波形鋼板耐震壁、及び該波形鋼板耐震壁を有する建物
【課題】波形鋼板耐震壁のせん断座屈を抑制することを目的とする。
【解決手段】対向する波形鋼板１８、２０は、谷部１８Ｂ、２０Ｂを突き合わせた状態で接合されており、面外剛性が相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６が設けられている。従って、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈耐力を効率的に増加することができると共に、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈を抑制することができる。
【解決手段】対向する波形鋼板１８、２０は、谷部１８Ｂ、２０Ｂを突き合わせた状態で接合されており、面外剛性が相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６が設けられている。従って、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈耐力を効率的に増加することができると共に、波形鋼板耐震壁１０のせん断座屈を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形鋼板耐震壁、及び該波形鋼板耐震壁を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐震壁としては、鋼板を波形形状に折り曲げた波形鋼板を用いた波形鋼板耐震壁が知れている（例えば、特許文献１）。また、複数の波形鋼板を架構に取り付け、対向する波形鋼板同士をボルトで接合した耐震壁（又は制振壁）が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
ここで、特許文献２の耐震壁（又は制振壁）では、対向する波形鋼板をボルトで接合することにより、各波形鋼板の板厚を薄くしている。これにより、波形鋼板の折り曲げ加工を容易化し、波形鋼板の製作コストを削減している。しかしながら、複数の波形鋼板を対向させた場合、面外剛性が相対的に小さくなる部分ができる場合がある。例えば、特許文献２のように、対向する波形鋼板を左右対称に配置した場合、凸部同士が接近する部分では、対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外剛性が相対的に小さくなる。このように面外剛性が相対的に小さくなる部分では、他の部分と比較してせん断座屈し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４７１３号公報
【特許文献２】特開２００８−０３１６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、波形鋼板耐震壁のせん断座屈を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の波形鋼板耐震壁は、柱と水平部材からなる架構に取り付けられ、対向する波形鋼板と、対向する前記波形鋼板を接合する接合手段と、前記波形鋼板の外面の谷部から該波形鋼板の面外方向へ突出する補剛部材と、を備えている。
【０００７】
上記の構成によれば、対向する波形鋼板が接合手段によって接合されている。また、波形鋼板の外面の谷部、即ち、対向する波形鋼板の対向面と反対側の面にある谷部から補剛部材が突出している。
【０００８】
ここで、谷部では、他の部位と比較して対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外変形に対する断面２次モーメント、及び面外剛性が小さくなる。本発明では、このように面外剛性が相対的に小さくなる谷部に補剛部材を設け、面外剛性を付与することにより、波形鋼板耐震壁のせん断座屈耐力を増加している。従って、波形鋼板耐震壁のせん断座屈が抑制される。
【０００９】
請求項２に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記谷部同士が対向している。
【００１０】
上記の構成によれば、対向する波形鋼板の外面の谷部同士が対向している。このように谷部同士が対向する部位では、他の部位と比較して対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外変形に対する断面２次モーメント、及び面外剛性が小さくなる。従って、谷部同士が対向する部位に補剛部材を設けることにより、波形鋼板耐震壁のせん断座屈耐力を効率的に増加させることができる。従って、波形鋼板耐震壁のせん断座屈が抑制される。
なお、補剛部材は、対向する波形鋼板の少なくとも一方の谷部から突出していれば良い。
【００１１】
請求項３に記載の建物は、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有している。
【００１２】
上記の構成によれば、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有することにより、建物の耐震性能、制振性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記の構成としたので、波形鋼板耐震壁のせん断座屈を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁が取り付けられた架構を示す、立面図である。
【図２】図１の１−１線断面図である。
【図３】（Ａ）は図２の２−２線断面図であり、（Ｂ）は図２の３−３線断面図である。
【図４】比較例としての波形鋼板耐震壁が取り付けられた架構を示す、立面図である。
【図５】図４の４−４線断面図である。
【図６】図５の５−５線断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る補剛部材の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図８】第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、立面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る接合手段の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁の要部を示す、分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図２に相当する断面図である。
【図１３】図１２の９−９線断面図である。
