JP6079446B2 - 耐力壁及び住宅 - Google Patents

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Description

本発明は、建築物の耐力壁、及び当該耐力壁を用いる住宅に関する。
従来より、建築物には矩形のフレームの対角線上に斜材を配置した耐力壁が用いられている。そして、この耐力壁は、建築物に必要な構造耐力に応じて、当該建築物の各所に複数配置される。ところで、耐力壁には内部に斜材が配置されているので、窓やドアなどの開口部を設けることができないので、耐力壁の配置によって開口部の設計プランの自由度が低下する問題があった。
そこで、耐力壁を厚さ方向に2重に重ねた状態で配置した2重耐力壁が用いられている。2重耐力壁は、通常の耐力壁を2重に重ねることにより2倍の水平耐力を負担することができるので、耐力壁の壁長を短くすることができ、開口部の設計プランの自由度を高めることができる。
特開2001−140344号公報
しかし、2重耐力壁は、X字状に交叉する斜材も2重に配置されることになり、互いに平行な2本の斜材の下端は、壁面の幅方向における略同一位置に固定されることになる。したがって、2重耐力壁が上述の通り2倍の水平耐力を負担するとすると、上述の2本の斜材の下端が固定されるフレームの下隅の柱脚を固定する基礎アンカーや梁に2倍の応力が集中することとなり、基礎、梁、及び柱脚に大きな負荷が加わる虞がある。
また、フレームを2重に配置しているので壁の厚さが増し、規格上ユニットバスに接する位置には配置が困難であるなど、設計の自由度を低下させることになる。また、壁の厚さが増すことによって、2重耐力壁を配置した位置の屋内空間が狭くなることにもなる。加えて、熱橋により断熱性能が確保しにくい問題も有る。また、フレームも2重に配置することになるので材料コストが増加する問題も有る。
そこで、本発明は、負担せん断力の応力が基礎や柱の一箇所に集中することを防ぐとともに、設計自由度を高めつつ、壁の厚さを増すことが無い耐力壁及び当該耐力壁を用いた住宅を提供することを目的とする。
請求項1に記載の耐力壁は、鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる1本の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の上端は、前記側柱又は前記間柱の柱頭に固定され、前記間柱には、挿通孔が形成されるとともに、前記第1の斜材及び前記第2の斜材のうち、1本以上の斜材が前記間柱の前記挿通孔に挿通され、前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される平板状の補強プレートであることを特徴としている。
なお、ここで「第1の斜材」及び「第2の斜材」は、長尺な丸鋼、角鋼、鋼板などの鋼材で構成するものであってもよく、又は、粘弾性の高い金属、積層ゴム、粘性流体等を用いた制震ダンパーを含むものであってもよい。
請求項2に記載の耐力壁は、前記第1の斜材のうちの一方の第1の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第1の斜材の下端が前記一対の側柱のうちの一方の側柱の柱脚に固定され、前記第1の斜材のうちの他方の第1の斜材の上端が他方の前記側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第1の斜材の下端が前記間柱と前記一方の側柱との間に固定され、 前記第2の斜材のうちの一方の第2の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第2の斜材の下端が前記他方の側柱の柱脚に固定され、前記第2の斜材のうちの他方の第2の斜材の上端が前記一方の側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第2の斜材の下端が前記間柱と前記他方の側柱との間に固定されることを特徴としている。
請求項3に記載の耐力壁は、鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる2本以上の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、前記ブレースは、前記一対の側柱のうち一方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一対の側柱のうち他方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに一方の前記第1の斜材及び一方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置されるとともに、前記他方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに、他方の前記第1の斜材及び他方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置され、前記間柱は、前記第1の斜材及び前記第2の斜材と交叉する位置に設けられており、当該間柱には、前記第1の斜材及び前記第2の斜材を挿通可能な挿通孔が形成され、前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される平板状の補強プレートであることを特徴としている。
請求項4に記載の耐力壁は、前記補強プレートは上端及び下端のいずれか一方又は双方に、前記第1の斜材又は前記第2の斜材が挿通可能な切り欠きが設けられることを特徴としている。
