貫通して前記土台の側面から前記柱に向け斜め上方に木ビスが挿入されて前記基礎と前記土台と前記柱とを接合されていること
   を特徴とする木造建築物の補強構造。
2. 前記木ビスは、前記土台の床下側の側面から前記柱に向け斜め上方に挿入されていること
   を特徴とする請求項１に記載の木造建築物の補強構造。
3. 木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する木造建築物の補強方法であって、
   前記基礎と前記土台と前記柱とを接合する接合部材である補強プレートを前記基礎と前記土台の側面に沿って設置し、前記板状補強プレートを貫通して前記土台の側面から前記柱に向け斜め上方に木ビスを挿入して前記基礎と前記土台と前記柱とを接合して補強すること
   を特徴とする木造建築物の補強方法。
4. 前記木ビスは、前記土台の床下側の側面から前記柱に向け斜め上方に挿入すること
   を特徴とする請求項３に記載の木造建築物の補強方法。
5. 木造建築物の鉄筋コンクリート製の基礎と、この基礎上に載置された木質材からなる土台と、この土台に取り付けられた木質材からなる柱と、を接合して補強する板状補強プレートであって、
   前記基礎に沿って設置される矩形板状のプレート下部と、このプレート下部と連続して前記土台に沿って設置される矩形板状のプレート上部と、を備え、
   前記プレート上部には、前記土台の側面から前柱に向け斜め上方に木ビスを挿入し易いように階段状に傾斜した複数の木ビス挿入部が形成されていること
   を特徴とする板状補強プレート。

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