JP7054857B1 - 木造建築物の補強構造および木造建築物の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木造建築物の接合部を補強する木造建築物の補強構造であって、耐震性や施工性を高めることが可能な補強構造を提供する。【解決手段】木造建築物の補強構造であって、前記木造建築物の基礎に固定される補強用基礎のための鉄筋と、前記木造建築物の木材に連結部材を固定する第１のアンカーボルトと、前記鉄筋に配置される箱部材と、前記箱部材に収容され、鉛直方向に変形可能な弾性部材と、前記連結部材を前記箱部材に固定する第２のアンカーボルトと、前記鉄筋および前記第２のアンカーボルトの周囲に充填され前記補強用基礎を形成するセメントとを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、木造建築物の補強構造および補強方法に関する。特に木造軸組工法の建築物の耐震性強度を向上させるための補強構造および補強方法に関する。

地震等で木造建築物に強い荷重が加わることにより、木造建築物が損傷したり倒壊したりという事故が発生する。２０１６年の熊本地震において被害の激しい地域では、１９８１年の新耐震基準に適合した建築物であっても、多くの木造建築物が倒壊した。倒壊した建築物においては、柱、桁、梁、土台、基礎等の接合部が分離もしくは破壊してしまう例が多く見られた。耐震性向上のためには、接合部を強固に固定するための補強構造が必要である。なお、桁行き方向の力に対する補強構造は従来よりタンバックル等の構造が存在するが、梁方向の力に対する補強構造は稀であった。

本願発明者は、上記のような事情を鑑み、特許文献１に開示される木造建築物の補強構造を開発した。上記補強構造においては、接着剤を用いて複数のアンカーボルトを木造建築物に固定し、その複数のアンカーボルトに補強板を連結することによって、木造建築物の接合部を強固に補強している。アンカーボルトを用いることで、補強板を基礎や木材に強固に固定することができる。また、本願発明者は、木造枠組壁工法の木造建築物の補強構造として、特許文献２の補強構造を開発した。上記補強構造においては、二階の床付近の木材とコンクリート製の基礎とを補強部材を介して固定している。これにより、木材と基礎とを引き離す方向に加わる力に対する強度を向上している。

実用新案登録第３２２５３２２号公報 米国特許第１０８８３２６３号公報

特許文献１では、補強板の大きさに限界があり、比較的近接する部材間を連結するに留まっていた。特許文献２では、木材と基礎との間に配設された補強部材は木材および基礎に対して完全に固定された状態であるため、補強部材からの力が全て木材と基礎に伝達される構造であった。そのような力を木材と基礎のみで受ける必要があるため、木材と基礎に加わる力が大きいという問題があった。

本発明は、木造建築物の基礎と桁等の木材とを連結部材で連結し、既存の基礎と連結部材との間に補強用基礎を形成することで、補強部材からの力を補強用基礎でも受けるとともに、補強部材と補強部材の間に弾性部材を配置することで、木材、基礎、補強用基礎に伝達される力を低減して耐震性をさらに向上することができる補強構造を提供する。

本発明は、木造建築物の基礎に固定される補強用基礎のための鉄筋と、前記木造建築物の木材に連結部材を固定する第１のアンカーボルトと、前記鉄筋に配置される箱部材と、前記箱部材に収容され、鉛直方向に変形可能な弾性部材と、前記連結部材を前記箱部材に固定する第２のアンカーボルトと、前記鉄筋および前記第２のアンカーボルトの周囲に充填され前記補強用基礎を形成するセメントとを有する木造建築物の補強構造を提供する。
上記のように構成された補強構造では、木造建築物の基礎と桁等の木材との間に連結部材が連結されることで、基礎と木材とを引き離す方向に力が働いても両者が分離することを抑制することができる。基礎には鉄筋が固定され、木材には連結部材に固定された第１のアンカーボルトが固定される。また、基礎に固定された鉄筋と連結部材に固定された第２のアンカーボルトの周囲にはセメントが充填され、既存の基礎に加えて補強用基礎が形成される。これにより、地震等により発生する力に対して木造建築物の安定性を大幅に向上することができる。また、鉛直方向に変形可能な弾性部材を補強用基礎と連結部材の間に配置することにより、木造建築物や補強用基礎に働く鉛直方向の力を弾性部材によって吸収することができ、耐震性をさらに向上することができる。

前記構成において、前記弾性部材は、前記鉛直方向に伸縮可能に配置された複数のスプリングである構成としてもよい。
上記のように構成された補強構造では、木造建築物や補強用基礎に働く鉛直方向の力を複数のスプリングにより吸収することができる。箱部材に複数のスプリングを配置することで弾性部材を形成できるため、弾性力の調整が容易であるとともに施工性を向上させることが可能である。