請求項5に記載の耐力壁は、鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる1本の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の上端は、前記側柱又は前記間柱の柱頭に固定され、前記間柱には、挿通孔が形成されるとともに、前記第1の斜材及び前記第2の斜材のうち、1本以上の斜材が前記間柱の前記挿通孔に挿通され、前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される補強アングルであることを特徴としている。
請求項6に記載の耐力壁は、前記第1の斜材のうちの一方の第1の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第1の斜材の下端が前記一対の側柱のうちの一方の側柱の柱脚に固定され、前記第1の斜材のうちの他方の第1の斜材の上端が他方の前記側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第1の斜材の下端が前記間柱と前記一方の側柱との間に固定され、 前記第2の斜材のうちの一方の第2の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第2の斜材の下端が前記他方の側柱の柱脚に固定され、前記第2の斜材のうちの他方の第2の斜材の上端が前記一方の側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第2の斜材の下端が前記間柱と前記他方の側柱との間に固定されることを特徴としている。
請求項7に記載の耐力壁は、鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる2本以上の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、
前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、前記ブレースは、前記一対の側柱のうち一方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一対の側柱のうち他方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに一方の前記第1の斜材及び一方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置されるとともに、前記他方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに、他方の前記第1の斜材及び他方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置され、前記間柱は、前記第1の斜材及び前記第2の斜材と交叉する位置に設けられており、当該間柱には、前記第1の斜材及び前記第2の斜材を挿通可能な挿通孔が形成され、前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される補強アングルであることを特徴としている。
請求項8に記載の耐力壁は、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の厚さ方向の屋外側に設けられることを特徴としている。
請求項9に記載の住宅は、請求項1から請求項8のいずれかに記載の耐力壁を備えることを特徴としている。
請求項1、請求項3、請求項5、及び請求項7に記載の耐力壁によると、該耐力壁の一方の側柱に向かって上り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するので、従来の1本づつの斜材を交叉させた耐力壁に比べて高い水平耐力を負担することができる。そして、全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられているので、耐力壁の厚さは1本づつの斜材を交叉させる場合と同じでよいので、耐力壁の配置位置が制限されることない。さらに、壁フカシが発生しないので、屋内空間を広く取ることができ、熱橋による断熱性能の低下を招くことがなく、また、柱などの材料コストを抑えることができる。また、前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定されるので、耐力壁が水平力を負担する際に斜材を介して基礎や梁に加わる応力が分散されることになり、耐力壁を下側から固定する住宅の基礎又は梁への負荷を分散することができる。そして、このように応力を分散することで、耐力壁を連続配置しやすくなる。これによって、2階建以上の住宅の設計自由度を格段に向上させることができる。
請求項8に記載の耐力壁によると、全ての第1の斜材は、当該耐力壁の厚さ方向の屋外側に設けられるので、厚さ方向の屋内側に第2の斜材を配置することができる。
請求項1及び請求項5に記載の耐力壁は、一対の側柱の間に鉛直方向に延びる1本の間柱を備えており、第1の斜材及び第2の斜材は、上端が側柱又は間柱の柱頭に固定されるとともに、下端が互いに離間した位置に固定されるので、耐力壁が水平力を負担する際に斜材を介して基礎や梁に加わる応力が分散されることになり、耐力壁を下側から固定する住宅の基礎又は梁への負荷を分散することができる。そして、間柱は一本でよいので、2本以上の間柱を有する場合に比べて熱橋による断熱性能の低下を抑制することができる。
