JP3024994U - 木造軸組在来工法における鋼製耐震フレームの架構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本考案は、２柱間に囲まれて構成する壁体内
に鋼製アングルフレームを取り付け、基礎コンクリート
に直結する不変形の耐震壁を得て、木造軸組在来工法に
よる耐震及び耐風圧性能の格段の向上を計る。 【解決手段】 本考案は、ＪＩＳ表示許可工場において
製作したフレームを、現場建方時に同時吊り込みをな
し、アンカーボールトにより基礎コンクリートに直結せ
しめ、さらに１・２階の上下に連続した壁体においても
それぞれフレームを配してボールト緊結をして一体とな
し、基礎からの安定度を直接不変形として伝達すること
により、在来の木軸筋かいの収縮や裂損などによる宿命
的な弱点を補完し、建物の力学的性能の向上を可能とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、軸組在来工法による木造住宅の耐震壁について、とかく間取り優先 による壁配置の片寄りの弱点を決定的に補完するもので、鉄筋入り布型基礎コン クリートへ直結せしめる不変形の鋼製フレームを壁中へ挿入取り付けすることに より、耐震・耐風性能の格段の向上部分を建物全体に無理なく容易に配分するこ とを可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、建築基準法指針による木造建築物の耐震的必要軸組壁量の計算は、桁行 き方向及び梁間方向共に、その方向に向いて配置する壁量の合計数値をもって、 基準合否の判断をなしていたもので、間取り優先などによるある部分での耐震壁 としての脆弱箇所の発生存在は、実験的設定値を超えた上下左右強弱と千変万化 する地震・台風への対処を考えるとき、ミクロ的接合金物の多用を配慮したとし ても建物全体を一個の揺れる量体としてマクロ的に捉えるならば、その脆弱箇所 に起因する損失結果の重大さからも、大きな問題点であるといわねばならない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の技術のうち最も懸念すべき軸組形状は、柱芯間隔９０９ｍｍ（通称３尺 間）に挟まれた壁体で、横巾より高さ寸法が約３倍にもなり、その内部に基準法 指針の厚さ３０〜４５ｍｍの木質筋かいを取り付けた場合、筋かいとしての最も 有効な角度を４５度とするならば現実には７０度前後となり、抗力ゼロの直立に 近ずく形状であるにかゝわらず壁の横長さ９０９ｍｍをもって合計有効壁量の一 員数に加算が許されるという問題点があるのに対し、本考案は、通称の３尺間壁 といえども鋼製フレームを基礎コンクリートに直結せしめる不変形の壁体として 耐力確立を容易に可能とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 上記目的を確実に達成するために、鋼製フレームの製作はＪＩＳ表示許可工場 指定によるものとし、熟練の溶接技術に裏打ちされた製品の強度と寸法精度の高 揚を計る。

【０００５】 フレーム本体及び付属ボールトの総てに溶融亜鉛メッキを施す。

【０００６】 レッカー車を伴う現場建方時におけるフレーム本体の取り付けは、平常の大工 職方により容易に建て込みが可能となるもので、所定の各ボールトの仮締めから 本締めに至る調整加減により、両側の柱の曲がりぐせ直しや建物垂直線（通称下 げ振り）などは不動のものとして固定できるのであり、内部造作工事の進展によ りボールトの締め元が隠蔽されてゆく時点で今一度の確認本締めも行なう。

【０００７】 フレームの横巾寸法決定の基本となる柱間隔については、通称関東間サイズと しての９０９ｍｍ（通称３尺間）・１，３６３．５ｍｍ（４．５尺間）・１，８ １８ｍｍ（６尺間）の外に、関西間及び中京間サイズなども考慮し、更に柱のう ちの１本が１２０ｍｍ角（通称４寸角）断面の場合にも対応できるよう標準種別 を増やすこととし、フレームの高さ寸法については、１階用では土台上端より２ 階梁下端までを２，５００ｍｍと標準設定してフレーム寸法とし、２階用では２ 階梁上端より小屋梁下端までを２，２００ｍｍと標準設定してフレーム寸法とす るが、室内での天井高さを２，４００ｍｍ（８尺）以上を確保したいとする建物 個々の階高と梁材寸法の自由選択結果によるフレーム標準値との不足差異は、梁 下端に寸法調整枕材を取り付けて合寸とし、貫通ボールトをもってそれぞれ緊結 する。 またフレーム取り付けを要する１階部分が平屋状である場合は、通例的な軒高 さの平均値に照らして上述の２階用フレームを充当して基礎コンクリートへアン カーボールトをもって緊結する。

