NSJ住宅性能研究所

各部設計（木造住宅）シリーズ3

筋かい接合部

■筋かい接合部とは？木造住宅で重要な理由をわかりやすく解説

木造住宅の耐震設計では、筋かいの強さだけでなく、筋かい端部の接合部も重要です。

なぜなら、筋かい本体が強くても、接合金物が先に壊れてしまえば、耐力壁としての性能を十分に発揮できないからです。

この記事では、筋かい接合部の基本的な考え方、柱頭柱脚との違い、引張と圧縮で異なる壊れ方、接合金物の選び方まで、わかりやすく解説します。

■筋かい接合部の基本は「筋かいの強さに応じて金物を選ぶ」こと

筋かい接合部では、筋かいの耐力に応じて接合金物を選定するのが基本です。

これは単純に見えますが、耐力壁端部柱の柱頭柱脚接合部とは考え方が異なります。

柱頭柱脚の接合部では、柱が支える鉛直荷重によって引抜力が変わるため、同じ耐力壁でも配置によって必要性能が変わります。

一方、筋かい端部の接合部は、原則として筋かいが受ける水平力に対応できる性能を持つ金物を選べばよいとされています。


■木造軸組み構法と枠組壁工法で筋かいの考え方は違う

木造軸組み構法では、

・柱、梁が鉛直荷重を支える
。筋かいや面材耐力壁が水平力を負担する

という役割分担になっています。

つまり、筋かいは主に地震や風による横力に抵抗する部材です。

筋かい接合部も、水平力に見合った金物を選定する考え方になります。

これに対して、枠組壁工法の壁は、鉛直荷重と水平力を同時に負担します。

そのため、壁には圧縮性能も必要になり、軸組み構法の筋かいとは役割が異なります。


■筋かいは引張と圧縮で壊れ方が違う

筋かい接合部を理解するうえで重要なのが、筋かいは引張と圧縮で発揮する耐力が異なるという点です。

●圧縮時の壊れ方

筋かいが圧縮を受けると、部材が途中でたわんで座屈しやすくなります。

●引張時の壊れ方

筋かいが引張を受けると、端部の接合部や金物に力が集中し、金物の引張破壊が問題になりやすくなります。

引張時と圧縮時で筋かいの挙動が異なります。

■45×90の筋かい接合部はどう考える？

45mm×90mmの筋かいは、仕様規定上の壁倍率は2.0倍です。

設計上は次のように分けて考えます。

・引張：1.5倍
・圧縮：2.5倍

このため、筋かい端部の接合金物には、少なくとも1.5倍相当の引張耐力が必要になります。

ここが、単純に壁倍率2.0倍だけを見ればよいわけではない理由です。


■90×90以上の筋かいは壁倍率3.0倍でも注意が必要

90mm×90mm以上の筋かいでは、所定の壁倍率は3.0倍です。

しかし実際には、

・圧縮：5.0倍
・引張：1.0倍

として扱われます。

つまり、大断面の筋かいでも、圧縮には強い一方で、引張側については別に確認しなければなりません。

筋かい接合部の設計では、引張と圧縮を分けて考えることが非常に重要です。


■筋かい接合金物の種類と選び方

筋かい端部の接合金物としては、日本住宅・木材技術センターのZマーク表示金物が代表例として知られています。

現在では、各金物メーカーからも多くの専用製品が販売されています。

選定のポイントは、筋かいの引張耐力に見合った性能を持つかどうかです。

見慣れた金物を何となく使うのではなく、筋かいの仕様と必要耐力を確認して選ぶことが重要です。


■昔の筋かい金物と現在の主流金物の違い

以前は、柱や筋かいの側面に釘打ちするタイプの金物が多く使われていました。

しかし、このタイプは金物の厚みや釘頭の出っ張りの処理が必要で、納まりに注意が必要でした。

そのため、現在では箱形の筋かい金物が一般的になっています。

また、横架材と柱の両方にまたがるタイプだけでなく、筋かいと柱のみで固定するタイプも普及しています。


＜まとめ＞筋かい接合部は「引張側」を意識して選ぶことが大切

筋かい接合部では、筋かいの壁倍率だけでなく、引張時に必要な耐力を満たす金物かどうかを確認することが大切です。

ポイントをまとめると、次の通りです。

・筋かい接合部は筋かいの強さに応じて選ぶ
・柱頭柱脚接合部とは考え方が異なる
・木造軸組み構法では筋かいは主に水平力を負担する
・筋かいは引張と圧縮で壊れ方が違う
・接合金物は特に引張側の必要耐力を意識して選ぶ

木造住宅の耐震性を正しく確保するには、筋かい本体だけでなく、接合部まで含めて一体で考えることが重要です。


次回は、筋かい接合部と許容応力度計算について、お話します。