(57)【要約】【課題】寸法調整作業を不要としたことで、設置時における作業手間を少なくすることができ、しかも耐震壁の強度を確実に確保できるようにした。【解決手段】耐震壁構造１は、建物の躯体をなす柱梁架構１０と、柱梁架構１０の内側に形成される構面２内に設置される耐震補強体２０とが一体化された構造となっている。耐震補強体２０は、柱梁架構１０の内周面１０ａに固定されていて複数の外枠芯材２１、２１、…を枠状に配置させてなる外枠体２１Ａと、外枠体２１Ａによって囲われてなる枠内空部Ｒに配置された内部芯材２２と、外枠体２１Ａの枠面に沿うように配置されて外枠芯材２１及び内部芯材２２の側面に固定された接合板２３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の躯体に耐震壁を構築する耐震壁構造であって、
前記躯体に固定され、複数の外枠芯材を枠状に配置させてなる外枠体と、
前記外枠体によって囲われてなる枠内空部に配置された内部芯材と、
前記外枠体の枠面に沿うように配置され、前記外枠芯材と前記内部芯材の側面に固定された接合板と、
を備えていることを特徴とする耐震壁構造。
【請求項２】
前記接合板は、分割されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震壁構造。
【請求項３】
前記外枠体の角部には、前記外枠芯材及び前記内部芯材より大きな強度をなす補強芯材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建物の柱梁架構の構面内に設置される耐震壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存建物における耐震補強方法では、柱梁架構の構面内に耐震要素を設置する工法として、鉄筋コンクリート造耐震壁を増設したり、枠付き鉄骨ブレースを設置する方法などがある。これらの工法では、例えば鉄骨ブレースを備えるための枠材と柱梁架構とをアンカー筋によって接合する方法となるため、施工手順が煩雑になるうえ、工期が長くなり、アンカー筋の打設施工の際には騒音、振動及び粉塵が多く発生していた。また、補強する資材が重量の大きな鉄骨であることから、搬入や施工が困難となるうえ、補強後の建物重量が大きく増加するといった現状があった。
そこで、これらの問題に対応する工法として、アンカー筋を施工せずに既存建物の柱梁架構の構面内にコンクリートやＦＲＰ製のブロックを積んで耐震壁を構築する工法が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
このようなブロック耐震壁では、互いに隣接するブロック同士の接合と、ブロック耐震壁とその外周に位置する建物躯体との接合とは接着剤などで固着されている。
【特許文献１】特開２００５−２４８６５１号公報
【特許文献２】特開平１１−０７１９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、通常、ブロック耐震壁は、構面の寸法よりも小さくなければ施工できないため、建物躯体（柱梁架構）とブロックとの間において水平方向と鉛直方向のそれぞれに少なくとも１箇所に所定の大きさを有する隙間が生じ、その隙間に無収縮モルタルやエポキシ樹脂などの充填材を充填する必要があった。そのため、充填作業に手間がかかり、作業時間が増えるといった欠点があった。
また、躯体とブロックの間の隙間寸法が大きくなると、充填材による連結領域が増大することになり、この部分での強度や剛性を確保することが困難になるといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、本発明は、寸法調整作業を不要としたことで、設置時における作業手間を少なくすることができ、しかも耐震壁の強度を確実に確保できるようにした耐震壁構造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】
上記目的を達成するため、本発明に係る耐震壁構造では、建物の躯体に耐震壁を構築する耐震壁構造であって、躯体に固定され、複数の外枠芯材を枠状に配置させてなる外枠体と、外枠体によって囲われてなる枠内空部に配置された内部芯材と、外枠体の枠面に沿うように配置され、外枠芯材と内部芯材の側面に固定された接合板とを備えていることを特徴としている。
