JP3122159U

JP3122159U - 建築物の耐震補強構造

Info

Publication number: JP3122159U
Application number: JP2006002128U
Authority: JP
Inventors: 三男難波; 克俊櫻井; 輝之加藤
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-03-24
Also published as: US20070234672A1; CN101041979A

Abstract

【課題】軽量で、取り回しがよく、防火性・耐腐朽性があり、筋かいに頼らずに、耐震性や壁倍率を向上させることが可能な建築物の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】左右に対向配置された一対の柱７と各柱７に接合された上段横架材１と下段横架材２からなる構造躯体において、所定の寸法の窯業系サイディング９が横張り状態で当接され、所定の間隔で釘４またはビスで留め付けることによって、建築物の耐震性や壁倍率を向上させる。
【選択図】図１

Description

本考案は、建築物の耐震補強構造に関し、とくに、木造の建築物において、窯業系外壁材などの構造用面材を使用してなる耐震補強構造に関する。

従来より、木造建築物のうち、在来軸組構法においては、構造躯体である柱・梁・胴差し・土台といった軸組構成物に構造用合板や筋かいを取り付けて構造物全体の水平剛性と水平耐力を高め、耐震性を向上させている。ここで、構造用合板としては、たとえば厚さ１２ｍｍや９ｍｍで縦横寸法が８尺×３尺サイズのものを使用し、それを釘を使って１５０ｍｍ間隔で外周と間柱に当たる部分に留め付けて耐震構造を形成している。

また、窯業系サイディングのうち硬質木片セメント板を構造用面材として使用する例としては、厚さ１２ｍｍ×横９１０ｍｍ×縦３０３０ｍｍのものを柱・間柱に同様にして１５０ｍｍ間隔で釘でもって留め付けて壁倍率をおよそ２．０にする構造が昭和５６年６月１日建設省告示第１１００号に示されている。ここでは、９１０ｍｍ×３０３０ｍｍサイズの硬質木片セメント板を構造用面材として施工した構造は、壁倍率を有する耐力壁となると規定されてはいるが、硬質木片セメント板を除く窯業系サイディングについては、なんら規定されていない。
また、同告示は、縦張りの構造用面材を使用した耐力壁の仕様を主に規定しており、構造用面材を継ぎ合わせて軸組に留め付ける場合や横張り施工などについては、面材の継ぎ手を補強するための胴つなぎ・横桟などを設けたものに限って、壁倍率を有する耐力壁となると規定している。そのため、複数枚の面材を継ぎ合わせて軸組に留め付ける仕様や横張り施工仕様などは、軸組に胴つなぎ・横桟などを追加しなければならず、施工の手間が増え、施工費用が高くなるなどの欠点がある。これらの理由より、一般的には、縦横寸法が８尺×３尺サイズや９尺×３尺サイズの面材を横張りとはせず、縦張りで施工する耐力壁構造が広く普及している。
なお、壁倍率とは、建築基準法において、耐力壁の強さを表す数値であり、壁倍率１．０とは、耐力壁の長さ１ｍ当たりの基準耐力が１．９６kNであることをいう。なお、上記告示に規定された構造用面材以外の面材を用いて壁倍率を有する耐力壁とする場合には、国土交通大臣の大臣認定を取得する必要がある。

一方、耐力壁構造として大臣認定を取得した一部の窯業系サイディングは、寸法が厚さ１３ｍｍ×横９１０ｍｍ×縦３０３０ｍｍと大きく、面材１枚当たりの質重量がおおよそ３０kgと大きいため、面材を一人で運搬して張り付けることは困難であり、しかも寸法が大きいために、取り回しに余分な時間がかかり、作業能率が劣るという欠点があった。

ところで、特開２００４−６０２９３公報に、壁構造の発明が開示されている。ここには、複数枚の面材を継ぎ合わせて用いた面材張設の実施例、変形例が開示されてはいるものの、面材の寸法が短辺９１０ｍｍ、長辺９１０ｍｍ以上であるために、やはり取り回しに余分な時間がかかり、作業能率が劣るという問題についてはなんら解決されていない。

