JP3643369B1

JP3643369B1 - 耐力壁構造

Info

Publication number: JP3643369B1
Application number: JP2003400547A
Authority: JP
Inventors: 嘉玉松本
Original assignee: 有限会社松本鉄工所
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP2005163298A

Abstract

【課題】本発明は、柱構造と一体化して耐震性能を高めると共に現場で簡単に組立施工が可能な耐力壁構造を提供することを目的とするものである。
【解決手段】単位プレート体から構成されたプレート１及び２を所定間隔空けて配置し、プレート１及び２の上端部にはアングル３及び４を固定し、下端部にはアングル５及び６を固定する。また、プレート１及び２の側端部には板状体７及び８を固定する。そして、アングル３及び４は、その上方に隣接したアングル５及び６とフープ筋により連結し、板状体７及び８は、柱構造のフープ筋１１と連結した構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造に用いられる耐力壁構造に関する。

近年、地震による災害への関心の高まりから建築構造の耐震性を強化することが要請されている。建築構造の耐震性を強化するために、壁構造の耐震性能を高めることが考えられるが、壁構造にブレース（筋交）や鉄筋等の鋼材を使用して壁厚を大きくすると、その分重量が増加してさらに建築構造全体の耐震性を見直さなければならない。したがって、壁構造の軽量化を図りつつ耐震性能を高めていくことが必要となる。

耐震性能を高めた耐力壁構造としては、ブレースとして鋼板を用いた構造が提案されている。例えば、特許文献１には、多数のリブを板全面にわたり並列に有し、複数本の補強体をリブに対し方向を異にして板片面に設けたリブ付き鋼板の一対を、該補強体を内側にして対設するとともにその内部にコンクリートを打設して一体化した合成耐震壁が記載されている。また、特許文献２には、少なくとも片面にコンクリートとの付着力を確保するための多数の突部が形成された鋼板を複数枚連結して壁型枠兼構造用の大型パネルを構成し、柱鉄骨間に２枚の大型パネルを一定の間隔で両側をボルト連結して取り付け、柱主筋及びフープ筋の配筋後柱コンクリートの打設を行うと同時に２枚の大型パネル間にコンクリートを打設する合成耐震壁の構築方法が記載されている。
実公昭５１−２５９５５号公報特開昭６０−６２３５４号公報

上述した特許文献１では、柱や梁への固定のために鋼板の周縁に多数のコッターを固着しており、内部に鉄筋が必要になる等構造的に複雑で、施工のための作業時間がかかる。また、特許文献２では、鋼板の上下にシャーコネクタが多数突設し、仮設用舌片を設ける等汎用性のある構造とはなっておらず、また鋼板を当て板により連結しなければならず、やはり構造が複雑で施工のための作業時間が大きくならざるを得ない。

そこで、本発明は、柱構造と一体化して耐震性能を高めると共に現場で簡単に組立施工が可能な耐力壁構造を提供することを目的とするものである。

本発明に係る耐力壁構造は、複数の板材を組合せて構成されるとともに建築構造の柱構造の間に互いに平行に配設された一対の表面鋼板と、その間に充填されたコンクリート体と、前記柱構造の間に横設されて固定されるとともに前記表面鋼板の上端部及び下端部に複数個所で固定されている横連結部材と、前記表面鋼板の両側端部に固定された縦連結部材とを備え、各表面鋼板は、柱構造の軸方向に平行な複数の折り曲げ線で折り曲げられて断面が台形状の山状部分及び逆台形状の谷状部分となるように形成されており、各表面鋼板の外方に突出する山状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅広の柱状部と各表面鋼板の内方に入り込んだ谷状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅狭の連結部とを有しており、上下の壁構造の前記横連結部材は、鉄筋により連結されており、前記縦連結部材は、前記柱構造に固定されていることを特徴とする。さらに、前記表面鋼板の山状部分又は谷状部分には、折り曲げ線に平行にＶ字溝状のリブが複数形成されていることを特徴とする。さらに、前記表面鋼板の山状部分又は谷状部分には、折り曲げ線に平行に内方に入り込んだ蟻溝状の凹部が複数形成されていることを特徴とする。さらに、前記連結部材には、前記表面鋼板の間の間隔を保持するための保持部材が固定されていることを特徴とする。

