スチールハウスの耐力壁構造
【課題】 面材を用いた耐力壁に比して重量あたりの耐力性能が高いスチールハウスの耐力壁構造を提供する。
【解決手段】 上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材２および下枠材３と、前記上枠材２および下枠材３の間に立設された少なくとも一対の竪枠材４、４と、前記一対の竪枠材４、４の間に架設された複数のブレース材５、５…と、からスチールハウスの耐力壁１を構築する。その際、前記複数のブレース材５、５…の両端部は、前記一対の竪枠材４、４にピン接合されており、隣り合うブレース材５、５と竪枠材４とで囲まれた構面Ｐは、すべて三角形となるようにする。
【解決手段】 上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材２および下枠材３と、前記上枠材２および下枠材３の間に立設された少なくとも一対の竪枠材４、４と、前記一対の竪枠材４、４の間に架設された複数のブレース材５、５…と、からスチールハウスの耐力壁１を構築する。その際、前記複数のブレース材５、５…の両端部は、前記一対の竪枠材４、４にピン接合されており、隣り合うブレース材５、５と竪枠材４とで囲まれた構面Ｐは、すべて三角形となるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールハウスの耐力壁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスチールハウスの耐力壁１００は、図１１に示すように、薄板軽量溝形鋼を組み合わせて形成された枠体１１０に、石膏ボード、木質合板、鋼製面板等の面材１２０が、特殊なねじによって取り付けられて構成されている（例えば特許文献１参照）。そして、この枠体１１０と面材１２０が一体となって外力に抵抗することにより、壁の耐力が保持され、建物の安全が図られている。
【特許文献１】特開平９−２８７２４０号公報（段落００１０〜００１６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２は、スチールハウスの耐力壁１００のせん断耐力と変形量との関係を表したグラフである。グラフ中の線Ａは、面材１２０として合板面材（木質合板）を使用した場合を示し、線Ｂは、面材１２０として鋼板面材を使用した場合を示している。
【０００４】
面材１２０として合板面材を使用した場合には、鋼板面材を使用した場合に比べて、破断（図中の×印）に至るまでの変形量が大きく、外力に対して粘り強く抵抗するが、小さなせん断力で大きく変形してしまうという問題がある。すなわち、変形量が大きいため、耐力壁１００が降伏してから建物が崩壊するまでの時間は長いが、比較的小さなせん断力で建物が変形し、修理が必要となったり、使用できなくなったりしてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、面材１２０として鋼板面材を使用した場合には、合板面材を使用した場合に比べて大きなせん断力に抵抗することができる（降伏しない）が、降伏した後の変形量が小さいため、建物の粘り強さに欠けるという問題がある。すなわち、比較的大きなせん断力が建物に加わっても大丈夫であるが、限度を超えるせん断力が加わった場合には、耐力壁１００が降伏してから破断するまでの変形量が少なく、短い時間で建物が崩壊してしまうという問題がある。
【０００６】
また、面材１２０の厚さを大きくすることによって、耐力壁１００の性能を向上させることができるが、耐力壁１００の重量が増加するため、組立て時の作業性が悪化するとともに、材料コストも増加してしまう。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、面材を用いた耐力壁に比して重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１にかかるスチールハウスの耐力壁構造は、上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材および下枠材と、前記上枠材および下枠材の間に立設された少なくとも一対の竪枠材と、前記一対の竪枠材の間に架設された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることから、一対の竪枠材と複数のブレース材とによってトラス構造が構成される。かかるトラス構造は、面材を用いた場合に比べて壁の幅方向の単位メートルあたりにおける鋼材重量が少なくて済むとともに、せん断変形に対して粘り強く抵抗するため、面材を用いて構成された耐力壁に比べて、重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造となる。なお、本発明者らは、各種耐力壁構造について実験を行うことにより、トラス構造の性能を確認している。
【００１０】
ここで、「構面」とは、外力に抵抗できるように構成された一組の平面骨組のことである。また、かかる「構面」は、応力集中が生じないように、すべて同じ大きさに形成されているのが好適である。なお、本願にいう「ピン接合」とは、曲げ変形に対して完全にフリー（曲げ剛性がゼロ）な構造に限られるものではなく、曲げ剛性に対してせん断剛性が卓越している構造も含む。また、竪枠材とブレース材とのピン接合には、タッピンねじを用いるのが好適である。
【００１１】
請求項２に係るスチールハウスの耐力壁構造は、請求項１に記載のスチールハウスの耐力壁構造であって、前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてなることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてスチールハウスの耐力壁構造が構築されることから、重量あたりの耐力性能を一層高めることができる。
なお、かかる面材は、構造用合板、鋼製面板または石膏ボードから構成するのが好ましい。
【００１３】
また、前記上枠材、下枠材、竪枠材およびブレース材は、薄板軽量形鋼で構成されるのが好適である（請求項４）。かかる構造によれば、木材を使用しないことから、シロアリや火災に強い耐力壁とすることができる。
【００１４】
また、前記一対の竪枠材は、前記ブレース材の端部とピン接合される接合部材を備えるのが好適である。かかる構造によれば、ブレース材の端部と竪枠材とを容易にピン接合することができる。とくに、薄板軽量溝形鋼を２つ嵌め合わせて竪枠材を構成した場合には、前記溝形鋼のウェブ外側面に、接合部材を取り付け、かかる接合部材を介して竪枠材とブレース材とをピン接合するのが好ましい。かかる接合部材は、例えば、適当な長さに切断した板材やＬ型鋼や溝形鋼等を前記溝形鋼のウェブ外側面に溶接することにより形成することができる。ブレース材と接合部材との連結には、六角ボルト−ナットやタッピンねじ等を用いることができる。
【００１５】
