(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】P2024073617
(43)【公開日】2024-05-29
(54)【発明の名称】壁構造および壁構造の施工方法
(51)【国際特許分類】
E04B 2/56 20060101AFI20240522BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20240522BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20240522BHJP
【FI】
E04B2/56 622J
E04B2/56 631J
E04B1/58 600A
E04B2/56 643A
E04B2/56 604F
E04H9/02 321B
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024043624
(22)【出願日】2024-03-19
(62)【分割の表示】P 2020075353の分割
【原出願日】2020-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096091
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 誠一
(72)【発明者】
【氏名】高谷 真次
(72)【発明者】
【氏名】田中 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】羽田 尚広
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 直幸
(72)【発明者】
【氏名】服部 恭典
(72)【発明者】
【氏名】二村 有則
(72)【発明者】
【氏名】久保田 淳
(72)【発明者】
【氏名】日向 大樹
(72)【発明者】
【氏名】金子 寛明
(57)【要約】
【課題】施工性に優れた壁構造および壁構造の施工方法を提供する。
【解決手段】壁構造は、柱21と梁を有するフレーム2と、フレーム2に囲まれた木質耐震壁3とを接合したものである。壁構造では、孔あき鋼板411を有し、フレーム2に固定された接合金物41を用いて木質耐震壁3とフレーム2とが接合される。木質耐震壁3は、2枚の木質板材31を板面同士が対向するように配置して形成される。フレーム2と木質耐震壁3の間には固化材43が充填され、フレーム2から2枚の木質板材31の間の空間に突出した孔あき鋼板411を介して、フレーム2と木質耐震壁3とが接合される。孔あき鋼板411は2枚の木質板材31の間に挟み込まれ、孔あき鋼板411と異なる位置で、2枚の木質板材31の間に空隙が設けられる。フレーム2の面外方向に沿って見た時に、接合金物41のフレーム2と木質耐震壁3の間の部分の全体が、固化材43によって覆われる。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した壁構造であって、
孔あき鋼板を有し、前記フレームに固定された接合金物を用いて前記壁体と前記フレームとが接合され、
前記壁体は、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成され、
前記フレームと前記壁体の間に固化材が充填され、
前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した前記孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合され、
前記孔あき鋼板が2枚の前記木質板材の間に挟み込まれ、前記孔あき鋼板と異なる位置で、2枚の前記木質板材の間に空隙が設けられ、
前記フレームの面外方向に沿って見た時に、前記接合金物の前記フレームと前記壁体の間の部分の全体が、前記固化材によって覆われたことを特徴とする壁構造。
【請求項2】
前記接合金物は、
前記フレームの前記壁体側の表面に設置されるベースプレートと、
前記ベースプレートの前記壁体側の面に固定される前記孔あき鋼板と、
を有し、
前記ベースプレートは、前記ベースプレートの前記壁体側の面が前記フレームの前記壁体側の表面と同一面となるように配置されることを特徴とする請求項1記載の壁構造。
【請求項3】
前記フレームは鉄筋コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート構造であり、
前記接合金物は、
前記フレームの前記壁体側の表面に設置されるベースプレートと、
前記ベースプレートの前記壁体側の面に固定される前記孔あき鋼板と、
前記ベースプレートの前記フレーム側の面に固定され、前記ベースプレートと反対側の端部が前記フレームのコンクリートに埋設される脚部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の壁構造。
【請求項4】
柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した壁構造であって、
前記壁体は、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成され、
前記フレームと前記壁体の間に固化材が充填され、
