JP4416639B2 - 既存外装壁の耐震改修構造 - Google Patents

Description

本発明は、既存外装壁を改修し、耐震性を向上した家屋に改修するための既存外装壁の耐震改修構造に係るものである。

一般に、軸組構造によって建てられた家屋に構造用面材を用いて耐震性を付加する構造としては、例えば、特許文献１、２のようなものがある。

特開２０００−２９１１３０号公報 特開２００３−２４７２８９号公報

しかしながら、特許文献１、２は既存の木造住宅に耐震性を付加するため既存の壁材を除去しその後壁面に構造用合板等を付設する構造であり、いずれも壁面全面に構造用合板等を付設する構造であった。このため特許文献１、２による改修では、既存の壁面全面の内装材あるいは外装材を除去することになるため居住を一時中断しなければならない欠点があった。また、除去された既存の内壁、外壁がすべて廃材となり、廃棄物が増加する不利があった。

本発明はこのような欠点を解決するために、軸組工法で建築された既存木造住宅の４隅の隅角部からそれぞれの特定の間柱間において、既存外装材の端部が主柱又は間柱上で固定された部分を残した位置で既存外装材が除去され、隅角部の隅柱と、間柱の隅角部側に固定された補強間柱の各々の上下端に角金物が固定されていると共に、前記既存外装材が除去された隅柱と補強間柱と土台と桁とからなる面に新規の構造用面材が固定され、さらに、４隅の隅角部の構造用面材とその間の既存外装材上に形成された新規外壁からなる壁改修耐震補強構造を提供するものである。

本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造によれば、（１）簡単に既存の木造住宅の耐震性・断熱性・気密性、等を向上できる。（２）隅角部だけの補強のため、大規模な解体を必要とせず、建築廃材を減少することができる。（３）既存の外装材の大半を残したままで耐震補強構造を形成できるため、改修時に居住を中断することがない。（４）既存外装壁を剥がす際は、主柱、間柱に固定した部分を残して剥がすため、既存外装壁が剥落しない。（５）構造用面材は主柱、土台、補強間柱、梁に直接固定し、かつ補強間柱の上下端、主柱の上下端に角金物を配設したため、耐震強度を確実に強化することができる。（６）耐力壁の配置として最も効果的な、建物の出隅部等の隅角部にＬ字に配置するために、強固でバランスの良い耐震改修構造となる。（７）隅角部は一般的にエアコンや浴槽等の配管、コンロの排気口等の孔や、出窓がなく、構造用面材を全面に張ることができるため、効果的に耐震補強することができる。等の特徴、効果がある。

以下に図面を用いて本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造について詳細に説明する。

［実施例１］
図１、図２は本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の一例を示す断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように既存木造住宅Ａの隅角部αの部分の断面図である。すなわち、本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造は既存木造住宅Ａの４隅の隅角部αに新たに下地を形成し、新規外壁を全面に形成することにより耐震性を強化することができる改修構造である。図１、図２において、既存木造住宅Ａは主柱１、間柱２、図示しないが梁、土台、筋かい、胴差し、ぬき、断熱材（例えば、グラスウール等）等よりなり、内装側に内装壁３、外装側に既存外装材４を形成した軸組構造のものである。なお、図１は既存外装材４を胴縁５を介して固設した通気構造の既存木造住宅Ａで、図２は主柱１、間柱２上に直接既存外装材４を固設した既存住宅Ａである。

