JP5113597B2

JP5113597B2 - 波形鋼板耐震壁

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Publication number: JP5113597B2
Application number: JP2008099249A
Authority: JP
Inventors: 満竹内; 義弘太田; 秀幸成田
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: JP2009249917A

Description

本発明は、架構を構成する周辺部材に波形鋼板を取り付けて構成された波形鋼板耐震壁に関する。

構造物における耐震壁としては、特許文献１に示すように、波形に加工した波形鋼板を、波形の折筋の向きを水平方向として架構の構面に配置して構成した波形鋼板耐震壁が提案されている。この波形鋼板耐震壁は、垂直方向にアコーディオンのように伸縮するため鉛直力を負担しないが、水平せん断力に対しては抵抗可能であり、せん断剛性・せん断耐力を確保しつつ優れた変形性能を有している。更に、せん断剛性及び強度については、鋼板の材質強度、板厚、重ね合わせ枚数、波形のピッチ、波高等を変えることにより調整可能であり、剛性及び設計強度の自由度が高い耐震壁を実現している。

ところで、このように耐震性能に優れた波形鋼板耐震壁は、板厚を薄く抑えることが可能であるため、一般的な鉄筋コンクリート造の耐震壁に比べて、その設置幅を小さく抑えることができる。更に、板厚を薄く抑えることで一般的なプレス機を用いて鋼板を波形に加工できるため、経済性が向上する。しかしながら、板厚を薄くした場合には、せん断座屈を防止するための手段を講じることが望ましい。

せん断座屈を防止する手段としては、波形鋼板に複数の補剛リブを溶接することが考えられる。しかしながら、この溶接作業には熟練を要し、更に、溶接熱によって波形鋼板が歪み、波形鋼板耐震壁の寸法誤差が大きくなる場合がある。

一方、建物に波形鋼板耐震壁を設置する場合、波形鋼板の表面を、石膏ボード等の仕上げ材で覆うことが多い。具体的には、波形鋼板を設置する梁又はスラブに墨出しを行ってライナーを敷設する位置を決め、この墨出しに従って上下に２つのライナーを敷設する。次に、２つのライナーの間に所定の間隔でスタッドを立設し、このスタッドに仕上げ材を取り付ける。このように、波形鋼板の表面を仕上げ材で覆うには、墨出しやライナーの敷設等の煩雑な作業が必要となり、工期が長期化していた。

工期を短縮する手段として、波形鋼板耐震壁に直接仕上げ材を取り付けることが考えられる。即ち、波形鋼板耐震壁に直接仕上げ材を取り付けることで、墨出し作業やライナーの敷設作業が不要となる。しかしながら、波形鋼板に仕上げ材を一体的に取り付けると、波形鋼板のせん断変形（面内変形）に仕上げ材が追従し、仕上げ材の破損やクロスのひび割れ等の問題が生じる。
特開２００５−２６４７１３号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、波形鋼板のせん断座屈を防止すると共に仕上げ材の破損、損傷を防止できる、波形鋼板耐震壁を提供することを目的とする。

請求項１に記載の波形鋼板耐震壁は、架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、前記波形鋼板の一面に対向して配置され、又は両面に対向して配置された板材と、前記波形鋼板の表面に前記板材を接触させて接合し、前記波形鋼板の面内方向の相対変位を許容する接合手段と、を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、接合手段によって、波形鋼板の一面又は両面に板材を対向して配置し、波形鋼板と板材とを接触させた状態で接合する。そのため、波形鋼板の面外方向の変形に対し、波形鋼板と板材とが協同して抵抗する。従って、波形鋼板の面外方向の変形に対する剛性が大きくなり、せん断座屈が防止される。

一方、接合手段は、板材に対する波形鋼板の面内方向の相対変位を許容する。従って、波形鋼板のせん断変形に対して板材が追従することがなく、板材の破損、損傷が防止される。