そこで、取り扱う面材を軽く、取り回しをよくするためには、面材一枚の寸法を小さくすることが考えられる。また、特開２００４−２６３５００公報には、家屋補強用キット及びその使用方法が、特開２００５−２３２７１３公報には、木造軸組住宅の耐震補強構造及び方法、の発明が開示されている。ここには、面材一枚の寸法を小さくした耐力壁が開示されてはいるものの、上段横架材と下段横架材の間において、対向する柱または間柱に横桟を追加せざるを得ず、施工の手間が増えてしまい、上述した作業能率が劣るという問題については、なんら解決されていない。

また、開口部分や、軒天井の施工後に面材を施工しなければならないような部分では、耐震耐力が見込めないという問題もある。また、施工法や施工手順、施工位置に制約があると建築物に耐震構造要素をバランスよく配置することが困難になってしまう。さらに、構造用合板などの木質材については、可燃材であるため、防火性の面でも問題があり、外壁の施工方法や環境条件が原因で、腐朽する恐れもある。

また、従来からの木質筋かいを使用した耐震施工によらずに、より簡単な施工構造・方法も望まれている。なぜなら、一般的な木質筋かいを用いた耐力壁構造の場合、筋かい自身の圧縮時と引張り時の抵抗力に差があるため、同一耐力壁線上で筋かいの方向が一対となるように筋かいを配置しないと十分な耐震効果を発揮しない。また、施工者の技量により施工品質に差があり、しかも長さ３ｍ〜３．６ｍの筋かいを使用した場合には、筋かいと横架材または柱との接合部に２〜３ｍｍの空隙（げき）が発生する不具合は避けらない。この空隙がある場合、軸組構造に繰り返し荷重が加わると、荷重がゼロの付近で容易に変形するスリップ現象が発生し、初期剛性の低下につながる。さらに、木質筋かいを用いた耐力壁は、筋かいとその接合部に大きな応力が集中する構造であり、横架材が破壊したり、筋かいが折れたりして脆（ぜい）性的な破壊をまねく恐れがある。加えて、構造用合板などの木質材と同様に、木質筋かいは環境条件が原因で腐朽する恐れがある。
よって、木質筋かいを用いた軸組構造であっても、けっして十分な耐震構造は得られない。

木質筋かいを使用しないで耐震補強を行う施工構造については、実公第３０２４９９４号公報に、木造軸組在来工法における鋼製耐震フレームの架構の考案が開示されている。しかしながら、ここには、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性能の向上を図る例が開示されてはいるものの、複雑な形状・施工構造であるために、これも作業能率が劣るという問題についてはなんら解決されていない。

特開２００４−６０２９３特開２００４−２６３５００特開２００５−２３２７１３実公第３０２４９９４号

本考案は、上記した多数の問題点を解決するためになされたものであり、軽量で、取り回しがよく、防火性・耐腐朽性があり、筋かいに頼らずに、耐震性や壁倍率を向上させることが可能な建築物の耐震補強構造を提供することを目的としている。

本考案の上記目的は、窯業系サイディングの上下接合部を補強するための胴つなぎ・横桟などの下地材を構造躯体に設けることを不要とする耐震補強構造であって、左右に対向配置された一対の柱と各柱に接合された上段横架材と下段横架材からなる該構造躯体に、該窯業系サイディングが横張り状態で固定されていることを特徴とする建築物の耐震補強構造により達成される。

また、本考案の上記目的は、さらに、少なくとも上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分の前面に窯業系サイディングが当接され、３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されている建築物の耐震補強構造により、より効果的に達成される。

また、本考案の上記目的は、上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分以外の中間位置に、該窯業系サイディングが３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されている建築物の耐震補強構造により、さらに効果的に達成される。

また、本考案の上記目的は、上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分以外の中間位置に開口部が設けられており、さらに該開口部を除く前記中間位置に窯業系サイディングが３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されている建築物の耐震補強構造により、さらにより効果的に達成される。

