JP6265676B2 - Steel shear wall - Google Patents
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Description
本発明は、鋼製耐震壁に関する。 The present invention relates to a steel earthquake resistant wall.
外壁を囲む架構に、鋼製耐震壁を取り付ける耐震改修方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 An earthquake-proof repair method for attaching a steel earthquake-resistant wall to a frame surrounding an outer wall is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、つぎの点で改善の余地がある。すなわち、鋼製耐震壁を外壁の内側(室内側)に設置するため、室内スペースが狭くなる可能性がある。また、鋼製耐震壁を外壁と接合するため、鋼製耐震壁の変形性能が低下する可能性がある。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has room for improvement in the following points. That is, since the steel seismic wall is installed on the inner side (inside the room) of the outer wall, the indoor space may be reduced. Moreover, since a steel earthquake-resistant wall is joined with an outer wall, the deformation performance of a steel earthquake-resistant wall may fall.
本発明は、上記の事実を考慮し、室内スペースを変えずに、変形性能の低下を抑制することができる鋼製耐震壁を得ることを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a steel earthquake-resistant wall that can suppress deterioration in deformation performance without changing the indoor space.
第1態様に係る鋼製耐震壁は、上下の梁間に設けられた外壁の外面側に、該外面と接触しまたは隙間を空けて配置された鋼板壁と、前記鋼板壁を前記上下の梁にそれぞれ接合する接合部材と、を備えている。 The steel seismic wall according to the first aspect is a steel plate wall disposed on the outer surface side of the outer wall provided between the upper and lower beams, in contact with the outer surface or with a gap, and the steel plate wall as the upper and lower beams. And a joining member for joining each of them.
第1態様に係る発明によれば、鋼板壁は、外壁の外面側に配置され、接合部材によって上下の梁にそれぞれ接合される。したがって、鋼板壁を外壁の内面側に配置する構成と比較して、室内スペースが狭くならない。 According to the first aspect of the invention, the steel plate wall is disposed on the outer surface side of the outer wall and is joined to the upper and lower beams by the joining member. Therefore, compared with the structure which arrange | positions a steel plate wall in the inner surface side of an outer wall, indoor space does not become narrow.
また、鋼板壁は、外壁の外面と接触しまたは隙間を空けて配置される。つまり、鋼板壁と外壁とは、水平方向の縁が切られている。これにより、地震時に、外壁によって鋼板壁が拘束されないため、鋼板壁の変形性能の低下を抑制することができる。 Further, the steel plate wall is disposed in contact with the outer surface of the outer wall or with a gap. That is, the horizontal edge of the steel plate wall and the outer wall is cut. Thereby, since a steel plate wall is not restrained by an outer wall at the time of an earthquake, the fall of the deformation performance of a steel plate wall can be suppressed.
第2態様に係る鋼製耐震壁は、第1態様に係る鋼製耐震壁において、前記鋼板壁は、上下方向に並んだ波板状部及び平板状部を有している。 The steel earthquake resistant wall according to the second aspect is the steel earthquake resistant wall according to the first aspect , wherein the steel plate wall has a corrugated plate-like portion and a flat plate-like portion arranged in the vertical direction.
第2態様に係る発明によれば、鋼板壁は、上下方向に並んだ波板状部及び平板状部を有している。 According to the second aspect of the invention, the steel plate wall has the corrugated plate portion and the flat plate portion arranged in the vertical direction.
ここで、波形状部は、例えば断面波形状に形成されており、平板状部よりもせん断剛性が低くなっている。つまり、波形状部は、変形性能に優れている。このような波形状部を用いることにより、鋼板壁の変形性能を向上させることができる。 Here, the corrugated portion is formed, for example, in a cross-sectional corrugated shape, and the shear rigidity is lower than that of the flat plate portion. That is, the corrugated portion is excellent in deformation performance. By using such a corrugated portion, the deformation performance of the steel plate wall can be improved.
一方、例えば、鋼板壁に波形状部のみを形成すると、鋼板壁のせん断剛性が低くなり過ぎる可能性がある。これに対して本発明では、波形状部及び平板状部を組み合わせることにより、鋼板壁のせん断剛性を容易に高めることができる。 On the other hand, for example, if only the corrugated portion is formed on the steel plate wall, the shear rigidity of the steel plate wall may be too low. On the other hand, in this invention, the shear rigidity of a steel plate wall can be easily raised by combining a waveform part and a flat plate part.
