(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
建物の耐力壁構造として、ラチス材等の耐火要素を複数の柱に接合することで複数の柱を連結した構造がある。この構造において、それぞれの柱を耐火材で覆う場合には、複数の柱のラチス材が接合された部分を避けて耐火材を設けなくてはいけないため、この接合部分の形状及び大きさに合わせて耐火材の一部を切欠いてから、柱を耐火材で覆うことになる。
【0005】
しかし、接合部分の形状及び大きさに合わせて耐火材を切欠くことは難しく、工数を要し、さらに、この接合部分と耐火材との間に隙間が生じる可能性がある。そして、接合部分と耐火材との間に隙間が生じた場合には、複数の柱の耐火性が低下することになる。つまり、建物の耐力壁構造において、複数の柱の耐火性を確保すると共に施工性を向上させるには、改善の余地がある。
【0006】
本発明は、複数の柱の耐火性を確保すると共に施工性を向上させることができる建物の耐力壁構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1態様に係る建物の耐力壁構造は、建物の外壁に対する屋内側でラチス材で連結された複数の柱と、前記複数の柱の前記屋内側の内側面を覆う第1耐火部と、前記第1耐火部から前記外壁まで延設され、前記複数の柱の前記ラチス材が接合された第1側面に対して反対側の第2側面を覆う第2耐火部と、を有する。
【0008】
第1態様に係る建物の耐力壁構造では、第1耐火部が複数の柱の屋内側の内側面を覆う。さらに、第2耐火部が、第1耐火部から外壁まで延設されると共に、複数の柱のラチス材が接合された第1側面に対して反対側の第2側面を覆う。これにより、複数の柱は、外壁、第1耐火部及び第2耐火部により囲まれるので、複数の柱の耐火性を確保することができる。さらに、複数の柱のラチス材が接合された第1側面には、耐火材を切り欠いて設ける必要が無くなるので、施工性を向上させることができる。
【0009】
第2態様に係る建物の耐力壁構造の前記第1耐火部は、前記建物の高さ方向における前記第1耐火部の中央よりも下側で上部と下部とに分割されている。
【0010】
第2態様に係る建物の耐力壁構造では、火災発生により温度上昇した空気が建物の下側から上側に向けて移動する。このため、第1耐火部では下部の温度に対して上部の温度が上昇する。ここで、第1耐火部における上部と下部との境界部分が建物の高さ方向の中央よりも下側に位置しているので、境界部分が高さ方向の中央よりも上側に位置している構造に比べて、この境界部分が高温となることが抑制される。これにより、複数の柱の耐火性の低下を抑制することができる。
【0011】
第3態様に係る建物の耐力壁構造の前記柱には、前記第1耐火部を支持する下地材が設けられ、前記第1耐火部は、複数の前記柱が並ぶ方向の一方側と他方側とに分割され、前記第1耐火部と前記下地材との間には、前記第1耐火部の分割された部位を前記下地材側から覆う被覆材が設けられている。
【0012】
第3態様に係る建物の耐力壁構造では、被覆材が第1耐火部の分割された部位を下地材側から覆う。このため、第1耐火部の分割部分に熱によって隙間が形成され、高温の空気が柱に向けて移動することがあっても、この高温の空気の移動を被覆材が遮断する。これにより、複数の柱の耐火性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように、本発明に係る建物の耐力壁構造では、複数の柱の耐火性を確保すると共に施工性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本実施形態に係る建物の耐力壁構造の一例について説明する。
【0016】
〔全体構成〕
図1には、建物10に適用された建物の耐力壁構造の一例としての耐力壁構造20が示されている。耐力壁構造20の詳細については後述する。なお、以後の説明では、建物10の桁方向をX方向、妻方向をY方向、上下方向(高さ方向)をZ方向と称する。X方向、Y方向及びZ方向は、互いに直交する。建物10は、一例として、基礎上に柱部12と図示しない梁部とを組み上げた鉄骨軸組構造の躯体と、Z方向に立設された外壁16とを含んで構成されている。
【0017】
柱部12は、柱13、14、15を含んで構成されており、Z方向の下端部が基礎梁に連結され、Z方向の上端部が天井梁に連結されている。柱13、14、15は、外壁16に対するY方向の屋内側で、一方向の一例としてのX方向に所定の間隔をあけて、この順に並んでいる。言い換えると、X方向は、柱13、14、15(複数の柱)が並ぶ方向となっている。また、柱13、14、15は、一例として、角形鋼で構成されており、それぞれ大きさ及び形状が同様の構成とされている。
