JP2014118775A - 鋼板耐震壁 - Google Patents

Abstract

【課題】耐震壁としての耐力を発揮できながら、使用部材の取扱性を確保して、人力による設置も可能とする。
【解決手段】柱１と梁２とからなる架構Ｋに、壁状に耐震用鋼板５を設置して耐震壁Ｗを構成してある鋼板耐震壁であって、耐震壁Ｗは、壁面内に複数の耐震用鋼板５を隣接配置すると共に、隣接する耐震用鋼板５どうしは、一部どうしを重ねて摩擦接合した摩擦接合部１０によって接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、柱と梁とからなる架構に、壁状に耐震用鋼板を設置して耐震壁を構成してある鋼板耐震壁に関する。

従来、この種の鋼板耐震壁としては、柱と梁とからなる架構に内接させてＨ形鋼のフレームを形成し、フレームの上下辺（又は左右辺）にわたって複数のＨ形鋼からなる強度部材を間隔をあけた状態に固着し、フレームと強度部材との間、及び、隣接する強度部材どうしの間に、４角形の耐震用鋼板を、壁面全体として市松模様となる配列で設置したものがあった（例えば、特許文献１参照）。
この従来例においては、強度部材と耐震用鋼板との両方の耐力によって、架構に作用する外力に対抗するものである。
具体的には、各耐震用鋼板は、強度部材に個別にボルト締結されており、耐震用鋼板が負担する引張応力は、強度部材を介して隣接する耐震用鋼板に伝達されるから、強度部材と耐震用鋼板との何れの部材も、所定の引張強度を発揮できるように構成してあるものである。
特に、Ｈ形鋼製の強度部材は、フレームから作用する曲げ応力やせん断応力にも対抗する必要がある。

特開２０１０−１６３２号公報（図１、図３）

上述した従来の鋼板耐震壁によれば、耐震用鋼板そのものは、小さい四角形に分割されたものを使用できるから、それぞれの重さや大きさを小さくして、取扱性をよくすることができる。しかし、強度部材に関しては、上述のとおり、耐震用鋼板に比べて大きな外力が作用するから、有効断面積の大きな部材を選択する必要がある。更には、壁の上下高さに近い長さの部材となるから、長くて且つ重くなり、人力による材料搬入や組み立てには適用しにくい問題点がある。
その結果、揚重運搬装置等を用いて設置作業を行う必要があり、狭い設置現場では、材料搬入や組み立て施工に制限が生じたり施工困難となる虞がある。一例としては、既存建物において、その使用を継続しながら実施される耐震改修等の場合には、材料搬入経路を充分な広さで確保できないことがあり、適用が困難となる。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、耐震壁としての耐力を発揮できながら、使用部材の取扱性を確保して、人力による設置も可能とする鋼板耐震壁を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、柱と梁とからなる架構に、壁状に耐震用鋼板を設置して耐震壁を構成してある鋼板耐震壁であって、
前記耐震壁は、壁面内に複数の前記耐震用鋼板を隣接配置すると共に、隣接する前記耐震用鋼板どうしは、一部どうしを重ねて摩擦接合した摩擦接合部によって接合されているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、隣接する耐震用鋼板どうしを、前記摩擦接合部によって接合してあるから、耐震用鋼板どうしは、両者間に作用する摩擦力によって充分な耐力が得られるように接合され、耐震用鋼板に生じる引張応力を効率よく伝達させて架構の変形に対抗することができる。従って、耐震用鋼板によって、耐震壁としての所定の耐力を発揮することができるようになる。
また、耐震用鋼板としては、取り扱い易い大きさや重さに設定することが可能であるから、揚重運搬装置を用いた設置作業のみならず、人力による設置も可能となる。更には、耐震用鋼板どうしの接合が摩擦接合であるから、溶接を使用せずに耐震用鋼板どうしを接合することができ、溶接を使用できないような施工環境においても問題なく設置作業を実施することが可能となる。
その結果、例えば、既存建物において、その使用を継続しながら実施される耐震改修等にも適用することが可能となり、適用範囲の拡大を図ることができる。

