(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、該枠体２５で囲まれた空間内には、左側の縦フレーム２２ａ上下端からは、ブレース３２・３５が枠体２５中央に向かって延設され、該縦フレーム２２ａ上下中央部からは、中間フレーム４０が水平に枠体２５中央に向かって延設され、該中間フレーム４０と前記ブレース３２・３５の各延設端は、側面視台形状の連結部材４７に連結・固定され、左側の支持部４３を一体的に構成し、右側の縦フレーム２２ｂ上下端から枠体２５中央に向かって延設されたブレース３３・３４と、縦フレーム２２ｂ上下中央部から水平に枠体２５中央に向かって延設された中間フレーム４１の各延設端は、側面視台形状の連結部材４８に連結・固定され、右側の支持部４４を一体的に構成し、該左右の支持部４３・４４は側面視で略三角状を示し、その内側の頂点間に低降伏点鋼１１ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定され、該ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１１ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い前記支持部４３・４４によって、制振部１１を左右から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１１ａ内に、上下方向に限定されたせん断力４２ａ・４２ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１１の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したことを特徴とする耐力壁。
【請求項２】
基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端からは、ブレース３２・３４が枠体２５中央に向かって垂設され、該ブレース３２・３４の下端部は、側面視台形状の連結部材３８に固定され、上側の支持部４９を一体的に構成し、縦フレーム２２ａ・２２ｂの下端からは、ブレース３３・３５が枠体２５中央に向かって立設され、該ブレース３３・３５の上端部は、側面視台形状の連結部材３９に固定され、下側の支持部５０を一体的に構成し、該上下の支持部４９・５０は側面視で三角状を呈し、その内側の頂点間に、低降伏点鋼１２ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定し、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、横フレーム２３ａ・２３ｂに平行に、中間フレーム２４が、その端部において連結され、該中間フレーム２４の中央部にはスリット２４ａが設けられ、該スリット２４ａに前記制振部１２が挟入され、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１２ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い支持部４９・５０によって、制振部１２を上下から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１２ａ内に、左右方向に限定されたせん断力４５ａ・４５ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１２の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したことを特徴とする耐力壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等の中・低層建築の耐震性を向上させる耐力壁に関するものであり、特に建物の地震に対する応答を軽減すると共に、補修が軽微かつ容易な耐力壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高層建築では、柔構造によって大きな地震力の影響を免れる構造がとられているが、この柔構造においては、作用する地震力が小さい反面、変形が大きくなるという特徴を有する。従って、高層建築においては、地震による変形を各階に分散させ、一つの階における変形を小さくするようにしているが、中・低層建築においては、変形を分散できないため、大きな変形は躯体構造に多大な影響を与える。
例えば、強震によって約３０ｃｍの変形が生じる場合、３０階建ての建物では１階に尽き１ｃｍの変形で済み、建物は弾性範囲にとどまっているが、２階建ての建物では、３０ｃｍ変形すれば、破壊される可能性がある。
