特開 2024-115095 連層耐力壁構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115095

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】連層耐力壁構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20240819BHJP

   E04B 2/56 20060101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 321E

E04B2/56 631D

E04B2/56 631J

E04B2/56 611D

E04B2/56 604F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020573

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 陽輔

(72)【発明者】

【氏名】貞広 修

(72)【発明者】

【氏名】木村 誠

【テーマコード（参考）】

2E002

2E139

【Ｆターム（参考）】

2E002FA04

2E002FB07

2E002JA01

2E002JA02

2E002JB02

2E002MA12

2E139AA01

2E139AC40

2E139AD03

(57)【要約】

【課題】木質耐力壁の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現するための連層耐力壁構造を提供する。
【解決手段】上層の木質耐力壁１２と、下層の木質耐力壁１４と、前記上層の木質耐力壁１２の下端と、前記下層の木質耐力壁１４の上端との間に設けられる梁型の境界部材１６とを備えた連層耐力壁構造１０であって、前記境界部材１６は、鉄骨部材３０を内蔵するコンクリート２４からなり、前記上層の木質耐力壁１２は、前記鉄骨部材１６に接合して前記境界部材１６から上方に突出したアンカーボルト２２に固定され、前記下層の木質耐力壁１４は、前記鉄骨部材３０に接合して前記境界部材１６から下方に突出したアンカーボルトに固定されるようにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上層の木質耐力壁と、下層の木質耐力壁と、前記上層の木質耐力壁の下端と、前記下層の木質耐力壁の上端との間に設けられる梁型の境界部材とを備えた連層耐力壁構造であって、
前記境界部材は、鉄骨部材を内蔵するコンクリートからなり、
前記上層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から上方に突出したアンカーボルトに固定され、
前記下層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から下方に突出したアンカーボルトに固定されることを特徴とする連層耐力壁構造。

【請求項2】

前記鉄骨部材は、水平面を有する型鋼であることを特徴とする請求項１に記載の連層耐力壁構造。

【請求項3】

前記アンカーボルトは、前記鉄骨部材に対して機械的に接合していることを特徴とする請求項１または２に記載の連層耐力壁構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、木質耐力壁を用いた連層耐力壁構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ：直交集成板）をパネルとして、床、壁、屋根などに使用して建築物を構築するＣＬＴパネル工法が知られている（例えば、特許文献１、２、非特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１０１０５２号公報

【特許文献2】特開２０１９－１６７７６６号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「ＣＬＴを用いた建築物の設計施工マニュアル ２０２１年構造・材料増補版」、公益財団法人日本住宅・木材技術センター

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＣＬＴパネル工法では基本的に、地震時の壁パネル（木質耐力壁）の転倒による圧縮／引張力を上層から下層に円滑に伝達するため、上層と下層の壁パネルの平面配置を合わせる必要がある（非特許文献１を参照）。すなわち、上階と下階の壁パネルの両側部がそれぞれ同一鉛直線上に位置するように配置する必要がある。図３（ａ）、（ｂ）に、上下の壁パネル１の両側部がそれぞれ同一鉛直線上に位置する例を示す。図３（ｃ）、（ｄ）に、上下の壁パネル１の両側部がそれぞれ同一鉛直線上に位置しない例を示す。なお、符号２は床パネル（または梁部材）である。

【0006】

また、中高層建物や低層建物でも上層の階高が高い場合には、前述の壁パネルの圧縮／引張力が大きくなるため、床パネルの面外方向のめり込みの影響を少なくする措置（例えば、床パネルにめり込み防止の金物を設けたり、鉄骨梁や鉄筋コンクリート部材を併用する等の措置）が必要となる。