前記構成において、前記連結部材は、前記第１のアンカーボルトにより前記木材に固定される第１の連結部材と、前記第２のアンカーボルトにより前記箱部材に固定される第２の連結部材とを有し、前記第１の連結部材と前記第２の連結部材とが連結される構成としてもよい。
上記のように構成された補強構造では、連結部材が第１の連結部材と第２の連結部材の２つに分割される。これにより、第１の連結部材を木造建築物の桁等の木材に固定し、第２の連結部材を補強用基礎の箱部材に固定すればよい。これにより、施工性を向上させることが可能であるとともに、様々な外観形状の木造建築物に対して適用することができる。

前記構成において、前記第２の連結部材に連結される第３の連結部材をさらに有し、前記第３の連結部材は、第３のアンカーボルトにより前記箱部材とは異なる箱部材であって前記鉄筋に配置された箱部材に固定され、前記セメントは前記第３のアンカーボルトの周囲にも充填される構成としてもよい。
上記のように構成された補強構造では、第２の連結部材と第３の連結部材とがそれぞれ箱部材を介して補強用基礎に固定される。よって、補強用基礎と連結部材との連結がより強固となり、耐震性をさらに向上させることができる。

前記構成において、前記第１の連結部材および前記第２の連結部材は、所定の長さを有する板状に形成されたプレート部と、前記プレート部の長手方向に沿って前記プレート部から延出するリブを有し、前記第１の連結部材の前記リブが形成されていない面と前記第２の連結部材の前記リブが形成されていない面が接触した状態で連結されている構成としてもよい。
上記のように構成された補強構造では、連結部材にリブが形成されることで連結部材の強度が向上するとともに、リブが形成されていない面同士が接触した状態で固定することで施工性が損なわれることもない。

前記木造建築物の補強構造を補強方法として実施することも可能である。

本発明によれば、既存の基礎に加えて補強用基礎を形成するとともに、既存の基礎と桁等の木材との間に補強用基礎、連結部材、弾性部材を配置することで、より耐震性の高い補強構造を提供する。

木造建築物に本発明の補強構造を装着した状態を示す側面図である。 木造建築物に本発明の補強構造を装着した状態を示す正面図である。 木造建築物に本発明の補強構造を装着した状態を示す一部を断面で示した平面図である。 木造建築物の桁付近を拡大し一部を断面で示した側面図である。 木造建築物の桁付近を拡大した正面図である。 接続部の一例を示す図である。 図３のＡ－Ａ線の位置における本発明の補強構造の断面図である。 図３のＢ－Ｂ線の位置における本発明の補強構造の断面図である。 スプリングボックスにスプリングが配置された状態を示す平面図である。

以下、一例として示す図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１～図３は、既存の木造建築物１の基礎２と桁３、下柱４、上柱５の木材に本発明の補強構造を装着した状態を示す図である。図１～図３において、既存の木造建築物１を破線で表示している。また、外装材等は図示していない。図１～図３に示すように、本発明の補強構造は、補強用基礎１０、連結部材２０（第１の連結部材）、連結部材３０（第２の連結部材）、連結部材４０（第３の連結部材）、連結部材６０を有している。連結部材２０、連結部材３０、連結部材４０、連結部材６０は互いに連結されている。木造建築物１の木材と連結部材２０とはアンカーボルト５１（第１のアンカーボルト）により固定されている。連結部材３０および連結部材４０と補強用基礎１０とは、それぞれアンカーボルト５２（第２のアンカーボルト）、アンカーボルト５３（第３のアンカーボルト）により固定されている。連結部材６０と木造建築物1の基礎２とは、アンカーボルト５４により固定されている。また、図７～図９に示すように、連結部材３０および連結部材４０と補強用基礎１０との間には、スプリングボックス７０およびスプリング８０が配置される。以下の説明においては、木造建築物１の一面側にのみ本発明の補強構造を装着する例を説明するが、本発明の補強構造を木造建築物１の複数の面に設置することも可能である。２つの補強構造をそれぞれ木造建築物１の反対側（外周方向において１８０°異なる位置）に配置することは特に有効である。

図４および図５は、木造建築物１の桁３付近を拡大して示した図である。図４では一部の構造を断面で示している。図４および図５を使用して、木造建築物１の桁３等の木材に連結部材２０を固定する方法を説明する。なお、本実施例では、桁３、下柱４、上柱５に連結部材２０を装着しているが、連結部材２０を装着する木材は、桁３、下柱４、上柱５に限られない。基礎２から一定距離以上離間して配置されている部材であれば、梁、筋交等、木造建築物１の任意の木材に装着可能である。木材以外の部材に装着することも可能である。

