(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板軽量形鋼のたて枠材とよこ枠材を枠状に形成し、この枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスにおいて、基礎上に設置した木製土台の上にホールダウンアンカーを用いて前記耐力壁パネルを取り付ける際の耐力壁パネルの取付構造であって、
前記木製土台を貫通して設置されて、水平力作用時において前記耐力壁パネルの下角部に作用する荷重を前記基礎に直接伝達する荷重伝達部材を備え、該荷重伝達部材は前記たて枠材の下方に配置されていると共に、下面が前記基礎の上面に接し、上面が前記木製土台の上面と面一になるように設置されていることを特徴とする耐力壁パネルの取付構造。
【請求項２】
前記荷重伝達部材は、たて枠材とよこ枠材の接合部におけるたて枠材とよこ枠材の間に設置した補強板を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁パネルの取付構造。
【請求項３】
荷重伝達部材は、木製土台の上面に設置した補強板を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁パネルの取付構造。
【請求項４】
荷重伝達部材は、木製土台を貫通して設置された管状部材を備えてなり、基礎に設置されたホールダウンアンカーが前記管状部材に挿通されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐力壁パネルの取付構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の耐力壁パネルの取付構造を有することを特徴とするスチールハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材を取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスにおける該耐力壁パネルの取付構造および該耐力壁パネルの取付構造を有するスチールハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
スチールハウスの耐力壁は薄板軽量形鋼からなる枠材に面材を取付けてなる耐力壁パネルを建物の架構部に設置して形成される。最近では高耐力の耐力壁が要求されるようになり、このため耐力壁パネルの高耐力化が図られている。
他方、スチールハウスにおいては基礎上に断熱部材として木製土台を設置し、この木製土台の上に耐力壁パネルを設置することが行われている。
ところが、前述のように耐力壁パネルの高耐力化が図られると、耐力壁パネルのたて枠材に作用する荷重が大きくなることから耐力壁パネルが設置される木製土台がめり込んでしまうことが懸念される。
【０００３】
そこで、耐力壁パネルを構成するたて枠材が基礎や木製土台にめり込むのを防止することを目的として以下の提案がなされている。
その内容は、「基礎の上面にプレート材を介して壁枠組が配置され、この壁枠組が前記基礎に緊結されたスチールハウスにおける基礎と壁枠組の接合構造であって、前記壁枠組の各縦枠の下方に前記プレート材が配置されている、ことを特徴とするスチールハウスにおける基礎と壁枠組の接合構造（特許文献１参照）。」である。
【特許文献１】特開２００４−１５００８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものは該文献中にも記載されているように単に耐力壁パネルの傾きを防止するために木製土台のめり込みを防止するというものであり、このような目的を達成するためにたて枠材の下方にプレート材を設置するという構成を採用したものである。
【０００５】
ところが、発明者等の研究によると耐力壁パネルの設置時の問題とし単に耐力壁パネルが傾くというだけではなく、耐力壁パネルを建物の１階の架構部に設置した場合において、特に水平力が作用したときには期待したような変形性能が得られず、耐力壁パネルが早期崩壊するという問題があることが分かった。そして、この問題は耐力壁パネルが高耐力化されたときに特に顕著になることも分かった。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、水平力が作用した際にも耐力壁パネルが早期崩壊することのない耐力壁パネルの取付構造および該耐力壁パネルの取付構造を有するスチールハウスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は耐力壁パネル自体を高耐力化しても、建物の１階架構部に設置したときには期待した変形性能が得られない原因を検討したところ以下のようなことが分かった。
図１０はこの原因を説明するための説明図であり、設置状態における耐力壁パネル５０の下角部を拡大して示している。