第3態様に係る鋼製耐震壁は、第1態様または第2態様に係る鋼製耐震壁において、前記外壁には、外壁開口が形成され、前記鋼板壁には、前記外壁開口と対向する開口部が形成されている。 The steel earthquake-resistant wall according to the third aspect is the steel earthquake-resistant wall according to the first aspect or the second aspect , wherein an outer wall opening is formed in the outer wall, and an opening facing the outer wall opening is formed in the steel plate wall. The part is formed.
第3態様に係る発明によれば、鋼板壁には、外壁に形成された外壁開口と対向する開口部が形成されている。これにより、外壁の外壁開口を塞がずに、外壁の外面側に鋼製耐震壁を設置することができる。したがって、眺望性、採光性、通風性等を確保しつつ、構造物の耐震性能を向上させることができる。 According to the invention relating to the third aspect , the steel plate wall is formed with an opening facing the outer wall opening formed in the outer wall. Thereby, a steel earthquake-resistant wall can be installed on the outer surface side of the outer wall without blocking the outer wall opening of the outer wall. Therefore, the seismic performance of the structure can be improved while ensuring viewability, daylighting, ventilation and the like.
以上説明したように、本発明に係る鋼製耐震壁によれば、室内スペースを変えずに、変形性能の低下を抑制することができる。 As described above, according to the steel shear wall according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the deformation performance without changing the indoor space.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る鋼製耐震壁について説明する。 Hereinafter, a steel earthquake resistant wall according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3(A)に示されるように、本実施形態に係る鋼製耐震壁10は、例えば、既存の構造物の外壁12の外面12Aに後施工によって取り付けられる。外壁12は、上下の梁14(図2参照)及び左右の柱16(図3(A)参照)で構成された架構内に設けられている。また、本実施形態では、外壁12、梁14、柱16の外面12A,14A,16Aは、略面一とされている。
As shown in FIGS. 1 to 3A, the steel earthquake
図1に示されるように、鋼製耐震壁10は、正面視にて略矩形の枠状に形成されており、その中央部に開口部20が形成されている。この鋼製耐震壁10は、構造物の外壁12に形成された矩形状の外壁開口18を塞がないように、当該外壁開口18に開口部20を対向させた状態で配置されている。
As shown in FIG. 1, the steel earthquake
なお、本実施形態では、開口部20が外壁開口18よりも大きくなっているが、開口部20は外壁開口18よりも小さくても良い。また、外壁開口18は、矩形状に限らず、例えば、円形状等であっても良い。
In the present embodiment, the opening 20 is larger than the outer wall opening 18, but the opening 20 may be smaller than the outer wall opening 18. Further, the
鋼製耐震壁10は、外壁開口18の左右両側に配置された一対の鋼板壁30と、外壁開口18の上下両側に配置され、鋼板壁30を連結する一対の上側連結部60及び下側連結部62とを備えている。鋼板壁30は、壁部30Bと、壁部30Bの上下に設けられた上側接合部30A及び下側接合部30Cとを有し、上下の梁14(図2参照)に亘ると共に、左右の柱16(図3(A)参照)に亘って配置されている。
The steel
壁部30Bは、上下方向に並んだ波形鋼板32及び剛性調整板34を有している。波板状部としての波形鋼板32は、地震時にせん断変形しながら水平力に抵抗し、若しくは降伏して履歴ループを描くことにより地震エネルギーを吸収するものである。この波形鋼板32は、断面波形状に形成されており、平板状の剛性調整板34と比較してせん断剛性が低くなっている。つまり、波形鋼板32は、剛性調整板34と比較して、変形性能(靭性)に優れている。
