JP2000336813A

JP2000336813A - 鉄骨系構造物の耐震壁の施工法

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Publication number: JP2000336813A
Application number: JP11150862A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Kanda; 徹志閑田; Toshiyuki Fukumoto; 敏之福元; Takashi Okayasu; 隆史岡安; Yukio Hayashi; 幸雄林; Kenichi Kono; 賢一河野; Masaya Taki; 正哉瀧; Nobuaki Yoshioka; 伸明吉岡
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-05
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP3648094B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合
材料）を使用することで、高い抵抗力を保持したまま周
辺架構（フレーム）の変形に追従し、大きなエネルギー
吸収性能を発揮することができる耐震壁を簡単かつ迅速
に施工することができるものである。さらに、配筋作業
や周辺フレームとの複雑な接合工法がなく、施工が非常
に容易なものである。【解決手段】鉄骨柱２と鉄骨はり３による架構（フレ
ーム）１で、鉄骨はり３に接合用スタッドボルト５を配
置し、この架構１内に、短繊維を混入してコンクリート
およびモルタルを練り混ぜ、同繊維を３次元ランダム配
合させることにより、引張・曲げ強度および靭性を向上
させた複合材料であり、引張ひずみが１％を超えるよう
な高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）６
を流し込んで耐震壁４を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨系構造物の耐
震壁の施工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨造、鋼管充填コンクリート構造等の
鉄骨系構造物において、水平地震力への抵抗性を高める
ため、ブレースや鉄筋コンクリート造（ＲＣ）耐震壁が
主要な耐震抵抗要素として用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの耐震
要素は、一般に高い剛性と耐力を示すが、変形性能に乏
しいため、エネルギー吸収能力に欠けることが問題とな
っている。

【０００４】特に、鉄骨系の柱およびはりによる架構
（フレーム）にこれらのＲＣ耐震壁等を組み合わせる
と、架構（フレーム）自体は大きな変形能力を示すこと
ができるにも関わらず、ＲＣ耐震壁に変形能力がないた
め、構造物全体としては大きなエネルギー吸収能力を得
ることができない。

【０００５】したがって、耐震壁に変形能力を持たせる
ことができれば、高い水平耐力とエネルギー吸収能力を
併せ持つような耐震性に富む構造物を構築することがで
きる。

【０００６】耐震壁に変形能力を持たせようとする試み
はこれまでにも多くなされている。例えば、特公平４−
１９３５４号公報では低強度コンクリートを用いて靭性
に富む壁としている。しかし、低強度コンクリートを用
いれば耐震壁の水平抵抗力は大きく低下する。

【０００７】また、特開平１０−２５９０５号公報で
は、中央部分は高強度のコンクリート、周辺部分に普通
強度のコンクリートを用いることで高靭性を有する耐震
壁を構築する方法を提案している。しかし、この２種類
のコンクリートを同一壁体で打ち分けることは非常に施
工手順が多く現実的ではない。

【０００８】また、ＲＣ系の耐震壁を鉄骨系の架構（フ
レーム）と接合すると、大変形時に接合部のコンクリー
トが応力集中により破壊することを防止するため、一般
に接合部が複雑となる。

【０００９】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）
を使用することで、高い抵抗力を保持したまま周辺架構
（フレーム）の変形に追従し、大きなエネルギー吸収性
能を発揮することができる耐震壁を簡単かつ迅速に施工
することができる鉄骨系構造物の耐震壁の施工法を提供
することにある。

【００１０】本発明は前記目的を達成するため、第１
に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、鉄骨はりに接合用
スタッドボルトを配置し、この架構内に、短繊維を混入
してコンクリートおよびモルタルを練り混ぜ、同繊維を
３次元ランダム配合させることにより、引張・曲げ強度
および靭性を向上させた複合材料であり、引張ひずみが
１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメ
ント複合材料）を流し込んで耐震壁を成形することを要
旨とするものである。

【００１１】第２に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、
上下の鉄骨はりにパンチングメタルを溶接し、この架構
内に、短繊維を混入してコンクリートおよびモルタルを
練り混ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることによ
り、引張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料で
あり、引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材
料（短繊維補強セメント複合材料）を流し込んで耐震壁
を成形することを要旨とするものである。

