特許 7368727 壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-17

(45)【発行日】2023-10-25

(54)【発明の名称】壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E04C 2/38 20060101AFI20231018BHJP

   E04B 2/56 20060101ALI20231018BHJP

   E04C 2/32 20060101ALI20231018BHJP

   E04H 5/02 20060101ALI20231018BHJP

【ＦＩ】

E04C2/38 C

E04B2/56 605E

E04B2/56 622J

E04B2/56 602M

E04C2/32 G

E04H5/02 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020006361

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021113434

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 藤一郎

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 恭士

【審査官】土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２３５８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０４４２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０３２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９０６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実用新案登録第２５９５４５３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２０１１－０３２６７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｃ ２／００ － ２／５４

Ｅ０４Ｂ ２／５６

Ｅ０４Ｈ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建屋の鉄骨の壁面に接合される横方向の長さで少なくとも１０ｍ以上の大型な壁パネルであって、
間隔をあけて対向して配置された一対の縦枠材、及び該一対の縦枠材の上端同士と下端同士を接続する横枠材によって矩形状に枠組みされた枠体と、
前記枠体の片面に該枠体の開口を塞ぐようにして接合され、山部と谷部が配列された波形状の薄板鋼板と、を備え、
前記縦枠材及び横枠材の延在方向に沿う接合間隔は、前記枠体に対して前記波形状の薄板鋼板を波幅のピッチで接合するための接合部材の間隔であって、（１）式～（３）式を満足する範囲であることを特徴とする壁パネル。

【数1】

【請求項2】

前記薄板鋼板は、山部と谷部が横方向に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の壁パネル。

【請求項3】

請求項１に記載の壁パネルを建屋の鉄骨に接合した壁構造であって、
前記建屋の鉄骨のうち本柱にガイド部材が接続され、
前記ガイド部材に高力ボルトによって前記壁パネルの前記枠体が摩擦接合されていることを特徴とする壁構造。

【請求項4】

前記本柱は、外壁面に配置されるフランジを有する部材であり、
前記ガイド部材は、前記フランジから壁面方向に張り出し、上下方向に延びるガイドプレートをなし、
前記ガイドプレートの裏面に前記壁パネルの前記縦枠材を当接させて高力ボルトで摩擦接合していることを特徴とする請求項３に記載の壁構造。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の壁構造の構築方法であって、
前記縦枠材及び横枠材の延在方向に沿う接合間隔を前記（１）式～（３）式を満足する範囲で設定して、前記枠体に前記薄板鋼板を接合して前記壁パネルを設ける工程と、
前記建屋の鉄骨のうち本柱に前記ガイド部材を接続する工程と、
前記ガイド部材に高力ボルトによって前記壁パネルの前記枠体を接合する工程と、
を有することを特徴とする壁構造の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製鉄所の築炉用仮設上屋の建設では、在来工法により建屋全面に足場を設置して人力により外壁工事を行うことが一般的である。この場合、高所作業となることから、作業負荷が大きく、工期が長くなっていた。
これに対して、例えば特許文献１に示すような波形状の折板などの薄板軽量形鋼からなる壁パネルを使用し、所定の大きさに形成された壁パネルを建屋の構造部材に対して接合した壁構造が知られている。この場合には、現場における外壁工事の作業を減らすことが可能となるので、足場を建屋全面に設置することなく、部分的に足場を設けるだけですむ利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１９８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載される波形状の薄板軽量形鋼（薄板鋼板）からなる壁パネルは、壁材としての機能は有するが、構造部材としての機能を有していない。具体的には、鉄骨を建て、その鉄骨にブレースを取り付けて構造部材を構築した後、その鉄骨に対して壁パネルを接合している。つまり、特許文献１に示す構造では、壁パネル自体が薄板鋼板のせん断耐力に基づく剛性のみで設計した非構造部材である。そのため、鉄骨に対してブレースを取り付ける作業を削減することができない。

【0005】

また、壁パネルがせん断耐力以上となると変形してしまうため、大型化することが難しく、壁パネルの分割数が多くなるので、現場で行う鉄骨に対する接合作業にかかる手間やコストが増大してしまうという問題があった。
そのため、さらなる施工の簡略化を図って工期の短縮と工事費の低減が求められており、その点で改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、工期を短縮できるとともに、工事にかかるコストを低減できる壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法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】

