JP5890718B2 - 耐力壁の構造 - Google Patents

Description

本発明は、座屈拘束ブレースを用いた耐力壁の構造に関する。

従来から、基礎上に耐力壁を形成するため、座屈拘束ブレース（特許文献１等参照）が用いられる。この耐力壁では、図６に示すように、基礎１００に一対の柱材１０２，１０４を立設し、この柱材１０２，１０４間に、傾斜した座屈拘束ブレース１０６を結合させる。

柱材１０２，１０４と基礎１００とは、基礎１００に埋設したアンカーボルト１０８を用いてそれぞれ結合される。

特開２００８−７５２８０号公報

上記構成の耐力壁において、最下方の座屈拘束ブレース１０６は、その上端部が一方の柱材１０２に結合され、その下端部が他方の柱材１０４の基端部１０５に結合される。そのため、この柱材１０４の基端部１０５には、鉛直荷重２００に加えて、座屈拘束ブレース１０６から受ける水平荷重３００が大きく作用する。水平荷重３００は、柱材１０４下方のアンカーボルト１０８を介して、基礎１００に伝達される。

したがって、従来の耐力壁では、基礎１００が水平荷重３００で破壊されることを防ぐため、アンカーボルト１０８が埋設される箇所から更に外側方向にむけて、一定以上の幅寸法が必要とされる。

例えば、図６に示すような１階のビルトインガレージでは、基礎１００を切り欠くようにして駐車スペースを形成する必要がある。このような場合に、耐力壁が形成される部分の基礎１００を幅広に形成すると、その分だけ駐車スペースを確保しにくくなる。

以上のように、従来の耐力壁では、基礎１００のアンカーボルト１０８に作用する水平荷重３００を受けるために、耐力壁が形成される部分の基礎１００を幅狭に形成することが困難であり、そのためにスペースの有効活用が困難になるという問題があった。

本発明は、前記問題点に鑑みて発明したものであって、基礎上で座屈拘束ブレースを用いて耐力壁を形成するにあたり、基礎の破壊を防止しながらもその基礎を極力幅狭に形成し、スペースの一層の有効活用を図ることを、課題とする。

前記課題を解決するため、本発明を、下記構成を具備した耐力壁の構造とする。

本発明は、基礎に第一柱材と第二柱材が立設され、前記第一柱材と前記第二柱材の間に、く字状をなすように互いに逆向きに傾斜した下側座屈拘束ブレースと上側座屈拘束ブレースの対が、上下に少なくとも二対配置され、最も下に位置する前記下側座屈拘束ブレースの上端部が前記第一柱材に接合され、この下側座屈拘束ブレースの下端部が前記第二柱材の基端部に接合され、前記第二柱材の基端部と前記基礎との接合は、前記第二柱材の基端部に接続される柱脚金具に、前記基礎に埋設されるアンカーボルトとサブアンカーボルトを固着させることで行われ、前記柱脚金具は、前記第二柱材の基端部に接続される天板を備えた接続部と、前記基礎に固着されるプレート部とを一体に備え、前記プレート部は、前記プレート部を長手方向に二分する半部に、平面視において前記接続部と重なるようにアンカーボルト固着孔が貫通形成され、前記プレート部の残り半部に、平面視において前記接続部から側方に外れて位置するようにサブアンカーボルト固着孔が貫通形成されたものであり、前記アンカーボルトは、前記第二柱材からの鉛直荷重と水平荷重を共に受けるように、前記第二柱材の下方位置で前記アンカーボルト固着孔に固着され、前記サブアンカーボルトは、前記第二柱材からの水平荷重を受けるように、前記第二柱材の下方位置から前記第一柱材側に寄った位置で前記サブアンカーボルト固着孔に固着されることを特徴とする耐力壁の構造である。

