(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架構を構成する周辺部材に取り付けられ、対向して配置された複数の波形鋼板と、
対向する前記波形鋼板の間に設けられた粘弾性体と、
を備え、
対向する前記波形鋼板の少なくとも一方が、せん断剛性が異なる領域を上下方向に有し、少なくとも一つの前記領域に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、該領域と対向する他方の前記波形鋼板に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、が異なることを特徴とする波形鋼板耐震壁。
【請求項２】
前記領域と、該領域と隣接する領域とが、形状の異なる波形とされたことを特徴とする請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
【請求項３】
対向する前記波形鋼板が、それぞれ前記架構の構面の中央を境界としたせん断剛性が異なる２つの領域を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁。
【請求項４】
架構を構成する周辺部材に取り付けられ、対向して配置された複数の波形鋼板と、
対向する前記波形鋼板の間に設けられた粘弾性体と、
を備え、
前記波形鋼板の少なくとも一方が、降伏点が異なる領域を上下方向に有し、少なくとも一つの前記領域に作用するせん断力によって降伏する降伏開始時期と、該領域と対向する他方の前記波形鋼板に作用するせん断力によって降伏する降伏開始時期と、が異なることを特徴とする波形鋼板耐震壁。
【請求項５】
前記波形鋼板が、上下の前記周辺部材にのみ取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁。
【請求項６】
対向する前記波形鋼板を接合する接合手段が、各前記波形鋼板に形成されたボルト孔と、前記ボルト孔を貫通するボルトと、前記ボルトがねじ込まれるナットと、
を備え、
前記ボルトが貫通する前記ボルト孔の少なくとも一方が、前記ボルトの水平方向の変位を許容する長孔とされたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架構を構成する周辺部材に複数の波形鋼板を取り付けて構成された波形鋼板耐震壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物における耐震壁としては、特許文献１に示すように、波形に加工した波形鋼板を、波形の折筋の向きを水平方向として架構の構面に配置して構成した波形鋼板耐震壁が提案されている。この波形鋼板耐震壁は、垂直方向にアコーディオンのように伸縮するため鉛直力を負担しないが、水平せん断力に対しては抵抗可能であり、せん断剛性・せん断耐力を確保しつつ優れた変形性能を有している。更に、せん断剛性及び強度については、鋼板の材質強度、板厚、重ね合わせ枚数、波形のピッチ、波高等を変えることにより調整可能であり、剛性及び設計強度の自由度が高い耐震壁を実現している。
【０００３】
ところで、近年、居住空間における環境性能が注目されるようになり、交通や風等による振動に対しても性能満足が求められている。このような振動の対策としては、建物の重量を増したり、剛性を高めたりすることが考えられるが、建物に減衰を付与することが効果的である。波形鋼板耐震壁について見ると、波形鋼板が降伏した後の塑性域では、安定した履歴ループ（履歴減衰）により振動エネルギーを吸収できるが、波形鋼板が降伏する前の弾性域では、波形鋼板の剛性を高めて振動を抑制することになる。しかしながら、波形鋼板の剛性を高めると、波形鋼板耐震壁の変形性能が低下し、波形鋼板耐震壁の特性を十分に活かすことができない。
【０００４】
一方、特許文献２には、複数の波形鋼板を重ね合わせた波形鋼板耐震壁が提案されている。しかしながら、交通や風等による振動を低減する技術的思想は開示されていない。
【特許文献１】特開２００５−２６４７１３号公報
【特許文献２】特開２００６−３７６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、耐震性能を維持しつつ、交通や風等による振動を低減できる波形鋼板耐震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】
【０００６】
請求項１に記載の波形鋼板耐震壁は、架構を構成する周辺部材に取り付けられ、対向して配置された複数の波形鋼板と、対向する前記波形鋼板の間に設けられた粘弾性体と、を備え、対向する前記波形鋼板の少なくとも一方が、せん断剛性が異なる領域を上下方向に有し、少なくとも一つの前記領域に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、該領域と対向する他方の前記波形鋼板に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、が異なることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、架構を構成する周辺部材に波形鋼板を対向して取り付け、対向する波形鋼板の間に粘弾性体を設けている。また、対向する波形鋼板の少なくとも一方には、せん断剛性が異なる領域が上下方向に設けられている。そして、一方の波形鋼板に設けられた領域のうち、少なくとも一つの領域に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、当該領域と対向する他方の波形鋼板に作用するせん断力によって生じるせん断変形量と、が異なっている。このため、対向する波形鋼板のせん断変形量に差が生じ、対向する波形鋼板の間に設けられた粘弾性体がせん断変形する。従って、粘弾性体により振動エネルギーが吸収され、振動が低減される。
