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佐々木工務店が造るこだわりの木造住宅

近年の日本住宅は高気密高断熱住宅や2×4住宅といった多種多様な住宅産業となっています。このような住宅は耐震性にもすぐれ、快適に暮らせるすばらしい住宅だと思います。しかし、日本の風土で快適に暮らす木造住宅は、在来工法と私たちは考えます。天然木材をふんだんに使った木造住宅は、呼吸をしています。乾燥していると木材に溜められた水分をはきだし、湿気がおおい日には水分を吸収し快適な生活空間を創り上げます。 私たちは末永く建ち続ける木造住宅として、合理性の追求だけによるプレカット(機械加工)にはたよらず、大工職人が1本1本木材に墨を付け丁寧に加工する事で、軸組本来の構造が強くなる合理性を持っていると考えます。
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耐震性の証明
木造建築物の耐震研究では、第一人者といわれている神谷文夫農学博士指導による耐震実験が、茨城県の「森林総合研究所 木質耐震・快適性工学実験棟」にて 行われた。
実験規模は、神戸震災時に神戸海洋気象台が観測した818ガル(マグニチュード7.2)で行われた。


実験風景   実験風景

実験結果
1.耐力は、基準法に必要な壁量の5倍の強度が証明された。
2.同実大実験の他社A棟との比較では、最大変位 50% (1/2)であった。
3.基準法上壁量ゼロの状態での実験でも倒壊せず、残留変位 も10〜20?で接合部のラーメン効果が証明された。

この実験結果は、2000年度日本建築学会にて発表されたものです。



耐震実験詳細レポート「パネル化したOSB耐力壁による在来軸組工法住宅の可動的応答実験」
農林水産省森林総合研究所
構造性能研究室 研究担当 農学博士 神谷文夫
杉本健一 三井信宏
伊藤建友株式会社
1.目的

本研究は、当所が民間との共同で実施している一連の可動的応答実験の一である。今回はOSBでパネル化した耐力壁を用い、軸組の接合部を強固な金物で構成した 住宅について、神戸海洋、NS、1995に対する応答を調べた。

本研究の目的は 耐震性の評価を行うこと、及び、総合的な耐震設計法のための基礎資料を整備することであり、構法間の優劣を比較することではない。
実験の模様
2.建物の概要

伊藤建友株式会社による総2階建てで、多度津A棟と同じ間取り。
土台・大引きはカラマツ、柱・梁・胴差しはホワイトウッド集成材、パネル枠材はS−P−F。瓦は和風セメント瓦。

地震力に対する壁量充足率は1階1.56倍、2階2.45倍。外壁は厚さ9.5?、3×9のOSBを釘打ちしたパネルで、柱(@3.640?)と横架材の間に建物の内側からはめ込む。つまり、OSBは外壁内側に張られる方式で出来上がりは大壁仕様となる。

外壁外側はパネル縦枠と柱に幅455?のサイディングボードを横張り(長さ40?のビスで、縦枠・柱に2本)

壁紙仕上げのため、一室 のみOSBの上に石膏ボードを重ね張り(仕様は間仕切り壁と同じ)、建具はなし。

間仕切壁は、片面が外壁と同じOSB張り、片面が厚さ12?、3×8の石膏ボードを直張り(長さ32?のビス、@200?) 石膏ボードは、上下端が横臥材に届いていないので非耐力壁である。

接合部は和風の継手・ではなく金物を使用。建物4隅の柱と外壁の中間部の柱は土台に対して「勝ち」になっている。これらの柱は2階床位 置で継手を設け、胴差しとともに金物で接合。ホールダウンは使用せず。
床・屋根には合板を張るも、本実験の加力方法では水平構面は対象外である。
3.試験方法

反力床上にH形鋼を置き、基礎とする。

2階床レベルと軒レベルにH形鋼とロッドで 「はちまき」をして、アクチュエータと結ぶ。

建物の質量は、A棟の実測値から屋根 9.2ton、2階床レベル 9.1ton、減衰定数は5%を仮定。

施工しない天井等の材料に 相当する重量と60?/立法メートルの積載荷重相当を砂袋で載荷。

実験は仕様を変えて3回行う。 (フェーズ1,2,3)
実験の模様
4.実験結果

損傷と変位・荷重応答

フェーズ1では、1階の壁の石膏ボードのビス止め周辺部と開口部近辺に局部的な亀裂を生じた。
最大変位は、軒で54.5?(1/107rad)2階床で40.5?(1/71rad)で、A棟の約50%。ただし、土台・基礎間の滑りが約5?含まれている。

実験後の残留変形はなし。

最大応答荷重は、軒10.92tonf、2階床10.78tonfで総せん断力は21.70tonfであった。1/120rad変形時の1階せん断力は17.07tonfで、これは 耐震基準 (必要壁量17.49m×130kgf×1.5倍=3.41ton)の5.0倍に当たる。

一階の外壁の腰壁・垂壁を除去したフェーズ2では、一階の最大応答変位 は約2.4倍になった。
1,2階とも加力方向のOSBを剥がし、代わりに石膏ボードを張ったフェーズ3の一階の最大応答変位 は、161.6?(1/18rad)で、石膏ボードが脱落し、サイディングボードが欠け、残留変位 が10〜20?残った。

しかし、基準法上壁量がゼロの状態で、この程度の損傷であることは注目に値する。

柱の浮き沈み 柱の浮き上がりは、隅柱、開口部脇の管柱、間仕切壁の中央よりで大きく、最大は5.4? (フェーズ1)11.0?(同2)6.2?(同3)また、直交壁が片側にしかついていない 隅柱は両側についている間仕切壁線の端部の柱より大きい。 各壁線のせん断力 OSBのG=14000kgf/cm2、石膏ボードG=13000kgf/cm2として、せん断歪から せん断応力を求めた。以下にフェーズ1の結果 のみ記す。

各壁線のせん断応力を比較すると、壁量は外壁と同じだが腰壁・垂壁がない間仕切壁は外壁の38%とかなり小さい。また、間仕切りの壁の合板と石膏ボード(ともに無開口部分の長さは同じ)の応力を比較すると、合板は石膏ボードの約60%であった。
5.まとめ

本建築の1/120時の耐力は、基準(必要壁量 m×130kgf×1.5)の5倍 で、神戸海洋に対する最大応答変位 は、一階で40.5?(1/71rad)であり、損傷は石膏ボード等の局部的な亀裂であった。サイディングと非耐力壁仕様の石膏ボードだけで、 基準法上壁量がゼロ となったフェーズ3の最大応答変位は1階で161.6?(1/18rad)、残留変位 は10〜20?で、倒壊しなかった。 接合金物がしっかりしていることが耐力上寄与していると推定される。
(備考)本研究は伊藤建友株式会社と森林総研との交流共同研究によった。

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