JP5661421B2 - 壁支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、住宅建物の外壁等を形成する壁の支持構造に関する。

従来、住宅建物の外壁を形成する外壁パネルの固定は、下端を当該外壁パネルの下方に設けられる梁上に載置すると共に、上端を外壁固定金物で当該外壁パネルの上方に位置する梁に接合する上下２面の固定方式によって行われていたが、かかる固定方法を、例えば当該上下一対の梁間に相当する高さを有していない腰壁などに採用する場合には、上端を固定する外壁固定金物が大型化して当該上端部と上側の梁間の空間を占めることとなり、適用し難い問題がある。

かかる問題を解決すべく、この種のバルコニー外側に設けられる腰壁の固定構造として、腰壁の下側に位置する梁の上部に複数のフラットバーを突出状に設けると共に、当該複数のフラットバーの上端部に横架材を架設し、当該梁、フラットバー及び横架材の間の空間に壁パネルを嵌め込んだ構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１−２８４６４５号公報

しかしながら、上記壁の固定構造においては、壁の高さが、例えば人のせい相当又は当該人のせいを超える程度に大型化された壁パネルを固定する場合には、地震時等に当該壁パネルに作用する水平荷重が過大なものとなり、かかる固定構造では当該水平荷重に対する耐力を充分に得ることができない虞がある。そこで、建物の躯体を構成する柱を当該壁の側方に立設し、横架材の端部を延在させて柱に固定することで解決を図ることが考えられる。しかし、そのような構造とすると、当該柱の中途部に当該壁からの過大な水平荷重が作用することとなり、これによって当該柱が座屈等してしまう虞がある。或いは、かかる現象を回避すべく、当該壁からの水平荷重が柱の中途部に作用することを踏まえたうえで建物の構造計算を行う必要があり、建物全体の構造計算が複雑化してしまうことが考えられる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、躯体を形成する柱の側方に階間に相当する高さを有しない壁体を設置する建物にあって、容易な設計にて、地震時に生じる当該壁体からの水平荷重に起因した柱の損傷や破壊を可及的抑制することができる壁支持構造を提供することを目的とする。

本発明に係る壁支持構造は、上下に一対の梁接合部を有する柱と、該上下一対の梁接合部に接続される上下一対の梁と、該上下一対の梁間の間隔よりも上下方向の大きさが小さく形成され、上下一対の梁の間で柱に沿って設けられる壁体と、壁体と柱とを連結する壁柱連結機構と、を備え、該壁体は、上下一対の梁の一方又は両方との間に間隔を有した状態で設けられると共に、壁柱連結機構を介して柱の上下一対の梁接合部近傍のいずれか一方又は両方に連結支持されていることを特徴とする。

本発明に係る壁支持構造によれば、壁体は、柱の壁柱連結機構を介して柱の梁接合部近傍に接続されるため、地震時等に発生する当該壁体からの水平荷重は、少なくとも柱の中途部ではなく当該柱の梁接合部近傍に作用することとなる。梁接合部には梁が接合されているため、当該梁接合部及びその近傍は柱の中途部よりも極めて剛性が高い。従って、柱は壁体からの水平荷重が作用する場合でも変形を免れ、当該荷重をスムーズに梁等に伝達することができる。また、柱の中途部に壁体からの水平荷重を作用させてしまうことを回避できるので、当該水平荷重に伴う柱の中途部での座屈等を考慮する必要がなく、当該座屈を考慮することに伴う柱の過大な強度確保のための設計を回避できると共に、当該座屈を考慮するに伴う構造計算の煩雑化を抑制することもできる。以上によって、容易な設計にて、地震時に生じる壁体からの水平荷重に起因した柱の損傷や破壊を可及的抑制することができる。

また、本発明に係る壁支持構造において、壁体の下端部が下側の梁上に載置されると共に、上端部が壁柱連結機構を介して柱の上側の梁接合部の直下及び下側の梁接合部の直上に連結支持されていることが好ましい。これによれば、壁体の下端部を下側の梁で受けることとなるので、当該壁体全体を安定した状態で支持することができるものとなっている。

また、本発明に係る壁支持構造において、壁柱連結機構は、柱の上下一対の梁接合部の近傍にそれぞれ取り付けられる上下一対の柱側連結体と、柱と隙間を有した状態で上下一対の柱側連結体に連結される鞘部と、該鞘部と壁体とを連結する壁体側連結体と、を備えていることが好ましい。これによれば、壁体からの水平荷重は壁柱連結機構の壁体側連結体を介して鞘部に伝達され、当該鞘部から上下一対の柱側連結体に分かれて伝達され、当該柱側連結体から柱の梁接合部に伝達されることとなる。ここで、鞘部と柱との間には隙間が設けられているので、当該鞘部からの荷重が柱の中途部に伝達されることはなく、当該柱の中途部に壁体からの荷重が作用することをより確実に防止することができる。

また、本発明に係る壁支持構造において、壁体側連結体は、鞘部に固定される鞘側固定部と、壁体に固定される壁体側固定部と、鞘側固定部と壁体側固定部との間に設けられ、鞘側固定部と壁体側固定部との近接離間を許容する弾性変形部と、を備え、壁体と鞘部との間には、少なくとも壁体側連結体の弾性変形部の弾性変形を許容する間隔が設けられていることが好ましい。これによれば、壁体からの水平荷重の一部又は全部を弾性変形部による弾性変形で吸収することができ、当該壁体から柱に作用する水平荷重自体を減少又は無くすことができることとなる。