【０００８】
請求項２に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記領域と、該領域と隣接する領域とが、形状の異なる波形とされたことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、形状の異なる波形の領域を波形鋼板に設けている。波形鋼板のせん断剛性は、波形の形状を変えることで調整できる。そのため、波が疎の部分と波が密の部分を波形鋼板に設けることで、せん断剛性が異なる領域を設けることができる。
【００１０】
請求項３に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１又は請求項２に記載の波形鋼板耐震壁において、対向する前記波形鋼板が、それぞれ前記架構の構面の中央を境界としたせん断剛性が異なる２つの領域を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、対向する波形鋼板に、せん断剛性が異なる２つの領域をそれぞれ設けている。この２つの領域の境界は、架構の構面の中央に位置している。そのため、架構の構面の中央において、対向する波形鋼板のせん断変形量の差が最大となる。従って、架構の構面の中央付近に粘弾性体を設けることで、振動エネルギーの吸収効率が向上し、振動の低減効果が大きくなる。
なお、架構の構面の中央とは、架構の構面を等分した位置だけでなく、波形鋼板の加工誤差や周辺部材の施工誤差等による位置ずれを含む概念であり、せん断剛性が異なる２つの領域の境界は、架構の構面の概ね中央に位置していれば良い。
【００１２】
請求項４に記載の波形鋼板耐震壁は、架構を構成する周辺部材に取り付けられ、対向して配置された複数の波形鋼板と、対向する前記波形鋼板の間に設けられた粘弾性体と、を備え、前記波形鋼板の少なくとも一方が、降伏点が異なる領域を上下方向に有し、少なくとも一つの前記領域に作用するせん断力によって降伏する降伏開始時期と、該領域と対向する他方の前記波形鋼板に作用するせん断力によって降伏する降伏開始時期と、が異なることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、架構を構成する周辺部材に波形鋼板を対向して取り付け、対向する波形鋼板の間に粘弾性体を設けている。また、対向する波形鋼板の少なくとも一方には、降伏点が異なる領域が上下方向に設けられている。そして、一方の波形鋼板に設けられた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域に作用するせん断力によって降伏する降伏開始時期と、当該領域と対向する他方の波形鋼板に作用するせん断力によって降伏する降伏点時期と、が異なっている。これにより、一方の領域が早期に降伏して塑性変形するため、他方の領域（弾性変形）よりもせん断変形量が大きくなる。従って、対向する波形鋼板のせん断変形量に差が生じ、対向する波形鋼板の間に設けられた粘弾性体がせん断変形する。よって、粘弾性体により振動エネルギーが吸収され、振動が低減される。
【００１４】
請求項５に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１〜４の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁において、前記波形鋼板が、上下の前記周辺部材にのみ取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、波形鋼板が上下の周辺部材にのみ取り付けられ、左右の周辺部材に取り付けられていない。このため、左右の周辺部材によって波形鋼板が拘束される場合と比較して、対向する波形鋼板のせん断変形量の差が大きくなり、粘弾性体のせん断変形量が大きくなる。従って、粘弾性体のよる振動エネルギーの吸収効率が向上し、振動低減効果が向上する。
【００１６】
請求項６に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１〜５の何れか１項に記載の波形鋼板耐震壁において、対向する前記波形鋼板を接合する接合手段が、各前記波形鋼板に形成されたボルト孔と、前記ボルト孔を貫通するボルトと、前記ボルトがねじ込まれるナットと、を備え、前記ボルトが貫通する前記ボルト孔の少なくとも一方が、前記ボルトの水平方向の変位を許容する長孔とされたことを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、接合手段によって対向する波形鋼板が接合されている。そのため、波形鋼板の面外方向の変形に対して、各波形鋼板が協同して抵抗する。従って、波形鋼板の面外方向の変形に対する剛性（曲げ剛性）が大きくなり、波形鋼板耐震壁のせん断座屈が防止される。
【００１８】
