3.1 地震力と風圧力の流れ 構造用合板を張った耐力壁 4.1 壁倍率 の柱 脚固定 式とタイロッド式がある)の結果 に限る)の倍率は以下の方法で求める。 から表 16 のように定められている。在 来 軸 倍率=2.5倍×0.6× (面材の高さ) ( / 横架材の内法) ● 地震力の流れ 下地材を経て柱に作用する。柱は風 圧力に 組構法における合板張り耐力壁の壁倍率は、 た だし、準 耐 力 壁 は、面 材の 高さ( 張り 地震力は重量(正しくは質量)のあるところ 対しては、土台と2 階の床(1 階部分の場合)、 仕様 によって 1 . 5 〜 2 . 5 倍である。2 . 5 倍 の 継いでもよい)が 横架 材内法の 8 0 % 以 上で に作用する。特に重量のある部分は床と屋根で あるいは 2 階 の床と屋 根(2 階 部 分 の 場 合) 倍率は、いわゆる二つ割り筋かい(2 . 0 倍)に あること、腰 壁・垂壁は、それぞれの高さが あり、床と屋根に作用した地震力は、耐力壁を で支 持され縦方向に設 置された「はり」とし 木ずり(0 . 5 倍)を張った壁と同じ値である。 3 6 cm 以上、長さが 2 m 以下で、その両側には 経て基礎・地盤へ流れる(図4) 。 て働く。柱に作用した風 圧力は土台、2 階の 枠組壁工法における壁倍率は、仕様によって 耐力壁か準耐力壁があることが必要である。 ● 風圧力の流れ 床、屋根などへ伝達され 、さらに耐力壁を経 2 . 5 〜3 . 5 倍である。 外壁に作用した風圧力は外装仕上げ材や壁 て基礎・地盤へ流れる(図 5)。 ここでいう壁倍率は、建築基 による性能表示制度(任意)を 羽子板ボルト 値が使用できるほか、建築基準 法では耐力壁として認められて いない「合板 が土台、胴差し、 はり、けた等にかからない仕様」 でも、準耐力壁、腰壁・垂壁と して耐力を算入することができ 面 材 1820 距離L ストッパ 変位計 る。ただし、これらを除く正規 の耐力壁だけで必要 壁量を満 図5. 風圧力の流れ 3.2 耐震設計と耐風設計の要領 たすことが条件である。 変位計 図4. 地震力の流れ 表示する場合は、同じ壁倍率の 変位計 ③ 耐力壁はその 地震力を基礎・ 地盤に伝える ① 風圧力は外壁 仕上げ材を介 して柱に加わ る。 柱は屋根・床 に支えられて いるので、 風 圧力は最終的 に床・屋根に 流れる ③ 耐力壁は風圧 力を基礎・地 盤に伝える ホールダウン金物 ① 地震力は主と して重量の重 い床・屋根に 加わる ②床・屋根は風圧力を 耐力壁に伝える 変位計 P正負交番加力 利用して耐震等級や耐風等級を ②床・屋根はその地震力を 耐力壁に伝える 梁:105×180ベイマツ 単位:㎜ 図 6. 柱脚固定式の面内せん断試験の例 4.2 特認による壁倍率 釘を太くしたり、釘間隔を狭くすることによって をCN 75釘で張った耐力壁「ネダノン スタッド 壁倍率を高くすることが可能である。ただし、そ レス5 +(ファイブプラス) 」で倍率 5 . 0の認定を 耐震設計と耐風設計の目的は、床や屋根に 耐震設計に関しては、これまで耐力壁ばかり のような耐力壁を利用する場合は、指定された試 受けた。仕様は、外壁用の大壁・真壁仕様と間 作用する地震力や風圧力を、建物を壊すことな に注意が集まる傾向が強かったが、床や屋根 験機関において実験を基とする評価を受ける必 仕切り壁用(床勝ち)の大壁・真壁仕様の計4 く基礎・地盤へ流すことである。そのためには は耐力壁と両輪のように働かなければならない 要がある。この場合に与えられる建築基準法上の 仕様である。特徴としては間柱が省略できるこ 床と屋根(水平構面)および耐力壁(鉛直構面) 重要な耐震要素である。 壁倍率の上限は5倍である。 と、剛性・耐力が高く粘り強いことが挙げられ 日本合板工業組合連合会(日合連)、東京・東北 る。特に粘りについては、一般の耐力壁が最大 合板工業組合(東京・東北工組) 、 (一社) 日本ツーバ 耐力に達した後、急激に抵抗力が失われるのに イフォー建築協会では、この国土交通大臣の特認制 対して、その2倍以上の変形を生じてもなお最 度により、構造用合板張り耐力壁の認定を受けた。 大耐力に近い抵抗力があり(図 8 参照)、現在あ をしっかり造ることが肝心である。 3.3 構造用合板を張ることによる効果 4 距離H 準法の壁倍率である。品確法 9 準耐力壁、腰壁・垂壁(いずれも大壁仕様 耐 力壁の 壁 倍 率は面内せん断 試 験( 図 6 2730 3 建物の耐震・耐風メカニズムと 構造用合板を張ることによる効果 構造用合板を床・屋根・壁に張ると、水平構 が箱のように一体化して、地震や風に強い強固 木造軸組構法(3階建てを含む)の住宅建築で る耐力壁の中で最も耐震性に優れた耐力壁とい 面と鉛直構面が強固になるとともに、建物全体 な建物ができあがる。 