JP5891983B2 - 耐力壁の接合構造及び接合部材 - Google Patents

Description

本発明は、耐力壁が用いられる建物、特に、枠材に形鋼を用いた鉄骨造又は薄板軽量形鋼造（スチールハウス）における耐力壁の接合構造及び接合部材に関する。

従来より、耐力壁が用いられる建物としては、例えば、スチ−ルハウスのように、所定の間隔で設置された縦枠材と、これら縦枠材の上部及び下部を連結する上横枠材及び下横枠材と、これら縦枠材、上横枠材及び下横枠材の側面に取り付けられる構造用面材とを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたこれらの縦枠材は、薄鋼板を凹溝状に折り曲げ加工した一対のリップ付溝形鋼を、そのウェブを背中合わせにして、その壁幅方向の両側部が開口されるように、壁幅方向に並べて設置される。また、この上横枠材及び下横枠材は、薄鋼板を凹溝状に折り曲げ加工した溝形鋼を、その上部又は下部の一面が開口されるようにして用いられる。さらに、この構造用面材は、薄鋼板等が用いられ、ビス又はドリルねじ等の固着具によって、縦枠材、上横枠材及び下横枠材の片面又は両面に固定される。

この耐力壁の接合構造は、例えば、基礎の上面から鉛直方向上方に向けて設けられたアンカーボルトに接合部材を取り付け、その接合部材に縦枠材を取り付けることにより、コンクリートを打設して形成された基礎に縦枠材が設置されるものが知られている。

このように、基礎に設けられたアンカーボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける耐力壁の接合構造としては、例えば、特許文献２に開示されるような接合構造が提案されている。

特開２００５−３２０８６０号公報 特開２００８−２８０７８７号公報

特許文献２の開示技術は、接合金物に設けられたベースプレートを基礎に埋め込み、ベースプレートが有するボルト挿通孔にアンカーボルトを挿入して固定するものである。この接合金物は、ベースプレートの水平方向中央から鉛直方向上方に延びるように設けられた接合用縦板を、縦枠材のウェブに取り付けるものである。

特許文献２の開示技術は、接合金物に設けられたベースプレートをあらかじめ基礎に埋め込んだうえで、接合金物に設けられた接合用縦板にウェブを沿わせて縦枠材を設置してボルトで固定するものである。また、特許文献２の開示技術は、ベースプレートが埋め込まれた状態で、コンクリートを打設して基礎を形成するものであり、基礎が形成された後にベースプレートの位置が変更できないため、高い施工精度が必要となっていた。

そこで、本発明は、これらの問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、基礎又は梁に設けられたアンカーボルト又はボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける際に、施工精度の確保を容易にすることが可能となる耐力壁の接合構造及び接合部材を提供することにある。

第１発明に係る耐力壁の接合構造は、基礎又は梁に設けられた複数のアンカーボルト又はボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける耐力壁の接合構造において、前記縦枠材に取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦部材の基端部から両側に延びるように設けられたフランジ部材とを有する接合部材を備え、壁幅方向で前記縦枠材よりも前記耐力壁の内側で、前記横枠材の上方から前記基礎又は梁にせん断アンカーが設けられて、前記フランジ部材は、前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有することを特徴とする。

第２発明に係る耐力壁の接合構造は、基礎又は梁に設けられた複数のアンカーボルト又はボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける耐力壁の接合構造において、前記縦枠材に取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦部材の基端部から両側に延びるように設けられたフランジ部材とを有する接合部材を備え、前記接合部材は、前記縦部材が前記縦枠材のウェブに当接するように取り付けられ、前記フランジ部材が前記縦枠材のウェブに形成された開口部を通じて前記縦部材の基端部から前記耐力壁の壁幅方向両側に延びるように設けられ、前記フランジ部材は、前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有して、前記耐力壁の壁幅方向両側に、それぞれ前記ボルト挿通孔を有することを特徴とする。

第３発明に係る耐力壁の接合構造は、第１発明又は第２発明において、前記接合部材は、前記横枠材から前記フランジ部材が離れた状態で、前記縦部材が前記縦枠材に取り付けられることを特徴とする。

第４発明に係る接合部材は、第１発明〜第３発明の何れかに係る耐力壁の接合構造に用いられる接合部材であって、前記縦枠材のウェブに当接するように取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦枠材のウェブに形成された開口部を通じて前記縦部材の基端部から前記耐力壁の壁幅方向両側に延びるように設けられるフランジ部材とを備え、前記フランジ部材は、前記耐力壁の壁幅方向両側に、それぞれ前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有することを特徴とする。

