JP7015624B2 - 耐力壁 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 国土交通省の「平成２９年度サステナブル建築物等先導事業（木造先導型）」の公募に、本出願に係る発明を含むプロジェクトを２０１７年１０月１０日に応募し、当該応募プロジェクトが採択されて、２０１８年１月３１日に国土交通省が報道発表及び国土交通省のウェブサイトで採択プロジェクトの概要を公開したものである。

本発明は、木造建築物又は木造構造物における耐力壁に係り、特に大規模の木造建築部又は木造構造物に好適に採用することができる耐力壁に関するものである。

木造の建築物は、戸建て住宅に多く採用されているが、集会所等の公共施設、体育館、集合住宅、工場等の大規模な建築物も採用される。このような大規模の木造建築物又は木造構造物の耐震性を確保するために、例えば特許文献１に開示されるような木質材料からなる耐力壁が採用されることがある。この耐力壁は、扁平な矩形断面の密実な木質部材すなわち木質の壁柱を立設し、耐力壁として機能させるものである。このような壁柱の下端部は、コンクリート等からなる基礎に対して曲げモーメントの伝達が可能に接合される。そして、平常時には壁柱の下端部の回転変位は拘束されるものとなっているが、地震時等のように大きな水平力が上部に作用したときには、塑性的な回転変位を許容する構造とすることができる。また、塑性的な変位が生じたときにも復元力を付与するものとして、壁柱に鉛直方向の緊張材を配置する空間を設け、この緊張材に導入された緊張力によって壁柱の下端面を基礎に押圧する構造とすることもできる。

特表２０１０－５００４９３号公報

しかしながら、木質材料で大規模な耐力壁を構築するためには、次のような解決が望まれる課題がある。
木質材料からなる壁柱は、集成材等によって製作することができるが、工場等で製作して建築物等の構築現場に搬送する必要がある。このとき、部材寸法が大きくなると搬送が困難になる場合が生じる。また、重量が大きくなって、搬送及び所定の位置に建て込むときに大型のクレーンが必要となり、作業の効率が低下する。

また、大規模の建築物等において耐力壁の幅を大きくする必要があるときに、必要な寸法の集成材を製作するのが困難となる場合がある。このようなときには、断面を複数に分割した壁柱を製作して、これらを軸線方向の接合面で接合することになる。このように複数の部材を接合して大断面の壁柱を形成する作業は、壁柱を建て込む現場で行うことになり、作業が難しくなることが考えられる。

一方、鉛直方向に緊張材を配置して壁柱の下端面を基礎に押圧するためには、壁柱に緊張材を挿通する空間を形成しておく必要がある。この空間は、集成材の製作時に形成しておくか、製作後に削孔することになる。壁柱の軸線方向の寸法が大きくなると、これら作業はいずれも困難さが増大し、作業効率が悪化する原因となる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、木質材料を用いて効率よく構築することができる耐力壁を提供すること、もしくはこれに併せて、地震時等において運動のエネルギーを有効に吸収することができる耐力壁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 構造物の基礎又は横架材の上に、木質材料からなる直方体のブロックを一方向に複数を配列して第１層のブロック列が形成され、 前記第１層のブロック列の上に、木質材料からなる直方体の複数のブロックを配列した１層又は複数層のブロック列が積み上げられて、複数のブロック列による壁状体が形成されており、 第１層のブロック列より上方に積み上げられた各ブロック列は、該ブロック列の下側に接触するブロック列の複数のブロックに架け渡して積み上げられたブロックを有し、 上下方向に配置された緊張材の緊張力によって上側のブロック列に含まれる各ブロックが下側で接触するブロックに圧接されるとともに、第１層のブロック列に含まれるブロックは前記基礎又は前記横架材の上面に圧接されている耐力壁を提供する。

この耐力壁では、積み上げられた複数のブロックが緊張材に導入された緊張力によって上下方向に圧接され、ブロックの集合体として壁状の構造部材となる。これにより水平力に抵抗する耐力壁として機能する。そして、この耐力壁の構築時には、それぞれのブロックの重量を小さく抑えることができ、これらを順次に積み上げることによって大型の木造構造物の耐力壁を大きなクレーン等を用いることなく容易に立ち上げることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の耐力壁において、 複数の前記ブロック列の少なくとも一部で、水平方向に隣り合うブロックが間隔をおいて互いに非接触となっているものとする。

