JP2022110400A - 耐震壁 - Google Patents

Abstract

【課題】せん断座屈が起き難い耐震壁を提供する。【解決手段】耐震壁１４は、架構を構成する周辺部材１２に取り付けられた波形鋼板２０と、波形鋼板２０に対向して配置された木質ボード２４と、波形鋼板２０に木質ボード２４を固定する複数のねじ部材４２と、を有する。波形鋼板２０が木質ボード２４によって補剛される。これにより、波形鋼板２０に面外変形が生じることを抑制し、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３

Description

本発明は、波形鋼板を有する耐震壁に関する。

建築物に設けられる耐震壁は、建築物を構成する柱と、梁や床スラブ等の水平部材とで構成された架構の架構内に設置され、地震等により作用する水平力を負担して建築物の保有耐力を高めている。

引用文献１には、軽量で高いエネルギー吸収能力を有する波形鋼板耐震壁が開示されている。

特開２００６－４５７７６号公報

しかし、例えば、大きな面積の構面を形成する架構の架構内に設置される波形鋼板耐震壁が十分な面外剛性を有していないと、波形鋼板耐震壁に過大な水平力が作用したときに波形鋼板耐震壁に面外変形が生じてせん断座屈を起こしてしまうことが懸念される。

本発明は、上記の事実を考慮し、せん断座屈が起き難くすることを目的とする。

第１態様に係る耐震壁は、架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、前記波形鋼板に対向して配置された木質ボードと、前記波形鋼板に前記木質ボードを固定する複数のねじ部材と、を有する。

第１態様に係る耐震壁によれば、波形鋼板が木質ボードによって補剛される。これにより、波形鋼板に面外変形が生じることを抑制し、波形鋼板にせん断座屈が起き難くすることができる。

また、ねじ部材により波形鋼板に木質ボードを固定するので、容易に波形鋼板に木質ボードを固定することができる。

第２態様に係る耐震壁は、第１態様に係る耐震壁において、前記波形鋼板は、端部同士が重なり合って水平方向に連結されて複数備えられ、前記波形鋼板の端部同士が重なり合う連結部で、前記ねじ部材により前記木質ボードが固定されている。

第２態様に係る耐震壁によれば、複数の波形鋼板を水平方向に連結することにより、大きな波形鋼板を構成することができる。

また、波形鋼板の端部同士を重ねて波形鋼板を連結することにより、連結された波形鋼板同士の間でせん断力を確実に伝達することができる。

さらに、波形鋼板の端部同士を重ねて波形鋼板を連結することにより、波形鋼板が連結されて構成された波形鋼板全体の水平方向の長さを調整することができる。また、連結される波形鋼板の製作誤差や設置誤差を吸収することができる。

第３態様に係る耐震壁は、第１又は第２態様に係る耐震壁において、前記ねじ部材は、前記木質ボードのボード面に対して千鳥状に配置されている。

第３態様に係る耐震壁によれば、波形鋼板を面的に補剛することができる。これにより、ねじ部材による１つの固定箇所当たりの補剛能力を小さくすることができ、簡易な固定方法で波形鋼板に木質ボードを固定することができる。

本発明は上記構成としたので、せん断座屈が起き難くすることができる。

一実施形態に係る耐震壁を示す正面図である。 一実施形態に係る耐震壁を示す背面図である。 図１の３－３線断面図である。 図１の４－４線断面図である。 一実施形態に係る木質ボードを示す斜視図である。 図５の６－６線断面図である。 一実施形態に係る耐震壁のバリエーションを示す正面図である。 図７の８－８線断面図である。 一実施形態に係る耐震壁のバリエーションを示す側断面図である。 一実施形態に係る耐震壁のバリエーションを示す側断面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る耐震壁について説明する。

（耐震壁）
図１の正面図、及び図２の背面図に示すように、鉄筋コンクリート造の建築物１０の架構を構成する周辺部材１２に耐震壁１４が取り付けられている。周辺部材１２は、鉄筋コンクリート造の柱１６Ａ、１６Ｂ、及び梁１８Ａ、１８Ｂを有して構成されている。耐震壁１４は、鋼製の波形鋼板２０、枠部材２２、及び木質ボート２４を有して構成されている。