【0018】
柱13は、Y方向の屋外側(外壁16側)の側面13Aと、屋内側の内側面13Bと、X方向の一方側の側面13Cと、他方側の側面13Dとを有する。柱14は、Y方向の屋外側の側面14Aと、屋内側の内側面14Bと、X方向の一方側の側面14Cと、他方側の側面14Dとを有する。柱15は、Y方向の屋外側の側面15Aと、屋内側の内側面15Bと、X方向の一方側の側面15Cと、他方側の側面15Dとを有する。
【0019】
側面13Cと側面14D、側面14Cと側面15Dは、それぞれX方向に対向している。内側面13B、内側面14B及び内側面15Bは、X方向に面が揃えられている。なお、側面13C、側面14C、側面14D、側面15Dは、第1側面の一例である。側面13D、側面15Cは、第2側面の一例である。側面13Cと側面14DとのX方向の間隔の長さと、側面14Cと側面15DとのX方向の間隔の長さとは、ほぼ同じ長さとされている。
【0020】
外壁16は、X方向に並ぶ複数の外壁パネル17で構成されている。それぞれの外壁パネル17は、X方向に所定の幅でZ方向の長さが建物10の階高に応じた長さとされており、図示しない外壁フレームに取付けられている。それぞれの外壁パネル17の目地18には、一例として、バッカー材19A及び耐火目地材19Bが設けられている。なお、
図1に示す3箇所の目地18は、一例として、柱13、柱14、柱15とY方向に並んでいる。言い換えると、外壁16を屋内側からY方向に見た場合に、柱13と柱14との間、柱14と柱15との間には、目地18が配置されていない。
【0021】
〔要部構成〕
次に、耐力壁構造20について説明する。
【0022】
耐力壁構造20は、一例として、2つのラチス材22で連結された柱13、14、15と、耐火部24とを有する。さらに、耐力壁構造20は、下地材の一例としての軽鉄下地32及び軽鉄下地33と、被覆材の一例としての耐火プレート34と、石膏ボード39とを有する。
図1では、ラチス材22を簡略化して示している。なお、2つのラチス材22と、柱13、14、15とを合わせて耐力壁21と称する。
【0023】
(柱)
図2に示すように、柱13、14、15のZ方向の上端部には、連結部材36が設けられている。連結部材36は、図示しないボルト及びナットにより、天井梁37に締結固定されている。また、柱13、14、15のZ方向の下端部は、基礎梁38に設けられた図示しないアンカーにボルトによって締結固定されている。
【0024】
(ラチス材)
ラチス材22は、一例として、丸鋼を曲げ加工して形成されており、Z方向に延びる複数の直線部22A、22Bと、直線部22A、22Bの端部に連続し直線部22A、22Bに対して斜め方向に延びる複数の傾斜部22Cとを有する。複数の直線部22A、22B及び複数の傾斜部22Cは、Y方向から見た場合に台形波状に形成されている。直線部22Aは、直線部22BよりもZ方向に短い。なお、柱13と柱14とを連結するラチス材22と、柱14と柱15とを連結するラチス材22とは、柱14に対してX方向に対称に配置されている。
【0025】
直線部22Bには、ラチスコマ23が設けられている。ラチスコマ23は、X方向を板厚方向とする金属板により構成されている。ラチスコマ23のZ方向の長さは、直線部22BのZ方向の長さよりも短い。ここで、柱13と柱14との間では、ラチスコマ23が側面13Cに接合され、直線部22Aが側面14Dに接合されている。柱14と柱15との間では、ラチスコマ23が側面15Dに接合され、直線部22Aが側面14Cに接合されている。
【0026】
ラチス材22では、直線部22A、22Bと傾斜部22Cとの間の屈曲部が塑性ヒンジ部とされている。この塑性ヒンジ部は、地震力などの外力が作用した場合に曲げ変形して振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収部に相当し、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジが形成される部位である。また、ラチス材22では、ラチスコマ23が設けられることで、塑性ヒンジ部の曲げ変形領域が確保されている。
【0027】
<耐火部>
図1に示すように、耐火部24は、柱13、14、15に対してY方向の屋内側に配置された第1耐火部26と、第1耐火部26から外壁16まで延設された2つの第2耐火部28とを有する。
【0028】
(第1耐火部)
第1耐火部26は、内側面13B、14B、15BをY方向の屋内側から覆っている。また、第1耐火部26は、側面13Dから側面15CまでX方向に延びており、柱13と柱14との間の空間部、柱14と柱15との間の空間部についても、Y方向の屋内側から覆っている。
