(57)【要約】【課題】本発明は、建物の架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズのパネル材を大きさの異なる架構面に取り付けることができる耐力壁を提供する。【解決手段】本発明は、パネル材１２の間隔調整部材である取付金具２２が、パネル材１２の辺部１２Ａに固定される断面Ｕ字形状の第１の金具３０と、柱２０に結合固定されるとともに第１の金具３０にねじ棒３２を介して連結される断面略Π字形状の第２の金具３４とから構成されている。第１の金具３０及び第２の金具３４を、ねじ棒３２を介して相対的に回転させて、第１の金具３０と第２の金具３４との距離を調整することにより、取付金具２２の長さが調整される。これによって、パネル材１２の縦辺部１２Ａと柱２０との間隔が調整される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁において、
前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする耐力壁。
【請求項２】
建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁であって、前記パネル材は、合成樹脂製であり、縦方向及び横方向の複数の格子状リブからなる耐力壁において、
前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする耐力壁。
【請求項３】
前記間隔調整部材は、前記パネル材の辺部に固定される第１の金具と、前記柱、梁、又は土台に固定されるとともに前記第１の金具にねじ部材を介して連結された第２の金具とから構成され、前記第１の金具及び第２の金具は、前記ねじ部材を介して相対的に回転されて、第１の金具と第２の金具との距離が前記間隔に調整される請求項１又は２に記載の耐力壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震、風等の建物に加わる水平荷重に抗する耐力壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築の設計時には、それぞれ構造体の種類によって定められた手法により、耐震設計が行われる。例えば木造建築では、耐震性を確保するために、壁量設計が行われており、この壁量設計によって、平面図の縦横それぞれの方向について、当該建築物の耐力壁の必要長さが決定される。
【０００３】
このような建築物に用いられる耐力壁としては、従来から、柱と梁、又は土台で囲まれた架構面に筋かいを設けたり、或いは、柱及び梁に合板を釘で止めたりした構成のものが知られている。このように一般的に用いられている耐力壁は、建築基準法施工令により壁倍率が定められている。そして、「壁倍率×耐力壁の長さ」で算出される壁量が、前述の壁量設計値を満たすように、耐力壁が構成される。なお、「耐力壁の長さ」とは、建築物の平面図上に示される長さのことである。
【０００４】
ところで、採光や通風が可能な開口を有する耐力壁のパネル材として、格子状のリブを有する鋼板からなるパネル材が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、格子状のリブを有する合成樹脂製のパネル材が特許文献２において提案されている。特許文献２のパネル材は、鋼板を材料とした特許文献１のパネル材と比較して軽量で、耐候性、耐食性に優れるという利点がある。
【特許文献１】特開２００２−７０２１３号公報
【特許文献１】特開２００６−７７５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の発明は、パネル材を土台、梁、柱に対して四辺でビス止め結合固定させることを基本構造としているため、サイズの異なるパネル材を架構面の大きさに応じて多種類揃えておかなければならず、パネル材の製造面からみても、また管理面からみても非常に手間がかかるという問題があった。なお、特許文献２には、パネル材を三辺で結合固定する内容が開示されているが、三辺結合固定においても、四辺結合固定と同様の問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、建物の架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズのパネル材を大きさの異なる架構面に取り付けることができる耐力壁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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁において、前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記目的を達成するために、建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁であって、前記パネル材は、合成樹脂製であり、縦方向及び横方向の複数の格子状リブからなる耐力壁において、前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明において、前記間隔調整部材は、前記パネル材の辺部に固定される第１の金具と、前記柱、梁、又は土台に固定されるとともに前記第１の金具にねじ部材を介して連結された第２の金具とから構成され、前記第１の金具及び第２の金具は、前記ねじ部材を介して相対的に回転されることにより、第１の金具と第２の金具との距離が前記間隔に調整されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、パネル材の辺部と柱、梁、又は土台との間の間隔に応じて、その長さが可変される間隔調整部材を介してパネル材を柱、梁、又は土台に結合固定する。