また、本発明に係る壁支持構造において、壁体側連結体の弾性変形部は、壁体の面外方向に向けての鞘側固定部と壁体側固定部の相対的な変位を拘束可能に形成されていることが好ましい。これによれば、当該壁体側連結体に連結される壁体は、当該壁体の面外方向への変位が拘束されることとなり、これによって、当該壁体に風荷重等が作用する場合でも、当該壁体のがたつきを防止できるものとなっている。

また、本発明に係る壁支持構造において、柱側連結体には、梁接合部に接合される梁との離間距離を規定する規定部が設けられていることが好ましい。これによれば、当該規定部によって規定される離間距離に基づいて柱側連結体を柱に取り付けることができ、施工性の向上が図られる。

また、本発明に係る壁支持構造において、壁体は、互いに隣接して敷設される複数の壁パネルと、該複数の壁パネルの上端部を保持する保持部を備え、該保持部が壁柱連結機構に連結されていることが好ましい。これによれば、壁体を複数の壁パネルを敷設して形成することができ、壁体を形成する作業の簡便化が図られる。

また、本発明に係る壁支持構造において、複数の壁パネルは、保持部に相対回転可能に保持されていることが好ましい。これによれば、地震時に各壁パネルを保持部に対してロッキングさせることができ、これによって、地震時に壁パネル自体に過大に水平荷重が作用することを防止することができ、当該水平荷重による壁パネルの損傷を防止することができる。

本発明によれば、躯体を形成する柱の側方に階間に相当する高さを有しない壁体を設置する建物にあって、容易な設計にて、地震時に生じる当該壁体からの水平荷重に起因した柱の損傷や破壊を可及的抑制することができる。

本発明の実施形態に係る壁支持構造が適用される建物の斜視図である。 図１の建物の１階部分を示す断面図である。 図２の建物の２階部分を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る壁支持構造の外観を示す斜視図である。 床パネルや壁パネルを取り除いた状態における壁支持構造を、建物の内側から見た図である。 図５に示すＷ１の拡大図である。 図５に示すＷ２の拡大図である。 図５に示すＷ３の拡大図である。 図６に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

（建物の全体構成）
図１〜図３に示されるように、本発明の実施形態に係る壁支持構造が適用される建物１は、３階建ての住宅建物であって、梁３Ａ，３Ｂと柱４とからなる構造躯体２（図３参照）と、これら梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて各階の床を形成する各階床部５Ａ，５Ｂ，５Ｃと、梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて建物１の屋根を形成する屋根部６と、同じく梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて建物１の外皮を形成する外壁８とを備えている。なお、本実施形態に係る建物１では、適宜箇所に小梁３Ｚが設けられている箇所がある。

構造躯体２は、基礎から立ち上がる複数本（本実施形態においては８本）の柱４と、隣り合う柱４間に架設される複数本の梁３Ａ，３Ｂとを備えてなるいわゆるラーメン構造を構成している。

本実施形態に係る柱４は、建物１の１階下部から３階上部に亘って延設されており、各階を形成すべく所定高さに設定された梁接合部と、端部から梁接合部までを連絡する長尺状の部位、及び上下の各梁接合部間を連絡する長尺状の部位からなる一般部とを備えている。一般部は、公知の角形鋼管により形成されている。また、梁接合部は、梁３Ａ，３Ｂのせい（梁３Ａ，３Ｂの下端から上端までの高さ）と同程度の高さを有して四角筒状に形成されている。

梁３Ａ，３Ｂは、上下一対のフランジの中央部分をウェブにて連結してなるＨ型鋼により形成された梁本体と、梁本体の両端部に接合されて柱４の梁接合部に面接触するエンドプレートとを備えている。梁３Ａ，３Ｂは、エンドプレートが梁接合部に面接触して適宜にボルト結合される。

１階の床部５Ａは、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）製の複数枚の床パネル５ａ（図２参照）を基礎上に敷き並べて形成される。また、２階、及び３階の床部５Ｂ，５Ｃは、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート製の複数枚の床パネル５ａと、これら複数枚の床パネル５ａを構造力学的に一体化させる公知の剛床機構とを備えており、複数枚の床パネル５ａは適宜に梁３Ａ，３Ｂに支持されている。

なお、本実施形態では、２階が中間階に相当し、２階の床部５Ｂ（図３参照）は、２階の階高に一致した床面を有する一般床部５Ｂ_１と、床面が一般床部５Ｂ_１よりも低位となる下げ床部５Ｂ_２とを備えている。

屋根部６（図１参照）は、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート製の複数枚の屋根パネル６ａを備えている。また、屋根部６としては、水平に屋根パネル６ａを敷設してなる陸屋根部６Ａと、陸屋根部６Ａと建物１の外壁８とを連結する傾斜屋根部６Ｂとの二種類の態様が設けられている。

屋根部６は、屋外を向いて風雨に晒される外面領域を有するため、その外面領域には室内への雨水等の進入を防止するための防水構造が設けられている。例えば、陸屋根部６Ａには、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）からなる屋根パネル６ａの上に発泡下地材（断熱材）、不燃板、そして防水シートが積層されて所定の防水構造が形成されている。また、傾斜屋根部６Ｂには、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）からなる屋根パネル６ａの上に不燃板、防水シート、そして屋根仕上げ材（瓦材）などが積層されて所定の防水構造が形成されている。

