JP4707177B2 - 木造家屋の耐震構造 - Google Patents

Description

本発明は、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止する木造家屋の耐震構造に関するものである。

特に直下型地震時には、その縦揺れにより木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がってしまうことも少なくない。このように基礎が地面から浮き上がってしまうと、浮き上がった基礎が地面と衝突した際に過大な衝撃が基礎に加わることになり、その衝撃力により基礎が破壊され、木造家屋が壊滅的な損害を受けることになる。

現在までに、木造家屋の耐震性を向上させる耐震構造として数多くの提案がされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来の木造家屋の耐震構造はいずれも、木造家屋の基礎とその土台や柱等の上部構造とを互いに強固に連結することにより耐震性を向上させようとするものであり、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防ぐことはできなかった。

特開２００１−１５９１９２号公報

本発明は、従来の木造家屋の耐震構造に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、地震時における基礎の浮き上がりを防止することによって木造家屋の耐震性を向上させる木造家屋の耐震構造を提供することを目的とする。

本発明は、木造家屋の耐震性を向上させる木造家屋の耐震構造であって、
前記木造家屋の基礎のフーチングを貫通して地中へ延びる管材と、前記フーチング上に形成された増打ち部と、前記増打ち部を貫通し、前記管材に挿通された芯材と、前記管材を通して注入されたグラウトが該管材の下端部の周辺で固化して成るアンカー部と、前記芯材の上端側に固定され、前記増打ち部の上面に係止された係止手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記芯材がワイヤロープにより構成されており、該ワイヤロープのワイヤ素線が前記アンカー部においてほどかれていることを特徴とする。

更にまた、本発明は、前記係止手段が、前記芯材を挿通可能なリング部材と、該リング部材に挿通された該芯材と該リング部材との隙間に上方から差し込まれた楔部材と、から構成されていることを特徴とする。

更にまた、本発明は、木造家屋の耐震性を向上させる木造家屋の耐震構造であって、
前記木造家屋の基礎のフーチング上に形成された増打ち部と、前記増打ち部及び前記フーチングを貫通して地中へ延びる管材と、前記管材を通して注入されたグラウトが該管材の下端部の周辺で固化して成るアンカー部と、前記管材の上端側に固定され、前記増打ち部の上面に係止された係止手段と、を備えたことを特徴とする。

更にまた、本発明は、前記芯材の上端側に、可撓性を有する線材の下端側が連結され、該線材の上端側が前記木造家屋の基礎上に構築された上部構造に係止されていることを特徴とする。

本発明に係る木造家屋の耐震構造によれば、芯材または管材の下端部がアンカー部により地中に固定されるとともに、芯材または管材の上端側に固定された係止手段が木造家屋の基礎に係止されるので、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止することができる。したがって、従来のように、浮き上がった基礎が地面と衝突した際の衝撃力により基礎が破壊され、木造家屋が壊滅的な損害を受けることもない。

また、本発明に係る木造家屋の耐震構造は、基礎に孔を設ける程度の簡単な施工で構成することができので、新築の場合は勿論、既設された木造家屋に対しても簡単かつ安価にその耐震性を向上させることができる。

以下、本実施形態の木造家屋の耐震構造１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。

本実施形態の耐震構造１０は、既設された木造家屋の耐震性を向上させるものである。図１に示すように、下部にフーチング１１を備えた基礎１が、割石１２及び捨てコンクリート１３上に形成されており、この基礎１上に、土台１４を含む不図示の木造家屋の上部構造が構築されている。基礎１と土台１４とは公知のアンカーボルト１５により結合されており、基礎１の内部には複数の鉄筋１６が配設されている。

本実施形態の耐震構造１０は、図１に示すように、上記基礎１を貫通して地中へ延びる管材２と、管材２に挿通された芯材３と、管材２の下端部の周辺に拡径状態で形成されたアンカー部４と、芯材３の上端側に固定され、基礎１に係止された係止手段５と、から構成されている。

