JP6313514B1

JP6313514B1 - 耐力壁

Info

Publication number: JP6313514B1
Application number: JP2017175577A
Authority: JP
Inventors: 陽生関谷
Original assignee: 株式会社ビルドアート
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: JP2019052430A

Abstract

【課題】全ての方向の負荷に的確に抗することのできる軽量かつ小型の耐力壁を提供する。【解決手段】左右方向へ延びる土台部材１０と、土台部材１０から上方へ延び、土台部材１０の延在方向に間隔をおいて設けられる一対の柱部材２０と、各柱部材２０の上端側を接続し、左右方向へ延びる梁部材３０と、を備えた耐力壁１において、長尺のシート状の強化繊維プラスチック材料を正面視にて複数の閉断面をなすよう湾曲させたコア部材と、コア部材の前端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む前側閉塞部材と、コア部材の後端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む後側閉塞部材と、を含む強化パネル５０を配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、木造、鉄骨造等の建築物に用いられる耐力壁に関する。

耐力壁として、水平方向へ延びる土台部材、上下方向へ延びる一対の各柱部材及び水平方向へ延びる梁部材により形成された四角形状の空間に、縦方向及び横方向の複数の格子状リブからなる合成樹脂製のパネル材を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７７５６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の耐力壁では、パネル材が縦方向及び横方向の格子状リブからなるため、斜め方向の負荷が加わるとパネル材が変形し、壁が全体的に歪んでしまう。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、全ての方向の負荷に的確に抗することのできる軽量かつ小型の耐力壁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、左右方向へ延びる土台部材と、前記土台部材から上方へ延び、前記土台部材の延在方向に間隔をおいて設けられる一対の柱部材と、前記各柱部材の上端側を接続し、左右方向へ延びる梁部材と、を備えた耐力壁において、前記土台部材、前記各柱部材及び前記梁部材により形成された正面視四角形状の空間に、所定の前後幅寸法を有する長尺のシート状の強化繊維プラスチック材料を正面視にて複数の閉断面をなすよう湾曲させたコア部材と、前記コア部材の前端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む前側閉塞部材と、前記コア部材の後端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む後側閉塞部材と、を含む強化パネルを配置した耐力壁が提供される。

この耐力壁によれば、強化パネルのコア部材が正面視にて複数の閉断面をなすよう湾曲しているため、強化パネルの面内方向であれば、コア部材が全ての方向の負荷に的確に抗することができる。また、前側閉塞部材及び後側閉塞部材によりコア部材が閉塞されているため、強化パネルの曲げ剛性が損なわれることはない。さらに、コア部材、前側閉塞部材及び後側閉塞部材が強化繊維プラスチック材料を含んで構成されるため、強化パネルに比較的高い強度を付与しつつ強化パネルを軽量かつ小型とすることができる。

上記耐力壁において、前記各閉断面は、正面視にて、略円形であってもよい。

この耐力壁によれば、コア部材の各閉断面が略円形であるので、強化パネルの面内方向の全ての方向の負荷に対して、ほぼ均一に抗することができる。

上記耐力壁において、前記各閉断面は、正面視にて、当該閉断面をなす円の中心が正三角形の頂点の位置となるように、所定の周期で仮想の三角格子の交点に整列して配列されてもよい。

この耐力壁によれば、各閉断面の外側に隣接して、周方向に６つの閉断面を６０度間隔で並べることにより、正面視にて各閉断面を密に配置することができる。

上記耐力壁において、前記コア部材は、１枚のシート状の前記強化繊維プラスチック材料からなり上下２列の前記各閉断面を左右方向に斜めにずらしながら連続的に形成された単位コアを、上下方向に複数並べることで構成されてもよい。

この耐力壁によれば、各閉断面が不完全な円形となるものの、効率良くコア部材を作製することができる。

上記耐力壁において、前記コア部材の前記強化繊維プラスチック材料は、厚さ３．０ｍｍ未満のシート状に形成されてもよい。

この耐力壁によれば、コア部材を厚さ３．０ｍｍ未満のシート状とすることで強化パネルを極めて軽量とすることができ、強化パネルひいては耐力壁の取り扱いが容易となる。

上記耐力壁において、正面視における前記各柱部材の中心間の距離は、４５０ｍｍ以上４６０ｍｍ以下であってもよい。

この耐力壁によれば、一般に住宅等の建築物は各柱部材の中心間の距離について９１０ｍｍ程度を基準寸法として設計されることが多いところ、各柱部材の中心間の寸法をこの基準寸法の半分程度とすることができ、建築物の一般的な基準寸法において利用することができる。