【0007】

前記目的を達成するため、本発明に係る壁パネルでは、建屋の鉄骨の壁面に接合される横方向の長さで少なくとも１０ｍ以上の大型な壁パネルであって、間隔をあけて対向して配置された一対の縦枠材、及び該一対の縦枠材の上端同士と下端同士を接続する横枠材によって矩形状に枠組みされた枠体と、前記枠体の片面に該枠体の開口を塞ぐようにして接合され、山部と谷部が配列された波形状の薄板鋼板と、を備え、前記縦枠材及び横枠材の延在方向に沿う接合間隔は、前記枠体に対して前記波形状の薄板鋼板を波幅のピッチで接合するための接合部材の間隔であって、（１）式～（３）式を満足する範囲であることを特徴としている。

【0008】

【数1】

【0009】

本発明に係る壁パネルでは、枠体に対して波形状の薄板鋼板を接合するための例えばビス等の接合部材の接合間隔を、上述した（１）式～（３）式を満足する範囲とすることで、薄板鋼板の座屈を抑制し、接合部材と薄板鋼板の負担せん断力を高めることができる。そのため、枠体と薄板鋼板とを剛に接合することができ、壁パネルとしてせん断耐力を向上させてブレース機能が付与された構造部材となるため、建屋の鉄骨に接合された壁パネルに建屋の水平荷重を負担させることができる。そして、前述のように壁パネルが構造部材となるので、壁パネルの大型化を図ることができる。また、この場合には、接合部材を必要以上に使用することがないことから、壁パネルの製作にかかる作業の手間や部材コストを低減することができる。

【0010】

このように、建屋の鉄骨に接合される壁パネルにブレース機能をもたせることで、建屋の鉄骨に組み付けられるブレースを削減することができ、鉄骨数量を低減することが可能となり、しかも壁パネルを大型化してパネル数を減らすことが可能となる。したがって、本発明では、ブレースの取り付けにかかる作業を削減することが可能となり、工期の短縮を図ることができるうえ、鉄骨の部材コストと、施工の効率化に伴うコストを低減できる。

【0011】

また、本発明では、壁パネルの大型化により重機を用いて行う外壁工事の効率化を図ることができるうえ、建屋全面に足場を設置する必要がなく、足場の低減を図ることができる。

【0012】

また、本発明に係る壁パネルでは、前記薄板鋼板は、山部と谷部が横方向に配列されていることを特徴としてもよい。

【0013】

この場合には、捩れに対して効果を発揮できる波形鋼板が上述したビス等の接合部材の接合間隔で枠体に接合されるので、波形鋼板が受ける捩れの力を抑制して枠体に伝達することができる。

【0014】

また、本発明に係る壁構造では、上述した壁パネルを建屋の鉄骨に接合した壁構造であって、前記建屋の鉄骨のうち本柱にガイド部材が接続され、前記ガイド部材に高力ボルトによって前記壁パネルの前記枠体が摩擦接合されていることを特徴としている。

【0015】

また、本発明に係る壁構造の構築方法では、上述した壁構造の構築方法であって、前記縦枠材及び横枠材の延在方向に沿う接合間隔を前記（１）式～（３）式を満足する範囲で設定して、前記枠体に前記薄板鋼板を接合して前記壁パネルを設ける工程と、前記建屋の鉄骨のうち本柱に前記ガイド部材を接続する工程と、前記ガイド部材に高力ボルトによって前記壁パネルの前記枠体を接合する工程と、を有することを特徴としている。

【0016】

本発明によれば、建屋の鉄骨の本柱に対してガイド部材を介して壁パネルが高力ボルトで摩擦接合されているので、壁パネルが負担する水平荷重（せん断力）を建屋の本柱に伝達させることができる。
そして、本発明では、上述した構造部材からなる壁パネルを建屋の鉄骨に接合した構造となるので、上述したように建屋の鉄骨に組み付けられるブレースを削減することができ、鉄骨数量を低減することが可能となり、しかも壁パネルを大型化してパネル数を減らすことが可能となる。したがって、本発明では、ブレースの取り付けにかかる作業を削減することが可能となり、工期の短縮を図ることができるうえ、鉄骨の部材コストと、施工の効率化に伴うコストを低減できる。

