JP3127214U

JP3127214U - 筋交いユニット

Info

Publication number: JP3127214U
Application number: JP2006007418U
Authority: JP
Inventors: 誠治坂井; 志行坂井
Original assignee: 有限会社坂井家起こし
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2016-09-13

Abstract

【課題】木造軸組構法によって建築された建物において、強い地震時には傾きが生じても倒壊するのを防ぎ、建物倒壊による圧死や怪我といった人的被害を食止めることができる筋交いユニットを提供することにある。
【解決手段】木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けられるものであって、縦枠部材２と横枠部材３とをヒンジ接続して四角形状に形成した枠体６の対角線上に筋交い５を設けてなる筋交いユニット１において、木組みの内面に固定して設けられた枠体が外力によって水平方向に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材１７を筋交いに備えている。
【選択図】図１

Description

本考案は、民家、町家、社寺などの伝統的な木造軸組構法によって建築された中古建物や新築建物の壁面部等に組み込む筋交いユニットの改良に関するものである。

一般に伝統的な木造軸組構法による建物においては、例えば壁面空間部に筋交いを設けたりパネルを設けたりして水平耐力を強化している。また、特許文献１や特許文献２に開示のように、鋼材によって四角形状に形成した枠体に筋交いを設けて上記の壁面空間部に上記枠体をはめ込んで水平耐力を高め、耐震性能を向上させる提案もなされている。

特開２００３−２５３７６０号公報特開平１１−２２２００４号公報

しかしながら、上記した筋交いを組み込んで木造軸組構法によって建築された建物は、確かに地震等の揺れに対しての耐震性を備えているが、建物が古くなったり、強い震度の地震が発生した場合に、筋交いが破断して水平耐力が低下し、建物の倒壊をまねく懸念が多分にあり、建物が倒壊してしまうと建物内に居た人が下敷きになって圧死したり重い怪我をしたりする危険性がある。

また、木造軸組構法によって建築された建物の木組みの内面に固定された従来の筋交いユニットでは、外力によって枠体が水平に変形した時に、変形した枠体高さに対する枠体水平変位の比として１／３０位までが筋交いの耐えうる限界であり、これ以上の変形に対しては筋交いの破断によって建物を倒壊させてしまうといった懸念があった。

本考案は上記のような点に鑑みて開発されたものである。その目的とするところは、木造軸組構法によって建築された建物において、強い地震時には傾きが生じても倒壊するのを防ぎ、建物倒壊による圧死や怪我といった人的被害を食止めることができる筋交いユニットを提供することにある。

本考案は上記のような目的を有効に達成するために、次のような構成にした筋交いユニットある。すなわち、請求項１に記載の本考案は、木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、複数の縦枠部材と横枠部材をヒンジ接続して四角形状に形成した枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、上記木組みの内面に固定して設けられた上記枠体が外力によって水平方向に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニットである。

請求項２に記載の本考案は、木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、複数の縦軸部材と、横軸部材とを、コ状にヒンジ接続して形成した１対のコ状枠体を所定間隔を以って四角形状に対峙するように配し、この対峙するコ状枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、上記木組みの内面に固定して設けられた四角形状に配して構成される枠体が外力によって水平に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニットである。

請求項３に記載の本考案は、木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、縦軸部材と横軸部材をＬ状にヒンジ接続して形成したＬ状枠体を、四角形状の四隅に配し、この四隅に配する各Ｌ状枠体によって構成される枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、上記木組みの内面に固定して設けられた四角形状に配した４つのＬ状枠体で構成される枠体が外力によって縦軸部材及び横軸部材と共に水平に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニットである。

本考案における筋交いユニットは、設計軸力（例えば震度５強の地震）が発生すれば斜鋼板（金属部材）が伸長（降伏変形）することを前提とし、伸長（降伏変形）しつづけることで、建物に筋交いがなじみ、弾性変形、降伏変形、塑性変形することで繰り返しの地震力も吸収し、地震等での建物の倒壊を防止することができる筋交いユニットである。