この耐力壁では、壁面方向の水平力が作用するときに、積み上げられたブロックのそれぞれに回転変位つまりロッキングが生じる。これにより、耐力壁の上下方向に変形が分散して生じ、復元力を保持した状態で大きな変形を許容する。これにより、靭性の高い構造物とすることができる。また、構造物の変形によってエネルギーを吸収する減衰装置を採用して地震時のように繰り返し反復して作用する水平力に対して運動のエネルギーを有効に吸収することが容易となる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の耐力壁において、 水平方向に隣り合うブロックの双方に連結され、双方のブロック間の相対的変位によって塑性的に変形するエネルギー吸収部材を有するものとする。

この耐力壁では、同じブロック列の中で隣り合うブロックのそれぞれに回転変位つまりロッキングが生じることによって双方のブロックが相対的に変位する。これらの間にエネルギー吸収部材が介挿されており、震動エネルギーを有効に吸収して地震時等の揺れを有効に減衰させることが可能となる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の耐力壁において、 上下に積み上げられて互いに圧接されるブロックは、上層のブロック列に含まれるブロックの下面と下層のブロック列に含まれるブロックの上面とに、それぞれ穴が形成されており、双方の穴に嵌め入れられた係止部材によって双方のブロック間の水平方向の相対的変位が制限されているものとする。

この耐力壁では、上下に圧接されているブロック間で水平方向の相対的な変位が過大になるのを、係止部材によって抑えることができる。また、係止部材とブロックとの間に大きな支圧力が作用したときに、ブロックの木質材料に微小な変形が生じ、上層のブロックと下層のブロックとの間に微小な水平方向の相対的変位が許容される。したがって、上下のブロック間で大きな変位を生じるのが抑制されるとともに、上下のブロック間の微小な相対的変位が耐力壁の上下方向に分散して生じる。これにより、地震時等における震動のエネルギーを有効に吸収することが可能となる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の耐力壁において、 上下に積み上げられて互いに圧接されるブロックの双方に連結され、双方のブロック間の相対的変位によって塑性的に変形するエネルギー吸収部材を有するものとする。

この耐力壁では、上下に圧接されるブロック間の相対的な変位によりエネルギー吸収部材が有効に作用して、地震時等の揺れを有効に減衰させることが可能となる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の耐力壁において、 水平方向に隣り合うブロック間に空間が設けられ、該空間の一つ又は複数が通気口、採光口又はケーブルもしくは配管の通過口となっているものとする。

この耐力壁では、水平方向に隣り合うブロック間の空間を有効に利用することができ、構造物の設計の自由度が増大する。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の耐力壁において、 壁状に積み上げられた各層のブロック列の両端にあるブロックは、側端面が同一の鉛直面上となるように配列され、 該側端面には上下に積み上げられたブロックを連結するように鉛直方向連結部材が取り付けられており、 該鉛直方向連結部材の下端は、前記基礎又は前記横架材に固定された部材に連結されているものとする。

この耐力壁では、大きな水平力が壁面に沿った方向に作用したときに、耐力壁の引張側の側端面付近に生じる変位が過大になるのを、鉛直方向連結部材によって抑えることができる。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の耐力壁において、 前記鉛直方向連結部材の下端は、取り外して交換が可能な接合部材を介して前記基礎又は横架材に固定された部材と連結されており、 該接合部材は引張力の作用によって塑性変形が可能な部材とする。

この耐力壁では、大きな水平力が壁面に沿った方向に作用したときに、鉛直方向連結部材に大きな引張力が作用し、下端付近で引張力が最大となる。この引張力で接合部材に塑性変形が生じることにより、耐力壁は水平力に対して有効に抵抗する機能を保持したまま大きな変形を許容する。これにより断面力が構造物の他の部分に分配され、構造物の終局耐力が向上する。また、接合部材の塑性変形によって地震時等の震動エネルギーが吸収される。
一方、水平力が除荷された後に接合部材の塑性変形が残留したときには、接合部材を交換することによって、大きな水平力が作用する前の状態に容易に復元することができる。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の耐力壁において、 積み上げられたブロック列の最上部には、複数のブロックにわたって連続して載せ架けられた横連結部材を有し、 前記緊張材の上端部が前記横連結部材に定着されているものとする。

この耐力壁では、最上層のブロック列の複数のブロックに分布して緊張力が伝達され、これらのブロックが下層のブロック列に押し付けられる。したがって、最上部まで耐力壁として有効に機能するものとなる。

請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の耐力壁において、 全てのブロック又は一部のブロックは、火炎に曝されたときに所定の時間内に表面から燃焼が進行する厚さ以上の厚さの燃えしろ層を有し、前記ブロックの本体部の壁面に沿った方向の面に該燃えしろ層が接着されており、 前記ブロックの本体部は、上下方向に木目が通るものであり、前記燃えしろ層は木目が横方向に通るものとする。