外壁８は、一般に所定寸法に形成された軽量気泡コンクリート製の複数枚の外壁パネル９Ａ，９Ｂによって形成され、各外壁パネル９Ａ，９Ｂは、いわゆるロッキング工法（「ロッキング機構」ともいう）により上下両端部が梁３Ａ，３Ｂに、または梁３Ａ，３Ｂと基礎とに保持されている。また、外壁パネル９Ａ，９Ｂの内側には断熱材が沿設されており、断熱材の内側には内装材を支持する内装下地が設けられている。

本実施形態に係る主要な断熱材は、フェノールフォーム等の気密性を有するプラスチック系断熱材を用いて平板状に形成された断熱ボードである。この種の断熱材は、設置する部位のサイズに応じて複数のブロックに分割され、そして各ブロックは外壁パネル９Ａ，９Ｂの内側の所定位置に敷設され、継ぎ目が気密テープなどで覆われて設置されている。なお、断熱材としては、ロックウールやグラスウール等の繊維系断熱材も適宜に用いられている。

また、内装下地は、一対の縦桟の間に複数の横桟を組みつけて形成される木製のフレーム状に形成されており、支持固定部材を介して床パネル５ａや梁３Ａ，３Ｂに固定されるものとなっている。また、内装材は、平板状の石膏ボードなどにより形成されており、その石膏ボードが内装下地に留め付けられることで形成されている。

本実施形態に係る建物１の全体構成は以上である。次に、本実施形態に係る建物１の間取り等の一例について簡単に説明する。

本実施形態に係る建物１は、１階の前部（通りに面した部分）にガレージ（キャビティ）Ｇが形成されている。また、ガレージＧよりも後方（奥方）となる領域は外壁８で覆われており、外壁８の内側となる屋内領域（室内の領域）には各居室等が設けられている。建物１の前方からガレージＧを眺めた場合の右側の屋内領域は手前側に突き出ており、この突き出た領域には玄関Ｒ１が設けられている。

また、２階には、１階のガレージＧの略上方となる前部にリビングＲ８が設けられており、リビングＲ８の奥方にキッチンＲ１０が設けられている。リビングＲ８は下げ床部５Ｂ_２として構成されている。

また、キッチンＲ１０に面してベランダＶが配されており、ベランダＶの先端部には、通常の手摺などよりも、せい（高さ）の高いハイウォール部１０が設けられている。ハイウォール部１０は外壁パネル９Ａによって形成され、ハイウォール部１０のせいは、２階の階高よりも数十センチ程度低くなっている。その結果、キッチンＲ１０は、ハイウォール部１０によって隣接する建物からの視線が遮断される一方、採光を確保できるものとなっている。

次に、本発明の実施形態に係る壁支持構造１００について詳細に説明する。この壁支持構造１００は、上述の建物１においては、ベランダＶにおけるハイウォール部１０に対して適用される。図４は、本発明の実施形態に係る壁支持構造１００の外観を示す斜視図である。図５は、壁パネルや床パネルを取り除いた状態における壁支持構造１００を、建物の内側から見た図である。ただし、図５では支持対象となる壁体の壁パネルの一部は示されている。図６は、図５に示すＷ１の拡大図である。図７は、図５に示すＷ２の拡大図である。図８は、図５に示すＷ３の拡大図である。図９は、図６に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図４及び図５に示すように、壁支持構造１００は、上下に一対の梁接合部２１を有する柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ（図１〜図３に示す例における、柱４に対応する）と、梁接合部２１に接続される上下一対の梁３０Ａ，３０Ｂ（図１〜図３に示す例における、梁３Ａに対応する）と、上下一対の梁３０Ａ，３０Ｂの間で柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに沿って設けられる壁体４０（図１〜図３に示す例における、ハイウォール部１０に対応する）と、壁体４０と柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとを連結する壁柱連結機構５０と、を備えている。なお、図４は、三本の柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃよりも内側に設けられるベランダに対して、外壁側の二面に壁体４０を設けた構造の一例を示しており、図３に示すものとは柱の配置などが異なっている。

壁体４０は、互いに隣接して敷設される複数の壁パネル４１（図１〜図３に示す例における、９Ａに対応する）と、該複数の壁パネル４１の上端部を保持する保持部４２と、を備えている。この壁体４０が、図３において説明したハイウォール部１０に該当する。保持部４２は、梁３０Ａ，３０Ｂと平行をなすと共に柱同士の間で延びる鋼材である。保持部４２は、両端側において柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから離間しており、壁柱連結機構５０を介して柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの上下一対の梁接合部２１近傍に連結支持されている。壁パネル４１は、長方形状をなしており、隣接する壁パネル４１と長辺部分が互いに隣接するように、保持部４２に沿って敷設される。壁パネル４１の上端は保持部４２の上面付近まで延びており、下端は下側の梁３０Ｂの上面に載置される。複数の壁パネル４１は、保持部４２を挟んで建物の外側に敷設されると共に、建物の内側にも敷設される。すなわち、外側の壁パネル４１は、保持部４２の外側面４２ａに接触するように保持され、内側の壁パネル４１は、保持部４２の内側面４２ｂに接触するように保持される（図９参照）。このような構成により、壁体４０と上側の梁３０Ａとの間には隙間ＳＬが形成される。壁体４０で隣接する建物からの視線を遮断すると共に、隙間ＳＬから採光を確保する。なお、図４に示すように、壁体４０を構成する壁パネル４１以外の部分も梁や柱を覆うための壁パネルが設けられている。柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにおける壁体４０と梁３０Ａとの間の隙間ＳＬに対応する部分には、角部を覆うためのコーナーパネルＣＰ１が設けられる。柱２０Ｂの建物の角部に該当する部分には、梁３０Ａと梁３０Ａとの間で延びる長いコーナーパネルＣＰ２が設けられる。壁体４０は、階高の少なくとも半分以上が好ましく、２／３程度が好ましい。あるいは、壁体４０は、１６０〜１９０ｃｍに設定することが好ましい。