【0029】
図4に示す第1耐火部26は、一例として、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)で構成されている。また、第1耐火部26は、Z方向の上側の部位である上部26Aと、Z方向の下側の部位である下部26Bとに分割されている。さらに、上部26Aは、X方向の一方側と他方側とに分割されている。一例として、上部26Aは、2枚の耐火ボード42に分割されている。下部26Bは、一例として、1枚の耐火ボード44で構成されている。
【0030】
耐火ボード42は、Y方向から見た場合に、X方向を短手方向としZ方向を長手方向とする矩形状に形成されている。なお、耐火ボード42について、X方向の長さL1、Z方向の長さL2、Y方向の厚さt1とする。2枚の耐火ボード42は、Z方向の上端面及び下端面を揃えた状態で、X方向に互いに接触して配置されている。
【0031】
耐火ボード44は、Y方向から見た場合に、X方向を長手方向としZ方向を短手方向とする長方形状に形成されている。なお、耐火ボード44について、X方向の長さL3、Z方向の長さL4、Y方向の厚さt1(図示省略)とする。一例として、L3=2×L1と設定されており、L2>L4と設定されている。耐火ボード44のZ方向の上端面には、2枚の耐火ボード42のZ方向の下端面が載せられている。さらに、2枚の耐火ボード42の屋内側及び屋外側の面と、1枚の耐火ボード44の屋内側及び屋外側の面とは、それぞれZ方向に面が揃えられている。
【0032】
X方向における2枚の耐火ボード42の間(境界部分)を縦目地46と称する。また、Z方向における2枚の耐火ボード42と1枚の耐火ボード44との間(境界部分)を横目地48と称する。縦目地46及び横目地48は、Y方向から見た場合に逆T字状に形成されている。縦目地46は、一例として、Y方向から見た場合に柱14(
図1参照)と重なる位置に配置されている。第1耐火部26をY方向から見た場合に、第1耐火部26のZ方向の中央の高さを表すX方向に沿った仮想線を中央線CLと称する。
図4では、中央線CLが一点鎖線で示されている。
【0033】
ここで、既述の通りL2>L4であるので、横目地48は、中央線CLに対してZ方向の下側に位置している。言い換えると、第1耐火部26は、Z方向における第1耐火部26の中央よりも下側で、上部26Aと下部26Bとに分割されている。
【0034】
図3に示す第1耐火部26には、Y方向に貫通され後述するビス66又はビス68が締結される複数のビス孔45が形成されている。
【0035】
図5に示すように、縦目地46及び横目地48には、一例として、テープ状に形成された耐火発泡材49が貼り付けられている。耐火発泡材49は、加熱された場合に膨張する(体積が増加する)ように構成されている。つまり、縦目地46及び横目地48では、第1耐火部26の温度が上昇した場合に耐火発泡材49が膨張することで、隙間が形成され難くなっている。
【0036】
(第2耐火部)
図1に示す2つの第2耐火部28は、一例として、ケイカル板(ケイ酸カルシウム板)で構成されている。また、2つの第2耐火部28は、一例として、第1耐火部26のX方向の両端部に対する両外側で、第1耐火部26から外壁16までY方向に沿って延設されている。これにより、2つの第2耐火部28は、X方向から見た場合に、側面13C、側面15Dに対してX方向の反対側の側面13D、側面15Cを覆っている。
【0037】
図4に示すように、第2耐火部28は、Z方向の上側の部位である上部28Aと、Z方向の下側の部位である下部28Bとに分割されている。上部28Aは、1枚の耐火ボード52で構成されている。下部28Bは、1枚の耐火ボード54で構成されている。また、
図1に示すように、耐火ボード52、耐火ボード54は、一例として、側面13D、側面15CにX方向の外側から接着されている。さらに、耐火ボード52及び耐火ボード54は、一例として、釘63を用いて、第1耐火部26のX方向の両端部に固定されている。これにより、耐火ボード52及び耐火ボード54は、X方向から見た場合に、側面13D及び側面15Cを覆っている。
【0038】
図4に示す耐火ボード52は、X方向から見た場合に、Y方向を短手方向としZ方向を長手方向とする矩形状に形成されている。また、耐火ボード52は、一例として、Y方向の長さL5(<L1)、Z方向の長さL2、X方向の厚さt2(=t1)とされている。耐火ボード54は、X方向から見た場合に、Y方向を短手方向としZ方向を長手方向とする矩形状に形成されている。また、耐火ボード54は、一例として、Y方向の長さL5、Z方向の長さL4、X方向の厚さt2とされている。
