JPH08199848A - 柱の補強装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柱に対して移動を許容することで衝撃荷重を
吸収し地震に耐える柱の補強装置を提供する。 【構成】 一の柱１Ａと少なくともこれと直交する他の
柱１Ｂの四隅に、柱の長手方向に延長されるチャンネル
状の固定片とその両側縁より突出形成された取付片とを
備えた固定板５、７、９、１１を当接させ、対向する取
付片を締結ボルト及びナットで締結して固定板５、７、
９、１１を柱に固定させ、又、上記一の柱の固定板とこ
れに対向する他の柱の固定板との間に補強部材２１を跨
設する。柱毎の固定板５、７、９、１１は相互に縁が切
れた状態であり、柱に固着による無理な負荷がかかるこ
とがなく長期にわたり健全性が維持され、地震発生時に
は柱に強い衝撃荷重が作用するが、この荷重を固定板
５、７、９、１１同士が相互にずれることによって吸収
し、柱に必要以上の変形を生じさせない。よって、柱の
接合部が破断して柱が落下したり家屋が倒壊することを
防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木造家屋等に適用される
柱の補強装置に関し、特に、柱に対して移動を許容する
ことで衝撃荷重を吸収し地震に耐える構造物としたもの
に係る。

【０００２】

【従来の技術】近時、木造家屋、特に、建築後相当期間
が経過している木造家屋における地震等の家屋倒壊が問
題となっている。すなわち、従来の木造家屋において
は、図８に示すように、柱１０１と柱１０３を繋ぐ手段
として、木材の接合部に凹部１０５と凸部１０７を形成
してこれを嵌め合わせる「ほぞ構造」がある。また、柱
同士をボルトにより締結する手段として、図８に示すよ
うなＬ字状の補強具１０７を使用し、柱にボルト孔１０
９を穿設し、締結ボルト１１１により固定するようにし
たものが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の木造家屋に
おける柱の構造によると次のような問題があった。ま
ず、柱と柱を繋ぐ手段として柱の接合面に凹部１０５と
凸部１０７を形成してこれを嵌め合わせる場合は、地震
時の強い振動で接合部１１３が破断しやすく、柱の落下
・家屋の倒壊のおそれがある。又、柱にボルト孔１０９
を穿設して柱同士を締結ボルト１１１とナットで締結す
る場合は、柱のボルト孔１０９の周囲が腐食し、又、木
材とボルト１１１が締め付けによりロック（固着）され
るため、木材にねじれ・そりなどのひずみが生じると、
その部分が劣化し、地震時の衝撃で破断するおそれがあ
る。

【０００４】本発明は、上記従来の柱の構造に見られる
問題点に鑑みて開発されたもので、柱に対して移動を許
容することで衝撃荷重を吸収し地震に耐える柱の補強装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明による柱の補強装置は、一の柱と少なくともこれ
と直交する他の柱の四隅に、柱の長手方向に延長される
チャンネル状の固定片とその両側縁より突出形成された
取付片とを備えた固定板を当接させ、対向する取付片を
締結ボルト及びナットで締結して固定板を柱に固定さ
せ、又、上記一の柱の固定板とこれに対向する他の柱の
固定板との間に補強部材を跨設し、又、上記固定板のう
ち少なくとも補強部材を跨設した固定板の取付片は柱の
接合部側の端縁を互いに近接配置したことを特徴とする
ものである。又、上記構成に付加的に、取付片間の締結
ボルトに、締結ボルト及びナットによる締結時の間隔よ
りやや短く締結ボルトよりやや内径の大きい筒状体を挿
入することを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】まず、固定板は各々対向する取付片を締結ボル
ト及びナットで締結して柱に固定したので、柱と固定板
とは縁が切れた状態であり、締結ボルト及びナットにお
いて締結されているので固定板と柱との間がロック（固
着）されておらず相互にスライド可能である。又、柱毎
の固定板も相互に縁が切れた状態であり、両者の固定板
の間に補強部材を跨設させることにより連結されてい
る。しかも、上記固定板のうち少なくとも補強部材を跨
設した側の固定板は、その取付片の柱の接合部側の端縁
を互いに近接配置している。