本考案の筋交いユニットは、斜鋼板（金属部材）の種類の変更、斜鋼板（金属部材）の断面積の変更、斜鋼板（金属部材）の筋交い角度の変更、斜鋼板（金属部材）の長さの変更等で、軽量建築物若しくは重量木造建築物に適した筋交い強度に設計できる。

本考案の筋交いユニットは、伝統的な木造軸組構法によって建築された中古建物や新築建物の壁面部等に組み込むことによって、震度５強位までの地震等の揺れに対しては一般的な周知の筋交いを設けた場合と同様に、筋交いが変形することなく建物の傾きや倒壊に耐えるように作用し、かつ、震度５強よりも大きな揺れに対しては筋交いに設けた金属部材が伸長して降伏し続けるが破断することなく、筋交いとしての機能を保持して建物の倒壊を防ぐことができる。そのため、強い震度の地震等による建物の倒壊から発生する圧死や怪我の防止に大きく寄与する効果を奏することができる。

以下、本考案を実施するための最良の形態について図１〜図７に基いて説明する。
図１〜図２は本考案にかかる第１実施例の筋交いユニットに関する図であって、図示の筋交いユニット１は、一対の縦軸部材２と、一対の横軸部材３と、所定以上の引張り力で伸長する金属部材４ａおよびターンバックル４ｂを備えた２本の筋交い５等によって構成されるものである。

すなわち、上記の縦軸部材２並びに横軸部材３はそれぞれ横断面Ｌ形のアングル鋼材であって、図示の実施例では縦軸部材２の方が横軸部材３よりも長く、各縦軸部材２並びに各横軸部材３の互いに接続する一端部にはボルト７を挿入する孔(図示せず)が形成してある。また、縦軸部材２並びに横軸部材３には、柱１８や梁１９に形成した複数の孔(図示せず)と一致する箇所にボルトを通す孔が形成してある。そして接合する各縦軸部材２と各横軸部材３との接続箇所を直角に重ね合わせて上記孔（図示せず）の位置を一致させ、この孔（図示せず）にボルト７を通してナット９をねじ付け、四角形状にヒンジ接続して枠体６を形成してある。さらに、各縦軸部材２の孔（図示せず）を形成した箇所の近傍にも後述する筋交い５の端部を枠体５の隅部にヒンジ接続するためのボルト１０ａを通す孔（図示せず）が形成してある。

上記した四角形状の枠体６の大きさは、木造軸組構法によって建築された中古建物または新築建物の四角形状の壁面空間部等の内周面に外周面を当接できる大きさである。勿論、この壁面空間部の大きさは一定ではなく、その壁面空間部の大きさによって枠体１の大きさも変わる。なお、縦軸部材２と横軸部材３とは同一長さであってもよく、この場合は正方形の枠体６が形成される。また、枠体は、筋交いユニット１を設ける木造軸組構法によって構築される空間の形状にあわせて例えば台形やひし形等であってもよい。

上記のようにして形成した枠体６には、襷がけに筋交い５が設けてある。各筋交い５は、
上記枠体６の縦軸部材２にボルト１０ａ（例えばハイテンションボルト等）、ナット１０ｂを介して接続する長方形状の短い繋ぎ金属板１２と、この繋ぎ金属板１２に一方の連結ボルト１３ａの一端部を溶接で固定したターンバックル４ｂと、このターンバックル４ｂの他方の連結ボルト１３ｂに一端部を溶接で固定する長方形状の短い繋ぎ金属板１５と、この繋ぎ金属板１５にボルト１６ａ、ナット１６ｂによって一端部を接続する金属部材４ａとからなる。

上記の金属部材４ａは、木組みの内面に固定して設けられた枠体６が地震等による外力によって水平に変形した時に(図７)、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比として少なくとも１／１０位の枠体変形に十分に耐えうるように、長尺で所定以上の引張り力（震度５強よりも大きな震度により生じる力）で伸長する一例として厚さ３ｍｍ、幅３２ｍの板部材である。なお、この板部材は震度５強よりも小さな震度の時には通常の筋交いとしての作用効果をなす。上記した変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比として１／１０としたのは実験結果から導き出した数値である。なお、本考案に係る一例の金属部材（試験体）の破壊状況を示す試験データを表１に示す。