図１０（ａ）に示すように耐力壁パネル５０が設置された状態において、水平力が作用すると、図１０（ｂ）に示すように、木製土台５３における耐力壁パネル５０のたて枠材５１の下方の部位に過大な荷重が作用し、これによって木製土台５３が局所的にめり込む。そして、木製土台５３が局所的にめり込むことで耐力壁パネル５０の下枠材も大きく変形する。この変形が原因で耐力壁パネル５０の角部において耐力壁の面材を下枠材に止めているビスが破壊される。一部のビスが破壊されると面材を止めるビスに作用する力のバランスが崩れ一気に耐力壁パネルが崩壊してしまうのである。
【０００８】
このような耐力壁パネルの崩壊に至るメカニズムを解明したことから、耐力壁パネルの早期崩壊を防止するためには枠材の角部に当接する木製土台のめり込みを確実に防止することが得策であるとの知見を得た。
【０００９】
この点確かに、前述の特許文献１に記載のものであっても耐力壁パネルの角部のめり込みをある程度防止することが可能である。
しかしながら、プレート材を設置するだけでは本発明が問題としている水平力作用時の耐力壁パネル角部に生ずる集中荷重によるめり込みを効果的に防止して、耐力壁パネルの崩壊を防止できるかどうかは疑問である。
そもそも、特許文献１では水平力作用時のことを考慮しておらず、しかも特許文献１では水平力作用時における耐力壁パネルの早期崩壊という問題点すら考慮されていないことから、特許文献１では単にプレート材を設置した集中荷重を分散させる構成を採用したものと考えられる。
このことからしても、特許文献１のような構成では本願が問題としているような水平力作用時の耐力壁パネルの早期崩壊防止という課題を解決することはできない。
【００１０】
本発明は耐力壁パネルの高耐力化に伴う耐力壁パネルの早期崩壊現象を防止するという従来においては認識さえされていなかった課題に対して、モデル実験を行うことによって上述したような原因解明を行い、このような知見を基に完成されたものであり、具体的には以下のような構成を有する。
【００１１】
（１）本発明に係る耐力壁パネルの取付構造は、薄板軽量形鋼のたて枠材とよこ枠材を枠状に形成し、この枠材に面材を取り付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスにおいて、基礎上に設置した木製土台の上にホールダウンアンカーを用いて前記耐力壁パネルを取り付ける際の耐力壁パネルの取付構造であって、
前記木製土台を貫通して設置されて、水平力作用時において前記耐力壁パネルの下角部に作用する荷重を前記基礎に直接伝達する荷重伝達部材を備え、該荷重伝達部材は前記たて枠材の下方に配置されていると共に、下面が前記基礎の上面に接し、上面が前記木製土台の上面と面一になるように設置されている
ことを特徴とするものである。
【００１２】
なお、本明細書においてスチールハウスというときには、いわゆる壁構造の一般的なスチールハウスに加え、柱・梁からなるいわゆる軸組み構造に水平力負担部材として耐力壁パネルを設置するものも含む趣旨である。
また、上記構成における「耐力壁パネルの荷重を前記基礎に直接伝達する」とは、耐力壁パネルの荷重を、木製土台を介することなく基礎に伝達することを意味する。もっとも、耐力壁パネルの荷重が木製土台に全くかからないことを意味するのではなく、荷重伝達部材の機能として耐力壁パネルの荷重を、木製土台を介することなく基礎に伝達できるという意味である。
【００１３】
（２）また、上記（１）に記載の荷重伝達部材は、たて枠材とよこ枠材の接合部におけるたて枠材とよこ枠材の間に設置した補強板を備えてなることを特徴とするとするものである。
【００１４】
（３）また、上記（１）に記載の荷重伝達部材は、木製土台の上面に設置した補強板を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（４）また、上記（１）〜（３）に記載のものにおける荷重伝達部材は、木製土台を貫通して設置された管状部材を備えてなり、基礎に設置されたホールダウンアンカーが前記管状部材に挿通されていることを特徴とするものである。
【００１６】
（５）また、本発明に係るスチールハウスは、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の耐力壁パネルの取付構造を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、木製土台を貫通して設置されて耐力壁パネルの荷重を基礎に直接伝達する荷重伝達部材を備えることによって、水平力作用時において耐力壁パネルの下角部に作用する荷重を直接基礎に伝達し、木製土台のめり込みを防止するようにしたので、木製土台のめり込みを原因とする耐力壁パネルの早期崩壊を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態の説明図であり、耐力壁パネルの取付構造の分解斜視図である。また、図２は組立途中の状態を示す図である。