請求項２に記載の波形鋼板耐震壁は、架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、前記波形鋼板の一面に対向して配置され、又は両面に対向して配置された板材と、前記波形鋼板と前記板材とに挟まれた潤滑材と、前記波形鋼板に前記板材を接合し、前記波形鋼板の面内方向の相対変位を許容する接合手段と、を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、波形鋼板と板材とで潤滑材を挟んで、波形鋼板に板材を接合する。そのため、波形鋼板の面外方向の変形に対し、波形鋼板と板材とが協同して抵抗する。従って、波形鋼板の面外方向の変形に対する剛性が大きくなり、せん断座屈が防止される。

一方、波形鋼板と板材との間に設けた潤滑材により、波形鋼板と板材の接合部の摩擦係数が小さくなる。そのため、波形鋼板と板材とが直に接触する場合と比較して、板材の破損、損傷が防止される。

請求項３に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁において、前記周辺部材に、複数の前記波形鋼板を取り付け、対向する前記波形鋼板同士を接合したことを特徴とする。

上記の構成によれば、複数の波形鋼板を架構に取り付ける共に、対向する波形鋼板同士を接合する。そのため、波形鋼板耐震壁の断面積が大きくなる。また、断面２次モーメントが大きくなるため、波形鋼板耐震壁の曲げ剛性（面外方向の剛性）が向上する。従って、各波形鋼板のせん断座屈が防止される。

また、複数の波形鋼板を取り付けることで、一枚一枚の波形鋼板の板厚を薄く抑えることができる。従って、波形の加工が容易となるため、波形鋼板の生産性が向上し、また、波形鋼板の運搬や架構への取り付けが容易となるため、施工性が向上する。更に、規格化されたデッキプレート等を流用できるため、経済性が向上する。

請求項４に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１〜３の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁において、前記接合手段が、前記波形鋼板に形成された第１ボルト孔と、前記板材に形成された第２ボルト孔と、前記第１ボルト孔及び前記第２ボルト孔を貫通するボルトと、前記ボルトがねじ込まれるナットと、を有し、前記第１ボルト孔及び前記第２ボルト孔の少なくとも一方が前記ボルトの水平方向の変位を許容する長孔とされていることを特徴とする。

上記の構成によれば、波形鋼板に第１ボルト孔を形成し、板材に第２ボルト孔を形成する。そして、第１ボルト孔、第２ボルト孔にボルトを貫通させてナットで締め付けることで、波形鋼板と板材とを接合する。そのため、波形鋼板の面外方向の変形に対し、波形鋼板と板材とが協同して抵抗する。従って、波形鋼板の面外方向の変形に対する剛性が大きくなり、せん断座屈が防止される。

更に、第１ボルト孔及び第２ボルト孔の少なくとも一方が長孔とされているため、第１ボルト孔及び第２ボルト孔を貫通したボルトが水平方向に変位可能となっている。そのため、波形鋼板のせん断変形に板材が追従しない。従って、板材が破損、損傷することなく、波形鋼板のせん断座屈を防止できる。

本発明は、上記の構成としたので、波形鋼板のせん断座屈を防止すると共に仕上げ材の破損、損傷を防止できる、波形鋼板耐震壁を提供することを目的とする。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。図１は、波形鋼板耐震壁１０を示す正面図であり、図２は、波形鋼板耐震壁１０の断面図である。

先ず、図１、図２に示すように、鉄筋コンクリート造の柱１２、１４及び鉄筋コンクリート造の梁１６、１８に囲まれた架構２０の構面には、波形に加工された波形鋼板２２が折り筋の向きを水平方向として配置されている。波形鋼板２２の外周部には、接合用フレーム枠２４が溶接され、接合用フレーム枠２４を介して波形鋼板２２が、後述する接合方法によって柱１２、１４及び梁１６、１８と接合されている。また、２枚の仕上材２６、２８が、波形鋼板２２の両面に対向して設置され、波形鋼板２２が面外方向の両側から仕上材２６、２８で挟まれている。更に、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とは、ボルト３０及び長ナット３２によって接合されている。

仕上材２６、２８と左右の柱１２、１４との間、及び仕上材２６、２８と上下の梁１６、１８との間には、隙間やシール材等（不図示）が設けられており、仕上材２６、２８と架構２０とが縁切りされている。仕上材２６、２８としては、石膏ボード、ＡＬＣパネル、押出し成型セメントパネル等のコンクリートパネルが使用される。

