建築物の耐震壁構造

【課題】簡単な構造で鋼板同士の接合と鋼板の補強とを行うことができるので、施工性の向上が図れ、しかも施工時における騒音、振動、粉塵の発生を防止することが可能となる。
【解決手段】構面Ｒの面方向に配列されるとともに外周に第１凹凸係合部４ａを有する複数のユニット鋼板４と、一端が既存躯体（柱２、梁３）に接着固定され、ユニット鋼板４側の他端に第１凹凸係合部４ａに噛合する第２凹凸係合部６ａを有して既存躯体及びユニット鋼板４を接合する外周接合部材６と、ユニット鋼板４、４同士、及びユニット鋼板４と外周接合材６同士をそれぞれの噛合部で接合するようにして、噛合部におけるユニット鋼板４の両側面に固定された面外補強材５と、噛合部の隙間に充填される充填材７とを備えル構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板を用いた補強部材により構成される建築物の耐震壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存の鉄筋コンクリート構造物を耐震補強として、柱梁架構内に鉄筋コンクリート造耐震壁を構築する工法が多用されている。このような工法では、既存柱梁架構に後施工アンカーを打ち、配筋をした後にコンクリートを打設するといった作業を行うため、工期が長く、また騒音や粉塵の発生が多くなっている現状がある。
これに対して、アンカー打ちやコンクリート打設による施工を低減させる工法として、柱梁に囲われた構面に複数枚の鋼板を配列して組み込み、柱梁に連結させることで鋼板耐震壁を構築する工法がある（例えば、特許文献１、２参照）。このような鋼板耐震壁では、予め工場等で鋼板を製作しておくことができるため、施工が簡略化されて、施工期間を短縮できるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３５６８号公報
【特許文献２】特開平１１−２９３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の鋼板を使用した耐震壁構造では、以下のような問題があった。
すなわち、鋼板同士の接合には、多数のボルトを用いて連結したり、溶接手段により連結しているうえ、鋼板を補強するために多数のリブ等をボルト或いは溶接により設けているので、鋼板の組立てに手間がかかっていた。
また、鋼板耐震壁を構築する場合には、コンクリート造の耐震壁のようにコンクリート打設はなくなるが、鉄筋コンクリート造や鉄骨コンクリート造の既存躯体と鋼板との接合にはアンカーで固定する必要があり、その際、騒音、振動、粉塵が発生するといった問題があった。
【０００５】
さらに、後施工アンカーを用いないで枠付き鉄骨ブレースや枠付き鉄骨フレームを設置する工法も実用化されており、騒音や粉塵は低減されるが、鋼材の部材費用が増大するうえ、組立ての手間がかかることから、施工性に問題があった。
このようなことから鋼板同士の接合と鋼板の補強を容易に行える簡単な構造であって、しかも施工時に騒音、振動、粉塵の発生を防止することをバランスよく達成できる鋼板を用いた耐震壁構造が求められており、その点で改良の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で鋼板同士の接合と鋼板の補強とを行うことができるので、施工性の向上が図れ、しかも施工時における騒音、振動、粉塵の発生を防止することが可能となる建築物の耐震壁構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る建築物の耐震壁構造では、構造物の柱梁からなる既存躯体によって囲まれた構面に鋼板耐震壁を備える建築物の耐震壁構造であって、構面の面方向に配列されるとともに外周に第１凹凸係合部を有する複数のユニット鋼板と、一端が既存躯体に接着固定され、ユニット鋼板側の他端に第１凹凸係合部に噛合する第２凹凸係合部を有して既存躯体及びユニット鋼板を接合する外周接合部材と、ユニット鋼板同士、及びユニット鋼板と外周接合材同士をそれぞれの噛合部で接合するようにして、噛合部におけるユニット鋼板の少なくとも一方面に固定された面外補強材と、噛合部の隙間に充填される充填材とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、構面に配列される複数のユニット鋼板同士、及びユニット鋼板と外周接合材同士が面外補強材によって一体的に接合されて鋼板耐震壁が構築され、且つユニット鋼板を面外補強材によって補強することができる。つまり、ユニット鋼板同士、及びユニット鋼板と外周接合部材同士がそれぞれ第１凹凸係合部と第２凹凸係合部によって噛合しているので、ユニット鋼板の面内方向に作用する荷重を伝達することができる。
