JP2022031097A - 耐震壁 - Google Patents
耐震壁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022031097A JP2022031097A JP2021012532A JP2021012532A JP2022031097A JP 2022031097 A JP2022031097 A JP 2022031097A JP 2021012532 A JP2021012532 A JP 2021012532A JP 2021012532 A JP2021012532 A JP 2021012532A JP 2022031097 A JP2022031097 A JP 2022031097A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wall
- wooden
- steel
- frame
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 6
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 18
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 13
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 2
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001459 mortal effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)
Abstract
Description
特許文献1では、木質壁の四隅に斜材が設けられており、これら斜材は、鉄骨柱と鉄骨梁との間に斜めに架設されている。
特許文献2では、木質壁パネルの四隅に荷重伝達部が設けられ、これら荷重伝達部は、鉄骨梁のフランジ上に固定されている。
ところで、建築基準法では、大型の建物について、火災時に鉄骨梁や鉄骨柱などの主要構造部が所定時間に亘って変形や損傷が生じない耐火構造とすることを規定している。しかしながら、特許文献1、2に示された構造では、火災により木質壁が燃焼すると、この燃焼熱が取付金物を介して鉄骨梁や鉄骨柱に伝達されるため、所定の耐火性能を確保できないおそれがあった。
第1の発明の耐震壁(例えば、後述の木質耐震壁1、1A~1G)は、鉄骨系の柱梁架構(例えば、後述の柱梁架構2)の構面内に設けられる耐震壁であって、前記柱梁架構内に設けられた木質板からなる木質壁部(例えば、後述の木質壁部10)と、前記木質壁部と前記柱梁架構とを接合する接合金物(例えば、後述の接合金物20、20A~20G)と、前記接合金物に接して、または、前記接合金物の近傍に設けられた熱吸収部(例えば、後述のモルタルブロック26、26D)と、を備えることを特徴とする。
なお、熱吸収部は、例えば、接合金物の外側表面や接合金物の内側表面に設けられる。
また、熱吸収部を、接合金物に当接する鉄骨梁のウエブ側面に設けることで、鉄骨系の柱梁架構に伝わる熱量を低減でき、柱梁架構の温度の上昇が抑制可能となる。また、この熱吸収部は、鉄骨梁のウエブの補剛材としても機能する。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る木質耐震壁1の正面図である。
木質耐震壁1は、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱梁架構2の構面内に設けられる。
柱梁架構2は、一対の鉄骨鉄筋コンクリート柱3と、この一対の鉄骨鉄筋コンクリート柱3間に架設された上下一対の鉄骨梁4と、鉄骨梁4の上に設けられた床スラブ5と、を備える。
木質耐震壁1は、柱梁架構2内の水平方向中央部に設けられた木質板からなる矩形状の木質壁部10と、木質壁部10の四つの出隅部に設けられて柱梁架構2の鉄骨梁4に接合される接合金物20と、木質壁部10と柱梁架構2の鉄骨梁4との間をセメント系材料で塞いだ閉塞部30と、を備える。つまり、木質壁部10は、接合金物20および閉塞部30を介して、柱梁架構2に接合されている。
木質壁部10を構成する木質板は、例えば、CLTや合板である。CLT(Cross Laminated Timber)は、木材から切り出したひき板(ラミナ)を繊維方向が直交するように積層して接着したものである。合板は、木材から切り出した単板を繊維方向が直交するように積層して接着したものである。
木質耐震壁1の鉄骨梁4との接合部分および鉄骨梁4は、けい酸カルシウム板6で覆われている。
接合金物20は、柱梁架構2に接合される架構接合部21と、架構接合部21から鉛直方向に延びて木質壁部10の側端面に接合される壁接合部22と、を備える。
図3は、接合金物20の部分拡大側面図であり、図4(a)は、図3の接合金物20のB-B断面図であり、図4(b)は、図3の接合金物20のC-C断面図である。なお、図3では、理解を容易にするため、けい酸カルシウム板6の表示を省略している。
壁接合部22は、木質壁部10の出隅部の側端面11に沿って延びる板状であり、この側端面11に複数のビス25で接合されている。これらのビス25は、上下方向に所定間隔おきに複数列で設けられている。
また、接合金物20の壁接合部22の鉄骨梁4側の部分および架構接合部21は、耐火被覆材として機能するけい酸カルシウム板6で覆われている。