【図１４】第１、第２実施形態に係る波形鋼板の変形例を示す、断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１〜図３には、第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁１０が取り付けられた架構１２が示されている。架構１２は、鉄筋コンクリート造の左右の柱１４と、鉄筋コンクリート造の上下の梁１６（水平部材）とから構成されたラーメン構造とされている。柱１４及び梁１６には、主筋及びせん断補強筋が適宜埋設されている。なお、図２の符号３２、３４は、梁１６に埋設された主筋、せん断補強筋である。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、波形鋼板耐震壁１０は、対向する２枚の波形鋼板１８、２０と、これらの波形鋼板１８、２０の外周を囲む枠体２２を備えている。各波形鋼板１８、２０は鋼板を折り曲げ加工して形成されており、波形鋼板１８は山部１８Ａと谷部１８Ｂが交互に繰り返す波形形状とされ、波形鋼板２０は山部２０Ａと谷部２０Ｂが交互に繰り返す波形形状とされている。これらの波形鋼板１８、２０は同一の波形形状とされており、突き合わされた谷部１８Ｂと谷部２０Ｂとを溶接することにより一体化され、折り筋を横（折り筋の向きを水平方向）にして架構１２の構面に配置されている。波形鋼板１８、２０の材料としては、普通鋼（例えば、ＳＭ４９０、ＳＳ４００等）や低降伏点鋼（例えば、ＬＹ２２５等）等が用いられる。
【００１９】
なお、本実施形態では、波形鋼板耐震壁１０を正面視したときに、波形鋼板１８、２０の外面が落ち込む部分（凹む部分）を谷部１８Ｂ、２０Ｂとし、落ち込まない部分（凹まない部分）を山部１８Ａ、２０Ａとしている。また、波形鋼板１８、２０を対向させた場合に、各々の波形鋼板１８、２０から互いに接近する方向へ突出する部分を谷部１８Ｂ、２０Ｂとし、各々の波形鋼板１８、２０から互いに離間する方向へ突出する部分を山部１８Ａ、２０Ａとしても良い。
【００２０】
各波形鋼板１８、２０の外面の谷部１８Ｂ、２０Ｂ、即ち、対向する波形鋼板１８、２０の対向面と反対側の面にある谷部１８Ｂ、２０Ｂには、面外方向（図２において、矢印Ａ方向）へ向かって突出する補剛リブ（補剛部材）２４、２６がそれぞれ設けられている。補剛リブ２４、２６は台形状の鋼板で、谷部１８Ｂ、２０Ｂを横切る（波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向に延びる）ように組み合わされ、当該谷部１８Ｂ、２０Ｂの外面に溶接されている。この補剛リブ２４、２６によって谷部１８Ｂ、２０Ｂに面外剛性が付与され、谷部１８Ｂ、２０Ｂが面外方向へはらみ出す面外変形が抑制されている。
【００２１】
ここで、前述したように波形鋼板１８、２０は同じ構成であるため、以下波形鋼板１８について詳説し、波形鋼板２０の説明は適宜省略する。
【００２２】
図１に示されるように、補剛リブ２４は、一つの谷部１８Ｂに対して波形鋼板１８の折り筋方向（矢印Ｂ方向）に間隔を空けて複数（図１では、２つ）設けられている。これにより、谷部１８Ｂが折り筋方向（矢印Ｂ方向）に３つの区画に仕切られ、山部１８Ａと比較して、各区画の折り筋方向（矢印Ｂ方向）の座屈長Ｌが短くなっている。また、隣接する谷部１８Ｂの補剛リブ２４は、波形鋼板耐震壁１０を正面視したときに、直線上に配列されている。波形鋼板２０についても、波形鋼板１８と同様の配置で補剛リブ２６が設けられている。
【００２３】
対向する波形鋼板１８、２０の折り筋方向（矢印Ｂ方向）の両端部には、鋼製の縦取付フランジ２２Ａが設けられている。この縦取付フランジ２２Ａは板状に形成され、対向する波形鋼板１８、２０の縦辺に沿ってそれぞれ溶接されている。また、波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向（矢印Ｃ方向）の両端部には、鋼製の横取付フランジ２２Ｂが設けられている。この横取付フランジ２２Ｂは板状に形成され、対向する波形鋼板１８、２０の横辺によってそれぞれ溶接されている。また、縦取付フランジ２２Ａの端部と横取付フランジ２２Ｂの端部は溶接で接合されており、これらの縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂによって、対向する波形鋼板１８、２０の外周を囲む枠体２２が構成されている。また、これらの縦取付フランジ２２Ａ、横取付フランジ２２Ｂによって、波形鋼板耐震壁１０の断面形状が閉断面（ボックス断面）とされている（図２参照）。
【００２４】
縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂには、せん断力伝達手段としてのスタッド３０が突設されている。これらのスタッド３０を柱１４及び梁１６に埋設することにより、対向する波形鋼板１８、２０が架構１２に取り付けられると共に、スタッド３０を介して波形鋼板１８、２０と架構１２との間でせん断力が伝達可能となっている。
【００２５】
なお、縦取付フランジ２２Ａと柱１４、横取付フランジ２２Ｂと梁１６の接合方法は、上記したものに限らない。例えば、スタッドが立設された接合用プレートを柱１４及び梁１６にそれぞれ埋設し、この接合用プレートに縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂを溶接又はボルト等で接合しても良い。また、エポキシ樹脂等の接着剤により、縦取付フランジ２２Ａと柱１４、横取付フランジ２２Ｂと梁１６を接着接合しても良い（接着工法）。更に、縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂは板状に限らず、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、チャネル鋼等でも良い。
【００２６】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００２７】
風や地震等によって架構１２に外力が作用すると、架構１２に取り付けられた各波形鋼板１８、２０にせん断力が伝達され、各波形鋼板１８、２０がせん断変形する。これにより、波形鋼板１８、２０が外力に抵抗して耐震性能を発揮する。また、外力に対して波形鋼板１８、２０が降伏するように設計することで、鋼材の履歴エネルギーによって振動エネルギーが吸収され、制振性能を発揮する。
【００２８】
ここで、波形鋼板１８、２０のせん断変形が進むと、波形鋼板１８、２０が面外方向（図２の矢印Ａ方向）へはらみ出し、せん断座屈する恐れがある。特に、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位と比較して、面外剛性が小さくなるため、せん断座屈し易くなる。
【００２９】
具体的には、図３（Ａ）に示されるように、波形鋼板１８、２０の山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位では、対向する波形鋼板１８、２０の間隔が広くなり、中立軸Ｘから各波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離ｙが大きくなる。また、接合された波形鋼板１８、２０に平面保持仮定が成立するものとすると、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位では中立軸Ｘ回りの断面２次モーメントが大きくなり、面外剛性が相対的に大きくなる。
【００３０】
なお、対向する波形鋼板１８、２０のＸ軸回りの断面２次モーメンＩは式（１）によって求められる。
Ｉ＝（Ｉ０＋Ａ×ｙ２）×２ ・・・（１）
ただし、
Ｉ０ ：波形鋼板の中心軸Ｏ（又は中心軸Ｏ’）回りの断面２次モーメント
Ａ ：波形鋼板の断面積
ｙ ：中立軸Ｘから波形鋼板の中心軸までの距離
