鋼板耐力壁
【課題】耐力が高く壁厚の小さな鋼板耐力壁を提供すること。
【解決手段】外周に配置された枠材１１０、１１２、１２０と枠材に固定された面材１３０、２３０とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部１３２、２３２と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部１４２、２４２とを有し、突出部は、枠材の内側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする。上記面材の板厚は、枠材の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成され、面材の幅方向端部において上下方向に配置されるとしてもよい。
【解決手段】外周に配置された枠材１１０、１１２、１２０と枠材に固定された面材１３０、２３０とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部１３２、２３２と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部１４２、２４２とを有し、突出部は、枠材の内側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする。上記面材の板厚は、枠材の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成され、面材の幅方向端部において上下方向に配置されるとしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板耐力壁に関し、構造物の耐力壁の面材に好適である鋼板耐力壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造ツーバイフォー住宅、スチールハウス等の構造物は、枠組壁工法によって建築されており、構造形式は、壁構造である。壁構造は、耐力壁によって、重力、風、地震等の荷重を支持する構造である。枠組壁工法の構造物は、一般に、枠材と面材とからなる耐力壁を有する。具体的には、枠材は、縦枠と下枠、上枠とから構成され、これらの枠材を組み合わせた表面に、面材がねじ等で固定される。スチールハウスでは、通常、枠材として薄板軽量形鋼が使用され、面材として、構造用合板及び石膏ボードが使用される。
【０００３】
ところで、構造物の床には、折曲げ加工された鋼製のデッキプレートが使用される場合がある。デッキプレートが折曲げ加工されていることによって、床面に対して鉛直方向の外力、例えば、デッキプレート上に施工されるコンクリートの重力荷重や、床面に載置される物の積載荷重等に対して、曲げ変形を抑えることが可能となる。
【０００４】
床材としてデッキプレートを使用する例として、例えば、折曲げ加工によって形成された補強リブを有するデッキプレートが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された補強リブを有するデッキプレートは、デッキプレートの側縁近傍では補強リブが無く、断面形状が平板状に形成されたものが使用されてきた。デッキプレートの側縁近傍の断面形状を平板状にすることによって、デッキプレート側縁からのセメントペーストや骨材の流出を防止することができた。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、折曲げ加工した面材は、耐力壁の面材として使用される例は少なく、例えば、荷重を支持しない装飾的なサイディングや、面材に対して鉛直方向の風荷重に耐えるための外壁や屋根などの外装材にのみ使用されてきた。また、他方では、枠組壁工法の耐力壁は、平板状の面材が使用されており、折曲げ加工した面材が適用されることは無かった。
【０００７】
床材にデッキプレートを使用する場合、デッキプレートを面外曲げに抵抗させるには、デッキプレートの平板状の端部２辺を固定すればよく、せん断力は伝達する必要がないため、面材同士の接合部は差し込み接合等で十分である。また、デッキプレートを支える枠材（Ｈ形鋼）は床の自重、積載荷重を支えるために板厚の厚い部材で作られているため、枠材と面材の接合は、溶接が一般的であり、特殊工具と品質管理が必要となる。
【０００８】
そして、枠組壁工法の耐力壁では、壁に対するせん断力を考慮する場合、折曲げ加工された鋼板を使用することで強度が向上することが、最近本願発明の発明者らによって見出された。しかし、突出部が鋼板耐力壁の外側に突出するように、面材を枠材に固定しなければならないため、壁厚が増し、外壁材および開口部枠材の支持に注意が必要とされ、また狭小地においては居住空間の確保に不利な要因となった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、強度を高め、しかも厚みを減少させることが可能な、新規かつ改良された鋼板耐力壁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、外周に配置された枠材と枠材に固定された面材とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、突出部は、枠材の内側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁が提供される。
【００１１】
かかる構成により、枠材は、通常時の鋼板耐力壁全体の形状を保持し、面材は、鋼板耐力壁に外部から入力されるせん断力に抵抗する。また、突出部は、外部から入力されるせん断力に対する強度を向上させることができ、突出部は、鋼板耐力壁の内部に納まるため、突出部が鋼板耐力壁の外側に突出するように面材を枠材に固定させたときよりも、壁厚を減少させることができる。
【００１２】
上記枠材は、縦枠と上枠と下枠とを有し、上枠と下枠は、縦枠より上枠と下枠の板厚だけ厚く、面材の板厚は、上枠と下枠の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成され、面材の幅方向端部において上下方向に配置されるとしてもよい。かかる構成により、枠材が、面材の高さ方向に平行な縦枠と、面材の幅方向に平行な上下枠とを備えるとき、折り重ね部は、面材の幅方向端部において上下方向、すなわち縦枠に沿って配置される。そして、上下枠が縦枠よりも枠材の厚さだけ厚いとき、面材の板厚は、枠材の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成されることから、折り重ね部を有する面材には不陸が生じない。なお、面材の幅方向端部とは、鋼板耐力壁を立てたときの面材の両側端近辺の領域であり、面材の高さ方向端部とは、鋼板耐力壁を立てたときの面材の上下端近辺の領域である。
【００１３】
上記枠材と、折り重ね部とが、ねじ結合されるとしてもよい。かかる構成により、面材が厚くなった折り重ね部にねじ結合がされているため、面材の支圧耐力を高めることができ、簡単かつ迅速に耐力壁の最大耐力を向上させることができる。また、面材の支圧耐力が向上することから、面材の幅方向端部のねじ結合の数を、折り重ね部以外のみにねじ結合するときよりも減少させることができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、外周に配置された枠材と枠材に固定された面材とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、突出部は、枠材の外側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁が提供される。
【００１５】
かかる構成により、枠材は、通常時の鋼板耐力壁全体の形状を保持し、面材は、鋼板耐力壁に外部から入力されるせん断力に抵抗する。また、突出部は、外部から入力されるせん断力に対する強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、耐力壁の強度を高め、しかも厚みを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁１００の正面図、側面図及び下面図である。図２は、本実施形態に係る鋼板耐力壁１００の斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線で切断した部分拡大断面図である。図５は、図１のＣ−Ｃ線で切断した部分拡大断面図である。
【００１９】
鋼板耐力壁１００は、枠組壁工法によって建築される壁パネルである。鋼板耐力壁１００は、ランナー１１０、１１２と、スタッド組合せ材１２０と、エンドクローズ加工した折板１３０とから構成される。ここで、ランナー１１０、１１２は、下枠、上枠の一例である。スタッド組合せ材１２０は、スタッド１２１を２本組み合わせて構成され、スタッド１２１は、縦枠の一例である。折板１３０は、面材の一例である。また、下枠、上枠、縦枠を総称したものが、枠材である。
【００２０】
ランナー１１０、１１２は、例えば、薄板軽量形鋼であり、具体的には、例えば軽溝形鋼が使用される。ランナー１１０、１１２は、図４に示すように、断面がコの字形状を有しており、フランジ部１１４と、ウェブ部１１６とからなる。フランジ部１１４は、互いに平行な２枚の板材である。ウェブ部１１６は、２枚のフランジ１１４のそれぞれの一側端部で連続的に、フランジ部１１４に対してほぼ垂直に形成された１枚の板材である。ランナー１１０、１１２は、例えば冷間ロール成形によって製造される。
【００２１】
ランナー１１０、１１２の長さは、例えば９１０ｍｍ、肉厚は、例えば１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ等のものが使用されるが、ランナー１１０、１１２の長さや肉厚は、上記の例に限定されない。また、フランジ部１１４やウェブ部１１６の断面寸法も、鋼板耐力壁１００の設計に応じて選択される。
【００２２】
ランナー１１０、１１２は、鋼板耐力壁１００の周囲に配置される枠材のうち、鋼板耐力壁１００の上部及び下部に配置される。ここで、下部に配置されるランナーを下ランナー１１０といい、上部に配置されるランナーを上ランナー１１２という。下ランナー１１０は、鋼板耐力壁１００を設置する階の床面上に、ウェブ部１１６が接触するように固定され、上ランナー１１２は、鋼板耐力壁１００を設置する階の床根太に接触するように固定される。下ランナー１１０と床材、上ランナー１１２と床根太との結合は、例えば、ドリルねじ等によって行われる。
【００２３】
スタッド組合せ材１２０は、鋼板耐力壁１００の周囲に配置される枠材のうち、鋼板耐力壁１００の両側部に配置される。このとき、スタッド組合せ材１２０は、図１及び図３に示すように、２本のスタッド１２１を相互のウェブ部１２６が互いに接触するように組み合わされる。そして、組み合わせられた２本のスタッド１２１から構成されるスタッド組合せ材１２０が、鋼板耐力壁１００の両側端に１組ずつ配置される。スタッド組合せ材１２０は、鋼板耐力壁１００の上下方向に、ランナー１１０、１１２に対して垂直方向に配置される。
