JP5627846B2 - 境界梁、境界梁の設計方法、境界梁の施工方法、及び建築物 - Google Patents

Description

本発明は、構造物を制振する境界梁、この境界梁の設計方法、この境界梁の施工方法、及びこの境界梁を有する建築物に関する。

建築物に配置された階段室壁、エレベーターシャフト、戸境壁などの連層耐震壁の間に境界梁を架設し、地震等により建築物に生じる揺れをこの境界梁によって抑制する制振技術が提案されている。

例えば、図１６に示すように、特許文献１の制振梁３００では、建築物を構成する柱３０２間に鉄筋コンクリート製の梁本体３０４が架け渡されている。梁本体３０４は中央部で分断され、この中央部に制振装置３０６が組み込まれている。

制振装置３０６は、梁本体３０４の端面に固定される一対のベースプレート３０８と、ベースプレート３０８の間に設けられたフランジプレート３１０と、ベースプレート３０８及びフランジプレート３１０に囲まれて取り付けられた低降伏点鋼パネル３１２と、低降伏点鋼パネル３１２に挟まれて取り付けられたリブプレート３１４とによって構成されている。

リブプレート３１４は、低降伏点鋼パネル３１２全体に生じる面外座屈を防止するために取り付けられている。
そして、地震等により建築物が揺れて柱３０２にせん断変形・曲げ変形が発生したときに、低降伏点鋼パネル３１２に塑性変形を生じさせて振動エネルギーを吸収させる。

しかし、特許文献１の制振梁３００に設けられた低降伏点鋼パネル３１２は座屈強度が小さいので、良好な振動エネルギー吸収能力を発揮させるためにリブプレート３１４による座屈補強を行わなければならない。すなわち、建築物に生じる揺れを制振する部材（低降伏点鋼パネル３１２）に補強を施す手間が掛かってしまう。
特開２００２−３５７００９号公報

本発明は係る事実を考慮し、構造物を制振すると共に、構造物に生じる揺れを制振する部材への補強を不要とする又は少なくすることが可能な境界梁、この境界梁の設計方法、この境界梁の施工方法、及びこの境界梁を有する建築物を提供することを課題とする。

第１態様の発明は、構造物に設けられた隣り合う耐震部材に壁面を形成するように架け渡され固定される波形鋼板を有する境界梁である。

第１態様の発明では、構造物に設けられた隣り合う耐震部材に、壁面を形成するように波形鋼板が架け渡されている。また、この波形鋼板は、耐震部材に固定されている。

地震等により構造物が揺れると、この構造物に設けられた耐震部材は下端部を固定端とした片持ち梁のような挙動を示し、曲げを主体とする変形を起こす。

このとき、波形鋼板は耐震部材に固定されているので、耐震部材に対する波形鋼板の回転が拘束される。これにより、波形鋼板にせん断変形を生じさせて構造物を制振することができる。

また、地震等による構造物の揺れが大きくなって波形鋼板に塑性変形が生じたときには、揺れを発生させている振動エネルギーを履歴エネルギーとして吸収し、構造物を制振することができる。

また、波形鋼板は、高い靭性を有し優れた変形性能を発揮するので、面外座屈に対する補強を行わなくても所定の変形性能を得ることが可能となる。又は、面外座屈に対する少ない補強によって所定の変形性能を得ることが可能となる。

よって、第１態様の境界梁は、構造物を制振すると共に、構造物に生じる揺れを制振する部材（波形鋼板）への補強を不要とする又は少なくすることができる。

また、波形鋼板が撓むと、波形鋼板には曲げモーメントとせん断力とが作用する。波形鋼板のスパンが短い場合、この波形鋼板に作用する曲げモーメントの影響が小さくなるので、波形鋼板には主にせん断変形が生じる。すなわち、波形鋼板のスパンを短くした場合、境界梁はせん断降伏型ダンパとして機能する。せん断降伏型ダンパでは、波形鋼板に作用するせん断力によって波形鋼板全体がせん断降伏し、これによって波形鋼板全体で効率よく振動エネルギーを吸収することができる。このように、境界梁は、波形鋼板のスパンを短くした方が効率よく構造物を制振することができる。

また、波形鋼板の波の形状や厚さを変更することにより、境界梁のせん断剛性やせん断耐力を容易に調整することができる。

第２態様の発明は、第１態様の境界梁において、前記耐震部材は、耐震壁である。

第２態様の発明では、耐震部材を、耐震壁とすることによって、地震等により構造物が揺れたときに、耐震部材に曲げ変形を卓越させることができ、境界梁の波形鋼板にせん断変形を効果的に発生させることができる。

第３態様の発明は、第１態様の境界梁において、前記耐震部材は、ラーメン架構を構成する柱である。

第３態様の発明では、耐震部材を、ラーメン架構を構成する柱とすることにより、例えば、鉄筋コンクリート製の耐震壁を設ける場合よりも、構造物に制振対策を施す際の建築計画自由度を向上させることができる。

第４態様の発明は、第１〜第３態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板の折り筋は、横方向に形成されている。

第４態様の発明では、波形鋼板の折り筋が横方向に形成されているので、構造物に設けられた隣り合う耐震部材に曲げ剛性の高い境界梁を架け渡すことができる。
例えば、距離をおいて２つの波形鋼板を対向するように配置し、耐震部材付近に位置するこれらの波形鋼板の間に、耐震部材と一体となるようにコンクリートを打設し硬化させて、耐震部材に波形鋼板を固定する場合、波形鋼板をコンクリート打設用の側型枠として用いることができる。そして、このときに、波形鋼板が高い曲げ剛性を有していれば、型枠用の支保工の数を減らす又は支保工を設置しないでコンクリート打設を行うことが可能となる。これにより、施工性向上を図ることができる。

