JP5404007B2 - 耐力壁構成パネル及び耐力壁構造 - Google Patents

Description

この発明は、木造軸組構造の建築物の構築やリフォームに用いられるような耐力壁構成パネル及び耐力壁構造に関し、より詳しくは、高倍率の耐力壁を所望に応じて適宜得られるような耐力壁構成パネル及び耐力壁構造に関する。

耐力壁には、筋かいを用いる筋かい耐力壁と、合板を用いる合板張り耐力壁がある。筋かい耐力壁は、筋かい自体とその接合部に大きな力が集中する構造であるため、脆性的な破壊を生じることがある。一方、合板張り耐力壁では、合板と軸組の力の伝達が多数の釘を介して行われるので力の一極的な集中がなく、靭性に優れる。

このため、高倍率の耐力壁が必要な場合には、合板張り耐力壁が利用されるが、この合板張り耐力壁には、大壁仕様のものと真壁仕様のものがある。大壁仕様の合板張り耐力壁は、柱（垂直材）と土台や横架材（水平材）の表面に対して合板を直接釘打ちして耐力壁を構成する（例えば下記特許文献１参照）。

真壁仕様の合板張り耐力壁は、垂直材や水平材の内側に、受け材を取り付けて、この受け材に合板を釘打ちする受け材タイプと、貫を入れてこの貫に合板を釘打ちする貫タイプ（下記特許文献２参照）がある。
特開２００４−３３２３７７号公報 特開平５−１３２９９９号公報

ところが、受け材タイプの真壁使用の合板張り耐力壁は、耐力メカニズムは大壁仕様の合板張り耐力壁と基本的に同様であるものの、受け材と垂直材及び水平材との間のすべりにより、大壁仕様の合板張り耐力壁よりも耐力が低いとされている。また、貫タイプの真壁仕様の合板張り耐力壁は、耐力メカニズムが大壁仕様の合板張り耐力壁とは異なることにより、大壁仕様の合板張り耐力壁よりも耐力が低いとされている。

つまり、真壁仕様の合板張り耐力壁は、大壁仕様の合板張り耐力壁に比べて高倍率が出ないとされており、たとえば木造３階建ての建物では、構造関係から高耐力の耐力壁が不可欠とされているが、その耐力壁には大壁仕様の合板張り耐力壁が使用されることとなっている。耐力壁が必要な部屋がたとえ和室であっても、である。大壁仕様で和室のイメージを出すには、造作柱を利用するなどして対応しなければならない。

そこで、この発明は、真壁仕様の耐力壁であっても、必要に応じて高倍率を出すことができるようにすることを主たる目的とする。

そのための手段は、垂直材と水平材を有する木造軸組構造に用いられて耐力壁を構成する耐力壁構成パネルであって、前記垂直材と水平材で囲まれる方形状の開口部の内側面に当接する当接端面を外周縁の全周の４辺に有する面材と、該面材における当接端面を挟む両面を挟持し、前記垂直材または水平材に対して固定される挟持材を備え、前記面材が、面方向における上下方向に配設される複数の面材担体で構成され、これら面材担体の間には、両端が前記挟持材に固定される介装材が介装され、該介装材における前記面材担体の縁部に対向する部位には、面材担体の縁部を嵌合する嵌合溝が形成されるとともに、前記介装材の両端には、前記挟持材と前記面材担体に全体が挟持される板状の突片が形成され、前記挟持材が前記面材に対して面材の厚さ方向に打ち付ける釘で固定された耐力壁構成パネルである。

面材の当接端面が開口部の内側面に当接するとともに、この当接端面を面材の厚さ方向で挟持する挟持材が、開口部との間ですべりのないように開口部に固定する。面材が力を吸収し面材にせん断変形が生じたときでも、挟持材が面材を押さえ込んで、面材に力を吸収させる。