【0017】

また、本発明に係る壁構造では、前記本柱は、外壁面に配置されるフランジを有する部材であり、前記ガイド部材は、前記フランジから壁面方向に張り出し、上下方向に延びるガイドプレートをなし、前記ガイドプレートの裏面に前記壁パネルの前記縦枠材を当接させて高力ボルトで摩擦接合していることを特徴としてもよい。

【0018】

この場合、本柱のフランジに上下方向に延びるガイドプレート（ガイド部材）を外壁面方向に張り出した状態で設けることで、そのガイドプレートの裏面に壁パネルの縦枠材を高力ボルトで締結して接合する作業を効率よく行うことができる。そして、建屋の鉄骨の本柱に対してガイド部材を介して壁パネルが高力ボルトで摩擦接合されているので、壁パネルが負担する水平荷重（せん断力）を建屋の本柱に伝達させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法によれば、工期を短縮できるとともに、工事にかかるコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態による複数の壁パネルが接合された建屋を示す斜視図である。

【図2】図１に示す建屋の鉄骨に接合される壁パネルを斜め前方から見た斜視図である。

【図3】図２に示す壁パネルの分解斜視図であって、ビスが省略された図である。

【図4】（ａ）は壁パネルを前方から見た正面図、（ｂ）は壁パネルを後方から見た正面図である。

【図5】図４に示すＡ－Ａ線断面図であって、壁パネルの水平断面図である。

【図6】図５における本柱と壁パネルとの接合部を示す要部水平断面図である。

【図7】設計耐力の計算式を説明するための図であって、（ａ）は薄板鋼板の正面図、（ｂ）は薄板鋼板を上方から見た図である。

【図8】計算例で使用する鋼板の各寸法を示す図である。

【図9】（ａ）～（ｃ）は、建屋の鉄骨に壁パネルを接合する施工手順を示す斜視図である。

【図10】（ａ）～（ｃ）は、実施例による壁パネルの解析モデルを示す図である。

【図11】解析結果による壁パネルの荷重－変位関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態による壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法について、図面に基づいて説明する。

【0022】

図１に示すように、本実施形態による壁パネル１は、製鉄所のコークス炉の仮設の建屋１０に設けられている。建屋１０は、四方の外壁面に対して、構造部材である鉄骨からなる本柱１１（図６参照）に対して本実施形態の複数の壁パネル１が接合されている。

【0023】

ここで、壁パネル１において、図２～図６に示すように、建屋１０の外壁面の位置に接合された状態で上下方向、縦方向ｙとし、外壁面に対して直交する方向から見て縦方向に直交する水平方向を横方向ｘとし、外壁面に直交する方向を奥行方向ｚとして以下説明する。なお、奥行方向ｚにおいて、建屋１０の外側を向く方向を前側、前方といい、建屋１０の内側を向く方向を後側、後方という。

【0024】

建屋１０は、図６に示す本柱１１と梁（図示省略）からなる鉄骨構造であり、外壁面に本実施形態の壁パネル１が複数配置されるとともに、上面には図１に示す屋根材１２が設けられている。本柱１１は、Ｈ形鋼が用いられ、フランジ１１Ａの外面１１ａ（図６参照）を建屋１０の外壁面に一致させた状態で配置されている。

【0025】

壁パネル１は、図２～図４（ａ）、（ｂ）に示すように、枠体２と、枠体２の片面に枠体２の開口を塞ぐようにしてビス４により接合（ねじ固定）されるとともに、山部と谷部が横方向に配列された波形状の波形鋼板３（薄板鋼板）と、を備えている。

【0026】

壁パネル１の一例として、例えば横方向ｘの長さが１０．８ｍ、縦方向ｙの長さ（高さ寸法）が２．４ｍとなる大型形状の壁パネルを採用することができる。なお、例示した形状の壁パネル１であることに限定されることはなく、横方向ｘの長さで少なくとも１０ｍ以上の大型な壁パネルであればよいのである。
また、壁パネル１の大きさとしては、例えば車両や船等による運搬可能な大きさを上限値に設定される。

