JP4279846B2 - Reinforcement structure of wooden frame building - Google Patents
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Description
本発明は、木造軸組建築物の耐震性向上を図るためのもので、左右一対の柱と、この柱と直交する横架材(梁、桁、土台を含む)を備えた垂直構面(柱と横架材からなる壁相当の面)を補強対象とした木造軸組建築物の補強構造に関する。 The present invention is intended to improve the seismic resistance of a wooden framed building, and is a vertical plane (including beams, girders, and foundations) including a pair of left and right columns and a transverse member (including beams, girders, and foundations) orthogonal to the columns. The present invention relates to a reinforcing structure of a wooden framed building that is a target of reinforcement on a surface equivalent to a wall made of columns and horizontal members.
従来、木造軸組建築物において、柱と梁と土台による垂直構面を筋交い材により補強する技術や構造用合板を用いた技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a wooden framed building, a technique for reinforcing a vertical construction surface by columns, beams, and a foundation with a brace and a technique using a structural plywood are known.
筋交い材による補強方法は、筋交い材の上端及び下端を柱と梁、および柱と土台の隅部に角度を合わせて連結させ、その仕口を金物で締結するものであるが、筋交い材が長尺(四角枠の斜め長さ)となるし、また、端部は柱と梁の両接合面に合わせた斜めカットの工作が必要になる。
特に、既設木造軸組建築物の補強においては、建付けの狂いもあって筋交い1本毎に現場合わせ加工を要する難しい施工技術となっていた。
The reinforcement method using the brace is to connect the upper and lower ends of the brace with columns and beams, and the corners of the column and foundation at an angle, and fasten the joint with hardware. It will be a scale (diagonal length of a square frame), and the end part needs to be cut obliquely according to the joint surfaces of the column and beam.
In particular, reinforcement of an existing wooden framed building has been a difficult construction technique that requires on-site alignment processing for each brace due to the construction error.
また、構造用合板による補強方法は、柱間にせん断剛性をもつ合板を張り付けるものであるが、合板の外周4辺を多数の釘打ちで止める必要があり、施工に手間がかかるという欠点があった。
また、合板を柱の手前面に張り付ける必要があり、このため、室内側の壁を本方法で補強した場合、補強した壁部分のみ合板の厚み相当分が室内側にせり出してくる(部分的に飛び出す)といった欠点がある。
In addition, the reinforcing method using structural plywood is to attach plywood having shear rigidity between columns, but it is necessary to stop the four outer sides of the plywood with a large number of nails, which is troublesome in construction. there were.
In addition, it is necessary to attach the plywood to the front surface of the pillar. Therefore, when the wall on the indoor side is reinforced by this method, the part corresponding to the thickness of the plywood protrudes to the indoor side only in the reinforced wall part (partial Jump out).
さらに、上記の問題点に加えて、天井板より上の部分や床板より下の部分への補強合板の張り付けを行うには、これらの材の部分切除や修復が必要となり、梁から土台に至る壁としての全面合板補強は工事コスト高となる。 Furthermore, in addition to the above-mentioned problems, in order to attach the reinforcing plywood to the part above the ceiling board or the part below the floor board, it is necessary to partially cut or repair these materials, from the beam to the foundation The entire plywood reinforcement as a wall increases the construction cost.
上記問題解決手段として、一対の柱間に止め具によって連結する横桟と、前記一対の柱と横桟によって形成される開口部に装着する補強板を供えた補強構造が知られている(特許文献1参照)。
この補強構造で設けられている横桟と止め具は、補強板を支持するものであり、柱の反力や曲げモーメントを受けるものではない。
As a means for solving the above problem, there is known a reinforcing structure provided with a horizontal beam connected by a stopper between a pair of columns and a reinforcing plate attached to an opening formed by the pair of columns and the horizontal beam (patent) Reference 1).
The cross rail and the stopper provided in this reinforcing structure support the reinforcing plate, and do not receive the reaction force or bending moment of the column.
さらに、軸組建築物の補強構造として、粘弾性変形特性を持つ粘弾性ダンパを、構面で直交する軸組材の隅部に取付けた補強構造が知られている(特許文献2参照)。
この補強構造は、地震による軸組の揺れ変形を、粘弾性ダンパの粘弾性体エネルギーで吸収制震しようとするもので、塑性変形エネルギー吸収で耐震化を図る本発明の補強金物とは本質的に異なるものである。
This reinforcement structure is intended to absorb and control the vibration deformation of the shaft due to the earthquake with the viscoelastic body energy of the viscoelastic damper, and is essentially the reinforcement hardware of the present invention that makes the earthquake resistant by absorbing the plastic deformation energy. Is different.
