JP3203287U

JP3203287U - 木造構造物における筋交い取付構造

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Publication number: JP3203287U
Application number: JP2016000070U
Authority: JP
Inventors: 田中　豊; 豊田中; 克巳飛田; 了秋本; 三浦　健史; 健史三浦
Original assignee: 株式会社つくば創研
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2026-01-07

Abstract

【課題】柱幅が狭い木造構造物（例えば４５５ｍｍ幅）でも耐力壁を実現できる筋交い取付構造体を提供する。【解決手段】並列した２本の柱５、５ａと、土台２、梁８とで囲まれた矩形構造に筋交いを用いる構造体６０であり、柱５、５ａの中間高さに中桟１０が架設され、中桟の両端がそれぞれ柱に固定されている。中桟１０の上側を上部矩形構造、下側を下部矩形構造とし、対角線に、上筋交い２１、下筋交い３１をそれぞれ固定する。各筋交いは、先端部がくさび状に切り欠かれ、垂直当接面２４および水平当接面２３が形成されている。各筋交いの垂直当接面２４は柱５、５ａに密着固定され、水平当接面２３は土台の上面３、梁８、または中桟１０に密着固定される。筋交いは、その材軸を水平当接面２３側に位置させてある。【選択図】図１

Description

本考案は、木製の柱や横架材に木製の筋交いを固定した木造構造物における筋交い取付構造に関する。

土台などの下横架材と梁などの上横架材と柱で囲まれた矩形構造の変形を防止するために、斜めに筋交いを入れて補強をし、あるいは、必要な有効壁面積を確保する際に、筋交いを設けることにより、壁の剛性を確保していた。この場合、通常は矩形構造の対角線に筋交いを設け、筋交いの先端部をくさび状に切り欠いて、先端部を柱と横架材の両方に密着して固定していた（特許文献１〜３）。

特開２０００−２９１１４２号公報特開２０１１−２５６５５３号公報特開２０１５−２０９６４３号公報

従来の筋交い構造では、筋交いの材軸（幅方向を２分する軸）が柱側に寄っていたため、柱への負担が大きくなる傾向があった。

本考案は、柱などの垂直材の中間高さに中桟を架設固定して、その上下に上部躯体、下部躯体を形成し、上部躯体と下部躯体とのそれぞれに筋交いを設け、さらに各筋交の材軸を横架材側に寄せたので、柱と横架材の交点から筋交いの材軸を偏心させて前記問題点を解決した。

すなわち、この考案は、並列した２本の垂直材と、下横架材と上横架材とで囲まれた矩形構造に筋交いを用いる構造体であって、以下のように構成したことを特徴とする木造構造物における筋交い取付構造体である。
(1) 前記両垂直材の中間高さに中桟が架設され、前記中桟の両端がそれぞれ垂直材に固定され、前記中桟の上側を上部矩形構造、下側を下部矩形構造とする。
(2) 前記上部矩形構造および下部矩形構造の対角線に、上筋交い、下筋交いがそれぞれ固定された。
(3) 前記各筋交いは、先端部がくさび状に切り欠かれ、垂直当接面および水平当接面が形成された。
(4) 前記各筋交いの前記垂直当接面は前記垂直材に密着固定され、前記水平当接面は前記上下横架材または前記中桟に密着固定され、
(5) 前記筋交いは、その材軸を前記水平当接面側に位置させた。

また、前記考案において、以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載の木造構造物における筋交い取付構造である。
(1) 各筋交いの端部は、筋交い固定金具を介して、垂直材と、各横架材または中桟と、に固定された。
(2) 前記筋交い固定金具は、垂直材の側面に固定される垂直板と、各横架材または中桟の上面または下面に固定される水平板と、各筋交いの側面に固定される連結板とからなり、かつ前記垂直板と前記水平板と前記連結板は互いに直角に配置された。
(3) 前記連結板の一面であって、前記各筋交いが当接する側に、前記連結板の一部を膨出させた係止凸部が形成された。
(4) 前記各筋交いの先端部に、前記係止凸部を収容できる係止凹部が形成された。

