躯体構造
【課題】座屈補剛材として採用可能な材料の自由度を高めることが可能な躯体構造を提案する。
【解決手段】軸材１２と、この軸材１２との間に隙間をあけて当該軸材１２に沿って配設される座屈補剛材２０と、軸材１２と座屈補剛材２０とをつなぐ接合手段３０と、を備えてなる躯体構造であって、接合手段３０が軸材１２の変形を制御することで、軸材１２が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材１２に所定の座屈モードを発生させるように構成されている。
【解決手段】軸材１２と、この軸材１２との間に隙間をあけて当該軸材１２に沿って配設される座屈補剛材２０と、軸材１２と座屈補剛材２０とをつなぐ接合手段３０と、を備えてなる躯体構造であって、接合手段３０が軸材１２の変形を制御することで、軸材１２が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材１２に所定の座屈モードを発生させるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、躯体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物等における躯体構造は、建築物等の構造体として十分な耐久性や耐震性を備えているとともに、建築物の意匠的な設計の自由度を妨げることのないような構成であることが望ましい。
【０００３】
このような躯体構造として、例えば特許文献１には、梁柱架構の内周面に沿って形成された矩形状の周辺枠組み鉄骨と、この周辺枠組み鉄骨内においてフラットバーを組み合わせることにより形成された格子と、格子の開口部に組み込まれて座屈補剛材として機能するガラスブロックと、を備えてなる耐震壁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の耐震壁は、座屈補剛材たるガラスブロックの全周を格子に取り付けているため、格子に変位が生じた際に、ガラスブロックに対して圧縮力以外の力が大きく作用するおそれがあった。そのため、圧縮力以外の力によりガラスブロックが破損することのないように、十分な耐力を備えたガラス素材を採用する必要があり、材料費が嵩む場合があった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度を高めることが可能な躯体構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る躯体構造は、軸材と、前記軸材との間に隙間をあけて当該軸材に沿って配設される座屈補剛材と、前記軸材と前記座屈補剛材とをつなぐ接合手段とを備えてなる躯体構造であって、前記接合手段が前記軸材の変形を制御することで、前記軸材が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材に所定の座屈モードを発生させることを特徴としている。
【０００８】
かかる躯体構造によれば、接合手段の配置により、低次の座屈モードが発生することを防止し、所定の座屈モードが発生するまで軸材の座屈変形を拘束して耐震壁としての耐力を維持させることができる。
また、座屈補剛材には、軸材の座屈変形を拘束する際の反力（圧縮力または引張力）が作用するが、座屈補剛材と軸材との間に隙間が形成されているため、反力以外の荷重が座屈補剛材に作用することが防止され、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度が高まる。
【０００９】
前記接合手段は、前記座屈補剛材に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材と、前記軸材に立設されて前記引張圧縮伝達部材を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材は、前記軸材の前記座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されているのが望ましい。
【００１０】
前記躯体構造において、座屈補剛材が板状部材で構成されていてもよい。
また、躯体構造は、傾斜した状態で配された複数本の前記軸材を組み合わせることにより形成された格子状の耐震壁であってもよい。
さらに、前記軸材は、鉛直方向に立設される柱や水平方向に横設された梁であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度を高めることが可能な躯体構造を構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る耐震壁を示す正断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す耐震壁の一部分を示す拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】接合手段を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】接合手段の変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、接合手段の配置の変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る躯体構造を示す模式図である。
【図７】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る躯体構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施の形態の耐震壁（躯体構造）１は、図１に示すように、左右に立設された柱２，２と、これらの柱２，２に横設されている上下の梁３，３とにより形成された梁柱架構４の内側空間に配設されている。
なお、耐震壁１の設置箇所は、梁柱架構４内に限定されるものではなく、例えば仕切り壁として形成するなど、適宜形成することが可能である。
【００１４】
耐震壁１は、複数の開口部１１，１１，…を形成する格子１０と、一部の開口部１１，１１，…を閉塞するように配設された座屈補剛材２０，２０，…と、格子１０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、梁柱架構４の内周面に沿って形成された枠材４０と、を備えている。
【００１５】
格子１０は、傾斜した状態で配された複数の軸材１２，１２，…を組み合わせることにより構成されている。
【００１６】
本実施形態では、軸材１２としてフラットバーを採用している。
なお、本実施形態では、軸材１２を傾斜させてなる斜材を組み合わせることにより格子１０を形成したが、格子１０は、縦材と横材とを組み合わせることにより形成してもよい。
【００１７】
軸材１２は、その板面が梁柱架構４の内周面に向くように配設されているとともに、両端が枠材４０に固定されている。
【００１８】
軸材１２には、梁３に対して１３５°の角度で配設された第一斜材１２ａと、梁３に対して４５°の角度で配設され、第一斜材１２ａと直交する第二斜材１２ｂが存在している。なお、第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂの傾斜角は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００１９】
複数の第一斜材１２ａ，１２ａ，…および複数の第二斜材１２ｂ，１２ｂ，…は、それぞれ等間隔で配設されている。なお、第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂは、必ずしも等間隔で配設する必要はない。
【００２０】
第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂは、互いのスリット（図示せず）同士を噛み合わせることにより格子１０を構成している。
スリットは、斜材１２同士の交差部に形成された切込みであって、斜材１２の板厚と同じ幅で、かつ、斜材１２の幅（耐震壁１の壁厚方向の長さ）の半分程度の深さに形成されている。
【００２１】
格子１０は、第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂとに形成されたスリット同士を噛み合わせることにより形成される。軸材１２同士は、その噛み合わせ部分（交差部分）において溶接接合されている。