桁３、下柱４、上柱５には、アンカーボルト５１を挿入するためのボルト穴が設けられる。本実施例においては、下柱４と上柱５を挟んで桁３の左右両側に１カ所ずつ、桁３を挟んで下柱４と上柱５に１カ所ずつのボルト穴が設けられる。ボルト穴は、ドリル等を用いて水平方向に形成する。アンカーボルト５１は所定の直径（本実施例では２０ｍｍ）と所定の長さ（本実施例では２００ｍｍ）を有する。アンカーボルト５１はボルト穴に挿入され、木造建築物１の壁面に対して垂直に配置される。アンカーボルト５１とボルト穴との間には接着剤５５が注入され、接着剤５５によりアンカーボルト５１は桁３、下柱４、上柱５に強固に固定される。接着剤５５には、エポキシ樹脂モルタルであるＨｉｌｔｉＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＨＩＴ－ＲＥ５００Ｖ３が使用される。桁３、下柱４、上柱５に一端を固定されたアンカーボルト５１は、他端側で連結部材２０の固定部２１と連結される。

図４および図５に示すように、連結部材２０は、アンカーボルト５１に固定される固定部２１、所定の長さを有する板状に形成されたプレート部２２、固定部２１とプレート部２２とを接続するための接続部２３を有する。図６は、固定部２１の一例を示す図である。固定部２１は、所定の厚み（本実施例では９ｍｍ）を有する一枚の鋼板（一枚の板）である。固定部２１は、鉛直方向に向けて配置される鉛直部２１Ａ、水平方向に向けて配置される水平部２１Ｂ、鉛直部２１Ａの端部と水平部２１Ｂの端部とを結ぶ傾斜部２１Ｃを有している。鉛直部２１Ａと水平部２１Ｂと傾斜部２１Ｃは、それぞれ所定の幅（本実施例では７０ｍｍ）を有する直線状に形成されており、鉛直部２１Ａと水平部２１Ｂとが中央で直交している。固定部２１全体としては、鉛直部２１Ａと水平部２１Ｂの４つの端部を４つの傾斜部２１Ｃが結んだ略正方形の外形を有する。なお、図６に示すように正方形の角部は若干直線状に切り落とされており、厳密には八角形の形状となっている。鉛直部２１Ａと水平部２１Ｂと傾斜部２１Ｃとの間には、固定部２１を厚み方向に貫通する三角形（直角二等辺三角形）の空洞２１Ｄが４つ形成されている。鉛直部２１Ａの上端部付近と下端部付近、水平部２１Ｂの左右両端部付近および鉛直部２１Ａと水平部２１Ｂが交わる中央付近には、それぞれ連結部材２０を厚み方向に貫通するボルト穴２１Ｅが設けられている。ボルト穴２１Ｅにはアンカーボルト５１が挿通される。水平部２１Ｂの３つのボルト穴２１Ｅの間には、ボルト穴２１Ｆが２つ形成されている。ボルト穴２１Ｆには固定部２１と接続部２３とを連結するボルト２４が挿通される。下側２つの傾斜部２１Ｃのボルト穴２１Ｅの間には、ボルト穴２１Ｇが２つ形成されている。ボルト穴２１Ｇには固定部２１と連結部材６０の接続部６２とを連結するボルト６４が挿通される。

一端側で木造建築物１の桁３、下柱４、上柱５に固定されたアンカーボルト５１の他端側を固定部２１のボルト穴２１Ｅに挿入する。このとき、固定部２１の両側からナットをアンカーボルト５１に挿通し、ナットをアンカーボルト５１に形成されたネジ溝に螺合することにより、固定部２１をアンカーボルト５１に固定する。固定力を向上させるためにダブルナットを使用してもよい。これにより、アンカーボルト５１の他端側と固定部２１のボルト穴２１Ｅとを連結し固定する。なお、固定部２１をアンカーボルト５１に固定したとき、固定部２１と木造建築物１との間には所定の距離Ｄを隔てるようにする。所定の距離Ｄは６０ｍｍ～８０ｍｍ程度が好ましい。

プレート部２２は、所定の厚み（本実施例では１２ｍｍ）、所定の幅（本実施例では２００ｍｍ）を有する一枚の鋼板（一枚の板）である。プレート部２２の長さは、木造建築物１の高さ等に応じて適宜設定する。図１に示すように、プレート部２２は木造建築物１の壁面に対して所定の角度θ（本実施例では２５°～３０°）を為すように配置される。壁面とプレート部２２が所定の角度θを形成するために、プレート部２２の上端は（１８０－θ）°の角度を有する形状となっている。また、プレート部２２の上端には、プレート部２２と接続部２３とを連結するボルト２５を挿通可能なボルト穴が形成されている。プレート部２２は、プレート部２２の長手方向に沿ってプレート部２２から延出するリブ２２Ａを有する。リブ２２Ａは、プレート部２２の上端付近を除く領域に形成され、所定の厚み（本実施例では８ｍｍ）と所定の高さ（本実施例では１００ｍｍ）を有する。プレート部２２の下端付近には、後述する連結部材３０のプレート部３２と連結するための４つのボルト穴が設けられている。

