JP3271239B2 - 鋼製耐震壁 - Google Patents

鋼製耐震壁

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茂樹 伊藤
忠輝 形山
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造物などの
左右の柱と上下の梁とで構成した開口部に設置され、地
震時において構造物に入力されるエネルギーを塑性変形
による履歴エネルギーとして吸収させ、構造物の塑性化
を低減するための鋼製耐震壁に関すものである。
【0002】
【従来の技術】鉄骨構造物などの左右の柱と上下の梁と
によって構成した開口部(以下主架橋という)に設置さ
れ、構造物に入力されたエネルギーを履歴エネルギーと
して吸収させ、構造物の塑性化を低減させるための耐震
壁として、例えば、実開平7−29226号公報に記載
された考案(従来技術1)、あるいは、日本建築学会大
会学術講演梗概集(1995年8月)のCの第1分冊の
第467頁、第468頁に記載された論文がある(従来
技術2)。
【0003】従来技術1は、柱及び梁に囲まれた構造物
骨組空間の周囲に普通鋼板からなる被支持鋼板を固定
し、複数のリブが溶接により固定された極低降伏点鋼板
の周囲に普通鋼板からなる被支持鋼板を固着して被支持
鋼板付き極低降伏点鋼板を構成し、被支持鋼板の側面を
支持鋼板の側面に当接して溶接により結合したものであ
る。また、従来技術2も従来技術1とほぼ同様の構成の
ものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】耐震壁は、ブレースや
間柱などに比べて大きな耐力を有する点に特徴がある。
しかしながら、上述の従来技術1,2においては、極低
降伏点鋼板(以下単に鋼板という)の座屈を防止するた
めに、複数のリブを溶接して補強しているため、非常に
コスト高になっていた。また、鋼板にリブを溶接する際
の溶接熱により壁面に変形が生じ、耐震壁の初期剛性の
低下を招いていた。これを防止するために、リブの溶接
に断続溶接などを用いているが、これによりリブの溶接
効率を低下させる要因となっていた。
【0005】また、鋼板は柱と梁に囲まれた空間に設置
されるため大面積となり、このため、製作や運搬、さら
には施工が面倒であるばかりでなく、補修や補強工事が
困難であり、特に、地震後の復旧を考えると、鋼板の取
り替えは非常に困難である。
【0006】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、製作、運搬及び施工が容易でコストを低
減でき、その上補修や取替えも簡単な鋼製耐震壁を得る
ことを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)本発明に係る鋼製
耐震壁は、断面H形の複数の鋼材を並設して隣接する鋼
材のフランジどうしを長手方向のほぼ全長にわたって着
脱自在に接合し、前記並設した鋼材のウェブを上下の梁
に設けた梁側支持鋼板に着脱自在に接合すると共に、前
記並設した両側端部の鋼材のフランジの長手方向のほぼ
全長にわたって左右の柱又は該左右の柱に設けた柱側支
持鋼板に着脱自在に接合し、前記並設した鋼材のウェブ
の長手方向のほぼ中間部の同方向の面又は交互に反対方
向の面にウェブと直交して水平リブを設けたものであ
る。
【0008】
【0009】
【0010】
【発明の実施の形態】先ず、本発明の参考例について説
明する。図1は本発明の参考例に係る鋼製耐震壁を鉄骨
構造物の主架構に設置した状態を示す正面図、図2はそ
のA−A断面図、図3は図1の主架構の斜視図、図4は
同じく鋼製耐震壁の斜視図である。
【0011】図において、1a,1bは鉄骨柱、2aは
上階の鉄骨梁(上梁)、2bは階下の鉄骨梁(下梁)
で、これらにより主架構10が構成されている。3a,
3bは鉄骨柱1a,1bの主架構10側の壁面に、この
壁面と直交して溶接などにより取付けられた普通鋼板か
らなる柱側支持鋼板で、長手方向にはほぼ全長にわたっ
て複数のボルト挿通穴4が設けられている。
【0012】また、5a,5bは上梁2aと下梁2bの
主架構10側の壁面に、この壁面と直交して溶接などに
より取付けられた普通鋼板からなる梁側支持鋼板で、後
述の鋼製耐震壁を構成するパネルのウェブの両端部に設
けたボルト挿通穴に対応してそれぞれボルト挿通穴6が
設けられている。なお、このボルト挿通穴6は、梁側支