そこで、住宅等の中・低層建築では、耐震性を向上させる方法として、このような柔構造ではなく、一般の住宅よりも柱や梁を強化した専用設計が行われており、柱や梁に特別に大径のものを使用したり、ブレースの配置数を増やすなどの方法がとられている。
【０００３】
このうちブレースによる方法においては、軸組にブレースを組み込んで水平耐力を向上させた耐力壁とし、該耐力壁を壁面方向の要所要所に配置することによって、建物全体の水平耐力を増強するようにしている。
すなわち、図１３、図１４に示すように、耐力壁３ｂにおいては、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、該枠体２５で囲まれた空間内には、側面視Ｘ字状のブレース２６・２７や、側面視菱形状のブレース２８乃至３１を設け、これを現場の基礎上又は梁上に取り付けるようにしていた。
このような構成において、耐力壁３ｂに水平力Ｐが作用すると、ブレース２６・２８・３０には張力が発生し、ブレース２７・２９・３１には圧縮力が発生し、この張力と圧縮力とが抵抗力となって、枠体２５が図中点線で示す如く変形するのが防止されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
耐震設計においては、建物の高さにかかわらず、一般に震度階が４、５弱の地震（以下「中地震」とする）までは、建物全体の弾性変形が保証され、震度階が５強、６の地震（以下「大地震」とする）になると、塑性変形域に達し、該塑性変形に伴う履歴減衰によって地震エネルギーを吸収して建物全体の倒壊を防止するようにしている。
【０００５】
そのため、前記耐力壁３ｂで水平耐力を増加させた中・低層建築の場合も、大地震時には建物全体の倒壊は免れるものの、大規模な修復を要する変形が残留し、前記耐力壁３ｂを全て取り替える必要があり、修復は可能であるものの莫大な費用を要する、という問題があった。
【０００６】
また、前記耐力壁３ｂを配置した場合には、水平耐力の増大に伴い建物全体の剛性も大きくなるため、建物の地震力に対する応答性も顕著となり、耐震構造部以外の剛性の小さな建築要素が損傷しやすい、という問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１においては、基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、該枠体２５で囲まれた空間内には、左側の縦フレーム２２ａ上下端からは、ブレース３２・３５が枠体２５中央に向かって延設され、該縦フレーム２２ａ上下中央部からは、中間フレーム４０が水平に枠体２５中央に向かって延設され、該中間フレーム４０と前記ブレース３２・３５の各延設端は、側面視台形状の連結部材４７に連結・固定され、左側の支持部４３を一体的に構成し、右側の縦フレーム２２ｂ上下端から枠体２５中央に向かって延設されたブレース３３・３４と、縦フレーム２２ｂ上下中央部から水平に枠体２５中央に向かって延設された中間フレーム４１の各延設端は、側面視台形状の連結部材４８に連結・固定され、右側の支持部４４を一体的に構成し、該左右の支持部４３・４４は側面視で略三角状を示し、その内側の頂点間に低降伏点鋼１１ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定され、該ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１１ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い前記支持部４３・４４によって、制振部１１を左右から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１１ａ内に、上下方向に限定されたせん断力４２ａ・４２ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１１の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したものである。
【０００９】
請求項２においては、基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端からは、ブレース３２・３４が枠体２５中央に向かって垂設され、該ブレース３２・３４の下端部は、側面視台形状の連結部材３８に固定され、上側の支持部４９を一体的に構成し、縦フレーム２２ａ・２２ｂ下端からは、ブレース３３・３５が枠体２５中央に向かって立設され、該ブレース３３・３５の上端部は、側面視台形状の連結部材３９に固定され、下側の支持部５０を一体的に構成し、該上下の支持部４９・５０は側面視で三角状を呈し、その内側の頂点間に、低降伏点鋼１２ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