JP5228528B2

JP5228528B2 - 耐力壁

Info

Publication number: JP5228528B2
Application number: JP2008043312A
Authority: JP
Inventors: 朋哉杉田; 豊彦東田; 將揮川元
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP2009197553A

Description

この発明は、住宅等の建物に設けられて、建物に加わる水平荷重に対する耐力を負担する耐力壁に関する。

従来より、住宅等の建物の耐力壁として、方形枠状の軸組の枠内に、その対角線に沿って２本のブレース材をＸ字状に組み込んだ構造のものが広く知られている（例えば特許文献１〜４参照）。

この種の耐力壁では、建物に加わる水平荷重に対して軸組やブレース材が抵抗し、大地震発生等に伴う大きな水平荷重が建物に加わっても、この水平荷重をブレース材が伸びて塑性変形することで吸収して、軸組や周辺の構造材の損傷を抑えるようになっている。

特開２００４−３２４１３３号公報特開２００１−３１７１２３号公報特開平１０−３１４１５号公報特開平８−６８１３８号公報

しかしながら、従来の耐力壁においては、２本のブレース材を軸組の内外方向（厚み方向）に互いに重ねるようにして交差させていて、これらブレース材の軸心が互いに偏心した状態となっていた。このため、これらブレース材の軸心を軸組の厚み方向中央（軸組の中心）に一致させることができず、水平荷重に対して抵抗する際に、ブレース材の止め付け部分において捻れや曲げ等の無理な力がかかり易くなって、耐力壁の剛性低下や耐力低下を招く要因となっていた。

そこで、近年では、互いに交差するブレース材の軸心を偏心させずに同一平面上に配置するための専用部材を、ブレース材の交差部位に設けた構造のものが提案されている。しかしながら、このように専用部材を使用すると、それだけ構造が複雑になるとともに、製造コストも高くなるといった不具合があった。

この発明は、上記の不具合を解消して、簡単な構造でありながら、互いに交差するブレース材の軸心を偏心させずに同一平面上に配置して、良好な剛性及び耐力を確保することができる耐力壁の提供を目的とする。

上記の課題を解決するため、この発明の耐力壁は、方形枠状の軸組２の枠内に、ブレース材３、４を互いに交差するようにＸ字状に組み込んだものであって、各ブレース材３、４は、張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４、３２を備え、前記ブレース材３、４のうち一方のブレース材３に、他方のブレース材４との交差部位において、前記張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４、３２と同規格の割枠式ターンバックル胴２５を軸心位置合わせ用として設けて、その位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５の枠内２５ｃに、前記他方のブレース材４を挿通させることで、前記一方及び他方のブレース材３、４の軸心を同一平面上に配置したことを特徴とする。

また、前記一方及び他方のブレース材３、４の長さ方向に沿った両端部に、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを形成するとともに、前記軸組２に、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々固定するための複数の固定部材１２・・を設け、これら固定部材１２・・は、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに対してほぼ直交するように配された螺子孔４１ａ付きの締結プレート４１を夫々備え、それら締結プレート４１・・の螺子孔４１ａ・・に前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々ねじ込んで、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに螺合したナット４３・・を前記締結プレート４１・・に夫々押し付けることで、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを前記固定部材１２・・に夫々固定している。

さらにまた、前記一方及び他方のブレース材３、４の長さ方向に沿った両端部に、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを形成するとともに、前記軸組２に、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々固定するための複数の固定部材１２・・を設け、これら固定部材１２・・は、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに対してほぼ直交するように配された貫通孔５１ａ付きの締結プレート５１を夫々備え、それら締結プレート５１・・の貫通孔５１ａ・・に前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々挿通して、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに螺合した一対のナット５２、５２によって前記締結プレート５１・・を夫々挟み込むことで、前記螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを前記固定部材１２・・に夫々固定している。