この耐力壁では、各ブロックの本体部では圧縮応力度が大きく作用する上下方向に木目の方向が合わせられており、木目の方向に大きな圧縮強度を有する木質部材の特性を有効に利用して十分な強度を有する構造とすることができる。そして、燃えしろ層を有することによって、火災時に要求される所定の時間は構造部材として十分な支持力を維持することができる。また、各ブロックに作用する上下方向の圧縮力がブロックの水平断面内で均等でない場合には、木目に沿って割れが生じやすくなるが、燃えしろ層の木目を横方向にして貼り合わせることにより、本体部が木目に沿った方向に割れるのを有効に抑制することができる。

請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の耐力壁において、 前記ブロック列は、構造物の多層階に至る高さまで積み上げられており、 前記ブロック列のそれぞれの高さは、多層階の構造物の各階の高さより小さく設定されているものとする。

この耐力壁では、多層階の構造物の各階間にブロックの積層面が存在することになる。これによって、大きな水平力が作用したときにブロックの回転変位又はブロックの変形による耐力壁の変位が、すべての階間で生じる。したがって、多層階の構造物の水平力に対する剛性が各階間で大きく異なるのを回避することができ、水平力が作用したときの負荷が特定の階に集中するのを抑えることができる。

請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の耐力壁において、 多層階の構造物を構成する床が設けられる高さの位置にあるブロック列は、複数のブロックが接合されて一体となったもの、又は単一のブロックで形成されたものとする。

この耐力壁では、床が設けられた高さの位置にあるブロック列には床を構成する部材から水平力が作用する。そして、この水平力が当該ブロック列の全体に作用し、下側のブロック列に伝達される。したがって、ブロック列の一部のブロックに力が集中することなく、安定した状態で耐力壁として機能することになる。

以上説明したように、本発明の耐力壁では、積み上げられた複数のブロックが緊張材に導入された緊張力によって上下方向に圧接され、ブロックの集合体として水平力に抵抗する耐力壁として機能する。そして、この耐力壁の構築時には、それぞれのブロックの重量を小さく抑えることができ、大型の木造構造物の耐力壁を大きなクレーン等を用いることなく容易に立ち上げることができる。

本発明の一実施形態である耐力壁を用いた木造建築物の柱及び耐力壁の配置を示す概略平面図である。 図１に示す木造建築物の概略構造図である。 本発明の一実施形態であって、図１に示す木造建築物で用いられている耐力壁の概略側面図である。 図３に示す耐力壁の図３中に示すＣ－Ｃ線及びＤ－Ｄ線における平断面図である。 図３に示す耐力壁のＥ－Ｅ線における平断面図及びＦ－Ｆ線における矢視図である。 図３に示す耐力壁の下端部を示す拡大断面図である。 図３に示す耐力壁の高さ方向の中間部であって梁が接合される部分の拡大断面図である。 図３に示す耐力壁で用いられるエネルギー吸収部材の概略構造図である。 図３に示す耐力壁に生じる変形の概念図である。 本発明の他の実施形態である耐力壁を示す概略側面図である。 本発明の他の実施形態である耐力壁を示す概略側面図である。 本発明の他の実施形態である耐力壁を示す概略側面図である。 本発明の他の実施形態である耐力壁を示す概略側面図である。 図１３（ｂ）に示す耐力壁で用いることができるエネルギー吸収部材を示す概略構造図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である耐力壁を用いた木造建築物の柱及び耐力壁の配置を示す概略平面図である。図２は、図１に示す木造建築物の概略構造図であって、図１中のＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線における矢視図である。
この木造建築物は、事業所として用いられる大型の木造建築物であり、地上三階建となっている。それぞれの階で広い空間を確保するために仕切り壁は少なく、地震時等の水平力には耐力壁で抵抗するものとなっている。耐力壁には、本発明の一実施形態であって、集成材からなる木製のブロックを一方向に間隔を開けて配列し、さらに複数層に積み上げて形成したブロック積の耐力壁１と、扁平な矩形断面の集成材からなる壁柱２ａ，２ｂを耐力壁として機能させるものと、が用いられている。これらの耐力壁１及び壁柱２ａ，２ｂが軸柱３とともに、図１に示すように配置され、Ｙ方向の水平力に対しては、四隅付近に配置された壁柱２ａが抵抗し、Ｘ方向の水平力に対しては、四隅付近に配置された壁柱２ｂと、中央付近に配置されたブロック積の耐力壁１とによって抵抗するものとなっている。