また、古来より知られている軸組建築物のせん断耐力の増加法として、水平構面では、火打ちと称される、直交する土台同士の隅部や横架材同士の隅部を斜めに締結して、四角状枠組を補強する方法がある。
同様に、垂直構面では、方杖と称される直交する柱と横架材の隅部を斜めに締結して、柱と梁門形組を補強する公知の方法がある。
しかし、これらは軸組隅部の三角形形成のために、対象となる軸組材同士を直接結合させなければならず(一般にほぞで結合)、さらに、斜め材の塑性変形によるエネルギー吸収機能は全く考慮されていない構造であり、本発明で提案する構成とは本質的に異なるものである。
In addition, as a method of increasing the shear strength of framed buildings that have been known since ancient times, in horizontal construction, the corners between orthogonal foundations and horizontal members, called fire-fired, are diagonally fastened. Then, there is a method of reinforcing the rectangular frame.
Similarly, in a vertical construction surface, there is a known method of reinforcing a column and a beam gate-shaped set by fastening an orthogonal column called a cane and a corner of a horizontal member obliquely.
However, in order to form triangles at the corners of the shaft group, the target shaft group members must be directly coupled (generally coupled with tenons), and the energy absorption function due to the plastic deformation of the diagonal material is completely The structure is not considered, and is essentially different from the configuration proposed in the present invention.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に既存の建築物も含めて、木造軸組建築物の耐震性を極めて簡単に向上させ、かつ低コストで施工できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In particular, the earthquake resistance of a wooden framed building including an existing building can be improved extremely easily and can be constructed at a low cost. The purpose is to.
即ち、本発明は、木造建築物の垂直構面を補強対象としたもので、垂直構面の構成部材である左右一対の柱間を、補強金物を両端部に持つ横桟で結合して、垂直構面全体を多層ラーメン化するように形成して耐震強度を高性能に補強向上することができ、また、施工に際しては、室内側の壁のみを取り除いて開口させ、狭隘な空隙(壁内)に容易に挿入して取付けることができる木造軸組建築物の補強構造を提供することを課題としている。 In other words, the present invention is intended to reinforce the vertical construction surface of a wooden building, and a pair of left and right columns, which are constituent members of the vertical construction surface, are joined by horizontal rails having reinforcement hardware at both ends, The entire vertical construction surface can be formed into multi-layered ramen to improve and improve the seismic strength with high performance. It is an object of the present invention to provide a reinforcing structure for a wooden framed building that can be easily inserted into and attached to.
上記の課題を解決するために、本発明(請求項1)の木造建築物の補強構造は、
木造軸組建築物の左右一対の柱と、この柱と直交する横架材(梁、桁、土台を含む)を備えた垂直構面を対象とした補強構造であって、
前記一対の柱の間に渡される横桟と、この横桟の両端部に取付けられる補強金物とを備え、
前記補強金物は、柱と横桟との直角面を形成する縦向面(柱と横桟の延長線とで形成される直角面のうち柱側の面)及び横向面(柱と横桟の延長線とで形成される直角面のうち横桟側の面)に取付けられる縦向取付片及び横向取付片と、前記縦向取付片と横向取付片の間に渡された斜向片とで形成され、
前記斜向片が断面凹凸形状、またはリブやフランジを有する座屈補強構造に形成され、
前記縦向取付片が柱の上下方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して縦向面に取付けられ、
前記横向取付片が横桟の軸方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して横向面に取付けられ、
かつ前記横桟が柱間寸法より短く形成されて、横桟の両端面と柱との間に隙間が形成されている構成とした。
なお、本発明において、斜向片が断面凹凸形状、またはリブやフランジを有するとは、断面L字状、断面T字状、断面I字状などを言う。
In order to solve the above problems, the reinforcing structure of a wooden building of the present invention (Claim 1) is:
Reinforcement structure for vertical construction with a pair of left and right columns of a wooden frame building and horizontal members (including beams, girders and foundations) orthogonal to the columns,
A horizontal rail passed between the pair of pillars, and reinforcing hardware attached to both ends of the horizontal rail,
The reinforcement hardware includes a vertical surface (a surface on the column side of a right-angle surface formed by an extension line of the column and the horizontal beam) and a horizontal surface (the column and the horizontal beam). A vertical mounting piece and a horizontal mounting piece that are attached to a horizontal rail side surface among right-angled surfaces formed by the extension line, and an oblique piece that is passed between the vertical mounting piece and the horizontal mounting piece. Formed,
The oblique piece is formed in a buckled reinforcing structure having a concavo-convex shape or a rib or a flange,
The vertical mounting piece is attached to the vertical surface through at least two mounting holes arranged in the vertical direction of the column,
The lateral mounting piece is attached to the lateral surface through at least two mounting holes disposed in the axial direction of the horizontal rail,
In addition, the horizontal rail is formed to be shorter than the dimension between the columns, and a gap is formed between both end surfaces of the horizontal rail and the columns.
In the present invention, that the oblique piece has a concave-convex shape or a rib or a flange means a L-shaped cross section, a T-shaped cross section, an I-shaped cross section, or the like.
