(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に間隔をあけて建物の上下の水平部材に接合される一対の縦材と、
一方の前記縦材に接合された第１接合部と、他方の前記縦材に接合された第２接合部と、を有していると共に、前記一対の縦材の間において上下方向に間隔をあけて１列のみ配列された円形の開口部を有し、上下方向に隣り合う一の前記開口部の中心と他の前記開口部の中心との距離が、前記第１接合部と前記第２接合部との水平距離よりも短く設定された鋼製の壁面材と、
を備え、
前記開口部の縁部には、前記壁面材において前記開口部が形成されていない平坦な部分である一般部に対して前記壁面材の面外方向に向けて突出する環状リブが形成されている耐力壁。
【請求項２】
前記環状リブに生じる最大ミーゼス応力が、前記壁面材において上下方向に隣り合う一の前記開口部と他の前記開口部との間の部位に生じる最大ミーゼス応力よりも低い請求項１記載の耐力壁。
【請求項３】
前記環状リブの形状、前記環状リブの前記一般部に対する高さ、前記開口部の内径、及び上下方向に隣り合う一の前記開口部の中心と他の前記開口部の中心との距離の何れかが調整されることによって、前記環状リブに生じる最大ミーゼス応力が、前記壁面材において上下方向に隣り合う一の前記開口部と他の前記開口部との間の部位に生じる最大ミーゼス応力よりも低くなるように調整されている請求項２記載の耐力壁。
【請求項４】
前記環状リブの内径が、前記壁面材の面外方向に向かうにつれて次第に小さくなっている請求項２又は請求項３記載の耐力壁。
【請求項５】
前記環状リブにおける前記一般部側の部位の内径が、前記壁面材の面外方向に向かうにつれて次第に小さくなっており、
前記環状リブにおける前記一般部とは離間する側の部位が、円筒状に形成されている請求項２又は請求項３記載の耐力壁。
【請求項６】
前記開口部を水平方向に二等分する又は前記開口部を上下方向に二等分する二等分線に対して前記開口部の周方向に４５°ずれた位置における前記環状リブの前記一般部に対する高さが、前記二等分線上の前記環状リブの前記一般部に対する高さに比して高くなっている請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の耐力壁。
【請求項７】
鋼製とされ、一の縦材に接合される第１接合部と、他の縦材に接合され、前記第１接合部との間に一定の間隔を有する第２接合部と、を有していると共に、前記第１接合部と前記第２接合部との間において前記第１接合部と前記第２接合部に沿って間隔をあけて１列のみ配列された円形の開口部を有し、隣り合う一の前記開口部の中心と他の前記開口部の中心との距離が、前記第１接合部と前記第２接合部との距離よりも短く設定され、
前記開口部の縁部には、該開口部が形成されていない平坦な部分である一般部に対して前記一般部の面外方向に向けて突出する環状リブが形成されている耐力壁用の壁面材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐力壁及び耐力壁用の壁面材に関し、例えば、スチールハウスやプレハブ住宅などに使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチールハウスやプレハブ住宅などの建物において、枠材に鋼板などの壁面材が接合された耐力壁が使用されている（例えば、特許第３７３７３６８号公報参照）。このような耐力壁は、地震荷重が加わると壁面材にはせん断応力が生じ、枠材には軸力が生じるように設計されている。
そして、特許第３７３７３６８号公報記載の耐力壁は、枠材が鋼板（壁面材）の周囲に沿って矩形状に枠組みされたフレームとフレームの内部に設けられた中桟とから構成され、鋼板（壁面材）の枠材が接合される部分を除いた領域に複数の孔部が高さ方向および水平方向（幅方向）に分布して形成されている。そして、これらの孔部の縁部には、円筒状や円錐台状で鋼板に一体になったリブがそれぞれ形成されている。このリブは、鋼板の面外補強のために形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許第３７３７３６８号公報記載の耐力壁では、地震エネルギーを安定して吸収することが難しいという課題がある。【０００４】
本発明は、上記事実を考慮し、地震エネルギーを安定して吸収できる耐力壁及び耐力壁用の壁面材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】
【０００５】
本発明に係る耐力壁は、水平方向に間隔をあけて建物の上下の水平部材に接合される一対の縦材と、一方の前記縦材に接合された第１接合部と、他方の前記縦材に接合された第２接合部と、を有していると共に、前記一対の縦材の間において上下方向に間隔をあけて１列のみ配列された円形の開口部を有し、上下方向に隣り合う一の前記開口部の中心と他の前記開口部の中心との距離が、前記第１接合部と前記第２接合部との水平距離よりも短く設定された鋼製の壁面材と、を備え、前記開口部の縁部には、前記壁面材において前記開口部が形成されていない平坦な部分である一般部に対して前記壁面材の面外方向に向けて突出する環状リブが形成されている。
【０００６】
本発明に係る耐力壁用の壁面材は、鋼製とされ、一の縦材に接合される第１接合部と、他の縦材に接合され、前記第１接合部との間に一定の間隔を有する第２接合部と、を有していると共に、前記第１接合部と前記第２接合部との間において前記第１接合部と前記第２接合部に沿って間隔をあけて１列のみ配列された円形の開口部を有し、隣り合う一の前記開口部の中心と他の前記開口部の中心との距離が、前記第１接合部と前記第２接合部との距離よりも短く設定され、前記開口部の縁部には、該開口部が形成されていない平坦な部分である一般部に対して前記一般部の面外方向に向けて突出する環状リブが形成されている。
【０００７】
本発明に係る耐力壁及び耐力壁用の壁面材によれば、上下方向に配列された複数の開口部が壁面材に形成されていることにより、地震荷重が作用すると、壁面材において上下方向に隣り合う一の開口部と他の開口部との上下方向の中間部に応力が集中すると共に、壁面材において第１接合部と開口部との水平方向の中間部、並びに、壁面材において第２接合部と開口部との水平方向の中間部に応力が集中する。ここで、本発明では、上下方向に隣り合う一の開口部の中心と他の開口部の中心との距離が、第１接合部と第２接合部との水平距離よりも短く設定されている。これにより、地震荷重が耐力壁に作用した際に、壁面材において第１接合部と開口部との水平方向の中間部のせん断応力値、並びに、壁面材において第２接合部と開口部との水平方向の中間部のせん断応力値を、壁面材において上下方向に隣り合う一の開口部と他の開口部との上下方向の中間部のせん断応力値よりも低くすることができる。これにより、一対の縦材に生じる水平方向へのせん断応力が低減される。その結果、壁面材において上下方向に隣り合う一の開口部と他の開口部との上下方向の中間部が変形する前に、壁面材と一対の縦材との接合部が変形することが抑制され、地震エネルギーを安定して吸収することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る耐力壁及び耐力壁用の壁面材によれば、地震エネルギーを安定して吸収することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１実施形態に係る耐力壁の一例を示す壁面材側から見た斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された耐力壁を示す縦材側から見た拡大斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａに示された耐力壁の壁面材に形成された環状リブの側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示された環状リブの断面図である。
【図３】耐力壁に作用する応力を説明する図である。
【図４Ａ】第２実施形態に係る耐力壁の壁面材に形成された環状リブの側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示された環状リブの断面図である。
【図５Ａ】一の試験体を説明する図である。
【図５Ｂ】他の一の試験体を説明する図である。