【０００８】 フレームを内蔵する壁体の一面が和室・眞壁となる場合は、フレーム厚さ７５ ｍｍの芯を柱１０５ｍｍ角の芯通りと同一線重ねとはせず、フレームを和室の反 対側へ柱の同面線まで１５ｍｍ移動納めとして対処する。 詳細は図１０に示す 。 この場合、アンカーボールトも予め移設しておかねばならない。

【０００９】

【考案の実施の形態】

考案の実施の形態について、先ず前提条件となる基本概念を述べる。 フレーム本体の製作は、溶接強度や寸法精度厳守の重要性からＪＩＳ表示許可 工場に限定するものとし、かつ商品化に先だち当該工場製作の１号品（図１を対 象）をもって、ＪＩＳ・Ａ・１４１４「建築用構成材（パネル）およびその構造 部分の性能試験方法」に定められている「面内せん断試験（Ｂ）」に準ずる実物 テストを認定施設において実施し、そのデータを建設省の所轄部署へ所定の手続 き提出を行い、建設省告示１１００号（昭和５６年）に定めている壁倍率値の認 定取得に努めることとする。 かかる概念をもって製作された耐震フレームの現場建方時における取り付けは 、土台敷きこみの後、柱立ての先に予め基礎コンクリートの所定寸法位置に埋め 込み済みのアンカーボールトと下枠の穴芯を合わせながらレッカーにより吊り込 み、ダブルナットの仮締めにより自立させておき、順次柱立ての後に図１例のご とき２階での上下連続フレームにも対応しながら小屋梁までの全軸組材を建て終 えたら最終下げ振りをもって建物全周の垂直確認を行ない、総てのボールトを本 締めする。 ただ、フレームの竪枠から柱へのコーチボールトの締め込みには、事前に柱の 曲がりぐせ直しも意図の内に入れ、かつボールト側に製材心割りと合致のなき様 留意すべきである。

【００１０】

【実施例】

以下、添付図面に従って一実施例を説明する。 図１は、２階建てのうち１階部分で、柱芯間隔９０９ｍｍ（３尺間）が構成す る壁体の中へフレームを取り付けた場合の内側方向から見た正面図であるが、１ は主枠アングルで、２は２本のアングルを背合わせにして中帯枠とし、３は２本 のアングルを襷がけにして上下で筋かい枠とし、それぞれの接点を溶接して一体 枠となし、溶融亜鉛メッキ（どぶ浸け）を施して工場製作としての１単位のフレ ームを形成する。

【００１１】 建築現場に搬入されたフレームの取り付け手順は、先ず１２の布基礎コンクリ ート上に据えられた７の土台上の所定位置にフレームを載せ、予めコンクリート に埋め込まれていた４のアンカーボールトに穴合わせのうえダブルナットをもつ て仮締めして自立させておき、８の柱から９の２階梁を含め１階周りを順次建て こめ、その際に５の貫通ボールトも挿入して仮締めをなし、１単位フレームの１ 次取り付けを完了する。 １１の枕材は同時建てこみのもの。

【００１２】 ２階部分においても耐震上フレームを必要とし取り付ける場合は、図の上部の 例示のごとく２階梁上端へフレームを載せ、貫通ボールトをもって上下フレーム を一体として緊結し、２階柱を建てこみ、１０の小屋梁を含め総ての軸組材を建 て終えたら建物全周での垂直確認を行ない、仮筋かいの打ちつけ後、６のコーチ ボールトの捻じこみと、全ボールトの本締めを確実に行なって耐震フレーム取り 付けの実施工程と所期の目的を完了する。 また、２階までの上下連続フレームのボールト納まり図示部分で、中央２本が 貫通もので両端部がコーチボールトとなっているのは、フレーム内の筋かいアン グル材が位置し貫通長さのものは挿入不可能となるためであるが、コーチボール トの性能及びフレーム４辺主材アングル７５ｍｍ×７５ｍｍ×６ｍｍの断面の持 つ強度からみても支持力減少の懸念は無い。

