(57)【要約】　　　（修正有）【課題】高度な構造計算の知識や複雑な計算方法を要することなく、コンピュータを用いて垂れ壁や腰壁を考慮した効率の良い耐力壁の設計を容易に行うことのできる有開口耐力壁の有効壁量算定方法を提供する。【解決手段】腰窓開口１１又は掃出し窓開口１２を有する有開口耐力壁１０の有効壁量をコンピュ−タを用いて算定する有効壁量算定方法であって、設計される有開口耐力壁１０を、開口部１１，１２中央から上下方向に延設する開口部分割線１３を含む上下方向分割線１４で分割し、得られた複数の分割耐力壁１５ａ〜１５ｆを、予め定められた特定の分割壁パターンにあてはめると共に、各分割壁パターンについて予め定められた無開口壁部分の壁量に対する係数を掛け合わせて、各分割耐力壁１５ａ〜１５ｆの壁量を求め、これらを合算することにより有開口耐力壁１０全体の有効壁量を算定する。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有する有開口耐力壁の有効壁量をコンピュ−タを用いて算定する有効壁量算定方法であって、
設計される前記有開口耐力壁を、前記開口部中央から上下方向に延設する開口部分割線を含む上下方向分割線で分割し、
該上下方向分割線により分割されて得られた複数の分割耐力壁を、予め定められた特定の分割壁パターンにあてはめると共に、各分割壁パターンについて予め定められた無開口壁部分の壁量に対する係数を掛け合わせて、各分割耐力壁の壁量を求め、これらを合算することにより有開口耐力壁全体の有効壁量を算定することを特徴とする有開口耐力壁の有効壁量算定方法。
【請求項２】
前記予め定められた特定の分割壁パターンは、片側に垂れ壁が張り出した逆さＬ字状パターン、片側に垂れ壁及び腰壁が張り出したコの字状パターン、両側に垂れ壁が張り出したＴ字状パターン、一方の側に垂れ壁及び腰壁が張り出し他方の側に垂れ壁が張り出したＪ字状パターン、両側に垂れ壁及び腰壁が張り出した横倒しＨ字状パターン、両側から垂れ壁と腰壁のいずれも張り出していないＩ字状パターンを含んでいる請求項１記載の有開口耐力壁の有効壁量算定方法。
【請求項３】
前記予め定められた特定の分割壁パターンは、前記逆さＬ字状パターン、前記コの字状パターン、前記Ｔ字状パターン、前記Ｊ字状パターン、前記Ｈ字状パターン、前記Ｉ字状パターンのうち、何れか１以上のパターンにおける無開口壁部分の下端部にホールダウン金物を取り付けたものを分割壁パターンとして含んでいる請求項２に記載の有開口耐力壁の有効壁量算定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有開口耐力壁の有効壁量算定方法に関し、特に開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有する有開口耐力壁の有効壁量をコンピュ−タを用いて算定する有効壁量算定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば枠組壁工法等の耐力壁を有する木造建築物においては、特に地震力や風圧力等の水平荷重を、当該耐力壁によって支持させるような構造となっている。耐力壁を設計する際には、耐力壁の有効な長さを拾うと共に、単位長さ当たりの耐力壁が耐えられる力である壁倍率を掛けて耐力壁の有効壁量を算定する。また、設計図面等から構築すべき木造建築物が受ける水平荷重として、地震力及び風圧力を、地震力については床面積と地震力に対する単位長さ当たりの必要壁量とを掛け合わせた値として求めると共に、風圧力については見付けの壁面積と風圧力に対する単位長さ当たりの必要壁量とを掛け合わせた値として求め、これらを必要壁量とする。そして、耐力壁の有効壁量が必要壁量を上回るように耐力壁の形状や配置を適宜変更し、有効壁量が必要壁量を上回ることを確認して耐力壁の設計を終了する。
【０００３】