請求項2に記載の耐力壁は、他方の第1の斜材の下端が前記間柱と前記一方の側柱との間に固定されるとともに、他方の第2の斜材の下端が前記間柱と前記他方の側柱との間に固定されるので、1対の側柱及び1本の間柱の合計3本の柱を有する耐力壁で、4本の斜材の下端の位置を互いに壁面に平行な水平方向に離間させることができるので、耐力壁が水平力を負担する際に斜材を介して基礎や梁に加わる応力が分散されることになり、耐力壁を下側から固定する住宅の基礎又は梁への負荷を分散することができる。
請求項1及び請求項5に記載の耐力壁によると、1本以上の斜材が間柱の挿通孔に挿通されるので、この斜材が挿通孔の範囲で拘束され、斜材が座屈することを抑制できる。
請求項3及び請求項7に記載の耐力壁によると、2本以上の間柱を更に備えており、一方の第1の斜材と一方の第2の斜材とによりX字状に構成される部材と、他方の第1の斜材と第2の斜材とによりX字状に構成される部材と、が互いに異なる柱の柱頭及び柱脚に固定されているので、耐力壁が水平力を負担する際の柱の応力が分散されることになり、柱脚及び耐力壁を下側から固定する住宅の基礎又は梁への負荷を分散することができる。
請求項3及び請求項7に記載の耐力壁によると、第1の斜材及び第2の斜材が挿通孔に挿通することによって、これらの斜材が挿通孔の範囲で拘束させるので、斜材が座屈することを抑制できる。
請求項1、請求項3、請求項5、及び請求項7に記載の耐力壁によると、間柱は、挿通孔が設けられることにより、当該挿通孔が設けられた部分近傍の耐力が低下し、その部分で間柱にS字状の湾曲が生じる虞があるが、この挿通孔が設けられた部分を補強部により補強することで間柱の変形を抑制することができる。
請求項1及び請求項3に記載の耐力壁によると、補強部が2本のリップ溝形鋼により形成された間柱のリップの間に架け渡される平板状の補強プレートであるので、間柱の挿通孔が設けられた部分の変形を抑制することができる。
請求項4に記載の耐力壁によると、補強プレートの上端又は下端に切り欠きが設けられることで、第1の斜材及び第2の斜材と干渉することなく、間柱の挿通孔設けられた位置の上下方向に広い範囲に補強プレートを設けることができ、より確実に間柱の挿通孔が設けられた部分の変形を抑制することができる。
請求項5及び請求項7に記載の耐力壁によると、補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される補強アングルであるので、平板状よりも更に変形しにくく、より確実に間柱の挿通孔が設けられた部分の変形を抑制することができる。また、このような補強アングルを間柱を構成するリップ溝形鋼のリップの間に架け渡すことで、補強アングルの間柱に固定される面と異なる面は間柱から突出することになり、例えば耐力壁の鉛直方向の中央に水平に延びる中間水平材を設ける場合に、補強アングルの間柱から突出する面を中間水平材に固定することで更に補強することができる。
請求項9に記載の住宅によると、請求項1から請求項12のいずれかの構成を備えることで、比較的自由な位置に高い水平耐力を有する耐力壁を設けることができるので、開口部の配置などの設計自由度の高い住宅とすることができる。
第1の実施形態に係る耐力壁を示す正面図。 第1の実施形態に係る耐力壁の第1の斜材の下端部分を拡大した省略斜視拡大図。 第1の実施形態の間柱に形成された挿通孔を説明する一部省略拡大側面図。 第1の実施形態の間柱を挿通孔部分で水平に切り取った断面図。 (a)は第1の実施形態の耐力壁に水平力が加わった状態を示す図、(b)は第2の実施形態の耐力壁に水平力が加わった状態を示す図。 第2の実施形態に係る耐力壁を示す正面図。 第3の実施形態に係る耐力壁を示す正面図。 鉛直方向に第1の実施形態に係る耐力壁を重ねた状態を示す正面図。 (a)は補強部の第1の例としての補強プレートを示す図、(b)は補強部の第2の例としての補強プレートを示す図、(c)は補強部の第3の例としての補強アングルを示す図、(d)は補強部の第4の例としての孔付きプレートを示す図。 補強部の第1の例としての補強プレートによって間柱を補強する状態を示す一部省略斜視図。 補強部の第2の例としての補強プレートによって間柱を補強する状態を示す一部省略斜視図。 補強部の第3の例としての補強プレートによって間柱を補強する状態を示す一部省略斜視図。 (a)は、補強部の第4の例としての補強プレートによって間柱を補強する状態を示す一部省略斜視図、(b)は、その水平断面を見た図。
〔第1の実施形態〕
以下、図1から図4を参照しつつ、本発明の耐力壁の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態に係る耐力壁1aは、図1に示すように、矩形に形成されるフレーム2の内側の空間にブレース3が配設されている。そして、フレーム2は、鉛直方向に延びる一対の側柱4a,4bと、一対の側柱4a,4bのそれぞれの柱頭の間に水平に架設される上枠材5と、一対の側柱4a,4bの間に鉛直方向に延びる2本の間柱6a,6bと、側柱4a,4b及び間柱6a,6bの柱脚の間にそれぞれ水平に設けられる3本の下枠材14と、側柱4a,4b及び間柱6a,6bの鉛直方向の中央に架設される3本の中間水平材7と、を溶接して形成されている。また、ブレース3は、図1において右側の側柱4aと、左側の間柱6bとの間に右側の第1の斜材8と第2の斜材9とがX字状に交叉して設けられており、右側の間柱6aと、左側の側柱4bとの間に左側の第1の斜材8と第2の斜材9とがX字状に交差して設けられている。