上記耐力壁において、前記強化パネルは、前後方向へ延び上下方向に並べられる複数の固定部材によって前記各柱部材に固定されてもよい。

この耐力壁によれば、強化パネルの左右外側が上下に並ぶ各固定部材により各柱部材に固定されることで、強化パネルを各柱部材に一体的に固定することができ、耐力壁に加わる負荷に効果的に抗することができる。

上記耐力壁において、前記強化パネルは、前記土台部材及び前記梁部材と間隔をおいて配置されてもよい。

この耐力壁によれば、強化パネルが土台部材及び梁部材と独立して配置されているので、土台部材及び梁部材により強化パネルが拘束されて、強化パネルに過度の負荷が加わることはない。また、土台部材１０及び梁部材３０から強化パネル５０に直接的に上下方向の圧縮力が作用することはない。

本発明の耐力壁によれば、軽量かつ小型としつつ、全ての方向の負荷に的確に抗することができる。

本発明の一実施形態を示す耐力壁の正面図である。強化パネルを示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。強化パネルの一部拡大図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。

図１から図４は本発明の一実施形態を示し、図１は耐力壁の概略正面図である。

図１に示すように、この耐力壁１は、左右方向へ延びる土台部材１０と、土台部材１０から上方へ延び、土台部材１０の延在方向に間隔をおいて設けられる一対の柱部材２０と、各柱部材２０の上端側を接続し、左右方向へ延びる梁部材３０と、を備えている。尚、建築物における耐力壁１の設置方向は任意であるが、土台部材１０及び梁部材３０の延在方向を左右方向と規定して説明する。耐力壁１には、土台部材１０、各柱部材２０及び梁部材３０により正面視四角形状の空間４０が形成される。耐力壁１は、空間４０内に配置され、主として強化繊維プラスチック材料からなる強化パネル５０を有する。

土台部材１０は木材からなり、側面視にて四角形状の断面を有する。土台部材１０の上面には、上面視四角形の一対のほぞ穴１１が形成される。本実施形態においては、土台部材１０の木材として、前後寸法が１０５ｍｍ、上下寸法が１０５ｍｍの角材が用いられる。また、土台部材１０の上面における各柱部材２０との接触部分には上面強化板１２が設けられる。上面強化板１２は、例えば金属からなる。

各柱部材２０は木材からなり、平面視にて四角形状の断面を有する。各柱部材２０の下端には、土台部材１０のほぞ穴１１と嵌合する下側ほぞ２１が形成される。また、各柱部材２０の上端には、後述する梁部材３０のほぞ穴３１と嵌合する上側ほぞ２２が形成される。各柱部材２０の内側面には、上下方向へ延び、強化パネル５０の外側端を受容する受容穴２３が形成される。本実施形態においては、各柱部材２０の木材として、前後寸法が１０５ｍｍ、左右寸法が１５０ｍｍの角材が用いられる。正面視における各柱部材２０の中心間の距離Ａは任意であるが、例えば４５０ｍｍ以上４６０ｍｍ以下であり、本実施形態においては４５５ｍｍである。

梁部材３０は木材からなり、側面視にて四角形状の断面を有する。梁部材３０の下面には、下面視四角形の一対のほぞ穴３１が形成される。本実施形態においては、梁部材３０の木材として、前後寸法が１０５ｍｍ、上下寸法が１０５ｍｍの角材が用いられる。正面視における土台部材１０と梁部材３０の距離Ｃは任意であるが、例えば２６００ｍｍ以上２９００ｍｍ以下であり、本実施形態においては２８２０ｍｍである。

図２に示すように、強化パネル５０は、所定の前後厚さに形成され、各柱部材２０に接続される。本実施形態においては、強化パネル５０は、土台部材１０及び梁部材３０と間隔をおいて配置されている。強化パネル５０の厚さは任意であるが、例えば２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることができ、本実施形態においては３０ｍｍである。また、本実施形態においては、強化パネル５０の左右寸法は４０５ｍｍであり、上下寸法は２６２０ｍｍである。強化パネル５０は、シート状の強化繊維プラスチック材料からなるコア部材５２と、コア部材５２の前端側を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料からなる前側閉塞部材５３と、コア部材５２の後端側を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料からなる後側閉塞部材５４と、を有する。コア部材５２、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４の厚さは任意であるが、例えば、コア部材５２の厚さを１８ｍｍ以上３６ｍｍ以下とすることができ、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４の厚さをそれぞれ１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることができる。