第５態様の発明は、第１〜第３態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板の折り筋は、上下方向に形成されている。

第５態様の発明では、例えば、構造物に設けられた隣り合う耐震部材がコンクリートによって形成され、これらの耐震部材に鉄骨製の境界梁が架け渡される場合、耐震部材のコンクリートに乾燥収縮が生じるとこの乾燥収縮に伴って境界梁に軸力（引張力・圧縮力）が常時作用してしまうことが考えられる。そして、この常時付加される応力によって設計限界値以下の荷重で境界梁が降伏しまうことが危惧される。

これに対して、第５態様の境界梁は、波形鋼板の折り筋が上下方向に形成されているので、コンクリート（耐震部材）の乾燥収縮に伴う軸力（引張力・圧縮力）が境界梁に作用しても波形鋼板はアコーディオンのように伸長してしなやかに抵抗でき、これにより波形鋼板には応力がほとんど発生しない。
よって、耐震部材を形成するコンクリートの乾燥収縮に伴う常時付加応力の発生を防ぐことができる。

第６態様の発明は、第１〜第５態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板は、複数の波形鋼板ピースを連結して構成されている。

第６態様の発明では、複数の波形鋼板ピースを連結して波形鋼板が構成されているので、分割した波形鋼板ピースを個々に配置して波形鋼板を設置することが可能になる。これによって、波形鋼板の設置作業を容易に行うことができる。

第７態様の発明は、第１〜第６態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板の一部又は全部は、低降伏点鋼によって形成されている。

第７態様の発明では、低降伏点鋼によって波形鋼板の一部又は全部が形成されているので、地震等による構造物の揺れが大きくなって波形鋼板に塑性変形が生じたときの振動エネルギーの吸収性能を向上させることができる。

第８態様の発明は、第１〜第７態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板の両端部の鋼板面は、前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に固定されている。

第８態様の発明では、耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に波形鋼板の両端部の鋼板面が固定されている。ここで、地震等による構造物の揺れは、鋼板面がコンクリートブロックと接触していない波形鋼板の部位（以下、「変形部」とする）の変形により制振される。そして、構造上は、波形鋼板の変形部のみの短スパンの境界梁と同様の挙動を示すので、変形部のせん断変形量が大きくなる（図５（ｃ）を参照のこと）。よって、境界梁（波形鋼板の変形部）にせん断力を効率よく作用させることができ、構造物を効果的に制振することができる。

コンクリート製の梁本体の中央部に鉄骨部材が組み込まれている構造の境界梁（以下、「Ｓ・ＲＣ組合せ梁」とする）では、梁本体の端部と鉄骨部材の端部に設けられたエンドプレートとを、梁本体に設けられたアンカーボルトや、エンドプレートに設けられたスタットボルトによって接合するのが一般的である。

ここで、アンカーボルトによって梁本体の端部と鉄骨部材の端部に設けられたエンドプレートとが接合されている接合部に曲げモーメントが作用すると、アンカーボルトの断面積等から算出される接合部の回転剛性に応じた回転変形が発生し（図１１（ａ）を参照のこと）、これにより地震等により生じる構造物の揺れは接合部の回転変形と鉄骨部材の変形とに費やされる。そして、構造物の曲げ変形が、鉄骨部材の変形よりも接合部の回転変形に多く費やされるようになると、境界梁の制振効率が大きく低下してしまう。

これに対して第８態様では、波形鋼板の端部は、耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に鋼板面を固定させてこのコンクリートブロックと一体になっているので、波形鋼板とコンクリートブロックとの間の力の伝達が確実かつスムーズに行われ、Ｓ・ＲＣ組合せ梁を用いた場合に危惧される、波形鋼板とコンクリートブロックとの接合部に発生する回転変形を防ぐことが可能になる。そして、これによって、境界梁の制振効率を高めることができる。

また、波形鋼板の鋼板面と接触するコンクリートブロックの大きさ（コンクリートブロックの材軸方向の長さ）を変えて波形鋼板のせん断変形量を容易に調整することができる。

また、耐震部材にコンクリートブロックを設けた後にこのコンクリートブロックに波形鋼板を取り付けてもよいし、耐震部材間に波形鋼板を配置した後にコンクリートを打設してもよいので、施工手順の自由度が高い境界梁を提供することができる。

また、耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に波形鋼板の両端部の鋼板面が固定されているので、波形鋼板の変形部にせん断変形を均一に生じさせることが可能になり、効率よく構造物の揺れを制振することができる。

第９態様の発明は、第１〜第７態様の何れか１態様の境界梁において、前記波形鋼板の一端部の鋼板面は、前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に固定されている。

第９態様の発明では、耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に波形鋼板の一端部の鋼板面が固定されているので、耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に波形鋼板の端部の鋼板面が固定されていることによる第８態様と同様の効果を得ることができる。また、波形鋼板の一端部のみにコンクリートブロックを設ければよいので、コンクリート打設作業の施工手間を低減することができる。

第１０態様の発明は、第８又は第９態様の境界梁において、前記波形鋼板は、前記コンクリートブロックの両側面に配置されている。

第１０態様の発明では、コンクリートブロックの両側面に波形鋼板を配置することにより、コンクリートブロックを形成するために行うコンクリート打設に用いる型枠の側枠として波形鋼板を兼用できる。よって、型枠解体作業を不要とすることが可能となり、また、廃材を減らすことができる。

第１１態様の発明は、第８〜第１０態様の何れか１態様の境界梁の設計方法において、前記波形鋼板の鋼板面と接触する前記コンクリートブロックの材軸方向の長さを変えて前記波形鋼板のせん断変形量を調整する。

