JP2015218462A - 木質耐震壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁に開口部を設ける
【解決手段】開口部３０Ａの隅部３２ＡにＬ字形状のアングル６０を配置し、上側の梁１４Ａと下側の梁１４Ｂとに後施工のアンカー６２で接合する。木質壁２０のせん断ずれを、アングル６０を用いて抑制することで、木質壁２０の回転を抑制し引張力に抵抗する。また、これにより、木質壁２０は、ロッキング壁（回転が抑えられた壁）として機能する。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、木質耐震壁構造に関する。

特許文献１には、柱と梁に囲まれた面内に設置された木質耐震壁が開示されている。この先行技術では、木質耐震壁は、柱及び梁の内面と、木質耐震壁の外周との間に設けた隙間に可撓性のある接着剤を埋めて変形吸収層を形成することにより、柱及び梁に固定されている。

しかし、このような木質耐震壁に開口部を設けると、耐力が低下し、耐震性能が低下する。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁に開口部を設けることが求められている。

特開２００３−３１４０８３号公報

本発明は、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁に開口部を設けることが目的である。

請求項１の発明は、柱と梁又はスラブとで構成された架構からせん断力が伝達されると共に前記架構に開口部が形成されるように接合された木質壁と、前記開口部の内面又は前記木質壁における前記開口部の周囲に設けられた補強手段と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、架構から木質壁にせん断力が伝達され、木質壁がせん断力を負担する。また、開口部又は木質壁における開口部の周囲に補強手段が設けられている。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁に開口部を設けることができる。

請求項２の発明は、前記木質壁は接着剤で前記架構に接合されている。

請求項２に記載の発明では、木質壁の接着剤による架構への接合は、例えば、アンカーによる接合と比較し、施工性に優れている。

請求項３の発明は、前記補強手段は前記架構の上部及び下部と前記木質壁の側端部とに接合された柱部材で構成されている。

請求項３に記載の発明では、柱部材が木質壁と一体的に挙動することにより、柱部材の曲げ変形が拘束され、柱部材がせん断力を効果的に負担する。更に、木質壁は、柱部材と架構とで形成される枠で囲まれることになり、この結果、木質壁の回転が抑えられ、木質壁が効果的にせん断力を負担する。よって、木質耐震壁の耐力が効果的に向上する。

本発明によれば、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁に開口部を設けることができる。

（Ａ）〜（Ｄ）は木質耐震壁の開口部を構成の例を示す正面図である 第一補強手段による第一の補強例を示す正面図である。 第一補強手段による第二の補強例を示す正面図である。 （Ａ）は第一補強手段による第三の補強例を示す拡大正面図であり、（Ｂ）第二補強手段による第四の補強例を示す拡大正面図であり、（Ｃ）は第二補強手段による第五の補強例を示す拡大正面図であり、（Ｄ）は第二補強手段による第六の補強例を示す拡大正面図である。 第一補強手段による第四の補強例を示す正面図である。 第一補強手段による第五の補強例を示す正面図である。 第二補強手段による第一の補強例を示す正面図である。 第二補強手段による第二の補強例を示す正面図である。 第二補強手段による第三の補強例を示す正面図である。 第三補強手段による第一の補強例を示す正面図である。 第三補強手段による第二の補強例を示す正面図である。 第三補強手段による第三の補強例を示す正面図である。 第三補強手段による第四の補強例を示す正面図である。 （Ａ）は第三補強手段による第五の補強例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１−１線に沿った断面の例を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の１−１線に沿った断面の他の例を示す断面図である。 （Ａ）は第三補強手段の第六の補強例と第四補強手段による補強例とを示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の第四補強手段部分の拡大図である。

＜開口部を有する木質耐震壁の概要＞
まず、開口部を有する木質耐震壁の概要について説明する。

図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に示すように、本実施形態の木質耐震壁５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、鉄筋コンクリート製や鉄骨鉄筋コンクリート製などの柱１２Ａ、１２Ｂと梁１４Ａ、１４Ｂとで囲まれた架構１０の構面内に、開口部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが形成されるように設けられた木質壁２０と、補強手段と、を有している。なお、補強手段については後述する。また、木質耐震壁及び開口部を区別する必要がない場合や同様の作用及び効果を示すような場合は、符号の後のＡ〜Ｄを省略する場合がある。