図３に示すように、コア部材５２は、所定の前後幅寸法を有する長尺のシート状の強化繊維プラスチック材料を、正面視にて複数の閉断面５５をなすよう湾曲させて形成されている。本実施形態においては、各閉断面５５は、正面視にて略円形である。尚、各閉断面５５の形状は適宜変更することができ、例えば楕円形としてもよい。また、図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、各閉断面５５は、正面視にて、閉断面５５をなす円の中心が正三角形の頂点の位置となるように、所定の周期で仮想の三角格子Ｔの交点に整列して配列される。すなわち、各閉断面５５は、１つの閉断面５５を６つの閉断面５５が取り囲むように規則的に配列されている。これにより、各閉断面５５の外側に隣接して、周方向に６つの閉断面５５を６０度間隔で並べることにより、正面視にて各閉断面５５を密に配置することができる。尚、各閉断面５５の配列状態は適宜変更することができ、例えば各閉断面５５を、中心が正方形の頂点の位置となるように、所定の周期で仮想の正方格子の交点に整列して配列することもできる。

本実施形態においては、コア部材５２は、強化繊維プラスチック材料のシート５１からなる複数の単位コア５６を有する。シート５１の厚さは任意であるが、３．０ｍｍ未満とすることが好ましく、さらに好ましくは１．０ｍｍ未満であり、本実施形態においては０．５ｍｍである。また、各閉断面５５の円形の直径寸法も任意であるが、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることができ、本実施形態においては３６ｍｍである。各単位コア５６は、１枚のシート５１により、上下２列の各閉断面５５を左右方向に斜めにずらしながら連続的に形成される。コア部材５２は、この単位コア５６を上下方向に複数並べることで構成されている。これにより、各閉断面５５は不完全な円形となるものの、効率良くコア部材５２を作製することができる。

前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４はそれぞれ強化繊維プラスチック材料からなり、コア部材５２が全面的に接着されている。強化パネル５０は、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４によりコア部材５２をサンドイッチすることにより構成されている。本実施形態においては、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４は透光性を有する。前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４を透明または透光性を有する材料とすることにより、強化パネル５０を通じて室内側へ光を採り入れることができる。この場合、前側閉塞部材５３及び／又は後側閉塞部材５４を通じて室内に光を採り入れるための照明装置が必要に応じて設けられる。強化パネル５０の左右外側は、各柱部材２０の受容穴２３に接着剤を介して嵌め込まれる。尚、この接着剤は省略することができる。

また、強化パネル５０は、前後方向へ延び上下方向に並べられる複数の固定部材６０により各柱部材２０に固定される。本実施形態においては、固定部材６０として金属製のドリフトピンが用いられる。尚、固定部材６０の材質は任意であり、例えば樹脂製とすることができる。さらに、固定部材６０として、ピン部材の他、例えば釘を用いてもよい。このように、強化パネル５０の左右外側が上下に並ぶ各固定部材６０により各柱部材２０に固定されることで、強化パネル５０を各柱部材２０に一体的に固定することができ、耐力壁１に加わる負荷に効果的に抗することができる。すなわち、パネル材の四隅を土台部材、各柱部材及び梁部材に固定するもののように、各柱部材とパネル材が一体的に固定されず、耐力壁１に加わる負荷に十分に抗することができないということはない。図１に示すように、強化パネル５０における各固定部材６０の間隔Ｂは、１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。これにより、強化パネル５０を過度に拘束することなく各柱部材２０に的確に固定することができる。具体的に、間隔Ｂを１５０ｍｍ未満とすると耐力壁１への負荷発生時に強化パネル５０に亀裂が生じやすくなり、間隔Ｂを３００ｍｍより大きくすると強化パネル５０と柱部材２０とが相対的に移動しやすくなる。尚、強化パネル５０の上下端部側においては、上下に近接した２つの固定部材６０により強固に固定されている。

以上のように構成された耐力壁１によれば、コア部材５２、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４が強化繊維プラスチック材料を含んで構成されるため、強化パネル５０に比較的高い強度を付与しつつ強化パネル５０を軽量かつ小型とすることができる。本実施形態によれば、コア部材５２を厚さ３．０ｍｍ未満のシート５１とすることで強化パネル５０を極めて軽量とすることができ、強化パネル５０ひいては耐力壁１の取り扱いが容易となる。

本実施形態の耐力壁１について各柱部材２０の中心間の距離Ａを４５５ｍｍとして倍率試験を行ったところ、各柱部材に木材のパネルを設けた各柱部材の中心間の距離が９１０ｍｍの従来の耐力壁と同等以上の壁倍率を有していることが確認された。一般に、住宅等の建築物は、各柱部材の中心間の距離について９１０ｍｍ程度を基準寸法として設計されることが多く、本実施形態の耐力壁１はこの基準寸法の半分の４５５ｍｍ程度とすることができ、建築物の一般的な基準寸法において利用することができる。例えば、基準寸法内で従来の耐力壁と同等の壁倍率が必要ならば、基準寸法内に本実施形態の耐力壁１を１つ設ければよい。この場合、建築物において耐力壁を設けるスペースを減じることができ、残りのスペースを、窓、リビング等の他のスペースとして利用することができ、建築物における設計自由度が飛躍的に向上する。また、例えば、基準寸法内に本実施形態の耐力壁１を２つ設けて、基準寸法内の壁倍率を飛躍的に向上させることもできる。