この発明の耐力壁では、一方のブレース材に設けた割枠式ターンバックル胴の枠内に、他方のブレース材を挿通させることで、一方及び他方のブレース材の軸心を同一平面上に配置しているので、これらブレース材の軸心を軸組の厚み方向中央（軸組の中心）に一致させることができ、水平荷重に対して抵抗する際に、ブレース材の止め付け部分すなわち固定部材の締結プレートに捻れや曲げ等の無理な力がかかり難くなって、良好な剛性及び耐力を確保することができる。しかも、広く普及している割枠式ターンバックル胴を軸心位置合わせ用として使用した簡単な構造であって、製造コストを抑えることができる。

さらに、一方のブレース材に設けた割枠式ターンバックル胴の枠内に、他方のブレース材を挿通させることで、軸組にブレース材を挿通させる中桟等を設けなくても、軸組の厚み方向へのブレース材の座屈を阻止して、外壁材や内装材の損傷を防止することができる。

また、軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴として、一方及び他方のブレース材に設けた張力調整用の割枠式ターンバックル胴と同じものを用いることで、部材の共通化を図ることができ、製造をより一層簡単にすることができる。

さらにまた、一方及び他方のブレース材の長さ方向に沿った螺子部を、それら螺子部に対してほぼ直交するように配された螺子孔付きの締結プレート若しくは貫通孔付きの締結プレートに着脱可能に取り付けていて、ブレース材が伸びて塑性変形しても、締結プレートを含めた軸組は塑性変形することなく継続使用が可能であるから、耐力壁の片面側のみを開放して塑性変形したブレース材を交換するだけで、元の状態に簡単に修復することができる。

（第１実施形態）
この発明の第１実施形態に係る耐力壁は、例えば鉄骨軸組構造の住宅に適用されるものであって、耐力壁フレーム１に対して図示しない外壁材や内装材を取り付けることによって構成されている。

耐力壁フレーム１は、図１に示すように、方形枠状の軸組２の枠内に、その対角線に沿って２本のブレース材３、４が互いに交差するようにＸ字状に組み込まれたものである。

軸組２は、左右一対の軸柱１０、１０と、これら軸柱１０、１０の上端部間及び下端部間を連結する上下一対の軸桟１１、１１とから構成されている。これら軸柱１０、１０及び軸桟１１、１１は、例えばＣ形鋼からなり、その開口部を内側に向けるようにして配設されている。なお、この軸組２は、隣接する耐力壁若しくは非耐力壁の軸組にボルト等によって連結されるようになっている。

Ｘ字状に組み込まれるブレース材３、４のうち一方のブレース材３は、図１に示すように、３本の第１〜第３丸鋼２０、２１、２２と、第１丸鋼２０と第２丸鋼２１とを連結する張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４と、第２丸鋼２１と第３丸鋼２２とを連結する軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５とから構成されている。

第１〜第３丸鋼２０、２１、２２の両端部には、螺子部２０ａ、２１ａ、２２ａ・・が夫々形成されている。張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４は、図２に示すように、ＪＩＳＡ５５４１で規格された規格品であって、その両端部には螺子孔２４ａ、２４ａが夫々貫通して形成され、それら両端部同士を互いに平行な連結バー２４ｂ、２４ｂによって連結することで構成されている。なお、両端部の螺子孔２４ａ、２４ａの螺旋は、互いに逆向きとなっている。軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５は、図２に示すように、張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４と同じくＪＩＳＡ５５４１で規格された規格品が使用され、その両端部には螺子孔２５ａ、２５ａが夫々貫通して形成され、それら両端部同士を互いに平行な連結バー２５ｂ、２５ｂによって連結することで構成されている。この軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５は、一方のブレース材３の長さ方向略中央すなわち他方のブレース材３との交差部位に対応して配されている。

そして、第１丸鋼２０の他端部側の螺子部２０ａと第２丸鋼２１の一端部側の螺子部２１ａが、張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４の螺子孔２４ａ、２４ａに夫々ねじ込まれ、第２丸鋼２１の他端部側の螺子部２１ａと第３丸鋼２２の一端部側の螺子部２２ａが、軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５の螺子孔２５ａ、２５ａに夫々ねじ込まれて、これら第１〜第３丸鋼２０、２１、２２、張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４、軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５の夫々の中心軸が同一直線上に配されている。すなわち、一方のブレース材３の軸心が一直線状となっている。