本実施の形態に係る耐力壁パネルの取付構造を概説すると、コンクリートからなる基礎１の上に設置した木製土台３の上に耐力壁パネル５を取り付ける際の耐力壁パネル５の取付構造であって、木製土台３を貫通して設置されて耐力壁パネル５の荷重を基礎１に直接伝達する荷重伝達部材としての挿入鋼管７を備えてなるものである。以下、図１に基づいて主要な構成ごとに詳細に説明する。
【００１９】
（１）基礎
本実施の形態の基礎１はコンクリートからなり、図１に示されるように、ホールダウンアンカー２が埋設設置されている。
（２）木製土台
木製土台３は断熱部材として基礎１の上面に設置されるものである。木製土台３には前述および後述の挿入鋼管７、９を挿入するための２つの貫通孔１１，１３が設けられている。
（３）挿入管
挿入管７、９は木製土台３に設けられた２つの貫通孔１１，１３に挿入設置されて耐力壁パネル５の荷重を基礎１に直接伝達する荷重伝達部材として機能する。
このような機能を発揮するために、挿入鋼管７、９は木製土台３の厚みと同等の長さを有し、貫通孔１１，１３に挿入されたときに下面が基礎１の上面に接し、上面が木製土台３の上面と面一になるようになっている。
【００２０】
（４）耐力壁パネル
耐力壁パネル５は、たて枠材１５とよこ枠材１７をビス止めして枠状にし、該枠材に構造用面材（図示なし）を設置して形成される。たて枠材１５は薄板軽量形鋼製のリップ溝形鋼を背中合わせに接合して形成されている。また、よこ枠材１７は薄板軽量形鋼製の溝形鋼からなる。
また、たて枠材１５とよこ枠材１７の接合部におけるたて枠材１５とよこ枠材１７の間には厚鋼板からなる補強板１９が設置されている。この補強板１９はたて枠材１５の荷重を分散させて挿入管７、９に伝達する機能を有し、本発明の荷重伝達部材の一つとして機能する。
たて枠材１５には引張力を基礎１に伝達するためのホールダウン金物２１が設置されている。
補強板１９およびよこ枠材１７にはホールダウンアンカー２を挿通するための孔２３、２５がそれぞれ設けられている。
【００２１】
上記のような構成の本実施の形態においては、木製土台３の貫通孔１３にホールダウンアンカー２を挿通させて木製土台３を基礎上に設置する。木製土台３の貫通孔１１、１３に挿入管７、９を挿入設置する。横枠材１７の孔２３にホールダウンアンカー２を挿通して耐力壁パネル５を木製土台３上に配置し、ホールダウンアンカー２に座金２７を挿通し、ナット２９を締め付けることにより耐力壁パネル５の設置を完了する。
【００２２】
上記のように構成された本実施の形態においては、枠材の下角部においては、たて枠材の荷重（軸力）が補強板１９に伝達され、さらによこ枠材１７及び挿入管７、９を介して基礎１に伝達される。このように、たて枠材１５の荷重は木製土台３を介するのではなく挿入管７、９を介して直接基礎に伝達される。よって、木製土台３がめり込むことがなく、木製土台のめり込みに起因する耐力壁パネルの早期崩壊を確実に防止できる。
【００２３】
また、本実施の形態においては、補強板１９を設置したことでたて枠材１５の荷重を補強板１９により分散でき、この分散された荷重を挿入鋼管７，９に伝達できるので、挿入管７、９に均一に荷重が伝達できる。
さらに、補強板１９を耐力壁パネル側に設置しているので、補強板１９の位置決め等の手間がなく、取り付けが容易である。
【００２４】
なお、上記の実施の形態においてはホールダウンアンカー２を挿入する必要から荷重伝達部材の一方（挿入管７）は管材にする必要があるが、他方の挿入管７に代えて管材ではない棒材を用いてもよい。棒材を用いた場合には受圧面積が広くなるのでより好ましい。
また、上記の実施の形態においては、挿入鋼管７、９の２つを荷重伝達部材として機能させているが、挿入鋼管７、９のいずれか一方のみであっても本発明の効果を奏することができる。
さらに、補強板１９は、これを設けることにより前述した均一荷重伝達の効果を奏することができるが、これを設置しない場合であっても挿入管７、９があるので木製土台３のめり込み防止効果を奏することができる。
【００２５】
［実施の形態２］
図３〜図５は本発明の他の実施の形態の説明図であり、耐力壁パネルの取付手順を示したものである。実施の形態１を示した図１、図２と同一部分については同一の符号を付してある。
本実施の形態においては実施の形態１においてよこ枠材１７とたて枠材１５の間に配置した補強板１９を木製土台３の上に配置したものである。以下、図３〜図５に基づいて本実施の形態の構成を、独立手順を説明しながら詳細に説明する。
【００２６】
図３に示すように、ホールダウンアンカー２が設置された基礎１上に２個の挿入鋼管７、９を、一つはホールダウンアンカー２に挿入し、他方はこれに隣接して配置する。
次に、図４に示すように、木製土台３を基礎１上に配置する。木製土台３には挿入鋼管７、９を挿入するための貫通孔が２個設けられているので、この孔に挿入鋼管７、９を挿入する。なお、木製土台３を基礎１上に設置してから挿入鋼管７、９を挿入するようにしてもよい。
【００２７】
