JP2014070357A - 木造住宅の耐力壁 - Google Patents

Abstract

【課題】各種の窓の設置が可能でありながらも、耐震性を良好に維持することができる木造住宅の耐力壁を提供する。
【解決手段】耐力壁１は、軸組２における隣接する柱材３の中間部間に、窓台となる梁材１１を架け渡すことで、隣接する柱材３間に複数の開口部１３、１４を上下方向に区画形成している。梁材１１は、その梁背が１５０ｍｍ、その梁幅が１２０ｍｍとなっている。梁材１１の両端部は、隣接する柱材３の中間部に接合金物２０を介して緊結されている。上側の開口部１３には、窓４０が設置され、下側の開口部１４には、構造用合板５０の周端部が釘止め固定されている。構造用合板５０を止め付ける釘５１のピッチは粗くなっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、窓の設置を可能としながらも、耐震性を良好に維持することができる木造住宅の耐力壁に関する。

木造住宅においては、必要壁量を満たすように耐力壁を設けることで、地震時や台風時の水平力に耐えるようになっている。この種の耐力壁としては、軸組における隣接する柱材間の開口部に筋交いを架け渡したり、軸組における隣接する柱材間の開口部全面を覆うように構造用合板を張り付けることで構成されている。

一般に、窓を設置する部分では、上記のようにして筋交いや構造用合板を取り付けることができず、耐震性を良好に維持することが困難であって、耐力壁として認められないことが多い。このため、必要壁量を満たす上で、窓の設置に制約を受けることがあった。

そこで、近年においては、例えば特許文献１に開示されているように、窓を設置可能としながらも、耐震性を良好に維持することができる耐力壁が提案されている。この耐力壁においては、軸組における隣接する柱材間に形成した窓設置用開口部に、下地木材とガラス板とを相互に外力伝達可能に一体化してなる耐震ガラスユニットパネルを取り付けて、ガラス板の面内剛性をもって壁量を増やす、すなわち、ガラス板を構造用面材として機能させることで、耐震性を良好に維持するようになっている。

特開２００９−２９３３６７号公報

しかしながら、上記の耐力壁においては、窓設置用開口部に設置する窓として、例えば嵌め殺し窓のような下地木材とガラス板とを相互に外力伝達可能に一体化した構造のものに限られ、例えば引き違い窓のような開閉式の窓の設置は難しく、汎用性に乏しいといった不具合があった。

この発明は、上記の不具合を解消して、各種の窓の設置が可能でありながらも、耐震性を良好に維持することができる耐力壁の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、この発明の耐力壁１は、木造住宅の軸組２における隣接する柱材３の中間部間に、窓まぐさ若しくは窓台となる１又は複数の梁材１１を架け渡すことで、前記隣接する柱材３間に複数の開口部１３、１４を上下方向に区画形成して、これら開口部１３、１４のうち窓設置用開口部１３を除く残りの開口部１４に構造用合板５０を張り付けるようにしたものであって、前記梁材１１の両端部を前記隣接する柱材３の中間部に接合金物２０を介して緊結するとともに、前記構造用合板５０の周端部を前記開口部１４に釘又はビス止め固定したことを特徴とする。

具体的に、前記梁材１１は、その梁背が１５０ｍｍ、その梁幅が１２０ｍｍとなっている。また、前記構造用合板５０の周端部に沿って１ｍ当たり９本の割合で釘又はビスを打ち込むことで、前記構造用合板５０の周端部を前記開口部１４に釘又はビス止め固定している。さらに、前記隣接する柱材３の上端部間又は下端部間に、前記梁材１１よりも断面積の小さな横枠材１０、１２を架け渡して、この横枠材１０、１２を窓４０の設置若しくは構造用合板５０の釘又はビス止めに際しての下地としている。

この発明の耐力壁においては、窓まぐさ若しくは窓台として梁材（構造材）を使用して、この梁材の両端部を軸組における隣接する柱材の中間部に接合金物を介して緊結するとともに、構造用合板の周端部を開口部に釘又はビス止め固定していることから、地震時や台風時の水平力に対する抵抗力を高めることができ、窓設置用開口部に設置する窓の種類に関係なく、耐震性を良好に維持することができる。

特に、梁材の断面積を大きく（梁背１５０ｍｍ×梁幅１２０ｍｍ）して、梁材自体や梁材と柱材との接合部の破壊を生じ難くしたり、構造用合板を止め付ける釘又はビスのピッチを粗く（１ｍ当たり９本の割合）して、耐力壁の負担荷重が上昇し過ぎるのを抑えて、柱材の曲げ破壊を生じ難くすることで、変形の伸び能力を大幅に向上した粘り強い構造とすることができる。

