(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面内部に耐震、耐風圧に対して、力学的に必要な場所に、必要に応じて、壁支持支点用アンカーを壁面内部に一個以上取付け、
上記支点の境界条件が、壁面の面内方向には力学的にルーズに、面外方向には力学的に固定となるように、
壁取付躯体に予め取り付けられたファスナーに、上記アンカーを介して、上記の壁面を躯体に取りつけることを特徴とする、
無仕切支点支持法による建築物耐風圧性、耐震性壁の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、パネル版及び現場施工法による建築物壁の施工に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現場施工法では、補強鉄筋コンクリート（以下ＲＣと呼ぶ）のように比較的強靱な壁面材料の場合にはスラブ、梁、柱などの構造躯体に壁の周辺部を剛に連結している。だがしかし、躯体と壁面との動きを吸収できず、しばしば壁面に構造クラックが入るのが実状である。しかし、ＲＣの場合は、多少のクラックは黙視され、不本意ながら許されているのが現実である。しかしガラスブロック・コンクリート（以下ＲＧＣと呼ぶ）の場合はガラスの破壊が起こることは絶対に許されない厳しさがある。
【０００３】
コンクリート・パネル（以下ＰＣと呼ぶ）工法では、１０ｍ２前後のパネル版を取付躯体に面内変位を可能にしたルーズ・ファスナー方式で固定し、躯体とＰＣ間の面内方向を構造的に離縁しているので、構造クラックは入らないが、しかしパネル版と躯体間の取付は境界条件をピン・ローラー固定とするため、曲げモーメント及び、たわみ量が大きく、従ってパネル・サイズを小さく制限するか、または、パネルの抵抗モーメントを大きくする必然性から断面性能を大きくする必要がある。断面性能を大きくすることは、必然的にパネル重量も大きくなり、躯体の構築コストも高くなる。また、壁面を細切れに区分することは、コーキング・コストが高くなるし、漏水事故も起こり易い結果となる。
【０００４】
比較的破損し易いＲＧＣの現場施工は、建築躯体の荷重がかからないように、壁面の周辺に躯体との間にクツション材で離縁し、躯体の面内変位荷重が壁面に伝わらないように、且つ風圧による面外変位を固定とする取付法が一般である。この方法は、面外方向の境界は単純支点となるため、面外方向に対する構造が弱く、大スパン壁面には不向きである。また、パネルの場合も上例と同様である。
【０００５】
段落番号０００４の現場施工の場合の大面積の壁面施工が要求される場合は、フラツト・バー等の方立を壁面の中間に入れて壁面強度を補強する。これはコスト高になるし、漏水等のクレームも起り易く、しかも美観もよくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の段落番号０００２で問題の壁の構造クラックをなくする。
【０００７】
段落番号０００３のＰＣ、及び段落番号０００４のＲＧＣで問題の壁の細切れによる見苦しさをなくし、漏水等が起こり難い高品位質の大面積ＧＢ壁の構築をする。
【０００８】
ＲＧＣの場合は、段落番号０００５で問題の中間方立てをなくし、壁の構築コストを安く、継ぎ目からの漏水クレームを無くし、美しい壁の構築を可能にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項の基本的な手段は、壁面内に一個以上の支持支点用アンカーで構造躯体に固定して面外荷重は支え、且つその支点は面内荷重に関してはローラー境界にして、力学的に拘束しない方法である。この場合に、壁周辺での風圧による面外荷重及び自重による面内荷重支えは勿論従来法と同じにしてもよい。