【図６Ａ】円弧部の半径の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図６Ｂ】円弧部の半径と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図７Ａ】円弧部の半径の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図７Ｂ】円弧部の半径と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図８Ａ】環状リブの高さ寸法の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図８Ｂ】環状リブの高さ寸法と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図９Ａ】環状リブの高さ寸法の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図９Ｂ】環状リブの高さ寸法と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１０Ａ】開口部間の距離の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１０Ｂ】開口部間の距離と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１１Ａ】開口部間の距離の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１１Ｂ】開口部間の距離と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１２Ａ】壁面材の板厚の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１２Ｂ】壁面材の板厚と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１３Ａ】壁面材の板厚の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１３Ｂ】壁面材の板厚と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１４Ａ】開口部の直径の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１４Ｂ】開口部の直径と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１５】壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１６Ａ】開口部の列数の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１６Ｂ】壁面材に入力された荷重と変位との関係を示す図である。
【図１７Ａ】Ｄ１／Ｄ２の違いによる壁面材に作用する応力を示す図である。
【図１７Ｂ】Ｄ１／Ｄ２と壁面材に作用する応力との関係を示す図である。
【図１８Ａ】第３実施形態に係る耐力壁の壁面材に形成された環状リブの側面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示された環状リブの断面図である。
【図１９Ａ】第４実施形態に係る耐力壁の壁面材に形成された環状リブの側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示された環状リブの正面図である。
【図２０】第５実施形態に係る耐力壁が用いられた建物を示す側面図である。
【図２１】第５実施形態に係る耐力壁を示す側面図である。
【図２２】図２１に示された耐力壁の枠を示す側面図である。
【図２３】図２１に示された２３−２３線に沿って切断した耐力壁の断面を示す断面図である。
【図２４】図２１に示された耐力壁の壁面材を示す側面図である。
【図２５】変形例に係る耐力壁を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に基づいて本発明の実施形態による耐力壁について説明する。
【００１１】
図１Ａに示されるように、本実施形態に係る耐力壁１Ａ（１）は、建物の上下方向Ｙに延びて互いに所定の間隔をあけて平行に配され、建物の上下の水平部材ＨＭに接合される一対の縦材２ａ、２ｂと、これらの一対の縦材２ａ、２ｂに接合された壁面材３と、を備えている。
【００１２】
一対の縦材２ａ、２ｂは、例えば薄型軽量形鋼の溝形鋼や山形鋼などの形鋼で形成されており、本実施形態では、一対の縦材２ａ、２ｂとして略Ｕ字状断面の溝形鋼が用いられている。
【００１３】
壁面材３は、平面視略矩形状の鋼板からなり、幅方向Ｘの一方の端部３ａが一対の縦材２ａ、２ｂのうちの一方の縦材２ａに接合され、幅方向Ｘの他方の端部３ｂが他方の縦材２ｂに接合されている。本実施形態では、複数のドリルねじが壁面材３の一方の端部３ａ及び一方の縦材２ａに螺入されることによって、壁面材３の一方の端部３ａが一方の縦材２ａに接合されている。なお、ドリルねじが壁面材３に螺入された部分を第１接合部４ａというものとする。そして、第１接合部４ａは、上下方向に略等間隔に配列されている。また、複数のドリルねじが壁面材３の他方の端部３ｂ及び他方の縦材２ｂに螺入されることによって、壁面材３の一方の端部３ｂが他方の縦材２ｂに接合されている。なお、ドリルねじが壁面材３に螺入された部分を第２接合部４ｂというものとする。そして、第２接合部４ｂは、第１接合部４ａと同様に上下方向に略等間隔に配列されている。
【００１４】
壁面材３には、上下方向Ｙに所定の間隔をあけて１列に配列された複数の円形の開口部５が形成されている。これらの複数の開口部５、５…は、略同じ直径Ｒに形成されているとともに、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが略同じ寸法となるように配されることが好ましい。これらの開口部５、５…は、壁面材３の幅方向Ｘの中心線上に沿って配列されている。また、上下方向に隣り合う開口部５、５の中心軸５ｂ、５ｂの間の距離Ｄ１は、一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合間の距離Ｄ２よりも短くなるように設定されている。なお、一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合間の距離Ｄ２とは、第１接合部４ａと第２接合部４ｂとの水平方向の距離を示している。
【００１５】
これにより、壁面材３のうち開口部５および後述する環状リブ６が形成されていない平坦な部分を一般部としての平板部３１とすると、上下方向における隣り合う開口部５、５間の平板部３１の最小長さ（隣り合う開口部５、５間の距離ｄに相当）が、開口部５と第１接合部４ａとの水平距離Ｄ３及び開口部５と第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ４の合計よりも短くなっている。
【００１６】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、開口部５の縁部５ａには、壁面材３の鋼板と一体に形成された環状リブ（バーリング）６（６Ａ）が形成されていることが好ましい。環状リブ６は、壁面材３の面外方向（壁面材３に直交する方向）の一方側に突出している。この壁面材３の面外方向の一方側は、壁面材３に対して一対の縦材２ａ、２ｂ（図１Ａ参照）が接合されている側となっている。
【００１７】
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、環状リブ６の径方向内側の面は、側断面視で略円弧状に形成されており、また環状リブ６の径方向内側の面は、平板部３１と離れるにつれて次第に窄まっている。これにより、環状リブ６の内径が壁面材３の面外方向に向かうにつれて次第に小さくなっている。
【００１８】
続いて、上述した耐力壁１Ａに地震荷重が作用した場合の壁面材３に作用する応力の様子について説明する。  
【００１９】
図３に示されるように、壁面材３は各開口部５の中心５ｃ（壁面材３の面と中心軸５ｂ（図１参照）との交点）を通る水平線５ｄで区切られ複数のユニット７、７…から構成されているものと仮定し、１つのユニット７に作用するせん断応力τおよび曲げ応力σについて考える。
【００２０】
ユニット７は、幅寸法Ｗが壁面材３の幅寸法と同じ値となり、高さ寸法Ｈが隣り合う開口部５、５の中心５ｃどうしを結んだ直線の長さ寸法と同じ値となっている。そして、上端部７ａおよび下端部７ｂには、幅方向Ｘの中央部に開口部５の下側半分または上側半分に相当する半円形状の切欠き部７１、７１が形成されている。
【００２１】