図３は、図２の拡大断面図であり、図４は、波形鋼板２２の断片を示す正面図である。波形鋼板２２は、面外方向に突出する山部２２Ａ、２２Ｂが交互に連続する波形とされ、各山部２２Ａ、２２Ｂには、仕上材２６、２８が接触した状態で接合されている。仕上材２６と山部２２Ｂとの間に形成された空間３４には、円筒形の長ナット３２が配置されている。仕上材２６には、ボルト３０が貫通するボルト孔３６及びボルト３０の頭部と係合するザグリ部３８が形成され、仕上材２６の面外方向からボルト３０が、ザグリ部３８、ボルト孔３６を貫通して空間３４に配置された長ナット３２にねじ込まれている。一方、仕上材２８には、ボルト３０が貫通するボルト孔３６及びボルト３０の頭部と係合するザグリ部３８が形成されている。また、波形鋼板２２には、ボルト孔３６と対応するボルト孔４０が形成され、仕上材２８の面外方向からボルト３０が、ザグリ部３８、ボルト孔３６、ボルト孔４０を貫通して空間３４に配置された長ナット３２にねじ込まれている。そして、長ナット３２の両端部からねじ込まれたボルト３０を締め付けることで、長ナット３２の両端部が仕上材２６及び山部２２Ｂに当接して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。

空間３４と同様に、仕上材２８と山部２２Ａとの間に形成された空間４２には長ナット３２が配置され、長ナット３２の両端部からねじ込まれたボルト３０を締め付けることで、長ナット３２の両端部が仕上材２８及び山部２２Ａに当接して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。なお、長ナット３２は、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを接合する前に、波形鋼板２２の山部２２Ｂ又は山部２２Ａに溶接等で固定しても良いし、仕上材２６、２８にボルト３０で固定しても良い。

一方、図４に示すように、波形鋼板２２には、山部２２Ａ、２２Ｂの長手方向に沿って所定の間隔でボルト孔４０が形成され、このボルト孔４０は、水平方向に延びた長円状とされている。そのため、ボルト孔４０の長手方向（矢印Ａ）に沿ってボルト３０が移動可能となっている。即ち、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とは、ボルト３０及び長ナット３２によって面外方向に一体化されているが、ボルト孔４０によって水平方向に縁切りされ、ボルト孔４０が許容する範囲内で、波形鋼板２２が仕上材２６、２８から独立して水平方向に変位可能となっている。

次に、架構２０と波形鋼板２２との接合方法の例について説明する。なお、第１の実施形態における接合方法について説明するが、本接合方法は、全ての実施形態に適用可能である。

図５に示すように、接合用フレーム枠２４には、せん断力伝達要素としてのスタッド４４が溶接等によって取り付けられている。そして、架構２０の施工時に、柱１２、１４及び梁１６、１８の内部にスタッド４４を埋め込むことで、架構２０と波形鋼板２２とが一体的に接合される。このため、波形鋼板２２に作用するせん断力（地震荷重）がスタッド４４を介して、架構２０に伝達される。

なお、本実施形態では、接合用フレーム枠２４にスタッド４４を取り付け、このスタッド４４を左右の柱１２、１４及び上下の梁１６、１８の内部に埋め込んで接合したが、これに限られず、波形鋼板２２に作用するせん断力を架構２０に伝達できれば良い。例えば、柱１２、１４及び梁１６、１８の内周部にスタッド４４等のせん断力伝達要素を備えた接合用プレートを埋め込み、接合用プレートと波形鋼板２２に取り付けられた接合用フレーム枠２４とをボルト又は溶接によって接合しても良い。更に、柱１２、１４及び梁１６、１８にせん断力を伝達可能なナット等のジョイント部材を、柱１２、１４及び梁１６、１８の内周部に埋め込み、このジョイント部材に波形鋼板２２に取り付けられた接合用フレーム枠２４を貫通するボルト等をねじ込んで定着させても良い。更に、波形鋼板２２は、必ずしも柱１２、１４及び梁１６、１８の全てに接合する必要はなく、設計強度に応じて柱１２、１４又は梁１６、１８と接合しても良い。