第１１態様の発明では、波形鋼板の鋼板面と接触するコンクリートブロックの材軸方向の長さを変えることにより波形鋼板のせん断変形量を調整して境界梁の設計を行う。

よって、波形鋼板の鋼板面と接触するコンクリートブロックの材軸方向の長さを変えることにより、構造設計上の仕様に応じて境界梁の変形性能を容易に設定することが可能なので、きめ細かい構造設計を行うことができる。

第１２態様の発明は、波形鋼板を有する境界梁の施工方法において、構造物に設けられた隣り合う耐震部材に壁面を形成するように前記波形鋼板を架け渡し固定する波形鋼板設置工程を有する。

第１２態様の発明では、波形鋼板を有する境界梁の施工方法が、波形鋼板設置工程を有している。波形鋼板設置工程では、構造物に設けられた隣り合う耐震部材に壁面を形成するように波形鋼板を架け渡し固定する。よって、第１態様と同様の効果を得ることができる。

第１３態様の発明は、波形鋼板を有する境界梁の施工方法において、構造物に設けられた隣り合う耐震部材の間に壁面を形成するように前記波形鋼板を対向させ距離をおいて配置する波形鋼板配置工程と、前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックを形成する型枠の一部を前記波形鋼板によって構成する型枠構成工程と、前記対向させた波形鋼板の間にコンクリートを打設し硬化させて、前記波形鋼板と前記コンクリートが硬化した前記コンクリートブロックと前記耐震部材とを一体にする波形鋼板設置工程と、を有する。

第１３態様の発明では、波形鋼板を有する境界梁の施工方法が、波形鋼板配置工程、型枠構成工程、及び波形鋼板設置工程を有している。

波形鋼板配置工程では、構造物に設けられた隣り合う耐震部材の間に壁面を形成するように波形鋼板を配置する。波形鋼板は、対向させると共に距離をおいて配置する。

型枠構成工程では、型枠の一部を波形鋼板によって構成する。この型枠は、耐震部材から突き出たコンクリートブロックを形成するために用いられる。

波形鋼板設置工程では、対向させた波形鋼板の間にコンクリートを打設して硬化させる。そして、打設されたコンクリートの硬化により、波形鋼板とコンクリートが硬化したコンクリートブロックと耐震部材とを一体にする。

よって、第１０態様と同様の効果を得ることができる。
また、波形鋼板と耐震部材とはコンクリートブロックによって一体となるので、隣り合う耐震部材に境界梁を容易に設置することができる。

第１４態様の発明は、第１〜第１０態様の何れか１態様の境界梁を有する建築物である。

第１４態様の発明では、構造物を制振すると共に、構造物に生じる揺れを制振する部材への補強を不要とする又は少なくすることが可能な境界梁を有する建築物を構築することができる。

本発明は上記構成としたので、構造物を制振すると共に、構造物に生じる揺れを制振する部材への補強を不要とする又は少なくすることが可能な境界梁、この境界梁の設計方法、この境界梁の施工方法、及びこの境界梁を有する建築物を提供することができる。

図面を参照しながら、本発明の境界梁、境界梁の設計方法、境界梁の施工方法、及び建築物を説明する。なお、本実施形態では、鉄筋コンクリート造の建築物に本発明を適用した例を示すが、さまざまな構造や規模の建築物に対して適用することができる。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１（ａ）の立面図に示すように、地盤１０に、構造物としての鉄筋コンクリート造の建築物１２が支持されている。図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である図２に示すように、建築物１２には、耐震部材としての４つの連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが設けられている。連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄは、鉄筋コンクリートによって形成されており、平断面形状はＬ字状になっている。

連層耐震壁１４Ａと連層耐震壁１４Ｂ、連層耐震壁１４Ｂと連層耐震壁１４Ｃ、連層耐震壁１４Ｃと連層耐震壁１４Ｄ、及び連層耐震壁１４Ｄと連層耐震壁１４Ａとは、隣り合って配置されている。また、連層耐震壁１４Ａと連層耐震壁１４Ｃ、及び連層耐震壁１４Ｂと連層耐震壁１４Ｄとは、対角状に配置され、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれが建築物１２の各コーナー部を形成している。

図１（ａ）、及び図２に示すように、建築物１２の各階層には境界梁１６がそれぞれ設けられている。
図３の斜視図、図４（ａ）の平面図、及び図４（ｂ）の側面図に示すように、境界梁１６は、波形鋼板１８、鋼製の水平プレート２０Ａ、２０Ｂ、及び鋼製の鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂによって構成されている。波形鋼板１８の断面形状は、凹凸が交互になるように台形を上下に連続して配置した波形状となっている。すなわち、建築物１２の各階層に境界梁１６が設けられた状態において、波形鋼板１８の折り筋は横方向に形成されている。

水平プレート２０Ａ、２０Ｂは、波形鋼板１８の上下端辺に沿って配置され、波形鋼板１８の上下端辺に溶接等によって接合されている。鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂは、波形鋼板１８の左右端辺に沿って配置され、波形鋼板１８の左右端辺に溶接等によって接合されている。水平プレート２０Ａ、２０Ｂの端部と、鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂの端部とは溶接等によって接合され、水平プレート２０Ａ、２０Ｂ、及び鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂが一体となって枠部材２４を形成している。すなわち、波形鋼板１８の周縁部に枠部材２４が取り付けられている。

境界梁１６の施工は、連層耐震壁１４Ａと連層耐震壁１４Ｂ、連層耐震壁１４Ｂと連層耐震壁１４Ｃ、連層耐震壁１４Ｃと連層耐震壁１４Ｄ、及び連層耐震壁１４Ｄと連層耐震壁１４Ａに、壁面を形成するように波形鋼板１８を架け渡し、波形鋼板１８の左右両端を連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに固定する波形鋼板設置工程によって行う。

