JP6604095B2 - 縦枠材および耐力壁 - Google Patents

Description

本発明は、縦枠材および耐力壁に関する。

従来、ツーバイフォー構造や木質壁パネル構造、薄板軽量形構造などの枠組壁工法建築物では、例えば特許文献１に記載されるように、木材や鋼材からなる枠材に、木製の合板や鋼製の折板などの面材を固定した耐力壁が知られている。このような枠組壁工法建築物では、地震や風等により建築物へ作用する水平力（外力）を、面材がせん断力として負担することで、建物全体としての耐力を確保している。この水平力を負担する面材は、４辺を枠材で固定されており、面材が負担するせん断力は、面材を枠材に固定するねじを介して枠材へと伝達される。

特許文献１には、２つの角形鋼管を溶接して製作した長方形断面の閉断面枠材と、リップ付き溝形鋼とを接合ねじで固定して一体化させた構成の縦枠材が記載されている。そして、閉鎖型の縦枠材を使用する場合、接合金物はリップ付き溝形鋼の溝内に配置され、縦枠材の図心から偏心した位置で基礎に接合されている。

特開２０１４−１５８０４号公報

しかしながら、従来の壁式構造では、面材から縦枠材にせん断力が作用する位置と、縦枠材の図心とにずれが生じ、縦枠材に対して偏心曲げが作用する。
このため、複数の枠部材（特許文献１に示す角形鋼管とリップ付溝形鋼）を組み立てて構成される縦枠材では、図２２に示すように、隣り合う枠部材９Ａ、９Ｂ同士を固定するねじ部に引き抜き力が作用する。そのため、従来の縦枠材では、前述の引き抜き力に対する抵抗を確保するために、多数のねじ止めを付与する構成となることから、製造性および現場での施工性が低下するという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、縦枠材を構成する枠部材同士の離間を抑制して、枠部材の製造性や施工性を向上することができる縦枠材および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、本発明に係る縦枠材は、建築物の一部を構成する耐力壁の面材に固定される縦枠材であって、少なくとも１つの内枠溝形鋼と、溝形鋼または角形鋼管からなる１つ、または複数の内部材とを有するとともに、これら前記内枠溝形鋼および前記内部材からなる部材同士が隣接された内枠部材と、前記内枠部材を囲繞する外枠溝形鋼からなる外枠部材と、を備え、前記内枠溝形鋼の開口縁と外枠溝形鋼の開口縁が同じ方向を向いて設置され、前記内枠溝形鋼のウェブには、１つ、または複数の前記内部材が当接され、前記外枠部材が面材に固定され、前記外枠溝形鋼は、ウェブとフランジの接合部が面取りされていることを特徴としている。

また、本発明に係る耐力壁は、上述した縦枠材が前記面材に接合されていることを特徴としている。

本発明では、内枠部材のうち内枠溝形鋼と内部材とが外枠溝形鋼に囲繞されることで、内枠溝形鋼と内部材との離間が防止され、地震や風等により建築物に対して水平力（外力）が作用した場合でも内枠溝形鋼と内部材との間に離間が生じることなく、縦枠材として高い剛性と耐力を発揮することができる。しかも、内枠溝形鋼と内部材との離間が外枠溝形鋼によって抑制されることで、組み立て部材のねじ接合箇所を減らしたり、ねじ止めを省略することができ、製造時および施工時の手間を低減することができ、従来の縦枠材よりも低コスト化が可能になる。
また、このように外枠溝形鋼に面取り部分を設けることにより、外枠溝形鋼のウェブがウェブの面外方向に変形することを抑制し、外側の溝形鋼と内枠溝形鋼および内枠部材との一体性を高めることができるので、縦枠材の耐力を向上させることができる。

また、本発明では、内枠溝形鋼や内部材の板厚や断面形状を変えることだけで、縦枠材の部材耐力を調整することが可能となる。したがって、建物案件ごとに変化する部材への要求耐力に対して、面材を固定する外枠溝形鋼の仕様を変更せずに、内枠溝形鋼および内部材の板厚や断面形状を変化させるだけで要求耐力を満足する部材仕様を探索することができ、設計の手間を低減することができる。