次に、本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

図６のように、波形鋼板耐震壁１０に地震荷重（せん断力）が作用すると、波形鋼板２２がせん断変形（矢印Ｂ）を繰り返しながら地震エネルギーを吸収すると共に、波形鋼板２２が負担するせん断力を架構２０（図１参照）に伝達する。このような場合、波形鋼板２２が面外方向（矢印Ｃ）にはらみ出す恐れがある。しかし、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを接触させてボルト３０及び長ナット３２で面外方向に一体化し、いわゆるサンドイッチ構造とすることで、面外方向の変形に対して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが協同して抵抗する。そのため、波形鋼板耐震壁１０の面外方向の剛性が大きくなり、波形鋼板２２が大きく湾曲するせん断座屈（全体せん断座屈）が防止される。また、空間３４又は空間４２に長ナット３２を配置して仕上材２６と山部２２Ｂ、若しくは仕上材２８と山部２２Ａとを連結しているため、山部２２Ｂ又は山部２２Ａが局部的に内側（仕上材２６側又は仕上材２８側）に湾曲するせん断座屈（局部せん断座屈）が防止される。このように仕上材２６、２８を波形鋼板２２の座屈補剛材として兼用することで、波形鋼板２２の板厚を増したり、補剛リブを溶接する等の補剛手段を省略できるため、波形鋼板２２の生産性、施工性の向上を図ることができる。更に、波形鋼板２２の繰り返しせん断変形による地震エネルギー吸収性能は、波形鋼板２２のせん断座屈耐力とせん断降伏耐力との比で決定されるところ、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈を防止し、せん断座屈耐力を大きくすることで、地震エネルギー吸収性能（変形性能）を高めることができる。

一方、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とは、水平方向には縁切りされ、ボルト孔４０が許容する範囲で波形鋼板２２が仕上材２６、２８から独立して水平方向に移動可能となっている。従って、波形鋼板２２のせん断変形に仕上材２６、２８が追従することがなく、仕上材２６、２８の破損、損傷が防止される。

次に、長ナット３２に替えて軽鉄スタッド４６で、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化した第１の実施形態の変形例について説明する。

図７に示すように、軽鉄スタッド４６は、リップ溝４８を有する断面Ｃ型の長手材とされ、リップ溝４８を下に向けて、空間３４及び空間４２に配置されている。また、軽鉄スタッド４６の両側面には、ボルト孔３６と対応するボルト孔５０が形成されている。
空間３４では、仕上材２６の面外方向からボルト３０が、ザグリ部３８、ボルト孔３６、及びボルト孔５０を貫通して軽鉄スタッド４６の内壁の溶接されたナット５２にねじ込まれている。また、仕上材２８の面外方向からボルト３０が、ザグリ部３８、ボルト孔３６、ボルト孔４０、及びボルト孔５０を貫通して軽鉄スタッド４６の内壁の溶接されたナット５２にねじ込まれている。そして、ボルト３０を締め付けることで、軽鉄スタッド４６の側面が仕上材２６及び山部２２Ｂに当接して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。
空間３４と同様に、空間４２においても、ボルト３０を締め付けることで、軽鉄スタッド４６の側面が仕上材２８及び山部２２Ａに当接して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。なお、波形鋼板２２の山部２２Ａ、２２Ｂには、仕上材２６、２８が接触している。

このように、波形鋼板２２に仕上材２６、２８を接触させて、軽鉄スタッド４６で面外方向に一体化することで、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、軽鉄スタッド４６の形状は上記したものに限らず、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化できれば良く、断面Ｈ型の長手材等を介して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化しても良い。

次に、波形鋼板２２の一方の面にのみ仕上材２６を対向して配置し、波形鋼板２２に仕上材２６を接触させて面外方向に一体化した第１の実施形態の変形例について説明する。

図８に示すように、波形鋼板２２には、波形鋼板２２の山部２２Ａに仕上材２６が接触した状態でボルト３０及びナット５２によって接合されている。一方、仕上材２６と山部２２Ｂとの間に形成された空間３４には、長ナット３２が配置されている。そして、長ナット３２の両端部からねじ込まれたボルト３０を締め付けることで、長ナット３２の両端部が仕上材２６及び山部２２Ｂに当接して山部２２Ｂと仕上材２６とが接合されている。