図１の３－３線断面である図３、及び図１の４－４線断面図である図４に示すように、波形鋼板２０の断面形状は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して凹凸が交互になるように台形を上下に連続して配置した波形状となっている。すなわち、周辺部材１２に耐震壁１４が取り付けられた状態において、波形鋼板２０の折り筋は略水平となっている。

図１に示すように、枠部材２２は、鋼製の水平プレート２６Ａ、２６Ｂ、及び鋼製の鉛直プレート２８Ａ、２８Ｂを有して構成されている。水平プレート２６Ａ、２６Ｂは、波形鋼板２０の上下端辺に沿って配置され、波形鋼板２０の上下端辺に接合されている。鉛直プレート２８Ａ、２８Ｂは、波形鋼板２０の左右端辺に沿って配置され、波形鋼板２０の左右端辺に接合されている。

水平プレート２６Ａ、２６Ｂの端部と、鉛直プレート２８Ａ、２８Ｂの端部とは接合されて、水平プレート２６Ａ、２６Ｂ、及び鉛直プレート２８Ａ、２８Ｂが一体となった枠部材２２を構成している。すなわち、波形鋼板２０の周縁部に枠部材２２が取り付けられている。

枠部材２２の外周面には、波形鋼板２０の周縁部に沿って頭付きスタッド３０が等間隔に複数取り付けられている。頭付きスタッド３０は、柱１６Ａ、１６Ｂ、及び梁１８Ａ、１８Ｂに埋設されており、これによって周辺部材１２と波形鋼板２０とが一体化されている。すなわち、周辺部材１２に波形鋼板２０が取り付けられている。

図５の斜視図に示すように、木質ボード２４は、燃え止まり層３２と、燃え止まり層３２の正面を覆う木製の木質層３４と、燃え止まり層３２の背面を覆う木製の木質層３６と、を有して構成されている。

図５の６－６線断面図である図６に示すように、燃え止まり層３２は、木板３８とモルタル板４０とを水平方向（Ｘ軸方向）に対して交互に配置して構成されている。これにより、燃え止まり層３２が吸熱効果を発揮することで、木質ボード２４は、耐火性を有するボードとなっている。

図３及び図４に示すように、木質ボード２４は、波形鋼板２０に対向して配置されている。そして、複数のねじ部材としてのラグスクリューボルト４２が、波形鋼板２０に形成された複数の孔にそれぞれ挿通されるとともに木質ボード２４にねじ込まれて、波形鋼板２０に木質ボード２４が固定されている。ラグスクリューボルト４２は、先端部が燃え止まり層３２のモルタル板４０に達するようにして木質ボード２４にねじ込まれている。

図１に示すように、複数のラグスクリューボルト４２は、水平方向（Ｘ軸方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）における隣り合う二列において交互に配置されている。すなわち、複数のラグスクリューボルト４２は、木質ボード２４のボード面に対して千鳥状に配置されている。

図２に示すように、枠部材２２の内周面と木質ボード２４の外周面との間には所定長さの隙間を有している。これにより、木質ボード２４は、周辺部材１２と縁が切れているので、建築物１０の鉛直荷重や地震荷重は負担しない。木質ボード２４は、木質ボード２４の繊維方向（木目の方向）が鉛直方向（Ｚ軸方向）となるようにして配置されている。

（効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態の耐震壁１４によれば、図３及び図４に示すように、波形鋼板２０に対向して配置された木質ボード２４を波形鋼板２０に固定することにより、波形鋼板２０が木質ボード２４によって補剛される。これにより、波形鋼板２０に面外変形が生じることを抑制し、波形鋼板２０にせん断座屈が起き難くすることができる。

また、ねじ部材としてのラグスクリューボルト４２により波形鋼板２０に木質ボード２４を固定するので、容易に波形鋼板２０に木質ボード２４を固定することができる。すなわち、耐震壁１４の施工工数を低減することが可能となる。

さらに、ねじ部材としてのラグスクリューボルト４２により波形鋼板２０に木質ボード２４を固定するので、溶接を用いないで波形鋼板２０に木質ボード２４を固定することができる。すなわち、耐震壁１４の施工工数を低減することが可能となり、溶接による波形鋼板２０の品質の低下を防ぎ、さらには、溶接不良による不具合を危惧せずに済む。