【００１２】第３に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構に、
短繊維を混入してコンクリートおよびモルタルを練り混
ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることにより、引
張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、
引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短
繊維補強セメント複合材料）によるＰＣａ版（プレキャ
ストコンクリート版）を組立てて耐震壁を構築するこ
と、および、ＰＣａ版は、鉄骨はりに設置した接合鋼板
を挟み込み、接合ボルトで締結すること、または、ＰＣ
ａ版は、隅部に接合用鋼材を設け、この接合用鋼材を鉄
骨柱または鉄骨はりに溶接することを要旨とするもので
ある。

【００１３】第４に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、
鉄骨はりにスタッドコネクタボルトを溶接しておき、引
張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、
引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短
繊維補強セメント複合材料）によるＰＣａ版で、周辺部
に欠き込みを入れたＰＣａ版を架構内に前記スタッドコ
ネクタボルトが欠き込み内に挿入するように納めて、Ｐ
Ｃａ版と架構間をグラウトすることを要旨とするもので
ある。

【００１４】第５に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、
鉄骨はり下に鋼板を設置して架構の開口を塞ぐ鋼板壁を
構築し、該鋼板壁を型枠として、短繊維を混入してコン
クリートおよびモルタルを練り混ぜ、同繊維を３次元ラ
ンダム配合させることにより、引張・曲げ強度および靭
性を向上させた複合材料であり、引張ひずみが１％を超
えるような高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合
材料）を鋼板壁の両側に配設して耐震壁を成形すること
を要旨とするものである。

【００１５】第６に、鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、
鉄骨はり下に鋼板を設置して架構の開口を塞ぐ鋼板壁を
構築し、短繊維を混入してコンクリートおよびモルタル
を練り混ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることに
より、引張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料
であり、引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ
材料（短繊維補強セメント複合材料）によるＰＣａ版
（プレキャストコンクリート版）を鋼板壁を挟み込むよ
うに配設し、接合ボルトで締結して耐震壁を成形するこ
とを要旨とするものである。

【００１６】第７に、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セ
メント複合材料）は、材令２８日の硬化体の引張試験に
おいて引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であ
って、下記［Ｆ１］のＰＶＡ短繊維を水セメント比４０
％以上でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０
を含む）の調合マトリクスに、１．５越え３ｖｏ１．％
の配合量で、３次元ランダムに配合したものであること
を要旨とするものである。［Ｆ１］・繊維径４０〜５０μｍ・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１０００ＭＰａ〜１５００ＭＰａ未満・みかけの繊維強度７００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ未満

【００１７】第８に、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セ
メント複合材料）は、材令２８日の硬化体の引張試験に
おいて引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であ
って、下記［Ｆ２］のＰＶＡ短繊維を水セメント比３０
％以上でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０
を含む）の調合マトリクスに、１越え３ｖｏ１．％の配
合量で、３次元ランダムに配合したものであることを要
旨とするものである。［Ｆ２］・繊維径５０μｍ以下・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下・みかけの繊維強度１０００ＭＰａ〜１８００ＭＰａ以
下

【００１８】請求項１記載の本発明によれば、高靭性Ｆ
ＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）は鋼材に匹敵
するひずみ能力を持つため、これで施工した耐震壁は、
高い抵抗力を保持したまま周辺架構（フレーム）の変形
に追従し、大きなエネルギー吸収性能を発揮することが
できる。すなわち、高いせん断抵抗力のもので優れた靱
性を確保することが可能である。

【００１９】また、配筋作業や周辺架構（フレーム）と
の複雑な接合工法がなく、施工が非常に容易である。例
えば、ＲＣ耐震壁を鉄骨系のフレームに用いると、ＲＣ
耐震壁の補強筋を周辺フレームに簡便に定着することが
できないため、接合部が非常に複雑となる。これに対し
て、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）
では、スタッドボルトを用いて簡易に接合が可能であ
る。これは、補強筋が原則として必要ないこと、および
周辺架構（フレーム）と耐震壁の接合部、例えばスタッ
ドボルトの周辺で大きな応力集中が高靭性ＦＲＣ材料
（短繊維補強セメント複合材料）に生じるが、同ＦＲＣ
の優れた損傷緩和性能により、この応力集中で脆弱的に
破壊することを防ぐことができる。

