木製耐震壁

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【発明の名称】木製耐震壁【特許権者】【識別番号】507089171 【氏名又は名称】小宮正住【住所又は居所】大分県日田市城町１丁目７番３１号吉弘アパート１０１号【代理人】【弁理士】【識別番号】100127155 【氏名又は名称】来田義弘【発明者】【氏名】小宮正住【住所又は居所】大分県日田市亀山町５番１８号丸菱ビル３Ｆ【要約】【課題】面内方向の変形能力に富み、しかも低コストで施工が容易な木製耐震壁を提供する。【解決手段】木製耐震壁１は、正方形断面を有する棒材からなる鉛直材１１と、前記棒材からなる水平主材１２および水平副材１３とから構成されている。具体的には、前記棒材の幅分の間隔をあけて壁面と平行に配設される水平主材１２と、水平主材１２の方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて水平主材１２，１２間に配設される鉛直材１１と、鉛直材１１，１１間に、水平主材１２と直交するように配設される水平副材１３とからなり、水平主材１２および水平副材１３は交互に積層して配設される。鉛直材１１と水平主材１２とは、釘や接着剤などで一体に組み立てられるが、水平副材１３は、水平主材１２および鉛直材１１に固着しないようにし、仮に固着するとしても、水平副材１３の上面または下面の少なくとも一方のみが水平主材１２に固着されるようにする。【特許請求の範囲】【請求項１】断面形状を同じくする複数の棒材から構成された木製耐震壁であって、前記棒材の幅分の間隔をあけて壁面と平行に配設される前記棒材からなる水平主材と、前記水平主材の方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて前記水平主材間に配設される前記棒材からなる鉛直材と、前記鉛直材間に前記水平主材と直交するように配設される前記棒材からなる水平副材とからなり、前記水平主材および前記水平副材は交互に積層して配置されることを特徴とする木製耐震壁。【請求項２】前記水平副材の上面または下面の少なくとも一方が前記水平主材に固着されていないことを特徴とする請求項１に記載の木製耐震壁。【請求項３】壁体内に形成された空洞部および／または壁面に形成された凹陥部に、弾性体が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の木製耐震壁。【請求項４】前記弾性体が粘弾性体であることを特徴とする請求項３に記載の木製耐震壁。【発明の詳細な説明】【技術分野】本発明は、断面形状を同じくする複数の棒材から構成された木製耐震壁に関する。【背景技術】従来、木造建築物における壁は、水平および鉛直方向にそれぞれ配設した桟材の両面に板材を貼り付けたものが多い（例えば特許文献１参照）。このような従来の木造壁の場合、面内方向の剛性が大きいため、面内方向の変形能力に乏しく、地震時におけるエネルギー吸収能の低い壁となる。このため、大地震時には、これら木造壁が脆性的に破壊するおそれがある。他方、特許文献２では、左右一対の柱材の上下両側にそれぞれ横材を架設して構成した主体枠と、前記左側柱材方向に傾斜上りにした複数本の傾斜材と前記右側柱材方向に傾斜上りにした複数本の他の傾斜材とを互いに係合させて組み付けてなる格子枠とから構成した木造建物用壁構成材の発明が開示されている。この発明では、格子枠が筋交いの機能を果たし、面内方向に大きな変形能力を有する構造となっている。【特許文献１】特開２００１－２２７０８６号公報【特許文献２】特開２００４－２３２４２９号公報【発明の開示】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許文献２に記載された発明の場合、予め傾斜材に係合溝を形成しておく必要があるため、加工に手間が掛かるという問題がある。また、この発明の場合、格子枠は大きな鉛直荷重を負担できず、格子枠に作用する鉛直荷重は左右の柱材に伝達されるようになっている。即ち、柱材に大きな負荷が掛かる構造になっている。本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、面内方向の変形能力に富み、しかも低コストで施工が容易な木製耐震壁を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、断面形状を同じくする複数の棒材から構成された木製耐震壁であって、前記棒材の幅分の間隔をあけて壁面と平行に配設される前記棒材からなる水平主材と、前記水平主材の方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて前記水平主材間に配設される前記棒材からなる鉛直材と、前記鉛直材間に前記水平主材と直交するように配設される前記棒材からなる水平副材とからなり、前記水平主材および前記水平副材は交互に積層して配置されることを特徴としている。本発明では、断面形状を同じくする複数の棒材を用いて木製耐震壁を構成しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。また、同断面の棒材を格子状に組み合わせるだけなので熟練技術を必要とせず、施工が容易であることに加え、様々な断面寸法の木製耐震壁の製作が可能となる。