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技術 木造建築物の耐震補強構造および木造建築物の耐震補強工法

出願人 有限会社社寺企画
発明者 天野正樹
出願日 2005年6月14日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2005-173400
公開日 2006年12月28日 (13年2ヶ月経過) 公開番号 2006-348505
状態 拒絶査定
技術分野 建築構造一般 既存建築物への作業
主要キーワード 固定ボルト挿通孔 弱体部分 文化遺産 チャンネル溝 横構造材 木組み 垂直柱 構築構造
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この項目の情報は公開日時点(2006年12月28日)のものです。
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図面 (3)

課題

強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対応するものであって、社仏閣などにおける本堂のような大型の木造建築物に対する耐震補強構造、並びに、既存の木造建築物の耐震補強工法を提供すること。

解決手段

礎石2上に垂直柱3を据え、垂直柱に横構造材4などを連結構築してなる木造建築物であって、前記木造建築物における耐震補強構造において、前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱3Aと、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱3Bとを含むように、その下部地盤1に設けたべた基礎9と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材に連結されている耐震フレーム構造体10とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強構造。

概要

背景

周知のように、木造建築物は、日本の伝統的な居住空間を形成する手段として存続してきており、特に、社仏閣などにおける大型の木造建築物は、極めて重要な文化遺産でもある。このような木造建築物は、木組みという構築構造によるものであり、例えば、その構築手順の一例を示すと、
(1)建築物施工する地盤に土を盛り上げ、突き堅め基壇を形成する。
(2)基壇の上であって、建築物の主要垂直柱に対応する位置に礎石を据える。
(3)各礎石の上に垂直柱を据える。
(4)各垂直柱を、土台(または足固め)、貫、長押、梁(または桁)などの横構造材で連結する。
(5)垂直柱上に斗を載せ、斗拱を組み、木と斗を数段組む。
(6)丸桁と呼ばれる軒桁を連ねて垂木打ち付ける。

以上のように、伝統的な木造建築物は、礎石−垂直柱−斗拱−桁−垂木と順次上に載せあげている積木工法によるものであり、これを貫、長押、梁などで横に連結した構造体である。このような木造建築物において、当該建築物の軸組は、以下に示す理由から隅部が弱いということが知られている。
(1)四隅の垂直柱の部分では、X方向、Y方向の二本の貫が直交差するため、貫は交差部において断面が1/2であるので、他の部分に比べて弱く、仕口が破損しやすい。長押も、45度に切り合わした留が破損しやすい。地震時に強い力がかかると、先ず、ここが破壊してしまう。
(2)屋根の隅部分では、鬼瓦熨斗積のため重く、一般の柱と比べて隅柱には比較的大きな荷重がかかっており、特に、地震のときには、強烈な押し上げ力が加わり破壊されやすい。
(3)これらのことから、隅部の礎石は、他の部分の礎石に比べて、沈下しやすい情況にある。

一方、我国は、地震の多発地域に属しており、地震による被害は多大である。特に、上記する伝統的な木造建築物などへの耐震対策は、殆んどなされておらず、その被害は、常なものではない。地震は、横揺れだけではなく、強烈な突き上げ、さらには、回転力をともなうことがある。横揺れの地震に対しては、例えば、特許文献1に記載されているような筋違入り壁を増設すればよいが、強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対しては、上記する筋違入り壁の増設だけでは、全く無力であり、且つ、全く不十分なものであった。

特開2004−270309号公報(要約、図1、図2)

概要

強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対応するものであって、社寺仏閣などにおける本堂のような大型の木造建築物に対する耐震補強構造、並びに、既存の木造建築物の耐震補強工法を提供すること。礎石2上に垂直柱3を据え、垂直柱に横構造材4などを連結構築してなる木造建築物であって、前記木造建築物における耐震補強構造において、前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱3Aと、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱3Bとを含むように、その下部地盤1に設けたべた基礎9と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材に連結されている耐震フレーム構造体10とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強構造。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