【0039】
図1に示すように、第1耐火部26及び第2耐火部28は、Z方向から見た場合に、Y方向の屋外側に向けて開口するU字状に配置されている。そして、第1耐火部26及び第2耐火部28は、外壁16と共に柱13、14、15を囲んでいる。
【0040】
なお、耐力壁構造20において、柱13と外壁16との間、柱14と外壁16との間、柱15と外壁16との間には、一例として、それぞれ不燃断熱材としてのロックウール56が充填されている。また、ラチス材22と外壁16との間には、一例として、断熱材としての板状の硬質ウレタンフォーム58が設けられている。硬質ウレタンフォーム58と外壁16との間には、間隔調整のためのスペーサ59が設けられている。
【0041】
<軽鉄下地>
軽鉄下地32は、一例として、Z方向から見た場合の断面形状がX方向を長手方向としY方向を短手方向とする矩形状であり、Z方向を軸方向とする角筒状に形成されている。また、軽鉄下地32は、一例として、柱13と柱14との間でかつラチス材22と耐火ボード42との間の空間内に1箇所、柱14と柱15との間でかつラチス材22と耐火ボード42との間の空間内に1箇所の合計2箇所設けられている。具体的には、2つの軽鉄下地32は、ブラケット62を介して、側面13Cと側面15Dとに取付けられている。
【0042】
図3に示すように、ブラケット62は、Z方向から見た場合に、X方向に沿った第1接合部62Aと、Y方向に沿った第2接合部62Bとを有している。言い換えると、ブラケット62は、Z方向から見た場合の断面形状がL字状に形成されている。なお、
図1に示す軽鉄下地32のY方向の屋内側の側面32Aは、X方向から見た場合に、内側面13B及び内側面15Bに対して屋内側に配置されている。
【0043】
軽鉄下地33は、一例として、Z方向から見た場合の断面形状がX方向を長手方向としY方向を短手方向とする矩形状であり、Z方向を軸方向とする角筒状に形成されている。また、軽鉄下地33は、一例として、柱13と柱14との間でかつラチス材22と耐火ボード42との間の空間内に1箇所、柱14と柱15との間でかつラチス材22と耐火ボード42との間の空間内に1箇所の合計2箇所設けられている。
【0044】
図3に示すように、2つの軽鉄下地33は、ブラケット62を介して、側面14Cと、側面14Dとに取付けられている。また、軽鉄下地33のY方向の屋内側の側面33Aは、X方向から見た場合に、内側面14Bと面を揃えて配置されている。つまり、軽鉄下地33のY方向の長さは、軽鉄下地32(
図1参照)のY方向の長さよりも短い。
【0045】
軽鉄下地32の屋内側の側壁及び軽鉄下地33の屋内側の側壁には、該側壁をY方向に貫通し、ビス66、ビス68が締結されるビス孔35が形成されている。言い換えると、ビス66及びビス68は、Y方向を軸方向としてビス孔35に締結される。また、ビス66とビス68とは、Y方向の長さ以外は同様の構成とされている。ビス68は、石膏ボード39を取付けられるように、ビス66よりもY方向の長さが長い。
【0046】
ここで、軽鉄下地33には、ビス66を用いて、第1耐火部26のX方向の中央部及び後述する耐火プレート34が共締めされる。これにより、軽鉄下地33に第1耐火部26及び耐火プレート34が取付けられる。言い換えると、軽鉄下地33は、第1耐火部26のX方向の中央部をY方向の屋外側から支持している。
【0047】
図1に示す軽鉄下地32には、ビス66を用いて、第1耐火部26のX方向の両端部が共締めされる。さらに、軽鉄下地32には、ビス68を用いて、第1耐火部26のX方向の両端部及び石膏ボード39が共締めされる。これにより、軽鉄下地32に第1耐火部26及び石膏ボード39が取付けられる。軽鉄下地32は、第1耐火部26のX方向の両端部をY方向の屋外側から支持している。
【0048】
<耐火プレート>
図3に示すように、第1耐火部26と、柱14及び2つの軽鉄下地33との間には、耐火プレート34が設けられている。耐火プレート34は、一例として、鋼板で構成されている。また、耐火プレート34は、Y方向を厚さ方向として(X−Z面に沿って)配置されている。
【0049】
耐火プレート34のX方向の長さは、一例として、X方向の一方側における軽鉄下地33の一方側の側面から、他方側における軽鉄下地33の他方側の側面までの長さよりも長い。耐火プレート34のZ方向の長さは、縦目地46のZ方向の長さよりも長く、第1耐火部26のZ方向の長さよりも短い。つまり、耐火プレート34は、Y方向から見た場合に、第1耐火部26の分割された部位(縦目地46及び横目地48(
図4参照)の一部)を、軽鉄下地33側(Y方向の屋外側)から覆っている。耐火プレート34には、Y方向に貫通し、ビス66、ビス68が挿通される貫通孔34Aが形成されている。