前記挟持材は、前記面材に対して面材の厚さ方向に打ち付ける釘で固定するので、釘により力が分散される。打ち付ける釘の本数、間隔によって、倍率を調整できる。

前記面材が、前記当接端面を全周の４辺に備えるとともに、該面材が、面方向における上下方向に配設される複数の面材担体で構成され、これら面材担体の間には、両端が前記挟持材に固定される介装材が介装され、該介装材における前記面材担体の縁部に対向する部位には、面材担体の縁部を嵌合する嵌合溝が形成されているので、面材を複数の面材担体に介装材を介して合理的に分割することで、バランスがとれた耐力壁を構成できる。嵌合溝に嵌合した面材担体の縁部に釘を打ち付けて固定すれば、きわめて高い倍率を得られる。

前記介装材の厚さが、前記垂直材又は水平材の厚さと同一に設定されると、前記開口部の表裏両面を面一とすることができ、確実に真壁仕様の耐力壁を得られる。

前記介装材に、前記垂直材又は水平材と同寸角の材料が用いられると、垂直材や水平材に匹敵する強度を介装材に持たせることができ、面材を複数の面材担体に分割したことによる効果を高めることができる。

前記のような耐力壁構成パネルは、その挟持材が、対向する垂直材又は水平材に対して垂直な方向に打ち付ける釘で固定されるとよい。釘によって力が分散され、特に、前記挟持材が面材に対して面材の厚さ方向に打ち付ける釘で固定されているので、方向性の異なる２種類の釘によって二段階で力を分散することになる。この結果、力がさらに有効に分散される。打ち付ける釘の本数、間隔によって、所望の倍率を得られる。

以上のように、この発明によれば、真壁仕様の耐力壁であっても、必要に応じて高倍率を出すことができる。また、真壁仕様なので、和室を容易に得られる。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、木造軸組構造に用いられて耐力壁を構成する耐力壁構成パネル１１の斜視図であり、図２は、耐力壁構成パネル１１の一部とこれを嵌め込む開口部２１の斜視図である。

耐力壁構成パネル１１は、柱材等の垂直材２２と、土台や横架材等の水平材２３とで囲まれる前記の開口部２１に嵌め込まれるもので、構造用合板からなる面材３１と、この面材３１の全周の４辺を面材３１の厚さ方向に挟む挟持材４１を有する。

面材３１は、開口部２１の内側面に当接する当接端面３２を外周縁の全周に有する。すなわち、面材３１は、開口部２１にぴたりと嵌まり込んで当接端面３２が開口部２１の内側面に当たる大きさに形成される。

そして、この面材３１は２本の介装材５１を介して上下方向（垂直材２２の長さ方向）に配設される方形状をなす３枚の面材担体３３，３４，３５で構成される。上から順に、第１面材担体３３、第２面材担体３４、第３面材担体３５である。これらの面材担体３３，３４，３５は、構造用合板を張り継ぐようなことはせず、それぞれ１枚の構造用合板で構成される。

つまり、面材３１は３枚の面材担体３３，３４，３５で構成されているので、これら面材担体３３，３４，３５における面材３１の外周縁に対応する位置に前記の当接端面３２を有する。具体的には、第１面材担体３３及び第３面材担体３５の一方の水平辺の端面３３ａ，３５ａと、この水平辺と直角をなす２辺の垂直辺の端面３３ｂ，３５ｂが前記の当接端面３２であるとともに、第２面材３４における左右両側の垂直辺の端面３４ｂが前記の当接端面３２である。

前記の挟持材４１は、角材で構成され、前記面材３１における当接端面３２を挟む両面を挟持し、前記開口部２１を構成する垂直材２２又は水平材２３に対して固定されるものである。すなわち、図３にも示したように、開口部の内のりと同じ長さの４本の第１挟持材４２と、これら第１挟持材４２の両端部間に挟まれるように固定される４本の第２挟持材４３を有する。このほかに、左右方向の中間部であって第２挟持材４３と前記の介装材５１との間に第１挟持材４２と平行に固定される片面３本ずつ合計６本の第３挟持材４４も有する。この第３挟持材４４は、耐力壁構成パネル１１の左右方向の長さ（幅）に応じて適宜本数取り付けられる。