また、本実施形態の耐震壁１４によれば、図１に示すように、ねじ部材としてのラグスクリューボルト４２を木質ボード２４のボード面に対して千鳥状に配置することにより、波形鋼板２０を木質ボード２４により面的に補剛することができる。これにより、木質ボード２４による波形鋼板２０の高い補剛効果を得ることができる。また、ねじ部材としてのラグスクリューボルト４２による１つの固定箇所当たりの補剛能力を小さくすることができ、簡易な固定方法で波形鋼板２０に木質ボード２４を固定することができる。

さらに、本実施形態の耐震壁１４によれば、図３及び図４に示すように、木質ボード２４が室内側へ面するようにして耐震壁１４を設置すれば、木質ボード２４を仕上げ材とすることができ、木質ボード２４の表面の木質により美観を向上させることができる。

また、本実施形態の耐震壁１４によれば、図３及び図４に示すように、木質ボード２４が耐火性を有するので、耐震壁１４に耐火ボードを別途設けなくても、耐火壁とすることができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、図１に示すように、耐震壁１４が１つの波形鋼板２０を有して構成されている例を示したが、耐震壁１４は、複数の波形鋼板を有して構成されていてもよい。図７の正面図、及び図７の８－８線断面図である図８には、２つの波形鋼板２０を有して構成された耐震壁４４の例が示されている。

耐震壁４４には、２つの波形鋼板２０（以下、「波形鋼板２０Ａ、２０Ｂ」とする）が備えられている。そして、２つの波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの端部同士（波形鋼板２０Ａの右端部と波形鋼板２０Ｂの左端部）が重なり合って水平方向（Ｘ軸方向）に連結されている。また、２つの波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの端部同士が重なり合う連結部４６で、ねじ部材としてのラグスクリューボルト４２により木質ボード２４が２つの波形鋼板２０Ａ、２０Ｂに固定されている。具体的には、波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの端部にそれぞれ形成され連通する孔に、ラグスクリューボルト４２を挿通するとともに木質ボード２４にねじ込むことにより、波形鋼板２０Ａ、２０Ｂに木質ボード２４が固定されている。

耐震壁４４によれば、複数の波形鋼板２０Ａ、２０Ｂを水平方向に連結することにより、大きな波形鋼板を構成することができる。

また、波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの端部同士を重ねて波形鋼板２０Ａ、２０Ｂを連結することにより、連結された波形鋼板２０Ａ、２０Ｂ同士の間でせん断力を確実に伝達することができる。

さらに、波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの端部同士を重ねて波形鋼板２０Ａ、２０Ｂを連結することにより、波形鋼板２０Ａ、２０Ｂが連結されて構成された波形鋼板全体の水平方向（Ｘ軸方向）の長さを調整することができる。また、連結される波形鋼板２０Ａ、２０Ｂの製作誤差や設置誤差を吸収することができる。

また、上記実施形態では、図３及び図４に示すように、波形鋼板２０の断面形状を、凹凸が交互になるように台形を上下に連続して配置した波形状とした例を示したが、波形鋼板２０の断面形状は波形状であればよい。例えば、波形鋼板２０の断面形状を、凹凸が交互となるように矩形、山形、円弧等を上下に連続して配置した波形状としてもよい。

さらに、上記実施形態では、図５に示すように、木質ボード２４を、燃え止まり層３２を備えた耐火性を有するボードとした例を示したが、木質ボード２４は、木質のボードであればよい。例えば、木質ボード２４は、他の構成の耐火性を有するボードであってもよいし、耐火性を有さない木質のボードであってもよい。

また、上記実施形態では、図２に示すように、枠部材２２の内周面と木質ボード２４の外周面との間に所定長さの隙間を有している例を示したが、枠部材２２の内周面と木質ボード２４の外周面とは接触していてもよい。枠部材２２の内周面と木質ボード２４の外周面との間に所定長さの隙間を有するようにすることは、建築物１０の鉛直荷重や地震荷重を木質ボード２４が完全に負担しなくなるので、好ましい。

さらに、上記実施形態では、図１に示すように、複数のラグスクリューボルト４２を、木質ボード２４のボード面に対して千鳥状に配置した例を示したが、複数のラグスクリューボルト４２を他の配置にしてもよい。例えば、水平方向（Ｘ軸方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して等間隔となるように、複数のラグスクリューボルト４２を格子状に配置してもよい。

