JP2003314083A - 変形吸収層を有する木質耐震壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 強度が高いことは勿論、靱性があってエネル
ギー吸収能力を有し制震効果を発揮する、変形吸収層を
有する木質耐震壁を提供する。 【解決手段】 柱１・梁２に囲まれた面内に、木質耐震
壁３が、その外周と柱・梁の内面との間に変形吸収層４
分の隙間をあけて配置され、前記隙間を木質耐震壁より
もヤング率が低い接着剤により埋めて同木質耐震壁が柱
・梁に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変形吸収層（又
は部分）を有し、エネルギー吸収能力を備え制震効果を
発揮する木質耐震壁の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】柱や梁が鉄骨造又は鉄筋コンクリート造
であっても、壁は木質耐震壁で構築したいと希望する場
合がある。木質耐震壁は、軽量な木材料からなり、運搬
や取り扱いが容易で、現地での加工性および施工性に優
れているし、溶接を必要とせず、騒音も伴わない上に、
強度に優れ耐震補強に有利だからである。

【０００３】しかし、従来一般の木質耐震壁は強度のみ
を目的としたものであり、図１０ａに例示したように、
木質耐震壁３の周辺枠３’をコッター１５により又は接
着する等の手段で柱１及び梁２へ固定している。したが
って、取り付け固定の工数が多くかかり、施工性に劣る
欠点があった。のみならず、地震時の挙動は図１０ｂに
示したように、柱１及び梁２の層間変形δに追従でき
ず、局所破壊Ｋを生じ、図１０ｃに外力−変形関係線図
を示したように、弾性的に最大耐力に到達して脆性的に
破壊されるので、エネルギー吸収能力を評価したり、制
震効果を期待することはない。

【０００４】なお、特開平９−２２８６５８号公報に記
載された「木質系部材を用いた既存建物の耐震補強方
法」は、既存建物の柱・梁を傷めないで済む木質系部材
で耐震補強をするものであるが、既存建物と木質系部材
の接合は、充填剤の充填、又は接着剤による接着、或い
は接合用アンカーボルトによる縫合を行うから、変形吸
収層を形成する構造ではない。

【０００５】特開２０００−２２０３０３号公報に記載
された「建物の耐震補強構造」も、木製の壁体を使用す
る点を注目できるが、壁体と柱・梁の接合は、やはり接
着剤による接合、又はボルト、ナットによる締結等によ
るのであり、変形吸収層を形成する構造ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強度
が高いことは勿論のことであるが、靱性があってエネル
ギー吸収能力を有し制震効果を発揮する木質耐震壁を提
供することである。

【０００７】本発明の次の目的は、変形吸収層を有する
が、施工性に優れ、構造的安定性が高い木質耐震壁を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載した発明に係る変形
吸収層を有する木質耐震壁は、柱・梁に囲まれた面内
に、木質耐震壁が、その外周と柱・梁の内面との間に変
形吸収層分の隙間をあけて配置され、前記隙間を、木質
耐震壁よりもヤング率が低い接着剤により埋めて同木質
耐震壁が柱・梁に固定されていることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載した発明に係る変形吸収層
を有する木質耐震壁は、柱・梁に囲まれた面内に、縦又
は横方向に複数に分割された木質耐震壁が、柱・梁の内
面との間、及び分割板の相互間に変形吸収層分の隙間を
あけて一枚板状に配置され、前記隙間を、木質耐震壁よ
りもヤング率が低い接着剤により埋めて同木質耐震壁が
柱・梁に固定されていることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載した発明は、請求項２に記
載した変形吸収層を有する木質耐震壁において、木質耐
震壁は、複数に分割された分割板の集合体から成り、分
割板の相互間が、剪断変形を期待できるアルミニューム
合金板等の金属薄板を介して一連に接合されていること
を特徴とする。

【００１１】請求項４に記載した発明は、請求項１〜３
のいずれか一に記載した変形吸収層を有する木質耐震壁
において、柱・梁に囲まれた面内に、外周面に変形吸収
層を形成する硬質ゴムを固定した木質耐震壁が配置さ
れ、木質耐震壁の前記硬質ゴムを含む外周部分が、粘性
の高い接着剤により柱・梁に固定されていることを特徴
とする。

【００１２】請求項５に記載した発明は、請求項１〜３
のいずれか一に記載した変形吸収層を有する木質耐震壁
において、接着剤は、エポキシ樹脂その他の可撓性のあ
る接着性樹脂であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施形態および実施例】次に、請求項１〜５に
記載した発明の実施形態を図面に基いて説明する。