接続部２３は、所定の厚み（本実施例では９ｍｍ）を有する断面Ｌ字型の鋼板（一枚の板）である。接続部２３には、ボルト２４を挿通するボルト穴とボルト２５を挿通するボルト穴が設けられている。１つのプレート部２２を２つの接続部２３で両側から挟み込んだ状態で、接続部２３のボルト穴とプレート部２２のボルト穴にボルト２４を挿通しナットで固定する。これにより、接続部２３はプレート部２２に固定される。アンカーボルト５１に固定された固定部２１のボルト穴２１Ｆと接続部２３のボルト穴にボルト２５を挿通しナットで固定する。これにより、接続部２３は固定部２１に固定される。以上のように連結部材２０はアンカーボルト５１と一体化される。

連結部材６０は、図２に示すように、所定の直径（本実施例では１６ｍｍ）を有する鉄筋６１、鉄筋６１と連結部材２０の固定部２１とを連結する接続部６２、鉄筋６１と木造建築物１の基礎２とを連結する接続部６３とを有する。鉄筋６１の長さは木造建築物１の高さ等に応じて適宜設定する。鉄筋６１の両端にはねじ山が形成されている。接続部６２と接続部６３には鉄筋６１を挿入するための挿入孔が設けられており、挿入孔の内側にはねじ溝が形成されている。鉄筋６１に対して接続部６２、６３をねじ込むことにより、鉄筋６１と接続部６２、６３とを連結・固定することができる。接続部６２には、さらにボルト６４を挿入するためのボルト穴が設けられている。鉄筋６１と接続部６２とを固定した状態で、接続部６２のボルト穴と固定部２１のボルト穴２１Ｇにボルト６４を挿入する。これにより、接続部６２と固定部２１とを固定する。接続部６３には、さらにアンカーボルト５４を挿入するためのボルト穴が設けられている。図２に示すアンカーボルト５４に対応する位置に、木造建築物１の基礎にドリル等を用いてボルト穴を形成する。鉄筋６１と接続部６３とを固定した状態で、接続部６３のボルト穴と基礎２のボルト穴２１Ｇにアンカーボルト５４を挿入する。アンカーボルト５４と基礎２のボルト穴との間には接着剤５５が注入され、接着剤５５によりアンカーボルト５４は基礎２に強固に固定される。以上のように、鉄筋２は固定部２１と基礎２との間に接続される。

図７および図８は、木造建築物１の基礎２付近を拡大して示した断面図である。なお、図７は、セメント１２の充填前の状態を示している。図７および図８に示すように、連結部材３０は、アンカーボルト５２に挿通されて後述するスプリングボックス７０の上部を塞ぐ蓋部３１、所定の長さを有する板状に形成されたプレート部３２、蓋部３１とプレート部３２とを接続するための接続部３３を有する。プレート部３２は、プレート部３２の長手方向に沿ってプレート部３２から延出するリブ３２Ａを有する。リブ３２Ａは、所定の厚み（本実施例では８ｍｍ）と所定の高さ（本実施例では１００ｍｍ）を有する。連結部材２０のプレート部２２と連結部材３０のプレート部３２とは、ボルトとナットを用いて連結・固定される。連結部材２０と連結部材３０とを連結するとき、連結部材２０のリブ２２Ａが形成されていない面と連結部材３０のリブ３２Ａが形成されていない面とが接触した状態で連結される。つまり、リブ２２Ａがプレート部２２から突出する向きとリブ３２Ａがプレート部３２から突出する向きとが反対方向（１８０°）となる。図１に示すように、プレート部３２は木造建築物１の壁面に対して所定の角度θを為すように配置される。つまり、プレート部３２はプレート部２２と上下対称に配置され、プレート部３２とプレート部２２と木造建築物１の壁面とで二等辺三角形を形成するような配置となる。プレート部３２の上端付近には、連結部材２０のプレート部２２と連結するための４つのボルト穴が設けられている。また、プレート部３２の上下方向の中間部には、連結部材４０のプレート部４２と連結するための４つのボルト穴が設けられている。なお、連結部材２０と連結部材３０とを連結してから連結部材２０をアンカーボルト５１に固定しても良いし、連結部材２０をアンカーボルト５１に固定してから連結部材２０と連結部材３０とを連結してもよい。

連結部材４０は、アンカーボルト５３に挿通されてスプリングボックス７０の上部を塞ぐ蓋部４１、所定の長さを有する板状に形成されたプレート部４２、蓋部４１とプレート部４２とを接続するための接続部４３を有する。プレート部４２は、プレート部４２の長手方向に沿ってプレート部４２から延出するリブ４２Ａを有する。リブ４２Ａは、所定の厚み（本実施例では８ｍｍ）と所定の高さ（本実施例では１００ｍｍ）を有する。図１に示すように、連結部材４０のプレート部４２は、連結部材３０のプレート部３２の中間部にボルトとナットを用いて連結・固定される。連結部材３０と連結部材４０とを連結するとき、連結部材３０のリブ３２Ａが形成されていない面と連結部材４０のリブ４２Ａが形成されていない面とが接触した状態で連結される。プレート部４２は鉛直方向に対して所定の角度θを為すように配置される。つまり、プレート部４２はプレート部３２の下部と左右対称に配置される。プレート部４２の上端付近には、連結部材３０のプレート部３２と連結するための４つのボルト穴が設けられている。連結部材４０を連結部材３０のプレート部３２の中間部に固定することで、連結部材３０と連結部材４０の２カ所で連結部材が補強用基礎１０に固定される構造としている。