保持部４２は、断面コ字状をなして上方に開口する本体部４３と、当該本体部４３の上端における両側の縁部から幅方向へ広がる鍔部４４と、を有している（図８及び９を参照）。鍔部４４は、壁パネル４１の上面を上方から覆うように設けられており、鍔部４４と壁パネル４１の上面との間でシーリングがなされる。更に、鍔部４４及び本体部４３を覆うように、すなわち壁体４０の上端全体を覆うように笠木４６が配置される（図４参照）。

壁パネル４１は、保持部４２に相対回転可能に保持されている。具体的には、壁パネル４１の上端側の部分における幅方向の中央位置に、一本のボルト４７が挿通される。ボルト４７は、保持部４２の外側面４２ａまたは内側面４２ｂに対してナット４８で固定される（図５及び図９参照）。このように上端部を一本のボルト４７で固定することにより、壁パネル４１は、地震時などにボルト４７を軸として相対的に回転移動することができる。一方、壁パネル４１の下端側は梁３０Ｂによって支持されている。壁パネル４１の下面は、梁３０Ｂの上面に載置されている。梁３０Ｂの上面には、上方へ突出すると共に梁３０Ｂの長手方向に沿って延びる一対の支持片３１が形成されている。一方の支持片３１は、建物の外側に配置される壁パネル４１の裏面と接触し、他方の支持片３１は、建物の内側に配置される壁パネル４１の裏面と接触する。壁パネル４１の裏面には、支持片３１を挟み込むように支持板３２が取り付けられると共に、当該支持板３２が壁パネル４１に対してボルト３３で締結される。これによって、梁３０Ｂに固定された支持片３１を、壁パネル４１と支持板３２とで挟み込む構造となるため、壁パネル４１の下端部が梁３０Ｂに支持される。

図５に示すように、壁柱連結機構５０は、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの上側の梁接合部２１の近傍に取り付けられる上部柱側連結体５１と、下側の梁接合部２１の近傍に取り付けられる下部柱側連結体５２と、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと隙間を有した状態で上部柱側連結体５１及び下部柱側連結体５２に連結される鞘部５３と、該鞘部５３と壁体４０とを連結する壁体側連結体５４と、を備えている。なお、図５では、柱２０Ａに対する壁柱連結機構５０は、上部柱側連結体５１及び下部柱側連結体５２から鞘部５３を取り外した状態を示している（柱２０Ａに対する鞘部５３、壁体側連結体５４は仮想線で示されている）。なお、以下の説明では、主に図６〜図９を用いて柱２０Ｂに対する壁柱連結機構５０の構成を説明するが、柱２０Ａ，２０Ｃに対する壁柱連結機構５０も同様な構成を有しているため、説明を省略する。

図６及び図９に示すように、上部柱側連結体５１は、梁接合部２１近傍で柱２０Ｂに固定されると共に、鞘部５３を柱２０Ｂと接触しないように離間させて支持するバンド状の鋼材である。上部柱側連結体５１は、柱２０Ｂの上側の梁接合部２１の直下に固定されている。ここで、梁接合部２１の直下とは、梁接合部２１に対して下側に隣接する位置であり、上部柱側連結体５１と梁接合部２１とが接触している必要はなく、図６に示すように、上部柱側連結体５１の取り付け作業の際に生じる僅かな隙間は許容される。上部柱側連結体５１は、ベルト状の第一部材５６及び第二部材５７の二つの部材によって構成されており、両部材で柱２０Ｂを挟み込みボルト及びナットで締め付けて挟持することによって、柱２０Ｂに固定される。なお、以下の説明においては、柱２０Ｂの四方の側面のうち、柱２０Ａと対向する側面を側面２０ａとし、柱２０Ｃと対向する側面を側面２０ｂとし、建物外側で側面２０ａと対向する側面を側面２０ｃとし、建物外側で側面２０ｂと対向する側面を側面２０ｄとする。柱２０Ｂにおいては、側面２０ａ及び側面２０ｂが、壁体４０の端部と対向する側面となる。

第一部材５６は、帯状の鋼板を柱２０Ｂの外形に沿ってコ字状に屈曲させた挟持部５６ａと、ボルト及びナットで第二部材５７と締結されるフランジ部５６ｂと、を備えている。挟持部５６ａは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの一部、及び側面２０ｃと接触する。フランジ部５６ｂは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの面外方向へ挟持部５６ａの両端を垂直に屈曲させることによって形成されている。