【００２４】
スタッド１２１は、例えば、薄板軽量形鋼であり、具体的には、例えばリップ溝形鋼が使用される。スタッド１２１は、図３に示すように、断面がほぼＣの字形状を有しており、フランジ部１２４と、ウェブ部１２６と、リップ部１２８とからなる。フランジ部１２４は、互いに平行な２枚の板材である。ウェブ部１２６は、２枚のフランジ部１２４のそれぞれの一側端部と連続的に、フランジ部１２４に対してほぼ垂直に形成された１枚の板材である。リップ部１２８は、ウェブ部１２６と接続されていないフランジ部１２４の他の側端部と連続的に、スタッド１２１の内側方向に、フランジ部１２４に対してほぼ垂直に形成された板材である。スタッド１２１は、例えば、冷間ロール成形によって製造される。
【００２５】
スタッド１２１の長さは、例えば２４３０ｍｍ、２７３０ｍｍ、肉厚は、例えば１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ等のものが使用されるが、スタッド１２１の長さや肉厚は、上記の例に限定されない。また、フランジ部１２４、ウェブ部１２６、リップ部１２８の断面寸法も、鋼板耐力壁１００の設計に応じて選択される。
【００２６】
スタッド組合せ材１２０の上下端部は、ランナー１１０、１１２の溝内に納められる。例えば、スタッド組合せ材１２０のスタッド１２１は、図４に示すように、スタッド１２１のフランジ部１２４の外側が、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４の内側に接触するように納められる。スタッド１２１のフランジ部１２４と、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４とは、例えばドリルねじ１５０によって固定される。
【００２７】
以上のように、下ランナー１１０と、上ランナー１１２と、スタッド１２１が組み合わされたスタッド組合せ材１２０とが相互に固定されることによって、例えば長方形状の枠材が構成される。そして、この枠材は、通常時の鋼板耐力壁１００全体の形状を保持することができる。
【００２８】
折板１３０は、例えば、鋼製の面材であり、図１及び図２に示すように、突出部１３２と、平面部１３４と、エンドクローズ部１４０とからなる。突出部１３２と平面部１３４とは、折板１３０の高さ方向、即ち鋼板耐力壁１００を立てたときの上下方向に、交互に配列される。更に、エンドクローズ部１４０は、図１、図２及び図４に示すように、折り重ね部１４２と、平坦部１４４とからなる。
【００２９】
折板１３０は、具体的には、例えばエンドクローズ加工された折板構造の鋼板が使用される。エンドクローズ加工された折板１３０は、１枚の平板状の鋼板から折曲げ加工されて形成される。具体的には、例えば、まず、鋼板を折曲げ加工して、図５に示した突出部１３２と同じテーパ状の突出を、折板１３０の一方の幅方向端部から他方の幅方向端部にわたって形成する。次いで、折板１３０の幅方向端部近辺の領域にあるテーパ状の突出をプレス機等によって押圧する。その結果、押圧されなかった折板１３０の中央の領域は、突出部１３２と、平面部１３４とが形成され、押圧された折板１３０の幅方向端部の領域は、エンドクローズ部１４０となり、折り重ね部１４２と、平坦部１４４とが形成される。
【００３０】
突出部１３２は、図５に示すように、折板１３０の幅方向の中央に奥行きＤ１の突出を有する。奥行きＤ１は、例えば、鋼板耐力壁１００の壁厚さの半分未満である。突出部１３２は、折板１３０の高さ方向断面がテーパ状である。即ち、突出部１３２は、折板１３０の高さ方向に幅Ｈ１の開口を有し、幅Ｈ２の底面を有する。そして、幅Ｈ１は、幅Ｈ２よりも長い。また、突出部１３２は、図３に示すように、折板１３０の幅方向断面がテーパ状である。即ち、突出部１３２は、折板１３０の幅方向、即ち鋼板耐力壁１００を立てたときの水平方向に、折板１３０の幅より狭い幅Ｗ１の開口を有し、幅Ｗ２の底面を有する。そして、幅Ｗ１は、幅Ｗ２よりも長い。なお、突出部１３２の形状は、上記の例に限定されず、例えば、図５に示す幅Ｈ２の底面を有さず、折板１３０の高さ方向断面が三角形状であってもよい。
【００３１】
そして、複数の突出部１３２が、所定の間隔で平行に配列される。なお、図１及び図２には、突出部１３２が７列形成される場合を示したが、この例に限定されず、突出部１３２の列数は、鋼板耐力壁１００の高さや、折板１３０の強度設計に応じて変更される。
【００３２】
平面部１３４は、折板１３０の幅方向全てにわたって、平板状である。平面部１３４は、折板１３０の高さ方向端部、即ち上下端部、及び平行に配列された複数の突出部１３２の間に複数配列される。折板１３０がランナー１１０、１１２及びスタッド１２１に配置されると、平面部１３４の面は、ランナー１１０、１２０のフランジ部１１４及びスタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置されることになる。
【００３３】
エンドクローズ部１４０は、突出部１３２の幅方向の両端部に形成され、折板１３０が折り重ねられた折り重ね部１４２と、折板１３０が折り重ねられていなく、１枚で形成された平坦部１４４と、からなる。
【００３４】
エンドクローズ部１４０は、平面部１３４の面内近傍に収まるように形成される。平面部１３４の面内近傍にエンドクローズ部１４０が形成されることで、折板１３０を枠材に固定したとき、エンドクローズ部１４０を鋼板耐力壁１００の外側方向に突出させずに、突出部１３２を鋼板耐力壁１００の内側方向に向けて配置することができる。そのため、壁厚を減らすことができる。
【００３５】
折り重ね部１４２は、図１及び図２に示すように、突出部１３２の両側端部で、折板１３０の高さ方向上下に２箇所ずつ形成される。折り重ね部１４２は、折板１３０の幅方向端部、即ち側端部において上下方向に配置される。折り重ね部１４２は、図４に示すように、鋼板が３重に折り重ねられて形成される。折り重ね部１４２は、鋼板が、鋼板耐力壁１００の高さ方向に折り曲げられ、互いに重ねられて形成される。折り重ね部１４２の一端は、平面部１３４に連続しており、他端は、エンドクローズ部１４０の平坦部１４４に連続している。
【００３６】
折り重ね部１４２の厚さは、鋼板が３重に折り重ねられているため、平面部１３４の厚さ、即ち折板１３０の厚さｔ１の約３倍となる。折り重ね部１４２は、厚さが３×ｔ１となるため、例えばエンドクローズ加工のない折板の曲げ強度よりも、折板１３０の曲げ強度を向上させる。従って、鋼板耐力壁１００に外力が入力されたとき、折り重ね部１４２は、スタッド１２１のねじれを抑制することができる。
【００３７】
平坦部１４４は、２つの折り重ね部１４２の間に位置する。折板１３０がスタッド１２１上に配置されたとき、平坦部１４４は、スタッド１２１と接触する。平坦部１４４は、折板１３０の幅方向端部において上下方向に配置される。
【００３８】
次に、折板１３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０との固定について説明する。
【００３９】
折板１３０は、ランナー１１０、１１２及びスタッド組合せ材１２０に固定されるとき、突出部１３２が鋼板耐力壁１００の内側方向に向くように固定される。その結果、突出部１３２は、鋼板耐力壁１００の内部に納まるため、突出部１３２を枠材の外側方向に突出するように折板１３０を枠材に固定するときよりも、壁厚を減少させることができる。また、鋼板の厚さは例えば１ｍｍ以下であるため、厚さ９ｍｍの合板を面材としたスチールハウスの従来の耐力壁と比べると、ほぼ面材の厚みの差の分だけ壁厚を減らすことができる。
【００４０】
折板１３０とランナー１１０、１１２とは、図１に示すように、折板１３０の上下端部の平面部１３４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。また、折板１３０とスタッド組合せ材１２０のスタッド１２１とは、図１及び図４に示すように、折り重ね部１４２及び平坦部１４４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。
【００４１】
なお、ねじ結合は、平面部１３４、折り重ね部１４２、平坦部１４４において、図１及び図２に示すような位置に設けられる場合に限定されない。例えば、折板１３０とスタッド１２１とのねじ結合の位置を図６に示す。図６は、本実施形態に係る鋼板耐力壁を示す部分正面図である。図６（ａ）に示すように、折板１３０とスタッド１２１とは、折り重ね部１４２のみにねじ結合されて、固定されてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、折板１３０とスタッド１２１とは、平坦部１４４のみにねじ結合されて、固定されてもよく、１つの平坦部１４４につき、１箇所又は２箇所以上にねじ結合がされてもよい。更に、例えば、鋼板耐力壁１００の強度設計などに応じて、ねじ結合の総数を変えることができる。
【００４２】
次に、折板１３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０とが固定されたときの折板１３０の納まりについて説明する。本実施形態の構成によれば、図４に示すように、折板１３０の板厚ｔ１が、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４の厚さｔ３の１／２程度であるとき、折り重ね部１４２の厚さ３×ｔ１は、折板１３０とランナー１１０、１１２とを結合した厚さ（ｔ１＋ｔ３）とほぼ等しくなる。その結果、平面部１３４は、スタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置され、平面部１３４は、鋼板耐力壁１００において均一な面となり、不陸を発生させない。鋼板耐力壁１００の全ての平面部１３４で、不陸が解消されると鋼板耐力壁１００上の仕上げを精度良く行うことができる。
【００４３】
即ち、床材にデッキプレートを適用する場合、コンクリートを打設するため、不陸が生じても問題が生じにくいが、本実施形態のように、壁材の場合、断熱材や外壁等の乾式部材を折板上に重ねる必要がある。本発明の第１の実施形態によれば、折板１３０とランナー１１０、１１２及びスタッド１２１の接合において、不陸が生じないため、鋼板耐力壁１００上の仕上げを精度良く行うことができる。
【００４４】
次に、本実施形態の鋼板耐力壁に外力が入力される場合の、鋼板耐力壁の作用について説明する。鋼板耐力壁１００は、鋼板耐力壁１００が設置された階よりも上階の重力荷重や積載荷重を受け、更に風荷重、地震荷重等を受けることによって、外力が入力される。
【００４５】
折板１３０は、折曲げ加工されて、突出部１３２と平面部１３４が複数形成されているため、せん断力に対しては、平板状の面材と比べて、局所的な応力集中が起きないため、エネルギー吸収能力が向上する。
【００４６】