また、本発明に係る木製耐震壁では、前記水平副材の上面または下面の少なくとも一方が前記水平主材に固着されていないことを好適とする。本発明では、水平副材の上面または下面の少なくとも一方が水平主材に固着されていないので、木製耐震壁に面内せん断力が作用した際に、水平副材が水平主材の動きを拘束せず、大きなせん断変形能力を発揮することができる。また、本発明に係る木製耐震壁では、壁体内に形成された空洞部および／または壁面に形成された凹陥部に、弾性体が充填されていてもよい。本発明では、壁体内に形成された空洞部および／または壁面に形成された凹陥部に、弾性体が充填されているので、変形性能を確保しつつ、木製耐震壁の剛性を増大させることができる。また、本発明に係る木製耐震壁では、前記弾性体が粘弾性体であってもよい。本発明では、弾性体として粘弾性体を用いることにより、上記能力に加えて大きな履歴エネルギー吸収能力を発揮することができる。【発明の効果】本発明では、断面形状を同じくする複数の棒材を用いて木製耐震壁を構成しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。また、同断面の棒材を格子状に組み合わせるだけなので熟練技術を必要とせず、施工が容易である。加えて、水平副材の上面または下面の少なくとも一方が水平主材に固着されていないので、木製耐震壁に面内せん断力が作用した際に、水平副材が水平主材の動きを拘束せず、大きなせん断変形能力を発揮することができる。【発明を実施するための最良の形態】以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１に本発明に係る木製耐震壁の斜視図を、図２に本木製耐震壁の立面図および断面図をそれぞれ示す。本木製耐震壁１は、１８ｍｍ×１８ｍｍの正方形断面を有する棒材からなる鉛直材１１と、前記棒材からなる水平主材１２および水平副材１３とから構成されている。具体的には、前記棒材の幅分の間隔をあけて壁面と平行に配設される水平主材１２と、水平主材１２の方向に前記棒材の幅分の間隔をあけて水平主材１２，１２間に配設される鉛直材１１と、鉛直材１１，１１間に、水平主材１２と直交するように配設される水平副材１３とからなり、水平主材１２および水平副材１３は交互に積層して配設される。但し、木製耐震壁１の上下端部１６および両側端部１７には、後述するように、組立梁から突出する梁副材もしくは組立柱から突出する柱副材が挿入されるため、水平副材１３が配されていない。また、木製耐震壁１の両側端部１７の水平主材１２，１２間には、水平主材１２と同断面の補剛材１５を水平主材１２の方向に介装する。鉛直材１１と水平主材１２とは、釘や接着剤などで一体に組み立てられるが、水平副材１３は、水平主材１２および鉛直材１１に固着しないようにし、仮に固着するとしても、水平副材１３の上面または下面の少なくとも一方のみが水平主材１２に固着されるようにする。図３は、本木製耐震壁１がせん断変形した状態を示したものであるが、水平副材１３が水平主材１２および粘弾性体１４の背後にある鉛直材１１に固着されていないため、水平主材１２は水平副材１３に拘束されずに水平方向にスライドすることができる。その結果、木製耐震壁１に面内せん断力が作用した際、大きくせん断変形することができる。一方、水平主材１２に作用する鉛直荷重は、水平副材１３を介して下方の水平主材１２に伝達されるため、鉛直材１１に大きな負荷が掛かることはない。また、壁体内に形成された空洞部と壁面に形成された凹陥部に粘弾性体１４を充填しておくことで、木製耐震壁１がせん断変形した際に、大きな履歴エネルギー吸収能力を発揮させることができる（図２参照）。即ち、制震壁として機能させることができる。次に、上記の構造からなる木製耐震壁が取り付けられる木造建築物について説明する。ここでは、図４に示す組立柱および組立梁を骨組とする木造建築物を対象とする。組立柱２および組立梁３は、上記木製耐震壁１と同じ木質棒状の柱主材２１，梁主材３１と柱副材２２，梁副材３２から概略構成されている。組立柱２は、直交する二方向（梁間方向および桁行方向）に柱副材２２の幅分の間隔をあけて３本ずつ、即ち３×３のマトリックス状に柱主材２１を平行配置し、当該柱主材２１，２１間に、柱主材２１の材軸方向から見て柱副材２２が格子状（本実施形態では井桁状）となるように、柱副材２２を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置し、釘や接着剤などで一体に組み立てる。また、上下方向に並んだ柱副材２２，２２間に、柱副材２２と断面形状を同じくする木質棒状の補剛材２３を介装する。組立梁３も組立柱２と同様に、直交する二方向（鉛直方向および梁間方向もしくは桁行方向）に梁副材３２の幅分の間隔をあけて３本ずつ梁主材３１を平行配置する。そして、当該梁主材３１，３１間に、梁主材３１の材軸方向から見て梁副材３２が格子状（本実施形態では井桁状）となるように、梁副材３２を２本ずつ直交する方向に交互に積層して配置し、釘や接着剤などで一体に組み立て、梁副材３２，３２間には補剛材３３を介装する。次に、上記構造からなる組立柱および組立梁を骨組とし、本発明に係る木製耐震壁を備える木造建築物の施工手順について、図５～図８を用いて説明する。