前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合され、
前記壁体の上下の端部が前記孔あき鋼板を介して前記フレームの上下の梁に接合され、且つ、
前記壁体の左右の端部が前記孔あき鋼板を介して前記フレームの左右の柱に接合されたことを特徴とする壁構造。
【請求項5】
柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した請求項1から請求項4のいずれかに記載の壁構造の施工方法であって、
前記壁体を、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成する工程と、
前記フレームと前記壁体の間に固化材を充填する工程と、
を有し、
前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合されることを特徴とする壁構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は壁構造および壁構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、CLT(Cross Laminated Timber)やLVL(Laminated Veneer Lumber)などの木質系の板材を鉄骨造(S造)や鉄筋コンクリート造(RC)のフレームに嵌め込み、木質耐震壁として用いる事例が増えている。
【0003】
その一例が特許文献1に開示されており、特許文献1では、鉄骨造の梁のフランジとCLTによる耐震壁とをボルトやナットを用いて連結し、梁と耐震壁を接合することが記載されている。
【0004】
このような壁構造は、施工時の低騒音、低振動および短工期、ローコストを実現し、且つコンクリートや鉄と同程度の強度を実現でき地球温暖化対策にも貢献するとして注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
CLTやLVL等の木質板材を耐震壁に利用しようとすると、工場加工可能な厚さに限度があることから、必要性能を満たす厚さの木質板材を製造できない場合がある。
【0007】
また仮に必要性能を満たす厚さの木質板材を製造できたとしても、階高が高いなどの理由で木質板材の面積が増大し、1枚の木質板材が過度に重くなると、手運びができなかったり現場での微調整が困難になったりして施工性が低下する。
【0008】
さらに、ボルトやナットを用いてフレームと木質耐震壁を接合する一般的な木質耐震壁の施工方法では、木質耐震壁の払い込みを考慮してフレームと木質耐震壁との取り合い部に大きな隙間を確保することが必要である。この隙間は応力伝達を妨げるのでモルタル等の固化材で充填しなければならず、隙間が大きいほど充填作業に手間やコストがかかり、見栄えも良くない。
【0009】
本発明は前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工性に優れた壁構造および壁構造の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前述した目的を達成するための第1の発明は、柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した壁構造であって、孔あき鋼板を有し、前記フレームに固定された接合金物を用いて前記壁体と前記フレームとが接合され、前記壁体は、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成され、前記フレームと前記壁体の間に固化材が充填され、前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した前記孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合され、前記孔あき鋼板が2枚の前記木質板材の間に挟み込まれ、前記孔あき鋼板と異なる位置で、2枚の前記木質板材の間に空隙が設けられ、前記フレームの面外方向に沿って見た時に、前記接合金物の前記フレームと前記壁体の間の部分の全体が、前記固化材によって覆われたことを特徴とする壁構造である。
【0011】
本発明では、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して木質耐震壁を形成するので、木質耐震壁を1枚の木質板材で形成する場合と比較して木質板材の板厚を薄くすることができ、工場での加工厚の制約を受けにくく、軽量であり施工もしやすい。
【0012】
しかも本発明では、フレームから突出する孔あき鋼板をフレームと木質耐震壁の接合に用いており、2枚の木質板材をフレームの面外方向から移動させて孔あき鋼板を挟むように配置すればよいので、払い込みのためにフレームと木質耐震壁の取り合い部に大きな隙間を空ける必要が無く、隙間の充填が容易で施工性も向上し、見栄えもよい。
【0013】
前記接合金物は、前記フレームの前記壁体側の表面に設置されるベースプレートと、前記ベースプレートの前記壁体側の面に固定される前記孔あき鋼板と、を有し、前記ベースプレートは、前記ベースプレートの前記壁体側の面が前記フレームの前記壁体側の表面と同一面となるように配置されることが望ましい。
【0014】