そして、耐力壁１Ａに水平方向の地震荷重が作用すると、ユニット７にせん断応力τが生じる。上述したように、本実施形態では、上端部７ａに形成された半円形状の切欠き部７１、下端部７ｂに形成された半円形状の切欠き部７１の距離（ｄに相当）が、開口部５と第１接合部４ａとの水平距離Ｄ３及び開口部５と第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ４の合計よりも短くなっている。すなわち、図３に示されたユニット７内において、隣り合う一対の開口部５、５間がユニット７内における最小断面積の部位となる。この結果、耐力壁１Ａに地震荷重が作用した時に、ユニット７の上下方向Ｙおよび幅方向Ｘの中心部７ｃ近傍にせん断応力τが集中することになる。以下、このせん断応力τが集中するユニット７の中心部７ｃ近傍を応力集中部８という。
【００２２】
また、ユニット７の上端部７ａ側と下端部７ｂ側とでは、せん断応力τが作用する方向（水平方向）が反対方向となる。そして、ユニット７、７…は上下方向に複数配列されているとともに、実際には複数のユニット７、７…は一体であるため、隣り合うユニット７、７のうち上側のユニット７の下端部７ｂ近傍に作用するせん断応力τと、下側のユニット７の上端部７ａ近傍に作用するせん断応力τとは互いに打ち消し合うことになる。これにより、ユニット７では、応力集中部８にせん断応力τが集中し、水平方向の両端部に作用する水平方向のせん断応力τは減少するため、ユニット７から一対の縦材２ａ、２ｂへは鉛直方向の応力が伝達され、水平方向の応力はほとんど伝達されないことになる。
【００２３】
また、耐力壁１Ａに地震荷重が作用すると、切欠き部７１の縁部（開口部５の縁部５ａ）に曲げ応力σが生じる。このとき、切欠き部７１の縁部には環状リブ６が形成されていると、この曲げ応力σは環状リブ６および環状リブ６近傍の平板部３１へ分散され、開口部５の変形を抑制することができる。
【００２４】
以上のことから、耐力壁１Ａに生じたせん断応力τは、応力集中部８に集中し、水平方向の応力は一対の縦材２ａ、２ｂへほとんど伝達されないとともに、開口部５の縁部に生じた曲げ応力σは分散されることになる。
【００２５】
このように、耐力壁１Ａに所定値以上の地震荷重が作用すると、壁面材３の応力集中部８にせん断応力が集中し、壁面材３が変形し、破壊される。一方、壁面材３から一対の縦材２ａ、２ｂへ伝達される水平方向のせん断応力は小さく、一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合部（第１接合部４ａおよび第２接合部４ｂ）が破壊したり、一対の縦材２ａ、２ｂが局部変形したりすることを抑制することができる。
【００２６】
また、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力σは分散されることにより、応力集中部８に集中したせん断応力τの値よりも開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力σの値を小さくすることができるため、開口部５が変形する前に応力集中部８におけるせん断破壊を生じさせることができる。そして、耐力壁１Ａは、所定値以上の地震荷重が作用したときに、壁面材３の応力集中部８が一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合部４ａ、４ｂの破壊や一対の縦材２ａ、２ｂの局部変形に先行してせん断降伏する構造となり、地震エネルギーを安定して吸収することができる。また、本実施形態では、壁面材から縦材２ａ、２ｂに伝達される水平方向のせん断力に対応するための中桟などを設置しない構成とすることもできる。
【００２７】
なお環状リブ６を設ける場合も、環状リブ６は、壁面材３と一対の縦材２ａ、２ｂとの接合側に突出していることにより、壁面材３の一対の縦材２ａ、２ｂとの接合面と反対側の面には凸部がないため、壁面材３の両面に凹凸がある耐力壁と比べて内装または外装の仕上げ工事を行いやすくなり、耐力壁１Ａの取り扱いが容易になる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る耐力壁について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００２９】
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、第２実施形態による耐力壁１Ｂ（１）は、環状リブ６Ｂ（６）の開口部５の径方向の断面形状が、基端部６ａで円弧状に形成されており、この基端部６ａと反対側の先端部６ｂ側が平板部３１に直交する直線状となっている。これにより、環状リブ６の基端部６ａの内径が平板部３１と離れるにつれて次第に小さくなっていると共に、環状リブ６の先端部６ｂ側が内径一定の円筒状となっている。
【００３０】
ここで、環状リブ６の基端部６ａ側のように断面形状が円弧状となっている部分を円弧部６１とし、先端部６ｂ側のように断面形状が平板部３１に直交する直線状となっている部分を直線部６２として以下説明する。これらの円弧部６１と直線部６２とは連続して形成されている。
【００３１】
本実施形態では、図４Ｂに示されるように、円弧部６１は、断面形状が半径ｒ＝１０ｍｍの１／４円となるように形成され、直線部６２は、断面形状が長さｌ＝５ｍｍの直線となるように形成され、環状リブ６の高さ寸法ｈは、１５ｍｍとなっている。なお、図２Ａ及び図２Ｂに示された第１実施形態による耐力壁１Ａの環状リブ６Ａは、円弧部６１のみで形成され、第２実施形態の環状リブ６Ｂの直線部６２が形成されていない形態となっている。図４Ａ及び図４Ｂに示された第２実施形態に係る耐力壁１Ｂにおいても、耐力壁１Ｂに地震荷重が作用した時に、環状リブ６Ｂの円弧部６１および直線部６２が開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力を分散させることができるため、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【００３２】
ここで、耐力壁の開口部や環状リブの形態の違いによる耐力壁に作用する応力の違いについて解析を行った。この解析について以下に説明する。
【００３３】
ここでは、耐力壁１の開口部５や環状リブ６の形態のパラメータとして、（１）環状リブ６の円弧部６１の半径ｒ（図２参照）、（２）環状リブ６の高さ寸法ｈ（図２参照）、（３）隣り合う開口部５、５間の距離ｄ（図１参照）、（４）壁面材３の板厚ｔ（図２参照）、（５）開口部５の直径Ｒ（図１参照）の５つを挙げ、これらと壁面材３に作用する応力との関係について調べるため、実験およびＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）弾性解析法による構造解析を行った。
【００３４】
実験では、円形の開口部５や環状リブ６の形態の異なる複数の試験体に水平方向の強制変位を与え、壁面材３に生じる応力を測定した。図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、耐力壁１の試験体は、壁面材３に上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板及び上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を使用し、この壁面材３に上下方向Ｙに所定の間隔をあけた２つの円形の開口部５、５を形成した。また、試験体の壁面材３には、上下方向Ｙおよび幅方向Ｘに１０ｍｍ間隔のＦＥＭ弾性解析のメッシュを作成し、開口部５の周囲には、５ｍｍ間隔のＦＥＭ弾性解析のメッシュを作成した。
【００３５】
そして、壁面材３の上下方向Ｙに延びる辺（辺ａｄ、辺ｂｃ）には、一対の縦材２ａ、２ｂ（図１参照）に相当する棒部材（不図示）を接合し、壁面材３と一対の縦材２ａ、２ｂとの接合部４（図１参照）はピン接合とした。これにより、壁面材３の上辺（辺ａｂ）上の節点は、Ｘ方向の変位可能になるとともに、Ｚ軸を中心とする回転可能になっている。また、壁面材３の下辺（辺ｄｃ）上の節点は、Ｚ軸と中心とする回転可能になっている。このような耐力壁１の壁面材３の辺ａｂにＸ方向の強制変位δＸ＝０．６３４ｍｍ（上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた壁面材３）、δＸ＝０．８８７６ｍｍ（上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた壁面材３）を与えて壁面材３に作用する応力を解析する。壁面材３には、開口部や環状リブならびに接合部があるため、せん断応力、引張応力、圧縮応力が複雑に生じることから、各部位の応力の大小比較においては、各部位の応力をミーゼス応力に換算した値にて比較を行う。