本発明では、枠状となるように複数の外枠芯材を躯体に固定して外枠体を配置し、その外枠体に囲われた枠内空部内に内部芯材が配置され、外枠芯材と内部芯材の側面に接合板を固定することで、外枠芯材と内部芯材と接合板とが一体化されてなる耐震補強体を形成することができる。そして、外枠芯材は躯体に固定されているため、躯体と耐震補強体とを一体化させることができる。このとき、耐震補強体は耐震壁として作用することから、高いせん断剛性と耐力を発揮できる耐震壁構造を構築することができる。複数の外枠芯材は、互いに隙間をもって配置させることができることから、任意の大きさ、形状をなす枠体として設置することができ、さらに外枠芯材によって形成される枠内空部において内部芯材同士の間、外枠芯材と内部芯材との間に隙間をもって配置することができる。
【０００６】
また、本発明に係る耐震壁構造では、接合板は、分割されていることが好ましい。
本発明では、分割されている隣り合う接合板の境界付近に位置する外枠芯材或いは内部芯材に、両接合板を固定させることで、外枠芯材と内部芯材と接合板とを一体化させることができる。そして、隣り合う接合板同士の間に隙間をもたせることができることから、外枠芯材によって形成される枠内空部の大きさに対応して設置することができる。
【０００７】
また、本発明に係る耐震壁構造では、外枠体の角部には、外枠芯材及び内部芯材より大きな強度をなす補強芯材が設けられていることが好ましい。
本発明では、補強芯材を例えば外枠芯材や内部芯材より強度の高い部材としたり、補強芯材の内部空間にブレース状のリブを設けるなど、外枠芯材や内部芯材より高強度となる構造とし、外枠体の角部に補強芯材を配置させることで、その角部に集中する応力に対応でき、外枠芯材、内部芯材及び接合板の座屈を抑制して壁全体としての耐力を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の耐震壁構造によれば、外枠体に囲われた枠内空部に配置された内部芯材と外枠芯材との側面に接合板を固定することで、外枠芯材と内部芯材と接合板とが一体化されてなる耐震補強体を形成することができる。そして、外枠芯材が建物の躯体に固定されているため、躯体と耐震補強体とが一体化された構造となって耐震補強体は耐震壁として作用することから、高いせん断剛性と耐力を発揮できる耐震壁構造を構築することができる。
また、複数の外枠芯材は、互いに隙間をもって配置させることができることから、任意の大きさ、形状をなす枠体として設置することができ、さらに外枠芯材によって形成される枠内空部において内部芯材同士の間、外枠芯材と内部芯材との間に隙間をもって配置できることから、例えば柱梁架構の構面の大きさ、形状に合わせて寸法調整するといった手間のかかる作業が不要となるといった効果を奏する。
しかも、外枠芯材と内部芯材とを接合板のみで固定するといった簡略化された施工により設置することができることから、作業手間を少なくすることができ、工期短縮が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る耐震壁構造の第一の実施の形態について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態による耐震壁構造を示す図であって、（ａ）はその立面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図、図２は外枠芯材と内部芯材の配置状態を示した立面図である。
【００１０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本第一の実施の形態による耐震壁構造１は、既設の建物躯体をなす柱梁架構１０の内側に形成される長方形状の空間（構面２）内に耐震補強体２０を設置させた構造である。柱梁架構１０は、その上下に横設されている鉄筋コンクリート造などの梁１１Ａ、１１Ｂと、同じく左右に立設した鉄筋コンクリート造などの柱１２Ａ、１２Ｂとからなる。
耐震補強体２０は、柱梁架構１０の内周面１０ａに固定されていて複数の外枠芯材２１、２１、…を枠状に配置させてなる外枠体２１Ａと、外枠体２１Ａによって囲われてなる枠内空部Ｒに配置された内部芯材２２と、外枠体２１Ａの枠面に沿うように配置されて外枠芯材２１及び内部芯材２２の側面２１ａ、２２ａ（図１（ｂ）参照）に固定された接合板２３とから構成されている。
【００１１】
