(57)【要約】【課題】耐震壁の剛性の低下を極力抑制できながらも、意匠のバリエーションを増やすことができる耐震壁構造を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート造の耐震壁Ａに開口４を形成してあり、内方に開口４を形成し、且つ、耐震壁Ａからの応力を伝達する剛性を有するリング部材５を、耐震壁Ａに取り付け、リング部材５の変形を抑制する補強部材７を、リング部材５の開口４内に設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の耐震壁に開口を形成した耐震壁構造であって、
内方に前記開口を形成し、且つ、前記耐震壁からの応力を伝達する剛性を有するリング部材を、前記耐震壁に取り付け、前記リング部材の変形を抑制する補強部材を、前記リング部材の前記開口内に設けてある耐震壁構造。
【請求項２】
前記耐震壁に前記リング部材を固定する固定部材を設けてある請求項１に記載の耐震壁構造。
【請求項３】
前記固定部材が前記耐震壁内に埋設するスタッドボルトである請求項２に記載の耐震壁構造。
【請求項４】
前記固定部材が前記耐震壁と前記リング部材の外周部との間に介在する接着剤である請求項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、鉄筋コンクリート造の耐震壁に開口を形成した耐震壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる耐震壁構造は、例えば、上側の床スラブを支持する梁と、その梁を支持する一対の柱と、梁で支持されている下側の床スラブとで、側面視で略矩形状の枠状架構を形成してあり、その各枠状架構の内周側空間に耐震壁を一体に設けて、その耐震壁にて地震発生に伴う水平力等の応力を負担することにより、耐震強度を高めることができるようにしたものである。そして、耐震壁に開口を形成することにより、ファサードや建物の内部の意匠性を向上させたり、開口を通して採光や通風を図ることが可能となる。
【０００３】
ところで、従来構成では、鉄筋コンクリート造壁に矩形状の開口を形成して、鉄筋コンクリート造壁における開口隅部近傍に炭素線維製の補強部材を埋設してある構成や、鉄筋コンクリート梁に円状の開口を形成して、リング部材としての鋼管を鉄筋コンクリート梁の開口に取り付ける構成があった（例えば、特許文献１、２参照。）。
そして、上記従来構成を耐震壁に適用することにより、内方に開口を形成し、且つ、耐震壁からの応力を伝達する剛性を有するリング部材を、耐震壁に取り付ける構成が考えられる（以下、改良構成と呼称する）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９４９０３号公報
【特許文献２】特開２００７−５１５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記改良構成においては、リング部材を耐震壁に取り付けるものであるから、耐震壁に応力が掛かると、耐震壁からの応力がリング部材に伝達してリング部材が変形することになり、耐震壁の剛性が下がるという問題があった。ちなみに、リング部材を厚くすることによりリング部材の変形を回避することも考えられるが、材料コストの上昇や開口が小さくなる等の不利があり、実用し難いものとなる。又、リング部材を耐震壁に取り付ける構成では、意匠のバリエーションが限られる問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、耐震壁の剛性の低下を極力抑制できながらも、意匠のバリエーションを増やすことができる耐震壁構造を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐震壁構造は、鉄筋コンクリート造の耐震壁に開口を形成したものであって、その第１特徴構成は、内方に前記開口を形成し、且つ、前記耐震壁からの応力を伝達する剛性を有するリング部材を、前記耐震壁に取り付け、前記リング部材の変形を抑制する補強部材を、前記リング部材の前記開口内に設けてある点にある。
【０００８】
すなわち、耐震壁に応力が掛かると、耐震壁からの応力がリング部材に伝達し、補強部材にてリング部材を支持することになるので、リング部材の変形を抑制して、耐震壁の剛性の低下を極力抑制できる。又、リング部材を耐震壁に取り付け、リング部材の開口内に補強部材を設けてあるので、補強部材とリング部材との組み合わせにより、意匠のバリエーションを増やすことができる。