【００３６】
（１）円弧部６１の半径ｒと壁面材３に作用する応力との関係
環状リブ６の円弧部６１の半径ｒが異なる１０の試験体Ａ１〜Ａ５（上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた壁面材３）、並びに、試験体Ａ´１〜Ａ´５（上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた壁面材３）に強制変位を与えて環状リブ６の円弧部６１の半径と壁面材３に作用する応力との関係を解析した。試験体Ａ１〜Ａ５、並びに、試験体Ａ´１〜Ａ´５の円弧部６１の半径ｒは、試験体Ａ１〜Ａ５、並びに、試験体Ａ´１〜Ａ´５の順に０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍとし、環状リブ６の高さ寸法ｈはすべて１５ｍｍとした。
【００３７】
円弧部６１の半径ｒが５ｍｍ、１０ｍｍの試験体Ａ２、Ａ３、Ａ´２、Ａ´３は、第２実施形態のように環状リブ６に円弧部６１と直線部６２とが形成されている。
【００３８】
円弧部６１の半径ｒが１５ｍｍ、２０ｍｍの試験体Ａ４、Ａ５、Ａ´４、Ａ´５は、第１実施形態のように環状リブ６に円弧部６１のみが形成され、直線部６２は形成されていない。
【００３９】
円弧部６１の半径ｒが０ｍｍの試験体Ａ１、Ａ´１は、環状リブ６に円弧部６１が形成されておらず、直線部６２のみで円筒状の環状リブ６が形成されている。
【００４０】
そして、試験体Ａ１〜Ａ５、Ａ´１〜Ａ´５では、開口部５の直径Ｒは１２０ｍｍ、開口部５、５間の距離ｄは７５ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍとした。
【００４１】
図６Ａ〜図７Ｂに示されるように、円弧部６１の半径ｒは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が広く分散し、応力集中部８に作用するせん断応力が増加することがわかる。そして、図６Ｂ及び図７Ｂより、円弧部６１の半径ｒが約５ｍｍのときに応力集中部８の最大ミーゼス応力と開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力とが同値となることがわかる。そして、円弧部６１の半径ｒが約５ｍｍ以上の場合、応力集中部８に作用する最大ミーゼス応力が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力よりも大きくなることがわかる。これにより、開口部５の直径が１２０ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが７５ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍの場合は、円弧部６１の半径を５ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。
【００４２】
また、図６Ａ〜図７Ｂより、試験体Ａ１、Ａ´１のように環状リブ６に円弧部６１が形成されていない耐力壁と比べて、試験体Ａ２〜Ａ５、Ａ´２〜Ａ´５のように環状リブ６に円弧部６１が形成されている耐力壁１の方が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が広く分散することがわかる。また、環状リブ６の高さ寸法ｈが同じ場合、試験体Ａ２、Ａ３、Ａ´２、Ａ´３のように環状リブ６に円弧部６１と直線部６２とが形成されている耐力壁１と比べて、試験体Ａ４、Ａ５、Ａ´４、Ａ´５のように環状リブ６に円弧部６１のみが形成されている耐力壁１の方が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が広く分散することがわかる。さらに、試験体Ａ２、Ａ３、Ａ´２、Ａ´３のように環状リブ６に円弧部６１と直線部６２とが形成されている場合は、環状リブ６に対して円弧部６１が占める割合が大きい方が開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力を広く分散させることができることがわかる。
【００４３】
（２）環状リブ６の高さ寸法ｈと壁面材３に作用する応力との関係
続いて、環状リブ６の高さ寸法ｈが異なる１０の試験体Ｂ１〜Ｂ５、Ｂ´１〜Ｂ´５に強制変位を与えて環状リブ６の高さ寸法ｈと壁面材３に作用する応力との関係を解析した。
【００４４】
試験体Ｂ１〜Ｂ５、Ｂ´１〜Ｂ´５の環状リブ６の高さ寸法ｈは、試験体Ｂ１〜Ｂ５、Ｂ´１〜Ｂ´５の順に０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍとした。
【００４５】
ここで、試験体Ｂ１、Ｂ´１は、環状リブ６の高さ寸法ｈが０ｍｍとなり、壁面材３に開口部５が形成されているだけで、環状リブ６が形成されていない形態となっている。
【００４６】
また、試験体Ｂ２〜Ｂ５、Ｂ´２〜Ｂ´５では、環状リブ６の円弧部６１の半径はすべて１０ｍｍとした。このため、環状リブ６の高さ寸法ｈが５ｍｍ、１０ｍｍの試験体Ｂ２、Ｂ３は環状リブ６に直線部６２がなく、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、２０ｍｍの試験体Ｂ４、Ｂ５、Ｂ´４、Ｂ´５は環状リブ６に円弧部６１と直線部６２とが形成されている。なお、試験体Ｂ２、Ｂ´２は、環状リブ６の高さ寸法ｈが５ｍｍで円弧部６１の半径が１０ｍｍよりも小さいため、円弧部６１の断面形状は角度が９０度よりも小さい円弧となっている。
【００４７】
そして、試験体Ｂ１〜Ｂ５、Ｂ´１〜Ｂ´５では、開口部５の直径は１２０ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄは７５ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍとした。
【００４８】
図８Ａ〜図９Ｂに示されるように、環状リブ６の高さ寸法ｈは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が広く分散することがわかる。また、応力集中部８に作用するせん断応力は、環状リブ６がある場合（試験体Ｂ２〜Ｂ５、Ｂ´２〜Ｂ´５）は環状リブ６がない場合（試験体Ｂ１、Ｂ´１）と比べて大きくなっているが、環状リブ６の高さ寸法ｈが変化しても応力集中部８に作用するせん断応力は、ほとんど変わらないことがわかる。そして、図８Ｂ及び図９Ｂより、環状リブ６の高さ寸法ｈが約８．５ｍｍのときに応力集中部８の最大ミーゼス応力と開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力が同値となることがわかる。そして、環状リブ６の高さ寸法ｈが約８．５ｍｍ以上の場合、応力集中部８に作用する最大ミーゼス応力が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力よりも大きくなることがわかる。これにより、開口部５の直径が１２０ｍｍ、開口部５、５間の距離ｄが７５ｍｍ、環状リブ６の円弧部の半径が１０ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍの場合においては、上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた壁面材３及び上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた壁面材３のどちらであっても、環状リブ６の高さ寸法ｈを８．５ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。また、試験体Ｂ１のように壁面材３に環状リブ６が形成されていない耐力壁と比べて、試験体Ｂ２〜Ｂ５、Ｂ´２〜Ｂ´５のように壁面材３に環状リブ６が形成されている耐力壁１の方が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が広く分散することがわかる。
【００４９】
（３）隣り合う開口部５の間隔ｄと壁面材３に作用する応力との関係
続いて、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが異なる９つの試験体Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ´１〜Ｃ´５に強制変位を与えて、隣り合う開口部５、５間の距離ｄと壁面材３に作用する応力との関係を解析した。
【００５０】