また、金属部材４ａの両端部には各ボルト１０ａ，１６ａを挿入する孔(図示せず)が形成され、かつ繋ぎ金属板１２、１５にも端部に各ボルト１０ａ，１６ａを挿入する孔(図示せず)が形成されている。

上記の各部材を一列に繋いで形成された筋交い５の一端部５ａは、ボルト１０ａ、ナット１０ｂによって枠体６の片側の隅部の縦軸部材２に接続され、筋交い５の他端部５ｂは、この枠体６の隅部と対峙する対角線上の片側の隅部の縦軸部材２にボルト１０ａ、ナット１０ｂによって接続されている。同様に、もう一方の筋交い５も先の筋交い５と襷がけに配して枠体６の他の隅部の縦軸部材２にボルト１０ａ、ナット１０ｂによって接続されている。

上記のようにして構成される筋交いユニット１は、木造軸組構法によって建築された（される）建物の例えば柱１８や梁１９(図２)によって構成された（する）壁面空間２０に設ける。すなわち、筋交いユニット１の枠体６は壁面空間２０を形成する柱１８や梁１９の内面に当接させてスクリューコーチ２５またはボルト・ナット等で固定する。各筋交い５の張りはターンバックル４ｂの本体１４を回して適正な張りに調整する。

また、筋交いユニット１を設けた壁面空間２０の下部の梁１９は、一例として図９に示すような鉄筋コンクリート造りの布基礎２６（またはベタ基礎）の上面に載置し、布基礎２６内の鉄筋２７とアンカーボルト２８、連結板２９，３０、調整金属板３１を介して枠体６は布基礎２６に連結固定する。なお、布基礎２６（またはベタ基礎）と筋交いユニット１の枠体６との連結固定は、以後の他の実施例でも同様である。勿論、筋交いユニット１を設けた壁面空間２０の下部の梁１９を支持する基礎は、図９に示す布基礎２６に限定されるものではなく、ベタ基礎、玉石基礎、独立基礎等の他の周知の基礎であってもよい。

上記のような構成からなる筋交いユニット１を木造軸組構法によって建築された（される）建物の所定の箇所に設けることにより、震度５強位の地震の揺れに対しては、筋交いユニット１の耐力によって建物の傾きや倒壊を防ぐことができる。さらに、震度５強よりも強い震度の地震が発生した場合には、建物が大きく揺れて傾くことがあるが、この場合、筋交いユニット１(図７)を設けた壁面空間２０は例えば平行四辺形状に変形し、一方の筋交い５の金属部材１７は外力（引張り力）によって引き伸ばされ、他方の筋交い５の金属部材１７は外力（圧縮力）によって折り曲げられた状態となるが、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比として１／１０位の枠体変形に耐えて金属部材１７が破断してしまうことがないため、壁面空間２０が平行四辺形状に変形してもその状態を保持する。そのため、建物の傾き等は生じるが倒壊は免れ、建物倒壊による圧死や怪我といった人的被害を食止めることができる。

また、鋼フレームからなる枠体で囲繞されてしまうことで筋交い５の周りの木軸（柱１８や梁１９）の接合部の引っこ抜け、破壊または柱１８への圧縮力による破壊を防止できる。

図３〜図４は、本考案にかかる第２実施例の筋交いユニットに関する図であって、図示の筋交いユニット１は、枠体の形状が第１実施例の筋交いユニットと異なるが他の構成は第１実施例と同じであり、枠体について説明し他の構成については第１実施例と同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。なお、符号は便宜上、第１実施例と同一の符号を使用する。