第１発明〜第３発明に係る耐力壁の接合構造によると、フランジ部材が基礎又は梁から横枠材を間にした位置で縦部材が縦枠材に固定されるため、金物が動かない従来技術に較べると、壁を幅方向に移動させることができ、アンカーボルトの施工精度を緩和しても壁パネルの施工精度を確保することが可能となる。

さらに、第３発明に係る耐力壁の接合構造によると、上記した効果に加えて、縦枠材に引張力が作用した場合にフランジ部材の端部に梃子反力が作用せず、アンカーボルト又はボルトの軸力が梃子反力に対抗することを必要としないことから、接合部材が基礎又は梁に埋め込まれている場合に比べて、アンカーボルト又はボルトと、アンカーボルト又はボルトが設けられる基礎又は梁に高い構造耐力が必要とされず、耐力壁の構築に必要となるコストを抑制することが可能となる。

第４発明に係る接合部材によると、第１発明〜第３発明に係る耐力壁の接合構造を実現することのできる接合部材を提供することが可能となる。

本発明に係る耐力壁の接合構造の第１実施形態を示す縦断正面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第１実施形態を示す横断平面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造が用いられる耐力壁の正面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第２実施形態を示す縦断正面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第２実施形態を示す一部破断斜視図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第２実施形態を示す縦断左側面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第２実施形態を示す右側面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の縦枠材の変形例を示す右側面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造のボルト及びナットの変形例を示す縦断正面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造のボルト及びナットの変形例を示す横断平面図である。 本発明に係る耐力壁の接合構造の第２実施形態を示す横断平面図である。 （ａ）は、本発明に係る耐力壁の接合構造における引張力及び軸力の作用を示す縦断正面図であり、（ｂ）は、接合部材が基礎に埋め込まれた耐力壁の接合構造における引張力、軸力及び梃子反力の作用を示す縦断正面図である。

以下、本発明を適用した耐力壁の接合構造１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

耐力壁９は、特に、スチールハウスにおいて、例えば、図３に示すように、基礎２及び梁６の上に所定の間隔で設置される縦枠材３と、縦枠材３の上部及び下部を連結する横枠材７と、縦枠材３及び横枠材７の側面に取り付けられる構造用面材８とを備える。耐力壁９は、さらに、所定の間隔で設置された縦枠材３同士の中間や、横枠材７同士の中間に、中間枠材９ａが適宜設置されてもよい。本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、縦枠材３を基礎２に取り付ける箇所や、縦枠材３を建物の上階と下階との間に設けられた梁６に取り付ける箇所に設けられる。

基礎２は、図１〜図３に示すように、縦枠材３の取付箇所において、基礎２の上面２ａから鉛直方向上方に向けて２本のアンカーボルト２１が設けられた状態で、コンクリートを打設して形成される。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図１に示すように、第１実施形態において、基礎２の上面２ａに横枠材７のウェブ７ａを沿わせて設置され、横枠材７のウェブ７ａにフランジ部材４２の下面４２ｂを当接させて、接合部材４が縦枠材３に取り付けられる。

縦枠材３は、図２に示すように、薄鋼板を凹溝状に折り曲げ加工して一面が開口されたリップ付溝形鋼の第１形鋼３１と第２形鋼３２とを用いて、第１形鋼３１のウェブ３１ａと第２形鋼３２のウェブ３２ａとを当接させて、第１形鋼３１と第２形鋼３２とを背中合わせで壁幅方向Ｘに並べている。

縦枠材３は、第１形鋼３１の両側部のフランジ３１ｂと、第２形鋼３２の両側部のフランジ３２ｂとが、縦枠材３の壁厚方向Ｙの両側部に配列される。縦枠材３は、第１形鋼３１のウェブ３１ａ及び第２形鋼３２の内側のウェブ３２ａの下端を切り欠いて、壁幅方向Ｘに連通される開口部３３が形成される。

