JP5789173B2 - Ｓ梁ｒｃ耐震壁構造 - Google Patents

Description

本発明は、一対の柱に架け渡された梁が鉄骨造である架構に鉄筋コンクリート造の耐震壁を構築したＳ梁ＲＣ耐震壁構造に関する。

鉄筋コンクリート（ＲＣ）ラーメン構造の建物においては、一対の柱とこれに架け渡された梁とにより囲まれる領域に鉄筋コンクリート造の耐震壁を設けることで、建物の耐震性を向上させることがある。一方、鉄骨（Ｓ）ラーメン構造の建物においても、建築コストや機能性の観点からＲＣ造の耐震壁を設ける要望があり、鉄骨造の架構にＲＣ耐震壁を設けた合成構造に関して種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、壁コンクリートの打設を容易にするために、ウェブの外面にそれぞれ頭付きスタッドボルトを植設した一対の溝形鋼を、外面同士を対向させ且つ互いに間隔を空けて配置して鉄骨梁を構成し、一対の溝形鋼の間からコンクリートを打設できるようにした発明が提案されている。また、この発明では、ＲＣ耐震壁に十分な性能を持たせるために、ＲＣ耐震壁の縦筋を一対の溝形鋼の間に通すことでＲＣ耐震壁を上層階に連続させるとともに、鉄骨柱の側面に頭付きスタッドボルトを植設してＲＣ耐震壁のコンクリートで巻き込むことで、鉄骨柱との一体化を図っている。

同様に、梁に一対の溝形鋼を用いた架構にＲＣ耐震壁を構築したＲＣ耐震壁構造として、梁を鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造にするとともに、一対の溝形鋼の外側部分をプレキャスト化するとともに、壁鉄筋をメッシュ状にユニット化することで、施工の容易化および壁鉄筋の上層階との連続性を可能にした発明も提案されている（特許文献２参照）。なお、この発明においても、ＲＣ柱部への定着のために、ＲＣ柱部からくの字添筋を延出させ、このくの字添筋に壁鉄筋を結束させている。

一方、梁にＨ形鋼を用いたＳ梁ＲＣ耐震壁架構構造として、Ｈ形鋼の下フランジにスタッドボルトやパンチングプレートを配置し、短繊維を混入した高靭性ＦＲＣ材料により耐震壁を構築した発明（特許文献３参照）なども提案されている。

特開平７−３３１７７号公報 特許第３６４６１７８号公報 特許第３６４８０９４号公報

しかしながら、特許文献１および２の発明では、梁に一般的でない一対の溝形鋼を用いている。つまり、溝形鋼を一対に配置して用いる場合、ウェブが２列になるため、Ｈ形鋼と同じ断面性能を持たせようとすると、Ｈ形鋼に比べて鋼材量が多くなる。また組立コストまたは設置コストも増すため、コストが嵩む。また、ＲＣ耐震壁に十分な性能を持たせるために、鉄骨柱の側面に頭付きスタッドボルトを植設したり、ＲＣ柱部からくの字鉄筋を延出させたりして、これらをＲＣ耐震壁のコンクリートで巻き込むようにしているため、柱と一体化させるために大きな手間がかかる。

一方、特許文献３の発明では、梁にＨ形鋼を用いており、耐震壁とその両側の柱とを一体化させるために何ら処理を行っていないため、特許文献１および２のような課題は生じない。しかし、特許文献３の発明では、耐震壁に特殊な材料を用いているため、材料の管理が煩雑となる。ここで、このような耐震壁構造において耐震壁に特殊な材料を用いずに一般的な鉄筋コンクリートを用いることが考えられるが、このようにした場合、耐震壁はスタッドボルトやパンチングプレートによって鉄骨梁に結合されているだけであるため、地震時に鉄骨梁との結合部分が破壊される可能性が高く、十分な耐震性能を発揮し得ないことが予想される。

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、梁がＳ造の架構にＲＣ耐震壁を設けたＳ梁ＲＣ耐震壁構造において、鉄骨重量を削減してコストを低減し、耐震壁の材料に管理が容易な一般的なコンクリートを用いることができ、十分な耐震性能を発揮するとともに施工が容易な構造を提供することをその主な目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、一対の柱（１２）と該一対の柱に架け渡された鉄骨造の梁（１３）とを有する架構（１１）に鉄筋コンクリート造の耐震壁（１４）を構築したＳ梁ＲＣ耐震壁構造（１０）であって、前記梁は、上フランジ（２１）、下フランジ（２２）および当該上フランジと下フランジとを連結するウェブ（２３）とを有するＨ形鋼からなり、前記耐震壁は、前記梁に一体に結合するための対梁結合鉄筋（３３、３４、３５）を有する一方、前記柱に結合するための鉄筋を有さず、前記梁には、梁軸方向に所定間隔に配置されて前記耐震壁のコンクリートに埋設されるとともに、梁軸方向に略直交する支圧面（１７ａ、１８ａ、１９ａ）を有する複数の支圧片（１７、１８、１９）が一体に接合された構成とする。