また、折板１３０とスタッド１２１とが、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができる。このことについて、以下に詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態では、折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm〜2.4 mm、スタッド１２１の板厚ｔ２を1.2 mm、折板１３０の鋼板の設計基準強度Ｆ値（Ｆ１）及びスタッド１２１の鋼板の設計基準強度Ｆ値（Ｆ２）を280
N/mm2、ドリルねじ径ｄ１を4.8 mm、ドリルねじの断面積Ａｄ１をAd1＝π×d12/4(mm2)、ドリルねじの長期許容せん断応力度でねじ部有効断面積比（0.55）を考慮した値ｆｓをfs＝570/(1.5×31/2)×0.55≒120(N/mm2)とする。
【００４８】
このとき、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓ(kN)は、（１）ねじ斜め抜け出し耐力Ｒａｓ１(kN)、（２）ねじ周りの折板１３０の鋼板の支圧耐力Ｒａｓ２(kN)、（３）ねじ周りのスタッド１２１の鋼板の支圧耐力Ｒａｓ３(kN)、（４）ねじ地震の軸部せん断耐力Ｒａｓ４(kN)の４つの破壊モードに対応する耐力の最小値となる。
【００４９】
ここで、
Ras1=2.2η1/2×(t2/d1)3/2×Ad1×F2
但し、影響係数ηは、
η=3.1-5.6(t1/t2)+3.5(t1/t2)2
Ras2＝0.43{0.6＋12(t2/d1)}×(t1/d1)×Ad1×F1
Ras3＝0.43{1.5＋6.7(t1/d1)}×(t2/d1)×Ad1×F2
Ras4＝fs×Ad1≒120×Ad1
である。
【００５０】
そして、折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm〜2.4 mmの範囲で0.2 mmずつ変化させたときのＲａｓ１、Ｒａｓ２、Ｒａｓ３、Ｒａｓ４を算出した。図７は、本実施形態に係る鋼板耐力壁のねじ結合部の長期許容せん断耐力を示すグラフであり、ＲａｓやＲａｓ１〜Ｒａｓ４と折板１３０の板厚ｔ１との関係を示す。図７では、Ｒａｓ１〜Ｒａｓ４の最小値Ｒａｓを実線で結んだ。
【００５１】
算出結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、例えば平坦部１４４の位置で１枚の折板１３０とスタッド１２１とをねじ結合すると仮定すると、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ２がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ２)＝0.98(kN)である。この結果は、ねじ周りの折板１３０が、ドリルねじ１５０や、スタッド１２１よりも破損しやすいことを表す。
【００５２】
一方、３重に折板１３０を折り重ねた折り重ね部１４２の板厚は、折板１３０の板厚ｔ１の３倍であり、３×ｔ１＝1.8 mmである。ここで、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、折板１３０の３倍の板厚の鋼板を用いたときに相当すると仮定する。そして、厚さ1.8
mmのときについて検討すると、上記算出式より、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ４がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ４)＝2.17(kN)である。この結果は、ドリルねじが、ねじ周りの折板１３０や、スタッド１２１よりも破損しやすいことを表す。
【００５３】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、１枚の折板１３０でスタッド１２１とねじ結合した場合より、折り重ね部１４２でスタッド１２１とねじ結合した場合のほうが、約２．２倍(＝2.17/0.98)の耐力が発揮される。従って、本実施形態では、折板１３０とスタッド１２１とが、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができるといえる。
【００５４】
また、同様に、折板１３０の板厚ｔ１が0.8 mmの場合について検討すると、例えば平坦部１４４の位置で１枚の折板１３０とスタッド１２１とをねじ結合したときの、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ２がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ２)＝1.31(kN)である。一方、３重に折板１３０を折り重ねた折り重ね部１４２の板厚は、板厚ｔ１の３倍の2.4
mmであり、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ４がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ４)＝2.17(kN)である。
【００５５】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.8 mmの場合、１枚の折板１３０でスタッド１２１とねじ結合した場合より、折り重ね部１４２でスタッド１２１とねじ結合した場合のほうが、約１．７倍(＝2.17/1.31)の耐力が発揮される。従って、この場合でも、折板１３０とスタッド１２１とが、折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができるといえる。
【００５６】
次に、折板１３０の上下端部の平面部１３４で、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とが、ねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓと、スタッド１２１と折板１３０とが、折り重ね部１４２のみでねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓとを比較する。
【００５７】
折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm、スタッド１２１の板厚ｔ２を1.2 mm、ランナー１１０、１１２の板厚ｔ３をスタッド１２１の板厚ｔ２と同じ1.2
mmとし、他の条件については、上記の例と同様の条件とした場合、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とが、ねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ＝1.31(kN)である。一方、折り重ね部１４２とスタッド１２１とがねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ＝2.17(kN)である。
【００５８】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とをねじ結合した場合より、折り重ね部１４２のみでスタッド１２１と折板１３０とをねじ結合した場合のほうが、約２．２倍(＝2.17/0.98)の耐力が発揮される。
【００５９】
ところで、鋼板耐力壁１００の耐力を決定するためには、ランナー１１０、１１２と折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力は、均等であるとよい。鋼板耐力壁１００全てのねじ結合部を考慮して、鋼板耐力壁１００の耐力を決定することができるからであり、ランナー１１０、１１２側、又はスタッド１２１側のいずれか一方のねじ結合部の耐力が弱いとすると、耐力が弱いほうのねじ結合部によって、鋼板耐力壁１００の耐力が決定されてしまうからである。
【００６０】
従って、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力を均等にする場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１（図６（ａ）参照）は、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２（図６（ａ）参照）よりも長くすることができる。具体的には、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力の比率によって、ねじ結合部間のピッチＰ１、Ｐ２を決定することができる。例えば、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力が、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部よりも、２倍の耐力となる場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１は、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２の２倍とすることができる。
【００６１】
また、折り重ね部１４２でねじ結合することによって、スタッド１２１と折板１３０とのねじ結合部間のピッチＰ１は、折り重ね部１４２以外、例えば平坦部１４４でスタッド１２１と１枚の折板１３０とをねじ結合する場合よりも、ねじ結合部間のピッチを長くすることができる。従って、折り重ね部１４２でねじ結合をする本実施形態は、スタッド１２１側のねじ結合部の総数を減少させることができる。
【００６２】
以上まとめると、本実施形態では、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合することにより、ねじ結合部の長期許容せん断耐力、即ち折板１３０の支圧耐力を向上させることができる。従って、鋼板耐力壁１００の耐力を決定するため、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、折り重ね部１４２と折板１３０とのねじ結合部の耐力を均等にする場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１を、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２よりも長くすることができる。また、折り重ね部１４２でねじ結合をするので、平坦部１４４でねじ結合する場合よりも、スタッド１２１側のねじ結合部の総数を減少させることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁２００の正面図、側面図及び下面図である。図９は、本実施形態に係る鋼板耐力壁２００の斜視図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。図１１は、図８のＥ−Ｅ線で切断した断面図である。図５は、図９のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。
【００６４】
