JP5512929B2 - 耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物等に対して外壁パネル上から直接基礎と柱を結合して補強するホールダウン補強施工を行う耐震補強構造に関する。

木造建物は、一般に基礎上に土台を設置するとともに大引き等を架け渡し、これら横架材により軸組構造を構成し、この軸組構造に主柱や間柱等の各種柱を立設するとともに梁や火打ち梁等を組み合わせて軸組構造を構成し、この軸組構造を筋交い等により補強して躯体構造を構成する。木造建物は、軸組構造に根太や床材を取り付けて床構造を構成するとともに軸組構造に断熱材やボード等を組み合わせて内部壁面構造を構成し、軸組構造の外部に外壁パネルを取り付ける等して完成される。

木造建物においては、一般に所定の間隔を以ってアンカボルトを埋設した基礎に対して土台が、取付孔を貫通させた各アンカボルトの上端部からナットをねじ込んで一体化される。木造建物においては、構成各部材の結合部位に各種補強金具を取り付けて地震による大きな縦揺れと横揺れに対して所定の耐震強度が保持されるように構成される。木造建物においては、基礎と土台の結合状態を保持するとともに、土台に対してほぞ継ぎ手構造等による結合構造により立設した柱の結合状態を保持するホールダウン構造が設けられて耐震補強が行われる。ホールダウン構造は、一般に土台と柱に跨って固定するホールダウン金物を柱の立設位置（例えば隅柱の柱脚位置）に対応して基礎に埋設したアンカボルトにより固定することにより、基礎と土台と柱を一体化した構造である。

ところで、改正建築基準法の施行前に建築された多くの木造建物は、例えば無筋或いは無アンカボルトの基礎や補強金物がほとんど用いられていない木組み構造等により耐震強度が不足するものが多く、大きな社会問題となっている。耐震補強は、これら耐震強度不足の既存建物に対して所定箇所に後付の補強金具を取り付けることにより耐震強度の向上を図るが、施工対象箇所も多くかつその作業も面倒であるために費用負担が大きい等の事由から、実施率がなかなか上がっていない状況にある。

既存建物においては、基礎にアンカボルトが埋設されており、基礎と土台を一体に結合することにより耐震性の向上図ったものはあっても、隅柱の柱脚位置等にアンカボルトを埋設したものは少ない。したがって、既存建物の耐震補強では、特に柱等の横架部材を立設した位置に対応してアンカボルトが埋め込まれていない基礎に対して、柱を一体化するホールダウン補強を施すことが極めて困難となる。例えば特許文献１や特許文献２には、土台と柱を結合するコーナ金具と土台と基礎を結合する外付け金具を組み合わせることによりホールダウン補強を行う技術が開示されている。

特開２００１−１０７４５８号公報 登録実用新案第３０６９９４５号公報

ところで、耐震補強の施工に際しては、上述したように既存の木造建物の躯体構造に対して補強が必要な部位に各種の補強金物を後付けで取り付けることから、補強対象の部位に対応して軸組み構造材や基礎を露出させるために外壁パネルが取り壊される。耐震補強の施工では、補強対象部位に補強金物の取付を行った後に取り壊し部位に、新しい外壁パネルの取付が行われる。外壁パネルの再取付施工は、取り壊し部位の縁均し作業、取り壊し部位に合わせた外形切断作業、取付作業或いは外周部位のコーキング作業等を行わなければならず面倒であるとともに作業効率も悪いといった問題がある。耐震補強の施工は、新しい外壁パネルの費用とともに取壊しや取付の作業によりコスト高となり、施工日数の長期化等の問題或いは外壁パネルの再取付部位と既存部位との不調和による建物の外観低下等の種々の問題があった。

耐震補強の施工は、上述した外壁パネルの取り壊しに起因する問題を解決するために、外壁パネル上から補強金物を直接取り付ける対応も考慮される。しかしながら、外壁パネルは、比較的柔らかくかつ機械的強度が小さい部材であるとともに基礎や土台との結合強度も小さいことから、基礎と一体化しても耐震強度の向上を図ることができない。また、外壁パネルは、軸組み構造材に対して胴縁を介して取り付けられることから、基礎や土台との間に空間部を構成する。したがって、かかる耐震補強の施工は、外壁パネルに取り付けた補強金物によって基礎と土台と柱を所定の耐震強度を以って一体化することが困難であるとともに、地震の大きな揺れにより外壁パネルに亀裂や破断が生じてしまい、まったく実用化されていない状況にある。