この第２実施例の枠体６は、２本の縦軸部材２と１本の横軸部材３とをコ状にヒンジ接続して形成した１対のコ状枠体６ａによって構成されている。すなわち、縦軸部材２並びに横軸部材３はそれぞれ横断面Ｌ形のアングル鋼材であって、横軸部材３の方が縦軸部材２よりも長く、各縦軸部材２と横軸部材３の互いに接続する一端部にはボルト７を挿入する孔（図示せず）が形成してある。また、縦軸部材２並びに横軸部材３には、柱１８や梁１９に形成した複数の孔(図示せず)と一致する箇所にボルトを通す孔が形成してある。そして接合する各縦軸部材２と横軸部材３との接続箇所を直角に重ね合わせて上記孔（図示せず）の位置を一致させ、この孔（図示せず）にボルト７を通してナット９をねじ付け、コ状にヒンジ接続したコ状枠体６ａを形成してある。さらに、各縦軸部材２の孔（図示せず）を形成した箇所の近傍にも上記した第１実施例と同様の構成をなす筋交い５の端部をコ状枠体６ａの隅部にヒンジ接続するためのボルト１０ａを通す孔（図示せず）が形成してある。

上記したコ状枠体６ａの大きさは、木造軸組構法によって建築された中古建物または新築建物の例えば各種の木材からなる柱と梁等によって構築される四角形状の壁面空間部の上部および下部の内面に外周面が当接できるようにした大きさである。

上記のようにして構成される第２実施例の筋交いユニット１は、木造軸組構法によって建築された（される）建物の例えば柱１８や梁１９(図４)によって構成された（する）壁面空間２０に設ける。すなわち、柱１８や梁１９で形成される壁面空間２０の上下の内面に沿ってコ状枠体６ａを当接させ、スクリューコーチまたはボルト・ナット等で柱１８や梁１９に固定する。各筋交い５の張りはターンバックル４ｂの本体１４を回して適正な張りに調整しておく。

このような構成からなる第２実施例の筋交いユニット１も木造軸組構法によって建築された（される）建物の所定の箇所に設けることにより、第１実施例と同様に、震度５強位の地震の揺れに対しては、筋交いユニット１の耐力によって建物の傾きや倒壊を防ぐことができ、さらに、震度５強よりも強い震度の地震が発生した場合には、上記した第１実施例と同様に金属部材４ｂは変形するが破断してしまうことがなく壁面空間２０を平行四辺形状に変形した状態を保持して、建物の倒壊を防ぎ、建物倒壊による圧死や怪我といった人的被害を食止めることができる。

図５〜図６は、本考案にかかる第３実施例の筋交いユニットに関する図であって、この例の筋交いユニット１も枠体の形状が第１実施例の筋交いユニットと異なるが他の構成は第１実施例と同じであり、枠体について説明し他の構成については第１実施例と同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。なお、符号は便宜上、第１実施例と同一の符号を使用する。

この第３実施例の枠体６は、１本の縦軸部材２と１本の横軸部材３とをＬ状にヒンジ接続して形成した４つのＬ状枠体６ｂによって構成されている。すなわち、縦軸部材２並びに横軸部材３はそれぞれ横断面Ｌ形のアングル鋼材であって、横軸部材３と縦軸部材２とは同じ長さで、縦軸部材２と横軸部材３の互いに接続する一端部にはボルト７を挿入する孔（図示せず）が形成してある。また、縦軸部材２並びに横軸部材３には、柱１８や梁１９に形成した複数の孔(図示せず)と一致する箇所にボルトを通す孔が形成してある。接続する縦軸部材２と横軸部材３との接続箇所を直角に重ね合わせて上記孔（図示せず）の位置を一致させ、この孔（図示せず）にボルト７を通してナット９をねじ付け、Ｌ状にヒンジ接続したＬ状枠体６ｂを形成してある。さらに、縦軸部材２の孔（図示せず）を形成した箇所の近傍にも上記した第１実施例と同様の構成をなす筋交い５の端部をＬ状枠体６ｂの隅部にヒンジ接続するためのボルト１０ａを通す孔（図示せず）が形成してある。

上記のようにして構成される第３実施例の筋交いユニット１は、木造軸組構法によって建築された（される）建物の例えば柱１８や梁１９(図４)によって構成された（する）壁面空間２０の四隅に、内側から柱１８や梁１９に当接させ、スクリューコーチで柱１８や梁１９に固定する。各筋交い５の張りはターンバックル４ｂの本体１４を回して適正な張りに調整しておく。