前記フレームは鉄筋コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート構造であり、前記接合金物は、前記フレームの前記壁体側の表面に設置されるベースプレートと、前記ベースプレートの前記壁体側の面に固定される前記孔あき鋼板と、前記ベースプレートの前記フレーム側の面に固定され、前記ベースプレートと反対側の端部が前記フレームのコンクリートに埋設される脚部と、を有することも望ましい。
【0015】
第2の発明は、柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した壁構造であって、前記壁体は、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成され、前記フレームと前記壁体の間に固化材が充填され、前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合され、前記壁体の上下の端部が前記孔あき鋼板を介して前記フレームの上下の梁に接合され、且つ、前記壁体の左右の端部が前記孔あき鋼板を介して前記フレームの左右の柱に接合されたことを特徴とする壁構造である。
【0016】
第3の発明は、柱と梁を有するフレームと、前記フレームに囲まれた壁体とを接合した第1または第2の発明の壁構造の施工方法であって、前記壁体を、2枚の木質板材を板面同士が対向するように配置して形成する工程と、前記フレームと前記壁体の間に固化材を充填する工程と、を有し、前記フレームから2枚の前記木質板材の間の空間に突出した孔あき鋼板を介して、前記フレームと前記壁体とが接合されることを特徴とする壁構造の施工方法である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、施工性に優れた壁構造および壁構造の施工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0020】
[第1の実施形態]
(1.壁構造1)
図1は本発明の第1の実施形態に係る壁構造1を示す図である。
図1に示すように、壁構造1は、柱21と梁22を有する枠状架構であるフレーム2と、フレーム2に囲まれた木質耐震壁3とを接合構造4によって接合したものである。
【0021】
柱21と梁22はRC造またはSRC造(鉄骨鉄筋コンクリート構造)であり、木質耐震壁3は2枚の木質板材を面外方向に重ね合わせて形成される。木質板材にはCLTやLVLなどの木質系の板材を用いることができる。CLT、LVLについては既知であり、説明を省略する。
【0022】
なお、面外方向はフレーム2に囲まれた面と直交する方向であり、
図1の紙面法線方向に対応する。これに対し、上記面と平行な方向を面内方向と呼ぶものとする。
【0023】
(2.接合構造4)
図2は接合構造4の概要を示す図である。
図2(a)は
図1の線A-Aによる断面図であり、
図2(b)は接合金物41の斜視図である。なお、
図2はフレーム2のうち柱21と木質耐震壁3とを接合する接合構造4について示したものであるが、梁22と木質耐震壁3も同様の接合構造4により接合される。
【0024】
図2の接合構造4では、接合金物41とドリフトピン42を用いて柱21と木質耐震壁3とが接合され、柱21と木質耐震壁3の隙間にモルタル等の固化材43が充填される。
【0025】
接合金物41は、孔あき鋼板411、ベースプレート413、脚部414等を有する。
【0026】
孔あき鋼板411は、孔412を有する。孔あき鋼板411は、ベースプレート413の木質耐震壁3側の面に固定され、板面(最も広い面をいう。以下同様)が面内方向となるように配置される。
【0027】
ベースプレート413は、柱21の木質耐震壁3側の表面に設置される鋼板である。脚部414は、ベースプレート413の柱21側の面に固定され、柱21のコンクリートに埋設される。脚部414にはアンカーボルトなど各種の鋼材を用いることができる。
【0028】
木質耐震壁3は、2枚の木質板材31を、板面同士が対向するように配置して形成される壁体である。前記したように、木質板材31にはCLTやLVL等を用いることができる。
【0029】
各木質板材31は貫通孔32を有する。貫通孔32は、木質板材31を面外方向(
図2(a)の上下方向に対応する)に貫通する。
【0030】
孔あき鋼板411は柱21から突出し、2枚の木質板材31の間の空間に挟み込まれる。各木質板材31は、貫通孔32の位置を孔あき鋼板411の孔412の位置に合わせて配置され、2枚の木質板材31の貫通孔32と孔あき鋼板411の孔412が面外方向に連通する。
【0031】
各貫通孔32と孔412には面外方向のドリフトピン42が挿通され、これにより2枚の木質板材31および孔あき鋼板411が一体化され、柱21と木質耐震壁3が接合される。ドリフトピン42は金属製の棒材であり、各貫通孔32と孔412の径はドリフトピン42の径と同程度である。
【0032】
孔あき鋼板411の孔412の数や配置、および接合金物41の各部の寸法は、木質耐震壁3に生じる応力に応じて設計される。例えば
図2(b)では孔412を縦2行横2列で計4個配置したが、孔412の数や配置(すなわちドリフトピン42の数や配置)が特に限定されることはない。
【0033】