The
波形鋼板32は、開口部20の両側に折り筋を横(水平方向)にして配置されている。なお、波形鋼板32は、折り筋を縦(上下方向)にして配置しても良い。また、波形鋼板32の左右の端部には、縦フランジ36が溶接等によってそれぞれ接合されている。さらに、波形鋼板32の上下の端部には、横フランジ38が溶接等によってそれぞれ接合されている。縦フランジ36は、上側接合部30A及び下側接合部30Cに亘って設けられており、上下の端部が鋼板壁30の外周枠を形成する横フランジ40に接合されている。なお、鋼板壁30の外周枠は、縦フランジ36及び横フランジ40によって形成されている。
The
波形鋼板32の下端部には、横フランジ38を介して剛性調整板34が溶接等によって接合されている。剛性調整板34は、平鋼板で形成されており、波形鋼板32よりもせん断剛性が高くなっている。この剛性調整板34及び波形鋼板32の割合を変えることにより、壁部30Bのせん断剛性が調整されている。なお、剛性調整板34は、下側接合部30Cの表面板50と一体に形成されている。また、壁部30と後述する下側接合部30Cとの間には、横フランジ42が配置されている。
A
ここで、壁部30について補足すると、剛性調整板34及び波形鋼板32の大きさや数は適宜変更可能である。また、剛性調整板34を省略して波形鋼板32だけで壁部30Bを形成しても良いし、これとは逆に、波形鋼板32を省略して剛性調整板34だけで壁部30Bを形成しても良い。なお、本実施形態では、剛性調整板34と表面板50とを一体に形成したが、別体で形成しても良い。
Here, if it supplements about the
上側接合部30Aは、縦フランジ36及び横フランジ38,40で囲まれた枠部44と、枠部44を塞ぐ表面板46とを有している。これと同様に、下側接合部30Cは、縦フランジ36及び横フランジ40,42で囲まれた枠部48と、枠部48を塞ぐ表面板50とを有している。
The upper
図2に示されるように、上側接合部30Aは、上の梁14の外面14Aと対向して配置され、下側接合部30Cは、下の梁14の外面14Aと対向して配置されている。なお、上側接合部30Aと下側接合部30Cとは同様の構成であるため、以下、上側接合部30Aについて説明し、下側接合部30Cの説明は省略する。
As shown in FIG. 2, the upper
表面板46は、枠部44の外側(外壁12と反対側)の縁部に接合されている。図3(B)に示されるように、表面板46の裏面には、せん断力伝達部材としての複数の頭付スタッド52が突設されている。
The
一方、上の梁14の外面14Aには、せん断力伝達部材としての複数のアンカー部材54が埋設されている。アンカー部材54は、例えば、接着剤系のアンカーとされている。これらの頭付スタッド52及びアンカー部材54を、枠部44内に充填されたコンクリート等の充填材56によって一体化することにより、上側接合部30Aが梁14の外面14Aとせん断力を伝達可能に接合されている。
On the other hand, a plurality of
なお、本実施形態では、接合部材として、頭付スタッド52、アンカー部材54、及び充填材56を用いたが、これに限らない。せん断力伝達部材には、種々のスタッド、アンカー、異形鉄筋等を用いることができる。また、充填材56には、コンクリートに限らず、モルタル、グラウトまたは接着剤等を用いることができる。さらには、例えば、梁14の外面14Aに埋め込まれた袋ナット及びボルトにより、梁14の外面14Aに上側接合部30Aを接合しても良い。
In the present embodiment, the headed
図1に示されるように、上側連結部60は、一対の鋼板壁30の上側接合部30A同士を連結しており、下側連結部62は、一対の鋼板壁30の下側接合部30C同士を連結している。図3(A)及び図3(B)に示されるように、上側連結部60は、上側接合部30Aと同様の構成とされており、頭付スタッド52、アンカー部材54、及び充填材56によって上の梁14の外面14Aにせん断力を伝達可能に連結されている。下側連結部62についても同様である。これらの上側連結部60及び下側連結部62によって、外壁12に対する上側接合部30A及び下側接合部30Cの固定度(接合強度)が高められている。
As shown in FIG. 1, the
なお、上側連結部60及び下側連結部62の表面板64には、補剛リブ66が適宜設けられている。また、下側連結部62の表面板64は、一対の鋼板壁30の剛性調整板34同士も連結している。
Note that stiffening
ここで、図2に示されるように、鋼板壁30は、壁部30Bと外壁12との間に隙間Sを空けた状態で外壁12に取り付けられる。つまり、外壁12と壁部30Bとは水平方向の縁が切られている。これにより、地震時に、外壁12によって壁部30Bが拘束されないようになっている。
Here, as shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態では、壁部30Bと外壁12との間に隙間Sを空けたが、これに限らない。壁部30Bと外壁12とは、水平方向の縁が切れていれば良く、例えば、壁部30Bを外壁12の外面12Aに接触(面タッチ)させても良い。また、鋼製耐震壁10の表面には、例えば、アルミパネル等の仕上材を設けても良い。
In addition, in this embodiment, although the clearance gap S was opened between the