【００２０】請求項２記載の本発明によれば、前記請求
項１の発明のスタッドボルトの代わりにパンチングメタ
ルを使用するもので、前記請求項１と同様な作用が得ら
れる。

【００２１】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合
材料）によるＰＣａ版（プレキャストコンクリート版）
とすることで、耐震壁をより簡易かつ迅速に施工するこ
とができる。

【００２２】請求項４記載の本発明によれば、ＰＣａ版
は鉄骨はりに設置した接合鋼板を挟み込み、接合ボルト
で締結することで、ＰＣａ版を簡単に建込むことができ
る。

【００２３】請求項５記載の本発明によれば、前記請求
項４記載の本発明と同様に、ＰＣａ版は、隅部に接合用
鋼材を設け、この接合用鋼材を鉄骨柱または鉄骨はりに
溶接することで、ＰＣａ版を簡単に建込むことができ
る。

【００２４】請求項６記載の本発明によれば、周辺部に
欠き込みを入れたＰＣａ版を架構内に前記スタッドコネ
クタボルトが欠き込み内に挿入するように納めて、ＰＣ
ａ版と架構間をグラウトすることで、ＰＣａ版を簡単に
建込むことができる。

【００２５】請求項７記載の本発明によれば、鋼板壁と
併用することにより、高耐力で靱性に富む非常に高性能
の耐震壁を構築することができる。鋼板壁単独では、面
内せん断力を受けて圧縮応力が発生する部分で鋼板が面
外座屈し、せん断耐力が十分に発揮できず、変形性能も
小さくなる。これに対して、鋼板壁の両側を高靭性ＦＲ
Ｃ材料（短繊維補強セメント複合材料）で覆うと、鋼板
壁単独の場合に生じる座屈を防止することができる。さ
らに、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）の優れた変形性能により鋼板部分と高靭性ＦＲＣ材
料部分は一体として挙動することができ、高耐力と高靭
性を両立させることが可能となる。

【００２６】請求項８記載の本発明によれば、前記請求
項７記載の本発明と同様であるが、これに加えて、ＰＣ
ａ版（プレキャストコンクリート版）とすることで、耐
震壁をより簡易かつ迅速に施工することができる。

【００２７】請求項９および請求項10記載の本発明によ
れば、前記作用に加えて、安価な汎用材料であるＰＶＡ
繊維（マトリクス中の見かけ繊維強度は高性能ポリエチ
レン繊維の１／２〜１／３程度でしかない）を用いて高
靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）を実現
することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の鉄骨系構造物
の耐震壁の施工法の第１実施形態を示す一部切欠いた正
面図で、図中１は鉄骨柱２と鉄骨はり３による架構（フ
レーム）である。

【００２９】鉄骨系構造物としては鉄骨造、鋼管充填コ
ンクリート構造等の場合があり、鉄骨柱２と鉄骨はり３
も型鋼とボックス（鋼管）の両方の場合があるが、以
下、説明はＨ型鋼による場合をもってする。

【００３０】上下の鉄骨はり３のフランジ面に架構（フ
レーム）１と耐震壁４の接合用スタッドボルト（頭付
き）５を配置し、図示は省略するが型枠を立ててから、
そこに高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）６を流し込むだけである。

【００３１】鉄骨による架構（フレーム）１と高靭性Ｆ
ＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）６による耐震
壁４の接合は非常にシンプルである。鉄骨による架構
（フレーム）１と高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメン
ト複合材料）６による耐震壁４は、高靭性ＦＲＣ材料の
せん断強度により十分なせん断耐力を有するため、鉄筋
による補強は原則として必要ない。