また、本発明に係る縦枠材は、前記外枠部材のフランジ部は、前記内枠溝形鋼のフランジ部とネジ止めされていることが好ましい。

また、本発明に係る縦枠材は、前記外枠部材は、前記面材の面に直交する壁厚方向に突出するリップ部を有することが好ましい。

この場合には、内枠溝形鋼と前記他の内枠部材が外枠溝形鋼のリップ部によって拘束されるので、内枠溝形鋼と前記他の内枠部材の離間を防ぐことができる。

また、本発明に係る縦枠材は、前記外枠溝形鋼は、ウェブとフランジの接合部が面取りされていることが好ましい。

このように外枠溝形鋼に面取り部分を設けることにより、外枠溝形鋼のウェブがウェブの面外方向に変形することを抑制し、外側の溝形鋼と内枠溝形鋼および内枠部材との一体性を高めることができるので、縦枠材の耐力を向上させることができる。

また、本発明に係る縦枠材は、前記外枠部材のウェブ側に位置する前記内枠部材の両フランジと、前記外枠部材の両フランジと、が前記面材に直交する壁厚方向に離間していることが好ましい。

本発明では、内枠部材と外枠溝形鋼との間に隙間（ポケット部）が設けられるので、面材を縦枠材に止めつけるには、外枠溝形鋼のフランジ１枚の鋼板のみを固定ねじで固定すればよい。そのため、部材に高い耐力が要求されて内枠溝形鋼や内部材の仕様変更が生じた場合でも、面材と縦枠材の接合方法に仕様変更が生じないので縦枠材の耐力壁へのネジ止めに関する製造手間や施工手間を均一化することができる利点もある。
また、内枠溝形鋼と内部材を接合する接合ねじが前述のポケット部に突出しない構成となることから、この接合ねじと面材に固定するための固定ねじとが干渉することがなく、施工性を向上させることができる。

また、本発明に係る縦枠材は、前記外枠溝形鋼の板厚寸法は、前記内部材および前記内枠溝形鋼の板厚寸法よりも小さく、かつ設定された前記面材の板厚よりも大きいことが好ましい。

このように縦枠材と面材の板厚寸法を設定することで、外枠溝形鋼が内枠溝形鋼と内部材を囲繞して両者の離間の防止する効果を確実なものにするとともに、面材から作用するせん断力に対して、縦枠材が十分な耐力を有する仕様とすることができる。

本発明の縦枠材および耐力壁によれば、縦枠材を構成する部材同士の離間を抑制することで、縦枠材の製造性や施工性を向上することができる。

本発明の第１の実施の形態による縦枠材および耐力壁の構成を示す部分斜視図である。 図１に示す縦枠材の水平断面図であって、内枠溝形鋼の溝内に接合金物を示した図である。 図１に示す縦枠材の水平断面図である。 図２に示すＡ−Ａ線矢視図であって、縦枠材の下方部分を示す側面図である。 図２に示すＢ−Ｂ線矢視図であって、縦枠材の下方部分を示す側面図である。 第２の実施の形態による縦枠材の構成を示す水平断面図であって、図３に対応する図である。 第３の実施の形態による縦枠材の構成を示す水平断面図である。 第４の実施の形態による縦枠材の構成を示す水平断面図である。 第５の実施の形態による縦枠材の構成を示す側面図であって、図５に対応する図である。 第１変形例による縦枠材の要部拡大図であって、内枠溝形鋼と外枠溝形鋼との固定状態を示す水平断面図である。 第２変形例による縦枠材の要部拡大図であって、内枠溝形鋼と外枠溝形鋼との固定状態を示す水平断面図である。 第３変形例による縦枠材の要部拡大図であって、内枠溝形鋼と外枠溝形鋼との固定状態を示す水平断面図である。 第１実施例によるＣａｓｅ１、２の解析モデルを示した図である。 （ａ）、（ｂ）は、解析モデルの各部の寸法を示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、解析モデルの各部の寸法を示した図である。 実施例によるＣａｓｅ１、２の解析結果を示す図であって、変位と応力の関係を示す図である。 実施例によるＣａｓｅ１、２の解析結果を示す図であって、断面効率を示す図である。 第６の実施の形態による縦枠材の構成を示す水平断面図である。 図１８に示す接合金物の図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は図１８のＣ−Ｃ線から見た正面図である。 第２実施例による試験体の構成を示す水平断面図であって、（ａ）は比較例を示す図、（ｂ）は実施例を示す図である。 第２実施例による大型接合金物の図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は図１８のＣ−Ｃ線から見た正面図である。 従来の縦枠材に地震力が作用したときの状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による縦枠材および耐力壁について、図面に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１乃至図３に示すように、本実施の形態による建築物用の縦枠材１は、面材１０に固定されて枠組みされる建築物の枠組壁工法における耐力壁の一部を構成している。耐力壁Ｔは、面材１０と、面材１０の一方の面に沿って上下方向に延在する縦枠材１と、縦枠材１の上下端部に取り付けられた接合金物４と、水平方向に延在する横枠材（図示省略）とで構成されている。このような耐力壁Ｔは、スチールハウス、ツーバイフォー住宅、或いは木質パネル工法等の建築物に適用することができる。
ここで、縦枠材１の部材軸方向に直行し、なおかつ面材１０の面方向に沿う方向を壁面水平方向Ｘといい、縦枠材１の部材軸方向に直行し、なおかつ壁面水平方向Ｘに直交する方向を壁厚方向Ｙという。