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
地震等には、上下の梁14を介して鋼製耐震壁10に水平力が伝達される。これにより、一対の鋼板壁30の壁部30Bがせん断変形しながら水平力に対して抵抗する。また、波形鋼板32が水平力に対して降伏するように設計されている場合には、波形鋼板32が降伏して履歴ループを描くことにより振動エネルギーが吸収される。したがって、構造物の振動が低減される。
For an earthquake or the like, a horizontal force is transmitted to the
ここで、図2に示されるように、鋼製耐震壁10は、外壁12の外面12A側(室外側)に配置されている。したがって、鋼製耐震壁10を外壁12の内面側(室内側)に配置する場合と比較して、室内スペースが狭くならない。しかも、室内スペースを継続利用しながら、鋼製耐震壁10を施工することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the steel earthquake-
また、鋼製耐震壁10には、外壁12の外壁開口18と対向する開口部20が形成されている。これにより、外壁12の外壁開口18を塞がずに、外壁12に鋼製耐震壁10を取り付けることができる。したがって、眺望性、採光性、通風性等を確保しつつ、構造物の耐震性能を向上させることができる。
The steel earthquake-
さらに、鋼製耐震壁10は、RC耐震壁と比較して壁厚を薄くすることができるため、外壁12の外面12Aから出っ張る鋼製耐震壁10の出っ張り量を小さくすることができる。したがって、構造物の外観に与える影響を小さくすることができる。これに加え、例えば、鋼製耐震壁10の外面をアルミパネル等の仕上材で仕上ることにより、意匠性も向上させることができる。
Furthermore, since the steel earthquake-
また、一対の鋼板壁30の壁部30Bは、外壁12の外面12Aと隙間Sを空けて配置されている。つまり、壁部30Bと外壁12とは、水平方向の縁が切られている。したがって、地震時に、外壁12によって壁部30Bが拘束されないため、鋼板壁30の変形性能の低下が抑制される。
Further, the
さらに、本実施形態では、壁部30Bに波形鋼板32が設けられている。波形鋼板32は、断面波形状に形成されており、剛性調整板34よりもせん断剛性が低く、変形性能(靭性)に優れている。このような波形鋼板32を用いることにより、鋼板壁30の変形性能を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the
一方、波形鋼板32は、上記のように変形性能に優れるため、壁部30Bを波形鋼板32のみで形成すると、設計条件(負担耐力)によって壁部30Bのせん断剛性が低くなり過ぎる虞がある。このような場合、波形鋼板32の板厚や断面形状(例えば波の波長や振幅)を変えることでせん断剛性を調整することも可能であるが、これには波形鋼板32の製作にコストがかかる。
On the other hand, since the corrugated
これに対して本実施形態の壁部30Bでは、波形鋼板32と、波形鋼板32よりもせん断剛性が高い剛性調整板34とが上下方向に並んで配置されている。この剛性調整板34と波形鋼板32とを組み合わせることにより、壁部30Bのせん断剛性を容易に高めることができる。したがって、規格化された波形鋼板32を用いることができるため、波形鋼板32の製作コストを削減することができる。
On the other hand, in the
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
上記実施形態では、一対の鋼板壁30を上側連結部60及び下側連結部62によって連結した例を示したが、これに限らない。例えば、図4に示されるように、外壁開口18の両側に鋼製耐震壁10をそれぞれ配置しても良い。この場合、上記実施形態と同様に、外壁開口18を塞がずに、鋼製耐震壁10を配置することができる。なお、鋼製耐震壁10は、外壁開口18とは無関係に、構造物の外壁12の外面12Aに取り付けることも可能である。
In the said embodiment, although the example which connected a pair of
また、上記実施形態では、上下の梁14の外面14Aに鋼製耐震壁10の上側接合部30A及び下側接合部30Cを接合した例を示したが、これに限らない。例えば、外壁12の外面12Aに対して上下の梁14の梁型が外側へ突出している場合には、上下の梁14の間に鋼製耐震壁10を設置し、上の梁14の下面に壁部30Bの上端部を接合すると共に、下の梁の上面に壁部30Bの下端部を接合しても良い。この場合、壁部30Bと上下の梁14とは、スタッドやアンカー部材、ボルト等の接合部材で接合すれば良い。
Moreover, in the said embodiment, although the upper
また、鋼製耐震壁10は、例えば、図5に示されるように、外壁開口18の周囲に取り付けられるベランダ70の下地材として用いることも可能である。具体的には、図6に示されるように、ベランダ70の骨格を構成するH形鋼等の骨格材72をボルトや溶接等によって鋼製耐震壁10に接合しても良い。この場合、外壁12に対する骨格材の取り付けが容易となるため、ベランダ70の施工性が向上する。
The steel earthquake