又、本発明(請求項2)の木造建築物の補強構造は、
請求項1記載の補強構造において、前記横桟が断面角形の木質横桟である構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 2) is:
The reinforcing structure according to
又、本発明(請求項3)の木造建築物の補強構造は、
請求項1記載の補強構造において、前記横桟が断面角形又は断面略コ形の金属横桟である構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 3) is:
The reinforcing structure according to
又、本発明(請求項4)の木造建築物の補強構造は、
請求項3記載の補強構造において、金属横桟の両端部に取付けられる補強金物のうちの少なくとも一方の補強金物が、金属横桟に軸方向に移動可能に取付けられている構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 4) is:
The reinforcing structure according to
又、本発明(請求項5)の木造建築物の補強構造は、
請求項3記載の補強構造において、金属横桟が、外側横桟と、この外側横桟の内部に軸方向にスライド可能に嵌合させた内側横桟とで長さ調節可能に形成されている構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 5) is:
4. The reinforcing structure according to
又、本発明(請求項6)の木造建築物の補強構造は、
請求項3又は4又は5記載の補強構造において、金属横桟の内部に木質芯材が嵌め込まれている構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 6) is:
6. The reinforcing structure according to
又、本発明(請求項7)の木造建築物の補強構造は、
請求項2記載の補強構造において、木質横桟の少なくとも補強金物が取り付く範囲に断面角形又は断面略コ形の金属補強材が装着されている構成とした。
Moreover, the reinforcing structure of the wooden building of the present invention (Claim 7) is:
The reinforcing structure according to
本発明で使用する補強金物は、柱と横桟との直角面を形成する縦向面に取付けられる縦向取付片と、横向面に取付けられる横向取付片と、この縦向取付片と横向取付片の間に渡された斜向片とで形成されている。
そして、斜向片が断面凹凸形状、またはリブやフランジを有する座屈補強構造に形成されている。
さらに、縦向取付片が柱の上下方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して縦向面に取付けられ、
前記横向取付片が横桟の軸方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して横向面に取付けられている。
The reinforcing hardware used in the present invention includes a vertical mounting piece that is attached to a vertical surface that forms a right-angle plane between a column and a horizontal rail, a horizontal mounting piece that is attached to a horizontal surface, and the vertical mounting piece and the horizontal mounting. It is formed with a slanting piece passed between the pieces.
And the oblique piece is formed in the buckling reinforcement structure which has an uneven | corrugated shape of a cross section, or a rib and a flange.
Further, the vertical mounting piece is attached to the vertical surface through at least two mounting holes arranged in the vertical direction of the column,
The horizontal mounting piece is mounted on the horizontal surface through at least two mounting holes arranged in the axial direction of the horizontal rail.
以上のように、横桟と補強金物を垂直構面内(壁隙間内)に取付けることができるので、複数本の横桟と補強金物の取付けも容易であり、取付け後は柱や梁の材厚内に収まるので、施工後の室内壁(化粧壁)の張り付け修復も容易で、また、壁に敷設のコンセントなどの機器や、壁内の断熱材などとの干渉回避も容易であり、障害を与えることもない。 As described above, it is possible to attach the horizontal beam and reinforcement hardware in the vertical construction plane (in the wall gap), so it is easy to install multiple horizontal beams and reinforcement hardware. Because it fits within the thickness, it is easy to repair the interior wall (decoration wall) after construction, and it is also easy to avoid interference with equipment such as outlets laid on the wall and heat insulating material in the wall. Never give.
又、上記のようにして取付けられた横桟と補強金物は、取付けた垂直構面のせん断変形に対し高いせん断耐力を有し、せん断変形抑制部材として機能して、その垂直構面を補強して耐震強度を向上できる。
特に、既存の木造軸組建築物を耐震補強する場合でも、室内壁の取り除き工事のみで補強施工を行うことができ、雨天工事も可能で、既存、新築を問わず、極めて簡単に、かつ低コストで高耐力の耐震補強ができる。
Further, the horizontal beam and the reinforcing hardware attached as described above have high shear strength against the shear deformation of the attached vertical structural surface, and function as a shear deformation suppressing member to reinforce the vertical structural surface. Seismic strength can be improved.
In particular, even when an existing wooden frame building is seismically reinforced, it can be reinforced only by removing the interior walls, rainy work is possible, and it is extremely simple and low in both existing and new construction. High-strength seismic reinforcement at low cost.
図1は本発明の木造建築物の補強構造の第1実施例を示す正面図である。
この補強構造は、左右一対の柱1,1と、この柱1,1と直交する梁20を備えた垂直構面を対象とした補強構造であり、前記一対の柱1,1間に渡された横桟3と、この横桟の両端部に取付けられた補強金物4,4とを備えている。
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a reinforcing structure for a wooden building of the present invention.