上記のような構成を有することで、表面鋼板を横連結部材及び縦連結部材に固定し、上下の壁構造の横連結部材を鉄筋により連結し、縦連結部材を柱構造に固定するので、建物構造と一体となった壁構造とすることができ、表面鋼板が引張力に対して有効に働きコンクリート体が圧縮力に対して有効に働くため、耐震性能が大きくかつ軽量化された構造とすることができる。そして、上下の壁構造の横連結部材を鉄筋で連結することで、横連結部材が鉄骨梁となり梁を構成する鋼材や壁構造に使用する鉄筋が不要となる。

また、各表面鋼板は、柱構造の軸方向に平行な複数の折り曲げ線で折り曲げられて断面が台形状の山状部分及び逆台形状の谷状部分となるように形成されており、各表面鋼板の外方に突出する山状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅広の柱状部と各表面鋼板の内方に入り込んだ谷状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅狭の連結部とを有するので、柱状部で強度を高めると共に連結部を幅狭とすることでより軽量化することができる。

また、表面鋼板が複数の板材で構成されているので、現場で簡単に組立ができ、横連結部材及び縦連結部材を溶接により表面鋼板に固定して鉄筋と連結すればよく、簡単に取り付けることが可能であり、施工のための作業が容易に行える。さらに、現場で組み立てることが容易なため、工場で予め組み立てておく必要がなく分解した状態で運搬でき、資材の運搬作業も容易になる。さらに、表面鋼板が仮枠となってコンクリートを打設することができ、仮枠工事が省略できる。

また、表面鋼板の山状部分又は谷状部分に、折り曲げ線に平行にＶ字溝状のリブを複数形成したり、折り曲げ線に平行に内方に入り込んだ蟻溝状の凹部を複数形成することで、表面鋼板とコンクリート体との一体化を高め、両者の剥離を防止する。

また、連結部材に、表面鋼板の間の間隔を保持するための保持部材を設けることで、表面鋼板を組み立ててコンクリート打設する間に表面鋼板の間の間隔が設計どおりに保持されるようになり、精度の高い施工を容易に実施することができる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態の斜視図を示しており、図２は、その正面図を示している。表面鋼板であるプレート１及び２が所定の間隔で互いに平行になるように配置されている。プレート１及び２は、図３（ａ）に示す断面形状を有し長手方向に延びる細長い帯状の単位プレート体１ａ、１ｂ、１ｃ・・・を組み合わせて構成される。単位プレート体は、図３（ａ）に示すように、山形状部分１００と谷形状部分１０１とを形成するように長手方向に平行な複数の折り曲げ線で折り曲げられている。そして、両端部には、隣接する単位プレート体と組み付けて一体化するための係止部１０２及び１０３が湾曲させて形成されており、係止部１０２を隣接する単位プレート体の係止部１０３内に長手方向にスライドさせて挿入することで、長手方向と直交する方向には単位プレート体同士が一体化して分離することはない。また、山形状部分１００のほぼ中央にはＶ字状の溝１０４が長手方向に沿って直線状に形成されている。図３（ｂ）には、別の単位プレート体の例が示されている。この例では、谷形状部分１０１のほぼ中央に蟻溝状の凹部１０５が長手方向に沿って直線状に形成されている。Ｖ字状の溝１０４及び蟻溝状の凹部１０５は、プレート１及び２の間にコンクリートを打設してコンクリート体を形成した場合に、プレートとコンクリート体の密着力を向上させて剥離しにくいようにし、壁構造の強度を高めるものである。図３（ａ）の場合には、どちらの側の面をコンクリート体と密着させてもよいが、図３（ｂ）の場合には、凹部１０５が突出する側の面にコンクリート体を密着させることでコンクリート体が剥離することを防止できる。

プレート１及び２は、山形状部分１００同士及び谷形状部分１０１が対向するように配置されている。そして、プレート１及び２の上端部の全長にわたって、それぞれ横連結部材である断面Ｌ字状のアングル３及び４が谷形状部分１０１の内面側に溶接して固定されており、下端部にも全長にわたって、それぞれ断面Ｌ字状のアングル５及び６が谷形状部分１０１の内面側に溶接して固定されている。また、プレート１及び２の側端部には、全長にわたって縦連結部材である板状体７及び８が溶接して固定されている。アングル３及び４、板状体７及び８には、プレート１及び２との溶接部分以外に鉄筋と連結する連結部分が設けられており、図２に＋字マークで示すように、鉄筋を挿入する筋穴が穿設されている。