また、格子１０は、軸材１２の両端を、枠材４０の内面に溶接接合することにより、枠材４０に一体に固定されている。
【００２２】
なお、格子１０の形成方法は限定されるものではなく、例えば、第一斜材１２ａ同士の間に分割された第二斜材１２ｂを配置することにより形成してもよいし、分割された第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂを接合することにより形成してもよい。また、格子１０を構成する軸材１２の本数は限定されるものではなく、耐震壁１に要求される耐力や軸材１２の断面寸法等に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂとを交差するように組み合わせることで、同一寸法の正方形の開口部１１が複数形成される。また、格子１０の周縁部には、直角二等辺三角形の開口部１１’が形成されている。開口部１１’は、第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂと枠材４０とにより囲まれることで形成される。
【００２４】
なお、開口部１１の形状は、正方形に限定されるものではなく、例えば長方形やひし形等に形成されていてもよいし、位置に応じて異なる寸法に形成されていてもよい。また、開口部１１の数は限定されるものではない。
【００２５】
軸材１２の板面には、図２（ａ）に示すように、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に後記する接合手段３０の支持部材３１が固定されている。
なお、座屈モードは、軸材１２の耐力、断面積、長さ（開口部１１の辺の長さ）等に応じて設計上想定する。
接合手段３０は、座屈補剛材２０が配設される開口部１１（１１’）に面する板面に固定されている。
【００２６】
座屈補剛材２０は、図１に示すように、矩形状のガラス板（板状部材）からなり、接合手段３０を介して開口部１１（１１’）に配設されている。本実施形態では、いわゆる強化ガラスを採用している。
なお、開口部１１’に配設される座屈補剛材２０は、開口部１１’の形状に応じて直角二等辺三角形のガラス板（板状部材）で構成されている。
【００２７】
座屈補剛材２０は、一部の開口部１１（１１’）に配設されることで、格子１０に対して市松状に配置されている。
つまり、軸材１２を挟んで形成された二つの開口部１１，１１のうち、一方の開口部１１（１１’）に座屈補剛材２０が配設されており、他方の開口部１１（１１’）は解放あるいは他の部材が配設されている。なお、座屈補剛材２０は、必ずしも市松状に配置されている必要はなく、軸材１２を挟んで形成された二つの開口部１１，１１の両方に配設されていてもよい。
【００２８】
座屈補剛材２０は、図２（ｂ）に示すように、軸材１２の幅方向中央（耐震壁１の前後方向中央）に配設された接合手段３０によって配置される。
【００２９】
座屈補剛材２０には、周縁部に貫通孔２１，２１，…が形成されている。貫通孔２１には、図３（ａ）に示すように、接合手段３０の引張圧縮伝達部材３２が配設されている。
【００３０】
貫通孔２１は、接合手段３０の配置に応じて形成されており、本実施形態では、座屈補剛材２０の各辺に対して２箇所ずつ（計８箇所）形成されている。なお、貫通孔２１の数および配置は限定されるものではなく、設計上想定する軸材１２の座屈モードの節に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
なお、座屈補剛材２０は、接合手段３０を介して軸材１２に沿って配設されており、軸材１２との間には、隙間２２が形成されている。ここで、隙間２２の幅は限定されるものではない。
本実施形態では、隙間２２にシリコーンゴム等からなる充填材２３を配設して気密性を持たせるものとする。なお、充填材２３は、座屈補剛材２０への力の伝達が不能な軟質材料であれば限定されるものではない。また、充填材２３は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００３２】
接合手段３０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、座屈補剛材２０の貫通孔２１を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、軸材１２に立設されて引張圧縮伝達部材３２を支持する支持部材３１とを備えて構成されている。
【００３３】
支持部材３１は、設計上想定する軸材１２の座屈モードの節となる箇所の近傍において、軸材１２の板面に固定されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、座屈補剛材２０の一辺に対して伝達部材３０を二つ配設するものとし、一箇所の開口部１１に対して八つの伝達部材３０，３０，…を配設している。
なお、格子１０の周縁部に形成された開口部１１’に対しては、図１に示すように、計四つの伝達部材３０，３０，…を配設している。
【００３４】
本実施形態の支持部材３１は、図３（ｂ）に示すように、軸材１２へ固定される脚部３１ａと、引張圧縮伝達部材３２を固定する頭部３１ｂとを備えて構成されている。
【００３５】
脚部３１ａは、鋼製の板状部材であって、一端が軸材１２に溶接接合されており、他端に頭部３１ｂが一体に形成されている。なお、脚部３１ａの軸材１２への固定方法は限定されるものではない。例えば、ボルト、ビス類で固定してもよい。また、補剛が不必要な方向は移動可能にする機構を備えてもよい。
【００３６】
頭部３１ｂは、中心部にネジ孔３１ｃが形成された筒状部分である。なお、頭部３１ｂの構成は、引張圧縮伝達部材３２の構成に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、ネジ孔３１ｃとして、貫通孔を形成しているが、ネジ孔３１ｃは有底であってもよい。また、ネジ孔３１ｃをねじのない丸孔、長丸孔、四角孔等とし、引張圧縮伝達部材３２をナット止めとしてもよい。
【００３７】
引張圧縮伝達部材３２は、貫通孔２１を貫通するように配設された柱状部材である。引張圧縮伝達部材３２は、基端部３２ａにネジ加工が施されていて、支持部材３１のネジ孔３１ｃに当該基端部３２ａを螺着することで支持部材３１に固定されている。
【００３８】
本実施形態では、引張圧縮伝達部材３２を、貫通孔２１の内径よりも小さい外径の円形断面に形成する。なお、引張圧縮伝達部材３２の断面形状は限定されるものではなく、例えば、貫通孔２１の断面形状よりも小さい多角形断面であってもよい。
【００３９】
引張圧縮伝達部材３２は、調整部材３３を介して座屈補剛材２０と固定されている。
調整部材３３は、貫通孔２１との間に形成された隙間に挿入される円筒状の部材であるが、孔の位置は偏芯している。
本実施形態では、調整部材３３として、第一調整部材３３ａと第二調整部材３３ｂとを組み合わせて使用する。
【００４０】
第一調整部材３３ａは、図３（ａ）に示すように、外径が貫通孔２１の内径と同一に形成されているとともに、内径（偏芯孔の直径）は第二調整部材３３ｂの外径と同一に形成されている。
【００４１】
第二調整部材３３ｂは、外径が第一調整部材３３ａの内径と同一に形成されているとともに、内径（偏芯孔の直径）は引張圧縮伝達部材３２の外径と同一に形成されている。
【００４２】
調整部材３３は、貫通孔２１内において、第一調整部材３３ａの偏芯孔に第二調整部材３３ｂを配設した状態で、引張圧縮伝達部材３２に外装されている。
このようにすることで、調整部材３３は、貫通孔２１に形成された引張圧縮伝達部材３２と貫通孔２１との隙間を遮蔽し、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間の力を伝達する。また、調整部材３３は、偏芯孔を有した第一調整部材３３ａと第二調整部材３３ｂとを組み合わせて使用することで、座屈補剛材２０の固定時における、貫通孔２１と引張圧縮伝達部材３２との位置のずれ（製作誤差）を調節している。
【００４３】
支持部材３１の頭部３１ｂには、図３（ｂ）に示すように、座屈補剛材２０側の表面にベースリング３４が配設されている。なお、ベースリング３４は、必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００４４】
ベースリング３４は、中央に貫通孔が形成された鋼製の板材であって、調整ネジ３４ａ，３４ａを介して頭部３１ｂに固定されている。
ベースリング３４は、貫通孔に引張圧縮伝達部材３２を挿通させた状態で、配設されている。