本実施形態における木質壁２０は、長辺方向が上下方向となるように配置された矩形状の木質板材を横方向へ複数並べて接着剤で繋ぎ合わせて一体化された１枚の木質パネルで構成されている。また、木質板材は、丸太を薄く剥いた木の板（単板）を積層接着して形成した平面形状が略長方形の単板積層材で構成されている。

なお、木質壁２０は、上記構成に限定されない。例えば、ひき板を並べた層を、板の方向が層ごとに直交するように重ねて接着した木質パネルであってもよい。

木質壁２０は、架構１０の内面１１（柱１２Ａ、１２Ｂ、梁１４Ａ、１４Ｂ）との間に設けた隙間にエポキシ樹脂系などの接着剤Ｇを充填し硬化させて接着層２２を形成することによって、架構１０に接合されている。

なお、接着剤Ｇは、木質壁２０内に浸透してアンカー効果を有するように適度な粘度３０００〜２００００（ｍｐａ・ｓ）を有している。なお、本実施形態では５０００（ｍｐａ・ｓ）以上の接着剤Ｇを使用している。

ここで、本実施形態では、木質耐震壁に形成される開口部の例として、
図１（Ａ）に示す、架構１０の両側に木質壁２０が設けられ、その間に開口部３０Ａが形成された第一構成、
図１（Ｂ）に示す、掃き出しを有する通路（ドア開口）として利用可能な逆Ｕ字形状の開口部３０Ｂが木質壁２０に形成された第二構成、
図１（Ｃ）に示す、窓が設けられる開口部３０Ｃが木質壁２０に形成された第三構成、
図１（Ｄ）に示す、窓よりも小さい設備開口として利用される開口部３０Ｄが木質壁２０に形成された第四構成、
の四つの構成で説明する。
なお、後述するように、開口部は、これらの四つの構成に限定されるものではない。

＜補強手段＞
つぎに、開口部３０の内面又は木質壁２０における開口部３０の周囲に設けられた補強手段について説明する。なお、以降、図１（Ａ）の第一構成〜図１（Ｄ）の第四構成のいずれか一つ以上を例として説明するが、説明していない他の構成にも適用してもよい。

［第一補強手段］
第一補強手段は、木質壁のせん断ずれを抑制するずれ留め手段である。そして、次に、このずれ留め手段による補強例について説明する。

第一の補強例は、図２に示すように、開口部３０Ａの隅部３２ＡにＬ字形状のアングル６０を配置し、上側の梁１４Ａと下側の梁１４Ｂとに後施工のアンカー６２（例えば、ケミカルアンカー等）でアングル６０を接合している。

第二の補強例は、図３に示すように、開口部３０Ｂの下側の隅部３２Ｂにアングル６０を配置し、下側の梁１４Ｂに後施工のアンカー６２でアングル６０を接合している。なお、図示は省略するが、開口部３０Ｂの上側の隅部３２Ｂにもアングル６０を配置し、木質壁２０における開口部３０Ｂの上側端部２４Ｂにアンカー６２で接合してもよい。

なお、図４（Ａ）に示す第三の補強例のように、意匠性を考慮し、木質壁２０の角部に凹部２５を形成し、この凹部２５にアングル６０を配置してもよい。なお、図４（Ａ）では、木質壁２０の上側の角部のみが図示されているが、下側の角部も同様の構成としてもよい。

第四の補強例は、図５に示すように、Ｈ形鋼等の鉄骨製の補強材７０を開口部３０Ａの上下に配置し、上側の梁１４Ａと下側の梁１４Ｂとに接着剤Ｇ（接着層７２）で補強材７０を接合している。補強材７０を接合することで、第三構成と同様の開口部３０Ｃが形成される。

第五の補強例は、図６に示すように、補強材７０を開口部３０Ｂの下側の梁１４Ｂに接着剤Ｇ（接着層７２）で接合し、プレート状の補強材７４を木質壁２０における開口部３０Ｂの上側端部２４Ｂに接着剤Ｇ（接着層７２）で補強材７０、７４を接合している。補強材７０、７４を接合することで、第三構成と同様の開口部３０Ｃが形成される。