である。
【００３１】
これに対して、図３（Ｂ）に示されるように、波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、波形鋼板１８、２０の間隔が狭くなり、中立軸Ｘから各波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離ｙ（図３（Ｂ）では不図示）が小さくなる。従って、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位と比較して中立軸Ｘ回りの断面２次モーメントが小さくなり、面外剛性が相対的に小さくなる。そこで、本実施形態では、面外剛性が相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６を設け、当該谷部１８Ｂ、２０Ｂに面外剛性を付与している。従って、波形鋼板耐震壁１０全体のせん断座屈耐力を効率的に増加することができる。
【００３２】
また、比較例として、一枚の波形鋼板３０２を用いた波形鋼板耐震壁３００を図４〜図６に示す。この波形鋼板耐震壁３００は波形鋼板３０２と枠体３０４を備え、左右の柱３０６と上下の梁３０８からなる架構３１０の構面に取り付けられている。波形鋼板３０２には、折り筋方向（矢印Ｂ方向）に所定の間隔を空けて複数（図４では、３つ）の補剛リブ３１２が設けられている。各補剛リブ３１２は波形鋼板３０２の上下方向に延びると共に、その両端部が波形鋼板３０２の上下の端部に設けられた横取付フランジ３０４Ｂに接合されている。
【００３３】
比較例のように波形鋼板３０２の下端部から上端部に渡って補剛リブ３１２を設けると、波形鋼板３０２と補剛リブ３１２との溶接長さが長くなり、補剛リブ３１２の取り付け作業に手間がかかる。特に、オフィス、商業施設、物流倉庫等に代表される階高の高い建物では、波形鋼板耐震壁３００の高さや幅の増加に伴って、波形鋼板３０２が座屈し易くなる。従って、補剛リブ３１２の必要板厚、必要数量が増加し、補剛リブの取り付け作業が煩雑化すると共に、材料コストが増加してしまう可能性がある。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを突き合わせて接合することにより、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位の波形鋼板１８、２０の間隔を広げて断面２次モーメントを大きくする一方で、断面２次モーメントが相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６を設ける部位を集約させている。従って、補剛リブ２４、２６の必要板厚、必要数量を低減することができる。よって、補剛リブ２４、２６の取り付け作業の手間が低減されると共に、材料コストを削減することができる。
【００３５】
更に、本実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを接合したことにより、地震等の外力に対して、波形鋼板１８、２０が協同して抵抗する。従って、一枚当たりの波形鋼板１８、２０が負担する耐力が小さくなるため、図４〜図６に示す波形鋼板３０２（比較例）と比較して、波形鋼板１８、２０の板厚を薄くすることができる。そのため、例えば、波形鋼板１８、２０の板厚を比較例の波形鋼板３０２の半分（１／２）にすることにより、波形鋼板１８、２０の材料コストを比較例の波形鋼板３０２と同程度に抑えつつ、補剛リブ２４、２６の必要板厚、必要数量を低減することができる。また、一枚当たりの波形鋼板１８、２０の板厚を薄くすることにより、波形鋼板１８、２０の折り曲げ加工が容易となるため、波形鋼板１８、２０の製作コストを削減することができる。
【００３６】
なお、第１実施形態では、補剛リブ２４、２６が山部１８Ａ、２０Ａよりも面外方向外側（矢印Ａ方向）へ突出しないようにしたが、これに限らない。補剛リブ２４、２６は、波形鋼板耐震壁１０に求められるせん断座屈耐力に応じて適宜設ければ良く、例えば、図７（Ａ）に示されるように、補剛リブ２４、２６の幅（突出量）を小さくしても良いし、図７（Ｂ）に示されるように、補剛リブ２４、２６の幅（突出量）を大きくし、山部１８Ａ、２０Ａよりも面外方向外側（図２において、矢印Ａ方向）へ突出させても良い。
【００３７】
また、一枚の波形鋼板１８、２０に対する補剛リブ２４、２６の数量や配置も適宜変更可能であり、例えば、図８に示されるように、千鳥状に補剛リブ２４を配置しても良い。なお、波形鋼板１８の外周部は、柱１４及び梁１６によって拘束されるため、波形鋼板１８の中央部と比較してせん断座屈し難い。従って、補剛リブ２４は、波形鋼板１８の中央部に設けることが望ましい。更に、図示を省略するが、対向する波形鋼板１８、２０の間で、補剛リブ２４、２６の配置を変えても良いし、対向する波形鋼板１８、２０の一方にのみ補剛リブ２４、２６を設けても良い。
【００３８】
更に、第１実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを溶接で接合したがこれに限らない。例えば、図９（Ａ）に示されるように、突き合わされた谷部１８Ｂ、２０Ｂを貫通するボルト３６（接合手段）及びナット３８（接合手段）で接合しても良い。この場合、図９（Ｂ）に示されるように、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂの間にスペーサ４０を設けても良い。これにより、対向する波形鋼板１８、２０の間隔が広くなるため、谷部１８Ｂ、２０Ｂ及び山部１８Ａ、２０Ａの断面２次モーメントが大きくなる。更に、対向する波形鋼板１８、２０は、突き合わされた谷部１８Ｂ、２０Ｂに限らず、対向する山部１８Ａ、２０Ａで接合しても良い。例えば、図９（Ｃ）に示されるように、対向する山部１８Ａ、２０Ａの間の空間に配置された長ナット４２に、軸方向両側から波形鋼板１８、２０を貫通するボルト４４をねじ込むことにより、波形鋼板１８、２０を接合しても良い。なお、図９（Ｃ）に示す構成では、波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂ同士を接触させたが、図９（Ｄ）に示されるように、長ナット４２の長さを長くして対向する波形鋼板１８、２０の間隔を広げることにより谷部１８Ｂ、２０Ｂ同士の間に隙間を設けても良い。更に、当該隙間にスペーサ（図９（Ｂ）におけるスペーサ４０等）を設けても良い。
【００３９】
また、波形鋼板１８、２０の波形形状も適宜変更可能である。例えば、図１０（Ａ）に示される波形鋼板４８、５０のように、山部４８Ａ、５０Ａよりも谷部４８Ｂ、５０Ｂを小さくし、断面２次モーメントが相対的に小さくなる部位を少なくしても良い。これにより、谷部４８Ｂ、５０Ｂに設ける補剛リブ５２、５４のサイズが小さくなるため、更に補剛リブ５２、５４の材料コストを削減することができる。
【００４０】
また、図１０（Ｂ）に示されるように、対向する一方の波形鋼板４８の山部４８Ａ、谷部４８Ｂと、他方の波形鋼板５０の谷部５０Ｂ、山部５０Ａと、をそれぞれ突き合わせても良い。この構成では、山部４８Ａと谷部５０Ｂ、又は谷部４８Ｂと山部５０Ａとが接触する部位で波形鋼板４８、５０の間隔が狭くなり、断面２次モーメントが相対的に小さくなる。従って、谷部４８Ｂ、５０Ｂに補剛リブ５２、５４をそれぞれ設けることにより、せん断座屈耐力を効率的に増加することができる。
