JP6691833B2 - 耐力壁 - Google Patents

Description

本発明は、耐力壁の技術に関する。

従来、建物の外壁等に用いられる耐力壁の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、上下の水平プレート及び左右の鉛直プレートによって構成された枠体と、当該枠体に固定された耐力要素（波形鋼板）と、を具備する耐力壁が開示されている。また耐力要素には、当該耐力要素を貫通するように開口部が形成されている。当該開口部は、設備開口（配線等を通すための開口）や窓等として利用することができる。

また特許文献１に記載の耐力要素には、開口部の周辺を覆うように、鋼製の当て板が溶接によって接合される。鋼製の当て板にも、耐力要素の開口部と連通するような開口部が形成されている。このように、耐力要素の開口部の周辺の板厚を局所的に大きくすることで、当該耐力要素を補強する（開口部を形成したことによる耐力の低下の抑制を図る）ことができる。

特許第５３８３１６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、当て板を溶接するための設備が必要であり、また溶接作業が煩雑であるため、開口部を有する耐力要素を容易に補強することができない点で不利であった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、開口部を有する耐力要素を容易に補強することが可能な耐力壁を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、凹凸部を有する波形鋼板により形成される耐力要素、及び前記耐力要素を補強する補強部材を具備する耐力壁であって、前記耐力要素は、当該耐力要素の一側面から他側面にかけて貫通するように形成された開口部を具備し、前記補強部材は、前記耐力要素の前記一側面に当接される第一当接部と、前記耐力要素の前記他側面に当接される第二当接部と、前記開口部を介して前記第一当接部と前記第二当接部とを互いに連結することで、前記第一当接部及び前記第二当接部によって前記耐力要素を挟む連結部と、前記第一当接部又は前記第二当接部のうちいずれか一方の一部が屈曲して前記耐力要素の前記凹凸部に入り込むように形成され、前記耐力要素に係合することにより、前記いずれか一方の回転を規制する規制部と、を具備するものである。

請求項２においては、前記連結部は、前記第一当接部に設けられる雌ねじ部と、前記第二当接部に設けられ、前記雌ねじ部と締結可能な雄ねじ部と、を具備するものである。

請求項３においては、前記雌ねじ部は、前記第一当接部から突出する円筒状に形成され、前記雄ねじ部は、前記第二当接部から突出する円筒状に形成されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、開口部を有する耐力要素を容易に補強することができる。また、雌ねじ部と雄ねじ部とを容易に締結することができる。

請求項２においては、開口部を有する耐力要素をより容易に補強することができる。

請求項３においては、開口部を有する耐力要素を強固に補強することができる。

本発明の第一実施形態に係る耐力壁の全体的な構成を示した正面図。 面材に取り付けられた補強部材を示した正面拡大図。 面材に取り付けられる補強部材を示した分解斜視図。 面材に取り付けられた補強部材を示した斜視図。 面材に取り付けられる補強部材を示した分解平面断面図。 面材に取り付けられた補強部材を示した平面断面図。 第二実施形態に係る補強部材を示した正面拡大図。 第三実施形態に係る補強部材を示した正面拡大図。 第四実施形態に係る補強部材を示した正面拡大図。 第四実施形態に係る補強部材を示した平面断面図。

以下では、図中の矢印に基づいて、前後方向、左右方向及び上下方向を定義して説明を行う。

まず、図１から図６までを用いて、本発明の第一実施形態に係る耐力壁３の構成について説明する。

図１に示す耐力壁３は、地震や風による水平荷重に抵抗する能力を持つ部材である。耐力壁３は、例えば鉄骨系の戸建住宅や集合住宅等の建物に用いられる。本実施形態に係る耐力壁３は、建物の１階部分に設けられるものとする。耐力壁３は、基礎１に対してアンカーボルトで適宜固定された土台２の上に設けられる。耐力壁３は、主として縦フレーム材１０、横フレーム材３０、面材４０及び補強部材５０を具備する。

