(57)【要約】【課題】鉄骨造の躯体に用いた場合に、躯体の美観を損なうようなことがなく、また、重量が重過ぎるために躯体を補強するようなことがない耐震壁を提供する。【解決手段】躯体２５の柱２６と梁２７とによって囲まれる部分に壁板２を設けてなる耐震壁１であって、壁板２は、プラスチック製の複数のブロック３を積み重ねて、隣接するブロック３、３間を互いに接合することにより四角形板状に形成される。壁板２の少なくとも３辺は、躯体２５の柱２６及び梁２７に相対的に摺動可能に接触される。壁板２の少なくとも３辺と躯体２５の柱２６及び梁２７との間には、摺動材２４が介装される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に壁板を設けてなる耐震壁であって、
前記壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねて、隣接するブロック間を互いに接合してなり、該壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする耐震壁。
【請求項２】
前記壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に摺動材を介して相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする請求項１に記載の耐震壁。
【請求項３】
前記壁板の少なくとも３辺と前記躯体の柱又は梁との間に、緩衝材を介装させたことを特徴とする請求項１に記載の耐震壁。
【請求項４】
前記壁板の各ブロックは、繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の耐震壁。
【請求項５】
前記各ブロックは、フレームと、該フレームの内側に一体に設けられて該フレームを補強する補強部材とからなることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の耐震壁。
【請求項６】
前記躯体は、鉄骨造であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の耐震壁。
【請求項７】
躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に壁板を設けて耐震壁を構成することにより、前記躯体を耐震補強する耐震補強方法であって、
前記壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねて、隣接するブロック間を互いに接合してなり、該壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震壁及び耐震補強方法に関し、特に、鉄骨造の躯体を耐震補強するのに有効な耐震壁及び耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存建物の耐震補強を行う方法として、建物に耐震壁を増設する方法があり、例えば、特許文献１に記載されているように、躯体の梁と柱とによって囲まれる部分に鉄筋コンクリート造の耐震壁を構築する方法が提案されている。
【０００３】
このような構成の鉄筋コンクリート造の耐震壁にあっては、躯体が鉄筋コンクリート造の場合には特に問題はなく、小さい変形で高い耐力を出すことができる鉄筋コンクリート造の耐震壁としての機能を十分に発揮することができるものである。
【特許文献１】特許第２７７２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような構成の鉄筋コンクリート造の耐震壁を鉄骨造の建物に用いた場合には、外力のほとんどが耐震壁に入力してしまうため、耐震壁が壊れるときにその周りの梁や柱等の鉄骨は何の力も出していないことになり、非常にバランスの悪い不経済な躯体になってしまう。また、鉄筋コンクリート造の耐震壁は、鉄骨造の躯体には重量が重すぎるため、躯体の強度を必要以上に高めなければならず、非常に不経済な躯体になってしまう。
【０００５】
このため、一般に、鉄骨造の躯体を耐震補強する場合には、ブレースが多く用いられているが、躯体にブレースを取り付けることによって建物の美観を損ねてしまう問題が生じる。また、コンピュータ等を使用している建物の場合には、電気系統に影響を与える虞があるため、溶接によってブレースを躯体に取り付けることができない。このため、ボルトによってブレースを躯体に取り付けなければならず、ブレースの取り付け作業に時間と手間かかる。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、鉄骨造の躯体に用いた場合に、躯体の美観を損なうようなことがなく、また、重量が重過ぎるために躯体を補強するようなこともなく、さらに、コンピュータ等を使用している建物においても、電気系統に影響を与えることなく増設することができ、さらに、取り付けが容易で、取り付けに要する時間と手間を削減することができる耐震壁及び耐震補強方法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】
【０００７】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に壁板を設けてなる耐震壁であって、前記壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねて、隣接するブロック間を互いに接合してなり、該壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする。
【０００８】