本発明の第２の特徴構成は、複数の前記摩擦接合部の内の少なくとも一部は、一枚の前記耐震用鋼板を、隣接する二枚の別の耐震用鋼板で挟持して、表裏両面が摩擦接合面として構成されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、摩擦接合面として２面を有することで、単面の摩擦接合に比べて、接合力を増強することが可能となり、耐震壁としての耐力向上を図ることができる。しかも、耐震用鋼板の枚数は増加しても、それらどうしは厚み方向に重なった状態に設置できるから、壁面の外観をさほど変化させずに接合力のみを増強することが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記耐震用鋼板の壁厚み方向への変位を阻止する変位阻止部材が設けてあるところにある。

耐震用鋼板は、引張力の作用には耐力を発揮できるが、圧縮力の作用に対しては、湾曲形状に変形（座屈）するため、殆ど耐力を発揮することが困難である。
本発明の第３の特徴構成によれば、耐震用鋼板の湾曲形状の変形を、変位阻止部材によって抑制することができ、耐震用鋼板の全体としての剛性を上げることが可能となり、圧縮力に対してもある程度の耐力を発揮できるようになる。
従って、耐力壁全体とした耐力を、更に増強することができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記耐震用鋼板と前記変位阻止部材との固定と、前記摩擦接合部における前記耐震用鋼板どうしの固定とは、それぞれを貫通する共通の締結ボルトによって実施されているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、共通の締結ボルトを使用して兼用化を図ることで、ボルトの数を減少させることができると共に、ボルトの締結手間をも減少させることができ、経済的且つ効率的に耐震壁を形成することができる。
また、耐震用鋼板に形成するボルト挿通穴の数も少なくできるから、耐震用鋼板としての断面欠損をより少なくできて、耐力の維持を図ることができる。

耐震壁の設置状況を示す正面図 耐震壁の設置状況を示す詳細正面図 図２のIII−III断面図 図２のIV−IV断面図 耐震壁の隅部分の分解斜視図 別実施形態の耐震壁の正面図 別実施形態の耐震壁の正面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の鋼板耐震壁の一実施形態（以後、単に耐震壁Ｗという）を示すもので、耐震壁Ｗは、鉄筋コンクリート造の柱１と梁２とからなる架構Ｋに、内接状態に設けてある。尚、架構Ｋは、必ずしも鉄筋コンクリート造に限るものではなく、例えば、鉄骨造であったり、鉄骨鉄筋コンクリート造であったり、それらの組合せによる構造であってもよい。
当該実施形態においては、耐震壁Ｗは、上下に離間して水平配置されている上側の梁２Ａと下側の梁２Ｂのそれぞれ中央部にわたって設置されている。図１に示すように、架構Ｋの内、中央部に設置された耐震壁Ｗの左右側部分は、空間Ｖとして確保されている。

耐震壁Ｗは、外周縁部を構成する一対の横フレーム３Ａと一対の縦フレーム３Ｂとからなるフレーム３と、対向配置された縦フレーム３Ｂにわたって上下に間隔をあけて並設された複数の水平部材（変位阻止部材に相当）４と、フレーム３と水平部材４とにわたって、壁の表裏両面にそれぞれボルトで取り付けられた複数の耐震用鋼板５とを設けて構成されている。

フレーム３は、図２〜４に示すように、底辺部Ｍａが一対の側壁部Ｍｂの間隔より幅広に形成された溝形鋼Ｍによって構成してあり、底辺部Ｍａが側壁部Ｍｂより耐震壁Ｗの外縁側に位置する姿勢に設けられている。

つまり、横フレーム３Ａは、上側の梁２Ａと下側の梁２Ｂとのそれぞれに、対応する溝形鋼Ｍの底辺部Ｍａが当接する状態に設けてある。因みに、梁２への横フレーム３Ａの取り付けは、例えば、接着材を使用して実施したり、底辺部Ｍａにスタッドを設けておき、そのスタッドを梁２に埋設することで一体化を図る等、各種方法を採用することができる。
また、縦フレーム３Ｂは、底辺部Ｍａが、外方の柱１に対向し、且つ、側壁部Ｍｂが壁中央側に位置する状態に設けてある。