このように、波形鋼板２２の設計強度、剛性に合わせて、波形鋼板２２の一方の面側にのみ仕上材２６を対向して配置しても良い。

次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。図９は、波形鋼板耐震壁１０の拡大断面図である。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第２の実施形態は、図９に示すように、重ね合せられた２枚の波形鋼板５４、５６を架構２０（図１参照）に取り付ける。波形鋼板５４は、面外方向に突出する山部５４Ａ、５４Ｂが交互に連続する波形とされ、波形鋼板５６は、面外方向に突出する山部５６Ａ、５６Ｂが交互に連続する波形とされている。そして、仕上材２６は、山部５４Ａに接触した状態で波形鋼板５４に対向して配置され、仕上材２８は、山部５６Ｂに接触した状態で波形鋼板５６に対向して配置されている。また、仕上材２６と山部５４Ｂとの間、仕上材２８と山部５６Ａとの間には、空間３４、４２が形成されている。更に、各山部５４Ａ、５６Ａ、５４Ｂ、５６Ｂには、ボルト孔３６と対応するボルト孔４０がそれぞれ形成され、仕上材２６、２８の面外方向からボルト３０が、空間３４、４２に配置された長ナット３２にねじ込まれている。そして、ボルト３０を締め付けることで、仕上材２６及び山部５４Ｂ、若しくは仕上材２８及び山部５６Ａに、長ナット３２の両端部が当接して波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

架構２０に取り付けられた２枚の波形鋼板５４、５６を重ね合わせてボルト３０及び長ナット３２で接合することで、せん断力に抵抗する断面積が増加すると共に、断面２次モーメントが増加して、各波形鋼板５４、５６の面外方向の剛性が大きくなる。従って、各波形鋼板５４、５６のせん断座屈が防止される。また、２枚の波形鋼板５４、５６を重ね合わせることで、一枚一枚の波形鋼板５４、５６の板厚を薄く抑えることができ、波形の加工が容易となるため波形鋼板５４、５６の生産性が向上する。更に、波形に加工されたデッキプレート等のような規格化された汎用品を流用できるため、経済性が向上する。

次に、山部５４Ｂと山部５６Ａとを突き合わせ、２枚の波形鋼板５４、５６を対向配置して構成した第２の実施形態の変形例について説明する。

図１０に示すように、仕上材２６と山部５４Ｂとの間、山部５６Ａと仕上材２８との間、及び山部５４Ａと山部５６Ｂとの間には、それぞれ空間５８、６０、６２が形成されている。各空間５８、６０には中空管６４が配置されており、仕上材２６の面外方向から長ボルト６６が、２つの中空管６４を貫通してナット６８にねじ込まれている。そして、長ボルト６６を締め付けることで、仕上材２６及び山部５４Ｂ、若しくは仕上材２８及び山部５６Ａに、中空管６４の両端部が当接して波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。一方、空間６２には、長ナット３２が配置され、長ナット３２の両端部からねじ込まれたボルト３０を締め付けることで、山部５４Ａ及び山部５６Ｂに長ナット３２の両端部が当接して、波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とが面外方向に一体化されている。

ここで、波形鋼板耐震壁１０の断面２次モーメントは、仕上材２６と仕上材２８との間の距離を等分する中立軸から仕上材２６又は仕上材２８までの距離の２乗に応じて増加するところ、山部５４Ｂと山部５６Ａとを突き合わせて波形鋼板５４、５６を接合することで、仕上材２６と仕上材２８との間の距離が大きくなり、波形鋼板耐震壁１０の断面２次モーメントが飛躍的に大きくなる。従って、波形鋼板耐震壁１０の面外方向の剛性が向上し、せん断座屈が防止される。