管材２は、本実施形態では塩化ビニル製丸パイプを採用しており、上記基礎１のフーチング１１を上下に貫通して地中に延びている。即ち、図２に示すように、基礎１の近傍の地面を掘り起して露出させたフーチング１１の上面からコアカッターにより地中へ向けて直径約５０ｍｍ、深さ約１.５ｍの孔２１を開設し、この孔２１に上方から管材２を差し込んである。

芯材３は、本実施形態では、直径１６ｍｍの異形棒鋼３１を採用している。図３に示すように、芯材３は、孔２１内に差し込んだ管材２内へ上方から挿入され、その下端部は、管材２の下端部から突出して孔２１の底部に達する。異形棒鋼３１の表面には、図示しない多数の突起が形成されており、また、その上部には雄ネジ部３２が刻設されている。

アンカー部４は、上記管材２を通して注入したグラウトを地中で固化させて形成されている。即ち、管材２の上端から公知の不図示の注入ポンプを利用して管材２と芯材３との隙間を通してグラウトを注入し、管材２の下端部から流出させたグラウトを孔２１の底部周囲の地中に浸透させる。このグラウトの地中への浸透は、管材２の管壁の存在によって管材２の下端部の周辺で大きく進行することになる。この状態でグラウトを固化させることによって、図１に示すように、管材２の下端部の周辺に拡径状態のアンカー部４を形成する。このアンカー部４によって芯材３の下端部が地中で固定される。

係止手段５は、上記芯材３の上端側を基礎１の上面に係止するものである。本実施形態の係止手段５は、芯材３の上端部の雄ネジ部３２に螺合可能なナット５１から構成されている。アンカー部４を形成した後、ナット５１を芯材３の雄ネジ部３２に螺合して締めることによって、ナット５１がワッシャを介してフーチング１１の上面に係止される。その後、基礎１のフーチング１１上に土砂を被せて埋め戻す。

なお、ここでは、基礎１の逆Ｔ字型のフーチング１１の外側に耐震構造１０を構成した実施例について説明しているが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、基礎１のフーチング１１の外側及び内側にそれぞれ耐震構造１０を構成しても良い。また、基礎１の全周にわたり所定間隔をあけて複数の耐震構造１０を構成することが好ましいが、基礎１の平面形状の出隅部にそれぞれ耐震構造１０を構成するようにしても良い。後述する実施変形例の耐震構造においても同様である。

このように本実施形態の木造家屋の耐震構造１０にあっては、芯材３の下端部がアンカー部４により地中に固定されているとともに、芯材３の上端部に固定された係止手段５のナット５１が基礎１の上面に係止されているので、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止することができる。したがって、従来のように、浮き上がった基礎が地面と衝突した際の衝撃力により基礎が破壊され、木造家屋が壊滅的な損害を受けることもない。

また、本実施形態の木造家屋の耐震構造１０は、既設された木造家屋に対しては、基礎１のフーチング１１に孔２１を開設する程度の簡単な施工だけで構成することができる。したがって、簡単かつ安価に既設の木造家屋の耐震性を向上させることができる。

以上、本発明に係る木造家屋の耐震構造の実施形態を説明したが、本発明に係る耐震構造はその他の形態でも実施することができる。

例えば、図４に示す耐震構造２０のように構成しても良い。耐震構造２０における芯材３は、複数の鋼線を撚り合せて成るワイヤロープ３３により構成されている。このワイヤロープ３３の下端部は、そのワイヤ素線３４がほどかれており、複数のワイヤ素線３４がアンカー部４においてばら状態で拡がっている。このことで、ワイヤロープ３３から成る芯材３の下端部とアンカー部４とがより強固に連結される。耐震構造２０の施工時には、ワイヤロープ３３のワイヤ素線３４をばら状態にほどいた後、このワイヤロープ３３を管材２内に挿入する。ばら状態のワイヤ素線３４は管材２の内面に沿って円滑に挿入することができる。各ワイヤ素線３４が管材２内で拡がり方向へ付勢されていても管材２の内面に沿って円滑に挿入し得る。このことで、挿入した各ワイヤ素線３４を管材２の下端部から突出させたとき、各ワイヤ素線３４を管材２の径よりも拡げることができ、ワイヤロープ３３の下端部とアンカー部４とを更に強固に連結することができる。