また、本考案の上記目的は、窯業系サイディングが縦幅２２０ｍｍ以上１０００ｍｍ未満、横幅２０００ｍｍ以下の寸法であることにより、いっそうより効果的に達成される。

また、本考案の上記目的は、上段横架材または下段横架材と、各柱との接合部またはそれら部材間が接合金物または補強金物で結合され、かつ、当接される窯業系サイディングと干渉しない位置に該接合金物または補強金物が結合されているか、または、該接合金物または補強金物が窯業系サイディングと干渉しないようにするために、上段横架材または下段横架材、各柱に該接合金物または補強金物の形状および厚さに相当する部分が座掘りされており、該座掘り部分に接合金物または補強金物が埋め込まれて結合されている構造躯体である建築物の耐震補強構造により、なおいっそうより効果的に達成される。

本考案の建築物の耐震補強構造によれば、一人でも簡易に構造用面材としての窯業系サイディングを張りつけることを可能となし、作業能率を上げ、しかも耐力壁としての良好な効果を発揮させることが可能となる。また、施工法や施工手順、施工位置に制約があって、建築物に耐震構造要素をバランスよく配置することが難しい場合においても本考案を適用することが可能である。そして、窯業系サイディングは不燃材または準不燃材であるため、軸組構造の防火性を高めることが可能となり、木材のように腐朽しないため、長期にわたって耐久性を確保することが可能となる。さらに、従来のように筋かいだけに多くの耐震性を負担させることなく、構造用面材によって構造耐力を向上できるため、同一耐力壁線上の壁体全体に負荷を分散させることが可能となる。
したがって、本考案にかかる建築物の耐震補強構造によれば、施工が簡易でかつ耐震性、適用性、防火性、耐久性（耐腐朽性）、危険防止に優れるため、その有用性はきわめて高い。

図１から図７に従って、本考案の最適な実施態様について説明する。

図７に示す従来例は、上段横架材１と下段横架材２を１枚の面材でつなぐことが可能な寸法の面材３を用いて、釘４留めで軸組構造５に固定された耐力壁６を示している。

図１および図２に示す本考案の実施例１は、上段横架材１、下段横架材２、柱７、間柱８で構成される軸組構造５に対して、建築用面材である窯業系サイディング９（以下、板９）が、下から順番に上に向かって横張り状態で張り付けられている状態を示す。ここでは、柱７の間隔にあわせて、板９の左端部９１および右端部９２が柱７の前面に当接するように板９の寸法を設定している。

板の張り付けにおいては、最下段の板９を下段横架材２に当接し、釘４を５０ｍｍの間隔で板９の下辺に沿ってその長辺方向に打ち付けて、板９を留め付ける。さらに、前記の板９の左端部９１、右端部９２が柱７に当接する箇所については、釘４を５０ｍｍの間隔で板９の左辺および右辺に沿ってその短辺方向に打ち付けて、板９を留め付ける。また、この板９において、間柱８に当接している箇所については、釘４を２００ｍｍの間隔で板９の短辺方向に打ち付けて留め付ける。

つぎに、下から数えて２段目から５段目に相当する下段横架材２および上段横架材１に当接しない各板９については、板９の左端部９１、右端部９２が柱７に当接する箇所について、釘４を５０ｍｍの間隔で板９の短辺方向に打ち付けて、板９を留め付ける。また、この同じく下から数えて２段目から５段目に相当する各板９において、間柱８に当接している箇所については、釘４を２００ｍｍの間隔で板９の短辺方向に打ち付けて板９を留め付ける。

さらに、下から数えて６段目の板９に相当する上段横架材１に当接する箇所については、上段横架材１に釘４を５０ｍｍの間隔で板９の上辺に沿ってその長辺方向に打ち付けて、板９を留め付ける。さらに、この板９の左端部９１、右端部９２が柱７に当接する箇所については、釘４を５０ｍｍの間隔で板９の左辺および右辺に沿ってその短辺方向に打ち付けて、板９を留め付ける。また、この板９において、間柱８に当接している箇所については、釘４を２００ｍｍの間隔で板９の短辺方向に打ち付けて板９を留め付ける。