なお、本実施形態では、波形鋼板５４、５６を、両側から仕上材２６、２８で挟んで接合したがこれに限らない。例えば、図１１又は図１２に示すように、波形鋼板５４、５６の一方にのみ仕上材２６を接触させて、仕上材２６と波形鋼板５４、５６とを面外方向に一体化しても良い。この場合は、仕上材２６と波形鋼板５４、５６と一体化せずに波形鋼板５４、５６のみを面外方向に一体化した場合に比べて、中立軸が仕上材２６側に移動し、仕上材２６と波形鋼板５４、５６とから構成される波形鋼板耐震壁１０全体の断面２次モーメントが向上する。図１１に示す構成では、仕上材２６と山部５４Ｂとの間に形成された空間５８に長ナット３２を配置し、長ナット３２の両端部からボルト３０をねじ込んで仕上材２６と波形鋼板５４、５６とを面外方向に一体化する。一方、波形鋼板５４の山部５４Ａには、仕上材２６が接触された状態でボルト３０及びナット５２により接合されている。

図１２に示す構成では、山部５４Ｂ、山部５６Ａにボルト孔４１が形成され、山部５４Ｂと山部５６Ａとがボルト３１及びナット５３により接合されている。また、波形鋼板５４の山部５４Ａには、仕上材２６を接触させた状態でボルト３０及びナット５２によりで接合されている。即ち、波形鋼板５６は、ボルト３１及びナット５３によって波形鋼板５４にのみ接合され、波形鋼板５４を介して仕上材２６と面外方向に一体化されている。このように、複数の波形鋼板を対向させて架構２０に取り付ける場合、少なくも１枚の波形鋼板に仕上材が接触して接合されていれば良く、他の波形鋼板は、仕上材が接合された波形鋼板と接合されていれば良い。

更に、図１３に示すように、長さが異なる山部５４Ａと山部５４Ｂとが交互に連続する波形鋼板５４と、長さが異なる山部５６Ａと山部５６Ｂとが交互に連続する波形鋼板５６と、を重ね合わせて面外方向に一体化しても良い。この波形鋼板５４、５６は、山部５４Ａの鉛直方向の長さが山部５６Ａよりも長くされ、また、山部５６Ｂの鉛直方向の長さが山部５４Ｂよりも長くされている。そのため、波形鋼板５４又は波形鋼板５６の波形加工の誤差を吸収することができ、容易に波形鋼板５４と波形鋼板５６と重ね合せることができる。従って、波形鋼板５４、５６の生産性が向上すると共に施工性が向上する。

また、上記の第１、第２の実施形態では、図１に示すように波形鋼板２２の全域に渡って均等にボルト孔４０を形成し、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とをボルト３０等で接合したがこれに限らない。波形鋼板２２、５４、５６は、外周に溶接された接合用フレーム枠２４を介して架構２０に接合され、即ち、外周部が架構２０に拘束されているため、中央部と比較して外周部付近ではせん断座屈が起こりにくい。従って、図１４に示すように、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６の中央部にボルト孔４０を集約して形成し、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とをボルト３０及び長ナット３２で接合しても良い。この場合、波形鋼板２２、５４、５６に形成するボルト孔４０の数が減るため、波形鋼板２２、５４、５６の生産性が向上し、更に、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８との接合箇所が減るため、施工性、コスト削減を図ることができる。

また、図１５に示すように、波形鋼板２２、５４、５６の中央部にボルト孔４０を千鳥状に形成して、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とボルト３０及び長ナット３２で接合して良い。この場合、隣接するボルト３０の間隔を小さく抑えつつ、ボルト３０やボルト孔４０等の数を減らすことができる。

更に、図１６に示すように、波形鋼板５４、５６を左右に並列させて架構２０に取り付け、架構２０の略中央部で、対向する接合用フレーム枠２４同士をボルト又は溶接等で接合して一体化しても良い。この場合、架構２０の略中央部に位置する接合用フレーム枠２４が、せん断座屈を防止する補剛リブとして機能する。また、各波形鋼板５４、５６は、外周に設けられた接合用フレーム枠２４を介して架構２０に接合されている。従って、各波形鋼板５４、５６の外周部が架構２０によって拘束されるため、外周部付近ではせん断座屈が起こりにくい。従って、各波形鋼板５４、５６の中央部にボルト孔４０を集約して形成し、ボルト３０及び長ナット３２で波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とを接合することで、施工性の向上、コスト削減を図ることができる。なお、左右に並列して配置された波形鋼板５４、５６同士は、必ずしも接合する必要はない。また、波形鋼板５４と波形鋼板５６とを間を空けて配置して良い。この場合、波形鋼板５４、５６が負担するせん断力による鉛直分力が接合用フレーム枠２４を介して上下の梁１６、１８に集中して作用するため、上下の梁１６、１８にせん断補強を施すことが望ましい。