請求項５に係るスチールハウスの耐力壁構造は、所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材と、前記竪枠材の上端同士を連結する上枠材と、前記竪枠材の下端同士を連結する下枠材と、前記一対の竪枠材の互いに向かいあう側面間に連結された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係るスチールハウスの耐力壁構造は、請求項５に記載のスチールハウスの耐力壁構造であって、前記竪枠材は、少なくとも２本のＣ形鋼または溝形鋼のウェブ背面同士を接合してなり、前記Ｃ形鋼または溝形鋼は、その溝の開口部を耐力壁の面外方向に向けて立設されていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、Ｃ形鋼または溝形鋼の開口部は、耐力壁の面外方向に向いているため、組立作業時にブレース材が邪魔になることがない。また、作業者は、体の正面で工具を取り扱うことができるため、組立作業が容易になる。そのため、ボルト、ナット及びホールダウン金物などを用いて竪枠材を下枠材または境界梁などに固定する際に、ボルトやナットをホールダウン金物または境界梁に溶接等により予め固定しておかなくても、竪枠材を容易に固定することができる。特に、スパナ等の工具の取り回し幅が大きくなり、作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、面材を用いた耐力壁に比して重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造を提供することができる。これにより、住宅の安全性、施工コスト、耐震性能等を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。参照する図面において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる耐力壁の構造を示す正面図である。
耐力壁１は、図１に示すように、上枠材２と、下枠材３と、一対の竪枠材４、４と、ブレース材５とから構成されている。ここで、説明の便宜上、各ブレース材５に対して、図１の上から順にブレース材５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｇと符号を付す。これらの各部材は、肉厚１．０ｍｍ〜１．６ｍｍの薄板軽量溝形鋼（以下、「溝形鋼」と適宜略称する。）からなる。耐力壁１は、建物の基礎の上に設置されたＨ形鋼からなる第１境界梁ＬＫと、一階と二階の境界に設置されたＨ形鋼からなる第２境界梁ＨＫとの間に構築される。
【００２１】
このように形成された耐力壁１は、図示は省略するが、屋外側の面に断熱材および外装パネルを取り付けられ、また、屋内側の面に内装パネルを取り付けられることにより、建物の壁となる。
【００２２】
上枠材２は、第２境界梁ＨＫの下側フランジの下面に、ドリリングタッピンねじによって、溝を下に向けて取り付けられている。また、下枠材３は、上枠材２と同じサイズの溝形鋼からなり、第１境界梁ＬＫの上側フランジの上面であって上枠材２と対向する位置に、ドリリングタッピンねじによって、溝を上に向けて取り付けられている（図２参照）。すなわち、上枠材２と下枠材３とは、互いに対向する位置に建物の１階の高さ分の間隔を隔てて設置されている。
【００２３】
一対の竪枠材４、４は、それぞれ４本の溝形鋼が組み合わされて構成されており、前記上枠材２と下枠材３との間に、水平方向に所定間隔を隔てて垂直に立設されている。竪枠材４の水平方向の間隔は、例えば４０６．４ｍｍ〜１０００ｍｍの間で適宜設定される。竪枠材４の上下の端部は、上枠材２および下枠材３の溝にそれぞれ嵌め込まれている。一対の竪枠材４、４の互いに向かい合う面には、ブレース材５を取り付けるための接合部材７が固定されている。竪枠材４については、図２を用いて後に詳しく説明する。
【００２４】
なお、図１においては、竪枠材４は、２本しか図示されていないが、竪枠材４は、建物の壁の全長にわたって、上枠材２と下枠材３との間に所定の間隔で複数本立設されるものである。耐力壁１は、これらの竪枠材４のうち、構造上必要な箇所に、後記するブレース材５をトラス構造となるように設置することにより構築される。
【００２５】
ブレース材５（５Ａ、５Ｂ・・・）は、一対の竪枠材４、４のウェブ外側面に設けられた接合部材７を介して、当該一対の竪枠材４、４に、その両端を、タッピンねじＳによって接合されている。なお、最上段のブレース材５Ａの上端、および、最下段のブレース材５Ｇの下端については、竪枠材４、４に設けられた接合部材７ではなく、上枠材２および下枠材３を介して、竪枠材４、４に接続されている。
【００２６】
第１実施形態では、図１に示すように、上下に隣り合うブレース材５（例えばブレース材５Ａとブレース材５Ｂ）の下端と上端は、１つの接合部材７によって、竪枠材４の同じ位置に接合されている。これにより、上下に隣り合うブレース材５、５と竪枠材４の一部とによって三角形状の構面Ｐ（Ｐ１、Ｐ２・・・）が形成される。また、かかる三角形状の構面Ｐ１、Ｐ２・・・の頂点は、すべてピン構造となっている。さらに、第１実施形態にかかる耐力壁１は、各構面Ｐ１、Ｐ２・・・がそれぞれ同一の三角形となるように構成されている。そのため、それぞれの構面Ｐ１、Ｐ２・・・の剛性が等しくなり、外力を均等に分散させることができる。
【００２７】
次に、図２を参照して、竪枠材４の構造、および、竪枠材４と下枠材３との接合構造について説明する。図２は、図１のＡ部を拡大して示した分解斜視図である。
第１実施形態では、竪枠材４は、図２に示すように、４本の溝形鋼４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが組み合わされて構成されている。このうち、溝形鋼４ａ、４ｂは、互いのウェブ面同士を背中合わせにして当接され、タッピンねじＳによって接合されている。溝形鋼４ａ、４ｂの外幅は、下枠材３（上枠材２）の溝の内幅と略等しい幅となっており、下枠材３（上枠材２）の溝に嵌め込むことができるようになっている。
【００２８】
溝形鋼４ａ、４ｂの下端部は、ホールダウン金物６、６によって、第１境界梁ＬＫに固定されている。
ホールダウン金物６は、竪枠材４を梁に接合可能なものであればどのようなものでもよいが、第１実施形態においては、図２に示すように、短尺に形成された側面視台形状の溝形部材６ａと、この溝形部材６ａの溝を仕切るように溶接された板材６ｂと、この板材６ｂに溶接された２つのナット６ｃ、６ｃとから構成されている。板材６ｂには、ナット６ｃのボルト孔と連通する位置に貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００２９】
ホールダウン金物６、６は、溝形部材６ａの当接面６ａ1と溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ内側面とを当接させた状態で、溝形鋼４ａ、４ｂの下端部の溝内に設置されている。そして、溝形部材６ａの当接面６ａ1と溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ内側面に形成されたボルト孔に六角ボルトを挿通させ、ナットで締め付けることによって、ホールダウン金物６、６と溝形鋼４ａ、４ｂとが強固に接合されている。
また、下枠材３および第１境界梁ＬＫには、ホールダウン金物６に溶接されたナット６ｃ、６ｃに対応する位置に、下枠材３のウェブ面と第１境界梁ＬＫの上側フランジを貫通する貫通孔Ｔが形成されている。溝形鋼４ａ、４ｂは、かかる貫通孔Ｔからナット６ｃ、６ｃまで挿通されるボルトＢＴによって、第１境界梁ＬＫに固定されている。
【００３０】
溝形鋼４ｃ、４ｄは、図２に示すように、背中合わせに貼り合わされた溝形鋼４ａ、４ｂの溝を覆うように、その両側から嵌め合わされる部材である。溝形鋼４ｃ、４ｄの溝の内幅は、溝形鋼４ａ、４ｂの外幅と略等しい幅となっている。また、溝形鋼４ｃ、４ｄの長さは、上枠材２のフランジの下端と下枠材３のフランジの上端の間隔Ｌ１（図１参照）に等しく形成されている。溝形鋼４ｃ、４ｄは、溝形鋼４ａ、４ｂに嵌め合わされた状態で、互いのフランジをタッピンねじＳで止めつけることにより固定されている。
【００３１】
次に、図３を参照して、竪枠材４とブレース材５の接合構造について説明する。図３は、図１のＢ部を拡大して示した分解斜視図である。
接合部材７は、短尺の軽量溝形鋼からなる部材であり、竪枠材４とブレース材５の間に介在して竪枠材４とブレース材５とを連結するものである。接合部材７は、その溝をブレース材５側に向けて配置されるとともに、そのウェブ７ａを竪枠材４（４ｃ）のウェブ外側面に当接させた状態でタッピンねじＳによって固定されている。