なお、波形鋼板１８が壁面を形成するとは、図４（ｂ）で示した枠部材２４で囲まれた平面が水平面に対して４５度以上の角度を有するように波形鋼板１８が立てられている状態を意味する。枠部材２４で囲まれた平面が水平面に対して略９０度の角度を有するように波形鋼板１８が立てられる（枠部材２４で囲まれた平面がほぼ鉛直面を形成する）のが好ましい。

鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂには、頭付きスタッド２６が波形鋼板１８の周縁部に沿って等間隔に複数配置され、溶接によって鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂに接合されている。
波形鋼板１８の左右端部、鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂ、及び頭付きスタッド２６は、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄの側壁部に埋め込まれており、これによって連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄと波形鋼板１８とが一体化され、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに波形鋼板１８の左右端部が固定される。そして、この固定によって、境界梁１６に生じるせん断力を連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄへ伝達するとともに、地震等により建築物１２が揺れて波形鋼板１８と連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとの接合部にモーメントが発生したときに、このモーメントによる連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに対する波形鋼板１８の回転を拘束する。

次に、本発明の第１の実施形態の作用及び効果について説明する。

第１の実施形態では、地震等により建築物１２が揺れると、図１（ｂ）に示すように、この建築物１２に設けられた連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄは下端部を固定端とした片持ち梁のような挙動を示し、曲げを主体とする変形を起こす。

このとき、波形鋼板１８は連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに固定されているので、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに対する波形鋼板１８の回転が拘束される。これにより、図５（ａ）の右側の図に示すように、波形鋼板１８にせん断変形を生じさせて建築物１２を制振することができる。なお、図５（ａ）の左側には、建築物１２が揺れる前の波形鋼板１８の状態が示されている。

図５（ａ）の右側の図に示すように、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが鉛直線に対してθ_１の角度だけ傾いたときに、波形鋼板１８の左右端部の上辺２８Ａ、２８Ｃ、及び下辺３０Ａ、３０Ｃに対して、波形鋼板１８の中間部の上辺２８Ｂ及び下辺３０Ｂの角度がθ_２となる程度に波形鋼板１８の中間部が変形する。すなわち、このθ_２の角度が大きいほど波形鋼板１８が大きく変形していることになる。

また、地震等による建築物１２の揺れが大きくなって波形鋼板１８に塑性変形が生じたときには、揺れを発生させている振動エネルギーを履歴エネルギーとして吸収し、建築物１２を制振することができる。

また、波形鋼板１８は、高い靭性を有し優れた変形性能を発揮するので、面外座屈に対する補強を行わなくても所定の変形性能を得ることが可能となる。又は、面外座屈に対する少ない補強によって所定の変形性能を得ることが可能となる。

よって、境界梁１６は、建築物１２を制振すると共に、建築物１２に生じる揺れを制振する部材（波形鋼板１８）への補強を不要とする又は少なくすることができる。

また、波形鋼板１８が撓むと、波形鋼板１８には曲げモーメントとせん断力とが作用する。波形鋼板１８のスパンが短い場合、波形鋼板１８に作用する曲げモーメントの影響が小さくなるので、波形鋼板１８には主にせん断変形が生じる。すなわち、波形鋼板１８のスパンを短くした場合、境界梁１６はせん断降伏型ダンパとして機能する。

せん断降伏型ダンパでは、波形鋼板１８に作用するせん断力によって波形鋼板１８全体がせん断降伏し、これによって波形鋼板１８全体で効率よく建築物１２に生じる揺れを制振することができる。

これに対して、波形鋼板１８のスパンが長いと、この波形鋼板１８に作用するせん断力の影響が小さくなり、波形鋼板１８には主に曲げモーメントによる曲げ変形が生じる。すなわち、波形鋼板１８のスパンを長くした場合、境界梁１６は曲げ降伏型ダンパとして機能する。

曲げ降伏型ダンパでは、波形鋼板１８に作用する曲げモーメント（波形鋼板１８の左右端部に最大の曲げモーメントが作用し、波形鋼板１８の中央部の曲げモーメントは０になる）によって波形鋼板１８の端部が降伏変形して建築物１２に生じる揺れを制振する。

よって、波形鋼板１８が降伏する領域は波形鋼板１８の左右端部に限られてしまうので、建築物１２に生じる揺れに対する制振効果がせん断降伏型ダンパよりも劣る。
このように、境界梁１６は、波形鋼板１８のスパンを短くした方が効率よく建築物を制振することができる。

また、波形鋼板１８の波の形状や厚さを変更することにより、境界梁１６（波形鋼板１８）のせん断剛性やせん断耐力を容易に調整することができる。

また、建築物１２の各階層に境界梁１６が設けられた状態において、波形鋼板１８の折り筋が横方向に形成されているので、建築物１２に設けられた隣り合う耐震部材（連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ）に曲げ剛性の高い境界梁１６を架け渡すことができる。
例えば、距離をおいて２つの波形鋼板１８を対向するように配置し、耐震部材付近に位置するこれらの波形鋼板１８の間に、耐震部材と一体となるようにコンクリートを打設し硬化させて、耐震部材に波形鋼板１８を固定する場合、波形鋼板１８をコンクリート打設用の側型枠として用いることができる。そして、このときに、波形鋼板１８が高い曲げ剛性を有していれば、型枠用の支保工の数を減らす又は支保工を設置しないでコンクリート打設を行うことが可能となる。これにより、施工性向上を図ることができる。

また、耐震部材を、耐震壁（連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ）とすることによって、地震等により建築物１２が揺れたときに耐震部材に曲げ変形を卓越させることができ、境界梁１６の波形鋼板１８にせん断変形を効果的に発生させることができる。

以上、本発明の第１の実施形態について説明した。
なお、第１の実施形態では、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ間に１つの境界梁１６を配置した例を示したが、波形鋼板１８同士が対向するように複数の境界梁１６を並べて配置してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態は、第１の実施形態で示した波形鋼板１８の連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄへの固定方法を変更したものである。したがって、第２の実施形態の説明において、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。