一対の側柱4a,4bは、溝が互いに対向するように配置されたリップ溝型鋼で構成され、その下端が図示しない基礎アンカーボルトに固定され、上端が図示しない梁に固定される鉛直方向に延びる柱である。側柱4a,4bの柱頭及び柱脚には、図2に示すように、それぞれ三角形の鋼板の2枚の挟持プレート10が互いに平行にリップ部から対向する側柱4a,4b側に向かって溶接されている。そして、この挟持プレート10の間には、矩形平板状のガゼットプレート11が当該挟持プレート10に挟まれて溶接固定されている。また、上枠材5は、リップ溝型鋼により構成されて、一対の側柱4a,4bの柱頭に架設されている。
2本の間柱6a,6bは、図4に断面を示すように、リップ溝型鋼の背面板同士を図示しないスペーサをはさんで当接させてボルト固定した鉛直方向に延びる柱である。間柱6a,6bは、側柱4a,4bの間に等間隔に配置されている。間柱6a,6bの上端は上枠材5に溶接されており、間柱6a,6bの下端は基礎アンカーボルトに固定されている。間柱6a,6bの柱頭及び柱脚には、側柱4a,4bと同様に、それぞれ三角形の鋼板の2枚の挟持プレート10が互いに平行にリップ17から対向する間柱6a,6b側に向かって溶接されている。そして、この挟持プレート10の間には、矩形平板状のガゼットプレート11が当該挟持プレート10に挟まれて溶接固定されている。
間柱6a,6bの背面板には、図3及び図4に示すように、その鉛直方向の中央に挿通孔12が設けられており、架設される各斜材を挿通することができるように形成されている。挿通孔12は、例えば鉛直方向の長さが130mmで、水平方向の幅が45mmの長穴である。なお、挿通孔12の形状は、第1の斜材8及び第2の斜材9を互いに干渉することなく挿通することができる長さ及び幅を有する孔であれば、上記の形状及び寸法に限られるものではない。また、間柱6a,6bの形状はリップ溝型鋼を組み合わせたものに限られず、例えば断面四角形の筒形状であってもよい。
下枠材14は、リップ溝型鋼により形成されて、側柱4a,4b及び間柱6a,6bの柱脚の間にそれぞれ水平に固定されている。また、中間水平材7は、例えばリップ溝型鋼であって、側柱4a,4b及び間柱6a,6bの鉛直方向の中央に水平に架設されている。
ブレース3を構成する第1の斜材8及び第2の斜材9はそれぞれ2本づつ配置された丸鋼である。第1の斜材8同士は互いに平行に傾斜して配置されており、第2の斜材9は、互いに平行に、第1の斜材8と逆方向に傾斜して全ての第1の斜材8に交叉するように配置されている。第1の斜材8及び第2の斜材9にはそれぞれの長さを調整することができるターンバックル13が設けられている。2本の第1の斜材8のうち図1において右側の第1の斜材8は、上端が右側の側柱4aの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が左側の間柱6bの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。左側の第1の斜材8は、上端が右側の間柱6aの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が左側の側柱4bの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。これによって左右の第1の斜材8は互いに平行に傾斜して配置されている。
また、2本の第2の斜材9のうち図1において右側の第2の斜材9は、上端が左側の間柱6bの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が右側の側柱4aの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。左側の第2の斜材9は、上端が左側の側柱4bの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が右側の間柱6aの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。これによって左右の第2の斜材9は互いに平行に第1の斜材8とは逆側に傾斜して配置されている。第1の斜材8は、耐力壁1aの厚さ方向の屋外側に設けられており、第2の斜材9は、第1の斜材8よりも屋内側に設けられており、これによって、図3及び図4に示すように、第1の斜材8と第2の斜材9とは正面から見て互いに交叉する位置で、耐力壁1aの厚さ方向にずれて互いに干渉することなく配置される。
このように構成されることによって、第1の実施形態の耐力壁1aには第1の斜材8と第2の斜材9とがそれぞれ2本づつ設けられているので、斜材が1本づつ設けられた耐力壁に比べて負担できる水平耐力を2倍にすることができるとともに、斜め材が1本づつの耐力壁を2つ並べて配置するよりも壁長を短くすることができるので、開口部などの配置の自由度を高めることができる。また、第1の斜材8と第2の斜材9とは耐力壁1aの厚さ方向にずれているが、第1の斜材8同士又は第2の斜材9同士は耐力壁1aの厚さ方向にずらす必要が無いので、耐力壁1aを厚くすることなく、負担できる水平耐力を高めることができるので、更なる設計の自由度を高めることができるとともに、屋内空間を広げることができる。
そして、第1の実施形態の耐力壁1aに、図5(a)示すように、図5の左側から右側に水平力Pが加わった場合に、2本の第1の斜材8によって左側の側柱4b及び左側の間柱6bに引張り方向の軸力Nを分散することができ、また、2本の第2の斜材9によって右側の間柱6a及び右側の側柱4aに圧縮方向の軸力Nを分散することができるので、耐力壁1aを下側から固定している住宅の基礎又は梁に加わる負荷を分散することができる。
更に、図3に示すように、第1の実施形態の耐力壁1aは、第1の斜材8及び第2の斜材9が挿通孔12に挿通することによって、これらの斜材8,9が移動できる範囲が挿通孔12の範囲に拘束させるので、各斜材8,9が座屈することを抑制でき、水平耐力の低下を防ぐことができる。