また、ユニット鋼板の噛合部の隙間には充填材が充填されているので、噛合部に離間が設けられていても面内方向に作用する荷重を確実に伝達することが可能である。
さらに、ユニット鋼板の側面に面外補強材が固定されているので、ユニット鋼板の噛み合わせ面外にずれて外れるのを防止することができるうえ、ユニット鋼板の面外座屈を抑えることができる。
このように、本耐震壁構造では、ユニット鋼板の噛合部に面外補強材を設けるといった簡単な構造により、ユニット鋼板の接合と補強とを同時に行うことができる。
さらにまた、外周接合部材を構面を形成する既存躯体に対して例えば接合材による充填手段や接着剤等による固着手段により接着固定で接合できる構造であるため、従来のようなアンカー施工による騒音、振動、粉塵の発生を無くすことができる。
【０００９】
また、本発明に係る建築物の耐震壁構造では、構面に配置される上段のユニット鋼板の上端と、構面上部に配置される外周接合部材との間に施工調整用の隙間を設け、隙間には接合材が充填されていることが好ましい。
【００１０】
本発明では、構面に施工調整用の隙間を設けることで、既存躯体、ユニット鋼板、および外周接合部材の寸法誤差や施工誤差を吸収することができる。つまり、ユニット鋼板を配列して１枚の一体化された板状壁体を構築する場合において、ユニット鋼板同士の噛合により生じた施工誤差を施工調整用の隙間で吸収することができ、部材の寸法調整等の手間のかかる作業を行う必要がなくなるので、施工効率を向上させることができる。また、ユニット鋼板の噛合部のガタを無くすことが可能となるので、高い剛性をもった壁体を構築することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の建築物の耐震壁構造によれば、面外補強材を設けるといった簡単な構造で、ユニット鋼板同士の接合とユニット鋼板の補強とを行うことができるので、施工性の向上を図ることができる。
また、外周接合部材を構面を形成する既存躯体に対して例えば接合材の充填手段や接着剤等の固着手段により接着固定で接合できる構造であるため、従来のようなアンカー施工による騒音、振動、粉塵の発生を無くすことができ、施工時における環境面の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による鋼板耐震壁を示す立面図である。
【図２】図１に示す鋼板耐震壁の水平断面図である。
【図３】図１に示す鋼板耐震壁の縦断面図である。
【図４】図１に示す鋼板耐震壁の立面図であって、面外補強材を省略した図である。
【図５】図４に示す鋼板耐震壁の部分拡大図である。
【図６】ユニット鋼板の構成を示す側面図である。
【図７】面外補強材の構成を示す側面図である。
【図８】外周接合部材の構成を示す側面図である。
【図９】外周接合部材の接合状態を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】第２の実施の形態による鋼板耐震壁の部分拡大図であって、図５に対応する図である。
【図１１】図１０に示すユニット鋼板の構成を示す側面図である。
【図１２】第３の実施の形態による鋼板耐震壁の部分拡大図であって、図５に対応する図である。
【図１３】図１２に示すユニット鋼板の構成を示す側面図である。
【図１４】第４の実施の形態による鋼板耐震壁を示す立面図であって、図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本第１の発明の実施の形態による建築物の耐震壁構造について、図面に基づいて説明する。
図１乃至図３に示すように、本第１の実施の形態による建築物の耐震壁構造は、既存の鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の建物の柱梁架構内に、複数のユニット鋼板４、４、…を並べて配置することにより構築される鋼板耐震壁１を備えている。
すなわち、鋼板耐震壁１は、構造物の柱２、２と梁３、３で囲まれた矩形状の空間（構面Ｒ）を塞ぐようにして縦横（上下方向および横方向）に複数のユニット鋼板４、４、…が配列され、ユニット鋼板４を両側面から面外補強材５で接合した構成となっている。
【００１４】