【０００７】したがって、木材の特質である「ねじれ」
「そり」などの「ひずみ」に対しては、本発明の補強装
置は柱に孔を穿設したりボルトを貫通したりしていない
ので、柱に固着による無理な負荷がかかることがなく長
期にわたり健全性が維持される。又、地震発生時には柱
に強い衝撃荷重が作用するが、この荷重を固定板同士が
相互にずれることによって吸収し、柱に必要以上の変形
を生じさせない。よって、柱の接合部が破断して柱が落
下したり家屋が倒壊することを防止できる。又、取付片
間の締結ボルトに、締結ボルト及びなっとによる締結時
の間隔よりやや短く締結ボルトよりやや内径の大きい筒
状体が挿入されている場合には、上記変形によって固定
板同士がずれた時、筒状体が傾斜し取付片間に食い込ん
で補強作用をなし、上記変形が過度に進むのを防ぐ機能
を発揮する。

【０００８】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の一実施
例を説明する。図１は木造家屋の基本構成をなす床下や
天井の主な柱１に本発明に係る柱の補強装置３を設置し
た状態を示す斜視図であり、図２はその一部を拡大して
示す平面図、図３は同上側面図である。まず、水平に配
置された柱１Ａがあり、同一水平面内でこれに直交する
方向に延長された柱１Ｂと垂直方向でこれに直交する方
向に延長された柱１Ｃが接合されている。これらの接合
部は従来の柱の構造たとえば凹部と凸部を嵌合して接合
する「ほぞ構造」と同様の方法で接合されている。

【０００９】このような柱１に対して本発明の補強装置
３を取り付けるものであって、その一単位として水平に
配置された柱１Ａと同一水平面内でこれに直交する方向
に延長された柱１Ｂとの間に取りつける場合で説明す
る。まず、各柱１Ａ、１Ｂの四隅に固定板５、７、９、
１１を取り付ける。固定板５、７、９、１１は柱の長手
方向に延長されるチャンネル状の固定片５Ａ、７Ａ、９
Ａ、１１Ａとその両側縁より突出形成された取付片５
Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂとを備え、断面略Ｗ字状をなし
ている。上記固定板５、７、９、１１の材質としては、
超々ジュラルミン（製品名ＹＨ７５００，仏製）、ステ
ンレス鋼、チタン、鉄、カーボンファイバー等が使用さ
れる。

【００１０】上記取付片５Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂには
複数（図示では３箇所）に締結ボルト貫通穴１３が穿孔
されている。又、対向する取付片にも上記締結ボルト貫
通穴１３の対応位置に締結ボルト貫通穴１３が穿孔され
ている。この締結ボルト貫通穴１３に締結ボルト１５を
貫通させ先端にナット１７を螺合させて締結し、取付片
５Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂひいては固定板５、７、９、
１１を柱１Ａ、１Ｂの周囲に固定する。上記締結ボルト
貫通穴１３の内径は締結ボルト１５よりも２ｍｍ以上大
きく形成されている。これは固定板５、７、９、１１同
士がずれる際の締結ボルト１５の変位を可能とするため
である。又、締結ボルト１５にはナット１７を螺合・締
結した後、先端部に穿設されたピン穴に緩み止めピン１
９を挿入・固定している。

【００１１】更に、上記一の柱１Ａの固定板とこれに対
向する他の柱の固定板との間に補強部材２１を跨設す
る。このものは図１に示すように、水平面内で左右方向
に延長された柱１Ａに固定した固定板５、１１と、柱１
Ｂに固定した固定板７、９の間に二箇所平行に取りつけ
られており、同一方向に作用するねじれ力に対して補強
効果を発揮できるようになっている。すなわち、固定片
５、１１、７、９より水平面内で取付基板５Ｃ、１１
Ｃ、７Ｃ、９Ｃを突出形成し、ここに取付穴を穿孔す
る。一方、補強部材としてのターンバックル２１の両端
部に取付基板２３、２５を設けて、ここに取付穴を穿孔
し、上記取付基板の取付穴５Ｃ、１１Ｃ、７Ｃ、９Ｃと
ターンバックルの取付基板２３、２５の取付穴を一致さ
せ、これらに締結ボルト２７を貫通させナット２９を螺
合して固定する。ターンバックル２１は上記固定板と同
様の材質のものを使用する。又、ターンバックル２１は
長さの調節機能を持たせたもので、固定板の取付位置や
柱１の断面形状に対応した取付を可能とするものである
が、これに限らず、単なる棒状のものでもよい。