礎石上に垂直柱を据え、前記垂直柱に横構造材などを連結構築してなる木造建築物であって、前記木造建築物における耐震補強構造において、前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱と、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱とを含むように、その下部地盤に設けたべた基礎と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材に連結されている耐震フレーム構造体とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強構造。

請求項2

前記耐震フレーム構造体が、前記べた基礎の表面と横構造材によって規定される高さ方向外寸法と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に充填材を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する外枠体と、前記外枠体の内側に組み合わされる剛域構造部とからなることを特徴とする請求項1に記載の木造建築物の耐震補強構造。

請求項3

礎石上に垂直柱を据え、前記垂直柱に横構造材などを連結構築してなる既存の木造建築物に対して耐震補強するための耐震補強工法であって、前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱と、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱とを含むように、その下部地盤にべ基礎を敷設する工程と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間並びに前記べた基礎の表面と木造建築物における横構造材とによって規定される既存壁面を取り除く工程と、前記べた基礎の表面と横構造材によって規定される高さ方向外寸法並びに前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に充填材を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する耐震フレーム構造体を準備する工程と、前記耐震フレーム構造体の下縁側を前記べた基礎に連結し、上縁側を前記木造建築物における横構造材に連結して固定する工程と、前記耐震フレーム構造体の外表面に壁面仕上材を取り付けて隅部壁面を仕上げる工程とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強工法。

技術分野

0001

この発明は、木造建築物に対する耐震補強にかかるものであり、特に、社仏閣などにおける本堂のような大型の木造建築物に対する耐震補強構造および既存の木造建築物の耐震補強工法に関するものである。

背景技術

0002

周知のように、木造建築物は、日本の伝統的な居住空間を形成する手段として存続してきており、特に、社寺仏閣などにおける大型の木造建築物は、極めて重要な文化遺産でもある。このような木造建築物は、木組みという構築構造によるものであり、例えば、その構築手順の一例を示すと、
(1)建築物施工する地盤に土を盛り上げ、突き堅め基壇を形成する。
(2)基壇の上であって、建築物の主要垂直柱に対応する位置に礎石を据える。
(3)各礎石の上に垂直柱を据える。
(4)各垂直柱を、土台(または足固め)、貫、長押、梁(または桁)などの横構造材で連結する。
(5)垂直柱上に斗を載せ、斗拱を組み、木と斗を数段組む。
(6)丸桁と呼ばれる軒桁を連ねて垂木打ち付ける。

0003

以上のように、伝統的な木造建築物は、礎石−垂直柱−斗拱−桁−垂木と順次上に載せあげている積木工法によるものであり、これを貫、長押、梁などで横に連結した構造体である。このような木造建築物において、当該建築物の軸組は、以下に示す理由から隅部が弱いということが知られている。
(1)四隅の垂直柱の部分では、X方向、Y方向の二本の貫が直交差するため、貫は交差部において断面が1/2であるので、他の部分に比べて弱く、仕口が破損しやすい。長押も、45度に切り合わした留が破損しやすい。地震時に強い力がかかると、先ず、ここが破壊してしまう。
(2)屋根の隅部分では、鬼瓦熨斗積のため重く、一般の柱と比べて隅柱には比較的大きな荷重がかかっており、特に、地震のときには、強烈な押し上げ力が加わり破壊されやすい。
(3)これらのことから、隅部の礎石は、他の部分の礎石に比べて、沈下しやすい情況にある。

0004

一方、我国は、地震の多発地域に属しており、地震による被害は多大である。特に、上記する伝統的な木造建築物などへの耐震対策は、殆んどなされておらず、その被害は、常なものではない。地震は、横揺れだけではなく、強烈な突き上げ、さらには、回転力をともなうことがある。横揺れの地震に対しては、例えば、特許文献1に記載されているような筋違入り壁を増設すればよいが、強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対しては、上記する筋違入り壁の増設だけでは、全く無力であり、且つ、全く不十分なものであった。