また、本実施形態の耐力壁１によれば、強化パネル５０のコア部材５２が正面視にて複数の閉断面５５をなすよう湾曲しているため、強化パネル５０の面内方向であれば、コア部材５２が全ての方向の負荷に的確に抗することができる。特に、各閉断面５５を略円形としたので、強化パネル５０の面内方向の全ての方向の負荷に対して、ほぼ均一に抗することができる。また、前側閉塞部材５３及び後側閉塞部材５４によりコア部材５２が閉塞されているため、強化パネル５０の曲げ剛性が損なわれることはない。

さらに、本実施形態の耐力壁１によれば、強化パネル５０が土台部材１０及び梁部材３０と独立して配置されているので、土台部材１０及び梁部材３０により強化パネル５０が拘束されて、強化パネル５０に過度の負荷が加わることはない。また、土台部材１０及び梁部材３０から強化パネル５０に直接的に上下方向の圧縮力が作用することはない。

また、上面金属板１２を設けたことにより、負荷発生時に、各柱部材２０の土台部材１０へのめり込みを防止することができる。本実施形態の強化パネル５０は比較的強度が高く、各柱部材２０と土台部材１０の接続部分に負荷が集中しやすいので、上面金属板１２による補強が極めて有効である。

尚、前記実施形態においては、土台部材１０、各柱部材２０及び梁部材３０を木材としたものを示したが、例えば鉄材や鋼材のような他の材質とすることもできる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１耐力壁
１０土台部材
１１ほぞ穴
１２上面強化板
２０柱部材
２１下側ほぞ
２２上側ほぞ
２３受容穴
３０梁部材
３１ほぞ穴
４０空間
５０強化パネル
５１シート
５２コア部材
５３前側閉塞部材
５４後側閉塞部材
５５閉断面
５６単位コア
６０固定部材
Ｔ仮想の三角格子

Claims

左右方向へ延びる土台部材と、
前記土台部材から上方へ延び、前記土台部材の延在方向に間隔をおいて設けられる一対の柱部材と、
前記各柱部材の上端側を接続し、左右方向へ延びる梁部材と、を備えた耐力壁において、
前記土台部材、前記各柱部材及び前記梁部材により形成された正面視四角形状の空間に、所定の前後幅寸法を有する長尺のシート状の強化繊維プラスチック材料を正面視にて複数の閉断面をなすよう湾曲させたコア部材と、前記コア部材の前端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む前側閉塞部材と、前記コア部材の後端を閉塞する板状の強化繊維プラスチック材料を含む後側閉塞部材と、を含む強化パネルを配置し、
前記各柱部材の内側面には、上下方向へ延び、前記強化パネルの外側端を受容する受容穴が形成され、
前記強化パネルは、前後方向へ延び上下方向に並べられる複数の固定部材によって前記各柱部材に固定され、
前記各固定部材は、前記受容穴内の前記前側閉塞部材及び前記後側閉塞部材を挿通するとともに、前記柱部材における前記受容穴の前側及び後側と係わる耐力壁。
前記強化パネルは、前記各柱部材のみに固定され、
前記強化パネルの上端側及び下端側は、前記各柱部材以外の部材に固定されることなく、前記土台部材及び前記梁部材と間隔をおいて配置される請求項１に記載の耐力壁。
前記土台部材の上面に、負荷発生時に前記各柱部材の前記土台部材へのめり込みを防止し金属からなる上面強化板を設けた請求項１または２に記載の耐力壁。
前記前側閉塞部材及び前記後側閉塞部材は、透明または透光性を有する材料である請求項１から３のいずれか１項に記載の耐力壁。
前記各固定部材は、ドリフトピンである請求項１から４のいずれか１項に記載の耐力壁。
前記各閉断面は、正面視にて略円形であり、当該閉断面をなす円の中心が正三角形の頂点の位置となるように、所定の周期で仮想の三角格子の交点に整列して配列され、
前記コア部材は、１枚のシート状の前記強化繊維プラスチック材料からなり上下２列の前記各閉断面を左右方向に斜めにずらしながら連続的に形成された単位コアを、上下方向に複数並べることで構成される請求項１から５のいずれか１項に記載の耐力壁。
前記コア部材の前記強化繊維プラスチック材料は、厚さ３．０ｍｍ未満のシート状に形成される請求項６に記載の耐力壁。
正面視における前記各柱部材の中心間の距離は、４５０ｍｍ以上４６０ｍｍ以下である請求項１から７のいずれか１項に記載の耐力壁。