なお、耐力壁1aは、側柱4a,4b又は、間柱6a,6bに隣接して鉛直方向の荷重を負担する不図示の軸柱が設けられていてもよい。間柱6a,6bに隣接して軸柱を設ける場合は、軸柱にも、第1の斜材8同士又は第2の斜材9を挿通する孔を設けることとなる。
〔第2の実施形態〕
第1の実施形態における耐力壁1aは、第1の斜材8及び第2の斜材9がそれぞれ2本づつ配置されるものであるが、第1の斜材8及び第2の斜材9は、3本以上設けられるものであってもよい。各斜材の本数が増えればより大きな水平耐力を得ることができる。以下に図6を参照しつつ、第2の実施形態として、第1の斜材8及び第2の斜材9が3本づつ配置された耐力壁1bについて説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第2の実施形態の耐力壁1bは、一対の側柱4a,4bの間に3本の間柱6a,6b,6cが等間隔に設けられている。中央の間柱6cの柱頭及び柱脚には、隣接する左右の間柱6a,6bに向かってそれぞれ2枚の挟持プレート10が互いに平行にリップ17に溶接されている。そして、この挟持プレート10の間には、矩形平板状のガゼットプレート11が当該挟持プレート10に挟まれて溶接固定されている。また、左右の間柱6a,6bの形状は、第1の実施形態のものと同様である。なお、これらの3本の間柱6a,6b,6cには、図示しないが、第1の実施形態と同様に鉛直方向の中央に挿通孔12が形成されており、第1の斜材8及び第2の斜材9がが挿通している。
第1の斜材8のうち、図6における最も右側の第1の斜材8は、上端が右側の側柱4aの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が中央の間柱6cの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。中間の第1の斜材8は、上端が右側の間柱6aの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が左側の間柱6bの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。そして、左側の第1の斜材8は、上端が中央の間柱6cの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が左側の側柱4bの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。これによって3本の第1の斜材8は互いに平行に傾斜して配置されている。
また、第2の斜材9のうち、最も右側の第2の斜材9は、上端が左側の側柱4bの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が中央の間柱6cの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。中間の第2の斜材9は、上端が左側の間柱6bの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が右側の間柱6aの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。そして、左側の第2の斜材9は、上端が中央の間柱6cの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が右側の側柱4aの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。これによって3本の第2の斜材9は互いに平行に傾斜して配置されている。
このように構成されることによって、第2の実施形態の耐力壁1bは第1の斜材8と第2の斜材9とがそれぞれ3本づつ設けられているので、斜材が1本づつ設けられた耐力壁に比べて負担できる水平耐力を3倍にすることができるとともに、斜材が1本づつ設けられた耐力壁を3つ並べて配置するよりも短い壁長で配置することができるので、開口部などの配置の自由度を高めることができる。また、第2の実施形態の耐力壁1bに、図5(b)示すように、図5の左側から右側に水平力Pが加わった場合に、3本の第1の斜材8によって左側の側柱4b、左側の間柱6b、及び中央の間柱6cに引張り方向の軸力Nを分散することができ、また、3本の第2の斜材9によって中央の間柱6c、右側の間柱6a、及び右側の側柱4aに圧縮方向の軸力Nを分散することができるので、耐力壁1bを下側から固定している住宅の基礎又は梁に加わる負荷をよりいっそう分散することができる。
〔第3の実施形態〕
次に第3の実施形態に係る耐力壁1cについて、図7を参照しつつ説明する。なお、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の構成は、同じ符号を付して説明を省略する。第3の実施形態に係る耐力壁1cは、両側柱4a,4bの間に間柱6dが1本設けられている。また、第1の斜材8及び第2の斜材9はそれぞれ2本づつ設けられており、2本の第1の斜材8は、一方の側柱4aに向かって上り勾配に傾斜して配置されているが、互いに平行ではない。また、2本の第2の斜材9は、第1の斜材8と逆方向に傾斜して第1の斜材に交叉するように配置されているが、互いに平行ではない。
第3の実施形態の耐力壁1cは、一対の側柱4a,4bの間に1本の間柱6dが設けられている。中央の間柱6cの柱頭には、一対の側柱4a,4bの柱脚に向かってそれぞれ2枚の挟持プレート10が互いに平行にリップ17に溶接されている。そして、この挟持プレート10の間には、矩形平板状のガゼットプレート11が当該挟持プレート10に挟まれて溶接固定されている。また、間柱6dの柱脚には挟持プレート10及びガゼットプレート11は設けられていない。
