JP2010133229A - 耐震壁、建築物、及び耐震壁の施工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周辺部材16に取り付けられた波形鋼板20に、固定部材30によって補剛部材34が固定されている。補剛部材34は、波形鋼板20に形成された折り筋と材軸とが交差するようにこの波形鋼板20の表面側に配置されている。よって、補剛部材34により波形鋼板20に剛性を付与することによって、波形鋼板20に生じる面外変形を低減し、波形鋼板20にせん断座屈が起き難くすることができる。
【選択図】図1
Description
また、鋼板としての波形鋼板310の外周辺に接合用フレーム枠308が取り付けられている。そして、プレート306と接合用フレーム枠308とが、応力の伝達可能に接合されている。
このような問題は、波形鋼板310を他の形状の鋼板とした耐震壁に対しても同様である。
また、固定部材により鋼板と補剛部材とを一体化したサンドイッチ構造(以下、「壁構造」とする)によって、この壁構造の断面2次モーメントを、鋼板と補剛部材との単体の断面2次モーメントを単純に足し合わせた値よりも大きくすることができる。これにより、鋼板に生じる面外変形をより低減することができる。
よって、鋼板を補剛部材で挟み込むことによって鋼板の表面両側から鋼板の面外変形を拘束することにより、鋼板に生じる面外変形をより低減することができる。
また、複数の補剛部材を設けることにより、壁構造の断面2次モーメントを大きくすることができる。
よって、少ない部材(補剛部材)によって耐震壁を構成することにより、耐震壁の製作手間を少なくすることができ、厚さの薄い耐震壁を構築することができる。
よって、補剛部材の端部を枠部材に接合して固定することにより、補剛部材の剛性を向上させることができる。
よって、補剛部材の端部に生じる曲げを効果的に拘束することにより、補剛部材の剛性をより向上させることができる。
よって、補剛部材の端部を枠部材に固定する作業を省くことにより、施工性を向上させることができる。
よって、波形鋼板の波形の傾斜部に生じる面外変形を拘束することにより、波形鋼板に生じる面外変形をより低減することができる。
また、複数の波板により波形鋼板を形成することができるので、大きな波形鋼板を製造する必要がなくなる。また、波板単位で現場へ搬送すればよいので、波形鋼板の搬送性がよくなる。
よって、複数の鋼板を有する耐震壁において、請求項1と同様の効果を発揮することができる。
補剛部材配置工程では、架構を構成する周辺部材に取り付けられる波形鋼板の表面側に、補剛部材を配置する。このとき、波形鋼板に形成された折り筋に補剛部材の材軸が交差するように、補剛部材を配置する。
補剛部材固定工程では、補剛部材を波形鋼板にボルトにより固定する。これによって、波形鋼板に剛性を付与する。
また、壁構造の断面2次モーメントを、波形鋼板と補剛部材との単体の断面2次モーメントを単純に足し合わせた値よりも大きくすることができる。これにより、波形鋼板に生じる面外変形をより低減することができる。
さらに、固定部材をボルトとすることにより、溶接を用いないで波形鋼板に補剛部材を固定することができるので、波形鋼板に剛性を容易に付与することができる。
補剛部材配置工程では、対向して複数配置される波形鋼板の少なくとも1つの表面側に補剛部材を配置する。このとき、補剛部材は、波形鋼板に形成された折り筋と材軸とが交差するように配置する。
補剛部材固定工程では、波形鋼板に補剛部材を固定部材によって固定し、波形鋼板に剛性を付与する。
よって、複数の波形鋼板を有する耐震壁において、請求項17と同様の効果を発揮することができる。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
また、図2に示すように、アングル34の上端部は水平プレート22Aに溶接によって接合され、アングル34の下端部は水平プレート22B(不図示)に溶接によって接合されている。
プレート接合工程では、波形鋼板20の上下端辺に水平プレート22A、22Bを溶接等によって接合し、波形鋼板20の左右端辺に鉛直プレート24A、24Bを溶接等によって接合する。さらに、水平プレート22A、22Bの端部と、鉛直プレート24A、24Bの端部とを溶接等によって接合し、枠26を形成する。
また、複数のアングル34を設けることにより、壁構造36の断面2次モーメントを大きくすることができる。
また、溶接長が長くなると面倒な溶接作業を多く行わなければならないので、作業手間が増えて製作コストが高くなってしまう。
スペーザ部材40は、材軸方向に貫通孔46が形成された鋼製の円筒部材であり、この貫通孔46を貫通するボルト42とナット44とによって、波形鋼板20にアングル34を固定している。
また、図3に示すように、波形鋼板20の山部38とアングル34との間にスペーサ部材40を設けることにより、図2において0であった波形鋼板20とアングル34との間の距離を、距離Lにすることが可能になる。すなわち、スペーサ部材40によって波形鋼板20とアングル34との間の距離を大きくすることができる(波形鋼板20の中立軸からアングル34までの距離を大きくすることができる)ので、ボルト42及びナット44により波形鋼板20とアングル34とを一体化した壁構造48の断面2次モーメントを効率よく大きくすることができる。