また、ボルトが貫通するボルト孔の少なくとも一方が長孔とされ、ボルトが水平方向に変位可能となっている。そのため、対向する各波形鋼板が独立して水平方向（面内方向）にせん断変形可能となり、各波形鋼板のせん断変形量に差が生じる。従って、粘弾性体がせん断変形して振動エネルギーが吸収するため、振動が低減される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記の構成としたので、耐震性能を維持しつつ、交通や風等による振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。図１は、波形鋼板耐震壁１０を示す正面図であり、図２は、波形鋼板耐震壁１０の断面図であり、図３は、波形鋼板耐震壁１０の拡大断面図である。
【００２１】
図１、図２に示すように、鉄筋コンクリート造の柱１２、１４及び鉄筋コンクリート造の梁１６、１８に囲まれた架構２０の構面には、鋼板を波形に加工した２枚の波形鋼板２２、２４（図２参照）が折り筋の向きを水平方向として対向配置されている。各波形鋼板２２、２４の外周部には、板状の接合用フレーム枠２６が溶接され、接合用フレーム枠２６を介して波形鋼板２２、２４が、後述する接合方法によって柱１２、１４及び梁１６、１８と接合されている。なお、波形鋼板２２、２４には同じ材質の鉄鋼が使用されている。
【００２２】
波形鋼板２２は、波形の形状が異なる２つ領域２８、３０を上下方向に有し、上部の密波領域２８は、面外方向に突出する山部２８Ａ、２８Ｂが交互に連続する波形とされ、下部の疎波領域３０は、面外方向に突出する山部３０Ａ、３０Ｂが交互に連続する波形とされている。また、密波領域２８と疎波領域３０との境界は、波形鋼板２２の中央部付近、即ち、架構２０の構面の中央付近に位置している。
【００２３】
密波領域２８と疎波領域３０の波形の形状を比較すると、山部２８Ａ（又は山部２８Ｂ）と山部３０Ａ（又は山部３０Ｂ）との斜辺部の折り目長さ、及び斜辺部の折り目の投影長さが、ほぼ等しくされている。一方、山の頂面部の折り目長さは、山部２８Ａ（又は山部２８Ｂ）よりも山部３０Ａ（又は山部３０Ｂ）の方が長くされている。なお、山の頂面部の折り目長さ、斜辺部の折り目長さ、及び斜辺部の折り目の投影長さは、図３中のａ、ｂ、ｃにそれぞれ対応する。
【００２４】
波形鋼板２２と同様に、波形鋼板２４は、上下方向に波形の形状が異なる２つ領域を有し、上部の疎波領域３２は、面外方向に突出する山部３２Ａ、３２Ｂが交互に連続する波形とされ、下部の密波領域３４は、面外方向に突出する山部３４Ａ、３４Ｂが交互に連続する波形とされている。また、疎波領域３２と密波領域３４との境界は、波形鋼板２４の中央部付近、即ち、架構２０の構面の中央付近に位置している。
【００２５】
そして、山部３２Ａ（又は山部３２Ｂ）と山部３４Ａ（又は山部３４Ｂ）との斜辺部の折り目長さ、及び斜辺部の折り目の投影長さが、ほぼ等しくされている。一方、山の頂面部の折り目長さは、山部３４Ａ（又は山部３４Ｂ）よりも山部３２Ａ（又は山部３２Ｂ）の方が長くされている。
なお、波形鋼板２２の密波領域２８と、波形鋼板２４の密波領域３４とは同一形状の波形とされ、波形鋼板２２の疎波領域３０と、波形鋼板２４の疎波領域３２とは同一形状の波形とされている。
【００２６】
波形鋼板２２と波形鋼板２４とは、密波領域２８と疎波領域３２及び疎波領域３０と密波領域３４とが対向するように配置され、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間に粘弾性体３６が設けられている。具体的には、図３に示すように、山部２８Ｂと山部３２Ａとの間に板状の粘弾性体３６が挿入され、粘弾性体３６が山部２８Ｂ、３２Ａの山の頂面部にそれぞれ接着されている。
【００２７】
一方、山部２８Ｂと山部３２Ｂとの間には、軽鉄スタッド３８が配置されている。軽鉄スタッド３８は、リップ溝４０を有する断面Ｃ型の長手材とされ、リップ溝４０を上に向けて配置されている。また、軽鉄スタッド３８は、山部３２Ｂの山の頂面部に溶接又はボルト（不図示）等で接合されている。また、軽鉄スタッド３８と山部２８Ｂとの間に粘弾性体３６が挿入されている。この粘弾性体３６は、軽鉄スタッド３８の側面及び山部２８Ｂの山の頂面部に接着されている。
【００２８】
粘弾性体３６の材料としては、ジエン系ゴム、ブチル系ゴム、アクリル系、ウレタンアスファルト系ゴム等が用いられる。なお、上記と同様に、疎波領域３０と密波領域３４との間にも、粘弾性体３６が挿入されている。
【００２９】
次に、架構２０と波形鋼板２２、２４との接合方法の例について説明する。なお、第１の実施形態における接合方法について説明するが、本接合方法は、全ての実施形態に適用可能である。
【００３０】
図４に示すように、接合用フレーム枠２６には、せん断力伝達要素としてのスタッド４２が溶接等によって取り付けられている。そして、架構２０の施工時に、柱１２、１４及び梁１６、１８の内部にスタッド４２を埋め込むことで、架構２０と波形鋼板２２、２４とが一体的に接合される。このため、波形鋼板２２、２４に作用するせん断力（地震荷重等）がスタッド４２を介して、架構２０に伝達される。
【００３１】