図２は、外枠芯材２１と内部芯材２２の配置状態を見易くするために接合板２３を省略した図である。図２に示すように、各外枠芯材２１は、適宜な長さに形成された角型管からなり、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、鋼板、アルミニウム材、ファインセラミックス等の材料から形成されている。そして、外枠体２１Ａは、各外枠芯材２１の長辺部を、上梁１１Ａ、下梁１１Ｂ、右側柱１２Ａ、左側柱１２Ｂの各端面に接着剤２４によって固着させている。このときの隣り合う外枠芯材２１、２１同士は、固着されない状態で配置されている。そして、外枠芯材２１、２１同士は、接した状態或いは隙間をもって配置された状態であってもよい。なお、接着剤２４は、有機系あるいは無機系の接着剤を使用することができる。
【００１２】
各内部芯材２２は、適宜な長さに形成された角型管からなり、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、鋼板、アルミニウム材、ファインセラミックス等の材料から形成され、外枠体２１Ａによって囲われた枠内空部Ｒにおいて、その長辺部を上下方向に向けて配列されている。このとき、各内部芯材２２は外枠芯材２１、２１、…に固着することなく任意に配置され、さらに内部芯材２２、２２同士も互いに固着されずに配置される。そのため、内部芯材２２、２２同士の間、或いは内部芯材２２と外枠芯材２１との間、すなわち内部芯材２２の周囲に隙間Ｔをもたせることができる。
各内部芯材２２は、接合板２３に固着され、接合板２３の座屈を防ぐリブの機能をなしている。
【００１３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、接合板２３は、構面２の両側から外枠芯材２１と内部芯材２２を挟持するように設けられている。この接合板２３は、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、鋼板、アルミニウム材、ファインセラミックス等の材料からなる平板形状をなし、構面２内に配置された外枠芯材２１と内部芯材２２の側面２１ａ、２２ａに接着剤２４によって固着されている。接合板２３の大きさは、柱梁架構１０の内周面１０ａに配置されるすべての外枠芯材２１、２１、…の側面２１ａに所定範囲をもってオーバーラップするような外形寸法をなしている。
【００１４】
そして、接合板２３は、任意に分割（本第一の実施の形態では４分割）されている。これらの分割されている接合板２３、２３同士は、互いに接した状態であってもよく、隙間をもって配置することも可能とされる。
分割されている隣り合う接合板２３、２３の境界付近に位置する外枠芯材２１或いは内部芯材２２に、両接合板２３、２３を固定させることで、外枠芯材２１と内部芯材２２と接合板２３とを一体化させることができる。そして、隣り合う接合板２３、２３同士の間に隙間をもたせることができることから、外枠芯材２１によって形成される枠内空部Ｒの大きさに対応して設置することができる。
これにより、外枠芯材２１と内部芯材２２とは、接合板２３を介して一体化され、互いに力が伝達されることになる。
【００１５】
このように構成される耐震補強体２０は、各外枠芯材２１が柱梁架構１０の内周面１０ａに固定されていることから、柱梁架構１０と一体化された構造となる。そして、耐震補強体２０が耐震壁として作用することから、高いせん断剛性と耐力を発揮することができる。また、本第一の実施の形態では、耐震補強体２０における部材同士（つまり、外枠芯材２１と接合板２３、内部芯材２２と接合板２３）の固定や、耐震補強体２０と柱梁架構１０との接合に接着剤２４を使用することができる構造であるため、従来のようにアンカー筋の施工時に生じる騒音、振動、粉塵の発生のない施工を実現することができる。
【００１６】
次に、第一の実施の形態による耐震壁構造１の施工手順について、図面に基づいて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）、図２に示すように、先ず、構面２内において柱梁架構１０のコンクリート面を、例えばサンダー掛け程度で表面処理を行なう。その後、構面２内において、柱梁架構１０の内周面１０ａの各辺のそれぞれに、適宜数の外枠芯材２１を接着剤２４によって固着する。次いで、枠状に設置された外枠芯材２１、２１、…（すなわち、外枠体２１Ａ）に囲われた空間（枠内空部Ｒ）に複数本の内部芯材２２、２２、…をそれぞれ略垂直に立てた状態で配列する。このとき、上述したように隣り合う内部芯材２２、２２同士は固定されない状態で配置される。その後、外枠芯材２１、２１、…及び内部芯材２２、２２、…の各側面２１ａ、２２ａに接合板２３、２３、…を接着剤２４によって固着する。このような手順により、耐震補強体２０が形成されると共に、柱梁架構１０と耐震補強体２０とが一体化してなる耐震壁構造１が構築される。