一方、耐力壁は、開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有していることが一般であるが、従来の耐力壁の有効壁量を算定する方法によれば、これらの開口部を有する有開口耐力壁の有効壁量を算定する際には、図１０に示すように開口部５０の上下の垂れ壁５１や腰壁５２を除いた無開口壁部分５３のみを有効な耐力壁の長さとして拾っていたため、垂れ壁５１や腰壁５２が耐力壁に与える非耐力要素は余力として評価されており、したがって効率の良い耐力壁の設計が行われていなかった。
【０００４】
また、垂れ壁や腰壁を考慮に入れて有効な壁量を算定しようとすると、コンピュータを用いた場合でも、高度な構造計算の知識が必要となると共に、計算方法が複雑になって手間がかかることになる。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、高度な構造計算の知識や複雑な計算方法を要することなく、コンピュータを用いて垂れ壁や腰壁を考慮した効率の良い耐力壁の設計を容易に行うことのできる有開口耐力壁の有効壁量算定方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有する有開口耐力壁の有効壁量をコンピュ−タを用いて算定する有効壁量算定方法であって、設計される前記有開口耐力壁を、前記開口部中央から上下方向に延設する開口部分割線を含む上下方向分割線で分割し、該上下方向分割線により分割されて得られた複数の分割耐力壁を、予め定められた特定の分割壁パターンにあてはめると共に、各分割壁パターンについて予め定められた無開口壁部分の壁量に対する係数を掛け合わせて、各分割耐力壁の壁量を求め、これらを合算することにより有開口耐力壁全体の有効壁量を算定することを特徴とする有開口耐力壁の有効壁量算定方法を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項１記載の発明）。
【０００７】
そして、本発明の有開口耐力壁の有効壁量算定方法によれば、前記予め定められた特定の分割壁パターンは、片側に垂れ壁が張り出した逆さＬ字状パターン、片側に垂れ壁及び腰壁が張り出したコの字状パターン、両側に垂れ壁が張り出したＴ字状パターン、一方の側に垂れ壁及び腰壁が張り出し他方の側に垂れ壁が張り出したＪ字状パターン、両側に垂れ壁及び腰壁が張り出した横倒しＨ字状パターン、両側から垂れ壁と腰壁のいずれも張り出していないＩ字状パターンを含んでいることが好ましい（請求項２記載の発明）。
【０００８】
また、本発明の有開口耐力壁の有効壁量算定方法によれば、前記予め定められた特定の分割壁パターンは、前記逆さＬ字状パターン、前記コの字状パターン、前記Ｔ字状パターン、前記Ｊ字状パターン、前記Ｈ字状パターン、前記Ｉ字状パターンのうち、何れか１以上のパターンにおける無開口壁部分の下端部にホールダウン金物を取り付けたものを分割壁パターンとして含んでいることが好ましい（請求項３記載の発明）。
【０００９】
本発明によれば、開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有する有開口耐力壁を、開口部中央から上下方向に延設する開口部分割線を含む上下方向分割線で複数に分割した際に得られる、複数種類の特定の分割壁パターンを予め定めておく。またこれらの特定の分割壁パターンについて、実証実験、及び例えば社団法人日本ツーバイフォー建築協会発行の「枠組壁工法建築物構造計算指針」（１９９２年１２月１５日初版発行）に記載される簡略化ラーメンモデルによる計算方法に基づいて、各特定の分割壁パターンの耐力を求め、無開口壁部分の耐力を基準値として、この基準値に対する各分割壁パターンの耐力の比率を、各分割壁パターンの無開口壁部分の壁量に対する係数として予め定めておく。
【００１０】
すなわち、分割壁パターンの無開口壁部分の壁量に対する係数を定める方法としては、例えば図１にフローチャートとして示すように、まず図２（ａ），（ｂ）に示すような有開口耐力壁の試験体２０ａ，２０ｂによる面内せん断試験を行い、その実験結果から当該試験体２０ａ，２０ｂの耐力を実験値として確認する（ステップ１）。一方、有開口耐力壁の試験体２０ａ，２０ｂを、計算によって図３（ａ），（ｂ）に示すようなモデルフレーム２１ａ，２１ｂに置換するとともに構造計算を行い、モデルフレーム２１ａ，２１ｂの耐力を計算値として算出すると共に、上記試験体２０ａ，２０ｂの面内せん断試験により得られた実験値と計算値との整合性を例えば各モデルフレーム２１ａ，２１ｂのスパン長を変化させながらシュミレーション計算して、モデルフレーム２１ａ，２１ｂに置換した構造計算の妥当性を確認する（ステップ２）。