ブロック積の耐力壁１は、図３に示すように、耐力壁として必要な強度を有する木質集成材のブロックを主要部材とし、これらを壁状に積み上げて形成されている。そして、下端が基礎４に定着されるとともに上端がブロックを積み上げた頂部に定着される緊張材３１によって各ブロックが上下方向に圧接され、壁状体となったものである。

この壁状体を形成するブロック群の最下層つまり第１層のブロック列１０ａは、コンクリートからなる基礎４上にモルタル層５及び鋼板６を介して配列されており、図３及び図４（ａ）に示すように側面の形状が正方形となった基準ブロック１１ａを、側面を一方向に向けて直線上に配列したものである。各ブロック間には側面の正方形の一辺より短い間隔Ｓが開けられている。第１層のブロック列１０ａの上には、第２層のブロック列１０ｂとして第１層の隣り合う基準ブロック１１ａ，１１ａ間に架け渡すように同じ寸法の基準ブロック１１ｂが積み上げられる。そして、基準ブロック１１ｂが配列された方向の両端部には、図３及び図４（ｂ）に示すように同じ高さで側面の幅が小さい端ブロック１２が配置され、第２層のブロック列の側端面Ｇを第１層のブロック列の側端面Ｈと同一の立面上に合わせて積み上げられている。さらに、第２層のブロック列１０ｂの上には、図３に示すように第１層のブロック列１０ａと同様に側面が正方形の基準ブロック１１ｃが第３層のブロック列１０ｃとして積み上げられている。

第４層のブロック列１０ｄには、図３及び図５（ａ）に示すように２階の床を支持するための梁７が接合されており、第３層の基準ブロック１１ｃ，１１ｃ間に架け渡すように基準ブロック１１ｄが配列される。また、第４層のブロック列の端部には、側端面Ｊを他の層と同一の位置に合わせるとともに、隣り合う基準ブロック１１ｄに当接して接着された梁連結用の端ブロック１３が用いられている。さらに、複数の基準ブロック１１ｄ，１１ｄの間には連結用ブロック１４が介挿されており、両側の基準ブロック１１ｄ，１１ｄと接着されている。したがって、梁７が接合される第４層のブロック列では、複数のブロックが一体に接合されており、梁７から水平力が伝達されたときに耐力壁の全幅に水平力が分配されるものとなっている。

第５層より上方のブロック列は、側面の形状が正方形である基準ブロック１１のみを配列したブロック列、基準ブロック１１と端部ロック１２を配列したブロック列が積層される。そして、３階の床を支持するための梁８が接合されるブロック列１０ｅでは、図３に示すように連結ブロック１４を用いて、複数の基準ブロック１１ｅが一体に接合されたものとなっている。最上層のブロック列１０ｆも、屋根を支持する梁９が接合されて基準ブロック１１ｆ、梁連結用の端ブロック１３及び連結ブロック１４が一体に接合されており、耐力壁１の横連結部材として機能するものとなっている。
なお、本例の耐力壁１では、各ブロック列の高さは１．２ｍに設定されており、耐力壁の幅は４．８４ｍとなるように各ブロックが配列されている。

上記基準ブロック１１、端ブロック１２及び梁連結用の端ブロック１３は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように構造部材として機能する本体部２１と、この本体部２１に接着された燃えしろ層２２とを有するものである。燃えしろ層２２は、基準ブロック１１の正方形となった両側面及び端ブロック１２の幅が狭くなった両側面に接着されている。また、梁連結用の端ブロック１３では、図５（ａ）に示すように両側面の一部に燃えしろ層２２が接着されている。連結用ブロック１４には燃えしろ層は形成されておらず、本体部のみとなっている。
上記本体部２１は、木目が上下方向へ伸びるように小断面の木部材を貼り合わせた集成材で形成されており、上記燃えしろ層２２は、木目が横方向へ伸びるように貼り合わされたものである。
本例において、これらのブロックの厚さすなわち耐力壁１の厚さ方向の寸法は、本体部２１が３００ｍｍとなっており、両面にそれぞれ４５ｍｍの燃えしろ層２２が形成されている。燃えしろ層は建築物又は構造物に要求される耐火時間に基づき、この耐火時間に燃焼が進行する厚さ以上に設定される。したがって、建築物又は構造物の用途等により、耐火時間が長く要求されるときには厚く、耐火時間が短く設定されるときには薄いものとなる。