本実施形態は、ランナー１１０、１１２、スタッド１２１からなるスタッド組合せ材１２０が、第１の実施形態のランナー１１０、１１２、スタッド１２１からなるスタッド組合せ材１２０の構成と同一であるため、これらの部材の詳細な説明は省略する。以下、折板２３０について説明する。
【００６５】
折板１３０は、例えば、鋼製の面材であり、図８及び図９に示すように、突出部２３２と、平面部２３４と、エンドクローズ部２４０とからなる。突出部２３２と平面部２３４とは、折板２３０の幅方向、即ち鋼板耐力壁２００を立てたときの水平方向に、交互に配列される。更に、エンドクローズ部２４０は、図８、図９及び図１１に示すように、折り重ね部２４２と、平坦部２４４とからなる。
【００６６】
折板２３０は、例えばエンドクローズ加工された折板構造の鋼板が使用される。エンドクローズ加工された折板２３０は、第１の実施形態の折板１３０と同様に、１枚の平板状の鋼板から折曲げ加工されて形成され、折板２３０の高さ方向端部近辺の領域にあるテーパ状の突出をプレス機等によって押圧することによって形成される。押圧されなかった折板２３０の中央の領域は、突出部２３２と、平面部２３４とが形成され、押圧された折板２３０の高さ方向端部の領域は、エンドクローズ部２４０となり、折り重ね部２４２と、平坦部２４４とが形成される。
【００６７】
突出部２３２は、図１０に示すように、折板２３０の幅方向の中央に奥行きＤ２の突出を有する。奥行きＤ２は、例えば、鋼板耐力壁２００の壁厚さの半分未満である。突出部２３２は、折板２３０の幅方向断面がテーパ状である。即ち、突出部２３２は、折板２３０の幅方向に幅Ｈ３の開口を有し、幅Ｈ４の底面を有する。そして、幅Ｈ３は、幅Ｈ４よりも長い。また、突出部２３２は、図１２に示すように、折板２３０の高さ方向断面がテーパ状である。即ち、突出部２３２は、折板２３０の高さ方向に、折板２３０の高さより狭い幅Ｗ３の開口を有し、幅Ｗ４の底面を有する。そして、幅Ｗ３は、幅Ｗ４よりも長い。なお、突出部２３２の形状は、上記の例に限定されず、例えば、図１０に示す幅Ｈ２の底面を有さず、折板２３０の高さ方向断面が三角形状であってもよい。
【００６８】
そして、複数の突出部２３２が、所定の間隔で平行に配列される。なお、図８及び図９には、突出部２３２が３列形成される場合を示したが、この例に限定されず、突出部２３２の列数は、鋼板耐力壁２００の幅や、折板２３０の強度設計に応じて変更される。
【００６９】
平面部２３４は、折板２３０の高さ方向全てにわたって、平板状である。平面部２３４は、折板２３０の幅方向端部、即ち両側端部、及び平行に配列された複数の突出部２３２の間に複数配列される。折板２３０がランナー１１０、１１２及びスタッド１２１に配置されると、平面部２３４の面は、ランナー１１０、１２０のフランジ部１１４及びスタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置されることになる。
【００７０】
エンドクローズ部２４０は、突出部２３２の面材高さ方向の両端部に形成され、折板２３０が折り重ねられた折り重ね部２４２と、折板２３０が折り重ねられていなく、１枚で形成された平坦部２４４と、からなる。
【００７１】
エンドクローズ部２４０は、平面部２３４の面内近傍に収まるように形成される。平面部２３４の面内近傍にエンドクローズ部２４０が形成されることで、折板２３０を枠材に固定したとき、エンドクローズ部２４０を鋼板耐力壁２００の外側方向に突出させずに、突出部２３２を鋼板耐力壁２００の内側方向に向けて配置することができる。そのため、壁厚を減らすことができる。
【００７２】
折り重ね部２４２は、図８及び図９に示すように、突出部２３２の両端部で、折板２３０の幅方向左右に２箇所ずつ形成される。折り重ね部２４２は、折板２３０の高さ方向端部、即ち側端部において上下方向に配置される。折り重ね部２４２は、図１１に示すように、鋼板が３重に折り重ねられて形成される。折り重ね部２４２は、鋼板が、鋼板耐力壁２００の高さ方向に折り曲げられ、互いに重ねられて形成される。折り重ね部２４２の一端は、平面部２３４に連続しており、他端は、エンドクローズ部２４０の平坦部２４４に連続している。
【００７３】
平坦部２４４は、２つの折り重ね部２４２の間に位置する。折板２３０がスタッド１２１上に配置されたとき、平坦部２４４は、スタッド１２１と接触する。平坦部２４４は、折板２３０の高さ方向端部において上下方向に配置される。
【００７４】
次に、折板２３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０との固定について説明する。
【００７５】
折板２３０は、ランナー１１０、１１２及びスタッド組合せ材１２０に固定されるとき、突出部２３２が鋼板耐力壁２００の内側方向に向くように固定される。その結果、突出部２３２は、鋼板耐力壁２００の内部に納まるため、突出部２３２を枠材の外側方向に突出するように折板２３０を枠材に固定するときよりも、壁厚を減少させることができる。
【００７６】
折板２３０とスタッド１２０とは、図８に示すように、折板２３０の両側端部の平面部２３４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。また、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、図８及び図１１に示すように、折り重ね部２４２及び平坦部２４４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。
【００７７】
なお、ねじ結合は、平面部２３４、折り重ね部２４２、平坦部２４４において、図８及び図９に示すような位置に設けられる場合に限定されない。例えば、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、折り重ね部２４２のみにねじ結合されて、固定されてもよい。また、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、平坦部２４４のみにねじ結合されて、固定されてもよく、１つの平坦部２４４につき、１箇所又は２箇所以上にねじ結合がされてもよい。更に、例えば、鋼板耐力壁２００の強度設計などに応じて、ねじ結合の総数を変えることができる。
【００７８】
折板２３０は、折曲げ加工されて、突出部２３２と平面部２３４が複数形成されているため、せん断力に対しては、平板状の面材と比べて、局所的な応力集中が起きないため、エネルギー吸収能力が向上する。
【００７９】
また、折板２３０とランナー１１０、１１２とが、エンドクローズ部２４０の折り重ね部２４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁２００に外力が入力された場合のねじ周りの折板２３０の支圧耐力を高めることができる。この作用効果については、上述した第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、鋼板耐力壁は、折板がランナーとスタッドの４辺で固定されることによって、せん断力に抵抗することができ、また、隣接する折板同士の継ぎ目のずれを防止して、せん断力に抵抗することができる。
【００８１】
床では、大きな荷重を支える必要があるため、Ｈ形鋼など板厚の厚い部材を使用し、デッキプレートとＨ形鋼の接合は、溶接が一般的である。一方、本実施形態のように、壁では、ランナーやスタッドといった板厚が薄い枠材を使用するため、溶接で接合することは好ましくない。そこで、本実施形態によれば、折り重ね部にねじ結合するので、ねじで応力を効率よく伝達することができ、耐力が向上した鋼板耐力壁を実現することができる。また、ねじ本数を減らすことができるので、効率良く鋼板耐力壁を得られる。
【００８２】
また、本発明の実施形態によれば、現行スチールハウスの耐力壁にくらべて耐力が高く、しかも厚みの小さな耐力壁を実現することができる。
【００８３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、ねじ結合の位置や数について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上述以外の場所で折板と枠材とをねじ結合してもよいし、ねじ結合部間を等間隔とせずに、様々な間隔で折板と枠材とが結合されるとしてもよい。例えば、壁の厚みを薄くする必要はないものの、ねじの総数は減らしたい場合は、面材の突出部を枠材の外側に向けてもよい。
【００８５】
例えば、上記実施形態では、折板の形状について、平面部、平坦部の形状が平板状であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、平面部や平坦部で、折曲げ加工がされていることにより、曲げ強度を向上させるとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁を示す正面図、下面図及び側面図である。
【図２】同実施形態に係る鋼板耐力壁を示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁の変更例を示す正面図である。
【図７】同実施形態に係る鋼板耐力壁のねじ接合部の許容せん断力を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁を示す正面図、下面図及び側面図である。
【図９】同実施形態に係る鋼板耐力壁を示す斜視図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。
【図１１】図８のＥ−Ｅ線で切断した断面図である。
【図１２】図８のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、２００ 鋼板耐力壁
１１０、１１２ ランナー
１１４、１２４ フランジ部
１１６、１２６ ウェブ部
１２０ スタッド組合せ材
１２１ スタッド
１２８ リップ部
１３０、２３０ 折板
１３２、２３２ 突出部
１３４、２３４ 平面部
１４０、２４０ エンドクローズ部
１４２、２４２ 折り重ね部
１４４、２４４ 平坦部
１５０ ドリルねじ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板耐力壁に関し、構造物の耐力壁の面材に好適である鋼板耐力壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造ツーバイフォー住宅、スチールハウス等の構造物は、枠組壁工法によって建築されており、構造形式は、壁構造である。壁構造は、耐力壁によって、重力、風、地震等の荷重を支持する構造である。枠組壁工法の構造物は、一般に、枠材と面材とからなる耐力壁を有する。具体的には、枠材は、縦枠と下枠、上枠とから構成され、これらの枠材を組み合わせた表面に、面材がねじ等で固定される。スチールハウスでは、通常、枠材として薄板軽量形鋼が使用され、面材として、構造用合板及び石膏ボードが使用される。
【０００３】