また、前記考案において、以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載の木造構造物における筋交い取付構造である。
(1)中桟の一端上面に上部筋交いの下端を位置させ、前記中桟の一端下面に下部筋交いの上端を位置させ、前記上筋交いおよび下筋交いを略「く」字状に形成した。

前記における「垂直材」は例えば、柱を指し、通し柱、管柱いずれも可能である。また、「下横架材」「上横架材」は、１階であれば下横架材が土台、上横架材が上階の梁や桁、胴差などを差し、２階であれば下横架材が２階床梁、上横架材が梁や桁、胴差などを差す。

また、前記における「前記各筋交いの前記垂直当接面は前記垂直材に固定され」「前記水平当接面は前記上下横架材または前記中桟に固定され」とは、各部材の面が当接して直接に固定される場合、あるいは、各種の接合金具を介して固定される場合のいずれも含む。

本考案は、柱などの垂直材の中間高さに中桟を架設固定して、その上下に上部躯体、下部躯体を形成し、上部躯体と下部躯体とのそれぞれに筋交いを設け、さらに各筋交の材軸を横架材側に寄せたので、柱への負担を軽減して、バランス良い筋交い取付構造を構築できる効果がある。

この考案の実施形態の構造の正面図である。この考案の実施形態の構造で、柱を取り付ける前の土台の平面図である。この考案の実施に使用する筋交い金具で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）はＡ−Ａ断面図である。この考案の実施に使用する中桟接合金具で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図を表す。

図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

１．筋交い固定金具４０の構成

（１）筋交い固定金具４０は、互いに直交する水平板４１（縦Ｌ２、横Ｌ１）と垂直板４２（縦Ｌ３、横Ｌ２）と、水平板４１と垂直板４２とを連結してかつ水平板４１および垂直板４２と互いに直交する連結板４３（縦Ｌ３、横Ｌ１）と、からなる。連続する水平板４１の一縁と垂直板４２の一縁とに連結板４３の縁が固定された構造であり、水平板４１と垂垂直４２と連結板４３とは互いに直角に交わっている。
ここで、垂直板４２で、水平板４１および連結板４３側の面を内面、他側を外面とする。また、水平板４１で、垂直板４２および連結板４３側の面を内面、他側を外面とする。

（２）連結板４３は、使用する筋交い４０の側面が密着する部材で、使用する筋交い５０の材軸２８が通る位置で、かつ使用する筋交い４０側に向けて、係止凸部４５を形成する。係止凸部４５は連結板４３の表面をその位置で膨出させて形成する。したがって、係止凸部４５の裏面側は、係止凸部４５に沿った凹部が形成される（図３（ｄ））。この実施形態では、係止凸部４５は水平板４１、垂直板４２が配置された側に突出するように形成される（筋交い４０を内使いする場合）。また、係止凸部４５は垂直板４２の縦方向で、水平板４１から遠い方に寄った位置に配置されている（図３（ｂ））。
したがって、使用する筋交い４０の材軸２８の先端２８ａは水平板４１に位置し、かつ水平板４１と垂直板４２の交点Ｐから、水平板４１の自由端４１ａ側に距離Ｌ１０だけ寄った状態で形成される（図３（ｂ））。

