JPH02210172A - ＰＣａ耐震壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、建物の耐震性や耐風性能の向上を図るため
に使用されるプレキャストコンクリート（ＰＣＢ）耐震
壁、または鉄骨ブレース内ＩＩ　Ｐ　Ｃａ耐震壁、また
は外装ＰＣａ耐震壁など（以下これらをＰ　Ｃａ　ｉｌ
　Ｍ壁と総称する）に係り、さらに云えば、地震力や風
荷重などの外力（荷重）に対する耐力及び剛性のコント
ロールが制震機構によって合理的に行なわれ、ＰＣａ耐
震壁の強度と剛性の調整が容易で材料個有の高剛性、高
耐力などの機能が十分に発揮される構成に改良したＰＣ
ａ耐震壁に間する。

従来の技術 従来、建物の耐震性や耐風性能の向上を図るために使用
するＰＣａ耐震壁は、ブレース入りとブレース無しとに
大別されている。

鉄骨ブレース内蔵のＰ　Ｃａ　Ｍ　Ｉ！壁１（第１２図
）は、昭和４５年頃から各建築会社で高層ビル用の耐震
要素として開発されてきたが、これは鉄筋コンクリート
と鉄骨ブレース３とが一体となフて外力に抵抗する複合
材なので、第３１！！ｌ中の破壊荷重００点でコンクリ
ートが破壊し亀裂を発生して剛性が低下するという性質
がある。つまり、コンクリートに亀裂が発生しやすく、
剛性の調整が難しいという欠点があった。これはブレー
ス無しの鉄筋コンクリート造ＰＣａ耐震壁についても同
様に云える欠点である。

そこで鉄骨ブレース内蔵型ＰＣａ耐震壁の上記欠点を解
決するために、第１３図に例示したようにブレース３の
外表面に眉間剥離材を塗布し、かつ上側縁部にノリ付エ
サフオーム４．４を付設してコンクリート２とのボンデ
ィングを防止したアンボンド型ブレース内Ｍ　Ｐ　Ｃａ
耐震壁１が開発され使用されるようになった。

と記アンボンド型ブレース内ＲＰ　Ｃａ耐震壁ｌは、外
力にブレース３のみで抵抗させる構成であるから、構造
的な剛性を調整しやすく、コンクリートの破壊（亀裂の
発生）性状もかなり改善されている。

本発明が解決しようとする課題 上記のアンボンド型ブレース内＠　Ｐ　Ｃａ　ｉ４　貫
壁ｌは、その構造上コンクリート２にはブレース３０座
屈止め程度の機能しか持たせていないのが実情で、鉄骨
鉄筋コンクリート造の壁体（複合材）として有する材料
本来の高剛性、高耐力の機能が十分有効に利用されてい
ないので不経済、低効率であり、この点が解決すべき課
題となっている。

課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段として、この
発明に係るＰＣａ耐震壁は、図面の第１図〜第１２図に
実施例を示したとおり、ＰＣａ耐震壁において、 Ｐ　Ｃａ　ｆｉｉ４１に壁１は、その外周架構５，６に
対して一定大きさの荷重で変位を発生する副層機構４に
より接合したことを特徴とする（第１．　２図）。

本発明はまた、アンボンド型鉄骨ブレース内蔵のＰＣａ
ｌｉ＃震壁１にお貫壁、 そのアンボンドブレース３に一定大きさの荷重で変位を
発生する副層機構７を付設したことを特徴とする（第８
．　９．　１０１！Ｉ）。

本発明の上記の各ＰＣａ耐震壁１において、副層機構４
又は７は、外力が導入される少なくとも一対のダンパー
ブレー）１０．１１同士（第２゜５．７図）又はダンパ
ープレー）１Ｂとブレース３とを重ね合わせ（第９．１
０図）、これらを高カボル）１２又は１６及びナツト１
３又は１５で締結し、所定大きさのｒＲｌでダンパープ
レート１０．１１同士又はダンパーブレート１８とブレ
ース３との摩擦面にすべりが発生する構成としたことく
第２．１０図）。