持鋼板5a,5bのほぼ全長にわたって設けてもよい。
【0013】11は複数のパネル12a,12b,12
c,12d(以下単にパネル12と記すことがある)を
並設してなる鋼製耐震壁で、パネル12は図5に示すよ
うに、ロールH形鋼、ビルトアップH形鋼の如き断面H
形の鋼材からなり、ウェブ13の長手方向の両端部はフ
ランジ14の両端部から突出して取付部15a,15b
が形成されており、この取付部15a,15bには複数
のボルト挿通穴16が設けられている。また、フランジ
14には、ウェブ13の両端において長手方向のほぼ全
長にわたって複数のボルト挿通穴17が設けられてい
る。なお、ウェブ13をフランジ14とほぼ同じ長さに
形成し、その両端部に、普通鋼板からなり、複数のボル
ト穴を有する取付部を溶接等により接合してもよい。1
8a,18bは両側端部に位置するパネル12a,12
dの外側のフランジ14に、フランジ14の側壁と直交
して溶接などにより取付けられた普通鋼板からなるフラ
ンジ支持鋼板で、その長手方向には複数のボルト挿通穴
19が設けられている。
【0014】次に、上記のように構成した鋼製耐震壁1
1を鉄骨構造物の主架構10に設置する場合の施工例
を、図1を参照して説明する。先ず、パネル12aの取
付部15a,15bを上梁2a及び下梁2bに設けた梁
側支持鋼板5a,5bに当接すると共に、フランジ支持
鋼板18aを柱1aに設けた柱側支持鋼板3aに当接
し、それぞれのボルト挿通穴6と16、4と19を整合
させてボルトを挿通し、ナットにより着脱自在に固定す
る。ついで、パネル12bの取付部15a,15bを梁
側支持鋼板5a,5bに当接すると共に、フランジ14
をパネル12aのフランジ14に当接し、それぞれのボ
ルト挿通穴6と16、17と17を整合させてボルトを
挿通し、ナットにより着脱自在に固定する。
【0015】同様にしてパネル12cを取付け、最後に
パネル12dの取付部15a,15bを梁側支持板5
a,5bに当接すると共に、フランジ14をパネル12
cのフランジ14に当接し、また、フランジ支持鋼板1
8bを柱側支持鋼板3bに当接してそれぞれのボルト挿
通穴6と16、17と17及び4と19を整合させ、ボ
ルトを挿通してナットで着脱自在に固定すれば、鋼製耐
震壁11の設置を終了する。なお、この場合、隣接する
パネル12a〜12dのフランジ14の間ににライナー
プレートを介装してもよい。
【0016】上記の説明では個々のパネル12a〜12
dを工事現場に運んで、主架構10に組込んだ場合を示
したが、輸送の問題、工事現場の状況が許せば、パネル
12a〜12dの一部又は全部を工場等で組立てたのち
工事現場に送り、主架構10に設置してもよい。
【0017】図6は本発明の一実施の形態に係る鋼製耐
震壁の正面図、図7はそのB−B断面図である。なお、
参考例と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省
略する。本実施形態は、パネル12a〜12dを連結し
て構成した鋼製耐震壁11の剛性を向上させるため、パ
ネル12a〜12dの一部又はすべてのウェブ13の長
手方向のほぼ中間部には、ウェブ13と直交して溶接に
より水平リブ20を取付けたものである。なお、この水
平リブ20はウェブ13の同方向側の面に設けてもよ
く、あるいは、交互に反対側の面に設けてもよい。本実
施形態においては、水平リブ20は各パネル12a〜1
2dにそれぞれ溶接により取付けるため、溶接熱により
ウェブ面が変形したり、初期剛性が低下することもな
く、その上低いコストで水平リブ20を設けることがで
きる。
【0018】上記のように構成した実施の形態によれ
ば、パネル12a〜12dに適宜水平リブ20を設ける
ことにより、バネル12a〜12dを連結して構成した
鋼製耐震壁1の剛性(弾性剛性及び塑性剛性)、変形能
力、塑性疲労特性を向上することができる。
【0019】上記のような本発明によれば、鋼製耐震壁
を構成するパネルの製作が容易であり、また、パネルを
バラバラにして人力によりエレベータなどを利用して工
事現場に搬入できるので、輸送、施工がきわめて容易で
ある。特に、地震後の復旧時には、取替えに必要なパネ
ルのみを搬入、搬出すればよく、また、既存建築物の補
修補強工事にも適用することができる。
【0020】上記の実施の形態では、断面H形鋼からな
る4枚のパネルにより鋼製耐震壁を構成した場合を示し
たが、パネルは2枚以上であればよく、主架構の状態に