（３）また、連結板４３で、係止凸部４５の周囲に、多数のビス孔４６、４６を形成する。また、水平板４１、垂直板４２にも多数のビス孔４６、４６を形成する。

２．中桟固定金具５０の構成

（１）中桟固定金具５０は、使用する中桟１０の一端面１３（木口）、他端面１４（木口）に密着できる基板５２と、基板５２の中心に挿入板５３を直角に立設して、略Ｔ字状に構成する。基板５２で、挿入板５３の一側を第１基板片５２ａ、他側を第２基板片５２ｂとし、また、挿入板５３は、第１挿入板片５３ａ、第２挿入板片５３ｂの２枚を重ねた構造となっている（図４）。また、挿入板５３の先端側（基板５２の反対側）に固定用のピンを挿入する大きな円形の大孔５４、５４が上下に２つ形成され、また、第１基板片５２ａ、第２基板片５２ｂにはビスを挿入する小さな円形の小孔５５、５５が多数（ここでは４つ）形成されている（図４）。
また、この中桟固定金具５０では、第１基板片５２ａ、第１挿入板片５３ａ、第２挿入板片５３ｂおよび第２基板片５１ｂとが連続した１枚の板材を山折り、谷折りに形成して製造される。よって、挿入板５３は、第１挿入板片５３ａ、第２挿入板片５３ｂの２枚を重ねた構造であるので、基板５２の厚さに較べると２枚分の厚い構成となっている。

３．筋交い取付構造６０の構築

（１）この考案を適用する構造は、基礎コンクリート１上に置かれた土台２（下横架材）上に、所定間隔を空けて、２本の柱５、５ａ（柱材）が立設された構造である。また、柱５、５ａの上端を梁８（上横架材）で連結する構造である。柱５、５ａの木口にはほぞが形成され、柱５、５ａの下端（柱脚）のほぞは、土台２の上面３のほぞ穴に嵌挿されている。
また、その下部を基礎コンクリートに埋設したアンカーボルト６２の上端部が柱５、５ａの外側面７に固定したホールダウン金具６１に固定されている。
また、下部を基礎コンクリート１に埋設した他のアンカーボルト６２ａ、６２ａの上端部が、土台２を貫通して、土台２の上面３に配置した各種ナット（図示していない）に定着してある（図１）。

（２）使用する中桟１０は、その両端（木口）１３、１４に中桟固定金具５０の挿入板５３を挿入できる切り欠き１５を形成し、両端（木口）１３、１４の近傍に、切り欠き１５を貫通して、かつ中桟固定金具５０の大孔５４に挿入するピンに対応した貫通孔１６、１６を形成する（図４）。

（３）筋交いとして、上筋交い２１および下筋交い３１を使用する。下筋交い３１の下端部では、先端部をくさび型に切り欠いてあり、柱（柱脚）５（５ａ）の側面に密着する垂直当接面２４と、土台２の上面３に密着できる水平当接面２３とを有する構成とする。また、下筋交い３１の上端部もくさび型に切り欠いてあり、柱５（５ａ）と密着する垂直当接面２４と、中桟１０の下面１２と密着できる水平当接面２３とを有する構成とする（図１）。また、下筋交い３１の材軸２８（長さ方向で、断面の重心を通り、幅Ｌ０を二等分する）。図３（ｂ））は、筋交い固定金具４０の垂直板４２と水平板４１の交点Ｐ（すなわち筋交いの垂直当接面２４と水平当接面２３との交点）から距離Ｌ１０だけ水平当接面２３側に位置した先端２８ａで水平当接面２３と交わっている（図３（ｂ））。また、下筋交い２１の両端部で、筋交い固定金具４０の係止凸部４５の位置に合わせて、係止凹部２５を形成する。係止凹部２５は、下筋交い２１の材軸２８上にある（図３（ｂ））。
また、同様に、使用する上筋交い３１の下端部では、先端部をくさび型に切り欠いてあり、柱（柱頭）５（５ａ）の側面に密着する垂直当接面２４と、中桟１０の上面１１に密着できる水平当接面２３とを形成してある。また、上筋交い３１の上端部でも、先端部をくさび型に切り欠いてあり、柱（柱頭）５（５ａ）と密着する垂直当接面２４と、梁８の下面９と密着できる水平当接面２３とを形成してある。同様に、下筋交いの材軸２８（長さ方向で、断面の重心を通り、幅Ｌ０を二等分する）は、筋交い固定金具４０の垂直板４２と水平板４１の交点Ｐ（すなわち筋交い３１の垂直当接面２３と水平当接面２４の交点）から距離Ｌ１０だけ水平当接面２３側に位置する（（図示していない）。また。下筋交い３１の両端部で、筋交い固定金具４０の係止凸部４５の位置に合わせて、係止凹部２５を形成する（図示していない）。また、係止凹部２５は、上筋交い３１の材軸２８上にある（図３（ｂ）参照）。