縦フレーム材１０は、縦方向（上下方向）に延びるように形成された部材である。縦フレーム材１０は、互いに所定の間隔をおいて左右一対設けられる。縦フレーム材１０は、所定の断面形状を有する形鋼により形成される。具体的には、縦フレーム材１０は、正方形断面を有する中空状の形鋼（角パイプ）により形成される。

横フレーム材３０は、横方向（左右方向）に延びるように形成された部材である。横フレーム材３０は、上下に略等間隔に５つ設けられる。横フレーム材３０は、所定の断面形状を有する形鋼により形成される。具体的には、横フレーム材３０は、矩形断面を有する中空状の形鋼（角パイプ）により形成される。横フレーム材３０の左右両端部は、それぞれ左右の縦フレーム材１０に適宜固定される。このようにして、複数の横フレーム材３０全てが、左右一対の縦フレーム材１０に連結されている。

上述の如く上下に並べられた５つの横フレーム材３０によって、正面視（図１参照）において左右一対の縦フレーム材１０の間の空間が上下に４つに区画される。以下では、当該横フレーム材３０によって区画された空間を、上から区画層Ｓ１、区画層Ｓ２、区画層Ｓ３及び区画層Ｓ４とそれぞれ称する。

図１から図６までに示す面材４０は、耐力壁３の剛性を高めるものである。面材４０は、区画層Ｓ１から区画層Ｓ４までにそれぞれ配置される。面材４０の上端部及び下端部は、それぞれ横フレーム材３０に適宜固定される。面材４０は、左右方向に沿って凹凸を繰り返す波形鋼板により形成される。具体的には、面材４０は、後方に突出した部分（前方から見て凹んだ部分）である谷部４１と、前方に突出した部分である山部４２と、を具備する。谷部４１及び山部４２は、それぞれ上下方向に延びるように形成される。また谷部４１及び山部４２は、左右方向に交互に形成される。

４つの面材４０のうち、区画層Ｓ４に配置された面材４０には、開口部４３が形成される。開口部４３は、面材４０を前後に貫通する孔である。本実施形態に係る開口部４３は、配線等を通すための設備開口として用いることを想定している。開口部４３は、面材４０の一部分を切断して形成される。開口部４３は、正面視正方形状に形成される。開口部４３の一辺の長さは、面材４０の谷部４１及び山部４２の左右幅よりも大きくなるように形成される。従って、開口部４３は、複数の谷部４１及び山部４２に亘って形成されることになる。

補強部材５０は、面材４０を補強するためのものである。補強部材５０は、主として第一補強部材５１及び第二補強部材５２を具備する。

第一補強部材５１は、補強部材５０のうち前部を形成するものである。第一補強部材５１は、主として第一ねじ部５１ａ及び第一当接部５１ｂを具備する。

第一ねじ部５１ａは、円筒状に形成された部分である。第一ねじ部５１ａは、長手方向を前後方向に向けて配置される。第一ねじ部５１ａの外径は、面材４０の開口部４３の一辺の長さよりも若干小さくなるように形成される。すなわち、第一ねじ部５１ａは、面材４０の開口部４３に挿通可能な大きさに形成される。第一ねじ部５１ａの内周面には、適宜の加工法（切削加工、プレス加工等）によってねじ（雌ねじ）が形成される。

第一当接部５１ｂは、板状に形成された部分である。第一当接部５１ｂは、第一ねじ部５１ａの前端部から外側に拡がる円環状に形成される。第一当接部５１ｂの外径は、面材４０の開口部４３の一辺の長さよりも十分大きくなるように（具体的には、第一当接部５１ｂが開口部４３を正面から覆うことができる程度に大きく）形成される。

第二補強部材５２は、補強部材５０のうち後部を形成するものである。第二補強部材５２は、主として第二ねじ部５２ａ及び第二当接部５２ｂを具備する。

第二ねじ部５２ａは、円筒状に形成された部分である。第二ねじ部５２ａは、長手方向を前後方向に向けて配置される。第二ねじ部５２ａの外径は、第一補強部材５１の第一ねじ部５１ａの内径と略同一となるように形成される。第二ねじ部５２ａの外周面には、適宜の加工法（切削加工、プレス加工等）によってねじ（雄ねじ）が形成される。