図1に示すように、接合構造4は柱21や梁22の軸方向に所定の間隔をおいて複数形成されるが、その数や間隔も上記応力に応じて設計され、特に限定されない。柱21あるいは梁22のみに接合構造4を形成することも可能である。また固化材43は、フレーム2と木質耐震壁3との間の応力伝達のため、柱21の全高および梁22の全長にわたって充填される。これらは後述する実施形態においても同様である。
【0034】
壁構造1を施工する際は、
図3(a)に示すように、フレーム2の構築時に接合金物41を柱21や梁22の所定の位置に固定しておく。そして、木質耐震壁3をフレーム2で囲まれた位置に形成する。このとき、2枚の木質板材31を、
図3(b)の矢印aに示すように面外方向から移動させ、孔あき鋼板411を両木質板材31で挟み込むように配置する。
【0035】
この後、
図3(c)に示すようにドリフトピン42を2枚の木質板材31の貫通孔32および孔あき鋼板411の孔412に挿通し、フレーム2と木質耐震壁3の隙間にモルタル等の固化材43を充填する。固化材43は、木質耐震壁3の面外方向の両側から当て板(不図示)をしたうえでフレーム2と木質耐震壁3の隙間に圧入充填すればよい。
【0036】
このように、第1の実施形態では、2枚の木質板材31を板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3を形成するので、木質耐震壁3を1枚の木質板材で形成する場合と比較して木質板材31の板厚を薄くすることができ、工場での加工厚の制約を受けにくく、軽量であり施工もしやすい。
【0037】
しかも本実施形態では、フレーム2から突出する孔あき鋼板411をフレーム2と木質板材31の接合に用いており、2枚の木質板材31をフレーム2の面外方向から移動させて孔あき鋼板411を挟むように配置すればよいので、払い込みのためにフレーム2と木質耐震壁3の取り合い部に大きな隙間を空ける必要が無く、隙間の充填が容易で施工性も向上し、見栄えもよい。
【0038】
なお、第1の実施形態では柱21や梁22をRC造またはSRC造としたが、柱21や梁22の構造は特に限定されず、例えばS造、CFT造(コンクリート充填鋼管構造)、木造などとしてもよい。柱21や梁22がS造やCFT造である場合には、孔あき鋼板411を工場溶接または現場溶接によって柱21や梁22に固定することが可能である。
【0039】
以下、本発明の別の例について、第2~第7の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第1の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。
【0040】
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態の接合構造4と異なる接合構造を用いて木質耐震壁とフレーム2の接合を行う例である。
【0041】
図4は第2の実施形態に係る接合構造4aの概要を示す図である。
図4(a)は接合構造4aについて
図2(a)と同様の断面を示したものであり、
図4(b)、(c)はそれぞれ接合構造4aで用いる孔あき鋼板41a、44の斜視図である。
【0042】
接合構造4aでは、孔あき鋼板41a、44、ドリフトピン42、ボルト45を用いて柱21と木質耐震壁3aとが接合される。
【0043】
孔あき鋼板41aは柱21に埋設され、孔412aを有する一部が柱21から突出する。孔あき鋼板41aは面内方向に配置される。
【0044】
孔あき鋼板44(別の孔あき鋼板)は、木質耐震壁3aを構成する2枚の木質板材31aの間に挟み込むようにして面内方向に配置される。孔あき鋼板44は、孔441、442を有する。
【0045】
孔あき鋼板44の孔441は、第1の実施形態と同様にドリフトピン42を挿通するための孔であり、各木質板材31aの貫通孔32と連通する。これらの貫通孔32および孔441にドリフトピン42を挿通することで、2枚の木質板材31aと孔あき鋼板44が一体化する。
【0046】
各木質板材31aの柱21側の端部には、L字状の欠き込み33が形成され、2枚の木質板材31aを板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3aを形成した時に、両木質板材31aの欠き込み33により木質耐震壁3aの柱21側の端部に凹部が形成される。
【0047】
前記した孔あき鋼板41aの孔412aを有する一部はこの凹部(2枚の木質板材31aの間の空間)に突出し、孔あき鋼板44の孔442を有する一部も、木質板材31aの間から上記凹部に突出する。
【0048】
孔あき鋼板41a、44は、孔412a、442の位置を合わせ、面外方向(
図4(a)の上下方向に対応する)に重なるように配置される。これらの孔412a、442には面外方向のボルト45が挿通される。孔412a、412の径はボルト45よりも十分大きく、ボルト45の挿入が容易となっている。
【0049】
木質耐震壁3aを構成する一方の木質板材31aの柱21側の端部にも、ボルト45を挿通するための貫通孔34が面外方向に設けられる。貫通孔34の径はボルト45より大きく、木質板材31aの貫通孔34から通したボルト45の先端が、凹部において孔あき鋼板41a、44の孔412a、442に挿通される。
【0050】