本発明では、前記柱脚金具に外壁ファスナーを一体に設け、前記外壁ファスナーに対して外壁を取り付けることが好ましい。

本発明は、基礎上で座屈拘束ブレースを用いて耐力壁を形成するにあたり、基礎の破壊を防止しながらもその基礎を極力幅狭に形成し、スペースの一層の有効活用を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の耐力壁の構造を示す正面図である。 同上の耐力壁の構造の要部を拡大して示す正面図である。 本発明の一実施形態の柱脚金具を示す平面図である。 同上の柱脚金具を示す正面図である。 同上の柱脚金具を示す側面図である。 従来の耐力壁の構造を示す正面図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１、図２には、本発明の一実施形態の耐力壁Ａを示しており、図３−図５には、この耐力壁Ａを形成するために用いる柱脚金具Ｂを示している。

図１、図２に示すように、本実施形態の耐力壁Ａは、建物１階のビルトインガレージに形成されるものであって、耐力壁Ａを立設する基礎２は、この基礎２よりも低床の駐車スペース４と隣接して形成される。基礎２には、耐力壁Ａを形成するための第一柱材６と第二柱材８が立設される。これら柱材６，８を立設するための構造については後述する。

第一柱材６と第二柱材８との間には、二対の座屈拘束ブレース１０が接合される。座屈拘束ブレース１０は、長尺板状のブレース芯材を、長尺である座屈拘束部材１２に内挿したものである（図２参照）。

これら座屈拘束ブレース１０は、下側の座屈拘束ブレース１０（以下「下側座屈拘束ブレース１４」という。）と、これの上側に位置する座屈拘束ブレース（以下「上側座屈拘束ブレース１６」という。）とで対をなして配置される。本実施形態では、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６の対を、上下に二対配している。

下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６は、く字状をなすように互いに逆向きに傾斜して配置される。具体的には、建物の外側に位置する第一柱材６対して、傾斜した下側座屈拘束ブレース１４の上端部が接合され、第一柱材６より屋内側に位置する第二柱材８に対して、下側座屈拘束ブレース１４の下端部が接合される。そして、下側座屈拘束ブレース１４とは逆向きに傾斜した上側座屈拘束ブレース１６の下端部が第一柱材６に接合され、上側座屈拘束ブレース１６の上端部が第二柱材８に接合される。

本実施形態では、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６が二対配されるため、全体としては、下方から上方へと下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６が交互に配される。

このようにして形成される耐力壁Ａでは、屋内側である第二柱材８の基端部１８に、最下方に配される下側座屈拘束ブレース１４の下端部が接合される。そのため第二柱材８の基端部１８には、下方にむけて大きな鉛直荷重が作用することに加えて、特に地震等が生じたときにはこの下側座屈拘束ブレース１４を通じて、屋内側（つまり駐車スペース４側）にむけて大きな水平荷重が作用する。一方、第一柱材６の基端部２０には、下方にむけて大きな鉛直荷重が作用するものの、水平荷重は大きく作用することがない。

そこで、第一柱材６を基礎２に立設するための構造としては従来と同様の構造を用い、第二柱材８を基礎２に立設するための構造として、図３−図５に記載の柱脚金具Ｂを用いる。

柱脚金具Ｂは、平面視矩形状のプレート部２２をその長手方向ａに二分する半部２２Ａ上に箱型の接続部２４を形成し、プレート部２２の残り半部２２Ｂを、平面視において接続部２４から側方に突出するように形成したものである。第二柱材８の基端部１８は、この接続部２４に接続固定される。

プレート部２２の半部２２Ａには、アンカーボルト固着孔２６を、箱型である接続部２４の内部空間と連通するように厚み方向に貫通形成している。また、プレート部２２の半部２２Ｂには、サブアンカーボルト固着孔２８を厚み方向に貫通形成している。このアンカーボルト固着孔２６とサブアンカーボルト固着孔２８は、プレート部２２の長手方向ａに１５０ｍｍ程度の所定距離ｄ１をあけて並設される。