【００１１】
次に、スパン長、垂れ壁、腰壁等をファクターとして開口形状を変化させた図４（ａ）〜（ｃ）に示すような連続するフレームによるモデルフレーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃを作成し、構造計算を行って各モデルフレーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃの耐力の計算値を算出する（ステップ３）。そして、このようにして算出した計算値を、例えば図５（ａ）〜（ｅ）に示すような、片側に垂れ壁２４が張り出した逆さＬ字状パターン２３ａ、片側に垂れ壁２４及び腰壁２５が張り出したコの字状パターン２３ｂ、両側に垂れ壁２４が張り出したＴ字状パターン２３ｃ、一方の側に垂れ壁２４及び腰壁２５が張り出し他方の側に垂れ壁２４が張り出したＪ字状パターン２３ｄ、両側に垂れ壁２４及び腰壁２５が張り出した横倒しＨ字状パターン２３ｅ等の特定の分割壁パターンに置き換えて整理し、図６に示すような両側から垂れ壁と腰壁のいずれも張り出していないＩ字状パターン２３ｆに相当する無開口壁２６の耐力（基準値）に対する各分割壁パターンの耐力の比率が、各分割壁パターン２３ａ〜２３ｆの無開口壁部分の壁量に対する係数ｋとして予め定められることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の有開口耐力壁の有効壁量算定方法は、地震力や風圧力等の水平荷重を耐力壁によって支持させる構造を備える、例えば枠組壁工法による住宅建築物を設計する際に、開口部として腰窓開口又は掃出し窓開口を有する有開口耐力壁の有効壁量を効率良く算定するために採用されたものである。なお、腰窓開口は、上方に垂れ壁を有し下方に腰壁を有する開口部であり、また掃出し窓開口は、上方に垂れ壁を有し下方に壁部分を有することなく床面まで開いている開口部である。これらの腰窓開口又は掃出し窓開口は、住宅建築物等の建物の外壁部分に形成されるものに限定されことなく、屋内の耐力壁に開口形成される腰窓開口や掃出し窓開口をも含むものであり、また窓枠やドア枠等が取付けられていなくても良い。
【００１３】
そして、本実施形態の有開口耐力壁の有効壁量算定方法は、例えば図７に示すような、開口部として腰窓開口１１又は掃出し窓開口１２を有する有開口耐力壁１０の有効壁量をコンピュ−タを用いて算定する有効壁量算定方法であって、設計される有開口耐力壁１０を、開口部１１，１２の中央から上下方向に延設する開口部分割線１３を含む上下方向分割線１４で分割し、これらの上下方向分割線１４により分割されて得られた複数の分割耐力壁１５ａ〜１５ｆを、予め定められた図８に示すような特定の分割壁パターン１６ａ〜１６ｆにあてはめると共に、各分割壁パターン１６ａ〜１６ｆについて予め定められた無開口壁部分１７の壁量に対する係数ｋを掛け合わせて、各分割耐力壁１５ａ〜１５ｆの壁量を求め、これらを合算することにより有開口耐力壁１０全体の有効壁量を算定するようにしたものである。
【００１４】
また、本実施形態によれば、予め定められた特定の分割壁パターン１６ａ〜１６ｆは、片側に垂れ壁１８が張り出した逆さＬ字状パターン１６ａ、片側に垂れ壁１８及び腰壁１９が張り出したコの字状パターン１６ｂ、両側に垂れ壁１８が張り出したＴ字状パターン１６ｃ、一方の側に垂れ壁１８及び腰壁１９が張り出し他方の側に垂れ壁１８が張り出したＪ字状パターン１６ｄ、両側に垂れ壁１８及び腰壁１９が張り出した横倒しＨ字状パターン１６ｅ、両側から垂れ壁１８と腰壁１９のいずれも張り出していないＩ字状パターン１６ｆを含んでいる。
【００１５】