この間隔調整部材を使用することにより、建物の複数の架構面のうち最小サイズ、若しくは少数サイズの大きさに対応する大きさのパネル材を揃えておくだけで、架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズの前記パネル材を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。すなわち、パネル材の辺部と柱、梁、又は土台との間の間隔は、架構面の大きさに応じて異なるが、この間隔調整部材の長さをその間隔に合わせて調整することにより、一定サイズのパネル材を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、パネル材として、格子状のリブを有するパネル材を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができる。また、パネル材を合成樹脂製とすることにより、錆びることがなく、耐候性に優れ、塗装等のメンテナンスを行わなくてもよいという利点がある。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、第１の金具、第２の金具、及びねじ棒からなる簡単な構造の間隔調整部材を提供できる。この間隔調整部材によれば、第１の金具と第２の金具とをねじ棒を介して相対的に回転させ、そのねじ送り動作によって、第１の金具と第２の金具との距離を前記間隔に簡単に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に従って本発明に係る耐力壁の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態の耐力壁１０の斜視図が示され、耐力壁１０を構成するパネル材１２及び板材１４のうち板材１４の上部を一部切り欠いた図が示されている。
【００１６】
同図によれば、木造の建物において、土台１６、梁１８、及び左右両側の柱２０、２０に囲まれた架構面に、矩形状のパネル材１２及び板材１４が嵌め込まれることにより、耐力壁１０が構成されている。
【００１７】
この耐力壁１０のパネル材１２は、図２に示すように、その両側の縦辺部１２Ａ、１２Ａが、パネル材１２の両側に設置されている柱２０、２０に取付金具（間隔調整部材）２２、２２…を介して取り付けられることにより、柱２０、２０に結合固定されている。なお、図２に示された取付金具２２は、それぞれの縦辺部１２Ａに所定の間隔をもって２個配置されているが、取付金具２２の取付位置、個数はこれに限定されず、パネル材１２の取付強度（所定の壁強さ倍率）が確保できる位置、及び個数に設定されている。
【００１８】
図３は、パネル材１２の一部を拡大して示した斜視図である。同図によれば、四辺形の枠体２４の内部に、縦横両方向に規則的に配置されたリブ２６、２６…が格子状に一体的に形成されてパネル材１２が構成されている。この枠体２４の両側の縦辺部１２Ａ、１２Ａ（図３では一方の縦辺部１２Ａのみ図示）が図２に示した取付金具２２を介して柱２０に結合固定される。
【００１９】
パネル材１２の材質は、高強度な硬質合成樹脂であり、例えばガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）又はアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等が用いられる。このパネル材１２は、格子状に配置された複数のリブ２６、２６…によって、面内の縦及び横方向の荷重に対する強度を発揮する。
【００２０】
実施の形態では、ＦＲＰ製のパネル材１２について説明するが、パネル材１２の材質は合成樹脂に限定されず、普通鋼等の金属でもよく、また、格子が形成されたものに限定されず、平板状のものでもよい。但し、ＦＲＰ製とすると、鋼材等の金属製のものと比較して軽量で強度も高く（比重：普通鋼７．８５、ＦＲＰ製耐力壁１．７、比強度：普通鋼５．２、ＦＲＰ製耐力壁１２．６）、耐候性、耐食性に優れるという利点があるので好ましい。また、ＦＲＰ製のパネル材１２は、素材自体に光透過性を有していることから、採光性に優れ、明るく開放的な耐力壁を提供できるので好ましい。更に、格子状のリブ２６、２６…を有するパネル材１２を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができるので好ましい。
【００２１】