第１層のブロック列として配列された基準ブロック１１ａは、水平断面の中心部分に緊張材３１を挿通するための上下方向の貫通孔が形成されている。そして、第２層より上方にあるブロックの直上の位置にも同様に貫通孔が形成され、下端部が基礎４内に定着された緊張材がこの耐力壁１を上下方向に貫通している。この例では緊張材としてＰＣ鋼棒３１が用いられており、図３及び図５（ｂ）に示すように、上端が定着プレート３３ａを介して該耐力壁１の頂部で定着されている。また、このＰＣ鋼棒３１の下端は、基礎４の側面から横方向に形成された横穴３２内で定着プレート３３ｂを介して定着されている。したがって、ＰＣ鋼棒３１は上端で緊張力を導入することができるとともに、横穴３２内でＰＣ鋼棒３１の下端にジャッキ３４を装着し、緊張力の導入又は緊張力を導入した後の再緊張が可能となっている。

このＰＣ鋼棒３１は、ブロックを順次に積み上げていく工程を効率よく行うために、複数に分割されたものを用いることができ、カプラー３５で接続して用いることができる。このように複数に分割されたＰＣ鋼棒３１を用いると、ブロックを積み上げていく過程において、一部の層のブロックを積み上げた時点で緊張力を導入し、仮定着が可能となる。

ブロックを積み上げて形成された壁状体の側端面には、上下方向に連続する鉛直方向連結部材３６が取り付けられている。この鉛直方向連結部材３６は、溝形断面の鋼部材からなるものであり、複数に分割された鋼部材を接続して壁状体の下端から上端まで連続するものとなっている。そして、図６及び図７に示すようにビス又はラグスクリュー３７等を用いて積み上げられたブロックの側端面に固定されている。この鉛直方向連結部材３６は、所定の層までブロックを積み上げた後に分割された部材の一つを固定し、さらにブロックを積み上げた後に分割された他の部材を接続して順次に固定することができる。

上記鉛直方向連結部材３６の下端部には、図６に示すように鋼からなる箱状部材３８が溶接で接合され、下端が基礎４のコンクリートに定着されるアンカー鋼棒３９が上記箱状部材３８に接続されている。したがって、上記鉛直方向連結部材３６は、上記箱状部材３８及びアンカー鋼棒３９を介して基礎４に接続される。アンカー鋼棒３９は、下端にねじり合わされたナット４０が、基礎４のコンクリートに埋め込まれた定着プレート４１に係止されており、定着プレート４１より上部はコンクリートに埋め込まれたシース４２内に挿通されている。そして、基礎４の上面より突出した部分が上記箱状部材３８に連結されている。このアンカー鋼棒３９は、定着部材である上記定着プレート４１に下端が連結され、本発明の接合部材として機能するものであり、耐力壁１に水平方向の力が作用したときに、鉛直方向連結部材３６から引張力が伝達される。これにより、アンカー鋼棒３９には伸びが生じ、引張応力度が降伏点を超えると塑性変形を生じるものである。

また、定着プレート４１の下側はカバー部材４３によってアンカー鋼棒３９の端部が基礎４のコンクリートと隔離されている。これにより、アンカー鋼棒３９は上端部を把持して軸線回りに回転させることによって抜き取ることができる。したがって、アンカー鋼棒３９に塑性変形が残留したときには交換して塑性変形が生じる前の状態に復元することが可能となっている。

上記鉛直方向連結部材３６は、上層階の床を支持するための梁７，８，９が接合される部分では、梁受け金物として機能するものとなっている。鉛直方向連結部材３６は断面が溝型となっており、ブロックに当接された取り付け面の両側から側板部３６ａが張り出している。梁８が接合される部分では、図７に示すように側板部３６ａの一部を延長して梁受け部３６ｂが形成され、この梁受け部３６ｂに円孔が形成されている。この側板部３６ａ及び梁受け部３６ｂは、梁８に形成された鉛直方向のスリット（図示しない）に挿入される。そして、梁８の側面から水平方向に貫通する孔４４にピン又はボルトが挿入され、上記梁受け部３６ｂの円孔に挿通されて鉛直方向連結部材３６と梁８とが接合されるものとなっている。

積み上げられたブロックのそれぞれは、その上に積み上げられたブロックとの当接面に水平方向の相対的な変位を制限するダボ１５が介挿される。このダボ１５は、本発明の係止部材として機能するものであり、図６に示すように積み上げられたときの下層のブロック１１ａの上面と、上層のブロック１１ｂの下面との双方に穴を形成しておき、ダボ１５を双方の穴に嵌め入れたものである。ダボ１５は、硬質の木材、金属等によって形成されたものを用いることができる。ダボ１５を嵌め入れる穴は、ダボの寸法に合わせて形成され、ダボとの間の隙間をできるだけ小さくして嵌め入れることができるものとなっている。