定し、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、横フレーム２３ａ・２３ｂに平行に、中間フレーム２４が、その端部において連結され、該中間フレーム２４の中央部にはスリット２４ａが設けられ、該スリット２４ａに前記制振部１２が挟入され、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１２ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い支持部４９・５０によって、制振部１２を上下から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１２ａ内に、左右方向に限定されたせん断力４５ａ・４５ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１２の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
図１は耐力壁を配設する住宅の俯瞰図、図２は基礎の斜視断面図、図３は地盤改良の構成を示す図、図４は軸組の取付け構成を示す図、図５はＸ字状ブレース使用の圧縮・引張り型耐力壁の側面図、図６は同じく応力状態を示す図、図７はＸ字状ブレース使用の鉛直せん断型耐力壁の側面図、図８は同じく応力状態を示す図、図９はＸ字状ブレース使用の水平せん断型耐力壁の側面図、図１０は同じく応力状態を示す図、図１１は菱形状ブレース使用の水平せん断型耐力壁の側面図、図１２は同じく応力状態を示す図、図１３は従来のＸ字状ブレースのみ使用の耐力壁の応力状態を示す図、図１４は従来の菱形状ブレースのみ使用の耐力壁の応力状態を示す図である。
【００１１】
まず、本発明に係わる耐力壁を配設する住宅の躯体構造について、図１により説明する。
住宅１の躯体は、主に、鋼製軸組３・９および梁４・５により構成されている。そして、該躯体が基礎２上に配設されるものである。軸組３は基礎２上に立設され、該軸組３の下部は基礎２の上面に固設されている。隣接する軸組３・３はつなぎ部材などにより接続される。基礎２上に配設されている軸組３・３・３・・・には耐力壁３ｂが含まれている。この耐力壁３ｂにはブレースが組み込まれており、この耐力壁３ｂが外周をはじめ建物全体にバランス良く配置されている。基礎２の上に立設された軸組３・３・・・の上には、梁４が配設される。軸組３の上面に梁４がボルトなどにより締結される。該梁４・４・・・には、水平ブレースが配設されており、躯体に急激な力がかかっても、躯体全体で、強くしなやかに受け止める構成になっている。
【００１２】
さらに、梁４上に２階部分を構成する軸組９が配設される。梁４上に立設された軸組９も、下面を梁４に固設され、隣接する軸組９・９は互いに接続される構成となっている。そして、梁４の上に配設された軸組９・９・・・の上には小屋梁５が配設される構成になっている。小屋梁５は軸組９の上面にボルトなどを締結することにより、固設されている。小屋梁５・５・５・・・には水平ブレースが配設されており、小屋梁５・５間の剛性を高めるとともに、強度としなやかさを有する躯体を構成するものである。そして、小屋梁５の上に、束、斜材、あるいはトラスフレーム等を配設し、屋根を構成することができる。図１には、屋根付２階建て住宅を示したが、本発明の耐力壁を配設する躯体構造は上記のものに限定されるものではなく、耐力壁を基本部材とする軸組および梁より構成される住宅の躯体に使用できるものである。
【００１３】
次に、基礎２の構成について、図２により説明する。
基礎２は、大型鉄筋コンクリート連続布基礎であり、躯体からの様々な荷重を受け止め分散させて地面に伝えるものである。コンクリート基礎２内にはメッシュバー６が通されており、基礎２の上面にはアンカーボルト７が突設されている。アンカーボルト７に前記軸組３を固設するため、軸組３を基礎２に強固に固設する。そして、軸組３を介して躯体の受ける様々な荷重を基礎に伝える構成になっている。
【００１４】
基礎２を配設する地盤は、入念な調査が行われる。そして、その地盤において、上記の標準基礎での対応が不適合と判断された場合には、べた基礎やベース部分の幅を増した基礎等を用いたり、図３に示すごとく地盤の改良を行う。地盤の改良としては、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す方法などがとられる。図３（ａ）に示すように、基礎２の直下に当る個所に硬質で、均一な安定層Ｂ１を形成し、軟弱な層へ荷重を軽減させる方法がとられる。もしくは、図３（ｂ）に示すごとく、建物下の土及びセメント、水、骨材等により柱状体Ｂ２を形成し、荷重を基礎直下の地盤だけで受けるのではなく、柱状体Ｂ２と周囲との摩擦力が、先端の支持力により構造物を支える方法がとられる。これにより、様々な地盤においても、住宅を建設することができるのである。