【００１４】先ず図１ａは、請求項１記載の発明の実施
形態を示したもので、鉄骨造又は鉄筋コンクリート造な
どの柱１と梁２に囲まれた面内に、木質耐震壁３が、そ
の外周と柱１および梁２の内面との間に変形吸収層４に
相当する隙間（図２の符号Ｓを参照）をあけて配置さ
れ、前記隙間Ｓを、木質耐震壁３よりもヤング率が低い
接着剤６により埋めて同木質耐震壁３が柱１および梁２
に固定された構成を示している。前記木質耐震壁３は、
一例としてラミネーテッド ベニア ランバー（通常こ
れをＬＶＬと略している。）と称される積層接着木質板
などで高強度に製作されている。

【００１５】図２に、変形吸収層４の構造詳細を示して
いる。柱１及び梁２の内面に対して変形吸収層４として
必要な大きさの隙間Ｓを確保する手段としては、木質耐
震壁３の少なくとも上下面に介物７を設けて、これを利
用して柱１および梁２の内面に適正にセットする。介物
７としては接着剤６の可撓性状に悪影響を及ぼさない程
度の大きさと材質であれば良く、例えば変形吸収層４の
木片をいくつか木質耐震壁３の上下面に介在させたり、
図２ｂに示したように、木質耐震壁３に固定したスリー
ブナット７ａとボルト７ｂとから成る高さ調整が可能な
介物７を使用することもできる。しかる後に充填剤シー
ル用テープ８で木質耐震壁３の前後両面と柱１及び梁２
の内面との隙間Ｓを塞ぎ、可撓性を有する接着性樹脂を
接着剤６として密実に充填して前記隙間Ｓを埋め変形吸
収層４を形成すると共に木質耐震壁３を柱１および梁２
の面内へ強固に固定している。前記接着剤６は、エポキ
シ樹脂その他の可撓性の有る接着性樹脂である（請求項
５記載の発明）。

【００１６】前記接着剤６を密実に充填する手法の一例
を図３に示している。即ち、前記の隙間Ｓを塞いだ充填
剤シール用テープ８のうち、例えば木質耐震壁３の下辺
相当部には、接着剤６の充填口９を一定の間隔で複数設
けておく。また、同じ木質耐震壁３の上辺相当部には、
空気抜き口１０をやはり一定の間隔で複数設けておき、
充填用ポンプにより前記充填口９を利用して接着剤６を
下辺より注入充填を行う。接着剤６の充填が上辺部にま
で行き渡り、空気抜き口１０からの漏れ出しを確認する
まで全隙間への密実充填を行う。

【００１７】上記のように接着剤６による変形吸収層４
を有する構成とされた木質耐震壁３の地震時の挙動は、
図１ｂに模式図的に示したように、変形吸収層４の可撓
性又は圧縮性による局部変形吸収効果Ｑにより木質耐震
壁３の局部破壊が防止され、木質耐震壁３自体の変形能
力の向上が図れる。また、接着剤６の変形能力も期待で
きる。よって、その外力−変形関係は、図１ｃに示した
ように変形能力が向上して靱性を発揮し、エネルギー吸
収能力を備えるから、制震効果を発揮するのである。

【００１８】上記の実施形態において、変形吸収層４に
必要とされる層厚（図２中の隙間Ｓの大きさ）について
検討する。建物の階高が４ｍとし、接着剤６にエポキシ
樹脂（ヤング率Ｅは２０トン／ｃｍ^２）を用い、木質耐
震壁３をＬＶＬで製作する（その強度は０．４トン／ｃ
ｍ^２）。層間変形制限値Ｒを１／２００〜１／６００と
するときは、周知の応力計算式によって、必要層圧は２
０mm〜６５mm程度の値が評価される。

【００１９】次に、図４は、請求項２記載の発明の実施
形態を示したものである。柱１と梁２に囲まれた面内
に、図４ａでは縦方向に、図４ｂは横方向にそれぞれ複
数に分割された木質耐震壁の分割板３ａが、柱１及び梁
２の内面との間、および分割板３ａと３ａの相互間にそ
れぞれ変形吸収層４の隙間をあけて一枚板状に配置され
ている。そして、前記隙間を、木質耐震壁の分割板３ａ
よりもヤング率が低い接着剤により埋めて変形吸収層４
を形成して木質耐震壁の分割板３ａがそれぞれ柱１及び
梁２に固定されている。