第二部材５７は、第一部材５６における挟持部５６ａ及びフランジ部５６ｂと柱２０Ｂを挟んで対称な構造とされた挟持部５７ａ及びフランジ部５７ｂを備えると共に、挟持部５７ａから下方へ向かって拡張された拡張部５７ｃを備えている。また、当該拡張部５７ｃには、鞘部５３を締結するためのボルト部５８Ａ，５８Ｂと、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を設けるためのスペーサ部５９Ａ，５９Ｂを備えている。

挟持部５７ａは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの一部、及び側面２０ａと接触する。フランジ部５７ｂは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの面外方向へ挟持部５７ａの両端を垂直に屈曲させることによって形成されている。拡張部５７ｃは、側面２０ａに接触すると共に側面２０ｂと接触するように断面Ｌ字状に形成されて、挟持部５７ａの下端に連結されている。この拡張部５７ｃは、側面２０ａの幅方向における中央位置付近と、側面２０ｂの幅方向における中央位置付近を覆うように形成されている。

ボルト部５８Ａは、拡張部５７ｃのうち側面２０ａに対応する部分から、垂直に突出している。ボルト部５８Ａは、側面２０ａの幅方向における中央位置に対応する位置に配置されている。一方、ボルト部５８Ｂは、拡張部５７ｃのうち側面２０ｂに対応する部分から、垂直に突出している。ボルト部５８Ｂは、側面２０ｂの幅方向における中央位置に対応する位置に配置されている。このように、ボルト部５８Ａ，５８Ｂが、柱２０Ｂの側面２０ａ，２０ｂの幅方向における中央位置において鞘部５３を支持することができるため、安定した支持が可能となる。スペーサ部５９Ａは、ボルト部５８Ａを取り囲むように配置された矩形状の鋼板であり、拡張部５７ｃの外面と鞘部５３の内面とで挟まれるように配置されることで、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を形成する部材である。スペーサ部５９Ｂは、ボルト部５８Ｂを取り囲むように配置された矩形状の鋼板であり、拡張部５７ｃの外面と鞘部５３の内面とで挟まれるように配置されることで、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を形成する部材である。

図７に示すように、下部柱側連結体５２は、梁接合部２１近傍で柱２０Ｂに固定されると共に、鞘部５３を柱２０Ｂと接触しないように離間させて支持するバンド状の鋼材である。下部柱側連結体５２は、柱２０Ｂの下側の梁接合部２１の（カプラ２２を介して）直上に固定されている。ここで、梁接合部２１の直上とは、梁接合部２１に対して上側に隣接する位置である。ただし、上部柱側連結体５１と梁接合部２１とが接触している必要はなく、図６に示すように、カプラ２２のような柱の基本構造上、必須となる部分が存在する場合は、当該必須部材を介して隣接していればよく、また、上部柱側連結体５１の取り付け作業の際に生じるカプラ２２との僅かな隙間も許容される。下部柱側連結体５２は、ベルト状の第一部材６１及び第二部材６２の二つの部材によって構成されており、両部材で柱２０Ｂを挟み込みボルト及びナットで締め付けて挟持することによって、柱２０Ｂに固定される。

第一部材６１は、帯状の鋼板を柱２０Ｂの外形に沿ってコ字状に屈曲させた挟持部６１ａと、ボルト及びナットで第二部材６２と締結されるフランジ部６１ｂと、を備えている。挟持部６１ａは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの一部、及び側面２０ｃと接触する。フランジ部６１ｂは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの面外方向へ挟持部６１ａの両端を垂直に屈曲させることによって形成されている。

第二部材６２は、第一部材６１における挟持部６１ａ及びフランジ部６１ｂと柱２０Ｂを挟んで対称な構造とされた挟持部６２ａ及びフランジ部６２ｂを備えると共に、挟持部６２ａから上方へ向かって拡張された拡張部６２ｃを備えている。また、当該拡張部６２ｃには、鞘部５３を締結するためのボルト部６３Ａ，６３Ｂと、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を設けるためのスペーサ部６４Ａ，６４Ｂと、下側の梁３０Ｂとの離間距離を規定する規定部６６と、を備えている。

挟持部６２ａは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの一部、及び側面２０ａと接触する。フランジ部６２ｂは、柱２０Ｂの側面２０ｂ，２０ｄの面外方向へ挟持部６２ａの両端を垂直に屈曲させることによって形成されている。拡張部６２ｃは、側面２０ａに接触すると共に側面２０ｂと接触するように断面Ｌ字状に形成されて、挟持部６２ａの上端に連結されている。この拡張部６２ｃは、側面２０ａの幅方向における中央位置付近と、側面２０ｂの幅方向における中央位置付近を覆うように形成されている。

ボルト部６３Ａは、拡張部６２ｃのうち側面２０ａに対応する部分から、垂直に突出している。ボルト部６３Ａは、側面２０ａの幅方向における中央位置に対応する位置に配置されている。一方、ボルト部６３Ｂは、拡張部６２ｃのうち側面２０ｂに対応する部分から、垂直に突出している。ボルト部６３Ｂは、側面２０ｂの幅方向における中央位置に対応する位置に配置されている。このように、ボルト部６３Ａ，６３Ｂが、柱２０Ｂの側面２０ａ，２０ｂの幅方向における中央位置において鞘部５３を支持することができるため、安定した支持が可能となる。スペーサ部６４Ａは、ボルト部６３Ａを取り囲むように配置された矩形状の鋼板であり、拡張部６２ｃの外面と鞘部５３の内面とで挟まれるように配置されることで、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を形成する部材である。スペーサ部６４Ｂは、ボルト部６３Ｂを取り囲むように配置された矩形状の鋼板であり、拡張部６２ｃの外面と鞘部５３の内面とで挟まれるように配置されることで、鞘部５３と柱２０Ｂとの間に隙間を形成する部材である。規定部６６は、挟持部６２ａの外面から突出すると共に下方へ延びるＬ字状の板部材である。規定部６６の下端面は、梁３０Ｂの上面に載置される。この規定部６６の長さは予め定められており、規定部６６の下端面を梁３０Ｂの上面に載置したときに、下部柱側連結体５２が所望の位置に配置されるように設計されている。なお、規定部を上部柱側連結体５１に設けてもよい。