第二当接部５２ｂは、板状に形成された部分である。第二当接部５２ｂは、第二ねじ部５２ａの後端部から外側に拡がる円環状に形成される。第二当接部５２ｂの外径は、第一当接部５１ｂと略同一となるように形成される。

上述の如く構成された補強部材５０は、第一補強部材５１と第二補強部材５２によって面材４０を挟み込むことで、当該面材４０に固定される。以下、補強部材５０を面材４０に固定する方法について具体的に説明する。

まず、図５に示すように、第一補強部材５１の第一ねじ部５１ａを面材４０の前方から開口部４３に挿通すると共に、第二補強部材５２の第二ねじ部５２ａを面材４０の後方から開口部４３に挿通する。

次に、図６に示すように、第一補強部材５１の第一ねじ部５１ａと第二補強部材５２の第二ねじ部５２ａとを嵌め合わせ、ねじ込んでいく。第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを互いにねじ込んでいくと、第一当接部５１ｂが面材４０の前側面に当接すると共に、第二当接部５２ｂが面材４０の後側面（背面）に当接する。この状態で、第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを適宜の力で締結することで、第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂによって面材４０を挟み込んで保持することができる。

このように、第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂによって面材４０を挟み込むことで、補強部材５０が面材４０に固定される。この状態では、第一当接部５１ｂによって開口部４３が前方から覆われると共に、第二当接部５２ｂによって開口部４３が後方から覆われる。

当該第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂによって、面材４０（開口部４３の周辺）が挟み込まれることで、当該面材４０が補強される。これによって、開口部４３を設けたことによる面材４０の強度の低下を補うことができ、面材４０の面外座屈等を防止することができる。特に、本実施形態の如く、面材４０を前後両側から挟み込むことで、当該面材４０の面外座屈を効果的に防止することができる。

また、補強部材５０を面材４０に固定した状態では、第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａによって面材４０の前後が連通されている。従って、当該第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａに配線等を通すことができ、当該補強部材５０が開口部４３の設備開口としての利用を阻害することはない。また、当該第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａに配線等を通すことで、配線等が開口部４３の縁（切断端部）と接することがないため、当該開口部４３の縁（切断端部）によって配線等が損傷するのを防止することができる。

以上の如く、本実施形態に係る補強部材５０は、
開口部４３を有する面材４０（耐力要素）を補強する補強部材５０であって、
面材４０の一側面に当接される第一当接部５１ｂと、
面材４０の他側面に当接される第二当接部５２ｂと、
開口部４３を介して第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとを互いに連結することで、第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂによって面材４０を挟む連結部（第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａ）と、
を具備するものである。

このように構成することにより、開口部４３を有する面材４０を容易に補強することができる。すなわち、連結部（第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａ）によって第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとを互いに連結するだけで面材４０を補強することができるため、溶接等のための設備や作業が不要となる。また、面材４０を両側から挟み込むことで、一側からのみ補強する場合に比べて当該面材４０の座屈を効果的に防止することができる。

また、前記連結部は、
第一当接部５１ｂに設けられる第一ねじ部５１ａ（雌ねじ部）と、
第二当接部５２ｂに設けられ、第一ねじ部５１ａと締結可能な第二ねじ部５２ａ（雄ねじ部）と、
を具備するものである。

このように構成することにより、開口部４３を有する面材４０をより容易に補強することができる。すなわち、第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを締結するだけで容易に面材４０を補強することができる。

また、第一ねじ部５１ａは、
第一当接部５１ｂから突出する円筒状に形成され、
第二ねじ部５２ａは、
第二当接部５２ｂから突出する円筒状に形成されているものである。

このように構成することにより、開口部４３を有する面材４０を強固に補強することができる。すなわち、第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとが噛み合う部分を多く確保することができ、第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとを強固に連結することができる。これによって、面材４０を強固に補強することができる。