本発明による耐震壁によれば、壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねてなるものであるので、鉄筋コンクリート造の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができる。従って、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に設ける場合に、躯体を補強することなく設けることができる。
また、壁板の少なくとも３辺は躯体の柱又は梁に摺動可能に接触しているので、躯体に変形が生じた場合に、壁板の３辺が躯体に対して相対的に摺動することになる。従って、壁板にはせん断力がほとんど作用することはなく、壁板には対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、隣接するブロック間にひび割れが生じるのを防止できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の耐震壁であって、前記壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に摺動材を介して相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする。
【００１０】
本発明による耐震壁によれば、壁板の少なくとも３辺は躯体の柱又は梁に摺動材を介して摺動可能に接触しているので、躯体に変形が生じた場合に、壁板の３辺が躯体に対して相対的に摺動することになる。従って、壁板にはせん断力がほとんど作用することはなく、壁板には対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、隣接するブロック間にひび割れが生じるのを防止できる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の耐震壁であって、前記壁板の少なくとも３辺と前記躯体の柱又は梁との間に、緩衝材を介装させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明による耐震壁によれば、壁板の少なくとも３辺と躯体の柱又は梁との間には緩衝材が介装されているので、躯体に変形が生じた場合に、緩衝材が変形又は破壊されることにより、壁板の３辺が躯体に対して相対的に摺動することになる。従って、壁板にはせん断力がほとんど作用することはなく、壁板には対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、隣接するブロック間にひび割れが生じるのを防止できる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の耐震壁であって、前記壁板の各ブロックは、繊維強化プラスチックからなることを特徴とする。
【００１４】
本発明による耐震壁によれば、壁板は、繊維強化プラスチック製の複数のブロックを積み重ねてなるものであるので、鉄筋コンクリート造の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができるとともに、強度を確保することもできる。従って、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に設ける場合に、躯体を補強することなく設けることができるとともに、耐震壁としての強度を確保することもできる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れかに記載の耐震壁であって、前記各ブロックは、フレームと、該フレームの内側に一体に設けられて該フレームを補強する補強部材とからなることを特徴とする。
【００１６】
本発明による耐震壁によれば、フレーム及びフレームの内側の補強部材の形状を種々の形状とすることにより、壁板を種々のデザインに変更することができるので、躯体に設けた場合に美観を高めることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れかに記載の耐震壁であって、前記躯体は、鉄骨造であることを特徴とする。
【００１８】
本発明による耐震壁によれば、壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねてなるものであるので、鉄筋コンクリート造の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができる。従って、鉄骨造の躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に設ける場合に、躯体を補強することなく設けることができる。
さらに、躯体を耐震補強する場合に、ブレースを設ける必要がないので、躯体の美観を損なうようなこともない。さらに、躯体がコンピュータ等を使用する建物であっても、溶接等の作業が不要となるので、電気系統に影響を与えることなく増設が可能となる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に壁板を設けて耐震壁を構成することにより、前記躯体を耐震補強する耐震補強方法であって、前記壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねて、隣接するブロック間を互いに接合してなり、該壁板の少なくとも３辺を、前記躯体の柱又は梁に相対的に摺動可能に接触させたことを特徴とする。
【００２０】
本発明による耐震補強方法によれば、壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねてなるものであるので、鉄筋コンクリート造の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができる。従って、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に設ける場合に、躯体を補強することなく設けることができる。