なお、本実施形態では、接合用フレーム枠２６にスタッド４２を取り付け、このスタッド４２を左右の柱１２、１４及び上下の梁１６、１８の内部に埋め込んで接合したが、これに限られず、波形鋼板２２、２４に作用するせん断力を架構２０に伝達できれば良い。例えば、柱１２、１４及び梁１６、１８の内周部にスタッド４２等のせん断力伝達要素を備えた接合用プレートを埋め込み、接合用プレートと波形鋼板２２、２４に取り付けられた接合用フレーム枠２６とをボルト又は溶接によって接合しても良い。更に、柱１２、１４及び梁１６、１８にせん断力を伝達可能なナット等のジョイント部材を、柱１２、１４及び梁１６、１８の内周部に埋め込み、このジョイント部材に波形鋼板２２、２４に取り付けられた接合用フレーム枠２６を貫通するボルト等をねじ込んで定着させても良い。更に、波形鋼板２２、２４は、必ずしも柱１２、１４及び梁１６、１８の全てに接合する必要はなく、設計強度に応じて柱１２、１４又は梁１６、１８と接合しても良い。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。図５は、交通振動や風荷重等の外力（せん断力）が作用した場合の波形鋼板耐震壁１０を示す概念図である。また、図６（Ｃ）は、対向配置された波形鋼板２２、２４がせん断変形した状態を示す模式図であり、図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、理解を容易にするために、せん断変形した状態の表裏の波形鋼板２２、２４を示す模式図である。
【００３３】
図５又は図６に示すように、波形鋼板耐震壁１０に外力（せん断力Ｆ）が作用すると、波形鋼板２２、２４がせん断変形を繰り返しながら振動エネルギーを吸収する。ここで、対向して配置された波形鋼板２２、２４は、並列バネとして各々の全体せん断剛性の比に応じたせん断力ＦＡ、ＦＢを負担する。即ち、密波領域２８、疎波領域３０のせん断剛性を合成した波形鋼板２２の全体せん断剛性をＫＡとし、疎波領域３２、密波領域３４のせん断剛性を合成した波形鋼板２４の全体せん断剛性をＫＢとすると、波形鋼板２２が負担するせん断力ＦＡは、ＦＡ＝Ｆ×ＫＡ／（ＫＡ＋ＫＢ）となり、波形鋼板２４が負担するせん断力ＦＢは、ＦＢ＝Ｆ×ＫＢ／（ＫＡ＋ＫＢ）となる。
【００３４】
また、波形鋼板２２について見ると、密波領域２８と疎波領域３０とは、直列バネであるため、密波領域２８、疎波領域３０にそれぞれせん断力ＦＡが作用し、密波領域２８、疎波領域３０が各々のせん断剛性に応じてせん断変形する。ここで、波形鋼板のせん断弾性係数Ｇｗ、せん断剛性Ｋ、及びせん断変形量δは、一般的にそれぞれ式（１）、式（２）、式（３）によって与えられる。
【００３５】
【数１】
0005095492.tif 000002
なお、η：長さ効率（η＝（ａ＋ｃ）／（ａ＋ｂ））、ａ：山の頂面部の折り目長さ、ｂ：斜辺部の折り目長さ、ｃ：斜辺部の折り目の投影長さ、Ｅ０：波形鋼板のヤング係数、ν：ポアソン比、Ａ：波形鋼板の水平断面積、Ｌ：波形鋼板の高さ（せん断高さ）、Ｆ０：波形鋼板に作用するせん断力である。
【００３６】
本実施形態では、密波領域２８と疎波領域３０とは異なる大きさの波形とされ、即ち、山部３０Ａ、３０Ｂの山の頂面部の折り目長さが、山部２８Ａ、２８Ｂの山の頂面部の折り目長さよりも長いため、疎波領域３０の方が密波領域２８よりも長さ効率ηが大きい。従って、疎波領域３０のせん断弾性係数Ｇｗ２が密波領域２８のせん断弾性係数Ｇｗ１よりも大きくなり（Ｇｗ２＞Ｇｗ１）、疎波領域３０のせん断剛性Ｋ２が密波領域２８のせん断剛性Ｋ１よりも大きくなる（Ｋ２＞Ｋ１）。従って、図６（Ａ）に示すように密波領域２８のせん断変形量δ１（＝ＦＡ／Ｋ１）が、疎波領域３０のせん断変形量δ２（＝ＦＡ／Ｋ２）よりも大きくなる（δ１＞δ２）。なお、密波領域２８と疎波領域３０の斜辺の折り目長さ及び斜辺の折り目の投影長さは等しい。
【００３７】
波形鋼板２２と同様に、波形鋼板２４について見ると、疎波領域３２と密波領域３４とは直列バネであるため、疎波領域３２、密波領域３４にそれぞれ全体せん断力ＦＢが作用し、疎波領域３２、密波領域３４が各々のせん断剛性に応じてせん断変形する。波形鋼板２４の疎波領域３２と密波領域３４とは、異なる大きさの波形とされ、即ち、疎波領域３２は、密波領域３４よりも長さ効率ηが大きく、疎波領域３２のせん断剛性Ｋ３が密波領域３４のせん断剛性Ｋｗ４よりも大きくなる（Ｋ３＞Ｋ４）。そのため、図６（Ｂ）に示すように密波領域３４のせん断変形量δ４（＝ＦＢ／Ｋ４）が、疎波領域３２のせん断変形量δ３（＝ＦＢ／Ｋ３）よりも大きくなる（δ４＞δ３）。なお、疎波領域３２と密波領域３４の斜辺の折り目長さ及び斜辺の折り目の投影長さは等しい。
【００３８】
また、本実施形態では、密波領域２８と密波領域３４、疎波領域３０と疎波領域３２が同一形状の波形とされ、且つ、波形鋼板２２、２４には同じ材質の鋼材が使用されている。そのため、各領域のせん断剛性がＫ１＝Ｋ４、Ｋ２＝Ｋ３となり、波形鋼板２２の全体せん断剛性ＫＡ（＝（Ｋ１×Ｋ２）／（Ｋ１＋Ｋ２））と、波形鋼板２４の全体せん断剛性ＫＢ（＝（Ｋ３×Ｋ４）／（Ｋ３＋Ｋ４））と、が等しくなる（ＫＡ＝ＫＢ）。従って、各波形鋼板２２、２４が負担する全体せん断力ＦＡ、ＦＢが等しくなり（ＦＡ＝ＦＢ）、密波領域２８のせん断変形量δ１と密波領域３４のせん断変形量δ４とが等しく（δ１＝δ４）、疎波領域３０のせん断変形量δ２と疎波領域３２のせん断変形量δ３とが等しくなる（δ２＝δ３）。
【００３９】