図５〜図９に示すように、鞘部５３は、柱２０Ｂと直接接触することなく壁体側連結体５４と上部柱側連結体５１及び下部柱側連結体５２とを連結する。鞘部５３は、柱２０Ｂの側面２０ａ及び側面２０ｂを覆うように上下方向に延びる断面略Ｌ字状の鋼材である。鞘部５３は、柱２０Ｂの側面２０ａと対向する第一主面部５３ａと、側面２０ｂと対向する第二主面部５３ｂと、側面２０ａと側面２０ｄの間の角部に沿って第一主面部５３ａの縁部を屈曲させた第一屈曲部５３ｃと、側面２０ｂと側面２０ｃの間の角部に沿って第二主面部５３ｂの縁部を屈曲させた第二屈曲部５３ｄと、を備えている。鞘部５３は、上端部が上部柱側連結体５１の拡張部５７ｃを覆う位置まで延び、下端部が下部柱側連結体５２の拡張部６２ｃを覆う位置まで延びている。鞘部５３は、屈曲部５３ｃ，５３ｄを有していることにより、曲げ剛性の向上が図られており、長物であるにも関わらず中途部に作用する壁体４０からの荷重に対し十分な強度を確保することができ、当該荷重を十分に柱２０Ｂの上端部及び下端部へ伝達することができる。

第一主面部５３ａの上端部と下端部、及び、第二主面部５３ｂの上端部と下端部には、上部柱側連結体５１及び下部柱側連結体５２の各ボルト部が挿通される長孔６７が形成されている。第一主面部５３ａの上端部に形成される長孔６７には、上部柱側連結体５１の側面２０ａ側のボルト部５８Ａが挿通される。第二主面部５３ｂの上端部に形成される長孔６７には、上部柱側連結体５１の側面２０ｂ側のボルト部５８Ｂが挿通される。第一主面部５３ａの下端部に形成される長孔６７には、下部柱側連結体５２の側面２０ａ側のボルト部６３Ａが挿通される。第二主面部５３ｂの下端部に形成される長孔６７には、下部柱側連結体５２の側面２０ｂ側のボルト部６３Ｂが挿通される。各長孔６７は、主面部の幅方向に沿って延びるように形成されている。これによって、鞘部５３を柱２０Ｂに取り付ける場合、図９においてＤ１に示すような斜め方向から取り付けることで、各ボルト部がスムーズに長孔６７に挿通されるため、セットが行い易くなる。

鞘部５３を柱２０Ｂに取り付けると、鞘部５３の内面が、上部柱側連結体５１及び下部柱側連結体５２におけるスペーサ部５９Ａ，５９Ｂ，６４Ａ，６４Ｂと接触し、当該スペーサ部５９Ａ，５９Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ以外の部分では、上部柱側連結体５１、下部柱側連結体５２、及び柱２０Ｂとは非接触となる。この状態で各ボルト部５８Ａ，５８Ｂ，６３Ａ，６３Ｂに対してナットを締めて鞘部５３を締結することにより、柱２０Ｂと鞘部５３との間には十分な隙間が形成される。

図５及び図９に示すように、鞘部５３のうち、壁体４０の上端よりも上方の領域には、コーナーパネルＣＰ１を連結するためのボルト６８が取り付けられる。このボルト６８は、鞘部５３の内側から挿通されることで、各角部から先端が突出する状態とされる。この状態でコーナーパネルＣＰ１の角部に対して斜め方向に形成された貫通孔にボルト６８を挿通させて締結することにより、鞘部５３に対してコーナーパネルＣＰ１が固定される。

図５、図８及び図９に示すように、壁体側連結体５４は、鞘部５３に固定される鞘側固定部７１と、壁体４０に固定される壁体側固定部７２と、鞘側固定部７１と壁体側固定部７２との間に設けられ、鞘側固定部７１と壁体側固定部７２との近接離間を許容する弾性変形部７３と、を備えている。なお、図５及び図８においては、柱２０Ｂと柱２０Ａとの間に配置される壁体４０に対する壁体側連結体５４の全体構造が示されており、柱２０Ｂと柱２０Ａとの間に配置される壁体４０に対する壁体側連結体５４については、鞘側固定部７１のみ示されており、壁体側固定部７２と弾性変形部７３は省略されている。

