JP7196685B2 - Bearing walls and wall materials - Google Patents
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Description
本発明は、耐力壁及び壁面材に関する。 The present invention relates to load-bearing walls and wall coverings.
特許文献１には、物の上下の水平部材に接合される一対の縦材と、一対の縦材に接合され、複数のバーリング孔が上下に１列に形成された壁面材と、を備える耐力壁が開示されている。この耐力壁では、壁面材に形成されるバーリング孔の形状が円形とされている。 In Patent Document 1, a pair of vertical members joined to the upper and lower horizontal members of an object, and a wall member joined to the pair of vertical members and having a plurality of burring holes formed in a row vertically are provided. A wall is disclosed. In this load-bearing wall, the shape of the burring hole formed in the wall surface material is circular.
ところで、耐力壁の壁面材には、配管や配線のために複数の貫通孔が形成されていることがある。この貫通孔は、壁面材の耐力等を考慮して円形とされることが多い。しかし、市場では、円形の貫通孔を形成した耐力壁と比べて、地震の初期から終局までの耐力が略同等であり、さらに、軽量化も図れる耐力壁の開発が望まれている。 By the way, the wall material of the load-bearing wall may have a plurality of through-holes for piping and wiring. This through hole is often circular in consideration of the bearing strength of the wall material. However, in the market, there is a demand for the development of a load-bearing wall that has approximately the same load-bearing capacity from the beginning to the end of an earthquake and is also lighter than load-bearing walls with circular through holes.
本発明は上記事実を考慮し、地震の初期から終局までの耐力を確保しつつ、軽量化を図れる耐力壁及び壁面材を提供することを課題とする。 In view of the above facts, it is an object of the present invention to provide a load-bearing wall and a wall surface material that can reduce the weight while ensuring the load-bearing force from the beginning to the end of an earthquake.
本発明の第１態様の耐力壁は、上下方向に延びる一対の縦材と、一対の前記縦材にそれぞれ接合され、縁部に環状リブが設けられた開口部が前記上下方向に間隔をあけて１列形成された壁面材と、を備え、前記開口部の形状は、偶数個の角部を有する多角形状であり、前記壁面材には、前記上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ前記直線上に前記開口部の対向する前記角部の頂点同士が位置するように前記開口部が形成されている。 The load-bearing wall of the first aspect of the present invention comprises a pair of vertical members extending in the vertical direction, and openings each joined to the pair of vertical members and provided with annular ribs on the edges thereof being spaced apart in the vertical direction. and a wall surface member formed in a row with the opening having an even number of corners, wherein the wall surface member is symmetrical with respect to the straight line extending in the vertical direction. In addition, the opening is formed such that the apexes of the opposing corners of the opening are positioned on the straight line.
第１態様の耐力壁では、壁面材に形成された開口部の形状を偶数個の角部を有する多角形状としているため、多角形状の開口部における内接円の大きさを円形の開口部の大きさ以上とすることで、円形の開口部よりも壁面材に対する開口面積を大きくすることができる。これにより、耐力壁の軽量化を図ることができる。
また、上記耐力壁では、多角形状の開口部を上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ当該直線上に対向する角部の頂点同士が位置するように壁面材に形成している。このため、上記耐力壁では、地震の初期から終局までの耐力を、円形の開口部が形成された壁面材を有する耐力壁と略同程度に確保することができる。
In the load-bearing wall of the first aspect, since the shape of the opening formed in the wall surface material is a polygonal shape having an even number of corners, the size of the inscribed circle in the polygonal opening is the same as that of the circular opening. By setting the size to be larger than that of the circular opening, the opening area to the wall surface material can be made larger than that of the circular opening. This makes it possible to reduce the weight of the bearing wall.
Further, in the load-bearing wall, the polygonal opening is formed in the wall surface material so that the vertexes of the corners facing each other on the straight line are positioned symmetrically with respect to the straight line extending in the vertical direction. Therefore, the load-bearing wall can ensure a load-bearing force from the beginning to the end of an earthquake to substantially the same extent as a load-bearing wall having a wall surface material with a circular opening formed therein.
本発明の第２態様の耐力壁は、第１態様の耐力壁において、隣接する前記開口部の大きさが同じである。 A load-bearing wall according to a second aspect of the present invention is the load-bearing wall according to the first aspect, in which the adjacent openings have the same size.
第２態様の耐力壁では、隣接する開口部の大きさを同じ大きさにしていることから、例えば、隣接する開口部の大きさが異なる構成と比べて、開口部毎に作用する応力が一定となるため、地震の初期から終局までの耐力を確保しやすい。また、壁面材の製造も容易になる。 In the load-bearing wall of the second aspect, since the adjacent openings are of the same size, the stress acting on each opening is constant compared to, for example, a configuration in which the adjacent openings are of different sizes. Therefore, it is easy to secure the bearing strength from the beginning to the end of an earthquake. In addition, it becomes easy to manufacture the wall material.