よって、対向する密波領域２８、疎波領域３２のせん断変形量δ１、δ３（δ１＞δ３）に差が生じると共に、対向する疎波領域３０、密波領域３４のせん断変形量δ２、δ４（δ２＜δ４）に差が生じる。この結果、図６（Ｃ）に示すように、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間に相対変形（矢印Ｍ）が生じ、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間に設けられた粘弾性体３６（図２参照）が水平方向にせん断変形する。そのため、粘弾性体３６において、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、振動が低減される。このように波形鋼板２２、２４の剛性を高めるのではなく、粘弾性体３６で減衰を付与することにより、波形鋼板耐震壁１０の耐震性能（変形性能）を維持しつつ、交通振動や風荷重等の微振動を低減できる。
【００４０】
また、本実施形態では、密波領域２８と疎波領域３０との境界、及び疎波領域３２と密波領域３４との境界が架構２０の構面の中央付近に位置している。そのため、架構２０の構面の中央付近で、対向する波形鋼板２２、２４のせん断変形量の差が最大となる。従って、波形鋼板２２、２４の中央付近に粘弾性体３６を集中的に配置することで、振動低減効率を向上させることができる。また、粘弾性体３６のコスト削減、施工性向上等の観点から、粘弾性体３６を部分的に設ける場合には、図７に示すように、波形鋼板２２、２４の中央付近に粘弾性体３６を配置することが適している。
【００４１】
ここで、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間に相対変形を生じさせるためには、δ２≠δ４となるように波形鋼板２２、２４を設計すれば良い。これを一般化すると、せん断変形量δ２、δ４は、式（４）、式（５）で与えられることから、Ｋ１Ｋ４≠Ｋ２Ｋ３を満たせば良いことがわかる。そのため、密波領域２８、疎波領域３０のせん断剛性比（Ｋ１／Ｋ２）と、疎波領域３２、密波領域３４のせん断剛性比（Ｋ３／Ｋ４）が異なるように各領域の長さ効率ηを調整することで、波形鋼板２２と波形鋼板２４の間に相対変形を生じさせることができる。
【００４２】
【数２】
0005095492.tif 000003
【００４３】
例えば、図８に示すように、疎波領域３０、３２を平板状の鋼板で構成しても良い。この場合、疎波領域３０、３２の長さ効率がη＝１となる。よって、疎波領域３０のせん断剛性Ｋ２が密波領域２８のせん断剛性Ｋ１よりも大きくなり（Ｋ１＜Ｋ２）、疎波領域３２のせん断剛性Ｋ３が密波領域３４のせん断剛性Ｋ４よりも大きくなる（Ｋ３＞Ｋ４）。また、Ｋ１Ｋ４≠Ｋ２Ｋ３を満たすため、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じる。
【００４４】
なお、波形鋼板は、長さ効率ηがη＝１に近づくに従って、即ち、波の形状が平板に近づくに従って波形鋼板のせん断座屈強度・耐力が小さくなる。従って、疎波領域３０、３２には、補剛リブ等を溶接等するなどしてせん断座屈を防止することが望ましい。この場合、補剛リブ等によって疎波領域３０、３２のせん断剛性が大きくなるため、対向する波形鋼板２２、２４の間の相対変形量が更に大きくなり、振動低減効果が向上する。なお、本発明では、図８に示すように、少なくとも一部の領域が波形に加工された鋼板を波形鋼板という。
【００４５】
また、図９に示すように、対向する波形鋼板２２、２４のうち、波形鋼板２２にのみ波形の形状が異なる密波領域２８、疎波領域３０を設けても良い。この場合、波形鋼板２４に、波形の形状が同じ２つの密波領域３４があるものと見なすと、波形鋼板２２の密波領域２８、疎波領域３０のせん断剛性比（Ｋ１／Ｋ２）と、波形鋼板２４の２つの密波領域３４のせん断剛性比（Ｋ４／Ｋ４）が異なるため、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じる。このように、対向する波形鋼板２２又は波形鋼板２４の少なくも一方に波形の形状が異なる領域を複数設けることで、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形を生じさせることができる。
【００４６】
更に、密波領域２８と疎波領域３０の境界又は疎波領域３２と密波領域３４の境界は、架構２０の構面の中央部に限らない。例えば、図１０（Ａ）又は図１０（Ｂ）に示すように、密波領域２８、疎波領域３０の境界と疎波領域３２、密波領域３４の境界を上下方向にずらして、密波領域２８と密波領域３４とが部分的に対向するように波形鋼板２２、２４を配置しても良い。図１０（Ａ）に示す構成では、密波領域２８と密波領域３４とが、架構２０の構面の中央付近において部分的に対向している。また、図１０（Ｂ）に示す構成では、密波領域２８と密波領域３４とが対向する部分において、密波領域３４を左右に反転させ、密波領域２８に密波領域３４を重ね合せている。
【００４７】
この場合、対向する波形鋼板２２と波形鋼板２４との相対変形量は、密波領域２８と疎波領域３０の境界又は疎波領域３２と密波領域３４の境界で最大となるため、当該境界部に粘弾性体３６を設けることが好ましい。当然、粘弾性体は全面に設ける必要はない。
【００４８】
更に、図１１に示すように、３枚の波形鋼板を対向して配置しても良い。この場合、左右に配置された２つの波形鋼板２２と、２つの波形鋼板２２で挟まれた波形鋼板２４との間に相対変形がそれぞれ生じる。