また、図６及び図７に示すように積み上げられた下層のブロック１１と上層のブロック１１と間で形成される隅角部には、ブロック間の相対的な変位によって運動エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材５１，５２を取り付けることができる。つまり、下層のブロックの上面とこの上に載せ掛けられた上層のブロックの側端面とによって形成される隅角部、及び水平方向の間隔を開けて配列された下層のブロックの鉛直方向の側端面と上層のブロックの下面とによって形成される隅角部に、それぞれエネルギー吸収部材５１，５２を取り付けることができる。

上記エネルギー吸収部材５１，５２は、様々な態様のものを用いることができるが、例えば次のようなものを用いることができる。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すエネルギー吸収部材５１は、所定幅の板状部材を側面形状がＪ字状となるように曲げ加工した変形板５３と、側面形状がＬ字状となった取り付け金物５４とを有するものである。上記取り付け金物５４は、鋼等の十分な剛性と強度を有する金属で形成されたものである。変形板５３は、変形が生じやすく降伏点応力度が小さい材料で形成されたものを用いるのが望ましい。例えば軟鋼、低降伏点鋼、鉛、アルミニウム等によって形成されたものを用いることができる。

このエネルギー吸収部材５１は、曲折された取り付け金具５４の一面を上層のブロック１１ｂの側端面と所定の間隔をおいて対向させ、他面を下層のブロック１１ａの上面に当接して固定される。そして、Ｊ字状となった変形板５３の一方の端部が取り付け金物５４の上層のブロック１１ｂと対向する面に固定されるとともに、他端は上層のブロック１１ｂの側端面に固定される。これにより、下層のブロック１１ａと上層のブロック１１ｂとの間に上下方向の相対的な変位が生じたときに、図８（ｂ）に示すように変形板５３の湾曲部分が移動し、この変形が塑性領域となることによって運動エネルギーが吸収される。

また、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すエネルギー吸収部材５２は、下層のブロック１１ａと上層のブロック１１ｂとの間に水平方向の相対的変位が生じたときに作用するものであり、取り付け金物５４を上層のブロック１１ｂの側端面に固定し、一面を下層のブロック１１ａの上面に間隔をおいて対向させる。そして変形板５３の一端を、取り付け金物５４のブロック１１ａと間隔をおいて対向する面に固定するとともに、他端は下層のブロック１１ａの上面に固定する。これにより、下層のブロック１１ａと上層のブロック１１ｂとが水平方向へ相対的に変位することによって運動エネルギーが吸収される。
一方、下層のブロック１１ｂの側端面と上層のブロック１１ｃの下面との隅角部に取り付けるときには、同様のエネルギー吸収部材５１，５２を上下が逆となるように取り付け、同様の効果を得ることができる。

以上に説明した耐力壁１では、複数のブロックを積み上げることによって形成することができるので、大規模建築物に用いて高さ及び幅が大きくなるときにも、大型のクレーン等を用いることなく、効率よく構築することができる。そして、積み上げられた各ブロックは、ＰＣ鋼棒３１の緊張力によって下層のブロック又は基礎に押圧されており、地震時等に作用する水平力に対して抵抗するものとなる。このとき、積み上げられたブロックは鉛直方向連結部材３６又はダボ１５の作用によってブロック間の相対的な変位が制限されるとともに、それぞれのブロックの微小な回転変位、ブロック間の微小な水平変位が許容される。
積み上げられたブロックは、水平方向に隣り合うブロックの対向する面が接触しておらず、互いに拘束しないものとなっているので、水平方向の力によって図９に示すように微少な回転変位つまりロッキングが生じる。また、ダボ１５によって大きな水平方向の相対変位は拘束されるが、ダボ１５とブロックとの間の微小な隙間やダボ１５の周辺におけるブロックの変形等によって微小な相対的な変位が許容される。これにより復元が可能な範囲で、耐力壁１の変形を許容するものとなり、靭性の高い構造物とすることができる。そして変形にともなってエネルギーを吸収することが可能となり、良好な減衰性能を有するものとなる。

図１０から図１２までは、本発明の他の実施形態である耐力壁を示す概略側面図である。
図１から図８までに示す実施の形態では、基準ブロックとして側面の形状が正方形のブロックを用いているが、ブロックの形状は適宜に設定することができ、図１０（ａ）に示すように、側面形状が鉛直方向の寸法より水平方向の寸法が大きい長方形のブロックを基準ブロック６１として用いることができる。また、図１０（ｂ）に示すように、基準ブロック６２の側面形状を、鉛直方向の寸法が水平方向の寸法より大きい長方形とすることもできる。