使用できる耐力壁として厚さ24㎜の構造用合板 える。また、厚さ12㎜の構造用合板をCN6 5お 10 4 よびCN 5 0 釘で張った耐力壁で倍率 4 . 0、3 . 8、 の影響等を勘案して定める低減係数を乗じ、 3 . 6、3 . 5、3 . 4、3 . 2、3 .1の認定を受けた。仕様 1 . 9 6kN/m=倍率1として、倍率に換算する。 は、外壁用の大壁・真壁仕様と、間仕切り壁用 (a)見かけのせん断変形角が1/120 rad時の耐力 (床勝ち)の大壁・真壁仕様の計4仕様である。 (柱脚固定式の場合)、または真のせん断変形 枠 組壁工法の住宅建築で使用できる耐力壁 角が1/150 rad時の耐力 (タイロッド式の場合) として、厚さ12 ㎜の構造用合板をCN 6 5およ (b) 最大耐力に2 /3を乗じた値 びCN 5 0 釘で張った耐力壁で、倍率 5 . 0、4 . 8、 (c)降伏耐力、Py 4 . 5、3 . 6の認定を受けた。 (d) 終局耐力Puに(0 . 2 /Ds)を乗じた値 建設省および国土交通省告示の壁倍率に加え、 Py、Dsなどは、実験の荷重─変形関係をバ 大臣認定を受けたこれらの合板張り耐力壁によ イリニア(2直線)化して得られる(図7 参照) 。 り、設計の自由度を広げることができる。 なお、信頼水準75%の5 0 %下限許容限界は、 なお、本耐力壁を用いる場合は、確認申請時に 試験体数が3の場合、平均値に(1-0 . 471V) 認定書の写しを添付する必要がある。 を乗じればよい(Vは変動係数) 。 ● 壁倍率の認定を行う指定機関 ● 評価方法の考え方と旧評価方法との違い (公財)日本住宅・木材技術センター、 (一財) 耐力壁の特認は以前から行われてきたが、平 ベターリビング、 (一財)建材試験センター、 (一財) 成12 年の建築基準法改正により、その方法が 日本建築総合試験所。 以下のように変わった。 ● 評価方法 第1は、改正基準法で、住宅を建てる際、柱 ①試験体寸法:幅1, 820㎜、高さ2 ,730㎜が標準。 脚接合部が耐力壁より先行して破壊しないよう ②軸材:はりはベイマツ構造用製材JAS甲種3 に、柱脚金物の使用が規定されたことから、耐 級程度、柱、土台はスギ構造用製材JAS乙種 力壁の評価でも、これに合わせるため、載荷式 3級程度。 あるいは無載荷式では、柱脚接合部が破壊し ③試験体数:3 以上。 ないように、補強を講じることになったこと。 ④支持方法:タイロッドを用いて柱脚の浮き上が 第2は、旧基準法の非構造部分による地震力 りを拘束する方法、または図6に示す柱脚固定 の1 /3 負担の仮定をやめたことに対する処置と 式(鉛直荷重相当の錘を壁頂部に載荷する載 して、壁倍率1を13 0 kgf/mから2 0 0 kgf/mに 荷式あるいは無載荷とする無載荷式)の方法 増加させたこと。これにより、従来の壁倍率は による。ただし、柱脚固定式では、壁部分に 低減させる必要が生じるが、見直しの結果、旧 先立って柱脚接合部が破壊しないよう、十分な 法の下限品質のための低減係数の3/4に替え 強度を有するホールダウン金物等を使用する。 て、新法では平均値(5 0 %下限許容限界)を基 ⑤加力方法:柱脚固定式の場合、見かけのせん 準とすることとしたこと、柱脚接合部の補強の 断変形角が 1 /45 0、1 /3 0 0、1 /2 0 0、1 / 15 0、 ため耐力が上がったことなどによる相殺があり、 1 / 10 0、1 / 75、1 / 5 0 radで原則として3回の 結果的に倍率は従来のままとなっている。 正負繰り返しを行い、荷重が最大荷重を過ぎ 第3は、大地震時の安全性を確保するため、保 てその8 0 % 以下になるか、変形が 1 / 15rad 有耐力(靭性とエネルギー吸収能力)に関する上 に達するまで加力する。タイロッド式では、上 記(d)を、また、比較的頻繁に来る地震に対する 記の見かけのせん断変形角を真のせん断変形 サービスアビリティーとして上記(c)を加えたこと。 角と読み替え、最初に1 /6 0 0 radを加える。 なお、新しい評価方法では旧法より多くの正 ⑥倍率の算定方法:以下の(a) 〜(d)について、 負繰り返し加力を行うが、その目的は、除荷時 バラツキを考慮して統計的に求めた信頼水 の荷重─変形関係やエネルギー吸収の性能を 準75%の5 0 %下限許容限界の最小値(kN/ 見ることではなく、繰り返しによる耐力低下の m)に、壁材料の耐久性、使用環境、施工性 影響を含んだ包絡線(処女変形の荷重─変形 の影響、壁量計算の前提を満たさない場合 関係)を得ることである。 