（４）柱６、６ａの高さを２分の１に分割する高さ（中間高さ）、すなわち土台２と梁８との間を２分の１に分割する高さに、中桟固定金具５０の基板５２を当接して、挿入板５３、５３が対向した状態で、基板５２、５２をビスで柱６、６ａに固定する。これにより柱５、５ａに中桟固定金具５０、５０が固定される（図１）。
中桟固定金具５０、５０の間に、中桟１０を配置して、中桟１０の切り欠き１５内に挿入板５３を挿入して、ピンで中桟１０を中桟固定金具５０に固定する（図１、図４）。
これにより、中桟１０と土台２と両柱５（５ａ）の下半部とで、下部矩形構造３０を構成する。また、中桟１０と梁８と両柱５（５ａ）の上半部とで、上部矩形構造２０を構成する（図１）。

（５）続いて、一方の柱６で、中桟１０の一端１３の上面１１および下面１２に筋交い固定金具４０を配置する。この場合、中桟１０の上面１１では、筋交い固定金具４０の水平板４１を中桟１０の上面１１に、垂直板４２を柱５の内側面６に当接して、ビスで各板４１、４２を中桟１０、柱５に固定する。同様に、中桟１０の下面１２では、筋交い固定金具４０の水平板４１を中桟１０の下面１２に、垂直板４２を柱６の内側面６に当接して、ビスで各板４１、４２を中桟１０、柱６に固定する（図１）。
また、他方の柱６ａ（中桟１０の他端１４が固定されている）の柱脚部に筋交い固定金具４０を配置して、水平板４１を土台２の上面３に、垂直板４２を柱５ａの内側面６に当接してビスで固定する。また、他方の柱５ａの柱頭部に筋交い固定金具４０を配置して、水平板４１を梁８の下面９に、垂直板４２を柱６ａの内側面６に当接してビスで固定する。

（６）続いて、上部矩形構造２０に上筋交い２１を、下部矩形構造３０に下部筋交い３１を、それぞれ配置して、各筋交い固定金具４０、４０の連結板４３から各筋交い２１、３１に、ビスを打ち込んで、各筋交い固定金具４０、４０に筋交い２１、３１を固定する。この際、各筋交い２１、３１の両端部の係止凹部２５を筋交い固定金具４０の係止凸部４５に嵌合させるとともに、くさび状の先端部を筋交い固定金具４０の水平板４１、垂直板４２に当接させる。各筋交い２１、３１の係止凹部２５と筋交い固定金具４０の係止凸部４５が嵌合するので、ビス打ちまでの仮止めができる。
なお、各筋交い２１、３１の係止凹部２５と、筋交い固定金具４０の係止凸部４５はゆるく嵌合している。すなわち、係止凹部２５と係止凸部４５とは嵌合した状態で隙間を形成しつつも多少の摩擦が生じ、その位置を保持する程度の嵌合状態であるが、しかし、外力を加えれば、各筋交い２１、３１と筋交い固定金具４０とは相対移動変更が容易であるように形成してある。
この状態で、上筋交い２１の上端部で、水平当接面２３が筋かい固定金具４０の水平板４１を介して梁８の下面９に固定され、また、垂直当接面２４が、筋交い固定金具４０の垂直板４２を介して他方の柱５ａの内側面６に固定される。また、上筋交い３１の下端部で、水平当接面２３が筋かい固定金具４０の水平板４１を介して中桟１０の上面１１に固定され、また、垂直当接面２４が、筋交い固定金具４０の垂直板４２を介して一方の柱５の内側面６に固定される（図１）。
また、下筋交い３１の上端部で、水平当接面２３が筋かい固定金具４０の水平板４１を介して中桟１０の下面１２に固定され、また、垂直当接面２４が、筋交い固定金具４０の垂直板４２を介して一方の柱５の内側面６に固定される。また、下筋交い３１の下端部で、水平当接面２３が筋かい固定金具４０の水平板４１を介して土台２の上面３に固定され、垂直当接面２４が、筋交い固定金具４０の垂直板４２を介して他方の柱５ａの内側面６に固定される（図１）。