また、従来の耐震補強の施工においては、補強金物を外壁パネルの表面に取り付けてラグスクリューボルトを軸組み構造材にねじ込んで補強が行われる。耐震補強の施工は、外壁パネルと軸組み構造材との間に介在する胴縁等の厚みにより間隙が構成され、補強金物にねじ込まれたラグスクリューボルトがこの間隙を横切って軸組み構造材内にねじ込まれることで、いわゆるピン結合構造を構成する。耐震補強の施工においては、かかるピン結合構造により地震の大きな揺れによりラグスクリューボルト自体に大きな負荷がかかって変形や破断を生じさせるとともに、ラグスクリューボルトを介して軸組み構造材に大きな負荷がかかってひび割れや破断を生じさせる。したがって、耐震補強の施工においては、充分な耐震補強の作用が奏されないといった問題があった。

したがって、本発明は、既存建物等に対して、外壁パネル上から基礎と柱を結合する補強金物を直接取り付けてホールダウン補強を行うことにより、上述した種々の問題を解決する耐震補強構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明にかかる耐震補強構造は、基礎上に設置した土台や大引き等の横架材と、この横架材に組み合わせた柱や筋交い或いは梁等の軸組み構造材の外側部に胴縁等が介在する空間部を有して外壁パネルを取り付けた既存建物等の所定箇所に対して、補強金物と複数個の取付ボルトを用いて基礎と軸組み構造材間を直接結合することによりホールダウン補強を行う。耐震補強構造は、補強金物が、基礎の外側面と所定長さの領域で対向する長さを有し複数個の第１取付孔が形成された第１取付部と、この第１取付部と同一表面上に略直交状態で一体に形成され軸組み構造材の外側面と所定高さの領域で対向する長さを有し複数個の第２取付孔が形成された第２取付部とからなり、略Ｌ字状に構成される。耐震補強構造は、取付ボルトが、外周部にローレット加工が施されるとともに回止め凸部が形成された所定の軸長を有する大径の第１軸部と、この第１軸部と同軸に一体に形成され外周ねじ部が形成された小径の第２軸部と、第１軸部と第２軸部の連設部位に一体若しく上記第２軸部側から嵌合されて設けられる受け板部とから構成される。

耐震補強構造は、ドリルを用いて基礎に補強金物の各第１取付孔にそれぞれ相対して複数個の第１打込み孔を穿孔する。耐震補強構造は、ドリルを用いて外壁パネルにその外側面側から補強金物の各第２取付孔にそれぞれ相対して複数個のガイド孔を穿孔し、軸組み構造材に外壁パネルの各ガイド孔と同軸の複数個の第２打込み孔を穿孔する。耐震補強構造は、取付ボルトが、軸組み構造材に対して大径の第１軸部を外壁パネルのガイド孔を介して第２打込み孔内に所定の深さまで打ち込むことにより、受け板部が外壁パネルの外側面に突き当たり小径の第２軸部を突出させて取り付けられる。一方、耐震補強構造は、取付ボルトが、基礎に対して大径の第１軸部を第１打込み孔内に、上記軸組構造体に取り付けられる取付ボルトの上記受け板部の高さ位置と揃うように外壁パネルの厚みの空間部を有して所定の深さまで打ち込むことにより外側面から小径の第２軸部を突出させて取り付けられる。

耐震補強構造は、補強金物が、第１取付孔に各取付ボルトの第２軸部を貫通させることにより第１取付部を基礎に対して組み合わされる。耐震補強構造は、補強金物が、第２取付孔に外壁パネルの外側面から突出した各取付ボルトの第２軸部を貫通させることにより第２取付部を軸組み構造材に組み合わされる。耐震補強構造は、各取付ボルトの第２軸部に形成した外周ねじ部に締付けナットをねじ込んで受け板部との間で第１取付部と第２取付部を挟み込んで補強金物を固定する。耐震補強構造は、補強金物が、基礎と軸組み構造材に跨って固定され、外壁パネル上から基礎と軸組み構造材とを一体化してホールダウン補強構造を構成する。耐震補強構造は、各取付ボルトが軸組み構造材に対して剛性を有して結合され、軸組み構造材との間隔を以って取り付けられる外装パネルとの結合部位においても補強金物に対して受け板部を挟んで剛性を有して結合される。したがって、耐震補強構造は、ラグスクリューボルトをねじ込むことにより軸組み構造材に対してピン構造を以って構成して結合する従来構造のように大きな地震等に際して軸組み構造材への負荷をかけずかつ取付ボルトの変形や切断も低減されて耐震補強を確実に奏する。

本発明にかかる耐震補強構造によれば、第１取付部と第２取付部を略直交状態で一体に形成した補強金物と、外周部にローレット加工を施すとともに回止め凸部を形成した大径の第１軸部と外周ねじ部を形成した小径の第２軸部とを一体に形成しかつ第１軸部と第２軸部の連設部位に受け板部を設けた取付ボルトを用い、外壁パネル側から基礎と軸組み構造材に穿孔した第１打込み孔と第２打込み孔にそれぞれ取付ボルトを打ち込むとともにこれら取付ボルトに補強金物を組み付け、この補強金物により外壁パネル上から基礎と柱を直接結合してホールダウン補強構造を構成する。耐震補強構造によれば、耐震強度が不足する既存建物に対して、補強対象箇所における外壁パネルの着脱作業や交換用外壁パネルが不要であり、簡易な作業による作業効率の向上とによりコスト低減を図って耐震補強を行うことが可能となる。耐震補強構造によれば、比較的柔らかく充分な機械的強度を有しておらず、内方に胴縁等の空間が存在する外壁パネルに対して直接補強金物を取り付けても所定の耐震強度を有して耐震補強が行われる。