表16. 告示における木造軸組構法と枠組壁工法の耐力壁の倍率(日合連、東京・東北工組、 (一社)日本ツーバイフォー 建築協会で取得した合板の特認についてはP13表17を参照) 枠組壁工法の耐力壁 木造軸組構法の耐力壁 倍率 材料 材料 種類 厚さまたは断面(㎜以上) 施工例 種類 厚さまたは断面(㎜以上) 施工例 5.0 製材 (筋かい, たすき掛け) 90×90 4.0 製材 (筋かい, たすき掛け) 45×90 構造用合板1級 9 ⑫ 製材 (筋かい) 90×90 構造用合板1級 7.5(9.0未満) ⑫ 製材 (筋かい, たすき掛け) 30×90 構造用合板2級 9 ⑫ ハードボード 7 パーティクルボード 12 3.5 3.0 構造用パネル 2.5 ①,② 構造用合板1級,2級 (直張り, 受材真壁) 7.5 構造用合板2級 7.5(9.0未満) パーティクルボード (直張り, 受材真壁) 12 ハードボード 5.0(7.0未満) 硬質木毛セメント板 12 製材 (筋かい, たすき掛け) 15×90 フレキシブル板 6 製材 (筋かい) 45×90 パルプセメント板 8 鉄筋 (たすき掛け) φ9 硬質木片セメント板 (直張り) 12 炭酸マグネシウム板 (直張り) 12 ハードボード (直張り) 5 1.7 構造用せっこうボードA種 (直張り) 12 構造用せっこうボードA種 12 1.6 構造用せっこうボードA種 (直張り床勝ち) 12 1.5 製材 (筋かい) 30×90 構造用せっこうボードB種 12 構造用合板1級,2級 (貫真壁) 7.5 製材(斜め打ち) 13×210 パルプセメント板 (直張り) 8 パーティクルボード (貫真壁) 12 強化せっこうボード 12 構造用パネル (直張り, 受材真壁) 2.0 ③ ⑫ 構造用パネル (貫真壁) せっこうラスボード (受材真壁) 9 構造用せっこうボードA種 (受材真壁) 12 土塗り (両面) 70 1.3 構造用せっこうボードB種 (受材真壁) 12 1.2 構造用せっこうボードB種 (直張り) 12 1.0 木ずり (両面) せっこうボード 12 製材 (筋かい) 15×90 シージングボード 12 鉄筋 φ9 ラスシート(角波亜鉛鉄板) 0.4 シージングボード (直張り) 12 ラスシート(メタルラス) 0.6 ラスシート(角波亜鉛鉄板, 直張り) 0.4 ラスシート(メタルラス, 直張り) 0.6 せっこうラスボード (貫真壁) 9 せっこうボード (受材真壁) 12 強化せっこうボード (受材真壁) 12 構造用せっこうボードB種 (直張り床勝ち) 12 土塗り (片面, 両面) 55 製材 (格子壁) 105×105 せっこうボード (直張り,直張り床勝ち) 12 強化せっこうボード (直張り,直張り床勝ち) 12 製材 (格子壁) 45×90 0.8 構造用せっこうボードA種 (貫真壁) 12 0.7 構造用せっこうボードB種 (貫真壁) 12 0.6 製材 (格子壁) 90×90 製材 (落込み板壁) 27×130 木ずり (片面) 製材(筋かい) 18×89 土塗り (片面) 製材(横打ち) 13×210 0.9 0.5 備考 せっこうボード (貫真壁) 12 強化せっこうボード (貫真壁) 12 上記の材料を併用した場合は倍率を加算することができるが、 5.0倍を上限とする。 枠組壁工法の倍率は、 たて枠間隔50cm以内の仕様のみ記載。 軸組構法は建築基準法施行令第46号および建設省告示第1100号。枠組壁工法は、国交省告示第1541号による。 11 12 Ⅴ 0.9Pmax Pu 0.8Pmax Ⅲ 荷重 Ⅰ Py Ⅱ Du : Ⅳ Ⅰ : Ⅱ : Ⅲ : Py : Dy : Ⅴ : Ⅵ : 0.4Pmax 0.1Pmax Pu : Dy Dv Ds = 包絡線 Ⅵ 4.3 構造計算で設計する耐力壁の耐力 1 2Du/Dv̶1 0.8Pmaxの時の変形(実験で0.8Pmax以下に ならない場合は1/15rad) 0.1Pmaxと0.4Pmaxを通る直線 0.4Pmaxと0.9Pmaxを通る直線 直線Ⅱを平行移動して包絡線に接する直線 直線Ⅰと直線Ⅲの交点の荷重 包絡線のPyに相当する変形 原点と(Dy,Py)を通る直線 包絡線とX軸及びDuを通りY軸に平行な直線 によって囲まれる面積が、ハッチの面積と等しく なるように引いたX軸に平行な直線 直線ⅥのY軸の値 倍率 仕様 主な施工場所 2級 以上 ○ CN65 外周 100㎜以下 FRM-0335 中通り 200㎜以下 ④ ○ ○ CN50 外周 75㎜以下 