(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煉瓦及び金属プレートを積層するとともに、前記煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締して該緊締具のプレストレス下に上下の煉瓦を一体的に相互連結する煉瓦組積構造の外壁を有する建築物の壁体構造において、
前記外壁の内側に構築された内壁と、前記外壁及び内壁を相互連結する金属製の剪断補強部材とを有し、
前記内壁は、屋根荷重を支持可能な乾式工法の壁体として構築され、前記剪断補強部材の内端部は、前記内壁に固定され、該剪断補強部材の外端部は、前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に配置され、前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定され、前記屋根及び内壁に作用する地震力は、前記剪断補強部材を介して前記外壁に伝達することを特徴とする建築物の壁体構造。
【請求項２】
前記剪断補強部材は、複数の前記煉瓦に跨がる全長を有することを特徴とする請求項１に記載の建築物の壁体構造。
【請求項３】
前記剪断補強部材は、前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に固定される外壁側ブラケット(21)と、前記内壁の構造部材に堅固に固定される内壁側ブラケット(22)とから構成され、
前記外壁側ブラケット及び内壁側ブラケットは、応力伝達可能に相互連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物の壁体構造。
【請求項４】
外壁及び内壁の二重壁構造を有する建築物の壁体構造において、
前記外壁は、煉瓦及び金属プレートを積層するとともに、前記煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締して該緊締具のプレストレス下に上下の煉瓦を一体的に相互連結する煉瓦組積構造の外壁からなり、
前記外壁は、外壁の自重と、外壁及び内壁に作用する短期水平荷重とを負担する耐力を有し、前記内壁は、内壁の自重と、内壁に作用する長期鉛直荷重とを負担する耐力を有し、
前記外壁及び内壁は、内壁の剪断力を外壁に伝達する金属製の剪断補強部材によって相互連結され、該剪断補強部材の外端部は、前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に配置され、
前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定され、内壁に作用する短期水平荷重は、前記剪断補強部材によって外壁に伝達することを特徴とする建築物の壁体構造。
【請求項５】
前記剪断補強部材は、複数の前記煉瓦に跨がる全長を有することを特徴とする請求項４に記載の建築物の壁体構造。
【請求項６】
前記外壁の短期許容剪断力は、前記緊締具に加えられるプレストレスに比例することを特徴とする請求項１又は４に記載の建築物の壁体構造。
【請求項７】
前記外壁の短期許容剪断力ＱAS は、ＱAS＝ ｔ・ｊ・μ・ＮP／Ａ により設定され、ここに、
ｔ：壁体の有効厚さ
ｊ：壁体の応力中心距離
ＮP：滑りが発生する層に導入されているプレストレス（力）の総和
μ：煉瓦―水平補強プレート接触面の摩擦係数
Ａ：壁体の有効断面積
であることを特徴とする請求項６に記載の建築物の壁体構造。
【請求項８】
建築物の壁体の施工方法において、
屋根荷重を支持可能な乾式工法の内壁を施工する工程と、
該内壁の上に小屋組を構築する工程と、
前記内壁の外側に煉瓦及び金属プレートを積層し、前記小屋組の軒下に煉瓦組積構造の外壁を構築する工程とを有し、
上下の煉瓦は、該煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締することにより、該緊締具のプレストレス下に一体的に相互連結し、
前記煉瓦を所定の段数まで組積したとき、前記内壁に作用する短期水平荷重を外壁に伝達する金属製の剪断補強部材を前記煉瓦の上面に配置し、前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定し、前記剪断補強部材によって前記外壁及び内壁を相互連結することを特徴とする建築物の壁体施工方法。
【請求項９】
前記剪断補強部材は、複数の前記煉瓦に跨がる全長を有することを特徴とする請求項８に記載の建築物の壁体施工方法。
【請求項１０】
建物の床部分のレベルおよび内壁の最上端部のレベルまで前記煉瓦を組積したとき、前記剪断補強部材によって前記外壁及び内壁を相互連結することを特徴とする請求項８又は９に記載の建築物の壁体施工方法。
【請求項１１】
前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に固定される外壁側ブラケット(21)と、前記内壁に堅固に固定される内壁側ブラケット(22)とから前記剪断補強部材を構成し、前記外壁側ブラケットを前記煉瓦に固定し、前記内壁側ブラケットを前記内壁に固定し、前記外壁側ブラケット及び内壁側ブラケットを一体的に相互連結することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の建築物の壁体施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建築物の壁体構造に関するものであり、より詳細には、分散型アンボンドプレストレス工法（DUP工法）で構築された煉瓦組積構造の外壁を有する建築物の壁体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木造、鉄筋コンクリート構造、鉄骨構造、ブロック組積構造等の各種の建築構法が知られている。建築構法の一種として、煉瓦（レンガ）を組積して壁体を構築する煉瓦組積構法が知られている。粘土を高温焼成してなる煉瓦は、テクスチュア、重厚感、風合い及び色彩等の意匠的又は美観的効果において高い評価を受けているばかりでなく、耐久性、遮音性、耐火性及び蓄熱性等の物理的性能においても優れており、世界各国で古くから親しまれ、建築物の壁材として広く使用されてきた。
【０００３】
本発明者は、乾式工法の煉瓦組成構法として、分散型アンボンドプレストレス工法(DUP（Distributed and Unbonded Prestress）工法)を提案している。この構法は、金属ボルトの締結力によりプレストレスを導入しながら煉瓦を多層に積層する耐震性煉瓦組積構法として知られており、その実用化研究は、現在も継続的に実施されている（特願平４−５１８９３号、特願平５−９１６７４号、特願平６−２０６５９号、特願平７−１７２６０３号、特願平８−４３０１４号）。
【０００４】
近年、比較的低価格の住宅建築等を日本国内で建設すべく、諸外国の基準・仕様で製造された住宅建設資材が輸入されている。この種の輸入資材を利用した住宅建築等は、自重、積載荷重などの鉛直荷重に対しては十分な耐荷力を有するものの、耐震性及び耐風性の点において我が国の基準に適合し難く、多くの場合、部材の補強、若しくは、部材断面を大型化する等の必要が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記乾式工法の煉瓦組積構法の場合、従来の湿式工法の煉瓦組積工程と対比すると、工期全体を大幅に短縮することができる。しかしながら、煉瓦壁の構築後に内装工事を行うことから、煉瓦組積工程の工期が全工程のクリティカルパスとなる傾向があり、また、煉瓦組積工程は、天候、殊に雨天の影響を受け易く、建設工事の全工期を更に短縮する上では、何らかの対策が望まれる。
【０００６】
また、諸外国の基準・仕様で製造された建設資材や、安価に製造された比較的低強度の建設資材を煉瓦壁の内装材料として用いることにより、建設費を低廉化することが検討されたが、この種の内装材料は、上述の如く、地震荷重等の短期水平荷重に対して十分な耐力を発揮し難く、資材自体の補強や、部材の設計変更等が必要となり、この結果、建設費が逆に増大してしまうという問題が生じた。
【０００７】
ここに、従来の住宅建築物は、軸組構造又は枠組壁構造等の構造形式を決定した場合、決定した構造形式の構造体が長期荷重(自重、積載荷重)及び短期荷重(地震荷重、風荷重)の双方を負担するという概念のもとに設計されている。このため、例えば、非地震国の基準で製造された構造部材は、長期荷重(自重及び積載荷重)に対しては、我が国の構造部材と同等の耐力を発揮し得るにもかかわらず、短期荷重(地震荷重)に対する耐力が我が国の基準に適合しないことのみが原因で採用されないといった状況も見受けられる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分散型アンボンドプレストレス工法の煉瓦壁と、海外スペック又は低価格仕様の比較的安価な建設資材との双方を適切に用い、両者が、我が国の長期荷重及び短期荷重を適正に負担するようにした建築物の壁体構造を提供することにある。
【０００９】
本発明は又、主に長期荷重を負担する構造部と、主に短期荷重を負担する構造部とを備え、両構造部が協働して、設計荷重に対する構造耐力を発揮する建築物の壁体構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべく、煉瓦及び金属プレートを積層するとともに、前記煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締して該緊締具のプレストレス下に上下の煉瓦を一体的に相互連結する煉瓦組積構造の外壁を有する建築物の壁体構造において、
前記外壁の内側に構築された内壁と、前記外壁及び内壁を相互連結する金属製の剪断補強部材とを有し、
前記内壁は、屋根荷重を支持可能な乾式工法の壁体として構築され、前記剪断補強部材の内端部は、前記内壁に固定され、該剪断補強部材の外端部は、前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に配置され、前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定され、前記屋根及び内壁に作用する地震力は、前記剪断補強部材を介して前記外壁に伝達することを特徴とする建築物の壁体構造を提供する。
【００１１】
本発明の上記構成によれば、内壁を外壁に先行して施工し、屋根を構築した後、外壁の煉瓦を組積することができる。外壁の煉瓦組積工程は、屋根の軒下で行われるので、天候の影響により遅延し易い煉瓦組積工程の問題は、かなり解消する。また、内壁工事を先行することにより、煉瓦組積工事及び内装工事を同時進行することができ、全工期を短縮することができる。
【００１２】
また、上記構成によれば、屋根及び内壁に作用する短期水平荷重は、金属製の剪断補強部材（剪断補強金物）を介して外壁に伝達し、また、風圧は、外壁に作用するにすぎない。このため、内壁は、屋根荷重等の長期垂直荷重に耐える耐力を発揮すれば良く、輸入住宅資材の課題とされてきた耐震性及び耐風性の問題は解消する。従って、安価な仕様の住宅資材等を用い、建設費を低減することができる。
【００１３】
本発明は又、外壁及び内壁の二重壁構造を有する建築物の壁体構造において、
前記外壁は、煉瓦及び金属プレートを積層するとともに、前記煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締して該緊締具のプレストレス下に上下の煉瓦を一体的に相互連結する煉瓦組積構造の外壁からなり、
前記外壁は、外壁の自重と、外壁及び内壁に作用する短期水平荷重とを負担する耐力を有し、前記内壁は、内壁の自重と、内壁に作用する長期鉛直荷重とを負担する耐力を有し、
前記外壁及び内壁は、内壁の剪断力を外壁に伝達する金属製の剪断補強部材によって相互連結され、該剪断補強部材の外端部は、前記煉瓦の上面又は前記煉瓦の間に配置され、前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定され、内壁に作用する短期水平荷重は、前記剪断補強部材によって外壁に伝達することを特徴とする建築物の壁体構造を提供する。
【００１４】
本発明の上記構成によれば、主に長期荷重を負担する内壁と、主に短期荷重を負担する外壁とが協働して、設計荷重(短期・長期荷重)に対する構造耐力を発揮するので、例えば、耐震性能が比較的低い安価な2×4構造パネルを内壁に使用することができる。
【００１５】
好ましくは、上記外壁の短期許容剪断力は、緊締具に加えられるプレストレスに比例し、更に好適には、外壁の短期許容剪断力ＱAS は、ＱAS＝ ｔ・ｊ・μ・ＮP／Ａ により設定される。ここに、
ｔ：壁体の有効厚さ         ｊ：壁体の応力中心距離
ＮP：滑りが発生する層に導入されているプレストレス（力）の総和
μ：煉瓦―水平補強プレート接触面の摩擦係数
Ａ：壁体の有効断面積
である。
このような構成によれば、外壁を耐震上有効な耐力壁として設計することができ、また、プレストレスの適切な設定により、煉瓦壁の耐震効果を任意に設定することができる。
【００１６】
他の観点より、本発明は、建築物の壁体の施工方法において、
屋根荷重を支持可能な乾式工法の内壁を施工する工程と、
該内壁の上に小屋組を構築する工程と、
前記内壁の外側に煉瓦及び金属プレートを積層し、前記小屋組の軒下に煉瓦組積構造の外壁を構築する工程とを有し、
上下の煉瓦は、該煉瓦及び金属プレートのボルト挿通孔を貫通する緊締具を緊締することにより、該緊締具のプレストレス下に一体的に相互連結し、
前記煉瓦を所定の段数まで組積したとき、前記内壁に作用する短期水平荷重を外壁に伝達する金属製の剪断補強部材を前記煉瓦の上面に配置し、前記緊締具の締付け力によって前記煉瓦に固定し、前記剪断補強部材によって前記外壁及び内壁を相互連結することを特徴とする建築物の壁体施工方法を提供する。
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の壁体構造を備えた住宅建築物の概略断面図である。
【００１７】
建築物は、基礎及び床スラブ１、外壁２、内壁３、小屋組４、２階床組５および天井６より概ね構成される。外壁２は、基礎及び床スラブ１上に組積されたDUP 工法の煉瓦壁からなり、内壁３は、木造２×４工法に使用される木製パネル部材からなり、基礎及び床スラブ１上に建込まれる。小屋組４は、内壁３の上端に支持され、屋根材は、小屋組４の上面に施工される。小屋組４の荷重は、鉛直荷重として内壁３に作用し、内壁３の耐荷力により支持される。
【００１８】
剪断補強金物１０の外端部が、外壁２の最上端に固定され、内壁３側に水平に延びる。剪断補強金物１０の内端部は、下側に直角に屈曲し、ボルト３１によって内壁３の上端部に連結される。小屋組４及び内壁３に作用する水平荷重（地震力等）は、剪断補強金物１０を介して外壁２に伝達し、外壁２の耐震力により支持される。
【００１９】
２階床組５及び上階内壁３を支持する横架材３０が、中間階剪断補強手段２０によって外壁２の中間高さ部分に応力伝達可能に連結される。剪断補強手段２０は、外壁２に固定された外壁側ブラケット２１と、横架材３０に固定された内壁側ブラケット２２とから構成され、ブラケット２１、２２は、ボルト・ナット組立体（図示せず）によって一体的に相互連結される。内壁３及び２階床組５に作用する水平荷重（地震力等）は、ブラケット２１、２２を介して外壁２に伝達し、外壁２の耐震力により支持される。
【００２０】
図２及び図３は、外壁２の煉瓦組積工程を示す断面図であり、図４（Ａ）は、煉瓦単体の斜視図、図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、煉瓦組積状態を示す斜視図及び正面図である。
【００２１】
外壁２の煉瓦Ａ：Ｂは、図２に示す如く、上下に積層され、金属プレート５１が、煉瓦Ａ：Ｂの間に介挿される。金属プレート５１は、煉瓦上面の幅と実質的に同じ幅を有するとともに、煉瓦単体の長さと略同等の長さを有し、隣接する２つの煉瓦に跨がるように配置される。図４に示す如く、煉瓦は、千鳥配列に組積され、上下の煉瓦は、半部寸法だけ相対的に壁芯方向にずれた位置に配置される。
【００２２】
図２に示す如く、上下の煉瓦Ａ：Ｂの間に介挿された金属プレート５１のボルト挿通孔５３は、中空部８０及びボルト挿通孔７と整列する。２層に積層した煉瓦Ａ：Ｂの全高と同等の高さ（長さ）を有する全螺子ボルト６０が、挿通孔７、中空部８０、挿通孔５３に挿入され、ボルト６０を螺入可能な長ナット７０が、中空部８０内に配置される。
【００２３】
既に組積した煉瓦Ａ：Ｂの上面にプレート５１が配置され、ボルト挿通孔５３と整合するように丸座金６３及びバネ座金６２がプレート５１上に載置される。ボルト挿通孔５３、丸座金６３及びバネ座金６２を貫通して上方に突出するボルト６０Ａの上端部に対して、長ナット７０が螺合し、ボルト６０Ａは、その上端部が内螺子７１の下半部に螺入する。
【００２４】
長ナット７０をボルト６０Ａに螺合するにあたって、図２に仮想線で示す専用脱着工具１００が使用される。脱着工具１００は、携帯可能な駆動部１０１、ボルト６０及び長ナット７０に選択的に係合可能なソケット部１０２、更には、ソケット部１０２の基端部を駆動部１０１の回転軸１０４に一体的に連結可能な連結部１０３を備える。ソケット部１０２は、長ナット７０を受入れ、駆動部１０１のトルクを長ナット７０に伝達し、長ナット７０を螺合方向に回転させる。長ナット７０は、ボルト６０Ａに対して相対回転し、ボルト６０Ａの上端部に締付けられる。
【００２５】
引き続く組積工程において、上層の煉瓦Ｃが下層煉瓦Ｂ上に更に組積される。長ナット７０が中空部８０内に収容され、金属プレート５１が煉瓦Ｃ上に積層され、更に上層の煉瓦Ｄが金属プレート５１上に積層される。ボルト６０Ｂが最上層煉瓦Ｄのボルト挿通孔７に挿入され、ボルト６０Ｂの下端部が長ナット７０内に螺入する。長ナット７０に対するボルト６０Ｂの締付けには、上述の脱着工具１００が使用される。脱着工具１００のソケット部１０２は、ボルト６０Ｂの上端部を受入れ、駆動部１０１のトルクをボルト６０Ｂに伝達し、ボルト６０Ｂを螺入方向に回転させ、この結果、ボルト６０Ｂは、ナット７０に締結する。
【００２６】
かくして組積した煉瓦Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄの状態が図３及び図４に示されている。煉瓦、丸座金６３、バネ座金６２、ボルト６０及び長ナット７０を組付ける工程が煉瓦Ｃ：Ｄの上層において更に反復実施され、これにより、煉瓦を緊締具構成要素６０：６２：６３：７０にて一体的に組積してなる連続的な垂直壁が施工される。
【００２７】
上下の長ナット７０に螺合したボルト６０には、締結トルクに相応する引張応力がプレストレスとして作用し、上下のプレート５１間の煉瓦には、圧縮応力がプレストレスとして作用する。上層のボルト６０及び長ナット７０のトルクは、直下のボルト６０及び長ナット７０に伝達し、これを更に締結せしめるように作用する。従って、直列に連結した一連のボルト６０及び長ナット７０は、上層のボルト６０及び長ナット７０の締結トルクを下層のボルト６０及び長ナット７０に伝達し、下層のボルト６０及び長ナット７０は、煉瓦１を上層に組積するにつれて更に強力な締結トルクで螺合する。このため、下層のボルト６０及び煉瓦１には、かなり高強度のプレストレスが作用し、この結果、水平加振力及び垂直加振力に対する外壁２の剛性及び靭性は、実質的にかなり向上する。
【００２８】
図５に示す煉瓦Ｄは、外壁２の最上端に位置する煉瓦として示されている。剪断補強金物１０は、水平部１１及び垂直部１２を有する一体的な金属板からなり、水平部１１は、ボルト６０を挿通可能なボルト挿通孔１３を備える。ボルト挿通孔１３と整合するように丸座金６３及びバネ座金６２が水平部１１上に載置され、ボルト挿通孔１３、丸座金６３及びバネ座金６２を貫通して上方に突出するボルト６０Ｂの上端部に対して、長ナット７０が螺合する。長ナット７０の締付けには、上述の脱着工具１００が使用される。
【００２９】
垂直部１２は、ボルト挿通孔１４を備える。図１に示す如く、外壁側に突出する全螺子ボルト３１が２階内壁３の上端部に固定され、垂直壁１２は、全螺子ボルトの突端部分が垂直部１２のボルト孔１４を貫通するように内壁３の上端部側面に位置決めされる。図５に示すように、孔１４を貫通した全螺子ボルト３１(仮想線で示す)の先端部にナット(仮想線で示す)が締付けられ、剪断補強金物１０は、ナットの締付けにより、２階内壁３の上端部に一体的に連結され、かくして、剪断補強金物１０は、外壁２の上端部と２階内壁３の上端部とを応力伝達可能に連結する。
【００３０】
図６は、二階床部分に配置される中間階剪断補強手段２０の構造を示す斜視図である。
剪断補強手段２０は、横架材３０と同等の高さに配置され、外壁２の中間部と横架材３０とを応力伝達可能に相互連結する。金属製ブラケット２１は、煉瓦を所定の高さまで組積した際に煉瓦の上面に配置される。ブラケット２１は、複数の煉瓦に跨がるような全長を有し且つ煉瓦上面に位置決めされた水平部分２４と、水平部分２４に対して所定角度をなして上方に傾斜し且つ内壁側に延びる傾斜部分２５とから構成される。水平部分２４には、ボルト６０を挿通可能なボルト孔２６が所定間隔を隔てて穿設されており、ボルト６０の上端部は、水平部分２４の各ボルト孔２６を貫通して上方に突出する。長ナット７０は、前述の如く、脱着工具１００によって所定位置のボルト６０に締付けられ、水平部分２４は、長ナット７０の締付け力により煉瓦上面に水平に固定される。
【００３１】
金属製ブラケット２２の垂直部分２７が、横架材３０の側面に固定される。横架材３０の側面に突設したボルト３３が、垂直部分２７に穿設したボルト孔（図示せず）を貫通し、ナット３４が、ボルト３３の先端部に締付けられる。垂直部分２７は、ナット３４の締付け力により、横架材３０に一体的且つ応力伝達可能に固定される。金属製ブラケット２２の傾斜部分２８が、垂直部分２７の下端から外壁側に延びる。傾斜部分２８の傾斜角度は、傾斜部分２５の傾斜角度と一致し、傾斜部分２８、２５の先端部同士は、内壁３及び外壁２の間の中空領域において互いに重なり合う。傾斜部分２８、２５の重なり領域には、所定間隔を隔ててボルト孔（図示せず）が形成されており、傾斜部分２８、２５は、ボルト孔に挿通したボルト２９ａと、ボルト２９ａに締付けられたナット２９ｂとからなるボルト・ナット組立体２９によって、堅固に連結される。
【００３２】
かくして、内壁３は、剪断補強金物１０及び剪断補強手段２０を介して外壁４に連結され、内壁３及び小屋組４に作用する地震荷重又は風荷重等の短期水平荷重は、剪断補強金物１０及び剪断補強手段２０を介して外壁に伝達する。DUP （Distributed and Unbonded Prestress）工法の煉瓦壁からなる外壁４は、短期水平荷重に抗する耐力を十分に備えるので、内壁３は、実質的に鉛直荷重のみを負担する。
図７は、外壁２を構成するDUP 煉瓦壁の載荷試験結果（載荷履歴曲線）を示す線図である。図７に実線で示す載荷履歴曲線は、煉瓦壁に作用する水平荷重と、煉瓦壁の剪断変形角との関係を示す。図７には、比較例として、鉄骨純ラーメンの載荷履歴曲線が破線で示されている。なお、図７の線図は、短期許容剪断力ＱASに対する面内水平荷重Ｑの比（Ｑ／ＱAS）を縦軸とし、剪断変形角を横軸としたものである。また、実験に使用した煉瓦壁は、Ｍ１２の鋼製ボルトを用いて組積したものであり、各ボルトには、一律に７．０kN／本のプレストレスが導入された。
【００３３】
図７に示す如く、煉瓦壁の載荷履歴曲線は、全体的に鋼構造の載荷履歴曲線と類似し、紡錘形の安定した定常ループを描く。これは、金属プレート及び煉瓦からなる乾式材料組織体内において、地震力等の短期水平荷重を吸収する滑りが煉瓦−プレート間に発生することに依るものと考えられ、壁体は、このような滑りにより、短期水平荷重に対して柔軟に応答し、壁体の全体的な破壊又は崩壊を回避する。即ち、煉瓦壁は、高いエネルギー吸収能力を発揮し、かなりの地震力に対して壁体の全体破壊ないし崩壊を生じさせない耐力を保有する。ここに、煉瓦壁の短期許容剪断力は、終局耐力に至るまでの高い安全率を確保すべく、滑りによる塑性変形の発生を許さない条件に設定される（Ｑ／ＱAS ≦１）。
【００３４】
煉瓦壁の設計に用いられる剪断応力度―変形角解析式は、以下のとおりである。
Θ＝｛（Ｈ・hm2／2EWIW− hm3／6EWIW）・A／Ｈ＋１／Ｇ｝τ
【００３５】
θ：壁体の剪断変形角              τ：剪断応力度
Ａ：壁体の有効断面積              Ｈ：壁体の高さ
ｈm：測定点の高さ
Ｇ：乾式材料組織体（煉瓦、プレート及びボルト・ナットから構成される構造体）の剪断弾性係数
【００３６】
但し
ＥWＩW＝ＥbＩb＋ＥＩ
Ｅb ：ボルトのヤング係数          Ｅ ：乾式材料組織体のヤング係数
Ｉb ：全ボルトの断面二次モーメント
Ｉ ：乾式材料組織体全断面の断面二次モーメント
【００３７】
建物の各壁体が短期水平荷重を負担する比率は、単位剪断応力に対して発生する変形角等に基づいて決定され、建物の設計用地震力に相応する各壁体の短期設計用剪断力（面内剪断）が設定される。
【００３８】
ＤＵＰ煉瓦壁の面内剪断に関する設計式は、以下のとおりである。
DＱS／ＱAS≦１     ・・・(1)
【００３９】
DＱS：壁体の短期設計用剪断力
ＱAS：壁体の短期許容剪断力（損傷限界時の剪断耐力）
【００４０】
ＱAS（短期許容剪断力）は、下式（２）により求められる（無開口壁体の場合）。
ＱAS ＝ ｔ・ｊ・ｆs  ・・・(2)
【００４１】
ｔ：壁体の有効厚さ         ｊ：壁体の応力中心距離
ｆs：壁体の短期許容剪断応力度（損傷限界時の剪断強度）
なお、j＝7d／8  （ｄは、壁体圧縮側端部より引張側端部の鉛直補強要素中心(ボルト中心)までの距離）
【００４２】
ｆs（短期許容剪断応力度）は、ボルトに導入されるプレストレスにより決定され、下式（３）式により求められる。
ｆs＝ μＮP／Ａ  ・・・(3)
ＮP：滑りが発生する層に導入されているプレストレス（力）の総和
μ：煉瓦―水平補強プレート接触面の摩擦係数
Ａ：壁体の有効断面積
【００４３】
図８は、外壁２を構成する煉瓦壁の面外剛性に関する試験結果（面外曲げ試験結果）を示す線図である。図８には、壁面に直角に作用する水平荷重により煉瓦壁に作用する曲げ応力度が示されている。
【００４４】
煉瓦壁に直交する面外方向の荷重（例えば、風圧等）を増大すると、壁体は、曲げ変形し始め、引っ張り側の壁面において、上下の煉瓦間に僅かな間隙が発生する（引張縁開口点）。これを超える曲げ応力が壁体内に作用すると、変形角−曲げ応力度の関係を示す曲線は、剛性低下点を超えた時点より、勾配が緩勾配となり(勾配が低下し)、あたかも、塑性変形域における変形角−曲げ応力度の関係に類似した傾向を示す。しかしながら、面外方向荷重の解放により、壁体は、概ね初期状態に復元し、残留歪み又は残留変形は、非常に小さい。これは、ボルトに導入したプレストレスに起因する。このような実験を重ねた結果、煉瓦壁は、風圧等の如く面外方向に作用する短期水平荷重に対し、かなりの変形角まで実質的に弾性変形するので、該煉瓦壁に対して直交方向に配置された煉瓦壁等に荷重を適切に応力伝達する機能を併用することにより、面外方向の地震力や風圧等による全体破壊又は崩壊を生じさせないように適切に設計・施工し得ると判明した。
【００４５】
図９乃至図１６は、二階建て住宅の建設工程を概略的に示す斜視図である。
本発明の壁体構造を用いた建築物では、図９〜図１６に示す如く、外壁２の煉瓦壁構築前に内壁３が構築される。図９及び図１０に示す基礎・床工程及び一階内壁組立工程では、基礎及び床スラブ１を施工した後、１階内壁３を構成する木製パネル部材３ａを基礎及び床スラブ１上に順次建て込む。次いで、図１１及び図１２に示す如く、２階床組５及び２階内壁３を組立て、更に、図１３に示すように、小屋組４及び屋根を２階内壁３の上に構築する。内壁３は、鉛直荷重に十分に耐える耐荷性を有するので、内壁３、小屋組４及び２階床組５を構築した状態の構築物は、過渡的に安定する。
【００４６】
図１４に示す如く、外壁２の煉瓦が、前述のＤＵＰ工法により、基礎及び床スラブ１の外周帯域に組積される。既に小屋組４が構築されていることから、煉瓦の組積作業は、天候の影響を受け難く、殊に、雨水に対する養生を格別に要しないので、有利である。また、内壁３が既に構築されていることから、内装工事を外壁２の煉瓦組積工程と同時に遂行できるので、建設工事の全工期を短縮することができる。
【００４７】
図１４に示すように、１階の外壁２を二階床レベルまで組積し、この段階で、前述の剪断補強手段２０（図６）が施工され、外壁２と内壁３とが相互連結される。次いで、図１５に示す如く、二階部分の外壁２の煉瓦が組積され、外壁２の上端部が剪断補強金物１０（図５）によって内壁３の最上端部に連結され、かくして、図１６に示す如く、外壁２が建物の全外周に構築される。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載された本発明の構成によれば、分散型アンボンドプレストレス工法の煉瓦壁と、海外スペック又は低価格仕様の比較的安価な建設資材との双方を適切に用い、両者が、我が国の長期荷重及び短期荷重を適正に負担するようにした建築物の壁体構造を提供することができる。
【００５０】
請求項２又は３に記載された本発明の構成によれば、主に長期荷重を負担する構造部と、主に短期荷重を負担する構造部とを備え、両構造部が協働して、設計荷重に対する構造耐力を発揮する建築物の壁体構造を提供することができる。
【００５１】
また、請求項４又は５に記載された本発明の構成によれば、外壁を耐震上有効な耐力壁として設計することができるばかりでなく、プレストレスの適切な設定により、煉瓦壁の耐震効果を任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の壁体構造を備えた住宅建築物の概略断面図である。
【図２】外壁の煉瓦組積工程を示す断面図である。
【図３】外壁の煉瓦組積工程を示す断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、煉瓦単体の斜視図、図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、煉瓦組積状態を示す斜視図及び正面図である。
【図５】外壁及び内壁の最上端部に配置される剪断補強金物の構造及び取付方法を示す断面図である。
【図６】２階床部分に配置される剪断補強手段の構成を示す斜視図である。
【図７】外壁を構成する煉瓦壁の載荷試験結果（載荷履歴曲線）を示す線図である。
【図８】外壁を構成する煉瓦壁の面外剛性に関する試験結果（面外曲げ試験結果）を示す線図である。
【図９】二階建て住宅の建設工程を示す斜視図であり、基礎及び１階床下地の施工過程が示されている。
【図１０】１階内壁の建込み過程を示す斜視図である。
【図１１】２階床組の施工過程を示す斜視図である。
【図１２】２階内壁工事の過程を示す斜視図である。
【図１３】屋根工事の過程を示す斜視図である。
【図１４】１階外壁の煉瓦組積過程を示す斜視図である。
【図１５】２階外壁の煉瓦組積過程を示す斜視図である。
【図１６】外壁工事完了時の状態を示す二階建て住宅の斜視図である。
【符号の説明】
１  基礎及び床スラブ
２  外壁
３  内壁
４  小屋組
５  ２階床組
６  天井
１０  剪断補強金物
２０  剪断補強手段
２１、２２  金属製ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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