JP2007039939A - 鉄骨軸組構造の低層建築物、耐力壁パネル、耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレース材のような水平力負担部材の現場施工に伴う施工の煩雑さのない鉄骨軸組構造の低層建築物、耐力壁パネル、耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法を得る。
【解決手段】 薄板軽量形鋼からなる枠材５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂに面材１５を取付けてなる耐力壁パネル５、９を架構部に取り付けてなる鉄骨軸組構造の低層建築物であって、前記耐力壁パネル５、９が、該耐力壁パネル５、９に作用する鉛直力を吸収できると共に前記耐力壁パネル５、９の面外および面内方向に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように取付部を介して取り付けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材を取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とする鉄骨軸組構造の低層建築物、該鉄骨軸組構造の低層建築物に用いる耐力壁パネル、該耐力壁パネルを取り付けるための耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法に関する。

通常の鉄骨の柱・梁からなる鉄骨軸組み構造の低層建築物においては、水平力をブレースで負担させるのが一般的である。
このような、ブレース構造の鉄骨構造低層建築物が例えば特許文献１に示されている。特許文献１においては、間取りの自由度の大な梁優先鉄骨構造を、安全、正確、かつ容易に施工することを目的として、金属製単柱材１の複数本を平行に配置し、各単柱材１間に金属製ブレース４ａ、４ｂを一体化固定し、柱機能とブレース機能を兼備した鉄骨造建築用の複合材を用いるというものである。
実用新案登録第３０５５４３１号公報

特許文献１ではブレース材の現場施工をなくすために、予め柱とブレースを一体にした複合柱材を製作しておき、これを現場で梁に設置するというものである。
確かに、特許文献１のものではブレース材の現場施工は不要になる。
しかし、特許文献１のものではブレースを柱に取り付けているため、柱が鉛直力の他、ブレースからの水平力、せん断力を負担することになる。
このため、柱を梁に強固に接合する必要があり、この必要性を満たすために特許文献１では柱の全周で外方向に出っ張るトッププレート、ベースプレートを設置している。
ところが、このような柱の外周方向で出っ張るトッププレート、ベースプレートを設けると壁の構築に際して邪魔になってしまうという問題がある。

本発明は特許文献１における上記のような問題を生ずることなく、ブレース材のような水平力負担部材の現場施工に伴う施工の煩雑さのない鉄骨軸組構造の低層建築物、耐力壁パネル、耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る鉄骨軸組構造の低層建築物は、薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを架構部に取り付けてなる鉄骨軸組構造の低層建築物であって、前記耐力壁パネルが、該耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収できると共に前記耐力壁パネルの面外および面内方向に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように取付部を介して取り付けられていることを特徴とするものである。
なお、枠材に取り付ける帯板はその端部をドリルビスにて固定し、また該帯板の厚さは1.6mm以下の薄鋼板にするのが好ましい。

（２）また、上記（１）における取付部は、耐力壁パネルの枠材を構成する横材に形成された上方に突出する凸部からなることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）における取付部は、耐力壁パネルと梁との間に設置される取付部材からなり、該取付部材は鉛直方向に伸縮可能に形成されて耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収可能に構成されると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように構成されていることを特徴とするものである。

（４）本発明に係る耐力壁パネルは、薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなり、鉄骨軸組構造の低層建物の架構部に取り付けられる耐力壁パネルであって、該耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収すると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように前記耐力壁パネルを前記架構部に取り付けることができる取付部を備えていることを特徴とするものである。

（５）また、上記（４）に記載の取付部は、耐力壁パネルの枠材を構成する横材に形成された外方に突出する凸部からなることを特徴とするものである。

（６）また、本発明における耐力壁パネル取付部材は、耐力壁パネルを鉄骨軸組構造の低層建築物の架構部に設置するための耐力壁パネル取付部材であって、鉛直方向に伸縮可能に形成されて前記耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収可能に構成されると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように構成されていることを特徴とするものである。

（７）また、上記（６）における耐力壁パネルの面内方向に屈曲する第１屈曲部と、耐力壁パネルの面外方向に屈曲する第２屈曲部を備えてなることを特徴とするものである。

（８）また、本発明に係る耐力壁パネルの取付方法は、薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを鉄骨軸組構造の低層建築物の架構部に取り付ける耐力壁パネルの取付方法であって、前記耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収すると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように前記架構部に取り付けることを特徴とする。