0005

特開2004−270309号公報(要約、図1図2

発明が解決しようとする課題

0006

そこで、この発明では、上記する従来技術の問題点を解消すべくなしたものであって、特に重要な要素は、強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対応するものとして案出されたものであり、社寺仏閣などにおける本堂のような大型の木造建築物に対する耐震補強構造、並びに、既存の木造建築物の耐震補強工法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0007

この発明は、上記する目的を達成するにあたって、請求項1に記載の発明は、礎石上に垂直柱を据え、前記垂直柱に横構造材などを連結構築してなる木造建築物であって、前記木造建築物における耐震補強構造において、前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱と、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱とを含むように、その下部地盤に設けたべた基礎と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材に連結されている耐震フレーム構造体とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強構造を構成するものである。

0008

さらに、この発明において請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の木造建築物の耐震補強構造であって、前記耐震フレーム構造体が、前記べた基礎の表面と横構造材によって規定される高さ方向外寸法と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に充填材を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する外枠体と、外枠体の内側に組み合わされる剛域構造部とからなることを特徴とするものである。

0009

さらに、この発明において請求項3に記載の発明は、礎石上に垂直柱を据え、前記垂直柱に横構造材などを連結構築してなる既存の木造建築物に対して耐震補強するための耐震補強工法であって、
前記垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱と、前記隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱とを含むように、その下部地盤にべ基礎っを敷設する工程と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間並びに前記べた基礎の表面と木造建築物における横構造材とによって規定される既存壁面を取り除く工程と、前記べた基礎の表面と横構造材によって規定される高さ方向外寸法並びに前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に充填材を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する耐震フレーム構造体を準備する工程と、前記耐震フレーム構造体の下縁側を前記べた基礎に連結し、上縁側を前記木造建築物における横構造材に連結して固定する工程と、前記耐震フレーム構造体の外表面に壁面仕上材を取り付けて隅部壁面を仕上げる工程とからなることを特徴とする木造建築物の耐震補強工法を構成するものでもある。

発明の効果

0010

この発明になる木造建築物の耐震補強構造によれば、垂直柱のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱と、この隅部垂直柱を挟む直交する二壁方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱とを含むように、その下部地盤に設けたべた基礎と、前記隅部垂直柱と隣接垂直柱との柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材に連結されている耐震フレーム構造体とによって構成したことにより、従来から弱体部分として指摘されていた木造建築物の四隅垂直柱並びにその近辺を耐震補強した点において、強烈な横揺れ、強烈な突き上げ並びに回転力をともなう地震に対して極めて有効に作用するものといえる。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、この発明になる木造建築物の耐震補強構造および木造建築物の耐震補強工法について、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明が極めて効果的に適用される例を示すものであって、本堂などの大型木造建築物の一部を破断して示す概略的な側面図であり、図2は、その概略的な平面視断面図である。

0012

この発明になる木造建築物の耐震補強構造は、地盤1上に礎石2を据え、礎石2上に垂直柱3を据え、この垂直柱3に土台(または足固め)5、貫6、梁(または桁)7などの横構造材4を連結構築してなる木造建築物に対するものであり、基本的には、垂直柱3のうち当該建築物の隅部に位置する隅部垂直柱3Aと、この隅部垂直柱3Aを挟む直交する二壁8、8方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱3B、3Bとを含むように、その下部地盤1に設けたべた基礎9と、前記隅部垂直柱3Aと隣接垂直柱3Bとの柱間に配置されていて、下縁側が前記べた基礎9に連結され、上縁側が前記木造建築物における横構造材4に連結されている耐震フレーム構造体10とからなっている。

0013

図1において、前記木造建築物における屋根の部分は、化粧垂木11、負12、裏13、野垂木14、母屋15、はね木16、瓦葺17などを含む構成のものであり、当該木造建築物における周囲の地盤側には、犬走り18が設けられている。