他方のブレース材４は、図１に示すように、２本の第４、第５丸鋼３０、３１と、これら第４丸鋼３０と第５丸鋼３１とを連結する張力調整用の割枠式ターンバックル胴３２とから構成されている。

第４、第５丸鋼３０、３１の両端部には、螺子部３０ａ、３１ａが夫々形成されている。張力調整用の割枠式ターンバックル胴３２は、図２に示すように、一方のブレース材３における張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４と同じくＪＩＳＡ５５４１で規格された規格品が使用され、その両端部には螺子孔３２ａ、３２ａが夫々貫通して形成され、それら両端部同士を互いに平行な連結バー３２ｂ、３２ｂによって連結することで構成されている。

そして、第４丸鋼３０の他端部側の螺子部３０ａと第５丸鋼３１の一端部側の螺子部３１ａが、張力調整用の割枠式ターンバックル胴３２の螺子孔３２ａ、３２ａに夫々ねじ込まれて、これら第４、第５丸鋼３０、３１、張力調整用の割枠式ターンバックル胴３２の夫々の中心軸が同一直線上に配されている。すなわち、他方のブレース材４の軸心が一直線状となっている。

上記の一方のブレース材３と他方のブレース材４とを交差させるにあたって、図３に示すように、一方のブレース材３の軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５の枠内２５ｃに、他方のブレース材４の第５丸鋼３１を挿通させることで、これら一方及び他方のブレース材３、４の軸心を偏心させることなく同一平面上に配置している。このように、広く普及しているＪＩＳ規格の割枠式ターンバックル胴２５を軸心位置合わせ用として使用して、一方及び他方のブレース材３、４の軸心を同一平面上に配置することで、専用部材を使用する場合と比べて、部材種類を減らして製造コストを抑えるようにしている。

そして、軸組２の枠内側の四隅には、ブレース材３、４の長さ方向に沿った両端部を夫々固定するための固定部材１２・・が設けられている。なお、一方のブレース材３の一端部には、第１丸鋼２０の一端部側の螺子部２０ａが位置し、他端部には、第３丸鋼２２の他端部側の螺子部２２ａが位置しており、従って一方のブレース材３の両端部は螺子部２０ａ、２２ａとなっている。また、他方のブレース材４の一端部には、第４丸鋼３０の一端部側の螺子部３０ａが位置し、他端部には、第５丸鋼３１の他端部側の螺子部３１ａが位置しており、従って他方のブレース材４の両端部は螺子部３０ａ、３１ａとなっている。

固定部材１２は、図４に示すように、軸柱１０に溶接された互いに平行な一対の垂直プレート４０、４０と、これら垂直プレート４０、４０に跨って溶接されて、ブレース材３、４の螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに対してほぼ直交するように配された螺子孔４１ａ付きの締結プレート４１とから構成されている。なお、図４は、一方のブレース材３の螺子部２０ａを固定する固定部材１２を一例として示しているが、一方のブレース材３の螺子部２２ａ、他方のブレース材３の螺子部３０ａ、３１ａを固定する固定部材１２・・も同様の構造となっている。

そして、これら固定部材１２・・へのブレース材３、４の固定に際しては、図５及び図６に示すように、固定部材１２・・における締結プレート４１・・の螺子孔４１ａ・・へブレース材３、４の螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々ねじ込んで、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに螺合した緩み止め用のナット４３・・を締結プレート４１・・の表面側若しくは裏面側に夫々押し付けるようにしている。これにより、軸組２の内外方向の長さ（厚み方向の長さ）が短くても、ブレース材３、４を固定部材１２・・に固定することができる。なお、図５及び図６は、一方のブレース材３の螺子部２０ａの固定構造を一例として示しているが、一方のブレース材３の螺子部２２ａ、他方のブレース材３の螺子部３０ａ、３１ａも同様に固定部材１２・・に固定される。