具体的に鋼板耐震壁１は、構面Ｒの面方向に配列されるとともに外周に第１凹凸係合部４ａを有する複数のユニット鋼板４と、一端が既存躯体（柱２、梁３）に接着固定され、ユニット鋼板４側の他端に第１凹凸係合部４ａに噛合する第２凹凸係合部６ａを有して既存躯体及びユニット鋼板４を接合する外周接合部材６と、ユニット鋼板４、４同士、及びユニット鋼板４と外周接合材６同士をそれぞれの噛合部で接合するようにして、噛合部におけるユニット鋼板４の両側面に固定された面外補強材５と、噛合部の隙間に充填される充填材７（図５参照）とを備えて概略構成されている。
【００１５】
図４乃至図６に示すように、ユニット鋼板４は、平板状のパネルで側面視で縦長の略矩形状をなし、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの高剛性を有する部材からなり、外周の四辺には山形状（尖形状）の第１凹凸係合部４ａが形成されている。そして、構面Ｒには、その大きさに合わせて適宜な枚数のユニット鋼板４、４、…（本実施の形態では縦方向に２段、横方向に８列を配置している）がそれぞれ面一となるようにして配置されている。また、ユニット鋼板４には、長辺部に沿って面外補強材５を取り付けるためのボルト孔４ｂが設けられている。
【００１６】
図７に示すように、面外補強材５は、断面視でＴ字型（図２参照）をなし、構面Ｒの縦方向の長さに相当する長さ寸法で形成されている。その接合面５ａには、構面Ｒに配置されたユニット鋼板４のボルト孔４ｂ（および外周接合部材のボルト孔）に対応する位置にボルト孔５ｂが設けられている。つまり、面外補強材５は、ユニット鋼板４、４同士、及びユニット鋼板４と外周接合材６同士をそれぞれの噛合部で、ユニット鋼板４の両側面から挟持してボルト・ナット接合するものである。
【００１７】
図４および図８に示す外周接合部材６は、既存躯体（柱２および梁３）に沿って接合されるものであり、柱２、梁３のそれぞれに対応して設けられている。各外周接合部材６は、柱梁方向に延びる平板状の基板６１と、基板６１の一面に構面Ｒの面方向に一体的に立設される接合鋼板６２とからなる。接合鋼板６２は、外周接合部材６が既存躯体に接合された状態で、構面Ｒ側の端部がユニット鋼板４の第１凹凸係合部４ａに対応して噛合する第２凹凸係合部６ａが形成されている。
なお、外周接合部材６は、構面Ｒの各辺の長さに相当する長さ寸法の単体であっても良いし、長さ方向に複数に分割されていても良い。
【００１８】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、外周接合部材６は、既存躯体（柱２、梁３）に対して基板６１がモルタルやグラウトなどの接合材６４によって接着固定されている。このとき基板６１の接合面６１ａ（既存躯体側の面）にはシアキー６３が外周接合部材６の長手方向に所定間隔をもって固着されている。シアキー６３は、外周接合部材６と接合材６４との接着力を高めるものである。なお、接合材６４としては、ユニット鋼板４、４同士間で荷重を伝達するだけの強度を有していれば良い。
【００１９】
次に、上述した鋼板耐震壁１の作用について、図面を用いて説明する。
図１および図５に示すように、構面Ｒに配列される複数のユニット鋼板４、４同士、及びユニット鋼板４と外周接合材６同士が面外補強材５によって一体的に接合されて鋼板耐震壁１が構築され、且つユニット鋼板４を面外補強材５によって補強することができる。つまり、ユニット鋼板４、４同士、及びユニット鋼板４と外周接合部材６同士がそれぞれ第１凹凸係合部４ａと第２凹凸係合部６ａによって噛合しているので、ユニット鋼板４の面内方向に作用する荷重を伝達することができる。
【００２０】
また、ユニット鋼板４の噛合部の隙間には充填材７が充填されているので、噛合部に離間が設けられていても面内方向に作用する荷重を確実に伝達することが可能である。
さらに、ユニット鋼板４の側面に面外補強材５が固定されているので、ユニット鋼板４の噛み合わせ面外にずれて外れるのを防止することができるうえ、ユニット鋼板４の面外座屈を抑えることができる。
このように、本耐震壁構造では、ユニット鋼板４の噛合部に面外補強材５を設けるといった簡単な構造により、ユニット鋼板４の接合と補強とを同時に行うことができる。
【００２１】
また、鋼板耐震壁１では、面外補強材５をボルト接合によりユニット鋼板４に取り付けることで、ユニット鋼板４、４同士の接合も同時に行える構造であるので、ボルト数を減らせることができ、組み立て作業が容易になり、施工時間を減少でき、施工性を向上させることができる。