【００１５】
基礎２上には、図４に示すように、一階部分を構成する軸組３が立設される。軸組３は、基礎２上面に突設されたアンカーボルト７を、該軸組３の下面に接続することにより、基礎２に固設される。軸組３・３は数箇所でボルトにより接続されるため、十分な接続の強度を得ることができる。基礎２上において、このように接続された軸組３の上には前記梁４が配設される。軸組３の上面には上面に梁４を接続するための孔が穿設されており、該孔を利用して、ボルトなどにより軸組３が梁４に固設されるものである。軸組３はボルトなどにより基礎２および梁４に固設されるため、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を基礎２および梁４より容易に取り外すことができる。そして、このような通常の軸組３に替えて、本発明に係わる耐力壁３ｂを固設することにより、建物全体の耐震性を大きく向上することができるのである。
【００１６】
以上のような全体構成において、本発明に係わる耐力壁３ｂの構造に関し、図５乃至図１２により説明する。
まず、Ｘ字状ブレースを使用した圧縮・引張り型耐力壁について説明する。
図５に示すように、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端部間及び下端部間には、上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂが、その端部において連結されて枠体２５を形成し、さらに、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、前記横フレーム２３ａ・２３ｂに平行に、中間フレーム２４が、その端部において連結されている。
【００１７】
該中間フレーム２４の中央部にはスリット２４ａが設けられ、該スリット２４ａには制振部１０が挟入され、該制振部１０は方形等の低降伏点鋼１０ａにより構成されている。該低降伏点鋼１０ａの四隅には、ブレース３２乃至３５の一端が、ボルト等の固定具１０ｂで取り外し可能に連結・固定されている。そして、前記枠体２５内の各コーナー部には前記ブレース３２乃至３５の他端が連結され、枠体２５の空間内にＸ字状ブレースを形成している。
【００１８】
前記枠体２５、中間フレーム２４、及びブレース３２乃至３５は、いずれも一般構造用鋼や溶接構造用鋼などの一般鋼、例えばＳＭ４９０などが適用される一方、前記低降伏点鋼１０ａには、降伏点又は耐力が前記一般鋼の１／３〜２／３程度と小さく、小さい応力、すなわち小さい歪みで降伏する材料が適用され、他の部材に優先して塑性変形が起こるようにしている。
【００１９】
このように、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１０ａを介して連結した構成にすると、図６に示すように、水平力Ｐが作用した場合は、ブレース３４・３５内に発生する張力３６ａ・３６ｂと、ブレース３２・３３内に発生する圧縮力３７ａ・３７ｂとは、いずれも制振部１０に作用し、該制振部１０を構成し降伏点又は耐力が部材のうちで最も低い低降伏点鋼１０ａが、最初に降伏して塑性変形を開始する。特に、本構成例のように、低降伏点鋼１０ａをブレースの部材中央位置に配設することにより、張力・圧縮力が低降伏点鋼１０ａに集中的に作用するため、制振部１０以外での塑性変形を抑制することができるのである。
【００２０】
さらに、実際の地震力は、耐力壁３ｂを左右に振動させるため、低降伏点鋼１０ａには対角方向に張力と圧縮力が交互に作用しながら塑性変形が進行し、履歴減衰が発生する。すなわち、地震力による建物への振動エネルギーは、低降伏点鋼１０ａに集中的に作用し、該低降伏点鋼１０ａの塑性変形に伴う履歴減衰の履歴エネルギーとして吸収されるため、耐力壁３ｂ全体の損傷を最小限にとどめることができ、さらに、建物全体の振動も大きく抑制させることができるのである。また、耐力壁３ｂを配置したために水平耐力が増加し、建物全体の剛性が顕著に増大した場合であっても、地震力による振動エネルギーは前記低降伏点鋼１０ａにその大部分が吸収されるため、地震に対する建物全体の応答性を小さく抑えることができ、耐震構造部以外の部材の損傷も軽微にとどめることができるのである。
【００２１】
また、低降伏点鋼１０ａは、前述の如く、ブレース３２乃至３５の内側端にボルト等の固定具１０ｂで取り外し可能に連結・固定されているため、地震後に損傷した制振部１０の交換を極めて簡単かつ迅速に行うことができる。加えて、本構成例においては、低降伏点鋼１０ａは、中間フレーム２４のスリット２４ａに挟入されており、建物の内外方向への飛び出しが規制される構成となっているため、たとえ過大な圧縮力が作用して、低降伏点鋼１０ａに座屈が生じたとしても、安定した塑性変形が進行する。