【００４９】
次に、波形鋼板２２、２４にそれぞれ３つの領域を設けた第１の実施形態の変形例について説明する。
【００５０】
図１２に示すように、波形鋼板２２は、３つの領域を上下方向に有し、上部及び下部に、波形の形状が密な密波領域５２、５６が設けられ、密波領域５２と密波領域５６との間に、平板状の疎波領域５４が設けられている。一方、波形鋼板２２に対向する波形鋼板２４は、３つの領域を上下方向に有し、上部及び下部に、平板状の疎波領域５８、６２が設けられ、疎波領域５８と疎波領域６２との間に、波形の形状が密な密波領域６０が設けられている。また、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間には、粘弾性体３６が挿入されている。なお、密波領域５２、５６、６０は、同一形状の波形とされている。
【００５１】
ここで、波形鋼板２２の密波領域５２、疎波領域５４、密波領域５６のせん断剛性をＫ１、Ｋ２、Ｋ３とし、波形鋼板２４の疎波領域５８、密波領域６０、疎波領域６２のせん断剛性をＫ４、Ｋ５、Ｋ６とし、また、波形鋼板２２の密波領域５２、疎波領域５４、密波領域５６のせん断変形量をδ１、δ２、δ３とし、波形鋼板２４の疎波領域５８、密波領域６０、疎波領域６２のせん断変形量をδ４、δ５、δ６とすると、δ３≠δ６、又は（δ２＋δ３）≠（δ５＋δ６）を満たすことで、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じる。
【００５２】
この場合、密波領域５２と疎波領域５４とを一つの合成領域と見なし、また、疎波領域５８と密波領域６０とを一つの合成領域と見なすと、δ３≠δ６となるための条件は、上述の通り、Ｋ１２Ｋ６≠Ｋ４５Ｋ３（条件１）となる。なお、Ｋ１２は、せん断剛性Ｋ１、Ｋ２を合成したものであり、Ｋ４５は、せん断剛性Ｋ４、Ｋ５を合成したものである。
【００５３】
同様に、（δ２＋δ３）≠（δ５＋δ６）となるための条件は、疎波領域５４と密波領域５６とを一つの合成領域と見なし、密波領域６０と疎波領域６２とを一つの合成領域と見なすと、Ｋ１Ｋ５６≠Ｋ２３Ｋ４（条件２）となる。なお、Ｋ２３は、せん断剛性Ｋ２、Ｋ３を合成したものであり、Ｋ５６は、せん断剛性Ｋ５、Ｋ６を合成したものである。
【００５４】
従って、条件１又は条件２を満たすように設計することで、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じる。即ち、波形鋼板２２に、せん断剛性が異なる領域が３つ以上ある場合は、いずれかの領域境界で波形鋼板２２を２つの領域に分けて算出した上下の領域のせん断剛性比と、当該領域境界と同じ位置（高さ）で、波形鋼板２４を２つの領域に分けて算出した上下の領域のせん断剛性比と、が異なるように設計することで、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形を生じさせることができる。
【００５５】
なお、本変形例では、密波領域５２、５６、６０が同一形状の波形とされているためＫ１＝Ｋ３＝Ｋ５、Ｋ２＝Ｋ４＝Ｋ６となり、また、Ｋ１＜Ｋ２であることから、条件１及び条件２を満たし、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じる。
【００５６】
また、本変形例では、波形鋼板２２、２４に、それぞれ３つの領域を設けたが、これに限らず３つ以上の領域を設けても良い。また、波形鋼板２２の領域の数と波形鋼板２４の領域の数とが異なっていても良く、例えば、波形鋼板２２に３つの領域を設け、波形鋼板２２に２つの領域を設けても良い。この場合、上記したように、いずれかの領域境界で波形鋼板２２を２つの領域に分けて算出した上下の領域のせん断剛性比と、当該領域境界と同じ位置（高さ）で、波形鋼板２４を２つの領域に分けて算出した上下の領域のせん断剛性比と、が異なるように設計することで、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形を生じさせることができる。
【００５７】
次に、波形鋼板２２、２４を上下の梁１６、１８にのみ接合して構成した第１の実施形態の変形例について説明する。図１３は、波形鋼板耐震壁１０を示す正面図である。
【００５８】
図１３に示すように波形鋼板２２、２４（波形鋼板２４は不図示）は、上下の梁１６、１８にのみ接合され、各波形鋼板２２、２４と柱１２又は柱１４との間に、それぞれ開口４４、４６が形成されている。このように、各波形鋼板２２、２４を上下の梁１６、１８にのみ接合することで、各波形鋼板２２、２４が柱１２又は柱１４に拘束されない。従って、各波形鋼板２２、２４を左右の柱１２、１４に接合する場合と比較して、各波形鋼板２２、２４のせん断変形量が大きくなり、対向する波形鋼板２２、２４に相対変形が生じ易くなる。そのため、粘弾性体３６のせん断変形量が大きくなり、粘弾性体３６による振動エネルギーの吸収効率が向上し、振動低減効果が向上する。
【００５９】
更に、開口４４、４６を設けることで、波形鋼板２２、２４に貫通孔を空けずに設備回線・配管等を通すことができるため、波形鋼板耐震壁１０の設計自由度が向上する。なお、必ずしも２つの開口４４、４６を設ける必要はなく、開口は一つでも良い。また、開口４４、４６を設けた場合は、波形鋼板２２、２４が負担するせん断力による鉛直分力が、左右の接合用フレーム枠２６を介して上下の梁１６、１８に集中して作用するため、上下の梁１６、１８にせん断補強を施すことが望ましい。