接続部２４は、上板３０と周壁３２とで内部空間を囲んだ形状であり、周壁３２の一部には、プレート部２２の短手方向ｂにむけて開口する開口部分３４を設けている。また、プレート部２２の長手方向ａの中央部分には、短手方向ｂの両縁部から立設される一対の外壁ファスナー３６を設けている。外壁ファスナー３６は、図示略の外壁を固定するための部位である。この外壁ファスナー３６は、厚み方向に固定孔３８を貫通形成した縦板３９と、縦板３９の下端から水平方向に延長される横板４０とで、側面視Ｌ字状に形成され、横板４０の部分が溶接によりプレート部２２に一体化される。

また、プレート部２２の長手方向ａの中央部分には、一対の外壁ファスナー３６で挟まれる箇所に、縦板状の補強リブ４１を立設している。補強リブ４１は、プレート部２２の短手方向ｂの中央に位置し、この補強リブ４１を介して、接続部２４の周壁３２とプレート部２２とが強固に結合され、柱脚金具Ｂ全体が補強される。また、接続部２４に作用する水平荷重が、この補強リブ４１を通じてもプレート部２２に伝達される。

基礎２側には、柱脚金具Ｂを固着させるための構造として、アンカーボルト４２とサブアンカーボルト４４とを、所定距離ｄ２をあけて埋設しておく（図２参照）。ここでの所定距離ｄ２は、柱脚金具Ｂで設定した所定距離ｄ１と一致させる。

アンカーボルト４２は、基礎２の上面のうち屋内側の端縁近傍から突出させる。サブアンカーボルト４４は、基礎２の上面のうち、アンカーボルト４２よりも屋外側（つまり第一柱材６が立設される側）の箇所から突出させる。より具体的には、このサブアンカーボルト４４は、第一柱材６と第二柱材８とを結ぶ線分上に位置させる。

柱脚金具Ｂは、基礎２から突出したアンカーボルト４２をアンカーボルト固着孔２６に挿通させて上方からナット４６を締結させ、同じく基礎２から突出したサブアンカーボルト４４をサブアンカーボルト固着孔２８に挿通させて上方からナット４８を締結させることにより、基礎２に対して強固に固着される。アンカーボルト４２へのナット４６の締結は、箱型である接続部２４の内部空間で行う。

一方、第一柱材６は、従来と同様の柱脚金具５０を用いて基礎２に立設される。柱脚金具５０は、第二柱材８用の柱脚金具Ｂのうちプレート部２２の半部２２Ａ側と接続部２４だけを有する構造である。この柱脚金具５０に対して、基礎２の上面のうち屋外側の端縁近傍から突出させたアンカーボルト５２を固着させることにより、第一柱材６は基礎２に固着される。

以上のような構造で形成される本実施形態の耐力壁Ａでは、第二柱材８の基端部１８に接続される接続部２４を有する柱脚金具Ｂにおいて、この接続部２４と平面視において（つまり真上から視たときに）重なる位置にてアンカーボルト４２が固着され、接続部２４から平面視において屋外側に外れた位置にてサブアンカーボルト４４が固着される。

そのため、並設される両アンカーボルト４２，４４のうち、屋内側のアンカーボルト４２は、第二柱材８からの鉛直荷重と水平荷重を共に受ける。これに対して、屋外側のサブアンカーボルト４４は、第二柱材８から一定距離だけ外れた位置にあるため、第二柱材８からの水平荷重はプレート部２２や補強リブ４１を介して受けるものの、第二柱材８からの垂直荷重は殆ど受けない構造である。

言い換えると、この耐力壁Ａの構造は、第二柱材８の鉛直下方にあるアンカーボルト４２が、第二柱材８からの鉛直荷重を受け、第二柱材８からの水平荷重についてはサブアンカーボルト４４との間で分担して受ける構造である。そのため、従来例である図６では、柱材１０４の下方のアンカーボルト１０８から屋内側にむけて２３５ｍｍほどの幅を形成するように基礎１００を設けているのに対して、本実施形態では、第二柱材８の下方のアンカーボルト４２から屋内側にむけて８５ｍｍほどの幅を形成するだけで、水平荷重による基礎２の破壊が防止される。