上記の凹部も含め、柱21と木質耐震壁3aの隙間には、モルタル等の固化材43が充填される。固化材43は孔あき鋼板41a、44の孔412a、442にも充填され、これにより孔あき鋼板41a、44の間で固化材43を介したせん断力の伝達が可能になり、柱21と木質耐震壁3aが一体化される。
【0051】
また、孔あき鋼板41a、44の孔412a、442にボルト45が挿通されることでせん断耐力が大きくなり、より大きなせん断力の伝達を可能にして柱21と木質耐震壁3aの一体性が向上する。
【0052】
なお、
図4(b)、(c)の例では各孔あき鋼板41a、44の孔412a、442が縦に2個配置されているが、各孔あき鋼板41a、44における孔412a、442の数や配置は木質耐震壁3に生じる応力に応じて設計され、特に限定されることはない。これは孔あき鋼板44の孔441などについても同様である。
【0053】
また
図4(a)の例では面内方向の孔あき鋼板41aを1枚設置しているが、面内方向の孔あき鋼板41aを、面外方向に間隔を空けて複数枚設置することも可能である。さらに、ボルト45に代えてその他の棒材、例えばドリフトピンや鉄筋等を用いることも可能であり、ボルト45を省略することも可能である。
【0054】
この第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様、施工性に優れた壁構造を提供できる。第2の実施形態では、孔あき鋼板41a、44を、せん断力を伝達する孔あき鋼板ジベルとして機能させ、孔あき鋼板41a、44の間で固化材43を介してせん断力を伝達することで簡易な構成によりフレーム2と木質耐震壁3とを一体化できる。また孔あき鋼板41a、44の孔412a、442は適宜大きく設計できるため、孔あき鋼板41a、44同士の位置ずれも吸収しやすい。
【0055】
一方、第1の実施形態では、2枚の木質板材31の貫通孔32と孔あき鋼板411の孔412にドリフトピン42を挿通してフレーム2と木質耐震壁3を接合するので、木質耐震壁3の小口面(フレーム2側の面)に欠き込み33等の特別な加工を施す必要がなく、簡易でありながら意匠性に優れた納まりを実現できるという利点がある。
【0056】
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、第1、第2の実施形態の接合構造4、4aと異なる接合構造を用いて木質耐震壁とフレーム2の接合を行う例である。
【0057】
図5は第3の実施形態に係る接合構造4bの概要を示す図である。
図5(a)は接合構造4bについて
図2(a)と同様の断面を示したものであり、
図5(b)は
図5(a)の線B-Bによる断面を示したものである。また、
図5(c)は接合構造4bで用いる接合金物41b、46、ボルト47を示す斜視図である。
【0058】
接合構造4bでは、接合金物41b、46、ドリフトピン42、ボルト47を用いて柱21と木質耐震壁3bが接合される。
【0059】
接合金物41bは、孔あき鋼板411b、ベースプレート413、脚部414等を有する。ベースプレート413、脚部414については第1の実施形態と同様であるが、孔あき鋼板411bは第1の実施形態とは異なり、板面が面外方向に沿って水平となるようにベースプレート413の木質耐震壁3b側の面に固定される。また孔あき鋼板411bは孔415を有する。
【0060】
接合金物46は、孔あき鋼板461、462を十字状に組み合わせたものである。すなわち、孔あき鋼板461は板面が面内方向となるように配置され、孔あき鋼板462は、孔あき鋼板461と十字状に直交するように、板面が面外方向に沿って水平となるように配置される。
【0061】
孔あき鋼板461は、孔463を有する。また、孔あき鋼板462の一部は孔あき鋼板461から柱21側に突出し、当該一部には孔464が設けられる。
【0062】
図5(b)に示すように、接合金物46は木質耐震壁3bを構成する2枚の木質板材31bの間に挟み込むようにして配置される。各木質板材31bは、孔あき鋼板462を挿入するための溝35を有する。
【0063】
孔あき鋼板461の孔463は、第1の実施形態と同様にドリフトピン42を挿通するための孔であり、各木質板材31bの貫通孔32と連通する。これらの貫通孔32および孔463にドリフトピン42を挿通することで、2枚の木質板材31bと接合金物46が一体化する。
【0064】
また第2の実施形態と同様、各木質板材31bの柱21側の端部にはL字状の欠き込み33が形成され、2枚の木質板材31bを板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3bを形成した時に、両木質板材31bの欠き込み33により木質耐震壁3bの柱21側の端部に凹部が形成される。
【0065】
前記した孔あき鋼板411bはこの凹部(2枚の木質板材31bの間の空間)に突出し、孔あき鋼板462の孔464を有する一部も、木質板材31bの間から上記凹部に突出する。
【0066】
孔あき鋼板411b、462は、孔415、464の位置を合わせ、柱21の軸方向(
図5(a)の紙面法線方向に対応する)に重なるように配置される。これらの孔415、464には柱21の軸方向のボルト47が挿通される。孔415、464の径はボルト47よりも十分大きく、ボルト47の挿入が容易となっている。
【0067】