また、上記実施形態では、図３に示すように、ラグスクリューボルト４２を波形鋼板２０に形成された孔に挿通するとともに木質ボード２４にねじ込んで、波形鋼板２０に木質ボード２４を固定した例を示したが、他の種類のねじ部材を用いてもよい。また、木質ボード２４側から波形鋼板２０へねじ部材をねじ込むことにより、波形鋼板２０に木質ボード２４を固定してもよい。

例えば、図９の側断面図に示す耐震壁４８のようにしてもよい。耐震壁４８では、ねじ部材としてリーマ付きドリルねじ５０を用いている。リーマ付きドリルねじ５０は、先端にドリルが設けられており、下穴を必要としないで突き抜けるようにして鋼板にねじ込むことができるねじである。

このリーマ付きドリルねじ５０を木質ボード２４の木質層３６表面から波形鋼板２０へ打ち込み、リーマ付きドリルねじ５０のドリルによって形成された波形鋼板２０の孔にリーマ付きドリルねじ５０のねじ部をねじ込む。これによって、波形鋼板２０に木質ボード２４が固定されている。

この固定方法を用いれば、波形鋼板２０に予め孔を形成しておかなくてもよい。また、リーマ付きドリルねじ５０は、１本当たりの引張耐力がラグスクリューボルト４２よりも高いので、波形鋼板２０に木質ボード２４を固定するために用いるねじ部材の数を減らすことができる。

なお、ねじ部材をドリルねじとする場合において、このドリルねじのガイドとなる下穴を木質ボード２４や波形鋼板２０に形成するようにしてもよい。また、図１０の側断面図に示すように、木質ボード２４の木質層３６表面に座ぐり穴５２を形成しておく。そして、木質ボード２４に打ち込んだリーマ付きドリルねじ５０の頭部を座ぐり穴５２に収容するとともに、リーマ付きドリルねじ５０の頭部を覆うようにして木栓５４で座ぐり穴５２を塞ぐようにしてもよい。このようにすれば、木質ボード２４の背面側（木質層３６側）表面の美観を向上させることができる。

また、上記実施形態では、図３及び図４に示すように、ラグスクリューボルト４２を木質ボード２４にねじ込むことにより、波形鋼板２０に木質ボード２４を固定した例を示したが、ラグスクリューボルト４２は、木質ボード２４を貫通させないのが好ましい。燃え止まり層３２のモルタル板４０に先端部が達するようにしてラグスクリューボルト４２を木質ボード２４にねじ込むことは、木質ボード２４へのラグスクリューボルト４２の高い固定度が得られるので、より好ましい。

さらに、上記実施形態では、図１に示すように、鉄筋コンクリート造の建築物１０に耐震壁１４を適用した例を示したが、本実施形態の耐震壁１４は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete Filled Steal Tube：コンクリート充填鋼管構造）など、さまざまな構造や規模の建築物に対して適用することができる。

また、上記実施形態では、図１に示すように、柱１６Ａ、１６Ｂ、及び梁１８Ａ、１８Ｂによって周辺部材１２を構成した例を示したが、周辺部材１２は、柱と床スラブとによって構成されてもよい。また、周辺部材１２は、柱のみ、梁のみ、又は床スラブのみによって構成されてもよい。例えば、周辺部材１２を梁のみとした場合には、上下の梁の間に耐震壁１４が設置され、耐震壁１４の左右には隙間や空間が形成されることになる。

また、周辺部材１２を構成する柱、梁、及び床スラブは、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete Filled Steal Tube：コンクリート充填鋼管構造）など、さまざまな構造のものであってもよい。

以上、本発明の一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なく、一実施形態及び各種の変形例を適宜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。

１２ 周辺部材
１４、４４、４８ 耐震壁
２０ 波形鋼板
２４ 木質ボード
４２ ラグスクリューボルト（ねじ部材）
４６ 連結部
５０ リーマ付きドリルねじ（ねじ部材）

Claims (3)

1. 架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、
   前記波形鋼板に対向して配置された木質ボードと、
   前記波形鋼板に前記木質ボードを固定する複数のねじ部材と、
   を有する耐震壁。
2. 前記波形鋼板は、端部同士が重なり合って水平方向に連結されて複数備えられ、
   前記波形鋼板の端部同士が重なり合う連結部で、前記ねじ部材により前記木質ボードが固定されている請求項１に記載の耐震壁。
3. 前記ねじ部材は、前記木質ボードのボード面に対して千鳥状に配置されている請求項１又は２に記載の耐震壁。

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