また、図４及び図５に示すように、耐震構造２０の係止手段５は、ワイヤロープ３３から成る芯材３を挿通可能なリング部材５２と、リング部材５２のリング内に差し込み可能な複数の楔部材５３とから構成されている。リング部材５２内にワイヤロープ３３の上端部を下方から挿入し、ワイヤロープ３３とリング部材５２の内周との隙間に上方から一対の楔部材５３が差し込まれている。ワイヤロープ３３に下方への引張力が加わったとき、ワイヤロープ３３は一対の楔部材５３によってより強固に挟持固定される。このリング部材５２がワッシャ５４を介して基礎１のフーチング１１の上面に係止されている。

また、耐震構造２０は、図４に示すように、ワイヤロープ３３の下端側に突起部３５が固定されている。突起部３５は、上記係止手段５と同様、ワイヤロープ３３を挿通可能なリング部材３６と、リング部材３６のリング内に差し込み可能な複数の不図示の楔部材とから構成されている。リング部材３６内にワイヤロープ３３の下端側を上方から挿通し、ワイヤロープ３３とリング部材３６の内周との隙間に下方から複数の楔部材が差し込まれて固定されている。この突起部３５によっても、ワイヤロープ３３の下端側とアンカー部４とが強固に連結される。突起部３５は、芯材３を管材２内へ挿入する前の段階において芯材３に固定されるものであり、突起部３５のリング部材３６は、管材２に挿通可能なサイズに形成されている。

この実施変形例の耐震構造２０によれば、芯材３の下端部がアンカー部４により地中に固定されているとともに、芯材３の上端部に固定された係止手段５のリング部材５２が基礎１の上面に係止されているので、上述した実施形態の耐震構造１０と同様、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止することができ、従来のように、浮き上がった基礎が地面と衝突した際の衝撃力により基礎が破壊されて木造家屋が壊滅的な損害を受けるようなこともない。

更にまた、本発明に係る木造家屋の耐震構造は、図６及び図７に示す耐震構造３０のように構成しても良い。耐震構造３０は、上述した耐震構造２０の芯材３の上端部に、線材６の下端部が連結手段７により連結されており、この線材６の上端側が木造家屋の上部構造１７に係止されている点に特徴がある。

耐震構造３０の線材６は、複数の鋼線が撚り合わされ、その周囲が合成樹脂材にて被覆されたワイヤロープ６１から構成され、可撓性を有している。このワイヤロープ６１の上下端部付近はその鋼線を露出させてある。

また、連結手段７は、図７に示すように、線材６を挿通可能なリング部材７１と、リング部材７１のリング内に差し込み可能な複数の楔部材７２と、リング部材７１と上記係止手段５のリング部材５２とを連結する円筒形状の連結スリーブ７３と、から構成されている。リング部材７１の外周には雄ネジ部７４が形成されており、連結スリーブ７３の内周には、雄ネジ部７４に螺合可能な雌ネジ部７５が形成されている。また、係止手段５のリング部材５２の外周には、雄ネジ部７４と同形状の雄ネジ部５５が形成されている。

図７に示すように、線材６の下端部がリング部材７１内に上方から挿入されており、この線材６とリング部材７１の内周との隙間に下方から一対の楔部材７２が差し込まれている。このことで、線材６に上方への引張力が加わったとき、線材６は一対の楔部材７２によってより強固に挟持固定される。そして、連結スリーブ７３の雌ネジ部７５とリング部材７１の雄ネジ部７４及びリング部材５２の雄ネジ部５５とが互いに螺合されている。このことで、芯材３と線材６とが係止手段５及び連結手段７を介して強固に連結される。

また、図６に示すように、線材６の上端部は、固定部８により木造家屋の上部構造１７の軒けた１８に係止されている。固定部８は、上記係止手段５と同様、線材６を挿通可能なリング部材８１と、リング部材８１のリング内に差し込み可能な複数の不図示の楔部材とから構成されている。リング部材８１内に線材６の上端部を下方から挿通し、線材６とリング部材８１の内周との隙間に上方から複数の楔部材が差し込まれている。この軒けた１８の端部に貫通孔１９が設けられており、貫通孔１９内を下方から通した線材６の上端部に固定部８が固定されている。この固定部８が軒けた１８の上面に係止されている。