【００２０】木質耐震壁が複数に分割された分割板３ａ
の集合より成る点の構成の相違を除けば、柱１及び梁２
の面内へ変形吸収層４を形成して木質耐震壁がそれぞれ
柱１及び梁２に固定される構法において上記図１の実施
形態と変わるところはない。

【００２１】図４ａのように縦に分割した構成の場合、
木質耐震壁は曲げ変形が卓越して剛性の低下を図ること
が可能であり、柱１及び梁２による骨組みの剛性との調
整を図ることができる。図４ｂのように横に分割した構
成の場合は、木質耐震壁の剪断変形を軽減させ、同耐震
壁の局所破壊の防止に有効的である。

【００２２】図４ｂのように横方向に分割された木質耐
震壁の場合には、上下の分割板３ａ相互間の横方向の変
形吸収層４の剪断変形が非常に卓越する作用効果があ
る。

【００２３】次に図５は、木質耐震壁を上下二つに分割
した分割板３ａ，３ａの集合体で構成する場合に、各分
割板３ａ，３ａを一枚板として取り扱うことが可能で、
しかも分割板３ａの相互間に変形吸収層４を確実に形成
してより一層の変形性能の向上を図ることができるよう
に、剪断変形を期待できるアルミニューム合金板等の金
属薄板１１を介して一連に接合した実施形態を示してい
る（請求項３に記載した発明）。

【００２４】上下二つの分割板３ａ，３ａを金属薄板１
１を介して一連に接合する構造の詳細を図６に示した。
具体的には、木質耐震壁の分割板３ａは，ＬＶＬ板を表
裏２枚使用して構成し、分割板３ａの相互間に隙間Ｓ２
を開けた上で、２枚のＬＶＬ板で金属薄板１１の上下半
分ずつを挟み接着剤１２で接着する。金属薄板１１と分
割板３ａとの接着部１２は、図７に示すように、金属薄
板１１の上下辺に集約される。なお、この実施形態の場
合、木質耐震壁の変形性能は金属薄板１１の剪断変形性
能に依存するのであり、前記隙間Ｓ２は二つの分割板３
ａ、３ａがぶつからない程度の大きさであれば良い。

【００２５】上記実施形態による木質耐震壁の地震時の
挙動を図７に示した。金属薄板１１において上下の接着
部１２、１２の間の部分が剪断変形を生じて柱１及び梁
２の層間変形に追従する変形吸収層を形成する。

【００２６】この実施形態においては、次の二つの条件
を満たすことが要求される。その第１の条件は、アルミ
ニューム合金板の如き金属薄板１１の剪断強度は、木質
耐震壁（分割板３ａ）のそれよりも低く、金属薄板１１
が、分割板３ａの相互間で降伏して変形吸収層を形成
し、エネルギーを吸収することである。

【００２７】第２の条件は、金属薄板１１の接着剤１２
による接着部の剪断強度が、木質耐震壁（分割板３ａ）
のそれよりも高いことである。

【００２８】前記の２条件を満たすように、木質耐震壁
の剪断強度を０．３６ｋｇ／mm^２とし、その板厚を８０
mmとして、周知の応力計算式により求めた金属薄板１１
（アルミニューム合金板）の板厚は０．５mm以下、前記
接着剤１２による接着部の必要幅ｗは４５mm以上とな
る。

【００２９】次に、図８は、請求項２に記載した発明の
異なる実施形態を示す。

【００３０】即ち、図５及び図６の実施形態と同様に横
方向に分割された木質耐震壁の分割板３ａ、３ａが上下
間を金属薄板１１により接合されているが、それを更に
縦方向にも三つに分割したものが、相互間に変形吸収層
分の隙間をあけて一枚板状に配置され、前記の各隙間を
木質耐震壁よりもヤング率が低い接着剤により埋めて変
形吸収層を形成すると共に、各分割板３ａが柱１及び梁
２に固定された構成である。従って、図４ａ、ｂにおい
て説明した荷重−変形性能を兼ね備える。

【００３１】次に、図９は、請求項４に記載した発明の
実施形態を示している。木質耐震壁３の変形吸収層４が
硬質ゴム１４で形成される場合の実施形態を示してい
る。

【００３２】木質耐震壁３の外周に木質耐震壁３よりも
ヤング率が低い硬質ゴム１４が釘１６等で固定される場
合を示している。前記作業は予め工場等で行うことがで
きる。変形吸収層４の大部分の層厚を予め固体の硬質ゴ
ム１４で形成しておくことにより、当該木質耐震壁３を
柱１及び梁２の面内に配置する作業を容易にすると共
に、現場における接着剤の注入充填量を少なくして、現
場の施工の省力化を図れる。前記のように柱１及び梁２
の面内に配置された木質耐震壁３の外周部分（又は分割
板３ａの相互間）は、硬質ゴム１４と共に粘性の高い接
着剤の充填により柱・梁に固定されることは、上記の各
実施形態と同様である。