パネル材１２の厚みに関しては、耐力壁として充分な強度が得られるのであれば、スペース確保や他の部材の配設上なるべく薄い方が好ましく、実用上は２０〜１００ｍｍが好ましい。リブ２６の太さは３〜３０ｍｍが好ましい。この範囲内で３〜７ｍｍが特に好ましい。ここで、テーパーが形成されているリブ２６の場合は、平均値の太さをリブ２６の太さという。リブ２６で囲まれる格子部分のサイズはリブ２６の中心線で計測するものとして、格子の形状が正方形の場合は、２０×２０〜２００×２００ｍｍが好ましい。この範囲内で２０×２０〜５５×５５ｍｍが特に好ましい。また、格子の形状が長方形の場合は、短辺は２０〜１５０ｍｍ、長辺は３０〜３００ｍｍが好ましい。また、長方形の格子の方向は水平に対し、長辺が横方向でも縦方向でも構わない。また、正方形の格子は、水平に対して４５度傾斜した形状でもよい。
【００２２】
パネル材１２は、リブ２６に囲まれた開口部２８を有するため、パネル材１２に透光性を有する板材１４を貼り合わせたり、パネル材１２だけを嵌め込んだりして壁面を構成することにより、透光性を有する耐力壁１０を構成することができる。
【００２３】
板材１４は、接着剤やボルト等の固着手段によって、パネル材１２の表面に貼り合わされる。板材１４の材質は、例えばポリカーボネート等の合成樹脂やガラス等であり、建物の用途や目的等に応じて、透明なもの、光拡散性を有するもの、或いは不透明なもの等が適宜用いられる。また、板材１４は、パネル材１２の表面全体ではなく、片面、両面、又は一部分のみに取り付けられていてもよい。すなわち、板材１２は、好みにより取り付けられるものであり、耐力壁１０の構造強度には直接関連性の無い部材である。
【００２４】
図４には、間隔調整部材である取付金具２２の構成が示されている。この取付金具２２は、パネル材１２の辺部１２Ａに固定される断面Ｕ字形状の第１の金具３０と、柱２０に固定されるとともに第１の金具３０にねじ棒（ねじ部材）３２を介して連結される断面略Π字形状の第２の金具３４とから構成されている。
【００２５】
第１の金具３０及び第２の金具３４を、ねじ棒３２を介して相対的に回転させて、第１の金具３０と第２の金具３４との距離を調整することにより、取付金具２２の長さが調整される。これによって、パネル材１２の縦辺部１２Ａと柱２０との間隔が調整されることになる。
【００２６】
更に詳説すれば、パネル材１２に対する第１の金具３０の固定方法は、パネル材１２のリブ２６に囲まれた開口部２８に対して行われ、この開口部２８との固定構造は、格子端部の任意の開口部２８にそれと同形状若しくは少し小さめの金属ブロック（不図示）を挿入する。そして、その部分に端部側からチャンネル状に形成された第１の金具３０を図４の如く外挿し、第１の金具３０の両側に形成された図５に示す２つの孔部３６、３６から、前記金属ブロックの中央部に形成された貫通ねじ孔（不図示）にボルト３８、３８を螺入する。これにより、第１の金具３０が金属ブロックを介してパネル材１２に固定される。図５（Ａ）は第1の金具３０の正面図、図５（Ｂ）は、第１の金具３０の左側面図、図５（Ｃ）は、第１の金具３０の平面図である。
【００２７】
この第１の金具３０の背面部に、ねじ棒３２が一体的に突設されている。柱２０に固定される第２の金具３４は、断面Ｕ字形状の本体部３４Ａの両側にフランジ部３４Ｂ、３４Ｂが形成され、これらのフランジ部３４Ｂ、３４Ｂが柱２０の側面部に当接される。また、フランジ部３４Ｂ、３４Ｂには、柱２０に第２の金具３４を固定するためのビス４０を通す孔４２、４２…が各々４箇所形成されている。
【００２８】
また、第２の金具３４の本体部３４Ａの内側には、ねじ棒３２と同径のねじ孔が形成されたナット４４が図６の如く固着され、このナット４４と対向する本体部３４Ａの面には、ねじ棒３２を通す貫通孔３４Ｃが形成されている。
【００２９】
したがって、この取付金具２２によれば、第２の金具３４の貫通孔３４Ｃを介してねじ棒３２をナット４４に差し入れ、この後、第２の金具３４を、図４の矢印方向に回転させてねじ棒３２をナット４４に螺入していくことにより、第１の金具３０に対する第２の金具３４の距離が、パネル材１２の端部１２Ａと柱２０の側面との間隔に調整される。なお、ねじ棒３２及びナット４４は、ねじピッチの小さいものが使用され、間隔調整が細かく行われるようになっている。
【００３０】
上記の如く、実施の形態の耐力壁１０は、パネル材１２の縦辺部１２Ａ、１２Ａと柱２０、２０との間の間隔に応じて、その長さが可変される取付金具２２を介してパネル材１２が架構面に結合固定される。この取付金具２２を使用することにより、建物の複数の架構面のうち最小サイズ、若しくは少数サイズの大きさに対応する大きさのパネル材１２を揃えておくだけで、架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズのパネル材１２を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。
【００３１】
すなわち、パネル材１２の縦辺部１２Ａ、１２Ａと柱２０、２０との間の間隔は、架構面の大きさに応じて異なるが、この取付金具２２の長さをその間隔に合わせて調整することにより、一定サイズのパネル材１２を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。