【００４５】
ベースリング３４と頭部３１ｂとの間には、調整板３５が介設されている。引張圧縮伝達部材３２は、調整板３５の枚数や厚みにより、ベースリング３４の頭部３１ｂからの離れを調整し、座屈補剛材２０の位置決めを行う。
なお、隙間の幅調整は、ベースリング３４と頭部３１ｂとの間に開設された調整板３５により行う。
【００４６】
ベースリング３４と座屈補剛材２０との間には、保護リング３６が介設されていて、ベースリング３４と座屈補剛材２０とが接触することにより座屈補剛材２０が損傷することを防止している。なお、保護リング３６を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態ではゴム等の樹脂により構成する。また、保護リング３６は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００４７】
接合手段３０の構成は前記のものに限定されるものではない。
例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、調整部材３３の代わりに、引張圧縮伝達部材３２と貫通孔２１との間に形成された隙間に充填材３７を充填することにより、隙間を遮蔽してもよい。このとき、充填材３７は、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間の力を伝達することが可能な強度を発現する材料により構成する。
【００４８】
また、充填材３７の形状を変えることにより、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間における力（引張圧縮）の伝達の方向性を限定する仕組みとしてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、軸材１２に沿って長い長穴（ルーズホール）２１’を充填材３７に形成することで、支持部材３１の軸方向（図面において上下方向）に対しては力を伝達するが、支持部材３１の軸方向と直交する方向（図面において横方向）に対しては力を吸収する構成としてもよい。なお、座屈補剛材２０に貫通孔２１として長穴２１’を形成してもよい。
【００４９】
また、引張圧縮伝達部材３２は、図４（ｂ）に示すように、一部が球状に拡径（拡径部３２ｂ）されていてもよい。かかる引張圧縮伝達部材３２は、拡径部３２ｂが貫通孔２１の内部において、座屈補剛材２０の厚さ方向中心部に一致するように配置されている。なお、拡径部３２ｂの形状は球状に限定されるものではない。
【００５０】
また、本実施形態では、引張圧縮伝達部材３２の一端を支持部材３１により固定しているが、引張圧縮伝達部材３２の固定方法はこれに限定されるものではない。例えば、一対の支持部材３１を、座屈補剛材１２を挟んで両側に配設して、引張圧縮伝達部材３２の両端を固定してもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、軸材１２同士を組み合わせることにより構成された格子１０の開口部に座屈補剛材２０を配設するものとし、接合手段３０を座屈補剛材２０の四辺に対して配置するが、接合手段３０の配置はこれに限定されるものではない。
例えば、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、躯体構造１’に対して、圧縮力が１方向（例えば上下方向）のみから作用する場合等、圧縮力の作用方向に沿って配設された鋼材（軸材１２，１２）にのみ、接合手段３０を配設し、座屈補剛材２０と接続すればよい。つまり、座屈補剛材２０の二辺に対して、接合手段３０を配設する。
【００５２】
また、接合手段３０の配置や数は限定されるものではなく、設計上想定する軸材１２の座屈モードに応じて適宜設定すればよい。例えば、図５（ａ）に示すように、座屈補剛材２０の一辺に対して接合手段３０を一つずつ配置してもよいし、図５（ｂ）に示すように二つ以上（図面では四つ）配置してもよい。例えば、想定する座屈モードが二次モードの場合には辺の中間部に１箇所、三次モードの場合は等間隔で２箇所に配置すればよい。
【００５３】
枠材４０は、図１に示すように、梁柱架構４の内面に隙間を有して形成された正面視矩形状の部材である。
【００５４】
枠材４０は、左右の柱２，２の内面に沿って配設された左右の縦材４１，４１と、上下の梁３，３の内面に沿って配設された上下の横材４２，４２と、により形成されている。
【００５５】
縦材４１および横材４２は、いわゆるフラットバーをその板面が梁柱架構４の内周面に向くように配設する。なお、縦材４１および横材４２を構成する材料はフラットバーに限定されるものではなく、例えばＨ形鋼や溝型鋼等を使用するなど、適宜材料を選定して使用すればよい。
枠材４０は、格子１０の外周囲を覆うように形成されており、斜材１２，１２と枠材４０との間に三角形状の開口部１１’が形成されている。
【００５６】
枠材４０の外周囲には、アンカー４３,４３,…が突設されている（アンカー４３は、柱２または梁３と枠材４０との間の隙間に配設される）。また、柱２および梁３にも、アンカー５，５，…が植設されている。
【００５７】
耐震壁１は、枠材４０の外周囲と梁柱架構４との隙間に充填されたモルタル等の充填材６にアンカー４３，４３，…が定着することで、梁柱架構４に固定される。
ここで、取り付けに使用する充填材６は、格子１０と梁柱架構４の一体化が可能であれば、モルタルに限定されるものではない。また、格子１０の梁柱架構４への取り付け方法は限定されるものではなく、例えば摩擦工法等を採用してもよい。
【００５８】
このように、耐震壁１は、梁柱架構４の内側空間において、軸材１２が斜めに連続するように配設されているため、建物に作用する外力に対して梁柱架構４の耐力や剛性が増強する。
【００５９】
耐震壁１の主材として、フラットバーからなる軸材１２と、ガラス板からなる座屈補剛材２０を採用することで、鋼材量を大幅に削減することが可能となるため、経済的に耐震壁１を構築することができる。
【００６０】
フラットバーからなる軸材１２，１２，…を組み合わせてなる格子１０に対して、市松状に座屈補剛材２０を配置しているため、軸材１２の座屈が制御されて、耐震壁１としての耐力を維持することができる。
【００６１】
座屈補剛材２０は、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により固定されているため、軸材１２が所定の座屈モードよりも低次の座屈モードにより座屈することを防止し、所定の座屈モードまで変形を抑止することで、耐震壁１としての耐力を維持することが可能である。
つまり、耐震壁１は、接合手段３０が軸材１２の変形を制御することで、軸材１２が所定値以上の圧縮力を受けた際に軸材１２が所定の座屈モードにより座屈させることで耐震壁１としての耐力を維持している。
【００６２】
また、座屈補剛材２０と格子１０との間には、隙間が形成されているため、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されている。そのため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、耐震壁１によれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００６３】
座屈補剛材２０としてガラス板を使用しているため、景観性に優れ、また、採光も可能である。
また、斜材１２として、比較的肉厚の薄いフラットバーを採用しているため、景観性に優れている。
【００６４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る躯体構造１Ａは、図６に示すように、建物Ｂの柱（軸材）５０と、柱５０に沿って配設された座屈補剛材２０と、柱５０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、を備えて構成されている。
【００６５】
本実施形態では、建物Ｂの最下層部分の構造体として本発明の躯体構造１Ａを採用したが、躯体構造１Ａの設置箇所は限定されるものではない。
【００６６】
柱５０は、鉛直方向に立設されたフラットバーにより構成されている。
柱５０は、隣接する他の柱５０と、互いの板面が対向するように立設されている。
【００６７】
柱５０の板面には、柱５０に発生する所定の座屈モードの節となる位置の近傍に、接合手段３０，３０，…が固定されている。なお、座屈モードは、柱５０の耐力、断面積、長さ等に応じて設計上想定する。