このような構成とすることにより、重量当たりの断面性能が高いＨ形鋼を梁に用いることで、鉄骨材料を削減するとともに、梁の設置コストを低減できる。また、耐震壁と柱とを結合する鉄筋を設けないため、耐震壁の構築に先行して両側の柱および梁を構築し、耐震壁を後工程で施工することができ、工程の合理化および施工期間の短縮を図ることができる。また、耐震壁を後工程で構築する場合であっても、柱に差し筋や機械継手を設けておいたり、スタッドボルトを溶接したりする必要がなく、施工が容易である。そして、対梁結合鉄筋が、主に梁軸に直交する方向への梁のずれに抵抗する梁軸直角方向抵抗要素として機能し、支圧片が、梁の梁軸方向へのずれ（水平ずれ）に抵抗する梁軸方向抵抗要素として機能することで、地震時においても耐震壁と梁との接合部に過大な応力が発生することを防止できるため、材料管理の容易な一般的なコンクリートを耐震壁に用いることが可能になり、支圧片がない場合に比べて耐震性を大幅に向上させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記耐震壁が、上層の耐震壁に鉄筋（３１）が連続するように、梁軸方向に直交する断面においてその壁芯（１４ｘ）を前記梁の梁芯（１３ｘ）から側方にオフセットさせた位置に配置され、前記対梁結合鉄筋（３３）が前記ウェブにおける前記耐震壁がオフセットした側の側面に溶接され、前記耐震壁のコンクリートが前記対梁結合鉄筋を覆うべく前記上フランジおよび前記下フランジの間において前記ウェブの側面まで充填され、前記支圧片（１７）は、前記上フランジの下面および前記下フランジの上面の少なくとも一方並びに前記ウェブの側面に溶接されるとともに、前記梁における前記耐震壁がオフセットした側の側縁（１３ｅ）よりも側方へ突出する鋼板である構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁がオフセットした側の架構面を鉛直な平坦面にすることができるため、一対の柱が建物の外周に配置される側柱である場合に好適である。そして、このような場合に、対梁結合鉄筋をウェブの側面に溶接することで、耐震壁がオフセットした側と相反する側の梁型が大きくなることを防止できる。また、支圧片を、少なくとも互いに直交する２辺をもって梁に溶接することにより、比較的安価かつ取り扱いが容易な鋼板により構成することができる。そして支圧片が梁の側縁よりも側方へ突出することにより、耐震壁に対する梁の水平ずれを効果的に抑制し、耐震性を効果的に向上させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記耐震壁が、梁軸方向に直交する断面においてその壁芯（１４ｘ）を前記梁の梁芯（１３ｘ）に略一致させる位置に配置され、前記対梁結合鉄筋（３４）が、前記下フランジの下面における前記耐震壁の鉄筋（３１）に対応する位置に溶接されて当該耐震壁の鉄筋に接続された構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁の壁芯と梁の梁芯とが略一致するため、耐震壁が建物外周以外の内壁である場合に好適である。そして、このような場合に、対梁結合鉄筋を下フランジの下面における壁鉄筋に対応する位置に溶接することで、耐震壁と梁との結合強度を高めることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記耐震壁のコンクリートが前記梁の下面まで構築され、前記支圧片（１８）は、前記下フランジの下面に接合されるとともに、梁軸方向に所定の長さを有する形鋼である構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁のコンクリート数量を最小限に抑えることができる。一方、梁の下面に支圧片を接合しなければならなくなるが、梁軸方向に所定の長さを有する形鋼により支圧片を構成したことにより、梁の水平ずれに抵抗する要素として機能させるための支圧片の対梁接合強度を確保して、耐震性を効果的に向上させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記耐震壁のコンクリートが、前記梁の上面まで構築され、前記支圧片（１９）が、前記ウェブを挟む位置に一対に配置され、前記上フランジの下面および前記下フランジの上面の少なくとも一方並びに前記ウェブの側面に溶接された鋼板である構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁を梁の上面まで構築したことにより、耐震壁と梁とを一体化してその結合強度を高めることができる。また、支圧片を、少なくとも互いに直交する２辺をもって梁に溶接することにより、比較的安価かつ取り扱いが容易な鋼板により構成することができる。そして鋼板がウェブを挟む位置に一対に配置されることにより、耐震壁に対する梁の水平ずれを効果的に抑制し、耐震性を効果的に向上させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記耐震壁が、梁軸方向に所定間隔に配置され、梁軸方向に直交する断面において少なくとも下フランジを囲繞する矩形状のせん断補強筋（３５）と、梁軸方向に延在するとともに前記せん断補強筋の少なくとも四隅に配置された横筋（３２）とを更に有する構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁の上部の梁に対する結合強度を更に高めるとともに、耐震壁の上部をあたかもＳＲＣ梁のように鉄骨梁の補強部材として機能させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記支圧片（１９）が、前記上フランジの下面に溶接され、スラブコンクリート（５）を打設するためのデッキプレート（４）のブラケットをなす構成とすることができる。