【００１７】
上述のように第一の実施の形態による耐震壁構造では、外枠体２１Ａに囲われた枠内空部Ｒに配置された内部芯材２２と外枠芯材２１との側面に接合板２３を固定することで、外枠芯材２１と内部芯材２２と接合板２３とが一体化されてなる耐震補強体２０を形成することができる。そして、外枠芯材２１が柱梁架構１０に固定されているため、柱梁架構１０と耐震補強体２０とが一体化された構造となって耐震補強体２０は耐震壁として作用することから、高いせん断剛性と耐力を発揮できる耐震壁構造１を構築することができる。
また、複数の外枠芯材２１、２１、…は、互いに隙間をもって配置させることができることから任意の大きさ、形状をなす枠体として設置することができ、さらに外枠芯材２１によって形成される枠内空部Ｒにおいて内部芯材２２、２２同士の間、外枠芯材２１と内部芯材２２との間に隙間をもって配置できることから、柱梁架構１０の構面２の大きさ、形状に合わせて寸法調整するといった手間のかかる作業が不要となるといった効果を奏する。
しかも、外枠芯材２１と内部芯材２２とを接合板２３のみで固定するといった簡略化された施工により設置することができることから、作業手間を少なくすることができ、工期短縮が図れる。
【００１８】
次に、本発明の第二及び第三の実施の形態について、図３乃至図５に基づいて説明するが、上述の第一の実施の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、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３は第二の実施の形態による耐震壁構造を示す立面図、図４は外枠芯材と内部芯材の配置状態を示した耐震壁構造の立面図であって、図２に対応する図である。
図３及び図４に示すように、第二の実施の形態による耐震壁構造１では、柱梁架構１０の構面２の角部（本第二の実施の形態では四隅）に補強芯材２５を設けたものである。すなわち、外枠体２１Ａの角部に補強芯材２５Ａ〜２５Ｄが設けられている。なお、外枠芯材２１、内部芯材２２、接合板２３の構造は第一の実施の形態と同様であることから、詳しい説明は省略する。
【００１９】
補強芯材２５は、柱梁架構１０に固着される二面が直交するリブを形成させたものであり、そのリブが構面２の角部を形成する梁１１Ａ（１１Ｂ）と柱１２Ａ（１２Ｂ）に接着剤２４などによって固着されている。そして、補強芯材２５は、外枠芯材２１や内部芯材２２より強度の高い部材（例えば、高強度鋼など）を使用したり、補強芯材２５を構成する部材の厚さ寸法を大きくしたり、補強芯材２５の内部空間にモルタルやコンクリートなどを充填したり、補強芯材２５の内部空間にブレース状のリブを設けるなど、外枠芯材２１や内部芯材２２より高強度となる構造をなしている。
このように、第二の実施の形態では、第一の実施の形態と同様の作用効果に加え、耐震補強体２０（枠状に配置された外枠芯材２１）の角部に補強芯材２５を配置させることで、その角部に集中する応力に対応でき、耐震補強体２０（つまり、外枠芯材２１、内部芯材２２、接合板２３）の座屈を抑制して壁全体としての耐力を向上させることができる。
【００２０】
次に、図５は第三の実施の形態による耐震壁構造を示す立面図である。
図５に示すように、第三の実施の形態による耐震壁構造１では、上梁１１Ａの両端部にハンチ１０ｂ、１０ｂがある構面２に耐震補強体２０を設置したものでる。本耐震補強体２０では、ハンチ１０ｂ、１０ｂの形状に対応可能な外枠芯材（ハンチ用外枠芯材２６、２６）が設けられている。そして、内部芯材２２は、ハンチ用外枠芯材２６、２６と外枠芯材２１によって形成される外枠体２１Ａの形状に応じた長さ寸法で配置されている。つまり、ハンチ用外枠芯材２６、２６の下方に配置される内部芯材（符号２２Ａ）は、ほかの内部芯材２２より長さ寸法の短い部材が用いられている。
【００２１】