【００４１】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００４２】
図１１〜図１３に示されるように、第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁６０では、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂを貫通する補剛リブ６２（補剛部材、接合手段）によって波形鋼板１８、２０が接合されている。
【００４３】
各波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂには、波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向へ延びる長孔６４がそれぞれ形成されている。これらの長孔６４には矩形の補剛リブ６２が貫通されており、補剛リブ６２の端部が谷部１８Ｂ、２０Ｂから面外方向外側（図１２において、矢印Ａ方向）へ突出している。波形鋼板１８、２０は間隔を空けて対向され、補剛リブ６２と溶接によって接合されている。
【００４４】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００４５】
図１３に示されるように、対向する波形鋼板１８、２０を間隔を空けて対向させることにより、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位だけでなく、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位の断面２次モーメントも大きくなる。従って、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位の面外剛性が大きくなり、波形鋼板耐震壁６０全体のせん断座屈耐力を増加する。よって、波形鋼板耐震壁６０の耐震性能、制振性能を向上させることができる。
【００４６】
また、補剛リブ６２の端部を各波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂから面外方向外側（矢印Ａ方向）へ突出させたことにより、断面２次モーメントが相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに更に面外剛性が付与されている。従って、波形鋼板耐震壁６０のせん断座屈耐力を効率的に増加させることができる。
【００４７】
また、対向する波形鋼板１８、２０の断面２次モーメントは、前述したように、中立軸Ｘから波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離の二乗に比例して大きくなる（式（１）参照）。従って、補剛リブ６２を長くし、対向する波形鋼板１８、２０の間隔を広げることにより、波形鋼板耐震壁６０のせん断座屈力を飛躍的に増加することができる。この際、補剛リブ６２の端部に波形鋼板１８、２０を接合することにより、対向する波形鋼板１８、２０の間隔を効率良く広げることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂにそれぞれ長孔６４を形成したが、谷部１８Ｂ、２０Ｂの一方にのみ長孔６４を形成しても良い。この場合、長孔６４がない谷部１８Ｂ、２０Ｂと補剛リブ６２の端部とは、谷部１８Ｂ、２０Ｂの内面に補剛リブ６２の端部を突き当て、溶接等により接合すれば良い。
【００４９】
また、上記第１、第２実施形態では、２枚の波形鋼板を対向させた場合を例に説明したが、３枚以上の波形鋼板を対向させても良い。この場合、断面２次モーメントが相対的に小さくなる部位に補剛リブを設けることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記第１、第２実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の形状、大きさを同じにしたが、これに限らない。例えば、対向する波形鋼板１８、２０を異なる波形形状にしても良い。また、対向する一方の波形鋼板１８、２０を普通鋼で構成し、対向する他方の波形鋼板１８、２０を低降伏点鋼で構成しても良い。
【００５１】
更に、上記第１、第２実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の外周に一つの枠体２２を設けたが、２つの波形鋼板１８、２０に別々の枠体を設けても良い。また、波形鋼板耐震壁１０、６０は上下の梁１６又は左右の柱１４に接合されていれば良い。この場合、波形鋼板耐震壁１０、６０と、接合されない梁１６又は柱１４との間に隙間や開口を設けても良い。隙間や開口を設けることにより、設備配線・配管等の設備開口や、出入り口を設けることができる。なお、波形鋼板耐震壁１０、６０と左右の柱１４とを接合しない場合は、波形鋼板耐震壁１０、６０が間柱として機能する。即ち、波形鋼板耐震壁１０、６０は耐震間柱としても使用することができる。
【００５２】
また、図２に示されるように、波形鋼板１８、２０の上下の端部は、各波形鋼板１８、２０の中心軸から外れた位置で上下の梁１６に接合されているが、これ限定されない。例えば、図２に示したように、波形鋼板１８、２０の中心軸の片側で上下の梁１６と接合しても良いし、中心軸を挟んで波形鋼板１８、２０の上端部と下端部が互い違いになるように、中心軸の両側で上下の梁１６と接合しても良い。更に、中心軸上で、波形鋼板１８、２０と梁１６とを接合しても良い。なお、ここで云う波形鋼板１８、２０の中心軸とは、山部と谷部の中間にある仮想の軸である。更に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示すような断面形状の波形鋼板１８、２０を用いても良い。また、補剛リブ２４、２６の形状も板状に限らず、Ｌ形鋼やＴ形鋼等を用いても良い。
【００５３】
また、架構１２を構成する柱１４及び梁１６は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁１６に替えてコンクリートスラブ又は小梁等に鋼製耐震壁を取り付けても良い。
【００５４】
更に、第１、第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁１０、６０は、建物の一部に用いても良いし、建物の全てに用いても良い。また、耐震構造や免震構造等の種々の新築建物、改築建物に適用することができる。これらの波形鋼板耐震壁１０、６０を設置することにより、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【００５５】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 波形鋼板耐震壁
１２ 架構
１４ 柱
１６ 梁（水平部材）
１８ 波形鋼板
１８Ｂ 谷部
２０ 波形鋼板
２０Ｂ 谷部
２４ 補剛リブ（補剛部材）
２６ 補剛リブ（補剛部材）
３６ ボルト（接合手段）
３８ ナット（接合手段）
４０ スペーサ
４２ 長ナット（接合手段）
４４ ボルト（接合手段）
４８ 波形鋼板