【0027】

枠体２は、間隔をあけて対向して配置された一対の縦枠材２１と、及び一対の縦枠材２１の上端同士と下端同士を接続する一対の横枠材２２と、によって矩形状に枠組みされている。さらに枠体２の開口には、一対の縦枠材２１、２１間で横方向ｘに一定の間隔をあけて配置される複数の中間縦材２３と、上下の横枠材２２、２２間で縦方向ｙの中央に配置される中間横材２４と、が設けられている。中間縦材２３と中間横材２４は、縦枠材２１及び横枠材２２によって枠組みされる外枠部分のたわみや座屈を防止するように補剛している。つまり、壁パネル１が本実施形態で例示したように横方向ｘの寸法で１０ｍを超えるので、たわみに対して補剛するために中間縦材２３や中間横材２４を設けている。

【0028】

これら枠体２の縦枠材２１、横枠材２２、中間縦材２３及び中間横材２４は、断面矩形状の角形鋼管が用いられ、それぞれ溶接により連結されている。なお、枠体２の角形鋼管であることに限定されることはなく、波形鋼板３に先行して崩壊しないために十分な耐力を有していれば、Ｈ形鋼、断面略コ字形（Ｃ字形）の溝形構、Ｌ型鋼等の他の鋼材であってもかまわない。
なお、枠体２の各鋼材同士の接合方法として、溶接に限定されるものではなく、壁パネル１に作用する面内せん断力を相互に伝達することが可能であれば、ボルトやビス等の他の方法を用いて接合してもよい。

【0029】

波形鋼板３は、例えば横方向ｘの長さ寸法（幅寸法）が６５０ｍｍのものを横方向ｘに複数枚配列させて設けられ、好適な部材形状、及び材料により選定されたものを使用することができる。波形鋼板３は、縦方向ｙに延びて横方向ｘに交互に設けられる山部３１と谷部３２とを有して形成され、谷部３２がビス４で枠体２に接合されている（図５及び図６参照）。本実施形態では、枠体２に対する波形鋼板３におけるビス止め領域は、枠体２の縦枠材２１、横枠材２２、及び中間縦材２３であって、中間横材２４に対してはビス止めしていない。

【0030】

波形鋼板３は、薄板が折り曲げ加工されて断面台形角波形に製作した折板である。つまり、波形鋼板３の折り筋の延在方向を縦方向ｙに向けた状態で谷部３２を枠体２に当接させたてビス止めにより接合されている。波形鋼板３において横方向ｘに隣り合う鋼板同士の接続部分は、互いに厚さ方向に重ね合わせてビス４によって固定されている。
本実施形態の壁パネル１では、波形鋼板３の折り筋が縦枠材２１に平行に配置されているので、波形鋼板３は折り筋に直角方向の曲げに抵抗し、これにより縦枠材２１の曲げ変形が効果的に抑制される構造となっている。

【0031】

波形鋼板３を枠体２に接合するビス４としては、例えばビス径が６ｍｍ以上のドリルビスを使用することができる。また、ドリルビスの他、タッピングビス等も採用してもよい。枠体２と反対側（前方）から波形鋼板３の谷部３２をビス４で貫通させて枠体２に螺合させることで、枠体２と波形鋼板３とが接合されるようになっている。

【0032】

ビス４は、縦方向ｙ及び横方向ｘに沿って例えば９０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の接合間隔で設けられている。このビス４のビスピッチや本数は、下記（１）式に示す壁パネル１の設計耐力ｐを求める式により算出することができる。（１）式におけるＤｘ、Ｄｙは、パネル形状により決定される係数であり、それぞれ（２）式、（３）式により表わされる。計算例を以下に示す。
ここで、図７（ａ）、（ｂ）において、ａは波形鋼板３の横方向ｘの長さ寸法（直行幅）（ｍ）、ｂは波形鋼板３の縦方向ｙの長さ寸法（平行幅）（ｍ）、Ｅは波形鋼板３のヤング係数（Ｅ＝２００（ｋＮ／ｍｍ^２））、Ｉｙは波形鋼板３の折り筋方向に対して直交する方向中立軸に関する単位長さ当たりの断面２次モーメント（ｍｍ^４）、ｑは波形鋼板３の一山の波幅（波形鋼板３と枠体２との接合間隔（ビスピッチ）（図５参照））、ｔは波形鋼板３の板厚（ｍｍ）、Ｓは波形鋼板３の一山の展開長（ｍｍ）である。