したがって、耐震壁の剛性の低下を極力抑制できながらも、意匠のバリエーションを増やすことができる耐震壁構造を得るに至った。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記耐震壁に前記リング部材を固定する固定部材を設けてある点を特徴とする。
【００１０】
すなわち、固定部材にて耐震壁にリング部材を固定するので、耐震壁からの応力をリング部材に良好に伝達することができる。
【００１１】
本発明の第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、前記固定部材が前記耐震壁内に埋設するスタッドボルトである点を特徴とする。
【００１２】
すなわち、スタッドボルトにて耐震壁にリング部材を固定するので、耐震壁にリング部材を強固に固定することができる。
【００１３】
本発明の第４特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、前記固定部材が前記耐震壁と前記リング部材の外周部との間に介在する接着剤である点を特徴とする。
【００１４】
すなわち、接着剤にて耐震壁にリング部材を固定するので、改修するときに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施の形態〕
以下、本発明に係る耐震壁構造について説明する。
図１、図２に示すように、上側の床スラブ１を支持する梁２と、その梁２を支持する一対の柱３と、梁２で支持されている下側の床スラブ１とで、側面視で略矩形状の枠状架構ＷＫを形成してあり、その各枠状架構ＷＫの内周側空間に耐震壁Ａを一体に設けて耐震壁構造を形成してある。
【００１６】
前記鉄筋コンクリート造の耐震壁Ａに、内方に開口４を形成し、且つ、耐震壁Ａからの応力を伝達する剛性を有するリング部材としての鋼鉄製の円筒部材５を、固定部材としての耐震壁内に埋設するスタッドボルト６にて固定し、円筒部材５の変形を抑制する補強部材としての鋼鉄製の平板部材７を、円筒部材５の開口４内に設けてある。
【００１７】
説明を加えると、耐震壁Ａは、コンクリートの内部に前後方向視（耐震壁Ａの厚み方向視）において格子状に鉄筋８を配設して構成してある。耐震壁Ａに開口を形成し、その開口に円筒部材５を嵌め込み、複数のスタッドボルト７を円筒部材５を貫通する状態で周方向に間隔を隔てて前後方向視において放射状に鉄筋コンクリート造壁Ａに取り付けてある。これにより、スタッドボルト７にて耐震壁Ａに円筒部材５を強固に固定するので、耐震壁Ａからの応力を円筒部材５に良好に伝達することができる。
【００１８】
そして、円筒部材５の内方側に長尺状の平板部材７を複数取り付けてあり、それら平板部材７を前後方向視において略十字状又は略格子状に構成してある。これにより、耐震壁Ａに応力が掛かると、耐震壁Ａからの応力が円筒部材５に伝達し、平板部材７にて円筒部材５を支持することになるので、円筒部材５の変形を抑制して、耐震壁Ａの剛性の低下を極力抑制できる。しかも、それら平板部材７を前後方向視において略十字状又は略格子状に構成してあるので、耐震壁Ａからの応力の方向に拘わらず、円筒部材５の変形を抑制することができる。
【００１９】
又、円筒部材５と平板部材７との組み合わせにより、意匠のバリエーションを増やすことができる。しかも、平板部材７を前後方向視において略格子状に構成すると、伝統的な和風建築で用いられる丸障子と同じデザインになり、意匠性の向上を図ることができる。
【００２０】
次に、上記耐震壁Ａに応力を掛けたときにおける有限要素法を用いたシミュレーションの結果について説明する。
シミュレーションに使用する耐震壁Ａは、図２に示すように、高さが３００ｃｍ、横幅が６００ｃｍ、厚みが１８ｃｍに構成してあり、左上側に径が４０ｃｍの円状の開口４を形成し、中央下側に径が８０ｃｍの円状の開口４を形成し、右上側に径が８０ｃｍの円状の開口４を形成してある。そして、それら開口４の夫々に厚さ１．９ｃｍの円筒部材５を嵌め込み、円筒部材５の内方側に厚さ１．９ｃｍの平板部材７を複数取り付けてあり、それら平板部材７を前後方向視において略十字状又は略格子状に構成してある。
【００２１】