【００６８】
座屈補剛材２０は、ガラス板（板状部材）により構成されており、左右の柱５０、５０の間に隙間をあけた状態で柱５０，５０に沿って配設されている。
この他の座屈補剛材２０の構成は、第１の実施の形態で示した構成と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６９】
接合手段３０は、柱５０の座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されており、本実施形態では、柱５０に対して上下３箇所に配置されている。
接合手段３０は、座屈補剛材２０に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、伝達部材を支持する支持部材３１とを有している（図３参照）。
なお、この他の接合手段３０の構成は、第１の実施の形態で示した構成と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
以上、第２の実施の形態の躯体構造１Ａによれば、意匠性に優れた建物Ｂを構築することが可能となる。
【００７１】
柱５０は、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により変形が制御されるため、所定値以上の圧縮力を受けた際に低次の座屈モードにより座屈することが防止され、所定の座屈モードを発生させることができる。そのため、柱５０としての耐力を維持したまま、小断面化が可能となる。
このように柱５０の断面寸法を小さくすることが可能となるため、材料費の低減化が可能になるとともに、意匠設計の自由度が広がる。
【００７２】
また、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されているため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、躯体構造１Ａによれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００７３】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、図７（ａ）に示すように、屋根構造１Ｂとして、本発明の躯体構造を採用する場合について説明する。
【００７４】
屋根構造（躯体構造）１Ｂは、図７（ｂ）に示すように、支持梁（軸材）６０と、支持梁６０に沿って配設された座屈補剛材２０であるガラス板と、支持梁６０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、を備えて構成されている。
【００７５】
本実施形態では、屋根構造１Ｂを、建物Ｂ同士の間の通路部分に形成する場合について説明しているが、屋根構造１Ｂを形成する箇所は限定されるものではなく、例えば、建物Ｂの屋根として採用してもよい。
【００７６】
屋根構造１Ｂは、複数枚の座屈補剛材２０，２０，…を並設することにより構成されている。隣り合う座屈補剛材２０同士は、所定の隙間を有して、互いの端面同士をつき合わせるように並設されている。なお、座屈補剛材２０同士の隙間には、図示しない充填材が充填されている。なお、充填材は、座屈補剛材２０への力の伝達が不能な軟質材料であれば限定されるものではない。
【００７７】
座屈補剛材２０には、周縁部に貫通孔２１が形成されており、接合手段３０の引張圧縮伝達部材３２がこの貫通孔２１に配設されている。
【００７８】
貫通孔２１は、接合手段３０の配置に応じて形成されている。なお、貫通孔２１の数および配置は限定されるものではなく、許容する支持梁６０の座屈モードに応じて適宜設定すればよい。
【００７９】
接合手段３０は、座屈補剛材２０に形成された貫通孔２１を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、支持梁６０に立設されて引張圧縮伝達部材３２を支持する支持部材３１とを備えて構成されている。
【００８０】
支持部材３１は、Ｌ字状に形成された鋼材により構成されており、一片が支持梁６０の板面に立設された状態で固定されており、他片が座屈補剛材２０の板面に直交する向きに配設されている。
支持部材３１の他片には、引張圧縮伝達部材３２が固定されている。
【００８１】
支持部材３１の支持梁６０への固定方法は限定されるものではなく、例えば、溶接接合や、ボルト等の治具による固定等により行えばよい。
【００８２】
支持部材３１は、支持梁６０の断面内に圧縮力が作用した際に、座屈補剛材２０に圧縮力や引張力を伝達して低次の座屈モードによる座屈を抑止することが可能な程度の強度を備えている。
【００８３】
引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との固定方法は第１の実施の形態で示した方法と同様に行えばよい。
【００８４】
支持梁６０は、フラットバーにより構成されており、座屈補剛材２０同士の突合せ部の下面に沿って配設されている。本実施形態では、支持梁６０が水平方向に横設されている場合について説明するが、支持梁６０は傾斜していてもよい。
支持梁６０は、フラットバーの板面が座屈補剛材２０の板面（下面）と直交するように配設されている。
【００８５】
支持梁６０には、接合手段３０の支持部材３１が、支持梁６０に許容される所定の座屈モードの節となる位置の近傍に固定されている。なお、座屈モードは、支持梁６０の耐力、断面積、長さ等に応じて設計上想定する。
【００８６】
以上、第３の実施の形態の屋根構造１Ｂによれば、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により変形が制御されるため、座屈が生じやすいフラットバーに対して、座屈補剛材２０と接合手段３０とにより所定の座屈モードよりも低次の座屈モードが発生することを抑制することができる。
そのため、横補剛材としての小梁や孫梁を省略し、安価に屋根構造１Ｂを構成することができる。また、部材点数を省略することで、施工時の手間も省略することができる。
【００８７】
また、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されているため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、躯体構造１Ｂによれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００８８】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、耐震壁および躯体構造は、新築の建物に採用してもよいし、既存の建物に採用してもよい。
【００８９】
また、前記実施形態では、座屈補剛材としてガラス板を採用した場合について説明したが、座屈補剛材を構成する材料は限定されるものではない。例えば、鋼板や木板またはアクリルやポリカーボネート等の樹脂性の板材等を使用してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１ 耐震壁
１Ａ 躯体構造
１Ｂ 屋根構造（躯体構造）
１０ 格子
１１ 開口部
１２ 軸材
２０ 座屈補剛材
３０ 接合手段
３１ 支持部材
３２ 引張圧縮伝達部材
３３ 調整部材
３４ ベースリング
５０ 柱（軸材）
６０ 支持梁（軸材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、躯体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物等における躯体構造は、建築物等の構造体として十分な耐久性や耐震性を備えているとともに、建築物の意匠的な設計の自由度を妨げることのないような構成であることが望ましい。
【０００３】