【００６０】
また、本実施形態では、異なる形状の波形、即ち、長さ効率ηを変えることで、せん断剛性が異なる領域を設けたがこれに限らない。例えば、板厚を変えたり、せん断弾性係数が異なる鋼材を用いて、せん断剛性が異なる領域を上下方向に設けても良い。更に、普通鋼と低降伏点鋼のように、降伏点が異なる鋼材からなる領域を上下方向に設けても良い。具体的には、波形鋼板２２の上部の領域を低降伏点鋼で構成し、下部の領域を普通鋼で構成する。波形鋼板２２とは逆に、波形鋼板２４は、上部の領域を普通鋼で構成し、下部の領域を低降伏点鋼で構成する。そして、普通鋼の領域と低降伏点鋼の領域とが対向するように、波形鋼板２２、２４を配置する。このとき、各波形鋼板２２が負担するせん断力を考慮して、対向する普通鋼の領域の降伏開始時期と低降伏点鋼の領域の降伏開始時期とが異なるように鋼材を選択する。このように構成された波形鋼板２２、２４にせん断力が作用すると、低降伏点鋼の領域が早期に降伏して塑性変形するため、対向する普通鋼の領域（弾性変形）よりもせん断変形量が大きくなる。そのため、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じて、粘弾性体により振動を吸収することができる。なお、降伏開始時期とは、せん断力が作用した場合に、鋼板が降伏して弾性域から塑性域に移る時期である。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。図１４（Ａ）は、波形鋼板耐震壁６４の断面の略図である。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００６２】
第２の実施形態は、図８に示す構成に替えて、対向する波形鋼板２２、２４をボルト６６及びナット６８で接合する。図１４（Ａ）に示すように、密波領域２８の山部２８Ｂ、当該山部２８Ｂに対向する疎波領域３２、及び山部２８Ｂと疎波領域３２との間に挿入された粘弾性体３６には、ボルト６６が貫通するボルト孔７０、７２、７４が形成されている。そして、波形鋼板２２の面外方向からボルト６６が、ボルト孔７０、７２、７４を貫通してナット６８にねじ込まれ、波形鋼板２２と波形鋼板２４とが接合されている。
【００６３】
同様に、疎波領域３０、当該疎波領域３０に対向する密波領域３４の山部３４Ａ、及び疎波領域３０と山部３４Ａとの間に挿入された粘弾性体３６には、ボルト６６が貫通するボルト孔７０、７２、７４が形成されている。そして、波形鋼板２２の面外方向からボルト６６が、ボルト孔７０、７２、７４を貫通してナット６８にねじ込まれ、波形鋼板２２と波形鋼板２４とが接合されている。
【００６４】
また、波形鋼板２２に形成されたボルト孔７０は、図１５に示すように、水平方向に延びた長円状とされている。そのため、ボルト孔７０の長手方向（矢印Ａ）に沿ってボルト６６が移動可能となっている。即ち、波形鋼板２２と波形鋼板２４とは、ボルト６６及びナット６８によって面外方向に一体化されているが、ボルト孔７０によって水平方向に縁切りされ、ボルト孔７０が許容する範囲内で、各波形鋼板２２、２４が独立して水平方向に変位可能となっている。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用及び効果について説明する。
【００６６】
図１４（Ａ）に示すように、波形鋼板耐震壁６４に外力（せん断力）が作用すると、各波形鋼板２２、２４がせん断変形を繰り返しながら振動エネルギーを吸収する。このような場合、各波形鋼板２２、２４が面外方向（矢印Ｂ）にはらみ出す恐れがある。しかし、対向する波形鋼板２２、２４がボルト６６及びナット６８により面外方向に一体化されているため、面外方向の変形に対して各波形鋼板２２、２４が協同して抵抗する。そのため、波形鋼板２２、２４の面外方向の剛性（曲げ剛性）が大きくなり、各波形鋼板２２、２４が面外方向にはらみ出すせん断座屈が防止される。
【００６７】
一方、波形鋼板２２に形成されたボルト孔７０は、水平方向に延びた長円状とされ、即ち、各波形鋼板２２、２４が水平方向に縁切りされ、ボルト孔７０が許容する範囲内で、各波形鋼板２２、２４が独立して水平方向に変位可能となっている。そのため、対向する波形鋼板２２、２４の間に相対変形が生じ、波形鋼板２２と波形鋼板２４との間に設けられた粘弾性体３６が水平方向にせん断変形する。従って、粘弾性体３６において振動エネルギーが吸収され、振動が低減される。
【００６８】
なお、本実施形態では、山部２８Ｂと疎波領域３２又は疎波領域３０と山部３４Ａとを、ボルト６６及びナット６８で接合したがこれに限らない。例えば、図１４（Ｂ）に示すように、密波領域２８の山部２８Ａと、疎波領域３２との間に形成された空間７６、又は疎波領域３０と、密波領域３４の山部３４Ｂとの間に形成された空間７８に長ナット８０を配置し、各波形鋼板２２、２４の面外方向から長ナット８０の両端部にボルト６６をねじ込んで接合しても良い。このように、山部２８Ａと疎波領域３２又は疎波領域３０と山部３４Ｂとを長ナット８０で連結することで、山部２８Ａ、３４Ｂ又は疎波領域３０、３４が局部的に湾曲するせん断座屈を防止することができる。
【００６９】