また、ブロック列の高さが層によって変化するものであってもよく、例えば図１１（ａ）に示すように、鉛直方向の寸法が大きい長方形の側面を有するブロック６３を用いたブロック列と、これより高さの低い正方形の側面を有するブロック６４を用いたブロック列とを交互に積み上げて複数の層にしてもよいし、図１１（ｂ）に示すように水平方向の寸法が大きい長方形の側面を有するブロック６５を用いるブロック列と、これより水平方向の寸法が小さいブロック６６を用いるブロック列とを、交互にも積み上げたものであってもよい。

さらに、図３に示す耐力壁１では、ブロック列の高さが多層階となった建物の一つの階の高さより小さく設定されているが、各階の高さとほぼ同じ又は各階の高さより大きく設定することもできる。例えば図１２（ａ）に示す耐力壁７１のように、鉛直方向の寸法が各階の高さとほぼ同じブロックを積み上げ、下層のブロック７２ａと上層のブロック７２ｂとの積層面７３を階の床面付近に設けることができる。また、図１２（ｂ）に示す耐力壁７５のように、鉛直方向の寸法が各階の高さより大きいブロックを積み上げ、下層のブロック７６ａと上層のブロック７６ｂとの積層面７７を階の中間位置に設けることもできる。

なお、図１から図１１までに示す実施の形態では、最上層のブロック列を耐力壁の全幅で接合されたものとし、この最上層が横連結部材として機能するものとしているが、これに代えて、図１２及び図１３（ａ）に示す耐力壁７１，７５，７９のように最上層のブロック列の上に耐力壁の全幅に連続する鋼部材７４，７８，８０を載置し、これを横連結部材としてもよい。これらの耐力壁７１，７５，７９では、鉛直方向の緊張材の上端部はこれらの鋼部材７４，７８，８０に定着されるものとなる。

一方、図１３（ｂ）に示す実施の形態は、地震時における震動の減衰効果が大きく作用するように構成されたものである。この耐力壁８１では、同じブロック列で水平方向に配列されたブロック８２ａ，８２ｂの間隔を小さく設定して積み上げたものである。そして、水平方向に隣り合うブロック間にエネルギー吸収部材８３が介挿されている。エネルギー吸収部材８３は、図１４（ａ）に示すように、隣り合うブロック８２ａ，８２ｂの対向する双方の側端面に固定されたものであり、それぞれのエネルギー吸収部材８３は、２つの取り付け板９１ａ，９１ｂと、これら取り付け板の間に保持された変形板９２と、を有するものである。取り付け板９１ａ，９１ｂは、鋼からなる平板であり、ブロックの側端面にビス又はラグスクリュー等を用いて固定することができるものである。変形板９２はＵ字状に曲げ加工された金属の板材であり、両端部がそれぞれ対向する取り付け板９１ａ，９１ｂに固定されている。
水平方向に隣り合う２つのブロック８２ａ，８２ｂは、水平力が作用することによってそれぞれに回転変位つまりロッキングが生じ、図１４（ｂ）に示すように対向する面には上下方向の相対的な変位が生じる。これにともない、変形板９２は湾曲部分が移動するように変形し、変形板９２に塑性変形が生じることによって震動のエネルギーが吸収される。これにより、地震時において構造物の震動が有効に減衰されることになる。

この他、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜に構成を変更して実施することができるものである。
例えば、図３に示す耐力壁１では、積み上げられたブロックに端面を突き当てるように梁７，８が接合されているが、梁は耐力壁の壁面に沿って側面を対向させるように接合することもできる。そして、耐力壁と梁との間でせん断力や曲げモーメント等の力を伝達する構造も適宜に設計することができる。
また、鉛直方向連結部材の形態、緊張材の配置等についても適宜に設計することができるものである。