【００３３】

【発明が奏する効果】請求項１〜５に記載した発明に係
る変形吸収層を有する木質耐震壁は、木質の特性を備え
ることは当然として、変形吸収層の可撓性によって変形
が吸収されるので、木質耐震壁の局部変形が吸収され、
変形能力が向上して靱性を発揮し、エネルギー吸収能力
を備えるものとなり、制震効果を期待できるのである。

【００３４】変形吸収層を形成する接着剤６の層は木質
耐震壁３の施工時における柱・梁の骨組み寸法等との架
構誤差の吸収にも寄与する。また、アルミニューム合金
等の金属薄板１１を使用することにより一層効果的な性
能の耐震壁（又は制震壁）を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは請求項１に記載した発明の実施形態である
木質耐震壁の立面図、ｂは地震時の挙動を示す説明図、
ｃは外力−変形特性図である。

【図２】変形吸収層の構造詳細を示した断面図である。

【図３】変形吸収層の施工要領図である。

【図４】ａは請求項２に記載した発明の実施形態である
縦に分割した木質耐震壁、ｂは横に分割した木質耐震壁
の立面図である。

【図５】請求項３に記載した発明の実施形態である木質
耐震壁の立面図である。

【図６】木質耐震壁と金属薄板の接合構造を示した断面
図である。

【図７】図５に示した実施形態の地震時の挙動を示す説
明図である。

【図８】請求項２に記載した発明の異なる実施形態であ
る木質耐震壁の立面図である。

【図９】請求項４に記載した発明の実施形態である木質
耐震壁の一部を示した斜視図である。

【図１０】ａは従来の木質耐震壁の例を示した立面図、
ｂは前記木質耐震壁の地震時の挙動を示した説明図、ｃ
は外力−変形特性図である。

【符号の説明】

１ 柱 ２ 梁 ３ 木質耐震壁 ４ 変形吸収層 Ｓ 隙間 ６ 接着剤 ３ａ 分割板 １１ 金属薄板 １４ 硬質ゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠 寿博 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 毛井 崇博 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 宮内 靖昌 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 伊藤 力雄 東京都目黒区青葉台３丁目17番13号 株式 会社織本匠構造設計研究所内 (72)発明者 中澤 昭伸 東京都目黒区青葉台３丁目17番13号 株式 会社織本匠構造設計研究所内 (72)発明者 三瓶 文彦 東京都目黒区青葉台３丁目17番13号 株式 会社織本匠構造設計研究所内 Ｆターム(参考） 3J048 AA04 AB02 AC06 AD05 BC09 BD05 EA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱・梁に囲まれた面内に、木質耐震壁が、
   その外周と柱・梁の内面との間に変形吸収層分の隙間を
   あけて配置され、前記隙間を、木質耐震壁よりもヤング
   率が低い接着剤により埋めて同木質耐震壁が柱・梁に固
   定されていることを特徴とする、変形吸収層を有する木
   質耐震壁。
2. 【請求項２】柱・梁に囲まれた面内に、縦又は横方向に
   複数に分割された木質耐震壁が、柱・梁の内面との間、
   及び分割板の相互間に変形吸収層分の隙間をあけて一枚
   板状に配置され、前記隙間を、木質耐震壁よりもヤング
   率が低い接着剤により埋めて同木質耐震壁が柱・梁に固
   定されていることを特徴とする、変形吸収層を有する木
   質耐震壁。
3. 【請求項３】木質耐震壁は、複数に分割された分割板の
   集合体から成り、分割板の相互間が、剪断変形を期待で
   きるアルミニューム合金板等の金属薄板を介して一連に
   接合されていることを特徴とする、請求項２に記載した
   変形吸収層を有する木質耐震壁。
4. 【請求項４】柱・梁に囲まれた面内に、外周面に変形吸
   収層を形成する硬質ゴムを固定した木質耐震壁が配置さ
   れ、木質耐震壁の前記硬質ゴムを含む外周部分が、粘性
   の高い接着剤により柱・梁に固定されていることを特徴
   とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した変形吸収
   層を有する木質耐震壁。
5. 【請求項５】接着剤は、エポキシ樹脂その他の可撓性の
   ある接着性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜３
   のいずれか一に記載した変形吸収層を有する木質耐震
   壁。