JP2004300715A - 建築構造 - Google Patents

Abstract

【課題】水平・垂直の振動のみならず複合振動にも耐えうる耐力を付与し、いずれの方向から圧力が作用しても強固な構造を長期に渡って保持する。
【解決手段】外径２．６〜１０．０ｍｍの棒鋼からなる小径の棒材５ａを水平に対して４０〜５０°の傾斜角度でおよそ５０ｍｍ間隔おいて複数本交叉させ、その交叉した箇所をスポット溶接等の手段で固着して補強部材５を構成し、建物の土台２・柱３・梁４の骨格部材で囲まれた部分に前記補強部材５をその縁辺が骨格部材面と接合するように取り付ける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築構造に関し、詳しくは耐震性を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築物では地震や強風等の圧力で倒壊しないように耐力壁内に筋違を設けている。この筋違は隣接する柱間に一方を柱上部に固定するとともに他方を隣接する柱の根元を支持する土台（又は桁・梁等の構造材）に対角線状に固定する斜材で、片方向だけでなくたすきがけ状に使用する場合もある。また、壁の厚みを利用できない場合は、筋違に代えて鉄筋やワイヤーを緊張させて使用する場合もある。
【０００３】
ところで、このような構造は強風に対しては十分な強度を有していたが、地震は上下振動又は水平振動に限らず複合振動を伴うものであるから、構造体の随所に予想外の負荷を与えて倒壊を招くことがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、水平・上下の振動だけでなく複合振動にも耐えうる低コストな建築構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 複数本の斜めの小径棒材を所定間隔おいて互いに交叉させ、同交叉した箇所を固着して面状の補強部材と成し、建物を構成する骨格部材で囲まれた開口部分に前記補強部材をその縁辺が骨格部材面と接合するように取り付け、耐震性を高めるようにした建築構造
２） 小径棒材の傾斜角が水平に対して４０〜５０°の範囲である前記１）記載の建築構造
３） 小径棒材の外径が２．６〜１０．０ｍｍの範囲である前記１）又は２）記載の建築構造
４） 補強部材面にモルタルを付設して防火性を付与できるようにした前記１）〜３）いずれか記載の建築構造
にある。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、複数本の斜めの小径棒材を所定間隔おいて互いに交叉させ、同交叉した箇所を固着して面状の補強部材を筋違の代わりに用いることで、水平・上下の振動のみならず複合振動に耐えうる耐力が付与され、いずれの方向から圧力が作用しても強固な構造が長期に渡って保持される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の補強部材を構成する棒材は、鋼製のものが望ましく、鉄筋コンクリート用の棒鋼が一般的に用いられる。棒鋼としては丸鋼の他、節及びリブが形成された異形棒鋼などがあり、外径２．６〜１０．０ｍｍの範囲のものが求める耐力に応じて選定される。
【０００８】
この複数本の棒材を４０〜２００ｍｍの間隔をおいて水平に対して４０〜５０°（望ましくは４５°）の範囲にそれぞれ傾斜させて交叉させ、その交叉した箇所をスポット溶接等の手段で強固に固着する。
【０００９】
この補強部材を建物の骨格を成す躯体（梁・土台・柱等）で囲まれた矩形状の開口部分に二又釘，ビス，ボルト（躯体が金属の場合は溶接等）等の手段で面状に取り付ける。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図１〜９に示す実施例は、木造軸組の耐力壁に本発明を適用した例である。図１は実施例の建築構造の説明図、図２は実施例の補強部材の取り付け部分を示す拡大説明図、図３は実施例の補強部材の斜視図、図４は実施例の補強部材の拡大説明図、図５，６は比較例の建築構造の説明図、図７は実施例の耐力の検討を示す説明図、図８，９は比較例の耐力の検討を示す説明図である。図中、１は布基礎、２は土台、３は柱、４は梁、５は補強部材、５ａは棒材、５ｂは溶接部、５ｃは枠材、５ｄは二又釘、７は筋違、８は金物、９は構造用合板である。
【００１１】
本実施例の補強部材５は、図３，４に示すように外径３．２ｍｍ，許容応力度１６００ｋｇ／ｃｍ^２ の熱間圧延棒鋼からなる棒材５ａを複数本水平に対して４５°の傾斜角度で５０ｍｍ間隔おいて交叉させ、各棒材５ａの交叉した箇所をそれぞれスポット溶接して強固に固着し、外周縁に棒材５ａと同径の枠材５ｃをスポット溶接で固着し、幅１８２０ｍｍ，長さ２８７２．５ｍｍに構成している。なお、枠材５ｃは取り付けられる部位によって用いない場合もある。