４８Ｂ 谷部
５０ 波形鋼板
５０Ｂ 谷部
５２ 補剛リブ（補剛部材）
６０ 波形鋼板耐震壁
６２ 補剛リブ（補剛部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形鋼板耐震壁、及び該波形鋼板耐震壁を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐震壁としては、鋼板を波形形状に折り曲げた波形鋼板を用いた波形鋼板耐震壁が知れている（例えば、特許文献１）。また、複数の波形鋼板を架構に取り付け、対向する波形鋼板同士をボルトで接合した耐震壁（又は制振壁）が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
ここで、特許文献２の耐震壁（又は制振壁）では、対向する波形鋼板をボルトで接合することにより、各波形鋼板の板厚を薄くしている。これにより、波形鋼板の折り曲げ加工を容易化し、波形鋼板の製作コストを削減している。しかしながら、複数の波形鋼板を対向させた場合、面外剛性が相対的に小さくなる部分ができる場合がある。例えば、特許文献２のように、対向する波形鋼板を左右対称に配置した場合、凸部同士が接近する部分では、対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外剛性が相対的に小さくなる。このように面外剛性が相対的に小さくなる部分では、他の部分と比較してせん断座屈し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４７１３号公報
【特許文献２】特開２００８−０３１６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、波形鋼板耐震壁のせん断座屈を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の波形鋼板耐震壁は、柱と水平部材からなる架構に取り付けられ、対向する波形鋼板と、対向する前記波形鋼板を接合する接合手段と、前記波形鋼板の外面の谷部から該波形鋼板の面外方向へ突出する補剛部材と、を備えている。
【０００７】
上記の構成によれば、対向する波形鋼板が接合手段によって接合されている。また、波形鋼板の外面の谷部、即ち、対向する波形鋼板の対向面と反対側の面にある谷部から補剛部材が突出している。
【０００８】
ここで、谷部では、他の部位と比較して対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外変形に対する断面２次モーメント、及び面外剛性が小さくなる。本発明では、このように面外剛性が相対的に小さくなる谷部に補剛部材を設け、面外剛性を付与することにより、波形鋼板耐震壁のせん断座屈耐力を増加している。従って、波形鋼板耐震壁のせん断座屈が抑制される。
【０００９】
請求項２に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記谷部同士が対向している。
【００１０】
上記の構成によれば、対向する波形鋼板の外面の谷部同士が対向している。このように谷部同士が対向する部位では、他の部位と比較して対向する波形鋼板の間隔が狭くなり、面外変形に対する断面２次モーメント、及び面外剛性が小さくなる。従って、谷部同士が対向する部位に補剛部材を設けることにより、波形鋼板耐震壁のせん断座屈耐力を効率的に増加させることができる。従って、波形鋼板耐震壁のせん断座屈が抑制される。
なお、補剛部材は、対向する波形鋼板の少なくとも一方の谷部から突出していれば良い。
【００１１】
請求項３に記載の建物は、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有している。
【００１２】
上記の構成によれば、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有することにより、建物の耐震性能、制振性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記の構成としたので、波形鋼板耐震壁のせん断座屈を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁が取り付けられた架構を示す、立面図である。
【図２】図１の１−１線断面図である。
【図３】（Ａ）は図２の２−２線断面図であり、（Ｂ）は図２の３−３線断面図である。
【図４】比較例としての波形鋼板耐震壁が取り付けられた架構を示す、立面図である。
【図５】図４の４−４線断面図である。
【図６】図５の５−５線断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る補剛部材の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図８】第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、立面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る接合手段の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図２に相当する断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁の要部を示す、分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図２に相当する断面図である。
【図１３】図１２の９−９線断面図である。
【図１４】第１、第２実施形態に係る波形鋼板の変形例を示す、断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１〜図３には、第１実施形態に係る波形鋼板耐震壁１０が取り付けられた架構１２が示されている。架構１２は、鉄筋コンクリート造の左右の柱１４と、鉄筋コンクリート造の上下の梁１６（水平部材）とから構成されたラーメン構造とされている。柱１４及び梁１６には、主筋及びせん断補強筋が適宜埋設されている。なお、図２の符号３２、３４は、梁１６に埋設された主筋、せん断補強筋である。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、波形鋼板耐震壁１０は、対向する２枚の波形鋼板１８、２０と、これらの波形鋼板１８、２０の外周を囲む枠体２２を備えている。各波形鋼板１８、２０は鋼板を折り曲げ加工して形成されており、波形鋼板１８は山部１８Ａと谷部１８Ｂが交互に繰り返す波形形状とされ、波形鋼板２０は山部２０Ａと谷部２０Ｂが交互に繰り返す波形形状とされている。これらの波形鋼板１８、２０は同一の波形形状とされており、突き合わされた谷部１８Ｂと谷部２０Ｂとを溶接することにより一体化され、折り筋を横（折り筋の向きを水平方向）にして架構１２の構面に配置されている。波形鋼板１８、２０の材料としては、普通鋼（例えば、ＳＭ４９０、ＳＳ４００等）や低降伏点鋼（例えば、ＬＹ２２５等）等が用いられる。
【００１９】