ブレース材５（５Ｄ、５Ｅ）は、軽量溝形鋼からなり、ブレース材５のウェブの外幅は、接合部材７の溝の内幅と略等しくなっている。ブレース材５の一方の端部は、接合部材７の溝にはめ込まれており、ブレース材５のフランジ５ａと接合部材７のフランジ７ｂとがタッピンねじＳによって接合されるようになっている。
このような接合構造によれば、曲げ剛性に比べてせん断剛性が卓越した構造となるので、ブレース材５と竪枠材４との接合構造をピン構造（ピン接合）とすることが可能となる。
【００３２】
ここで、図１〜図５を参照して、耐力壁１の構築方法について説明する。なお、図４、図５は、竪枠材４の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【００３３】
はじめに、第２境界梁ＨＫの下側フランジおよび第１境界梁ＬＫの上側フランジに、上枠材２および下枠材３を、ドリリングタッピンねじやタッピンねじ等により取り付ける（図示省略）。
【００３４】
次に、図４（ａ）に示すように、溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ面同士を当接させてタッピンねじＳ（図示省略）によって接合する。そして、この溝形鋼４ａ、４ｂの上下端部の溝内にホールダウン金物６、６をボルトＢＴとナットＮによって固定する。
【００３５】
そして、図４（ｂ）に示すように、組み合わせた溝形鋼４ａ、４ｂの上下端部を、上枠材２および下枠材３の溝に嵌め込んで、所定の位置に垂直に立設させる。溝形鋼４ａ、４ｂを立設させる位置には、あらかじめ貫通孔Ｔを形成しておく。そして、この貫通孔ＴからボルトＢＴを挿通し、ホールダウン金物６に溶接されたナット６ｃ、６ｃに係合させる。これにより、溝形鋼４ａ、４ｂを、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫ（図１参照）に固定する。
【００３６】
次に、図５（ａ）に示すように、上枠材２と下枠材３との間に立設された溝形鋼４ａ、４ｂに溝形鋼４ｃ、４ｄを両側から嵌め合わせ、互いのフランジをタッピンねじＳで接合する。さらに、下枠材３（および上枠材２）のフランジと溝形鋼４ａ、４ｂのフランジとをタッピンねじＳで接合する。これにより、竪枠材４は、図５（ｂ）に示すように、上枠材２と下枠材３との間に垂直に立設される。
【００３７】
そして、図３に示すように、竪枠材４（４ｃ、４ｄ）のウェブ面に、所定の間隔で接合部材７、７・・・を、タッピンねじＳを用いて固定する。
【００３８】
次に、ブレース材５Ａ、５Ｂ・・・と接合部材７、７・・・とをタッピンねじＳにより接合する。これにより、図１に示すように、耐力壁１が完成する。
【００３９】
図６は、従来の耐力壁構造と第１実施形態に係る耐力壁構造（トラス構造）についてのせん断耐力と変形量の関係を示したグラフである。
図６に示すグラフから、本発明に係る耐力壁構造は、面材として合板を使用した従来の耐力壁構造に比べて約５倍のせん断耐力を発揮しながら、略同等の変形性能を示していることがわかる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１’は、スチールハウスの耐力壁１（図１参照）の側面に、さらに、面材９が取り付けられている点が、前記した実施形態と異なっている。第２実施形態においては、面材９は、木質合板で構成されている。
かかる構成によれば、面材９によって、スチールハウスの耐力壁１’の耐力性能を一層向上させることができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１”は、第１実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１（図１参照）と比較して、上枠材２および下枠材３に対して竪枠材４が９０度回転している点が異なっている。
すなわち、第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１”の竪枠材４は、当該竪枠材４を構成する溝形鋼４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（図２参照）の溝の開口部Ｊが耐力壁１”の面外方向に向けられた状態で組み合わされて構成されている。
【００４２】
図９は、図８のＣ部付近を拡大して示した斜視図である。なお、図９は、溝形鋼４ｃ、４ｄ及びタッピンねじＳ等を省略して表示している。
竪枠材４を構成する溝形鋼４ａ、４ｂは、図９に示すように、そのウェブ同士を当接させた状態で、コ字型の溝の開口部Ｊを面外方向に向けて下枠材３の溝の中にはめ込まれて立設されている。また、溝形鋼４ａ、４ｂの下端の溝内には、ホールダウン金物６’がはめ込まれて固定されている。下枠材３と第２境界梁ＬＫには、ホールダウン金物６’の貫通孔に対応する位置に、同じく貫通孔が形成されており、ボルトＢＴを挿通できるようになっている。そして、溝形鋼４ａ、４ｂ（竪枠材４）は、ホールダウン金物６’とボルトＢＴとナットＮによって下枠材３および第２境界梁ＬＫに固定されている。
【００４３】
第１実施形態に係る耐力壁１では、組立作業時に溝内に工具を挿入して作業をする場合に、ブレース材５が邪魔になることがあるが、第３実施形態においては、図９に示すように、溝形鋼４ａ、４ｂの開口部Ｊは、耐力壁１”の面外方向に向いているため、ブレース材５が邪魔になることがない。また、作業者は、組立作業時に体の正面で工具を取り扱うことができるため、作業が容易になる。そのため、ナットＮをホールダウン金物６’に溶接等により予め固定しておかなくても、竪枠材４を下枠材３及び第２境界梁ＬＫに容易に固定することができる。特に、スパナＳＰの取り回し幅（図９の矢印参照）が大きくなり、作業が容易になる。
また、逆にいえば、例えば頭部をカットしたボルトＢＴを溶接等により第２境界梁ＬＫに予め固定しておき、その位置に溝形鋼４ａ、４ｂを立設し、当該溝内においてナットＮをスパナＳＰやラチェット（図示省略）等で締め付けて固定する工法（手順）を採用することが可能となる。すなわち、工法選択の幅が広がるため、状況に合わせて好適な工法を選択して組立作業の容易化、作業時間の短縮等を図ることができる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
つづいて図１０を参照して本発明の第４実施形態について説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。図１０は、第４実施形態に係るスチールハウスの耐力壁を一部切り欠いて示した斜視図である。なお、スチールハウスの耐力壁１０（以下、単に「耐力壁１０」という。）は、上下に対称な構造を呈しているため、図１０では、下端付近のみを拡大して示している。
【００４５】
第４実施形態に係る耐力壁１０は、第１実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１と比較して、耐力壁１０を構成する各部材の部材厚が大きい点、及び、竪枠材１４が２つのＣ形鋼１４ａ、１４ｂからなる点、が主に異なっている。
【００４６】
（耐力壁１０）
耐力壁１０は、主に、第１境界梁ＬＫと第２境界梁ＨＫとの間に所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材１４、１４と、当該竪枠材１４、１４の上端同士および下端同士を連結する上枠材１２および下枠材１３と、一対の竪枠材１４の互いに向かいあう面を斜めに接続する複数のブレース材１５と、から構成されている。
【００４７】
（竪枠材１４）