【００１２】
この補強部材５を木工事時に建物の躯体へ取り付ける。図１に示すように布基礎１上にほぞ加工された１５０×１５０ｍｍの土台２を据え付け、同土台２のほぞに１５０×１５０×２５８７．５ｍｍの杉材からなる柱３を差し込んで立設し、同各柱３の上端間に１５８×１８６ｍｍの米松からなる梁４を横架し、図２に示すように土台２・柱３・梁４で囲まれた矩形状の開口部分に前記補強部材５を二又釘５ｄで壁面状に取り付ける。なお、二又釘５ｄは図２では縦方向に打ち込んでいるが、場所によっては横方向に打ち込む場合もある。
【００１３】
比較例として、図５に示すように補強部材５に代えて１５×９０ｍｍ，許容応力度１８３．５ｋｇ／ｃｍ^２ の杉材（乙種構造材３級 Ｈ１２建告１４５２）からなる筋違７を常用の金物８で一方向へ対角線状に取り付けている。また、図６に示すように９１０×１８２０×１２ｍｍ，許容応力度１８４ｋｇ／ｃｍ^２ の構造用合板９を矩形状の開口部分に壁面状に取り付けている。
【００１４】
ここで、本実施例と比較例について地震力（水平荷重）にどの程度耐えうるか検討した（図７〜９参照）。この結果から明らかなように、本実施例の補強部材５を用いた場合は筋違７と比較して約９．０４倍という極めて優れた耐力を示した。しかも、補強部材５は筋違７と違って方向性が無いから、地震による水平・垂直荷重などあらゆる方向からの複合荷重にも十分な強度を示し、耐震性が極めて優れるものである。また、補強部材５は構造用合板９と比較しても１．８９倍という優れた耐力を示した。比重も構造用合板９は６．６４〜７．８４ｋｇ／ｍ^２ に対し、本実施例の補強部材５は２．５２ｋｇ／ｍ^２ と軽量であった。
【００１５】
図１０に示すのは、カーテンウォール式断熱壁工法に本発明の補強部材を設けて耐震性を高めた実施例の他の例である。図１０は実施例の他の例の建築構造の例である。図中、１０は鉄骨梁、１０ａはアングルピース、１０ｂはボルト、１１はコンクリート、１２は硬質発泡樹脂ブロック、１３はポリマーセメント、１４は金網である。
【００１６】
実施例の他の例では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように鉄骨梁１０に所定間隔をおいてボルト１０ｂ等の手段で補強部材５を溶接して付設し、同補強部材５を挟むようにコンクリート１１を７０ｍｍ厚に充填し、同コンクリート１１の両面に７５ｍｍ厚の硬質発泡樹脂ブロック１２を上下方向に組積し、硬質発泡樹脂ブロック１２面に金網１４を敷設してポリマーセメント１３を塗工して耐火壁にしている。この断熱ブロック耐火壁を別の場所で製造して、ラーメン構造の建築物の構造体に固定して断熱カーテンウォールとする工法も可能である。その他、符号、構成は実施例と同じである。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば水平・垂直の振動のみならず複合振動にも耐えうる耐力が付与され、いずれの方向から圧力が作用しても強固な構造を長期に渡って保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の建築構造の説明図である。
【図２】実施例の補強部材の取り付けを示す拡大説明図である。
【図３】実施例の補強部材の斜視図である。
【図４】実施例の補強部材の拡大説明図である。
【図５】比較例の建築構造の説明図である。
【図６】比較例の建築構造の説明図である。
【図７】実施例の耐力の検討を示す説明図である。
【図８】比較例の耐力の検討を示す説明図である。
【図９】比較例の耐力の検討を示す説明図である。
【図１０】実施例の他の例の建築構造の断面図である。
【符号の説明】
１ 布基礎
２ 土台
３ 柱
４ 梁
５ 補強部材
５ａ 棒材
５ｂ 溶接部
５ｃ 枠材
５ｄ 二又釘
７ 筋違
８ 金物
９ 構造用合板
１０ 鉄骨梁
１０ａ アングルピース
１０ｂ ボルト
１１ コンクリート
１２ 硬質発泡樹脂ブロック
１３ ポリマーセメント
１４ 金網

Claims (4)

1. 複数本の斜めの小径棒材を所定間隔おいて互いに交叉させ、同交叉した箇所を固着して面状の補強部材と成し、建物を構成する骨格部材で囲まれた開口部分に前記補強部材をその縁辺が骨格部材面と接合するように取り付け、耐震性を高めるようにした建築構造。
2. 小径棒材の傾斜角が水平に対して４０〜５０°の範囲である請求項１記載の建築構造。
3. 小径棒材の外径が２．６〜１０．０ｍｍの範囲である請求項１又は２記載の建築構造。
4. 補強部材面にモルタルを付設して防火性を付与できるようにした請求項１〜３いずれか記載の建築構造。

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