この構成によれば、耐震壁を構築する前、すなわち耐震壁のコンクリートが支圧片を覆う前に、支圧片をデッキプレートのブラケットとして利用することができるため、別途ブラケット用の部材を設けずに済み、材料および施工コストを削減することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記柱と前記耐震壁との接合部（１５）にコッター（１６）が設けられた構成とすることができる。

この構成によれば、柱と耐震壁との鉛直接合部においてもコッターのせん断力により鉛直方向ずれを防止することがきる。なお、コッターを設けるには、耐震壁を後工程で構築するようにし、柱がＲＣまたはＳＲＣ造の場合には、型枠に凸状のコッター型枠を取り付けるだけでよく、柱がＳ造の場合には、いくつかの凸片を柱に溶接するだけでよいため、壁鉄筋を柱に定着させる場合や、スタットボルトまたはインサート継手を設ける場合などに比べて施工が格段に容易であり、且つコストも安く済む。

このように本発明によれば、鉄骨重量を削減してコストを低減し、耐震壁の材料に管理が容易な一般的なコンクリートを用いることができ、十分な耐震性能を発揮するとともに施工が容易なＳ梁ＲＣ耐震壁構造を提供することができる。

第１実施形態に係るＳ梁ＲＣ耐震壁構造の正面図 図１中のII部拡大図 図２中のIII−III断面図 図１に示すＳ梁ＲＣ耐震壁構造の作用説明図 本発明に係るＳ梁ＲＣ耐震壁構造の構築手順の説明図 第２実施形態に係るＳ梁ＲＣ耐震壁構造の正面図 図６中のVII部拡大図 図７中のVIII−VIII断面図 図６に示すＳ梁ＲＣ耐震壁構造に作用する力の説明図 図６に示す梁と耐震壁との接合部に作用する鉛直力の説明図 図６に示す梁と耐震壁との接合部に作用する水平力の説明図 図１１中のXII−XII断面図 第３実施形態に係るＳ梁ＲＣ耐震壁構造の正面図 図１３中のXIV部拡大図 図１４中のXV−XV断面図 変形例に係る図１４中のXV−XV断面に対応する断面図

以下、本発明に係るいくつかの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図においては、図面が煩雑となることを避けるために、コンクリート部分のハッチングを省略するとともに、理解を容易にするために、適宜コンクリートを透視して示している。また、第２実施形態以降においては、第１実施形態に対応する部材には同一の符号を付し、第１実施形態と重複する説明は省略する。

≪第１実施形態≫
図１〜図３に示すように、Ｓ梁ＲＣ耐震壁構造１０は、一対の柱１２と一対の柱１２に架け渡された鉄骨造の梁１３とを有する架構１１に鉄筋コンクリート造の耐震壁１４を構築して構成される。なお、本実施形態のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０は、建物外周に連続して配置されるが、ここではそのうちの１つについて詳細に説明する。

柱１２は、ここでは現場打ちコンクリートにより構築されるＲＣ造であり、矩形断面に形成されて基礎コンクリート１（フーチング２）の上面に立設される。なお、柱１２は、プレキャストコンクリートからなるＰＣａ柱であってもよく、鉄骨造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。

梁１３は、上フランジ２１、下フランジ２２および上フランジ２１と下フランジ２２とを連結するウェブ２３とを有するＨ形鋼からなり、各柱１２にその中央部が埋設されるとともにその両端部が各柱１２から側方に突出する梁仕口部１３ａと、一対の梁仕口部１３ａにその両端が連結される梁本体部１３ｂとから構成される。なお、梁仕口部１３ａと梁本体部１３ｂとの連結位置は、曲げモーメントの小さな位置に配置するとよい。図３に示すように、梁幅ｗは柱１２の一辺の長さｌ１よりも小さく、梁１３は柱１２の略中央に配置される。一方、梁１３の側方（ここでは建物外方）に耐震壁１４が配置されている。

耐震壁１４は、現場打ちコンクリートにより構築されるＲＣ造であり、図３に示すように、梁軸方向に直交する断面においてその壁芯１４ｘを梁１３の梁芯１３ｘから側方にオフセットさせた位置に配置されている。より詳細には、耐震壁１４は、建物外方の面１４ｏが柱１２の外面に一致する位置に配置され、建物内方の面１４ｉが梁１３の外方の端縁１３ｅに一致する厚さとされている。したがって、Ｓ梁ＲＣ耐震壁構造１０における耐震壁１４がオフセットした側の面は平坦面となる。そのため、このＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０は建物の外周部分に好適であるが、建物の内壁部分に適用してもよい。

耐震壁１４は、それぞれ壁厚方向に２重に配置された縦筋３１および横筋３２を備えている。図１では、１階部分のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０を示しており、縦筋３１の下端は、地中梁３に埋設されて、或いは地中梁３に埋設された鉄筋に継手を介して連結されて、地中梁３に結合されている。また、縦筋３１の上端は、梁１３の側方を通って２階部分の耐震壁１４の縦筋３１に継手（ここでは所定のラップ長による重ね継手）を介して連結されている。一方、横筋３２は、両端が柱１２に結合することなく、柱１２の手前に端部が位置する長さとされている。