上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた試験体Ｃ１〜Ｃ４の隣り合う開口部５、５間の距離ｄは、試験体Ｃ１〜Ｃ４の順に２０ｍｍ、３７．５ｍｍ、７５ｍｍ、１５０ｍｍとした。また、上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた試験体Ｃ´１〜Ｃ´５の隣り合う開口部５、５間の距離ｄは、試験体Ｃ´１〜Ｃ´５の順に３０ｍｍ、７５ｍｍ、９０ｍｍ、１２１．５ｍｍ、２００ｍｍとした。
【００５１】
そして、試験体Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ´１〜Ｃ´５では、円弧部６１の半径ｒは１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈは１５ｍｍ、開口部５の直径Ｒは１２０ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍとした。
【００５２】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた試験体Ｃ１〜Ｃ４においては、隣り合う開口部５、５間の距離ｄは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が増大（集中）することがわかる。また、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが２０ｍｍと３７．５ｍｍの場合では、応力集中部８に作用するせん断応力はほぼ変わらないが、隣り合う開口部５、５間の距離ｄ隔が３７．５ｍｍ以上の場合は、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が減少し、せん断応力が分散していることがわかる。そして、図１０Ｂより、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが約１３０ｍｍのときに応力集中部８の最大ミーゼス応力と開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力が同値となることがわかる。そして、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが約１３０ｍｍ以下の場合、応力集中部８に作用する最大ミーゼス応力が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力よりも大きくなることがわかる。これにより、上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた試験体であって、円弧部６１の半径ｒが１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、開口部５の直径Ｒが１２０ｍｍ、平板部３１の板厚ｔが１．２ｍｍの場合は、開口部５、５間の距離ｄが１３０ｍｍ以下とすることが好ましいことがわかる。
【００５３】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた試験体Ｃ´１〜Ｃ´５においては、隣り合う開口部５、５間の距離ｄは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が減少することがわかる。また、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が減少し、せん断応力が分散していることがわかる。そして、図１１Ｂより、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが約１０３ｍｍのときに応力集中部８の最大ミーゼス応力と開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力が同値となることがわかる。そして、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが約１０３ｍｍ以下の場合、応力集中部８に作用する最大ミーゼス応力が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力よりも大きくなることがわかる。これにより、上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた試験体であって、円弧部６１の半径ｒが１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、開口部５の直径Ｒが１２０ｍｍ、平板部３１の板厚ｔが１．２ｍｍの場合は、開口部５、５間の距離ｄが１０３ｍｍ以下とすることが好ましいことがわかる。
【００５４】
（４）壁面材３の板厚ｔと壁面材３に作用する応力との関係
続いて、壁面材３の板厚ｔが異なる１０の試験体Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ´１〜Ｅ´５に強制変位を与えて壁面材３の板厚ｔと壁面材３に作用する応力との関係を解析した。
【００５５】
試験体Ｅ１〜Ｅ５の壁面材３の板厚ｔは、試験体Ｅ１〜Ｅ５の順に０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍとした。
【００５６】
また、試験体Ｅ´１〜Ｅ´５の壁面材３の板厚ｔは、試験体Ｅ´１〜Ｅ´５の順に０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍとした。
【００５７】
そして、試験体Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ´１〜Ｅ´５では、円弧部６１の半径ｒは１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈは１５ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄは７５ｍｍ、開口部５の直径Ｒは１２０ｍｍとした。
【００５８】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、壁面材３の板厚ｔは、大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が増加しているとともに開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が減少し、広く分散していることがわかる。そして、図１２Ｂより、壁面材３の板厚ｔがいずれの場合も応力集中部８の最大ミーゼス応力の値が開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力の値よりも上回っていることがわかる。これにより、上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた試験体であって、円弧部６１の半径ｒが１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが７５ｍｍ、開口部５の直径Ｒが１２０ｍｍの場合は、壁面材３の板厚を０．６ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。
【００５９】
図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、壁面材３の板厚ｔが０．６〜０．８ｍｍの範囲においては、板厚ｔが大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が増加していくが、壁面材３の板厚ｔが０．８ｍｍを超える範囲においては、板厚ｔが大きくなっても応力集中部８に作用するせん断応力はほとんど変わらないことがわかる。また、壁面材３の板厚ｔは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が減少し、広く分散していることがわかる。そして、図１３Ｂより、壁面材３の板厚ｔが０．３ｍｍ以上の範囲において応力集中部８の最大ミーゼス応力の値が開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力の値よりも上回っていることがわかる。これにより、上下寸法７００ｍｍ、幅寸法４３３ｍｍの鋼板を用いた試験体であって、円弧部６１の半径ｒが１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが７５ｍｍ、開口部５の直径Ｒが１２０ｍｍの場合は、壁面材３の板厚を０．３ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。