（作用及び効果）
ずれ留め手段（第一補強手段）の作用及び効果について説明する。

架構１０に水平方向のせん断変形が生じると、木質壁２０が回転し、木質壁２０における開口部３０の周囲に大きな引張力が生じる。木質壁２０と架構１０とを接合する接着層２２（接着剤Ｇ）は、せん断力の伝達には高い効果を発揮するが、引張力に対しては高い効果を発揮しない。

しかし、木質壁２０のせん断ずれを、ずれ留め手段を用いて抑制することで、木質壁２０の回転を抑制し引張力に抵抗する。また、これにより、木質壁２０は、ロッキング壁（回転が抑えられた壁）として機能する。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。また、ずれ留め手段（アングル６０や補強材７０、７４）を接合することで容易に補強することができる。

なお、木質壁２０と架構１０との間の接着層２２が、せん断力と圧縮力とを負担することで、木質壁２０の破壊が防止され、木質壁２０と架構１０との一体性が確保される。また、接着剤Ｇは木質壁２０内に浸透してアンカー効果を有するので、アンカー効果を有しない場合と比較し、接着強度が向上する。なお、この接着層２２及び接着剤Ｇの作用効果は、以降のいずれの補強手段でも同様である。

［第二補強手段］
第二補強手段は、木質壁の回転により生ずる引張力を架構に伝達する引張力伝達手段である。そして、次に、この引張力伝達手段による補強例について説明する。

第一の補強例は、図７に示すように、木質壁２０における開口部３０Ａの左右方向の外側２６Ａに炭素繊維やアラミド繊維などで形成されたシート材８０を接着剤で接合すると共に、上下の梁１４Ａ、１４Ｂに定着させた定着体８２（例えば、ＣＦＲＰ（carbon-fiber-reinforced plastic（炭素繊維強化プラスチック）定着体等）とシート材８０の上下とを重ねて接合している。

第二の補強例は、図８に示すように、木質壁２０における開口部３０Ｂの左右方向の外側２６Ｂにシート材８０を接着剤で接合すると共に、下側の梁１４Ｂに定着させた定着体８２をシート材８０とを重ねて接合している。

第三の補強例は、図９に示すように、木質壁２０における開口部３０Ｃの外側全周２６Ｃにシート材８０を接着剤で接合すると共に、上側の梁１４Ａに定着させた定着体８２とシート材８０とを重ねて接合している。

図４（Ｂ）に示す第四の補強例及び図４（Ｃ）に示す第五の補強例のように、木質壁２０の角部に形成した凹部２５にＣ形状のアングル６６を配置し、アングル６６を木質壁２０と梁１４Ａ、１４Ｂとに接合する構成であってもよい。

なお、アングル６６と木質壁２０との接合方法は、図４（Ｂ）の上側の凹部２５のようにアンカー６７で接合してもよいし、図４（Ｂ）の下側の凹部２５のように接着剤Ｇ（接着層６８）による接合であってもよい。また、図４（Ｃ）のように、木質壁２０を貫通するＰＣ鋼線などの線状部材６９で、上側のアングル６６と下側のアングル６６とを連結して圧着接合してもよい。

第六の補強例は、図４（Ｄ）に示すように、フープフリップ（スリーブ）７９で接合した鉄筋７１を木質壁２０と梁１４Ａとに定着すると共に、凹部２５に充填材（モルタルや樹脂）を充填している。なお、図４（Ｄ）では、木質壁２０の上側の角部のみが図示されているが、下側の角部も同様の構成である。

（作用及び効果）
引張力伝達手段（第二補強手段）の作用及び効果について説明する。

木質壁２０の回転により生じる木質壁２０における開口部３０の周囲に発生する引張力を、引張力伝達手段によって架構１０（梁１４Ａ、１４Ｂ）に伝達することで、引張力に抵抗する。また、木質壁２０における開口部３０の周囲に引張力伝達手段が接合されているので、第一補強手段よりも、木質壁２０の剛性が向上する。よって、耐力の低下をより抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。

［第三補強手段］
第三補強手段は、木質壁の耐力を向上させる耐力向上手段である。また、本例では、耐力向上手段は、鉄骨等の剛性の高い剛性部材である。そして、次に、この剛性部材（耐力向上手段）の補強例について説明する。