図７～図９を使用して、補強用基礎１０の構造および連結部材３０と補強用基礎１０とを連結する構造を説明する。なお、連結部材４０と補強用基礎１０とを連結する構造は、連結部材３０と補強用基礎１０とを連結する構造と同様であるため説明を省略する。

補強用基礎１０は、鉄筋１１、セメント１２、スプリングボックス７０、スプリング８０を有している。図７はセメント１２を充填する前の状態を正面から見た図であり、図８はセメント１２を充填後の状態を側面から見た図である。図７に示すように、木造建築物１の基礎２には、鉄筋１１を挿入するための挿入穴が設けられる。本実施例においては、図８に示すように、上側に４本、下側に３本の鉄筋１１を配置しており、木造建築物１の基礎２には鉄筋１１の位置に応じた位置に挿入穴が設けられる。挿入穴は、ドリル等を用いて水平方向に形成する。鉄筋１１は所定の直径（本実施例では１０ｍｍと１９ｍｍ）を有する。鉄筋１１が水平方向と鉛直方向に配置されることにより、補強用基礎１０の概略形状を形成する。水平方向に配置された鉄筋１１の一端側の先端部が水平方向に突出して基礎２に挿入可能な形状を有している。鉄筋１１の先端部は基礎２に設けられた挿入穴に挿入され、木造建築物１の壁面に対して垂直に配置される。鉄筋１１と挿入穴との間には接着剤１３が注入され、接着剤１３により鉄筋１１は基礎２に強固に固定される。接着剤１３には、エポキシ樹脂モルタルであるＨｉｌｔｉＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＨＩＴ－ＲＥ５００Ｖ３が使用される。

鉄筋１１の上部にスプリングボックス７０が配置され、固定される。固定方法は特に限定されないが、例えばボルトをスプリングボックス７０に挿通しボルトとナットで鉄筋１１に固定することが可能である。スプリングボックス７０は、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ４５ｍｍの鋼板製の箱型の部材（箱部材）である。スプリングボックス７０は、底面と側面によりスプリング８０を収容可能な収容空間７１を形成し、上面は開放している。図７、図８においては、スプリング８０の図示を省略している。スプリングボックス７０の底面には、鉛直方向に配置されるアンカーボルト５２を挿通可能なボルト穴７２が４つ形成されている。アンカーボルト５２は所定の直径（本実施例では２０ｍｍ）と所定の長さ（本実施例では３００ｍｍ）を有する。図９に示すように、収容空間７１には、スプリング８０が鉛直方向に伸縮可能な状態で配置されている。スプリング８０は、１個あたり耐荷重７５ｋｇの強力スプリングを９本を１組として連結することで、自立した状態で収容空間７１に配置される。また、ボルト穴７２を避ける位置に１６組のスプリング８０を配置した状態でスプリングボックス７０に固定する。固定方法は特に限定されないが、例えばスプリングボックス７０の底面に穴を開けて下方からボルトをスプリング８０に螺合することが可能である。スプリングボックス７０の底面付近には、収容空間７１に入り込んだ水分を抜くための水抜き穴７３が形成されている。

連結部材３０の蓋部３１は、スプリングボックス７０の上部開口部の内周よりも若干小さな外形に形成されている。スプリング８０をスプリングボックス７０に収容した後、スプリングボックス７０の上方に蓋部３１を配置することで収容空間７１の上部を塞ぐ。スプリングボックス７０に収容されたスプリング８０の上方に蓋部３１を配置したとき、スプリングボックス７０の上面と蓋部３１の上面が同一高さとなるように配置される。蓋部３１がスプリング８０の上面を押圧することでスプリングボックス７０を鉛直方向に弾性変形することができるようになっている。蓋部３１には、アンカーボルト５２を挿通するボルト穴が設けられている。

蓋部３１の上方には接続部３３を配置する。接続部３３は、所定の厚み（本実施例では９ｍｍ）を有する断面Ｌ字型の鋼板（一枚の板）である。各接続部３３には、ボルト３４を挿通するボルト穴とアンカーボルト５２を挿通するボルト穴が設けられている。１つのプレート部３２を２つの接続部３３で両側から挟み込んだ状態で、接続部３３とプレート部３２のボルト穴にボルト３４を挿通しナットで固定する。これにより、プレート部３２は接続部３３に固定される。接続部３３およびアンカーボルト５２を上方から接続部３３のボルト穴、蓋部３１のボルト穴に挿通した後に、さらにスプリングボックス７０のボルト穴７２に挿通する。これにより、アンカーボルト５２と連結部材３０はスプリングボックス７０に固定される。