横枠材７は、薄鋼板を凹溝状に折り曲げ加工して一面が開口された溝形鋼を、上部が凹溝の開口となるように、基礎２の上面２ａに横枠材７のウェブ７ａを沿わせて設置される。横枠材７のウェブ７ａには、アンカーボルト２１が挿通される挿通孔７ｂが形成される。横枠材７は、縦枠材３の下端の壁厚方向Ｙの両側部を、横枠材７の両側部のフランジ７ｃで挟んだ状態で、基礎２の上面２ａと縦枠材３の下端との間に設置される。

構造用面材８は、室外側においては、折板の鋼板等が用いられ、室内側においては、合板や石膏ボード等の非金属材料が用いられる。構造用面材８は、これに限らず、室外側で非金属材料、室内側で鋼板等が用いられてもよく、図示しないビス又はドリルねじ等の固着具によって、縦枠材３及び横枠材７の壁厚方向Ｙの片面又は両面において固定される。

接合部材４は、鉛直方向に長い板状の縦部材４１と、縦部材４１の基端部４１ａから壁幅方向Ｘの両側に向けて水平に延びるように設けられたフランジ部材４２とを備える。接合部材４は、縦部材４１を第１形鋼３１のウェブ３１ａに当接させ、これらをボルト４３ａ及びナット４３ｂで固定することによって縦枠材３に取り付けられる。接合部材４は、フランジ部材４２が基礎２の上面２ａに横枠材７を間にした状態で、縦部材４１が第１形鋼３１のウェブ３１ａに固定される。

フランジ部材４２は、開口部３３を通じて、耐力壁９の壁幅方向Ｘの内側及び外側に設けられ、耐力壁９の壁幅方向Ｘの内側及び外側において、それぞれアンカーボルト２１を挿通して固定するボルト挿通孔４４を有する。フランジ部材４２は、フランジ部材４２の上面４２ａにおいて、ボルト挿通孔４４に挿通されたアンカーボルト２１をナット２１ａで締め付けて固定される。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図１に示すように、縦枠材３よりも壁幅方向Ｘの耐力壁９の内側において、横枠材７のウェブ７ａの上方から基礎２にせん断アンカー２２を設けている。これにより、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、地震や風等によって耐力壁９に水平力Ｈが作用した場合に、横枠材７のウェブ７ａから補助用アンカーボルト２２を介して水平力Ｈを基礎２に伝達させることができる。

このとき、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、せん断アンカー２２が設けられることにより、水平力Ｈを基礎２に伝達させることができるため、接合部材４が基礎２に埋め込まれていなくても、耐力壁９が水平力Ｈに対抗することができる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図３に示すように、縦枠材３を建物の上階と下階との間に設けられた梁６に取り付ける場合においても用いることができる。このとき、接合部材４は、上階及び下階の縦枠材３に取り付けられ、接合ブロック１０の上部及び下部にボルト２４で固定される。

接合ブロック１０は、例えば、図３に示すように、Ｈ形断面の鋼材が用いられてもよく、このとき、接合ブロック１０のフランジ部分の断面積は、接合部材４のフランジ部材４２の断面積以上、接合ブロック１０のウェブ部分の断面積は、ボルト２４の断面積の合計以上とすることが望ましい。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、建物の下階において、接合ブロック１０の下部に接合部材４を固定する場合は、縦部材４１の上端にフランジ部材４２が設けられるように、接合部材４を反転させて縦枠材３に取り付けることができる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図４、図５に示すように、第２実施形態において、梁６の上面６ａに横枠材７のウェブ７ａを沿わせて設置され、横枠材７のウェブ７ａからフランジ部材４２の下面４２ｂを離間させて、接合部材４を縦枠材３に取り付けることもできる。

縦枠材３は、薄鋼板を凹溝状に折り曲げ加工して一面が開口されたリップ付溝形鋼の第１形鋼３１と、薄鋼板が矩形に折り曲げ加工されたボックス形鋼の第２形鋼３２とを壁幅方向Ｘに並べて設置される。第１形鋼３１は、縦枠材３の側部が凹溝の開口となるように、耐力壁９の壁幅方向Ｘの内側に設けられる。第２形鋼３２は、第１形鋼３１のウェブ３１ａに第２形鋼３２の内側のウェブ３２ａを当接させて、耐力壁９の壁幅方向Ｘの外側に設けられる。