これら挟持材４１の厚さ（耐力壁構成パネル１１の厚さ方向の寸法）は、２本の挟持材４１と１枚の面材３１（面材担体３３，３４，３５）の厚さを加えると、垂直材２２や水平材２３と同じになる寸法に設定されている。すなわち、耐力壁構成パネル１１を開口部２１に嵌め込むと、耐力壁構成パネル１１の挟持材４１の表面が開口部２１の表裏両面と面一になる。

なお、図示例では、片面側の挟持材４１の厚さと他面側の挟持材４１の厚さが同一であるものを示したが、これらの厚さが異なるもよい。これらの厚さが異なれば、耐力壁構成パネル１１の厚さ方向における面材３１（面材担体３３，３４，３５）の位置を一方側または他方側に寄せることができる。

前記介装材５１は、垂直材２２や水平材２３と同寸角の木材を加工してなるもので、長さ方向の両端が前記第１挟持材４２に固定される。そして、面材担体３３，３４，３５の当接端面３２以外の辺の縁部３３ｃ，３４ｃ，３５ｃと対向する部分であって厚さ方向の中間部に、面材担体３３，３４，３５の前記縁部３３ｃ，３４ｃ，３５ｃを嵌合する嵌合溝５２を有する。

また、長さ方向の両端には板状の突片５３が形成されている。この突片５３は、隣接する面材担体３３，３４，３５間の隙間を埋めるためのもので、突片５３の先端面５３ａは前記の当接端面３２と同様に開口部２１の内側面に当接する。さらに、長さ方向の中間部には、前記の第３挟持材４４の一端を嵌め込む嵌合凹部５４が形成されている。

このような介装材５１は、垂れ壁の下端位置や腰壁の上端位置を考慮して、上下方向に３分割した位置に備えられる。

前記のような面材３１と挟持材４１と介装材５１は、図３に示したような状態から図４に示したような状態に組み立てられ、挟持材４１を面材３１に対して釘６１で打ち付けて固定される。釘６１は、図４に示したように、挟持材４１の表面から面材３１に向けて、すなわち面材３１の厚さ方向に打ち付ける。この釘６１の打ち付けで、すべての部材は一体化する。

一方の面に位置する挟持材４１から打ち付ける釘６１と、他方の面に位置する挟持材４１から打ちつける釘６１は、適宜ずらして打ち付ける。また、釘６１の間隔は、得ようとする倍率に応じて適宜設定される。

なお、介装材５１と、介装材５１の嵌合溝５２に嵌合した面材担体３３，３４，３５の縁部３３ｃ，３４ｃ，３５ｃの嵌合部分にも釘６１を打ち付けてもよいが、釘で固定するか否かは、所望とする倍率に応じて定める。釘で固定すれば倍率は高まる。

このようにして構成された耐力壁構成パネル１１は、図５に示したように、開口部２１に嵌め込んだのち、耐力壁構成パネル１１の挟持材４１の内側面から、対向する垂直材２２又は水平材２３に対して垂直な方向に打ち付ける釘６２で固定する。図６は固定状態の横断面図である。釘６２の間隔は、得ようとする倍率に応じて適宜設定される。

耐力壁構成パネル１１を用いて構成された耐力壁１２は、面材３１の全周の当接端面３２が開口部に当接し、しかも当接端面３２を挟む両面に固定された挟持材４１が当接端面３２の変形等を規制しつつ開口部２１に固定するので、水平荷重が作用しても、すべりの発生を抑制できる。このため、初期剛性が高い。

また、面材３１が力を吸収して面材３１にせん断変形が生じても、挟持片４１が面材３１を両面から挟み込んでいるので効果的に面材３１に対して力を吸収させることができる。

そのうえ、水平荷重がかかったとき、面材３１と挟持材４１との間、挟持材４１と開口部２１との間は釘６１，６２で固定されているので、二段階で力が分散され、一部分のみに過大な荷重がかかることはない。しかも、面材３１と挟持材４１を固定している釘６１と、挟持材４１と開口部２１を固定している釘６２は向きが異なるので、釘６１，６２部分での力のかかり方が異なるため、より効果的に力の分散が行える。このため、脆性的な破壊を抑制できる。

