JP4503337B2 - 耐震金具 - Google Patents

Description

本発明は、木造建築物の耐震性を向上させる耐震金具に関する。

従来から家屋に耐震性を持たせるために、柱や梁で構成される木造構造枠の対角に筋交いを張る方法が一般的に用いられている。構造枠のコーナには、筋交いを取り付けることができるように、Ｌ字状の金具が固定されている。このＬ字状の金具の固定は、Ｌ字を形成する２つの辺がそれぞれ柱と梁にボルト等で固定されることで行われている。

しかし、地震等によって大きな力が構造枠にかかると、筋交いの金具を引っ張る力が、ボルト等の金具を構造枠に固定する力を上回ってしまい、筋交いの引っ張る力で金具が構造枠から外れてしまうことがある。

また、構造枠が地震等の揺れに耐え切れなくなって平行四辺形状に変形しようとすると、柱と梁で形成される構造枠のコーナ角度が90度より小さく或は大きくなろうとするために、柱と梁の両方で固定されたＬ字状型の金具は、Ｌ字を形成する２辺の角度を小さく或は大きくする向きの力を構造枠から受ける。このような力を何度も受けると、Ｌ字を形成する２辺の付け根部分等で金具が分断されて、筋交いを取り付けた効果がなくなってしまうこともある。

そこで、本発明は、地震等によって木造建築物に大きな揺れが発生しても、筋交いを構造枠に固定できる耐震金具を提供することを目的とする。

本発明の耐震金具は、木造建築物の構造枠の内側の向かい合う部位を突っ張る突張材によって構造枠に押圧される押圧部を備える。押圧部は、構造枠を水平方向に突っ張る突張材にて押圧される水平押圧部と、構造枠を垂直方向に突っ張る突張材にて押圧される垂直押圧部がある。耐震金具は、水平方向と垂直方向の力で構造枠に押圧されるので、筋交が耐震金具を引っ張ろうとしても、構造枠から外れ難い構成となっている。

また、地震等によって、耐震金具が、Ｌ字を形成する２辺のコーナ角度を小さく或は大きくする向きの力を構造枠から受けないようにするために、柱と梁の何れか一方にのみ耐震金具を固定するようにしてもよい。

また、地震等によって、コーナ角度が変化した場合、構造枠の向き合う部分を突っ張る突張材の向きも変化する。コーナ角度の変化に全く追従させずに突張材の向きを一定に保とうとすると、突張材に内部応力が発生して突張材が破壊してしまう可能性がある。コーナ角度の変化による突張材の破壊を防ぐために、コーナ角度の変化に追従させて突張材の向きが変化できるように、突張材の複数箇所をコーチスクリューやボルトで耐震金具に固定するのではなく、構造枠の向かい合う位置に固定された両側の耐震金具の押圧部で挟み込むことだけによって突張材の固定を行ってもよい。

本発明の耐震金具は、構造枠の内側の向き合う部分を突っ張る突張材によって構造枠に押圧されることができるので、筋交いによって引っ張られても構造枠から外れ難い構成となっている。

また、耐震金具は、構造枠を構成する柱と梁の一方にのみ固定することができるので、構造枠が変形してコーナ角度が変わっても、切断されるようなことはない。

さらに、耐震金具は、突張材を挟み込むことで支持できるので、突張材がコーナ角度の変化に追従して向きを変えることができるために、構造枠が変形しても、突張材が破壊されない。

構造枠のコーナに固定される本実施の形態の耐震金具１００の斜視図を図１に示す。図１に示すように、耐震金具１００は、底部１０１と該底部１０１の両側に立設された側壁１０２ａ、１０２ｂとから構成される隅金具１と、隅金具１に固定される当て材１０４と、角止め材１０５を備えている。

図１に示すように、上記隅金具１の底部１０１には、底部１０１の長辺方向に最低２つの固定穴１１０、１１１と、該固定穴１１０、１１１の間に仮止穴１１２が穿孔されている。耐震金具１００は、上記固定穴１１０、１１１にコーチスクリューや貫通ボルト等を挿通させることで、柱や梁に固定できるようになっている。