この耐震構造３０によれば、芯材３の下端部がアンカー部４により地中に固定され、芯材３の上端部に固定された係止手段５のリング部材５２が基礎１の上面に係止されるので、上述した耐震構造２０と同様、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止することができる。そして更に、係止手段５及び連結手段７を介して芯材３に線材６が連結されており、この線材６の上端部が木造家屋の上部構造１７に係止されているので、基礎１に対する上部構造１７の浮き上がりをも防止することができ、構造の複雑化を伴なうことなく木造家屋の耐震性を更に向上させることができる。

また、耐震構造３０によれば、ワイヤロープ６１から成る線材６が可撓性を有しているので、この線材６を適宜に曲げ変形させながら、例えば芯材３との連結作業や上部構造１７との係止作業を行うことができ、その施工作業性に優れている。なお、ここでは、芯材３の上端部に線材６の下端部を連結した例を説明しているが、これら芯材と線材とを、連続したワイヤロープにより一体に構成することも可能である。また、この線材６として、周囲が合成樹脂材で被覆された棒鋼を採用しても良い。

更にまた、本発明に係る木造家屋の耐震構造は、図８に示す耐震構造４０のように構成しても良い。この耐震構造４０は、基礎１を貫通して地中へ延びる管材２と、管材２の下端部の周辺に形成されたアンカー部４と、管材２の上端側に固定され、基礎１に係止された係止手段５と、から構成されている。上述した実施形態とは異なり、管材２内に芯材を設けずに耐震構造の更なる簡素化を図った点に特徴がある。

耐震構造４０における管材２は、鋼管材により構成されており、その上端側には、図示しない雄ネジ部が刻設されている。この管材２を通してグラウトを注入し、この注入したグラウトを固化させることによって、上記実施形態と同様、管材２の下端部の周辺に拡径状態のアンカー部４を形成している。

耐震構造４０における係止手段５は、管材２の上端側を基礎１の上面に係止するものであり、管材２の上端側の雄ネジ部に螺合可能な袋ナット５６から構成されている。アンカー部４を形成した後、袋ナット５６を管材２の雄ネジ部に螺合して締めることによって、袋ナット５６がワッシャを介してフーチング１１の上面に係止されている。

この耐震構造４０によれば、管材２の下端部がアンカー部４により地中に固定されているとともに、管材２の上端部に固定された係止手段５の袋ナット５６が基礎１の上面に係止されているので、上述した実施形態の耐震構造と同様、地震時に木造家屋が基礎ごと地面から浮き上がるのを防止することができる。そして更に、管材２内に芯材を挿入する必要がないので、その構成を更に簡素化することができ、より簡単かつ安価に木造家屋の耐震性を向上させることができる。

更にまた、本発明に係る木造家屋の耐震構造は、図９に示す耐震構造５０のように構成しても良い。この耐震構造５０は、基礎１に増打ち部９を形成し、この増打ち部９の上面に、芯材３の上端部に固定した係止手段５を係止させた点に特徴があり、その他の構成は上述した耐震構造１０と同様である。増打ち部９には貫通孔９１が設けられており、この貫通孔９１を通して芯材３が挿入されている。また、増打ち部９内には差し筋９２が配設されている。このことで、既設された無筋の基礎をもつ木造家屋に対してもその耐震性を確実に向上させることができる。

更にまた、本発明に係る木造家屋の耐震構造は、図１０に示す耐震構造６０のように構成しても良い。耐震構造６０は、棒鋼から成る芯材３の下端側に、管材２の外径よりも大きな突起部３７が固定されている点に特徴があり、その他の構成は上述した耐震構造１０と同様である。

突起部３７は、芯材３を挿通可能なリング部材３８と、リング部材３８のリング内に差し込み可能な複数の楔部材３９とから構成されている。リング部材３８内に芯材３の下端側を上方から挿通し、芯材３とリング部材３８の内周との隙間に下方から複数の楔部材３９が差し込まれて固定されている。