接合部材４は、鉛直方向に長い板状の縦部材４１と、縦部材４１の基端部４１ａから壁幅方向Ｘの両側に向けて水平に延びるように設けられたフランジ部材４２とを備える。接合部材４は、縦部材４１を第１形鋼３１のウェブ３１ａに当接させ、これらをボルト４３ａ及びナット４３ｂで固定することによって縦枠材３に取り付けられる。接合部材４は、フランジ部材４２が基礎２の上面２ａから上方に離れた状態で、縦部材４１が第１形鋼３１のウェブ３１ａに固定される。

フランジ部材４２は、開口部３３を通じて、耐力壁９の壁幅方向Ｘの内側及び外側に設けられ、耐力壁９の壁幅方向Ｘの内側及び外側において、それぞれアンカーボルト２１を挿通して固定するボルト挿通孔４４を有する。フランジ部材４２は、フランジ部材４２の上面４２ａ及び下面４２ｂにおいて、ボルト挿通孔４４に挿通されたアンカーボルト２１をナット２１ａで締め付けて固定される。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図３に示すように、縦枠材３を建物の上階と下階との間に設けられた梁６に取り付ける場合においても用いることができる。このとき、接合部材４は、上階及び下階の縦枠材３に取り付けられ、上階から下階まで亘る長さの長尺ボルト２４の上部及び下部に固定される。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、建物の下階において、長尺ボルト２４の下部に接合部材４を固定する場合は、縦部材４１の上端にフランジ部材４２が設けられるように、接合部材４を反転させて縦枠材３に取り付けることができる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図６、図７に示すように、耐力壁９の外側から壁幅方向Ｘにボルト４３ａを挿入し、耐力壁９の内側からナット４３ｂを締め付けて、接合部材４の縦部材４１が縦枠材３に取り付けられる。第２形鋼３２は、耐力壁９の外側のウェブ３２ｃの下端を切り欠かれ、側方からアンカーボルト２１のナット２１ａを締め付けることができるように開口部３２ｄが形成される。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図８に示すように、耐力壁９の外側からボルト４３ａを固定できるように、耐力壁９の外側のウェブ３２ｃの一部を開口して取付孔３２ｅが形成されてもよい。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図９に示すように、ボルト４３ａ及びナット４３ｂの代わりに、ドリルねじ４３ｃを用いて、接合部材４の縦部材４１を縦枠材３に取り付けることもできる。本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図１０に示すように、ドリルねじ４３ｃを壁厚方向Ｙに２列にして用いられてもよい。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図１１に示すように、縦部材４１が耐力壁９の内側となる第１形鋼３１のウェブ３１ａに当接され、第２形鋼３２の内側のウェブ３２ａには当接されないものとすることができる。このとき、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、縦部材４１の厚さの分だけ、窓枠等が設けられる耐力壁９の外側の第２形鋼３２の壁幅方向Ｘの幅を小さくすることができる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、図１２（ａ）に示すように、地震や風等によって縦枠材３に引張力Ｐが作用した場合に、引張力Ｐがボルト４３ａ及びナット４３ｂを介して縦部材４１に伝達し、縦部材４１からフランジ部材４２を介して、ナット２１ａによりアンカーボルト２１に伝達される。このとき、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、アンカーボルト２１の軸力Ｂと引張力Ｐとが釣り合うことにより、基礎２と縦枠材３との接合を確保することができる。

これに対して、接合部材１００が基礎２に埋め込まれている場合は、図１２（ｂ）に示すように、引張力Ｐによって縦部材１０１が引っ張られ、フランジ部材１０２がナット１０３ａによって固定されていることにより、基礎２から上方に向けて、フランジ部材１０２の端部に梃子反力Ｒが作用することになる。このとき、接合部材１００が基礎２に埋め込まれている場合は、アンカーボルト１０３の軸力Ｂ´が、引張力Ｐばかりか梃子反力Ｒにも対抗しなければならず、本発明を適用した耐力壁の接合構造１に比べて、高い強度のアンカーボルト１０３を用いることが必要となる。

また、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、フランジ部材４２が基礎２の上面２ａから上方に離れた状態で縦部材４１に固定され、縦枠材３に引張力Ｐが作用した場合にフランジ部材４２の端部に梃子反力Ｒが作用せず、アンカーボルト２１の軸力Ｂが梃子反力Ｒに対抗することを必要としないことから、接合部材１００が基礎２に埋め込まれている場合に比べて、アンカーボルト２１と、アンカーボルト２１が設けられる基礎２に高い構造耐力が必要とされず、耐力壁９の構築に必要となるコストを抑制することが可能となる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、この実施形態において、引張力Ｐが作用する縦枠材３の図心からほぼ均等の位置に２本のアンカーボルト２１を配しているため、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、縦枠材３や接合部材４に作用する曲げモーメントが大きくなることを抑制することができる。