上記の凹部も含め、柱21と木質耐震壁3bの隙間には、モルタル等の固化材43が充填される。固化材43は孔あき鋼板411b、462の孔415、464にも充填され、これにより孔あき鋼板411b、462の間で固化材43を介したせん断力の伝達が可能になり、柱21と木質耐震壁3bが一体化される。
【0068】
また、孔あき鋼板411b、462の孔415、464にボルト47が挿通されることでせん断耐力が大きくなり、より大きなせん断力の伝達を可能にして柱21と木質耐震壁3bの一体性が向上する。
【0069】
なお、接合金物41b、46では孔あき鋼板411b、462が柱21の軸方向に複数枚(
図5(a)~(c)の例では2枚)配置され、孔415、464が一枚の孔あき鋼板411b、462当たり1個設けられるが、孔あき鋼板411b、462の枚数、接合金物41b、46の各部の寸法、一枚の孔あき鋼板411b、462当たりの孔415、464の数、孔415、464の配置などは木質耐震壁3bに生じる応力に応じて設計され、特に限定されることはない。これは孔あき鋼板461の孔463などについても同様である。またボルト47に代えてその他の棒材、例えば鉄筋等を用いることも可能であり、ボルト47を省略することも可能である。
【0070】
この第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様、施工性に優れた壁構造を提供できる。また第3の実施形態では、孔あき鋼板411b、462が面外方向に動こうとする場合に柱21の全高さ分(あるいは梁22の全長分)の厚さの固化材43が抵抗し、面外方向に割れようとする応力をおさえるため、強い拘束効果を得ることができ、接合構造4bの耐力向上が期待できる。
【0071】
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、第1~第3の実施形態の接合構造4、4a、4bと異なる接合構造を用いて木質耐震壁とフレーム2の接合を行う例である。
図6は第4の実施形態に係る接合構造4cの概要を示す図である。
図6(a)は接合構造4cについて
図2(a)と同様の断面を示したものである。
図6(b)は接合構造4cで用いる接合金物41cの斜視図であり、
図6(c)は木質板材31cの欠き込み33を示す斜視断面図である。
【0072】
接合構造4cでは、接合金物41cを用いて柱21と木質耐震壁3cが接合される。
【0073】
接合金物41cは、孔あき鋼板411c、ベースプレート413、脚部414等を有する。ベースプレート413、脚部414については第1の実施形態と同様である。孔あき鋼板411cは板面が面内方向となるようにベースプレート413の木質耐震壁3c側の面に固定され、固化材43を充填するための孔416が設けられる。
【0074】
木質耐震壁3cは、2枚の木質板材31cを板面同士が対向するように配置して構成されたものであり、第2の実施形態と同様、柱21側の端部に、各木質板材31cのL字状の欠き込み33によって形成された凹部を有する。これらの欠き込み33の面内方向に沿った面には、
図5(c)に示すように複数の窪み331が設けられる。
【0075】
前記した孔あき鋼板411cはこの凹部(2枚の木質板材31cの間の空間)に突出し、当該凹部も含め、柱21と木質耐震壁3cの隙間にはモルタル等の固化材43が充填される。上記の窪み331により固化材43と木質耐震壁3cの一体性が向上し、孔あき鋼板411cの孔416に固化材43が充填されることで、孔あき鋼板411cと木質耐震壁3cの間で固化材43を介したせん断力の伝達が可能になり、柱21と木質耐震壁3cが一体化される。
【0076】
なお、
図6(b)、(c)の例では接合金物41cにおいて孔あき鋼板411cが一枚設けられ、孔あき鋼板411cの孔416が横2列縦5行の計10個配置されているが、孔あき鋼板411cの枚数や接合金物41cの各部の寸法、孔あき鋼板411cにおける孔416の数や配置は木質耐震壁3cに生じる応力に応じて設計され、特に限定されることはない。これは木質板材31cの窪み331などについても同様である。
【0077】
また本実施形態では、2枚の木質板材31cが、ボルト61(棒材)とナット62を用いて締結され、板面同士が接するように配置される。ボルト61は頭付きボルトであり、各木質板材31cにはボルト61の軸部を通すための貫通孔36が設けられる。貫通孔36は各木質板材31cを面外方向に貫通し、各木質板材31cの外面で拡径して凹部361を形成する。一方の木質板材31cの貫通孔36にボルト61の軸部を挿入し、他方の木質板材31cから突出する当該軸部の先端にナット62を締め込むことで、2枚の木質板材31cが締結される。上記の凹部361には、ボルト61の頭部またはナット62が収容される。
【0078】
なお、ボルト61やナット62を省略し、他の手段により木質板材31cを保持して木質耐震壁3cを構成することも可能である。例えば木質耐震壁3cの面外方向の両側でアングルピース等の保持具をフレーム2に後付けし、これにより2枚の木質板材31cを面外方向に離れないように保持して木質耐震壁3cを構成することが可能である。
【0079】
この第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様、施工性に優れた壁構造を提供できる。また第4の実施形態では、孔あき鋼板411cを孔あき鋼板ジベルとして機能させて簡易な構成によりフレーム2と木質耐震壁3cを接合でき、また第1の実施形態のように孔あき鋼板411cにドリフトピン等の棒材を挿通して2枚の木質板材31cと孔あき鋼板411cを一体化する必要もないので施工が容易である。