以下、本発明の実施の形態として図面に示した耐震補強構造１について、詳細に説明する。耐震補強構造１は、図１及び図２に示すように、改正建築基準法で規定される耐震アンカボルトと適宜のホールダウン金物を用いて基礎２と土台３と柱４を一体化するホールダウン補強が行われておらず耐震強度が不足する既存建物に対して、詳細を後述するように外壁パネル５を壊さないでホールダウン補強工事を施して所定の耐震強度が付与されるようにする。

木造建物においては、所定の間隔を以ってアンカボルトを埋設した基礎２に対して土台３等の横架材が各アンカボルトを取付孔に貫通させて載置され、各アンカボルトの上端部から締付けナットをねじ込んで基礎２と土台３等を一体化した軸組を構成する。木造建物においては、土台３に対してほぞ継ぎ手構造等による結合構造により各種の柱４を立設し、柱４間に梁等を支架して組み合わせるとともに土台３や柱４と梁とを筋交いにより補強しかつ適宜の枠材を組み合わせて枠組を構成する。木造建物においては、柱４や枠材等の軸組み構造材により構成した空間部内に断熱材を組み付けるとともに、軸組み構造材の外側面に適宜の間隔を以って胴縁６を取り付ける。木造建物においては、図２に示すように胴縁６を介して枠組を覆う外壁パネル５が取り付けられ、この外壁パネル５と軸組み構造材との間に通気性を確保する通気空間部７が構成される。

耐震補強構造１においては、外壁パネル５に対してその外側面から柱４に対向する所定位置にドリルによる穿孔作業が行われて、高さ方向に並んで複数個（３個）のガイド孔８が穿孔される。耐震補強構造１においては、基礎２に対して穿孔作業が行われて、水平方向に並んで複数個の第１打込み孔１０が穿孔される。耐震補強構造１においては、外壁パネル５の穿孔作業に連続して柱４に対する穿孔作業が行われて、各ガイド孔８と同軸をなす複数個の第２打込み孔１１が穿孔される。

耐震補強構造１においては、各第１打込み孔１０内にそれぞれ粘着系耐震アンカ（ケミカルアンカ：商品名）１２を装填するとともに、各第２打込み孔１１内にそれぞれ接着剤１３を充填する。耐震補強構造１は、外壁パネル５の外側面から、基礎２と柱４に跨って補強金物１４を複数個の取付ボルト（耐震ボルト）１５により直接固定することにより、基礎２と土台３と柱４を一体化するホールダウン構造を構成する。

粘着系耐震アンカ１２は、周知のようにカプセル内に化学反応により接着特性が生じる接着剤を充填した特殊アンカであり、アンカ孔（第１打込み孔１０）内に装填される。粘着系耐震アンカ１２は、アンカ孔内にボルトが打ち込まれることによりカプセルが破壊されて孔内に接着剤が満たされてボルトを強固に固定する。接着剤１３は、例えばエポキシ系接着剤が用いられ、適宜の充填器を用いて外壁パネル５の外側面側からガイド孔８を介して第２打込み孔１１内に充填される。

耐震補強構造１は、後述する仕様の各取付ボルト１５を外側面から貫通させて柱４に取り付けるために、外壁パネル５に例えば２０〜２１ｍｍ径のガイド孔８を穿孔する。耐震補強構造１においては、上述したように外壁パネル５へのガイド孔８の穿孔と同時に柱４への第２打込み孔１１の穿孔を行うことから、第２打込み孔１１も２０〜２１ｍｍ径で形成される。なお、耐震補強構造１は、基礎２に形成する第１打込み孔１０に上述したように粘着系耐震アンカ１２を装填することから、第２打込み孔１１よりもやや大径の２３ｍｍ径の第１打込み孔１０を穿孔する。また、耐震補強構造１は、第１打込み孔１０及び第２打込み孔１１が、事前調査により確認された外壁パネル５の出量に応じてその深さを適宜設定するが、後述する各取付ボルト１５を約７０ｍｍ乃至９０ｍｍの埋め込み量を以って埋め込むに足る深さで形成する。