縦枠材１は、内枠溝形鋼２１（内枠部材）と、溝形鋼からなる内溝形鋼２２（内部材、内枠部材）と、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２を囲繞する外枠溝形鋼３１（外枠部材）と、を備えている。内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２からなる部材同士が隣接されている。そして、縦枠材１は、内枠溝形鋼２１の溝開口縁２１ａと外枠溝形鋼３１の溝開口縁３１ａとがいずれも壁面水平方向Ｘで同じ方向を向くように配置され、内部材２２と内枠溝形鋼２１は、外枠溝形鋼３１によって離間を防止できる構成となっている。

内枠溝形鋼２１、内溝形鋼２２は、ウェブ２１Ｂ、２２Ｂの幅寸法が異なる形状であって、互いにウェブ２１Ｂ、２２Ｂの外面同士を当接させて接合ねじ２３により連結されている。また本実施の形態では、内枠溝形鋼２１、内溝形鋼２２は、それぞれ両フランジ端縁から壁厚方向Ｙの内側に突出するリップ部２１ｃ、２２ｃを有している。
なお、内溝形鋼２２は、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの外周部に対して、内溝形鋼２２のリップ部２２ｃの外周部を当接させるように配置しても良い。この場合には、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂと内溝形鋼２２のリップ部２２ｃをねじ止めすることが可能となる。
また、接合ねじ２３による接合箇所は、壁厚方向Ｙに二箇所ずつで上下方向に所定の間隔をあけて配置されている。なお、接合ねじ２３の接合箇所は、縦枠材１の材軸方向に３００ｍｍ以下の間隔で設けることが望ましい。

外枠部材３の外枠溝形鋼３１は、フランジ３１Ａの幅が、内枠溝形鋼２１、内溝形鋼２２のフランジ２１Ａ、２２Ａの幅の和と略同一で、かつウェブ３１Ｂの幅寸法が内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの幅寸法と略同一となる形状をなしている。外側溝形鋼３１は、両フランジ端縁から壁厚方向Ｙの内側に突出するリップ部３１ｃを有している。なお、本実施の形態では、外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃが設けられているが、このリップ部３１ｃを省略した構成のものでも良い。

外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃは、内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの外面同士が当接し、外枠溝形鋼３１のフランジ３１Ａは、内枠溝形鋼２１のフランジ２１Ａとが当接した状態で配置されている。内溝形鋼２２のリップ部２２ｃは、外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂに当接している。ここで、図１〜３の符号Ｏは、縦枠材１の中心部（以下、図心Ｏという）を示している。

外枠溝形鋼３１の両フランジ３１Ａと、内溝形鋼２２の両フランジ２２Ａの間には、Ｙ方向に隙間（ポケット部２４）が形成されている。このポケット部２４内に固定ねじ５の先端部が位置するので、面材１０と縦枠材１を止めるねじが他の接合ネジ２３に干渉することを回避できる。

図１に示す外枠溝形鋼３１の厚さ寸法ｔ１は、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２の厚さ寸法ｔ２よりも小さく、かつ面材１０の板厚ｔ０よりも大きくなるように設定されている。つまり、ｔ０＜ｔ１＜ｔ２となるように設定される。例えば、面材１０が０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の厚さの場合における外枠溝形鋼３１は、厚さ寸法ｔ１が０．４ｍｍ以上２．３ｍｍ未満でなおかつ面材１０よりも板厚の厚い薄板軽量形鋼を用いることが好ましい。また、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２は、板厚寸法が、０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の鋼板であることが好ましい。