また、耐震壁１４は、梁１３に一体に結合するための対梁結合鉄筋として、Ｃ字形を呈して縦筋３１の間に配置され、梁１３に接合されたせん断補強筋３３を有している。せん断補強筋３３は、梁１３の側方に位置する２本の横筋３２を囲繞した状態で、両端の鉛直に延在する部分がウェブ２３における耐震壁１４がオフセットした側の側面にフレア溶接により溶接されている。なお、せん断補強筋３３により囲繞された２本の横筋３２も、他の横筋３２と同様に柱１２の手前に端部が位置する長さとされている。なお、図２および図３などの拡大図では、棒状であることを示すために、縦筋３１、横筋３２およびせん断補強筋３３を丸鋼の如く示しているが、異径鉄筋を用いるのが好ましい。

耐震壁１４と柱１２との接合部１５には、鉛直方向のずれを防止するせん断抵抗部材であるコッター１６が所定間隔に複数形成される。コッター１６は、柱１２側に形成された凹部と、耐震壁１４に形成されて柱１２側の凹部に突入する凸部とにより構成される。なお、コッター１６は、先行して構築する柱１２の型枠内面にコッター型枠を取り付けておくことで柱１２側の凹部を形成し、後工程で構築する耐震壁１４に妻型枠を設けることなく柱１２に密着するようにコンクリートを打設することにより、凹部にコンクリートが突入してなる凸部が耐震壁１４に一体形成されて形成される。

また、耐震壁１４のコンクリートは、梁１３の上フランジ２１および下フランジ２２の間においてウェブ２３の側面（梁１３の幅方向中央）まで充填され、せん断補強筋３３を覆って（埋設させて）おり、当該部分の厚さが他の部分の厚さよりも大きくなっている。これにより、せん断補強筋３３は、梁１３が耐震壁１４に対して梁軸に直交する方向へずれることに抵抗する梁軸直角方向抵抗要素として機能する。

耐震壁１４におけるコンクリートがウェブ２３の側面まで充填された部分には、鋼板からなり、上フランジ２１の下面、下フランジ２２の上面およびウェブ２３の側面に溶接されて梁１３に一体接合された複数の支圧片１７が、梁軸方向に所定間隔に配置されている。各支圧片１７は、梁軸方向に略直交して延在する状態で耐震壁１４のコンクリートに埋設され、その幅寸法が、梁１３における建物外方の側縁１３ｅよりも側方へ突出する大きさ、すなわち梁幅ｗの約１／２以上とされている。支圧片１７の両面が梁軸方向に略直交する支圧面１７ａとなることにより、支圧片１７は、梁１３が耐震壁１４に対して梁軸方向へずれることに抵抗する梁軸方向抵抗要素として機能する。また、梁のウェブ２３を挟んで支圧片１７の反対側には補強プレート２０が取り付けられている。

このように構成されたＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０によれば、図４に示すように、地震時に例えば図中右方向への横力Ｆが架構１１に加わった際に、耐震壁１４が、柱１２に当接する左側端面の上部において支圧力を柱１２に作用させるとともに、上部の支圧片１７に当接する部位において支圧片１７を介して梁１３に支圧力を作用させる。つまり、支圧片１７がない場合には、横力Ｆの略全部が耐震壁１４の端面に加わるが、支圧片１７が設けられたことにより、梁１３と耐震壁１４との間で力の伝達が確実に行われ、横力Ｆが分散されて耐震壁１４全体で受け止められることになり、建物の耐震性能が大幅に向上する。

Ｓ梁ＲＣ耐震壁構造１０の構築手順は以下の通りである。すなわち、まず図５（Ａ）に示すように、フーチング２上、あるいは下層階の柱１２上に柱鉄筋および型枠を組み立ててコンクリートを打設し、一対の柱１２を構築する。この際、型枠内面にはコッター型枠を取り付けておき、脱型したときに柱１２の表面に凹部が形成されるようにしておく。次に、（Ｂ）に示すように、梁仕口部１３ａを柱１２に一体に取り付けるとともに、一対の梁仕口部１３ａに梁本体部１３ｂを連結して梁１３を架設する。なお、梁１３（梁仕口部１３ａおよび梁本体部１３ｂ）には、上記せん断補強筋３３および支圧片１７を予め工場にて溶接してものを用いる。また、梁仕口部１３ａと梁本体部１３ｂとの連結には、連結部を曲げモーメントの小さな位置に配置するため、ボルトで摩擦接合する継手板２４によってウェブ２３同士を連結すれば足り、フランジ同士を連結する必要はない。次いで、架設された梁１３を利用してデッキプレート４を敷き込み、スラブコンクリート５を打設する。