This reinforcement structure is a reinforcement structure intended for a vertical construction surface including a pair of left and
前記横桟3は、断面角形の木質横桟3aに形成されている。
このように、木質横桟3aを用いて、柱間寸法より短く形成すると、柱1,1間寸法がまちまちであったとしても、この木質横桟3aを施工現場で柱間寸法より短い適正長さに切断すればよく、各建築物、各場所における柱間寸法差への対応が容易であり、多様な寸法の横桟を持つことが不要になる。
The
As described above, when the
前記補強金物4は、図2(イ)の正面図で示すように、柱1と横桟3との直角面を形成する縦向面10及び横向面30に取付けられる縦向取付片40及び横向取付片41と、前記縦向取付片40と横向取付片41の間に渡された斜向片42とで形成されている。
前記斜向片42は、図2(イ)のA−A断面図である図2(ロ)で示すように、縦向取付片40と横向取付片41の間に渡され、その外縁に立上部42aが形成されると共に、内部に形成した空間43aの周縁に立上部42bが形成された断面凹凸形状に形成されることによって座屈補強構造に形成されている。
As shown in the front view of FIG. 2 (a), the reinforcing
The slanting
そして、前記縦向取付片40に柱1の上下方向に配設した2個の取付穴44,44が形成され、かつ前記横向取付片41に横桟3の軸方向に配設した2個の取付穴45,45が形成され、これらの取付穴44,45を介して縦向取付片40が柱1の縦向面10にスクリュー50等で取付けられると共に前記横向取付片41が横桟3の横向面30にスクリュー51等で取付けられている。
Two mounting
次に、施工手順を説明する。
まず、横桟3を一対の柱1,1間に所定の高さで渡して仮止めする。
次に、横桟3の一端部(例えば、左端部)において補強金物4の横向取付片41を横桟3の横向面30にあてがう状態で、補強金物4の縦向取付片40を柱1の縦向面10に2ヶ所の取付穴44,44を介してスクリュー50,50で締結固定させる。
次に、横桟3の他端部(例えば、右端部)において補強金物4の横向取付片41を横桟3の横向面30にあてがう状態で、補強金物4の縦向取付片40を柱1の縦向面10に2ヶ所の取付穴44,44を介してスクリュー50,50で締結固定させる。
Next, the construction procedure will be described.
First, the
Next, with the
Next, the vertical mounting
次に、補強金物4の横向取付片41,41を横桟3の横向面30,30に取付穴45,45を介してスクリュー51,51等で取り付けるものである。
そして、上記のような取り付け施工に際し、横桟3の両端面と柱1,1との間に隙間S,Sを形成させるものである。
Next, the
And in the case of the above installation construction, the clearance S, S is formed between the both end surfaces of the
本実施例では、建築物の本来の軸組である柱1と土台21の直角隅面、および柱1と梁20の直角隅面にも補強金物90,91が取付けられている。
これは、軸組の材全てを活用したせん断耐力の向上効果の発現を狙ったものであり、本発明の横桟3と補強金物4で構成された補強構造と併用することが好ましい。
なお、柱1と土台21の直角隅面には補強金物を取付けない場合もあり、その理由は、柱1の浮上りを止める金物(一般にホールダウン金物と称す)を優先して取付ける際に、スペース的に干渉を防ぐためである。
In the present embodiment, the
This is intended to achieve the effect of improving the shear strength using all the materials of the shaft assembly, and is preferably used in combination with the reinforcing structure constituted by the
In addition, there is a case where the reinforcing hardware is not attached to the right-angled corner surfaces of the
図6及び図7は補強リンク49と横桟3を用いた補強構造の模式構造図である。
図6の補強構造は、縦向面(柱1)と横向面(横桟3)との間に1本の補強リンク49が取付けられたものである。
図6(イ)のように、補強リンク49が、横桟と柱に対してそれぞれ1ヶ所で連結された場合、これに地震等で外力Fが作用すると、図6(ロ)のように、一方の補強リンク49(図中左側の補強リンク49)には引張力が作用し、横桟端部分3d(図中横桟左端部分3d)には圧縮力が作用し、他方の補強リンク49(図中右側の補強リンク49)には圧縮力が作用し、横桟端部分3d(図中横桟右端部分3d)には引張力が作用する。
これにより、柱及び横桟には外力Fに反する方向に曲げモーメントが作用し、垂直構面変形を抑制することができる。
6 and 7 are schematic structural views of a reinforcing structure using the reinforcing
The reinforcing structure of FIG. 6 is one in which one reinforcing
As shown in FIG. 6 (a), when the reinforcing
As a result, a bending moment acts on the column and the crosspiece in a direction opposite to the external force F, and vertical composition deformation can be suppressed.