ところで、構造物の床には、折曲げ加工された鋼製のデッキプレートが使用される場合がある。デッキプレートが折曲げ加工されていることによって、床面に対して鉛直方向の外力、例えば、デッキプレート上に施工されるコンクリートの重力荷重や、床面に載置される物の積載荷重等に対して、曲げ変形を抑えることが可能となる。
【０００４】
床材としてデッキプレートを使用する例として、例えば、折曲げ加工によって形成された補強リブを有するデッキプレートが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された補強リブを有するデッキプレートは、デッキプレートの側縁近傍では補強リブが無く、断面形状が平板状に形成されたものが使用されてきた。デッキプレートの側縁近傍の断面形状を平板状にすることによって、デッキプレート側縁からのセメントペーストや骨材の流出を防止することができた。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、折曲げ加工した面材は、耐力壁の面材として使用される例は少なく、例えば、荷重を支持しない装飾的なサイディングや、面材に対して鉛直方向の風荷重に耐えるための外壁や屋根などの外装材にのみ使用されてきた。また、他方では、枠組壁工法の耐力壁は、平板状の面材が使用されており、折曲げ加工した面材が適用されることは無かった。
【０００７】
床材にデッキプレートを使用する場合、デッキプレートを面外曲げに抵抗させるには、デッキプレートの平板状の端部２辺を固定すればよく、せん断力は伝達する必要がないため、面材同士の接合部は差し込み接合等で十分である。また、デッキプレートを支える枠材（Ｈ形鋼）は床の自重、積載荷重を支えるために板厚の厚い部材で作られているため、枠材と面材の接合は、溶接が一般的であり、特殊工具と品質管理が必要となる。
【０００８】
そして、枠組壁工法の耐力壁では、壁に対するせん断力を考慮する場合、折曲げ加工された鋼板を使用することで強度が向上することが、最近本願発明の発明者らによって見出された。しかし、突出部が鋼板耐力壁の外側に突出するように、面材を枠材に固定しなければならないため、壁厚が増し、外壁材および開口部枠材の支持に注意が必要とされ、また狭小地においては居住空間の確保に不利な要因となった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、強度を高め、しかも厚みを減少させることが可能な、新規かつ改良された鋼板耐力壁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、外周に配置された枠材と枠材に固定された面材とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、突出部は、枠材の内側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁が提供される。
【００１１】
かかる構成により、枠材は、通常時の鋼板耐力壁全体の形状を保持し、面材は、鋼板耐力壁に外部から入力されるせん断力に抵抗する。また、突出部は、外部から入力されるせん断力に対する強度を向上させることができ、突出部は、鋼板耐力壁の内部に納まるため、突出部が鋼板耐力壁の外側に突出するように面材を枠材に固定させたときよりも、壁厚を減少させることができる。
【００１２】
上記枠材は、縦枠と上枠と下枠とを有し、上枠と下枠は、縦枠より上枠と下枠の板厚だけ厚く、面材の板厚は、上枠と下枠の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成され、面材の幅方向端部において上下方向に配置されるとしてもよい。かかる構成により、枠材が、面材の高さ方向に平行な縦枠と、面材の幅方向に平行な上下枠とを備えるとき、折り重ね部は、面材の幅方向端部において上下方向、すなわち縦枠に沿って配置される。そして、上下枠が縦枠よりも枠材の厚さだけ厚いとき、面材の板厚は、枠材の板厚のほぼ１／２であり、折り重ね部は、面材が３重に折り重ねられて形成されることから、折り重ね部を有する面材には不陸が生じない。なお、面材の幅方向端部とは、鋼板耐力壁を立てたときの面材の両側端近辺の領域であり、面材の高さ方向端部とは、鋼板耐力壁を立てたときの面材の上下端近辺の領域である。
【００１３】
上記枠材と、折り重ね部とが、ねじ結合されるとしてもよい。かかる構成により、面材が厚くなった折り重ね部にねじ結合がされているため、面材の支圧耐力を高めることができ、簡単かつ迅速に耐力壁の最大耐力を向上させることができる。また、面材の支圧耐力が向上することから、面材の幅方向端部のねじ結合の数を、折り重ね部以外のみにねじ結合するときよりも減少させることができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、外周に配置された枠材と枠材に固定された面材とを備え、面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と突出部の端部で、面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、突出部は、枠材の外側方向に突出するように、面材が枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁が提供される。
【００１５】
かかる構成により、枠材は、通常時の鋼板耐力壁全体の形状を保持し、面材は、鋼板耐力壁に外部から入力されるせん断力に抵抗する。また、突出部は、外部から入力されるせん断力に対する強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、耐力壁の強度を高め、しかも厚みを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁１００の正面図、側面図及び下面図である。図２は、本実施形態に係る鋼板耐力壁１００の斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線で切断した部分拡大断面図である。図５は、図１のＣ−Ｃ線で切断した部分拡大断面図である。
【００１９】
鋼板耐力壁１００は、枠組壁工法によって建築される壁パネルである。鋼板耐力壁１００は、ランナー１１０、１１２と、スタッド組合せ材１２０と、エンドクローズ加工した折板１３０とから構成される。ここで、ランナー１１０、１１２は、下枠、上枠の一例である。スタッド組合せ材１２０は、スタッド１２１を２本組み合わせて構成され、スタッド１２１は、縦枠の一例である。折板１３０は、面材の一例である。また、下枠、上枠、縦枠を総称したものが、枠材である。
【００２０】
ランナー１１０、１１２は、例えば、薄板軽量形鋼であり、具体的には、例えば軽溝形鋼が使用される。ランナー１１０、１１２は、図４に示すように、断面がコの字形状を有しており、フランジ部１１４と、ウェブ部１１６とからなる。フランジ部１１４は、互いに平行な２枚の板材である。ウェブ部１１６は、２枚のフランジ１１４のそれぞれの一側端部で連続的に、フランジ部１１４に対してほぼ垂直に形成された１枚の板材である。ランナー１１０、１１２は、例えば冷間ロール成形によって製造される。
【００２１】
ランナー１１０、１１２の長さは、例えば９１０ｍｍ、肉厚は、例えば１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ等のものが使用されるが、ランナー１１０、１１２の長さや肉厚は、上記の例に限定されない。また、フランジ部１１４やウェブ部１１６の断面寸法も、鋼板耐力壁１００の設計に応じて選択される。
【００２２】
ランナー１１０、１１２は、鋼板耐力壁１００の周囲に配置される枠材のうち、鋼板耐力壁１００の上部及び下部に配置される。ここで、下部に配置されるランナーを下ランナー１１０といい、上部に配置されるランナーを上ランナー１１２という。下ランナー１１０は、鋼板耐力壁１００を設置する階の床面上に、ウェブ部１１６が接触するように固定され、上ランナー１１２は、鋼板耐力壁１００を設置する階の床根太に接触するように固定される。下ランナー１１０と床材、上ランナー１１２と床根太との結合は、例えば、ドリルねじ等によって行われる。
【００２３】
スタッド組合せ材１２０は、鋼板耐力壁１００の周囲に配置される枠材のうち、鋼板耐力壁１００の両側部に配置される。このとき、スタッド組合せ材１２０は、図１及び図３に示すように、２本のスタッド１２１を相互のウェブ部１２６が互いに接触するように組み合わされる。そして、組み合わせられた２本のスタッド１２１から構成されるスタッド組合せ材１２０が、鋼板耐力壁１００の両側端に１組ずつ配置される。スタッド組合せ材１２０は、鋼板耐力壁１００の上下方向に、ランナー１１０、１１２に対して垂直方向に配置される。
【００２４】
スタッド１２１は、例えば、薄板軽量形鋼であり、具体的には、例えばリップ溝形鋼が使用される。スタッド１２１は、図３に示すように、断面がほぼＣの字形状を有しており、フランジ部１２４と、ウェブ部１２６と、リップ部１２８とからなる。フランジ部１２４は、互いに平行な２枚の板材である。ウェブ部１２６は、２枚のフランジ部１２４のそれぞれの一側端部と連続的に、フランジ部１２４に対してほぼ垂直に形成された１枚の板材である。リップ部１２８は、ウェブ部１２６と接続されていないフランジ部１２４の他の側端部と連続的に、スタッド１２１の内側方向に、フランジ部１２４に対してほぼ垂直に形成された板材である。スタッド１２１は、例えば、冷間ロール成形によって製造される。
【００２５】
スタッド１２１の長さは、例えば２４３０ｍｍ、２７３０ｍｍ、肉厚は、例えば１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ等のものが使用されるが、スタッド１２１の長さや肉厚は、上記の例に限定されない。また、フランジ部１２４、ウェブ部１２６、リップ部１２８の断面寸法も、鋼板耐力壁１００の設計に応じて選択される。
【００２６】
スタッド組合せ材１２０の上下端部は、ランナー１１０、１１２の溝内に納められる。例えば、スタッド組合せ材１２０のスタッド１２１は、図４に示すように、スタッド１２１のフランジ部１２４の外側が、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４の内側に接触するように納められる。スタッド１２１のフランジ部１２４と、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４とは、例えばドリルねじ１５０によって固定される。
【００２７】
以上のように、下ランナー１１０と、上ランナー１１２と、スタッド１２１が組み合わされたスタッド組合せ材１２０とが相互に固定されることによって、例えば長方形状の枠材が構成される。そして、この枠材は、通常時の鋼板耐力壁１００全体の形状を保持することができる。
【００２８】