アンカーボルト５１により連結部材２０を木造建築物１の木材に連結し、連結部材３０を連結部材２０に連結し、連結部材４０を連結部材３０に連結し、連結部材３０、４０をスプリングボックス７０に連結した状態で、鉄筋１１とスプリングボックス７０の周囲にセメント１２を充填することで、補強用基礎１０を形成する。セメント１２が硬化すると、図８に示すように、鉄筋１１とアンカーボルト５２、５３が補強用基礎１０に固定される。これにより、連結部材２０、３０、４０、鉄筋１１、アンカーボルト５１、５２、５３、補強用基礎１０を介して、木造建造物の桁３、下柱４、上柱５と基礎２とが強固に連結・固定される。このとき、収容空間７１にはセメント１２は充填されないため、スプリング８０は収容空間７１内で鉛直方向に伸縮可能な状態となる。これにより、木造建築物１の桁３、下柱４、上柱５と基礎２との間に鉛直方向の強い力が加わってもスプリング８０が伸縮して力を吸収することができる。

以下、本発明の補強構造を木造建築物１に装着する手順を説明する。最初に、木造建築物１に対して補強構造を固定する位置を決定する。具体的には、木造建築物１の桁３等の木材に対してアンカーボルト５１を固定する位置、基礎２に対して鉄筋１１を固定する位置を決定する。上記の位置に応じて連結部材２０、３０、４０のプレート部の長さや連結部材６０の鉄筋の寸法を決定し、決定した寸法に合わせた部材を準備する。

木造建築物１の木材にドリル等を用いてアンカーボルト５１を固定するためのボルト穴を形成する。挿入穴にアンカーボルト５１を挿入し接着剤５５で固定する。固定されたアンカーボルト５１に連結部材２０の固定部２１のボルト穴２１Ｅを挿入してナット等で固定する。連結部材２０のプレート部２２の上端付近のボルト穴の両側に２つの接続部２３を挟み込みボルト２４をボルト穴に挿入してナットで固定する。接続部２３のボルト穴を固定部２１のボルト穴２１Ｆの位置に合わせてボルト２５を挿入してナットで固定する。以上により、連結部材２０を木造建築物１の木材に固定する。

連結部材２０のプレート部２２の下端と連結部材３０のプレート部３２の上端とを接続する。プレート部２２とプレート部３２にそれぞれ設けられた４つのボルト穴を合わせてボルトとナットにより固定する。また、連結部材３０のプレート部３２の中間部と連結部材４０のプレート部４２の上端とを接続する。プレート部３２とプレート部４２にそれぞれ設けられた４つのボルト穴を合わせてボルトとナットにより固定する。以上により、連結部材２０と連結部材３０、また連結部材３０と連結部材４０とが連結・固定される。プレート部３２の下端には、接続部３３が固定される。具体的には、プレート部３２の下端付近のボルト穴の両側に２つの接続部３３を挟み込みボルト３４をボルト穴に挿入してナットで固定する。プレート部４２の下端にも同様にボルト４４により接続部４３が固定される。

木造建築物１の基礎２にドリル等を用いて鉄筋１１を固定するための挿入穴を形成する。挿入穴に鉄筋１１の一端側の先端を挿入し接着剤１３で固定する。鉄筋１１の上部に連結部材３０を配置する位置と連結部材４０を配置する位置に合わせて、それぞれの位置にスプリングボックス７０を配置して固定する。なお、スプリングボックス７０の収容空間７１にはあらかじめスプリング８０が配置され固定されている。

連結部材３０の接続部３３のボルト穴とスプリングボックス７０のボルト穴７２とを位置合わせして上方からアンカーボルト５２を螺入する。これにより、アンカーボルト５２により連結部材３０をスプリングボックス７０に固定する。同様に、連結部材４０の接続部４３も連結部材３０が固定されたスプリングボックス７０とは異なるスプリングボックス７０に固定する。

連結部材６０の鉄筋６１の上端には、接続部６２を螺入する。鉄筋６１の上端には、接続部６２を螺入する。この状態で接続部６２のボルト穴を連結部材２０の固定部２１のボルト穴２１Ｇと位置合わせして、ボルトとナットで固定する。木造建築物１の基礎１に接続部６３を固定するためのアンカーボルト５４を挿入するボルト穴を形成する。挿入穴にアンカーボルト５４を挿入し接着剤６６で固定する。固定されたアンカーボルト５４を接続部６３のボルト穴に挿入してナット等で固定する。以上により、連結部材６０が木造建築物１に固定される。