図６の立面図に示すように、地盤１０に、構造物としての鉄筋コンクリート造の建築物３２が支持されている。図６のＢ−Ｂ矢視図である図７に示すように、建築物３２には、第１の実施形態の建築物１２と同様に、耐震部材としての４つの連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが設けられている。

図６、及び図７に示すように、建築物３２の各階層には境界梁３４がそれぞれ設けられている。
図８の斜視図、図９（ａ）の平面図、及び図９（ｂ）の側面図に示すように、境界梁３４は、対向して配置される２つの波形鋼板１８、鋼製の水平プレート２０Ａ、２０Ｂ、及び鋼製の鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂによって構成されている。波形鋼板１８の折り筋は、第１の実施形態と同様に、建築物１２の各階層に境界梁３４が設けられた状態において、横方向に形成されている。

連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄには、鉄筋コンクリートによって形成された略直方体状のコンクリートブロック３６、３８が突き出て設けられている。そして、このコンクリートブロック３６、３８の両側面に波形鋼板１８の左右両端部の鋼板面が接触して固定されている。すなわち、コンクリートブロック３６、３８の両側面に波形鋼板１８が配置されている。

連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとコンクリートブロック３６、３８とは一体化されており、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとコンクリートブロック３６、３８との内部に跨って配置された主筋４０によって、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとコンクリートブロック３６、３８との接合部には所定の強度が確保されている。

なお、説明の都合上、せん断補強筋は省略されているが、必要とされる連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとコンクリートブロック３６、３８との接合部の強度、コンクリートブロック３６、３８の剛性や強度等に応じて、主筋やせん断補強筋は適宜設けられる。

このようにして、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに２つの波形鋼板１８は固定される。そして、この固定によって、地震等により建築物３２が揺れて波形鋼板１８と連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとの接合部にモーメントが発生したときに、このモーメントによる連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに対する波形鋼板１８の回転を拘束する。

次に、波形鋼板を有する境界梁３４の施工方法の一例を示す。
波形鋼板を有する境界梁３４の施工は、波形鋼板配置工程、型枠構成工程、及び波形鋼板設置工程の順に行われる。

波形鋼板配置工程では、隣り合う耐震部材としての連層耐震壁（連層耐震壁１４Ａと連層耐震壁１４Ｂ、連層耐震壁１４Ｂと連層耐震壁１４Ｃ、連層耐震壁１４Ｃと連層耐震壁１４Ｄ、及び連層耐震壁１４Ｄと連層耐震壁１４Ａ）の間に、水平プレート２０Ａ、２０Ｂ、及び鉛直プレート２２Ａ、２２Ｂが取り付けられた波形鋼板１８を配置する。このとき、１つの境界梁３４に対して、壁面を形成するようにそれぞれ立てた状態で２つの波形鋼板１８を設けると共に、これらの２つの波形鋼板１８を対向させ距離をおいて配置する。

型枠構成工程では、型枠の一部を波形鋼板１８によって構成する。この型枠は、コンクリートブロック３６、３８を形成するために用いられる。例えば、図９（ａ）、（ｂ）の場合には、波形鋼板１８を側型枠とし、隣り合って配置される水平プレート２０Ｂ間に形成される開口部を鋼製又は木製の型枠で塞ぎこれを底型枠とする。また、例えば、図１０に示すように、１つの波形鋼板４２を折り曲げて、この波形鋼板４２によって側型枠及び底型枠を形成するようにしてもよい。

波形鋼板設置工程では、対向させた波形鋼板１８の間にコンクリートを打設し硬化させる。そして、打設されたコンクリートの硬化により、波形鋼板１８とコンクリートが硬化したコンクリートブロック３６、３８と連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとを一体にする。

次に、本発明の第２の実施形態の作用及び効果について説明する。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
また、図５（ｃ）に示すように、波形鋼板１８の両端部の鋼板面がコンクリートブロック３６、３８の側面に接触して固定されているので、地震等による建築物３２の揺れは、鋼板面がコンクリートブロック３６、３８と接触していない波形鋼板１８の部位（以下、「変形部Ｒ」とする）の変形により制振される。そして、構造上は、波形鋼板１８の変形部Ｒのみの短スパンの境界梁と同様の挙動を示す。図５（ｃ）の左側には、建築物３２が揺れる前の波形鋼板１８の状態が示され、図５（ｃ）の右側には、建築物３２が揺れているときの波形鋼板１８の状態が示されている。

ここで、第１の実施形態で説明したように境界梁は、波形鋼板のスパンを短くした方が効率よく建築物を制振することができ、変形部Ｒのせん断変形量が大きくなる。よって、境界梁３４（波形鋼板１８の変形部Ｒ）にせん断力を効率よく作用させることができ、建築物３２を効果的に制振することができる。

なお、図５（ｂ）は、比較のために、図５（ｃ）よりもコンクリートブロック３６、３８の材軸方向の長さを短くした場合の波形鋼板１８の変形の様子を示したものである。図５（ｂ）では、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが鉛直線に対してθ_１の角度だけ傾いたときに、波形鋼板１８の左右端部の上辺２８Ａ、２８Ｃ、及び下辺３０Ａ、３０Ｃに対して、波形鋼板１８の中間部の上辺２８Ｂ及び下辺３０Ｂの角度がθ_３となる程度に波形鋼板１８の中間部が変形している。また、図５（ｃ）では、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが鉛直線に対してθ_１の角度だけ傾いたときに、波形鋼板１８の左右端部の上辺２８Ａ、２８Ｃ、及び下辺３０Ａ、３０Ｃに対して、波形鋼板１８の中間部の上辺２８Ｂ及び下辺３０Ｂの角度がθ_４となる程度に波形鋼板１８の中間部が変形している。