さらに、本実施形態によれば、予め定められた特定の分割壁パターンは、上記逆さＬ字状パターン１６ａ、コの字状パターン１６ｂ、Ｔ字状パターン１６ｃ、Ｊ字状パターン１６ｄ、Ｈ字状パターン１６ｅ、Ｉ字状パターン１６ｆのうち、何れか１以上のパターンにおける無開口壁部分１７の下端部に、何れか一方又は双方の側縁部に近接してホールダウン金物を取り付けたものを、これらの分割壁パターン１６ａ〜１６ｆとは別の分割壁パターンとして、或いはこれらの分割壁パターン１６ａ〜１６ｆそのものとして含んでいる。
【００１６】
さらにまた、本実施形態によれば、例えば上述の面内せん断試験により得られた実験値と構造計算による計算値から、例えばＩ字状パターン１６ｆにおける下端部の何れか一方又は双方の側縁部にホールダウン金物を取り付けた分割壁パターンの耐力を基準値として、各分割壁パターン１６ａ〜１６ｆの無開口壁部分１７の壁量に対する係数ｋを予め定めておく。
【００１７】
本実施形態によれば、有開口耐力壁１０の設計は、コンピュータを用いて例えば以下のようにして行われる。すなわち、図９に示すように、設計図面から、構築すべき住宅建築物が受ける水平荷重である地震力及び風圧力を、地震力については床面積と地震力に対する単位長さ当たりの必要壁量を掛けた値として計算する共に、風圧力については見付けの壁面積と風圧力に対する単位長さ当たりの必要壁量を掛けた値として計算し、これらを必要壁量とする。また、設計図面に基づいて、有開口耐力壁１０を開口部中央から上下方向に延設する開口部分割線１３を含む上下方向分割線１４で複数に分割し、分割された複数の分割耐力壁を、データベースとして保存されている予め定められた特定の分割壁パターン１６ａ〜１６ｆにあてはめて分類すると共に、各分割壁パターン１６ａ〜１６ｆについて予め定められた無開口壁部分１７の壁量に対する係数ｋを掛け合わせて、各分割耐力壁の壁量を求め、これらを合算することにより有開口耐力壁１０全体の有効壁量を算定する。そして、有効壁量が必要壁量を上回るように、腰窓開口１１や掃出し窓開口１２の位置や数等を適宜変更しつつ設計を繰り返し、有効壁量が必要壁量を上回ることを確認して有開口耐力壁１０の設計を終了する。
【００１８】
そして、本実施形態によれば、有開口耐力壁１０を設計する際に、腰窓開口１１や掃出し窓開口１２による有開口部分を含んだ形状で耐力壁の壁量を拾うので、垂れ壁１８や腰壁１９による非耐力要素の一部を考慮した耐力壁の設計が可能になり、無開口壁部分のみを有効な耐力壁の長さとして拾っていた従来の設計方法と比較して、効率の良い経済的な設計を行うことが可能になる。また本実施形態によれば、腰窓開口１１又は掃出し窓開口１２を有する有開口耐力壁１０を上下方向分割線１４で分割して得られた特定の分割壁パターン１６ａ〜１６ｆと、各分割壁パターン１６ａ〜１６ｆについての無開口壁部分１７の壁量に対する係数ｋとがデータべースとして予め蓄積されているので、こにように予め分類された特定の分割壁パターン１６ａ〜１６ｆに、設計を行う際に有開口耐力壁１０を分割して得られた分割耐力壁１５ａ〜１５ｆをあてはめると共に、各分割壁パターン１６ａ〜１６ｆの係数ｋを掛け合わせることにより、高度な構造計算の知識や複雑な計算方法を要することなく、垂れ壁１８や腰壁１９を考慮に入れた有効な耐力壁の正確な壁量を、コンピュータを用いて、精度良く且つ容易に算定することが可能になる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明のより具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、枠組壁工法による住宅建築物について有開口耐力壁の設計を行った。本実施例によれば、設計図面から求められる必要壁量は、桁行方向（Ｘ方向）一階部分については、地震力が２６．５９ｍ、風圧力が１５．４３ｍであることから２６．５９ｍ、張り間方向（Ｙ方向）一階部分については、地震力が２６．５９ｍ、風圧力が１６．８２ｍであることから２６．５９ｍだった。また桁行方向（Ｘ方向）二階部分の必要壁量は地震力の１５．１５ｍ、張り間方向（Ｙ方向）二階部分の必要壁量は地震力の１５．１５ｍだった。
【００２１】
また、各有開口耐力壁を分割して得られた分割耐力壁は、図１２に示すような１１種類の分割壁パターンに分類された。