柱構造は、中心に断面Ｈ字状の鉄骨柱９の周囲に上下方向に設けられた主筋１０及びフープ筋１１が配筋されている。フープ筋１１は、板状体７及び８に挿入して配筋されている。また、アングル３及び４の端部は、鉄骨柱９の中心部まで延びて鉄骨柱９に固定された支持板１３に溶接固定されており、アングル５及び６の端部は、鉄骨柱９の中心部まで延びて鉄骨柱９に固定された支持板１４に溶接固定されている。また、アングル３及び４の上面には、両者の間の間隔を保持するための保持板１５が溶接固定されており、アングル５及び６の下面には、両者の間の間隔を保持するための保持板１６が溶接固定されている。

図４は、図２のＡ−Ａ断面図を示している。アングル３、４、５及び６には、梁方向に設けられた主筋１７にフープ筋１８が配筋されており、フープ筋１８は、アングル３、４、５及び６に挿入されて連結されている。プレート１及び２の間にはコンクリート体１９が打設されている。また、プレート１及び２には、ボルト及びナットからなる間隔保持部材２０が貫設されており、コンクリートをプレート１及び２の間に打設した際に間隔が拡がるのを防止する。

図５は、図２のＢ−Ｂ断面図（図５（ｂ））、Ｃ−Ｃ断面図（図５（ｃ））及びＤ−Ｄ断面図（図５（ｄ））を示している。支持板１３及び１４は、鉄骨柱９を貫通して固定されており、プレート１及び２は、山形状部分１００同士が対向配置されて柱状部１０６が形成され、谷形状部分１０１同士が対向配置されて連結部１０７が形成されている。

上述した実施形態を施工する方法を説明する。単位プレート体、アングル及び板状体等の資材を現場に搬送する必要があるが、各資材は分解された状態で容易に搬送することができる。まず、単位プレート体を組み合わせて壁面に対応するプレートを作り、それぞれアングルを上端部及び下端部に固定する。この場合焼抜き栓溶接によりアングルと当接した谷形部分とを固定していく。そして、プレートの側端部には、板状体を当接して同様に焼抜き栓溶接により固定し、両プレートに間隔保持部材を貫設して固定する。組み上がったプレートのアングルの両端部を、鉄骨柱に固定されている支持板に載置してボルトにより固定する。また、プレートの上端部に固定したアングルの上面には、両プレートの間隔を保持するため保持板をボルトにより固定する。同様にプレートの下端部に固定したアングルの下面にも保持板をボルトにより固定する。こうして鉄骨柱に組み付けられたプレートに対して、上下のアングル及び板状体に予め穿設された筋穴にフープ筋を挿入して配筋作業を行う。そして、柱構造へのコンクリート打設作業と同時にプレートの間にもコンクリートの打設を行い、コンクリート体を形成する。以上のように、現場において組立作業を行うことができ、また、壁構造には鉄筋を用いないため壁構造に関する配筋作業がなく、さらにコンクリートを打設するための仮枠工事も省略できるため、施工作業を簡略化できるとともに作業時間を短縮できる。

仕上がった壁構造は、圧縮力に対してはコンクリート体が有効に機能し、引張力に対してはプレートが有効に機能するため、両者の利点を併せ持つ耐力壁となっている。特に、地震等の震動に対してコンクリート体にひびが入ることが懸念されるが、プレートにより引張力が抑えられてひびを抑えることが可能となり、コンクリート体にひび割れ防止のための鉄筋を入れておく必要がなくなる。

図６には、ＳＲＣ造の建築構造に本実施形態を用いた例を示している。この例では、等間隔に配置された柱２００に対して、Ｘ方向には柱２００と梁２０１によりラーメン構造とし、Ｙ方向には本実施形態の壁構造２０２を固定することで、Ｙ方向の震動に対して耐力性が向上すると共に、柱２００と壁構造２０２が一体化して鉄骨梁が不要となるため構造を簡略化できる。さらに、プレートを用いることで耐火性能も従来のコンクリート壁に比べて格段に向上し、また、気密性及び水密性の点でも優れた壁構造となっている。