さらに、釘６１，６２の本数、間隔を適宜設定することによって、倍率を調整できるため、高倍率の耐力壁１２を得るほか、軸組の中における部位に応じて、また必要に応じて所望の倍率の耐力壁１２を得ることもできる。

また、面材３１は上下方向に三分割して３枚の面材担体３３，３４，３５で構成しているので、バランスよく力の分散ができるとともに、これらの面材担体３３，３４，３５は１枚の構造用合板のみで構成しているので、強度を高めることができる。しかも、３枚の面材担体３３，３４，３５は挟持材４１で両面から挟み込まれて結合されているので、面材担体３３，３４，３５でのすべりもなく、この点からも高強度が得られる。

挟持材４１に、前記の第４挟持材４４を有し、この第４挟持材４４と面材３１との間も釘６１で固定されているので、強度を高められるとともに、内外装を行う点でもメリットがある。

加えて、開口部２１に嵌め込んで固定する耐力壁構成パネル１１であるので、既存の軸組に対してリフォームや耐震補強等の目的で使用することもでき、汎用性がある。

また、真壁仕様にできるので、和室を簡単に構築でき、その上、断熱材の取り付け、配管・配線等においても至便である。

以下、その他の形態について説明する。この説明において、上記の構成と同一または同等の部位については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図７は、前記の面材３１を板倉造り状に構成した耐力壁構成パネル１１の例である。すなわち、面材３１（面材担体３３，３４，３５）が、上下方向に積み重ねられる左右方向に長い帯状の板材３６で構成されている。板材３６は、周知の落とし込み板と同様の構成で、上端面に、上に突出する突条３６ａを有するとともに、この突条３６ａと同形の突条３６ａが嵌合する凹溝３６ｂを下端面に有する。

これらの板材３６は、重ね合わされて１枚の板にしたのち、所望の面材担体３３，３４，３５の大きさに切断して、前記の面材担体３３，３４，３５と同様に、挟持材４１及び介装材５１と一体化される。面材３１を構成する板材３６の当接端面３２を挟む両面は、挟持材４１で固定されているので、板材３６相互間のスベリも抑制でき、釘６１により力は分散され、面材担体３３，３４，３５がせん断荷重を吸収する。このため、前記のように高倍率の耐力壁１２を得ることができる。

図８に示した耐力壁構成パネル１１は、図７に示した耐力壁構成パネル１１と同様に面材３１を板倉造り状に構成したもので、この例においては、介装材５１を用いず、１枚の面材３１で構成している。この場合も同様に、面材３１を構成する板材３６の当接端面３２を挟む両面は、挟持材４１で固定されているので、板材３６相互間のスベリも抑制でき、釘６１により力は分散され、面材３１がせん断荷重を吸収する。このため、前記のように高倍率の耐力壁１２を得ることができる。

図９に示した耐力壁構成パネル１１も面材３１を板倉造り状に構成したもので、この例においては面材３１の片面に、たすき掛け状に組まれた筋かい７１が重合されている。前記と同様に面材３１の全周に当接端面３２を有するとともに、筋かい７１の端面７１ａも面材３１の当接面３２と同様に、開口部２１の内側面に当接するように露出している。また、面材３１と筋かい７１の外周縁部分は、第１挟持材４２、第２挟持材４３により挟持された状態で釘６１により固定されている。

このような耐力壁構成パネル１１も同様に、面材３１を構成する板材３６の当接端面３２を挟む両面と筋かい７１の端部は、挟持材４１で固定されているので、板材３６相互間や筋かい７１部分でのスベリも抑制でき、釘６１により力は分散され、面材３１と筋かい７１がせん断荷重を吸収する。このとき、筋かい７１自体とその接合部分に大きな力が集中してかかることを抑制することもでき、前記のように高倍率の耐力壁１２を得ることができる。