このような構成からなる第３実施例の筋交いユニット１も木造軸組構法によって建築された（される）建物の所定の箇所に設けることにより、第１実施例並びに第２実施例と同様に、震度５強位の地震の揺れに対しては、筋交いユニット１の耐力によって建物の傾きや倒壊を防ぐことができ、さらに、震度５強よりも強い震度の地震が発生した場合に金属部材４ｂは伸長して降伏し続けるが破断してしまうことがなく，壁面空間２０を平行四辺形状に変形した状態を保持して建物の倒壊を防ぎ、建物倒壊による圧死や怪我といった人的被害を食止めることができる。

なお、図８に示すように、筋交い５の端部を枠体６（６ａ、６ｂ）の隅部にヒンジ接合する場合の他の例として、枠体６（６ａ、６ｂ）の隅部の内側角部に金属板２１を溶接で固定し、この金属板２１にハイテンションボルト２３を通す孔を開け、一方、筋交い５の端部に設けた繋ぎ金属板２２にさらに金属板２４を重ねて両金属板２２，２４を溶接で固定して補強する。そして上記の両金属板２１，２２にハイテンションボルト２３を通す孔を開け、金属板２１と両金属板２１，２２をハイテンションボルト２３とナット２４で接続して、筋交い５の端部を枠体６（６ａ、６ｂ）側にヒンジ接合するようにしてもよい。

本考案における筋交いユニットにおいては、地震後、筋交いの伸びた金属部材（鋼板）を取り替えることによって再度同じ強度の筋交いとして再利用できる。

本考案における筋交いユニットにおいては、筋交いの金属部材（鋼板）の断面積を小さくし長さを長くすることで、通常の鋼材に比べ降伏が長い間作用することができ（最大強度までのひずみが大となり）、金属部材（鋼板）の断面積を調整することで筋交耐力の調整ができる。また、金属部材（鋼板）を長くすることで当該金属部材（鋼板）の変形を大きくすることができる。

本考案の第１実施例の筋交いユニットの正面図である。本考案の第１実施例の筋交いユニットを柱１８や梁１９(図４)によって構成される壁面空間２０に設けた場合の説明図である。本考案の第２実施例の筋交いユニットの正面図である。本考案の第２実施例の筋交いユニットを柱１８や梁１９(図４)によって構成される壁面空間２０に設けた場合の説明図である。本考案の第３実施例の筋交いユニットの正面図である。本考案の第３実施例の筋交いユニットを柱１８や梁１９(図４)によって構成される壁面空間２０に設けた場合の説明図である。建物に設けた筋交いユニットが建物の傾きにともなって変形した場合の説明図である。筋交い５の端部を枠体６に接合する場合の一例を示す説明図である。布基礎２６に柱１８や梁１９や枠体６を固定した状態の断面図である。

符号の説明

１筋交いユニット
２縦枠部材
３横枠部材
５筋交い
６枠体
６ａコ状枠体
６ｂＬ状枠体
１７金属部材

Claims

木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、複数の縦枠部材と横枠部材をヒンジ接続して四角形状に形成した枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、
上記木組みの内面に固定して設けられた上記枠体が外力によって水平方向に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニット。
木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、複数の縦軸部材と、横軸部材とを、コ状にヒンジ接続して形成した１対のコ状枠体を所定間隔を以って四角形状に対峙するように配し、この対峙するコ状枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、
上記木組みの内面に固定して設けられた四角形状に配して構成される枠体が外力によって水平に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニット。
木造軸組構法によって四角形状の空間部を構成する木組みの内面に固定して設けるものであって、縦軸部材と横軸部材をＬ状にヒンジ接続して形成したＬ状枠体を、四角形状の四隅に配し、この四隅に配する各Ｌ状枠体によって構成される枠体の対角線上に筋交いを設けてなる筋交いユニットにおいて、
上記木組みの内面に固定して設けられた四角形状に配した４つのＬ状枠体で構成される枠体が外力によって縦軸部材及び横軸部材と共に水平に変形した時に、変形した枠体高さＨに対する枠体水平変位Ｗの比が少なくとも１／１０の枠体変形に破断することなく伸長して降伏し続ける金属部材を筋交いに備えてなることを特徴とする筋交いユニット。