本発明においては、耐力壁パネルが、該耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収できると共に前記耐力壁パネルの面外および面内方向に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように取付部を介して取り付けられているので、ブレース材のような水平力負担部材の現場施工に伴う施工の煩雑さのない鉄骨軸組構造の低層建築物、耐力壁パネルを得ることができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る鉄骨軸組構造の低層建築物の１階および２階の外壁部を示す図、図２は図１に示した外壁部の組立状態の説明図であり各部材の接合前の状態を示す図、図３は図２におけるＡ部の拡大図、図４は図２におけるＢ部の拡大図、図５は図２におけるＣ部の拡大図である。
以下、図１〜図５に基づいて本実施の形態を説明する。

本実施の形態に係る鉄骨軸組構造の低層建築物は、薄板軽量形鋼（厚さ2.3mm未満の鋼板からなる部材をいう。）からなる枠材に面材を取付けてなる耐力壁を主架構要素とし、屋根梁１と２階の床梁３の間に耐力壁パネル５が設置され、２階の床梁３と基礎７の間に耐力壁パネル９が設置されている。また、耐力壁パネル５、９に隣接して柱１１，１３が設置されている。
耐力壁パネル５、９はそれぞれたて枠材５ａ、９ａとよこ枠材５ｂ、９ｂからなる枠材に合板の面材１５（図１参照）を取り付けて構成されている。そして、枠材における上側のよこ材５ｂ、９ｂをそれぞれ屋根梁１、床梁３に取付部１７を介して取り付けられている

取付部１７は、図５に示すように、耐力壁パネル５、９を構成するよこ材５ｂ、９ｂをバーリング加工して形成された上方に突出する凸部にボルト孔が形成されてなるものである。そして、耐力壁パネル５、９は、取付部１７のボルト孔に挿通したボルト１９によって屋根梁１、床梁３に取り付けられている。
このように上方に突出する取付部１７によって屋根梁１、床梁３と接合することで、よこ枠材５ｂ、９ｂと屋根梁１、床梁３との間に隙間１８を形成している。

よこ枠材５ｂ、９ｂのウェブ面に形成された取付部１７によって隙間１８を介して耐力壁パネル５、９を屋根梁１、床梁３に取り付けることにより、屋根梁１、床梁３に鉛直力が作用した場合に、よこ枠材５ｂ、９ｂのウェブ面が容易に変形するので鉛直力が耐力壁パネル５、９を介してその下方に伝達されない。
他方、風による面外力および地震時、暴風時の面内方向の水平力については取付部１７の支圧にて容易に伝達することができ、これらに対しては抵抗できる。

このように、鉛直力が伝達されないことから、耐力壁パネル５、９の設計において屋根荷重や床荷重を考慮する必要がなくなるので、設計が単純化して標準化も可能になる。
また、床梁３および柱１３の設計においても、耐力壁パネル５のたて枠材５ａを経由した屋根荷重の伝達はないので、やはりそれらの設計が単純化できる。

なお、２階の耐力壁パネル５の下端部は、図２に示すように、耐力壁パネル５の下側のよこ枠材５ｂと床梁３をボルト２１および耐力壁金物２３で接合することによって床梁３に固定されている。
また、１階の耐力壁パネル９の下端部は、図２に示すように、耐力壁パネル９の下側のよこ枠材９ｂと基礎７を後施工アンカーボルト２３、およびホールダウン金物２５およびホールダウン金物用アンカーボルト２７で接合することによって基礎７に固定されている。

以上のように構成された本実施の形態においては、現場施工のブレース構造に代えて耐力壁パネル５，９を設置したことにより、ブレース材を取り付けるための柱や梁へのガセットプレートの溶接や周辺の補強材の溶接などの問題点が全て解消される。
なお、上記の実施の形態においては耐力壁パネルの例として薄板軽量形鋼からなる枠材に面材を取り付けてなるものを示したが、本発明の耐力壁パネルはこれに限られるものではなく、薄板軽量形鋼からなる枠材に厚さ1.6mm以下の薄鋼板からなる帯板をたすき状にしてその端部をドリルビス止めしてなる取り付けなるものも含む。このような耐力壁パネルであっても上述したような従来のブレース材構造のものの問題点を解消できる。