【0050】
(石膏ボード)
図1に示すように、第1耐火部26及び第2耐火部28に対するY方向の屋内側には、石膏ボード39が設けられている。石膏ボード39は、Y方向を厚さ方向として(X−Z面に沿って)配置されている。石膏ボード39のX方向の長さは、一例として、X方向における一方側の第2耐火部28から他方側の第2耐火部28までの長さよりも長い。石膏ボード39のZ方向の長さは、一例として、第1耐火部26のZ方向の長さL2+L4(
図4参照)とほぼ同じ長さとされている。
【0051】
石膏ボード39は、第1耐火部26に対してY方向の屋内側から重ねられた状態で、ビス68を用いて、軽鉄下地32及び軽鉄下地33に締結されている。言い換えると、第1耐火部26は、軽鉄下地32と石膏ボード39とで挟まれ、耐火プレート34と石膏ボード39とで挟まれている。
【0052】
〔作用〕
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0053】
図1に示す耐力壁構造20では、柱13、14、15の内側面13B、14B、15Bが、第1耐火部26によって屋内側から覆われている。さらに、側面13D、15Cが、第2耐火部28によって覆われている。つまり、柱13、14、15は、Z方向から見た場合に、外壁16、第1耐火部26及び第2耐火部28により囲まれているので、耐火性を確保することができる。さらに、耐力壁構造20では、柱13、14、15全体をまとめて囲むことで、柱13、14、15を個別に囲む必要が無い。このため、ラチス材22が接合された側面13C、14C、14D、15Dにおいて、耐火材を切り欠いて設ける必要が無くなるので、施工性を向上させることができる。
【0054】
また、
図4に示す耐力壁構造20では、火災発生により温度上昇した空気が建物10のZ方向の下側から上側に向けて移動する。このため、第1耐火部26では、Z方向の下部26Bの温度に対して上部26Aの温度が上昇する。ここで、上部26Aと下部26Bとの境界部分である横目地48が、Z方向の中央線CLよりも下側に位置しているので、横目地48がZ方向の中央よりも上側に位置している構造に比べて、横目地48が高温となることが抑制される。これにより、柱13、14、15(
図1参照)の耐火性の低下を抑制することができる。
【0055】
さらに、
図3に示す耐力壁構造20では、耐火プレート34が第1耐火部26の分割された部位である縦目地46を軽鉄下地33側から覆っている。このため、第1耐火部26の縦目地46に熱によって隙間が形成され、高温の空気が柱14に向けて移動することがあっても、この高温の空気の移動を耐火プレート34が遮断する。これにより、耐火プレート34が無い構成に比べて、柱14の耐火性の低下を抑制することができる。
【0056】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【0057】
図6に示すように、耐力壁構造20において、第1耐火部26のZ方向の下端から上端まで縦目地46を形成して、横目地48(
図4参照)を形成しなくてもよい。また、
図4に示す耐力壁構造20において、縦目地46及び横目地48が形成されていなくてもよい。さらに、耐力壁構造20において、縦目地46、横目地48の数は、1つに限らず、2つ以上(複数)あってもよい。
【0058】
また、
図3に示す耐力壁構造20において、縦目地46が柱14とY方向に並ばないように、縦目地46の形成位置(分割位置)をX方向にずらして、耐火プレート34を設けなくてもよい。この場合には、縦目地46が形成された部位を、軽鉄下地33を用いてY方向の屋外側から覆えばよい。
【0059】
第1耐火部26と第2耐火部28とは、それぞれ別の部材で構成されるものに限らず、一つの部材で構成されていてもよい。また、第2耐火部28は、第1耐火部26のX方向の両端部に対して両外側の位置から外壁16に向けて延びるものに限らず、第1耐火部26のX方向の両端部における屋内側の側面から外壁16に向けて延びるものであってもよい。さらに、第2耐火部28の外壁16側の端部は、Z方向から見た場合に、X方向に沿うように屈曲されていてもよい。
【0060】
第1耐火部26、第2耐火部28及び外壁16により囲まれる柱の本数は、3本に限らず、2本又は4本以上であってもよい。
【0061】
複数の柱は、一方向に並んで配置されたものに限らない。複数の柱は、例えば、建物10の出隅部及び入隅部の少なくとも一方において、Z方向から見た場合に略L字状に並んだものであってもよい。また、複数の柱の配置に合わせて、Z方向から見た場合に第1耐火部が略L字状に形成されていてもよい。