【００２２】
次に、Ｘ字状ブレースを使用した別形態の鉛直せん断型耐力壁について説明する。
図７に示すように、前記圧縮・引張り型耐力壁と同様に、枠体２５が形成されており、左側の縦フレーム２２ａ上下端からは、ブレース３２・３５が枠体２５中央に向かって延設され、縦フレーム２２ａ上下中央部からは、中間フレーム４０が水平に枠体２５中央に向かって延設され、該中間フレーム４０と前記ブレース３２・３５の延設端は、例えば側面視台形状の連結部材４７に連結・固定され、左側の支持部４３を一体的に構成している。
【００２３】
一方、同様にして、右側の縦フレーム２２ｂ上下端から枠体２５中央に向かって延設されたブレース３３・３４と、縦フレーム２２ｂ上下中央部から水平に枠体２５中央に向かって延設された中間フレーム４１の各延設端は、例えば側面視台形状の連結部材４８に連結・固定され、右側の支持部４４を一体的に構成している。この左右の支持部４３・４４は側面視で略三角状を示し、その内側の頂点間に低降伏点鋼１１ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定されている。
【００２４】
このように、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１１ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い前記支持部４３・４４によって、制振部１１を左右から支持するように構成したため、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１１ａ内に、図８に示すような上下方向のせん断力４２ａ・４２ｂが発生する。
【００２５】
この場合、低降伏点鋼１１ａ内に生じる応力は、せん断力として上下方向に限定されるため、前記圧縮・引張り型耐力壁のような、耐力壁の変形に伴って応力方向が大きく変化する場合に比べ、より均一な塑性変形が低降伏点鋼１１ａ内では進行する。そのため、建物への振動エネルギーは、この鉛直せん断型耐力壁において、より効果的に吸収されることとなり、一層の制震性能の向上を図ることができるのである。さらに、低降伏点鋼１１ａ内に生じる応力は上下方向に限定されていることから、耐力壁の制震性能は、低降伏点鋼１１ａのせん断特性やサイズ、特に上下方向の長さを変更することにより簡単に変化させることができるため、建物全体の耐震特性に一層適した制震性能を耐力壁３ｂに付与することができる。
【００２６】
次に、前記せん断力が、前述のような鉛直方向ではなく水平方向に発生するように構成した水平せん断型耐力壁について説明する。
図９に示すように、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端からは、ブレース３２・３４が枠体２５中央に向かって垂設され、該ブレース３２・３４の下端部は、例えば側面視台形状の連結部材３８に固定され、上側の支持部４９が一体的に構成されている。同様にして、縦フレーム２２ａ・２２ｂ下端からは、ブレース３３・３５が枠体２５中央に向かって立設され、該ブレース３３・３５の上端部は例えば側面視台形状の連結部材３９に固定され、下側の支持部５０を一体的に構成している。
【００２７】
該上下の支持部４９・５０は側面視で三角状を呈し、その内側の頂点間に、低降伏点鋼１２ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定されている。さらに、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、横フレーム２３ａ・２３ｂに平行に、中間フレーム２４が、その端部において連結され、該中間フレーム２４の中央部にはスリット２４ａが設けられ、該スリット２４ａに前記制振部１２が挟入されている。
【００２８】
このように、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１２ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い支持部４９・５０によって、制振部１２を上下から支持するように構成したため、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１２ａ内に、図１０に示すように、左右方向にせん断力４５ａ・４５ｂが発生する。
【００２９】