【００６０】
（５）開口部５の直径Ｒと壁面材３に作用する応力との関係
続いて、開口部５の直径Ｒが異なる５つの試験体Ｄ１〜Ｄ５に強制変位を与えて開口部５の直径Ｒと壁面材３に作用する応力との関係を解析した。
【００６１】
試験体Ｄ１〜Ｄ５の開口部５の直径Ｒは、試験体Ｄ１〜Ｄ５の順に４０ｍｍ、８０ｍｍ、１２０ｍｍ、１６０ｍｍ、２００ｍｍとした。
【００６２】
そして、試験体Ｄ１〜Ｄ５では、円弧部６１の半径ｒは１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈは１５ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄは７５ｍｍ、平板部３１の板厚ｔは１．２ｍｍとした。
【００６３】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるように、開口部５の直径Ｒは、大きくなるほど開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力が減少し、広く分散していることがわかる。また、開口部５の直径Ｒが４０ｍｍと８０ｍｍの場合では、８０ｍｍの方が応力集中部８に作用するせん断応力が大きくなるが、開口部５の直径Ｒが８０ｍｍ以上では、開口部５の直径Ｒが大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が小さくなる。そして、図１４Ｂより、開口部５の直径Ｒが約４０ｍｍのときに応力集中部８の最大ミーゼス応力と開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力が同値となることがわかる。そして、開口部５の直径Ｒが約５０ｍｍ以上の場合、応力集中部８に作用する最大ミーゼス応力が、開口部５の縁部５ａ近傍に作用する最大ミーゼス応力よりも大きくなることがわかる。これにより、上下寸法５００ｍｍ、幅寸法３００ｍｍの鋼板を用いた試験体であって、円弧部６１の半径ｒが１０ｍｍ、環状リブ６の高さ寸法ｈが１５ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが７５ｍｍ、平板部３１の板厚ｔが１．２ｍｍの場合は、開口部５の直径を５０ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。なお、開口部５の直径Ｒが８０ｍｍ以上のときは、開口部５の直径Ｒが大きくなるほど応力集中部８に作用するせん断応力が小さくなるため、実際の設計では応力集中部８に作用するせん断応力が必要値以上となるように開口部５の直径Ｒを設定する。
【００６４】
以上説明した解析結果より、環状リブ６の形状、環状リブ６の平板部３１に対する高さ、開口部５の内径、及び上下方向に隣り合う一の開口部５の中心と他の開口部５の中心との距離、壁面材３の厚みの何れかが調整されることによって、環状リブ６に生じる最大ミーゼス応力が、壁面材３において上下方向に隣り合う一の開口部５と他の開口部５との間の部位（応力集中部８）に生じる最大ミーゼス応力よりも低くなるように調整すればよいことがわかる。
【００６５】
（６−１）隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較
図１５に示されるように、上下寸法Ｈ＝７００ｍｍ、幅寸法Ｗ＝４３３ｍｍの壁面材３を用いて構成された耐力壁１の試験体Ｆを用いて上記解析と同様に強制変位δＸ＝０．８８７６ｍｍを加えて、隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較を行った。
【００６６】
本試験体Ｆは、開口部５、５の直径Φ＝１２０ｍｍ、リブ高さＨ＝１５ｍｍ、リブ円弧部半径Ｒ＝１０ｍｍ、隣り合う開口部５、５間の距離ｄ＝７５ｍｍ、開口部５と第１接合部４ａとの水平距離Ｄ３＝１５６．５ｍｍ、開口部５と第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ４＝１５６．５ｍｍに設定されている。すなわち、上下方向に隣り合う開口部５、５の中心軸５ｂ、５ｂ間の距離Ｄ１が、一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合間の距離Ｄ２（第１接合部４ａと第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ２）よりも短くなるように設定されている、換言すると、隣り合う開口部５、５間の距離ｄに相当が、開口部５と第１接合部４ａとの水平距離Ｄ３及び開口部５と第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ４の合計よりも短く設定されている。
【００６７】
本試験片Ｆの解析では、隣り合う開口部５、５間の最大ミーゼス応力は３４８．５ＭＰａ、開口部５と第１接合部４ａ間の最大ミーゼス応力は２２３．７ＭＰａとなっている。すなわち、開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力が隣り合う開口部５、５間に生じるミーゼス応力よりも低減されている。これにより、耐力壁１に地震荷重が作用した時に、開口部５と第１接合部４ａ間の変形を抑制することができると共に、隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）を開口部５と第１接合部４ａ間よりも先に変形させることにより、地震によるエネルギーを安定して吸収させることができる。
【００６８】
（６−２）隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較
図１６Ａに示されるように、上下寸法Ｈ＝７００ｍｍ、幅寸法Ｗ＝４３３ｍｍの壁面材３を用いて構成された耐力壁１の試験体Ｇ１、Ｇ２を用いて上記解析と同様に強制変位δＸ＝０．８５０ｍｍを加えて、隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較を行った。
【００６９】
試験体Ｇ１では、３つの開口部５が上下方向に間隔をあけて一列に配列されており、また開口部５の直径Φ＝１２０ｍｍ、リブ高さＨ＝１５ｍｍ、リブ円弧部半径Ｒ＝１０ｍｍ、上下方向に隣り合う開口部５、５間の距離ｄ＝７５ｍｍに設定されている。
【００７０】
試験体Ｇ２では、上下方向に間隔をあけて配列された３つの開口部５が水平方向に間隔あけて二列に配列されており、また開口部５の直径Φ＝１２０ｍｍ、リブ高さＨ＝１５ｍｍ、リブ円弧部半径Ｒ＝１０ｍｍ、上下方向に隣り合う開口部５、５間の距離ｄ＝７５ｍｍ、水平方向に隣り合う開口部５、５間の距離ｄ＝７５ｍｍに設定されている。
【００７１】
図１６Ａに示されるように、試験体Ｇ１及び試験体Ｇ２では、開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力が上下方向に隣り合う開口部５、５間に生じるミーゼス応力よりも低減されていることがわかる。しかしながら、図１６Ｂに示されるように、試験体Ｇ２は、試験体Ｘ１に比してより少ない荷重で０．８５０ｍｍに変位していることがわかる。すなわち、試験体Ｇ２は試験体Ｇ１に比してせん断剛性が低くなることがわかる。この解析結果より、せん断剛性が求められる耐力壁１には、水平方向に複数列の開口部５が形成された壁面材３よりも一列の開口部が形成された壁面材３を用いるほうが好適であることがわかる。
【００７２】
（６−３）隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較
図１７Ａに示されるように、上下寸法Ｈ＝７００ｍｍ、幅寸法Ｗ＝４３３ｍｍの壁面材３を用いて構成された耐力壁１の試験体Ｈ１〜Ｈ５を用いて上記解析と同様に強制変位δＸ＝０．８８７６ｍｍを加えて、隣り合う開口部５、５間（応力集中部８）および開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力の比較を行った。
【００７３】
試験体Ｈ１〜Ｈ５では、２つの開口部５が上下方向に間隔をあけて一列に配列されており、また開口部５の直径Φ＝１２０ｍｍ、リブ高さＨ＝１５ｍｍ、リブ円弧部半径Ｒ＝１０ｍｍ、隣り合う開口部５、５の中心間距離Ｄ１＝１９５ｍｍに設定されている。
【００７４】
また、試験体Ｈ１〜Ｈ５の隣り合う開口部５、５の中心間距離Ｄ１と、第１接合部４ａと第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ２との比（以下単に「Ｄ１／Ｄ２」という）を、試験体Ｈ１〜Ｈ５の順に０．６１、０．６９、０．８１、１．００、１．２０とした。