ここで、本考案の実施の形態にかかる実施例１および後述する実施例２ならびに変形例において使用する釘４は、胴部径２．７５ｍｍ、長さ５０ｍｍで胴部の形状がスムースのものである。この釘４は、後述する比較例で示す釘よりも胴部径・長さともに大きく、胴部に凹凸が設けられていない形状である。板９を上段横架材１および下段横架材２ならびに柱７に打ち付ける釘４の間隔５０ｍｍを３０ｍｍ間隔より小さくすると板の割れが発生するため、３０ｍｍ以上の間隔で施工することが望ましい。また、この釘４の間隔５０ｍｍを５５ｍｍ間隔より大きくすると耐力が低下するため、５５ｍｍ以下の間隔で施工することが望ましい。同様の理由で、板９を間柱８に留め付ける釘４の間隔２００ｍｍについては、３０ｍｍ以上の間隔とすることが望ましく、この２００ｍｍ間隔を２５０ｍｍ間隔より大きくすると板の面外方向に反りや浮きなどが発生し、耐力を発現させる上では好ましくないため、２５０ｍｍ以下の間隔で施工することが望ましい。

なお、下段横架材とは、軸組構造の１階部分においては土台に相当し、２階以上の部分においては、胴差し・梁（はり）・桁（けた）に相当する。また、上段横架材とは、軸組構造の１階以上の部分においては胴差し・梁・桁に相当する。

図３に示す本考案の実施例２は、軸組構造５に開口１０がある場合であり、開口１０があるために、下から数えて４段目と５段目の板を張設できない例である。この場合、最下段・２段目・３段目・６段目の計４段分の板９しか張設されていないが、この場合も、各板９の釘４の位置は実施例１と同様としている。

図４に示す本考案の実施例２の変形例は、軒天井の施工の手順上、軒天井内の上段横架材に板を張設できない場合であり、上段横架材１に下から数えて６段目の板を張設できない例である。この場合も、各板９の釘４の位置は、実施例１と同様としている。

図５および図６に示す比較例は、一般的な横張り・直（じか）張り施工の窯業系サイディング壁の例である。柱７または間柱８に板９が当接されている箇所は、釘４を２００ミリの間隔で板９の短辺方向に打ち付けて、板９が留め付けられている。使用する釘４は、胴部径２．３ｍｍ、長さ３８ｍｍで胴部の形状がリングのものである。

つぎに、本考案の実施の形態にかかる壁構造：実施例１・実施例２と、通常壁として施工される窯業系サイディングの横張り直張り壁構造（比較例）について、それぞれの比較を行うべく耐力試験を行った結果を表１から表４に示す。

＜試験方法＞
建築基準法第７７条の５６および建築基準法に基づく指定資格検定機関等に関する省令第７１条の２に定める指定性能評価機関が公表する『木造耐力壁及びその倍率の試験・評価業務方法書』に記される建築基準法施行令第４６条第４項表１の（八）項の規定に基づく認定に係（かか）わる試験方法を基本にした試験方法による。なお、完全弾性モデルおよび壁倍率の算出方法についても上記の評価方法を基本にした評価方法による。

＜試験体＞
表１：試験体概要

表２：実施例１と実施例２、比較例の「荷重−変形角データ」

表３：実施例１と実施例２、比較例の性能表

表４：実施例１と実施例２、比較例の「荷重−変位グラフ」

＜試験結果＞
試験データより、釘の胴部径を大きくし、また釘どうしの間隔を小さくすることにより、板と釘の接合部の変形による軸組構造全体のせん断耐力が大きくなる。よって、実施例１は比較例に比べて実験壁倍率が２．４倍程度向上する。実施例２も比較例に比べて実験壁倍率が１．５倍程度向上する。実施例１に比べて実施例２は板の枚数や釘の総本数が少なくなるため、実施例１に比べて実施例２の実験壁倍率は小さくなる。