また、屋根梁１と２階の耐力壁パネル５が取付部１７を介して接続されているので、屋根梁１と耐力壁パネル５間では水平力は伝達されるが鉛直力は伝達されず、したがって屋根荷重が耐力壁パネル５に伝達されない。そのため、耐力壁パネル５の設計において屋根荷重を考慮する必要がなく、設計が単純化して標準化ができる。
また、床梁３および柱１３の設計においても、耐力壁パネル５のたて枠材５ａを経由した屋根荷重の伝達はないので、やはりそれらの設計が単純化できる。

また、床梁３と１階の耐力壁パネル９についても耐力壁パネル５と同様に取付部１７を介して接続されているので、床梁３と耐力壁パネル９間では水平力は伝達されるが鉛直力は伝達されず、床荷重が耐力壁パネル９に伝達されない。そのため、耐力壁パネル９の設計において床荷重を考慮する必要がなくなるので、設計が単純化して標準化が可能になる。さらに、上述のように耐力壁パネル９には屋根荷重も伝達されないので、耐力壁パネル９の設計において屋根荷重を考慮する必要もなく、この点においても設計の単純化ができる。

他方、耐力壁パネル５、９の面内および面外方向の水平力が伝達されることから、地震時の揺れや耐力壁パネル５、９に吹き付ける風に対して抵抗できる。

なお、バーリング加工を行うよこ枠材を1mm前後の厚みの鋼板を用いれば、変形がより容易になるので、鉛直力の吸収の面ではより好ましい。
なお、設計の都合により、１階の耐力壁パネル９の縦枠材に鉛直力を伝達させたい場合には、図６に示すように、バーリングの高さと同じ厚さの鋼板３１を耐力壁パネル９のたて枠材９ａと床梁３の間に設置するようにすればよく、設計における自由度が極めて高く便宜である。

なお、上記の例ではバーリング加工によってよこ枠材の外方に突出する取付部１７を形成する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、よこ枠材にバーリング加工部と同程度の大きさの別部材を設置して取付部１７を形成し、隙間１８を形成するようにしてもよい。

［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２の鉄骨軸組構造の低層建築物における１階および２階の外壁部の組立状態の説明図であり、各部材の接合前の状態を示す図、図８は図７におけるＡ部の拡大図、図９は図７におけるＢ部の拡大図である。図７〜図９において、図２〜図４と同一部分には同一の符号を付してある。
以下、図７〜図９に基づいて本実施の形態を説明する。

本実施の形態２は取付部材３５を介して耐力壁パネル５、９を取り付けたものである。
取付部材３５は、図８、図９に示すように、耐力壁パネル５、９の幅方向に沿って延びる長尺の部材からなり、長手方向に直交する断面が略Σ字状の本体部３７と、本体部３７の両端に形成されて長手方向断面が略Σ字状の端部３９からなる。
本体部３７は、下面部３７ａと上面部３７ｂと側面部３７ｃから構成され、下面部３７ａおよび上面部３７ｂは平面であり、側面部３７ｃは中程が内方に屈曲する屈曲部を有している。

また、端部３９は本体部３７の上面部３７ｂに連続する平面からなる上面部３９ａと、該上面部３９ａに連続して形成されて中ほどが内側に屈曲する屈曲部を備えた側面部３９ｃと、該側面部３９ｃに連続して形成されて平面からなる下面３９ｂから構成されている。
上記のような形状を有する取付部材３５は、厚さ1mm程度の薄鋼板からなり、本体部３７の下面部３７ａが耐力壁パネル５、９の上側のよこ枠材５ｂ、９ｂにボルト１９（またはドリルビス）によって接合され、本体部３７の上面部３７ｂが床梁３または屋根梁１のフランジ部にボルト１９によって接合される。