すなわち、低降伏点鋼１２ａ内に生じる応力は、せん断力として左右方向に限定されるため、前記鉛直せん断型耐力壁と同様に、均一な塑性変形が低降伏点鋼１２ａでは進行し、建物への振動エネルギーが効果的に吸収され、良好な制震性能を発揮することができるのである。さらに、低降伏点鋼１２ａ内に生じる応力は、左右方向に限定されていることから、耐力壁の制震性能を、低降伏点鋼１２ａのサイズやせん断特性を変更することにより簡単に変化させることができ、建物全体の耐震特性に合った制震性能を、簡単に耐力壁３ｂに付与することができる構成となっている。また、低降伏点鋼１２ａは、中間フレーム２４のスリット２４ａに挟入されており、建物の内外方向への飛び出しが規制される構成となっているため、たとえ過大なせん断力が作用しても、安定した塑性変形が進行するようになっている。
【００３０】
次に、ブレースの配置構成を、側面視でＸ字状から菱形に変更した菱形状ブレース使用の耐力壁について説明する。
図１１に示すように、Ｘ字状ブレースの耐力壁と同様に、枠体２５が形成され、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、中間フレーム２４が、その端部において連結されている。
【００３１】
該中間フレーム２４の左右両端にはブレース５１乃至５４の一端が連結され、そのうちのブレース５１・５２の他端は、上側の横フレーム２３ａの左右中央部直下に配設された制振部１３の連結部材１３ｂ下部に固定されている。該連結部材１３ｂの上部は、低降伏点鋼１３ａの下部に取り外し可能に嵌合・固定され、該低降伏点鋼１３ａの上部は、前記横フレーム２３ａの左右中央部下面に固設された連結部材１３ｃに嵌合・固定されている。
【００３２】
同様にして、ブレース５３・５４の他端は、下側の横フレーム２３ｂの左右中央部直上に配設された制振部１４の連結部材１４ｂ上部に連結・固定され、該連結部材１４ｂの下部は、低降伏点鋼１４ａの上部に取り外し可能に嵌合・固定され、該低降伏点鋼１４ａの下部は、横フレーム２３ｂの左右中央部上面に固設された連結部材１４ｃに嵌合・固定されている。
【００３３】
このように、上側の横フレーム２３ａとブレース５１・５２との間に制振部１３を介設すると共に、下側の横フレーム２３ｂとブレース５３・５４との間に制振部１４を介設した構成にすると、図１２に示すように、水平力Ｐが作用した場合には、上側の低降伏点鋼１３ａ内に左右方向にせん断力５５ａ・５５ｂが発生し、下側の低降伏点鋼１４ａ内にも左右方向にせん断力５６ａ・５６ｂが発生する。従って、低降伏点鋼１３ａ、１４ａ内に生じる応力は、前記Ｘ字状ブレースの場合と同様、せん断力として左右方向に限定されるため、均一な塑性変形が進行するのである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、次のような効果を奏するものである。
請求項１においては、基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、該枠体２５で囲まれた空間内には、左側の縦フレーム２２ａ上下端からは、ブレース３２・３５が枠体２５中央に向かって延設され、該縦フレーム２２ａ上下中央部からは、中間フレーム４０が水平に枠体２５中央に向かって延設され、該中間フレーム４０と前記ブレース３２・３５の各延設端は、側面視台形状の連結部材４７に連結・固定され、左側の支持部４３を一体的に構成し、右側の縦フレーム２２ｂ上下端から枠体２５中央に向かって延設されたブレース３３・３４と、縦フレーム２２ｂ上下中央部から水平に枠体２５中央に向かって延設された中間フレーム４１の各延設端は、側面視台形状の連結部材４８に連結・固定され、右側の支持部４４を一体的に構成し、該左右の支持部４３・４４は側面視で略三角状を示し、その内側の頂点間に低降伏点鋼１１ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定され、該ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１１ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い前記支持部４３・４４によって、制振部１１を左右から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１１ａ内に、上下方向に限定されたせん断力４２ａ・４２ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１１の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したので、次のような効果を奏するのである。
この場合、低降伏点鋼１１ａ内に生じる応力は、せん断力として上下方向に限定されるため、前記圧縮・引張り型耐力壁のような、耐力壁の変形に伴って応力方向が大きく変化する場合に比べ、より均一な塑性変形が低降伏点鋼１１ａ内では進行する。そのため、建物への振動エネルギーは、この鉛直せん断型耐力壁において、より効果的に吸収されることとなり、一層の制震性能の向上を図ることができるのである。