【００１３】 図２は、柱芯間隔を１，３６３．５ｍｍ（４尺５寸間）を標準型と設定した場 合の正面図で、付随する詳細諸件は上述した図１の説明各部分に同様追随する。 ただ、当図では２階での上下連続する壁体巾を９０９ｍｍの異質条件となる場合 を例示しているが、基本的留意点に相違は無い。

【００１４】 図３は、柱芯間隔を１，８１８ｍｍ（６尺間）を標準型と設定した場合の正面 図で、付随する詳細諸件は上述した図１及び２の説明各部分に同様追随する。

【００１５】 図４は、フレーム下枠と基礎アンカーボールトが柱通り芯と同一線で納まる詳 細図である。

【００１６】 図５は、２階梁材と高さ調整枕材を挟んでフレームが上下に連続取り付けとな る場合の詳細図である。

【００１７】 図６は、小屋梁材下端に高さ調整枕材を挟んでフレーム上枠が取り付く場合の 詳細図である。

【００１８】 図７は、フレーム枠主材アングルと中帯及び筋かいアングル４０ｍｍ×４０ｍ ｍ×５ｍｍの納まりと溶接仕様を示す詳細図である。

【００１９】 図８は、図２に示した標準巾フレームの斜視図である。

【００２０】 図９は、布基礎のコンクリート打ち込み時のアンカーボールト理め込みに際し て、位置の寸法精度を厳守するため、フレームの梱包用枠板を再活用して穴定規 とするもので、厚さ１２ｍｍ合板が適宜と考えられ、製作工場でのアングル加工 と同一の原寸型板をもって穴あけを済ませておくことを意図とする斜視図である 。

【００２１】 図１０は、フレームを含む壁体の片面が、和室の眞壁となる場合のフレームの 移動納まりを示す平面及び断面の各詳細図である。

【００２２】 考案者の設計によるフレーム現場実施の個人住宅新築例を以下に列記する。 その１． 青山邸・・武蔵野市内・・昭和５６年・・９０９ｍｍ巾３か所 その２． 加藤邸・・武蔵野市内・・昭和５８年・・９０９ｍｍ巾２か所 その３． 宮沢邸・・所沢市内 ・・平成 ３年・・９０９ｍｍ巾３か所 （いずれも１階のみ）

【００２３】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果が得られる。

【００２４】 木造建築物における従来技術での耐震・耐風圧について圧縮方向に抵抗するた めの木質筋かいは、その取り付け時には長さ寸法の精度も大工職方の技量により 不足なく切り込めたとしても、半乾燥木材の宿命として３ｍ〜３．６ｍの筋かい 長さは、現場での通風乾燥に曝されて内外部の仕上げ時頃までには殆どの場合そ の両端部において、２ｍｍ〜３ｍｍの空隙は避けられないのであり、そこに強大 な圧縮力がかゝればその空隙分が建物の揺れ発生源となってゆくことは明瞭であ り、保護策とされる端部接合金物においても打ち留め釘などに戻り揺れをも含め た負担がかゝり、筋かい本体にもやがて割れが生じ、計算上の期待強度も減失し てしまう致命的な弱点を、本考案の鋼製フレームは、不変形の支持壁体として基 礎コンクリートに直結した安定度をもって耐震・耐風圧効果を発揮するものであ る。