（７）以上のようにして、筋交い取付構造６０を構成する。なお、上記説明は、施工手順とは必ずしも一致するものではない。

（８）各部材は、例えば、以下のような材質・寸法で構成するが、これに限らない。
（ａ）柱５
杉ＫＤ材１０５×１０５ｍｍ
上部、下部とも短ほぞ５０×３０×９０ｍｍを形成する。
柱間隔は柱芯で、４５５ｍｍとする。
（ｂ）梁８
米松材１０５×１８０ｍｍ
（ｃ）土台２
米松材１０５×１０５ｍｍ
（ｄ）土台２の上面３から梁８の下面９までの高さ：２５８７．５ｍｍ
（２５００〜２７６８ｍｍ程度とする）
（ｅ）中桟１０
米松材１０５×１０５ｍｍ
（ｆ）筋交い２１、３１、筋交い固定金具４０
米松ＫＤ材４５×１０５ｍｍ
Ｌ０＝１０５ｍｍ、Ｌ１０≒２０ｍｍ、としてあり、筋交い２１、３１の長さ方向の両端部で、材軸２８からＬ１０だけずれることにより、７０％が水平側（梁８、土台２、中桟１０）に接するように加工されている。
筋交い固定金具４０：Ｌ１＝１２０ｍｍ、Ｌ２＝４８．２ｍｍ、Ｌ３＝１５０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍ
筋交い固定金具４０の係止凸部４５の外径：２０ｍｍ
筋交い２１、３１の係止凹部２５：２４ｍｍ
（ｇ）中桟固定金具５０
厚さ３．８ｍｍ
基板５２：６０．２×１０５ｍｍ
挿入板５３：５５×１０５ｍｍ
（ｈ）上記のような材料、寸法を採用することにより、筋交い２１、３１はそれがなす三角形の底辺高さの比（アスペクト比）は「１：３．５」以下と規定されているため、柱幅９１０ｍｍ以下の耐力壁はこれまで無かったが、中桟１０で上下に分割することにより、４５５ｍｍ幅の耐力壁を実現できた。この結果、建築センターの任意評定で壁倍率
４．６４×（１／２）Ｐ＝２．３２
の評定も得られた。
「Ｌ１０＝２０ｍｍ」とすることにより、筋交い２１、３１は、断面積で３０〜４０％程度水平側（梁８の下面９側、土台２の上面３側、中桟１０の上下面１１、１２側）に増加することになる。このことが、筋交い２１、３１が負担する圧縮力を高めることに寄与し、柱５への負担を軽減する効果につながっている。さらに、柱５への負担を軽減することにより、樹種強度が比較的低い木材であっても柱として使用できることが確認された。
また、筋交い固定金具４０の係止凸部４５と筋交い２１、３１の係止凹部２５を形成することにより、土台２と梁８の間に作用する荷重（圧縮力や引張力）が、一挙に筋交い２１、３１が負担することなく、段階的に荷重が作用することになる。これにより、筋交い２１、３１の粘り効果が飛躍的に改善された。
また、４５５ｍｍ幅の耐力壁を形成できるようにしたことにより、住宅の壁で、その耐力壁の面に広い開口部を取りやすくなり、設計の自由度を拡大できる。

４．他の実施形態

（１）前記実施態様において、中桟１０は、梁（上部横架材）８と土台２（下部横架材）の間の２分の１の高さに配置して、ほぼ同じ大きさの上部矩形構造２０および下部矩形構造３０を構成することが望ましいが、梁８と土台２の中間高さに（２分の１から若干前後して）、中桟１０を配置して、異なる大きさの上部矩形構造２０および下部矩形構造３０を構成することもできる（図示していない）。この場合には、上筋交い３１と下筋交い２１の長さおよび水平当接面２３、垂直当接面２４の形状も若干異なる（図示していない）。