すなわち、コンクリートブロック３６、３８の材軸方向の長さが長くなって、構造上の波形鋼板１８のスパンが短くなった境界梁の方が、変形部Ｒの変形量が大きくなる（θ_２＜θ_３＜θ_４）ことがわかる。

また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、コンクリート製の梁本体４４の中央部に鉄骨部材４６が組み込まれている構造の境界梁（以下、「Ｓ・ＲＣ組合せ梁４８、５８」とする）では、梁本体４４の端部と鉄骨部材４６の端部に設けられたエンドプレート５０とを、梁本体４４に設けられたアンカーボルト５２や、エンドプレート５０に設けられた頭付きスタッド５４によって接合するのが一般的である（図１１（ａ）では、硬化したグラウト材５６を介して接合されている）。

ここで、図１１（ａ）に示すように、アンカーボルト５２によって梁本体４４の端部と鉄骨部材４６の端部に設けられたエンドプレート５０とが接合されている接合部に大きな曲げモーメントＭが作用すると、アンカーボルト５２の断面積等から算出される接合部の回転剛性に応じた回転変形が発生し、これにより地震等により生じる建築物の揺れは接合部の回転変形と鉄骨部材４６の変形に費やされる。そして、建築物の曲げ変形が、鉄骨部材の変形よりも接合部の回転変形に多く費やされるようになると、Ｓ・ＲＣ組合せ梁４８の制振効率が大きく低下することが考えられる。

また、図１１（ｂ）に示すように、頭付きスタッド５４によって梁本体４４の端部と鉄骨部材４６の端部に設けられたエンドプレート５０とが接合されている接合部に大きな曲げモーメントＭが作用すると、エンドプレート５０が梁本体４４の端部から剥離するような変形が生じて頭付きスタッド５４に力が生じるために、接合部に変形が生じてしまうことが考えられる。

これに対して第２の実施形態の境界梁３４では、波形鋼板１８の端部は、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄから突き出たコンクリートブロック３６、３８の側面に鋼板面を接触させ固定させてこのコンクリートブロック３６、３８と一体になっているので、波形鋼板１８とコンクリートブロック３６、３８との間の力の伝達が確実かつスムーズに行われ、Ｓ・ＲＣ組合せ梁４８、５８を用いた場合に危惧される、波形鋼板１８とコンクリートブロック３６、３８との接合部に発生する回転変形を防ぐことが可能になる。そして、これによって、境界梁３４の制振効率を高めることができる。

また、波形鋼板１８の鋼板面と接触するコンクリートブロック３６、３８の大きさ（コンクリートブロック３６、３８の材軸方向の長さ）を変えて波形鋼板１８のせん断変形量を容易に調整することができる。

また、波形鋼板１８と連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとを、打設されるコンクリートにより形成されるコンクリートブロック３６、３８によって一体となるようにすれば、隣り合う連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄに境界梁３４を容易に設置することができる。

また、境界梁３４を設置する場合、波形鋼板１８は、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄにコンクリートブロック３６、３８を設けた後にこのコンクリートブロック３６、３８に取り付けてもよいし、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ間に配置した後にコンクリートを打設してコンクリートブロック３６、３８を形成してもよいので、施工手順の自由度が高い境界梁３４を提供することができる。

図１１（ａ）で説明したＳ・ＲＣ組合せ梁４８の接合方法では、Ｓ・ＲＣ組合せ梁４８の左右両側に配置されるアンカーボルト５２の位置がずれていると、Ｓ・ＲＣ組合せ梁４８を取り付け難くなるので、アンカーボルト５２の施工においてアンカーボルト５２の高い位置精度を必要とする。これに対して、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ間に境界梁３４を配置した後にコンクリートを打設してコンクリートブロック３６、３８を形成するようにすれば、コンクリートブロック３６、３８の位置精度を気にする必要がなくなる。

また、連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄから突き出たコンクリートブロック３６、３８の側面に波形鋼板１８の両端部の鋼板面が接触して固定されているので、波形鋼板１８の変形部Ｒにせん断変形を均一に生じさせることが可能になり、効率よく建築物３２の揺れを制振することができる。

また、コンクリートブロック３６、３８の両側面に波形鋼板１８を配置することにより、コンクリートブロック３６、３８を形成するために行うコンクリート打設に用いる型枠の側枠として波形鋼板１８を兼用できる。よって、型枠解体作業を不要とすることが可能となり、また、廃材を減らすことができる。

このとき、波形鋼板１８の折り筋は、建築物１２の各階層に境界梁３４が設けられた状態において横方向に形成されているので、高い曲げ剛性を有する。よって、コンクリート打設時に設置する型枠用の支保工の数を減らす又は支保工を設置しないでコンクリート打設を行うことが可能となる。これにより、施工性向上を図ることができる。

以上、本発明の第２の実施形態について説明した。
なお、第２の実施形態におけるコンクリートブロック３６、３８への波形鋼板１８の固定方法は、コンクリートブロック３６、３８へ波形鋼板１８を確実に固定できる方法であればよい。例えば、ボルトや接着剤を用いてコンクリートブロック３６、３８に波形鋼板１８を固定してもよい。また、コンクリートブロック３６、３８が硬化する際の付着力に期待してもよい。この場合、波形鋼板１８の波形状による凹凸によって、波形鋼板１８とコンクリートブロック３６、３８との付着性が高められる。また、この付着性を高めるために、図１２の断面図に示すように、波形鋼板１８のコンクリートブロック３６、３８側の表面に頭付きスタッド６０を設けてもよいし、波形鋼板１８のコンクリートブロック３６、３８側の表面に粗面処理を施してもよい。