このような躯体構造として、例えば特許文献１には、梁柱架構の内周面に沿って形成された矩形状の周辺枠組み鉄骨と、この周辺枠組み鉄骨内においてフラットバーを組み合わせることにより形成された格子と、格子の開口部に組み込まれて座屈補剛材として機能するガラスブロックと、を備えてなる耐震壁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の耐震壁は、座屈補剛材たるガラスブロックの全周を格子に取り付けているため、格子に変位が生じた際に、ガラスブロックに対して圧縮力以外の力が大きく作用するおそれがあった。そのため、圧縮力以外の力によりガラスブロックが破損することのないように、十分な耐力を備えたガラス素材を採用する必要があり、材料費が嵩む場合があった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度を高めることが可能な躯体構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る躯体構造は、軸材と、前記軸材との間に隙間をあけて当該軸材に沿って配設される座屈補剛材と、前記軸材と前記座屈補剛材とをつなぐ接合手段とを備えてなる躯体構造であって、前記接合手段が前記軸材の変形を制御することで、前記軸材が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材に所定の座屈モードを発生させることを特徴としている。
【０００８】
かかる躯体構造によれば、接合手段の配置により、低次の座屈モードが発生することを防止し、所定の座屈モードが発生するまで軸材の座屈変形を拘束して耐震壁としての耐力を維持させることができる。
また、座屈補剛材には、軸材の座屈変形を拘束する際の反力（圧縮力または引張力）が作用するが、座屈補剛材と軸材との間に隙間が形成されているため、反力以外の荷重が座屈補剛材に作用することが防止され、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度が高まる。
【０００９】
前記接合手段は、前記座屈補剛材に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材と、前記軸材に立設されて前記引張圧縮伝達部材を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材は、前記軸材の前記座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されているのが望ましい。
【００１０】
前記躯体構造において、座屈補剛材が板状部材で構成されていてもよい。
また、躯体構造は、傾斜した状態で配された複数本の前記軸材を組み合わせることにより形成された格子状の耐震壁であってもよい。
さらに、前記軸材は、鉛直方向に立設される柱や水平方向に横設された梁であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、座屈補剛材として採用可能な材料の自由度を高めることが可能な躯体構造を構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る耐震壁を示す正断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す耐震壁の一部分を示す拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】接合手段を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】接合手段の変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、接合手段の配置の変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る躯体構造を示す模式図である。
【図７】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る躯体構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施の形態の耐震壁（躯体構造）１は、図１に示すように、左右に立設された柱２，２と、これらの柱２，２に横設されている上下の梁３，３とにより形成された梁柱架構４の内側空間に配設されている。
なお、耐震壁１の設置箇所は、梁柱架構４内に限定されるものではなく、例えば仕切り壁として形成するなど、適宜形成することが可能である。
【００１４】
耐震壁１は、複数の開口部１１，１１，…を形成する格子１０と、一部の開口部１１，１１，…を閉塞するように配設された座屈補剛材２０，２０，…と、格子１０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、梁柱架構４の内周面に沿って形成された枠材４０と、を備えている。
【００１５】
格子１０は、傾斜した状態で配された複数の軸材１２，１２，…を組み合わせることにより構成されている。
【００１６】
本実施形態では、軸材１２としてフラットバーを採用している。
なお、本実施形態では、軸材１２を傾斜させてなる斜材を組み合わせることにより格子１０を形成したが、格子１０は、縦材と横材とを組み合わせることにより形成してもよい。
【００１７】
軸材１２は、その板面が梁柱架構４の内周面に向くように配設されているとともに、両端が枠材４０に固定されている。
【００１８】
軸材１２には、梁３に対して１３５°の角度で配設された第一斜材１２ａと、梁３に対して４５°の角度で配設され、第一斜材１２ａと直交する第二斜材１２ｂが存在している。なお、第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂの傾斜角は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００１９】
複数の第一斜材１２ａ，１２ａ，…および複数の第二斜材１２ｂ，１２ｂ，…は、それぞれ等間隔で配設されている。なお、第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂは、必ずしも等間隔で配設する必要はない。
【００２０】
第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂは、互いのスリット（図示せず）同士を噛み合わせることにより格子１０を構成している。
スリットは、斜材１２同士の交差部に形成された切込みであって、斜材１２の板厚と同じ幅で、かつ、斜材１２の幅（耐震壁１の壁厚方向の長さ）の半分程度の深さに形成されている。
【００２１】
格子１０は、第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂとに形成されたスリット同士を噛み合わせることにより形成される。軸材１２同士は、その噛み合わせ部分（交差部分）において溶接接合されている。
また、格子１０は、軸材１２の両端を、枠材４０の内面に溶接接合することにより、枠材４０に一体に固定されている。
【００２２】
なお、格子１０の形成方法は限定されるものではなく、例えば、第一斜材１２ａ同士の間に分割された第二斜材１２ｂを配置することにより形成してもよいし、分割された第一斜材１２ａおよび第二斜材１２ｂを接合することにより形成してもよい。また、格子１０を構成する軸材１２の本数は限定されるものではなく、耐震壁１に要求される耐力や軸材１２の断面寸法等に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂとを交差するように組み合わせることで、同一寸法の正方形の開口部１１が複数形成される。また、格子１０の周縁部には、直角二等辺三角形の開口部１１’が形成されている。開口部１１’は、第一斜材１２ａと第二斜材１２ｂと枠材４０とにより囲まれることで形成される。
【００２４】
なお、開口部１１の形状は、正方形に限定されるものではなく、例えば長方形やひし形等に形成されていてもよいし、位置に応じて異なる寸法に形成されていてもよい。また、開口部１１の数は限定されるものではない。
【００２５】
軸材１２の板面には、図２（ａ）に示すように、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に後記する接合手段３０の支持部材３１が固定されている。
なお、座屈モードは、軸材１２の耐力、断面積、長さ（開口部１１の辺の長さ）等に応じて設計上想定する。
接合手段３０は、座屈補剛材２０が配設される開口部１１（１１’）に面する板面に固定されている。
【００２６】
座屈補剛材２０は、図１に示すように、矩形状のガラス板（板状部材）からなり、接合手段３０を介して開口部１１（１１’）に配設されている。本実施形態では、いわゆる強化ガラスを採用している。
なお、開口部１１’に配設される座屈補剛材２０は、開口部１１’の形状に応じて直角二等辺三角形のガラス板（板状部材）で構成されている。
【００２７】