竪枠材１４は、耐力壁１０に作用する鉛直方向の荷重を支える部材であり、例えば「Ｃ−１００×５０×２０×２．３」や「Ｃ−１００×５０×２０×３．２」等の部材厚の大きい２本のＣ形鋼１４ａ、１４ｂを、互いのウェブ背面を合わせた状態で固定して構成されている。かかるＣ形鋼１４ａ、１４ｂは、第１〜第３実施形態で用いた薄板軽量形鋼（部材厚１．６ｍｍ）に比して、部材厚がそれぞれ２．３ｍｍ、３．２ｍｍと大きいため、２本で所望の耐力を発揮することができる。Ｃ形鋼１４ａとＣ形鋼１４ｂは、その部材厚が大きいことから、溶接によって互いに接合するのが好ましい。
Ｃ形鋼１４ａ、１４ｂの端部の溝内には貫通孔を備えるプレート１６が溶接されて固定されており、このプレート１６とボルトＢＴ及びナットＮとによって、竪枠材１４は第１境界梁ＬＫと第２境界梁ＨＫに固定されている。プレート１６は、Ｃ形鋼１４ａ、１４ｂの端部から若干隙間を空けて取り付けられており、ボルトＢＴとナットＮとによってプレート１６を（ひいては竪枠材１４を）第１境界梁ＬＫに引き付けることができるようになっている。
また、一対の竪枠材１４の対向する側面には、短尺の溝形鋼からなる接合部材１７が千鳥に取り付けられており（図１の接合部材７参照）、ブレース材１５を連結可能になっている。
【００４８】
（上枠材１２および下枠材１３）
上枠材１２および下枠材１３は、一対の竪枠材１４、１４の上端部同士および下端部同士を連結する部材であり、例えば「［−６５×７５×２．３」や「［−６７×７５×３．２」等の寸法の溝形鋼で構成されている。かかる上枠材１２および下枠材１３と、一対の竪枠材１４とによって、耐力壁１０の枠組みが構成されている。
上枠材１２および下枠材１３は、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫとの間に若干隙間が空くように取り付けられている。また、当該隙間にはスペーサ１８が介在されている。
【００４９】
（ブレース材１５）
ブレース材１５は、耐力壁１０の面内方向のせん断変形を拘束する部材であり、例えば「［−６０×３５×２．３」の寸法の溝形鋼で構成されている。ブレース材１５は、一対の竪枠材１４の対向する側面に接合部材１７を介してピン接合されている。また、上下に隣り合う２本のブレース材１５、１５の端部は、１つの（同じ）接合部材に連結されており、２本のブレース材１５と竪枠材１４とによって、三角形の構面が形成される。すなわち、一対の竪枠材１４、１４と、上枠材１２および下枠材１３と、複数のブレース材１５とによってトラス構造が形成されている。これにより、枠組みを面材で拘束する場合に比して、壁の幅方向における単位メートルあたりの耐力性能が高い、逆に言えば、同じ耐力性能を実現するために必要な壁の幅方向における単位メートルあたりの鋼材重量が小さいトラス構造の耐力壁１０とすることができる。
【００５０】
なお、竪枠材１４は、該竪枠材１４を構成するＣ形鋼１４ａ、１４ｂの溝の開口部Ｊが耐力壁１０の面外方向に向いた状態で、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫに連結されるのが好適である。かかる構成によれば、例えば当該開口部Ｊから溝内にスパナＳＰなどの工具を挿入して作業をする場合に、ブレース材１５が邪魔になることがなく、組立作業が容易である。
【００５１】
以上、本発明を実施するための最良の形態および実施例について詳細に説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００５２】
例えば、第１〜第４実施形態では、ブレース材を、いわゆるワーレントラスのような形状に構成したが、これに限られるものではなく、ハウトラスやプラットトラスのような形状に構成してもよい。
【００５３】
また、第１〜第３実施形態では、各部材をボルトＢＴやタッピンねじＳで接合したが、ブレース材５と竪枠材４とがピン接合される限り、どのような接合方法で接合してもよい。
【００５４】
また、第１〜第３実施形態では、各部材を薄板軽量溝形鋼で構成したが、溝形鋼に限られるものではなく、薄板軽量のＣ形鋼等を用いてもよい。具体的には、竪枠材のうち、内側の鋼材（溝形構４ａ、４ｂに相当）としては、例えば「Ｃ−１００×５０×２０×１．６」等を用いることができ、外側の鋼材（溝形構４ｃ、４ｄ）としては、例えば「［−１０２×５０×１．０」等を用いることができる。ブレース材５については、Ｃ形鋼（Ｃ−１００×５０×２０×１．６）やＬ形鋼などを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態にかかる耐力壁の構造を示す正面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示した分解斜視図である。
【図３】図１のＢ部を拡大して示した分解斜視図である。
【図４】竪枠材の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【図５】竪枠材の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【図６】従来の耐力壁構造と第１実施形態に係る耐力壁構造（トラス構造）についてのせん断耐力と変形量の関係を示したグラフである。
【図７】第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
【図８】第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
【図９】図８のＣ部付近を拡大して示した斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係るスチールハウスの耐力壁を一部切り欠いて示した斜視図である。
【図１１】従来のスチールハウスの耐力壁を示す分解斜視図である。
【図１２】従来のスチールハウスの耐力壁のせん断耐力と変形量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 耐力壁
２ 上枠材
３ 下枠材
４ 竪枠材
５ ブレース材
６ ホールダウン金物
７ 接合部材
Ｐ 構面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールハウスの耐力壁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスチールハウスの耐力壁１００は、図１１に示すように、薄板軽量溝形鋼を組み合わせて形成された枠体１１０に、石膏ボード、木質合板、鋼製面板等の面材１２０が、特殊なねじによって取り付けられて構成されている（例えば特許文献１参照）。そして、この枠体１１０と面材１２０が一体となって外力に抵抗することにより、壁の耐力が保持され、建物の安全が図られている。
【特許文献１】特開平９−２８７２４０号公報（段落００１０〜００１６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２は、スチールハウスの耐力壁１００のせん断耐力と変形量との関係を表したグラフである。グラフ中の線Ａは、面材１２０として合板面材（木質合板）を使用した場合を示し、線Ｂは、面材１２０として鋼板面材を使用した場合を示している。
【０００４】
面材１２０として合板面材を使用した場合には、鋼板面材を使用した場合に比べて、破断（図中の×印）に至るまでの変形量が大きく、外力に対して粘り強く抵抗するが、小さなせん断力で大きく変形してしまうという問題がある。すなわち、変形量が大きいため、耐力壁１００が降伏してから建物が崩壊するまでの時間は長いが、比較的小さなせん断力で建物が変形し、修理が必要となったり、使用できなくなったりしてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、面材１２０として鋼板面材を使用した場合には、合板面材を使用した場合に比べて大きなせん断力に抵抗することができる（降伏しない）が、降伏した後の変形量が小さいため、建物の粘り強さに欠けるという問題がある。すなわち、比較的大きなせん断力が建物に加わっても大丈夫であるが、限度を超えるせん断力が加わった場合には、耐力壁１００が降伏してから破断するまでの変形量が少なく、短い時間で建物が崩壊してしまうという問題がある。