なお、耐震補強構造１は、取付状態とその取付構造を説明するために、図１において隣り合う２面に補強金物１４を取り付けた構造として示したが、いずれか一方の側面に取り付けた構造を基本とする。耐震補強構造１は、第１打込み孔１０や第２打込み孔１１が、基礎２や柱４の機械的強度を低下させない範囲で２個以上を形成してもよいが、穿孔工数や部材費或いは取付工数や所定の耐震強度等の条件から上述した個数が適当である。耐震補強構造１は、基礎２と土台３と柱４の一体化構造ばかりでなく、必要に応じて土台３ばかりでなく大引き等の他の横架材とこれに組み合わされる各種柱や筋交い等の軸組み構造材と基礎２間の一体化構造としても適用可能である。

耐震補強構造１は、補強金物１４が、図４に示すように複数個の第１取付孔１７を有する第１取付部１６と、この第１取付部１６と略直交状態で一体に形成された複数個の第２取付孔１９を有する第２取付部１８とからなる全体略Ｌ字状の部材である。補強金物１４は、後述するように基礎２と柱４とに跨って取り付けた状態で、第１取付部１６が基礎２の外側面と所定長さの領域で対向する長さを有し、基礎２に穿孔した第１打込み孔１０に対応して複数個（２個）の第１取付孔１７が形成される。補強金物１４は、第２取付部１８が柱４の外側面と所定長さの領域で対向する長さを有し、柱４に穿孔した第２打込み孔１１に対応して複数個（３個）の第２取付孔１９が形成される。

耐震補強構造１は、補強金物１４が、外壁パネル５として一般に用いられている例えば厚みが約３０ｍｍのサイディング、厚みが約５０ｍｍのヘーベルライト或いは厚みが約３７ｍｍのパワーボード等の外壁パネル用として、以下の仕様により形成される。補強金物１４は、例えば板厚が９ｍｍの鋼板を素材として用い、この素材に対してプレスによる外形抜き加工及び直径２１ｍｍの第１取付孔１７及び第２取付孔１９の穿孔加工を施した後に熔解亜鉛めっきによる防錆処理を施して製作する。補強金物１４は、第１取付部１６が長さ４３０ｍｍ、幅７７ｍｍであり、先端から４０ｍｍ位置でかつピッチ３００ｍｍで第１取付孔１７を形成する。補強金物１４は、第２取付部１８が長さ６５０ｍｍ、幅６０ｍｍであり、ピッチ１２５ｍｍで第２取付孔１９を形成する。なお、補強金物１４は、重さが約５Ｋｇであり、各部位を一般的なプレス部品の公差範囲で形成するが、かかる仕様に限定されないことは勿論である。補強金物１４は、例えば防錆特性を有するステンレス材を素材として製作してもよい。

耐震補強構造１は、取付ボルト１５が、図５に示すように外周部２０ａにローレット加工が施されるとともに回止め凸部２１が形成された第１軸部２０と、段部２２を介してこの第１軸部２０と同軸に一体に形成され外周ねじ部２４が全長に亘って形成された小径の第２軸部２３と、段部２２に周回りに突出して一体に形成されるフランジ状の受け板部２５とから構成される。取付ボルト１５は、後述するように第１軸部２０が基礎２の第１打込み孔１０や柱４の第２打込み孔１１に打ち込まれる。取付ボルト１５は、第１軸部２０の基礎２や柱４に対して上述したように約７０ｍｍ乃至９０ｍｍの埋め込み量を以って打ち込まれる。

取付ボルト１５は、上述したように第１軸部２０の外周部２０ａにローレット加工を施して微細な凹凸面の形状として構成したことにより、第１打込み孔１０や第２打込み孔１１に打ち込まれた状態において微細な凹凸面形状のローレット面が孔壁に食い込んで大きな地震の揺れに対しても緩みや抜けが防止される耐震ボルトとして機能する。また、取付ボルト１５は、ローレット面により第１打込み孔１０や第２打込み孔１１に打ち込まれた状態で接着剤が全域かつ全周に亘って行き渡り、接着特性の向上が図られて基礎２や柱４に強固に固定される。

取付ボルト１５は、第１軸部２０を第１打込み孔１０や第２打込み孔１１に打ち込んだ際に、外周部に形成した回止め凸部２１が各孔の内壁に食い込むことにより回止め作用を奏する。取付ボルト１５は、第１打込み孔１０や第２打込み孔１１に打ち込んで外周ねじ部２４への締付けナット２６のねじ込みを行う際に、接着剤が未硬化状態でも締付けナット２６との共回りが防止されてねじ込みが可能となり作業効率の向上が図られる。取付ボルト１５は、回止め凸部２１が各孔内において楔作用も奏し、大きな地震の揺れに対しても緩みや抜けが防止される耐震性を向上させる。