例えば、プラスチック製やコンクリート製のブロックとしてもよいし、鋼製の長ナットとしてもよい。スペーサ部材40を、波形鋼板20やアングル34とスペーサ部材40との接触面積が大きくなるような形状にすれば、波形鋼板20とアングル34との間で力を効果的に伝達することができ、波形鋼板20とアングル34との一体化の度合いを強くできるので好ましい。
補強部材52は、材軸方向に貫通孔54が形成された鋼製の円筒部材であり、この貫通孔54を貫通するボルト56とナット58とによって、波形鋼板20にアングル34を固定している。
そして、補強部材52が波形鋼板20に設けられた状態で、この補強部材52と、波形鋼板20及びアングル34とは、一体となっている。
また、図4に示すように、波形鋼板20及びアングル34と一体となるように補強部材52を設けることにより、波形鋼板20の面外変形を拘束する部分を増やすことができる。これによって、波形鋼板20に生じる面外変形をより低減することができる。
波板部材66の上端部は水平プレート22Aに溶接によって接合され(不図示)、波板部材66の下端部は水平プレート22Bに溶接によって接合されている(不図示)。
また、図6に示すように、波形鋼板20に全ての面を接触させて波板部材66を取り付けることにより、波形鋼板20の波形の傾斜部に生じる面外変形を拘束することができ、波形鋼板20に生じる面外変形をより低減することが可能となる。
また、図7、8に示すように、波板72、74の端部同士を重なり合わせることにより、波板72、74同士の間でせん断応力を確実に伝達することができる。さらに、重なり合う部分の摩擦係数を高める処理を行って、せん断応力の伝達をより確実にすることも可能である。摩擦係数を高める処理としては、重なり合って接触する部分の波板72、74の表面に、自然発錆、リン酸等の薬品処理、高摩擦材料の接着などを行うことができる。
例えば、平板としてもよいし、図13(a)〜(g)に示すような断面形状を有する部材としてもよい。図14には、図12で示したアングル34を平板82にした変形例が示されている。
補剛部材を平板又はアングルとすれば、簡単な部材によって波形鋼板に剛性を付与することができるので好ましい。
補剛部材を既製品である既成形鋼とすることにより、容易に波形鋼板に剛性を付与することができる。
図30(a)、(b)では、隅肉溶接部(溶接材200)が、アングル34の長辺端部及び角部に形成されている。
図31(a)、(b)では、スポット溶接部(溶接材200)が、アングル34に設けられた穴202の内壁面に形成されている。
図15では、波形鋼板耐震壁84を側面視したときの波形鋼板耐震壁84の中心線(不図示)に対して線対称となるように波形鋼板20を対向して配置する。
そして、これらの波形鋼板20を横方向に挟み込むようにアングル34を配置し、ボルト56及びナット58によってアングル34を波形鋼板20にそれぞれ固定している。
図17では、3つの波形鋼板20を重ね合わせて配置し、これらの波形鋼板20を横方向に挟み込むようにアングル34を配置し、ボルト56及びナット58によってアングル34を波形鋼板20にそれぞれ固定している。
よって、複数の波形鋼板を有する耐震壁において、第1〜第5の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
補剛部材配置工程では、対向して複数配置される波形鋼板20の少なくとも1つの表面側に補剛部材(アングル34、H形鋼90)を配置する。このとき、補剛部材は、波形鋼板20に形成された折り筋と材軸とが交差するように配置する。
補剛部材固定工程では、波形鋼板20に補剛部材を固定部材(ボルト56)によって固定し、波形鋼板20に剛性を付与する。
図22、23のようにすれば、補剛部材の端部を枠部材に固定する作業を省くことにより、施工性を向上させることができる。
そして、枠部材26及び頭付きスタッド28からなる取り付け構造により、周辺部材16と平板鋼板206との間で力が伝達される。
ここで、表面側とは、平板鋼板206を正面視した(例えば、図33に示した平板鋼板206の左側から平板鋼板206を見た)ときの、この平板鋼板206表面の前方側又は後方側の位置を意味する。
本実施例では、本発明の実施形態(図19で示した例)を模擬した試験体に対して実施した載荷実験の結果、及びこの実験結果により確認された試験体の耐震性について示す。
波形鋼板20の材料特性は、波形鋼板耐震壁96の波形鋼板98と同様である。
そして、せん断変形角(=水平変位量/階高)が最大50/1000になるまで、油圧ジャッキ118によって生じさせる加力梁114の揺れの振幅を少しずつ大きくし、このときのせん断変形角に対するせん断力を計測した。
(1)値124と値130とによって示される履歴性能は、ほぼ同じになった。これにより、波形鋼板耐震壁96(試験体1)と波形鋼板耐震壁106(試験体2)とは、ほぼ同様のせん断変形能力を有していることが確認できた。