折板１３０は、例えば、鋼製の面材であり、図１及び図２に示すように、突出部１３２と、平面部１３４と、エンドクローズ部１４０とからなる。突出部１３２と平面部１３４とは、折板１３０の高さ方向、即ち鋼板耐力壁１００を立てたときの上下方向に、交互に配列される。更に、エンドクローズ部１４０は、図１、図２及び図４に示すように、折り重ね部１４２と、平坦部１４４とからなる。
【００２９】
折板１３０は、具体的には、例えばエンドクローズ加工された折板構造の鋼板が使用される。エンドクローズ加工された折板１３０は、１枚の平板状の鋼板から折曲げ加工されて形成される。具体的には、例えば、まず、鋼板を折曲げ加工して、図５に示した突出部１３２と同じテーパ状の突出を、折板１３０の一方の幅方向端部から他方の幅方向端部にわたって形成する。次いで、折板１３０の幅方向端部近辺の領域にあるテーパ状の突出をプレス機等によって押圧する。その結果、押圧されなかった折板１３０の中央の領域は、突出部１３２と、平面部１３４とが形成され、押圧された折板１３０の幅方向端部の領域は、エンドクローズ部１４０となり、折り重ね部１４２と、平坦部１４４とが形成される。
【００３０】
突出部１３２は、図５に示すように、折板１３０の幅方向の中央に奥行きＤ１の突出を有する。奥行きＤ１は、例えば、鋼板耐力壁１００の壁厚さの半分未満である。突出部１３２は、折板１３０の高さ方向断面がテーパ状である。即ち、突出部１３２は、折板１３０の高さ方向に幅Ｈ１の開口を有し、幅Ｈ２の底面を有する。そして、幅Ｈ１は、幅Ｈ２よりも長い。また、突出部１３２は、図３に示すように、折板１３０の幅方向断面がテーパ状である。即ち、突出部１３２は、折板１３０の幅方向、即ち鋼板耐力壁１００を立てたときの水平方向に、折板１３０の幅より狭い幅Ｗ１の開口を有し、幅Ｗ２の底面を有する。そして、幅Ｗ１は、幅Ｗ２よりも長い。なお、突出部１３２の形状は、上記の例に限定されず、例えば、図５に示す幅Ｈ２の底面を有さず、折板１３０の高さ方向断面が三角形状であってもよい。
【００３１】
そして、複数の突出部１３２が、所定の間隔で平行に配列される。なお、図１及び図２には、突出部１３２が７列形成される場合を示したが、この例に限定されず、突出部１３２の列数は、鋼板耐力壁１００の高さや、折板１３０の強度設計に応じて変更される。
【００３２】
平面部１３４は、折板１３０の幅方向全てにわたって、平板状である。平面部１３４は、折板１３０の高さ方向端部、即ち上下端部、及び平行に配列された複数の突出部１３２の間に複数配列される。折板１３０がランナー１１０、１１２及びスタッド１２１に配置されると、平面部１３４の面は、ランナー１１０、１２０のフランジ部１１４及びスタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置されることになる。
【００３３】
エンドクローズ部１４０は、突出部１３２の幅方向の両端部に形成され、折板１３０が折り重ねられた折り重ね部１４２と、折板１３０が折り重ねられていなく、１枚で形成された平坦部１４４と、からなる。
【００３４】
エンドクローズ部１４０は、平面部１３４の面内近傍に収まるように形成される。平面部１３４の面内近傍にエンドクローズ部１４０が形成されることで、折板１３０を枠材に固定したとき、エンドクローズ部１４０を鋼板耐力壁１００の外側方向に突出させずに、突出部１３２を鋼板耐力壁１００の内側方向に向けて配置することができる。そのため、壁厚を減らすことができる。
【００３５】
折り重ね部１４２は、図１及び図２に示すように、突出部１３２の両側端部で、折板１３０の高さ方向上下に２箇所ずつ形成される。折り重ね部１４２は、折板１３０の幅方向端部、即ち側端部において上下方向に配置される。折り重ね部１４２は、図４に示すように、鋼板が３重に折り重ねられて形成される。折り重ね部１４２は、鋼板が、鋼板耐力壁１００の高さ方向に折り曲げられ、互いに重ねられて形成される。折り重ね部１４２の一端は、平面部１３４に連続しており、他端は、エンドクローズ部１４０の平坦部１４４に連続している。
【００３６】
折り重ね部１４２の厚さは、鋼板が３重に折り重ねられているため、平面部１３４の厚さ、即ち折板１３０の厚さｔ１の約３倍となる。折り重ね部１４２は、厚さが３×ｔ１となるため、例えばエンドクローズ加工のない折板の曲げ強度よりも、折板１３０の曲げ強度を向上させる。従って、鋼板耐力壁１００に外力が入力されたとき、折り重ね部１４２は、スタッド１２１のねじれを抑制することができる。
【００３７】
平坦部１４４は、２つの折り重ね部１４２の間に位置する。折板１３０がスタッド１２１上に配置されたとき、平坦部１４４は、スタッド１２１と接触する。平坦部１４４は、折板１３０の幅方向端部において上下方向に配置される。
【００３８】
次に、折板１３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０との固定について説明する。
【００３９】
折板１３０は、ランナー１１０、１１２及びスタッド組合せ材１２０に固定されるとき、突出部１３２が鋼板耐力壁１００の内側方向に向くように固定される。その結果、突出部１３２は、鋼板耐力壁１００の内部に納まるため、突出部１３２を枠材の外側方向に突出するように折板１３０を枠材に固定するときよりも、壁厚を減少させることができる。また、鋼板の厚さは例えば１ｍｍ以下であるため、厚さ９ｍｍの合板を面材としたスチールハウスの従来の耐力壁と比べると、ほぼ面材の厚みの差の分だけ壁厚を減らすことができる。
【００４０】
折板１３０とランナー１１０、１１２とは、図１に示すように、折板１３０の上下端部の平面部１３４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。また、折板１３０とスタッド組合せ材１２０のスタッド１２１とは、図１及び図４に示すように、折り重ね部１４２及び平坦部１４４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。
【００４１】
なお、ねじ結合は、平面部１３４、折り重ね部１４２、平坦部１４４において、図１及び図２に示すような位置に設けられる場合に限定されない。例えば、折板１３０とスタッド１２１とのねじ結合の位置を図６に示す。図６は、本実施形態に係る鋼板耐力壁を示す部分正面図である。図６（ａ）に示すように、折板１３０とスタッド１２１とは、折り重ね部１４２のみにねじ結合されて、固定されてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、折板１３０とスタッド１２１とは、平坦部１４４のみにねじ結合されて、固定されてもよく、１つの平坦部１４４につき、１箇所又は２箇所以上にねじ結合がされてもよい。更に、例えば、鋼板耐力壁１００の強度設計などに応じて、ねじ結合の総数を変えることができる。
【００４２】
次に、折板１３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０とが固定されたときの折板１３０の納まりについて説明する。本実施形態の構成によれば、図４に示すように、折板１３０の板厚ｔ１が、ランナー１１０、１１２のフランジ部１１４の厚さｔ３の１／２程度であるとき、折り重ね部１４２の厚さ３×ｔ１は、折板１３０とランナー１１０、１１２とを結合した厚さ（ｔ１＋ｔ３）とほぼ等しくなる。その結果、平面部１３４は、スタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置され、平面部１３４は、鋼板耐力壁１００において均一な面となり、不陸を発生させない。鋼板耐力壁１００の全ての平面部１３４で、不陸が解消されると鋼板耐力壁１００上の仕上げを精度良く行うことができる。
【００４３】
即ち、床材にデッキプレートを適用する場合、コンクリートを打設するため、不陸が生じても問題が生じにくいが、本実施形態のように、壁材の場合、断熱材や外壁等の乾式部材を折板上に重ねる必要がある。本発明の第１の実施形態によれば、折板１３０とランナー１１０、１１２及びスタッド１２１の接合において、不陸が生じないため、鋼板耐力壁１００上の仕上げを精度良く行うことができる。
【００４４】
次に、本実施形態の鋼板耐力壁に外力が入力される場合の、鋼板耐力壁の作用について説明する。鋼板耐力壁１００は、鋼板耐力壁１００が設置された階よりも上階の重力荷重や積載荷重を受け、更に風荷重、地震荷重等を受けることによって、外力が入力される。
【００４５】
折板１３０は、折曲げ加工されて、突出部１３２と平面部１３４が複数形成されているため、せん断力に対しては、平板状の面材と比べて、局所的な応力集中が起きないため、エネルギー吸収能力が向上する。
【００４６】
また、折板１３０とスタッド１２１とが、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができる。このことについて、以下に詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態では、折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm〜2.4 mm、スタッド１２１の板厚ｔ２を1.2 mm、折板１３０の鋼板の設計基準強度Ｆ値（Ｆ１）及びスタッド１２１の鋼板の設計基準強度Ｆ値（Ｆ２）を280
N/mm2、ドリルねじ径ｄ１を4.8 mm、ドリルねじの断面積Ａｄ１をAd1＝π×d12/4(mm2)、ドリルねじの長期許容せん断応力度でねじ部有効断面積比（0.55）を考慮した値ｆｓをfs＝570/(1.5×31/2)×0.55≒120(N/mm2)とする。
【００４８】
このとき、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓ(kN)は、（１）ねじ斜め抜け出し耐力Ｒａｓ１(kN)、（２）ねじ周りの折板１３０の鋼板の支圧耐力Ｒａｓ２(kN)、（３）ねじ周りのスタッド１２１の鋼板の支圧耐力Ｒａｓ３(kN)、（４）ねじ地震の軸部せん断耐力Ｒａｓ４(kN)の４つの破壊モードに対応する耐力の最小値となる。
【００４９】
ここで、
Ras1=2.2η1/2×(t2/d1)3/2×Ad1×F2
但し、影響係数ηは、
η=3.1-5.6(t1/t2)+3.5(t1/t2)2
Ras2＝0.43{0.6＋12(t2/d1)}×(t1/d1)×Ad1×F1
Ras3＝0.43{1.5＋6.7(t1/d1)}×(t2/d1)×Ad1×F2
Ras4＝fs×Ad1≒120×Ad1
である。
【００５０】
そして、折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm〜2.4 mmの範囲で0.2 mmずつ変化させたときのＲａｓ１、Ｒａｓ２、Ｒａｓ３、Ｒａｓ４を算出した。図７は、本実施形態に係る鋼板耐力壁のねじ結合部の長期許容せん断耐力を示すグラフであり、ＲａｓやＲａｓ１〜Ｒａｓ４と折板１３０の板厚ｔ１との関係を示す。図７では、Ｒａｓ１〜Ｒａｓ４の最小値Ｒａｓを実線で結んだ。
【００５１】