【0007】

これらの制約により、従来のＣＬＴパネル工法では、上層に比較的大空間・高階高となる部屋を組み合わせた建築計画を成立させることが難しいという問題があった。

【0008】

また、従来のＣＬＴパネル工法では、壁パネルの上下に引張用金物を設けるが、この引張用金物に引きボルト式接合構造を採用した場合、コンクリート躯体から上方に大きく突出させる上層の壁パネル用のアンカーボルトを如何に精度良く保持したまま、躯体のコンクリート打設を行うことができるかが施工上の大きな問題となっていた。

【0009】

以上のような問題を解決するための工法として、本発明者らは、ＣＬＴパネル工法をベースとして、床パネルと鉄筋コンクリート（ＲＣ）造床スラブを併用する工法を検討した。この工法において、市松状その他のデザイン要件により、上下層の壁パネルの平面的な位置が異なるような構造の建築物を実現するための技術が求められていた。

【0010】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、木質耐力壁の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現するための連層耐力壁構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る連層耐力壁構造は、上層の木質耐力壁と、下層の木質耐力壁と、前記上層の木質耐力壁の下端と、前記下層の木質耐力壁の上端との間に設けられる梁型の境界部材とを備えた連層耐力壁構造であって、前記境界部材は、鉄骨部材を内蔵するコンクリートからなり、前記上層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から上方に突出したアンカーボルトに固定され、前記下層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から下方に突出したアンカーボルトに固定されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造は、上述した発明において、前記鉄骨部材は、水平面を有する型鋼であることを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造は、上述した発明において、前記アンカーボルトは、前記鉄骨部材に対して機械的に接合していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る連層耐力壁構造によれば、上層の木質耐力壁と、下層の木質耐力壁と、前記上層の木質耐力壁の下端と、前記下層の木質耐力壁の上端との間に設けられる梁型の境界部材とを備えた連層耐力壁構造であって、前記境界部材は、鉄骨部材を内蔵するコンクリートからなり、前記上層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から上方に突出したアンカーボルトに固定され、前記下層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から下方に突出したアンカーボルトに固定されるので、木質耐力壁の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現することができるという効果を奏する。

【0015】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造によれば、前記鉄骨部材は、水平面を有する型鋼であるので、型鋼の水平面の部分をアンカーボルト用の定着板として利用することができるという効果を奏する。

【0016】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造によれば、前記アンカーボルトは、前記鉄骨部材に対して機械的に接合しているので、鉄骨部材そのものをアンカーボルト用の定着板として利用し、応力分散に寄与させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明に係る連層耐力壁構造の実施の形態を示す側断面図である。

【図2】図２は、鉄骨部材に仮固定されたアンカーボルトの設置状況を示す概略斜視図である。

【図3】図３は、上層と下層の壁パネルの配置例を示す正面断面図である（出典：非特許文献１）。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明に係る連層耐力壁構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0019】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る連層耐力壁構造１０は、複数層の建築物の上層（２階）に配置される壁パネル１２（上層の木質耐力壁）と、下層（１階）に配置される壁パネル１４（下層の木質耐力壁）と、壁パネル１２の下端と、壁パネル１４の上端との間の境界部分に設けられる境界部材１６とを備える。この連層耐力壁構造１０は、ＣＬＴパネル工法をベースとして、床パネル１８とその上のＲＣ造床スラブ２０を併用する工法において、市松状その他のデザイン要件により、上下層の壁パネル１２、１４の配置が平面的に一致しない場合に適用される。本実施の形態では、壁パネル１２の両側部と、壁パネル１４の両側部は、それぞれ同一鉛直線上に位置していない。

【0020】

壁パネル１２、１４は、ＣＬＴパネルである。本実施の形態では、スギ等の樹種からなる厚み２００ｍｍ程度のＣＬＴパネルを想定している。上層の壁パネル１２は、境界部材１６から上方に突出した複数本のアンカーボルト２２に固定される。下層の壁パネル１４は、境界部材１６から下方に突出した図示しない複数本のアンカーボルトに固定される。