第一の補強例は、図１０に示すように、開口部３０Ａに配置した鉄骨柱１００を上下の梁１４Ａ、１４Ｂにアンカー６２で定着すると共に、鉄骨柱１００と木質壁２０の側端部２９を接着剤Ｇ（接着層１０２）で接合している。

図１１に示す第二の補強例及び図１２に示す第三の補強例は、開口部３０Ａの全周に亘って、鉄骨部材１１０、１１２を枠状に配置して上下の梁１４Ａ、１４Ｂにアンカー６２で定着すると共に、鉄骨柱１００と木質壁２０の側端部２９を接着剤Ｇ（接着層１０２）で接合している。

なお、図１１では、下側の鉄骨部材１１２は板状とし、出入口として利用可能な開口部３０Ｂとなっている。また、図１２では、窓が設けられる開口部３０Ｃとなっている。

また、鉄骨以外の剛性部材であってもよい。例えば、図１３に示す第四の補強例のように、木質柱１２０を、上下の梁１４Ａ、４Ｂに定着させた定着体８２（例えば、ＣＦＲＰ定着体等）と接合すると共に、木質壁２０の側端部２９と接着剤Ｇ（接着層１０２）で接合してもよい。また図示は省略するが木質の剛性部材を枠状にしてもよい。

第五の補強例は、図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リブ１３４を有する断面Ｔ字形状の鋼製の剛性部材１３０を、木質壁２０における開口部３０Ｂ側の端部２７Ｂに接着剤Ｇ（接着層１３２）で接合している。なお、図１４（Ｂ）に示すように、木質壁２０の端部２７Ｂに形成された凹部１３６にリブ１３４を挿入して接合する。なお、図１４（Ｂ）及び後述する図１４（Ｃ）では、断面を表すハッチングの図示を省略している。

また、図１４（Ｃ）に示すように、断面Ｔ字形状の木製の剛性部材１３１を木質壁２０の端部２７Ｂに形成された凹部１３７にリブ１３３を挿入して接合してもよい。

また、図１５に示す第六の補強例のように、逆Ｕ字形状の鋼製の剛性部材１３５と、下側の梁１４Ｂにアンカー６２で接合したアングル６０と、で構成されていてもよい。なお、図１５の補強金物１４０とボルト１４２は後述する。

（作用及び効果）
剛性部材（耐力向上手段（第三補強手段））の作用及び効果について説明する。

剛性部材（耐力向上手段）が木質壁２０と一体的に挙動することにより、剛性部材の曲げ変形が拘束され、剛性部材がせん断力を効果的に負担する。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。

また、図１０の鉄骨柱１００及び図１３の木質柱１２０の場合は、鉄骨柱１００又は木質柱１２０と梁１４Ａ、１４Ｂで木質壁２０が囲まれることにより、木質壁２０の回転が抑えられ、木質壁２０がせん断力を効果的に負担する。つまり、剛性部材と木質壁２０との相乗効果が得られ、効果的に耐力の低下が抑えられる。

また、図１１及び図１２に示すように、開口部３０Ａの全周に亘って、鉄骨部材１１０及び鉄骨部材１１２を枠状とすることで、鉄骨部材１１０、１１２自体の回転が抑えられるので、耐力の低下を更に効果的に抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。

また、図１４に示すように木質壁２０の端部２７Ｂに形成された凹部１３６、１３７に剛性部材１３０、１３１のリブ１３４、１３３を挿入して接合することで、木質壁２０の端部２７Ｂが補強され、開口部３０Ｂの変形が効果的に抑制される。

なお、鉄骨柱１００、鉄骨部材１１０、及び木質柱１２０は、木質壁２０の面外方向外側に設けて木質壁２０と接合してもよい。

［第四補強手段］
第四補強手段は、木質壁２０における開口部３０の周囲の破壊を防止する破壊防止手段である。そして、次に、この破壊防止手段による補強例について説明する。

補強例では、図１５に示すように、木質壁２０における開口部３０の周囲の応力集中する応力集中部位２８Ｂに補強金物１４０をボルト１４２で接合して補強している。なお、補強金物１４０を接着剤で接合してもよいし、炭素繊維やアラミド繊維などで形成されたシート部材を接着剤で接合して補強してもよい。