なお、本実施形態では、波形鋼板耐震壁１０を正面視したときに、波形鋼板１８、２０の外面が落ち込む部分（凹む部分）を谷部１８Ｂ、２０Ｂとし、落ち込まない部分（凹まない部分）を山部１８Ａ、２０Ａとしている。また、波形鋼板１８、２０を対向させた場合に、各々の波形鋼板１８、２０から互いに接近する方向へ突出する部分を谷部１８Ｂ、２０Ｂとし、各々の波形鋼板１８、２０から互いに離間する方向へ突出する部分を山部１８Ａ、２０Ａとしても良い。
【００２０】
各波形鋼板１８、２０の外面の谷部１８Ｂ、２０Ｂ、即ち、対向する波形鋼板１８、２０の対向面と反対側の面にある谷部１８Ｂ、２０Ｂには、面外方向（図２において、矢印Ａ方向）へ向かって突出する補剛リブ（補剛部材）２４、２６がそれぞれ設けられている。補剛リブ２４、２６は台形状の鋼板で、谷部１８Ｂ、２０Ｂを横切る（波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向に延びる）ように組み合わされ、当該谷部１８Ｂ、２０Ｂの外面に溶接されている。この補剛リブ２４、２６によって谷部１８Ｂ、２０Ｂに面外剛性が付与され、谷部１８Ｂ、２０Ｂが面外方向へはらみ出す面外変形が抑制されている。
【００２１】
ここで、前述したように波形鋼板１８、２０は同じ構成であるため、以下波形鋼板１８について詳説し、波形鋼板２０の説明は適宜省略する。
【００２２】
図１に示されるように、補剛リブ２４は、一つの谷部１８Ｂに対して波形鋼板１８の折り筋方向（矢印Ｂ方向）に間隔を空けて複数（図１では、２つ）設けられている。これにより、谷部１８Ｂが折り筋方向（矢印Ｂ方向）に３つの区画に仕切られ、山部１８Ａと比較して、各区画の折り筋方向（矢印Ｂ方向）の座屈長Ｌが短くなっている。また、隣接する谷部１８Ｂの補剛リブ２４は、波形鋼板耐震壁１０を正面視したときに、直線上に配列されている。波形鋼板２０についても、波形鋼板１８と同様の配置で補剛リブ２６が設けられている。
【００２３】
対向する波形鋼板１８、２０の折り筋方向（矢印Ｂ方向）の両端部には、鋼製の縦取付フランジ２２Ａが設けられている。この縦取付フランジ２２Ａは板状に形成され、対向する波形鋼板１８、２０の縦辺に沿ってそれぞれ溶接されている。また、波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向（矢印Ｃ方向）の両端部には、鋼製の横取付フランジ２２Ｂが設けられている。この横取付フランジ２２Ｂは板状に形成され、対向する波形鋼板１８、２０の横辺によってそれぞれ溶接されている。また、縦取付フランジ２２Ａの端部と横取付フランジ２２Ｂの端部は溶接で接合されており、これらの縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂによって、対向する波形鋼板１８、２０の外周を囲む枠体２２が構成されている。また、これらの縦取付フランジ２２Ａ、横取付フランジ２２Ｂによって、波形鋼板耐震壁１０の断面形状が閉断面（ボックス断面）とされている（図２参照）。
【００２４】
縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂには、せん断力伝達手段としてのスタッド３０が突設されている。これらのスタッド３０を柱１４及び梁１６に埋設することにより、対向する波形鋼板１８、２０が架構１２に取り付けられると共に、スタッド３０を介して波形鋼板１８、２０と架構１２との間でせん断力が伝達可能となっている。
【００２５】
なお、縦取付フランジ２２Ａと柱１４、横取付フランジ２２Ｂと梁１６の接合方法は、上記したものに限らない。例えば、スタッドが立設された接合用プレートを柱１４及び梁１６にそれぞれ埋設し、この接合用プレートに縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂを溶接又はボルト等で接合しても良い。また、エポキシ樹脂等の接着剤により、縦取付フランジ２２Ａと柱１４、横取付フランジ２２Ｂと梁１６を接着接合しても良い（接着工法）。更に、縦取付フランジ２２Ａ及び横取付フランジ２２Ｂは板状に限らず、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、チャネル鋼等でも良い。
【００２６】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００２７】
風や地震等によって架構１２に外力が作用すると、架構１２に取り付けられた各波形鋼板１８、２０にせん断力が伝達され、各波形鋼板１８、２０がせん断変形する。これにより、波形鋼板１８、２０が外力に抵抗して耐震性能を発揮する。また、外力に対して波形鋼板１８、２０が降伏するように設計することで、鋼材の履歴エネルギーによって振動エネルギーが吸収され、制振性能を発揮する。
【００２８】
ここで、波形鋼板１８、２０のせん断変形が進むと、波形鋼板１８、２０が面外方向（図２の矢印Ａ方向）へはらみ出し、せん断座屈する恐れがある。特に、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位と比較して、面外剛性が小さくなるため、せん断座屈し易くなる。
【００２９】
具体的には、図３（Ａ）に示されるように、波形鋼板１８、２０の山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位では、対向する波形鋼板１８、２０の間隔が広くなり、中立軸Ｘから各波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離ｙが大きくなる。また、接合された波形鋼板１８、２０に平面保持仮定が成立するものとすると、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位では中立軸Ｘ回りの断面２次モーメントが大きくなり、面外剛性が相対的に大きくなる。
【００３０】
なお、対向する波形鋼板１８、２０のＸ軸回りの断面２次モーメンＩは式（１）によって求められる。
Ｉ＝（Ｉ０＋Ａ×ｙ２）×２ ・・・（１）
ただし、
Ｉ０ ：波形鋼板の中心軸Ｏ（又は中心軸Ｏ’）回りの断面２次モーメント
Ａ ：波形鋼板の断面積
ｙ ：中立軸Ｘから波形鋼板の中心軸までの距離
である。
【００３１】
これに対して、図３（Ｂ）に示されるように、波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、波形鋼板１８、２０の間隔が狭くなり、中立軸Ｘから各波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離ｙ（図３（Ｂ）では不図示）が小さくなる。従って、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位では、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位と比較して中立軸Ｘ回りの断面２次モーメントが小さくなり、面外剛性が相対的に小さくなる。そこで、本実施形態では、面外剛性が相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６を設け、当該谷部１８Ｂ、２０Ｂに面外剛性を付与している。従って、波形鋼板耐震壁１０全体のせん断座屈耐力を効率的に増加することができる。
【００３２】