また、本実施形態に係る耐力壁３は、
上述の補強部材５０と、
補強部材５０によって補強された面材４０と、
を具備するものである。

このように構成することにより、開口部４３を有する面材４０を容易に補強することができる。

なお、面材４０は、本発明に係る耐力要素の実施の一形態である。
また、第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａは、本発明に係る連結部の実施の一形態である。
また、第一ねじ部５１ａは、本発明に係る雌ねじ部の実施の一形態である。
また、第二ねじ部５２ａは、本発明に係る雄ねじ部の実施の一形態である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、耐力要素として波形鋼板により形成された面材４０を例示したが、本発明はこれに限らず、種々の耐力要素に適用することが可能である。

また、本実施形態においては、第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂは円環板状に形成されるものとしたが、その他の板状（例えば、矩形板状等）に形成することも可能である。また、第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂに、作業者が把持し易いような把持部（例えば、突起部）を設けることも可能である。これによって、作業者は当該把持部を持って容易に第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを締結することができる。

また、本実施形態においては、第一ねじ部５１ａに雌ねじが形成され、第二ねじ部５２ａに雄ねじが形成されるものとしたが、第一ねじ部５１ａに雄ねじが形成され、第二ねじ部５２ａに雌ねじが形成される構成とすることも可能である。

また、本実施形態においては、ねじ（第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａ）によって第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとを連結するものとしたが、当該第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとを連結する方法はこれに限るものではなく、当該第一当接部５１ｂと第二当接部５２ｂとによって面材４０を挟み込むことが可能な方法であればよい。例えば、他の部材に形成された孔に押し込まれることで当該部材に係合可能なリベット等を用いてもよい。

また、本実施形態においては、第一ねじ部５１ａ及び第二ねじ部５２ａは、いずれも円筒状に形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、当該第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとが連結（締結）可能な形状であればよい。例えば、第一ねじ部５１ａを平板状に形成したもの（すなわち、第一当接部５１ｂにねじ孔を形成したもの）であってもよい。

また、本実施形態においては、区画層Ｓ４の面材４０に補強部材５０が１つ設けられる例を挙げたが、当該補強部材５０が設けられる位置や個数は任意に変更することが可能である。

以下では、本発明に係る補強部材の他の実施形態（変形例）について説明する。

まず、図７を用いて第二実施形態に係る補強部材１５０について説明する。第二実施形態に係る補強部材１５０は、第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂがビス（ビス５１ｃ）によって面材４０に固定される点で、第一実施形態に係る補強部材５０と異なっている。

具体的には、第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとが締結された後で、複数のビス５１ｃによって第一当接部５１ｂが面材４０に固定されている。この際、ビス５１ｃは、正面視において、第一当接部５１ｂと面材４０とが当接している部分、すなわち面材４０の山部４２と第一当接部５１ｂとが重複している部分に打ち込まれる。山部４２は、第二補強部材５２（第二当接部５２ｂ）とは離間しているため、当該山部４２に打ち込まれたビス５１ｃが第二補強部材５２と干渉することはない。また図示は省略するが、第二当接部５２ｂも同様に、ビスによって面材４０に固定される。

このように、ビス５１ｃ等を用いて第一当接部５１ｂ及び第二当接部５２ｂを面材４０に固定することで、補強部材５０をより強固に面材４０に固定することができ、ひいては面材４０をより強固に補強することができる。

次に、図８を用いて第三実施形態に係る補強部材２５０について説明する。第三実施形態に係る補強部材２５０は、ビス５１ｃを打ち込む際の目安となる目安線５１ｄが描かれている点で、第二実施形態に係る補強部材１５０と異なっている。