更に、（Ｃ）に示すように、一対の柱１２間に耐震壁１４用の縦筋３１および横筋３２並びに型枠を組み立てる。この際、横筋３２を柱１２に結合させる必要はない。一方、縦筋３１は、本実施形態の場合、上層階の耐震壁１４と連結する必要があるため、所定のラップ長分だけスラブコンクリート５よりも上方に突出させた状態とする。また、型枠は、耐震壁１４の両面にのみ設け、柱１２との鉛直接合部には妻型枠を設置しない。そして、（Ｄ）に示すように、型枠内にコンクリートを打設して耐震壁１４を構築し、柱１２の凹部に嵌合する凸部を耐震壁１４に一体形成してコッター１６を形成する。なお、工程（Ｃ）および（Ｄ）に先行して、或いは平行して、上層階について工程（Ａ）および（Ｂ）を進めることができる。

このように、耐震壁１４の施工を柱梁からなる骨組の建方とは分離して、耐震壁１４の構築に先行して両側の柱１２および梁１３を構築し、耐震壁１４を後工程で施工することができるため、全体工程上の適切な時期に耐震壁１４の施工（工程（Ｃ）および（Ｄ））を行うことができ、工程の合理化および施工期間の短縮を図ることができる。また、耐震壁１４を施工する際には、縦筋３１については、上層階の縦筋３１と連結させる必要があるが、横筋３２については、柱１２と結合する必要がなく、すなわち柱１２に差し筋や機械継手を設けておいたり、スタッドボルトを溶接したりする必要がなく、従来の工法に比べて格段に施工が容易になる。したがって、工期短縮およびコスト低減が可能である。

また、梁１３に、溝形鋼に比べて重量当たりの断面性能が高いＨ形鋼を用いるため、溝形鋼を用いた従来技術に比べて鉄骨材料が削減されるとともに、作業の容易化によって梁１３の設置コストも低減される。また、せん断補強筋３３が、梁軸に直交する方向、特に鉛直方向への梁１３のずれに抵抗する梁軸直角方向抵抗要素として機能し、支圧片１７が、梁軸方向への梁１３のずれ（水平ずれ）に抵抗する梁軸方向抵抗要素として機能することで、地震時においても耐震壁１４と梁１３との接合部１５に過大な応力が発生することが防止される。そのため、材料管理の容易な一般的なコンクリートを耐震壁１４に用いることが可能になるとともに、支圧片１７がない場合に比べて耐震性が大幅に向上する。

また、耐震壁１４がオフセットした側の架構面が鉛直な平坦面になるため、一対の柱１２が建物の外周に配置される側柱である場合に好適であり、このような場合に、せん断補強筋３３をウェブ２３の側面に溶接することで、耐震壁１４がオフセットした側と相反する側の梁型が大きくなることを防止できる。また、支圧片１７が少なくとも互いに直交する２辺（ウェブ２３並びに上フランジ２１または下フランジ２２に対する接合縁）をもって梁１３に溶接されたことにより、比較的安価かつ取り扱いが容易な鋼板で支圧片１７を構成することができる。そして支圧片１７が梁１３の側縁１３ｅよりも側方へ突出することにより、耐震壁１４に対する梁１３の水平ずれが効果的に抑制され、耐震性が効果的に向上する。

さらに、柱１２と耐震壁１４との接合部１５にコッター１６が設けられたことにより、柱１２と耐震壁１４との接合部１５においてもコッター１６のせん断力により鉛直方向ずれが防止される。また、コッター１６は上記したように容易に形成できるため、柱１２に壁鉄筋を定着させる場合や、スタットボルトまたはインサート継手を設ける場合などに比べて施工が格段に容易であり、且つコストも安く済む。

≪第２実施形態≫
次に、図６〜図１２を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図８に示すように、本実施形態のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０は、梁軸方向に直交する断面において耐震壁１４がその壁芯１４ｘを梁１３の梁芯１３ｘに略一致させる位置に配置された点において第１実施形態と相違する。また、耐震壁１４は、図６〜図８に示すように、上層階の耐震壁１４とは連続せずに梁１３の下面まで構築された独立形式とされている。したがって、耐震壁１４の縦筋３１も当然に上層の耐震壁１４の縦筋３１とは連続しない構成となっている。なお、本実施形態では、梁幅ｗと耐震壁１４の厚さとが同一寸法とされている。

一方、梁１３の下フランジ２２の下面における耐震壁１４の縦筋３１に対応する位置には、異径棒鋼３４がスタッド溶接されており、この異径棒鋼３４が対梁結合鉄筋として機能する。つまり、異径棒鋼３４は、重ね継手により縦筋３１と接続するのに必要なラップ長を確保し得る長さにされたアンカー筋であり、縦筋３１と連結して耐震壁１４のコンクリートに巻き込まれることにより、梁１３が耐震壁１４に対して梁軸に直交する方向へずれることに抵抗する梁軸直角方向抵抗要素として機能する。

