NSJ住宅性能研究所

各部設計（木造住宅）シリーズ21

アンカーボルトのせん断力

■アンカーボルトのせん断力の検定とは？土台の横ずれを防ぐための重要チェック

木造住宅の耐震設計では、耐力壁の強さだけでなく、力を基礎まできちんと伝えられるかを確認することが大切です。

その中でも重要なのが、アンカーボルトのせん断力の検定です。

アンカーボルトは、土台を基礎に固定する部材です。

地震や台風などで建物に水平力が加わったとき、土台が基礎の上を横に滑らないようにする役割があります。


■アンカーボルトの役割は「土台の横滑り」を防ぐこと

耐力壁は、地震力や風圧力といった水平力に抵抗するための壁です。

耐力壁が水平力を受けると、力は柱や面材、釘などを通じて土台へ伝わります。

特に面材耐力壁の場合は、面材が土台に直接釘打ちされているため、耐力壁の力が土台へ伝わりやすくなります。

結果、土台には横方向の力が加わります。

つまり、耐力壁が地震や風に抵抗すると、その反力によって土台は基礎の上を横に滑ろうとするのです。

土台の横ずれを防ぐために、アンカーボルトで土台と基礎をしっかり固定しておく必要があります。

■耐力壁が強くても、アンカーボルトが弱いと危険

木造住宅の構造を考えるうえで大切なのは、力の流れです。

地震や風による水平力は、次のような流れで基礎へ伝わります。

耐力壁 → 柱・面材・釘 → 土台 → アンカーボルト → 基礎

この流れのどこかが弱いと、建物全体として十分な耐震性能を発揮できません。

たとえば、耐力壁をたくさん配置して壁量を確保していても、土台を基礎に固定するアンカーボルトの耐力が不足していれば、土台が横にずれてしまうおそれがあります。

つまり、耐力壁だけを強くすればよいわけではありません。

耐力壁が受けた力を、土台やアンカーボルトを通じて基礎まで確実に伝えることが重要です。


■アンカーボルトのせん断力の検定は「通りごと」に行う

アンカーボルトのせん断力の検定は、建物全体でまとめて行うのではなく、通りごとに確認します。

ここでいう「通り」とは、耐力壁が並んでいる構面のことです。

水平力に対する耐力壁の検討は、X方向・Y方向それぞれの通りごとに行います。

そのため、土台の横ずれを止めるアンカーボルトについても、同じように通りごとに検定します。

確認する内容は、次のように考えると分かりやすいです。

「通りに配置されているアンカーボルトだけで、その通りの耐力壁が負担する水平力を受け止められるか？」

耐力壁の耐力とアンカーボルトのせん断耐力を、同じ通りの中で比較することがポイントです。


■M12・M16の本数と許容せん断耐力を合計する

アンカーボルトには、一般的にM12やM16といったサイズがあります。

検定では、それぞれのアンカーボルトについて、1本あたりの許容せん断耐力を確認します。

考え方はシンプルです。

M12の許容せん断耐力 × M12の本数
＋
M16の許容せん断耐力 × M16の本数

合計が、その通りに加わる水平力以上であれば、アンカーボルトのせん断力は安全側と判断できます。

反対に、アンカーボルト全体のせん断耐力が水平力を下回る場合は、アンカーボルトの本数や配置、仕様を見直す必要があります。

■アンカーボルトのせん断力検定で確認するポイント

アンカーボルトのせん断力の検定では、主に次の4点を確認します。

●1つ目は、耐力壁が負担する水平力です。

これは、その通りに配置された耐力壁の許容せん断耐力をもとに考えます。

●2つ目は、アンカーボルトのサイズです。

M12なのか、M16なのかによって、1本あたりの許容せん断耐力が変わります。

●3つ目は、アンカーボルトの本数です。

同じサイズのアンカーボルトでも、本数が多ければ、その通り全体で負担できるせん断耐力は大きくなります。

●4つ目は、検定を通りごとに行うことです。

建物全体の本数でまとめて判断するのではなく、各通りに配置されたアンカーボルトで、その通りの水平力を受け止められるかを確認します。


■アンカーボルトのせん断力が不足するとどうなる？

アンカーボルトのせん断力が不足すると、地震や強風時に土台が基礎の上で横にずれる可能性があります。

土台が動いてしまうと、耐力壁が本来の性能を発揮できなくなります。

また、柱脚部や面材、釘、基礎まわりにも想定外の力がかかり、損傷につながるおそれがあります。

そのため、アンカーボルトのせん断力の検定は、単なる部材チェックではありません。

建物全体の力の流れを成立させるための、重要な確認項目です。


＜まとめ＞耐力壁の力を基礎へ伝えるためにアンカーボルトの検定が必要

アンカーボルトのせん断力の検定は、耐力壁が受けた水平力によって、土台が基礎の上を横に滑らないかを確認するための検討です。

耐力壁が地震や風に抵抗すると、その力は土台へ伝わります。

土台を基礎に固定し、横ずれを防ぐのがアンカーボルトの役割です。

検定では、通りごとにアンカーボルトのせん断耐力を合計し、その通りに加わる水平力以上であるかを確認します。

木造住宅の耐震性能を考えるうえでは、耐力壁の量や配置だけでなく、土台・アンカーボルト・基礎まで力がきちんと伝わるかを確認することが欠かせません。


次回は、コーン状破壊について、お話します。