FRM-0416 中通り 200㎜以下 ④ 3.1 ○ ○ CN50 外周 100㎜以下 FRM-0415 中通り 200㎜以下 ④ 3.6 ○ ○ CN65 外周 100㎜以下 FRM-0334 中通り 200㎜以下 ⑤ CN50 外周 75㎜以下 FRM-0414 中通り 200㎜以下 ⑤ ⑤ 3.6 大壁床勝ち 外壁 外壁・間仕切り壁 軸 組 3.2 受材真壁 外壁 3.5 受材真壁床勝ち 外壁・間仕切り壁 3.6 5.0 枠 組 2級 以上 2級 13 CN50 ○ × CN50 外周 100㎜以下 FRM-0337 中通り 200㎜以下 ⑥ CN65 外周 100㎜以下 FRM-0339 中通り 200㎜以下 ⑦ CN50 外周 100㎜以下 FRM-0338 中通り 200㎜以下 ⑦ 外周 100㎜以下 FRM-0483 中通り 200㎜以下 ⑦ ○ × × × ○ CN65 ○ ○ CN75 外周 100㎜以下 FRM-0297 ⑧ 大壁床勝ち 外壁・間仕切り壁 ○ ○ CN75 外周 100㎜以下 FRM-0296 ⑨ 外壁 ○ ○ CN75 外周 100㎜以下 受材真壁床勝ち 外壁・間仕切り壁 ○ ○ CN75 外周 100㎜以下 ○ ○ CN65 枠組壁 4.5 外壁・間仕切り壁 ○ ○ ○ 枠組壁・横張り ※ 商品名 ネダノン スタッドレス 5 ※※CNZくぎも使用 ● 認定書請求先 ○ 受材真壁 4.8 1.5 ○ 外周 100㎜以下 FRM-0336 中通り 200㎜以下 外壁 3.6 9 以上 10 未満 ○ 大壁 5.0 12 ○ ○ 4.0 2級 以上 施工例 ○ 大壁 くぎの間隔 認定番号 種類※※ 3.4 24 ※ くぎ打ちの方法 1000 3.8 12 モジュール 910 4.0 外壁・間仕切り壁 ○ 計算や限界耐力計算による設計ルートを採る ただし(公財)日本住宅・木 材 技術センター ことが可能である。この場合、耐力壁は釘接 編集「木造軸組 工法 住宅の許 容応力度設計 合許容せん断耐力や合板に生じるせん断応力 (2 0 0 8 年版)」は、通常の住宅の設計において 度等から設計することができる(P. 2 5を参照)。 は13 . 72 kN/m(倍率 7 相当:=7×1 . 9 6)を上 基準法では、このルートで設計した耐力壁に耐 限とすることを推奨している。 4 4.4 実験に見る合板張り耐力壁の性能 表17. 合板張り大臣認定耐力壁の倍率 等級 力の上限はない。 Du せん断変形角 図7. 荷重一変形関係のバイリニア化の方法 厚さ 工法 (㎜) 在来軸組構法や枠組壁工法では許容応力度 ○ ○ ○ ○ FRM-0298 ⑩ ⑪ 外周 50㎜以下 TBFC-0114 中通り 200㎜以下 ⑫ CN50 外周 50㎜以下 TBFC-0112 中通り 200㎜以下 ⑫ CN65 外周 75㎜以下 TBFC-0111 中通り 200㎜以下 ⑫ CN65 外周 100㎜以下 TBFC-0113 中通り 200㎜以下 ⑫ CN50 外周 100㎜以下 TBFC-9034 中通り 200㎜以下 ⑬ 耐力壁の倍率はせん断実験の結果を基に定 裕があること、スギ合板 12㎜の耐力壁は告示仕 められている。図 8は実験結果の一例で、合板 様に比べて耐力も変形性能(粘り)も向上して 張り耐力壁の場合、在来軸組構法住宅の許容 いること、さらにネダノン スタッドレス5 + は、他 変形角である1 / 12 0 rad時の耐力は、基準法・ の耐力壁にはない高い耐力と優れた変形性能 告示の倍率(倍率2 . 5 = 4 . 9 kN/m)に対して余 を有することが見て取れる。 30 スギ合板24㎜、 2級 (スタッドレス5+大壁. 特認5倍) 25 長さ1m当たりの耐力(kN/m) 4 Pmax 20 スギ合板24㎜、 2級 (スタッドレス5+真壁. 特認5倍) スギ合板12㎜、 2級 (大壁、特認4倍) 15 スギ合板12㎜、 2級 (受材真壁、特認3.4倍) 10 ラワン合板7.5㎜、 1級 (告示2.5倍) 5 軸材の樹種 耐力壁 柱・土台 桁 合板24㎜ スギ ベイマツ スギ ベイマツ 合板12㎜ 合板7.5㎜ 0 二つ割り筋かい ベイツガ ベイツガ ベイツガ二つ割り筋かい ツガ二つ割り筋違い (基準法2倍) (基準法2倍) 2 ベイツガ ベイツガ 6 4 見かけのせん断変形角 (10 −2 8 10 rad) 図8. 構造用合板耐力壁のせん断性能 + ・軸組 12㎜ 枠組 12㎜…日合連(ホームページから認定書のコピーの申請用紙が入手可能です。 ) ・軸組 24㎜(ネダノン スタッドレス 5 +)…東京・東北工組(ホームページから認定書のコピーの申請用紙が入手可能です。 ) ・枠組 9㎜以上 10㎜未満…(一社)日本ツーバイフォー建築協会(但し、認定書の発行には会員登録が必要となります。 ) 14 4 4.5 筋かいとの違い 4.6 合板張り耐力壁の施工方法 ● 方向性がない ● 合板には JASマークの付いた構造用合板 筋かい耐力壁は、図 9 のように基本的に筋 力の方向 力の方向 を使用する 幅の最小値は9 0 cm以上、告示仕様の合板張り 耐力壁の幅の最小値は6 0 cm以上かつ階高/ 例え JASマークが付いていても、コンクリー 幅は5以下とされている。国土交通大臣特認の 筋かいが圧縮となるときは、端部が土台 ・柱・ ト型枠用合板(コンパネ)等の他の合板を使用 耐力壁の幅の最小値については、個々に変形性 胴差しなどに接する( 胴 付きとなる)ことに すると建築基準法違反になるので、絶対に使用 能が異なるため、9 0 cmとも6 0 cmとも言及され よって、力が 伝 達されるが、筋かいが引張り しない。 ていないものもあるが、これらの幅の最小値に かいが圧縮になるときに抵抗する。これは、 ついては最終的には建築主事の判断と考えられ を受けるときには、筋かい端部の接合部は十 分に抵抗できないからである。そのため、筋 ● 釘は規定された種類のものを使用する るので、問題がありそうな場合は事前に建築主 かい端部は金物で補強することになっている 市販されている釘には、N釘、CN釘、FN釘な 事に確認ください。 が、それでも耐力は圧縮の時の半分程度であ どいくつかの種類がある。FN釘はこの中で最 枠組壁工法では、 (一社)日本ツーバイフォー も多く出回っている釘であるが、胴部径の細い 建築協会発行・国土交通省監修「2 0 0 7年枠組 造作用釘であり耐力に乏しい。国土交通省(建 壁工法建築物構造計算指針」によると、幅の最 設省)告示や国土交通大臣の認定書に規定され 小値は6 0 cm以上となっている。 た釘を使用しないと、所定の耐力が出ず建築基 合板を張り継ぐ場合は、合板はできるだけ大 準法違反となるので、設計時だけでなく施工時 きくすることが望ましい。 る。このような理由から、筋かい耐力壁は、 同一耐力壁線上で、筋かいの方向が一対とな るように配置することになっている。これに 筋かいは圧縮 筋かいは引張 筋かいは柱と横架材の 軸組の中で突っ張る 筋かい端部が柱や横 架材から離れる 対して、合板 張り耐 力壁には方向性が無く、 図9. 筋かい耐力壁の方向性 これが筋かいと比べて最大のメリットである。 例えば 狭 小な敷地で間口部分に半間の壁し の現場管理でも細心の注意が必要である。 か設けられない場 合、筋かいを1 本入れても 合板を留め付ける釘は N釘またはCN釘であ 一対にならないが、合板を張れば有効な耐力 り、以下のようになっている。 壁とすることができる。 と、図 10 のように荷重がゼロの付近で容易に 変形するスリップ成分が見られる。これは筋 かい端部が土台・柱・胴差しなどに接するま での隙間によるものである。これに対して合 板耐力壁の場合は初期剛性が高く、筋かいの ようなスリップ成分はない。 筋かいの耐力壁の初期のスリップ成分は金 物補強により減 少させることはできるが、端 部の隙間は施 工 精度に依存し、その影 響を 完全になくすことは困難である。したがって、 合板耐力壁は、高い施工精度がなくても、初 長さ1m当りの荷重(kN/m) ● 施工精度に左右されない 一対の筋かいに繰り返し荷重を作用させる 4 10 切に調整する ・ 軸組構法の告示の耐力壁(表16) :N50 空気圧が過大で、釘が合板にめり込むと、終 ・ 枠組壁工法の告示の耐力壁(表16) :CN50 局強度が低下し、破壊の性状が脆性的になる ・ 軸組構法の大臣認定耐力壁(表17) :仕様に など、耐震性をそこなうことになる。 よりCN50、CN65又はCN75 20 ・ 枠組壁工法の大臣認定耐力壁(表17):仕様 によりCN50又はCN65 10 5 ●自動釘打機を使用する場合は、空気圧を適 ● 合板の張り方には大壁仕様と真壁仕様と がある なお、CN釘の代わりに、CN釘に亜鉛メッキ 大壁仕様の場合は、柱と横架材に直接釘打 処理したCNZ 釘を使用してもよい。 ちし、真壁仕様の場合は、横架材に合板の胴つ なぎ材を取り付けてこれに合板を釘打ちするか -10 10 20 -10 頂部の水平変位(cm) -5 10 20 30 -10 (a) 三つ割り筋かい入り (b) 合板張り 図10. 耐力壁の復元力特性 ● 合板を張り継ぐ場合は、目地部分に胴つな ぎ材を設けて釘を打つ (受材タイプ)、貫を入れてこれに合板を釘打ち する(貫タイプ)。 