JP2843204B2 - 耐震壁 - Google Patents

耐震壁

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JP2843204B2
JP2843204B2 JP4123034A JP12303492A JP2843204B2 JP 2843204 B2 JP2843204 B2 JP 2843204B2 JP 4123034 A JP4123034 A JP 4123034A JP 12303492 A JP12303492 A JP 12303492A JP 2843204 B2 JP2843204 B2 JP 2843204B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は主にプレストレスが導
入されたコンクリート造のフレームとプレキャスト化さ
れた壁版から構成される耐震壁に関するものである。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】柱と梁の
各軸方向にプレストレスが導入されたプレストレストコ
ンクリート造のフレーム内に組み込まれる耐震壁は従
来、フレーム内に現場打ちで構築される鉄筋コンクリー
ト造の耐震壁と、フレームの柱や梁と共にプレキャスト
化された壁版を設置するプレキャストコンクリート製の
耐震壁とに大別されるが、前者はフレームの構築とプレ
ストレスの導入後に型枠の組み立て及び配筋とコンクリ
ートの打設によって構築されるため工期の長期化を招く
ことから、施工上は後者のプレキャスト化された壁版を
設置する方法が有利である。
【0003】プレキャスト化された壁版はその周囲から
突出した金物や鉄筋がフレームの内周側に突設された接
合金物や鉄筋に接続されることにより、もしくは壁版の
周囲に形成されたシアコッターの回りとフレーム間にコ
ンクリートが充填されることによりフレームと一体化さ
れるが、フレームを含めた耐震壁の抵抗機構は概して壁
版の壁厚や内部の配筋,ブレースの配置等に基づく壁版
自身の強度や剛性で決まり、耐震壁の強度や剛性の調整
は壁版単位で行われるため、プレキャスト化された特定
の特性を持つ壁版とフレームとの組み合わせからなる耐
震壁の強度と剛性の調整はこれまで行われていない。
【0004】また耐震壁の構築は壁版の設置後に、その
周囲の複数個の金物をフレームに取り付いた接合金物に
接続する、あるいは鉄筋をフレームの鉄筋に溶接する等
により行われるため現場打ちの場合と同様に施工が煩雑
化する傾向がある。
【0005】この発明はプレキャスト化された壁版から
なる耐震壁の現状を踏まえてなされたもので、強度と剛
性の調整が可能で、施工性のよい耐震壁を提案するもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明ではプレキャスト
コンクリート製の壁版を、少なくとも上下のいずれか一
方の梁との間の一部の区間に空隙を残してフレーム内に
設置すると共に、水平方向に間隔をおいて壁版内に鉛直
方向に引張材を挿通し、壁版とフレームの梁との間の前
記空隙に充填材を充填することと、引張材の張力を調整
することにより壁版とフレームとの一体性を制御し、壁
版とフレームからなる耐震壁の強度と剛性を調整する。
【0007】充填材は壁版とフレームの梁との間の一部
の区間の少なくとも引張材の配置位置に充填され、壁版
と梁間の空隙に充填されることで、フレームに作用する
水平力を圧縮力として壁版に伝達し、充填区間が適当に
設定されることにより壁版に加わる圧縮力、すなわちフ
レームに作用する水平力の、壁版の分担の割合を制御す
る。フレームと壁版のそれぞれが負担する水平力の大き
さが制御されることにより耐震壁の強度と剛性が調整さ
れる。
【0008】引張材は水平方向に間隔をおいて壁版内に
鉛直方向に挿通し、両端部がフレームの上下の梁に定着
される。引張材は、緊張されない場合を含めて導入され
る張力、すなわち壁版へのプレストレス力が調整される
ことにより壁版とフレームの一体化の度合いを制御し、
充填材と併せて壁版自身の強度と剛性及び終局耐力と共
に、耐震壁の強度と剛性を自由に調整する。
【0009】耐震壁の強度と剛性は請求項2に記載のよ
うに、壁版内に鉛直方向の引張材に加え、水平方向にも
引張材を配置することによってより詳細に調整される。
【0010】この場合、壁版はフレームの両側の少なく
ともいずれか一方の柱との間の一部の区間に空隙を残し
てフレーム内に設置され、耐震壁は壁版内に引張材を水
平方向に挿通し、その両端部をフレームの両側の柱に定
着すると共に、壁版とフレームの柱との間の前記空隙の
少なくとも水平方向の引張材の配置位置に充填材を充填
することにより構成される。
【0011】耐震壁はフレーム内への壁版の設置と充填
材の充填、及び引張材の挿通によって構成され、従来の
金物や鉄筋を用いた接合がなくなることで、施工が単純
化され、施工性が向上する。
【0012】
【実施例】この発明の耐震壁1は図1,図2に示すよう
に柱2と梁3からなるフレーム4と、フレーム4内に設
置されるプレキャストコンクリート製の壁版5と、壁版