【0080】
[第5の実施形態]
図7(a)は本発明の第5の実施形態に係る壁構造1aを示す図である。壁構造1aでは、複数の木質耐震壁3がフレーム2に囲まれるように配置される。これら複数の木質耐震壁3はフレーム2の面内において水平方向に並べて配置され、隣り合う木質耐震壁3同士が接合構造5によって接合される。各木質耐震壁3とフレーム2は第1の実施形態の接合構造4によって接合されるが、第2~第4の実施形態の接合構造4a~4cによって接合されていてもよい。
【0081】
図8(a)、(b)は接合構造5の概要を示す図である。
図8(a)は
図7(a)の線C-Cによる断面図、
図8(b)は接合構造5で用いる間柱51の斜視図である。
【0082】
接合構造5では、間柱51を用いて隣り合う2つの木質耐震壁3が接合される。間柱51は断面矩形状の鋼管であり、面内方向の面に孔511が設けられる。間柱51は木質耐震壁3と略同等の高さであり、上下の梁22と接する上下端をプレート512によって閉塞することで、遮煙性、遮炎性が確保される。
【0083】
木質耐震壁3を構成する2枚の木質板材31の間柱51側の端部には、L字状の欠き込み37が形成され、2枚の木質板材31を板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3を形成した時に、両木質板材31の欠き込み37により木質耐震壁3の間柱51側の端部に凹部が形成される。
【0084】
本実施形態では、隣り合う木質耐震壁3の上記凹部により、木質耐震壁3の間に間柱51を配置するための空間が形成され、各木質板材31の欠き込み37の面外方向(
図8(a)の上下方向に対応する)の面371が、間柱51の面外方向の面と面接触する。なお、隣り合う木質耐震壁3は、対向する先端同士の間に若干の隙間を空けて配置される。
【0085】
間柱51の孔511は、ドリフトピン52を挿通するためのものである。各木質耐震壁3を構成する2枚の木質板材31の間柱51側の端部にも、ドリフトピン52を通すための面外方向の貫通孔38が設けられる。木質板材31の貫通孔38と間柱51の孔511の位置は対応しており、ドリフトピン52を2枚の木質板材31の貫通孔38および間柱51の孔511に挿通し、2枚の木質板材31と間柱51を貫通するように設けることで、木質耐震壁3を構成する2枚の木質板材31と間柱51が一体化し、隣り合う木質耐震壁3同士が間柱51を介して一体化する。
【0086】
ここで、壁構造1aでは、隣り合う木質耐震壁3が1つの木質耐震壁のように挙動することが求められるが、仮に
図8(c)の接合構造5’に示すように間柱51の代わりに孔あき鋼板51’を用いると、木質耐震壁3にせん断力が加わった時に木質耐震壁3と孔あき鋼板51’の接合部でガタツキが発生する。これは、孔あき鋼板51’の孔511とドリフトピン52との間に施工上の理由で1~2mm程度の隙間が生じるためである。
【0087】
一方、本実施形態では、前記したように木質耐震壁3と間柱51とを面接触させるので、壁構造1aにせん断力が加わった時に、
図8(a)の符号pで示す接触面の支圧(面圧)によりせん断変形初期の接合部のガタツキを最小限にすることができ、せん断力が加わったときに初期剛性と耐力を同時に確保することができる。
【0088】
また、孔あき鋼板51’を用いて木質耐震壁3の接合を行う
図8(c)の場合、せん断力発生時のドリフトピン52の降伏ヒンジが3箇所(
図8(c)の符号b参照)となるが、本実施形態では、
図8(a)に示すようにドリフトピン52が間柱51の離隔した一対の面を貫通するため、降伏ヒンジが4箇所(
図8(a)の符号b参照)に分散して形成され、ドリフトピン1本当たりの耐力向上を見込むことができる。
【0089】
なお、間柱51に用いる鋼管の厚さ(面外方向の長さ)は、例えば、木質耐震壁3の厚さの1/3~1/4、鋼管の板厚は9~12mm程度とすることが可能だが、鋼管の寸法、板厚、断面形状、孔511の数や配置などは木質耐震壁3に生じる応力により設計され、特に限定されない。また、
図7(b)の壁構造1a’に示すように3枚以上の木質耐震壁3をフレーム2の面内で水平方向に並べて配置してもよく、この場合、両端部以外の木質耐震壁3は、水平方向の両側において接合構造5により木質耐震壁3と接続される。
【0090】
[第6の実施形態]
第6の実施形態は、第5の実施形態の接合構造5と異なる接合構造を用いて木質耐震壁同士の接合を行う例である。
図9は第6の実施形態に係る接合構造5aの概要を示す図である。
図9(a)は接合構造5aについて
図8(a)と同様の断面を示したものであり、
図9(b)は
図9(a)の線D-Dによる断面を示したものである。なお、本実施形態でも各木質耐震壁3とフレーム2とが第1の実施形態の接合構造4によって接合されるものとする。
【0091】
接合構造5aでは、木製の間柱53を用いて隣り合う2つの木質耐震壁3が接合される。
【0092】
間柱53はクランク軸状の形状を有する。すなわち、間柱53には鉛直方向において複数の突出部531が形成され、各突出部531が、各木質耐震壁3側に向けて交互に突出する。
【0093】
木質板材31の欠き込み37の面外方向(