横フレーム３Ａ、及び、縦フレーム３Ｂの各側壁部Ｍｂには、長手方向に間隔をあけて、複数のボルト挿通孔６が形成してある（図５参照）。フレーム３の側壁部Ｍｂに沿わせて配置した耐震用鋼板５は、このボルト挿通孔６に挿通させた締結ボルト７によって取り付けられている。

縦フレーム３Ｂの底辺部Ｍａの溝内周面には、フレーム長手方向に間隔をあけた複数箇所に、前記水平部材４の端部を取り付けるための突片３Ｂａが一体に設けられている（図３、図５参照）。
この突片３Ｂａは、前記側壁部Ｍｂより突出量が大きく形成してあり、突出した部分に前記水平部材４を接当させて、固定ボルト８によって接合してある。

水平部材４は、図４、図５に示すように、溝形鋼で構成してあり、底辺部４ａが側壁部４ｂより上に位置する配置、即ち、上下反転姿勢で設置されている。
また、水平部材４の側壁部４ｂの外幅寸法は、耐震用鋼板５を壁表裏側にそれぞれ沿わせて配置した状態で、縦フレーム３Ｂの側壁部Ｍｂの内幅内に納まるように、側壁部Ｍｂの内幅寸法から、耐震用鋼板５の２枚分の厚み寸法を差し引いた寸法に設定してある。
また、側壁部４ｂには、長手方向に間隔をあけて、複数のボルト挿通孔９が形成してある（図５参照）。水平部材４の側壁部４ｂに沿わせて配置した耐震用鋼板５は、このボルト挿通孔９に挿通させた締結ボルト７によって取り付けられている。
尚、水平部材４は、耐震用鋼板５に対する補剛効果があり、壁面に沿う方向の圧縮力が耐震用鋼板５に作用した場合でも、壁厚み方向へ変位するのを阻止して、座屈防止を図れるように構成されている。

耐震用鋼板５は、図２に示すように、矩形形状に構成してあり、四隅部分、及び、その他の要部に、ボルト挿通孔５ａが形成してあり（図５参照）、隣接する耐震用鋼板５どうしは、隅部分どうしを重ねて前記締結ボルト７によって締め付けることで、壁面が市松模様となるように構成されている。重なり合った隅部分によって摩擦接合部１０が構成されている。但し、耐震用鋼板５の形状に関しては、矩形形状に限られるものではなく、多角形形状や、円形や、楕円形状や、外形が曲線（又は曲線と直線との組み合わせ）で構成された形状等、任意の形状を採用することができる。

耐震用鋼板５は、図３、図４に示すように、フレーム３や水平部材４の側壁部Ｍｂ，４ｂに対応させて耐震壁Ｗの表裏二層分の壁面を構成している。
更には、各一層ごとに、耐震壁の外周側の六ヵ所（図２参照）においては、フレーム３の側壁部Ｍｂを挟む状態で表裏二枚の耐震用鋼板５が設けられている。一方、中央側の二ヵ所（図２参照）においては、二枚の耐震用鋼板５に挟まれる状態で一枚の耐震用鋼板５が設けられている。
即ち、二枚の耐震用鋼板５で挟まれた一枚の耐震用鋼板５の隅部分は、表裏両面が摩擦接合面として前記摩擦接合部１０が構成されている。
因みに、二枚重ねの耐震用鋼板５と、一枚の耐震用鋼板５とは、例えば、有効断面積の差を補う意味で、基準強度の異なる材質を選択しておいてもよい。具体例としては、二枚の耐震用鋼板５より一枚の耐震用鋼板５の方を基準強度の高い材質に設定して、耐震壁Ｗの全体とした耐力のバラツキを無くすことが挙げられる。