つまり、本実施形態の耐力壁Ａの構造を採用することによって、耐力壁Ａを立設する基礎２を極力幅狭に形成することができ、その分のスペースを駐車スペース４等に有効活用することができる。この構造は、１階のビルトインガレージ等に対して有効な構造であるが、他の部分においても当然に採用可能である。

図１、図２に示すように、本実施形態のサブアンカーボルト４４は、アンカーボルト４２と同径に設け、且つアンカーボルト４２よりも短いアンカー長さに設けている。これは、サブアンカーボルト４４に作用する水平荷重（つまり剪断荷重）はアンカーボルト４２に作用する水平荷重と同程度であるのに対して、サブアンカーボルト４４には鉛直荷重が殆ど作用しないからである。但し、両アンカーボルト４２，４４を同一のアンカー長さに設けても構わない。

また、本実施形態では、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６を上下二対配しているが、これを一対配するだけでもよいし、或いは上下三対以上配してもよい。下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６を複数対配して耐力壁Ａを形成することで、狭い幅であっても高い耐力値を得ることが可能となり、結果としてスペースの有効活用が実現される。

例えば、４５０ｍｍの幅をあけて立設される第一柱材６と第二柱材８との間に、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６を一対配することで耐力壁Ａを形成した場合、この耐力壁Ａは１／２００ｒａｄ変形時の耐力値が９５６４Ｎとなる。これに対して、同じく４５０ｍｍの幅をあけて立設される第一柱材６と第二柱材８との間に、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６を上下二対配することで耐力壁Ａを形成した場合、この耐力壁Ａは１／２００ｒａｄ変形時の耐力値が１３８９３Ｎとなる。この耐力値は、６００ｍｍの幅をあけて立設される第一柱材６と第二柱材８との間に、下側座屈拘束ブレース１４と上側座屈拘束ブレース１６を一対配した場合の耐力値と同程度である。

以上、図面に基づいて詳述したように、本実施形態の耐力壁Ａの構造は、基礎２に第一柱材６と第二柱材８が立設され、傾斜した座屈拘束ブレース１０の上端部が第一柱材６に接合され、この座屈拘束ブレース１０の下端部が第二柱材８の基端部１８に接合された構造である。第二柱材８の基端部１８と基礎２との接合は、第二柱材８の基端部１８に接続される柱脚金具Ｂに、基礎２に埋設されるアンカーボルト４２とサブアンカーボルト４４を固着させることで行われる。アンカーボルト４２は、第二柱材８からの鉛直荷重と水平荷重を共に受けるように、第二柱材８の下方位置で柱脚金具Ｂに固着される。サブアンカーボルト４４は、第二柱材８からの水平荷重を受けるように、第二柱材８の下方位置から第一柱材６側に寄った位置で柱脚金具Ｂに固着される。

このようにすることで、座屈拘束ブレース１０から第二柱材８に大きな水平荷重が作用しても、この水平荷重は、柱脚金具Ｂを介して真下のアンカーボルト４２だけでなく、第一柱材６寄りに位置するサブアンカーボルト４４にも分配される。そのため、基礎２の幅を狭く設けた場合であっても、この基礎２が水平荷重（剪断荷重）により破壊を生じることが防止される。これにより、基礎２の幅を極力狭く形成して、スペースをさらに有効活用することが可能となる。

また、本実施形態の耐力壁Ａの構造では、柱脚金具Ｂに外壁ファスナー３６を一体に設け、この外壁ファスナー３６に対して外壁を取り付けるようになっている。

そのため、柱脚金具Ｂを介して第二柱材８を立設すれば、その時点で、柱脚金具Ｂと一体の外壁ファスナー３６によって外壁の取り付け位置が確定することになり、外壁の取り付け作業が簡素化される。