第1の斜材8のうち、図7における左側の第1の斜材8は、上端が間柱6dの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が左側の側柱4bの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。また、右側の第1の斜材8は、上端が右側の側柱4aの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、当該右側の第1の斜材8の下端は、間柱6dと左側の側柱4bとの間に設けられ、図示しない基礎又は梁にボルト固定されるアンカープレート10a及びこのアンカープレート10aに固定されるガゼットプレート11aによって、フレーム2の下枠材14側に固定されている。
第2の斜材9のうち、図7における右側の第2の斜材9は、上端が間柱6dの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が右側の側柱4aの柱脚に挟持プレート10を介して固定されるガゼットプレート11に固定されている。また、左側の第2の斜材9は、上端が左側の側柱4bの柱頭に挟持プレート10を介して固定されているガゼットプレート11に固定されており、下端が間柱6dと右側の側柱4aとの間で、アンカープレート10a及びガゼットプレート11aを介してフレーム2の下枠材14側において図示しない基礎又は梁にボルト固定されている。なお、間柱6dには、図示を省略するが、鉛直方向の中央よりも下側に挿通孔12が形成されており、第1の斜材及び第2の斜材が挿通している。
このように構成されることによって、第3の実施形態の耐力壁1cは、各斜材8,9の下端が互いに壁面に対して平行な水平方向に離間した位置に固定されており、耐力壁1cが水平力を負担する際にこれら斜材8,9を介して図示しない基礎や梁に加わる応力が分散されることになり、耐力壁1cを下側から固定する住宅の基礎又は梁への負荷を分散することができる。そして、間柱6dは一本でよいので、2本以上の間柱を有する場合に比べて熱橋による断熱性能の低下を抑制することができる。
なお、耐力壁1dは、第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態の耐力壁1a、1b、1cを、1つの階の平面視同じ位置に2以上の耐力壁を重ねて配置したような形状であって、鉛直方向に側柱及び間柱が繋がったものであってもよい。すなわち、図8に示すように、高さが住宅の階高の半分ほどの耐力壁1aを鉛直方向に重ねたように配置されるものであって、側柱及び間柱が鉛直方向に繋がったものであってもよい。
〔第4の実施形態〕
次に第4の実施形態について図9から図12を参照しつつ説明する。なお、第1の実施形態から第3の実施形態で説明した構成と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。上述した第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態は、それぞれの間柱6a〜dに設けられている挿通孔12が設けられており、この挿通孔12が設けられた高さにおける間柱6a〜dの耐力が低下を抑制するために、更に、補強部15を設けることができる。補強部15は、間柱6a〜dの挿通孔12付近を補強することができる形状であれば、どのような形状であってもよいが、以下に4例の具体例を列挙する。
補強部15の第1の例としては、図9(a)に示すように、平板状の補強プレート15aを用いることができる。補強プレート15aは、矩形平板状に形成されており、図10に示すように、背板16側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成された間柱6a〜dの背板16を貫通する挿通孔12と同じ高さ位置において、リップ17の間に架け渡されるように、リップ17に溶接して固定されている。なお、図10には、中間水平材7の端部が補強プレート15aの間柱6a〜dと反対側の面に溶接して固定されており、中間水平材7によって補強プレート15aが更に補強されているが、耐力壁1a,1b,1cは、中間水平材7が設けられていないものであってもよく、補強プレート15aのみが間柱6a〜dに固定されているものであっても、間柱6a〜dを十分補強することができる。
このような、補強プレート15aを用いると、挿通孔12が設けられた位置の断面においては、背面側が挿通孔12により開放されるものの、リップ17側が、補強プレート15aによって閉じられるので、挿通孔12が設けられることによって生じる間柱6a〜dの耐力低下を抑制し、間柱6a〜dの挿通孔12が設けられた部分の変形を抑制することができる。
補強部15の第2の例としては、図9(b)に示すように、補強プレート15bを用いることができる。補強プレート15bは、図11に示すように、矩形平板状であって、間柱6a〜dに取り付けたときに上端及び下端となる位置に第1の斜材又は第2の斜材が挿通可能な切り欠きが形成されている。そして、挿通孔12と同じ高さ位置において、リップ17の間に架け渡されるように、リップ17に溶接して固定されている。なお、図11には、中間水平材7の端部が補強プレート15bの間柱6a〜dと反対側の面に溶接して固定されているが、上述の補強プレート15aの場合と同様に、中間水平材7が設けられていないものであってもよい。
