木造　初めての壁量計算⑤（柱頭・柱脚接合部のＮ値計算）

はじめに

壁量計算①②、③ｏｒ④により、耐力壁に問題がないことがわかれば、次は柱頭・柱脚の引き抜き力について検討します。

なぜ、引き抜き力の検討が必要かというと阪神・淡路大震災の地震被害調査や振動実験により、柱頭・柱脚の接合部の耐力が不十分な場合には、柱が浮き上がって外れてしまうことが明らかになったためです。

引き抜き力の接合方法は、『計算を用いない方法』と『Ｎ値計算』で検討する必要があります。

今回はＮ値計算にて検討します。

※地盤調査の標準貫入試験によって求めるN値（土の締まり具合や強度を求める基準となる数値）とは、別物ですので気を付けてください。

↓この本も参考にしています。

Ｎ値計算とは

耐力壁の倍率から簡易的に引張力を算定し、それに適した金物を選ぶ方法をＮ値計算と言います。

柱に生じる引張力を接合部倍率として表し、引張力を１．９６ＫＮ／ｍ（壁倍率１）×２．７ｍ（標準壁高さ）＝５．３ＫＮで除した数値となります。

この数値に基いて、適合した金物を設置するなど柱頭・柱脚接合部の検討を行っていきます。

計算式は２種類あり、計６パターンのケースが考えられます。

①平屋の柱、2階建ての2階の柱：２パターン

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

まとめると２パターンになります。

①－１　出　隅：Ａ１×０．８－０．４
①－２　その他：Ａ１×０．５－０．６

②2階建ての1階の柱：４パターン

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１＋Ａ２×Ｂ２－Ｌ

まとめると４パターンになります。

②－１　出　隅（１階、２階共）：Ａ１×０．８＋Ａ２×０．８－１．０
②－２　その他（１階、２階共）：Ａ１×０．５＋Ａ２×０．５－１．６
②－３　出隅（１階）＋その他（２階）：Ａ１×０．８＋Ａ２×０．５－１．０
②－４　その他（１階）＋出隅（２階）：Ａ１×０．５＋Ａ２×０．８－１．６

求めたＮ値から下表の継手と仕口を決定します。

記号	N値	必要耐力 (KN)	継手・仕口の仕様
い	0.00以下	0	短ほぞ差し　又は　かすがい打ち
ろ	0.65以下	3.4	長ほぞ差し込み栓　又は　かど金物CP-L
は	1.00以下	5.1	かど金物CP-T　又は　山形プレートVP
に	1.40以下	7.5	羽子板ボルト　又は　短ざく金物（スクリュー釘なし）
ほ	1.60以下	8.5	羽子板ボルト　又は　短ざく金物（スクリュー釘あり）
へ	1.80以下	10	10KN引き寄せ金物
と	2.80以下	15	15KN引き寄せ金物
ち	3.70以下	20	20KN引き寄せ金物
り	4.70以下	25	25KN引き寄せ金物
ぬ	5.60以下	30	15KN引き寄せ金物×2個

Ｎ値計算（２階）

それでは計算していきましょう。

---

まずは、計算パターン２つの２階から計算します。

下図はY7通りの耐力壁と軸組図を表しています。

２階の柱番号４２～５０を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。４２と５０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、４２と５０以外は『０』となります。４２と５０は『２．５』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｙ方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＹ０、Ｙ２通りの耐力壁と軸組図を表しています。

２階の柱番号６～１０、１４～１８を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。６と１０と１４は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差は、１４，１５，１６，１７，６，１０は『２．５』となります。８，９，１８は『０』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｙ方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＸ８通りの耐力壁と軸組図を表しています。

２階の柱番号１０、１３、２０、２９、３７、４１、５０を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。１０と５０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差は、１１０，２０，２９，５０は『２．５』となります。１３，３７，４１は『０』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｘ方向は先ほど検討しましたが、念のため同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＸ０、Ｘ５通りの耐力壁と軸組図を表しています。

２階の柱番号６，１２，１４，１８、２１，２６，３８，４２を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。６と１４と４２は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差は、６，１４，１８、２６，３８，４２は『２．５』となります。１２，２１は『０』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｘ方向は先ほど検討しましたが、念のため同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

以上より、２階のＮ値計算により接合金物が決まりました。

Ｎ値計算（１階）

１階のＮ値計算は、下記計算式の６パターンで計算します。
平屋部分は①の式、２階建て部分は②の式に当てはめていきます。

１階と２階の柱が一致しない場合は、上下の柱のズレが１ｍ以内の場合は上下一致しているものとみなします。また、１ｍ以内に複数の柱がある場合は壁倍率の大きい柱を上下一致しているものとみなします。

それでは計算していきましょう。

---

下図はY7通りの耐力壁と軸組図を表しています。

１階の柱番号４２～５０を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。４２と５０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：１階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、４２と５０以外は『０』となります。４２と５０は『２．５』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

４．次に、『Ａ２：２階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、４２と５０以外は『０』となります。４２と５０は『２．５』となります。

５．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｙ方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１＋Ａ２×Ｂ２－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＹ０、Ｙ２通りの耐力壁と軸組図を表しています。

１階の柱番号１～１０を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。１と１０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：１階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、９以外は『２．５』となります。９は『０』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

４．次に、『Ａ２：２階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
６の柱は１階の柱と一致しないため、１ｍ以内の１階の柱に２階の柱があるものとして計算します。
柱の左右の壁倍率の差なので、８と９は『０』となります。６と１０は『２．５』となります。

５．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｙ方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１＋Ａ２×Ｂ２－Ｌ、Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＸ８通りの耐力壁と軸組図を表しています。

１階の柱番号１０、１３、２０、２５、２９，３７，４１，５０を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。１０と５０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：１階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、１３と４１は『０』となります。それ以外はは『２．５』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

４．次に、『Ａ２：２階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、１３と３７と４１は『０』となります。それ以外は『２．５』となります。

５．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

X方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１＋Ａ２×Ｂ２－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

---

下図はＸ０、Ｘ５通りの耐力壁と軸組図を表しています。

１階の柱番号１，１１，１４，２１，２６，３０，３８，４２を計算します。

１．まず、出隅柱かその他柱か確認します。１と１０は出隅柱となります。

２．次に、『Ａ１：１階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
柱の左右の壁倍率の差なので、９以外は『２．５』となります。９は『０』となります。

３．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

４．次に、『Ａ２：２階の当該柱の両側における軸組の壁倍率の差』を確認します。
６の柱は１階の柱と一致しないため、１ｍ以内の１階の柱に２階の柱があるものとして計算します。
柱の左右の壁倍率の差なので、８と９は『０』となります。６と１０は『２．５』となります。

５．面材の耐力壁なので、筋かいの補正値は『０』となります。

Ｙ方向も同じように確認します。

これらの数値を下記の計算式に代入し、計算します。

Ｎ≧Ａ１×Ｂ１＋Ａ２×Ｂ２－Ｌ、Ｎ≧Ａ１×Ｂ１－Ｌ

数値をまとめて計算したものが下表になります。

以上、Ｎ値計算により接合金物仕様が決定しました。

最後に

今回は、柱頭・柱脚接合部のＮ値計算について計算しました。

どうだったでしょうか。掛け算や足し算、引き算で計算できますが、上下階や柱の位置によって計算が異なるので少し複雑だったのではないでしょうか。

Ｎ値計算により接合金物仕様が決まりましたので、以上で仕様規定の計算は終了とします。

次回は、住宅性能表示について計算します。