【０００６】
また、面材１２０の厚さを大きくすることによって、耐力壁１００の性能を向上させることができるが、耐力壁１００の重量が増加するため、組立て時の作業性が悪化するとともに、材料コストも増加してしまう。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、面材を用いた耐力壁に比して重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１にかかるスチールハウスの耐力壁構造は、上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材および下枠材と、前記上枠材および下枠材の間に立設された少なくとも一対の竪枠材と、前記一対の竪枠材の間に架設された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることから、一対の竪枠材と複数のブレース材とによってトラス構造が構成される。かかるトラス構造は、面材を用いた場合に比べて壁の幅方向の単位メートルあたりにおける鋼材重量が少なくて済むとともに、せん断変形に対して粘り強く抵抗するため、面材を用いて構成された耐力壁に比べて、重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造となる。なお、本発明者らは、各種耐力壁構造について実験を行うことにより、トラス構造の性能を確認している。
【００１０】
ここで、「構面」とは、外力に抵抗できるように構成された一組の平面骨組のことである。また、かかる「構面」は、応力集中が生じないように、すべて同じ大きさに形成されているのが好適である。なお、本願にいう「ピン接合」とは、曲げ変形に対して完全にフリー（曲げ剛性がゼロ）な構造に限られるものではなく、曲げ剛性に対してせん断剛性が卓越している構造も含む。また、竪枠材とブレース材とのピン接合には、タッピンねじを用いるのが好適である。
【００１１】
請求項２に係るスチールハウスの耐力壁構造は、請求項１に記載のスチールハウスの耐力壁構造であって、前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてなることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてスチールハウスの耐力壁構造が構築されることから、重量あたりの耐力性能を一層高めることができる。
なお、かかる面材は、構造用合板、鋼製面板または石膏ボードから構成するのが好ましい。
【００１３】
また、前記上枠材、下枠材、竪枠材およびブレース材は、薄板軽量形鋼で構成されるのが好適である（請求項４）。かかる構造によれば、木材を使用しないことから、シロアリや火災に強い耐力壁とすることができる。
【００１４】
また、前記一対の竪枠材は、前記ブレース材の端部とピン接合される接合部材を備えるのが好適である。かかる構造によれば、ブレース材の端部と竪枠材とを容易にピン接合することができる。とくに、薄板軽量溝形鋼を２つ嵌め合わせて竪枠材を構成した場合には、前記溝形鋼のウェブ外側面に、接合部材を取り付け、かかる接合部材を介して竪枠材とブレース材とをピン接合するのが好ましい。かかる接合部材は、例えば、適当な長さに切断した板材やＬ型鋼や溝形鋼等を前記溝形鋼のウェブ外側面に溶接することにより形成することができる。ブレース材と接合部材との連結には、六角ボルト−ナットやタッピンねじ等を用いることができる。
【００１５】
請求項５に係るスチールハウスの耐力壁構造は、所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材と、前記竪枠材の上端同士を連結する上枠材と、前記竪枠材の下端同士を連結する下枠材と、前記一対の竪枠材の互いに向かいあう側面間に連結された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係るスチールハウスの耐力壁構造は、請求項５に記載のスチールハウスの耐力壁構造であって、前記竪枠材は、少なくとも２本のＣ形鋼または溝形鋼のウェブ背面同士を接合してなり、前記Ｃ形鋼または溝形鋼は、その溝の開口部を耐力壁の面外方向に向けて立設されていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、Ｃ形鋼または溝形鋼の開口部は、耐力壁の面外方向に向いているため、組立作業時にブレース材が邪魔になることがない。また、作業者は、体の正面で工具を取り扱うことができるため、組立作業が容易になる。そのため、ボルト、ナット及びホールダウン金物などを用いて竪枠材を下枠材または境界梁などに固定する際に、ボルトやナットをホールダウン金物または境界梁に溶接等により予め固定しておかなくても、竪枠材を容易に固定することができる。特に、スパナ等の工具の取り回し幅が大きくなり、作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、面材を用いた耐力壁に比して重量あたりの耐力性能が高い、言い換えれば、耐力性能あたりの重量が小さいスチールハウスの耐力壁構造を提供することができる。これにより、住宅の安全性、施工コスト、耐震性能等を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。参照する図面において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる耐力壁の構造を示す正面図である。
耐力壁１は、図１に示すように、上枠材２と、下枠材３と、一対の竪枠材４、４と、ブレース材５とから構成されている。ここで、説明の便宜上、各ブレース材５に対して、図１の上から順にブレース材５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｇと符号を付す。これらの各部材は、肉厚１．０ｍｍ〜１．６ｍｍの薄板軽量溝形鋼（以下、「溝形鋼」と適宜略称する。）からなる。耐力壁１は、建物の基礎の上に設置されたＨ形鋼からなる第１境界梁ＬＫと、一階と二階の境界に設置されたＨ形鋼からなる第２境界梁ＨＫとの間に構築される。
【００２１】
このように形成された耐力壁１は、図示は省略するが、屋外側の面に断熱材および外装パネルを取り付けられ、また、屋内側の面に内装パネルを取り付けられることにより、建物の壁となる。
【００２２】
上枠材２は、第２境界梁ＨＫの下側フランジの下面に、ドリリングタッピンねじによって、溝を下に向けて取り付けられている。また、下枠材３は、上枠材２と同じサイズの溝形鋼からなり、第１境界梁ＬＫの上側フランジの上面であって上枠材２と対向する位置に、ドリリングタッピンねじによって、溝を上に向けて取り付けられている（図２参照）。すなわち、上枠材２と下枠材３とは、互いに対向する位置に建物の１階の高さ分の間隔を隔てて設置されている。
【００２３】
一対の竪枠材４、４は、それぞれ４本の溝形鋼が組み合わされて構成されており、前記上枠材２と下枠材３との間に、水平方向に所定間隔を隔てて垂直に立設されている。竪枠材４の水平方向の間隔は、例えば４０６．４ｍｍ〜１０００ｍｍの間で適宜設定される。竪枠材４の上下の端部は、上枠材２および下枠材３の溝にそれぞれ嵌め込まれている。一対の竪枠材４、４の互いに向かい合う面には、ブレース材５を取り付けるための接合部材７が固定されている。竪枠材４については、図２を用いて後に詳しく説明する。
【００２４】
なお、図１においては、竪枠材４は、２本しか図示されていないが、竪枠材４は、建物の壁の全長にわたって、上枠材２と下枠材３との間に所定の間隔で複数本立設されるものである。耐力壁１は、これらの竪枠材４のうち、構造上必要な箇所に、後記するブレース材５をトラス構造となるように設置することにより構築される。