あるいはまた、副層機構４又は７は、外力が導入される
少なくとも一対のダンパープレート１０゜１１同士又は
ダンパープレート１８とブレース３とを挟み材２０を介
して重ね合わせ、これらを高力ボルト１２又は１６及び
ナラ）１３又は１５で締結し、所定大きさの荷重でダン
パープレート１０．１１同士又はダンパープレート１８
とブレース３の摩擦面にすべりが発生する構成としたこ
と（第５．　７．　９．　１０１！Ｉ）もそれぞれ特徴
とする。

作　　　　　用 第１１！Ｉのように、ブレース内ＭＰＣａｉ４ｇ壁１（
又はブレース無しＰＣａ耐震壁でも同じ）を第２１！ｌ
に示した構成の副層機構４を介して大梁５と接合した場
合は、外Ｆ＠梁架構、６に負荷された地震力又は風荷重
などの水平外力（荷重）が側層機構４を構成するダンパ
ーブレー）１０．１１の摩擦面に設定された摩擦力以下
であるかぎり、ｐｃｉ＠震壁１貫壁性と耐力で負荷に抵
抗し建物の横揺れを防ぐ、ところが、荷重が前記側層機
構４における摩擦面の摩擦力（耐力）に達すると、同摩
擦面にすべりが発生して外周架構６，６に変形を生じさ
せ、前記摩擦力より大きい荷重をＰＣ＆耐震壁１へ伝達
しない、つまり、Ｐ　Ｃａ　Ｍ　Ｉｌｉ壁１に負荷され
る荷重の大きさは前記摩擦力の大きさとして明快にコン
トロールされ、それ以上の荷重は外周架橋５．６の変形
により吸収せしめる。

前記側層機構４の摩擦力（耐力）の大きさは、一対のダ
ンパープレート１０．１１を締結する高カボル）１２の
締結力の大きさでほぼ一義的に決定される。よって、同
摩擦力の大きさを第３図のようにコンクリートが亀裂を
発生する破壊耐力Ｑｃよりも若干率さい許容耐力Ｑｎに
設定することにより、コンクリートには決して亀裂が発
生せず、しかも第４図に示したようにエネルギー吸収ル
ープの大きいＰＣａ耐ｍ壁ｌが得られ、これは副層要素
として有効に機能する。

また、第８図に示したように、アンボンド型ブレース内
蔵Ｐ　Ｃａ耐震壁１のアンボンドブレース３に、反力を
コンクリート編体２にとフた側層機構７が付設されてい
る場合（第９．１０図）は、外周架橋５．６からブレー
ス３へ入った荷重が側層機構７を構成するダンパープレ
ート１８とブレース３との摩擦面の摩擦力以下であるか
ぎり、このＰＣａ耐震壁ｌはブレース３とコンクリート
編体２との合成された剛性及び耐力で抵抗し、建物の横
揺れを防ぐ、ところが、外力が１１１１８機構７におけ
る摩擦面の摩擦力の大きさに達すると、同摩擦面にすべ
りが発生−前記摩擦力より大きい荷重はコンクリ−）Ｉ
Ｉ体２へは導入されず、以後は外周架構６，６の変形で
エネルギーの吸収が行なわれる。この＄１８機構７の摩
擦力も、ダンパープレート１８とブレース３とを締結し
た高力ボルト１６の締結力の大きさによりほぼ一義的に
決定される。よって、同摩擦力の大きさを第３図のよう
にコンクリート２が亀裂を発生する破壊耐力Ｑｃよりも
若干率さい許容耐力Ｑｃに設定することにより、コンク
リート２は決して亀裂を発生せず、しかも第４図に示し
たようにエネルギー吸収ループの大きいＰＣａｉ４ＩＩ
壁ｌが得られ、これは副層要素として有効に機能する。

実　　施　　例 次に、図示した本発明の詳細な説明する。

第１図は、鉄骨ブレース入りのＰＣａ耐震壁１（又はブ
レース無しのＰＣａ耐震壁でも可）の上縁が側層機構４
を介して外周架構たる大梁５と接合された実施例を示し
ている。このｐｃａ＠震壁１貫壁縁は下位の大梁５に固
着され、両側縁及び上縁は左右の柱６．６及び上位の大
梁６との間に若干の隙間をあけた自由縁として構成され
ている。