図１０は、既存の軸組の開口部２１に用いるのに好適な耐力壁構成パネル１１の斜視図であり、この耐力壁構成パネル１１の面材３１は、開口部２１の直角をなす隅部に当接する２辺の当接端面３２を有する。

すなわち、面材３１は、図１１にも示したように、直角三角形に形成された構造用合板からなり、この面材３１の直角をなす２辺が当接端面３２に設定されている。そして、この当接端面３２を挟む両面を挟持材４１で挟み込むように、挟持材４１を、釘６１を用いて面材３１に固定する。

このように構成された三角形状をなす耐力壁構成パネル１１は、図１２に示したように、開口部２１の隅部に固定される。固定方法は、前記と同じで釘６２を用いる。

この耐力壁構成パネル１１が固定された開口部２１は、水平荷重がかかると前記のように力を吸収し、また分散して、高耐力の耐力壁１２となる。

図１３は、三角形状をなす他の例に係る耐力壁構成パネル１１を示し、このように、当接端面３２を有しない辺３１ｄにも挟持材４１を固定することもできる。この場合には、一層の強度向上を図ることができる。

図１４は、筋かい７１を備えた耐力壁構成パネル１１の例を示す。すなわち、直角三角形状の２個の耐力壁構成パネル担体７２を筋かい７１で連結固定したものである。具体的には、各耐力壁構成パネル担体７２における面材３１の直角をなす２辺の当接端面３２を挟む両面に挟持材４１を固定するとともに、この挟持材４１の一部を切り欠いて、前記の２個の耐力壁構成パネル担体７２を形成し、これら耐力壁構成パネル担体７２の面材３１の片面に、取り付ける開口部２１の大きさに応じた筋かい７１の端部を固定して、耐力壁構成パネル担体７２を連結する。

このように構成した耐力壁構成パネル１１では、筋かい７１を有するが、筋かい７１の両端の耐力壁構成パネル担体７２によって、前記のようにして力の分散と吸収が行われるので、筋かい７１自体とその接合部に大きな力が集中してかかることを抑制でき、高耐力を得られる。

図１に示した構造の耐力壁構成パネル１１を用いて耐力壁１２の倍率性能試験を行ったところ、以下のように高倍率を得られた。

試験は、建築基準法施行令第４６条第４項表１（八）の規定に基づく規定に係わる性能評価をするためもので、財団法人日本建築総合試験所にて、無載荷式の試験装置を用いて「木造の耐力壁及びその倍率性能試験・評価業務方法書」に準じて行った。

試験体は次のとおりである（図１５参照）。
軸組寸法：幅１８２０ｍｍ×高さ２７６７．５ｍｍ（芯々寸法）
耐力壁構成パネル１１寸法：幅７７６ｍｍ×高さ２５６８ｍｍ（芯々寸法）、介装材５１位置−芯位置で、下端面から７８４．５ｍｍ、１８５３．５ｍｍ
耐力壁構成パネル１１仕様：面材担体３３，３４，３５−針葉樹合板 ２級特類 厚さ９ｍｍ、挟持材４２，４３，４４−すぎ乙種３級ＫＤ２７ｍｍ×４８ｍｍ、介装材５１−すぎ乙種３級ＫＤ１０５ｍｍ×１０５ｍｍ、介装材５１の嵌合溝５２−幅９．２ｍｍ、深さ２０ｍｍ、釘−ＪＩＳ−Ｎ５０・７５・９０
梁材２３ａ：ベイマツ構造用製材甲種２級、１０５ｍｍ×１８０ｍｍ
土台２３ｂ：すぎ構造用製材乙種３級、１０５ｍｍ×１０５ｍｍ
床合板２４：針葉樹合板２級特類、厚さ２８ｍｍ
柱２２ａ：すぎ構造用製材乙種３級、１０５ｍｍ×１０５ｍｍ
軸組の接合部仕様：柱−土台接合部、柱−梁接合部ともにほぞ、ほぞ部分にＮ９０釘２本打ち、柱−土台接合部のうち両側の２箇所をホールダウン金物固定、柱−梁接合部を羽子板ボルト固定
３体の試験体（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）を使用して試験を行ったところ、図１６に示したような結果が得られた。荷重［Ｐ（ｋＮ）］と見かけのせん断変形角［γ（×１０^−３ｒａｄ）］曲線を示すと、図１７のとおりである。