【００１０】
この場合のアンカーは壁面の面外力による引き抜き力と、圧縮力に耐えるだけの壁面内の定着が必要である。ＲＣ及びＲＧＣの時は、ボルトまたはプレート・アンカーを壁面内に埋め込む。金属壁面の時は溶接またはネジ固定で壁面に固定し、アンカーの負荷に必要な引張力及び圧縮力に耐えるようにする。
【００１１】
上記アンカーを、取付躯体（スラブまたは支柱）に取り付けられたファスナーに、面内方向の自重以外はルーズに、面外方向は、固定となるように取り付ける。
【００１２】
この、アンカー支点のピツチは、壁面を支える支点の力が、出来る限り均等になるように定めるのが得策である。その方法は、一般的な面構造解析の差分法や、有限要素法等でシムレーションし求めることができる。近似的ではあるが、簡単な方法としては、荷重面での主方向を分割し、主方向のアンカーピッチを定め、後に従方向を分割して、従方向のアンカー・ピツチをアンカー強度に合せる一般的構造計算でも求めることが可能である。
【００１３】
このようにして、一個当たりのアンカーにかかる最大荷重を求め、アンカー・ボルトの挫屈が起らない長さ範囲内で、面内方向はルーズに、面外方向は固定となるように躯体に取り付ける。
【００１４】
ルーズ・ファスナーの受け台は、Ｌ型かハツト型で、ルーズにスライドし易くするために、例えばアンカー・ボルトを止める場合は、壁面に平行に先端面のボルト穴経を、変位代だけボルト経よりも大きくし、スベリ易い二重ワツシャーではさみ、ナツトを緩く絞めて、緩まないようにかしめて固定する。この場合、本質的なことではないが、取付が簡単になるように、丸穴の片面を開いてもよい。
【００１５】
壁面の周辺は一般的な取付法でよく、自重荷重のみを支えて、ローラー固定してもよく、また自由支持でもよい。
【００１６】
【作用】
壁面に風圧等の面外力がかかつた時には、周辺がローラー固定であれば、周辺反力で壁を支えるが、大きい壁面の時は中央部は大きくたわみ、更に壁面抵抗力を越える時は壁面が破壊する。然るに、本発明の場合は、上記アンカー支点がたわみ量の大きい壁部の面外方向の力を支えるため、たわみ量が小くなる。また、壁面のモーメントも支点間を正負と取り消すため、抵抗モーメントが小さくなり構造的に有利となる。従って、一般施工法より、より大きい壁面積の構築が可能となる。しかも面内ルーズの取付法のため、躯体の変位負荷が壁面にかからないため、壁面の構造クラックも起らない。
従って、面外力に併せて支点の数と位置、及び支点を支える大きさをコントロールすれば、比較的断面性能が小さくても、耐風圧、耐震性の高品位の大面積壁体の構築が可能となる。
【００１７】
（１）壁面積単位が大きくなる。室内から、壁面の支点を支えるため、外面は連続壁となり、壁面を支点毎に区切る必要がなくなる。そのため、壁毎のコーキング連結が少なくなるため経済的であり、コーキング切れ及び劣化等による事故も少なく、従って、継ぎ目からの漏水も起りにくくなる。
【００１８】
（２）建物の層間変位に対しては支点が躯体と面内ルーズに取付けてあるため、壁面には変位荷重がかからなくなるため、壁面のクラック等による破壊が起こらない。従って、地震等に強い壁面となる。
【００１９】