第１図は図示の便宜上、ＰＣａ耐震壁】はその上縁部の
ほぼ中央部に１個配置した制御Ｒ機構４で大梁６と接合
されているが、この構成の限りではない、土建の長手方
向に複数個の側層機構４を等配しで、又は必要に応じて
両側縁にも側層機構４を配置してそれぞれ外周架構５，
６と接合した構成で実施することもてきる。

側層機構４の構造詳細は、第２図に例示した通り、一方
のダンパーブレー）１１を大梁５のフランジ底面に溶接
で固着し、他方のダンパーブレー）１０はアンカー１４
を使用するなどしてＰＣａ耐震壁ｌのコンクリート編体
２に一体化されている。この一対のダンパーブレー）１
０．１１は高カボル）１２で締結され、例えば設計上の
短期許容荷重の約半分ぐらいの水平力（地震力又は風荷
重）で摩擦面がすべるように摩擦力（耐力）の大きざが
設定されている。ボルト孔１９は摩擦面のすべり変位の
大きさに必要十分な長さの長孔として水平方向に設けら
れている。高力ボルト１２の締結力は、一対のダンパー
ブレー）１０．１１の摩擦面に垂直力として付与され、
同摩擦面の摩擦係数と前記垂直力との積で算定される摩
擦力が当該副層機構４の耐力の大きさとして設定されて
いしたがって、一対のダンパーブレー）１０゜１１に負
荷された地震力等の荷重が前記摩擦面の設定摩擦力（耐
力）より以下であるときは、摩擦面にすべりは一切発生
せず、当該一対のダンパープレート１０．１１を介して
大梁５と接合されたＰＣａ耐１Ｒ壁１には外力がそのま
まの大きさで負荷され、同ＰＣａ耐震壁１はその剛性、
耐力を発揮し耐震要素として働く、ところが、地震力等
の荷重の大きさが前記一対のダンパーブレー）　１０゜
１１の摩擦面の設定摩擦力に達すると、摩擦面にすべり
が発生し、前記摩擦力より大きい荷重はＰＣａ耐震壁１
へ伝達せず、前記すべりに伴う外周架橋５．６の変形に
よって地震エネルギーが吸収される。こうして前記摩擦
力より大きい外力はＰＣａ耐震壁１に一切負荷されない
から、コンクリート躯体２に亀裂が発生するおそれは決
してない訳である。

なお、上記１１貫機構４における一対のダンパーブレー
）１０．１１の摩擦面の荷重とすべり量との関係を、高
力ボルト１２の締結力が一定の大きさであることを条件
にすると、同摩擦面の処理方法が例えばペンキ塗装処理
であるか、黒皮処理であるか、又はサンダー研磨処理直
後であるか、あるいは摩擦面がショツトブラスト処理直
後であるか又は赤さび発生状態であるかによって大きく
相違することが確認されている。要するに、摩擦面５の
処理方法を変えることによっても摩擦面のすべり荷！（
耐力）の大きさを最終的に設定することが可能であり、
摩擦面の処理方法が制置機構４の耐力決定に一つの因子
となることが明らかである。そして、この制置機構４は
、前述のようにして設定された摩擦力（耐力）に基づい
て、理想とも云える面積の大きい安定な略長方形のヒス
テリシスループ（エネルギー吸収ループ）を保持する（
第４８！り、　　この制置機構４の摩擦面は、塗料の塗
布や金属溶射等の処理とすることによっても耐力を明快
に設定することができる。

次に、第５図に示した制御機構４は、地震力等が導入さ
れる一対のダンパーブレー）１０．１１は、その摩擦面
に挟み材２０を介して重ね合わされ、高力ボルト１２と
ナラ）１３とにより所定大きさのトルクで締結されてい
る。この制置機構４も、第１図のＰＣａ耐震壁１に適用
する場合には、第２図のような態様で適用される。但し
、上記第２図の実施例では、ダンパーブレー）１０．１
１の摩擦面の処理を黒皮処理とかショツトブラスト処理
にするかによりすべり時の荷重（地震人力に対する耐力
）の大きさを最終的に設定したが、本実施例では挟み材
２０の材質又は構成能様の如何により耐力の大きさが最
終的に設定される。挟み材２０はまた、制置機構４への
人力荷重の大きさの設定及びくり返し荷重に対するすべ
りの安定性にも寄与する。その他、すべり時の金属騒音
の低減や防止、あるいは摩擦熱の低減、摩耗の防止など
種々な目的で挟み材２０が使用される。従って、挟み材
２０は、使用の目的別に又は全目的の総合的効果をねら
って種々な材質、構成１ｍ様とされる。