１：耐力壁， ２ａ，２ｂ：壁柱， ３：軸柱， ４：基礎， ５：モルタル層， ６：鋼板， ７：梁， ８：梁， ９：梁，
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ：ブロック列，
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ：基準ブロック， １２：端ブロック， １３：梁連結用の端ブロック， １４：連結ブロック， １５：ダボ（係止部材），
２１：ブロックの本体部， ２２：ブロックの燃えしろ層，
３１：ＰＣ鋼棒（緊張材）， ３２：横穴， ３３ａ，３３ｂ：定着プレート， ３４：ジャッキ， ３５：カプラー， ３６：鉛直方向連結部材， ３６ａ：鉛直方向連結部材の側板部， ３６ｂ：梁受け部， ３７：ラグスクリュー， ３８：箱状部材， ３９：アンカー鋼棒， ４０：ナット， ４１：定着プレート， ４２：シース， ４３：カバー部材， ４４：梁に設けられた孔，
５１，５２：エネルギー吸収部材， ５３：変形板， ５４：取り付け金物，
６１：水平方向の寸法が大きい基準ブロック， ６２：鉛直方向の寸法が大きい基準ブロック， ６３：鉛直方向の寸法が大きいブロック， ６４：正方形の側面を有するブロック， ６５：水平方向の寸法が大きいブロック， ６６：水平方向の寸法が小さいブロック，
７１：耐力壁， ７２ａ：下層のブロック， ７２ｂ：上層のブロック， ７３：下層のブロックと上層のブロックとの積層面， ７４：横連結部材として機能する鋼部材， ７５：耐力壁， ７６ａ：下層のブロック， ７６ｂ：上層のブロック， ７７：下層のブロックと上層のブロックとの積層面， ７８：横連結部材として機能する鋼部材， ７９：耐力壁， ８０：横連結部材として機能する鋼部材，
８１：耐力壁， ８２ａ，８２ｂ：水平方向に配列された２つのブロック， ８３：エネルギー吸収部材，
９１ａ，９１ｂ：取り付け板， ９２：変形板

Claims (12)

1. 構造物の基礎又は横架材の上に、木質材料からなる直方体のブロックを一方向に複数を配列して第１層のブロック列が形成され、
   前記第１層のブロック列の上に、木質材料からなる直方体の複数のブロックを配列した１層又は複数層のブロック列が積み上げられて、複数のブロック列による壁状体が形成されており、
   第１層のブロック列より上方に積み上げられた各ブロック列は、該ブロック列の下側に接触するブロック列の複数のブロックに架け渡して積み上げられたブロックを有し、
   上下方向に配置された緊張材の緊張力によって上側のブロック列に含まれる各ブロックが下側で接触するブロックに圧接されるとともに、第１層のブロック列に含まれるブロックは前記基礎又は前記横架材の上面に圧接されていることを特徴とする耐力壁。
2. 複数の前記ブロック列の少なくとも一部で、水平方向に隣り合うブロックが間隔をおいて互いに非接触となっていることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁。
3. 水平方向に隣り合うブロックの双方に連結され、双方のブロック間の相対的変位によって塑性的に変形するエネルギー吸収部材を有することを特徴とする請求項２に記載の耐力壁。
4. 上下に積み上げられて互いに圧接されるブロックは、上層のブロック列に含まれるブロックの下面と下層のブロック列に含まれるブロックの上面とに、それぞれ穴が形成されており、双方の穴に嵌め入れられた係止部材によって双方のブロック間の水平方向の相対的変位が制限されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の耐力壁。
5. 上下に積み上げられて互いに圧接されるブロックの双方に連結され、双方のブロック間の相対的変位によって塑性的に変形するエネルギー吸収部材を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の耐力壁。
6. 水平方向に隣り合うブロック間に空間が設けられ、該空間の一つ又は複数が通気口、採光口又はケーブルもしくは配管の通過口となっていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の耐力壁。
7. 壁状に積み上げられた各層のブロック列の両端にあるブロックは、側端面が同一の鉛直面上となるように配列され、
   該側端面には上下に積み上げられたブロックを連結するように鉛直方向連結部材が取り付けられており、
   該鉛直方向連結部材の下端は、前記基礎又は前記横架材に固定された部材に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の耐力壁。
8. 前記鉛直方向連結部材の下端は、取り外して交換が可能な接合部材を介して前記基礎又は横架材に固定された部材と連結されており、
   該接合部材は引張力の作用によって塑性変形が可能な部材であることを特徴とする請求項７に記載の耐力壁。
9. 積み上げられたブロック列の最上部には、複数のブロックにわたって連続して載せ架けられた横連結部材を有し、
   前記緊張材の上端部が前記横連結部材に定着されていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の耐力壁
10. 全てのブロック又は一部のブロックは、火炎に曝されたときに所定の時間内に表面から燃焼が進行する厚さ以上の厚さの燃えしろ層を有し、前記ブロックの本体部の壁面に沿った方向の面に該燃えしろ層が接着されており、
    前記ブロックの本体部は、上下方向に木目が通るものであり、前記燃えしろ層は木目が横方向に通るものとなっていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の耐力壁。
11. 前記ブロック列は、構造物の多層階に至る高さまで積み上げられており、
    前記ブロック列のそれぞれの高さは、多層階の構造物の各階の高さより小さく設定されていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の耐力壁。
12. 多層階の構造物を構成する床が設けられる高さの位置にあるブロック列は、複数のブロックが接合されて一体となったもの、又は単一のブロックで形成されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の耐力壁。

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