【００１２】上記固定板の取付位置であるが、上記固定
板のうち少なくとも補強部材２１を跨設した固定板５と
７、又は、固定板１１と９は、その取付片５Ｂ、７Ｂ及
び１１Ｂ、９Ｂの柱の接合部側の端縁５Ｄと７Ｄ及び１
１Ｄと９Ｄを互いに近接配置している。これは地震発生
時に柱に強い衝撃荷重が作用したとき、この荷重を受け
て近接配置した取付片同士５Ｂと７Ｂ及び１１Ｂと９Ｂ
を当接させ、これと対向する固定板７、９及び５、１１
との間で相互のずれが生じるようにすることで、地震の
振動により柱にかかる衝撃荷重を固定板の変形によって
吸収しようとするものである。

【００１３】又、取付片５Ｂ、７Ｂ間の締結ボルト１５
には、締め付け時の取付片５Ｂ、７Ｂの間隔よりやや短
く締結ボルト１５よりやや内径の大きい筒状体３１が挿
入されている。この筒状体３１は常時は遊嵌状態であ
り、地震発生時に柱に強い衝撃荷重が作用しこの荷重に
よって固定板７、９及び固定板５、１１がずれた時、筒
状体３１が傾斜し取付片５Ｂ、７Ｂ及び１１Ｂ、９Ｂ間
に食い込んで補強作用をなし、上記変形が過度に進むの
を防ぐ機能を発揮する。尚、この筒状体３１は不可欠な
ものではなく、これがなくても上記構造により地震の衝
撃荷重を吸収して木材である柱の破損を防ぐ機能は発揮
される。

【００１４】本発明の柱の補強装置は以上の構成を基本
構成としており、必要に応じて木造家屋の主な柱に所定
数取りつけられるもので、図１、図４に示すように、水
平面内の柱１Ａ、１Ｂの間と同時に垂直面内の柱１Ａ、
１Ｂと１Ｃとの間にも同様に取りつけられる。又、柱の
位置が中央の場合は四方に、端の場合は一方乃至二方に
取りつけられる。そして地震による前後左右上下の振動
による衝撃荷重に対して、これら柱の補強装置が相互に
機能を発揮するものである。

【００１５】以上の構成を基にその作用を説明する。本
発明の柱の補強装置を取りつけるにあたっては、まず、
各柱１Ａ、１Ｂの四隅に固定板５、７、９、１１を取り
付け、その取付片５Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂの締結ボル
ト貫通穴１３に締結ボルト１５を貫通させ先端にナット
１７を螺合させて仮締めし、又、固定片５、７、９、１
１に突設した取付基板５Ｃ、７Ｃ、９Ｃ、１１Ｃにター
ンバックル２１の両端の取付基板２３、２５を一致さ
せ、これらに締結ボルト２７を貫通させナット２９を螺
合して仮締めする。この時、固定板のうち少なくとも補
強部材を跨設した固定板５と７、１１と９は、その取付
片の柱の接合部側の端縁５Ｄと７Ｄ、１１Ｄと９Ｄを互
いに近接配置させ、且つ、ターンバックル２１の長さの
調節も合わせて行う。しかる後、本締めを行なうととも
に、ターンバックル２１を張った状態とする。

【００１６】上記のように柱の補強装置を設置した場
合、まず、固定板５、７、９、１１は各々対向する取付
片５Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂを締結ボルト１５及びナッ
ト１７で締結して柱１に固定したので、柱１と固定板
５、７、９、１１とは縁が切れた状態であり、締結ボル
ト１５及びナット１７において締結されているだけでロ
ック（固着）されておらず相互にスライド可能である。
又、柱毎の固定板も相互に縁が切れた状態であり、両者
の固定板の間に補強部材２１を跨設させることにより連
結されているのみである。しかも、上記固定板のうち少
なくとも補強部材２１を跨設した側の固定板５と７、１
１と９は、その取付片の柱の接合部側の端縁５Ｄと７
Ｄ、１１Ｄと９Ｄを互いに近接配置している。