また、比較例として、一枚の波形鋼板３０２を用いた波形鋼板耐震壁３００を図４〜図６に示す。この波形鋼板耐震壁３００は波形鋼板３０２と枠体３０４を備え、左右の柱３０６と上下の梁３０８からなる架構３１０の構面に取り付けられている。波形鋼板３０２には、折り筋方向（矢印Ｂ方向）に所定の間隔を空けて複数（図４では、３つ）の補剛リブ３１２が設けられている。各補剛リブ３１２は波形鋼板３０２の上下方向に延びると共に、その両端部が波形鋼板３０２の上下の端部に設けられた横取付フランジ３０４Ｂに接合されている。
【００３３】
比較例のように波形鋼板３０２の下端部から上端部に渡って補剛リブ３１２を設けると、波形鋼板３０２と補剛リブ３１２との溶接長さが長くなり、補剛リブ３１２の取り付け作業に手間がかかる。特に、オフィス、商業施設、物流倉庫等に代表される階高の高い建物では、波形鋼板耐震壁３００の高さや幅の増加に伴って、波形鋼板３０２が座屈し易くなる。従って、補剛リブ３１２の必要板厚、必要数量が増加し、補剛リブの取り付け作業が煩雑化すると共に、材料コストが増加してしまう可能性がある。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを突き合わせて接合することにより、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位の波形鋼板１８、２０の間隔を広げて断面２次モーメントを大きくする一方で、断面２次モーメントが相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに補剛リブ２４、２６を設ける部位を集約させている。従って、補剛リブ２４、２６の必要板厚、必要数量を低減することができる。よって、補剛リブ２４、２６の取り付け作業の手間が低減されると共に、材料コストを削減することができる。
【００３５】
更に、本実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを接合したことにより、地震等の外力に対して、波形鋼板１８、２０が協同して抵抗する。従って、一枚当たりの波形鋼板１８、２０が負担する耐力が小さくなるため、図４〜図６に示す波形鋼板３０２（比較例）と比較して、波形鋼板１８、２０の板厚を薄くすることができる。そのため、例えば、波形鋼板１８、２０の板厚を比較例の波形鋼板３０２の半分（１／２）にすることにより、波形鋼板１８、２０の材料コストを比較例の波形鋼板３０２と同程度に抑えつつ、補剛リブ２４、２６の必要板厚、必要数量を低減することができる。また、一枚当たりの波形鋼板１８、２０の板厚を薄くすることにより、波形鋼板１８、２０の折り曲げ加工が容易となるため、波形鋼板１８、２０の製作コストを削減することができる。
【００３６】
なお、第１実施形態では、補剛リブ２４、２６が山部１８Ａ、２０Ａよりも面外方向外側（矢印Ａ方向）へ突出しないようにしたが、これに限らない。補剛リブ２４、２６は、波形鋼板耐震壁１０に求められるせん断座屈耐力に応じて適宜設ければ良く、例えば、図７（Ａ）に示されるように、補剛リブ２４、２６の幅（突出量）を小さくしても良いし、図７（Ｂ）に示されるように、補剛リブ２４、２６の幅（突出量）を大きくし、山部１８Ａ、２０Ａよりも面外方向外側（図２において、矢印Ａ方向）へ突出させても良い。
【００３７】
また、一枚の波形鋼板１８、２０に対する補剛リブ２４、２６の数量や配置も適宜変更可能であり、例えば、図８に示されるように、千鳥状に補剛リブ２４を配置しても良い。なお、波形鋼板１８の外周部は、柱１４及び梁１６によって拘束されるため、波形鋼板１８の中央部と比較してせん断座屈し難い。従って、補剛リブ２４は、波形鋼板１８の中央部に設けることが望ましい。更に、図示を省略するが、対向する波形鋼板１８、２０の間で、補剛リブ２４、２６の配置を変えても良いし、対向する波形鋼板１８、２０の一方にのみ補剛リブ２４、２６を設けても良い。
【００３８】
更に、第１実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂを溶接で接合したがこれに限らない。例えば、図９（Ａ）に示されるように、突き合わされた谷部１８Ｂ、２０Ｂを貫通するボルト３６（接合手段）及びナット３８（接合手段）で接合しても良い。この場合、図９（Ｂ）に示されるように、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂの間にスペーサ４０を設けても良い。これにより、対向する波形鋼板１８、２０の間隔が広くなるため、谷部１８Ｂ、２０Ｂ及び山部１８Ａ、２０Ａの断面２次モーメントが大きくなる。更に、対向する波形鋼板１８、２０は、突き合わされた谷部１８Ｂ、２０Ｂに限らず、対向する山部１８Ａ、２０Ａで接合しても良い。例えば、図９（Ｃ）に示されるように、対向する山部１８Ａ、２０Ａの間の空間に配置された長ナット４２に、軸方向両側から波形鋼板１８、２０を貫通するボルト４４をねじ込むことにより、波形鋼板１８、２０を接合しても良い。なお、図９（Ｃ）に示す構成では、波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂ同士を接触させたが、図９（Ｄ）に示されるように、長ナット４２の長さを長くして対向する波形鋼板１８、２０の間隔を広げることにより谷部１８Ｂ、２０Ｂ同士の間に隙間を設けても良い。更に、当該隙間にスペーサ（図９（Ｂ）におけるスペーサ４０等）を設けても良い。
【００３９】
また、波形鋼板１８、２０の波形形状も適宜変更可能である。例えば、図１０（Ａ）に示される波形鋼板４８、５０のように、山部４８Ａ、５０Ａよりも谷部４８Ｂ、５０Ｂを小さくし、断面２次モーメントが相対的に小さくなる部位を少なくしても良い。これにより、谷部４８Ｂ、５０Ｂに設ける補剛リブ５２、５４のサイズが小さくなるため、更に補剛リブ５２、５４の材料コストを削減することができる。
【００４０】
また、図１０（Ｂ）に示されるように、対向する一方の波形鋼板４８の山部４８Ａ、谷部４８Ｂと、他方の波形鋼板５０の谷部５０Ｂ、山部５０Ａと、をそれぞれ突き合わせても良い。この構成では、山部４８Ａと谷部５０Ｂ、又は谷部４８Ｂと山部５０Ａとが接触する部位で波形鋼板４８、５０の間隔が狭くなり、断面２次モーメントが相対的に小さくなる。従って、谷部４８Ｂ、５０Ｂに補剛リブ５２、５４をそれぞれ設けることにより、せん断座屈耐力を効率的に増加することができる。
【００４１】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００４２】
図１１〜図１３に示されるように、第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁６０では、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂを貫通する補剛リブ６２（補剛部材、接合手段）によって波形鋼板１８、２０が接合されている。
【００４３】
各波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂには、波形鋼板１８、２０の折り筋と直交する方向へ延びる長孔６４がそれぞれ形成されている。これらの長孔６４には矩形の補剛リブ６２が貫通されており、補剛リブ６２の端部が谷部１８Ｂ、２０Ｂから面外方向外側（図１２において、矢印Ａ方向）へ突出している。波形鋼板１８、２０は間隔を空けて対向され、補剛リブ６２と溶接によって接合されている。