そして、前記耐震壁Ａが開口を有していないめくら壁であるケース（ケース１）、耐震壁Ａに開口を形成してあるケース（ケース２）、耐震壁Ａに開口を形成してあり、その開口に円筒部材５を嵌め込んであるケース（ケース３）、耐震壁Ａに開口を形成してあり、その開口に円筒部材５を嵌め込んであり、その円筒部材５の内方側に平板部材７を取り付けてあるケース（ケース４）を想定して、耐震壁Ａの上辺に３００トンの剪断力を掛けたときの剛性及び最大剪断応力度についてシミュレーションを行なった。
【００２２】
図３は、それらケースにおける剛性及び最大剪断応力度を示したものである。尚、ケース１における剛性及び最大剪断応力度を１として、他のケースにおける剛性及び最大剪断応力度をケース１における剛性及び最大剪断応力度にて除して規格化してある。ケース１とケース２とを対比すると、ケース２はケース１に較べて剛性が１７％低く、最大剪断応力度は４０％高くなっている。ケース２とケース３とでは、剛性にほとんど差がみられない。このことは、耐震壁Ａに形成した開口に円筒部材５を嵌め込むだけでは、耐震壁Ａに開口を形成したことによる剛性の低下及び最大剪断応力度の上昇を充分に抑制できないことを示している。ケース１とケース４とを対比すると、ケース４はケース１に較べて剛性が７％低く、最大剪断応力度は１６％高くなっている。このことは、耐震壁Ａに形成した開口に円筒部材５を嵌め込み、その円筒部材５の内方側に平板部材７を取り付けることにより、耐震壁Ａに開口を形成したことによる剛性の低下及び最大剪断応力度の上昇を充分に抑制できることを示している。
【００２３】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施の形態では、上側の床スラブ１を支持する梁２と、その梁２を支持する一対の柱３と、梁２で支持されている下側の床スラブ１とで、側面視で略矩形状の枠状架構ＷＫを区画形成してあり、その各枠状架構ＷＫの内周側空間に耐震壁Ａを一体に設けて耐震壁構造（ラーメン構造）を形成する構成を例示したが、このような構成に代えて、上側の床スラブと下側の床スラブ１との間に上側の床スラブを支持する耐力壁を設けて耐震壁構造（壁式構造）を形成する構成としてもよい。
【００２４】
（２）上記実施の形態では、枠状架構ＷＫの内周側空間に耐震壁Ａを一体に設ける構成を例示したが、枠状架構ＷＫの内周側空間に設けてある既設の耐震壁Ａに新たな耐震壁Ａを増し打ちしたり、枠状架構ＷＫの内周側空間に設けてある開口を有していない既設の耐震壁Ａに新たに開口を形成し、その開口に円筒部材５を嵌め込み、その円筒部材５の内方側に平板部材７を取り付ける構成としてもよい。このとき、耐震壁Ａに円筒部材５を固定する固定部材として耐震壁Ａと円筒部材５の外周部との間に介在する接着剤を用いることにより、耐震壁Ａにスタッドボルトを打ち込むこと無く耐震壁Ａに円筒部材５を固定することができるので、改修するときに好適なものとなる。
【００２５】
（３）上記実施の形態では、リング部材や補強部材が鋼鉄製である構成を例示したが、ステンレス鋼等の他の金属や、あるいは、炭素繊維製である構成としてもよい。
【００２６】
（４）上記実施の形態では、リング部材が円筒部材５である構成を例示したが、リング部材の形状はこれに限られるものでなく、例えば、矩形や多角形、楕円や矩形の隅部が丸まっている構成等、種々の構成が使用可能である。尚、楕円や矩形の隅部が丸まっている構成のほうが応力が集中しないのでより好ましい。
【００２７】
（５）上記実施の形態では、補強部材が平板部材７である構成を例示したが、補強部材が丸棒やパンチングメタルであってもよい。
【００２８】
（６）上記実施の形態では、平板部材７を前後方向視において略十字状又は略格子状に構成してある構成を例示したが、このような構成に代えて、平板部材７を前後方向視において略三角状や略四角状等、略多角形状に構成したり、放射状に構成したり、あるいは、それらを組み合わせた構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】耐震壁構造の正面図
【図２】耐震壁の斜視図
【図３】耐震壁に剪断力を掛けたときにおける剛性及び最大剪断応力度を示す図
【符号の説明】
【００３０】
４          開口
５          リング部材
６          固定部材
７          補強部材
Ａ          耐震壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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