【0021】

境界部材１６は、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の大梁（梁型）であり、床パネル１８およびＲＣ造床スラブ２０の側端側に設けられる。この境界部材１６は、矩形断面のコンクリート２４の内部に鉄筋（主筋２６および帯筋２８）と鉄骨部材３０を内蔵する。本実施の形態では、鉄骨部材３０として溝形鋼３２を用いている。溝形鋼３２は、境界部材１６の断面の略中央に設けられ、梁軸方向（図１の奥行方向）に延びている。溝形鋼３２の上フランジ３４は上側に水平に配置され、下フランジ３６は下側に水平に配置される。上下フランジ３４、３６とウェブ３８に囲まれた凹状の部分には、鉛直板状のリブ４０が溶接されている。リブ４０は、溝形鋼３２の凹部から側方に張り出した張出部４２を有しており、張出部４２の下縁には、水平板状の内蔵鋼材４４の上面が溶接されている。

【0022】

図２は、境界部材１６のコンクリートを打設する前の状況を示している。内蔵鋼材４４および溝形鋼３２は、図示しないコンクリート用型枠に仮固定されている。この図に示すように、内蔵鋼材４４は、梁軸方向に所定の間隔をあけて複数設けられる。リブ４０は、内蔵鋼材４４の梁軸方向の両端側に設けられる。内蔵鋼材４４には、上下方向に貫通する穴が設けられており、この穴には上層の壁パネル１２を固定するためのアンカーボルト２２の下端側が通されている。アンカーボルト２２の下端側には、内蔵鋼材４４を挟んで上下にナット４６が螺合している。アンカーボルト２２はナット４６を介して内蔵鋼材４４に固定される。なお、下層の壁パネル１４を固定するためのアンカーボルトについては、この構造を上下逆にした構造であるので、詳細な説明を省略する。

【0023】

地震時の壁パネルの転倒により生じる上層の壁パネル１２と下層の壁パネル１４からの圧縮力（支圧反力）と引張力（アンカーボルトの定着部反力）による力のつり合いをとるために、境界部材１６には相応の曲げせん断強度が必要となる。ＲＣ造梁としてせん断性能が不足する場合に、境界部材１６の内部に鉄骨部材３０を設けてＳＲＣ造の梁とすることで梁せいを小さくすることができる。低層建物を計画する場合であれば、境界部材１６の梁せいは扁平形状で３００ｍｍ程度、内蔵する鉄骨部材３０は溝形鋼程度の比較的軽量な部材で所要の性能を確保できる。なお、内蔵する鉄骨部材３０については、溝形鋼３２の他、後述する定着板としての性能をも担保するため水平面を有する形鋼（例えば、Ｈ形鋼）であって、コンクリート充填性を担保できる範囲の幅細断面であれば他の断面でも代用可能である。

【0024】

上層・下層の壁パネル１２、１４を境界部材１６に固定するためのアンカーボルト２２を、内蔵鋼材４４にナット４６等を介して機械的に直接接合することにより、アンカーボルトセットとして従来使用されることが多い定着板に替わって内蔵鋼材４４そのものを定着板として利用し、応力分散に寄与させることができる。また、境界部材１６の梁せいが小さく壁パネル１２、１４のアンカーボルト２２を境界部材１６に固定するために十分な長さ（定着長）を確保できない場合にその効果が大きい。

【0025】

ＣＬＴパネル工法では、壁パネル一枚あたりに引きボルト接合用のアンカーの他、せん断金物用のアンカーが必要となるため、アンカーボルト本数は膨大である。特に引きボルト接合用のアンカーは、地震時に建物として十分な靭性を確保するため、アンカーボルト自身の軸変形を担保するための所要の長さを確保することが必要となる。そのため、定着長が短い（境界部材の梁せいが小さい）場合には、図１に示すように、壁パネル１２、１４上下端面にアンカーボルト径より数ｍｍ程度大きい上下方向の穴４８を開けた上でこの部分にアンカーボルト２２を通し、このアンカーボルト２２用の穴４８とは別に壁パネル１２、１４を水平に貫通する穴５０を設け、この穴５０の部分に定着板５２を介してアンカーボルト２２の端部を支圧定着させる。なお、上層の壁パネル１２の下端面は、無収縮モルタル５４を介して境界部材１６の上端面に配置する。また、下層の壁パネル１４の上端面は、木質の板材（ＣＬＴパネルなど）１８Ａを介して境界部材１６の下端面に配置する。