この補強プレート15bを用いることで、第1の斜材8及び第2の斜材9と干渉することなく、間柱6a〜dの挿通孔12が設けられた位置の上下方向に広い範囲で補強プレート15bをリップ17に溶接することができ、より確実に間柱6a〜dの挿通孔12が設けられた部分の変形を抑制することができる。
補強部15の第3の例としては、図9(c)に示すように、補強アングル15cを用いることができる。補強アングル15cは、挿通孔12が形成されている高さ位置において、間柱6a〜dを構成するリップ溝形鋼のリップ17の間に架け渡されて、間柱6a〜dを補強するものである。補強アングル15cを用いることにより、平板状の補強プレート15a,15bよりも更に変形しにくく、より確実に間柱6a〜dの挿通孔12が設けられた部分の変形を抑制することができる。また、図12に示すように、補強アングル15cを中間水平材7を上下から挟むように設け、補強アングル15cの間柱6a〜dから突出する面を中間水平材に固定することで更に補強することができる。
補強部15の第4の例としては、図9(d)に示すように、間柱6a〜dに形成される挿通孔12と同じ形状の孔を有する平板状の孔付きプレート15dを用いることができる。この孔付きプレート15dは、図13(a)(b)に示されるように、間柱6a〜6dを構成する2本のリップ溝形鋼の間に、挿通孔12の周囲を囲うように固定される。
したがって、この孔付きプレート15dによって、挿通孔12の周囲がそのまま補強されるので、間柱6a〜6dの挿通孔12が設けられた部分の変形を抑制することができる。
なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。
本発明に係る耐力壁1a,1b,1cは短い壁長で大きな水平耐力を負担でき、住宅の設計自由度を上げることができる耐力壁1a,1b,1cとして好適に用いることができる。
1a,1b,1c,1d 耐力壁
3 ブレース
4a,4b 側柱
6a,6b,6c,6d 間柱
8 第1の斜材
9 第2の斜材
11 ガゼットプレート
12 挿通孔
15 補強部

Claims (9)

  1. 鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる1本の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、
    前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、
    全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の上端は、前記側柱又は前記間柱の柱頭に固定され、
    前記間柱には、挿通孔が形成されるとともに、前記第1の斜材及び前記第2の斜材のうち、1本以上の斜材が前記間柱の前記挿通孔に挿通され、
    前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、
    前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、
    前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される平板状の補強プレートであることを特徴とする耐力壁。
  2. 前記第1の斜材のうちの一方の第1の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第1の斜材の下端が前記一対の側柱のうちの一方の側柱の柱脚に固定され、
    前記第1の斜材のうちの他方の第1の斜材の上端が他方の前記側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第1の斜材の下端が前記間柱と前記一方の側柱との間に固定され、 前記第2の斜材のうちの一方の第2の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第2の斜材の下端が前記他方の側柱の柱脚に固定され、
    前記第2の斜材のうちの他方の第2の斜材の上端が前記一方の側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第2の斜材の下端が前記間柱と前記他方の側柱との間に固定されることを特徴とする請求項1に記載の耐力壁。
  3. 鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる2本以上の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、
    前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、
    全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、
    前記ブレースは、
    前記一対の側柱のうち一方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一対の側柱のうち他方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに一方の前記第1の斜材及び一方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置されるとともに、
    前記他方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに、他方の前記第1の斜材及び他方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置され、