鞘側固定部７１は、鞘部５３の第一主面部５３ａと面接触して固定される固定部７１ａと、固定部７１ａの上端を垂直に屈曲させることで水平面をなす水平部７１ｂと、水平部７１ｂの下面と固定部７１ａの間に立設されて鞘側固定部７１の剛性を確保するリブ７１ｃと、を備えている。第二主面部５３ｂに固定される鞘側固定部７１も同様な構成を有している。鞘側固定部７１は、壁体４０の保持部４２よりも数ｃｍ〜十数ｃｍ下方に取り付けられている。壁体側固定部７２は、壁体４０の保持部４２の端部の下面と面接触して固定される板状部材である。弾性変形部７３は、壁体側固定部７２の端部より下方へ垂直に延びる垂直部７３ａと、垂直部７３ａの下端から水平に延びて鞘側固定部７１の水平部７１ｂの上面に載置されて固定される固定部７３ｂと、を備えている。このような構成とすることで、鞘部５３と壁体４０との間には、少なくとも弾性変形部７３の弾性変形を許容する間隔が設けられる。すなわち、地震などにより弾性変形部７３が弾性変形しても、鞘部５３に壁体４０の保持部４２が接触しない程度の隙間が形成される。

壁体側固定部７２及び弾性変形部７３は、平板をクランク状に屈曲形成して構成されている。これによって、弾性変形部７３は、壁体４０の面外方向に向けての鞘側固定部７１と壁体側固定部７２の相対的な変位を拘束可能に形成される。具体的には、弾性変形部７３は、保持部４２の延びる方向へは弾性変形を行うことができ、一方、保持部４２及び壁パネル４１の厚み方向（図８における紙面前後方向）に対しては高い曲げ強度を発揮し、容易に変形しない構成となっている。これによって、壁体側連結体５４は、壁体４０の面内変形（壁体４０の幅方向、すなわち地震時における荷重伝達方向）には弾性変形を行うことができる一方で、面外方向（壁体４０の法線方向、すなわち風荷重の作用方向）には高い曲げ強度を発揮し、容易に変形しない構成となっている。

次に、本実施形態に係る壁支持構造１００の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る壁支持構造１００によれば、壁体４０は、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの壁柱連結機構５０を介して柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの梁接合部２１近傍に接続されるため、地震時等に発生する当該壁体４０からの水平荷重（図５においてＰＤ１で示される）は、少なくとも柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部ではなく当該柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの梁接合部２１近傍に作用する（図５においてＰＤ２、ＰＤ３で示す経路で作用する）こととなる。梁接合部２１には梁３０Ａ，３０Ｂが接合されているため、当該梁接合部２１及びその近傍は柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部よりも極めて剛性が高い。従って、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは壁体４０からの水平荷重が作用する場合でも変形を免れ、当該荷重をスムーズに梁等に伝達することができる。

ここで、仮に壁体４０からの水平荷重が柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部に作用する場合、当該荷重に耐えうるべく、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの強度を過大に設計する必要が生じる。また、梁と柱の組み合わせによって構成され、そのようなシンプルな基本構造に基づいて構造計算がなされる構造躯体においては、柱の中途部に荷重が作用する部分が存在している場合、それが一部分だけであっても、当該部分における座屈を考慮して構造計算を行わなくてはならず、計算が煩雑化する。しかしながら、本実施形態に係る壁支持構造によれば、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部に壁体４０からの水平荷重を作用させてしまうことを回避できるので、当該水平荷重に伴う柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部での座屈等を考慮する必要がなく、当該座屈を考慮することに伴う柱の過大な強度確保のための設計を回避できると共に、当該座屈を考慮するに伴う構造計算の煩雑化を抑制することもできる。以上によって、容易な設計にて、地震時に生じる当該壁体４０からの水平荷重に起因した柱の損傷や破壊を可及的抑制することができる。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、壁体４０の下端部が下側の梁３０Ｂ上に載置されると共に、上端部が壁柱連結機構５０を介して柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの上側の梁接合部２１の直下及び下側の梁接合部２１の直上に連結支持されている。これによれば、壁体４０の下端部を下側の梁３０Ｂで受けることとなるので、当該壁体４０全体を安定した状態で支持することができるものとなっている。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、壁柱連結機構５０は、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの上下一対の梁接合部２１の近傍にそれぞれ取り付けられる上下一対の柱側連結体５１，５２と、柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと隙間を有した状態で上下一対の柱側連結体５１，５２に連結される鞘部５３と、該鞘部５３と壁体４０とを連結する壁体側連結体５４と、を備えている。これによれば、壁体４０からの水平荷重（図５に示すＰＤ１）は壁柱連結機構５０の壁体側連結体５４を介して鞘部５３に伝達され、当該鞘部５３から上下一対の柱側連結体５１，５２に分かれて伝達され、当該柱側連結体５１，５２から柱の梁接合部２１に伝達されることとなる（図５に示すＰＤ２、ＰＤ３）。ここで、鞘部５３と柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとの間には隙間が設けられているので、当該鞘部５３からの荷重が柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中途部に伝達されることはなく、当該柱の中途部に壁体４０からの荷重が作用することをより確実に防止することができる。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、壁体側連結体５４は、鞘部５３に固定される鞘側固定部７１と、壁体４０に固定される壁体側固定部７２と、鞘側固定部７１と壁体側固定部７２との間に設けられ、鞘側固定部７１と壁体側固定部７２との近接離間を許容する弾性変形部７３と、を備え、壁体４０と鞘部５３との間には、少なくとも壁体側連結体５４の弾性変形部７３の弾性変形を許容する間隔が設けられている。これによれば、壁体４０からの水平荷重の一部又は全部を弾性変形部７３による弾性変形で吸収することができ、当該壁体４０から柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに作用する水平荷重自体を減少又は無くすことができることとなる。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、壁体側連結体５４の弾性変形部７３は、壁体４０の面外方向に向けての鞘側固定部７１と壁体側固定部７２の相対的な変位を拘束可能に形成されている。これによれば、当該壁体側連結体５４に連結される壁体４０は、当該壁体４０の面外方向への変位が拘束されることとなり、これによって、当該壁体４０に風荷重等が作用する場合でも、当該壁体４０のがたつきを防止できるものとなっている。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、下部柱側連結体５２には、梁接合部２１に接合される梁３０Ｂとの離間距離を規定する規定部６６が設けられている。これによれば、当該規定部６６によって規定される離間距離に基づいて下部柱側連結体５２を柱２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに取り付けることができ、施工性の向上が図られる。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、壁体４０は、互いに隣接して敷設される複数の壁パネル４１と、該複数の壁パネル４１の上端部を保持する保持部４２を備え、該保持部４２が壁柱連結機構５０に連結されている。これによれば、壁体４０を複数の壁パネル４１を敷設して形成することができ、壁体４０を形成する作業の簡便化が図られる。