図７から図９には、鉄骨造の建築構造に本実施形態を用いた例を示しており、図７及び図８は、図４及び図５と同様の断面図を示している。この例では、Ｈ型鋼からなる梁３０１と柱構造に鋼管３００を用いた鉄骨造の建築構造となっている。壁構造３０２の横連結部材であるアングル３、４、５及び６は、図７に示すように、それぞれ上下の壁構造のアングルと対向配置されてコンクリート内に埋設されている。したがって、この例でも鉄骨梁は用いられていない。また、各アングルの端部は、鋼管３００に突設された支持板３０３及び３０４に固定されている。そして、壁構造３０２の縦連結部材として断面Ｌ字状のアングル３０５及び３０６が壁構造３０２のプレートの側端部及び鋼管３００を連結するようにそれぞれ固定されており、アングル３０５及び３０６の固定位置の間にはスタットジベル筋３０７が打設されている。こうした構造を用いることで、壁構造３０２は柱構造３００にしっかりと固定される。

この例の建築構造では、図９に示すように、Ｘ方向には鋼管３００と梁３０１によりラーメン構造とし、Ｙ方向には本実施形態の壁構造３０２を固定することで、Ｙ方向の震動に対して耐力性が向上すると共に、改修施工が容易な建築構造とすることができる。

図１０から図１２には、別の鉄骨造の建築構造に本実施形態を用いた例を示しており、図１０及び図１１は、図４及び図５と同様の断面図を示している。この例では、Ｈ型鋼からなる梁４０１と柱構造にＨ型鋼４００を用いた鉄骨造の建築構造となっている。壁構造４０２の横連結部材であるアングル３、４、５及び６は、図１０に示すように、それぞれ上下の壁構造のアングルと対向配置されてコンクリート内に埋設されている。したがって、この例でも鉄骨梁は用いられていない。また、各アングルの端部は、Ｈ型鋼４００に固設された支持板４０３及び４０４に固定されている。そして、壁構造４０２の縦連結部材として断面Ｌ字状のアングル４０５及び４０６が壁構造４０２のプレートの側端部及びＨ型鋼４００を連結するようにそれぞれ固定されており、アングル４０５及び４０６の固定位置の間にはスタットジベル筋４０７が打設されている。

この例の建築構造では、図１２に示すように、Ｘ方向には柱構造としてのＨ型鋼４００と梁としてＨ型鋼４０１によりラーメン構造とし、Ｙ方向には本実施形態の壁構造４０２を固定することで、Ｙ方向の震動に対して耐力性が向上すると共に、改修施工が容易な建築構造とすることができる。

本発明に係る実施形態に関する概略斜視図である。本発明に係る実施形態に関する概略正面図である。単位プレート体の断面図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２におけるＢ−Ｂ、Ｃ−Ｃ及びＤ−Ｄ断面図である。本発明に係る実施形態を用いた建築構造に関する説明図である。本発明に係る実施形態を鉄骨造の建築構造に用いた例の断面図である。本発明に係る実施形態を鉄骨造の建築構造に用いた例の断面図である。本発明に係る実施形態を鉄骨造の建築構造に用いた例の説明図である。本発明に係る実施形態を別の鉄骨造の建築構造に用いた例の断面図である。本発明に係る実施形態を別の鉄骨造の建築構造に用いた例の断面図である。本発明に係る実施形態を別の鉄骨造の建築構造に用いた例の説明図である。

符号の説明

１プレート
２プレート
３アングル
４アングル
５アングル
６アングル
７板状体
８板状体
９鉄骨柱
10 主筋
11 フープ筋

Claims

複数の板材を組合せて構成されるとともに建築構造の柱構造の間に互いに平行に配設された一対の表面鋼板と、その間に充填されたコンクリート体と、前記柱構造の間に横設されて固定されるとともに前記表面鋼板の上端部及び下端部に複数個所で固定されている横連結部材と、前記表面鋼板の両側端部に固定された縦連結部材とを備え、各表面鋼板は、柱構造の軸方向に平行な複数の折り曲げ線で折り曲げられて断面が台形状の山状部分及び逆台形状の谷状部分となるように形成されており、各表面鋼板の外方に突出する山状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅広の柱状部と各表面鋼板の内方に入り込んだ谷状部分が互いに対応するように配置されて形成された幅狭の連結部とを有しており、上下の壁構造の前記横連結部材は、鉄筋により連結されており、前記縦連結部材は、前記柱構造に固定されていることを特徴とする耐力壁構造。
前記表面鋼板の山状部分又は谷状部分には、折り曲げ線に平行にＶ字溝状のリブが複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁構造。
前記表面鋼板の山状部分又は谷状部分には、折り曲げ線に平行に内方に入り込んだ蟻溝状の凹部が複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐力壁構造。
前記連結部材には、前記表面鋼板の間の間隔を保持するための保持部材が固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の耐力壁構造。