JP2009161983A - 波形鋼板耐震壁 - Google Patents

Abstract

【課題】通路等の開口を備える耐震壁において、開口周辺の周辺部材に生じる集中荷重を低減することにより、又は開口上方又は下方に設けた壁部材に周辺部材の耐力を見込むことで、開口周辺の周辺部材を補強しつつ、設備配線・配管等を通す設備開口を設けることを目的とする。
【解決手段】架構に配置された複数の波形鋼板によって耐震壁を構成する。そして、隣接する波形鋼板を接合用波形鋼板で接合することで、各波形鋼板が負担するせん断力による鉛直分力が接合用波形鋼板を介して相互に伝達される。即ち、各波形鋼板の負担せん断力による鉛直分力を接合用波形鋼板に伝達して相互に打ち消しあうことで、開口部の上側及び下側の周辺部材に作用する集中力が軽減される。そのため、接合用波形鋼板を設けない場合に周辺部材に発生する集中力を軽減でき、周辺部材のせん断補強等を簡略化でき、施工性の向上、コスト削減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、架構を構成する周辺部材に複数の波形鋼板を取り付けて構成された波形鋼板耐震壁に関し、特に、開口を備える波形鋼板耐震壁に関する。

構造物における耐震壁としては、特許文献１に示すように、波形に加工した波形鋼板を、波形の折筋の向きを水平方向として架構の構面に配置して構成した波形鋼板耐震壁が提案されている。この波形鋼板耐震壁は、垂直方向にアコーディオンのように伸縮するため鉛直力を負担しないが、水平せん断力に対しては抵抗可能であり、せん断剛性・せん断耐力を確保しつつ優れた変形性能を有している。更に、せん断剛性及び強度については、鋼板の材質強度、板厚、重ね合わせ枚数、波形のピッチ、波高等を変えることにより調整可能であり、剛性及び設計強度の自由度が高い耐震壁を実現している。

ところで、波形鋼板に孔を空けるとせん断強度・耐力が低下する。そのため、図１３に示すように波形鋼板耐震壁１００に通路などの大きな開口を設ける場合は、架構１０２に２枚の波鋼鋼板１０４、１０６を配置し、波形鋼板１０４と波形鋼板１０６との間に開口１０８を設けることが多い。この場合、各波形鋼板１０４、１０６が負担するせん断力は、開口１０８側の端部にそれぞれ形成された端部フランジ鋼板１１０、１１２を介して上側及び下側の梁１１４、１１６に伝達される。そのため、各波形鋼板１０４、１０６の負担せん断力による鉛直分力が、開口１０８の上側及び下側の梁１１４、１１６に集中的に作用（矢印Ａ）して問題となる。

一方、特許文献２には、柱と梁で囲まれた架構に、通路用の大きな開口部を備えた鉄筋コンクリート造の耐震壁を増設する耐震補強構造が提案されている。この耐震補強構造は、上側の梁と通路用の開口部との間にコンクリート造の壁体を設けている。しかし、この壁体は、耐震壁の一部として地震荷重に対する耐力を期待したものである。このようなコンクリート造の耐震壁では、開口部の上方に位置する壁体に貫通孔を空けると、開口率が大きくなりすぎて耐震壁として評価できない場合があるため、設備開口等の貫通孔を容易に設けることはできない。
特開２００５−２６４７１３号公報 特開２００６−６３７３２号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、通路等の開口を備える耐震壁において、開口周辺の周辺部材に生じる集中荷重を低減することにより、又は開口上方又は下方に設けた壁部材を周辺部材の耐力に見込むことで、開口周辺の周辺部材を補強しつつ、設備配線・配管等を通す設備開口を設けることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、架構を構成する周辺部材に取り付けられ、間を空けて配置された複数の波形鋼板と、上側又は下側の前記周辺部材に取り付けられると共に前記波形鋼板と接合され、下側又は上側の前記周辺部材との間に開口部を形成する接合用波形鋼板と、前記波形鋼板の前記開口部側の端部に形成され、該波形鋼板に作用するせん断力による鉛直分力を前記周辺部材に伝達するせん断力伝達部材と、を有し、前記接合用波形鋼板が、該接合用波形鋼板の外周部に形成された補剛フレーム枠と、前記接合用波形鋼板の折り筋方向に設けられた補剛板と、前記補剛板と前記開口部側の前記補剛フレーム枠との間に形成された貫通孔と、を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、架構に配置された複数の波形鋼板によって耐震壁を構成する。そして、隣接する波形鋼板を接合用波形鋼板で接合することで、各波形鋼板が負担するせん断力による鉛直分力が接合用波形鋼板を介して相互に伝達される。即ち、各波形鋼板の負担せん断力による鉛直分力を接合用波形鋼板に伝達して相互に打ち消し合うことで、開口部の上側及び下側の周辺部材に作用する集中力が軽減される。そのため、接合用波形鋼板を設けない場合に周辺部材に発生する集中力を軽減できる。従って、周辺部材のせん断補強等を簡略化でき、施工性の向上、コスト削減を図ることができる。