また、各波形鋼板２２、５４、５６に長円状のボルト孔４０を形成したが、ボルト孔４０の形状、大きさはこれに限らない。波形鋼板２２、５４、５６は、鉛直方向の剛性が低く、鉛直方向にアコーディオンのように伸縮するため、ボルト孔４０の鉛直方向の径を大きくして、ボルト３０を鉛直方向に変位可能としても良い。また、ボルト孔４０を長円状としてボルト３０の水平方向に変位可能とするのではなく、仕上材２６又は仕上材２８に形成したボルト孔３６及びザグリ部３８を水平方向に延びる長円状に形成しても良いし、ボルト孔４０及びボルト孔３６、ザグリ部３８を水平方向に延びる長円状に形成して、ボルト３０の水平方向に変位可能としても良い。

更に、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とが接触する部分には、潤滑材を設けることが好ましい。例えば、図１７に示すように、仕上材２６と山部２２Ａとの間、及び仕上材２８と山部２２Ｂとの間に、テフロン（登録商標）で表面を皮膜したリング状のワッシャー７２を介在させ、このワッシャーの貫通孔７２Ａにボルト３０を貫通させて、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化しても良い。このように、波形鋼板２２と仕上材２６、２８との接触部に、潤滑材としてのワッシャー７２を設けることで、接触部の摩擦係数が小さくなり、波形鋼板２２が仕上材２６、２８から独立してせん断変形し易くなる。従って、仕上材２６、２８の破損、損傷が防止される。

なお、潤滑材はワッシャー７２に限らず、波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６と仕上材２６、２８とが接触する接触部にビニルシート等を介在させても良いし、波形鋼板２２、５４、５６の表面又は波形鋼板２２、５４、５６に接触する仕上材２６、２８の表面にロウやペンキを塗布して良い。更に、各波形鋼板２２、５４、５６の山部の表面をテフロン（登録商標）等で被膜しても良い。

次に、本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。図１８は、波形鋼板耐震壁１０の拡大断面図である。なお、第１、第２の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第３の実施形態は、図１８に示すように、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを粘弾性体７４で接合する。波形鋼板２２と仕上材２６との間には、薄板状の粘弾性体７４が設けられ、この粘弾性体７４が仕上材２６及び山部２２Ｂの表面にそれぞれ接着されている。また、波形鋼板２２と仕上材２８との間には、薄板状の粘弾性体７４が設けられ、この粘弾性体７４が仕上材２８及び山部２２Ｂの表面にそれぞれ接着されている。粘弾性体７４の材料としては、ジエン系ゴム、ブチル系ゴム、アクリル系、ウレタンアスファルト系ゴム等が用いられる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。

粘弾性体７４を介して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化し、いわゆるサンドイッチ構造とすることで、波形鋼板２２の面外方向の変形に対して波形鋼板２２と仕上材２６、２８とが協同して抵抗する。そのため、面外方向の剛性が大きくなり、波形鋼板２２のせん断座屈（全体せん断座屈）が防止される。また、薄板状の粘弾性体７４は、面外方向の剛性が大きいため、面外方向に変形しにくい。従って、波形鋼板２２の山部２２Ａ又は山部２２Ｂが局部的に内側（仕上材２８側又は仕上材２６側）に湾曲するせん断座屈（局部せん断座屈）が防止される。

一方、粘弾性体７４は、面内方向の剛性が小さく面内方向に変形し易い。そのため、波形鋼板２２のせん断変形に仕上材２６、２８が追従しない。従って、仕上材２６、２８の破損、損傷が防止される。更に、波形鋼板２２のせん断変形に伴い、粘弾性体７４が面内方向にせん断変形して振動エネルギーを吸収するため、波形鋼板耐震壁１０が設置された建物等の振動を低減できる。