【００２５】
ブレース材５（５Ａ、５Ｂ・・・）は、一対の竪枠材４、４のウェブ外側面に設けられた接合部材７を介して、当該一対の竪枠材４、４に、その両端を、タッピンねじＳによって接合されている。なお、最上段のブレース材５Ａの上端、および、最下段のブレース材５Ｇの下端については、竪枠材４、４に設けられた接合部材７ではなく、上枠材２および下枠材３を介して、竪枠材４、４に接続されている。
【００２６】
第１実施形態では、図１に示すように、上下に隣り合うブレース材５（例えばブレース材５Ａとブレース材５Ｂ）の下端と上端は、１つの接合部材７によって、竪枠材４の同じ位置に接合されている。これにより、上下に隣り合うブレース材５、５と竪枠材４の一部とによって三角形状の構面Ｐ（Ｐ１、Ｐ２・・・）が形成される。また、かかる三角形状の構面Ｐ１、Ｐ２・・・の頂点は、すべてピン構造となっている。さらに、第１実施形態にかかる耐力壁１は、各構面Ｐ１、Ｐ２・・・がそれぞれ同一の三角形となるように構成されている。そのため、それぞれの構面Ｐ１、Ｐ２・・・の剛性が等しくなり、外力を均等に分散させることができる。
【００２７】
次に、図２を参照して、竪枠材４の構造、および、竪枠材４と下枠材３との接合構造について説明する。図２は、図１のＡ部を拡大して示した分解斜視図である。
第１実施形態では、竪枠材４は、図２に示すように、４本の溝形鋼４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが組み合わされて構成されている。このうち、溝形鋼４ａ、４ｂは、互いのウェブ面同士を背中合わせにして当接され、タッピンねじＳによって接合されている。溝形鋼４ａ、４ｂの外幅は、下枠材３（上枠材２）の溝の内幅と略等しい幅となっており、下枠材３（上枠材２）の溝に嵌め込むことができるようになっている。
【００２８】
溝形鋼４ａ、４ｂの下端部は、ホールダウン金物６、６によって、第１境界梁ＬＫに固定されている。
ホールダウン金物６は、竪枠材４を梁に接合可能なものであればどのようなものでもよいが、第１実施形態においては、図２に示すように、短尺に形成された側面視台形状の溝形部材６ａと、この溝形部材６ａの溝を仕切るように溶接された板材６ｂと、この板材６ｂに溶接された２つのナット６ｃ、６ｃとから構成されている。板材６ｂには、ナット６ｃのボルト孔と連通する位置に貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００２９】
ホールダウン金物６、６は、溝形部材６ａの当接面６ａ1と溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ内側面とを当接させた状態で、溝形鋼４ａ、４ｂの下端部の溝内に設置されている。そして、溝形部材６ａの当接面６ａ1と溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ内側面に形成されたボルト孔に六角ボルトを挿通させ、ナットで締め付けることによって、ホールダウン金物６、６と溝形鋼４ａ、４ｂとが強固に接合されている。
また、下枠材３および第１境界梁ＬＫには、ホールダウン金物６に溶接されたナット６ｃ、６ｃに対応する位置に、下枠材３のウェブ面と第１境界梁ＬＫの上側フランジを貫通する貫通孔Ｔが形成されている。溝形鋼４ａ、４ｂは、かかる貫通孔Ｔからナット６ｃ、６ｃまで挿通されるボルトＢＴによって、第１境界梁ＬＫに固定されている。
【００３０】
溝形鋼４ｃ、４ｄは、図２に示すように、背中合わせに貼り合わされた溝形鋼４ａ、４ｂの溝を覆うように、その両側から嵌め合わされる部材である。溝形鋼４ｃ、４ｄの溝の内幅は、溝形鋼４ａ、４ｂの外幅と略等しい幅となっている。また、溝形鋼４ｃ、４ｄの長さは、上枠材２のフランジの下端と下枠材３のフランジの上端の間隔Ｌ１（図１参照）に等しく形成されている。溝形鋼４ｃ、４ｄは、溝形鋼４ａ、４ｂに嵌め合わされた状態で、互いのフランジをタッピンねじＳで止めつけることにより固定されている。
【００３１】
次に、図３を参照して、竪枠材４とブレース材５の接合構造について説明する。図３は、図１のＢ部を拡大して示した分解斜視図である。
接合部材７は、短尺の軽量溝形鋼からなる部材であり、竪枠材４とブレース材５の間に介在して竪枠材４とブレース材５とを連結するものである。接合部材７は、その溝をブレース材５側に向けて配置されるとともに、そのウェブ７ａを竪枠材４（４ｃ）のウェブ外側面に当接させた状態でタッピンねじＳによって固定されている。
ブレース材５（５Ｄ、５Ｅ）は、軽量溝形鋼からなり、ブレース材５のウェブの外幅は、接合部材７の溝の内幅と略等しくなっている。ブレース材５の一方の端部は、接合部材７の溝にはめ込まれており、ブレース材５のフランジ５ａと接合部材７のフランジ７ｂとがタッピンねじＳによって接合されるようになっている。
このような接合構造によれば、曲げ剛性に比べてせん断剛性が卓越した構造となるので、ブレース材５と竪枠材４との接合構造をピン構造（ピン接合）とすることが可能となる。
【００３２】
ここで、図１〜図５を参照して、耐力壁１の構築方法について説明する。なお、図４、図５は、竪枠材４の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【００３３】
はじめに、第２境界梁ＨＫの下側フランジおよび第１境界梁ＬＫの上側フランジに、上枠材２および下枠材３を、ドリリングタッピンねじやタッピンねじ等により取り付ける（図示省略）。
【００３４】
次に、図４（ａ）に示すように、溝形鋼４ａ、４ｂのウェブ面同士を当接させてタッピンねじＳ（図示省略）によって接合する。そして、この溝形鋼４ａ、４ｂの上下端部の溝内にホールダウン金物６、６をボルトＢＴとナットＮによって固定する。
【００３５】
そして、図４（ｂ）に示すように、組み合わせた溝形鋼４ａ、４ｂの上下端部を、上枠材２および下枠材３の溝に嵌め込んで、所定の位置に垂直に立設させる。溝形鋼４ａ、４ｂを立設させる位置には、あらかじめ貫通孔Ｔを形成しておく。そして、この貫通孔ＴからボルトＢＴを挿通し、ホールダウン金物６に溶接されたナット６ｃ、６ｃに係合させる。これにより、溝形鋼４ａ、４ｂを、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫ（図１参照）に固定する。
【００３６】
次に、図５（ａ）に示すように、上枠材２と下枠材３との間に立設された溝形鋼４ａ、４ｂに溝形鋼４ｃ、４ｄを両側から嵌め合わせ、互いのフランジをタッピンねじＳで接合する。さらに、下枠材３（および上枠材２）のフランジと溝形鋼４ａ、４ｂのフランジとをタッピンねじＳで接合する。これにより、竪枠材４は、図５（ｂ）に示すように、上枠材２と下枠材３との間に垂直に立設される。
【００３７】
そして、図３に示すように、竪枠材４（４ｃ、４ｄ）のウェブ面に、所定の間隔で接合部材７、７・・・を、タッピンねじＳを用いて固定する。
【００３８】
次に、ブレース材５Ａ、５Ｂ・・・と接合部材７、７・・・とをタッピンねじＳにより接合する。これにより、図１に示すように、耐力壁１が完成する。
【００３９】
図６は、従来の耐力壁構造と第１実施形態に係る耐力壁構造（トラス構造）についてのせん断耐力と変形量の関係を示したグラフである。
図６に示すグラフから、本発明に係る耐力壁構造は、面材として合板を使用した従来の耐力壁構造に比べて約５倍のせん断耐力を発揮しながら、略同等の変形性能を示していることがわかる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１’は、スチールハウスの耐力壁１（図１参照）の側面に、さらに、面材９が取り付けられている点が、前記した実施形態と異なっている。第２実施形態においては、面材９は、木質合板で構成されている。