当該耐震壁Ｗによれば、隣接する耐震用鋼板５どうしを、摩擦接合部１０によって接合してあるから、両者間に作用する摩擦力によって充分な耐力が得られ、耐震壁としての所定の耐力を発揮することができる。
また、小分割された耐震用鋼板５を摩擦接合によって組み立てるだけで耐震壁Ｗを形成できるから、溶接等の接合法を最小限に留めながら、人力による設置も可能となる。
その結果、既存建物に対する耐震改修等にも適用することが可能となり、適用範囲の拡大を図ることができる。
また、耐震用鋼板５は、二枚重ねによる壁面を、表裏二層にわたって設置しているから、壁面の外観をさほど変化させずに接合力のみを増強することが可能となる。
更には、水平部材４によって耐震用鋼板５の補剛を図っているから、引張応力のみならず圧縮応力をも負担できる耐震壁Ｗを構築することができる。
また、締結ボルト７の使用を最小限となるように工夫されているので、ボルトの締結手間や部品コストの低減を図れ、経済的且つ効率的に耐震壁Ｗを形成することができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 架構Ｋの構成は、先の実施形態で説明した鉄筋コンクリート造に限るものではなく、例えば、鉄骨造や、鉄骨鉄筋コンクリート造、及び、公知の他の構造によって構成されているものであってもよい。
〈２〉 耐震壁Ｗは、先の実施形態で説明した架構Ｋの一部空間に形成されたものに限るものではなく、架構Ｋの全空間を占める状態に形成してあってもよい。また、耐震用鋼板５の二層構成に限るものではなく、一層や、三層以上の構成であってもよい。
また、摩擦接合部１０は、耐震用鋼板５を二枚重ねとして構成することに限らず、一枚ずつ重ねる構成であってもよい。
〈３〉 フレーム、及び、水平部材は、先の実施形態で説明した溝形鋼によって構成することに限るものではなく、例えば、山形鋼や角形鋼管や、他の鋼材で構成するものであってもよい。
また、耐震用鋼板５の壁厚み方向への変位を阻止する変位阻止部材４については、先の実施形態で説明した水平部材に限るものではなく、縦配置の部材であってもよい。
更には、図６に示すように、斜めの市松模様として配置された耐震用鋼板５に沿わせて配置する斜め配置の変位阻止部材４であってもよい。
また、異なる例としては、図７に示すように、同様の斜め市松模様の鋼板耐震壁であっても、変位阻止部材４として水平部材と縦部材との両方を設けて、耐震用鋼板５の厚方向への変位を阻止するものであってもよい。
また、各耐震用鋼板５の間に空間を形成した市松模様となる配置に限らず、空間を作らない状態で各耐震用鋼板５を隣接させて鋼板耐震壁を構成するものであってもよい。
因みに、変形阻止部材４は、耐震用鋼板５自体で剛性を確保できる場合においては、これを省略することができる。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、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。

１ 柱
２ 梁
４ 水平部材（変位阻止部材に相当）
５ 耐震用鋼板
７ 締結ボルト
１０ 摩擦接合部
Ｋ 架構
Ｗ 耐震壁

Claims (4)

1. 柱と梁とからなる架構に、壁状に耐震用鋼板を設置して耐震壁を構成してある鋼板耐震壁であって、
   前記耐震壁は、壁面内に複数の前記耐震用鋼板を隣接配置すると共に、隣接する前記耐震用鋼板どうしは、一部どうしを重ねて摩擦接合した摩擦接合部によって接合されている鋼板耐震壁。
2. 複数の前記摩擦接合部の内の少なくとも一部は、一枚の前記耐震用鋼板を、隣接する二枚の別の耐震用鋼板で挟持して、表裏両面が摩擦接合面として構成されている請求項１に記載の鋼板耐震壁。
3. 前記耐震用鋼板の壁厚み方向への変位を阻止する変位阻止部材が設けてある請求項１又は２に記載の鋼板耐震壁。
4. 前記耐震用鋼板と前記変位阻止部材との固定と、前記摩擦接合部における前記耐震用鋼板どうしの固定とは、それぞれを貫通する共通の締結ボルトによって実施されている請求項３に記載の鋼板耐震壁。

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