一方、上記隅金具１の両側壁１０２ａ、１０２ｂは、高さの高い高側壁部１０６ａ、１０６ｂと高さの低い低側壁部１０７ａ、１０７ｂが隣り合っており、段付状となっている。

低側壁部１０７ａ、１０７ｂ及び底部１０１の隅金具１の端部より一定長さ内側には、上記当て材１０４が溶接されて立設されている。

一方、隅金具１の高側壁部１０６ａ、１０６ｂ側の端部には、高側壁部１０６ａ、１０６ｂ及び底部１０１に角止め材１０５が溶接されている。さらに、高側壁部１０６ａ、１０６ｂの角止め材１０５側には楕円形の連結穴１０８ａ、１０８ｂが穿孔され、低側壁部１０７ａ、１０７ｂ側には円形の連結穴１０９ａ、１０９ｂが穿孔されている。

以上のように構成された上記耐震金具１００を構造枠の各コーナに固定して、筋交いを張る手順について説明する。

まず、耐震金具１００を図２に示すように構造枠の各コーナに固定する。この固定は、底部１０１を柱４０１のコーナ部に、角止め材１０５を梁４０２のコーナ部に当てがい、仮止穴１１２にビスを通して耐震金具１００を柱４０１に仮止めし、その後、上記固定穴１１０、１１１から柱４０１にコーチスクリュー等を差し込むことで行う。

このようにして各耐震金具１００を構造枠の各コーナに固定すると、各耐震金具１００の柱４０１への固定をより強固にするために、各耐震金具１００間に突張材４０３をはめ込んで各耐震金具１００を突張材４０３でコーナに押圧する。

図２に示す構造枠の左上と右上に固定された耐震金具１００と、左下と右下に固定された耐震金具１００は、それぞれの底部１０１が向かい合っており、左上と左下に固定された耐震金具１００と、右上と右下に固定された耐震金具１００は、それぞれの当て材１０４が向かい合っている。この向かい合っている底部１０１間及び当て材１０４間に、向かい合っている底部１０１の間隔または当て材１０４の間隔と同じ長さの突張材４０３をはめ込む。

この結果、図２に示すように、水平方向及び垂直方向に向いた突張材４０３が各コーナに固定された耐震金具１００間にはめ込まれるので、各耐震金具１００は、突張材４０３によって水平方向と垂直方向の力で構造枠のコーナに押圧される。従って、本実施の形態では、当て材１０４及び底部１０１が水平押圧部及び垂直押圧部として機能することとなる。

以上のように、耐震金具１００は、突張材４０３によって押圧されるので、従来のようにボルト等だけで構造枠に固定されている場合に比べて、著しく強固に構造枠に固定される。また、突張材４０３で各コーナに固定された各耐震金具１００を突っ張ることで、柱４０１及び梁４０２の内側に、４つの突張材４０３にて新たな構造枠が形成されるために、構造枠自体の強度も向上する。

なお、各耐震金具１００間にはめ込まれる４つの突張材４０３のはめ込み順序は、限定されるものではないので、突張材４０３をはめ込みやすい順序ではめ込めばよい。また、上記したように、左上と右上及び左下と右下の耐震金具１００間にはめ込まれる梁４０２と平行に向いた突張材４０３の長さは、耐震金具１００の底部１０１の間隔と同じ長さであるために、柱４０１に固定された耐震金具１００の当て材１０４や側壁部１０２ａ、１０２ｂ等が邪魔となって、耐震金具１００の底部１０１間にはめ込むことができない場合や、はめ込みにくい場合が想定される。このような場合、突張材４０３を２本に切断して、一本づつ左右の耐震金具１００間にはめ込んでもよい。

上記のように各耐震金具１００間に上記突張り材４０３をはめ込むと、突張材４０３の固定を確実にするために、４つの突張材４０３の複数箇所にコーチスクリューやボルト等を打ち込んで、各突張材４０３を柱４０１や梁４０２に固定するようにしてもよい。