【００３２】高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複
合材料）６は、材令２８日の硬化体の引張試験において
引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であって、
下記［Ｆ１］のＰＶＡ短繊維を水セメント比４０％以上
でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０を含
む）の調合マトリクスに、１．５越え３ｖｏ１．％の配
合量で、３次元ランダムに配合したものである。［Ｆ１］・繊維径４０〜５０μｍ・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１０００ＭＰａ〜１５００ＭＰａ未満・みかけの繊維強度７００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ未満

【００３３】もしくは、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強
セメント複合材料）６は、材令２８日の硬化体の引張試
験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型
であって、下記［Ｆ２］のＰＶＡ短繊維を水セメント比
３０％以上でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下
（０を含む）の調合マトリクスに、１越え３ｖｏ１．％
の配合量で、３次元ランダムに配合したものである。［Ｆ２］・繊維径５０μｍ以下・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下・みかけの繊維強度１０００ＭＰａ〜１８００ＭＰａ以
下

【００３４】前記ＰＶＡ繊維配合の高靭性ＦＲＣ材料６
は、マトリクスと繊維の摩擦付着強度が１〜６ＭＰａ、
化学付着強度が４０ＭＰａ以下である。

【００３５】そして、モルタル中にＰＶＡ短繊維を３次
元方向にランダムに配合させてなる繊維補強セメント複
合材料（ＦＲＣ材料）の調合にさいし、下記の式（２）
で求まるコンプリメンタルエネルギーＪ′_bと、式
（ｌ）の関係を有するマトリクスの破壊靭性Ｊ_tip間
で、３Ｊ_tip＜Ｊ′_b の関係が成立するＰＶＡ短繊維を使用し且つマトリクス
の調合を決定することを特徴とするＰＶＡ短繊維を用い
た高靭性ＦＲＣ材料の調合法による。

【００３６】

【数１】ただし、 σ_a：マルチクラック発生時の作用応力 δ_a：マルチクラック発生時のクラック中央部の開口変
位 σ_c：繊維による架橋応力 σ_c（δ）：繊維による架橋応力σｃと開口変位δの関
係 δ_peak：最大架橋応力 δ_peak：σ_peakに対応する開口変位を表す。ここに、Ｊ_tipはマトリクスの調合すなわち水
セメント比や砂／セメント比によって制御可能な値であ
り、実験によってその値を確認することができる。例え
ば大岸、小野：セメントペースト、モルタルの破壊靭性
に及ぼす試験要因効果、「コンクリート工学」vol.２
５．No．２、PP．１１３−１２５。

【００３７】前記ＰＶＡ繊維配合の高靭性ＦＲＣ材料６
は引張ひずみ１％以上、好ましくは２％以上を有する。
本明細書で言う「引張ひずみ」は材令２８日以上の硬化
体の引張試験で得られる応力一歪み曲線において、最大
引張応力値でのひずみ量（％）を言う。実際には、材令
２８日での試験体の引張試験（例えば後記の実施例に示
すように断面３０ｍｍ×１３ｍｍの試験体を８０ｍｍの
試験区間で引張試験を行う）における引張ひずみ（％）
で代表される。

【００３８】この引張ひずみが１％以上であることは、
載荷方向（応力方向）とほぼ直角方向に多数のクラック
（マルチクラック）が発生するクラック分散型の破壊現
象が生じていることを意味する。これまでも、ＰＶＡ繊
維配合のＦＲＣ材料それ自体は知られているが、その引
張ひずみは高々０．５％程度であり、マルチクラック発
生による引張ひずみ１％以上を達成したＰＶＡ繊維配合
のＦＲＣ材料は例を見ない。

【００３９】例えば特開平５−２４８９７号公報では、
直径と長さが異なる２種のＰＶＡ繊維（ビニロン繊維）
を配合することにより厚付け可能でひび割れ抵抗に優れ
たモルタルが開示されているが、繊維無添加のものと比
べた曲げ靭性は高々２０倍であり、この値から推定する
と引張ひずみは０．５％以下である（引張ひずみ約１％
では、曲げ靭性は繊維無添加のものの約８０倍以上とな
る筈である）。