かかる構成によれば、面材９によって、スチールハウスの耐力壁１’の耐力性能を一層向上させることができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１”は、第１実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１（図１参照）と比較して、上枠材２および下枠材３に対して竪枠材４が９０度回転している点が異なっている。
すなわち、第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１”の竪枠材４は、当該竪枠材４を構成する溝形鋼４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（図２参照）の溝の開口部Ｊが耐力壁１”の面外方向に向けられた状態で組み合わされて構成されている。
【００４２】
図９は、図８のＣ部付近を拡大して示した斜視図である。なお、図９は、溝形鋼４ｃ、４ｄ及びタッピンねじＳ等を省略して表示している。
竪枠材４を構成する溝形鋼４ａ、４ｂは、図９に示すように、そのウェブ同士を当接させた状態で、コ字型の溝の開口部Ｊを面外方向に向けて下枠材３の溝の中にはめ込まれて立設されている。また、溝形鋼４ａ、４ｂの下端の溝内には、ホールダウン金物６’がはめ込まれて固定されている。下枠材３と第２境界梁ＬＫには、ホールダウン金物６’の貫通孔に対応する位置に、同じく貫通孔が形成されており、ボルトＢＴを挿通できるようになっている。そして、溝形鋼４ａ、４ｂ（竪枠材４）は、ホールダウン金物６’とボルトＢＴとナットＮによって下枠材３および第２境界梁ＬＫに固定されている。
【００４３】
第１実施形態に係る耐力壁１では、組立作業時に溝内に工具を挿入して作業をする場合に、ブレース材５が邪魔になることがあるが、第３実施形態においては、図９に示すように、溝形鋼４ａ、４ｂの開口部Ｊは、耐力壁１”の面外方向に向いているため、ブレース材５が邪魔になることがない。また、作業者は、組立作業時に体の正面で工具を取り扱うことができるため、作業が容易になる。そのため、ナットＮをホールダウン金物６’に溶接等により予め固定しておかなくても、竪枠材４を下枠材３及び第２境界梁ＬＫに容易に固定することができる。特に、スパナＳＰの取り回し幅（図９の矢印参照）が大きくなり、作業が容易になる。
また、逆にいえば、例えば頭部をカットしたボルトＢＴを溶接等により第２境界梁ＬＫに予め固定しておき、その位置に溝形鋼４ａ、４ｂを立設し、当該溝内においてナットＮをスパナＳＰやラチェット（図示省略）等で締め付けて固定する工法（手順）を採用することが可能となる。すなわち、工法選択の幅が広がるため、状況に合わせて好適な工法を選択して組立作業の容易化、作業時間の短縮等を図ることができる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
つづいて図１０を参照して本発明の第４実施形態について説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。図１０は、第４実施形態に係るスチールハウスの耐力壁を一部切り欠いて示した斜視図である。なお、スチールハウスの耐力壁１０（以下、単に「耐力壁１０」という。）は、上下に対称な構造を呈しているため、図１０では、下端付近のみを拡大して示している。
【００４５】
第４実施形態に係る耐力壁１０は、第１実施形態に係るスチールハウスの耐力壁１と比較して、耐力壁１０を構成する各部材の部材厚が大きい点、及び、竪枠材１４が２つのＣ形鋼１４ａ、１４ｂからなる点、が主に異なっている。
【００４６】
（耐力壁１０）
耐力壁１０は、主に、第１境界梁ＬＫと第２境界梁ＨＫとの間に所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材１４、１４と、当該竪枠材１４、１４の上端同士および下端同士を連結する上枠材１２および下枠材１３と、一対の竪枠材１４の互いに向かいあう面を斜めに接続する複数のブレース材１５と、から構成されている。
【００４７】
（竪枠材１４）
竪枠材１４は、耐力壁１０に作用する鉛直方向の荷重を支える部材であり、例えば「Ｃ−１００×５０×２０×２．３」や「Ｃ−１００×５０×２０×３．２」等の部材厚の大きい２本のＣ形鋼１４ａ、１４ｂを、互いのウェブ背面を合わせた状態で固定して構成されている。かかるＣ形鋼１４ａ、１４ｂは、第１〜第３実施形態で用いた薄板軽量形鋼（部材厚１．６ｍｍ）に比して、部材厚がそれぞれ２．３ｍｍ、３．２ｍｍと大きいため、２本で所望の耐力を発揮することができる。Ｃ形鋼１４ａとＣ形鋼１４ｂは、その部材厚が大きいことから、溶接によって互いに接合するのが好ましい。
Ｃ形鋼１４ａ、１４ｂの端部の溝内には貫通孔を備えるプレート１６が溶接されて固定されており、このプレート１６とボルトＢＴ及びナットＮとによって、竪枠材１４は第１境界梁ＬＫと第２境界梁ＨＫに固定されている。プレート１６は、Ｃ形鋼１４ａ、１４ｂの端部から若干隙間を空けて取り付けられており、ボルトＢＴとナットＮとによってプレート１６を（ひいては竪枠材１４を）第１境界梁ＬＫに引き付けることができるようになっている。
また、一対の竪枠材１４の対向する側面には、短尺の溝形鋼からなる接合部材１７が千鳥に取り付けられており（図１の接合部材７参照）、ブレース材１５を連結可能になっている。
【００４８】
（上枠材１２および下枠材１３）
上枠材１２および下枠材１３は、一対の竪枠材１４、１４の上端部同士および下端部同士を連結する部材であり、例えば「［−６５×７５×２．３」や「［−６７×７５×３．２」等の寸法の溝形鋼で構成されている。かかる上枠材１２および下枠材１３と、一対の竪枠材１４とによって、耐力壁１０の枠組みが構成されている。
上枠材１２および下枠材１３は、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫとの間に若干隙間が空くように取り付けられている。また、当該隙間にはスペーサ１８が介在されている。
【００４９】
（ブレース材１５）
ブレース材１５は、耐力壁１０の面内方向のせん断変形を拘束する部材であり、例えば「［−６０×３５×２．３」の寸法の溝形鋼で構成されている。ブレース材１５は、一対の竪枠材１４の対向する側面に接合部材１７を介してピン接合されている。また、上下に隣り合う２本のブレース材１５、１５の端部は、１つの（同じ）接合部材に連結されており、２本のブレース材１５と竪枠材１４とによって、三角形の構面が形成される。すなわち、一対の竪枠材１４、１４と、上枠材１２および下枠材１３と、複数のブレース材１５とによってトラス構造が形成されている。これにより、枠組みを面材で拘束する場合に比して、壁の幅方向における単位メートルあたりの耐力性能が高い、逆に言えば、同じ耐力性能を実現するために必要な壁の幅方向における単位メートルあたりの鋼材重量が小さいトラス構造の耐力壁１０とすることができる。
【００５０】
なお、竪枠材１４は、該竪枠材１４を構成するＣ形鋼１４ａ、１４ｂの溝の開口部Ｊが耐力壁１０の面外方向に向いた状態で、第１境界梁ＬＫおよび第２境界梁ＨＫに連結されるのが好適である。かかる構成によれば、例えば当該開口部Ｊから溝内にスパナＳＰなどの工具を挿入して作業をする場合に、ブレース材１５が邪魔になることがなく、組立作業が容易である。
【００５１】
以上、本発明を実施するための最良の形態および実施例について詳細に説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００５２】
例えば、第１〜第４実施形態では、ブレース材を、いわゆるワーレントラスのような形状に構成したが、これに限られるものではなく、ハウトラスやプラットトラスのような形状に構成してもよい。
【００５３】