座屈補剛材２０は、一部の開口部１１（１１’）に配設されることで、格子１０に対して市松状に配置されている。
つまり、軸材１２を挟んで形成された二つの開口部１１，１１のうち、一方の開口部１１（１１’）に座屈補剛材２０が配設されており、他方の開口部１１（１１’）は解放あるいは他の部材が配設されている。なお、座屈補剛材２０は、必ずしも市松状に配置されている必要はなく、軸材１２を挟んで形成された二つの開口部１１，１１の両方に配設されていてもよい。
【００２８】
座屈補剛材２０は、図２（ｂ）に示すように、軸材１２の幅方向中央（耐震壁１の前後方向中央）に配設された接合手段３０によって配置される。
【００２９】
座屈補剛材２０には、周縁部に貫通孔２１，２１，…が形成されている。貫通孔２１には、図３（ａ）に示すように、接合手段３０の引張圧縮伝達部材３２が配設されている。
【００３０】
貫通孔２１は、接合手段３０の配置に応じて形成されており、本実施形態では、座屈補剛材２０の各辺に対して２箇所ずつ（計８箇所）形成されている。なお、貫通孔２１の数および配置は限定されるものではなく、設計上想定する軸材１２の座屈モードの節に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
なお、座屈補剛材２０は、接合手段３０を介して軸材１２に沿って配設されており、軸材１２との間には、隙間２２が形成されている。ここで、隙間２２の幅は限定されるものではない。
本実施形態では、隙間２２にシリコーンゴム等からなる充填材２３を配設して気密性を持たせるものとする。なお、充填材２３は、座屈補剛材２０への力の伝達が不能な軟質材料であれば限定されるものではない。また、充填材２３は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００３２】
接合手段３０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、座屈補剛材２０の貫通孔２１を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、軸材１２に立設されて引張圧縮伝達部材３２を支持する支持部材３１とを備えて構成されている。
【００３３】
支持部材３１は、設計上想定する軸材１２の座屈モードの節となる箇所の近傍において、軸材１２の板面に固定されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、座屈補剛材２０の一辺に対して伝達部材３０を二つ配設するものとし、一箇所の開口部１１に対して八つの伝達部材３０，３０，…を配設している。
なお、格子１０の周縁部に形成された開口部１１’に対しては、図１に示すように、計四つの伝達部材３０，３０，…を配設している。
【００３４】
本実施形態の支持部材３１は、図３（ｂ）に示すように、軸材１２へ固定される脚部３１ａと、引張圧縮伝達部材３２を固定する頭部３１ｂとを備えて構成されている。
【００３５】
脚部３１ａは、鋼製の板状部材であって、一端が軸材１２に溶接接合されており、他端に頭部３１ｂが一体に形成されている。なお、脚部３１ａの軸材１２への固定方法は限定されるものではない。例えば、ボルト、ビス類で固定してもよい。また、補剛が不必要な方向は移動可能にする機構を備えてもよい。
【００３６】
頭部３１ｂは、中心部にネジ孔３１ｃが形成された筒状部分である。なお、頭部３１ｂの構成は、引張圧縮伝達部材３２の構成に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、ネジ孔３１ｃとして、貫通孔を形成しているが、ネジ孔３１ｃは有底であってもよい。また、ネジ孔３１ｃをねじのない丸孔、長丸孔、四角孔等とし、引張圧縮伝達部材３２をナット止めとしてもよい。
【００３７】
引張圧縮伝達部材３２は、貫通孔２１を貫通するように配設された柱状部材である。引張圧縮伝達部材３２は、基端部３２ａにネジ加工が施されていて、支持部材３１のネジ孔３１ｃに当該基端部３２ａを螺着することで支持部材３１に固定されている。
【００３８】
本実施形態では、引張圧縮伝達部材３２を、貫通孔２１の内径よりも小さい外径の円形断面に形成する。なお、引張圧縮伝達部材３２の断面形状は限定されるものではなく、例えば、貫通孔２１の断面形状よりも小さい多角形断面であってもよい。
【００３９】
引張圧縮伝達部材３２は、調整部材３３を介して座屈補剛材２０と固定されている。
調整部材３３は、貫通孔２１との間に形成された隙間に挿入される円筒状の部材であるが、孔の位置は偏芯している。
本実施形態では、調整部材３３として、第一調整部材３３ａと第二調整部材３３ｂとを組み合わせて使用する。
【００４０】
第一調整部材３３ａは、図３（ａ）に示すように、外径が貫通孔２１の内径と同一に形成されているとともに、内径（偏芯孔の直径）は第二調整部材３３ｂの外径と同一に形成されている。
【００４１】
第二調整部材３３ｂは、外径が第一調整部材３３ａの内径と同一に形成されているとともに、内径（偏芯孔の直径）は引張圧縮伝達部材３２の外径と同一に形成されている。
【００４２】
調整部材３３は、貫通孔２１内において、第一調整部材３３ａの偏芯孔に第二調整部材３３ｂを配設した状態で、引張圧縮伝達部材３２に外装されている。
このようにすることで、調整部材３３は、貫通孔２１に形成された引張圧縮伝達部材３２と貫通孔２１との隙間を遮蔽し、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間の力を伝達する。また、調整部材３３は、偏芯孔を有した第一調整部材３３ａと第二調整部材３３ｂとを組み合わせて使用することで、座屈補剛材２０の固定時における、貫通孔２１と引張圧縮伝達部材３２との位置のずれ（製作誤差）を調節している。
【００４３】
支持部材３１の頭部３１ｂには、図３（ｂ）に示すように、座屈補剛材２０側の表面にベースリング３４が配設されている。なお、ベースリング３４は、必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００４４】
ベースリング３４は、中央に貫通孔が形成された鋼製の板材であって、調整ネジ３４ａ，３４ａを介して頭部３１ｂに固定されている。
ベースリング３４は、貫通孔に引張圧縮伝達部材３２を挿通させた状態で、配設されている。
【００４５】
ベースリング３４と頭部３１ｂとの間には、調整板３５が介設されている。引張圧縮伝達部材３２は、調整板３５の枚数や厚みにより、ベースリング３４の頭部３１ｂからの離れを調整し、座屈補剛材２０の位置決めを行う。
なお、隙間の幅調整は、ベースリング３４と頭部３１ｂとの間に開設された調整板３５により行う。
【００４６】
ベースリング３４と座屈補剛材２０との間には、保護リング３６が介設されていて、ベースリング３４と座屈補剛材２０とが接触することにより座屈補剛材２０が損傷することを防止している。なお、保護リング３６を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態ではゴム等の樹脂により構成する。また、保護リング３６は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
【００４７】
接合手段３０の構成は前記のものに限定されるものではない。
例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、調整部材３３の代わりに、引張圧縮伝達部材３２と貫通孔２１との間に形成された隙間に充填材３７を充填することにより、隙間を遮蔽してもよい。このとき、充填材３７は、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間の力を伝達することが可能な強度を発現する材料により構成する。
【００４８】
また、充填材３７の形状を変えることにより、引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との間における力（引張圧縮）の伝達の方向性を限定する仕組みとしてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、軸材１２に沿って長い長穴（ルーズホール）２１’を充填材３７に形成することで、支持部材３１の軸方向（図面において上下方向）に対しては力を伝達するが、支持部材３１の軸方向と直交する方向（図面において横方向）に対しては力を吸収する構成としてもよい。なお、座屈補剛材２０に貫通孔２１として長穴２１’を形成してもよい。