【００１７】したがって、木材の特質である「ねじれ」
「そり」などの「ひずみ」に対しては、本発明の補強装
置は柱１に孔を穿設したりボルトを貫通したりしていな
いので、柱に固着による無理な負荷がかかることがなく
長期にわたり健全性が維持される。

【００１８】又、地震発生時には、柱に強い衝撃荷重が
作用するが、この荷重を固定板同士が相互にずれること
によって吸収し、柱に必要以上の変形を生じさせない。
この作用を、図２に示す水平面内で直交する柱に補強装
置を取付けたモデルに矢印Ａの方向からの振動による衝
撃荷重が作用する場合を想定し、柱をｂで支えた状態と
し固定片にａの荷重をかけた場合で説明する。この場合
には、柱及び補強装置にこれを押し広げようとする力
（圧縮力）が作用する。この力によって、図５に示すよ
うに、近接して配置した固定板５と９、７と１１の取付
片５Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１１Ｂが図中矢印ｃ方向にずれを
起こし、その端縁５Ｄと７Ｄ、１１Ｄと９Ｄが互いに当
接して動かなくなり、更に、圧縮力が作用すると後ろ側
の固定板５と１１、７と９が外側（図中ｄ方向）にずれ
を起こして移動する。

【００１９】つまり、地震発生時に柱に強い衝撃荷重が
作用したとき、この荷重を受けて近接配置した固定板が
内側に移動して当接され、これと対向する後ろ側の固定
板が外側に移動して両者の間で相互のずれを生じさせる
ことで、柱にかかる衝撃荷重を吸収しようとするもので
ある。これによって、柱１は変形することなく健全性が
維持され、柱１の接合部が破断して柱が落下したり、柱
を繋ぐボルトのボルト孔から亀裂が生じて柱が破断し家
屋が倒壊することを防止できるものである。

【００２０】又、取付片間の締結ボルト１５には、締結
時の間隔よりやや短く締結ボルト１５よりやや内径の大
きい筒状体３１が挿入されている。この筒状体３１は常
時は遊嵌状態であるが、地震発生時に柱１に強い衝撃荷
重が作用し、この荷重によって固定板５、７、９、１１
同士がずれた時、図５に示すように、筒状体３１が傾斜
し取付片５と７、９と１１間に食い込んでそれ以上の変
形をできないようにするとともに、締結ボルト１５の破
断を防いで補強作用をなし、上記変形が過度に進むのを
防ぐものである。

【００２１】尚、上記作用は一箇所の補強装置３をモデ
ルとして説明したが、地震の振動は水平方向であれば例
えば左右方向に交互に作用するので、反対側に荷重が作
用するときは、柱を挟んで対向する側の補強装置３によ
り上記と同様の作用がなされることになる。又、水平面
内の柱の間と垂直方向の柱の間でも同様の作用がなされ
るので、地震による前後左右上下の振動による衝撃荷重
に対して、これら柱の補強装置が相互に機能を発揮する
ものである。又、同一方向に作用する荷重でもねじれ力
の場合は、二箇所の補強部材２１が平行して跨設されて
いることによって、ねじれ荷重に対する補強機能を発揮
することができるものである。

【００２２】以上本実施例によると以下のような効果を
奏することができる。まず、本実施例の柱の補強装置３
は、柱１に孔を穿設したりボルトを貫通したりしていな
いので、木材の特質である「ねじれ」「そり」などの
「ひずみ」に対しては、柱に固着による無理な負荷がか
かることがなく長期にわたり健全性が維持できる。

【００２３】又、地震発生時に柱に強い衝撃荷重が作用
したとき、この荷重を受けて近接配置した固定板５と
７、１１と９同士を当接させ、これと対向する固定板７
と９、５ト１１との間で相互のずれが生じるようにした
ことにより、地震の振動により柱にかかる衝撃荷重を補
強装置３の変形によって吸収するので、柱は変形するこ
となく健全性が維持され、柱の接合部が破断して柱が落
下したり家屋が倒壊することを防止することができる。

【００２４】又、取付片間の締結ボルト１５に、締め付
け時の間隔よりやや短く締結ボルトよりやや内径の大き
い筒状体３１を挿入したことにより、衝撃荷重で固定板
同士がずれた時、筒状体３１が傾斜し取付片間に食い込
んでそれ以上の変形をできなくするとともに、締結ボル
ト１５の破断を防いで補強作用をなし、上記変形が過度
に進むのを防ぐことができる。