【0033】

【数2】

【0034】

【数3】

【0035】

【数4】

【0036】

以下、計算例を示す。
波形鋼板として、図８に示す形状、寸法の鋼板を使用した。この鋼板における上記、（１）式～（３）式における各パラメータは、Ｅ＝２００ｋＮ／ｍｍ^２、ｔ＝０．６ｍｍ、Ｓ＝１３１ｍｍ、Ｉｙ＝２．８ｃｍ^４／ｍ×０．０９ｍ＝２５２０ｍｍ^４、ａ＝１０８００ｍｍ、ｂ＝２４００ｍｍ、ｐ＝６０ｋＮとする。
これらパラメータに基づいて（２）式、（３）式によりＤｘ、Ｄｙを算出すると、Ｄｘ≒０．０５５ｑ（ｋＮ・ｍｍ）となり、Ｄｙ≒（５．０４×１０^５）／ｑ（ｋＮ・ｍｍ）となる。次に、このＤｘ、Ｄｙの算出結果を（１）に代入すると、ｑ≦１０６．２ｍｍとなる。
そして、本計算例で使用する鋼板の一山の波幅ｑが９０ｍｍとなることにより、鋼板と枠体との接合間隔は、９０≦ｑ≦１００の範囲に設定した。

【0037】

上述した壁パネル１は、図６に示すように、建屋１０の本柱１１に接続されるガイド部材５に対して高力ボルト５１によって摩擦接合されている。ガイド部材５は、本柱１１の外側に位置するフランジ１１Ａから外壁面方向で横方向ｘに張り出し、上下方向に延びるガイドプレートをなしている。ガイド部材５には、複数のボルト孔５２が上下方向に所定間隔をあけて形成されている。なお、壁パネル１の縦枠材２１にもガイド部材５のボルト孔５２に対応する位置に図示しないボルト穴が形成されるとともに、その縦枠材２１の前壁２１ａにおける裏面側のボルト穴にナット５３が溶着されている。

【0038】

壁パネル１は、ガイド部材５の裏面５ｂに壁パネル１の縦枠材２１の前壁２１ａを当接させた状態で配置され、ガイド部材５の前面５ａ側から高力ボルト５１をボルト孔５２及び縦枠材２１の前記ボルト穴に挿通させてナット５３に螺合させることで摩擦接合した状態で本柱１１に接合されている。

【0039】

次に、上述した壁パネル１を使用した壁構造の構築方法について、図面を用いて詳細に説明する。
先ず、図２～図４（ａ）、（ｂ）に示すように、枠体２に波形鋼板３をビス４によって、上述した（１）式～（３）式を満足する範囲として、上述した９０ｍｍ以上１００ｍｍ以下のビスピッチ（図２、図４（ａ）及び図５参照）で接合して壁パネル１を製作する。壁パネル１は、建屋１０の構築現場近傍で地組みすることで製作されてもよいし、構築現場から離れた工場等で製作してから構築現場に搬入してもよい。

【0040】

構築現場では、先ず、図９（ａ）に示すように、建屋１０の鉄骨を組み立てる。図９（ａ）では、一枚の壁パネル１が接合される領域の本柱１１と梁１３が示されている。本柱１１と梁１３はボルト締結や溶着により接合されている。
そして、図６に示すように、本柱１１の外側のフランジ１１Ａには上下方向に延びるガイド部材５を溶接により固着させる。

【0041】

次に、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、製作された壁パネル１を重機で吊って本柱１１に対してガイド部材５を介して接合する。具体的には、図６に示すように、ガイド部材５の裏面５ｂに壁パネル１の縦枠材２１の前壁２１ａを当接させた状態で配置し、ガイド部材５の前面側から高力ボルト５１をボルト孔５２及び縦枠材２１の前記ボルト穴に挿通させてナット５３に螺合させる。これにより、ガイド部材５と壁パネル１の縦枠材２１とが摩擦接合した状態となって、壁パネル１が本柱１１に接合される。
そして、建屋１０の外壁面に対して複数の壁パネル１を、上記と同様の手順により接合することにより、建屋１０の外壁部分が構築される。