【００４４】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００４５】
図１３に示されるように、対向する波形鋼板１８、２０を間隔を空けて対向させることにより、山部１８Ａ、２０Ａが対向する部位だけでなく、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位の断面２次モーメントも大きくなる。従って、谷部１８Ｂ、２０Ｂが対向する部位の面外剛性が大きくなり、波形鋼板耐震壁６０全体のせん断座屈耐力を増加する。よって、波形鋼板耐震壁６０の耐震性能、制振性能を向上させることができる。
【００４６】
また、補剛リブ６２の端部を各波形鋼板１８、２０の谷部１８Ｂ、２０Ｂから面外方向外側（矢印Ａ方向）へ突出させたことにより、断面２次モーメントが相対的に小さくなる谷部１８Ｂ、２０Ｂに更に面外剛性が付与されている。従って、波形鋼板耐震壁６０のせん断座屈耐力を効率的に増加させることができる。
【００４７】
また、対向する波形鋼板１８、２０の断面２次モーメントは、前述したように、中立軸Ｘから波形鋼板１８、２０の中心軸Ｏ、Ｏ’までの距離の二乗に比例して大きくなる（式（１）参照）。従って、補剛リブ６２を長くし、対向する波形鋼板１８、２０の間隔を広げることにより、波形鋼板耐震壁６０のせん断座屈力を飛躍的に増加することができる。この際、補剛リブ６２の端部に波形鋼板１８、２０を接合することにより、対向する波形鋼板１８、２０の間隔を効率良く広げることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、対向する谷部１８Ｂ、２０Ｂにそれぞれ長孔６４を形成したが、谷部１８Ｂ、２０Ｂの一方にのみ長孔６４を形成しても良い。この場合、長孔６４がない谷部１８Ｂ、２０Ｂと補剛リブ６２の端部とは、谷部１８Ｂ、２０Ｂの内面に補剛リブ６２の端部を突き当て、溶接等により接合すれば良い。
【００４９】
また、上記第１、第２実施形態では、２枚の波形鋼板を対向させた場合を例に説明したが、３枚以上の波形鋼板を対向させても良い。この場合、断面２次モーメントが相対的に小さくなる部位に補剛リブを設けることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記第１、第２実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の形状、大きさを同じにしたが、これに限らない。例えば、対向する波形鋼板１８、２０を異なる波形形状にしても良い。また、対向する一方の波形鋼板１８、２０を普通鋼で構成し、対向する他方の波形鋼板１８、２０を低降伏点鋼で構成しても良い。
【００５１】
更に、上記第１、第２実施形態では、対向する波形鋼板１８、２０の外周に一つの枠体２２を設けたが、２つの波形鋼板１８、２０に別々の枠体を設けても良い。また、波形鋼板耐震壁１０、６０は上下の梁１６又は左右の柱１４に接合されていれば良い。この場合、波形鋼板耐震壁１０、６０と、接合されない梁１６又は柱１４との間に隙間や開口を設けても良い。隙間や開口を設けることにより、設備配線・配管等の設備開口や、出入り口を設けることができる。なお、波形鋼板耐震壁１０、６０と左右の柱１４とを接合しない場合は、波形鋼板耐震壁１０、６０が間柱として機能する。即ち、波形鋼板耐震壁１０、６０は耐震間柱としても使用することができる。
【００５２】
また、図２に示されるように、波形鋼板１８、２０の上下の端部は、各波形鋼板１８、２０の中心軸から外れた位置で上下の梁１６に接合されているが、これ限定されない。例えば、図２に示したように、波形鋼板１８、２０の中心軸の片側で上下の梁１６と接合しても良いし、中心軸を挟んで波形鋼板１８、２０の上端部と下端部が互い違いになるように、中心軸の両側で上下の梁１６と接合しても良い。更に、中心軸上で、波形鋼板１８、２０と梁１６とを接合しても良い。なお、ここで云う波形鋼板１８、２０の中心軸とは、山部と谷部の中間にある仮想の軸である。更に、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示すような断面形状の波形鋼板１８、２０を用いても良い。また、補剛リブ２４、２６の形状も板状に限らず、Ｌ形鋼やＴ形鋼等を用いても良い。
【００５３】
また、架構１２を構成する柱１４及び梁１６は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁１６に替えてコンクリートスラブ又は小梁等に鋼製耐震壁を取り付けても良い。
【００５４】
更に、第１、第２実施形態に係る波形鋼板耐震壁１０、６０は、建物の一部に用いても良いし、建物の全てに用いても良い。また、耐震構造や免震構造等の種々の新築建物、改築建物に適用することができる。これらの波形鋼板耐震壁１０、６０を設置することにより、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【００５５】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 波形鋼板耐震壁
１２ 架構
１４ 柱
１６ 梁（水平部材）
１８ 波形鋼板
１８Ｂ 谷部
２０ 波形鋼板
２０Ｂ 谷部
２４ 補剛リブ（補剛部材）
２６ 補剛リブ（補剛部材）
３６ ボルト（接合手段）
３８ ナット（接合手段）
４０ スペーサ
４２ 長ナット（接合手段）
４４ ボルト（接合手段）
４８ 波形鋼板
４８Ｂ 谷部
５０ 波形鋼板
５０Ｂ 谷部
５２ 補剛リブ（補剛部材）
６０ 波形鋼板耐震壁
６２ 補剛リブ（補剛部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と水平部材からなる架構に取り付けられ、対向する波形鋼板と、
対向する前記波形鋼板を接合する接合手段と、
前記波形鋼板の外面の谷部から該波形鋼板の面外方向へ突出する補剛部材と、
を備える波形鋼板耐震壁。
【請求項２】
前記谷部同士が対向している請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有する建物。
【請求項１】
柱と水平部材からなる架構に取り付けられ、対向する波形鋼板と、
対向する前記波形鋼板を接合する接合手段と、
前記波形鋼板の外面の谷部から該波形鋼板の面外方向へ突出する補剛部材と、
を備える波形鋼板耐震壁。
【請求項２】
前記谷部同士が対向している請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁を有する建物。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１２７２７９（Ｐ２０１１−１２７２７９Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３９１８（Ｐ２００９−２８３９１８）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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