以上のように、アンカーボルト、連結部材、鉄筋等を木造建築物１に対して、配置および固定した状態で、アンカーボルト５２、５３および鉄筋１１の周囲にセメント１２を充填する。セメント１２はスプリングボックス７０の上端まで充填されるが、収容空間７１には充填されない。セメント１２が硬化することで補強用基礎１０が形成される。以上により、補強用基礎１０は鉄筋１１を介して木造建築物１の基礎２に対して強固に固定される。また、アンカーボルト５２、５３は、ボルト穴７２に挿通されているため、セメント１２が硬化することで補強用基礎１０に強固に固定される。アンカーボルト５２、５３は連結部材３０、４０に固定されており、連結部材３０は連結部材２０に固定されている。連結部材２０はアンカーボルト５１を介して木造建築物１の桁３等の木材に強固に固定されている。よって、木造建築物１の桁３等の木材と基礎２とが連結部材や補強用基礎を介して連結される。なお、上述した手順の順序は説明が簡易となるように並べたが、実際に手順を行う順序は上述した順序に限定されない。順序を変更して実施した手順も本発明の補強方法に含まれる。

以上説明したように、本発明の補強構造においては、木造建築物の基礎２と桁３等の木材との間に連結部材２０、３０、４０、６０が連結されることで、基礎２と木材とを引き離す方向に力が働いても両者が分離することを抑制することができる。基礎２には鉄筋１１が固定され、木材には連結部材２０に固定された第１のアンカーボルトが固定される。また、基礎２に固定された鉄筋１１と連結部材３０、４０に固定された第２のアンカーボルト５２、第３のアンカーボルト５２の周囲にはセメント１２が充填され、既存の基礎２に加えて補強用基礎１０が形成される。これにより、地震等により発生する力に対して木造建築物１の安定性を大幅に向上することができる。アンカーボルト５２、アンカーボルト５３は、地震時の横揺れには抵抗し、上方向には動かないが、下方向には可動する。鉛直方向に変形可能なスプリング８０を補強用基礎１０と連結部材３０、４０の間に配置することにより、木造建築物１や補強用基礎１０に働く鉛直方向の力を弾性部材８０によって吸収することができ、耐震性をさらに向上させ、木構体の破損を防ぐことができる。

連結部材２０、３０、４０や鉄筋１１を予め相互に連結しつつ木造建築物１に固定した状態でセメント１２を充填するため、本発明の補強構造は既存の木造建築物１に対して容易に施工可能である。スプリングボックス７０に収容空間７１を形成し、スプリング８０を収容空間に収容して固定した状態で、スプリングボックス７０を鉄筋１１と連結部材３０、４０の間に配置することができる。また、スプリングボックス７０の収容空間７１にはセメント１２が侵入しないように施工することができる。

連結部材が木造建築物の木材に固定される連結部材２０と補強用基礎１０のスプリングボックス７０に固定される連結部材３０、４０とに分割される。これにより、連結部材２０を木材に固定し、連結部材３０、４０を補強用基礎１０のスプリングボックス７０に固定すればよい。これにより、施工性を向上させることが可能であるとともに、様々な外観形状の木造建築物１に対して本発明の補強構造を適用することができる。また、連結部材３０の中間部に連結部材４０を連結することで、補強用基礎１０と連結部材２０、３０、４０との連結がより強固で安定的なものとすることができ、耐震性をさらに向上させることができる。さらに、連結部材２０、３０、４０にリブ２２Ａ、３２Ａ、４２Ａが形成されることで、連結部材２０、３０、４０の強度を向上することができる。また、連結部材２０と連結部材３０または連結部材３０と連結部材４０を連結する場合には、リブが形成されていない面同士が接触した状態で固定することで、施工性を損なうこともない。

スプリングボックス７０は箱部材の一例であり、スプリングボックス７０が収容するものは、スプリング８０に限られない。鉛直方向に変形可能に配置された弾性部材であれば、どのような部材を箱部材に収容しても良い。例えば、ゴム等を弾性部材として箱部材に収容することで、スプリングボックス７０、スプリング８０と同等の機能を発揮することができる。

前記実施例において、セメント１２はセメントを原料に含む材料の総称であり、硬化することでコンクリートを形成するものである。セメント１２は、必ずしも物質としてのセメントのみを示すものではなく、一般的に水や砂利を含む。グラウトもセメント１２に含まれる。改質剤等の添加剤が添加されたものもセメント１２に含まれる。

前記実施例において、既存の基礎２と補強用基礎１０とは鉄筋１１を介して接続されているが、基礎２と補強用基礎１０とを連結する部材は鉄筋に限られない。所定の長さを有する金属製の棒状部材を鉄筋１１の代わりに使用することが可能である。

前記実施例において、連結部材３０の中間部に連結部材４０を固定しているが、連結部材４０を固定する位置は連結部材３０の中間部に限られない。連結部材４０を連結部材３０の任意の位置に固定することで補強構造全体の強度を向上することが可能である。