【００２２】
必要壁量を上回るように設計される有効壁量は、Ｘ方向については、Ｘ１−Ｘ１、Ｘ５−Ｘ５、及びＸ９−Ｘ９に沿った３列の有開口耐力壁の壁量の合計として算出し、Ｙ方向については、Ｙ１−Ｙ１、及びＹ９−Ｙ９に沿った２列の有開口耐力壁の壁量の合計として算出した。本実施例による有開口部分を考慮した形状による有効壁量の充足率（有効壁量／必要壁量×１００（％））を有開口ルートとして表１に示す。また、従来の設計方法による無開口壁部分のみでの有効壁量の充足率を無開口ルートとしてあわせて表１に示す。
【００２３】
【表１】
2004092133.tif 000003
【００２４】
表１に示す結果から、本発明によれば、垂れ壁や腰壁を考慮しつつ効率の良い耐力壁の設計が可能になることが判明する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の有開口耐力壁の有効壁量算定方法によれば、高度な構造計算の知識や複雑な計算方法を要することなく、コンピュータを用いて垂れ壁や腰壁を考慮した効率の良い耐力壁の設計を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分割壁パターンの無開口壁部分の壁量に対する係数を定める方法を説明するフローチャートである。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、面内せん断試験に用いる有開口耐力壁の試験体の正面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、有開口耐力壁の試験体を置換したモデルフレームの説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は連続するフレームによるモデルフレームの説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、図４のモデルフレームから得られた分割壁パターンの説明図である。
【図６】分割壁パターンの無開口壁部分の壁量に対する係数ｋを定める際の基準となる無開口壁の説明図である。
【図７】有開口耐力壁の正面図である。
【図８】分割壁パターンの説明図である。
【図９】有開口耐力壁の設計手順を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の有開口耐力壁の設計方法を説明する正面図である。
【図１１】実施例において有開口耐力壁が設計される住宅建築物の（ａ）は正面図、（ｂ）は一階平面図、（ｃ）は二階平面図である。
【図１２】実施例において分類された分割壁パターンを示すチャートである。
【符号の説明】
１０　有開口耐力壁
１１　腰窓開口
１２　掃出し窓開口
１３　開口部分割線
１４　上下方向分割線
１５ａ〜１５ｆ　分割耐力壁
１６ａ，２３ａ　逆さＬ字状パターン
１６ｂ，２３ｂ　コの字状パターン
１６ｃ，２３ｃ　Ｔ字状パターン
１６ｄ，２３ｄ　Ｊ字状パターン
１６ｅ，２３ｅ　Ｊ字状パターン
１６ｆ，２３ｆ　Ｉ字状パターン
１７　無開口壁部分
１８，２４　垂れ壁
１９，２５　腰壁
２０ａ，２０ｂ　有開口耐力壁の試験体
２１ａ，２１ｂ　モデルフレーム
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ　連続するフレームによるモデルフレーム
ｋ　　分割壁パターンの無開口壁部分の壁量に対する係数
【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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【図９】
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【図１０】
2004092133.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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