0014

前記べた基礎9は、例えば、図2に示すような平面視領域にわたって、図1に示すような側断面構造のものからなっている。前記べた基礎9は、図1に示すように、鉄筋コンクリート19の打設により構成されており、前記隅部垂直柱3Aと隣接垂直柱3Bとの柱間に対応する位置に複数個固定アンカーボルト20が植設してある。

0015

一方、前記耐震フレーム構造体10は、前記べた基礎9の表面9aと横構造材4によって規定される高さ方向外寸法と、前記隅部垂直柱3Aと隣接垂直柱3Bとの柱間に、例えば、隙間フレキシブル充填材21を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する外枠体22と、前記外枠体22の内側に組み合わされる剛域構造部23とを含むものからなっている。前記外枠体22および剛域構造部23は、H鋼材、Cチャンネル溝鋼材などの型鋼材によって組み立てられている。この型鋼材は、腐食に強い亜鉛ドブ漬材耐候性鋼材もしくはステンレス鋼材を用いる。

0016

前記耐震フレーム構造体10における外枠体22の下縁側22Aには、前記固定アンカーボルト20が挿通するに適した挿通孔が設けてあり、当該挿通孔内に固定アンカーボルト20を挿通した後、ナット締めすることによって、前記耐震フレーム構造体10における外枠体22の下縁側22Aを、前記べた基礎9に連結固定する。この場合、前記外枠体22の下縁側22Aとべた基礎9との隙間には無収縮モルタル充填することもある。

0017

前記耐震フレーム構造体10における外枠体22の上縁側22Bには、固定ボルト挿通孔が設けてあり、前記横構造材4越しに固定ボルト24を挿通した後、ナット締めすることによって、前記耐震フレーム構造体10における外枠体22の上縁側22Bを、前記横構造材4に連結固定する。この場合、外枠体22の上縁側22Bと横構造材4との隙間には、隙間寸法に合わせて板などを嵌め込む。

0018

次に、この発明になる既存の木造建築物に対して耐震補強するための耐震補強工法について、その具体的な手順について説明する。先ず、前記建築物の隅部に位置する隅部垂直柱3Aと、この隅部垂直柱3Aを挟む直交する二壁8、8方向に沿って隣接して位置する隣接垂直柱3Bとを含むように、その下部地盤1にべた基礎9を敷設し、複数の固定アンカーボルト20を植設しておく。前記隅部垂直柱3Aと隣接垂直柱3Bとの柱間並びに前記べた基礎9の表面9aと木造建築物における横構造材4とによって規定される既存壁面を取り除く。

0019

一方、前記べた基礎9の表面9aと横構造材4によって規定される高さ方向外寸法並びに前記隅部垂直柱3Aと隣接垂直柱3Bとの柱間に充填材を介在して嵌り合う幅方向外寸法とを有する耐震フレーム構造体10を、工場などにおいて予め準備しておき、これを施工現場持ち込み、前記耐震フレーム構造体10の下縁側22Aを前記べた基礎9に連結し、上縁側を前記木造建築物における横構造材4に連結して固定する。

0020

しかる後、前記耐震フレーム構造体10の外表面に壁面仕上材25を取り付けて、当該建築物の隅部壁面を仕上げる。

図面の簡単な説明

0021

図1は、この発明が極めて効果的に適用される例を示すものであって、本堂などの大型木造建築物の一部を破断して示す概略的な側面図である。
図2は、その概略的な平面視断面図である。

符号の説明

0022

1地盤
2礎石
3垂直柱
3A 隅部垂直柱
3B、3B隣接垂直柱
4横構造材
5土台
6 貫
7 梁
8、8 直交する二壁
9べた基礎
9a べた基礎の表面
10耐震フレーム構造体
18犬走り
19鉄筋コンクリート
20固定アンカーボルト
21 隙間フレキシブル充填材
22外枠体
22A 外枠体の下縁側
22B 外枠体の上縁側
23剛域構造部
24固定ボルト
25 壁面仕上材

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