【００４０】前記ＰＶＡ繊維配合の高靭性ＦＲＣ材料６
によれば、マルチクラックの発生要因であるSteady Sta
te Cracking 現象（ＳＳＣ現象）をＰＶＡ繊維で実現す
べく、用いるＰＶＡ繊維の性質と、マトリクスの性質を
うまく組み合わせると、ＰＶＡ繊維であっても引張ひず
み１％以上、好ましくは２％以上の高靭性ＦＲＣ材料６
が得られる。

【００４１】すなわち、前記のＰＶＡ短繊維Ｆ１を、水
セメント比（Ｗ／Ｃ×１００）が４０％以上で砂セメン
ト比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０を含む）の調合のマト
リクスに、１．５超え〜３vol.％の配合量で、３次元方
向にランダムに分散配合させた場合（配合と言う）と、
下記のＰＶＡ繊維Ｆ２を、水セメント比（Ｗ／Ｃ×１０
０）が３０％以上で砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以
下（０を含む）の調合のマトリクスに、ｌ〜３vol.％の
配合量で、３次元方向にランダムに分散配合させた場合
（配合と言う）には、クラック分散型の高靭性ＦＲＣ材
料が得られる。

【００４２】Ｆ１とＦ２における「見かけの繊維強度」
は、当該ＰＶＡ繊維が実際のＦＲＣ材料中で破断する強
度であり、これは実際のＦＲＣ材料中の繊維について破
断試験することにより実測できる。

【００４３】Ｆ１を用いる配合においては、マトリクス
の水セメント比が４０％未満ではこの繊維にとってはマ
トリクスの弾性係数と破壊靭性が高くなってマルチクラ
ックが発生せず、１％以上の引張ひずみが発生しない。
また、砂セメント比が１．０を超えるとこの繊維にとっ
てはマトリクスの弾性係数と破壊靭性が高くなってマル
チクラックが発生せず、１％以上の引張ひずみが発生し
ない。したがって、Ｆ１繊維を用いる場合のマトリクス
は水セメントが４０％以上、好ましくは４２％以上、さ
らに好ましくは４４％以上とし、砂セメント比は１．０
以下、好ましくは０．７以下、さらに好ましくは０．５
以下とする。しかし、この調合のマトリクスであって
も、Ｆ１繊維の配合量が１．５vol.％以下ではマルチク
ラックが発生しないので、Ｆ１繊維の配合量を１．５vo
l.％より多くする必要がある。しかし、あまり多く配合
しても効果は飽和するので３vol.％以下とする。

【００４４】また、この調合のマトリクスと繊維配合量
であっても、Ｆ１繊維の長さが５ｍｍ未満であると、マ
ルチクラックが発生しないので、５ｍｍ以上の長さのも
のを使用する必要がある。しかし、２０ｍｍより長いも
のを使用しても、前記の配合量ではマルチクラックが発
生しなくなる。したがってＦ１繊維の長さは５〜２０ｍ
ｍとする必要があり、好ましくは６〜２０ｍｍ、さらに
好ましくは８〜１５ｍｍである。

【００４５】他方、Ｆ２を用いる配合においては、マト
リクスの水セメント比が３０％未満ではこの繊維にとっ
てはマトリクスの弾性係数と破壊靭性が高くなってマル
チクラックが発生せず、ｌ％以上の引張ひずみが発生し
ない。また砂セメント比が１．０を超えるとこの繊維に
とってはマトリクスの弾性係数と破壊靭性が高くなって
マトリクスが発生せず、１％以上の引張ひずみが発生し
ない。したがって、Ｆ２繊維を用いる場合のマトリクス
は水セメントが３０％以上、好ましくは３２％以上、さ
らに好ましくは３５％以上とし、砂セメント比は１．０
以下、好ましくは０．７以下、さらに好ましくは０．５
以下とする。しかし、この調合のマトリクスであって
も、Ｆ２繊維の配合量が１．０vol.％以下ではマルチク
ラックが発生しがたいので、Ｆ２繊維の配合量を１．０
vol.％より多くする必要がある。しかし、あまり多く配
合しても効果は飽和するので３vol.％以下とする。

