JP2008291508A - 耐力壁並列式の壁構造および建築構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】構造用面材を薄板軽量形鋼にドリルねじ接合して構成される薄板軽量形鋼造の耐力壁を用いる壁構造において、建物全体の水平構面内の重心Gおよび剛心Kのずれによる偏心および建物の高さ方向の剛性バランスを調整すると共に建物の耐震性能を向上させるために、第1耐力壁12bが少ない箇所に、前記第1耐力壁12bとは別個の調整用耐力壁45を並列して設置する。また、建物全体の強度と剛性を上げるために、建物の全体または一部の第1耐力壁12bに間隔をおいて、前記第1耐力壁12bとは別個の調整用耐力壁45を並列して設置する。上下階の耐力壁相互は、これらに軸力を直接伝達する接合金物により連結する。
【選択図】図1
Description
また、地震力は、階の重心に作用するため、重心と剛心の位置が一致しないと、建築構造物は水平方向に変形するほか、剛心まわりに回転する。重心と剛心とのずれによる偏心が大きい建築物にあっては、図22(b)に示すように、参照建築物の隅部で部分的に過大な変形が強いられる部材が生じ、それらの部材に損傷が生じることになる。
そのため、各階の偏心率Reが100分の15を超えないように設計されている。
また、剛性率Rsに応じたFs値(1.0≦Fs<2.0)と、偏心率Reに応じたFe値(1.0≦Fe≦1.5)を乗じて算出される形状係数Fes(Fes=(Fs値)・(Fe値))を算出している。前記の形状係数Fesは、建築物の立面的および平面的な耐震要素の偏りによる必要保有水平力の割り増し係数であり、Fes(1.0≦Fes<3.0)を設計に取り入れられている。例えば、図22(a)に示すように、建築構造物49において、特に剛性率Rsの小さい階が存在すると、地震時において水平力が作用した場合に、剛性率の小さい階に変形が集中し、剛性率の小さい階に被害が大きくなることも知られている。
例えば、図17および図18に示すように、下階側耐力壁としての下階側壁パネル12における縦枠材11と、上階側壁パネル18における縦枠材11とに、ホールダウン金物30,31を取付け、前記の各ホールダウン金物30,31相互をボルト28およびこれに装着されるナット29により連結し、上階側壁パネル18の縦枠材11を接合金具1を介して下階側壁パネル12における縦枠材11を接合し、ホールダウン金物30,31とボルト28とにより引張力に抵抗する構造の耐力壁12a,bに並列配置する調整用耐力壁45aを増設することが考えられるが、前記ホールダウン金物30,31は、圧縮力を支持できないため、床パネル40内に補強用圧縮材25を介在させて、圧縮力と引張力の伝達可能な構造とする必要がある。このような構造とした場合、実用上、調整用耐力壁45が近接した状態であり、ホールダウン金物30,31を縦枠材11に固定する必要があるが、狭隘な構造になるので、ホールダウン金物30,31の縦部分を縦枠材11のウェブに固定するための、ドリルねじ24の打設作業が困難になるという問題があるばかりでなく、施工コストが格段に高くなる。
また、(B)垂直構面内の問題として、図12(a)に示すように、耐力壁12bを順次上層階に配置する場合、垂直方向についても、同様な耐力壁12bが1階から上層階までほぼ一直線に耐力壁12bが配置されるため、設計外力に対する耐力壁12bの剛性の比率が下層よりも上層で大きくなり、層間変形角(δ/h)が下層階側で大きく、上層階側で小さくなり、耐震性能が低下する。この耐震性能の低下を防止するために、下層階の剛性と強度を割り増して、図12(b)に示すように、高さ方向の層間変形角を近づける必要があった。しかし、下層階の耐力壁を増設することは、薄板軽量形構造の耐力壁では、圧縮補強金物27を配置する形態では、構造が複雑になり、施工が困難であるという問題がある。