また高側壁部１０６ａ、１０６ｂの底部１０１と反対側の先端が開いてしまうおそれがある場合は、突張材４０３をはめ込んでから、連結穴１０８ａ、１０８ｂにボルトを通して、当該ボルトの先端からナットを螺合して、高側壁部１０６ａ、１０６ｂをボルトとナットで挟み込むことで先端が開いてしまうことを防止してもよい。

上記のようにして突張材４０３をはめ込むと、構造枠の対角に固定された耐震金具１００間に筋交いを取り付ける。

図３及び図４に示すように、まず、筋交い１３２の一方が取り付けられる耐震金具１００の連結穴１０９ａからボルト１２０の先端を耐震金具１００の内部に挿入し、先端に長ナット１３３が溶接された筋交い取付部１３０の基端に設けられた取付穴１３１をボルト１２０に挿通する。さらにナット１２１、ナット１２２をボルト１２０に螺合して、ボルト１２０の先端を連結穴１０９ｂに挿入して、ボルト１２０の先端にナット１２３を螺合させる。又、壁が薄く、壁表面にナット１２３が露出するおそれがある場合は、ナット１２３を螺合させる代わりに、ナット１２２を高側壁部１０６ｂの連結穴１０９ｂ周辺部分に予め溶接して固定しておき、ボルト１２０の先端をナット１２２に螺合してもよい。

次に、筋交い１３２を取り付ける他方の耐震金具１００にも同様にして筋交い取付部１４０を取り付ける。この筋交い取付部１４０の先端には、筋交い取付部１３０に溶接されている長ナット１３３よりも内径の大きい長ナット１３６が支持部として溶接されている。

筋交い取付部１４０を取り付けると、上記長ナット１３３と螺合する径の筋交い１３２となる長ボルトの先端を上記長ナット１３６に遊嵌させて挿通させ、長ボルト１３２の基端を長ナット１３３に螺合させる。基端を長ナット１３３に螺合させると、地震等によって筋交い１３２が取り付けられた対角が長くなろうとして長ナット１３６が長ボルト１３２の先端側に移動してしまうことを防ぐために、ストッパとなるナット１３４、１３５を長ボルト１３２の先端側に螺合させる。

ナット１３４、１３５を螺合させると、筋交い取付部１３０、１４０が回転しないように、ナット１２１で筋交い取付部１３０、１４０を固定する。

これにより筋交い１３２の耐震金具１００への取り付けが終わる。

本実施の形態においては、筋交い１３２の先端が挿通される長ナット１３６の一方には、上記のようにナット１３４、１３５が螺合されているので、長ナット１３６がナット１３４、１３５方向に移動することができないが、他方側、即ち長ボルト１３３の基端側には、ナット等が螺合されていないので、他方側へは移動することができるようになっている。そのため、地震等によって構造枠が平行四辺形状に変形して、筋交いが取り付けられた構造枠の対角が短くなると、対角の短くなった分だけ、長ナット１３６が筋交い１３２の基端側に移動することができるために、構造枠の変形によって筋交い１３２に圧縮力がかかって筋交い１３２が変形することを防ぐことができる。

以上の方法で、２本の筋交い１３２をＸ字状に取り付けると筋交い１３２の取り付けが終了する。

（実施の形態２）
木造家屋では、通常柱の間隔に比べて梁の間隔が大きいために、構造枠が図５に示すように縦長となることが多い。縦長の構造枠に筋交いを取り付けると、筋交いの向きが、垂直方向に近い向きとなる。筋交いが垂直方向に近い向きとなると、筋交いを張ることによって得られる構造枠の変形防止の効果が薄れる。

例えば、柱４０１の間隔が１ｍであり、梁の間隔が２．４ｍであるような縦長の構造枠の場合、両柱４０１の中間部に図５及び図６に示すような耐震金具２００を固定する。耐震金具２００は、図６に示すように、耐震金具２００の中央を線対称の軸にして対称となっている。この耐震金具２００は、底部２０１と該底部２０１の両側に立設された側壁２０２ａ、２０２ｂとから構成される中間金具２と２つの当て材２０４とを備えている。