また、壁板の少なくとも３辺は躯体の柱又は梁に摺動可能に接触しているので、躯体に変形が生じた場合に、壁板の３辺が躯体に対して相対的に摺動することになる。従って、壁板にはせん断力がほとんど作用することはなく、壁板には対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、隣接するブロック間にひび割れが生じるのを防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明の耐震壁及び耐震補強方法によれば、壁板は、プラスチック製の複数のブロックを積み重ねてなるものであるので、鉄筋コンクリート造の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができる。従って、躯体の柱と梁とによって囲まれる部分に設ける場合に、躯体を補強することなく設けることができる。また、壁板の少なくとも３辺は躯体の柱又は梁に摺動可能に接触しているので、躯体に変形が生じた場合に、壁板の３辺が躯体に対して相対的に摺動することになる。従って、壁板にはせん断力がほとんど作用することはなく、対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、壁板の隣接するブロック間にひび割れが生じるのを防止できる。さらに、躯体が鉄骨造の場合には、ブレースを設けることなく躯体を耐震補強することができるので、ブレースを用いた場合のように美観を損なうようなことはなく、また、溶接等の作業を必要とすることもなく、工期を短縮し、費用を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５には、本発明による耐震壁の第１の実施の形態が示されていて、図１は耐震壁の全体を示す概略正面図、図２は図１のＡ部の拡大図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は変形時の状態を示す正面図、図５は転倒防止機構と摺動材との関係を示した説明図である。なお、図１〜図４には、転倒防止機構の一部のみを示している。
【００２３】
すなわち、本実施の形態に示す耐震壁１は、鉄骨造（Ｓ造）の建物に適用したものであって、図１に示すように、建物等の躯体２５の柱２６と梁２７とによって囲まれる部分に四角形板状の壁板２を設け、この壁板２の少なくとも３辺（本実施の形態においては４辺）を躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動可能に構成したものである。
【００２４】
壁板３は、プラスチック（繊維強化プラスチック（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ））からなる複数のブロック３を縦横に積み重ねて、隣接するブロック３、３間を樹脂系の接着剤を介して一体に接合することにより、四角形板状に形成したものであって、躯体２５の柱２６と梁２７とによって囲まれる部分に形成される空間２８内に柱２６及び梁２７との間に所定の隙間２９が形成されるように設けられ、各隙間２９内には後述する転倒防止機構８及び摺動材２４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
壁板２を構成する各ブロック３は、図１０に示すように、角環状のフレーム４と、フレーム４の内側に一体に設けられる補強部材５とからなる略直方体状をなすものであって、縦横に隣接するブロック３、３のフレーム４、４間が樹脂系の接着剤等を介して一体に接合されている。
【００２６】
各ブロック３を構成する補強部材５は、複数のリブ板６を組み合わせて格子状に形成したものであって、フレーム４の内側に一体に設けられている。補強部材５は、フレーム４と一体に形成してもよいし、フレーム４と別体に形成して、フレーム４の内側に接着剤等を介して一体に接合してもよい。
【００２７】
フレーム４の内側に補強部材５を一体に設けることにより、フレーム４の内側部分を補強することができるとともに、補強部材５の格子状のデザインによってブロック３に美観を付与することもできる。また、補強部材５の格子状の部分によってフレーム４の内側部分に複数の開口部７が形成され、この開口部７を介して耐震壁１の表裏面間で空気を流通させることができるとともに、光を透過させることもできる。
【００２８】
壁板２の少なくとも３辺と躯体２５の柱２６及び梁２７との間に形成される隙間２９内には、図５に示すように、壁板２の転倒を防止するための転倒防止機構８と、壁板２の少なくとも３辺を躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動可能に構成する摺動材２４とがそれぞれ設けられている。
【００２９】
転倒防止機構８は、図５に示すように、躯体２５の柱２６及び梁２７の空間２８に面する部分に設けられる案内部材９と、壁板２の各辺に設けられるとともに、一部が案内部材９の一部に係止される係止部材１２とからなり、この案内部材９と係止部材１２との協働により壁板２の転倒が防止される。
【００３０】
案内部材９は、図５に示すように、躯体２５の柱２６及び梁２７の空間２８に面する部分に一対のＬ形のアングル材１０、１０を所定の間隔を隔ててボルト１１によって固定することによって構成され、この一対のアングル材１０、１０が係止部材１２の一部を係止させる案内部１０、１０として機能している。
【００３１】
係止部材１２は、図５に示すように、一対のＴ形状の鋼材１３、１３の両リブ１４、１４間を一対の連結板１６、１６によって両側から挟持し、この状態で連結板１６、１６とリブ１４、１４との間にボルト１７、１７を挿通させて締め付けることによりＨ形状に形成したものであって、一方のフランジ部１５が接着剤等を介して壁板２の各辺に一体に接合され、他方のフランジ部１５が案内部材９の両案内部１０、１０間に柱２６及び梁２７の長手方向に移動可能に挿入され、他方のフランジ部１５の端面が両案内部１０、１０に当接することにより、壁板２の転倒が防止される。