【００４９】
また、引張圧縮伝達部材３２は、図４（ｂ）に示すように、一部が球状に拡径（拡径部３２ｂ）されていてもよい。かかる引張圧縮伝達部材３２は、拡径部３２ｂが貫通孔２１の内部において、座屈補剛材２０の厚さ方向中心部に一致するように配置されている。なお、拡径部３２ｂの形状は球状に限定されるものではない。
【００５０】
また、本実施形態では、引張圧縮伝達部材３２の一端を支持部材３１により固定しているが、引張圧縮伝達部材３２の固定方法はこれに限定されるものではない。例えば、一対の支持部材３１を、座屈補剛材１２を挟んで両側に配設して、引張圧縮伝達部材３２の両端を固定してもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、軸材１２同士を組み合わせることにより構成された格子１０の開口部に座屈補剛材２０を配設するものとし、接合手段３０を座屈補剛材２０の四辺に対して配置するが、接合手段３０の配置はこれに限定されるものではない。
例えば、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、躯体構造１’に対して、圧縮力が１方向（例えば上下方向）のみから作用する場合等、圧縮力の作用方向に沿って配設された鋼材（軸材１２，１２）にのみ、接合手段３０を配設し、座屈補剛材２０と接続すればよい。つまり、座屈補剛材２０の二辺に対して、接合手段３０を配設する。
【００５２】
また、接合手段３０の配置や数は限定されるものではなく、設計上想定する軸材１２の座屈モードに応じて適宜設定すればよい。例えば、図５（ａ）に示すように、座屈補剛材２０の一辺に対して接合手段３０を一つずつ配置してもよいし、図５（ｂ）に示すように二つ以上（図面では四つ）配置してもよい。例えば、想定する座屈モードが二次モードの場合には辺の中間部に１箇所、三次モードの場合は等間隔で２箇所に配置すればよい。
【００５３】
枠材４０は、図１に示すように、梁柱架構４の内面に隙間を有して形成された正面視矩形状の部材である。
【００５４】
枠材４０は、左右の柱２，２の内面に沿って配設された左右の縦材４１，４１と、上下の梁３，３の内面に沿って配設された上下の横材４２，４２と、により形成されている。
【００５５】
縦材４１および横材４２は、いわゆるフラットバーをその板面が梁柱架構４の内周面に向くように配設する。なお、縦材４１および横材４２を構成する材料はフラットバーに限定されるものではなく、例えばＨ形鋼や溝型鋼等を使用するなど、適宜材料を選定して使用すればよい。
枠材４０は、格子１０の外周囲を覆うように形成されており、斜材１２，１２と枠材４０との間に三角形状の開口部１１’が形成されている。
【００５６】
枠材４０の外周囲には、アンカー４３,４３,…が突設されている（アンカー４３は、柱２または梁３と枠材４０との間の隙間に配設される）。また、柱２および梁３にも、アンカー５，５，…が植設されている。
【００５７】
耐震壁１は、枠材４０の外周囲と梁柱架構４との隙間に充填されたモルタル等の充填材６にアンカー４３，４３，…が定着することで、梁柱架構４に固定される。
ここで、取り付けに使用する充填材６は、格子１０と梁柱架構４の一体化が可能であれば、モルタルに限定されるものではない。また、格子１０の梁柱架構４への取り付け方法は限定されるものではなく、例えば摩擦工法等を採用してもよい。
【００５８】
このように、耐震壁１は、梁柱架構４の内側空間において、軸材１２が斜めに連続するように配設されているため、建物に作用する外力に対して梁柱架構４の耐力や剛性が増強する。
【００５９】
耐震壁１の主材として、フラットバーからなる軸材１２と、ガラス板からなる座屈補剛材２０を採用することで、鋼材量を大幅に削減することが可能となるため、経済的に耐震壁１を構築することができる。
【００６０】
フラットバーからなる軸材１２，１２，…を組み合わせてなる格子１０に対して、市松状に座屈補剛材２０を配置しているため、軸材１２の座屈が制御されて、耐震壁１としての耐力を維持することができる。
【００６１】
座屈補剛材２０は、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により固定されているため、軸材１２が所定の座屈モードよりも低次の座屈モードにより座屈することを防止し、所定の座屈モードまで変形を抑止することで、耐震壁１としての耐力を維持することが可能である。
つまり、耐震壁１は、接合手段３０が軸材１２の変形を制御することで、軸材１２が所定値以上の圧縮力を受けた際に軸材１２が所定の座屈モードにより座屈させることで耐震壁１としての耐力を維持している。
【００６２】
また、座屈補剛材２０と格子１０との間には、隙間が形成されているため、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されている。そのため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、耐震壁１によれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００６３】
座屈補剛材２０としてガラス板を使用しているため、景観性に優れ、また、採光も可能である。
また、斜材１２として、比較的肉厚の薄いフラットバーを採用しているため、景観性に優れている。
【００６４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る躯体構造１Ａは、図６に示すように、建物Ｂの柱（軸材）５０と、柱５０に沿って配設された座屈補剛材２０と、柱５０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、を備えて構成されている。
【００６５】
本実施形態では、建物Ｂの最下層部分の構造体として本発明の躯体構造１Ａを採用したが、躯体構造１Ａの設置箇所は限定されるものではない。
【００６６】
柱５０は、鉛直方向に立設されたフラットバーにより構成されている。
柱５０は、隣接する他の柱５０と、互いの板面が対向するように立設されている。
【００６７】
柱５０の板面には、柱５０に発生する所定の座屈モードの節となる位置の近傍に、接合手段３０，３０，…が固定されている。なお、座屈モードは、柱５０の耐力、断面積、長さ等に応じて設計上想定する。
【００６８】
座屈補剛材２０は、ガラス板（板状部材）により構成されており、左右の柱５０、５０の間に隙間をあけた状態で柱５０，５０に沿って配設されている。
この他の座屈補剛材２０の構成は、第１の実施の形態で示した構成と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６９】
接合手段３０は、柱５０の座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されており、本実施形態では、柱５０に対して上下３箇所に配置されている。
接合手段３０は、座屈補剛材２０に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、伝達部材を支持する支持部材３１とを有している（図３参照）。
なお、この他の接合手段３０の構成は、第１の実施の形態で示した構成と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
以上、第２の実施の形態の躯体構造１Ａによれば、意匠性に優れた建物Ｂを構築することが可能となる。
【００７１】
柱５０は、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により変形が制御されるため、所定値以上の圧縮力を受けた際に低次の座屈モードにより座屈することが防止され、所定の座屈モードを発生させることができる。そのため、柱５０としての耐力を維持したまま、小断面化が可能となる。
このように柱５０の断面寸法を小さくすることが可能となるため、材料費の低減化が可能になるとともに、意匠設計の自由度が広がる。
【００７２】
また、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されているため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、躯体構造１Ａによれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００７３】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、図７（ａ）に示すように、屋根構造１Ｂとして、本発明の躯体構造を採用する場合について説明する。