また、第１〜第３実施形態では、各部材をボルトＢＴやタッピンねじＳで接合したが、ブレース材５と竪枠材４とがピン接合される限り、どのような接合方法で接合してもよい。
【００５４】
また、第１〜第３実施形態では、各部材を薄板軽量溝形鋼で構成したが、溝形鋼に限られるものではなく、薄板軽量のＣ形鋼等を用いてもよい。具体的には、竪枠材のうち、内側の鋼材（溝形構４ａ、４ｂに相当）としては、例えば「Ｃ−１００×５０×２０×１．６」等を用いることができ、外側の鋼材（溝形構４ｃ、４ｄ）としては、例えば「［−１０２×５０×１．０」等を用いることができる。ブレース材５については、Ｃ形鋼（Ｃ−１００×５０×２０×１．６）やＬ形鋼などを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態にかかる耐力壁の構造を示す正面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示した分解斜視図である。
【図３】図１のＢ部を拡大して示した分解斜視図である。
【図４】竪枠材の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【図５】竪枠材の組立て順序を説明するための分解斜視図である。
【図６】従来の耐力壁構造と第１実施形態に係る耐力壁構造（トラス構造）についてのせん断耐力と変形量の関係を示したグラフである。
【図７】第２実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
【図８】第３実施形態に係るスチールハウスの耐力壁の構造を示した斜視図である。
【図９】図８のＣ部付近を拡大して示した斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係るスチールハウスの耐力壁を一部切り欠いて示した斜視図である。
【図１１】従来のスチールハウスの耐力壁を示す分解斜視図である。
【図１２】従来のスチールハウスの耐力壁のせん断耐力と変形量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 耐力壁
２ 上枠材
３ 下枠材
４ 竪枠材
５ ブレース材
６ ホールダウン金物
７ 接合部材
Ｐ 構面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材および下枠材と、
前記上枠材および下枠材の間に立設された少なくとも一対の竪枠材と、
前記一対の竪枠材の間に架設された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、
前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、
隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とするスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項２】
前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてなることを特徴とする請求項１に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項３】
前記面材は、構造用合板、鋼製面板または石膏ボードからなることを特徴とする請求項２に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項４】
前記上枠材、下枠材、竪枠材およびブレース材は、薄板軽量形鋼からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項５】
所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材と、
前記竪枠材の上端同士を連結する上枠材と、
前記竪枠材の下端同士を連結する下枠材と、
前記一対の竪枠材の互いに向かいあう側面間に連結された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、
前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、
隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とするスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項６】
前記竪枠材は、少なくとも２本のＣ形鋼または溝形鋼のウェブ背面同士を接合してなり、
前記Ｃ形鋼または溝形鋼は、その溝の開口部を耐力壁の面外方向に向けて立設されていることを特徴とする請求項５に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項１】
上下に間隔を隔てて互いに対向した位置に配置された上枠材および下枠材と、
前記上枠材および下枠材の間に立設された少なくとも一対の竪枠材と、
前記一対の竪枠材の間に架設された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、
前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、
隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とするスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項２】
前記上枠材と、前記下枠材と、前記一対の竪枠材と、前記複数のブレース材とから構成される枠組体の少なくとも一方の側面に、さらに、面材を取り付けてなることを特徴とする請求項１に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項３】
前記面材は、構造用合板、鋼製面板または石膏ボードからなることを特徴とする請求項２に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項４】
前記上枠材、下枠材、竪枠材およびブレース材は、薄板軽量形鋼からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項５】
所定間隔を隔てて立設された一対の竪枠材と、
前記竪枠材の上端同士を連結する上枠材と、
前記竪枠材の下端同士を連結する下枠材と、
前記一対の竪枠材の互いに向かいあう側面間に連結された複数のブレース材と、からなるスチールハウスの耐力壁構造であって、
前記複数のブレース材の両端部は、前記一対の竪枠材にピン接合されており、
隣り合うブレース材と竪枠材とで囲まれた構面は、すべて三角形となることを特徴とするスチールハウスの耐力壁構造。
【請求項６】
前記竪枠材は、少なくとも２本のＣ形鋼または溝形鋼のウェブ背面同士を接合してなり、
前記Ｃ形鋼または溝形鋼は、その溝の開口部を耐力壁の面外方向に向けて立設されていることを特徴とする請求項５に記載のスチールハウスの耐力壁構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３７７０４（Ｐ２００６−３７７０４Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７９３９２（Ｐ２００４−３７９３９２）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（５０２２１０５２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（５０２２１０５２９）
【Ｆターム（参考）】
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