（作用及び効果）
破壊防止手段（第四補強手段）の作用及び効果について説明する。

木質壁２０の開口部３０Ｂの周囲の応力が集中する応力集中部位２８Ｂの破壊が破壊防止手段によって抑制される。よって、耐力の低下を抑えつつ、木質耐震壁５０に開口部３０を設けることができる。

なお、本補強構成は、耐力の低下の抑制効果は、他の補強手段よりも小さいので、第三構成や第四構成などの比較的に小さな開口部に適用することが望ましい。また、図１５に示すように、他の補強手段と組み合わせることが望ましい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に示す開口部３０Ａ〜３０Ｄ以外の構成の開口部であってもよい。

例えば、図１（Ａ）の左側又は右側の木質壁２０のみがあり、架構１０の右側又は左側が開口部となった構成であってもよい。また、例えば、木質壁２０が左右の柱１２Ａ、１２Ｂと離間して配置され、木質壁２０と左右の柱１２Ａ、１２Ｂとの間がそれぞれ開口部となった構成であってもよい。

また、例えば、木質壁２０が上側の梁１４Ａと下側の梁１４Ｂとのいずれか一方のみに接合された構成であってもよい。例えば、木質壁２０が左右の柱１２Ａ、１２Ｂと上側の梁１４Ａ（又は下側の梁１４Ｂ）と接合され、木質壁２０と下側の梁１４Ｂ（又は上側の梁１４Ｂ）との間が開口部となった構成であってもよい。更に、木質壁２０が上下の梁１４Ａ、１４Ｂと離間して配置され、木質壁２０と上下の梁１４Ａ、１４Ｂとの間がそれぞれ開口部となった構成であってもよい。

また、例えば、木質壁２０が梁１４Ａ及び梁１４Ｂのいずれか一方と、柱１２Ａ及び柱１２Ｂのいずれか一方と、接合された構成であってもよい。具体的には、下側の梁１４Ｂと柱１２Ａとに木質壁２０が接合された構成であってもよい。

例えば、上記実施形態では、木質壁２０は、架構１０から接着剤Ｇ（接着層２２）によって、せん断力が伝達されるように接合されていたが、これに限定されない。例えば、木質壁２０は、架構１０にアンカーで接合されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、架構１０は、柱１２Ａ、１２Ｂと梁１４Ａ、１４Ｂとで囲まれて構成されたが、これに限定されない。梁１４Ａ、１４Ｂでなく柱とスラブとで囲まれてもよい。

更に、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。

１０ 架構
１２Ａ 柱
１２Ｂ 柱
１４Ａ 梁（架構の上部の一例）
１４Ｂ 梁（架構の下部の一例）
２０ 木質壁
２９ 側端部（内面の一例）
３０Ａ 開口部
３０Ｂ 開口部
３０Ｃ 開口部
３０Ｄ 開口部
５０Ａ 木質耐震壁
５０Ｂ 木質耐震壁
５０Ｃ 木質耐震壁
５０Ｄ 木質耐震壁
６０ アングル（補強手段の一例）
６６ アングル（補強手段の一例）
７０ 補強材（補強手段の一例）
７４ 補強材（補強手段の一例）
８０ シート材（補強手段の一例）
１００ 鉄骨柱（補強手段の一例、柱部材の一例）
１１０ 鉄骨部材（補強手段の一例）
１１２ 鉄骨部材（補強手段の一例）
１２０ 木質柱（補強手段の一例、柱部材の一例）
１３０ 剛性部材（補強手段の一例）
１３１ 剛性部材（補強手段の一例）
１３５ 剛性部材（補強手段の一例）
１４０ 補強金物（補強手段の一例）
Ｇ 接着剤

Claims (3)

1. 柱と梁又はスラブとで構成された架構からせん断力が伝達されると共に前記架構に開口部が形成されるように接合された木質壁と、
   前記開口部の内面又は前記木質壁における前記開口部の周囲に設けられた補強手段と、
   を備える木質耐震壁構造。
2. 前記木質壁は、接着剤で前記架構に接合されている、
   請求項１に記載の木質耐震壁構造。
3. 前記補強手段は、前記架構の上部及び下部と前記木質壁の側端部とに接合された柱部材で構成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の木質耐震壁構造。

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