また、波形鋼板２２に設けたボルト孔７０のみを長円状に形成したが、波形鋼板２４に形成したボルト孔７２を水平方向に延びた長円状に形成して良い。即ち、ボルト孔７０及びボルト孔７２の少なくとも一方が水平方向に延びた長円状に形成されていれば良い。また、波形鋼板２２、２４は、鉛直方向の剛性が低く、鉛直方向にアコーディオンのように伸縮するため、ボルト孔７０又はボルト孔７２の鉛直方向の径を大きくして、ボルト６６の鉛直方向に変位可能とすることが好ましい。更に、ボルト６０等による接合部の位置や数は、上記したものに限らず、設計強度、剛性に応じて適宜変更すれば良い。
【００７０】
なお、上記全ての実施形態において、粘弾性体３６は、必要に応じて対向する波形鋼板２２、２４の間に設ければ良く、対向する波形鋼板２２、２４の相対変形量が大きいところに設けるのが好ましい。また、板状の粘弾性体３６ではなく、主材と硬化剤とからなる粘弾性体を現場で混合し、対向する波形鋼板２２、２４の間に充填しても良い。
【００７１】
また、柱１２、１４及び梁１６、１８から構成された架構２０の構面に波形鋼板２２、２４を配置した場合の例について説明したがこれに限らず、例えば、梁１６、１８に替えてコンクリートスラブ又は小梁等であっても良い。更に、柱１２、１４及び梁１６、１８は、鉄筋コンクリート造に限られず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、更には現場打ち工法であっても、プレキャスト工法によるものであっても良い。
【００７２】
また、各波形鋼板２２、２４は、図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示すような断面形状をした波形鋼板を用いても良い。更に、波形鋼板２２、２４は、波形の折り筋の向きを水平方向として架構２０に配置したがこれに限らず、折り筋の向きを鉛直方向として架構２０に配置しても良い。このように配置しても波形鋼板耐震壁に特有の変形性能に影響はなく、優れた耐震性能は確保される。
【００７３】
以上、本発明の第１、２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１の１−１線断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１の１−１線断面図の拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の断片を示す、説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を構成する波形鋼板を模式化した説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図の拡大図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、正面図である。
【図１４】（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す、図１の１−１線断面図の拡大図であり、（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す、図１の１−１線断面図の拡大図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る波形鋼板耐震壁の断片を示す、説明図である。
【図１６】本発明の全ての実施形態に係る波形鋼板の断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    波形鋼板耐震壁
１２    柱（周辺部材）
１４    柱（周辺部材）
１６    梁（周辺部材）
１８    梁（周辺部材）
２０    架構
２２    波形鋼板
２４    波形鋼板
２８    密波領域（領域）
３０    疎波領域（領域）
３２    疎波領域（領域）
３４    密波領域（領域）
３６    粘弾性体
５２    密波領域（領域）
５４    疎波領域（領域）
５６    密波領域（領域）
５８    疎波領域（領域）
６０    密波領域（領域）
６２    疎波領域（領域）
６４    波形鋼板耐震壁
６６    ボルト
６８    ナット
７０    ボルト孔
７２    ボルト孔
８０    長ナット（ナット）
【図１】
0005095492.tif 000004
【図２】
0005095492.tif 000005
【図３】
0005095492.tif 000006
【図４】
0005095492.tif 000007
【図５】
0005095492.tif 000008
【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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【図１１】
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【図１２】
0005095492.tif 000015
【図１３】
0005095492.tif 000016
【図１４】
0005095492.tif 000017
【図１５】
0005095492.tif 000018
【図１６】
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