（２）また、前記実施形態において、上横架材を梁８、下横架材を土台２とする場所に適応したが、筋交い２１、３１を架設する上部矩形構造２０、下部矩形構造３０を構成できれば、他の横架材でも可能であり、提供する階にも制限はなく２階以上の階に適用することもできる（図示していない）。

（３）また、前記実施態様において、筋交い固定金物４０は、上記例に限らず、従来から使用されている他に接合金物を使用することもできる（図示していない）。この場合、係止凸部４５を形成する構造が望ましい。
また、桟固定金物５０は、上記例に限らず、垂直材（柱５）の側面に、横架材（中桟１０）の端面を接合する際に、従来から使用されている他に接合金物を使用することもできる（図示していない）。この場合、使用する接合金物に併せて、柱５、中桟１０の表面を適宜加工する。

１基礎コンクリート
２土台
３土台の上面
５一方の柱
５ａ他方の柱
６柱の内側面
７柱の外側面
８梁
９梁の下面
１０中桟
１１中桟の上面
１２中桟の下面
１３中桟の一端
１４中桟の他端
１５中桟の切り欠き
１６中桟の貫通孔
２０上部躯形構造
２１上筋交い
２３筋交いの水平当接面
２４筋交いの垂直当接面
２５筋交いの係止凹部
２８筋交いの材軸
２８ａ材軸の先端
３０下部矩形構造
３１下筋交い
４０筋交い固定金物
４１筋交い固定金物の水平板
４２筋交い固定金物の垂直板
４３筋交い固定金物の連結板
４５筋交い固定金物の係止凸部
４６筋交い固定金物のビス孔
５０中桟固定金物
５２中桟固定金物の基板
５３中桟固定金物の挿入板
５４大孔
５３小孔
６０筋交い取付構造
６１ホールダウン金物
６２、６２ａアンカーボルト
６３ボルト

Claims

並列した２本の垂直材と、下横架材と上横架材とで囲まれた矩形構造に筋交いを用いる構造体であって、以下のように構成したことを特徴とする木造構造物における筋交い取付構造体。
(1) 前記両垂直材の中間高さに中桟が架設され、前記中桟の両端がそれぞれ垂直材に固定され、前記中桟の上側を上部矩形構造、下側を下部矩形構造とする。
(2) 前記上部矩形構造および下部矩形構造の対角線に、上筋交い、下筋交いがそれぞれ固定された。
(3) 前記各筋交いは、先端部がくさび状に切り欠かれ、垂直当接面および水平当接面が形成された。
(4) 前記各筋交いの前記垂直当接面は前記垂直材に密着固定され、前記水平当接面は前記上下横架材または前記中桟に密着固定され、
(5) 前記筋交いは、その材軸を前記水平当接面側に位置させた。
以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載の木造構造物における筋交い取付構造。
(1) 各筋交いの端部は、筋交い固定金具を介して、垂直材と、各横架材または中桟と、に固定された。
(2) 前記筋交い固定金具は、垂直材の側面に固定される垂直板と、各横架材または中桟の上面または下面に固定される水平板と、各筋交いの側面に固定される連結板とからなり、かつ前記垂直板と前記水平板と前記連結板は互いに直角に配置された。
(3) 前記連結板の一面であって、前記各筋交いが当接する側に、前記連結板の一部を膨出させた係止凸部が形成された。
(4) 前記各筋交いの先端部に、前記係止凸部を収容できる係止凹部が形成された。
以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載の木造構造物における筋交い取付構造。
(1)中桟の一端上面に上部筋交いの下端を位置させ、前記中桟の一端下面に下部筋交いの上端を位置させ、前記上筋交いおよび下筋交いを略「く」字状に形成した。