既存外装材４は乾式外装材（金属製サイディング、窯業系サイディング、ＡＬＣ、等）等、あるいはモルタルからなり、隅角部αにおいて隅柱１ａ部分より一定間隔のみ除去されたものである。さらに説明すると、既存外装材４は図４に示すように、隅角部αにおいて、隅柱１ａから例えば３尺あるいは６尺のように、後記する構造用面材１４の幅の分を除去され、かつ、隅柱１ａから３尺あるいは６尺離れた位置にある主柱１、あるいは間柱２において、既存外装材４が固定されている部分を除いて切断して除去されたものである。なお、図４では間柱２の側面で切断して既存外装材４を剥がした状態を示している。この結果、既存外装材４は主柱１、間柱２にビスや釘あるいは金具等の固定具によって固定されているが、この状態を維持したままで除去されることになるため、固定強度を低下させることなく除去することができ、既存外装材４が剥落するのを防止することができることになる。しかも、既存外装材４の除去範囲を隅角部αから一定の範囲のみとしているため、廃棄物の量も少なくすることができ、かつ、除去の工程にあっても居住を中断することがない効果を発揮することができる。

１１は補強間柱であり、例えば４５ｍｍ×４５ｍｍの角材からなり、間柱２の隅角部α側の側面にビス等の固定具１２で、図５（ａ）、（ｂ）に示すように固定するものである。すなわち補強間柱１１は、既存外装材４を除去する際、間柱２上で既存外装材が固定された部分を除いて除去するため、間柱２の露出部分が少なくなり、構造用面材１４を固定しにくくなるが、これを補って固定面となると共に、間柱２の太さを見かけ上太くすることになり、構造用面材１４を固定した際の壁倍率を向上させるのにも役立つものである。

１３は角金物であり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように補強間柱１１と土台６や梁７間、主柱１と土台６や梁７間に配設するものであり、地震等の際に柱１、間柱２が土台６、梁７から抜けないようにし、後記する構造用面材１４と共に既存木造住宅Ａの耐震性を強化するためのものである。

１４は構造用面材であり、例えば構造用合板、パーティクルボード、構造用パネル（ＯＳＢ）、ハードボード、硬質木片セメント板、せっこうボード、せっこうラスボード、シージングボード（シージングインシュレーションボード）、ラシスート、ＭＤＦ、等である。この構造用面材１４は図６（ａ）、（ｂ）に示すように既存外装材４を除去した部分を閉塞し、新規外壁Ｂを生成する際の下地となると共に、既存木造住宅Ａの耐震強度を強化するものである。すなわち、構造用面材１４は梁７とから土台６まで架かるようにし、かつ隅柱１ａ、間柱２に取り付けた補強間柱１１に架かるようにビス等の固定具１２によってピッチＷ２で固定するものである。このように構造用面材１４を既存木造住宅Ａの隅角部αの２辺に固設することにより、効果的に耐震強度を強化することができる。

さらに構造用面材１４は梁７の下端部分からの距離Ｗ１＝５０ｍｍ以上、固定具１２のピッチＷ２＝１５０ｍｍで固定することが好ましいものである。これは構造用面材１４による耐震性の補強をより効果的に行うようにするためである。

また、構造用面材１４の一例としての構造用合板は、構造用合板１級（特類・１類）でＫプライと呼ばれるものが好ましいものである。その寸法は厚さ７．５〜３０ｍｍ、幅＝９１０・１２２０ｍｍ等、長さ＝１８２０・２４３０・２７３０ｍｍ等でのものがある。また、構造用面材１４として構造用合板の構造用合板２級（特類・１類）を用いることもでき、これは１級と同様に使用されるが針葉樹合板が主としたものである。その場合は寸法は厚さ＝５．５〜２４ｍｍ、幅＝９１０・１２２０ｍｍ等、長さ＝１８００・１８２０・２４３０・２７３０ｍｍ等である。なお、外装用には「特類」を使用すると良いものである。勿論、シックハウス症候群対策として、低ホルムアルデヒド化されたホルムアルデヒド放散レベルＦ☆☆☆☆、またはＦ☆☆☆である構造用合板を使用しても良いものである。

２１は胴縁で図７（ａ）、（ｂ）に示すように構造用面材１４上、既存外装材４上に配設するものであり、新規外装材２２を取り付けるためのものであり、構造用面材１４と既存外装材４の段差を無くすために用いるものであり、さらに新規外壁Ｂを通気構造とするためのものである。