これに対し、図7の補強構造は、本発明の補強構造を示す模式構造図で、縦向面と横向面との間に2本の補強リンク49a,49bが取付けられたものである。
図7(イ)のように、補強リンク49a,49bが、横桟と柱に対してそれぞれ2本づつで連結された場合、これに地震等で外力Fが作用すると、図7(ロ)のように、一端部(図中左端部)における一方の補強リンク49aには引張力が作用し、他方の補強リンク49bには圧縮力が作用し、他端部(図中右端部)における一方の補強リンク49aには圧縮力が作用し、他方の補強リンク49bには引張力が作用する。
これにより、柱及び横桟には外力Fに反する方向に曲げモーメントが作用し、垂直構面変形を抑制することができる。
On the other hand, the reinforcing structure of FIG. 7 is a schematic structural view showing the reinforcing structure of the present invention, in which two reinforcing
As shown in FIG. 7 (a), when the reinforcing
As a result, a bending moment acts on the column and the crosspiece in a direction opposite to the external force F, and vertical composition deformation can be suppressed.
以上の構成としているので、横桟3はその端面を柱1に接触(柱により水平力を支持)させなくても、十分に機能を発揮できる。
つまり、横桟3は補強金物4を介して柱1に繋がっていれば良く、その端面の隙間S,Sを自由に選べるので、この隙間S,Sを柱1,1間寸法の差の吸収代として利用することができ、多様な寸法の横桟を持つことが不要で、特に寸法に狂いが生じやすい既存建築物への施工が非常に容易で、その適用性が格段に向上する。
なお、横桟3の端面と柱1との隙間S,Sは、左右両端で同一にする必要はない。つまり、横桟3の端面と柱1との隙間は、上述のように、柱1,1間寸法差の吸収のために設けているので、左右の同一性が必ずしも必要ではなく、現場の状況に合わせて左右の隙間配分を設定することができる。
Since it is set as the above structure, the
In other words, the
It should be noted that the gaps S between the end face of the
図3〜図5は補強金物の他例を示している。
図3で示す補強金物4は、図3(イ)のB−B断面図である図3(ロ)で示すように、縦向取付片40と横向取付片41の間に渡された斜向片42の外縁に立上部42aが形成されると共に、隅部に形成した面取り部の縁に立上部42cが形成された断面凹凸形状に形成されている。
3 to 5 show other examples of the reinforcing hardware.
The reinforcing
図4で示す補強金物4は、図4(イ)のC−C断面図である図4(ロ)で示すように、縦向取付片40と横向取付片41の間に渡された斜向片42の隅部に空間43bが形成され、この空間43bの縁に立上部42dが形成されると共に、斜向片42の外縁に立上部42aが形成されている。
The reinforcing
図5で示す補強金物は、図5(イ)のD−D断面図である図5(ロ)で示すように、縦向取付片40と横向取付片41の間に渡された斜向片42に略コ字状部42eが形成されている。
The reinforcing hardware shown in FIG. 5 is an oblique piece passed between the vertical mounting
次に、図8〜図14は横桟の他例を示している。
図8で示す横桟3は、金属横桟3bであり、断面略コ形のリップ付きチャンネル形材を用い、これを柱間寸法よりもやや短めの長さに切断したもので、補強金物4の横向取付片41に符合する円形の通し穴31,31が、両端部にそれぞれ2ヵ所づつ形成されている。
そして、この金属横桟3bに対して補強金物4を取付けるには、前記通し穴31,31に補強金物4の取付穴45,45を符合させ、ボルト等で締結させることになる。
Next, FIGS. 8 to 14 show other examples of the horizontal rail.
The
In order to attach the reinforcing
なお、金属横桟3bとしては、図9に示すように、断面略コ形のリップ無しチャンネル形材、図10に示すように、断面角形の角パイプ材等を用いることができる。
As the
金属横桟3bは、木質横桟3aと異なり、施工現場で切断して適正な長さにすることが困難であるため、金属横桟3bの両端部に取付けられる補強金物4のうちの少なくとも一方の補強金物4を、金属横桟3bに軸方向に移動可能に取付けるのが好ましい。
Unlike the
そのための構造として、図11で示すように、金属横桟3bの一端部に形成した通し穴31aを金属横桟3bの軸方向に長穴に形成している。なお、金属横桟3bの両端部に長穴による通し穴31aを形成してもよい。
従って、通し穴31aを長穴に形成した分だけ、補強金物4を金属横桟3bに対して軸方向に移動可能に取付けることができ、まちまちな柱間寸法に対応して金属横桟3bを補強金物4により柱1,1間に取り付けることができる。
As a structure for this purpose, as shown in FIG. 11, a through hole 31a formed at one end of the
Accordingly, the reinforcing
なお、前記図8で示した金属横桟3bのように、通し穴31を円形に形成した場合には、補強金物4の横向取付片41に形成した取付穴45,45を長穴(図示省略)に形成することで、補強金物4を金属横桟3bに対して軸方向に移動可能に取付けることができる。
When the through
次に、図12で示す金属横桟3bは、外側横桟35aと、この外側横桟35aの内部に軸方向にスライド可能に嵌合させた内側横桟35bとで長さ調節可能に形成されたもので、これもまちまちな柱1,1間寸法に対応させるための構造である。
この場合、外側横桟35a(内側横桟35bでもよい)に形成した長穴36aと、内側横桟35b(外側横桟35aでもよい)に形成した丸穴36bを符合させてボルト36cにより締結することで、前記長穴36aの分だけ金属横桟3bの全長を伸縮させることができる。尚、ボルト36c、36cを通しボルトとしてもよい。
Next, the
In this case, the
次に、図13は金属横桟3bの長さ調節の他例を示している。
図13で示す横桟3は、金属横桟3bの両端部に金属外材37,37が装着されている。
この場合、左右の金属外材37,37は、金属横桟3bに対して軸方向にスライドさせることができる。