（３）壁間の仕切支柱や方立等が不要となる。方立で仕切つた壁面は見苦しく、メンテも大変である。しかし、本発明の方法は、連続壁であるため、メンテも楽で、美しい壁となる。
【００２０】
（４）施工コストが安い。特にパネルを大型化し、例えば、２階分を一度に施工することが可能であるため、施工スピード及びコストの低減は大きい。また、小さい断面性能の壁面でよいので、重量も軽く、材料費及び、運搬費のコストが安くてすむ。
【００２１】
【実施例】
図１の断面（Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ）は一般的ＲＧＣ取合施工法を表す。壁面の中間部にある断面（Ｄ−Ｄ）が本発明に関する支持方法に関する重要な部分である。
【００２２】
図２は断面（Ｄ−Ｄ）部の支持法の具体例を示したもので、ＲＣスラブ躯体（１−Ａ）に壁（４）から取り出されたアンカー・ボルト（３）を介して、スラブ（１−Ａ）に固定したファスナー（２）での例である。同様に（１−Ｂ）は支柱で受け止める例である。以下、（１−Ａ）で代表し説明する。
【００２３】
図３は支点用に使用する壁（４）体内に埋め込んだＴ字型アンカー・ボルト（３）で、そのボルト（３）を介して、躯体（１−Ａ）から壁面（４）を支持するための明細図である。ＲＧＣであるため、細い目地部に埋め込み、細い目地部から取り出すことが必要であるため、１本または２本のアンカー・ボルト（３）を目地幅以下の径のステンレス筋（アンカー筋）とＴ字型に溶接加工し、これを目地部に埋め込んで、アンカー・ボルトを壁内に固定する。この場合ＲＧＢの補強鉄筋にアンカー筋を引っかけるか、筋に溶接することにより、アンカー・ボルトの引き抜き強度を大きくすることが必要である。上記の筋にボルトを溶接したものが、実用面で大変便利であることより、この実施例で説明することにする。このように、Ｔ字型（十字型でもよいし、プレートでもよい）アンカーで壁面を支持することから、Ｔ−ＡＮＣＨＯＲ−ＳＵＰＰＯＲＴの単語を略して、一般的な名称として、この支持法をＴＡＳサポート法、アンカー・ボルトをＴＡＳボルト（３）、支持受けファスナーをＴＡＳファスナー（２）と、以後本書では呼ぶことにする。
【００２４】
この外、例えばボルトに溶接固定した板フックでＲＧＢの筋に引っかけてもよい。また、一般のＲＣ版のように耐せん断力が大きい材料のホールイン・アンカー・ボルトのみで使用することも出来るし、壁が金属性（リブも含む）であれば、リブに溶接するか、またはネジでボルト固定することもできる。いずれも、一般的な方法で、必要な引抜力に耐えさえすればよく、作業性面及びコスト面で都合のよい方法を選べばよい。引き抜き強度が支点に働く力に耐えればよく、本質的に同等以上の機能を有するものであればよい。
【００２５】
また、ボルトの代わりに板でもよい。即ち、壁面に埋め込まれたステンレス板で躯体からの取付ファスナーを面内方向にはルーズに、面外方向は固定になるように連結する方法も、上記ＴＡＳアンカー方式と本質的には同じ原理であることより、これも本発明に含まれる。この方法は大規模の壁の取付には適している。
【００２６】
ＲＧＣ壁のように、比較的小規模の場合は、上記ＴＡＳ支持法が便利である。従って、壁面に直角に出ているＴＡＳボルト（３）を、ＴＡＳファスナー（２）で止め、ＴＡＳファスナー（２）は本例の如くハツト型金具（２１）とした時の場合について以下説明をすることにする。