【００４６】また、この調合のマトリクスと繊維配合量
であっても、Ｆ２繊維の長さが５ｍｍ未満であると、マ
ルチクラックが発生しないので、５ｍｍ以上の長さのも
のを使用する必要がある。しかし、２０ｍｍより長いも
のを使用しても、前記の配合量ではマルチクラックが発
生しなくなる。したがってＦ２繊維の長さは５〜２０ｍ
ｍとする必要があり、好ましくは６〜１８ｍｍ、さらに
好ましくは６〜１５ｍｍである。

【００４７】前記ＰＶＡ繊維配合の高靭性ＦＲＣ材料６
は、破壊靭性が金属のアルミニウムと同等の水準（通常
のコンクリートの１００倍のオーダー）まで向上するた
め、材料内部に必ず存在する初期欠陥の大きさに材料挙
動が左右されにくくなる。したがって、材料の信頼性が
大きく増すことにより、部材を設計する際に安全率を低
減して実際の材料強度により近い許容応力とすることが
できる。

【００４８】第２実施形態として、図２に示すように、
前記第１実施形態の接合用スタッドボルト５の代わり
に、パンチングメタル７をはり鉄骨３のフランジ上に溶
接し、接合部とすることも可能である。

【００４９】また、前記図１の第１形態、図２の第２実
施形態ともに、型枠による高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補
強セメント複合材料）６の流し込みは、圧入や吹き付け
工法と代替することも可能である。

【００５０】第３実施形態として、図３に示すように、
また、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）６によるＰＣａ版（プレキャストコンクリート版）
８を組み立てることで耐震壁４を構築する。この場合、
２枚の高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）６によるＰＣａ版（プレキャストコンクリート版）
８で鉄骨はり３のフランジ上に設置された接合鋼板９を
挟み込む。

【００５１】ＰＣａ版８と接合鋼板９に穿孔しておき、
これらの孔を貫通して接合ボルト10を通し、ＰＣａ版８
の上から直接締め上げることにより摩擦接合する。ま
た、接合ボルト10を締めた後、接合ボルト10とＰＣａ版
８の間をグラウトすれば、摩擦によらずにだぼ効果で周
辺架構（フレーム）１からせん断力をＰＣａ版８へ伝え
ることもできる。最後にＰＣａ版８と周辺架構（フレー
ム）１の間、ＰＣａ版８とＰＣａ版８の間等の隙間には
グラウト注入してこれを埋めることで、耐震壁４が完成
する。

【００５２】第４実施形態として、図４、図５に示すよ
うに、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）６によるＰＣａ版（プレキャストコンクリート版）
８は隅部に接合用鋼材としてＨ型鋼材の下半部を除去し
たカットＴ鋼材11を埋め込んで設け、このカットＴ鋼材
11のフランジを鉄骨はり３のフランジに溶接することで
ＰＣａ版８と周辺架構（フレーム）１との接合を行う。

【００５３】図中12はカットＴ鋼材11を露出するための
欠損部、13はこの欠損部12に対応する埋込み補強用鉄筋
13である。欠損部12の部分は後でグラウトする。

【００５４】第５実施形態として、高靭性ＦＲＣ材料
（短繊維補強セメント複合材料）６によるＰＣａ版（プ
レキャストコンクリート版）８は隅部に接合用鋼材とし
て平板状の鋼板14を埋め込んで設け、この鋼板14と鉄骨
はり３のフランジに溶接した接合鋼板15をボルト16によ
りボルト締めする。

【００５５】図中12は鋼板14を露出するための欠損部、
13はこの欠損部12に対応する埋込み補強用鉄筋13で、欠
損部12の部分は後でグラウトする点は前記第４実施形態
と同様である。

【００５６】第６実施形態として、図８に示すように、
鉄骨柱２と鉄骨はり３による架構１で、鉄骨はり３のフ
ランジにスタッドコネクタボルト17を溶接しておく。

【００５７】一方、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメ
ント複合材料）６によるＰＣａ版（プレキャストコンク
リート版）８は、その周辺部に台形状の欠き込み18を適
宜間隔で形成したものとする。