応じて適宜増減することができる。また、鋼製耐震壁を
構成するパネルを上下の梁に設けた梁側支持鋼板に着脱
自在に取付けると共に、柱に設けた柱側支持鋼板にパネ
ルのフランジに設けたフランジ支持鋼板を介して着脱自
在に取付ける場合を示したが、本発明はこれに限定する
ものではなく、他の手段により柱及び上下の梁に鋼製耐
震壁を着脱自在に取付けるようにしてもよい。
【0021】また、鋼製耐震壁を構成するパネルをビル
トアップH形鋼で構成した場合は、ウェブとフランジを
異なる鋼種、例えば、ウェブに降伏点が100N/mm
2 クラスのダンパー用鋼材、フランジにSS400クラ
スの普通鋼材を用いるなど、適宜鋼種を選択することが
できる。
【0022】さらに、上記の実施の形態では、鉄骨構造
物に本発明を実施した場合を示したが、本発明は、鉄骨
鉄筋コンクリート構造物、鉄筋コンクリート構造物、柱
鉄筋コンクリート構造物、梁鉄骨構造物などの混合構造
物にも実施しうることは云う迄もない。また、上記の説
明では、複数のパネルからなる鋼製耐震壁により主とし
て地震エネルギーを吸収する場合について述べたが、本
発明に係る耐震壁は、風などによる振動エネルギーを吸
収する制振壁として使用することもできる。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る鋼製耐震壁は、断面H形鋼
の複数の鋼材を並設して隣接する鋼材のフランジどうし
を長手方向のほぼ全長にわたって着脱自在に接合し、並
設した鋼材のウェブを上下の梁に設けた梁側支持鋼板に
着脱自在に接合すると共に、並設した両側端部の鋼材の
フランジの長手方向のほぼ全長にわたって左右の柱又は
該左右の柱に設けた柱側支持鋼板に着脱自在に接合し、
かつ並設した鋼材のウェブの長手方向のほぼ中間部の同
方向の面又は交互に反対方向の面にウェブと直交して水
平リブを設けたので、鋼製耐震壁を構成するパネルの製
作が簡単であり、また、パネルをバラバラにして人力に
よりエレベータなどを利用して工事現場に搬入できるの
で、輸送及び施工が容易であり、これによりコストを低
減することができる。さらに、地震後の復旧時には取替
えに必要なパネルだけを搬出、搬入して補修すればよい
ので、補修、補強にもすぐれた鋼製耐震壁を得ることが
できる。また、鋼材を連結して構成した鋼製耐震壁の剛
性、変形能力、塑性疲労特性を向上することができる。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例の正面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1の主架構の斜視図である。
【図4】図1の鋼製耐震壁の斜視図である。
【図5】図1のパネルの斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態の正面図である。
【図7】図6のB−B断面図である。
【符号の説明】
1a,1b 柱 2a 上梁 2b 下梁 3a,3b 柱側支持鋼板 5a,5b 梁側支持鋼板 11 鋼製耐震壁 12a,12b,12c,12d パネル(断面H型の
鋼材) 13 ウェブ 14 フランジ 19a,19b フランジ支持鋼板 21 水平リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭64−24265(JP,U) 特公 昭49−5969(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04H 9/02 321

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右の柱と上下の梁で構成した開口部に
    設置される耐震壁であって、 断面H形の複数の鋼材を並設して隣接する鋼材のフラン
    どうしを長手方向のほぼ全長にわたって着脱自在に接
    合し、 前記並設した鋼材のウェブを上下の梁に設けた梁側支持
    鋼板に着脱自在に接合すると共に、前記並設した両側端
    部の鋼材のフランジの長手方向のほぼ全長にわたって
    右の柱又は該左右の柱に設けた柱側支持鋼板に着脱自在
    に接合し、前記並設した鋼材のウェブの長手方向のほぼ中間部の同
    方向の面又は交互に反対方向の面に、ウェブと直交して
    水平リブを設けた ことを特徴とする鋼製耐震壁。
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