このハツト型金具（２１）の先端に設けた穴（ＴＡＳ穴（２２）と以後呼ぶ）の中にＴＡＳボルト（３）を挿入し、滑り材（２３−１）をＴＡＳ穴（２２）側に当てて、ワツシャー（２３）で両側から挟み、ナツトで緩く締めて（手で軽く締める程度）面外方向の動きを固定する。この場合ダブル・ナツトにするか、ボルトのネジ山をかしめるかして、ナツトが緩まないようにする。ＴＡＳ穴（２２）に挿入されたＴＡＳボルト（３）が面内方向に層間変位代（一般に±１ｃｍ）だけ動けるように、ＴＡＳボルト（３）の径よりＴＡＳファスナーの穴（２２）を大きくする。また滑りシート（２３−１）は、例えばテフロン・シートのように耐久性があり、滑りやすいプラスチックか、またはステンレス・シートがよい。また、面外方向の層変位を吸収するために、許容たわみ量以内の弾力性ゴムシートにすることもある。これは、Ｒ壁の時も円滑にスベリが起こるので、しばしば使用することがある。
【００２７】
このように、壁面と躯体間の面内方向の地震変位に対して、壁面に力がかからないで動けるように、しかも風圧力の面外力に対してはＴＡＳボルト（３）の引っ張り、または圧縮に耐えるＴＡＳボルト（３）で、壁面（４）を躯体（１−Ａ）でローラー・サポートする。本実施例の場合の受けファスナー（２）は、ここではハツト型であるが、Ｌ型でも、口型でもよく、上記に説明した基本原理に従えば本発明に含まれる。
【００２８】
また、ＴＡＳボルト（３）と壁（４）とＴＡＳファスナー（２）までの距離は作業性またはデザイン性に支障がなければＴＡＳボルト（３）の挫屈の関係で短いのがよく、最終的には接触することも可能である。この場合壁（４）の表面とＴＡＳファナー（２）のワツシャー（２３）表面とが接するので、ワツシャー（２３）と壁面（４）の中間に壁面を傷つけないように緩衝材を入れる。
【００２９】
このようにして、壁面が必要抵抗モーメントに耐えるように、一般構造計算で、上記のＴＡＳアンカーで壁面をサポートする設置場所及び個数をデザインする。このデザインの方法は、壁面にかかかる風圧力及び地震力からコンピューターで力学シムレーション（有限要素法、境界要素法及び差分法がよいが、近似的には一般的力学手計算でも可能）を行い決定する。
【００３０】
この方法での支持支点は、軸力方向の力は支えないので、壁（４）の熱膨張による拘束はなく、応力発生はないが、壁（４）の自重は最下部に負荷されるので、最下部で、軸力荷重を支える必要がある。この場合に挫屈が起こらず、且つ安全面で壁材の軸力方向の耐圧縮応力度の範囲に壁高が納まるように、一般的構造計算でサイズ・デザインする。
【００３１】
上記ＴＡＳ法で、具体的にＲＧＣ壁の施工例で、本発明の安全性を実証する。
（イ）現場施工で、高さ６．４ｍ、幅１２ｍのＲＧＣ壁で、ガラス・ブロック・サイズが１９０＊１９０＊９５で、目地幅縦横共１０ｍｍ
（ロ）この地域の風圧          ｐ＝１３０ｋｇ／ｍ２
地震層せん断係数        Ｃｉ＝０．３
ＲＧＣ壁の自重          ＷＧＢ＝１００ｋｇ／ｍ２
（ハ）ＲＧＣ壁の断面性能
ヤング率                Ｅ＝４．４ｘ１０５ｋｇ／ｃｍ２
断面係数                Ｚ＝３．０ｃｍ３／ｃｍ
二次モーメント          Ｉ＝２．７ｃｍ４／ｃｍ
曲げ剛性                Ｄ＝１２．０ｘ１０５ｋｇｃｍ２／ｃｍ
許容モーメント          Ｍａ＝２２７ｋｇｃｍ／ｃｍ
ＲＧＣの許容圧縮応力度  ＦＧａ＝３０ｋｇ／ｃｍ２
（破壊圧はＪＩＳＡ５２１２では４５ｋｇ／ｃｍ２以上と規定されている。短期許容応力度は４５ｋｇ／ｃｍ２Ｘ２／３＝３０ｋｇ／ｃｍ２と定めることが出来る）