取付ボルト１５は、例えば第１軸部２０が軸径１９ｍｍ、第２軸部２３が軸径１６ｍｍに形成されるとともに、標準仕様として全長が約１０８ｍｍのものが用いられる。取付ボルト１５は、上述したように第１軸部２０を基礎２や柱４に対して最長で約９０ｍｍの埋め込み量を以って打ち込まれるが、この第１軸部２０が基礎２や柱４の表面から外壁パネル５と胴縁６の厚みとほぼ等しい長さ分を突出されるように打ち込まれる。したがって、取付ボルト１５は、例えば５０ｍｍと厚みが大きいヘーベルライト用として全長が約１３０ｍｍのものが用いられる。

取付ボルト１５は、第１軸部２０と第２軸部２３との連設部位に受け板部２５が一体に形成される。受け板部２５は、外壁パネル５に穿孔したガイド孔８の孔径よりも大径であるとともに補強金物１２に形成した第１取付孔１７や第２取付孔１９の孔径よりも大径の円盤状に形成される。受け板部２５は、後述するように取付ボルト１５に組み合わされた補強金物１２が第１取付部１４と第２取付部１６を突き当てられることで、全体として補強金物１２の受け面を構成する。

耐震補強構造１においては、図１及び図２に示すように、取付ボルト１５が、基礎２に対して第１軸部２０を第１打込み孔１０内に上述した埋込み量まで打ち込むことにより、外側面から第２軸部２３を突出させて水平方向に並んで取り付けられる。耐震補強構造１においては、取付ボルト１５が、柱４に対して第１軸部２０を外壁パネル５の外側面側から第１ガイド孔８に嵌挿し、その先端を第２打込み孔１１の開口部と位置合わせした状態で第２打込み孔１１内に打ち込まれることにより柱４に取り付ける。耐震補強構造１においては、取付ボルト１５が、基礎２や柱４に対して粘着系耐震アンカ１２や接着剤１３により強固に固定されて取り付けられる。

耐震補強構造１においては、各取付ボルト１５が、柱４に対して第１軸部２０を上述した所定の埋込み量まで打ち込むことにより、図２及び図３に示すように受け板部２５が外壁パネル５の外側面に突き当たり、この外側面から第２軸部２３を突出させて高さ方向に並んで取り付けられる。耐震補強構造１においては、基礎２と柱４に取り付けられた各取付ボルト１５の各受け板部２５が互いに略同一面を構成し、上述したように補強金物１４の受け面を構成する。

耐震補強構造１においては、図１に示すように補強金物１４が、受け板部２５を取付面として基礎２や柱４の外側面と対向して各取付ボルト１５に組み合わされる。耐震補強構造１においては、補強金物１４が第１取付孔１７に相対する取付ボルト１５の第２軸部２３を貫通させることにより、受け板部２５に突き当てられて第１取付部１６を基礎２の外側面と所定の間隔を以って対向した状態として組み合わされる。耐震補強構造１においては、補強金物１４が第２取付孔１９に外壁パネル５の外側面から突出した取付ボルト１５の第２軸部２３を貫通させることにより、受け板部２５に突き当てられて第２取付部１８を柱４の外側面と所定の間隔を以って対向した状態として組み合わされる。耐震補強構造１においては、補強金物１４が、上述したように各取付ボルト１５が各受け板部２５を互いに略同一面を構成して基礎２や柱４に取り付けられることから、第１取付部１６と第２取付部１８も同一面を構成する。

耐震補強構造１においては、第１取付孔１７から突出した取付ボルト１５の第２軸部２３に対して外周ねじ部２２に締付けナット２６をねじ込み、図３に示すようにこの締付けナット２６と取付ボルト１５の受け板部２５との間で第１取付部１４を挟み込んで補強金物１４を基礎２に固定する。耐震補強構造１においては、第２取付孔１９から突出した取付ボルト１５の第２軸部２３に対して外周ねじ部２２に締付けナット２６をねじ込み、この締付けナット２６と取付ボルト１５の受け板部２５との間で第２取付部１６を挟み込んで補強金物１４を柱４に固定する。

耐震補強構造１においては、上述したように補強金物１４が、基礎２と土台３に立設した柱４に跨って固定され、外壁パネル５上から基礎２と柱４を一体化してホールダウン補強構造を構成する。耐震補強構造１においては、各取付ボルト１５が、補強金物１４との間において受け板部２５を挟んで締付けナット２６を締め付けられることにより剛性結合構造を構成するとともに、第１打込み孔１０や第２打込み孔１１に打ち込んだ第１軸部２０が基礎２や柱４に対して剛性結合構造を構成する。

したがって、耐震補強構造１においては、土台３や柱４と補強金物１４との間に胴縁６を介して外壁パネル５を取り付けた構造であっても、上述したように基礎２と柱４を一体化するホールダウン補強構造を構成して固定するとともに、各取付ボルト１５が柱４と補強金物１４に対してそれぞれ剛性結合構造を構成して固定する。耐震補強構造１においては、これにより大きな地震による縦揺れと横揺れに対して補強金物１４を介して基礎２に対する柱４の強固な補強を行うことが可能である。