また、本実施形態に係る壁支持構造１００において、複数の壁パネル４１は、保持部４２に相対回転可能に保持されている。これによれば、地震時に各壁パネル４１を保持部４２に対してロッキングさせることができ、これによって、地震時に壁パネル４１自体に過大に水平荷重が作用することを防止することができ、当該水平荷重による壁パネル４１の損傷を防止することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図４〜図９に示す例では、壁体（ハイウォール）が二面に形成される場合について説明したが、一面の部分に適用してもよく、三面の部分に適用してもよい。

また、壁体として、上側に隙間ＳＬが形成されるハイウォールを例として挙げたが、壁体が、下側の梁との間に間隔を有した状態（壁体の下方に隙間を設ける構成）で設けられていてもよく、下側の梁と上側の梁との間にそれぞれ間隔を有した状態（壁体の上下に隙間を設ける構成）で設けられている構成に対しても本発明を適用することができる。更には、壁体の一部に開口部を設ける構成に対しても適用できる。また、壁柱連結機構によって、壁体は上下一対の梁接合部近傍の両方に連結支持されている例について説明したが、何れか一方のみに連結支持されていてもよい。例えば、柱側連結体が上下における一方のみに配置されている構成であってもよい。

１…建物、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…柱、２１…梁接合部、３０Ａ，３０Ｂ…梁、４０…壁体、４１…壁パネル、４２…保持部、５０…壁柱連結機構、５１…上部柱側連結体、５２…下部柱側連結体、５３…鞘部、５４…壁体側連結体、６６…規定部、７１…鞘側固定部、７２…壁体側固定部、７３…弾性変形部、１００…壁支持構造。

Claims (8)

1. 上下に一対の梁接合部を有する柱と、
   該上下一対の梁接合部に接続される上下一対の梁と、
   該上下一対の梁間の間隔よりも上下方向の大きさが小さく形成され、前記上下一対の梁の間で前記柱に沿って設けられる壁体と、
   前記壁体と前記柱とを連結する壁柱連結機構と、を備え、
   該壁体は、前記上下一対の梁の一方又は両方との間に間隔を有した状態で設けられると共に、前記壁柱連結機構を介して前記柱の上下一対の梁接合部近傍のいずれか一方又は両方に連結支持されており、
   前記柱の上下一対の梁接合部近傍は、前記柱の上側の梁接合部の直下、及び下側の梁接合部の直上であることを特徴とする壁支持構造。
2. 前記壁体の下端部が下側の梁上に載置されると共に、上端部が前記壁柱連結機構を介して前記柱の上側の梁接合部の直下及び下側の梁接合部の直上に連結支持されていることを特徴とする請求項１に記載の壁支持構造。
3. 前記壁柱連結機構は、
   前記柱の前記上下一対の梁接合部の近傍にそれぞれ取り付けられる上下一対の柱側連結体と、
   前記柱と隙間を有した状態で前記上下一対の柱側連結体に連結される鞘部と、
   該鞘部と前記壁体とを連結する壁体側連結体と、を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の壁支持構造。
4. 前記壁体側連結体は、
   前記鞘部に固定される鞘側固定部と、
   前記壁体に固定される壁体側固定部と、
   前記鞘側固定部と前記壁体側固定部との間に設けられ、前記鞘側固定部と前記壁体側固定部との近接離間を許容する弾性変形部と、を備え、
   前記壁体と前記鞘部との間には、少なくとも前記壁体側連結体の前記弾性変形部の弾性変形を許容する間隔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の壁支持構造。
5. 前記壁体側連結体の前記弾性変形部は、前記壁体の面外方向に向けての前記鞘側固定部と前記壁体側固定部の相対的な変位を拘束可能に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の壁支持構造。
6. 前記柱側連結体には、前記梁接合部に接合される前記梁との離間距離を規定する規定部が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の壁支持構造。
7. 前記壁体は、互いに隣接して敷設される複数の壁パネルと、該複数の壁パネルの上端部を保持する保持部を備え、該保持部が前記壁柱連結機構に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の壁支持構造。
8. 前記複数の壁パネルは、前記保持部に相対回転可能に保持されていることを特徴とする請求項７に記載の壁支持構造。

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