この胴つなぎ材は合板と合板とを継ぐための 受材タイプの真壁仕様はメカニズム的には大 一種の添板であるから、胴つなぎ材の端部は柱 壁仕様と同じであるが、受材と柱・横架材がす や間柱に強固に接合する必要はない。一般的 べりを生じないように強固に接合する必要があ には釘の斜め打ちで留め付ける程度で良い。 る。貫タイプの真壁仕様は、メカニズムが他の 期剛性の高い安定した性能が容易に得られ 2 つと異なる部分があり、実際の剛性と耐力は ● 耐力壁の幅の最小値を守り、合板の大きさ る耐力壁であるといえる。 やや低くなる傾向がある。 はできるだけ大きくする ● 力が分散するので粘りがある 建築基準法では耐力壁の幅の最小値や合板 ● 耐力壁の構造用合板に設ける開口はできる 筋かい耐 力壁は、筋かい自身とその 接 合 これに対して、合板耐力壁では合板と軸組と の最小の大きさについての規定はないが、在来 だけ小さくし、大きい場合は開口周囲を補 部に大きな力が集中する構造であり、場合に の力の 伝 達が 多数の釘を介して行われるの 軸組構法では、 (公財)日本住宅・木材技術セ 強する よっては土台が引き裂かれたり筋かいが折れ で力が集中せず、粘り強い構造となる。 ンター編「木造軸組工法住宅の許容応力度設計 従来から、耐力壁の構造用合板に配管、電 (2 0 0 8 年版)」によれば、筋かい等の耐力壁の 気配線、換気扇等の小さい孔を設けることは許 たりして脆 性的な破壊を生じることがある。 15 16 4 容されていたが、国住指第 13 3 5号「国土交通 ぼ元の状態に戻るので、床仕上げの前には十分 省住宅局建築指導課長通知(技術的助言)」に に乾燥することが必要である。 より、 「木造の耐力壁について、周囲の軸組か 強度は水分によって変化するが、乾けば元に ら離して設ける径50cm程度の換気扇用の孔は 戻る。合板の製造には、JAS規格に規定された 「開口部」に該当しない」と明示された。しかし、 特類(屋外又は常時湿潤状態となる場所で使 合板の厚さが 12㎜以下で換気扇用等の比較的 用)または1類(断続的に湿潤状態となる場所 大きい孔を空ける場合は、孔の周囲を木材で適 で使用)の接着剤が使用されているため、単板 切に補強することが望ましい。 がはがれるようなことはない。 (雨や湿気で単 4 板がはがれた合板を見ることがあるが、このよ ● 雨ぬれを生じた場合の考え方 うな合板は、耐水性の低い接着剤を使用した 合板は木材と同様に水分を吸放出する性質 造作用の合板である。 ) があり、それにともなってわずかではあるが寸 また、雨ぬれによってスギやカラマツなどに 法変化を生じる。雨ぬれによって水分を多く吸 含まれる化学成分が反応し、板面が褐色や黒 収すると、膨らみ、ねじれ等を生じる。雨ぬれ 色に変色することがあるが、そのために強度が の程度が激しいと膨らみ、ねじれ等が戻らない 低下することはない。 構造用合板7.5㎜以上 N50@150以下 構造用合板7.5㎜以上 N50@150以下 ことがある。雨ぬれの程度が軽微であればほ 合板を張り継がない場合 合板を張り継ぐ場合 図12. 施工例−② 構造用合板7.5㎜厚以上 外壁部 告示「受材真壁仕様」(壁勝ち)基本施工例 貫15×90以上 @610㎜以下 5本以上 間柱 300㎜以下 構造用合板7.5㎜以上 N50@150以下 合板を張り継がない場合 構造用合板7.5㎜以上 N50@150以下 合板を張り継ぐ場合 図11. 施工例−① 構造用合板7.5㎜厚以上 外壁部 告示「大壁仕様」(壁勝ち)基本施工例 17 構造用合板7.5㎜以上 N50@150以下 図13. 施工例−③ 構造用合板7.5㎜厚以上 外壁・間仕切り壁 告示「貫真壁仕様」基本施工例 18 4 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 4 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 胴つなぎ 45 (見付) ×60以上 胴つなぎ 45 (見付) ×60以上 受材 (見付) ×45以上 30 受材 30 (見付) ×45以上 受材 30 (見付) ×45以上 受材 30 (見付) ×45以上 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 合板を張り継がない場合 合板を張り継ぐ場合 合板を張り継がない場合 図14. 施工例−④ 構造用合板12㎜厚 外壁部 特認「大壁仕様」(壁勝ち)基本施工例 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 図16. 