【0026】

本実施の形態によれば、境界部材１６を介して上層の壁パネル１２から下層の壁パネル１４まで地震力を伝達可能である。これにより、壁パネル１２、１４の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現することができ、各階の用途構成や外観デザインに応じた自由度の高い壁パネルの配置が可能となる。また、境界部材１６から突出したアンカーボルト２２を、境界部材１６のコンクリート用型枠に仮固定された内蔵鋼材４４を定規代わりとして留め付けることで、アンカーボルト２２の通り・レベルを保持しながら境界部材１６のコンクリート打設を行うことができる。ただし、アンカーボルト２２を内蔵鋼材４４のレベルのみで支保することはできないため、別途、倒れ防止としてコンクリート用型枠からアンカーボルト２２を斜め方向に支保させることが望ましい。

【0027】

また、ビス留め、釘打ち等の簡易な接合の組合せにより、負圧力を含めた荷重に対して十分な面外剛性が期待できる。従来のＣＬＴパネル工法と比較して、スパンの大きな建築空間を実現可能である。また、束壁内に斜材等を組み込むことによって、準耐火建築物建築物としての燃えしろ設計が可能である。

【0028】

以上説明したように、本発明に係る連層耐力壁構造によれば、上層の木質耐力壁と、下層の木質耐力壁と、前記上層の木質耐力壁の下端と、前記下層の木質耐力壁の上端との間に設けられる梁型の境界部材とを備えた連層耐力壁構造であって、前記境界部材は、鉄骨部材を内蔵するコンクリートからなり、前記上層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から上方に突出したアンカーボルトに固定され、前記下層の木質耐力壁は、前記鉄骨部材に接合して前記境界部材から下方に突出したアンカーボルトに固定されるので、木質耐力壁の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現することができる。

【0029】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造によれば、前記鉄骨部材は、水平面を有する型鋼であるので、型鋼の水平面の部分をアンカーボルト用の定着板として利用することができる。

【0030】

また、本発明に係る他の連層耐力壁構造によれば、前記アンカーボルトは、前記鉄骨部材に対して機械的に接合しているので、鉄骨部材そのものをアンカーボルト用の定着板として利用し、応力分散に寄与させることができる。

【0031】

なお、２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として「持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）」がある。本実施の形態に係る連層耐力壁構造は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「１３．気候変動に具体的な対策を」の目標などの達成に貢献し得る。

【産業上の利用可能性】

【0032】

以上のように、本発明に係る連層耐力壁構造は、木質耐力壁を用いた階層建築物に有用であり、特に、木質耐力壁の平面的な位置が上下層で異なるような建築物を実現するのに適している。

【符号の説明】

【0033】

１０ 連層耐力壁構造
１２ 壁パネル（上層の木質耐力壁）
１４ 壁パネル（下層の木質耐力壁）
１６ 境界部材
１８ 床パネル
１８Ａ 板材
２０ 床スラブ
２２ アンカーボルト
２４ コンクリート
２６ 主筋
２８ 帯筋
３０ 鉄骨部材
３２ 溝形鋼
３４ 上フランジ
３６ 下フランジ
３８ ウェブ
４０ リブ
４２ 張出部
４４ 内蔵鋼材
４６ ナット
４８，５０ 穴
５２ 定着板
５４ 無収縮モルタル

【図1】

【図2】

【図3】