また、縦枠材１は、図４及び図５に示す基礎６に配置した薄板軽量溝形鋼からなる下枠材（不図示）のウェブに立設させ、縦枠材１と基礎６とは図２に示す接合金物４によって接合されている。
接合金物４は、鋼材からなる底板４１と立上り板４２とを有している。この接合金物４を内枠溝形鋼２１の溝部内に配置し、立上り板４２を内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂに当てがい、その当接部において接合ねじ２３で両者を接合する。また、底板４１は横枠材のウェブに載置し、基礎６に埋設されたアンカーボルト４３の突出部を横枠材と底板４１のボルト挿通孔を挿通させ、その突出先端のねじ部にナット４４を締結する。これにより縦枠材１は、接合金物４を介して基礎６に固定されている。なお、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２の厚さは同じでなくも良い。

以上説明した建築物用の縦枠材および耐力壁によれば、図１及び図２に示すように、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２が外枠部材３１に囲繞されることで、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２との離間が防止され、地震や風等により建築物に対して水平力（外力）が作用した場合でも内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２との間に離間が生じることなく、高い剛性と耐力を発揮することができる。しかも、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２の離間が抑制されることで、組み立て部材の接合ねじ２３による接合箇所数を減らしたり、ねじ止めを省略することができ、製造時および施工時の手間を低減することができ、従来の縦枠材よりも低コスト化が可能になる。

また、本実施の形態では、外枠溝形鋼３１の内側に収納する内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２の板厚や断面形状を変えることだけで、縦枠材１の部材耐力の調整が可能となる。したがって、建物案件ごとに変化する部材への要求耐力に対応して、部材耐力を容易に調整でき、部材仕様の探索に要する手間を低減することができる。

また、本実施の形態では、内溝形鋼２２と外枠溝形鋼３１との間にポケット部２４が設けられるので、面材１０を縦枠材１に止めつけるには、外枠溝形鋼３１のフランジ３１Ａの鋼板のみを固定ねじ５で固定すればよい。そのため、内枠溝形鋼２１や内溝形鋼２２の仕様の影響を受けること無く面材１０を縦枠材１に止め付ける作業を遂行でき、部材に高い耐力が要求されて内溝形鋼２２の仕様が変化する場合でも、面材１０と縦枠材１を固定する固定ねじ５の仕様変更を生じることなく縦枠材１を高耐力化でき、縦枠材１の耐力壁１０へのネジ止めに関する製造手間や施工手間を均一化できる利点もある。

また、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２同士を接合する接合ねじ２３が前述のポケット部２４に突出しない構成となることから、この接合ねじ２３と面材１０に固定するための固定ねじ５とが干渉することがなく、施工性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、外枠溝形鋼３１の板厚寸法ｔ１が内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２の板厚寸法ｔ２よりも小さく、かつ設定された面材１０の板厚寸法ｔ０よりも大きく設定されているので、外枠溝形鋼３１が内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２を囲繞して両者の離間の防止する効果を確実なものにするとともに、面材１０から作用するせん断力に対して、縦枠材１が十分な耐力を有する仕様とすることができる。
なお、縦枠材１は、使用する環境条件などに応じて、表面処理などの防錆処理を施すようにしてもよい。

上述のように本実施の形態による縦枠材および耐力壁では、縦枠材１を構成する部材同士の離間を抑制することで、縦枠材１の製造性や施工性を向上することができる。

次に、本発明の縦枠材および耐力壁の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。

（第２の実施の形態）
図６に示すように、第２の実施の形態による縦枠材１Ａは、外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂとフランジ３１Ａの接合部が面取りされた面取り部３２が形成された構成となっている。内溝形鋼２２のウェブ２２Ｂの幅寸法は、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの幅寸法より小さく、かつ外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂの幅寸法に略一致している。外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂの幅寸法は、ウェブ３１Ｂと面取り部３２との接合部３３が内溝形鋼２２のフランジ２２Ａの先端部に当接する位置となる寸法とする。
このように外枠溝形鋼３１に面取り部３２を設けることにより、外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂの面外変形、すなわち図６の二点鎖線Ｐに示すような面取り部３２を有さない外枠溝形鋼３１に生じ得る面外変形が抑制でき、縦枠材１Ａの一体性を確実に確保することができる。