さらに、低降伏点鋼１１ａ内に生じる応力は上下方向に限定されていることから、耐力壁の制震性能は、低降伏点鋼１１ａのせん断特性やサイズ、特に上下方向の長さを変更することにより簡単に変化させることができるため、建物全体の耐震特性に一層適した制震性能を耐力壁３ｂに付与することができる。
【０００９】
請求項２においては、基礎２および梁４にボルトなどにより軸組３を固設し、該ボルトを取り外すことにより、軸組３を容易に取り外し可能とし、該軸組３に替え、中・低層建物の耐震性を大きくすべく耐力壁３ｂを固設する構成において、
該耐力壁３ｂは、左右一対の縦フレーム２２ａ・２２ｂと、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端間若しくは下端間を連結する上下一対の横フレーム２３ａ・２３ｂとから枠体２５が構成され、縦フレーム２２ａ・２２ｂの上端からは、ブレース３２・３４が枠体２５中央に向かって垂設され、該ブレース３２・３４の下端部は、側面視台形状の連結部材３８に固定され、上側の支持部４９を一体的に構成し、縦フレーム２２ａ・２２ｂ下端からは、ブレース３３・３５が枠体２５中央に向かって立設され、該ブレース３３・３５の上端部は、側面視台形状の連結部材３９に固定され、下側の支持部５０を一体的に構成し、該上下の支持部４９・５０は側面視で三角状を呈し、その内側の頂点間に、低降伏点鋼１２ａがボルト等の固定具１１ｂにより、取り外し可能に連結・固定し、該縦フレーム２２ａ・２２ｂの上下中間部の内側面間には、横フレーム２３ａ・２３ｂに平行に、中間フレーム２４が、その端部において連結され、該中間フレーム２４の中央部にはスリット２４ａが設けられ、該スリット２４ａに前記制振部１２が挟入され、ブレース３２・３３間、及びブレース３４・３５間を低降伏点鋼１２ａを介して連結する構成に加え、枠体２５の内側面に固設した剛性の高い支持部４９・５０によって、制振部１２を上下から支持するように構成し、地震時に水平力Ｐが作用した場合には、低降伏点鋼１２ａ内に、左右方向に限定されたせん断力４５ａ・４５ｂが発生すべく構成し、地震後に損傷した制振部１２の交換を簡単かつ迅速に行えるように構成したので、次のような効果を奏するものである。
すなわち、低降伏点鋼１２ａ内に生じる応力は、せん断力として左右方向に限定されるため、前記鉛直せん断型耐力壁と同様に、均一な塑性変形が低降伏点鋼１２ａでは進行し、建物への振動エネルギーが効果的に吸収され、良好な制震性能を発揮することができるのである。
さらに、低降伏点鋼１２ａ内に生じる応力は、左右方向に限定されていることから、耐力壁の制震性能を、低降伏点鋼１２ａのサイズやせん断特性を変更することにより簡単に変化させることができ、建物全体の耐震特性に合った制震性能を、簡単に耐力壁３ｂに付与することができる構成となっている。
また、低降伏点鋼１２ａは、中間フレーム２４のスリット２４ａに挟入されており、建物の内外方向への飛び出しが規制される構成となっているため、たとえ過大なせん断力が作用しても、安定した塑性変形が進行するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  耐力壁を配設する住宅の俯瞰図である。
【図２】  基礎の斜視断面図である。
【図３】  地盤改良の構成を示す図である。
【図４】  軸組の取付け構成を示す図である。
【図５】  Ｘ字状ブレース使用の圧縮・引張り型耐力壁の側面図である。
【図６】  同じく応力状態を示す図である。
【図７】  Ｘ字状ブレース使用の鉛直せん断型耐力壁の側面図である。
【図８】  同じく応力状態を示す図である。
【図９】  Ｘ字状ブレース使用の水平せん断型耐力壁の側面図である。
【図１０】  同じく応力状態を示す図である。
【図１１】  菱形状ブレース使用の水平せん断型耐力壁の側面図である。
【図１２】  同じく応力状態を示す図である。
【図１３】  従来のＸ字状ブレースのみ使用の耐力壁の応力状態を示す図である。
【図１４】  従来の菱形状ブレースのみ使用の耐力壁の応力状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ・１１ａ・１２ａ・１３ａ・１４ａ  低降伏点鋼
２２ａ・２２ｂ  縦フレーム
２３ａ・２３ｂ  横フレーム
２５  枠体
３２・３３・３４・３５・５１・５２・５３・５４  ブレース
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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