なお、図5では、鋼製耐震壁10の表面にアルミパネル等の仕上材68が取り付けられているが、仕上材68は省略可能である。また、ベランダ70に限らず、外壁12から張り出すバルコニーやテラスの張出し構造を構成する骨格材の下地材として鋼製耐震壁10を用いても良い。
In FIG. 5, a finishing
また、上記実施形態では、外壁12がRC造とされ、上下の梁14及び左右の柱16がRC造またはSRC造とされているが、これに限らない。外壁12は、例えば各種の外壁ボードであっても良いし、上下の梁14及び左右の柱16は、例えば、鉄骨造であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記実施形態では、既存の構造物の外壁12の外面12Aに鋼製耐震壁10を取り付けた例を示したが、これに限らない。鋼製耐震壁10は、新築の構造物の外壁の外面にも取り付けることができる。
Furthermore, in the said embodiment, although the example which attached the steel earthquake-
以上、本発明の一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限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、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。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to such an embodiment, and one embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate, and the gist of the present invention will be described. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope.
10 鋼製耐震壁
12 外壁
12A 外面
14 梁
18 外壁開口
20 開口部
30 鋼板壁
30B 壁部
32 波形鋼板(波板状部)
34 剛性調整板(平鋼板)
52 頭付スタッド(接合部材)
54 アンカー部材(接合部材)
56 充填材(接合部材)
DESCRIPTION OF
34 Stiffness adjustment plate (flat steel plate)
52 Stud with head (joining member)
54 Anchor member (joining member)
56 Filler (joining member)
Claims (4)
前記鋼板壁を前記上下の梁にそれぞれ接合する接合部材と、
を備えた鋼製耐震壁。 Is spaced contact or gap between the outer surface on the outer surface of the outer wall which is provided above and below the Harima, and the steel plate walls which are not joined to the outer wall,
Joining members for joining the steel plate walls to the upper and lower beams, respectively.
Steel shear wall with
前記鋼板壁を前記上下の梁の外面にそれぞれ接合する接合部材と、Joining members for joining the steel plate walls to the outer surfaces of the upper and lower beams,
を備えた鋼製耐震壁。Steel shear wall with
前記鋼板壁を前記上下の梁にそれぞれ接合する接合部材と、Joining members for joining the steel plate walls to the upper and lower beams, respectively.
を備え、With
前記鋼板壁は、上下方向に並んだ波板状部及び平板状部を有している、The steel plate wall has a corrugated plate portion and a flat plate portion arranged in the vertical direction.
鋼製耐震壁。Steel shear wall.
前記鋼板壁を前記上下の梁にそれぞれ接合する接合部材と、Joining members for joining the steel plate walls to the upper and lower beams, respectively.
を備え、With
前記外壁には、外壁開口が形成され、The outer wall is formed with an outer wall opening,
前記鋼板壁には、前記外壁開口と対向する開口部が形成されている、The steel plate wall is formed with an opening facing the outer wall opening,
鋼製耐震壁。Steel shear wall.
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