（第３の実施の形態）
図７に示す第３の実施の形態による縦枠材１Ｂは、外枠溝形鋼３１の内側に一対の内溝形鋼２５、２５（内部材、内枠部材）を設けた構成となっている。一対の内溝形鋼２５、２５は、互いにウェブ２５Ｂ、２５Ｂ同士を当接させて背合わせに配置し、それぞれ一方のフランジ２５Ａが内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂに対して接合ねじ２３により接合され、他方のフランジ２５Ａが外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂに当接された構成となっている。
なお、外枠溝形鋼３１の内側に設ける内溝形鋼２５は、上記のように一対であることに限定されず、１つであってもよい。この場合、１つの内溝形鋼２５のフランジ２５Ａ、２５Ａを、それぞれ内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの外周部、外枠溝形鋼３１のウェブ３１Ｂの内周部に当接させた構成とすることができる。また、内部材が一対の内溝形鋼２５、２５で構成される場合は、それぞれのウェブ２５Ｂ、２５Ｂ同士をねじ止めしてもよい。

（第４の実施の形態）
図８に示す第４の実施の形態による縦枠材１Ｃは、一対の内枠溝形鋼２６、２６を設けるとともに、内溝形鋼２２に代えて角形鋼管２７を設けた構成となっている。一対の内枠溝形鋼２６、２６は、互いに溝開口縁を同じ方向に向けてフランジ２６Ａ、２６Ａ同士を当接させて配置している。そして、内枠溝形鋼２６は、それぞれのウェブ２６Ｂが内枠角形鋼管２７に対して接合ねじ２３により接合された構成となっている。
内枠角形鋼管２７は、断面中空矩形状の鋼製角鋼（角パイプ）であって、外枠溝形鋼３１の両フランジ３１Ａとの間に、ポケット部２４が形成されている。

（第５の実施の形態）
図９に示す第５の実施の形態による縦枠材１Ｄは、上述した第１の実施の形態における外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃ及び内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの両方の下方部分に切欠部３１ｄ、２１ｄを設けた構成となっている。切欠部３１ｄ、２１ｄを設けることで、溝開口部の幅寸法が大きくなるので、図５に示すような基礎６に埋め込まれたアンカーボルト４３と縦枠材１Ｄを接合する際に、ナット４４の締め込み作業が容易になり、施工性を向上させることができる。
なお、外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃの下方部分のみに切欠部３１ｄを設けた構成、もしくは内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの下方部分のみに切欠部２１ｄを設けた構成としてもよい。

（変形例）
図１０〜図１２は、上述した実施の形態の変形例１〜３を示している。変形例１〜３は、外枠溝形鋼３１のフランジ３１Ａと、内枠溝形鋼２１のフランジ２１Ａとを、外側から連結ねじ２８で連結する構成となっている。このように変形例１〜３では、内枠溝形鋼２１と外枠溝形鋼３１とが連結ねじ２８によって固定されているので、外枠溝形鋼３１と内枠溝形鋼２１との一体性を確保することができる。

図１０に示す第１変形例による縦枠材１Ｅは、外枠溝形鋼３１のフランジ３１Ａに内枠溝形鋼２１の方向に溝内側に突となる凹部３１ｄを形成した構成となっている。この凹部３１ｄは、上下方向に連続する溝状であってもよいし、連結ねじ２８の挿入部のみに設けられていてもよい。
第１の変形例では、内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの頂部が、外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。
また第１変形例では、凹部３１ｄを設けることで、連結ねじ２８の頭部２８ａが外枠溝形鋼３１の外周表面に突き出し面材１０と干渉することを防止できる。

図１１に示す第２変形例による縦枠材１Ｆは、外枠溝形鋼３１のフランジ３１Ａに凹部３１ｄを設ける構成に加え、内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃを溝側にＵ字状に折り返した形状とした構成となっている。
第２の変形例では、内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの頂部が、外枠溝形鋼３１のリップ部３１ｃに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。

図１２に示す第３変形例による縦枠材１Ｇは、外枠溝形鋼３１がリップ部を有さない形状であり、なおかつ内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃを溝の外側にＵ字状に折り返した形状とした構成となっている。そして、外枠溝形鋼３１のフランジ先端部３１ｆが、内枠溝形鋼２１のリップ部２１ｃの折り返し部分に挿入されている。