【0042】

次に、上述した壁パネル１、壁構造及び壁構造の構築方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。

【0043】

本実施形態では、図２～図４（ａ）、（ｂ）に示すように、枠体２に対して波形鋼板３を接合するためビス４の接合間隔（図２、図４（ａ）及び図５に示す波形鋼板３の一山の波幅ｑ）を、上述した（１）式～（３）式を満足する範囲とすることで、波形鋼板３の座屈を抑制し、ビス４と波形鋼板３の負担せん断力を高めることができる。そのため、枠体２と波形鋼板３とを剛に接合することができ、壁パネル１としてせん断耐力を向上させてブレース機能が付与された構造部材となるため、建屋１０の鉄骨である本柱１１（図６参照）に接合された壁パネル１に建屋１０の水平荷重を負担させることができる。そして、前述のように壁パネル１が構造部材となるので、壁パネル１の大型化を図ることができる。また、この場合には、ビス４を必要以上に使用することがないことから、壁パネル１の製作にかかる作業の手間や部材コストを低減することができる。

【0044】

このように、建屋１０の鉄骨に接合される壁パネル１にブレース機能をもたせることで、建屋１０の鉄骨に組み付けられるブレースを削減することができ、鉄骨数量を低減することが可能となり、しかも壁パネル１を大型化してパネル数を減らすことが可能となる。したがって、本実施形態では、ブレースの取り付けにかかる作業を削減することが可能となり、工期の短縮を図ることができるうえ、鉄骨の部材コストと、施工の効率化に伴うコストを低減できる。さらに、壁パネル１の大型化によって建屋１０の解体作業も効率化できる利点がある。
そのため、とくに短工期の必要性が求められる本実施形態のような製鉄所のコークス炉の仮設建屋に好適である。

【0045】

また、本実施形態では、壁パネル１の大型化により重機を用いて行う外壁工事の効率化を図ることができるうえ、建屋１０の全面に足場を設置する必要がなく、足場の低減を図ることができる。

【0046】

また、本実施形態では、山部３１と谷部３２が横方向ｘに配列された波形状の波形鋼板３が採用され、捩れに対して効果を発揮できる波形鋼板３が上述したビス４の接合間隔で枠体２に接合されるので、波形鋼板３が受ける捩れの力を抑制して枠体２に伝達することができる。

【0047】

また、本実施形態では、図６に示すように、建屋１０の本柱１１に対してガイド部材５を介して壁パネル１が高力ボルト５１で摩擦接合されているので、壁パネル１が負担する水平荷重（せん断力）を建屋１０の本柱１１に伝達させることができる。

【0048】

さらに、本実施形態では、本柱１１のフランジ１１Ａに上下方向に延びるガイド部材５を外壁面方向に張り出した状態で設けることで、そのガイド部材５の裏面５ｂに壁パネル１の縦枠材２１を高力ボルト５１で締結して接合する作業を効率よく行うことができる。そして、建屋１０の本柱１１に対してガイド部材５を介して壁パネル１が高力ボルト５１で摩擦接合されているので、壁パネル１が負担する水平荷重（せん断力）を建屋１０の本柱１１に伝達させることができる。

【0049】

上述した本実施形態による壁パネル１、壁構造及び壁構造の構築方法では、工期を短縮できるとともに、工事にかかるコストを低減できる。

【0050】

次に、上述した実施形態による壁パネル１、壁構造及び壁構造の構築方法の効果を裏付けるための実施例について、以下説明する。

【0051】

（実施例）
実施例は、図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、ビスの配置を変えた３つの解析モデルＳ１、Ｓ２、Ｓ３を使用してＦＥＭ解析を行って応力を求めるとともに、上記実施形態の（１）式～（３）式（以下、（１）式～（３）式を耐力評価式という）により計算した１枚当たりの壁パネルのせん断耐力（荷重）が６０ｋＮ／枚を発揮できるか評価した。解析は、解析モデルＳ１を使用する比較ケースと、解析モデルＳ２を使用する実施ケース１と、解析モデルＳ３を使用する実施ケース２と、の３つの解析ケースを実施した。

【0052】

解析モデルＳ１、Ｓ２、Ｓ３の壁パネルは、縦枠材として横１５０ｍｍ×縦１５０ｍｍの角形鋼管を使用し、横枠材として横２５０ｍｍ×縦１５０ｍｍの角形鋼管を使用し、中間縦材と中間横材としてそれぞれ横１５０ｍｍ×縦１５０ｍｍの角形鋼管を使用し、波形鋼板として厚さ０．６ｍｍのキーストンプレートを使用している。