算出結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、例えば平坦部１４４の位置で１枚の折板１３０とスタッド１２１とをねじ結合すると仮定すると、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ２がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ２)＝0.98(kN)である。この結果は、ねじ周りの折板１３０が、ドリルねじ１５０や、スタッド１２１よりも破損しやすいことを表す。
【００５２】
一方、３重に折板１３０を折り重ねた折り重ね部１４２の板厚は、折板１３０の板厚ｔ１の３倍であり、３×ｔ１＝1.8 mmである。ここで、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、折板１３０の３倍の板厚の鋼板を用いたときに相当すると仮定する。そして、厚さ1.8
mmのときについて検討すると、上記算出式より、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ４がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ４)＝2.17(kN)である。この結果は、ドリルねじが、ねじ周りの折板１３０や、スタッド１２１よりも破損しやすいことを表す。
【００５３】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、１枚の折板１３０でスタッド１２１とねじ結合した場合より、折り重ね部１４２でスタッド１２１とねじ結合した場合のほうが、約２．２倍(＝2.17/0.98)の耐力が発揮される。従って、本実施形態では、折板１３０とスタッド１２１とが、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができるといえる。
【００５４】
また、同様に、折板１３０の板厚ｔ１が0.8 mmの場合について検討すると、例えば平坦部１４４の位置で１枚の折板１３０とスタッド１２１とをねじ結合したときの、ねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ２がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ２)＝1.31(kN)である。一方、３重に折板１３０を折り重ねた折り重ね部１４２の板厚は、板厚ｔ１の３倍の2.4
mmであり、折り重ね部１４２のねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ４がＲａｓ１〜Ｒａｓ４のうち最小値を示し、Ｒａｓ(＝Ｒａｓ４)＝2.17(kN)である。
【００５５】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.8 mmの場合、１枚の折板１３０でスタッド１２１とねじ結合した場合より、折り重ね部１４２でスタッド１２１とねじ結合した場合のほうが、約１．７倍(＝2.17/1.31)の耐力が発揮される。従って、この場合でも、折板１３０とスタッド１２１とが、折り重ね部１４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁１００に外力が入力された場合のねじ周りの折板１３０の支圧耐力を高めることができるといえる。
【００５６】
次に、折板１３０の上下端部の平面部１３４で、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とが、ねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓと、スタッド１２１と折板１３０とが、折り重ね部１４２のみでねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓとを比較する。
【００５７】
折板１３０の板厚ｔ１を0.6 mm、スタッド１２１の板厚ｔ２を1.2 mm、ランナー１１０、１１２の板厚ｔ３をスタッド１２１の板厚ｔ２と同じ1.2
mmとし、他の条件については、上記の例と同様の条件とした場合、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とが、ねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ＝1.31(kN)である。一方、折り重ね部１４２とスタッド１２１とがねじ結合されたときのねじ結合部の長期許容せん断耐力Ｒａｓは、Ｒａｓ＝2.17(kN)である。
【００５８】
以上の結果より、折板１３０の板厚ｔ１が0.6 mmの場合、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とをねじ結合した場合より、折り重ね部１４２のみでスタッド１２１と折板１３０とをねじ結合した場合のほうが、約２．２倍(＝2.17/0.98)の耐力が発揮される。
【００５９】
ところで、鋼板耐力壁１００の耐力を決定するためには、ランナー１１０、１１２と折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力は、均等であるとよい。鋼板耐力壁１００全てのねじ結合部を考慮して、鋼板耐力壁１００の耐力を決定することができるからであり、ランナー１１０、１１２側、又はスタッド１２１側のいずれか一方のねじ結合部の耐力が弱いとすると、耐力が弱いほうのねじ結合部によって、鋼板耐力壁１００の耐力が決定されてしまうからである。
【００６０】
従って、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力を均等にする場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１（図６（ａ）参照）は、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２（図６（ａ）参照）よりも長くすることができる。具体的には、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力の比率によって、ねじ結合部間のピッチＰ１、Ｐ２を決定することができる。例えば、スタッド１２１と折り重ね部１４２とのねじ結合部の耐力が、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部よりも、２倍の耐力となる場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１は、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２の２倍とすることができる。
【００６１】
また、折り重ね部１４２でねじ結合することによって、スタッド１２１と折板１３０とのねじ結合部間のピッチＰ１は、折り重ね部１４２以外、例えば平坦部１４４でスタッド１２１と１枚の折板１３０とをねじ結合する場合よりも、ねじ結合部間のピッチを長くすることができる。従って、折り重ね部１４２でねじ結合をする本実施形態は、スタッド１２１側のねじ結合部の総数を減少させることができる。
【００６２】
以上まとめると、本実施形態では、エンドクローズ部１４０の折り重ね部１４２でねじ結合することにより、ねじ結合部の長期許容せん断耐力、即ち折板１３０の支圧耐力を向上させることができる。従って、鋼板耐力壁１００の耐力を決定するため、ランナー１１０、１１２と１枚の折板１３０とのねじ結合部の耐力と、折り重ね部１４２と折板１３０とのねじ結合部の耐力を均等にする場合、スタッド１２１側のねじ結合部間のピッチＰ１を、ランナー１１０、１１２側のねじ結合部間のピッチＰ２よりも長くすることができる。また、折り重ね部１４２でねじ結合をするので、平坦部１４４でねじ結合する場合よりも、スタッド１２１側のねじ結合部の総数を減少させることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁２００の正面図、側面図及び下面図である。図９は、本実施形態に係る鋼板耐力壁２００の斜視図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。図１１は、図８のＥ−Ｅ線で切断した断面図である。図５は、図９のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。
【００６４】
本実施形態は、ランナー１１０、１１２、スタッド１２１からなるスタッド組合せ材１２０が、第１の実施形態のランナー１１０、１１２、スタッド１２１からなるスタッド組合せ材１２０の構成と同一であるため、これらの部材の詳細な説明は省略する。以下、折板２３０について説明する。
【００６５】
折板１３０は、例えば、鋼製の面材であり、図８及び図９に示すように、突出部２３２と、平面部２３４と、エンドクローズ部２４０とからなる。突出部２３２と平面部２３４とは、折板２３０の幅方向、即ち鋼板耐力壁２００を立てたときの水平方向に、交互に配列される。更に、エンドクローズ部２４０は、図８、図９及び図１１に示すように、折り重ね部２４２と、平坦部２４４とからなる。
【００６６】
折板２３０は、例えばエンドクローズ加工された折板構造の鋼板が使用される。エンドクローズ加工された折板２３０は、第１の実施形態の折板１３０と同様に、１枚の平板状の鋼板から折曲げ加工されて形成され、折板２３０の高さ方向端部近辺の領域にあるテーパ状の突出をプレス機等によって押圧することによって形成される。押圧されなかった折板２３０の中央の領域は、突出部２３２と、平面部２３４とが形成され、押圧された折板２３０の高さ方向端部の領域は、エンドクローズ部２４０となり、折り重ね部２４２と、平坦部２４４とが形成される。
【００６７】
突出部２３２は、図１０に示すように、折板２３０の幅方向の中央に奥行きＤ２の突出を有する。奥行きＤ２は、例えば、鋼板耐力壁２００の壁厚さの半分未満である。突出部２３２は、折板２３０の幅方向断面がテーパ状である。即ち、突出部２３２は、折板２３０の幅方向に幅Ｈ３の開口を有し、幅Ｈ４の底面を有する。そして、幅Ｈ３は、幅Ｈ４よりも長い。また、突出部２３２は、図１２に示すように、折板２３０の高さ方向断面がテーパ状である。即ち、突出部２３２は、折板２３０の高さ方向に、折板２３０の高さより狭い幅Ｗ３の開口を有し、幅Ｗ４の底面を有する。そして、幅Ｗ３は、幅Ｗ４よりも長い。なお、突出部２３２の形状は、上記の例に限定されず、例えば、図１０に示す幅Ｈ２の底面を有さず、折板２３０の高さ方向断面が三角形状であってもよい。
【００６８】
そして、複数の突出部２３２が、所定の間隔で平行に配列される。なお、図８及び図９には、突出部２３２が３列形成される場合を示したが、この例に限定されず、突出部２３２の列数は、鋼板耐力壁２００の幅や、折板２３０の強度設計に応じて変更される。
【００６９】
平面部２３４は、折板２３０の高さ方向全てにわたって、平板状である。平面部２３４は、折板２３０の幅方向端部、即ち両側端部、及び平行に配列された複数の突出部２３２の間に複数配列される。折板２３０がランナー１１０、１１２及びスタッド１２１に配置されると、平面部２３４の面は、ランナー１１０、１２０のフランジ部１１４及びスタッド１２１のフランジ部１２４と平行に配置されることになる。