つまり、補強金物4の取付け位置調整に応じて、金属外材37,37間の距離が変えられるようにしている。
Next, FIG. 13 shows another example of the length adjustment of the
The
In this case, the left and right metal
That is, the distance between the metal
図14で示す横桟は、金属横桟3bの内部に木質芯材3cが嵌め込まれた複合横桟であり、金属横桟3bと木質芯材3cによって強度と剛性を保ちながら断面減少を図ることができる。
なお、このような複合横桟は、前記図8〜図13で示した金属横桟3bについても適用することができる。
The horizontal beam shown in FIG. 14 is a composite horizontal beam in which a
Such a composite cross rail can also be applied to the
横桟3は、強度と剛性が満足できるなら、細いほどハンドリングや施工性、それに壁内への隙間収まりがよいので、単一構成での大断面部材よりも細い断面とする方がよく、最も実用的なものは、図14で示したように、金属横桟3bの内部に木質芯材3cが嵌め込まれた複合横桟とすることである。
If the
すなわち、本発明に適用する横桟3では、横桟3を渡す左右の柱1,1間の寸法バラツキの吸収機能が必要で、このため、補強金物4の横桟3への取付け位置を、現場合わせにて施工可能にすることが好ましく、これを容易にするため、図11に示している長穴31aを有した金属横桟3bの内部に木質芯材3cが嵌め込まれた複合横桟に形成する。
これにより、スパン調整容易化と横桟の必要強度を両立させて、横桟断面を細くでき、壁隙間の狭い真壁への施工対応や、材の保管性、工事のハンドリング性などを向上することが可能となる。
That is, in the
This makes it easy to adjust the span and achieves the required strength of the horizontal beam, making it possible to narrow the cross-section of the horizontal beam, improving construction support to a true wall with a narrow wall gap, material storage, and workability. Is possible.
図15で示す横桟3は、木質横桟3aの少なくとも補強金物が取り付く範囲である両端部に金属補強材38,38が装着されている。
この場合、左右の金属補強材38,38は、木質横桟3aに対して軸方向にスライドさせることができる。
つまり、補強金物4の取付け位置調整に応じて、金属補強材38,38間の距離が変えられるようにしている。
又、左右の金属補強材38,38の間は、金属補強材で補強されていない木質横桟3aのみの剛性と強度になるが、本発明の構成では、補強対象とする垂直構面のせん断変形時の、横桟3に生じる曲げモーメント分布は図16に示す形になるので、図16の横桟3の軸方向中央部は小さな曲げモーメント発生であり、この部分の強度と剛性は低くても設計上問題ないという、本発明の構成特有の構造力学的特性を上手く利用しているものである。
The
In this case, the left and right
That is, the distance between the
In addition, the space between the left and right
次に、図17は本発明の補強構造の第2実施例を示す正面図である。
この補強構造は、横桟3の端部に補強金物4a,4bがそれぞれ2個づつ上下に取付けられている。
このように、補強金物4a,4bを、構桟3の上下に取付けると、より高い補強強度が得られる。
また、上下の補強金物4a,4bを通しボルト52,52で締結すると、ボルトの引抜力を受ける面が増え、横桟3の局部変形を抑えることができる。
なお、このように、横桟3の端部に補強金物4a,4bをそれぞれ2個づつ上下に取付ける場合、上下の補強金物4a,4bに同一の金物を用いて上下対称にしてもよいし、上下の補強金物4a,4bに異なる金物を用いてもよい。
Next, FIG. 17 is a front view showing a second embodiment of the reinforcing structure of the present invention.
In this reinforcing structure, two reinforcing
In this way, when the reinforcing
Further, when the upper and lower reinforcing
In this way, when two reinforcing
又、本発明の補強構造において、柱1,1間に上下2本以上の横桟3を配設することができるもので、1本の横桟3を配設したものより、さらに強固な構面補強を行うことができる。
Further, in the reinforcing structure of the present invention, two or more
なお、本発明の補強構造における補強金物の補強性能で、特にその圧縮強度は、斜向片の座屈強度で定まるが、木造建築物に適用する耐震補強部材は、1/15ラジアンまでのせん断変形(建築物倒壊限界)まで、柱を折損させずに粘ることが重要であり、また、1/120ラジアンせん断変形までの初期剛性も重要である。
つまり、補強金物は、金属である特性を十分に生かすには、その変形特性として、1)補強金物の座屈モーメントMcが柱折損モーメントMwよりは小さいこと、2)1/120ラジアン変形までは座屈しないこと、を持たせることが好ましい。
In addition, although the compressive strength is determined by the buckling strength of the inclined piece, particularly the reinforcing performance of the reinforcing hardware in the reinforcing structure of the present invention, the seismic reinforcing member applied to the wooden building is sheared to 1/15 radians. It is important to stick to the deformation (building collapse limit) without breaking the column, and the initial stiffness to 1/120 radian shear deformation is also important.