梁１３には、溝形鋼から形成され、切断面を梁１３に当接させ且つ切断面の長手を梁軸方向に沿わせて下フランジ２２の下面に溶接された支圧片１８が設けられている。また、梁１３における溝形鋼の側壁に対応する位置には、ウェブ２３の両側にてそれぞれ下フランジ２２およびウェブ２３に溶接された補強板２０が、各支圧片１８につき４枚ずつ設けられている。図８に示すように、支圧片１８は、二重に設けられた壁鉄筋間の隙間よりも大きな幅寸法を有するため、その溝内に壁鉄筋の一部を収容するように配置されている。また、支圧片１８は、溝開口部を梁軸方向に直交する方向に向けて配置されるとともに、その向きを交互に反転させて配置される。

このような構成のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０では、耐震壁１４のコンクリートを打設する際に、梁１３の下面まで充填することが困難であるため、型枠に注入孔を設け、この注入孔からコンクリートを圧入するようにするか、或いは、図７に破線で示す高さまで第１打のコンクリートを打設し、第１打継ぎ面１４ｊと梁１３との間に、グラウトを注入して耐震壁１４を構築する。第１打継ぎ面１４ｊが形成される場合、支圧片１８と耐震壁１４とを確実に一体化させるために、支圧片１８が第１打継ぎ面１４ｊよりも下方へ所定の長さをもってコンクリートに貫入するように第１打継ぎ面１４ｊの高さおよび支圧片１８の長さを設定する。

本実施形態のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０によれば、地震時に例えば図中右方向への横力Ｆが架構１１に加わると、Ｓ梁ＲＣ耐震壁構造１０には次のような応力が生じる。すなわち、図９に示すように、架構１１には、その変形に伴って（Ａ）に示すような曲げモーメントが生じる。一方、耐震壁１４の反力として、架構１１には（Ｂ）に示すような力が作用する。ここで、柱１２と耐震壁１４との接合部１５では、左側の柱１２の上部および右側の柱１２の下部では耐震壁１４の圧縮反力が柱１２に作用するが、柱１２と耐震壁１４とが鉄筋で連結されていないため、左側の柱１２の下部および右側の柱１２の上部では耐震壁１４から梁１３に引張力は作用しない。一方、梁１３と耐震壁１４との水平接合部では、梁１３と耐震壁１４とが異径棒鋼３４によって結合されているため、図１０に示すように、耐震壁１４の左側半分で耐震壁１４の圧縮反力が梁１３に作用するとともに、耐震壁１４の右側半分で耐震壁１４から梁１３に引張力が作用する。つまり、図９の（Ｂ）において、梁１３と耐震壁１４との接合部のうち、Ａゾーンでは耐震壁１４が梁１３を押しつけ、Ｂゾーンでは梁１３が耐震壁１４に引っ張られる。したがって、架構１１には、（Ａ）と（Ｂ）とを加えて（Ｃ）に示すような曲げモーメントが発生することになる。

つまり、対梁結合鉄筋である異径棒鋼３４が無い場合には、Ｂゾーンでは梁１３と耐震壁１４とが離反し、せん断力の伝達性能を低下させるが、本実施形態では、耐震壁１４の上部に設けられた異径棒鋼３４が梁１３に溶接され、耐震壁１４の下部では縦筋３１が地中梁３に結合され、或いはスラブコンクリート５を介して下層階の梁１３に結合されるため、Ｂゾーンにおいても引張力が伝達され、せん断力の伝達性能が向上する。

したがって、地震時に図中右方向への横力Ｆが架構１１に加わった際には、耐震壁１４は、第１実施形態と同様に柱１２に当接する左側端面の上部において支圧力を柱１２に作用させる。また、図１１に示すように、支圧片１８を構成する溝形鋼の側壁の外面が支圧面１８ａ（図７参照）となって支圧片１８が梁軸方向抵抗要素として機能することで、耐震壁１４は、上部の支圧片１８に当接する部位において各支圧片１８を介してＢ１〜Ｂ８の支圧力（支圧片１８による支圧力）を梁１３に作用させる。加えて、耐震壁１４は、圧縮域であるＡゾーンにおいて梁１３からの圧縮力に応じてＦ１〜Ｆ５の摩擦力を梁１３に作用させる。したがって、第１実施形態と同様に、支圧片１８がない場合にはその略全部が耐震壁１４の端面に加わる横力Ｆは、分散されて耐震壁１４全体で受け止められることになり、建物の耐震性能が大幅に向上する。なお、支圧片１８は、図１２に示すように溝開口部を交互に反転させて配置されたことにより、バランス良く支圧力を発生させる。

また、本実施形態では、耐震壁１４の壁芯１４ｘと梁１３の梁芯１３ｘとが略一致するため、耐震壁１４を建物外周以外の内壁として設ける場合に好適である。そして、このような場合においても、対梁結合鉄筋をなす異径棒鋼３４を下フランジ２２の下面における縦筋３１に対応する位置に溶接することで、耐震壁１４と梁１３との結合強度、特に耐震壁１４から梁１３に作用させる引張力が高まる。