ちなみに、第６図に示した挟み材２０は、鉛若しくはゴ
ム又は軟質合成樹脂のシート２０＆の表面を薄鋼板２０
ｂで被覆して補強した構成とされている。

次に、第７図に示した制置機構４は、２枚を一朝とする
一方のダンパーブレー）１０．１０により他方の一枚の
ダンパーブレー）１１をサンドイッチ状に挟むと共に相
互の摩擦面に挟み材２０゜２０を介在せしめ、高力ボル
ト１２及びナツト１３で締結した構成とされている。こ
の１ｌＦＪ震機構４も第１図のＰＣａ耐震壁１に適用す
る場合は、第２図のようなＩ！！様で適用される。要す
るに、対をなすダンパーブレー）１０．１１は、第２図
又は第５１！Ｉに示した１枚ずつの構成とするほか、用
途又は耐震性能要求に応じて複数枚（複数対）ずつの構
成として実施することができるのである。

さらに第１１図Ａ、　　Ｂに示した制置機構４も第１１
！ＩのＰＣａ耐ｌ！壁１に適用される。これは第７図に
示したものと同様、一方のダンパープレート１１を他方
の２枚のダンパープレート１０．１０でサンドイッチ状
に挟み、高力ボルト１２及びナツト１３で締結した構成
とされている。但し、中間位置のダンパープレート１１
のボルト孔は長孔１９とし、この長孔１９の中に鉛又は
軟質合成樹脂等の摩擦材２１を注入し、もフてこの摩擦
材２１により当該副層機構４の耐力の大きさが最終的に
設定されているのである。

第２の実施例 第８図に示したアンボンド型鉄骨ブレース内蔵のＰＣａ
耐震壁１は、そのアンボンドブレース３に、一定大きさ
の荷重ですべりを発生する制置機構７が付設された構成
とされている。

前記制置機構７の構造及びブレース３に対する付設の態
様は、第９図と第１θ図にバチしたように、アンカー１
７でＰ　Ｃａ　１１１Ｉ璧１のコンクリート躯体２に定
着された２枚のダンパープレート１８．１８がブレース
３の両側面（又は片側面に１枚でも可）に重ね合わせら
れ、高カボル）１６とナツト１５とで所定大きさのトル
クで締結されている。

したがフて、本実施例の場合は、外周架構５゜６を通じ
てＰＣａ耐Ｎ壁ｌ（のブレース３）へ導入される地震力
、風荷重なとの外力が制置機構７の摩擦面に設定された
摩擦力以下である場合は、ブレース３とコンクリート躯
体２とを合成した複合材の剛性と耐力で抵抗する。しか
し、前記外力が制置機構７の摩擦力く耐力）の大きさに
達すると、摩擦面にすべりが発生し、このすべりに伴う
外周架構５，６の変形によって地震エネルギーの吸収効
果が奏される（第３，４図参照〉。そして、前記摩擦力
より大きい荷重はコンクリート躯体２へは決して負荷さ
れず、コンクリート躯体２の亀裂発生は確実に防止され
るのである。

本実施例の場合にも、制置機構７に間してはダンパープ
レー）１Ｂとブレース３との間に第５図又は第７図のよ
うなり様で挟み材を装入し、又は第１１図Ａ、　　Ｂの
ように長孔１９の中に鉛などの摩擦材２１を注入し、も
って挟み材又は摩擦材の特性によりくり返し荷重に対す
るすべり発生荷重の安定性、あるいは騒音や発熱の低減
が図られる。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この発
明に係るＰＣａｊｗ４震壁ｌは、制置機構４又は７に設
定した摩擦力の大きさとしてコンクリート躯体２の負荷
をコントロールし、もってコンク）−トｍ体２の破壊耐
力Ｑｃに近似した耐力ＱＤまではブレース３及びコンク
リート２の材料が本来有している高剛性、高耐力の＄１
能を発揮せしめるので、構成材料の経済性と効率に優れ
ている。そして、微弱震の程度では建物が横揺れする不
具合も生じないから、居住性の優れた建物の建築に寄与
する。