    前記間柱は、前記第1の斜材及び前記第2の斜材と交叉する位置に設けられており、当該間柱には、前記第1の斜材及び前記第2の斜材を挿通可能な挿通孔が形成され、
    前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、
    前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、
    前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される平板状の補強プレートであることを特徴とする耐力壁。
  4. 前記補強プレートは上端及び下端のいずれか一方又は双方に、前記第1の斜材又は前記第2の斜材が挿通可能な切り欠きが設けられることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の耐力壁。
  5. 鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる1本の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、
    前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、
    全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の上端は、前記側柱又は前記間柱の柱頭に固定され、
    前記間柱には、挿通孔が形成されるとともに、前記第1の斜材及び前記第2の斜材のうち、1本以上の斜材が前記間柱の前記挿通孔に挿通され、
    前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、
    前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、
    前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される補強アングルであることを特徴とする耐力壁。
  6. 前記第1の斜材のうちの一方の第1の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第1の斜材の下端が前記一対の側柱のうちの一方の側柱の柱脚に固定され、
    前記第1の斜材のうちの他方の第1の斜材の上端が他方の前記側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第1の斜材の下端が前記間柱と前記一方の側柱との間に固定され、 前記第2の斜材のうちの一方の第2の斜材の上端が前記間柱の柱頭に固定されるとともに、前記一方の第2の斜材の下端が前記他方の側柱の柱脚に固定され、
    前記第2の斜材のうちの他方の第2の斜材の上端が前記一方の側柱の柱頭に固定されるとともに、前記他方の第2の斜材の下端が前記間柱と前記他方の側柱との間に固定されることを特徴とする請求項5に記載の耐力壁。
  7. 鉛直方向に延びる一対の側柱と、前記一対の側柱の間に鉛直方向に延びる2本以上の間柱と、前記一対の側柱の間の空間に配設されるブレースと、を備えた耐力壁であって、
    前記ブレースは、該耐力壁の一方の側柱に向かって下り勾配に傾斜して配置される2本以上の第1の斜材と、当該第1の斜材と逆方向に傾斜して2本以上の前記第1の斜材に交叉するように配置される2本以上の第2の斜材と、を有するものであって、
    全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の壁面に平行な同一面上に配置されるとともに、全ての前記第2の斜材は、前記第1の斜材よりも屋内側に設けられており、
    前記第1の斜材及び前記第2の斜材の下端は当該耐力壁の壁面と平行な水平方向において互いに離間した位置に固定され、
    前記ブレースは、
    前記一対の側柱のうち一方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一対の側柱のうち他方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに一方の前記第1の斜材及び一方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置されるとともに、
    前記他方の側柱の柱頭及び柱脚と、前記一方の側柱に隣接する間柱の柱頭及び柱脚とに、他方の前記第1の斜材及び他方の前記第2の斜材の端部が固定されてX字状に配置され、
    前記間柱は、前記第1の斜材及び前記第2の斜材と交叉する位置に設けられており、当該間柱には、前記第1の斜材及び前記第2の斜材を挿通可能な挿通孔が形成され、
    前記間柱には、前記挿通孔が設けられた部分を補強する補強部が設けられ、
    前記間柱は、背板側を互いに対向させた2本のリップ溝形鋼により形成されるとともに、前記挿通孔は背板を貫通するものであり、
    前記補強部は、少なくとも挿通孔が形成された高さと同じ高さ位置において、前記リップ溝形鋼のリップの間に架け渡される補強アングルであることを特徴とする耐力壁。
  8. 全ての前記第1の斜材は、当該耐力壁の厚さ方向の屋外側に設けられることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の耐力壁。
  9. 請求項1から請求項8のいずれかに記載の耐力壁を備えることを特徴とする住宅。
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