耐震構造６０の施工は次のように行う。まず、芯材３の下端側に突起部３７を固定し、芯材３の上端側から管材２を被嵌しておく。そして、この芯材３と共に管材２を、フーチング１１の上面から地中へ向けて開設した孔内に差し込む。その後、管材２の上端から公知の注入ポンプを用いて管材２と芯材３との隙間を通してグラウトを注入し、管材２の下端部と突起部３７との隙間からグラウトを流出させて孔の底部周囲の地中に浸透させる。こうして上記実施形態と同様、管材２の下端部周辺に拡径状態のアンカー部４を形成する。この管材２の外径よりも大きな突起部３７の存在によって、芯材３の下端側とアンカー部４とがより強固に連結される。

更にまた、上記実施形態では、既設された木造家屋に対しその耐震性を向上させる例について説明しているが、本発明に係る木造家屋の耐震構造は決してこれに限定されるものではなく、木造家屋を新築する際にも適用することができる。また、上記実施形態では、管材２を鉛直方向に設けているが、傾斜させて設けるようにしても良い。また、複数の管材ごとに傾斜角度を異ならせても良い。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。

本実施形態の木造家屋の耐震構造の概略断面側面図である。 同耐震構造の施工工程を説明する概略断面側面図である。 同耐震構造の施工工程を説明する概略断面側面図である。 本発明に係る変形例の耐震構造の概略断面側面図である。 同耐震構造の係止手段を説明する要部拡大断面図である。 本発明に係る他の変形例の耐震構造の概略断面側面図である。 同耐震構造の係止手段及び連結手段を説明する要部拡大断面図である。 本発明に係る更に他の変形例の耐震構造の概略断面側面図である。 本発明に係る更に他の変形例の耐震構造の概略断面側面図である。 本発明に係る更に他の変形例の耐震構造の概略断面側面図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０、６０ 耐震構造
１ 基礎
１１ フーチング
１７ 上部構造
１８ 軒けた
２ 管材
３ 芯材
３１ 異形棒鋼
３２ 雄ネジ部
３３ ワイヤロープ
３４ ワイヤ素線
３５、３７ 突起部
４ アンカー部
５ 係止手段
５１ ナット
５２ リング部材
５３ 楔部材
５４ ワッシャ
６ 線材
６１ ワイヤロープ
７ 連結手段
７１ リング部材
７２ 楔部材
７３ 連結スリーブ
８ 固定部
９ 増打ち部

Claims (5)

1. 木造家屋の耐震性を向上させる木造家屋の耐震構造であって、
   前記木造家屋の基礎のフーチングを貫通して地中へ延びる管材と、
   前記フーチング上に形成された増打ち部と、
   前記増打ち部を貫通し、前記管材に挿通された芯材と、
   前記管材を通して注入されたグラウトが該管材の下端部の周辺で固化して成るアンカー部と、
   前記芯材の上端側に固定され、前記増打ち部の上面に係止された係止手段と、
   を備えたことを特徴とする木造家屋の耐震構造。
2. 前記芯材がワイヤロープにより構成されており、該ワイヤロープのワイヤ素線が前記アンカー部においてほどかれている請求項１記載の木造家屋の耐震構造。
3. 前記係止手段が、前記芯材を挿通可能なリング部材と、該リング部材に挿通された該芯材と該リング部材との隙間に上方から差し込まれた楔部材と、から構成されている請求項１または請求項２記載の木造家屋の耐震構造。
4. 前記芯材の上端側に、可撓性を有する線材の下端側が連結され、該線材の上端側が前記木造家屋の基礎上に構築された上部構造に係止されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の木造家屋の耐震構造。
5. 木造家屋の耐震性を向上させる木造家屋の耐震構造であって、
   前記木造家屋の基礎のフーチング上に形成された増打ち部と、
   前記増打ち部及び前記フーチングを貫通して地中へ延びる管材と、
   前記管材を通して注入されたグラウトが該管材の下端部の周辺で固化して成るアンカー部と、
   前記管材の上端側に固定され、前記増打ち部の上面に係止された係止手段と、
   を備えたことを特徴とする木造家屋の耐震構造。

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