また、耐力壁を並設し、建物の平面方向、および、高さ方向の剛性バランスを調整し、建物の耐震性能を向上させることが可能な結論を得た。
また、建物全体の耐力が不足する場合、外壁や内壁に、さらにその内側に調整用耐力壁を追加・並列させることで、建物の耐震性能を向上させることが可能な結論に至った。
本発明は、前記の問題点を有利に解決することが可能で、建物の耐震性能を向上させることが可能な、壁構造および建築構造物を提供することを目的とする。
また、第2発明では、構造用面材を薄板軽量形鋼にドリルねじ接合して構成される薄板軽量形鋼造の耐力壁を用いる壁構造において、建物全体の強度と剛性を上げるために、建物の全体または一部の第1耐力壁に間隔をおいて、前記第1耐力壁とは別個の調整用耐力壁を並列して設置したことを特徴とする。
また、第3発明では、第1発明または第2発明の耐力壁並列式の壁構造において、上階側および下階側の各第1耐力壁における縦枠材相互と、上階側および下階側の各調整用耐力壁における縦枠材相互とは、軸力を直接伝達する金物を介して連結され、上階側および下階側の各耐力壁の間に配置される側根太または端根太には、側根太または端根太内に圧縮補強金物が配置されていないことを特徴とする。
また、第4発明の建築構造物では、第1発明〜第3発明のいずれかの耐力壁並列式の壁構造を備えていることを特徴とする。
したがって、例えば、建築構造物における水平構面内において、開口部の存在により、平面的に建物の重心と剛心とがずれるような建築構造物であっても、開口部側の耐力壁に間隔をおいて独立した調整用耐力壁を増設して、建物の重心と剛心のずれによる偏心を解消し、これらを一致させるようにすることができ、地震時等に水平力が作用した場合、建築構造物の捩れを防止して、建築構造物の耐震性能を容易に向上させることができる。
第2発明によると、構造用面材を薄板軽量形鋼にドリルねじ接合して構成される薄板軽量形鋼造の耐力壁を用いる壁構造において、建物全体の強度と剛性を上げるために、建物の全体または一部の第1耐力壁に間隔をおいて、前記第1耐力壁とは別個の調整用耐力壁を並列して設置したので、単に、第1耐力壁に間隔をおいて、調整用耐力壁を、建物の全体の第1耐力壁に間隔をおいて設置したり、建物の一部の第1耐力壁に間隔をおいて調整用耐力壁を設置するだけで、建物全体の強度と剛性を容易に向上させることができる。
第3発明によると、上階側および下階側の各第1耐力壁における縦枠材相互と、上階側および下階側の各調整用耐力壁における縦枠材相互とは、軸力を直接伝達する接合金物を介して連結され、上階側および下階側の各耐力壁の間に配置される側根太または端根太には、側根太または端根太内に圧縮補強金物が配置されていないので、上下階の耐力壁相互間を直接軸力の伝達可能な構造とすることができ、また、側根太または端根太には、側根太または端根太内に圧縮補強金物が配置されていないので、簡単な構造で施工も容易な構造とすることができ、経済的に施工可能な壁構造とすることができる。
前記のように、狭巾第1耐力壁12aと同様な構成の狭巾調整用耐力壁45を配置するようにすると、設計および増設が容易である。
図12(a)に示すように、上下階において同じ狭巾第1耐力壁12bが配置されている場合に、下層階になるに従って層間変形角(δ/h)が、δ1/h1、δ2/h2、δ3/h3と大きくなるので、上下階における層間変形角を一定値に近づけるようにするため、図12(b)では、調整用耐力壁45を1階および2階に設けて、極力、全階にわたって層間変形角を一定値に近づけるようにしている形態である。
なお、両面に構造用面材11を備える形態の耐力壁では、少なくとも片面の構造用面材14は、接合金物1を接合した後、縦枠材11に取付けることで、第1耐力壁15(12a,12b,12,18)を構築したり、両面に構造用面材11を有する調整用耐力壁45が構築可能である。片面の構造用面材11を有する形態の耐力壁では、予め構造用面材11を備えていても、容易に接合金物1を配置することができる。