図9(a)の上下方向に対応する)の面371は、
図9(b)に示すように、上記した間柱53の形状に対応して鉛直方向に沿って凹凸状に形成され、間柱53の面外方向の面と面接触する。
【0094】
なお間柱53の突出部531の数、寸法等は木質耐震壁3に生じる応力に応じて設計され、特に限定されることはない。また間柱53は木製に限らず鋼管等で製造してもよいが、木製とすれば加工が容易であり、木質耐震壁3の間の空間に配置する際に現場でカンナで削って簡単に形状を調整することができる。
【0095】
本実施形態でも、第5の実施形態と同様、木質耐震壁3と間柱53と面接触させるので、
図9(a)の符号pで示す接触面の支圧(面圧)によりせん断変形初期の接合部のガタツキを最小限にすることができる。また本実施形態では間柱53の凹凸により木質耐震壁3と間柱53の間でせん断力を伝達し、間柱53の両側の木質耐震壁3を一体化できるため、第5の実施形態のような木質耐震壁3と間柱53とのドリフトピン52を用いた接合を省略することができる。ただし第5の実施形態と同様に予め間柱53と木質板材31とに孔を形成しておいてドリフトピン52による接合を行うことは可能である。
【0096】
[第7の実施形態]
第7の実施形態は、第5、第6の実施形態の接合構造5、5aと異なる接合構造を用いて木質耐震壁同士の接合を行う例である。
図10(a)は第7の実施形態に係る接合構造5bの概要を示す図であり、接合構造5bについて
図8(a)と同様の断面を示したものである。なお、本実施形態では各木質耐震壁3cとフレーム2とが、例えば第4の実施形態の接合構造4cによって接合される。
【0097】
接合構造5bでは、接着材54を用いて隣り合う2つの木質耐震壁3cが接合される。
【0098】
木質耐震壁3cは、第4の実施形態で説明したように、2枚の木質板材31cの板面同士を接触させ、これらの木質板材31cをボルト61とナット62を用いて締結することで構成される。前記したように、ボルト61やナット62を省略し、フレーム2にアングルピース等を後付けして木質板材31cを面外方向に離れないように保持させることも可能である。
【0099】
本実施形態では、隣り合う木質耐震壁3cのうち一方の木質耐震壁3cにおいて、木質板材31cの他方の木質耐震壁3c側の端部にL字状の欠き込み39が設けられる。そして、2枚の木質板材31cを板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3cを形成した時に、両木質板材31cの欠き込み39により、上記一方の木質耐震壁3cの他方の木質耐震壁3c側の端部に凹部が形成される。
【0100】
他方の木質耐震壁3cの上記一方の木質耐震壁3c側の端部には、上記凹部に対応する凸部が形成される。他方の木質耐震壁3cでは、木質板材31cの上記一方の木質耐震壁3c側の端部に突片40が設けられており、上記の凸部は、2枚の木質板材31cを板面同士が対向するように配置して木質耐震壁3cを形成した時に、両木質板材31cの突片40同士を重ね合わせることで形成される。
【0101】
接合構造5bでは、一方の木質耐震壁3cの凹部に、他方の木質耐震壁3cの凸部が挿入される。そして、凹部と凸部の面内方向の面同士が、接着材54によって接着される。凹部と凸部の寸法等は木質耐震壁3cに生じる応力に応じて設計され、特に限定されることはない。
【0102】
この第7の実施形態によれば、隣り合う2つの木質耐震壁3を部材数の少ない簡易な機構で接合することができる。そのため施工性が高い。
【0103】
なお本実施形態では、各木質耐震壁3cが2枚の木質板材31cの板面同士を接触させて形成されるが、
図10(b)に示すように、2枚の木質板材31cの板面同士が間隔を空けて配置されていてもよい。この場合、2枚の木質板材31cの間に板状のフィラー7を配置することにより、接着材54を用いた接合箇所にボルト61およびナット62の締め付けによる圧力を確実に加えることができ、フレーム2との接合に第1~第3の実施形態の接合構造4~4bを適用することもできる。フィラー7は、少なくともボルト61の近傍と上記接合箇所に配置される。
【0104】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る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。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、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。
【符号の説明】
【0105】
1、1a、1a’:壁構造
2:フレーム
3、3a、3b、3c:木質耐震壁
4、4a、4b、4c、5、5’、5a、5b:接合構造
7:フィラー
21:柱
22:梁
31、31a、31b、31c:木質板材
32、34、36、38:貫通孔
412、412a、415、416、441、442、463、464、511:孔
33、37、39:欠き込み
35:溝
40:突片
41、41b、41c、46:接合金物
41a、44、411、411b、411c、461、462:孔あき鋼板
42、52:ドリフトピン
43:固化材
45、47、61:ボルト
51、53:間柱
54:接着材
62:ナット
531:突出部