次に、ホールダウンアンカー２に補強板１９の孔２５を挿入して補強板１９を木製土台３上に設置して、ビス等で固定する。補強板１９の両側には補強板１９と同一厚みの合板２０を配置して固定する。合板２０は、補強板１９を設置したことにより木製土台３に生ずる段差を解消するためのものである。
次に、図５に示すように、ホールダウン金物２１が取り付けられた耐力壁パネル５を合板および補強板１９上に設置して、ホールダウンアンカー２とホールダウン金物２１に座金２７を挿通し、ナット２９で締結する。
【００２８】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、補強板１９、挿入鋼管７、９が荷重伝達部材として機能し、木製土台３のめり込みを防止して耐力壁パネル５の早期崩壊防止の効果が得られる。
また、補強板１９を木製土台３側に設置するようにしたので、補強板１９を有していない一般的な耐力壁パネルを設置する場合に好適である。
【００２９】
［実施の形態３］
図６〜図９は本発明の他の実施の形態の説明図であり、耐力壁パネルの取付手順を示したものである。実施の形態２を示した図３〜図５と同一部分には同一の符号が付してある。
本実施の形態では、実施の形態２における挿入管７を省略し、ホールダウンアンカー２に挿入する挿入鋼管９のみを荷重伝達部材としたものである。本実施の形態の詳細構成は図６〜図９に示されるように挿入管７を省略した点以外は実施の形態２と同様である。
【００３０】
本実施の形態においてはホールダウンアンカー２を挿通するために木製土台３に設けた貫通孔１３を荷重伝達部材としての挿入管９の設置孔として兼用するようにしているので、木製土台３に別途加工をする実施の形態２に比較して施工が容易である。
【００３１】
なお、実施の形態２、３においては補強板１９と同一厚みの合板２０を設置する例を示したが、木製土台３における補強板１９を設置する部位に補強板１９の厚みと同一の深さの凹陥部を設けるようにすれば、合板２０を省略することができる。
【実施例】
【００３２】
本発明の効果を確認するために、耐力壁パネルの試験モデルを作成して交番荷重を載荷することにより、耐力壁パネルの構造耐力を測定した。試験においては耐力壁パネルを木製土台に設置したものと、実施の形態１〜３に示したように耐力壁パネルの脚部のめり込みを防止した設置構造のものの２種類について行った。
【００３３】
図９（ａ）（ｂ）は測定結果をグラフ表示したものであり、縦軸に水平荷重をとり、横軸にせん断変形角をとって示した荷重変位曲線のグラフである。
グラフ中には従来の木製土台のままの場合（図９（ａ））と、脚部のめり込みを抑えた場合（図９（ｂ））とを示している。
図９（ａ）（ｂ）のグラフから明らかなように、木製土台のままの場合には早期に耐力壁パネルの崩壊が生じているが、脚部のめり込みを防止した本発明の場合には変形性能が向上し、早期崩壊が防止されている。つまり、耐力壁パネルが本来有する終局耐力を発揮できている。このように、耐力壁パネルが本来有する終局耐力を発揮できるようにすることで、地震などの水平力に対してエネルギー吸収力が高く耐震性能に優れる構造となっていることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１の説明図であり、耐力壁パネルの取付構造の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の組立途中の状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その１）。
【図４】本発明の実施形態２に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その２）。
【図５】本発明の実施形態２に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その３）。
【図６】本発明の実施形態３に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その１）。
【図７】本発明の実施形態３に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その２）。
【図８】本発明の実施形態３に係る耐力壁パネルの設置構造の説明図である（その３）。
【図９】本発明の効果を実証するための実験の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の課題を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  基礎、３  木製土台、５  耐力壁パネル、７、９  挿入管、１５  たて枠材、１７  横枠材、  １９  補強板。
【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】
0004752383.tif 000008
【図８】
0004752383.tif 000009
【図９】
0004752383.tif 000010
【図１０】
0004752383.tif 000011