上記中間金具２の底部２０１には、底部２０１の長辺方向に最低４つの固定穴２１１〜２１４と、２つの仮止穴２１５、２１６が穿孔されている。耐震金具２００は、上記固定穴２１１〜２１４にコーチスクリューや貫通ボルト等を挿通させることで、柱４０１に固定できるようになっている。

図６に示すように上記中間金具２の両側壁２０２ａ、２０２ｂは、中央部が高くなっており、この高くなっている高側壁部２０６ａ、２０６ｂと高側壁部２０６ａ、２０６ｂの左右の低側壁部２０７ａ、２０７ｂから構成されている。

高側壁部２０６ａ、２０６ｂには、中央に穿孔された楕円形の連結穴２０９ａ、２０９ｂと、当該連結穴２０９の両側に穿孔された円形の連結穴２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂが設けられている。

上記２つの当て材２０４は、中間金具２の両端より一定長さ内側で底部２０１及両側の低側壁部２０７ａ、２０７ｂに溶接されて、底部２０１に立設されている。

耐震金具２００と耐震金具１００を用いて構造枠の耐震性を向上させる施工手順を以下に説明する。

まず、図５に示すように、耐震金具１００を構造枠の各コーナに固定し、両側の柱４０１の同じ高さの位置に耐震金具２００を固定する。各耐震金具１００の固定は、実施の形態１と同じ方法で行う。一方、耐震金具２００の固定は、底部２０１を柱４０１側に向けて耐震金具を柱４０１の中間部に当てがって、仮止穴２１５、２１６にビスを通して仮止めし、上記固定穴２１１〜２１４にコーチスクリュー等を差し込むことで行う。

耐震金具１００と耐震金具２００を固定すると、次に耐震金具１００、２００間に突張材４０３をはめ込む。まず、実施の形態１で説明したように、図５に示す上下それぞれのコーナに固定された耐震金具１００の底部１０１間へ突張材４０３をはめ込む。

次に、左の上下のコーナに固定された２つの耐震金具１００と、左の柱４０１に固定された耐震金具２００間と、右の上下のコーナに固定された２つの耐震金具１００と、右の柱４０１に固定された耐震金具２００間に突張材４０３をはめ込む。

上記したように、耐震金具１００は柱４０１に固定されているので、左上、右上のコーナに固定された耐震金具１００の当て材１０４と、左右の柱に固定された耐震金具２００の上側の当て材２０４が向き合い、左下、右下のコーナに固定された耐震金具１００の当て材１０４と、左右の柱に固定された耐震金具２００の下側の当て材２０４が向き合っている。この向き合っている当て材１０４、２０４間に、当て材１０４と当て材２０４の間隔と同じ長さの突張材４０３をはめ込む。

最後に、両側の柱４０１に固定された耐震金具２００の底部２０１間と同じ長さの突張材４０３を耐震金具２００の底部２０１間にはめ込み、突張材４０３がずり落ちないようにするために連結穴２０９ａ、２０９ｂにボルトを通して、高側壁部２０６ａ、２０６ｂを介してボルトとナットで突張材４０３を挟み込むことで固定する。このように、高側壁部２０６ａ、２０６ｂを介してボルトとナットで突張材４０３を挟み込むことで高側壁部２０６ａ、２０６ｂの先端が開いてしまうことの防止も図れる。

なお、本実施の形態においても、耐震金具１００の底部１０１間に突張材４０３をはめ込むことができない場合や、はめ込みにくい場合は、突張材４０３を２本に切断して、突張材４０３をはめ込んでもよい。また、耐震金具２００の固定に関しては、突張材４０３を、２つの耐震金具２００の連結穴２０９ａ、２０９ｂにて予めピン接合しておき、この２つの耐震金具２００を同時に柱４０１に固定しても良い。この固定の際には、２つの耐震金具２００を柱４０１に対して斜めにして構造枠内に入れて、その後２つの耐震金具２００を柱４０１の所定位置にずり込ませて移動させる方法が良い。