次に、上述した実施の形態による建築物用の縦枠材および耐力壁の効果を裏付けるための実施例について以下に説明する。

（第１実施例）
本第１実施例では、図１３に示すように、外枠溝形鋼３１の有無をパラメータとしたＦＥＭ解析を行い、上述した実施の形態に示す縦枠材の効果を確認した。
本解析では、図１３に示すＣａｓｅ１、２について解析モデル（図１４、図１５参照、図中の単位はｍｍ）を作成し、部材軸方向に分布する分布荷重を図心（断面重心）と偏心させた位置に作用させることで図１６、図１７に示すような結果を得た。

Ｃａｓｅ１は、面取り部３２を有する外枠溝形鋼３１の溝内に、リップ部を有する内枠溝形鋼２１と内部材２２を配し、溝形鋼２１と溝形鋼２２との接合ねじ２３を剛体でモデル化した解析モデルである。
Ｃａｓｅ２は、Ｃａｓｅ１の解析モデルにおいて、外枠溝形鋼３１を除いた比較例の解析モデルである。
なお、Ｃａｓｅ１、２の各解析モデルの構成要素の寸法は、図１４（ａ）、（ｂ）、及び図１５（ａ）〜（ｃ）に示している。
また、解析の条件は、要素はシェル要素を使用し、素材は４０キロ普通鋼を想定し、板厚は外枠溝形鋼３１の板厚寸法を２．２ｍｍ、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２の板厚寸法を３ｍｍとし、解析モデルの上下方向の長さ寸法は、２７３０ｍｍとした。

図１６及び図１７を用いて解析結果について説明する。
図１６は、変位δ（ｍｍ）と応力σ（＝荷重Ｐ／断面積Ａ）の関係を示している。ここで、変位δは解析モデル最上部の軸方向変位、荷重Ｐは解析で計測した鉛直方向荷重、断面積Ａは各縦枠材単体の断面積の総和である。図１７は、最大耐力／全塑性耐力で表される断面効率を示している。

解析結果によると、図１７に示すように、Ｃａｓｅ１、２を比較すると、最大応力σは、外枠溝形鋼による囲繞が有る構成（Ｃａｓｅ１）が無い構成（Ｃａｓｅ２）よりも７．７％向上したことが確認できた。すなわち、図１７に示すように、断面効率は、外枠溝形鋼による囲繞が有る構成（Ｃａｓｅ１）の方が無い構成（Ｃａｓｅ２）よりも７．７％高いことが確認できた。
これにより、本発明が、外枠溝形鋼の内側に収納された内枠溝形鋼と内溝形鋼の間に生じる離間を確実に防止し、部材耐力を向上させる効果を発揮することが確認できた。

（第６の実施の形態）
次に、図１８に示す第６の実施の形態による耐力壁Ｔの縦枠材１Ｈについて説明する。
耐力壁Ｔには、縦枠材１の部材軸方向の端部に接合金物４が取り付けられている。ここで、図１８は、縦枠材１Ｈにおける部材軸方向の下端部で接合金物４が設けられる部分の水平断面図である。
第６の実施の形態の縦枠材１Ｈは、上述した第１の実施の形態と同様であり、内枠溝形鋼２１（内枠部材）と、溝形鋼からなる内溝形鋼２２（内部材、内枠部材）と、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２を囲繞する外枠溝形鋼３１（外枠部材）と、を備えている。そして、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２は、それぞれのウェブ２１Ｂ、２２Ｂ同士が互いに背中合わせにして当接されている。

接合金物４は、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂに対して当接される帯板４５と、この帯板４５に固定され、かつ建築物の基礎に対して図示しないアンカーボルト（アンカー材）によって固定されるベース板４６と、を備えている。帯体４５には、内枠溝形鋼２１および内溝形鋼２２のウェブ２１Ｂ、２２Ｂに接合するための接合ねじ２３を挿通させる複数のボルト孔４５ａが形成されている。帯板４５の幅寸法Ｌ_Ｗ０は、内部材の幅寸法Ｌ_Ｗ２よりも大きい寸法に設定されている。
なお、上述した図７に示す第３の実施の形態のように、複数の内溝形鋼２５、２５が設けられる場合には、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの幅寸法をＬ_Ｗ１とし、一対の内溝形鋼２５、２５の両幅寸法を合わせた全幅寸法をＬ_Ｗ２とする。さらに、内溝形鋼が３つ以上設けられる場合も、それら全ての全幅寸法をＬ_Ｗ２とする。