なお、仕上材２６と山部２２Ｂとの間又は仕上材２８と山部２２Ａとの間に形成された空間に長ナットを配置して、第１、第２の実施形態と同様に、波形鋼板２２と仕上材２６、２８とを面外方向に一体化することも可能である。このように、波形鋼板耐震壁の設計強度、剛性に応じて、第１〜３の実施形態を適宜組み合わせても良い。

なお、上記全ての実施形態において、波形鋼板２２、５４、５６と仕上材２６、２８との接合部の位置や数は上記したものに限らず、波形鋼板耐震壁１０の設計強度、剛性に応じて適宜変更すれば良い。また、波形鋼板の数は２枚に限らず、３枚以上の波形鋼板を対向させて架構２０に取り付けても良い。

また、仕上材２６、２８に替えて、耐火材、吸音材又は断熱材を使用しても良い。この場合、耐火材、吸音材又は断熱材は、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈を防止する観点から剛性が大きいものが好ましい。

更に、柱１２、１４及び梁１６、１８から構成された架構２０の構面に波形鋼板２２又は波形鋼板５４、５６を配置した場合の例について説明したがこれに限らず、例えば、梁１６、１８に替えてコンクリートスラブ又は小梁等であっても良い。更に、柱１２、１４及び梁１６、１８は、鉄筋コンクリート造に限られず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、更には現場打ち工法であっても、プレキャスト工法によるものであっても良い。

また、波形鋼板２２、５４、５６は、図１９（Ａ）〜（Ｄ）に示すような断面形状をした波形鋼板を用いても良い。更に、波形鋼板２２、５４、５６は、波形の折り筋の向きを水平方向として架構２０に配置したがこれに限らず、折り筋の向きを鉛直方向として架構２０に配置しても良い。このように配置しても波形鋼板耐震壁に特有の変形性能に影響はなく、優れた耐震性能は確保される。

以上、本発明の第１〜第３の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、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、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。

本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、正面図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１の１−１線断面図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図２の拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板の断片を示す、拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板の断片を示す、拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の断片を示す、斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第１、第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、正面図である。本発明の第１、第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、正面図である。本発明の第１、第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、正面図である。本発明の第１、第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の第３の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、拡大断面図である。本発明の全ての実施形態に係る波形鋼板の断面形状を示す断面図である。

符号の説明

１０波形鋼板耐震壁
１２柱（周辺部材）
１４柱（周辺部材）
１６梁（周辺部材）
１８梁（周辺部材）
２０架構
２２波形鋼板
２６仕上材（板材）
２８仕上材（板材）
３０ボルト（接合手段）
３２長ナット（接合手段、ナット）
３６ボルト孔（接合手段、第２ボルト孔）
４０ボルト孔（接合手段、第１ボルト孔）
４６軽鉄スタッド（接合手段）
５２ナット（接合手段）
５４波形鋼板
５６波形鋼板
６４中空管（接合手段）
６６長ボルト（接合手段、ボルト）
６８ナット（接合手段）
７２ワッシャー（潤滑材）
７４粘弾性体（接合手段）

Claims

架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、
前記波形鋼板の一面に対向して配置され、又は両面に対向して配置された板材と、
前記波形鋼板の表面に前記板材を接触させて接合し、前記波形鋼板の面内方向の相対変位を許容する接合手段と、
を備えることを特徴とする波形鋼板耐震壁。
架構を構成する周辺部材に取り付けられた波形鋼板と、
前記波形鋼板の一面に対向して配置され、又は両面に対向して配置された板材と、
前記波形鋼板と前記板材とに挟まれた潤滑材と、
前記波形鋼板に前記板材を接合し、前記波形鋼板の面内方向の相対変位を許容する接合手段と、
を備えることを特徴とする波形鋼板耐震壁。
前記周辺部材に、複数の前記波形鋼板を取り付け、対向する前記波形鋼板同士を接合したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁。
前記接合手段が、前記波形鋼板に形成された第１ボルト孔と、前記板材に形成された第２ボルト孔と、前記第１ボルト孔及び前記第２ボルト孔を貫通するボルトと、前記ボルトがねじ込まれるナットと、
を有し、
前記第１ボルト孔及び前記第２ボルト孔の少なくとも一方が前記ボルトの水平方向の変位を許容する長孔とされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁。