(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエブとその両端部に一対のフランジを配置した断面略Ｕ字状の溝型鋼により、または該溝型鋼のフランジの縁部に内側に突出したリップを配置したリップ溝型鋼により組み立てられる、スチールハウスの耐力壁において、該耐力壁を基礎部材に設置するための、スチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物であって、
底板とその両端部に一対の側板を配置した断面略Ｕ字状で、
底板に、複数の貫通穴が設けられ、
一対の側板の外側面同士の距離が設置される溝型鋼またはリップ溝形鋼のウェブの内法幅に等しい構成とし、
耐力壁を形成する溝型鋼またはリップ溝形鋼の懐に配置して、底板を前記貫通穴を貫通するボルトにより基礎部材に固定し、さらに、一対の側板を前記溝型鋼またはリップ溝型鋼のフランジに接合することを特徴とする、スチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物。
【請求項２】
底板の幅が設置される溝型鋼またはリップ溝形鋼のウエブの内法の長さに等しくしたことを特徴とする、請求項１記載のスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物。
【請求項３】
ウエブとその両端部に一対のフランジを配置した断面略Ｕ字状の溝型鋼により、または該溝型鋼のフランジ端部に内側に突出したリップを配置したリップ溝型鋼により組み立てられる、スチールハウスの門型フレーム構造であって、
一対の基礎部材と、
それぞれの基礎部材の上に設置された耐力壁と、
それぞれの耐力壁を、その上端部で連結する連結梁とを有し、
前記耐力壁の鉛直部材が、前記溝型鋼または前記リップ溝型鋼により形成され、該溝型鋼またはリップ溝型鋼が、請求項１または２記載のスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物を用いて、基礎部材に固定されることを特徴とする、スチールハウスの門型フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝形鋼またはリップ溝形鋼により組み立てられるスチールハウスにおける、耐力壁用のホールドダウン金物およびこれを用いてたスチールハウスの門型フレーム構造、特に、部材の接合部の剛性を高めることができるホールドダウン金物およびこれを用いて剛性を高めた門型フレーム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のスチールハウスや木造２ｘ４（ツーバイフォー）などの枠組壁工法を示す説明図である、図６において、建物１０は耐力壁２０と床面３０により構成されている。
【０００３】
図７は、図６における耐力壁を示す一部断面斜視図である。図７において、耐力壁２０は、縦枠２１と下枠２２と上枠２３により形成される矩形の枠組に、合板等の面材２４を接合したもので、建物の桁方向（図中Ｘ方向）に配置されている。そして、縦枠２１は建物の桁方向（図中Ｘ方向）の基礎部材１１にホールドダウン金物４０を介してアンカーボルト５０により固定されている。したがって、耐力壁２０は、面内方向（図中Ｘ方向）の水平抵抗要素として機能している。
【０００４】
図８は、従来のスチールハウス（鋼製枠組壁工法）における部材間の接合状況を模式的に示す正面図である。図８において、外壁２５は、１階の耐力壁を形成する縦枠２１と２階の耐力壁を形成する縦枠２６とを、２階床を形成する床根太３１をまたいで連結している。
【０００５】
また、１階の耐力壁の上枠２３は、２階の床根太３１に接合された端根太３２の下フランジにビス等により接合されている。  一方、１階の耐力壁の下枠２２は、ホールダウン金物４０を介して、アンカーボルト５０により基礎部材１１に固定されている。また同時に、１階の耐力壁２０の縦枠２１も、ホールダウン金物４０を介して、アンカーボルト５０により基礎部材１１に固定され、鉛直方向（図中Ｚ方向）の引き抜き力を支持している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスチールハウスの耐力壁には以下のような問題があった。
【０００７】
図９は、建物の間口幅が狭いスチールハウスの一例を示す斜視図である。図９において、３階建て住宅１１は間口（図中Ｙ方向）が狭い上に、間口面に戸口や窓２７が設けられ、また、１階にはガレージの入り口２８などが設けられている。そのために耐力壁の配置個所が、桁方向（図中Ｘ方向）に限られ、その結果、間口方向（図中Ｙ方向）について水平抵抗力を確保することが困難になっていた。
【０００８】
図１０は、図９に示す建物に、間口方向（図中Ｙ方向）の水平力が作用した場合に各部材の変形の傾向を誇張して示す説明図である。図１０において１階の耐力壁を形成する縦枠２１と２階の床根太３１の接合部において、端根太３２の下フランジ（建物の外壁より）は１階の耐力壁の上枠２３にビス打ちして接合されているから、上枠２３はこのビスを支点にした回転モーメントを受け、やがて床根太３１から離れ、楔状の隙間を生じる傾向にある。
【０００９】
図１１は、図９に示す建物に間口方向（図中Ｙ方向）の水平力が作用した際の、１階の耐力壁を形成する縦枠２１と基礎部材１１の接合部における回転力の働く状況を説明する説明図である。図１１において、Ｌ字型のホールドダウン金物４１は、鉛直部４２と水平部４３とが垂直に接合され、相互にブラケット４４が設置され倒れ防止の補強をしている。
【００１０】
鉛直部４２は縦枠２１のウエブにボルト等により接合され、一方、水平部４３は基礎部材１１に埋め込まれたアンカーボルト５０により基礎部材１１に固定されている。なお、耐力壁２０の下枠２２は、水平部４３と基礎部材１１に挟まれっているが、記載を省略している。
【００１１】
したがって、耐力壁の面外方向（建物の間口方向、図中Ｙ方向）に力が作用した場合には、縦枠２１が建物の間口方向（図中Ｙ方向）に水平移動しようとする。
このとき、アンカーボルト５０が１本であるため、これを中心に回転モーメントが発生し、ホールドダウン金物４１は水平面内（図中Ｙ−Ｚ面内）において回転するという問題があった。
【００１２】
さらに、耐力壁の面外方向（建物の間口方向、図中Ｙ方向）に力が作用した場合には、縦枠２１が建物の間口の面内（図中Ｙ−Ｚ面内）で転倒しようとする。このとき、アンカーボルト５０が１本であるため、これを中心に回転モーメントが発生し、ホールドダウン金物４１は鉛直面内（図中Ｙ−Ｚ面内）において転倒（回転）するという問題があった。
【００１３】
さらに、縦枠２１のウエブがホールドダウン金物４１の鉛直面４１にボルトで接合されているため、水平力が作用して縦枠２１にはせん断力が働くことになる。縦枠２１の重心とボルトの芯間には偏心ｅがあり、そのため、縦枠２１はボルトの回りで回転し、結果として剛性が低下するとの問題があった。
【００１４】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、スチールハウスにおいて、水平抵抗力を高めることができる、スチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物を提供し、さらに、これを用いた剛性の高い門型フレーム構造を提案することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物およびスチールハウスの門型フレーム構造は、以下の特徴を有すものである。
［１］  ウエブとその両端部に一対のフランジを配置した断面略Ｕ字状の溝型鋼により、または該溝型鋼のフランジ端部に内側に突出したリップを配置したリップ溝型鋼により組み立てられる、スチールハウスの耐力壁において、該耐力壁を基礎部材に設置するための、スチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物であって、
底板とその両端部に一対の側板を配置した断面略Ｕ字状で、
底板に、複数の貫通穴が設けられ、
一対の側板の外側面同士の距離が設置される溝型鋼またはリップ溝形鋼のウェブの内法の幅に等しい構成とし、
耐力壁を形成する溝型鋼またはリップ溝形鋼の懐に配置して、底板を前記貫通穴を貫通するボルトにより基礎部材に固定し、さらに、一対の側板を前記溝型鋼またはリップ溝型鋼のフランジに接合することを特徴とするスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物である。
［２］  前記［１］において、底板の幅を、設置される溝型鋼またはリップ溝形鋼のウエブの内法の長さに等しくしたことを特徴とするものである。
［３］  ウエブとその両端部に一対のフランジを配置した断面略Ｕ字状の溝型鋼により、または該溝型鋼のフランジ端部に内側に突出したリップを配置したリップ溝型鋼により組み立てられる、スチールハウスの門型フレーム構造であって、一対の基礎部材と、
それぞれの基礎部材の上に設置された耐力壁と、
それぞれの耐力壁を、その上端部で連結する連結梁とを有し、
前記耐力壁の鉛直部材が、前記溝型鋼または前記リップ溝型鋼により形成され、該溝型鋼またはリップ溝型鋼が、前記［１］または［２］記載のスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物を用いて、基礎部材に固定されることを特徴とする、スチールハウスの門型フレーム構造である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態を説明するものであって、図１の（ａ）はホールドダウン金物の示す斜視図、図１の（ｂ）は該ホールドダウン金物が固定される基礎部材を示す斜視図、図１の（ｃ）は該ホールドダウン金物が基礎部材に固定された状態を示す斜視図である。なお、耐力壁２０の下枠２２の記載を省略している。
【００１７】
図１（ａ）において、ホールドダウン金物４６は、底板４７とその両端部に一対の側板４８を配置した断面略Ｕ字状であって、底板４７には２個所に貫通穴５１が設けられ、側板４８にも複数の貫通穴４９が設けられている。底板４７の幅（図中Ｙ方向）が縦材２１のウエブの内法の長さ（図中Ｙ方向）に等しく、また、一対の側板４８の幅（図中Ｘ方向）が耐力壁２０の縦材２１のフランジの内法の幅（図中Ｘ方向）に等しい。すなわち、ホールドダウン金物４６は縦材２１の懐に略隙間なく配置自在である。
【００１８】
図１（ｂ）において、基礎部材１１には２本のアンカーボルト５２が埋め込まれていて、それぞれ下枠に設けたボルト孔を通して、前記貫通穴５１に挿入自在である。
【００１９】
図１（ｃ）において、ホールドダウン金物４６は縦材２１の懐に略隙間なく配置され、下枠および底板４７が貫通穴５１を貫通するアンカーボルト５２を介して基礎部材１１に固定され、側板４８は貫通穴４９を貫通する取り付けボルト５４により縦材２１に接合されている。
【００２０】
よって、ホールドダウン金物４６は間口方向（図中Ｙ方向）に離間して設置した一対のアンカーボルト５２により固定されるから、平面内（図中Ｘ−Ｙ面内）で回転することも、鉛直面内（図中Ｙ−Ｚ面内）で転倒することがない。
【００２１】
さらに、縦枠２１のフランジがホールドダウン金物４６の側板４８に当接しているから、水平力が作用した際、取り付けボルト５４等には引っ張り力が働くだけである。このため、縦枠２１の取り付けボルト用の貫通穴の内周が変形することがない。また、縦枠２１の一方のフランジはホールドダウン金物４６の側板４８に押し当てられるから、前記貫通穴の周囲の変形は最小に押さえられ、確実に転倒防止することができる。
【００２２】
また、間口方向（図中Ｙ方向、溝形の縦枠の強軸方向）の曲げ応力に対しる縦枠２１の引き抜き力および押込み力は、力の経路にあたる縦枠２１のフランジにホールドダウン金物４６の側板４８が当接するように配置しているから、効果的に基礎部材１１に伝達される。
【００２３】
また、アンカーボルト５２と引き抜き力の間での偏心力の発生を抑えるよう、アンカーボルト５２は相互に隔離して配置し、かつ、縦枠２１のウエブに近ずけて配置した。概ね、縦枠２１のフランジ面から３ｄ以内（ｄはアンカーボルト径）およびウエブ面から３ｄ以内に近ずけて設けている。
【００２４】
なお、本発明はこれに限定するものではなく、アンカーボルトを３本以上配置してもよいし、その配置が前記３ｄの範囲外であってもよい。
【００２５】
さらに、ホールドダウン金物４６の側板の幅が、縦枠２１のウエブの内法に等しくしているため、縦枠２１に水平面内でねじり力（図中Ｘ−Ｙ面内）が作用しても、縦枠２１がねじり変形を防止することができる。
［実施の形態２］
図２は本発明の一実施の形態を説明するものである。図２において、耐力壁２０は、縦枠２１、下枠２２、図示しない上枠２３、および、これらにより形成される矩形の枠に配置された面材２４により形成されている。そして、間口をはさんで対峙した一対の耐力壁２０の上部を、連結梁３５により連結して門型フレームを形成している。
【００２６】
すなわち、縦枠２１の上端部のウエブが、連結梁３５のウエブにタッピンネジまたはボルトまたはスポット溶接等により接合されている。一方、縦枠２１の下端部のフランジが、実施の形態１に記載したホールドダウン金物４６により基礎部材１１に固定されている。
【００２７】
したがって、門型フレームを構成する柱は、耐力壁の縦枠を兼ねており、この縦枠と連結梁が確実に接合され、かつ、、門型フレームを構成する柱は、柱脚部での局部変形が抑制され、かつ柱脚と基礎部材の固定度が向上している。
【００２８】
なお、本発明は、ホールドダウン金物４６が全ての縦材２１に設置されたものに限定するものではなく、耐力壁の隅部の縦材にのみ設置してもよいし、所定の本数飛ばしに設置してもよい。
【００２９】
なお、縦材２１をホールドダウン金物４６に接合するための取り付けボルトの頭またはこれに螺合するナットを貫通させるために、耐力壁２０の面材２４に穴を設けている。ただし、縦材２１をホールドダウン金物４６に接合した後、耐力壁２０に面材２４を設置する場合にはい、この穴を省略することができる。
【００３０】
［実施の形態３］
図３は本発明の一実施の形態を説明するものであって、実施の形態２における門型フレームを用いた２階建て構造を示す斜視図である。図３において、１階の耐力壁１２０は、縦枠１２１、下枠１２２、上枠１２３、および、これらにより形成される矩形の枠に配置された面材１２４により形成されて、２階の耐力壁２２０は、縦枠２２１、下枠２２２、上枠２２３、および、これらにより形成される矩形の枠に配置された面材２２４により形成されているそして、間口をはさんで対峙した一対の１階の耐力壁１２０の上部を、２階の床を支持する床根太３６により連結して門型フレームを形成している。さらにこの門型フレームの上に、間口をはさんで対峙した一対の２階の耐力壁２２０を設置し、その上部を、２階の天井を形成する連結梁３７により連結して門型フレームを形成している。
【００３１】
１階の耐力壁１２０の基礎部材１１への固定は実施の形態２に同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図４は、図３における、１階の耐力壁１２０と２階の耐力壁２２０の連結状況を示す正面図（縦枠１２１と縦枠２２１のリップに記載を一部省略している）である。図４において、１階の耐力壁１２０の縦枠１２１の上端部の懐に実施の形態１に記載したホールドダウン金物１４６が設置され、ホールドダウン金物１４６の側板１４７は取り付けボルト１６１により面材１４８に取り付けられている。また、２階の耐力壁２２０の縦枠２２１の下端部の懐に実施の形態１に記載したホールドダウン金物２４６が設置され、ホールドダウン金物２４６の側板２４７は取り付けボルト２６１により面材２４８に取り付けられている。
【００３３】
そして、１階のホールドダウン金物１４６の底板１４７と２階のホールドダウン金物２４６の底板２４７は、相互に転結ボルト６０により連結されている。また、両金物の間に２階の床面を形成する床面材３７が挟まれている。
【００３４】
なお、取り付けボルト１６１の頭および取り付けボルト２６１の頭が貫通する貫通穴を、面材１２４と面材２２４に設けているがこれに限定するものではなく、取り付けボルト１６１が、面材１２４と縦枠１２１ととホールドダウン金物１４６を接合する場合、または、取り付けボルト２６１が、面材２２４と縦枠２２１とホールドダウン金物２４６を接合する場合には、取り付けボルト１６１の頭または取り付けボルト２６１の頭が貫通する貫通穴を省略することができる。
【００３５】
さらに、建物が外装材は、耐力壁の面材を兼ねてもよいし、耐力壁の面材に重ねて設置してもよい。また、屋内の内装材（図４には記載していない）についても、耐力壁の面材を兼ねてもよいし、耐力壁の面材の重ねて設置してもよい。
【００３６】
［実施の形態４］
図５は、本発明の一実施の形態を説明するものであって、門型フレームを用いた２階建て構造における１階の耐力壁と２階の耐力壁の連結状況を示す一部断面の斜視図である。図５において、耐力壁２０と連結梁３５によって構成される下層門型フレーム部分は、前記実施の形態２に示す構造であり、その下層門型フレーム部分の上に設置される上層構造体ａは、縦材ａ１と横材ａ２を有す枠組み壁工法（ツーバイフォー）による耐力壁である。上層構造体ａと下層門型フレームは、上層構造体ａの耐力壁の縦材ａ１と下層門型フレームの耐力壁の縦材１２１を矩形の帯金物ｂにより連結することにより接合されている。この連結は、それぞれの耐力壁の外面材を挟みつけた状態で、帯金物をそれぞれの縦材にビス留または釘留する。
【００３７】
なお、本発明は、ホールドダウン金物が耐力壁の全縦材に設置されたものに限定するものではなく、耐力壁の隅部の縦材にのみ設置してもよいし、所定の本数をとばして設置してもよい。
【００３８】
さらに、門型フレームの上に構築する枠組に壁構法建築は、一層に限定するものではなく、多層になってもよい。また、門型フレームの上に、これと同じ門型フレームを構築してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係るスチールハウスの耐力壁用のホールドダウン金物およびこれを用いた門型フレーム構造は、以上の構成であるから、以下の顕著な効果が得られる。
（１）耐力壁用と基礎部材との接合において、耐力壁を形成する縦枠の水平面内の回転や移動、鉛直面内の傾倒、および接合部の局部変形によるズレを防止し、接合部の剛性を高めることができる。
（２）また、剛性の高い門型フレームを形成することができる。
（３）したがって、間口の狭い３階建て住宅を設計することが容易になる。
（４）さらに、従来の構造に大きな修正を行うことなく、容易に水平抵抗力の増強をはかる補強をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本発明の一実施の形態を説明するものであって、（ａ）はホールドダウン金物の示す斜視図、（ｂ）は該ホールドダウン金物が固定される基礎部材を示す斜視図、（ｃ）は該ホールドダウン金物が基礎部材に固定された状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の門型フレームの一実施の形態を説明する斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態を説明するものであって、門型フレームを用いた２階建て構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態を説明するものであって、門型フレームを用いた２階建て構造における１階の耐力壁と２階の耐力壁の連結状況を示す正面図である。
【図５】本発明の一実施の形態を説明するものであって、門型フレームを用いた２階建て構造における１階の耐力壁と２階の耐力壁の連結状況を示す一部断面の斜視図である。
【図６】従来のスチールハウスや木造２ｘ４（ツーバイフォー）などの枠組壁工法を示す説明図である。
【図７】従来のスチールハウスや木造２ｘ４（ツーバイフォー）などの枠組壁工法における耐力壁を示す一部断面斜視図である。
【図８】従来のスチールハウス（枠組壁工法）における部材間の接合状況を模式的に示す正面図である。
【図９】間口幅が狭いスチールハウスの一例を示す斜視図である。
【図１０】間口方向（図中Ｙ方向）の水平力が作用した場合に各部材の変形の傾向を誇張して示す説明図である。
【図１１】間口方向（図中Ｙ方向）の水平力が作用した際の、１階の耐力壁を形成する縦枠と基礎部材の接合部における回転力の働く状況を説明する説明図である。
【符号の説明】
１１  基礎部材
２０  耐力壁
２１  縦枠
２２  下枠
２３  上枠
２４  面材
４６  ホールドダウン金物
４７  底板
４８  側板
４９  貫通穴
５１  貫通穴
５２  アンカーボルト
【図１】
0003613157.tif 000002
【図２】
0003613157.tif 000003
【図３】
0003613157.tif 000004
【図４】
0003613157.tif 000005
【図５】
0003613157.tif 000006
【図６】
0003613157.tif 000007
【図７】
0003613157.tif 000008
【図８】
0003613157.tif 000009
【図９】
0003613157.tif 000010
【図１０】
0003613157.tif 000011
【図１１】
0003613157.tif 000012