さらに、本鋼板耐震壁１は、ユニット鋼板４の配列数、長さ寸法、幅寸法を変更することで、補強する建築物の構面Ｒの大きさに合わせて構築することができる。
【００２２】
さらにまた、外周接合部材６を構面Ｒを形成する既存躯体に対して接合材６４による充填手段により接着固定で接合できる構造であるため、従来のようなアンカー施工による騒音、振動、粉塵の発生を無くすことができる。
【００２３】
上述のように本実施の形態による建築物の耐震壁構造では、面外補強材５を設けるといった簡単な構造で、ユニット鋼板４、４同士の接合とユニット鋼板４の補強とを行うことができるので、施工性の向上を図ることができる。
また、外周接合部材６を構面Ｒを形成する既存躯体に対して接合材６４の充填手段により接着固定で接合できる構造であるため、従来のようなアンカー施工による騒音、振動、粉塵の発生を無くすことができ、施工時における環境面の向上を図ることができる。
【００２４】
次に、本発明の建築物の耐震壁構造による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、実施の形態と異なる構成について説明する。
【００２５】
図１０および図１１に示すように、第２の実施の形態による鋼板耐震壁１Ａは、上述した第１の実施の形態によるユニット鋼板４のボルト孔４ｂ（図５、図６参照）の形状を代えたものである。すなわち、図１１に示すように、ユニット鋼板４には、長辺部において、第１凹凸係合部４ａの切欠き側の尖形状をなす凹頂部４ｃに連通するボルト穴４ｄが形成されている。このボルト穴４ｄは、第１凹凸係合部４ａを加工する際に凹頂部４ｃから欠き込むようにして形成することが可能であるので、第１の実施の形態のようにユニット鋼板４に別途ボルト孔４ｂ（図５、図６）を開ける工程が不要になり、製作コストの低減を図ることができる。
なお、とくに図示しないが、ユニット鋼板４に横方向に接合される外周接合部材６の第２凹凸係合部６ａ（図４参照）にも前記ボルト穴４ｄと同様のボルト穴が設けられている。
【００２６】
本第２の実施の形態による鋼板耐震壁１Ａでは、複数のユニット鋼板４をそれぞれの第１凹凸係合部４ａ同士で噛合させて配置した状態で、互いに噛合する一方のユニット鋼板４の前記ボルト穴４ｄ第１凹凸係合部４ａ側の開口が他方のユニット鋼板４の凸頂部４ｅによって塞がれるのでボルト孔として機能させることができる。
【００２７】
次に、図１２に示す第３の実施の形態による鋼板耐震壁１Ｂは、上述した第２の実施の形態のユニット鋼板４において第１凹凸係合部４ａ（図５参照）の形状を代えたものである。すなわち、図１２および図１３に示すように、ユニット鋼板４の第１凹凸係合部４ａの凹凸が尖形状ではなく、平坦部を有する略台形状となっている。そして、本ユニット鋼板４もまた、第２の実施の形態と同様に面外補強材５が接合される長辺部において、第１凹凸係合部４ａの凹部４ｆに連通するボルト穴４ｄが形成された構成となっている。
【００２８】
次に、図１４に示すように、第４の実施の形態による鋼板耐震壁１Ｃは、構面Ｒに配置される上段のユニット鋼板４の上端４ｇと、構面Ｒの上部に配置される外周接合部材６（ここでは符号６Ａ）との間に施工調整用の隙間（施工調整隙間Ｓ）を設け、この施工調整隙間Ｓに接合材８を充填させた構成となっている。
さらに具体的に鋼板耐震壁１Ｃは、ユニット鋼板４、外周接合部材６、面外補強材５を設けた状態で形成される施工調整隙間Ｓを塞ぐようにして両側面から拘束部材９によって挟持してボルト接合してから、施工調整隙間Ｓに前記接合材８を充填した構成となっている。ここで、接合材８としては、モルタル、あるいはグラウトなどの充填材料を用いることができる。
【００２９】
面外補強材５は、構面上部に拘束部材９が設けられているので、その分だけ上述した第１〜３の実施の形態の面外補強材５よりも短い長さ寸法となっている。そして、上部の外周接合部材６Ａの接合鋼板６２にはボルト穴６２ａ（図８参照）が設けられ、この上部の外周接合部材６に対向するユニット鋼板４の上端４ｇの第１凹凸係合部４ａにもボルト穴４ｄが設けられている。
【００３０】
拘束部材９は、面外補強材５と同じ構成とされ、外周接合部材６のボルト穴（図示省略）とユニット鋼板４のボルト穴４ｄに対応する位置にボルト孔（図示省略）が形成されている。なお、外周接合部材６とユニット鋼板４のボルト穴の位置は一定ではなく、施工調整隙間Ｓの隙間寸法の大きさに応じて変化することから、その変化に対応できるように拘束部材９のボルト孔は例えば長穴にしておくことが好ましい。