【００７５】
図１７Ｂに示されるように、Ｄ１／Ｄ２が１．０未満の領域では、開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力が上下方向に隣り合う開口部５、５間に生じるミーゼス応力よりも低くなっていると共に、Ｄ１／Ｄ２が１．０以上の領域では、開口部５と第１接合部４ａ間に生じるミーゼス応力が上下方向に隣り合う開口部５、５間に生じるミーゼス応力よりも高くなっている。以上の解析結果より、Ｄ１／Ｄ２が１．０未満に設定する、すなわち、隣り合う開口部５、５の中心間距離を、第１接合部４ａと第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ２よりも短く設定すればよいことがわかる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る耐力壁について、添付図面に基づいて説明する。
【００７７】
図１８Ａ及び図１８Ｂに示されるように、第３実施形態に係る耐力壁１Ｃ（１）は、環状リブ６Ｃ（６）の先端部６ｂ側に、第２実施形態の環状リブ６の直線部６２に代えて、開口部５の径方向の断面形状が平板部３１と離れるにしたがって開口部５の中心軸５ｂ向かって傾斜する斜め直線状の斜線部６３が形成されている。
【００７８】
第３実施形態による耐力壁１Ｃにおいても、円弧部６１および斜線部６３が開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力を分散させるため、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【００７９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る耐力壁について説明する。
【００８０】
図１９Ａ及び図１９Ｂに示されるように、第４実施形態に係る耐力壁１Ｄ（１）は、環状リブ６Ｄ（６）の高さ寸法が場所によって異なっていることに特徴がある。ここで、円弧部６１は、断面形状が１/４円となるように形成されていて、この円弧部６１と連続する直線部６２の高さ寸法が部分によって異なっている。
【００８１】
図１９Ｂに示されるように、本実施形態では、開口部５を上下方向に二等分する二等分線Ｌ１又は開口部５を水平方向に二等分する二等分線Ｌ２に対して、開口部５の周方向に４５°ずれた位置における環状リブ６の平板部３１に対する高さが、二等分線Ｌ１、Ｌ２上の環状リブ６の平板部３１に対する高さに比して高くなっていることに特徴がある。具体的には、環状リブ６が、壁面材３の面内方向で開口部５の中心軸５ｂと交差する垂直線Ｌ１および水平線Ｌ２と重なる４つの部分を部分Ａ、Ａ…とし、この部分Ａ、Ａ…から開口部５の周方向へ４５°ずれた４つの部分を部分Ｂ、Ｂ…とすると、部分Ａでは環状リブ６の高さ寸法ｈ１が５ｍｍとなり、部分Ｂでは環状リブ６の高さ寸法ｈ２が他の部分よりも大きく２０ｍｍとなっている。この点Ｂ近傍は地震荷重が作用した時に曲げ応力が集中しやすい部分となっている。
【００８２】
第４実施形態による耐力壁１Ｄでは、開口部５の縁部５ａのうち曲げ応力が集中しやすい部分（点Ｂ近傍）の環状リブ６Ｄの高さ寸法ｈ２が他の部分よりも大きくなるように形成されているため、環状リブ６Ｄによって開口部５の縁部５ａ近傍に作用する曲げ応力を効率よく分散させることができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、一対の縦材２ａ、２ｂは、長さ方向Ｙに延びて水平方向（幅方向Ｘ）に間隔をあけて設けられているが、これらの一対の縦材２ａ、２ｂは、連結材などで連結されていてもよい。また、一対の縦材２ａ、２ｂの上端部同士および下端部同士が連結され、正面視において矩形の枠体を構成していてもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、一対の縦材２ａ、２ｂと壁面材３との接合部４は、ねじ接合としているが、ねじ接合以外の接合としてもよい。
【００８５】
また、上述した第４実施形態では、環状リブ６の直線部６２の高さ寸法が部分によって異なっているが、円弧部６１および直線部６２の高さ寸法が部分によって異なっていてもよいし、円弧部６１の高さ寸法のみが部分によって異なっていてもよい。また、直線部６２が形成されておらず円弧部６１のみの環状リブ６についても高さ寸法が部分によって異なる形状に形成してもよい。
【００８６】
（第５実施形態）
次に、図２０〜図２４を用いて第５実施形態に係る耐力壁及び当該耐力壁を用いて構成された建物について説明する。
【００８７】
図２０に示されるように、本実施形態の耐力壁１Ｅ（１）は、４階建ての建物８０に用いられている。なお、図２０においては、建物８０の１階部分８２及び２階部分８４の一部が示されている。
【００８８】
図２０に示されるように、地面８６には基礎８８が築かれている。この基礎９９の上面には下枠９０が固定され、下枠９０からは縦材９４が立設されている。そして、上枠９２が縦材９４に架設されることで１階部分８２のフレームが構成されている。また、２階部分８４の下枠９０からは縦材９４が立設されており、図示しない上枠がこの縦材９４に架設されることで２階部分８４のフレームが構成されている。なお、図示しない３階部分及び４階部分のフレームは、２階部分８４のフレームと略同一の構成とされている。
【００８９】
また、１階部分８２及び２階部分８４の水平方向の両端部には、それぞれ本実施形態の要部である耐力壁１が固定されている。以下、耐力壁１の詳細な構成について説明する。
【００９０】
図２１に示されるように、耐力壁１は、矩形状に形成された枠材９６と、縦材９４に取り付けられた２枚の壁面材３と、を含んで構成されている。
【００９１】
図２２に示されるように、枠材９６は、水平方向に間隔をあけて配置された縦材としての第１縦材９８、第２縦材１００及び第３縦材１０２と、第１縦材９８、第２縦材１００及び第３縦材１０２の上端を水平方向に繋ぐ上枠１０４と、第１縦材９８、第２縦材１００及び第３縦材１０２の下端を水平方向に繋ぐ下枠１０６と、を備えている。
【００９２】
図２３に示されるように、第１縦材９８は、平面視で第２縦材１００側が解放された略Ｃ字状断面に形成されたＣ形鋼１０８と、平面視で正方形断面に形成された２つの角形鋼１１０と、によって構成されている。
【００９３】
Ｃ形鋼１０８は、第１壁部１０８Ａと、第１壁部１０８Ａの両端からそれぞれ第２縦材１００側に向けて延びる第２壁部１０８Ｂ及び第３壁部１０８Ｃと、を備えている。なお。第２壁部１０８Ｂの先端部及び第３壁部１０８Ｃの先端部は、第３壁部１０８Ｃ及び第２壁部１０８Ｂ側に向けてそれぞれ折り曲げられたリップ部とされている。また、Ｃ形鋼１０８の第１壁部１０８Ａには、２つの角形鋼１１０が第１壁部１０８Ａに沿って配置された状態で固定されている。なお、本実施形態では、２つの角形鋼１１０が第１壁部１０８Ａにドリルねじを介して固定されているが、溶接などの他の方法によって２つの角形鋼１１０を第１壁部１０８Ａに固定してもよい。
【００９４】
第２縦材１００は、第１縦材９８とは反対側が解放されたＣ形鋼１１２によって構成されており、Ｃ形鋼１１２は、第１縦材９８の一部を構成するＣ形鋼１０８の第１壁部１０８Ａ、第２壁部１０８Ｂ及び第３壁部１０８Ｃにそれぞれ対応する第１壁部１１２Ａ、第２壁部１１２Ｂ及び第３壁部１１２Ｃを備えている。また、本実施形態では、Ｃ形鋼１０８の第１壁部１０８Ａ及びＣ形鋼１１２の第１壁部１１２Ａの水平方向の寸法は略同一の寸法とされており、Ｃ形鋼１１２の第２壁部１１２Ｂ及び第３壁部１１２Ｃの水平方向の寸法は、Ｃ形鋼１０８の第２壁部１０８Ｂ及び第３壁部１０８Ｃの水平方向の寸法よりも短い寸法とされている。また、第２縦材１００は、平面視で第１縦材９８と第３縦材１０２との水平方向の中央に配置されている。
【００９５】
第３縦材１０２（図２３においては図示を省略）は、第１縦材９８と同様に２つの角形鋼１１０がＣ形鋼１０８に固定されることによって構成されている。また、第３縦材１０２は、平面視で第２縦材１００を挟んで第１縦材９８と対象に構成されている。
【００９６】
上枠１０４及び下枠１０６は、一例として矩形断面の角形鋼によって構成されており、上枠１０４及び下枠１０６は、第１縦材９８、第２縦材１００及び第３縦材１０２上端及び下端にそれぞれねじやボルト等のファスナーならびに溶接等により接合されている。
【００９７】