また、第２の実施形態では、コンクリートブロック３６、３８の両側面に、波形鋼板１８の左右両端部の鋼板面を接触させて固定した例を示したが、コンクリートブロック３６、３８の一方を設けずに、コンクリートブロック３６又はコンクリートブロック３８の側面に波形鋼板１８の一端部の鋼板面を接触させて固定するようにしてもよい。
このようにすれば、波形鋼板１８の一端部のみにコンクリートブロック３６、３８を設ければよいので、コンクリート打設作業の施工手間を低減することができる。

また、このコンクリートブロック３６、３８の両側面に波形鋼板１８の左右両端部の鋼板面を接触させて固定した例を示したが、コンクリートブロック３６、３８の片側の側面にのみ１つの波形鋼板１８を設けてもよい。

また、第２の実施形態では、２つの波形鋼板１８によって境界梁３４を構成した例を示したが、図１３の断面図に示すように、境界梁は、３つ以上の波形鋼板１８によって構成してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態は、第２の実施形態で示した波形鋼板１８を複数の波形鋼板ピースによって構成したものである。したがって、第３の実施形態の説明において、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。

図１４（ａ）、（ｂ）の斜視図に示すように、第３の実施形態の境界梁６２では、複数の波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃを連結して波形鋼板１８が構成されている。そして、波形鋼板ピース６４Ａと波形鋼板ピース６４Ｂ、及び波形鋼板ピース６４Ｃと波形鋼板ピース６４Ｂとが、ボルト６６によって接合されている。

図１４（ａ）には、波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃを連結する前の状態が示され、図１４（ｂ）には、波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃを連結した状態が示されている。
なお、波形鋼板ピース６４Ａと波形鋼板ピース６４Ｂ、及び波形鋼板ピース６４Ｃと波形鋼板ピース６４Ｂとの接合方法は、波形鋼板ピース６４Ａと波形鋼板ピース６４Ｂ、及び波形鋼板ピース６４Ｃと波形鋼板ピース６４Ｂとが、力の伝達可能に連結できる接合方法であればよい。

次に、本発明の第３の実施形態の作用及び効果について説明する。

第３の実施形態では、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
また、図１４（ａ）、（ｂ）で示したように、分割した複数の波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃを個々に配置して波形鋼板１８を設置することが可能になる。これによって、波形鋼板１８の設置作業を容易に行うことができる。

また、左右に配置された波形鋼板ピース６４Ａ、６４Ｃの鋼板面をコンクリートブロック３６、３８の側面に接触させて固定し、中間部に配置された波形鋼板ピース６４Ｂにせん断変形や塑性変形が生じるようにすれば、地震等により変形した波形鋼板ピース６４Ｂのみを容易に交換することができる。

また、この場合の波形鋼板ピース６４Ｂを低降伏点鋼とすれば、振動エネルギーの吸収性能を向上させると共にメンテナンスにかかる費用を低く抑えることができる。

また、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）で示したように、建築物３２の各階層に境界梁６２が設けられた状態において折り筋が横方向に形成されている波形鋼板１８が、横方向に並ぶ３つの波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃによって構成されている場合、横方向中間部に位置する波形鋼板ピース６４Ｂと、左右に配置された波形鋼板ピース６４Ａ、６４Ｃとをラップさせて固定する構造にすれば境界梁（波形鋼板）の長さ調整を行うことができる。

また、例えば、建築物の各階層に境界梁が設けられた状態において折り筋が上下方向に形成されている波形鋼板が、横方向に並ぶ３つの波形鋼板ピースによって構成されている場合、横方向中間部に位置する波形鋼板ピースと、左右に配置された波形鋼板ピースとをラップさせて固定する構造にすれば左右に配置された波形鋼板ピース同士が上下方向にずれていても、このずれを横方向中間部に位置する波形鋼板ピースによって吸収することができる。

以上、本発明の第３の実施形態について説明した。
なお、第３の実施形態では、波形鋼板１８を３つの波形鋼板ピース６４Ａ〜６４Ｃによって構成した例を示したが、波形鋼板１８は、２つの波形鋼板ピースによって構成してもよいし、４つ以上の波形鋼板ピースによって構成してもよい。

以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明した。
なお、第１〜第３の実施形態では、耐震部材を連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄとした例を示したが、地震等の揺れによって同一立面内で変位差が生じる複数の耐震部材の間に境界梁を設置できる構成であればよく、耐震部材を、耐震壁、連層耐震壁（例えば、階段室壁、エレベーターシャフト、戸境壁等のコア壁）、又はラーメン架構を構成する柱としてもよい。
耐震部材を、ラーメン架構を構成する柱とすれば、例えば、鉄筋コンクリート製の耐震壁を設ける場合よりも、建築物に制振対策を施す際の建築計画自由度を向上させることができる。この場合、ラーメン架構は、通常の純ラーメン架構としてもよいし、壁式ラーメン架構としてもよい。

第１〜第３の実施形態では、下端部を固定端とした片持ち梁のような曲げ変形を耐震部材に卓越して生じさせる建築物（構造物）について説明を行ったが、耐震部材に曲げ変形とせん断変形とを混在させて生じさせる構造物や、耐震部材にせん断変形を卓越して生じさせる構造物であっても、境界梁の左右両端部で変形差（高低差）を生じさせて、境界梁のエネルギー吸収部（波形鋼板）にせん断変形を効率的に発生させる構造物であれば、第１〜第３の実施形態で示したものと同様の制振効果を境界梁に発揮させることができる。
さらに、境界梁部分は短スパンであれば、制振効果をより高めることができるので、より望ましい。

また、第１〜第３の実施形態では、波形鋼板１８の断面形状を、凹凸が交互になるように台形を上下に連続して配置した波形状とした例を示したが、波形鋼板１８の断面形状は波形であればよく、凹凸が交互になるように、矩形、山形、円弧等を上下に連続して配置した波形状としてもよい。