【００３１】
このように構成される第４の実施の形態による鋼板耐震壁１Ｃでは、構面Ｒに施工調整隙間Ｓを設けることで、既存躯体、ユニット鋼板４、および外周接合部材６の寸法誤差や施工誤差を吸収することができる。つまり、ユニット鋼板４を配列して１枚の一体化された板状壁体を構築する場合において、ユニット鋼板４、４同士の噛合により生じた施工誤差を施工調整隙間Ｓで吸収することができ、部材の寸法調整等の手間のかかる作業を行う必要がなくなるので、施工効率を向上させることができる。
また、ユニット鋼板４の噛合部のガタを無くすことが可能となるので、高い剛性をもった壁体を構築することができる。
【００３２】
以上、本発明による建築物の耐震壁構造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、本第１の実施の形態ではユニット鋼板４に形成される第１凹凸係合部４ａおよび外周結合部材６の第２凹凸係合部６ａの形状を頂部を有する尖形状とし、第３の実施の形態では平坦部を有する略台形状としているが、このような凹凸形状に限定されることはなく、他の形状であっても良い。例えば、凸曲部と凹曲部が交互に連続する形状とすることができる。
【００３３】
また、本実施の形態ではユニット鋼板４を縦長の略長方形状としているが、このような形状であることに限定されることはなく、例えば正方形など任意の形状、大きさに設定することが可能である。したがって、構面Ｒに配列されるユニット鋼板４の列数、段数は、構面の形状、大きさに合わせて変更することができる。
さらに、ユニット鋼板４に窓（開口）を設けることも可能であり、この場合、採光、眺望、通風などを確保することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では面外補強材５をユニット鋼板４の両側面に配置させているが、このような形態であることに制限されることはなく、例えばユニット鋼板４の片面だけ、或いはユニット鋼板４の表裏交互に配置してもよい。要は、ユニット鋼板４の少なくとも一方面に面外補強材５が固定されていればよいのである。
なお、ユニット鋼板４の片面のみに面外補強材５を接合する場合には、ユニット鋼板４のボルト孔に雌ねじを形成しておき、ボルトで固定すればよい。そして、面外補強材５の接合についても、ボルト接合に制限されることはなく、ユニット鋼板４側にボルト孔を設けず、ユニット鋼板４に当接させた面外補強材５の孔内で溶接するようにしてもよい。
【００３５】
さらに、面外補強材５は断面視Ｔ字型状の部材であることに限定されることはなく、例えばＣ型鋼、Ｌ型鋼、角型棒材等であってもよい。要は、ユニット鋼板４のずれを止めや、面外への座屈を防ぐことができればよいのである。
【００３６】
さらにまた、本実施の形態では外周接合部材６と既存躯体との間に接合材６４を充填して接合しているが、これに限らず、エポキシ樹脂等の接着剤により接着固定する接合であってもかまわない。
【符号の説明】
【００３７】
１鋼板耐震壁
２柱
３梁
４ユニット鋼板
４ａ第１凹凸係合部
４ｂボルト孔
５面外補強材
６外周接合部材
６ａ第２凹凸係合部
７充填材
８接合材
９拘束部材
６４接合材
Ｓ施工調整隙間（施工調整用の隙間）
Ｒ構面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の柱梁からなる既存躯体によって囲まれた構面に鋼板耐震壁を備える建築物の耐震壁構造であって、
前記構面の面方向に配列されるとともに外周に第１凹凸係合部を有する複数のユニット鋼板と、
一端が前記既存躯体に接着固定され、前記ユニット鋼板側の他端に前記第１凹凸係合部に噛合する第２凹凸係合部を有して前記既存躯体及び前記ユニット鋼板を接合する外周接合部材と、
前記ユニット鋼板同士、及び前記ユニット鋼板と前記外周接合材同士をそれぞれの噛合部で接合するようにして、該噛合部における前記ユニット鋼板の少なくとも一方面に固定された面外補強材と、
前記噛合部の隙間に充填される充填材と、
を備えていることを特徴とする建築物の耐震壁構造。
【請求項２】
前記構面に配置される上段の前記ユニット鋼板の上端と、前記構面上部に配置される前記外周接合部材との間に施工調整用の隙間を設け、該隙間には接合材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物の耐震壁構造。

【図１】