なお、耐震補強構造１においては、建物の外観を保持するために締付けナット２６として取付ボルト１５の外観を隠す袋ナットを用いるようにしたが、かかる袋ナットに限定されないことは勿論である。また、耐震補強構造１においては、地震による揺れや振動による締付けナット２６の緩みや脱落を防止するために、例えばスプリングワッシャ等の適宜の緩止めを介在させるようにしてもよい。

耐震補強構造１においては、上述したように第１軸部２０と第２軸部２３と受け板部２５を一体に形成した取付ボルト１５を用いたが、かかる取付ボルト１５に限定されないことは勿論である。耐震補強構造１においては、例えば図６に示す取付ボルト３０を用いるようにしてもよい。取付ボルト３０は、第１軸部３２と第２軸部３３を一体に形成したボルト本体３１と、このボルト本体３１に組み付ける受け板リング３４とから構成される。取付ボルト３０は、第１軸部３２と第２軸部３３との間の段部２２や、第１軸部３２の外周面に施すローレット加工や回止め凸部２１或いは第２軸部３３の外周部に形成される外周ねじ部２４が取付ボルト１５と同等とされる。また、取付ボルト３０は、各部の寸法仕様も取付ボルト１５と同等とされる。

取付ボルト３０は、受け板リング３４がその外径を上述した取付ボルト１５の受け板部２５とほぼ同径とされるとともに、軸孔３５が第１軸部３２よりも小径で第２軸部３３よりも大径とされる。取付ボルト３０は、受け板リング３４が第２軸部３３側から嵌挿されて段部２２に突き当たることにより、軸方向に位置決めされてボルト本体３１に組み付けられる。

取付ボルト３０は、上述した取付ボルト１５と同様に第１軸部３２を第１打込み孔１０或いは第２打込み孔１１に打ち込まれることにより基礎２或いは柱４に取り付けられる。取付ボルト３０は、受け板リング３４が外壁パネル５の外側面に突き当てられ、組み付けられた補強金物１４の受け面を構成する。なお、取付ボルト３０は、第２軸部３３に対して受け板リング３４とともに緩み止めのスプリングワッシャ等を組み付けてもよい。

以上のように構成される耐震補強構造１は、既存の木造建物に対して図７に示した施工工程を施してホールダウン補強を行う。耐震補強構造１の施工工程は、既存の木造家屋について耐震調査を行い、この調査結果に基づいて補強対象箇所に第１打込み孔１０と第２打込み孔１１を穿孔する穿孔箇所のけがきを行うけがき工程を施す（Ｓ−１）。けがき工程は、補強金物１４の第２取付部１８に形成した各第２取付孔１９が柱４の芯と対応位置するように外壁パネル５の外側面に穿孔位置のけがきを行うとともに、これらに合わせて補強金物１４の第１取付部１６に形成した各第１取付孔１７と対応位置するように基礎２の外側面に穿孔位置のけがきを行う。

施工工程は、ドリルを用いて基礎２の各けがき位置にそれぞれ第１打込み孔１０を穿孔する穿孔工程を施す（Ｓ−２）。穿孔工程は、上述した仕様の取付ボルト１５を用いるとともに粘着系耐震アンカ１２を装填することから２３ｍｍ径の第１打込み孔１０を基礎２に穿孔する。穿孔工程は、上述したように外壁パネル５の出量に応じて第１打込み孔１０の深さを適宜設定して穿孔を行う。

施工工程は、基礎２に穿孔した各第１打込み孔１０に粘着系耐震アンカ１２を装填する粘着系アンカ装填工程を施した後に（Ｓ−３）、各第１打込み孔１０内に取付ボルト１５をそれぞれ打ち込む取付ボルト打込み工程を施す（Ｓ−４）。取付ボルト打込み工程は、上述したように各取付ボルト１５をそれぞれの受け板部２５が基礎２の外側面から所定の位置において互いに同一面を構成するようにして基礎２に取り付ける。

施工工程は、ドリルを用いて外壁パネル５の各けがき位置にそれぞれガイド孔８を穿孔するとともに、同時に柱４にガイド孔８と対応して第２打込み孔１１を穿孔する穿孔工程を施す（Ｓ−５）。穿孔工程は、上述したように２０ｍｍ〜２１ｍｍ径のガイド孔８と第２打込み孔１１を外壁パネル５の外側面を基準として全体で約１１０ｍｍの深さを以って穿孔を行う。