【００７０】
エンドクローズ部２４０は、突出部２３２の面材高さ方向の両端部に形成され、折板２３０が折り重ねられた折り重ね部２４２と、折板２３０が折り重ねられていなく、１枚で形成された平坦部２４４と、からなる。
【００７１】
エンドクローズ部２４０は、平面部２３４の面内近傍に収まるように形成される。平面部２３４の面内近傍にエンドクローズ部２４０が形成されることで、折板２３０を枠材に固定したとき、エンドクローズ部２４０を鋼板耐力壁２００の外側方向に突出させずに、突出部２３２を鋼板耐力壁２００の内側方向に向けて配置することができる。そのため、壁厚を減らすことができる。
【００７２】
折り重ね部２４２は、図８及び図９に示すように、突出部２３２の両端部で、折板２３０の幅方向左右に２箇所ずつ形成される。折り重ね部２４２は、折板２３０の高さ方向端部、即ち側端部において上下方向に配置される。折り重ね部２４２は、図１１に示すように、鋼板が３重に折り重ねられて形成される。折り重ね部２４２は、鋼板が、鋼板耐力壁２００の高さ方向に折り曲げられ、互いに重ねられて形成される。折り重ね部２４２の一端は、平面部２３４に連続しており、他端は、エンドクローズ部２４０の平坦部２４４に連続している。
【００７３】
平坦部２４４は、２つの折り重ね部２４２の間に位置する。折板２３０がスタッド１２１上に配置されたとき、平坦部２４４は、スタッド１２１と接触する。平坦部２４４は、折板２３０の高さ方向端部において上下方向に配置される。
【００７４】
次に、折板２３０とランナー１１０、１１２、スタッド組合せ材１２０との固定について説明する。
【００７５】
折板２３０は、ランナー１１０、１１２及びスタッド組合せ材１２０に固定されるとき、突出部２３２が鋼板耐力壁２００の内側方向に向くように固定される。その結果、突出部２３２は、鋼板耐力壁２００の内部に納まるため、突出部２３２を枠材の外側方向に突出するように折板２３０を枠材に固定するときよりも、壁厚を減少させることができる。
【００７６】
折板２３０とスタッド１２０とは、図８に示すように、折板２３０の両側端部の平面部２３４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。また、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、図８及び図１１に示すように、折り重ね部２４２及び平坦部２４４で、例えばドリルねじ１５０によって、ねじ結合される。
【００７７】
なお、ねじ結合は、平面部２３４、折り重ね部２４２、平坦部２４４において、図８及び図９に示すような位置に設けられる場合に限定されない。例えば、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、折り重ね部２４２のみにねじ結合されて、固定されてもよい。また、折板２３０とランナー１１０、１１２とは、平坦部２４４のみにねじ結合されて、固定されてもよく、１つの平坦部２４４につき、１箇所又は２箇所以上にねじ結合がされてもよい。更に、例えば、鋼板耐力壁２００の強度設計などに応じて、ねじ結合の総数を変えることができる。
【００７８】
折板２３０は、折曲げ加工されて、突出部２３２と平面部２３４が複数形成されているため、せん断力に対しては、平板状の面材と比べて、局所的な応力集中が起きないため、エネルギー吸収能力が向上する。
【００７９】
また、折板２３０とランナー１１０、１１２とが、エンドクローズ部２４０の折り重ね部２４２でねじ結合されることによって、鋼板耐力壁２００に外力が入力された場合のねじ周りの折板２３０の支圧耐力を高めることができる。この作用効果については、上述した第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、鋼板耐力壁は、折板がランナーとスタッドの４辺で固定されることによって、せん断力に抵抗することができ、また、隣接する折板同士の継ぎ目のずれを防止して、せん断力に抵抗することができる。
【００８１】
床では、大きな荷重を支える必要があるため、Ｈ形鋼など板厚の厚い部材を使用し、デッキプレートとＨ形鋼の接合は、溶接が一般的である。一方、本実施形態のように、壁では、ランナーやスタッドといった板厚が薄い枠材を使用するため、溶接で接合することは好ましくない。そこで、本実施形態によれば、折り重ね部にねじ結合するので、ねじで応力を効率よく伝達することができ、耐力が向上した鋼板耐力壁を実現することができる。また、ねじ本数を減らすことができるので、効率良く鋼板耐力壁を得られる。
【００８２】
また、本発明の実施形態によれば、現行スチールハウスの耐力壁にくらべて耐力が高く、しかも厚みの小さな耐力壁を実現することができる。
【００８３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、ねじ結合の位置や数について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上述以外の場所で折板と枠材とをねじ結合してもよいし、ねじ結合部間を等間隔とせずに、様々な間隔で折板と枠材とが結合されるとしてもよい。例えば、壁の厚みを薄くする必要はないものの、ねじの総数は減らしたい場合は、面材の突出部を枠材の外側に向けてもよい。
【００８５】
例えば、上記実施形態では、折板の形状について、平面部、平坦部の形状が平板状であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、平面部や平坦部で、折曲げ加工がされていることにより、曲げ強度を向上させるとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁を示す正面図、下面図及び側面図である。
【図２】同実施形態に係る鋼板耐力壁を示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る鋼板耐力壁の変更例を示す正面図である。
【図７】同実施形態に係る鋼板耐力壁のねじ接合部の許容せん断力を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る鋼板耐力壁を示す正面図、下面図及び側面図である。
【図９】同実施形態に係る鋼板耐力壁を示す斜視図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。
【図１１】図８のＥ−Ｅ線で切断した断面図である。
【図１２】図８のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、２００ 鋼板耐力壁
１１０、１１２ ランナー
１１４、１２４ フランジ部
１１６、１２６ ウェブ部
１２０ スタッド組合せ材
１２１ スタッド
１２８ リップ部
１３０、２３０ 折板
１３２、２３２ 突出部
１３４、２３４ 平面部
１４０、２４０ エンドクローズ部
１４２、２４２ 折り重ね部
１４４、２４４ 平坦部
１５０ ドリルねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に配置された枠材と前記枠材に固定された面材とを備え、前記面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と、前記突出部の端部で、前記面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、前記突出部は、前記枠材の内側方向に突出するように、前記面材が前記枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁。
【請求項２】
前記枠材は、縦枠と上枠と下枠とを有し、前記上枠と下枠は、前記縦枠より前記上枠と下枠の板厚だけ厚く、前記面材の板厚は、前記上枠と下枠の板厚のほぼ１／２であり、前記折り重ね部は、前記面材が３重に折り重ねられて形成され、前記面材の幅方向端部において上下方向に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の鋼板耐力壁。
【請求項３】
前記枠材と、前記折り重ね部とが、ねじ結合されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板耐力壁。
【請求項４】
外周に配置された枠材と前記枠材に固定された面材とを備え、前記面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と、前記突出部の端部で、前記面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、前記突出部は、前記枠材の外側方向に突出するように、前記面材が前記枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁。
【請求項１】
外周に配置された枠材と前記枠材に固定された面材とを備え、前記面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と、前記突出部の端部で、前記面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、前記突出部は、前記枠材の内側方向に突出するように、前記面材が前記枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁。
【請求項２】
前記枠材は、縦枠と上枠と下枠とを有し、前記上枠と下枠は、前記縦枠より前記上枠と下枠の板厚だけ厚く、前記面材の板厚は、前記上枠と下枠の板厚のほぼ１／２であり、前記折り重ね部は、前記面材が３重に折り重ねられて形成され、前記面材の幅方向端部において上下方向に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の鋼板耐力壁。
【請求項３】
前記枠材と、前記折り重ね部とが、ねじ結合されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板耐力壁。
【請求項４】
外周に配置された枠材と前記枠材に固定された面材とを備え、前記面材は、所定の間隔で突出した互いに平行な複数の突出部と、前記突出部の端部で、前記面材が折り重ねられた折り重ね部とを有し、前記突出部は、前記枠材の外側方向に突出するように、前記面材が前記枠材に固定されたことを特徴とする、鋼板耐力壁。
【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２００８−１５０９１１（Ｐ２００８−１５０９１１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４１９５１（Ｐ２００６−３４１９５１）
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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