なお、耐震金具１００の場合と同じく、耐震金具２００においても、ナット１２３の螺合に代えてナット１２２の溶接固定によってボルト１２０を固定してもよい。

以上のようにして、耐震金具１００、２００間に突張材４０３がはめ込まれることで、図５に示すように、縦長の構造枠の内側に正方形に近い構造枠が２つ形成される。耐震金具２００を柱の中間部に固定することで、正方形に近い構造枠が形成されるので、縦長の構造枠であっても、立上り角度が約４５°の筋交いを取り付けることができる。

耐震金具１００、２００間に突張材４０３をはめ込むと、突張材４０３をはめ込んで形成された２つの構造枠に筋交い１３２をＸ字状に取り付ける。

まず、耐震金具１００の連結穴１０９ａ、１０９ｂ及び耐震金具２００の連結穴２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂに、実施の形態１に記載した筋交い取付部１３０、１４０の取り付け方法と同じ方法で筋交い取付部１３０、１４０を取り付ける。そして、耐震金具１００、２００に取り付けられた筋交い取付部１３０、１４０に筋交い１３２の両端を取り付ける。

（実施の形態３）
上記では、当て材１０４、２０４と底部１０１、２０１が突張材４０３にて押圧される場合について説明したが、当て材１０４、２０４が立設されていた耐震金具１００、２００の部位に当て材１０４、２０４に代えて、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２つのナット７０２ａ、７０２ｂと頭が突張材４０３にて押圧させる方向に向けてナット７０２ａ、７０２ｂに螺合されるボルト７０１を設けるようにしてもよい。このナット７０２ａは、耐震金具１００、２００の底部１０１、２０１の中心に、突張材４０３と平行の向きにボルト７０１が進退できる向きに溶接されて固定されている。なお、図７（ｂ）に示すように、パッキン７０３をナット７０２ａの下部に形成して、ナット７０２ａがずれることを防止するようにしても良い。

なお、このナット７０２ａ、７０２ｂ、とボルト７０１を、耐震金具１００の水平材（水平方向に突っ張る突張材４０３）にて押圧される位置に取り付ける形態にすれば、全ての突張材４０３の取り付け作業が無理なくできる。

このようにボルト７０１が突張材４０３と平行方向に進退することができるので、ボルト７０１を進退させることで、突張材４０３がはめ込まれる間隔を変更できるために、実施の形態１、２に記載したように、当て材１０４、２０４間又は底部１０１、２０１間と同じ長さの突張材４０３でなくても、耐震金具１００、２００を押圧することができる。そのため当て材１０４、２０４に代えてボルト７０１とナット７０２を用いると、突張材４０３をはめ込む間隔と同じ長さに突張材４０３を加工する手間を省くことができる。また、突張材４０３をはめ込んでから、ボルト７０１を進退させることで、突張材４０３をきっちりとはめ込むことが容易にできる。

（実施の形態４）
耐震金具１００をより強固に柱４０１に固定し、構造枠がより変形し難いものとするために、図８に示すように上記底部１０１に、耐震金具１００が固定される構造枠の柱４０１と、それ以外の柱４０１とを連結する連結手段１５０を取り付けてもよい。上記連結手段１５０は、連結用ボルト１５１と連結用ナット１５２から構成され、上記連結用ボルト１５１は、梁４０２と平行方向に底部１０１に取り付けられている。

上記連結用ボルト１５１は、上記耐震金具１００が取り付けられた柱４０１及び、他の柱４０１を貫通して各柱４０１にナット１５２にて固定されるようにする。このように、連結用ボルト１５１で、多数の柱４０１を連結することで、柱４０１の水平方向のずれを防止することもできる。

（実施の形態５）
また、柱４０１と梁４０２にて構成されている構造枠に耐震金具１００、２００を固定する場合について説明したが、構造枠の下部が、コンクリートや石等の耐震金具１００を固定し難い材質である場合は、コンクリートや石等の上に木材を載せて、この木材に耐震金具１００をできれば水平に固定してもよい。

（実施の形態６）
耐震金具が固定される柱４０１の面に背割りＳが設けられている場合、耐震金具１００、２００を柱４０１に固定するコーチスクリューや貫通ボルト等が背割りＳに差し込まれないように、コーチスクリューや貫通ボルト等の差し込み位置に工夫をする方がよい。