２２は新規外装材であり、胴縁２１上に配設され、既存木造住宅Ａの壁面を覆うものである。その素材としては例えば乾式外装材（金属製サイディング、窯業系サイディング、タイル、ＡＬＣ、等）、あるいはモルタル等よりなるものである。

ここで、本発明に係る既存外装壁の改修構造について、（財）日本住宅・木材技術センターの「木造の耐力壁およびその倍率性能評価業務報告書」に準拠した無載荷式の面内せん断試験を行った。試験体は図８に示すように主柱１と土台６に１０５ｍｍ×１０５ｍｍの杉製材、梁７に幅１０５ｍｍ×高１８０ｍｍの米松製材を用い、間柱２に３６ｍｍ×４５ｍｍの杉製材を４５５ｍｍピッチで配設した、幅１８２０ｍｍ×高さ２７３０ｍｍの軸組を用い、補強間柱１１として４５ｍｍ角の杉製材を間柱２の側面に固定具１２としてφ４．２で長さ７５ｍｍの木ねじで固定した。隅金物１３としては株式会社タナカのオメガ印ホールディングコーナー１０ｋＮ用を使用した。構造用面材１４としては幅９１０ｍｍ×高さ２７３０ｍｍ、厚さ７．５ｍｍのＪＡＳ特類２級の構造用合板を使用し、構造用面材１４の固定する固定具１２は東日本パワーファスニング株式会社のコンフィットＣＷ−３５ＲＦを使用し、Ｗ２＝１５０ｍｍの間隔で主柱１、土台６、梁７、補強間柱１１に固定した。その結果、壁倍率が３．７という性能が得られた。この性能は、既存木造住宅Ａの壁倍率に付加されるものであるが、壁倍率の上限は５．０であるため、非常に高い壁倍率の向上となる結果である。

ここで、本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工方法について説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すような既存木造住宅Ａの斜線で示す角隅部αに本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造を用いて改修するとする。

まず、図４（ａ）に示すような既存外装材４を、図４（ｂ）に示すように、既存外装材４を隅柱１ａから略３尺幅（９１０ｍｍ）で、かつ、既存外装材４の端部が主柱１と間柱２上で固定されている部分を残した位置で切断し除去する。図では、間柱２の側面まで除去している。また、中間の間柱２上の胴縁５も除去する。

このように、主柱１と間柱２上の既存外装材４の固定部分を除いて除去することにより、隅角部αの２面の残りの既存外装材４は剥落することがない。なお、この際既存の木造住宅Ａの主柱１、間柱２、土台６、梁７の躯体の状態を確認し、腐食している場合は交換等の対処を行う。

次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、間柱２の露出している側面（隅柱１ａ側）に補強間柱１１を表面を面一にしてビス等の固定具１２を介してピッチＷ＝４５０ｍｍで固定する。

その後、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、主柱１、補強間柱１１の側面上下端部に角金物１３を固定具１２を介して固定する。

次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように既存外装材４を除去した部分を閉塞するように構造用面材１４をビス等の固定具１２を介して固定する。この時、レベル合わせのために構造用面材１４で覆えない部分を、構造用面材１４と同じ厚さの合板１５を隅柱１ａと土台６部分に張ることによりカバーするものである。なお、構造用面材１４は梁７とＷ１＝５０ｍｍ以上重ねて配設することが好ましいが、軒天８と梁７の関係で、軒天８が邪魔で構造用面材１１をＷ１＝５０ｍｍ以上で形成できない場合には、軒天８を取り外して施工するものである。

その後、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、胴縁２１（ここでは縦胴縁）を固定具１２を介して固定する。また必要に応じて防虫網２３を胴縁２１の上下端部に形成する。最後に、図１に示すように新規外装材２２を外壁の必要部分に施工して、耐震改修を完了するものである。勿論、新規外装材２２が縦張りの場合には、胴縁２１は横胴縁として形成するものである。また、胴縁２１の素材としては、例えば、１５ｍｍ×４５ｍｍ、１５ｍｍ×９０ｍｍ以上の角材である。