【００２５】尚、本発明は、上記実施例に限定されず、
その要旨内での細部の設計変更は自由に行われること勿
論である。例えば、補強部材２１を固定板５、７、９、
１１に固定する手段としては、図６に示すように、補強
部材２１の端部を円形に曲げ、取付基板３３に取付孔３
５を穿孔してこれに嵌めたものとし取付基板３３を溶接
等により固定板５、７、９、１１に固定してもよい。
又、他の手段としては、図７に示すように、固定板にめ
ねじ３７を穿設し補強部材２１の端部をおねじ３９とし
て両者を螺合し、ロックナット４１で緩まないように固
定するようにしても良い。

【００２６】

【効果】以上詳述したように本発明の請求項１の柱の補
強装置によると、柱に孔を穿設したりボルトを貫通した
りしていないので、木材の特質である「ねじれ」「そ
り」などの「ひずみ」に対しては、柱に固着による無理
な負荷がかかることがなく長期にわたり健全性が維持で
きる。又、地震発生時に柱に強い衝撃荷重が作用したと
き、この荷重を受けて近接配置した固定板同士を当接さ
せ、これと対向する固定板との間で相互のずれが生じる
ようにしたので、地震の振動により柱にかかる衝撃荷重
を固定板の変形によって吸収し、これによって、柱は変
形することなく、健全性が維持され、柱の接合部が破断
して柱が落下したり家屋が倒壊することを防止すること
ができる。

【００２７】又、本発明の請求項２の柱の補強装置によ
ると、請求項１記載の効果を奏する他、取付片間の締結
ボルトに、締め付け時の間隔よりやや短く締結ボルトよ
りやや内径の大きい筒状体を挿入したことにより、衝撃
荷重で固定板同士がずれた時、筒状体が傾斜し取付片間
に食い込んでそれ以上の変形をできなくするとともに、
締結ボルトの破断を防いで補強作用をなし、上記変形が
過度に進むのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で、柱の補強装置の
斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図で、柱の補強装置の
一部の拡大平面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す図で、図２のＸ−Ｘ線
断面図である。

【図４】本発明の一実施例を示す図で、柱の補強装置の
取付態様を示す骨格図である。

【図５】本発明の一実施例を示す図で、柱の補強装置の
変形した状態の一部の拡大正面図である。

【図６】補強部材と固定板の取付例を示す説明図であ
る。

【図７】補強部材と固定板の取付例を示す説明図であ
る。

【図８】従来例の柱の連結構造を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 柱 １Ａ 柱 １Ｂ 柱 １Ｃ 柱 ３ 柱の補強装置 ５，７，９，１１ 固定板 ５Ａ，７Ａ，９Ａ，１１Ａ 固定片 ５Ｂ，７Ｂ，９Ｂ，１１Ｂ 取付片 ５Ｃ，７Ｃ，９Ｃ，１１Ｃ 取付基板 ５Ｄ，７Ｄ，９Ｄ，１１Ｄ 端縁 １３ 締結ボルト貫
通孔 １５ 締結ボルト １７ ナット ２１ 補強部材（タ
ーンバックル） ２３，２５ 取付基板 ２７ ボルト ２９ ナット ３１ 筒状体 Ａ 衝撃荷重方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一の柱と少なくともこれと直交する他の
   柱の四隅に、柱の長手方向に延長されるチャンネル状の
   固定片とその両側縁より突出形成された取付片とを備え
   た固定板を当接させ、対向する取付片を締結ボルト及び
   ナットで締結して固定板を柱に固定させ、又、上記一の
   柱の固定板とこれに対向する他の柱の固定板との間に補
   強部材を跨設し、又、上記固定板のうち少なくとも補強
   部材を跨設した固定板の取付片は柱の接合部側の端縁を
   互いに近接配置したことを特徴とする柱の補強装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の柱の補強装置において、
   上記取付片間の締結ボルトに、締結ボルト及びナットに
   よる締結時の間隔よりやや短く締結ボルトよりやや内径
   の大きい筒状体を挿入したことを特徴とする柱の補強装
   置。