図7から図10に示す部材相互の接合金具1を、上下階の第1耐力壁15あるいは上下階の調整用耐力壁45に接合する場合には、図2あるいは図4に示すように、上階および下階に渡って配置する場合の一形態として、部材相互の接合金具1における上部の接合金物7をその上下の圧着用雌ねじ部材8,9によりボルト4の所定の位置に装着して位置固定した状態で、また、下部の接合金物7およびその上下の圧着用雌ねじ部材8,9を取り外した状態で、上階側から部材相互の接合金具1のボルト4の下部を前記各部材(19,17,13)の長孔20に挿入して下階側にボルト4の下部を配置する。この際に、圧縮補強金物を挿入しなくてもよく、あるいは図15、図21に示すように圧縮補強金物を入れても良い。
また、接合金物7の接合用フランジ6により建物側との接合部面とボルト4の中心軸線との間の寸法は、接合用フランジ6間に板材がないので、板材がない分、ボルト4をより縦枠材11に接近させて配置することができ、曲げモーメント負担の少ない構造とすることができる合理的な接合金物7とすることができる。そのため、接合金物7の変形が少ない部材相互の接合金具1とすることができる。
K 剛心
1 部材相互の接合金具
2 雄ねじ部
3 雄ねじ部
4 ボルト
5 U字状部
5a 凹溝
5b 側板
6 接合用フランジ
6a 円弧状ガイド部
6b 小径孔
7 接合金物
8 上面圧着用雌ねじ部材
9 下面圧着用雌ねじ部材
10 側方開口部
11 縦枠材
12 下階側壁パネル
12a 広幅外側耐力壁
12b 狭巾外側耐力壁
13 上枠材
14 構造用面材
15 第1耐力壁
16 端根太あるいは側根太
17 床下張材
18 上階側壁パネル
19 下枠材
20 長孔
21 上下のフランジ
22 切り欠き部または長孔
23 ウエブ
24 ドリルねじ
25 筒状体
26 フランジ
27 フランジ付筒状体または圧縮補強金物
28 連結ボルト
29 ナット
30 ホールダウン金物
31 ホールダウン金物
32 床組み
33 縦部分
34 ベース部
35 補剛リブ
36 断面コ字状の座金
37 平座金
38 脚部
39 接続板
40 床パネル
41 基礎
42 アンカーボルト
43 ホールダウン金物
44 ケガキ線
45 調整用耐力壁
46 開口部
47 固着具
48 中間壁体
49 建築構造物
Claims (4)
- 構造用面材を薄板軽量形鋼にドリルねじ接合して構成される薄板軽量形鋼造の耐力壁を用いる壁構造において、建物全体の水平構面内の重心と剛心のずれによる偏心および建物の高さ方向の剛性バランスを調整すると共に建物の耐震性能を向上させるために、第1耐力壁が少ない箇所に、前記第1耐力壁とは別個の調整用耐力壁を並列して設置したことを特徴とする耐力壁並列式の壁構造。
- 構造用面材を薄板軽量形鋼にドリルねじ接合して構成される薄板軽量形鋼造の耐力壁を用いる壁構造において、建物全体の強度と剛性を上げるために、建物の全体または一部の第1耐力壁に間隔をおいて、前記第1耐力壁とは別個の調整用耐力壁を並列して設置したことを特徴とする耐力壁並列式の壁構造。
- 上階側および下階側の各第1耐力壁における縦枠材相互と、上階側および下階側の各調整用耐力壁における縦枠材相互とは、軸力を直接伝達する接合金物を介して連結され、上階側および下階側の各耐力壁の間に配置される側根太または端根太には、側根太または端根太内に圧縮補強金物が配置されていないことを特徴とする耐力壁並列式の壁構造。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の耐力壁並列式の壁構造を備えた建築構造物。
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