【００３２】
また、実施の形態の取付金具２２は、第１の金具３０、第２の金具３４、及びねじ棒３２からなる構造なので、簡単な構造の間隔調整部材を提供できる。
【００３３】
更に、実施の形態では、パネル材１２として、格子状のリブ２６を有するパネル材１２を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができる。また、パネル材１２をＦＲＰ等の合成樹脂製としたので、錆びることがなく、耐候性に優れ、塗装等のメンテナンスを行わなくてもよいという利点がある。また、合成樹脂製のパネル材１２は、鋼製のパネル材に比べ熱伝導率が小さく、壁材として使用した際に、結露が起こり難いので利用性に優れる。
【００３４】
なお、図２、図４に示した実施の形態では、パネル材１２の縦辺部１２Ａの二辺部を、取付金具２２を介して柱２０、２０に結合固定する形態について説明したが、これに限定されるものではなく、パネル材１２の下辺部１２Ｂ、上辺部１２Ｃの二辺部を、取付金具２２を介して土台１６、梁１８に結合固定する形態としてもよい。
【００３５】
また、実施の形態では、間隔調整部材として第１の金具３０、第２の金具３４、及びねじ棒３２からなる取付金具２２を例示したが、これに限定されるものではなく、パネル材１２と柱２０（土台１６又は梁１８）との間隔を調整できるものであれば、その形態は問わない。
【００３６】
［強度試験結果］
・試験概要（実験例１）
柱芯間隔  ：１０００ｍｍ、柱口：□１０５
ＦＲＰ格子：格子芯間隔３０ｍｍ□、２５ｍｍ厚さ、上端くし刃（７８６ｗ×７８０ｈ）×３枚（上パネル、中パネル、下パネル）
取付金具：
上パネル上部：１コマ固定（５マス目）
上パネル下接合部：１コマ（２マス目）
中パネル上接合部：１コマ（２マス目）
中パネル下接合部：１コマ（２マス目）
下パネル上接合部：１コマ（２マス目）
下パネル下部：１コマ固定（４マス目）
・  試験結果
実験結果によれば、１／１５０でも問題なく、その後押し切って破壊まで行った。破壊は、上端部金物のコマ部で回転が起こりＦＲＰが破壊（交点部の繊維が抜け、その後、パネル接合部のコマ部の交点部が抜けた）。
【００３７】
試験結果を図７のグラフに示す。このグラフは、柱に加えた荷重とその際の変位の関係を示したグラフであり、縦軸は柱に加えた荷重、横軸はその荷重に対する見かけのせん断変形角を示している。
【００３８】
同グラフにより、低減前の壁強さ倍率は、４．６４ｋＮ、低減前の壁倍率は、２．３７であった。
【００３９】
また、低減後の壁強さ倍率は、３．７１ｋＮ（４．６４ｋＮ×０．８）、低減後の壁倍率は、１．８９（２．３７×０．８）であった。
【００４０】
・試験概要（実験例２）
柱芯間隔  ：１０００ｍｍ、柱口：□１０５
ＦＲＰ格子：格子芯間隔３０ｍｍ□、２５ｍｍ厚さ、上端くし刃（７８６ｗ×７８０ｈ）×３枚（上パネル、中パネル、下パネル）
取付金具：
上パネル上部：２コマ固定（３、５マス目）
上パネル下接合部：１コマ（２マス目）
中パネル上接合部：１コマ（２マス目）
中パネル下接合部：１コマ（２マス目）
下パネル上接合部：１コマ（２マス目）
下パネル下部：２コマ固定（３、５マス目）
・  試験結果
実験結果によれば、１／１５０でも問題なく、その後押し切って破壊まで行った。破壊は、上端部金物のコマ部で回転が起こりＦＲＰが破壊（交点部の繊維が抜けた）。
【００４１】
試験結果を図８のグラフに示す。同グラフにより、低減前の壁強さ倍率は、６．４０ｋＮ、低減前の壁倍率は、３．２７であった。
【００４２】
また、低減後の壁強さ倍率は、５．１２ｋＮ（６．４０ｋＮ×０．８）、低減後の壁倍率は、２．６１（３．２７×０．８）であった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、木造の小規模な建物の外壁、及び間仕切り壁の他、鉄筋コンクリート造等の建築物の壁としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態の耐力壁の斜視図
【図２】図１に示した耐力壁のパネル材の正面図
【図３】図２に示したパネル材の要部拡大斜視図
【図４】図１に示したパネル材を柱に取り付けるための取付金具の斜視図
【図５】図５に示した取付金具の第１の金具を示した３面図
【図６】図５に示した取付金具の第２の金具を示した側面図
【図７】取付金具を使用したパネル材の耐力性状を確認した第１試験結果を示すグラフ
【図８】取付金具を使用したパネル材の耐力性状を確認した第２試験結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００４５】
１０…耐力壁、１２…パネル材、１２Ａ…縦辺部、１２Ｂ…下辺部、１２Ｃ…上辺部、１４…板材、１６…土台、１８…梁、２０…柱、２２…取付金具、２４…枠体、２６…リブ、２８…開口部、３０…第１の金具、３２…ねじ棒、３４…第２の金具、４４…ナット
【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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