That is, in order to make full use of the characteristic that the reinforcement hardware is a metal, the deformation characteristics are as follows: 1) the buckling moment Mc of the reinforcement hardware is smaller than the column breakage moment Mw, and 2) until 1/120 radian deformation. It is preferable to have no buckling.
図18に本発明の補強構造の面内せん断特性実験の結果を示す。(軸組高さ273cmのモデル)
横軸はせん断変形(ラジアン)を1000倍表示しており、縦軸は水平荷重である。
図18の荷重変形曲線図より分かるように、本発明構成で、適正な強度バランス設計をすると、初期剛性として1/120ラジアンせん断変形(図18横軸目盛で8)までは、ほぼ直線状に荷重が増え、ここで少し曲線が寝始めて、1/15ラジアン変形(図18横軸目盛で67)まで、柱が折れることなく荷重は漸増し(実験条件によっては、座屈後にほぼ一定荷重で水平に推移)、耐震性能上、非常に好ましい特性を得ることができる。
FIG. 18 shows the results of an in-plane shear characteristic experiment of the reinforcing structure of the present invention. (Model with a shaft height of 273cm)
The horizontal axis represents shear deformation (radian) 1000 times, and the vertical axis represents the horizontal load.
As can be seen from the load deformation curve diagram of FIG. 18, when an appropriate strength balance is designed in the configuration of the present invention, the initial rigidity is substantially linear until 1/120 radian shear deformation (8 on the horizontal axis scale in FIG. 18). The load increases, the curve begins to fall a little, and the load gradually increases without breaking the column until 1/15 radian deformation (67 on the horizontal axis scale in FIG. 18) (depending on the experimental conditions, the load is almost constant after buckling). It is possible to obtain very favorable characteristics in terms of seismic performance.
つまり、補強金物の座屈モーメントMcを、柱折損モーメントMwより小さくして本発明構成部材の最弱部とし、また、その変形条件は最大変形時(1/15ラジアン変形)とできる。
さらに、初期剛性の確保から1/120ラジアンまでは、弾性変形内で収めることが望ましく、最大変形時との変形比は120/15=8である。
結局、補強金物の耐座屈モーメントMcは、(Mw/8)≦Mc≦Mwとすることで、最も望ましい耐力特性を持つ、補強金物を得ることができる。
That is, the buckling moment Mc of the reinforcing hardware is made smaller than the column breakage moment Mw to be the weakest part of the constituent member of the present invention, and the deformation condition can be at the maximum deformation (1/15 radian deformation).
Furthermore, it is desirable that the initial rigidity is secured to 1/120 radians within the elastic deformation, and the deformation ratio with respect to the maximum deformation is 120/15 = 8.
After all, by setting the buckling moment Mc of the reinforcing hardware to (Mw / 8) ≦ Mc ≦ Mw, it is possible to obtain a reinforcing hardware having the most desirable strength characteristics.
以下に具体的な検討数値例を示す。
補強対象となる垂直構面の柱が断面b=10.5cm角の杉材であるとすると、
柱の断面係数Z=b3/6=192.9cm3
杉材の曲げ許容応力σbaは、σba=2200N/cm2より、
柱曲げ折損モーメントMw=Z・σba=424kN・cm
故に、
補強金物の持つべき座屈モーメントMcは、424/8=53より
53≦Mc≦424(kN・cm)
なお、横桟の設計などは、十分な強度を持つ通常設計を行えばよく、本発明の主旨ではないので説明を省く。
The following are examples of specific numerical values.
Assuming that the pillar of the vertical construction surface to be reinforced is cedar with a cross section b = 10.5 cm square,
Column section modulus Z = b 3 /6=192.9 cm 3
The allowable bending stress σ ba of cedar is σ ba = 2200 N / cm 2 ,
Column bending breaking moment Mw = Z · σ ba = 424 kN · cm
Therefore,
The buckling moment Mc that the reinforcing hardware should have is from 424/8 = 53, 53 ≦ Mc ≦ 424 (kN · cm)
In addition, the design of the horizontal beam may be a normal design having sufficient strength, and is not the main point of the present invention, and thus the description thereof is omitted.