(2)表1に示した、「波形鋼板降伏時、最大耐力到達時、せん断座屈時」の試験体1と試験体2とのせん断力の値は、ほぼ同じになった。これにより、波形鋼板耐震壁96(試験体1)と波形鋼板耐震壁106(試験体2)とは、ほぼ同様のせん断耐力を有していることが確認できた。
16 周辺部材
18、78、84、86、88、94 波形鋼板耐震壁(耐震壁)
20 波形鋼板(鋼板)
26 枠部材
30、42、56、68 ボルト(固定部材)
34 アングル(補剛部材)
38 山部
40 スペーサ部材
50 谷部
52、64 補強部材
66 波板部材
72、74、80 波板
76 接合部
82 平板(補剛部材)
90 H形鋼(補剛部材)
200 溶接材
204 鋼板耐震壁(耐震壁)
206 平板鋼板(鋼板)
Claims (24)
- 架構を構成する周辺部材に取り付けられる鋼板と、
前記鋼板の表面側に配置される補剛部材と、
前記鋼板に前記補剛部材を固定し前記鋼板に剛性を付与する固定部材と、
を有する耐震壁。 - 前記固定部材は、ボルトである請求項1に記載の耐震壁。
- 前記固定部材は、溶接材である請求項1に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材は、前記鋼板の表面両側に配置されている請求項1〜3の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材は、前記鋼板の表面片側に配置されている請求項1〜3の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材は、平板又はアングルである請求項1〜5の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材は、既成形鋼である請求項1〜6の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材の端部は、前記鋼板の周縁部に取り付けられた枠部材に接合されている請求項1〜7の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記補剛部材の端部は、前記周辺部材に埋設されている請求項1〜7の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記鋼板の周縁部に取り付けられた枠部材と前記補剛部材の端部との間に隙間が形成されている請求項1〜7の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記鋼板は、平板鋼板である請求項1〜10の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記鋼板は波形鋼板であり、
前記補剛部材は前記波形鋼板に形成された折り筋と材軸とが交差するように配置される請求項1〜10の何れか1項に記載の耐震壁。 - 前記波形鋼板を正面視したときに前側に凸となる該波形鋼板の山部と前記補剛部材との間にスペーサ部材が設けられている請求項12に記載の耐震壁。
- 前記波形鋼板を正面視したときに後側に凹となる該波形鋼板の谷部に、前記波形鋼板及び前記補剛部材と一体となる補強部材が設けられている請求項12又は13記載の耐震壁。
- 前記補剛部材は、前記波形鋼板に沿って取り付けられた波板部材である請求項12に記載の耐震壁。
- 前記波形鋼板は端部同士が重なり合って連結された複数の波板によって構成され、前記複数の波板の端部同士が重なり合う接合部に前記補剛部材が設けられている請求項12〜15の何れか1項に記載の耐震壁。
- 架構を構成する周辺部材に取り付けられ対向して複数配置される鋼板と、
前記複数配置される鋼板の少なくとも1つの表面側に配置される補剛部材と、
前記鋼板に前記補剛部材を固定し前記鋼板に剛性を付与する固定部材と、
を有する耐震壁。 - 前記固定部材は、ボルトである請求項17に記載の耐震壁。
- 前記固定部材は、溶接材である請求項17に記載の耐震壁。
- 前記鋼板は、平板鋼板である請求項17〜19の何れか1項に記載の耐震壁。
- 前記鋼板は波形鋼板であり、
前記補剛部材は前記波形鋼板に形成された折り筋と材軸とが交差するように配置される請求項17〜19の何れか1項に記載の耐震壁。 - 請求項1〜21の何れか1項に記載の耐震壁を有する建築物。
- 架構を構成する周辺部材に取り付けられる波形鋼板に形成された折り筋に材軸が交差するように該波形鋼板の表面側に補剛部材を配置する補剛部材配置工程と、
前記波形鋼板に前記補剛部材をボルトにより固定して該波形鋼板に剛性を付与する補剛部材固定工程と、
を有する耐震壁の施工方法。 - 対向して複数配置される波形鋼板を、架構を構成する周辺部材に取り付ける波形鋼板設置工程と、
前記対向して複数配置される波形鋼板の少なくとも1つの表面側に、該波形鋼板に形成された折り筋と材軸とが交差するように補剛部材を配置する補剛部材配置工程と、
前記波形鋼板に前記補剛部材を固定部材によって固定し前記波形鋼板に剛性を付与する補剛部材固定工程と、
を有する耐震壁の施工方法。
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