なお、図が煩雑となるため、図５～図８では、粘弾性体および補剛材に網掛けを施していないが、図１～図４に記載された粘弾性体および補剛材と変わるものではない。（１）組立梁および組立柱を支持するための基礎コンクリート４を打設する。この際、組立柱が設置される箇所には、柱用金物６を基礎コンクリート４内に埋設しておくとともに、組立梁が設置される基礎コンクリート４の上端部には、梁用金物５を所定の間隔をあけて設置しておく。（２）梁用金物５内に、組立梁３の下面から下方に突出する梁副材３２および補剛材３３を挿入して固定するとともに、組立柱２の下端部を柱用金物６に固定する（図５参照）。この際、組立柱２の長さは、施工性を考慮して階高の半分以下に抑え、組立柱２の上端部には柱副材２２および補剛材２３を設置せず、柱主材２１が上方に突出するようにする。また、木製耐震壁が接合される組立梁３の上部には補剛材３３を介装しないようにする。なお、基礎コンクリート４と組立梁３との間には、シート状のゴム材７を介装しておく。これにより、基礎コンクリート４と組立梁３との間に隙間が形成され、換気口として機能する。（３）梁用金物５の張出し部を利用して床パネル８を構築する（図５参照）。床パネル８は、対向する一対の外部パネル８１，８１と、当該外部パネル８１，８１間に配される内部パネル８２と、内部パネル８２と各外部パネル８１との間にそれぞれ形成される断熱部８３とから構成されており、内部パネル８２、外部パネル８１、および断熱部８３の厚さは、それぞれ柱副材２２および梁副材３２の幅と同じになっている。（４）基礎コンクリート４上に設置された組立柱２の上端部に、組立柱２ａを接合する（図６参照）。この際、組立柱２ａの下端部は、柱副材２２および補剛材２３が組立柱２ａの下端面から突出するようにしておき、組立柱２の柱主材２１，２１間に、組立柱２ａの柱副材２２および補剛材２３を挿入して組立柱２，２ａ同士を接合する。（５）組立柱２，２ａの側面から側方に突出している柱副材２２および補剛材２３を、木製耐震壁１の側端部１７に挿入させた状態（平面視で側方に突出する水平主材１２，１２間に柱副材２２および補剛材２３を挿入した状態）で、木製耐震壁１を上方から落とし込んで組立梁３上にセットする。この際、木製耐震壁１の下端部１６については、組立梁３の上面から上方に突出する梁副材３２，３２間に鉛直材１１を挿入する（図７参照）。（６）２階の組立梁３ａの下面から下方に突出している梁副材３２を、木製耐震壁１の上端部１７の鉛直材１１，１１間に挿入してセットする（図８参照）。なお、組立梁３ａの上下面から上下方向に突出している梁副材３２，３２間には補剛材３３を介装しないようにする。本発明では、断面形状を同じくする複数の棒材を用いて木製耐震壁１を構成しているので、安価な辺材を利用することができ、材料費を低く抑えることができる。また、同断面の棒材を格子状に組み合わせるだけなので熟練技術を必要とせず、施工が容易である。加えて、水平副材１３の上面または下面の少なくとも一方が水平主材１２に固着されていないので、木製耐震壁１に面内せん断力が作用した際に、水平副材１３が水平主材１２の動きを拘束せず、大きなせん断変形能力を発揮することができる。以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、木造建築物の柱および梁はそれぞれ組立柱および組立梁としたが、一般に使用されている一本物の角材からなる柱および梁でもよい。また、上記の実施形態では、壁体内に形成された空洞部と壁面に形成された凹陥部に粘弾性体を充填したが、ゴムなどでも良いし、あるいは何も充填しなくても良い。さらにまた、上記の実施形態では、木製耐震壁を構成する棒材を正方形断面としたが、矩形断面でもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。【図面の簡単な説明】【図１】本発明に係る木製耐震壁の斜視図である。【図２】（ａ）は本発明に係る木製耐震壁の立面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図である。【図３】本発明に係る木製耐震壁がせん断変形した際の状態を説明するための模式図である。【図４】木造建築物を構成する組立柱および組立梁の斜視図である。【図５】木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。【図６】木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。【図７】木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。【図８】木造建築物の施工手順を説明するための模式図である。【符号の説明】１木製耐震壁２，２ａ組立柱３，３ａ組立梁４基礎コンクリート５梁用金物６柱用金物７ゴム材８床パネル１１鉛直材１２水平主材１３水平副材１４粘弾性体１５，２３，３３補剛材２１柱主材２２柱副材３１梁主材３２梁副材８１外部パネル８２内部パネル８３断熱部
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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