［実施例２］
図９、図１０は本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の実施例２を示す説明図であり、実施例１とは新規外壁Ｂの構造が異なるものである。すなわち既存木造住宅Ａの隅角部αの既存外装材４を除去し、補強間柱１１、隅金物１３、構造用面材１４を固定具１２にて配設する構造は実施例１と同じである。

その上で、新規外壁Ｂとして断熱材２４を形成し、外張り断熱構造とし、断熱材２４上に胴縁２１を配設し、胴縁２１上に新規外装材２２を配設した構造である。この断熱材２４は例えば、発泡プラスチック断熱材、押出ポリスチレンフォーム保温板、高性能フェノールフォーム保温板からなり、主に構造用面材１４の結露防止に役立つものである。すなわち断熱材２４は、既存木造住宅Ａの室内側と外部との熱を遮断し、構造用面材１４に内部結露が発生するのを防止し、構造用面材の強度低下を防止し、耐震性能の低下を防止するためのものである。

新規外壁Ｂとして断熱材２４を使用し、外張り断熱とした場合は、主柱１、間柱２の間の壁内空間にグラスウールを配設するか、あるいは図１１に示すように、壁の上下に通気止めとして裸のグラスウール等の繊維系断熱材２５を詰めるものである。これは、壁体内部で床下〜壁内〜天井のすきま風を防止し、本発明による既存外装壁の耐震改修構造での断熱性の確保と湿気の停滞防止に効果を発揮し、内部結露を防止するためのものである。

既存住宅の耐震補強を行なう既に居住されている住宅の外壁には、エアコンや浴槽等の配管、コンロの排気口等、外壁面に穴が開けられていたり、また、出窓の屋根や窓の庇がそれぞれの両脇の柱より左右に出ていたり、あるいは、柱間隔が４．５尺であったり、柱間隔が３尺で片側が入隅であったりする場合が珍しくなかった。このために、既存の外壁に３×９版等の耐力面材を用いて耐震補強する場合、３尺あるいは、６尺の柱間隔の壁面にそのまま構造用面材等の耐力面材を張れないケースが多かった。こうしたケースでは片側柱、他側間柱の３尺幅の壁面を利用して３尺あるいは、６尺の柱間隔の壁面にそのまま構造用面材等の耐力面材を形成して耐震補強する本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造は、大変利用価値が高いものである。

本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の代表的一例を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の代表的一例を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工する家屋の一例を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の性能を測定するための試験体の説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の代表的一例を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の代表的一例を示す説明図である。 本発明に係る既存外装壁の耐震改修構造の代表的一例を示す説明図である。

符号の説明

Ａ 既存木造住宅
Ｂ 新規外壁
α 隅角部
１ 主柱
１ａ 隅柱
２ 間柱
３ 内装壁
４ 既存外装材
５ 胴縁
６ 土台
７ 梁
８ 軒天
１１ 補強間柱
１２ 固定具
１３ 隅金物
１４ 構造用面材
１５ 合板
２１ 胴縁
２２ 新規外装材
２３ 防虫網
２４ 断熱材
２５ 繊維系断熱材

Claims (1)

1. 軸組工法で建築された既存木造住宅の４隅の隅角部からそれぞれの特定の間柱間において、既存外装材の端部が主柱又は間柱上で固定された部分を残した位置で既存外装材が除去され、隅角部の隅柱と、間柱の隅角部側に固定された補強間柱の各々の上下端に角金物が固定されていると共に、前記既存外装材が除去された隅柱と補強間柱と土台と桁とからなる面に新規の構造用面材が固定され、さらに、４隅の隅角部の構造用面材とその間の既存外装材上に形成された新規外壁からなることを特徴とする既存外装壁の耐震改修構造。

Images