さらに、耐震壁１４を梁１３の下面までしか構築しないことにより、耐震壁１４のコンクリート数量を最小限に抑えることが可能である。一方、支圧片１８は梁１３の下面に接合しなければならなくなるが、梁軸方向に所定の長さを有する溝形鋼により支圧片１８を構成したことにより、梁１３の水平ずれに抵抗する要素として機能するために必要な接合強度が支圧片１８に確保され、建物の耐震性能が効果的に向上する。

≪第３実施形態≫
図１３〜図１５に示すように、本実施形態のＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０は、耐震壁１４が、梁軸方向に直交する断面（図１５）においてその壁芯１４ｘを梁１３の梁芯１３ｘに略一致させる位置に配置された点において第２実施形態と一致し、第１実施形態と相違する。一方、本実施形態では、第２実施形態と同様に、耐震壁１４の縦筋３１が梁１３の下面にスタッド溶接された異径棒鋼３４（対梁結合鉄筋）に重ね継手を介して接続されるが、耐震壁１４のコンクリートが梁１３を巻き込むように梁１３の上面まで構築されている点で第２実施形態と相違する。なお、耐震壁１４は、梁１３を巻き込む上端部１４ｕでは他の部位に比べて壁厚が大きくされている。

耐震壁１４は、対梁結合鉄筋として、異径棒鋼３４に加え、梁軸方向に直交する断面において矩形状を呈するとともに梁１３に連結するせん断補強筋３５を更に有している。せん断補強筋３５は、梁軸方向に所定間隔に配置され、ウェブ２３の上部に穿設された貫通孔を通ってウェブ２３の下部および下フランジ２２を囲繞し、所定のラップ長をもって両端が連結された環状とされている。また、せん断補強筋３５の四隅には、梁軸方向に延在する横筋３２が配置されている。

梁１３には、鋼板からなり、梁軸方向に所定の間隔をもってウェブ２３を挟む位置に一対に配置された支圧片１９が設けられている。支圧片１９は、それぞれ梁軸方向に直交する状態で上フランジ２１の下面およびウェブ２３の側面に溶接され、ここではウェブ２３側端縁と相反する側の端縁を梁１３の側縁１３ｅに一致させる幅寸法とされている。したがって、支圧片１９は、その全体が耐震壁１４のコンクリートに埋設され且つその両面が梁軸方向に略直交する支圧面１９ａとなることにより、梁１３が耐震壁１４に対して梁軸方向へずれることに抵抗する梁軸方向抵抗要素として機能する。

なお、支圧片１９にはボルト孔が形成されており、耐震壁１４を後工程にて構築する前、すなわち支圧片１９がコンクリートにより覆される前に、このボルト孔を利用してスラブコンクリート５を打設するためのデッキプレート４を支圧片１９に連結することにより、支圧片１９はデッキプレート４のブラケットとしても機能する。したがって、別途ブラケット用の部材を設けずに済み、材料および施工コストが削減される。

このように構成されたＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０によれば、上記実施形態と同様に、地震時の横荷重が耐震壁１４の端面だけでなく支圧片１９に当接する上端部１４ｕによっても受け止められ、建物の耐震性能が大幅に向上する。また、耐震壁１４が梁１３の上面まで構築されたことにより、耐震壁１４と梁１３とが一体化され、その結合強度を高くなる。さらに、支圧片１９が少なくとも互いに直交する２辺（ウェブ２３並びに上フランジ２１または下フランジ２２に対する接合縁）をもって梁１３に溶接されたことにより、比較的安価かつ取り扱いが容易な鋼板で支圧片１９を構成することができる。そして支圧片１９がウェブ２３を挟む位置に一対に配置されたことにより、耐震壁１４に対する梁１３の水平ずれが効果的に抑制され、耐震性が効果的に向上する。

また、耐震壁１４が対梁結合鉄筋として異径棒鋼３４に加えてせん断補強筋３５を有することにより、耐震壁１４の上端部１４ｕの梁１３に対する結合強度が更に高まり、さらにせん断補強筋３５の四隅に横筋３２が設けられたことにより、耐震壁１４の上端部１４ｕがあたかもＳＲＣ梁のように鉄骨梁の補強部材として機能する。なお、耐震壁１４の上端部１４ｕが梁１３よりも幅広にされているため、耐震壁１４のコンクリートの打設と上フランジ２１との間から行うようにすれば、コンクリートの打設作業も容易になる。