施工例−⑥ 構造用合板12㎜厚 外壁部 特認「受材真壁仕様」(壁勝ち)基本施工例 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 胴つなぎ 45 (見付) ×60以上 合板を張り継ぐ場合 受材 (見付) ×45以上 30 間柱 30 (見付) ×60以上 継手間柱 45 (見付) ×60以上 胴つなぎ 45 (見付) ×60以上 受材 30 (見付) ×45以上 受材 30 (見付) ×45以上 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 合板を張り継がない場合 受材 30 (見付) ×45以上 受材 30 (見付) ×45以上 受材 30 (見付) ×45以上 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 合板を張り継ぐ場合 図15. 施工例−⑤ 構造用合板12㎜厚 外壁・間仕切り壁 特認「大壁仕様」(床勝ち)基本施工例 19 合板を張り継がない場合 合板を張り継ぐ場合 図17. 施工例−⑦ 構造用合板12㎜厚 外壁・間仕切り壁 特認「受材真壁仕様」(床勝ち)基本施工例 20 4 受材 45×45以上 合板を張り継がない場合 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継ぐ場合 図18. 施工例−⑧ 構造用合板24㎜厚(ネダノン スタッドレス5+)外壁部 特認「大壁仕様」基本施工例 受材 45×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継がない場合 受材 45×45以上 受材 45×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継がない場合 合板を張り継ぐ場合 図20. 施工例−⑩ 構造用合板24㎜厚(ネダノン スタッドレス5+)外壁部 特認「受材真壁仕様」(壁勝ち)基本施工例 受材 45×45以上 胴つなぎ 60 (見付) ×45以上 受材 45×45以上 胴つなぎ 60 (見付) ×45以上 受材 45×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継ぐ場合 図19. 施工例−⑨ 構造用合板24㎜厚(ネダノン スタッドレス5+)外壁・間仕切り壁 特認「大壁仕様」(床勝ち)基本施工例 21 胴つなぎ 60 (見付) ×45以上 胴つなぎ 60 (見付) ×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 4 受材 45×45以上 受材 45×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継がない場合 受材 45×45以上 構造用合板24㎜ CN75@100 合板を張り継ぐ場合 図21. 施工例−⑪ 構造用合板24㎜厚(ネダノン スタッドレス5+)外壁・間仕切り壁 特認「受材真壁仕様」(床勝ち)基本施工例 22 4 4.7 合板張り耐力壁のメカニズム 頭つなぎ (204) 頭つなぎ (204) 上枠 (204) 上枠 (204) ブロッキング (204) たて枠 (204) たて枠 (204) 合板張り耐力壁のメカニズムは、図2 4 のよう 接合部の変形による軸組全体のせん断変形、 に垂直に立てた片持のIビームと同じである。 ③柱の浮き沈みによる軸組全体の回転変形、 すなわち、外側の柱はフランジとして曲げの力に ④柱の引張・圧縮による軸組全体の曲げ変形 対して抵抗し、合板はウェブとしてせん断力に対 からなる。この中では特に①〜③が支配的で、 して抵抗する。合板耐力壁の剛性・強度が高 それぞれ、合板の厚さとせん断弾性係数(G)、 いのは、柱と横架材に合板を張り付けることに 合板を留めている釘接合部の剛性(釘の太さと よって、せいが大きく長さが短いIビームが構成 間隔)、柱と土台・胴差し・桁・はりなどの接合 されるからである。 部の剛性によって決まる。このうち、③の変形 合板耐力壁の変形は、図2 5に示すように、① については改正基準法でホールダウン金物等を 合板自身のせん断変形、②合板を止めている釘 用いて強度の確保を図ることとなった。 4 下枠 (204) 下枠 (204) 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 合板を張り継がない場合 構造用合板12㎜ 釘種類と間隔は認定により異なる 合板を張り付けている ② 釘接合部分が変形する 合板を張り継ぐ場合 図22. 