また、隣接する柱材の上端部間又は下端部間に架け渡す横枠材については、地震時や台風時の水平力を受けた場合でも、大きな力が作用し難く破壊の可能性が低いことから、窓まぐさ若しくは窓台となる梁材よりも断面積を小さくしており、これによって材料費の低減を図ることができる。

この発明の一実施形態に係る耐力壁の分解斜視図である。 耐力壁の斜視図である。 耐力壁の窓及び構造用合板を取り付けていない状態の正面図である。 梁材と柱材の接合金物を介しての接合を示す斜視図である。 耐力壁の剪断試験結果を示す図である。 比較例の耐力壁の剪断試験結果を示す図である。 比較例の耐力壁の窓及び構造用合板を取り付けていない状態の正面図である。 他の実施形態に係る耐力壁の窓及び構造用合板を取り付けていない状態の正面図である。 他の実施形態に係る耐力壁の窓及び構造用合板を取り付けていない状態の正面図である。 他の実施形態に係る耐力壁の窓及び構造用合板を取り付けていない状態の正面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る木造住宅の耐力壁１は、図１及び図２に示すように、軸組２を構成する隣接する柱材３の上端部間に、横枠材としての窓まぐさ１０が架け渡され、軸組２を構成する隣接する柱材３の中間部間に、窓台となる梁材１１が架け渡され、軸組２を構成する隣接する柱材３の下端部間に、横枠材としての下地材１２が架け渡されて、軸組２を構成する隣接する柱材３間に、２つの開口部１３、１４が上下方向に区画形成されている。なお、図３に示すように、柱材３の上端部は、柱頭金物１５を介して軸組１を構成する梁材４に固定され、柱材３の下端部は、柱脚金物１６を介して布基礎５の立上り部に固定されている。

窓まぐさ１０は、縦断面の高さが６０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍの角材からなり、その両端部が隣接する柱材３の上端部に釘又はビス止め固定されている。下地材１２は、窓まぐさ１０と同様に、縦断面の高さが６０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍの角材からなり、その両端部が隣接する柱材３の下端部に釘又はビス止め固定されている。これに対して、窓台となる梁材１１は、縦断面の高さ（梁背）が１５０ｍｍ、横幅（梁幅）が１２０ｍｍの角材からなり、その両端部が隣接する柱材３の中間部に接合金物２０を介して緊結されている。

接合金物２０は、図４に示すように、金属板を平面視コ字状に折曲してなり、板状の柱側固定部２３と、この柱側固定部２３の縦方向に沿った両端部から張り出した左右一対の板状の梁側固定部２４とを備えている。柱側固定部２３には、複数のボルト挿入孔２５が上下方向に間隔をあけて形成されている。梁側固定部２４には、上方へ向けて開放する略Ｖ字状のピン受溝２６と、ピン挿入孔２７とが上下方向に間隔をあけて形成されている。

この接合金物２０を用いた柱材３と窓台となる梁材１１の緊結は、以下のようにしてなされている。なお、柱材３の中間部には、一対のボルト貫通孔３０が上下方向に間隔をあけて形成されている。梁材１１の端部には、その上下面及び端面に開放する一対のスリット３１が横方向に間隔をあけて形成されている。さらに、梁材１１の端部には、スリット３１に対して直交するように、一対のピン貫通孔３２が上下方向に間隔をあけて形成されている。

まず、接合金物２０の柱側固定部２３を、そのボルト挿入孔２５を柱材３のボルト貫通孔３０に重ねるようにして、柱材３の中間部に当接させる。この状態から、互いに一致したボルト貫通孔３０及びボルト挿入孔２５にボルト３５を挿通させて、このボルト３５に先端部にナット３６を螺合して締め付けることで、柱材３の中間部に接合金物２０の柱側固定部２３を固定する。続いて、梁材１１の端部を、そのスリット３１に接合金物２０の梁側固定部２４を差し入れるようにして、柱材３の中間部に当接させる。このとき、梁材１１の上側のピン貫通孔３２にドリフトピン３７が予め挿通されていて、このドリフトピン３７を梁側固定部２４のピン受溝２６に落とし込むことで、梁材１１の下側のピン貫通孔３２と梁側固定部２４のピン挿入孔２７とが互いに一致するように、梁材１１が梁側固定部２４に仮止めされる。この状態から、互いに一致したピン貫通孔３２及びピン挿入孔２７にドリフトピン３７を挿通させることで、接合金物２０の梁側固定部２４に梁材１１の端部を固定する。これにより、柱材３の中間部と梁材１１の端部とが接合金物２０を介して緊結されることになる。