このようにして軸組２にブレース材３、４を取り付けた状態において、ブレース材３、４の軸心が軸組２の内外方向（厚み方向）中央すなわち軸組２の中心に配置されている。また、ブレース材３、４における張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４、３２の枠内２４ｃ、３２ｃに治具を差し込んで、これら割枠式ターンバックル胴２４、３２を回転させることで、一方のブレース材３においては第１丸鋼２０と第２丸鋼２１とが互いに引き寄せられ、他方のブレース材４においては第４丸鋼３０と第５丸鋼３１とが互いに引き寄せられて、ブレース材３、４の張力が調整されるようになっている。

上記構成の耐力壁では、建物に加わる比較的小さな水平荷重に対して軸組２やブレース材３、４が抵抗し、大地震発生等に伴う大きな水平荷重が建物に加わると、この水平荷重をブレース材３、４の第１〜第５丸鋼２０、２１、２２、３０、３１が伸びて塑性変形することで吸収するようになっている。

このとき、ブレース材３、４の軸心が軸組２の中心において同一平面上に配置されているので、ブレース材３、４の止め付け部分すなわち固定部材１２・・の締結プレート４１・・に捻れや曲げ等の無理な力をかけることなく、耐力壁フレーム１全体に亘って水平荷重を効率良く伝達して、良好な剛性及び耐力を確保することができる。

しかも、ブレース材３、４の第１〜第５丸鋼２０、２１、２２、３０、３１が伸びて塑性変形したときには、ブレース材３、４が軸組２の厚み方向に座屈して外壁材や内装材を損傷させる可能性があるが、この座屈を軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５によって防止することができる。従来においては、軸組に設けた中桟の貫通孔にブレース材を挿通させることで、このようなブレース材の座屈を防止していたが、軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴２５を使用することで、軸組２から中桟を廃止することができる。

さらに、ブレース材３、４の第１〜第５丸鋼２０、２１、２２、３０、３１が伸びて塑性変形しても、固定部材１２・・を含めた軸組２は塑性変形することなく継続使用が可能であり、耐力壁フレーム１に取り付けた外壁材又は内装材のうちの片側のみを取り外して、緩み止め用のナット４３・・を緩めて塑性変形した第１〜第５丸鋼２０、２１、２２、３０、３１を交換するだけで、耐力壁フレーム１を元の状態に修復することができる。

なお、ブレース材の丸鋼を固定部材に溶接している耐力壁の場合には、丸鋼が伸びて塑性変形したときには、軸組ごと交換するか、塑性変形した丸鋼を切断して新たな丸鋼を再溶接するといった煩雑な修復作業が必要となる。また、ブレース材の丸鋼に溶接した羽子板を、軸組の内外方向（厚み方向）と丸鋼の軸心方向の双方に直交する方向のボルトによって固定部材に止め付けている耐力壁の場合には、丸鋼が伸びて塑性変形したときには、羽子板も変形する可能性がある。また、ブレース材の丸鋼に溶接した羽子板を、軸組の内外方向（厚み方向）のボルトによって固定部材に止め付けている耐力壁の場合には、軸組の厚み方向の長さが短ければ、外壁材又は内装材のうちの片側のみを取り外しただけでは、ボルトの脱着のための十分な作業用空間が確保できないことから、内外両側を取り外す必要があるといった煩雑な修復作業が必要となる。これに対して、上記構成の耐力壁では、このような煩雑な修復作業を強いられることなく、容易に修復することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る耐力壁では、図７及び図８に示すように、固定部材１２・・における締結プレート５１・・に、螺子孔の代わりに貫通孔５１ａ・・を形成して、この締結プレート５１・・の貫通孔５１ａ・・へブレース材３、４の螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを夫々挿通して、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに螺合した一対の抜け止め用のナット５２、５２によって締結プレート５１・・を挟み込むことで、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａを固定部材１２・・に夫々固定している。

このような取り付け状態においては、螺子部２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａに対する抜け止め用のナット５２、５２の締め付け位置を変えることで、ブレース材３、４の張力を調整することができ、従ってブレース材３、４における張力調整用の割枠式ターンバックル胴２４、３２を省略することも可能となっている。なお、図７及び図８は、一方のブレース材３の螺子部２０ａの固定構造を一例として示しているが、一方のブレース材３の螺子部２２ａ、他方のブレース材３の螺子部３０ａ、３１ａも同様に固定部材１２・・に固定される。その他の構成及び作用効果は、第１実施形態と同様であり、図７及び図８において第１実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。