これらのことより、耐力面材１枚の面積を小さくしても、実施例１および実施例２は、優れた耐震性能を有する耐力壁構造が実現できる。

また、図４に示す本考案の変形例は、軒天井の施工の手順上、軒天井内の上段横架材に板を張設できない例であるが、この場合には、最上部の１段分の板を施工できないものの、横張り施工の窯業系サイディング壁でも十分な耐力壁構造が可能になる。図３に示す実施例２と同様に、実施例１に比べてこの変形例では板の枚数や釘の総本数が少なくなるために、実施例１に比べて壁倍率は小さくなる傾向にある。

このように、実施例１に比べて実施例２および変形例の壁倍率は低減されるが、耐震改修工事の際に、耐力壁を確保しにくい部分などにおいては非常に有用である。たとえば、住宅の品質確保の促進等に関する法律第７条から第１０条までの規定の定めるところによる指定住宅性能評価機関が、同法第３条第１項および平成１３年８月１４日国土交通省告示第１３４６号に規定される日本住宅性能表示基準に基づき、同法第５条第１項および同施行規則第１条、平成１３年８月１４日国土交通省告示第１３４７号に基づく住宅性能評価を行う際には、耐震等級や耐風等級を評価する場合に、実施例２および変形例は準耐力壁として扱い、耐力を算入し評価することができる。

また図示しないが、接合金物または補強金物を使用して軸組構造を構成する形態もある。この場合も実施例１または実施例２、変形例を適用することが可能である。

同様に、接合金物または補強金物が耐震補強金物としての機能を持ち、軸組構造が耐力壁構造の性能を有する場合に、これら実施例１または実施例２、変形例を適用して、複合耐力壁として構成することも可能である。

なお、本考案の建築物の耐震補強構造における構造躯体については、上述のごとく、軸組構法を主に説明をおこなってきたが、これ以外の構法、たとえば枠組壁構法や丸太組構法についても同様に適用可能である。

なおまた、本考案の建築物の耐震補強構造における構造躯体には、柱と間柱との間隔を４５５ｍｍとする尺モデュールや、同５００ｍｍとするメーターモデュールなどの基準寸法に基づく軸組構法・構造がある。これらの軸組に対して窯業系サイディングを横張りで施工する場合、尺モデュールのとき、板のサイズを縦幅２２０ｍｍ以上９１０ｍｍ未満、横幅１８２０ｍｍ以下、もしくはメーターモデュールのとき、縦幅２２０ｍｍ以上１０００ｍｍ未満、横幅２０００ｍｍ以下とすることが可能である。
たとえば、尺モデュールの場合、幅が１８２０ｍｍ、高さが２７２７ｍｍの軸組構造に、縦幅６１０ｍｍ・横幅１８２０ｍｍの板を張設するとき、４段分は縦幅６１０ｍｍの板を使用し、上段横架材に当接する最上段部は２８７ｍｍに切断した板を使用すればよい。
また、同様の軸組構造に、たとえば、縦幅５００ｍｍ・横幅１８２０ｍｍの板を張設するとき、５段分は縦幅５００ｍｍの板を使用し、上段横架材に当接する最上段部は２２７ｍｍに切断した板を使用すればよい。
同様に、メーターモデュールの場合、幅が２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍの軸組構造に、たとえば、縦幅９００ｍｍ・横幅２０００ｍｍの板を張設するとき、３段分は縦幅９００ｍｍの板を使用し、上段横架材に当接する最上段部は３００ｍｍに切断した板を使用すればよい。
なお、板の厚さは１２ｍｍ以上が望ましいが、厚さが１２ｍｍ未満であっても要求される壁倍率に応じて厚さを設定することが可能である。

さらに、窯業系サイディングは表面塗装の有無を問わず、板の張設面は外壁側、内壁側を問わない。耐力壁構造の耐久性をより確保したい場合には、外壁において無塗装の板を用いたときは、板の表面側に仕上げを施すことが望ましい。この板の端部小口に面取り加工を施してもよく、また、板どうしの接合部分の形状は、突き合わせ、合决り実（あいじゃくりざね）、本実（ほんざね）のいずれかもしくはそれらの組み合わせでよい。一例として、板を内装で使用する場合、面取り加工を施した板の小口どうしを突き合わせて接合目地をつくり、この目地にパテなどの充填（てん）材を塗り込んで、無目地処理を施す構成があげられる。