＜変形例＞
なお、図１６に示すように、せん断補強筋３５の形状を、その端部がウェブ２３に沿って（幅方向の中央にて）鉛直に延在するものとし、梁１３のウェブ２３にせん断補強筋３５を通すための貫通孔を穿設せずに、鉛直端部をウェブ２３に溶接することでせん断補強筋３５を梁１３に連結させるようにしてもよい。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、柱１２をＲＣ造としているが、ＳＲＣ造やＳ造とすることもできる。なお、コッター１６を設ける際には、耐震壁１４を後工程で構築するようにし、柱１２がＳＲＣ造の場合には、ＲＣ造の場合と同様に型枠に凸状のコッター型枠を取り付けるようにすればよく、柱１２がＳ造の場合には、いくつかの凸片を柱１２に溶接するようにすればよい。また、上記実施形態では、耐震壁１４が主筋として縦筋３１と横筋３２とを有しているが、互いに略直交するように鉛直線に対して相反する側に傾斜するブレース状の鉄筋を主筋として備えていてもよい。また、上記第３実施形態では、耐震壁１４が異径棒鋼３４に加えてせん断補強筋３５を有しているが、これらのうちどちらかを省略する形態であってもよい。また、上記第３実施形態では、支圧片１９をウェブ２３および上フランジ２１に溶接しているが、上フランジ２１に加えて、或いは上フランジ２１に代えて下フランジ２２に溶接するようにしてもよい。この他、各部材の具体的形状や、配置、数量などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した本発明に係るＳ梁ＲＣ耐震壁構造１０の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

４ デッキプレート
５ スラブコンクリート
１０ Ｓ梁ＲＣ耐震壁構造
１１ 架構
１２ 柱
１３ 梁
１３ｅ 側縁
１３ｘ 梁芯
１４ 耐震壁
１４ｘ 壁芯
１５ 接合部
１６ コッター
１７、１８、１９ 支圧片
１７ａ、１８ａ、１９ａ 支圧面
２１ 上フランジ
２２ 下フランジ
２３ ウェブ
３１ 縦筋
３２ 横筋
３３ せん断補強筋（対梁結合鉄筋）
３４ 異径棒鋼（対梁結合鉄筋）
３５ せん断補強筋（対梁結合鉄筋）

Claims (5)

1. 一対の柱と該一対の柱に架け渡された鉄骨造の梁とを有する架構に鉄筋コンクリート造の耐震壁を構築したＳ梁ＲＣ耐震壁構造であって、
   前記梁は、上フランジ、下フランジおよび当該上フランジと下フランジとを連結するウェブとを有するＨ形鋼からなり、
   前記耐震壁は、前記梁に一体に結合するための対梁結合鉄筋を有する一方、前記柱に結合するための鉄筋を有さず、
   前記梁には、梁軸方向に所定間隔に配置されて前記耐震壁のコンクリートに埋設されるとともに、梁軸方向に略直交する支圧面を有する複数の支圧片が一体に接合され、
   前記耐震壁が、上層の耐震壁に鉄筋が連続するように、梁軸方向に直交する断面においてその壁芯を前記梁の梁芯から側方にオフセットさせた位置に配置され、
   前記対梁結合鉄筋が、前記ウェブにおける前記耐震壁がオフセットした側の側面に溶接され、
   前記耐震壁のコンクリートが、前記対梁結合鉄筋を覆うべく前記上フランジおよび前記下フランジの間において前記ウェブの側面まで充填され、
   前記支圧片は、前記上フランジの下面および前記下フランジの上面の少なくとも一方並びに前記ウェブの側面に溶接されるとともに、前記梁における前記耐震壁がオフセットした側の側縁よりも側方へ突出する鋼板であることを特徴とするＳ梁ＲＣ耐震壁構造。
2. 一対の柱と該一対の柱に架け渡された鉄骨造の梁とを有する架構に鉄筋コンクリート造の耐震壁を構築したＳ梁ＲＣ耐震壁構造であって、
   前記梁は、上フランジ、下フランジおよび当該上フランジと下フランジとを連結するウェブとを有するＨ形鋼からなり、
   前記耐震壁は、前記梁に一体に結合するための対梁結合鉄筋を有する一方、前記柱に結合するための鉄筋を有さず、
   前記梁には、梁軸方向に所定間隔に配置されて前記耐震壁のコンクリートに埋設されるとともに、梁軸方向に略直交する支圧面を有する複数の支圧片が一体に接合され、
   前記耐震壁が、梁軸方向に直交する断面においてその壁芯を前記梁の梁芯に略一致させる位置に配置され、
   前記対梁結合鉄筋が、前記下フランジの下面における前記耐震壁の鉄筋に対応する位置に溶接されて当該耐震壁の鉄筋に接続され、
   前記耐震壁のコンクリートが前記梁の上面まで構築され、
   前記支圧片は、前記ウェブを挟む位置に一対に配置され、前記上フランジの下面および前記下フランジの上面の少なくとも一方並びに前記ウェブの側面に溶接された鋼板であることを特徴とするＳ梁ＲＣ耐震壁構造。
3. 前記耐震壁が、梁軸方向に所定間隔に配置され、梁軸方向に直交する断面において少なくとも前記下フランジを囲繞する矩形状のせん断補強筋と、梁軸方向に延在するとともに前記せん断補強筋の少なくとも四隅に配置された横筋とを更に有することを特徴とする、請求項２に記載のＳ梁ＲＣ耐震壁構造。
4. 前記支圧片が、前記上フランジの下面に溶接され、スラブコンクリートを打設するためのデッキプレートのブラケットをなすことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のＳ梁ＲＣ耐震壁構造。
5. 前記柱と前記耐震壁との接合部にコッターが設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のＳ梁ＲＣ耐震壁構造。

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