上側の開口部１３は、図１及び図３に示すように、隣接する柱材３、窓まぐさ１０、窓台となる梁材１１によって囲まれた方形枠状部位からなり、この上側の開口部１３には、窓４０が設置されるようになっている。すなわち、上側の開口部１３は、窓設置用開口部とされている。

窓４０は、図１及び図２に示すように、窓枠４１に一対の障子４２をスライド可能に取り付けてなる引き違い窓であって、窓設置用開口部１３に嵌め込んで釘又はビス止め固定することで設置される。なお、窓４０としては、引き違い窓だけに限らず、嵌め殺し窓、上げ下げ窓、外開き窓、折り畳み窓、出窓等どのような種類の窓であっても良い。

下側の開口部１４は、図１及び図３に示すように、隣接する柱材３、窓台となる梁材１１、下地材１２によって囲まれた方形枠状部位からなり、この下側の開口部１４には、梁材１１と下地材１２との間に半柱４５及び間柱４６が差し渡されていて、方形状の構造用合板５０が張り付けられている。なお、半柱４５や間柱４６の上下端部は、釘又はビス止めによって梁材１１、下地材１２に固定されているが、接合金物を介して固定しても良い。

構造用合板５０は、その周端部に沿って１ｍ当たり９本の割合（約１２０ｍｍピッチ）で釘５１を打ち込むことで、下側の開口部１４すなわち隣接する柱材３、窓台となる梁材１１、下地材１２に釘止め固定されている。また、構造用合板５０における半柱４５や間柱４６が当接する部分にも、釘５１が適宜打ち込まれて、半柱４５や間柱４６に対しても釘止め固定されている。なお、軸組２を構成する梁材４と窓まぐさ１０との間には、小さな隙間４７が設けられていて、この隙間４７を塞ぐようにして、梁材４と窓まぐさ１０とに跨って帯板状の合板５２が釘止め固定されている。

このように、上記の耐力壁１においては、窓台として断面積の大きな構造材である梁材１１を使用して、この梁材１１の両端部を軸組２における隣接する柱材３の中間部に接合金物２０を介して緊結していることから、梁材１１自体や梁材１１と柱材３との接合部の破壊が生じ難くなっている。しかも、構造用合板５０を下側の開口部１４に釘ピッチを粗くして（約１２０ｍｍピッチで）釘止め固定していることから、耐力壁１の負担荷重が上昇し過ぎるのを抑えて、柱材３の曲げ負担を軽くする（梁材１１と柱材３との接合部から柱材３の中間部に過度の力を作用させないようにする）ことができ、柱材３の曲げ破壊を防止しながら、地震時や台風時の水平力に対する抵抗力を高めることができる。これによって、変形の伸び能力を大幅に向上した粘り強い構造となって、耐震性を良好に維持することができるようになっている。

また、隣接する柱材３の上下端部間に架け渡した横枠材としての窓まぐさ１０、下地材１２については、地震時や台風時の水平力を受けた場合でも、大きな力が作用し難く破壊の可能性が低いことから、窓台となる梁材１１よりも断面積を小さくしており、これによって材料費の低減を図るようにしている。

なお、図示しないが、上記の耐力壁１には、窓４０を設置した部分を除いて、その屋内側に内装材が張り付けられ、その屋外側に外装材が張り付けられるようになっている。

図５は、上記の耐力壁１の剪断試験結果を示しており、図６は、比較例の耐力壁の剪断試験結果を示している。なお、図７に示すように、比較例の耐力壁において、窓台１１Ａは、縦断面の高さ（梁背）が６０ｍｍ、横幅（梁幅）が１２０ｍｍの角材からなり、その両端部が隣接する柱材３の中間部に釘止め固定され、構造用合板は、その周端部に沿って約６０ｍｍピッチで釘を打ち込むことで、下側の開口部１４に釘止め固定されている。その他の構成は、上記の耐力壁１と同様になっている。剪断試験に際しては、軸組２を構成する梁材４に対して水平方向の荷重を与えて、このときの荷重に対する変形角を測定した。この測定は、それぞれ３回実施した。

この剪断試験結果から、上記の耐力壁１においては、最大荷重が抑えられて、大きな変形が生じるまで壊れずに粘り強く、短期許容剪断耐力を十分に確保することができるのに対して、比較例の耐力壁においては、最大荷重が大きくなって、変形が伸びずに脆性的な破壊が生じ、短期許容剪断耐力が大幅に低下することが確認できた。なお、短期許容剪断耐力は、降伏荷重（Ｐｙ）、終局荷重と変形性能（Ｐｕ×０．２/Ｄｓ）、最大荷重の２/３（２/３×Ｐｍａｘ）、変形角１/１２０時の荷重、のうちの最小値から決められている。