また、火災時には、木質壁部10が燃焼すると、火災で生じた熱や木質壁部10の燃焼熱が接合金物20を介して鉄骨梁4に伝達されるが、このとき、図6に示すように、この熱の一部が接合金物20の表面に設けたモルタルブロック26に吸収されて、鉄骨梁4に伝わる熱量が低減し、温度の上昇が抑制される。
以下、本発明の木質耐震壁を対象として、接合金物の熱吸収部による温度上昇抑制効果について検証した。具体的には、仮想三次元空間上に比較例および実施例の解析モデルを生成し、有限要素法による熱伝導解析を行った。ここで、比較例は、接合金物にモルタルを設けない構造とし、実施例は、接合金物にモルタルを設けた構造とした。
図7に示すように、今回の解析モデルは、木質耐震壁の図1中破線Aで囲んだ部分(つまり木質耐震壁および鉄骨梁の1/4の部分)でかつ鉄骨梁の中心軸で二分割したものとした。さらに、解析モデルを以下のように設定した。鉄骨梁は、BH-400×200×12×22とした。床スラブは、厚さ100mmのALC板とした。閉塞部は、厚さ70mmのモルタルとした。接合金物、閉塞部、ならびに、鉄骨梁の側面のうち接合金物および閉塞部に接続される部分は、厚さ60mmのけい酸カルシウム板で覆い、残りの部分つまり鉄骨梁のうち接合金物および閉塞部に接続されない部分は、厚さ25mmのけい酸カルシウム板で覆った。言い換えると、木質耐震壁が設置される鉄骨梁の側面は、厚さ60mmのけい酸カルシウム板で覆い、木質耐震壁が設置されない鉄骨梁は、厚さ25mmのけい酸カルシウム板で覆った。ただし、鉄骨梁端部の断熱境界面は、厚さ35mmのけい酸カルシウム板で覆った。鉄骨梁内部の空洞は、熱対流を無視して熱放射のみとした。また、木質壁部については、火災による焼失を想定し、モデル化は行っていない。
(1)木質壁部10と鉄骨梁4とを接合する接合金物20の外側表面に、熱容量の大きい熱吸収部であるモルタルブロック26を設けた。よって、火災により木質壁部10が燃焼すると、火災で生じた熱や木質壁部10の燃焼熱が接合金物20を介して鉄骨梁4に伝達される。このとき、火災で生じた熱や木質壁部10の燃焼熱の一部がモルタルブロック26に吸収されて、鉄骨梁4に伝わる熱量が低減され、温度の上昇が抑制される。よって、鉄骨系の柱梁架構2の耐火性能が低下するのを抑制できる。
図9は、本発明の第2実施形態に係る木質耐震壁1Aの上部の正面図である。図10は、図9の木質耐震壁1AのD-D断面図である。
本実施形態では、接合金物20Aの構造が、第1実施形態と異なる。すなわち、接合金物20Aは、木質壁部10の表面に沿って所定間隔おきに設けられている。具体的には、接合金物20Aは、木質壁部10の正面側および裏面側に、それぞれ3つずつ設けられている。
接合金物20Aは、断面略L字形状であり、柱梁架構2に接合される架構接合部21と、架構接合部21から鉛直方向に延びて木質壁部10の側端面に接合される壁接合部22と、を備える。架構接合部21と壁接合部22との入隅部には、熱容量の大きい熱吸収部であるモルタルブロック26が設けられている。この接合金物20Aは、耐火被覆材として機能するけい酸カルシウム板6で覆われている。
本実施形態によれば、上述の(1)~(3)と同様の効果がある。
図11は、本発明の第3実施形態に係る木質耐震壁1Bの接合金物20Bの斜視図である。
本実施形態では、接合金物20Bの架構接合部21と壁接合部22との入隅部に、リブ40が設けられている点が、第1実施形態と異なる。このリブ40は、モルタルブロック26に埋設されている。
本実施形態によれば、上述の(1)~(3)と同様の効果がある。
図12は、本発明の第4実施形態に係る木質耐震壁1Cの接合金物20Cの斜視図である。
本実施形態では、接合金物20Bの架構接合部21の外側表面に、スタッドボルト41が設けられている点が、第1実施形態と異なる。このスタッドボルト41は、モルタルブロック26に埋設されている。
本実施形態によれば、上述の(1)~(3)と同様の効果がある。
図13(a)は、本発明の第5実施形態に係る木質耐震壁1Dの接合金物20の側面図である。図13(b)は、図13(a)の木質耐震壁1DのE-E断面図である。
本実施形態では、モルタルブロック26Dが、接合金物20に接しておらず、鉄骨梁4の接合金物20側の下フランジ7およびウエブ8の側面に接して設けられている点が、第1実施形態と異なる。
すなわち、モルタルブロック26Dは、鉄骨梁4のウエブ8の側面に設けた鉛直補強リブ間において、架構接合部21に接する鉄骨梁4の下フランジ7と上フランジとの中間の高さ位置まで設けられている。
この木質耐震壁1Dでは、火災時に、木質壁部10が燃焼すると、火災で生じた熱や木質壁部10の燃焼熱が接合金物20を介して鉄骨梁4に伝達されるが、このとき、図14に示すように、この熱の一部がモルタルブロック26Dに吸収されて、鉄骨梁4に伝わる熱量が低減し、温度の上昇が抑制される。
本実施形態によれば、上述の(1)~(3)の効果に加えて、以下の効果がある。
(4)モルタルブロック26Dを、鉄骨梁4の下フランジ7およびウエブ8の側面に当接して設けることで、鉄骨梁4に伝わる熱量を低減でき、鉄骨梁4の温度の上昇が抑制可能となる。また、このモルタルブロック26Dは、鉄骨梁4のウエブ8の補剛材としても機能する。