施工工程は、外壁パネル５の外側面から、ガイド孔８を介して各第２打込み孔１１内に接着剤を充填する接着剤充填工程を施す（Ｓ−６）。施工工程は、外壁パネル５の外側面から、ガイド孔８を介して各第２打込み孔１１内に取付ボルト１５をそれぞれ打ち込む取付ボルト打込み工程を施す（Ｓ−７）。取付ボルト打込み工程は、上述したように各取付ボルト１５をそれぞれの受け板部２５が外壁パネル５の外側面に突き当たる位置まで打ち込むことにより、各取付ボルト１５がそれぞれの第２軸部２３を外壁パネル５の外側面から突出させて取り付ける。なお、施工工程においては、全ての取付ボルト１５が、それぞれの受け板部２５を互いに同一面を構成するようにして基礎２と柱４に取り付けられるようにする。施工工程は、外壁パネル５のガイド孔８と取付ボルト１５の受け板部２５との間に、雨水等がガイド孔８を介して通気空間部７に浸入しないようにするためにコーキング剤を充填するコーキング工程を施す（Ｓ−８）。

施工工程は、基礎２と柱４に取り付けた各取付ボルト１５に対して補強金物１４を取り付ける補強金物取付工程を施す（Ｓ−９）。補強金物取付工程は、補強金物１４が、第１取付孔１７に基礎２に取り付けた取付ボルト１５の第２軸部２３を貫通させることにより第１取付部１６を基礎２の外側面と対向して組み合わせ、第２取付孔１９に外壁パネル５の外側面から突出した取付ボルト１５の第２軸部２３を貫通させることにより第２取付部１８を外壁パネル５の外側面と対向して組み合わせる。

施工工程は、各取付ボルト１５に締付けナット２６をねじ込んで補強金物１４を固定する締付けナット締付け工程を施す（Ｓ−１０）。締付けナット締付け工程は、補強金物１４の第１取付孔１７を貫通した取付ボルト１５の第２軸部２３に対してその外周ねじ部２４に締付けナット２６をねじ込むことにより、この締付けナット２６と取付ボルト１５の受け板部２５との間で第１取付部１４を挟み込んで補強金物１４を基礎２に固定する。締付けナット締付け工程は、第２取付孔１９を貫通した取付ボルト１５の第２軸部２３に対してその外周ねじ部２４に締付けナット２６をねじ込むことにより、この締付けナット２６と取付ボルト１５の受け板部２５との間で第２取付部１６を挟み込んで補強金物１４を柱４に固定する。

施工工程は、上述した工程を経て、補強金物１４を外壁パネル５上から、基礎２と柱４に跨って取付ボルト１５により強固に固定する。施工工程は、これにより補強金物１４を介して基礎２と柱４を一体化するホールダウン補強構造の耐震補強構造１を構成する。なお、施工工程は、必要に応じて補強金物１４に、外壁パネル５と同色系のペンキ塗り等を施すようにしてもよい。施工工程は、上述した順序に限定されないことは勿論であり、例えば外壁パネル５側の穿孔工程を先に実施するようにしてもよい。

施工工程は、上述した簡易な作業による工程を経て既存の木造建物に大きな耐震強度を有する耐震補強構造１を効率よく施工する。施工工程は、外壁パネル５を取り壊すことなく耐震補強構造１の施工を可能とすることにより、部材費や施工工数の大幅な低減が図られるようにする。

耐震補強構造１は、例えば１０５×１０５の杉材からなる柱４に対して、その外側面との間に３０ｍｍの空間部を構成して補強金物１４を取付ボルト１５により取り付けて柱４に対して垂直方向の引張り荷重を負荷する引張り試験を実施した場合に、４６．０ＫＮの引張り耐力を得ることが確認された。耐震補強構造１においては、引張り荷重を加える途中で取付ボルト１５に多少の曲がりも観察されたが、試験後にはほぼ初期状態となり地震後の修復力を有することも確認された。耐震補強構造１は、阪神淡路大震災における突上げ力（垂直方向の引張り荷重に相当）が最大４１ＫＮであったことから、これに耐え得る充分な耐震強度を有している。

１０５×１０５の杉材からなる試験片に対して３０ｍｍの対向間隔を以って補強金物１４をスクリューボルトにより取り付けた場合との引張り試験の結果を図８に示す。Ｍ９スクリューボルト５本を用いた比較例構造では、約２５．０ＫＮの引張り耐力であった。また、Ｍ１６スクリューボルト３本を用いた比較例構造では、約２８．０ＫＮの引張り耐力（２８．０ＫＮの引張り荷重で、柱がスクリューボルトの取付線に沿って破断した）であった。さらに、Ｍ６スクリューボルト１０本を用いた比較例構造では、約３０．０ＫＮの引張り耐力であった。耐震補強構造１においては、取付ボルト１５を用いることにより、従来補強金物を土台３や柱４に固定するために一般に用いられているスクリューボルトに比較して大きな機械的強度を以って補強金物１４の取付が行われる。