さらに、縦枠材１Ｈは、内枠溝形鋼２１の幅寸法Ｌ_Ｗ１、及び内部材（内溝形鋼２２）の幅寸法Ｌ_Ｗ２が（１）式の関係を満たしている。

このように第６の実施の形態では、内部材（内溝形鋼２２）の幅寸法Ｌ_Ｗ２が接合金物４の帯板４５の幅寸法Ｌ_Ｗ０よりも小さいことから、接合金物４から内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂに作用する局所的な曲げに対して内溝形鋼２２が抵抗し、内枠溝形鋼２１におけるウェブ２１Ｂの面外変形を抑制することができ、接合金物４周辺の局部変形による耐力壁Ｔの剛性の低下を抑えることができる。そのため、接合金物４の高さを低くして金物の小型化が可能となる。つまり、接合金物４の高さを低くしても前記ウェブ２１Ｂ、２２Ｂの面外変形による影響を受けずに大きな寸法の接合金物４と同等の剛性・耐力を発揮することができる。
また、この場合には、帯板４５、内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂ、および内溝形鋼２２のウェブ２２Ｂが一体的に設けられ、互いにずれたり、開きが生じることが無くなるので、これらの局部変形による耐力壁Ｔの剛性低下を確実に防止することができる。

（第２実施例）
第２実施例は、上述した第６の実施の形態による建築物用の縦枠材および耐力壁の効果を裏付けるための実施例について以下に説明する。
第２実施例では、図２０（ａ）に示す比較例による第１試験体Ｓ１と、図２０（ｂ）に示す実施例による第２試験体Ｓ２を設けて、接合金物４が設けられる部分の内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂと内部材（内溝形鋼２２）のウェブ２２Ｂの剛性を測定して比較した。
図２０（ａ）に示す比較例による第１試験体Ｓ１は、外枠部材が省略されており、二重に設けられる内枠溝形鋼２１（２１１、２１２）と内溝形鋼２２の幅寸法が同等となっている。そして、内枠溝形鋼２１１、２１２の２枚のウェブ２１Ｂと内溝形鋼２２の１枚のウェブ２２Ｂの厚さ寸法はそれぞれ３．２ｍｍで、合計３枚のウェブが積層された構成となっている。一方、図２０（ｂ）に示す実施例による第２試験体Ｓ２は、上述した第１実施例の図１４（ａ）の解析モデルとほぼ同等の構成となっている。第２試験体Ｓ２では、内枠溝形鋼２１の１枚のウェブ２１Ｂと内溝形鋼２２の１枚のウェブ２２Ｂの厚さ寸法はそれぞれ３．２ｍｍで、合計２枚のウェブが積層された構成となっている。接合金物４は、両試験体Ｓ１、Ｓ２ともに帯体４５と各ウェブ２１Ｂ、２２Ｂを複数（図２０ではそれぞれ水平方向に４本、全４４本）のねじ径８ｍｍの接合ねじ２３で固定されている。なお、各部材（内枠溝形鋼２１、内部材２２、接合金物４）は、４０キロ級の普通鋼を使用した。

本実験では、比較例、実施例のそれぞれにおいて、図２１（ａ）、（ｂ）に示す接合金物４（大型接合金物４Ａ）と、大型接合金物４Ａよりも高さ寸法の小さな図１９（ａ）、（ｂ）に示す接合金物４（小型接合金物４Ｂ）を取り付けて実験を行った。
表１に実験結果を示す。表１に示す実験結果は、小型接合金物４Ｂを用いた接合部の引張実験から得た接合部剛性を、大型接合金物４Ａを用いた接合部の引張実験で得た接合部剛性で無次元化したものである。
なお、表１では、大型接合金物４Ａを「ＨＤ金物 大」で示し、小型接合金物４Ｂを「ＨＤ金物 小」で示している。

表１に示すように比較例では、大型接合金物４Ａを使用した接合部の剛性に対する小型接合金物４Ｂを使用した接合部の剛性の比率が０．８８となり、接合部剛性が１２％低下した。一方で本発明の実施例では、大型接合金物４Ａを使用した接合の剛性に対する小型接合金物４Ｂを使用した接合部の剛性の比率が１．０４となり、接合部金物を小型化しても、大型接合金物４Ａを用いた接合部と同等の剛性が確保されることが確認できる。実施例の場合には、内溝形鋼２２の幅寸法が接合金物４Ａの帯板４５の幅寸法よりも小さいことから、接合金物４における帯板４５が当接される内枠溝形鋼２１のウェブ２１Ｂの局部変形を内溝形鋼２２が抑制して、接合金物４の高さ寸法の大小に関わらず、同等の剛性が発揮された。