【００５８】このようにして、ＰＣａ版８を架構（フレ
ーム）１に建込む場合に前記スタッドコネクタボルト17
が欠き込み18内に挿入するように納めて、ＰＣａ版８と
架構１間をグラウト19で充填する。

【００５９】なお、図示の例では鉄骨はり３のフランジ
にスタッドコネクタボルト17を溶接した場合を示した
が、鉄骨柱２にスタッドコネクタボルト17を設けること
も可能であり、その場合はＰＣａ版８の縦辺部に欠き込
み18を設ける。

【００６０】第７実施形態として、図９に示すように、
鉄骨柱２と鉄骨はり３による架構（フレーム）１で、鉄
骨はり３の下に鋼板を設置して架構１の開口を塞ぐ鋼板
壁20を構築し、該鋼板壁20を型枠として、高靭性ＦＲＣ
材料（短繊維補強セメント複合材料）６を鋼板壁20の両
側に配設して耐震壁を成形する。図示はこの配設に吹き
付けを用いた場合を示したが、型枠による流し込みの場
合も可能である。

【００６１】さらに、第８実施形態として、図10に示す
ように、前記第７実施形態に加えて鋼板壁20から垂直に
スタッドボルト21を植設し、これをシアーコネクタとし
て高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）６
を鋼板壁20の両側に配設するようにしてもよい。

【００６２】前記第７実施形態、第８実施形態ともに鋼
板壁20を形成する鋼板をパンチングメタルにするなどに
より、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）６での壁部分との一体性を強固にして、さらに高性
能の耐震壁とすることができる。

【００６３】第９実施形態として、図11に示すように、
鉄骨柱２と鉄骨はり３による架構１で、鉄骨はり３のフ
ランジ下に鋼板を設置して架構の開口を塞ぐ鋼板壁20を
構築する場合に、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメン
ト複合材料）６によるＰＣａ版（プレキャストコンクリ
ート版）８を鋼板壁20を挟み込むように配設し、接合ボ
ルト10で締結して耐震壁４を成形する。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の鉄骨系構造物
の耐震壁の施工法は、高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セ
メント複合材料）を使用することで、高い抵抗力を保持
したまま周辺架構（フレーム）の変形に追従し、大きな
エネルギー吸収性能を発揮することができる耐震壁を簡
単かつ迅速に施工することができるものである。

【００６５】さらに、配筋作業や周辺フレームとの複雑
な接合工法がなく、施工が非常に容易なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第１
実施形態を示す一部切欠いた正面図である。

【図２】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第２
実施形態を示す縦断側面図である。

【図３】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第３
実施形態を示す縦断側面図である。

【図４】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第４
実施形態を示す要部の正面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第５
実施形態を示す要部の正面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第６
実施形態を示す要部の正面図である。