施工例−⑫ 枠組壁工法 構造用合板12㎜厚 外壁・間仕切り壁 告示・特認 基本施工例 柱はフランジに相当 力の方向 (曲げの力に抵抗) フランジ (せん断力に対 して抵抗) ウェブ 合板は ウェブ に相当 合板がせん断 変形を生じる ① この柱には引張 応力が生じる ④ 頭つなぎ (204) この柱には圧縮 ④ 応力が生じる 反力 合板耐力壁 上枠 (204) Iビーム 図24. 合板耐力壁のメカニズム ③ 柱が土台から 引き抜ける ③ 柱が土台に めりこむ 図25. 合板耐力壁の変形 たて枠 (204) 下枠 (204) 構造用合板2級9㎜以下10㎜未満 CN50 外周@100以下 (水平方向の目地を除く) その他の部分@200以下 図23. 施工例−⑬ 枠組壁工法 構造用合板9㎜厚以上10㎜厚未満 外壁・間仕切り壁 特認 基本施工例 23 24 4 4.8 許容応力度計算における 合板張り耐力壁のせん断耐力 構造用合板を張った床 ● 軸組構法 ● 枠組壁工法 5.1 水平構面の役割 軸組構法において、3階建て建物や延べ床 枠組壁工法の場合も、軸組構法と同様に、 ● 水平構面に加わる地震力を耐力壁に伝達 面積が 5 0 0 平米を超える場合は、許容応力度 3階建てなどになると許容応力度計算が要求 計算が要求される。一般的に、告示や特認に される。告示や特認の耐力壁のせん断耐力に 水平構面の第一の役割は、水平構面に作用 までであるが、現実的には間取りや敷地条件な よる耐力壁のせん断耐力については、倍率1= ついては、倍率 1=1 . 9 6 kN/mとして倍率から する地震力を耐力壁に伝達することである。い どからそのようにならざるを得ない場合が多い。 1 . 9 6 kN/mとして壁倍率から換算する方法で計 換算するのも軸組構法と同様である。これら かに耐力壁が十分に配置されていたとしても、 図 2 7のように、耐力壁の配置が悪い建物の 算することとなっている。また、これら以外の 以外の耐力壁については、 (一社)日本ツーバ 水平構面が弱いと建物は分解する。 場合、水平構面の剛性が低いと、水平構面はひ 耐力壁については、 (公財)日本住宅・木材技 イフォー建築協会発行「2 0 0 7年枠組壁工法建 強度だけでなく剛性も重要である。水平構面 し形に変形し、地震力は二つの妻壁に等分に 術センター「木造軸組工法住宅の許容応力度 築物構造計算指針」に釘接合耐力等から計算 の剛性が低いと、図 2 6 のように内部耐力壁は 加わることになる。従って開口の大きい手前の 設計(2 0 0 8 年版):通称 グレー本」に釘接合 で誘導する方法が記載されている。この式は、 外壁の耐力壁より大きな変形を生じることとな 妻壁は大きく変形し、建物は大きな損傷を受け 耐力等から計算で誘導する方法が記載されて 軸組構法を対象としたグレー本の式よりシンプ る。このような変形を生じると、内部耐力壁に ることになる。 いる。ただし、これによる耐力は、13 . 72 kN/m ルであるが、耐力を安全側に見積もる傾向が は過大の地震力が集中し、逆に外壁の耐力壁 しかしながら、水平構面が剛床であれば、水平 ある。 (倍率 7 相当)までとなっている。 すること バランスな建物であった。耐力壁の配置のアン バランスは、設計が悪いといってしまえばそれ は十分に働かないことになる。水平構面の変形 構面は変形せずに矩形を保つので建物は図に なお、ネダノン スタッドレス5 + の倍率は5であ は耐力壁間距離が大きくなると、また、吹き抜け 示すようにねじられる。ねじりに対しては地震の るが、実力はそれ以上あり、柱頭・柱脚接合部設 などを設けると大きくなるので、このような場合 力の方向と直角の方向にある耐力壁も抵抗する 計用の耐力としてその倍率(仕様によって5 . 9 ~ は、特に水平構面の剛性を高くする必要がある。 ので、この直交壁の耐力が大きければねじり変 7. 0)が付随している。従ってネダノン スタッドレ ス5 の耐力は、この柱頭・柱脚接合部設計用の + 倍率を換算した値を使用する。 5 形は小さくなる。すなわち、開口の大きい手前の ● 耐力壁の配置のアンバランスによる悪影響 を少なくすること 妻壁の変形と反対側の妻壁の変形との差が小さ くなる。このように水平構面の剛性が高いと、耐 阪神・淡路大震災で大きな被害を受けた木造 力壁の配置がアンバランスであっても、直交壁を 住宅の一つのパターンは、耐力壁の配置がアン 補強することで、その悪影響を減少させることが できる。 壁 耐力 の 小 線 形 変 線 壁 耐力 の 大 形 変 線 壁 耐力 中の 形 変 線 力壁 耐 小の 形 変 震力 地 図26. 水平力と耐力壁の変形 25 26
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