また、本実施形態の柱脚金具Ｂは、傾斜した座屈拘束ブレース１０の下端部が結合される柱材（第二柱材）８と、基礎２との間で介在される金具であって、この柱材８の基端部１８に接続される接続部２４と、基礎２に固着されるプレート部２２とを一体に備えている。プレート部２２は、平面視において接続部２４と重なる位置に貫通形成されるアンカーボルト固着孔２６と、平面視において接続部２４から側方に外れた位置に貫通形成されるサブアンカーボルト固着孔２８とを有する。

このような柱脚金具Ｂを用いて耐力壁Ａを形成することで、座屈拘束ブレース１０から柱材８に大きな水平荷重が作用しても、この水平荷重は、柱脚金具Ｂのアンカーボルト固着孔２６に貫通固定されるアンカーボルト４２だけでなく、サブアンカーボルト固着孔２８に貫通固定されるサブアンカーボルト４４にも、分配される。そのため、耐力壁Ａを立設する基礎２を幅狭に設けた場合であっても、この基礎２が水平荷重（剪断荷重）により破壊を生じることが防止される。これにより、基礎２の幅を極力狭く形成して、スペースをさらに有効活用することが可能となる。

また、本実施形態の柱脚金具Ｂでは、プレート部２２は、外壁が取り付けられる外壁ファスナー３６を、一体に有する。

そのため、柱脚金具Ｂを介して柱材８を立設すれば、その時点で、柱脚金具Ｂと一体の外壁ファスナー３６によって外壁の取り付け位置が確定することになり、外壁の取り付け作業が簡素化される。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、下側座屈拘束ブレース１４の下端部が結合される第二柱材８を屋内側に設定しているが、この第二柱材８が屋外側に立設される構造であってもよい。その場合でも、同様の柱脚金具Ｂを用いて耐力壁Ａを形成することで、耐力壁Ａが立設される基礎２を極力幅狭に設け、スペースを有効活用することができる。

その他の構成についても、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更は当然に可能である。

２ 基礎
８ 第二柱材
１０ 座屈拘束ブレース
１４ 下側座屈拘束ブレース
１６ 上側座屈拘束ブレース
１８ 基端部
２２ プレート部
２４ 接続部
２６ アンカーボルト固着孔
２８ サブアンカーボルト固着孔
３６ 外壁ファスナー
４２ アンカーボルト
４４ サブアンカーボルト
Ａ 耐力壁
Ｂ 柱脚金具

Claims (2)

1. 基礎に第一柱材と第二柱材が立設され、前記第一柱材と前記第二柱材の間に、く字状をなすように互いに逆向きに傾斜した下側座屈拘束ブレースと上側座屈拘束ブレースの対が、上下に少なくとも二対配置され、最も下に位置する前記下側座屈拘束ブレースの上端部が前記第一柱材に接合され、この下側座屈拘束ブレースの下端部が前記第二柱材の基端部に接合され、
   前記第二柱材の基端部と前記基礎との接合は、前記第二柱材の基端部に接続される柱脚金具に、前記基礎に埋設されるアンカーボルトとサブアンカーボルトを固着させることで行われ、
   前記柱脚金具は、前記第二柱材の基端部に接続される天板を備えた接続部と、前記基礎に固着されるプレート部とを一体に備え、
   前記プレート部は、前記プレート部を長手方向に二分する半部に、平面視において前記接続部と重なるようにアンカーボルト固着孔が貫通形成され、前記プレート部の残り半部に、平面視において前記接続部から側方に外れて位置するようにサブアンカーボルト固着孔が貫通形成されたものであり、
   前記アンカーボルトは、前記第二柱材からの鉛直荷重と水平荷重を共に受けるように、前記第二柱材の下方位置で前記アンカーボルト固着孔に固着され、
   前記サブアンカーボルトは、前記第二柱材からの水平荷重を受けるように、前記第二柱材の下方位置から前記第一柱材側に寄った位置で前記サブアンカーボルト固着孔に固着されることを特徴とする耐力壁の構造。
2. 前記柱脚金具に外壁ファスナーを一体に設け、前記外壁ファスナーに対して外壁を取り付けることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁の構造。

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