図２４に示されるように、壁面材３は、矩形状の鋼板材にプレス加工等が施されることによって構成されており、この壁面材３には、７つの円形の開口部５が形成されている。具体的には、壁面材３の上下方向への寸法Ｗ１は、縦材９４の上下方向への寸法Ｗ２（図２２参照）と略同一の寸法とされており、壁面材３の水平方向への寸法Ｗ３は、縦材９４の水平方向への寸法Ｗ４（図２２参照）の略１／２の寸法とされている。これにより、２つの壁面材３が水平方向に隣り合って配置された状態で枠材９６に固定されるようになっている。
【００９８】
一の壁面材３の水平方向の両端部は、一対の縦材である第１縦材９８及び第２縦材１００にそれぞれ複数のドリルねじを介して固定されている。なお、複数のドリルねじは、上下方向に所定のピッチで配列されている。また、一の壁面材３と第１縦材９８との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第１接合部４ａというものとし、一の壁面材３と第２縦材１００との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第２接合部４ｂというものとする。さらに、一の壁面材３の上下方向の両端部は、上枠１０４及び下枠１０６にそれぞれ複数のドリルねじを介して固定されている。なお、複数のドリルねじは、水平方向に所定のピッチで配列されている。また、一の壁面材３と上枠１０４との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第３接合部４ｃというのとし、一の壁面材３と下枠１０６との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第４接合部４ｄというものとする。
【００９９】
他の壁面材３の水平方向の両端部は、一対の縦材である第２縦材１００及び第３縦材１０２にそれぞれ複数のドリルねじを介して固定されている。また、他の壁面材３と第２縦材１００との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第１接合部４ａというものとし、他の壁面材３と第３縦材１０２との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第２接合部４ｂというものとする。さらに、他の壁面材３の上下方向の両端部は、上枠１０４及び下枠１０６にそれぞれ複数のドリルねじを介して固定されている。また他の壁面材３と上枠１０４との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第３接合部４ｃというのとし、他の壁面材３と下枠１０６との接合部（ドリルねじが螺入された部分）を第４接合部４ｄというものとする。
【０１００】
また、７つの開口部５は、上下方向に所定の間隔をあけて１列に配列されており、これらの７つの開口部５、５…は、略同じ直径Ｒに形成されているとともに、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが略同じ寸法となるように配置さている。さらに、７つの開口部５、５…の中心は、壁面材３の水平方向の中心線Ｓに対して第２縦材１００側（図２１参照）にオフセットしている。また、図２１に示されるように、上下方向に隣り合う開口部５、５の中心軸５ｂ、５ｂの間の距離Ｄ１は、第１接合部４ａと第２接合部４ｂとの水平距離Ｄ２よりも短くなるように設定されている。さらに、最も上方側に形成された開口部５と第３接合部４ｃとの上下距離Ｕ１は、隣り合う開口部５、５間の距離ｄよりも長くなるように設定されており、また、最も下方側に形成された開口部５と第４接合部４ｄとの上下距離Ｕ２は、隣り合う開口部５、５間の距離ｄよりも長くなるように設定されている。
【０１０１】
また、開口部５の縁部には、第１実施形態の耐力壁１（図１Ｂ参照）と同様の環状リブ６が形成されている。
【０１０２】
１階部分８２において水平方向一方側に配置された耐力壁１の第１縦材９８、上枠１０４及び下枠１０６（図２１参照）は、縦材９４、上枠９２及び下枠９０にそれぞれ図示しない締結部材（一例としてボルト及びナット）を介して固定されている。また、１階部分８２において水平方向他方側に配置された耐力壁１の第３縦材１０２、上枠１０４及び下枠１０６（図２１参照）は、縦材９４、上枠９２及び下枠９０にそれぞれ図示しない締結部材を介して固定されている。２階部分に配置された耐力壁１も、１階部分８２に設けられた耐力壁１と同様に上枠９２や縦材９４に固定されている。
【０１０３】
以上説明した本実施形態の耐力壁１では、建物８０に地震荷重が入力されると、地震に伴う３階以上の水平力は、２階部分８４の耐力壁１に入力され、２階部分８４の耐力壁１にはせん断応力が生じる。２階部分８４の耐力壁１のせん断応力ならびに２階部分８４の水平力は、１階部分８２の耐力壁１に入力され、１階部分８２の耐力壁１にはせん断応力が生じる。１階部分８２の耐力壁１のせん断応力は、基礎８８を介して地面８６に伝達される。このとき、各階の縦材９４には鉛直方向の軸力が生じ、各階の縦材９４の軸力は金物１１４を介して上下方向に伝達される。
【０１０４】
ここで、地震荷重が耐力壁１に伝達された際に、壁面材３において第１接合部４ａと開口部５との水平方向の中間部のせん断応力（ミーゼス応力）値、並びに、壁面材３において第２接合部４ｂと開口部５との水平方向の中間部のせん断応力値を、壁面材３において上下方向に隣り合う一の開口部５と他の開口部５との上下方向の中間部のせん断応力値よりも低くすることができる。これにより、一対の縦材（第１縦材９８と第２縦材１００、又は第２縦材１００と第３縦材１０２）に生じる水平方向へのせん断応力が低減される。その結果、壁面材３において上下方向に隣り合う一の開口部５と他の開口部５との上下方向の中間部が変形する前に、壁面材３と一対の縦材との接合部が変形することが抑制され、地震エネルギーを安定して吸収することができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、２つの壁面材３を単一の枠材９６に固定することによって耐力壁１を構成することにより、第１実施形態の耐力壁１（図１Ａ参照）に比してより高剛性な耐力壁１を得ることができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、壁面材３の上下方向の両端部を、上枠１０４及び第２横材１０６にそれぞれ固定した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２５に示されるように、壁面材３の上下方向の両端部を、上枠１０４及び第２横材１０６と離間した構成とすることもできる。なお、図２５に示された耐力壁の各部には、第５実施形態の耐力壁と対応する部分と同一の符号を付している。
【０１０８】
さらに、上記第１実施形態〜第５実施形態では、隣り合う開口部５、５間の距離ｄが略同じ寸法となるよう設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、隣り合う一対の開口部５、５間の距離と他の一対の開口部５、５間の距離とを異ならせてもよい。
【０１０９】
以上、本発明による耐力壁１Ａ〜１Ｅの実施形態について説明したが、本発明による耐力壁及び耐力壁用の壁面材は上記の実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【０１１０】
また、２０１３年９月９日に出願された日本国特許出願２０１３−１８６５１１号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ｂ】
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【図１４Ｂ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図７Ａ】
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【図８Ａ】
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【図９Ａ】
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【図１０Ａ】
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【図１１Ａ】
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【図１２Ａ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１７Ａ】
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