例えば、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、背割りＳが中央に設けられた柱４０１に耐震金具１００、２００を取り付ける場合、耐震金具１００、２００の底部の中央でなく、中央から所定距離ずれた位置に千鳥状に固定穴９０１〜９０４を穿孔してもよい。

また、上記したように、当て材１０４、２０４は、耐震金具１００の端部から一定長さ内側に立設されているので、突張材４０３の当て材１０４、２０４の端部の側面が、低側壁部１０７ａ、１０７ｂ、底部１０１又は低側壁部２０７ａ、２０７ｂ、底部２０１の３面から形成されるリブによって包持されるので、本実施の形態の耐震金具１００、２００を用いると、耐震金具の負荷によるねじれを突張材と共に押さえることができる。

上記では、耐震金具１００を構造枠のコーナ部分の柱４０１に固定する場合について説明したが、耐震金具１００をコーナ部分の梁４０２に固定してもよい。

耐震金具の斜視図。 耐震金具が固定された構造枠の全体図。 耐震金具の部分拡大正面図。 耐震金具の部分拡大側面。 耐震金具が固定された構造枠の全体図。 耐震金具の斜視図。 押圧部としてボルトとナットが用いられた耐震金具の外観図。 複数の柱と連結されている耐震金具を示す。 背割りされた柱に耐震金具を固定する一例を示す図。

符号の説明

１００ ２００ 耐震金具
１０１ ２０１ 底部
１０４、２０４ 当て材
１３２ 筋交い
４００ 固定具
４０１ 柱
４０２ 梁
４０３ 突張材

Claims (8)

1. 木造建築物の構造枠に取り付けられ、筋交いが取り付けられる耐震金具において、
   上記構造枠に接触し、当該構造枠に固定される底部と、
   上記底部に、互いに対向して立設された側壁と、
   上記側壁の互いに対向する位置にそれぞれ設けられた貫通孔と、
   上記対向する両貫通孔に挿通され、かつ上記筋交いが取り付けられる棒材と、
   上記構造枠の水平方向に向き合う部位を突っ張る突張材にて上記構造枠に押圧される水平押圧部と、
   上記構造枠の垂直方向に向き合う部位を突っ張る突張材にて上記構造枠に押圧される垂直押圧部とを備え、
   上記構造枠の水平方向に向き合う部位を突っ張る突張材および上記構造枠の垂直方向に向き合う部位を突っ張る突張材が、上記対向する側壁の間にはめ込まれることを特徴とする耐震金具。
2. 木造建築物の構造枠に取り付けられ、筋交いが取り付けられる耐震金具において、
   上記構造枠の水平方向に向き合う部位を突っ張る突張材にて上記構造枠に押圧される水平押圧部と、
   上記構造枠の垂直方向に向き合う部位を突っ張る突張材にて上記構造枠に押圧される垂直押圧部とを備え、
   上記水平押圧部は、水平方向に進退可能であり、上記垂直押圧部は、垂直方向に進退可能であることを特徴とする耐震金具。
3. 上記水平押圧部又は上記垂直押圧部は、当該押圧部を押圧する上記突張材の突っ張り方向と直交する、当該突張材の面を支持する、上記底部に立設されたリブを備えた請求項１に記載の耐震金具。
4. 上記構造枠と、少なくとも１つの柱と連結する連結手段を備えた請求項１または２に記載の耐震金具。
5. 上記構造枠のコーナに取り付けられる請求項１または２に記載の耐震金具。
6. 上記構造枠コーナを構成する梁と柱の何れか一方に固定された請求項１または２に記載の耐震金具。
7. 上記構造枠を構成する柱の中間に取り付けられ、
   上記垂直押圧部は、当該垂直押圧部を押圧する上記突張材にて上下方向から押圧され、上記水平押圧部は、当該水平押圧部を押圧する上記突張材にて左右方向から押圧される請求項１または２に記載の耐震金具。
8. 上記筋交いに取り付けられたストッパと、上記筋交いの上記ストッパが取り付けられた位置より内側を遊嵌させて支持する支持部を具備する筋交い取付部を備えた請求項１または２に記載の耐震金具。

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