【００３２】
係止部材１２の他方のフランジ部１５の外面には、フランジ部１５の全長に亘って板状の摺動材２４が接着剤等を介して一体に接合され、この摺動材２４の表面側は躯体２５の柱２６及び梁２７の空間２８に面する部分に相対的に摺動可能に接触している。摺動材２４としては、壁板２の各辺を躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動させることができるものであれば特に制限はなく、各種のプラスチック系、金属系等の摺動材２４が使用される。
【００３３】
係止部材１２は、図６に示すように、Ｔ形状の鋼材１３と２つのＬ形状のアングル材２０、２０とをボルト１７を介して一体に連結してＨ形状に形成し、２つのアングル材２０、２０を壁板２の各辺に接着剤等を介して一体に接合してもよい。また、図７に示すように、Ｈ形鋼２１によって係止部材１２を構成し、Ｈ形鋼２１の一方のフランジ部２１ａを壁板２の各辺に接着剤等を介して一体に接合してもよい。さらに、図８に示すように、角パイプ２２によって係止部材１２を構成し、この角パイプ２２からなる係止部材１２を壁板２の各辺に接着剤等を介して一体に接合してもよい。さらに、図９に示すように、１枚又は２枚以上の平鋼２３を組み合わせて係止部材１２を構成し、この平鋼２３からなる係止部材１２を壁板２の各辺に接着剤等を介して一体に接合してもよい。
【００３４】
そして、上記のように構成した本実施の形態による耐震壁１を備えた躯体２５が地震力等の外力を受けて変形した場合には、図４に示すように、躯体２５の柱２６と梁２７とによって囲まれる部分の空間２８内に設けられている壁板２は、その少なくとも３辺が摺動材２４を介して躯体２５の柱２６及び梁２７に相対的に摺動可能に接触しているので、その少なくとも３辺が躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動することになる。
【００３５】
従って、躯体２５が変形した場合に、壁板２にはせん断力がほとんど作用することはなく、対角方向の圧縮力のみが作用することになるので、躯体２５の変形に対して大きな耐力を確保しつつ、壁板２の隣接するブロック３、３間の接合部にひび割れが生じるのを防止でき、ひび割れによって美観を損なわれるのを防止できる。
【００３６】
また、壁板２をプラスチック製の複数のブロック３を積み重ねて構成しているので、鉄筋コンクリート製の壁板に比べて重量を大幅に軽くすることができる。従って、鉄骨造の躯２５体に用いる場合に、躯体２５の強度を高めることなく、耐震壁１を構成することができ、耐震補強の工事に要する手間を大幅に削減することができる。
【００３７】
さらに、鉄骨造の躯体２５をブレースによって補強する必要がないので、ブレースを溶接によって躯体２５に接合する作業が不要となる。従って、コンピュータ等を使用している建物を耐震補強する場合にも適用することができるので、各種の躯体２５の耐震補強に適用することができ、汎用性を高めることができる。
【００３８】
さらに、壁板２の躯体２５への取り付け作業を容易にすることができるので、取り付けに要する時間と手間を大幅に削減することができ、耐震壁２５の増設に要する手間と費用を削減することができる。
【００３９】
さらに、壁板２の少なくとも３辺と躯体２５の柱２６及び梁２７との間の隙間２９内には、壁板２の転倒を防止するための転倒防止機構８が設けられているので、壁板２が躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動する際に壁板２が転倒するようなことはなく、耐震壁１としての機能を発揮し続けることができる
【００４０】
なお、前記の説明においては、壁板２の少なくとも３辺と躯体２５の柱２６及び梁２７との間に摺動材２４を介装させたが、壁板２の少なくとも３辺と躯体２５の柱２６及び梁２７との間に緩衝材（図示せず）を介装させるように構成してもよい。緩衝材を介装させた場合には、緩衝材が弾性変形し、又は緩衝材が早期に破壊されることにより、壁板２の少なくとも３辺が躯体２５の柱２６及び梁２７に対して相対的に摺動することになる。
【００４１】
緩衝材としては、粘性材（高い粘度を有するゼリー状の材料）、粘弾性材（スチレン系ゴムやアスファルト系ゴム等の粘弾性を有する材料）、接着材（樹脂系の接着剤等）、グラウト材等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による耐震壁の全体を示した概略正面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】耐震壁の変形時の状態を示した説明図である。
【図５】転倒防止機構と摺動材との関係を示した説明図である。
【図６】転倒防止機構の変形例を示した説明図である。
【図７】転倒防止機構の変形例を示した説明図である。
【図８】転倒防止機構の変形例を示した説明図である。
【図９】転倒防止機構の変形例を示した説明図である。
【図１０】壁体のブロックの斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  耐震壁、２  壁板、３  ブロック、４  フレーム、５  補強部材、
６  リブ板、７  開口部、８  転倒防止機構、９  案内部材、
１０  アングル材（案内部）、１１  ボルト、１２  係止部材、
１３  Ｔ形状の鋼材、１４  リブ、１５  フランジ部、１６  連結板、
１７  ボルト、２０  アングル材、２１  Ｈ形鋼、２１ａ  フランジ部、
２２  角パイプ、２３  平鋼、２４  摺動材、２５  躯体、２６  柱、
２７  梁、２８  空間、２９  隙間
【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】
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