そのうえ、板の上下左右の端部において、板に打ち付ける釘またはビスの端あき・縁（へり）あき距離が１５ｍｍ未満だと板の割れが発生するため、１５ｍｍ以上の端あき・縁あき距離を確保することが望ましい。釘は、ＪＩＳＡ５５０８に規定されるステンレス鋼くぎで、胴部径２．７５ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上で胴部の形状がスムースのものを使用することが望ましい。これについても板の厚さと同様に、要求される壁倍率に応じて、上記規格の鉄丸くぎ・せっこうボード用くぎなどを設定することや、胴部径・長さ・胴部の形状などを設定することが可能である。

ならびに、ビスを用いて板を留め付ける場合には、ビスは、ＪＩＳＢ１１２２に規定される十字穴付き皿タッピンねじで直径３ｍｍ以上、長さ３０ｍｍ以上のもの、またはコーススレッドを使用することが望ましい。これも上記と同様に、要求される壁倍率に応じて、せっこうボード用ビスや軽天タッピングビスなどを設定することや、直径・長さなどの寸法形状を設定することが可能である。また、ビスの施工時に、板の端部が割れるのを防ぐため、板にあらかじめビスの径と同じ径または若干小さい径の先孔（あな）を穿（せん）孔し、電動ドライバなどの電動工具を用いて、板が割れないよう、この先孔にビスをねじ込むことが望ましい。

本考案の実施例１にかかる建築物の耐震補強構造の代表例の一例を示す正面図図１に示す耐震補強構造の平面図本考案の実施例２にかかる建築物の耐震補強構造の代表例の一例を示す正面図本考案の実施例２にかかる建築物の耐震補強構造の変形例を示す正面図本考案にかかる建築物の耐震補強構造の比較例を示す正面図図５に示す比較例の平面図従来の耐力壁の正面図

符号の説明

１上段横架材
２下段横架材
３面材
４釘（くぎ）
５軸組構造
６耐力壁
７柱
８間柱
９板（窯業系サイディング）
１０開口
９１板９の左端部
９２板９の右端部

Claims

窯業系サイディングの上下接合部を補強するための胴つなぎ・横桟などの下地材を構造躯体に設けることを不要とする耐震補強構造であって、左右に対向配置された一対の柱と各柱に接合された上段横架材と下段横架材からなる該構造躯体に、該窯業系サイディングが横張り状態で固定されていることを特徴とする建築物の耐震補強構造。
少なくとも上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分の前面に窯業系サイディングが当接され、３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されていることを特徴とする請求項１記載の建築物の耐震補強構造。
上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分以外の中間位置に、該窯業系サイディングが３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されていることを特徴とする請求項２記載の建築物の耐震補強構造。
上段横架材と各柱の上方部分ならびに下段横架材と各柱の下方部分以外の中間位置に開口部が設けられており、さらに該開口部を除く前記中間位置に窯業系サイディングが３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の所定の間隔でその当接部分に釘またはビスで固定されていることを特徴とする請求項３記載の建築物の耐震補強構造。
窯業系サイディングが縦幅２２０ｍｍ以上１０００ｍｍ未満、横幅２０００ｍｍ以下の寸法であることを特徴とする請求項１から４まで記載の建築物の耐震補強構造。
上段横架材または下段横架材と、各柱との接合部またはそれら部材間が接合金物または補強金物で結合され、かつ、当接される窯業系サイディングと干渉しない位置に該接合金物または補強金物が結合されているか、または、該接合金物または補強金物が窯業系サイディングと干渉しないようにするために、上段横架材または下段横架材、各柱に該接合金物または補強金物の形状および厚さに相当する部分が座掘りされており、該座掘り部分に接合金物または補強金物が埋め込まれて結合されている構造躯体であることを特徴とする請求項１から請求項５まで記載の建築物の耐震補強構造。