【００７４】
屋根構造（躯体構造）１Ｂは、図７（ｂ）に示すように、支持梁（軸材）６０と、支持梁６０に沿って配設された座屈補剛材２０であるガラス板と、支持梁６０と座屈補剛材２０とを接続する接合手段３０と、を備えて構成されている。
【００７５】
本実施形態では、屋根構造１Ｂを、建物Ｂ同士の間の通路部分に形成する場合について説明しているが、屋根構造１Ｂを形成する箇所は限定されるものではなく、例えば、建物Ｂの屋根として採用してもよい。
【００７６】
屋根構造１Ｂは、複数枚の座屈補剛材２０，２０，…を並設することにより構成されている。隣り合う座屈補剛材２０同士は、所定の隙間を有して、互いの端面同士をつき合わせるように並設されている。なお、座屈補剛材２０同士の隙間には、図示しない充填材が充填されている。なお、充填材は、座屈補剛材２０への力の伝達が不能な軟質材料であれば限定されるものではない。
【００７７】
座屈補剛材２０には、周縁部に貫通孔２１が形成されており、接合手段３０の引張圧縮伝達部材３２がこの貫通孔２１に配設されている。
【００７８】
貫通孔２１は、接合手段３０の配置に応じて形成されている。なお、貫通孔２１の数および配置は限定されるものではなく、許容する支持梁６０の座屈モードに応じて適宜設定すればよい。
【００７９】
接合手段３０は、座屈補剛材２０に形成された貫通孔２１を貫通する引張圧縮伝達部材３２と、支持梁６０に立設されて引張圧縮伝達部材３２を支持する支持部材３１とを備えて構成されている。
【００８０】
支持部材３１は、Ｌ字状に形成された鋼材により構成されており、一片が支持梁６０の板面に立設された状態で固定されており、他片が座屈補剛材２０の板面に直交する向きに配設されている。
支持部材３１の他片には、引張圧縮伝達部材３２が固定されている。
【００８１】
支持部材３１の支持梁６０への固定方法は限定されるものではなく、例えば、溶接接合や、ボルト等の治具による固定等により行えばよい。
【００８２】
支持部材３１は、支持梁６０の断面内に圧縮力が作用した際に、座屈補剛材２０に圧縮力や引張力を伝達して低次の座屈モードによる座屈を抑止することが可能な程度の強度を備えている。
【００８３】
引張圧縮伝達部材３２と座屈補剛材２０との固定方法は第１の実施の形態で示した方法と同様に行えばよい。
【００８４】
支持梁６０は、フラットバーにより構成されており、座屈補剛材２０同士の突合せ部の下面に沿って配設されている。本実施形態では、支持梁６０が水平方向に横設されている場合について説明するが、支持梁６０は傾斜していてもよい。
支持梁６０は、フラットバーの板面が座屈補剛材２０の板面（下面）と直交するように配設されている。
【００８５】
支持梁６０には、接合手段３０の支持部材３１が、支持梁６０に許容される所定の座屈モードの節となる位置の近傍に固定されている。なお、座屈モードは、支持梁６０の耐力、断面積、長さ等に応じて設計上想定する。
【００８６】
以上、第３の実施の形態の屋根構造１Ｂによれば、所定の座屈モードの節となる位置の近傍に配設された接合手段３０により変形が制御されるため、座屈が生じやすいフラットバーに対して、座屈補剛材２０と接合手段３０とにより所定の座屈モードよりも低次の座屈モードが発生することを抑制することができる。
そのため、横補剛材としての小梁や孫梁を省略し、安価に屋根構造１Ｂを構成することができる。また、部材点数を省略することで、施工時の手間も省略することができる。
【００８７】
また、座屈補剛材２０に対して引張圧縮力以外に力が作用することが防止されているため、比較的曲げ耐力の弱い座屈補剛材２０（ガラス板）による座屈補剛が可能となる。また、座屈補剛材２０に対して補強を行う必要もない。つまり、躯体構造１Ｂによれば、座屈補剛材２０として採用可能な材料の自由度が高まる。
【００８８】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、耐震壁および躯体構造は、新築の建物に採用してもよいし、既存の建物に採用してもよい。
【００８９】
また、前記実施形態では、座屈補剛材としてガラス板を採用した場合について説明したが、座屈補剛材を構成する材料は限定されるものではない。例えば、鋼板や木板またはアクリルやポリカーボネート等の樹脂性の板材等を使用してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１ 耐震壁
１Ａ 躯体構造
１Ｂ 屋根構造（躯体構造）
１０ 格子
１１ 開口部
１２ 軸材
２０ 座屈補剛材
３０ 接合手段
３１ 支持部材
３２ 引張圧縮伝達部材
３３ 調整部材
３４ ベースリング
５０ 柱（軸材）
６０ 支持梁（軸材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸材と、
前記軸材との間に隙間をあけて当該軸材に沿って配設される座屈補剛材と、
前記軸材と前記座屈補剛材とをつなぐ接合手段と、を備えてなる躯体構造であって、
前記接合手段が前記軸材の変形を制御することで、前記軸材が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材に所定の座屈モードを発生させることを特徴とする、躯体構造。
【請求項２】
前記接合手段は、前記座屈補剛材に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材と、前記軸材に立設されて前記引張圧縮伝達部材を支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記軸材の前記座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の躯体構造。
【請求項３】
前記座屈補剛材は、板状部材で構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の躯体構造。
【請求項４】
傾斜した状態で配された複数本の前記軸材を組み合わせることにより格子状の耐震壁が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の躯体構造。
【請求項５】
前記軸材は、鉛直方向に立設される柱であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の躯体構造。
【請求項１】
軸材と、
前記軸材との間に隙間をあけて当該軸材に沿って配設される座屈補剛材と、
前記軸材と前記座屈補剛材とをつなぐ接合手段と、を備えてなる躯体構造であって、
前記接合手段が前記軸材の変形を制御することで、前記軸材が所定値以上の圧縮力を受けた際に当該軸材に所定の座屈モードを発生させることを特徴とする、躯体構造。
【請求項２】
前記接合手段は、前記座屈補剛材に形成された貫通孔を貫通する引張圧縮伝達部材と、前記軸材に立設されて前記引張圧縮伝達部材を支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記軸材の前記座屈モードの節となる箇所の近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の躯体構造。
【請求項３】
前記座屈補剛材は、板状部材で構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の躯体構造。
【請求項４】
傾斜した状態で配された複数本の前記軸材を組み合わせることにより格子状の耐震壁が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の躯体構造。
【請求項５】
前記軸材は、鉛直方向に立設される柱であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の躯体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９２５８１（Ｐ２０１２−９２５８１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１２１８（Ｐ２０１０−２４１２１８）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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