以上、本発明による縦枠材および耐力壁の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、外枠溝形鋼３１と内枠溝形鋼２１、内溝形鋼２２がリップ付溝形鋼としているが、リップ部の無い溝形鋼を用いることも可能である。この場合、上述した変形例１〜３に示すように連結ねじ２８によって外枠溝形鋼３１と内枠溝形鋼２１が固定ねじなどで固定され、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２の離間が抑制される構成とする。また、溝形鋼や角形鋼管の組み合わせの数量、向き等は適宜選定して配置することができる。
このように、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２を外枠溝形鋼３１が囲繞することで、内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２の離間が抑制されていれば良いのであって、その拘束手段は、リップ部の当接やねじ止めによる拘束手段に限定されることはない。

また、縦枠材１の内枠溝形鋼２１、内溝形鋼２２、および外枠溝形鋼３１の長手寸法、幅寸法、厚さ寸法、形状、材質、ねじの本数や位置などの構成は建築物の条件に基づいて適宜設定することができる。

また、本実施の形態では、溝形鋼３１で囲繞した内枠溝形鋼２１と内溝形鋼２２が接合ねじ２３によって接合されているが、ねじ止めを省略して非接合としてもかまわない。

本実施の形態では、縦枠材１の壁厚方向Ｙの一方のみを面材１０に固定した構成としているが、両方を面材１０に固定する耐力壁であってもよい。

また、本実施の形態では、縦枠材１を接合金物４を介して基礎に接合しているが、この接合金物４の構成は本実施の形態に限定されることはなく、他の構成を採用することも可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

Ｔ 耐力壁
１、１Ａ〜１Ｈ 縦枠材
４ 接合金物
５ 固定ねじ
１０ 面材
２１ 内枠溝形鋼（内枠部材）
２２ 内溝形鋼（内部材、内枠部材）
２１Ａ、２２Ａ フランジ
２１Ｂ、２２Ｂ ウェブ
２１ａ 溝開口縁
２１ｃ、２２ｃ リップ部
２１ｄ 切欠部
２３ 接合ねじ
２４ ポケット部
２５、２５Ａ、２５Ｂ 内溝形鋼（内部材、内枠部材）
２８ 連結ねじ
３１ 外枠溝形鋼（外枠部材）
３１Ａ フランジ
３１Ｂ ウェブ
３１ａ 溝開口縁
３１ｃ リップ部
３２ 面取り部
４５ 帯板
４６ ベース板
Ｏ 図心
Ｘ 壁面水平方向
Ｙ 壁厚方向

Claims (6)

1. 建築物の一部を構成する耐力壁の面材に固定される縦枠材であって、
   少なくとも１つの内枠溝形鋼と、溝形鋼または角形鋼管からなる１つ、または複数の内部材とを有するとともに、これら前記内枠溝形鋼および前記内部材からなる部材同士が隣接された内枠部材と、
   前記内枠部材を囲繞する外枠溝形鋼からなる外枠部材と、
   を備え、
   前記内枠溝形鋼の開口縁と外枠溝形鋼の開口縁が同じ方向を向いて設置され、
   前記内枠溝形鋼のウェブには、１つ、または複数の前記内部材が当接され、
   前記外枠部材が面材に固定され、
   前記外枠溝形鋼は、ウェブとフランジの接合部が面取りされていることを特徴とする縦枠材。
2. 前記外枠部材のフランジ部は、前記内枠溝形鋼のフランジ部とネジ止めされていることを特徴とする請求項１に記載の縦枠材。
3. 前記外枠部材は、前記面材の面に直交する壁厚方向に突出するリップ部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の縦枠材。
4. 前記外枠部材のウェブ側に位置する前記内枠部材の両フランジと、前記外枠部材の両フランジと、が前記面材に直交する壁厚方向に離間していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の縦枠材。
5. 前記外枠部材の板厚寸法は、前記内部材および前記内枠溝形鋼の板厚寸法よりも小さく、かつ設定された前記面材の板厚よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の縦枠材。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の縦枠材が前記面材に接合されていることを特徴とする耐力壁。

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