5の周囲とフレーム4間に充填される充填材6と、水平
方向に間隔をおいて壁版5内に鉛直方向に挿通し、両端
部がフレーム4の上下の梁3,3に定着され、張力の大
きさが調整自在な複数本の引張材7から構成され、充填
材6によってフレーム4と壁版5とが一体となって挙動
し、充填材6の充填箇所と引張材7の張力によって強度
と剛性が自由に調整可能となったものである。
【0013】実施例では柱2と梁3がプレキャストコン
クリート製で、その各軸方向にPC鋼材10によってプレス
トレスが導入され、フレーム4がプレストレストコンク
リート造の場合の架構を示しているが、フレーム4は通
常の鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造の
他、鉄骨造の場合もある。
【0014】壁版5は図1,図5に示すようにフレーム
4内に、少なくとも上下のいずれか一方の梁3との間の
一部の区間に空隙を残して設置され、空隙の少なくとも
引張材7の配置位置にモルタルやコンクリート等の充填
材6が充填されることによりフレーム4と一体化され
る。
【0015】壁版5はフレーム4の水平力を負担すれば
よいことから、下側の梁3上に構造的に絶縁された状態
で単純に置かれる場合もあり、またフレーム4の内周面
に空隙となる溝を形成し、この溝内に差し込まれること
によっても設置される。壁版5のフレーム4内への設置
状態と、それに伴う充填材6の充填箇所や充填区間は必
要とする耐震壁1の強度と剛性に従い、また引張材7と
の組み合わせに応じて決められる。具体的には充填材6
の充填箇所と充填区間は壁版5のフレーム4内への設置
状態や、引張材7の配置位置とその張力の大きさに応じ
て決まるが、充填材6は少なくとも引張材7の配置位置
に充填される。
【0016】充填材6は壁版5とフレーム4間に充填さ
れることによりフレーム4に作用する水平力を圧縮力と
して壁版5に伝達し、壁版5に曲げモーメントとせん断
力を作用させる役目を持ち、図示する実施例では壁版5
の全周に充填材6を充填しているが、上記の通り、充填
材6の充填箇所や充填区間が適当に設定されることによ
りフレーム4からの水平力の、壁版5への伝達量、すな
わちフレーム4と壁版5の水平力の分担の割合が制御さ
れ、耐震壁1の強度と剛性が調整される。
【0017】引張材7は図1,図2に示すように水平方
向に間隔をおいて壁版5内に鉛直方向に挿通し、両端部
がフレーム4の上下の梁3,3に定着される。引張材7
にはアンボンドPC鋼材を含むPC鋼材の他、鉄筋や形鋼等
の鋼材が使用される。鉄筋等の鋼材を使用する場合、引
張材7はそれが挿通する梁3,3の貫通孔内に充填され
るグラウト材の付着耐力によってもそのまま梁3,3に
接続される。鉄筋を使用する場合は引張材7を緊張する
場合もある。
【0018】引張材7は張力が導入された場合に壁版5
にプレストレスを与え、その張力の大きさに応じて壁版
5とフレーム4の一体化の度合いを制御し、充填材6と
併せて耐震壁1の強度と剛性及び履歴特性を調整する。
引張材7は張力が与えられたときには壁版5自身の強度
と剛性及び履歴特性も調整し、壁版5の終局耐力、すな
わち破壊モード(靱性)も制御する。引張材7は張力が
導入されない場合には壁版5内に配筋された鉄筋と同様
の役目を果たし、この場合の壁版5は現場打ちコンクリ
ート造でフレーム4に一体化された構造と同等となる。
引張材7はまた、充填材6の剥離を防止し、面外方向の
水平力作用時の壁版5の転倒を拘束する役目を持つ。
【0019】図3は壁版5の製作例を、図4は運搬の便
宜を考慮して図3に示す壁版5を横方向に2分割した場
合の製作例を示したものである。後者の場合、分割され
た壁版5,5間の一体性は互いに対向する面にシアコッ
ター51,51を形成すると共に、各壁版5のシアコッター
51,51間の端面からコッター筋52,52を突設し、図6に
示すようにコッター筋52,52を互いに突合せ溶接すると
同時に、対向する目地にコンクリートや充填材6を充填
することにより確保される。
【0020】図5は図3に示す壁版5を用いた耐震壁1
の、図6は図4に示す壁版5,5を用いた耐震壁1の組
み立て例をそれぞれ示したものである。この図は耐震壁
1の曲げ破壊試験用のモデルであり、柱2と梁3がプレ
キャストコンクリート製で、梁3が柱2に、柱2が梁3
にそれぞれPC鋼材10で圧着接合され、フレーム4がプレ
ストレストコンクリート造の場合である。
【0021】引張材7は図3,図5に示すように壁版5
の内部に埋設されたシース8内に上下の梁3,3を貫通
して挿通され、前記の通り、両端がフレーム4の外周側
に定着される。
【0022】図2に示す実施例のように耐震壁1が連層
となる場合、引張材7は鉛直方向に連続して配置される
ことになるが、図示するように壁版5の下端と梁3との
間の目地の位置に設置されるカプラー9によって1層
分,または複数層分に分割されて配置され、目地を挟ん
で上下に隣接する引張材7,7はこのカプラー9によっ
て連結される。この場合、引張材7は下層側から順次緊
張され、梁3の天端に定着される毎にカプラー9に接続
される。
【0023】施工は壁版5の設置後、引張材7を挿通し