註：断面性能計算法は日本建築学会学術講演要旨（１９９０／ＮＯ．２８８２）を参照
（ニ）支持条件
壁面周辺の支持法は一般市販のＧＢ施工要項と同じにする。しかし、壁高さの中間点の３２０ｃｍの所で壁の横方向１２００ｃｍを、両端の３０ｃｍの所から６０ｃｍピツチに本発明のＴＡＳサポートを設置する。ＴＡＳボルト（３）は図３−（ｃ）形状に６ｍｍステンレス筋と６ｍｍボルトをＴ字型に溶接したものを使用する。
【００３２】
（ホ）構造計算
括弧ハの断面性能をもつたＲＧＣ壁（４）を、高さ方向６４０ｃｍを２０ｃｍピツチに節点（ＮＯ．０〜３２）３２等分に分割し、境界条件を節点ＮＯ．０をピン固定、節点ＮＯ．１６．ＮＯ．３２をローラー固定とし、（ロ）の条件の外部応力を負荷した場合の部材の存在抵抗値と部材の許容値を照合し、ＲＧＣの安全性を確認する。
上記（ロ）の条件の場合に地震層せん断力はＷＥ＝３０ｋｇ／ｍ２であり、風圧力と比べて小さいので計算から除外できるので、面外力の風圧計算の安全性のみを確認する。
【００３３】
図４の（ａ）は壁に風圧力ｐ＝１３０ｋｇ／ｍ２の負荷がかかつた時の構造計算結果値のたわみ曲線を、（ｂ）はモーメント曲線を、及び（ｃ）はせん断応力曲線を示す。これによれば最大たわみ量はＮＯ．７、ＮＯ．２５の０．６１ｃｍで、最大モーメントはＮＯ．１６の１６６ｋｇｃｍ／ｃｍで、最大せん断力は５．２０ｋｇ／ｃｍである。
従来法による四辺単純支持の場合にはたわみ量は２３．７ｃｍで最大モメントは６６５ｋｇｃｍ／ｃｍとなり、本発明法と比較すると、たわみ量で約４０倍、曲げモーメントで約４倍となる。
【００３４】
（ヘ）壁面の安全性の確認
たわみ量は３２０ｃｍの１／３００を許容値とすると１．０７ｃｍが最大許容範囲である。上記の結果本発明の場合は０．６１ｃｍで安全であるが、従来工法の場合は２３．７ｃｍで不合格となる。
本発明の場合の最大曲モーメントはＭｍａｘ＝１６６ｋｇｃｍ／ｃｍであり、最大許容モーメントはＭａ＝２２７ｋｇｃｍ／ｃｍであるから十分に安全である。一方、一般工法の場合の最大曲モーメントはＭｍａｘ＝６６５ｋｇｃｍ／ｃｍであり不合格となる。
【００３５】
ＴＡＳボルト（３）の引張（又は圧縮）応力度許容値を求める。ＴＡＳボルト（３）は６ｍｍ径のステンレスを使用する。この有効断面積は０．２２５ｃｍ２であるので、許容応力はＦＴＡＳ＝０．２２５ｃｍ２ｘ２１００ｋｇ／ｃｍ２（＝４７５ｋｇ／ＴＡＳ）である。ＴＡＳボルト（３）にかかる最大応力は計算より、節点ＮＯ．１６のせん断力は５．２ｋｇ／ｃｍである。ＴＡＳサポートのピツチは６０ｃｍであるので、５．２ｋｇ／ｃｍｘ６０ｃｍ／ＴＡＳ＝３１２ｋｇ／ＴＡＳとなる。従って、許容値より小さく安全である。また、挫屈計算では柱長が５ｃｍ以内であっれば起らないのでＴＡＳファスナー（２）と壁（４）間のＴＡＳボルト（３）の長は５ｃｍ以内にする。
【００３６】
次に自重荷重によるＲＧＣの耐圧縮応力度の安全性を確認する。ＲＧＣの面密度は１００ｋｇ／ｍ２である。ＲＧＣは９．５ｃｍ厚であるため１ｍ高さのＲＧＣの圧縮応力度は０．１０５ｋｇ／ｍ２である。許容応力度はＦＧａ＝３０ｋｇ／ｍ２であるので、長期荷重許容値は１５ｋｇ／ｍ２であることより、１５０ｍの高さのＲＧＣ壁を安全に構築することが可能である。このＲＧＣ壁の高さは６．４ｍであることより約２０倍の安全性があることとなる。一般的に壁の高さに関しては全く考慮外としてよい。
【００３７】