本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、この実施形態において、フランジ部材４２が基礎２の上面２ａから上方に離れた状態で固定できるため、基礎２の上面２ａに凹凸があった場合であっても、縦部材４１を縦枠材３の鉛直方向所定の位置に取り付けることができる。

また、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、接合部材４の降伏耐力を複数のアンカーボルト２１の降伏耐力よりも低く設定し、その一部が耐力を保持しながら変形可能なものしてもよい。このとき、本発明を適用した耐力壁の接合構造１は、接合部材４が基礎２に埋め込まれていないため、変形した接合部材４の交換を容易に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１ ：耐力壁の接合構造
２ ：基礎
２ａ ：基礎の上面
２１ ：アンカーボルト
２１ａ ：アンカーボルトのナット
２２ ：せん断アンカー
２４ ：ボルト
３ ：縦枠材
３１ ：第１形鋼
３１ａ ：第１形鋼のウェブ
３１ｂ ：第１形鋼のフランジ
３２ ：第２形鋼
３２ａ ：第２形鋼の内側のウェブ
３２ｂ ：第２形鋼のフランジ
３２ｃ ：第２形鋼の外側のウェブ
３２ｄ ：第２形鋼の外側のウェブの開口部
３２ｅ ：第２形鋼の外側のウェブの取付孔
３３ ：縦枠材の開口部
４ ：接合部材
４１ ：縦部材
４１ａ ：縦部材の基端部
４２ ：フランジ部材
４２ａ ：フランジ部材の上面
４２ｂ ：フランジ部材の下面
４３ａ ：接合部材のボルト
４３ｂ ：接合部材のナット
４４ ：フランジ部材のボルト挿通孔
６ ：梁
６ａ ：梁の上面
７ ：横枠材
７ａ ：横枠材のウェブ
７ｂ ：横枠材の挿通孔
７ｃ ：横枠材のフランジ
８ ：構造用面材
９ ：耐力壁
９ａ ：中間枠材
１０ ：接合ブロック
Ｂ ：軸力
Ｈ ：水平力
Ｐ ：引張力
Ｒ ：梃子反力
Ｘ ：壁幅方向
Ｙ ：壁厚方向

Claims (4)

1. 基礎又は梁に設けられた複数のアンカーボルト又はボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける耐力壁の接合構造において、
   前記縦枠材に取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦部材の基端部から両側に延びるように設けられたフランジ部材とを有する接合部材を備え、壁幅方向で前記縦枠材よりも前記耐力壁の内側で、前記横枠材の上方から前記基礎又は梁にせん断アンカーが設けられて、
   前記フランジ部材は、前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有すること
   を特徴とする耐力壁の接合構造。
2. 基礎又は梁に設けられた複数のアンカーボルト又はボルトに接合部材を介して縦枠材を取り付ける耐力壁の接合構造において、
   前記縦枠材に取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦部材の基端部から両側に延びるように設けられたフランジ部材とを有する接合部材を備え、
   前記接合部材は、前記縦部材が前記縦枠材のウェブに当接するように取り付けられ、前記フランジ部材が前記縦枠材のウェブに形成された開口部を通じて前記縦部材の基端部から前記耐力壁の壁幅方向両側に延びるように設けられ、
   前記フランジ部材は、前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有して、前記耐力壁の壁幅方向両側に、それぞれ前記ボルト挿通孔を有すること
   を特徴とする耐力壁の接合構造。
3. 前記接合部材は、前記横枠材から前記フランジ部材が離れた状態で、前記縦部材が前記縦枠材に取り付けられること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の耐力壁の接合構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項記載の耐力壁の接合構造に用いられる接合部材であって、
   前記縦枠材のウェブに当接するように取り付けられる縦部材と、前記基礎又は梁から横枠材を間にした位置で、前記縦枠材のウェブに形成された開口部を通じて前記縦部材の基端部から前記耐力壁の壁幅方向両側に延びるように設けられるフランジ部材とを備え、
   前記フランジ部材は、前記耐力壁の壁幅方向両側に、それぞれ前記アンカーボルト又はボルトを挿通して固定するボルト挿通孔を有すること
   を特徴とする接合部材。

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