以上の本発明の構成にて、面内せん断試験結果で、
a)降伏耐力Py:9.65kN
b)終局耐力Pulに(0.2/Ds)を乗じる:8.14kN
c)最大荷重Pmaxの2/3:12.08kN
d)1/120rad時荷重:7.69kN
を得た。これは壁倍率換算で4.3であり、一般の構造用合板で得られる壁倍率2.5を超える高い性能を実現できている。
With the above configuration of the present invention, in the in-plane shear test results,
a) Yield yield strength Py: 9.65 kN
b) Multiply the ultimate strength Pul by (0.2 / Ds): 8.14 kN
c) 2/3 of the maximum load Pmax: 12.08 kN
d) Load at 1/120 rad: 7.69 kN
Got. This is 4.3 in terms of wall magnification, and a high performance exceeding the wall magnification of 2.5 obtained with a general structural plywood can be realized.
以上のように、本発明の補強構造は、垂直構面を形成する軸組材の枠内に設置でき、また、延性材料で作られた補強金物の座屈特性を活用して、垂直構面の最大変形時にも軸組材が折損することが無く(一挙の倒壊を防ぐ)、さらに、柱間距離のバラツキを、横桟と補強金物の取付け位置で吸収できる構成としたので、木造建築物への現場適用が容易で、多少の変形を生じている柱梁にも適用可能で、建築物の軸組材で作られる垂直構面のせん断変形耐力を向上させ、さらに、建築物全体のバランスを考慮した場所を選択しての取付けが可能で、木造建築物の耐震性を大きく向上させるものである。
特に、既設建築物の垂直構面の剛性と強度を容易に向上でき、耐震性増強に寄与する。
As described above, the reinforcing structure of the present invention can be installed in the frame of the frame member forming the vertical structural surface, and the vertical structural surface is utilized by utilizing the buckling characteristics of the reinforcing hardware made of the ductile material. The frame structure will not break even during the maximum deformation of the frame (preventing collapse at once), and the variation in the distance between the columns can be absorbed at the mounting position of the horizontal beam and the reinforcement hardware. It can be easily applied to the field, and can be applied to column beams that have undergone some deformation, improving the shear deformation resistance of the vertical structural surface made of the frame structure of the building, and further balancing the entire building It is possible to install by selecting a place that takes into account, greatly improving the earthquake resistance of wooden buildings.
In particular, it can easily improve the rigidity and strength of the vertical construction surface of existing buildings, contributing to the enhancement of earthquake resistance.
1 柱
10 縦向面
20 梁
21 土台
3 横桟
3a 木質横桟
3b 金属横桟
3c 木質芯材
3d 横桟端部分
4 補強金物
4a 補強金物
4b 補強金物
30 横向面
31 通し穴
31a 通し穴
35a 外側横桟
35b 内側横桟
36a 長穴
36b 丸穴
36c ボルト
37 金属外材
38 金属補強材
40 縦向取付片
41 横向取付片
42 斜向片
42a 立上部
42b 立上部
42c 立上部
42d 立上部
42e 略コ字状部
43a 空間
43b 空間
44 取付穴
45 取付穴
49 補強リンク
49a 補強リンク
49b 補強リンク
50 スクリュー
51 スクリュー
52 ボルト
90 補強金物
91 補強金物
S 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記一対の柱の間に渡される横桟と、この横桟の両端部に取付けられる補強金物とを備え、
前記補強金物は、柱と横桟との直角面を形成する縦向面及び横向面に取付けられる縦向取付片及び横向取付片と、前記縦向取付片と横向取付片の間に渡された斜向片とで形成され、
前記斜向片が断面凹凸形状、またはリブやフランジを有する座屈補強構造に形成され、
前記縦向取付片が柱の上下方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して縦向面に取付けられ、
前記横向取付片が横桟の軸方向に配設した少なくとも2個以上の取付穴を介して横向面に取付けられ、
かつ前記横桟が柱間寸法より短く形成されて、横桟の両端面と柱との間に隙間が形成されていることを特徴とする木造軸組建築物の補強構造。 It is a reinforcement structure for a vertical construction surface with a pair of left and right columns of a wooden frame building and a horizontal member orthogonal to the columns,
A horizontal rail passed between the pair of pillars, and reinforcing hardware attached to both ends of the horizontal rail,
The reinforcement hardware was passed between the vertical mounting piece and the horizontal mounting piece attached to the vertical surface and the horizontal mounting surface that form a right angle surface between the pillar and the horizontal rail, and the vertical mounting piece and the horizontal mounting piece. Formed with oblique pieces,
The oblique piece is formed in a buckled reinforcing structure having a concavo-convex shape or a rib or a flange,
The vertical mounting piece is attached to the vertical surface through at least two mounting holes arranged in the vertical direction of the column,
The lateral mounting piece is attached to the lateral surface through at least two mounting holes disposed in the axial direction of the horizontal rail,
And the reinforcement structure of the wooden frame structure characterized by the said horizontal beam being formed shorter than the dimension between pillars, and the clearance gap being formed between the both ends of a horizontal beam, and a column.
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