このように、初期剛性Ｋが高く、壁倍率も高いという結果が得られた。

この発明の構成と、前記の一形態の構成との対応において、
この発明の挟持材は、前記の第１挟持材４２、第２挟持材４３、挟持材４１に対応し、
同様に、
別の挟持材は、前記の第３挟持材４４に対応するも、
この発明は前記の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。

たとえば、耐力壁構成パネルに加えて、開口部を塞ぐように構造用合板を固定して大壁仕様とすることもできる。

耐力壁構成パネルの斜視図。 耐力壁構成パネルの一部と開口部を示す斜視図。 耐力壁構成パネルの一部を示す分解斜視図。 耐力壁構成パネルの一部拡大正面図。 耐力壁構成パネルの固定状態の一部を示す正面図。 耐力壁構成パネルの固定状態を示す横断面図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの斜視図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの斜視図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの斜視図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの斜視図。 図９に示した耐力壁構成パネルの分解斜視図。 図９に示した耐力壁構成パネルの使用状態の正面図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの正面図。 他の例に係る耐力壁構成パネルの正面図。 試験体の説明図。 試験結果を示す表。 試験結果の「荷重と見かけのせん断変形角曲線」

１１…耐力壁構成パネル
１２…耐力壁
２１…開口部
２２…垂直材
２３…水平材
３１…面材
３２…当接端面
３３…第１面材担体
３４…第２面材担体
３５…第３面材担体
３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ…縁部
３６…板材
４１…挟持材
４２…第１挟持材
４３…第２挟持材
４４…第３挟持材
５１…介装材
５２…嵌合溝
５３…突片
６１，６２…釘

Claims (6)

1. 垂直材と水平材を有する木造軸組構造に用いられて耐力壁を構成する耐力壁構成パネルであって、
   前記垂直材と水平材で囲まれる方形状の開口部の内側面に当接する当接端面を外周縁の全周の４辺に有する面材と、
   該面材における当接端面を挟む両面を挟持し、前記垂直材または水平材に対して固定される挟持材を備え、
   前記面材が、面方向における上下方向に配設される複数の面材担体で構成され、
   これら面材担体の間には、両端が前記挟持材に固定される介装材が介装され、
   該介装材における前記面材担体の縁部に対向する部位には、面材担体の縁部を嵌合する嵌合溝が形成されるとともに、
   前記介装材の両端には、前記挟持材と前記面材担体に全体が挟持される板状の突片が形成され、
   前記挟持材が前記面材に対して面材の厚さ方向に打ち付ける釘で固定された
   耐力壁構成パネル。
2. 前記介装材の長さ方向の中間部に対応する位置に、上下方向に延びて両端が対向部位に当接し前記面材担体を両面から挟持する、前記挟持材とは別の挟持材が固定された
   請求項１に記載の耐力壁構成パネル。
3. 前記介装材に、前記別の挟持材の一端を嵌め込む嵌合凹部が形成された
   請求項２に記載の耐力壁構成パネル。
4. 前記介装材の厚さが、前記垂直材又は水平材の厚さと同一である
   請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の耐力壁構成パネル。
5. 前記介装材に、前記垂直材又は水平材と同寸角の材料が用いられた
   請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の耐力壁構成パネル。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の耐力壁構成パネルの挟持材が、対向する垂直材又は水平材に対して垂直な方向に打ち付ける釘で固定された
   耐力壁構造。
   

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