【0053】

図１０（ａ）に示す比較ケースの解析モデルＳ１は、耐力評価式で得られたビス本数を１９０ｍｍピッチで均等に配置したものである。図１０（ｂ）に示す実施ケース１の解析モデルＳ２は、９０ｍｍ～１００ｍｍのピッチ間隔で打てるビス本数を均等に配置したものである。図１０（ｃ）に示す実施ケース２の解析モデルＳ３は、実施ケース２と同様に９０ｍｍ～１００ｍｍのピッチ間隔で打てるビス本数を均等に配置し、中間縦材に配置するビスのうち上下方向の中間部分の本数を削減したものである。

【0054】

図１１は、比較ケース、実施ケース１、及び実施ケース２の解析結果として、荷重（ｋＮ）と変位（ｍｍ）の関係を示している。図１１に示すように、比較ケースの場合には、評価基準である荷重６０ｋＮに達していないことから、必要耐力が不足していることがわかる。実施ケース１ではせん断耐力である荷重６０ｋＮを十分に満足し、実施ケース２でもせん断耐力である荷重６０ｋＮを満足していることが確認できる。つまり、せん断耐力は、実施ケース１、実施ケース２、比較ケースの順でせん断耐力が低下していることがわかった。

【0055】

したがって、実施ケース１、２のようにビスの接合間隔を９０～１００ｍｍの範囲に設定することが好ましい。とくに、実施ケース２の場合のように、中間縦材に配置するビスのうち上下方向の中間部分の本数を削減しても、せん断耐力である荷重６０ｋＮを満足できるので、ビスの本数も減らすことによる製作の手間とコストを低減できる効果があることがわかった。

【0056】

以上、本発明による壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0057】

例えば、上述した実施形態では、壁パネル１の枠体２に接合される薄板鋼板として、断面形状が略矩形状の波形鋼板としているが、波形鋼板であることに限定されることはない。例えば、薄板鋼板として、平鋼板を採用してもよい。

【0058】

また、本実施形態では、壁パネル、壁構造及び壁構造の構築方法の適用対象として、製鉄所におけるコークス炉の仮設建屋を対象としているが、これに限定されることはない。要は、建屋の鉄骨の壁面に接合される横方向の長さで少なくとも１０ｍ以上の大型な壁パネルを使用できる建屋であればよいのである。

【0059】

さらに、枠体２に接合される薄板鋼板のビス４の配置領域として、本実施形態において縦枠材２１、横枠材２２、及び中間縦材２３としているが、このような配置領域に限定されることはない。例えば、中間縦材２３を省略して縦枠材２１及び横枠材２２のみをビス止めの対象としてもよいし、中間縦材２３に加えて中間横材２４もビス４の配置領域とすることも可能である。さらに、中間縦材２３や中間横材２４におけるビス止め領域は、それぞれ長さ方向の全体にわたって配置される必要はなく、例えば上述した実施例の実施ケース２の解析モデルＳ３のように中間縦材２３の上下方向の中間部分のビス止めを省略するような配置であってもかまわない。

【0060】

さらにまた、枠体２の部材は角形鋼管に制限されることはなく、他の鋼材を採用してもよい。さらに、中間縦材２３や中間横材２４の本数、配置位置も適宜設定することができる。

【0061】

また、本実施形態では、建屋１０の鉄骨（本柱１１）にガイド部材５（ガイドプレート）を介して壁パネル１を接合する構成としているが、このようなガイドプレートのような形状のガイド部材であることに限定されず、他の形状のガイド部材であってもかまわない。或いは、ガイド部材における壁パネル１の接合位置も変更可能である。

【0062】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 壁パネル
２ 枠体
３ 波形鋼板（薄板鋼板）
４ ビス
５ ガイド部材（ガイドプレート）
１０ 建屋
１１ 本柱
１３ 梁
２１ 縦枠材
２２ 横枠材
２３ 中間縦材
２４ 中間横材
５１ 高力ボルト
ｙ 縦方向
ｘ 横方向
ｚ 奥行方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】