上記のように構成された取付部材３５を介して耐力壁パネル５、９を取り付けることにより、屋根梁１や床梁３に鉛直力が作用した場合には、本体部３７および端部３９における屈曲部が弾性的に伸縮することで鉛直力を吸収する。
他方、耐力壁パネル５、９の面内方向の水平力が作用した場合には、主として本体部３７の側面部３７ｃが抵抗することで、水平力を床梁３または屋根梁１に伝達する。また、耐力壁パネル５、９の面外方向の水平力が作用した場合には主として端部３９の側面部３９ｃが抵抗することで、水平力を床梁３または屋根梁１に伝達する。
このように、耐力壁パネル５、９を、取付部材３５を介して取り付けることによって、耐力壁パネル５、９に作用する鉛直力を吸収できると共に耐力壁パネル５，９の面内方向に作用する屋根梁１、床梁３からの水平力を該耐力壁パネル５、９に伝達し、また耐力壁パネル５、９の面外に作用する水平力を架構部に伝達できる。
これによって、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

なお、上記の実施の形態においては取付部材３５を本体部３７と端部３９からなる１つの部材から構成する例を示したが、本発明の取付部材３５は必ずしも１個の部材から構成する必要はなく、本体部３７と端部３９とが分離されていてもよい。
もっとも、本実施の形態で示したように、取付部材３５を１つの部材から構成することによって、取付部材３５と梁等および耐力壁パネルとの接合が容易になり施工性に優れるという効果が得られる。

本発明の一実施の形態のスチールハウスの１階および２階の外壁部を示す図である。 図１に示した外壁部の組立状態の説明図であり各部材の接合前の状態を示す図である。 図２におけるＡ部の拡大図である。 図２におけるＢ部の拡大図である。 図２におけるＣ部の拡大図である。 実施の形態１における他の態様の説明図である。 本発明の実施の形態２のスチールハウスの１階および２階の外壁部の組立状態の説明図であり、各部材の接合前の状態を示す図である。 図７におけるＡ部の拡大図である。 図７におけるＢ部の拡大図である。

符号の説明

１ 屋根梁、３ 床梁、５、９ 耐力壁パネル、１１、１３ 柱、１７ 取付部、３５ 取付部材。

Claims (8)

1. 薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを架構部に取り付けてなる鉄骨軸組構造の低層建築物であって、前記耐力壁パネルが、該耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収できると共に前記耐力壁パネルの面外および面内方向に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように取付部を介して取り付けられていることを特徴とする鉄骨軸組構造の低層建築物。
2. 取付部は、耐力壁パネルの枠材を構成する横材の上面に形成された上方に突出する凸部からなることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨軸組構造の低層建築物。
3. 取付部は、耐力壁パネルと梁との間に設置される取付部材からなり、該取付部材は鉛直方向に伸縮可能に形成されて耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収可能に構成されると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨軸組構造の低層建築物。
4. 薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなり、鉄骨軸組構造の低層建築物の架構部に取り付けられる耐力壁パネルであって、該耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収できると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように前記耐力壁パネルを前記架構部に取り付ける取付部を備えていることを特徴とする耐力壁パネル。
5. 取付部は、耐力壁パネルの枠材を構成する横材に形成された外方に突出する凸部からなることを特徴とする請求項４に記載の耐力壁パネル。
6. 耐力壁パネルを鉄骨軸組構造の低層建築物の架構部に設置するための耐力壁パネル取付部材であって、鉛直方向に伸縮可能に形成されて前記耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収可能に構成されると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように構成されていることを特徴とする耐力壁パネル取付部材。
7. 耐力壁パネルの面内方向に屈曲する第１屈曲部と、耐力壁パネルの面外方向に屈曲する第２屈曲部を備えてなることを特徴とする請求項６に記載の耐力壁パネル取付部材。
8. 薄板軽量形鋼からなる枠材に薄鋼板からなる帯板をたすき状に取り付けるかまたは前記枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを鉄骨軸組構造の低層建築物の架構部に取り付ける耐力壁パネルの取付方法であって、前記耐力壁パネルに作用する鉛直力を吸収すると共に前記耐力壁パネルの面内方向に作用する梁からの水平力を該耐力壁パネルに伝達し、また前記耐力壁パネルの面外に作用する水平力を前記架構部に伝達できるように前記架構部に取り付けることを特徴とする耐力壁パネルの取付方法。

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