以上、本発明による耐震壁構造の第一乃至第三の実施の形態について説明したが、本発明は上記の第一乃至第三の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一乃至第三の実施の形態では外枠芯材２１及び内部芯材２２に角型管を使用しているが、その断面は角型状（四角形状）で内部空間があることに限定されず、例えば角型管の内部空間に上下方向や水平方向などのリブを設けた形状であってもよく、さらに、Ｈ型形状のもの（Ｈ型鋼）であってもよい。要は、接合板２３に固着可能な面を有し、接合板２３の座屈を防ぐためのリブの機能を果たすための内部芯材２２があればよいのである。また、外枠芯材２１及び内部芯材２２は、その管体の内部空間中に発泡ウレタンやモルタルなどを充填したり、管体の両端に蓋状の部材を取り付けるようにしてもかまわない。このようにすることで、管の座屈が防止され、強度を向上させることができる。
また、本第一乃至第三の実施の形態では内部芯材２２を略垂直に立てた状態で配置されているが、これに限定されず、内部芯材２２の向きは横方向や斜め方向であってもかまわない。要は、内部芯材２２の側面２２ａが接合板２３に固定できればよいのである。
さらに、内部芯材２２、２２同士、または内部芯材２２と外部芯材２１については、本第一乃至第三の実施の形態では接合しない形式としたが、接合させてもかまわない。それにより、施工が容易になったり、耐震壁全体の強度向上を図ることができる。
【００２２】
そして、接合板２３と外枠芯材２１又は内部芯材２２との固定、柱梁架構１０（躯体）と外枠芯材２１との固定には、接着剤２４による固定方法に限定されることはなく、例えばボルトを使用して固定する方法であってもかまわない。その接着剤には、とくに制限がなく、無機系、有機系の接着剤のいずれであってもよい。一般的なものとしてエポキシ樹脂が使用される。
また、接合板２３について、具体的な形状、寸法、分割数に関する制限はなく、例えば分割された接合板２３は横長或いは縦長形状のものであってもかまわない。さらに、複数の接合板２３の継ぎ目は、本第一乃至第三の実施の形態では縦横方向に揃った状態で配置されているが、このように配置されることに限定されることはない。
【００２３】
また、耐震壁構造１は、柱梁架構１０の構面２内に構築することが基本とされるが、これに限定されることはなく、例えば構面２から外れて耐震補強体２０の上端を上梁１１Ａの側面に固定する場合や、梁がないところで耐震補強体２０の上下端部を建物のスラブに固定させる場合などがある。また、本第一乃至第三の実施の形態では耐震補強体２０に開口部が形成されていないが、例えば窓や出入口といった開口部を設けるようにしてもかまわない。
さらに、耐震壁構造１は、新設される構造物に限定されず、既存の鉄筋コンクリート（ＲＣ）造耐震壁に重ねるようにして本第一乃至第三の実施の形態による耐震補強体２０を構築することもできる。その場合、例えばＲＣ造耐震壁面に接して外枠芯材及び内部芯材を設置し、片面のみに接合板２３を固定する構造とすることができる。
さらにまた、本耐震壁構造１を用いる既存建物の構造形式としては、例えば鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、木造、れんが造、石造など耐震壁の増設或いは打ち増しにより耐震補強できるものであればとくに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一の実施の形態による耐震壁構造を示す図であって、（ａ）はその立面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図２】外枠芯材と内部芯材の配置状態を示した立面図である。
【図３】第二の実施の形態による耐震壁構造を示す立面図である。
【図４】外枠芯材と内部芯材の配置状態を示した耐震壁構造の立面図であって、図２に対応する図である。
【図５】第三の実施の形態による耐震壁構造を示す立面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  耐震壁構造
２  構面
１０  柱梁架構（躯体）
１１Ａ、１１Ｂ  梁
１２Ａ、１２Ｂ  柱
２０  耐震補強体
２１  外枠芯材
２１Ａ  外枠体
２２  内部芯材
２３  接合板
２４  接着剤
２５  補強芯材
【図１】
2008144514.tif 000003
【図２】
2008144514.tif 000004
【図３】
2008144514.tif 000005
【図４】
2008144514.tif 000006
【図５】
2008144514.tif 000007