この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、この発明の耐力壁は、鉄骨軸組構造の住宅に限らず、木造住宅に適用しても良い。また、上記実施形態の耐力壁においては、方形枠状の軸組の枠内に、その対角線に沿って２本のブレース材を互いに交差するようにＸ字状に組み込むようにしていたが、図９に示すように、方形枠状の軸組の枠内を上下に区画して、それら上下の枠内の夫々に、２本のブレース材を互いに交差するようにＸ字状に組み込むようにしても良い。

この発明の第１実施形態に係る耐力壁における耐力壁フレームの正面図である。張力調整用及び軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴を示す正面図である。耐力壁フレームの横断面図である。ブレース材の螺子部の固定構造を示す分解斜視図である。ブレース材の螺子部の固定構造を示す斜視図である。ブレース材の螺子部の固定構造を示す縦断面図である。第２実施形態に係る耐力壁におけるブレース材の螺子部の固定構造を示す分解斜視図である。ブレース材の螺子部の固定構造を示す縦断面図である。耐力壁における耐力壁フレームの変形例を示す正面図である。

符号の説明

２・・軸組、３・・一方のブレース材、４・・他方のブレース材、２４、３２・・張力調整用の割枠式ターンバックル胴、２５・・軸心位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴、２５ｃ・・枠内、２０ａ、２２ａ、３０ａ、３１ａ・・螺子部、１２・・固定部材、４１ａ・・螺子孔、４１・・螺子孔付きの締結プレート、４３・・緩み止め用のナット、５１ａ・・貫通孔、５１・・貫通孔付きの締結プレート、５２・・抜け止め用のナット

Claims

方形枠状の軸組（２）の枠内に、ブレース材（３）（４）を互いに交差するようにＸ字状に組み込んだ耐力壁であって、各ブレース材（３）（４）は、張力調整用の割枠式ターンバックル胴（２４）（３２）を備え、前記ブレース材（３）（４）のうち一方のブレース材（３）に、他方のブレース材（４）との交差部位において、前記張力調整用の割枠式ターンバックル胴（２４）（３２）と同規格の割枠式ターンバックル胴（２５）を軸心位置合わせ用として設けて、その位置合わせ用の割枠式ターンバックル胴（２５）の枠内（２５ｃ）に、前記他方のブレース材（４）を挿通させることで、前記一方及び他方のブレース材（３）（４）の軸心を同一平面上に配置したことを特徴とする耐力壁。
前記一方及び他方のブレース材（３）（４）の長さ方向に沿った両端部に、螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を形成するとともに、前記軸組（２）に、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を夫々固定するための複数の固定部材（１２・・）を設け、これら固定部材（１２・・）は、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）に対してほぼ直交するように配された螺子孔（４１ａ）付きの締結プレート（４１）を夫々備え、それら締結プレート（４１・・）の螺子孔（４１ａ・・）に前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を夫々ねじ込んで、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）に螺合したナット（４３・・）を前記締結プレート（４１・・）に夫々押し付けることで、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を前記固定部材（１２・・）に夫々固定した請求項１記載の耐力壁。
前記一方及び他方のブレース材（３）（４）の長さ方向に沿った両端部に、螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を形成するとともに、前記軸組（２）に、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を夫々固定するための複数の固定部材（１２・・）を設け、これら固定部材（１２・・）は、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）に対してほぼ直交するように配された貫通孔（５１ａ）付きの締結プレート（５１）を夫々備え、それら締結プレート（５１・・）の貫通孔（５１ａ・・）に前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を夫々挿通して、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）に螺合した一対のナット（５２）（５２）によって前記締結プレート（５１・・）を夫々挟み込むことで、前記螺子部（２０ａ）（２２ａ）（３０ａ）（３１ａ）を前記固定部材（１２・・）に夫々固定した請求項１記載の耐力壁。