また、接合用波形鋼板により開口部の上方又は下方が塞がれるので遮音性が向上すると共に、火災時における火や煙を遮断することができる。更に、接合用波形鋼板の上下方向の長さを調整することで所望の大きさの開口部を設けることができる。

そして、接合用波形鋼板に補剛板を設け、補剛板と開口部側の補剛フレーム枠との間に貫通孔を形成する。このように、貫通孔を形成する場所を補剛板と開口部側の補剛フレーム枠との間に限定することで、補剛板によって隔てられた周辺部材側の接合用波形鋼板の耐震性能を低下させることなく、貫通孔を形成することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記波形鋼板に前記接合用波形鋼板を重ねて接合する接合重合部を有し、前記せん断力伝達部材が、前記接合用波形鋼板と反対側に張り出して設けられ、前記接合用波形鋼板の前記接合重合部側の端部に形成された前記補剛フレーム枠が、前記せん断力伝達部材と反対側に張り出して設けられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、せん断力伝達部材が、接合用波形鋼板と反対側に張り出して設けられている。また、接合用波形鋼板の接合重合部側の端部に形成された補剛フレーム枠が、せん断力伝達部材と反対側に張り出して設けられている。そのため、せん断力伝達部材と補剛フレーム枠とが干渉することなく、波形鋼板に接合用波形鋼板を重ね合わせることができる。また、複数の波形鋼板を周辺部材に取り付けた後に、接合用波形鋼板を重ねて接合するため、波形鋼板耐震壁の施工誤差・製作誤差を吸収でき、波形鋼板耐震壁の接合作業の手間を軽減することができる。

請求項３に記載の発明は、架構を構成する周辺部材に取り付けられ、間を空けて配置された複数の波形鋼板と、上側又は下側の前記周辺部材に設けられ、隣接する前記波形鋼板の間に位置して下側又は上側の前記周辺部材との間に開口部を形成する壁部材と、前記波形鋼板の前記開口部側の端部に形成され、該波形鋼板に作用するせん断力による鉛直分力を前記周辺部材に伝達するせん断力伝達部材と、前記壁部材に形成され、該壁部材の前記開口部側に設けられた貫通孔と、を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、上側又は下側の周辺部材に壁部材を形成することで、上側又は下側の周辺部材の断面積が大きくなり、周辺部材のせん断耐力が向上する。従って、壁部材がなければ必要となる周辺部材のせん断補強が不要となるので、施工性の向上、コスト削減を図ることができる。また、壁部材が開口部の上側又は下側を塞ぐため、遮音性等が向上する。

更に、壁部材の開口部側に貫通孔を形成している。波形鋼板に貫通孔を空けると、せん断剛性・耐力が低下するため補強等が必要となる。しかし、貫通孔を設ける場所を壁部材の開口部側の部位に限定し、当該部位を波形鋼板耐震壁の耐力に見込まないことで波形鋼板耐震壁の補強が不要となる。従って、補剛板等の溶接作業が不要となるため、施工性が向上する。

本発明は、上記の構成としたので、通路等の開口を備える耐震壁において、開口周辺の周辺部材に生じる集中荷重を低減することにより、又は開口上方又は下方に設けた壁部材を周辺部材の耐力に見込むことで、開口周辺の周辺部材を補強しつつ、設備配線・配管等を通す設備開口を設けることができる。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。

先ず、図１、図２に示すように、鉄筋コンクリート造の柱１０、１２及び鉄筋コンクリート造の梁１４、１６に囲まれた架構１８の構面には、波形に加工された２枚の波形鋼板２０、２２が折り筋の向きを水平方向として配置されている。波形鋼板２０、２２は、梁１４の長手方向に間を空けて配置され、波形鋼板２０と波形鋼板２２との間に開口部２４を形成している。また、波形鋼板２０、２２の間には、波形に加工された接合用波形鋼板２６が配置され開口部２４の上方を区画すると共に、各波形鋼板２０、２２と接合されて波形鋼板耐震壁２８が構成されている。

波形鋼板２０の外周部には、補剛フレーム枠３０が溶接等によって取り付けられている。補剛フレーム枠３０は、波形鋼板２０の柱１０側の端部及び梁１４、１６側の端部にそれぞれ形成された取付フレーム３２と、開口部２４側の端部に形成された端部フランジ鋼板３４とから構成されている。波形鋼板２０は、取付フレーム３２を介して柱１０及び梁１４、１６と接合され、波形鋼板２０が負担するせん断力を柱１０及び梁１４、１６に伝達可能とされている。

波形鋼板２０と同様に波形鋼板２２の外周部には、補剛フレーム枠３６が溶接等によって取り付けられている。補剛フレーム枠３６は、波形鋼板２２の柱１２側の端部及び梁１４、１６側の端部にそれぞれ形成された取付フレーム３８と、開口部２４側の端部の形成された端部フランジ鋼板４０とから構成されている。波形鋼板２２は、取付フレーム３８を介して柱１２及び梁１４、１６と接合され、波形鋼板２２が負担するせん断力を柱１２及び梁１４、１６に伝達可能とされている。

接合用波形鋼板２６の外周部には、補剛フレーム枠４２が溶接等によって取り付けられている。補剛フレーム枠４２は、接合用波形鋼板２６の梁１４側の端部に形成された取付フレーム４４と、接合用波形鋼板２６の左右の端部及び梁１６側の端部にそれぞれ形成された端部フランジ鋼板４６、４８、５０とから構成されている。接合用波形鋼板２６は、取付フレーム４４を介して梁１４に接合され、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力を梁１４に伝達可能とされている。

波形鋼板２０と接合用波形鋼板２６とは、端部フランジ鋼板３４と端部フランジ鋼板４６とを突き合わせ、端部フランジ鋼板３４、４６にそれぞれ形成されたボルト孔に高力ボルト５２を通して反対側からナット５４で締め付けることで、波形鋼板２０、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力を相互に伝達可能に摩擦接合されている。また、波形鋼板２２と接合用波形鋼板２６とは、端部フランジ鋼板４０と端部フランジ鋼板４８とを突き合わせ、端部フランジ鋼板４０、４８にそれぞれ形成されたボルト孔に高力ボルト５２を通して反対側からナット５４で締め付けることで、波形鋼板２２、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力を相互に伝達可能に摩擦接合されている。

なお、端部フランジ鋼板３４と端部フランジ鋼板４６との接触面又は端部フランジ鋼板４０と端部フランジ鋼板４８の接触面には、粗面化処理を施して摩擦係数を大きくすることが好ましい。粗面化処理としては、赤錆を自然発生させる、リン酸などの薬品を用いて砂地状に粗くするなどが挙げられる。また、高力ボルト５２に替えて通常のボルトを用いて波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とを接合しても良い。更に、摩擦接合ではなく、高力ボルト５２又は通常のボルトのせん断によって波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力を伝達することも可能である。

接合用波形鋼板２６には、接合用波形鋼板２６の面外方向に張り出し、端部フランジ鋼板５０と対向して設けられた補剛板５６が溶接等によって取り付けられている。補剛板５６は、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力に対して抵抗すると共に当該せん断力による水平分力を端部フランジ鋼板４６、４８に伝達する。また、補剛板５６と端部フランジ鋼板５０との間には、設備配線・配管等を通すための貫通孔である設備開口５８が形成されている。なお、補剛板５６の板厚は、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による水平分力を端部フランジ鋼板４６、４８に伝達するのに必要な厚さとされているが、更に板厚を増して設備開口５８によって低下した接合用波形鋼板２６のせん断耐力・剛性を補うことも可能である。

なお、本実施形態では、接合用波形鋼板２６を開口部２４の上方に設けて梁１４と接合したがこれに限らず、接合用波形鋼板２６を開口部２４の下方に設けて梁１６と接合することも可能である。また、各波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とを高力ボルト５２及びナット５４で摩擦接合したが、各波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力を相互に伝達できれば良く、溶接等によって接合しても良い。

次に、本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

波形鋼板耐震壁２８に地震荷重（せん断力）が作用すると、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６がせん断変形を伴いながら、補剛フレーム枠３０、３６、４２を介して負担するせん断力を架構１８に伝達する。また、波形鋼板２０及び接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力は、摩擦接合された端部フランジ鋼板３４、４６を介して相互に伝達され、波形鋼板２２及び接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力は、摩擦接合された端部フランジ鋼板４０、４８を介して相互に伝達される。

ここで、波形鋼板２０及び接合用波形鋼板２６が負担するせん断力の伝達イメージを図３に示す。なお、図が煩雑となるため波形鋼板２２のせん断力の伝達イメージは省略する。

波形鋼板２０が負担するせん断力による鉛直分力は、矢印Ｂのように補剛フレーム枠３０に沿って伝達される。一方、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力は、矢印Ｃのように取付フレーム４４、端部フランジ鋼板４６、４８、補剛板５６に沿って伝達される。波形鋼板２０の端部フランジ鋼板３４と接合用波形鋼板２６の端部フランジ鋼板４６について見ると、波形鋼板２０が負担するせん断力による鉛直分力と、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力が逆方向に作用して当該鉛直分力を打ち消し合うことがわかる。

一方、図４に示すように波形鋼板２０、２２を接合用波形鋼板２６で接合しない場合、地震荷重が作用すると各波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力（矢印Ｂ、Ｄ）が端部フランジ鋼板３４、４０に沿って梁１４に集中し、当該鉛直分力に対する反力Ｒ１、Ｒ２が梁１４に生じる。ここで、反力Ｒ１、Ｒ２が梁１４に作用した場合のモーメント図、せん断力図の略図を図５に示す。（Ａ）は、梁１４に反力Ｒ１が作用した場合の結果、（Ｂ）は、梁１４に反力Ｒ２が作用した場合の結果、（Ｃ）は、（Ａ）及び（Ｂ）の結果を重ね合わせたものである。なお、梁１６に生じる反力は、梁１４と同様であるため省略する。

図５（Ｃ）のせん断力図から分かるように、波形鋼板２０、２２を接合用波形鋼板２６で接合しない場合、開口部２４の上側の梁１４に反力Ｒ１、Ｒ２が付加せん断力Ｐとして作用する。そのため、当該梁１４部分の応力が過大となりせん断補強等を施す必要がある。しかし、本実施形態であれば、上述の通り端部フランジ鋼板３４と端部フランジ鋼板４６において、波形鋼板２０が負担するせん断力による鉛直分力と、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力が打ち消し合うため梁１４に作用する集中力（付加せん断力Ｐ）が小さくなる。従って、波形鋼板２０と接合用波形鋼板２６の鉛直分力が打ち消し合わなければ必要となる梁１４、１６のせん断補強等が不要となり、施工性の向上、コストの削減を図ることができる。

また、図３に示すように接合用波形鋼板２６に形成された補剛板５６が、接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による水平分力を端部フランジ鋼板４６、４８に伝達（矢印Ｃ）する。そのため、補剛板５６を境にして取付フレーム４４と左右の端部フランジ鋼板４６、４８及び補剛板５６で囲まれた領域Ｘと、補剛板５６と左右の端部フランジ鋼板４６、４８及び開口部２４側の端部フランジ鋼板５０で囲まれた領域Ｙとに分けて耐震性能を評価することができる。即ち、設備開口５８を形成する場所を、開口部２４の直上の領域Ｙに限定することで、領域Ｘのせん断耐力・剛性に影響を与えることなく、接合用波形鋼板２６に設備開口５８を設けることができる。

一方、領域Ｙでは、設備開口５８によってせん断耐力・剛性が低下するが、補剛板５６又は端部フランジ鋼板５０の板厚を増すことでせん断耐力・剛性を確保することができる。なお、領域Ｙを耐震壁として評価しない場合、設備開口５８によって低下する領域Ｙのせん断耐力・剛性を考慮する必要がないため、設備開口５８の大きさや数に制約なく設備開口５８を設けることができる。

また、接合用波形鋼板２６により開口部２４の上方が塞がれるので遮音性が向上すると共に、火災時における火や煙を遮断することができる。更に、接合用波形鋼板２６の上下方向の長さを調整すれば、所望の大きさの開口部２４を設けることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第２の実施形態は、図６、図７に示すように波形鋼板２０と波形鋼板２２との間に接合用波形鋼板２６を架け渡し、各波形鋼板２０、２２に接合用波形鋼板２６を重ねて接合して波形鋼板耐震壁６０を構成している。接合用波形鋼板２６は、折り筋の向きが波形鋼板２０、２２と同じ方向（水平方向）とされて波形鋼板２０、２２の上に重ねられており、接合用波形鋼板２６の端部フランジ鋼板５０が開口部２４の上方を区画している。また、各波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とが重なり合う重合部６２、６４において、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６にそれぞれ形成されたボルト孔に面外方向から高力ボルト６６を通して反対側からナット６８で締め付けることで各波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とが摩擦接合されている。

各波形鋼板２０、２２の開口部２４側の端部に形成された端部フランジ鋼板３４、４０は、図８に示すように接合用波形鋼板２６と反対側に張り出すように設けられている。即ち、波形鋼板２０、２２の裏面から張り出すように設けられ、波形鋼板２０、２２の表面から張り出していない。また、接合用波形鋼板２６の鉛直方向の端部に形成された端部フランジ鋼板４６、４８は、各波形鋼板２０、２２と反対側に張り出すように設けられている。即ち、接合用波形鋼板２６の表面側に張り出すように設けられ、接合用波形鋼板２６の裏面側に張り出していない。従って、端部フランジ鋼板３４と端部フランジ鋼板４６、端部フランジ鋼板４０と端部フランジ鋼板４８とが干渉することなく、各波形鋼板２０、２２の表面と接合用波形鋼板２６の裏面を接触・密着させることができる。

なお、接合用波形鋼板２６と干渉しない範囲で、開口部２４に面する端部フランジ鋼板３４、４０を接合用波形鋼板２６側に張り出しても良く、張り出すことで開口部２４周辺のせん断耐力・剛性を補うことができる。

図９は、重合部６２の拡大断面図である。以下、重合部６２について説明するが、重合部６４は、重合部６２と同様の構成であるため説明を省略する。波形鋼板２０の折り目から折り目までを折り板７０Ａ〜７０Ｄとし、接合用波形鋼板２６の折り目から折り目までを折り板７２Ａ〜７２Ｄとすると、重合部６２では、折り板７０Ａと折り板７２Ａ、折り板７０Ｃと折り板７２Ｃが突き合わせられて接触している。そして、接合用波形鋼板２６の折り板７２Ａ、７２Ｃにそれぞれ形成されたボルト孔７４及び波形鋼板２０の折り板７０Ａ、７０Ｃにそれぞれ形成されたボルト孔７６に高力ボルト６６を通し、反対側からナット６８で締め付けることで接合用波形鋼板２６と波形鋼板２０とが摩擦接合されている。なお、必要に応じて折り板７０Ｂ、７０Ｄ、７２Ｂ、７２Ｄにボルト孔７４、７６を設け、高力ボルト６６及びナット６８で接合しても良い。

重合部６２における波形鋼板２０と接合用波形鋼板２６とが接触する接触面、即ち、折り板７０Ａ、７０Ｃ及び折り板７２Ａ、７２Ｃの接触面には粗面化処理が施され、他の折り板よりも摩擦係数が大きくなっている。粗面化処理としては、第１の実施形態と同様に、例えば波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とが接触する面に赤錆を自然発生させる、リン酸などの薬品を用いて砂地状に粗くすることが挙げられる。なお、粗面化処理は、必要に応じて７０Ａ、７０Ｃ及び折り板７２Ａ、７２Ｃの少なくとも一方の接触面に施されていれば良い。

また、接合用波形鋼板２６は、施工誤差を吸収すべく波形鋼板２０の波形と異なる大きさの波形に加工されている。即ち、折り板７２Ｃの鉛直方向の長さが折り板７０Ｃよりも長くされ、また、折り板７２Ａの鉛直方向の長さが折り板７０Ａよりも短くされている。そのため、折り板７０Ｂと折り板７２Ｂ、折り板７０Ｄと折り板７２Ｄが接触せず遊び空間７８、８０が形成されている。そのため、架構１８の施工誤差、波形鋼板２０の取り付け誤差等により、接合用波形鋼板２６と波形鋼板２０との位置合わせにずれが生じても、遊び空間７８、８０によって折り板７０Ａと折り板７０Ｃ、折り板７２Ａと折り板７２Ｃを接触・密着させることができる。

なお、本実施形態では、折り板７０Ａ、７０Ｃ及び折り板７２Ａ、７２Ｃの接触面にのみ粗面化処理を施したが、波形鋼板２０と接合用波形鋼板２６との重なり方によっては、折り板７０Ｂと折り板７２Ｂ、折り板７０Ｄと折り板７２Ｄが接触する場合がある。そのため、全ての折り板７０Ａ〜７０Ｄ、７２Ａ〜７２Ｄに粗面化処理を施しておくことが好ましい。また、施工誤差の吸収のために接合用波形鋼板２６と、波形鋼板２０、２２の波形を異ならせるのではなく、接合用波形鋼板２６に形成されたボルト孔７４をボルト孔７６よりも径が大きいルーズ孔としても良く、更に、ボルト孔７４をルーズ孔とした場合はワッシャー等を用いて摩擦力の伝達効率を上げることが好ましい。

次に、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６と、架構１８との接合方法の例について説明する。なお、第２の実施形態における接合方法について説明するが、本接合方法は、全ての実施形態に適用可能である。

図６に示すように、柱１０、１２及び梁１４、１６には、架構の内周部に沿ってナット８２が所定の間隔で埋設されている。そして、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６の取付フレーム３２、３８、４４にそれぞれ形成されたボルト孔にボルト８４を通してナット８２にねじ込むことで、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６が架構１８に接合される。このため、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６が負担するせん断力は、各取付フレーム３２、３８、４４及びボルト８４、ナット８２を介して架構１８に伝達される。

なお、梁１４と接合用波形鋼板２６の取付フレーム４４との間に、波形鋼板２０の取付フレーム３２又は波形鋼板２２の取付フレーム３８が介在する場所では、取付フレーム４４と取付フレーム３２又は取付フレーム３８とにボルト８４を貫通させて梁１４に接合する。一方、開口部２４の上方には、取付フレーム３２、３８が存在しないため、取付フレーム４４と梁１４との間に隙間８６が生じる。そのため、隙間８６に板状のスペーサ、鉄製フィラープレート、又はゴムシート等を設け取付フレーム４４と共に梁１４に接合する。なお、本実施形態では、ボルト８４及びナット８２で取付フレーム４４と梁１４とを接合しているが、取付フレーム４４と各取付フレーム３２、３８との間及び隙間８６にグラウト等を充填して接合しても良い。

また、ボルト８４及びナット８２を用いて波形鋼板２０、２２を架構１８に取り付けたがこれに限らない。波形鋼板２０、２２に作用するせん断力を架構１８に伝達できれば良く、例えば、取付フレーム３２、３８にスタッド等のせん断力伝達部材を取り付け、このせん断力伝達部材を左右の柱１０、１２、上下の梁１４、１６の内部に埋め込んで接合しても良い。また、柱１０、１２及び梁１４、１６の内周部にスタット等のせん断力伝達部材を備えた接合用プレートを埋め込み、接合用プレートと波形鋼板２０、２２に取り付けられた取付フレーム３２、３８とをボルト又は溶接により接合しても良い。更に、波形鋼板２０、２２は、必ずしも柱１０又は柱１２に接合する必要はなく、設計強度に応じて梁１４、１６にのみ接合しても良い。

次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

第１の実施形態と同様に、端部フランジ鋼板３４、４６及び端部フランジ鋼板４０、４８には、各波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６が負担するせん断力による鉛直分力が逆方向に作用して当該鉛直分力を打ち消し合うため、梁１４、１６に作用する集中力が軽減される。

また、本実施形態では、２枚の波形鋼板２０、２２を架構１８に取り付けた後に、波形鋼板２０、２２にまたがるように接合用波形鋼板２６を重ねて高力ボルト６６により摩擦接合する。即ち、架構１８の施工誤差、波形鋼板２０、２２の取り付け誤差等より波形鋼板２０、２２が傾いても、波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とが重なる重合部６２、６４において波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とを接触・密着させて摩擦接合することができる。また、波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６との重なり幅を調整することにより摩擦接合に必要な接触面積を確保することができる。更に、接合用波形鋼板２６を、各波形鋼板２０、２２と異なる大きさの波形とすることで、梁１４の長手方向における位置ずれだけでなく、柱１０の長手方向における位置ずれも吸収することができる。従って、波形鋼板耐震壁６０の接合作業の手間をすることができる。

また、重合部６２、６４における接触面に粗面化処理を施すことで摩擦係数が大きくなり、高力ボルト６６及びナット６８による摩擦接合強度が向上する。重合部６２を例にすると、少なくとも波形鋼板２０の折り板７０Ａ、７０Ｃと接合用波形鋼板２６の折り板７２Ａ、７２Ｃとがそれぞれ接触した状態を確保できれば、設計時に想定した接合強度を実現し得る。この場合、波形鋼板２０と接合用波形鋼板２６との波形を異なる大きさとすることで波形鋼板２０の折り板７０Ａ、７０Ｃと接合用波形鋼板２６の折り板７２Ａ、７２Ｃとを容易に接触・密着できる。また、高力ボルト６６のせん断によって波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力を伝達するのではなく、粗面化処理を施した部分を高力ボルト６６で支圧して摩擦力を発生させることで当該鉛直分力を伝達する。ゆえに、重合部６２、６４を貫通するボルトの数を削減できるため施工性が向上し、更に、ボルト孔７４、７６によるせん断剛性・耐力の低下を抑えることができる。

なお、重合部６２、６４は、波形鋼板２０、２２が負担するせん断力の伝達経路となるため、重合部６２、６４におけるせん断耐力及び靭性を確保しておくことが望ましい。例えば、重合部６２、６４における波形鋼板２０、２２又は接合用波形鋼板２６に薄肉の鋼板を溶接して板厚を増したり、接合用波形鋼板２６等を低降伏点鋼で構成し、当該部をエネルギー吸収部位としても良い。更には、接合用波形鋼板２６と波形鋼板２０、２２との間に、粘弾性体等を配置して地震エネルギーを吸収しても良い。

また、重合部６２、６４において波形鋼板２０、２２と接合用波形鋼板２６とが接触する接触面に粗面化処理を施したが、必ずしも粗面化処理を施す必要はなく、また、高力ボルト６６に替えて通常のボルトを用いても良い。また、粗面化処理が施されている部分を高力ボルト６６で支圧して摩擦力を発生されることで各波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力を伝達したがこれに限らず、高力ボルト６６又は通常のボルトのせん断によって波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力を伝達することも可能である。

次に、本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第３の実施形態は、図１０、図１１に示すように梁１４に一体的に設けられた鉄筋コンクリート造の壁体８８が各波形鋼板２０、２２の間に配置されて波形鋼板耐震壁９０が構成されている。壁体８８が一体化された梁１４の部位は断面積が大きく、せん断耐力・剛性が大きくなっている。また、壁体８８は、開口部２４の上方を区画すると共に、開口部２４側の端部に設備配線・配管等を通すための貫通孔である設備開口９２が形成されている。壁体８８の幅は、開口部２４の開口幅よりも小さく、波形鋼板２０の端部フランジ鋼板３４と壁体８８との間及び波形鋼板２２の端部フランジ鋼板４０と壁体８８との間にグラウト９４が充填され、各波形鋼板２０、２２と壁体８８とが接合されている。梁１４の断面積が急変する部分では、せん断力が集中してひび割れ等が発生する恐れがあるため、せん断補強筋を配筋するなどしてせん断補強を施しておくことが好ましい。

なお、壁体８８は、梁１４と一体化されていれば良く、現場において梁１４と一体的に施工しても良いし、梁１４と壁体８８とを一体化したプレキャスト部材として製作しても良い。また、壁体８８の構造（材質）は、梁１４の構造に合わせて適宜変更すれば良く、例えば梁１４を鉄骨造とした場合は、壁体８８を鉄板等で構成すれば良い。なお、壁体８８を鉄板で構成した場合は、適宜リブ等で補強しても良い。

ここで、波形鋼板耐震壁９０の施工手順の例について説明すると、架構１８及び壁体８８を建て込んだ後に、壁体８８の両側の空間に波形鋼板２０、２２をそれぞれ配置して架構１８に接合する。この際、波形鋼板２０、２２の間に形成される開口部２４の開口幅よりも壁体８８の幅が小さくされているため、波形鋼板２０、２２を容易に配置することができる。そして、各端部フランジ鋼板３４、４０と壁体８８との目地部に沿ってスポンジ状の発泡製材等を配置して目地部を密封した後に、目地部にグラウト９４を充填する。また、目地部に粘弾性体を設置して、左右の波形鋼板２０、２２と壁体８８の変形差によって粘弾性体のせん断変形を発生させ、粘弾性体でエネルギー吸収を図ってもよい。

なお、本実施形態では、壁体８８を開口部２４の上方に設けて梁１４と接合したがこれに限らず、壁体８８を開口部２４の下方に設けて梁１６と接合することも可能である。

次に、本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

梁１４には、図４に示すように端部フランジ鋼板３４、４０を介して各波形鋼板２０、２２が負担するせん断力による鉛直分力が集中して作用する。しかし、本実施形態では、開口部２４の上方に壁体８８を配置して梁１４と一体化することで、梁１４の断面積を大きくしている。従って、開口部２４の上方の梁１４のせん断耐力が向上するため、梁１４のせん断補強等を簡略化できる。よって、施工性の向上、コスト削減を図ることができる。

また、壁体８８により開口部２４の上方が塞がれるため遮音性が向上すると共に、火災時における火や煙を遮断することができ、また、壁体８８の上下方向の長さを調整することで所望の大きさの開口部２４を設けることができる。