また、制置機構４又は７の働き（摩擦力＝設定耐力の大
きさ）により、ＰＣａｉ４ｍ１壁１におけるコンクリー
ト躯体２のせん断破壊耐力以下の荷重しかＰＣａ耐震壁
ｌ、に作用せしめないので、コンクリート編体２に亀裂
が発生する心配は全くなく、それでいて地震等のエネル
ギー吸収能力が大きいから、優れた副層作用を奏し、耐
震、耐風性能に優れた建物の建築に寄与するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例のＰＣａ耐震壁を示した
正面図、第２図は制置機構の詳細を示した拡大図、第３
図は前記制置機構の荷重と変形の関係を示した特性図、
第４図は前記制置機構のヒステリシスループ（エネルギ
ー吸収ループ）を示したグラフ、第５図は制置機構の異
なる例を示した側面図、第６図は挟み材を拡大して示し
た断面図、第７図は制置機構のさらに異なる例を示した
側面図、第８図はこの発明の第２実施例のＰＣａ耐震壁
を示した正面図、第９図と第１０図は制置機構の付設状
部を示した正面図と１０−１０線矢視の断面図、第１１
１！ＩＡは制置機構の他の例を示シタ断面図、第１１Ｆ
！！ＵＢは第１１図Ａ（７）１１−１１線矢視図、第１
２図は従来の鉄骨ブレース入りＰＣａｉ１震壁を示した
正面図、第１３１！Ｉは１３−１３線矢視の拡大断面図
である。 ｌ・・・ＰＣａ耐震壁　　　　２・・・コンクリート躯
体３・・・ブレース　　　　　４．　７．　３０・・・
制震機構５・・・大梁 １　０゜ ｌ。 ８・・・ダンパープレート １２゜ １６・・・高力ボルト ３゜ １６・・・ナツト ２０・・・挟み材 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 手続補正書（自発） １９８９年　４月　６日 特許庁長官　吉田文毅　殿　Ｘ）ｑ、７．１年４月６ｒ
ｌ差ｔＢ１、事件の表示 平成　１年特許願第２９３０２号 ２、発明の名称 ＰＣａ耐震壁 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　特許出願人住所　　大
阪市中央区本町４丁目１番１３号（行政区画変更１こよ
る住居表示変更）名称（３６２）株式会社　竹　中　工
　務　店４、代理人　　〒１０４ 補正の内容 （１）　　明細書の第３頁第１３行目に「破壊荷重」と
あるのは「亀裂荷重」と訂正する。 （２）　同書第３頁第１４行目に「コンクリートが破壊
し」とあるのは「コンクリートに」と訂正する。 （３）　同書第９頁第３行目にｒＱｃＪとあるのはｒＱ
ｏ　Ｊと訂正する。 （４）　同書第１７頁第１５行目に「せん断破壊」とあ
るのは「亀裂」と訂正する。 以　　上 明細書の発明の詳細な説明の欄及び 図面の第３図、第４図及び第７図 第３図 第４図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】ＰＣ耐震壁において、 ＰＣａ耐震壁は、その外周架構に対して一定大きさの荷
   重で変位を発生する制震機構により接合されていること
   を特徴とするＰＣａ耐震壁。 【２】アンボンド型鉄骨ブレース内蔵のＰＣａ耐震壁に
   おいて、 そのアンボンドブレースに、一定大きさの荷重で変位を
   発生する制震機構が付設されていることを特徴とするブ
   レース内蔵のＰＣａ耐震壁。 【３】制震機構は、外力が導入される少なくとも一対の
   ダンパープレート同士又はダンープレートとブレースと
   を重ね合わせ、これらが高力ボルト及びナットで締結さ
   れており、所定大きさの荷重でダンパープレート同士又
   はダンパープレートとブレースとの摩擦面にすベりが発
   生する構成とされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載したＰＣａ耐震壁。 【４】制震機構は、外力が導入される少なくとも一対の
   ダンパープレート同士又はダンパープレートとブレース
   とを挟み材を介して重ね合わせ、これらが高力ボルト及
   びナットで締結されており、所定大きさの荷重でダンパ
   ープレート同士又はダンパープレートとフレーズとの摩
   擦面にすベりが発生する構成とされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載したＰＣａ
   耐震壁。