以上の実施例で示したのは、ＲＧＣ壁の現場施工であるが、このように施工された壁の支持支点は、軸力方向の力は支えないので、壁（４）の熱膨張による拘束はなく、応力発生はないが、壁（４）の自重が最下部に負荷されるため、最下部で、軸力荷重を支える必要がある。この場合には挫屈が起こらず、且つ壁材の軸力方向の耐圧縮応力度の範囲内の高さでサイズ・デザインすれば安全であり、一般的構造計算でこれを確認できる。
【００３８】
上記の例の多階長のパネル壁（４）の取付について次の３通りの荷重の受け方がある。▲１▼最上部スラブから、一般ファスナー固定方式で軸力方向の重量を支え、面外力は各階毎のスラブ（１−Ａ）から本発明のＴＡＳサポートする。これは、現場施工では困難であるが、パネル工法では可能である。▲２▼最下部のスラブで軸力方向の荷重を支え、上部スラブ（１−Ａ）でＴＡＳサポートする。この場合は現場施工及びパネル施工共に可能である。▲３▼中間スラブでパネルの軸力を支えて吊し、その他の各スラブ（１−Ａ）でＴＡＳサポートする。この方法はパネルでは可能だが、現場施工では不可能である。以上何れの方法も本発明が採用される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のＴＡＳサポート法によると、地震等による躯体変位を吸収しながら、面外力による曲げモーメントを小さくするため、ジョイント・レスで壁厚が薄く軽量で大面積の壁面が施工出来るために次の効果がある。
【００４０】
（１）壁面を上記方法で固定した場合はローラー支持法であるため、地震等による躯体の面内変位に対しては壁面に何等の応力を受けないため、面内変位に強く、建物の動きに対して有利で耐震性となり、壁面に構造クラックが入り難い。
（２）風圧による面外力による曲げモーメントは面内中間支持支点により分割されているため、連続梁の原理で支持支点を中心に±と曲げモーメントが分散するため壁版の断面性能が小さくてよく、軽量薄型の大壁面が可能で、建築費が安くなる。
（３）中間支持支点は壁面の側裏に取り付けるあめ、壁の外表面には接合部が出ないため、連続壁面の美観を保つことが出来る。
（４）接合部なしに壁面をサポート出来るため、コーキング等の接合部トラブルがなくなる。
（５）既存のスラブまたは梁から中間支持支点をとれば、無目や方立の中間補強材である特別支柱が不必要となりコスト的に有利である。また、これらによる接合部が少ないことは、接合トラブルがなく、施工工数の低減となる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の該当ＲＧＣ壁の立面図
【図２】本発明の該当ＲＧＣ壁の断面（Ｄ−Ｄ）明細図
【図３】本発明のＴＡＳサポート明細図
（ａ）ＴＡＳファスナー図
（ｂ）ＴＡＳワツシャーと滑りシート図
（ｃ）ＴＡＳボルト図
【図４】実施例の荷重負荷後の部材断面結果図
（ａ）たわみ曲線図
（ｂ）曲げモーメント曲線図
（ｃ）せん断力曲線図
【符号の説明】
（Ａ−Ａ）はＲＧＣ壁上部一般的サポート断面
（Ｂ−Ｂ）はＲＧＣ壁側部一般的サポート断面
（Ｃ−Ｃ）はＲＧＣ壁下部一般的サポート断面
（Ｄ−Ｄ）はＲＧＣ壁中間部のＴＡＳサポート断面
１−ＡはＲＣ躯体
１−Ｂは支柱躯体
２はＴＡＳファスナー
２１はＴＡＳファスナー受台
２２はＴＡＳ穴
２３はＴＡＳ滑りワツシャー
２４は躯体固定金具
３はＴＡＳボルト
４はＲＧＣ壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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