上述の第2実施形態では、接合金物20Aを木質壁部10の表面に沿って所定間隔おきに設けたが、これに限らず、図15に示すように、接合金物20Eを木質壁部10の正面側および裏面側に全長に亘って設けてもよい。この接合金物20Eは、耐火被覆材として機能するけい酸カルシウム板6で覆われている。このようにしても、上述の(1)、(2)と同様の効果がある。
また、上述の各実施形態では、熱吸収部を接合金物20、20A、20Bの外側表面に設けたが、これに限らず、接合金物の内側表面に設けてもよい。このように熱吸収部を接合金物の内側表面に設けた場合でも、火災による熱や木質壁部10の燃焼熱の一部を熱吸収部が吸収し、柱梁架構2の耐火性能の低下を抑制することができる。
また、上述の各実施形態では、熱吸収部をモルタルで形成したが、これに限らず、熱吸収性に優れたコンクリート、石膏、熱吸収セラミック材のいずれかで形成してもよい。
2…柱梁架構 3…鉄骨鉄筋コンクリート柱
4…鉄骨梁 5…床スラブ 6…けい酸カルシウム板 7…下フランジ 8…ウエブ
10…木質壁部 11…側端面
20、20A、20B、20C、20E、20F、20G…接合金物
21…架構接合部 22…壁接合部
24…ボルト 25…ビス 26、26D…モルタルブロック(熱吸収部)
30…閉塞部 31…スタッド 32…メッシュ筋
40…リブ 41…スタッドボルト 42…頭付きスタッド
43…スタッドボルト 44…ナット
Claims (3)
- 鉄骨系の柱梁架構の構面内に設けられる耐震壁であって、
前記柱梁架構内に設けられた木質板からなる木質壁部と、
前記木質壁部と前記柱梁架構とを接合する接合金物と、
前記接合金物に接してまたは前記接合金物の近傍に設けられた熱吸収部と、を備えることを特徴とする耐震壁。 - 前記木質壁部と前記柱梁架構との間をセメント系材料で塞いだ閉塞部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の耐震壁。
- 前記熱吸収部は、前記木質壁部の四隅、前記木質壁部の表面に沿った所定間隔おき、および、前記接合金物に当接する鉄骨梁のウエブ側面のうち、少なくとも1つに設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の耐震壁。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020132736 | 2020-08-05 | ||
JP2020132736 | 2020-08-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022031097A true JP2022031097A (ja) | 2022-02-18 |
Family
ID=80324382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021012532A Pending JP2022031097A (ja) | 2020-08-05 | 2021-01-28 | 耐震壁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022031097A (ja) |
-
2021
- 2021-01-28 JP JP2021012532A patent/JP2022031097A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7040725B2 (ja) | 建物 | |
JP7052949B2 (ja) | フラットスラブ構造 | |
JP6387236B2 (ja) | 柱梁接合構造。 | |
JPH06220932A (ja) | 耐火構造 | |
JP7365173B2 (ja) | 座屈拘束ブレース | |
JP6776016B2 (ja) | 耐火構造 | |
JP7030754B2 (ja) | 壁構造、及び壁構造の構築方法 | |
JP2022031097A (ja) | 耐震壁 | |
JP6745371B1 (ja) | 座屈拘束ブレース | |
JP6841439B2 (ja) | 建築工法および建築構造 | |
JP2018003475A (ja) | 柱梁接合部の耐火構造 | |
JP2020045683A (ja) | 床版天井版の接合構造及び木版ユニット | |
JP6368540B2 (ja) | 床構造 | |
JP2021147816A (ja) | 耐震壁 | |
JP7401377B2 (ja) | 木造建物の床パネル | |
JP2020165174A (ja) | 木造建物の床パネル | |
JP7152788B2 (ja) | 耐火構造物の施工方法 | |
JP7364267B2 (ja) | 木造建物の構造 | |
JP2868396B2 (ja) | 建築物の耐火構造 | |
JP7383195B1 (ja) | 耐力壁構造 | |
JP2024036885A (ja) | 木現し戸境壁 | |
CN214738955U (zh) | 一种夹芯保温外挂墙板构造 | |
JP7503396B2 (ja) | 架構構造 | |
JP4030576B1 (ja) | 木製耐震壁 | |
KR101948070B1 (ko) | 모듈러 주택의 결합 구조 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230322 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240522 |