また、第１〜第３の実施形態では、建築物１２、３２の各階層に境界梁１６、３４、６２が取り付けられた状態において、波形鋼板１８の折り筋が横方向に形成されている例を示したが、建築物１２、３２の各階層に境界梁１６、３４、６２が取り付けられた状態において、波形鋼板１８の折り筋が上下方向に形成されていても、第１〜第３の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。例えば、第２の実施形態で示した図９（ａ）、（ｂ）の境界梁３４を、図１５（ａ）の平面図、及び図１５（ｂ）の側面図に示す境界梁６８のようにしてもよい。

建築物に設けられた隣り合う耐震部材がコンクリートによって形成され、これらの耐震部材に鉄骨製の境界梁が架け渡される場合、耐震部材のコンクリートに乾燥収縮が生じるとこの乾燥収縮に伴って境界梁に軸力（引張力・圧縮力）が常時作用してしまうことが考えられる。そして、この常時付加される応力によって設計限界値以下の荷重で境界梁が降伏しまうことが危惧される。

これに対して、境界梁６８は、波形鋼板７０の折り筋が上下方向に形成されているので、耐震部材としての連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄが鉄筋コンクリートによって形成されている場合においても、コンクリート（連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄ）の乾燥収縮に伴う軸力（引張力・圧縮力）が境界梁６８（波形鋼板７０）に作用しても波形鋼板７０はアコーディオンのように伸長してしなやかに抵抗でき、これにより波形鋼板７０には応力がほとんど発生しない。
よって、耐震部材としての連層耐震壁１４Ａ〜１４Ｄを形成するコンクリートの乾燥収縮に伴う常時付加応力の発生を防ぐことができる。

また、第１〜第３の実施形態で示した波形鋼板１８の一部又は全部を低降伏点鋼によって形成してもよい。このようにすれば、地震等による建築物１２、３２の揺れが大きくなって波形鋼板１８に塑性変形が生じたときの振動エネルギーの吸収性能を向上させることができる。

また、第１〜第３の実施形態では、建築物１２、３２の全ての階層に境界梁１６、３４、６２を配置した例を示したが、全ての階層に境界梁を配置しなくてもよいし、第１〜第３の実施形態の境界梁１６、３４、６２を組み合わせて適用してもよい。例えば、建築物の下方に境界梁１６を配置し、建築物の上方に境界梁３４を配置するようにしてもよい。

また、第２の実施形態で示した境界梁３４の特性を生かして、境界梁の設計を行うことができる。すなわち、波形鋼板の鋼板面と接触するコンクリートブロックの材軸方向の長さを変えて波形鋼板のせん断変形量を調整する。
このようにすれば、構造設計上の仕様に応じて境界梁の変形性能を容易に設定することが可能なので、きめ細かい構造設計を行うことができる。

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何等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の実施形態に係る建築物を示す立面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第１の実施形態に係る境界梁を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る境界梁を示す平面図及び側面図である。 本発明の第１及び第２の実施形態に係る境界梁の作用を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る建築物を示す立面図である。 図６のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁を示す平面図及び側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁の変形例を示す断面図である。 従来の境界梁を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁の変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁の変形例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る境界梁を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る境界梁の変形例を示す平面図及び側面図である。 従来の制振梁を示す説明図である。

符号の説明

１２、３２ 建築物
１４Ａ〜１４Ｄ 連層耐震壁（耐震部材）
１６、３４、６２、６８ 境界梁
１８、４２、７０ 波形鋼板
３６、３８ コンクリートブロック

Claims (8)

1. 構造物に設けられ左右に隣り合う、下端部を固定端とする耐震壁の側面に、前記耐震壁の側面から張り出すようにして設けられた部材を介さないで、両端部がそれぞれ固定されて壁面を形成するように架け渡される波形鋼板で構成された境界梁。
2. 構造物に設けられた隣り合う耐震部材に壁面を形成するように架け渡され固定される波形鋼板を有し、
   前記波形鋼板の両端部の鋼板面は、前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に固定されている境界梁。
3. 構造物に設けられた隣り合う耐震部材に壁面を形成するように架け渡され固定される波形鋼板を有し、
   前記波形鋼板の一端部の鋼板面は、前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックの側面に固定されている境界梁。
4. 前記波形鋼板は、前記コンクリートブロックの両側面に配置されている請求項２又は３に記載の境界梁。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載の境界梁の設計方法において、
   前記波形鋼板の鋼板面と接触する前記コンクリートブロックの材軸方向の長さを変えて前記波形鋼板のせん断変形量を調整する境界梁の設計方法。
6. 波形鋼板で構成された境界梁の施工方法において、
   構造物に設けられ左右に隣り合う、下端部を固定端とする耐震壁の側面に、前記耐震壁の側面から張り出すようにして設けられた部材を介さないで、両端部をそれぞれ固定して壁面を形成するように前記波形鋼板を架け渡す波形鋼板設置工程を有する境界梁の施工方法。
7. 波形鋼板を有する境界梁の施工方法において、
   構造物に設けられた隣り合う耐震部材の間に壁面を形成するように前記波形鋼板を対向させ距離をおいて配置する波形鋼板配置工程と、
   前記耐震部材から突き出たコンクリートブロックを形成する型枠の一部を前記波形鋼板によって構成する型枠構成工程と、
   前記対向させた波形鋼板の間にコンクリートを打設し硬化させて、前記波形鋼板と前記コンクリートが硬化した前記コンクリートブロックと前記耐震部材とを一体にする波形鋼板設置工程と、
   を有する境界梁の施工方法。
8. 請求項１〜４の何れか１項に記載の境界梁を有する建築物。

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