て端部を梁3,もしくはカプラー9に仮締めした状態
で、壁版5とフレーム4間の目地に充填材6を充填し、
引張材7を梁3やカプラー9に緊結する、という要領で
行われ、壁版5にプレストレスを導入する場合は引張材
7を緊張して梁3に定着した後にこれをカプラー9に接
続し、その後、シース8内にグラウト材が充填される。
フレーム4がプレストレストコンクリート造の場合は、
梁3と柱2を互いに圧着接合した後に壁版5のフレーム
4への引張材7による接合が行われる。
【0024】引張材7は梁3への定着時の緊張力の大き
さに応じてフレーム4と壁版5の水平力の分担の割合を
制御し、壁版5自身や耐震壁1の強度と剛性を調整する
が、耐震壁1の強度と剛性は基本的に充填材6によって
調整されることから、上記した通り、緊張されずに梁3
に単純に定着される場合もある。
【0025】壁版5内にはまた、図示しないが、場合に
より水平方向にも引張材7が配置され、その端部が柱
2,2に定着されることによって鉛直方向の引張材7と
の組み合わせにより耐震壁1の強度と剛性の、より詳細
な調整が可能となる。
【0026】耐震壁1のフレーム4と壁版5の水平力の
分担は主に充填材6と引張材7によって自由に制御さ
れ、同時に壁版5の破壊モードも制御されることから、
耐震壁1の被震時にフレーム4を健全に維持したまま壁
版5のみを破壊に至らせることが可能であり、その場合
には損傷した壁版5のみを回収し、新たに設置すること
により耐震壁1の修復を容易に行うことができる。
【0027】
【発明の効果】プレキャストコンクリート製の壁版を、
その周囲とフレーム間に充填され、フレームの水平力を
壁版に伝達する充填材によってフレームに一体化し、充
填材の充填箇所や充填区間を調整することと、壁版の内
部に鉛直方向に挿通する引張材の張力を調整すること
で、壁版に加わる圧縮力を制御し、フレームに作用する
水平力の、壁版の分担の割合を制御するため、壁版とフ
レームからなる耐震壁の強度と剛性及び履歴特性を自由
に調整することができる。
【0028】引張材を水平方向にも挿通した請求項2で
はより詳細な調整を行うことが可能である。
【0029】充填材と引張材によって耐震壁の強度と剛
性及び履歴特性の制御が可能となる結果、地震時にフレ
ームを健全に残したまま壁版のみを破壊させることがで
きるため、耐震壁の修復が容易である。
【0030】また耐震壁は壁版の設置と充填材の充填、
及び引張材の挿通によって構築されるため、施工が単純
化される結果、施工性が高められ、工期の短縮化が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐震壁を組み込んだ架構例を示した立
面図である。
【図2】耐震壁が連層の場合の架構例を示した立面図で
ある。
【図3】壁版の製作例を示した配筋図である。
【図4】他の壁版の製作例を示した配筋図である。
【図5】図3に示す壁版を使用した耐震壁の構築例を示
した立面図である。
【図6】図4に示す壁版を使用した耐震壁の構築例を示
した立面図である。
【符号の説明】
1……耐震壁、2……柱、3……梁、4……フレーム、
5……壁版、51……シアコッター、52……コッター筋、
6……充填材、7……引張材、8……シース、9……カ
プラー、10……PC鋼材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04B 2/56 E04H 9/02 321 E04B 1/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱・梁のフレームと、少なくとも上下の
    いずれか一方の梁との間の一部の区間に空隙を残してフ
    レーム内に設置されるプレキャストコンクリート製の壁
    版と、壁版とフレームの梁との間の前記空隙の一部に充
    填される充填材と、水平方向に間隔をおいて壁版内に鉛
    直方向に挿通し、両端部がフレームの上下の梁に定着さ
    れ、緊張されない場合を含めて張力の大きさが調整自在
    な複数本の引張材から構成され、充填材は空隙の少なく
    とも引張材の配置位置に充填され、充填材の充填区間
    と、引張材の張力の大きさに応じて強度と剛性が調整自
    在である耐震壁。
  2. 【請求項2】 壁版は、フレームの両側の少なくともい
    ずれか一方の柱との間の一部の区間に空隙を残してフレ
    ーム内に設置され、壁版内に引張材が水平方向に挿通
    し、その両端部がフレームの両側の柱に定着され、壁版
    とフレームの柱との間の前記空隙の少なくとも引張材の
    配置位置に充填材が充填されている請求項1記載の耐震
    壁。
  3. 【請求項3】 フレームは柱と梁の各軸方向にプレスト
    レスが導入されたプレストレストコンクリート造である
    請求項1,もしくは請求項2記載の耐震壁。
  4. 【請求項4】 柱と梁はプレキャスト化されたプレキャ
    ストコンクリート製であり、互いに圧着接合されている
    請求項3記載の耐震壁。
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