【００２５】 上述のごとき効果を最も顕著に発揮できる部分は、木質筋かいの最も有効度の 薄い柱芯間隔９０９ｍｍ（通称３尺間）の壁体における場合である。 当考案者は、昭和２７年秋の北陸富山県中央部を縦断直撃した最大風速７０ｍ と記録されたジェーン台風の実体験者である。 その時、新築工事半ばと完工直前の２階建て２棟の建物は、共に風方向に面し た１階隅部分で先ず膝を折るように屈みこんで、ゆっくり半回転するごとく２階 をも引きずって殆ど同時に倒壊した生の姿を目撃したのである。 押す方向での揺れと、戻る方向での揺れとが交互に断続する文字通りの揺さ振 りのなかで最も弱い部分が先ず膝を折るのは、屋根瓦や家財など頭の重みが揺れ を加速するなど地震においても同様であろうと考えられる。 本考案は、住宅プランニングにおける間取り優先の功罪結果による脆弱か所を 容易に補完し、建物全体に無理なく適所にバランス良く耐震・耐風圧壁体を配分 することを可能とするもので、耐久消費財としての高価な建築物の寿命維持と、 その器の中で営まれる生活者のより安全をも計るべきであろうことも切なる願望 を込めて考案の効果と期するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】フレーム横巾を柱芯９０９ｍｍ（３尺間）とし
た標準型の正面図である。

【図２】フレーム横巾を１，３６３．５ｍｍ（４．５尺
間）とした標準型正面図である。

【図３】フレーム横巾を１．８１８ｍｍ（６尺間）とし
た標準型の正面図である。

【図４】フレーム下枠とアンカーボールトとの納まり詳
細図である。

【図５】２階梁を挟んで１・２階上下連続してフレーム
を取り付ける詳細図である。

【図６】フレーム上枠と小屋梁との納まり詳細図であ
る。

【図７】フレーム内の中帯と筋かいのアングル材の溶接
納まり詳細図である。

【図８】フレーム本体の斜視図である。

【図９】アンカーボールト用の定規板の斜視図である。

【図１０】フレーム壁体の片面が和室眞壁の場合の納ま
り詳細図である。

【符合の説明】

４．アンカ−ボールト Ｌ６００ｍｍ・φ１６ｍｍ・Ｗ
ナット・割座金 ５．貫通ボールト Ｌ３００ｍｍ・φ１６ｍｍ・Ｗ
ナット・割座金 ６．コーチボールト Ｌ ５０ｍｍ・φ ９ｍｍ・割
座金 ７．土台 １０５ｍｍ×１０５ｍｍ ８．柱 １０５ｍｍ×１０５ｍｍ ９．２階梁 １２０ｍｍ×１５０ｍｍ １０．小屋梁 １０５ｍｍ×１０５ｍｍ １１．枕材 １２０ｍｍ× ３０ｍｍ〜１００ｍｍ １２．布基礎コンクリート・鉄筋入り・Ｗ１２０ｍｍ・
Ｈ６００ｍｍ〜 １３．天端均しモルタル １４．ボールト穴定規板 ・Ｗ７５ｍｍ・厚さ１２ｍｍ １５．床板 フローリングパネル １６．床板 タゝミ下地 １７．タゝミ １８．巾木 １９．床根太 ２０．壁貫板 ２１．石膏ボード・クロス下地・厚さ１２ｍｍ ２２．石膏ボード・京壁下地・厚さ８ｍｍ ２３．和室・京壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｂ 2/56 ６３２ Ｊ 6951−2Ｅ Ｂ 6951−2Ｅ Ｄ 6951−2Ｅ Ｈ 6951−2Ｅ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３２１ Ｂ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直立する２本の木軸柱材と下部土台及び
   上部梁材に囲まれた面状をもって構成する壁体の厚み内
   部に、鋼材等辺山形鋼（通称アングル）による４周辺枠
   及び中帯枠と交差筋かい枠の各接点を溶接した不変形の
   一体枠（以下耐震フレーム又はフレームと呼称する）と
   したものを土台上に載せ、下部の鉄筋入り布型基礎コン
   クリートの所定寸法位置に予め埋めこんだアンカーボー
   ルトをもって強固に緊結し、両脇の柱材とはスクリュー
   ねぢ付きコーチボールトで、また上部梁材とは貫通ボー
   ルトをもってそれぞれ緊結して、基礎コンクリートに直
   結する耐震壁体となることを特徴とする木造軸組在来工
   法における鋼製耐震フレームの架構。