図８〜図１０は、他の実施形態に係る耐力壁１を示している。図８に示す耐力壁１は、軸組２を構成する隣接する柱材３の中間部間に、窓まぐさとなる梁材１１を架け渡すことで、隣接する柱材３間に、２つの開口部６０、６１が上下方向に区画形成されている。そして、上側の開口部６０には、軸組１を構成する梁材４と窓まぐさとなる梁材１１との間に半柱４５及び間柱４６が差し渡されていて、方形状の構造用合板５０が張り付けられ、下側の開口部６１には、窓４０が設置されるようになっている。なお、その他の構成は、上記の耐力壁１と同様である。

図９に示す耐力壁１は、軸組２を構成する隣接する柱材３の上端部間に、横枠材としての窓まぐさ１０を架け渡し、軸組２を構成する隣接する柱材３の中間部間に、窓まぐさ、窓台となる２本の梁材１１を架け渡すことで、隣接する柱材３間に、３つの開口部６２、６３、６４が上下方向に区画形成されている。そして、中間の開口部６３には、上下の梁材１１間に半柱４５及び間柱４６が差し渡されていて、方形状の構造用合板５０が張り付けられ、上側の開口部６２及び下側の開口部６４には、窓４０が設置されるようになっている。なお、その他の構成は、上記の耐力壁１と同様である。

図１０に示す耐力壁１は、軸組２を構成する隣接する柱材３の中間部間に、窓まぐさ、窓台となる２本の梁材１１を架け渡し、軸組２を構成する隣接する柱材３の下端部間に、横枠材としての下地材１２を架け渡すことで、隣接する柱材３間に、３つの開口部６５、６６、６７が上下方向に区画形成されている。そして、上側の開口部６５には、軸組１を構成する梁材４と窓まぐさとなる梁材１１との間に半柱４５及び間柱４６が差し渡されていて、方形状の構造用合板５０が張り付けられ、下側の開口部６７には、窓台となる梁材１１と下地材１２との間に半柱４５及び間柱４６が差し渡されていて、方形状の構造用合板５０が張り付けられ、中間の開口部６６には、窓４０が設置されるようになっている。なお、その他の構成は、上記の耐力壁１と同様である。

これら図８〜図１０に示す耐力壁１においても、上記の耐力壁１と同様に、変形の伸び能力を大幅に向上した粘り強い構造となって、耐震性を良好に維持することができる。

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、この発明の耐力壁は、上記実施形態において説明したような木造住宅の１階基礎上に設けるものだけに限らず、木造住宅の上層階に設けるものであっても良い。この場合、例えば軸組を構成する隣接する柱材は、軸組を構成する上下の梁材間に跨って設けられることになる。また、構造用合板の開口部への張り付けに際しては、釘止め固定だけでなく、ビス止め固定としても良い。

１・・耐力壁、２・・軸組、３・・柱材、１１・・梁材、１０、１２・・横枠材、１３、６１、６２、６４、６６・・窓設置用開口部、１４、６０、６３、６５、６７・・構造用合板張付用開口部、２０・・接合金物、４０・・窓、５０・・構造用合板、５１・・釘

Claims (4)

1. 木造住宅の軸組（２）における隣接する柱材（３）の中間部間に、窓まぐさ若しくは窓台となる１又は複数の梁材（１１）を架け渡すことで、前記隣接する柱材（３）間に複数の開口部（１３）（１４）を上下方向に区画形成して、これら開口部（１３）（１４）のうち窓設置用開口部（１３）を除く残りの開口部（１４）に構造用合板（５０）を張り付けるようにした耐力壁（１）であって、前記梁材（１１）の両端部を前記隣接する柱材（３）の中間部に接合金物（２０）を介して緊結するとともに、前記構造用合板（５０）の周端部を前記開口部（１４）に釘又はビス止め固定したことを特徴とする木造住宅の耐力壁。
2. 前記梁材（１１）は、その梁背が１５０ｍｍ、その梁幅が１２０ｍｍとなっている請求項１記載の木造住宅の耐力壁。
3. 前記構造用合板（５０）の周端部に沿って１ｍ当たり９本の割合で釘又はビスを打ち込むことで、前記構造用合板（５０）の周端部を前記開口部（１４）に釘又はビス止め固定した請求項１又は２記載の木造住宅の耐力壁。
4. 前記隣接する柱材（３）の上端部間又は下端部間に、前記梁材（１１）よりも断面積の小さな横枠材（１０）（１２）を架け渡して、この横枠材（１０）（１２）を窓（４０）の設置若しくは構造用合板（５０）の釘又はビス止めに際しての下地とした請求項１乃至３のいずれかに記載の木造住宅の耐力壁。