具体的には、第一当接部５１ｂの前側面には、直線状の目安線５１ｄが描かれている。当該目安線５１ｄは、正面視において、面材４０の谷部４１と山部４２との境界に沿って描かれる。このような目安線５１ｄを確認することで、第一当接部５１ｂが面材４０の山部４２と重複している部分を容易に確認することができる。これによって、ビス５１ｃを確実に山部４２に打ち込むことができる。また図示は省略するが、第二当接部５２ｂにも同様に、目安線が描かれる。

次に、図９及び図１０を用いて第四実施形態に係る補強部材３５０について説明する。第四実施形態に係る補強部材３５０は、第一当接部５１ｂに規制部５１ｅが形成されている点で、第一実施形態に係る補強部材５０と異なっている。

具体的には、第一当接部５１ｂの左右両端部には、それぞれ規制部５１ｅが形成されている。規制部５１ｅは、第一当接部５１ｂの左右両端部をそれぞれ後方に向けて屈曲させることで形成される。規制部５１ｅは、面材４０の前方から谷部４１内に入り込むように形成される。

このような状態では、規制部５１ｅが山部４２の側面に接触（係合）するため、第一補強部材５１の回転が規制される。従って、第二補強部材５２の第二ねじ部５２ａを第一補強部材５１の第一ねじ部５１ａにねじ込む際に、当該第一補強部材５１が回転する（供回りする）のを防止することができ、ひいては第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを容易に締結することができる。このように、規制部５１ｅによって第一補強部材５１の供回りを防止することができるため、第一補強部材５１を手で保持する必要がなくなり、補強部材３５０を面材４０に固定する作業を一人で容易に行うことができる。

以上の如く、本実施形態に係る補強部材３５０は、
面材４０に係合することにより、第一当接部５１ｂの回転を規制する規制部５１ｅをさらに具備するものである。

このように構成することにより、第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを容易に締結することができる。

なお、本実施形態では第一当接部５１ｂの回転を規制するように規制部５１ｅを形成するものとしたが、第二当接部５２ｂの回転を規制するように、当該第二当接部５２ｂを屈曲させて規制部を形成することも可能である。この場合、第一ねじ部５１ａを第二ねじ部５２ａに対してねじ込むようにして、当該第一ねじ部５１ａと第二ねじ部５２ａとを締結させる。

また、規制部５１ｅの形状は限定するものではなく、第一補強部材５１の回転を規制するように面材４０と係合可能な形状であればよい。

３ 耐力壁
１０ 縦フレーム材
３０ 横フレーム材
４０ 面材
５０ 補強部材
５１ 第一補強部材
５１ａ 第一ねじ部
５１ｂ 第一当接部
５２ 第二補強部材
５２ａ 第二ねじ部
５２ｂ 第二当接部

Claims (3)

1. 凹凸部を有する波形鋼板により形成される耐力要素、及び前記耐力要素を補強する補強部材を具備する耐力壁であって、
   前記耐力要素は、
   当該耐力要素の一側面から他側面にかけて貫通するように形成された開口部を具備し、
   前記補強部材は、
   前記耐力要素の前記一側面に当接される第一当接部と、
   前記耐力要素の前記他側面に当接される第二当接部と、
   前記開口部を介して前記第一当接部と前記第二当接部とを互いに連結することで、前記第一当接部及び前記第二当接部によって前記耐力要素を挟む連結部と、
   前記第一当接部又は前記第二当接部のうちいずれか一方の一部が屈曲して前記耐力要素の前記凹凸部に入り込むように形成され、前記耐力要素に係合することにより、前記いずれか一方の回転を規制する規制部と、
   を具備する、
   耐力壁。
2. 前記連結部は、
   前記第一当接部に設けられる雌ねじ部と、
   前記第二当接部に設けられ、前記雌ねじ部と締結可能な雄ねじ部と、
   を具備する、
   請求項１に記載の耐力壁。
3. 前記雌ねじ部は、
   前記第一当接部から突出する円筒状に形成され、
   前記雄ねじ部は、
   前記第二当接部から突出する円筒状に形成されている、
   請求項２に記載の耐力壁。

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