図９は、１０５×１０５の杉材からなる試験片と各種外壁パネルとの組み合わせによる引張り試験結果を示した図である。胴縁を含む厚さが約３０ｍｍのサイディングとの組み合わせでは最大引張り荷重が約４６．０ＫＮであった。約３７ｍｍのパワーボードとの組み合わせでは最大引張り荷重が約４４．０ＫＮであった。約５０ｍｍのライトヘーベルとの組み合わせでは最大引張り荷重が約４２．０ＫＮであった。耐震補強構造１は、この試験結果から明らかなように一般に使用されている各種外壁パネル５に適用しても充分な耐震強度を有している。

実施の形態として示す耐震補強構造の要部斜視図である。 耐震補強構造の要部断面図である。 柱に対して取付ボルトにより補強金物を取り付けた状態の要部断面図である。 補強金物の正面図である。 取付ボルトの側面図である。 他の取付ボルトの斜視図である。 耐震補強構造の施工工程図である。 スクリューボルトを使用した比較例との引張り試験結果を示す図である。 各種外壁パネとの組合せ例に対する引張り試験結果を示す図である。

符号の説明

１ 耐震補強構造、２ 基礎、３ 土台、４ 柱、５ 外壁パネル、６ 胴縁、７ 通気空間部、８ ガイド孔、１０ 第１打込み孔、１１ 第２打込み孔、１２ 粘着系耐震アンカ、１３ 接着剤、１４ 補強金物、１５ 取付ボルト、１６ 第１取付部、１７ 第１取付孔、１８ 第２取付部、１９ 第２取付孔、２０ 第１軸部、２１ 回止め凸部、２２ 段部、２３ 第２軸部、２４ 外周ねじ部、２５ 受け板部、２６ 締付けナット、３０ 取付ボルト、３１ ボルト本体、３２ 第１軸部、３３ 第２軸部、３４ 受け板リング

Claims (1)

1. 基礎上に設置した軸組み構造材の外側部に胴縁等が介在する空間部を有して外壁パネルを取り付けた建物における耐震補強構造であり、
   上記基礎の外側面と所定長さの領域で対向する長さを有し複数個の第１取付孔が形成されたた第１取付部と、この第１取付部と同一面上に略直交状態で一体に形成され上記軸組み構造材の外側面と所定高さの領域で対向する長さを有し複数個の第２取付孔が形成された第２取付部とから構成された略Ｌ字状の補強金物と、
   外周部にローレット加工が施されるとともに回止め凸部が形成された所定の軸長を有する大径の第１軸部と、この第１軸部と同軸に一体に形成され外周ねじ部が形成された小径の第２軸部と、上記第１軸部と上記第２軸部の連設部位に一体若しく上記第２軸部側から嵌合されて設けられる受け板部とから構成された複数個の取付ボルトとが用いられ、
   上記基礎に上記補強金物の上記各第１取付孔にそれぞれ相対して複数個の第１打込み孔を穿孔し、上記外壁パネルにその外側面側から上記補強金物の上記各第２取付孔にそれぞれ相対して複数個のガイド孔を穿孔し、上記軸組み構造材に上記外壁パネルの上記各ガイド孔と同軸の複数個の第２打込み孔を穿孔し、
   上記基礎には、上記第１打込み孔内に接着系耐震アンカを打ち込み、この状態で上記取付ボルトの打ち込みが行われるとともに、
   上記軸組み構造材には、上記外壁パネルの外側面側から上記第２ガイド孔を介して上記第２打込み孔内に接着剤を充填し、この状態で上記取付ボルトの打ち込みが行われ、
   上記取付ボルトは、上記軸組み構造材に対してそれぞれの上記第１軸部を上記外壁パネルの上記ガイド孔を介して上記第２打込み孔内に所定の深さまで打ち込まれることにより上記受け板部が上記外壁パネルの外側面に突き当たり上記第２軸部を突出させて取り付けられるとともに、
   上記基礎に対してそれぞれの上記第１軸部を上記第１打込み孔内に、上記軸組構造体に取り付けられる取付ボルトの上記受け板部の高さ位置と揃うように外壁パネルの厚みの空間部を有して所定の深さまで打ち込むまれ、外側面から上記第２軸部を突出させて取り付けられ、
   上記補強金物が、上記第１取付部を上記第１取付孔に上記各取付ボルトの上記第２軸部を貫通させて上記基礎に組み合わされるとともに、上記第２取付部を上記第２取付孔に上記外壁パネルの外側面から突出した上記各取付ボルトの上記第２軸部を貫通させて上記軸組み構造材に組み合わされ、
   上記各取付ボルトの上記第２軸部に形成した外周ねじ部に締付けナットをねじ込んで上記受け板部との間で上記第１取付部と上記第２取付部を挟み込んで上記補強金物を上記基礎と上記軸組み構造材に跨って固定することにより、内方に胴縁等が介在する空間部を有する外壁パネルに対して、上記外壁パネル上から上記基礎と上記軸組み構造材とを一体化して補強することを特徴とする耐震補強構造。

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