【図９】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第７
実施形態を示す縦断側面図である。

【図１０】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第
８実施形態を示す縦断側面図である。

【図１１】本発明の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法の第
９実施形態を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１…架構（フレーム）２…鉄骨柱３…鉄骨はり４…耐震壁５…接合用スタッドボルト６…高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材料）７…パンチングメタル８…ＰＣａ版９…接合鋼板 10…接合ボル
ト 11…カットＴ鋼材 12…欠損部 13…埋込み補強用鉄筋 14…鋼板 15…接合鋼板 16…ボルト 17…スタッドコネクタボルト 18…欠き込み 19…グラウト 20…鋼板壁 21…スタッドボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡安隆史東京都調布市飛田給二丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者林幸雄東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者河野賢一東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者瀧正哉東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者吉岡伸明東京都港区元赤坂一丁目３番８号鹿島建設株式会社東京支店内Ｆターム(参考） 2E176 AA07 BB28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、鉄骨は
りに接合用スタッドボルトを配置し、この架構内に、短
繊維を混入してコンクリートおよびモルタルを練り混
ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることにより、引
張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、
引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短
繊維補強セメント複合材料）を流し込んで耐震壁を成形
することを特徴とした鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項２】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、上下の
鉄骨はりにパンチングメタルを溶接し、この架構内に、
短繊維を混入してコンクリートおよびモルタルを練り混
ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることにより、引
張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、
引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短
繊維補強セメント複合材料）を流し込んで耐震壁を成形
することを特徴とした鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項３】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構に、短繊維
を混入してコンクリートおよびモルタルを練り混ぜ、同
繊維を３次元ランダム配合させることにより、引張・曲
げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、引張ひ
ずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補
強セメント複合材料）によるＰＣａ版（プレキャストコ
ンクリート版）を組立てて耐震壁を構築することを特徴
とした鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項４】ＰＣａ版は、鉄骨はりに設置した接合鋼
板を挟み込み、接合ボルトで締結する請求項３記載の鉄
骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項５】ＰＣａ版は、隅部に接合用鋼材を設け、
この接合用鋼材を鉄骨柱または鉄骨はりに溶接する請求
項３記載の鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項６】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、鉄骨
はりにスタッドコネクタボルトを溶接しておき、短繊維
を混入してコンクリートおよびモルタルを練り混ぜ、同
繊維を３次元ランダム配合させることにより、引張・曲
げ強度および靭性を向上させた複合材料であり、引張ひ
ずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補
強セメント複合材料）によるＰＣａ版で、周辺部に欠き
込みを入れたＰＣａ版を架構内に前記スタッドコネクタ
ボルトが欠き込み内に挿入するように納めて、ＰＣａ版
と架構間をグラウトする請求項３記載の鉄骨系構造物の
耐震壁の施工法。
【請求項７】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、鉄骨は
り下に鋼板を設置して架構の開口を塞ぐ鋼板壁を構築
し、該鋼板壁を型枠として、短繊維を混入してコンクリ
ートおよびモルタルを練り混ぜ、同繊維を３次元ランダ
ム配合させることにより、引張・曲げ強度および靭性を
向上させた複合材料であり、引張ひずみが１％を超える
ような高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント複合材
料）を鋼板壁の両側に配設して耐震壁を成形することを
特徴とした鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項８】鉄骨柱と鉄骨はりによる架構で、鉄骨は
り下に鋼板を設置して架構の開口を塞ぐ鋼板壁を構築
し、短繊維を混入してコンクリートおよびモルタルを練
り混ぜ、同繊維を３次元ランダム配合させることによ
り、引張・曲げ強度および靭性を向上させた複合材料で
あり、引張ひずみが１％を超えるような高靭性ＦＲＣ材
料（短繊維補強セメント複合材料）によるＰＣａ版（プ
レキャストコンクリート版）を鋼板壁を挟み込むように
配設し、接合ボルトで締結して耐震壁を成形することを
特徴とした鉄骨系構造物の耐震壁の施工法。
【請求項９】高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメント
複合材料）は、材令２８日の硬化体の引張試験において
引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であって、
下記［Ｆ１］のＰＶＡ短繊維を水セメント比４０％以上
でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０を含
む）の調合マトリクスに、１．５越え３ｖｏ１．％の配
合量で、３次元ランダムに配合したものである請求項１
ないし請求項８のいずれかに記載の鉄骨系構造物の耐震
壁の施工法。［Ｆ１］・繊維径４０〜５０μｍ・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１０００ＭＰａ〜１５００ＭＰａ未満・みかけの繊維強度７００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ未満
【請求項１０】高靭性ＦＲＣ材料（短繊維補強セメン
ト複合材料）は、材令２８日の硬化体の引張試験におい
て引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であっ
て、下記［Ｆ２］のＰＶＡ短繊維を水セメント比３０％
以上でかつ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１．０以下（０を
含む）の調合マトリクスに、１越え３ｖｏ１．％の配合
量で、３次元ランダムに配合したものである請求項１な
いし請求項８のいずれかに記載の鉄骨系構造物の耐震壁
の施工法。［Ｆ２］・繊維径５０μｍ以下・繊維長５〜２０ｍｍ・繊維強度１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下・みかけの繊維強度１０００ＭＰａ〜１８００ＭＰａ以
下