前記実施例において、アンカーボルトの直径や長さ、連結部材の厚み等の数値は一例に過ぎない。使用する部位や求められる補強強度に応じて直径や長さを適宜選択可能である。

前記実施例において、エポキシ樹脂モルタルを接着剤として使用しているが、接着剤はこれに限られない。他の樹脂接着剤や樹脂接着剤以外の接着剤を使用することも可能である。例えば、サンコーテクノ株式会社製のＡＲケミカルセッターＥＸ３５０を接着剤として使用することも可能である。

前記実施例において、本発明の補強構造は、既存の木造建築物に追加で装着することで耐震性を改善する補強構造として説明しているが、新築の木造建築物の建築途中で装着することも可能である。

なお、本発明は前記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・前記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって前記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が前記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１…木造建築物、２…基礎、３…桁、４…下柱、５…上柱、１０…補強用基礎、１１…鉄筋、１２…セメント、１３…接着剤、２０…連結部材、２１…固定部、２２…プレート部、２２Ａ…リブ、２３…接続部、２４…ボルト、２５…ボルト、３０…連結部材、３１…蓋部、３２…プレート部、３３…接続部、３４…ボルト、４０…連結部材、４１…蓋部、４２…プレート部、４３…接続部、４４…ボルト、、５１…第１のアンカーボルト、５２…第２のアンカーボルト、５３…第３のアンカーボルト、５４…アンカーボルト、５５…接着剤、６０…連結部材、６１…鉄筋、６２…接続部、６３…接続部、６４…ボルト、６６…接着剤、７０…スプリングボックス、７１…収容空間、７２…ボルト穴、８０…スプリング。

Claims (6)

1. 木造建築物の基礎に固定される補強用基礎のための鉄筋と、
   前記木造建築物の構造用木材に連結部材を固定する第１のアンカーボルトと、
   前記鉄筋の上部に固定されて配置され、上面が開放された箱部材と、
   前記箱部材に収容され、鉛直方向に変形可能な弾性部材と、
   前記連結部材を前記箱部材に固定する第２のアンカーボルトであって、前記連結部材を前記弾性部材の上方において前記第２のアンカーボルトに対して鉛直方向下方に移動可能に挿通した状態で前記箱部材に挿通された第２のアンカーボルトと、
   前記鉄筋および前記第２のアンカーボルトの周囲に充填され前記補強用基礎を形成するセメントと、を有し、
   前記第２のアンカーボルトは、前記箱部材の周囲において前記補強用基礎に固定され、
   前記連結部材に鉛直方向下方の力が加わったときに、前記連結部材が前記第２のアンカーボルトに対して鉛直方向下方に移動して前記弾性部材の上面を押圧することで前記弾性部材が前記鉛直方向下方に弾性変形する木造建築物の補強構造。
2. 請求項１に記載の木造建築物の補強構造であって、
   前記弾性部材は、前記鉛直方向に伸縮可能に配置された複数のスプリングであることを特徴とする。
3. 請求項１に記載の木造建築物の補強構造であって、
   前記連結部材は、前記第１のアンカーボルトにより前記構造用木材に固定される第１の連結部材と、前記第２のアンカーボルトにより前記箱部材に固定される第２の連結部材とを有し、
   前記第１の連結部材と前記第２の連結部材とが連結されることを特徴とする。
4. 請求項３に記載の木造建築物の補強構造であって、
   前記第２の連結部材に連結される第３の連結部材をさらに有し、
   前記第３の連結部材は、第３のアンカーボルトにより前記箱部材とは異なる箱部材であって前記鉄筋に配置された箱部材に固定され、
   前記セメントは前記第３のアンカーボルトの周囲にも充填されることを特徴とする。
5. 請求項３に記載の木造建築物の補強構造であって、
   前記第１の連結部材および前記第２の連結部材は、所定の長さを有する板状に形成されたプレート部と、前記プレート部の長手方向に沿って前記プレート部から延出するリブを有し、
   前記第１の連結部材の前記リブが形成されていない面と前記第２の連結部材の前記リブが形成されていない面が接触した状態で連結されていることを特徴とする。
6. 木造建築物の基礎に、補強用基礎のための鉄筋を固定する工程と、
   第１のアンカーボルトにより、前記木造建築物の構造用木材に連結部材を固定する工程と、
   鉛直方向に変形可能な弾性部材を収容し、上面が開放された箱部材を前記鉄筋の上部に固定して配置する工程と、
   第２のアンカーボルトを、前記連結部材が前記弾性部材の上方において前記第２のアンカーボルトに対して鉛直方向下方に移動可能に前記連結部材に挿通した状態で、前記箱部材に挿通する工程と、
   前記鉄筋の周囲にセメントを充填することで前記補強用基礎を形成し、前記第２のアンカーボルトを前記箱部材の周囲において前記補強用基礎に固定する工程を有し、
   前記連結部材に鉛直方向下方の力が加わったときに、前記連結部材が前記第２のアンカーボルトに対して鉛直方向下方に移動して前記弾性部材の上面を押圧することで前記弾性部材が前記鉛直方向下方に弾性変形する木造建築物の補強方法。

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