更に、波形鋼板２０、２２に貫通孔を設けるとせん断耐力・剛性が低下するため、補剛板を溶接する又は板厚を増す等の補強が必要となるが、本実施形態では、壁体８８に設備開口９２を形成するため、波形鋼板２０、２２に補強等を施す必要がない。また、設備開口９２を壁体８８の開口部２４側に設けることで、梁１４のせん断補強に必要な断面積を確保し易い。即ち、壁体８８における梁１４側の領域において、梁１４の補強に必要な断面積を確保した後、残りの領域（開口部２４側の領域）に設備開口９２を設けることで、設備開口９２による壁体８８の断面欠損を考慮する必要がなくなり、設計が単純化される。

なお、上記全ての実施形態では、柱１０、１２及び梁１４、１６から構成された架構１８の構面に波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６を配置した場合の例について説明したがこれに限らず、例えば、梁１４、１６に替えてコンクリートスラブ又は小梁等であっても良く、架構１８に３枚以上の波形鋼板を配置しても良い。更に、柱１０、１２及び梁１４、１６は、鉄筋コンクリート造に限られず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、更には現場打ち工法であっても、プレキャスト工法によるものであっても良い。

また、各種の波形鋼板２０、２２、接合用波形鋼板２６は、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すような断面形状をした波形鋼板を用いても良い。更に、波形鋼板２０、２２及び接合用波形鋼板２６は、波形の折り筋の向きを水平方向として架構１８に配置したがこれに限られず、折り筋の向きを鉛直方向として架構１８に配置しても良い。このように配置しても波形鋼板耐震壁に特有の変形性能に影響はなく、優れた耐震性能は確保される。

以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１の１−１線断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の断片を模式化した説明図である。 従来の波形鋼板耐震壁の断片を模式化した説明図である。 従来の波形鋼板耐震壁における梁の応力状態を示すモーメント図、せん断力図である。 本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図６の２−２線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の重合部（接合重合部）を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１０の３−３線断面図である。 本発明の全ての実施形態に係る波形鋼板耐震壁における波形鋼板の断面形状を示す断面図である。 （Ａ）は、従来の波形鋼板耐震壁を示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の４−４線断面図である。

符号の説明

１０ 柱（周辺部材）
１２ 柱（周辺部材）
１４ 梁（周辺部材）
１６ 梁（周辺部材）
２０ 波形鋼板
２２ 波形鋼板
２４ 開口部
２６ 接合用波形鋼板
２８ 波形鋼板耐震壁
３４ 端部フランジ鋼板（せん断力伝達部材）
４０ 端部フランジ鋼板（せん断力伝達部材）
４２ 補剛フレーム枠
５６ 補剛板
５８ 設備開口（貫通孔）
６０ 波形鋼板耐震壁
６２ 重合部（接合重合部）
６４ 重合部（接合重合部）
８８ 壁体（壁部材）
９０ 波形鋼板耐震壁
９２ 設備開口（貫通孔）

Claims (3)

1. 架構を構成する周辺部材に取り付けられ、間を空けて配置された複数の波形鋼板と、
   上側又は下側の前記周辺部材に取り付けられると共に前記波形鋼板と接合され、下側又は上側の前記周辺部材との間に開口部を形成する接合用波形鋼板と、
   前記波形鋼板の前記開口部側の端部に形成され、該波形鋼板に作用するせん断力による鉛直分力を前記周辺部材に伝達するせん断力伝達部材と、
   を有し、
   前記接合用波形鋼板が、該接合用波形鋼板の外周部に形成された補剛フレーム枠と、前記接合用波形鋼板の折り筋方向に設けられた補剛板と、前記補剛板と前記開口部側の前記補剛フレーム枠との間に形成された貫通孔と、を備えることを特徴とする波形鋼板耐震壁。
2. 前記波形鋼板に前記接合用波形鋼板を重ねて接合する接合重合部を有し、
   前記せん断力伝達部材が、前記接合用波形鋼板と反対側に張り出して設けられ、
   前記接合用波形鋼板の前記接合重合部側の端部に形成された前記補剛フレーム枠が、前記せん断力伝達部材と反対側に張り出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
3. 架構を構成する周辺部材に取り付けられ、間を空けて配置された複数の波形鋼板と、
   上側又は下側の前記周辺部材に設けられ、隣接する前記波形鋼板の間に位置して下側又は上側の前記周辺部材との間に開口部を形成する壁部材と、
   前記波形鋼板の前記開口部側の端部に形成され、該波形鋼板に作用するせん断力による鉛直分力を前記周辺部材に伝達するせん断力伝達部材と、
   前記壁部材に形成され、該壁部材の前記開口部側に設けられた貫通孔と、
   を備えることを特徴とする波形鋼板耐震壁。

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