本発明の第３態様の耐力壁は、第１態様又は第２態様の耐力壁において、前記開口部は、角部の頂点を前記直線上に配置した正方形状である。 A load-bearing wall according to a third aspect of the present invention is the load-bearing wall according to the first aspect or the second aspect, wherein the opening has a square shape with corner vertices arranged on the straight line.
第３態様の耐力壁では、開口部の形状を上下方向に延びる直線上に角部の頂点を配置した正方形状としていることから、内接円の大きさが同一の正多角形状の中で最も開口面積を大きくすることができるため、軽量化をさらに図ることができる。 In the load-bearing wall of the third aspect, the shape of the opening is a square with the vertices of the corners arranged on a straight line extending in the vertical direction. Since the opening area can be increased, the weight can be further reduced.
本発明の第４態様の耐力壁は、第１態様～第３態様のいずれか一態様において、前記上下方向に隣接する前記開口部の中心間距離が、一対の前記縦材と前記壁面材との接合点間の水平距離よりも短い。 A load-bearing wall according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, is such that the distance between the centers of the openings adjacent to each other in the vertical direction is the same as that of the pair of vertical members and the wall member. less than the horizontal distance between the junction points of
第４態様の耐力壁では、壁面材において、上下方向に隣接する開口部の中心間距離を一対の縦材と壁面材との接合点間の水平距離よりも短くしている。このため、耐力壁に地震による水平荷重が耐力壁に伝達された際に、壁面材では、一方の縦材と壁面材との接合部と開口部との水平方向の中間部、及び、他方の縦材と壁面材との接合部と開口部との水平方向の中間部におけるせん断応力（ミーゼス応力）値が上下方向に隣接する開口部間の上下方向の中間部のせん断応力値よりも低くなる。これにより、一対の縦材に生じる水平方向へのせん断応力が低減される。その結果、壁面材において上下方向に隣接する開口部間の上下方向の中間部が変形する前に、壁面材と縦材との接合部が変形することが抑制され、地震エネルギーを安定して吸収することが可能となる。 In the load-bearing wall of the fourth aspect, in the wall surface material, the distance between the centers of vertically adjacent openings is shorter than the horizontal distance between the joint points of the pair of vertical members and the wall surface material. For this reason, when a horizontal load due to an earthquake is transmitted to the load-bearing wall, in the wall material, the horizontal middle part between the joint between one vertical member and the wall material and the opening and the other The shear stress (Mises stress) value at the horizontal intermediate part between the joint between the vertical member and the wall material and the opening becomes lower than the shear stress value at the vertical intermediate part between the vertically adjacent openings. . This reduces the horizontal shear stress that occurs in the pair of longitudinal members. As a result, deformation of the joints between the wall material and the vertical members is suppressed before the vertical intermediate portion between the vertically adjacent openings in the wall material deforms, stably absorbing the seismic energy. It becomes possible to
本発明の第５態様の壁面材は、上下方向に延びる一対の縦材にそれぞれ接合される壁面材であって、前記上下方向に間隔をあけて形成され、偶数個の角部を有する多角形状の開口部と、前記開口部の縁部に設けられた環状リブと、を備え、前記上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ前記直線上に前記開口部の対向する前記角部の頂点同士が位置している。 A wall surface member according to a fifth aspect of the present invention is a wall surface member that is joined to a pair of vertical members extending in the vertical direction, and is formed in a polygonal shape having an even number of corners and is formed with an interval in the vertical direction. and an annular rib provided at the edge of the opening, symmetrical with respect to the straight line extending in the vertical direction and on the straight line. are located together.
第５態様の壁面材では、開口部の形状を偶数個の角部を有する多角形状としているため、多角形状の開口部における内接円の大きさを円形の開口部の大きさ以上とすることで、円形の開口部よりも壁面材に対する開口面積を大きくすることができる。これにより、壁面材の軽量化を図ることができる。
また、上記壁面材では、多角形状の開口部を上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ当該直線上に対向する角部の頂点同士が位置するように形成している。このため、上記壁面材では、地震の初期から終局までの耐力を、円形の開口部が形成された壁面材と略同程度に確保することができる。
In the wall surface material of the fifth aspect, since the shape of the opening is polygonal with an even number of corners, the size of the inscribed circle in the polygonal opening must be equal to or greater than the size of the circular opening. , the opening area to the wall surface material can be made larger than that of the circular opening. As a result, it is possible to reduce the weight of the wall surface material.
Further, in the wall surface material, the polygonal opening is formed symmetrically with respect to a straight line extending in the vertical direction, and is formed such that the vertexes of the corners facing each other on the straight line are positioned. For this reason, the above-mentioned wall surface material can ensure the strength from the beginning to the end of an earthquake to substantially the same extent as a wall surface material in which a circular opening is formed.
本発明によれば、地震の初期から終局までの耐力を確保しつつ、軽量化を図れる耐力壁及び壁面材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load-bearing wall and wall surface material which can achieve weight reduction can be provided, ensuring the bearing force from the beginning to the end of an earthquake.
図１～図６を用いて本発明の一実施形態に係る耐力壁及び壁面材について説明する。なお、図中に示された矢印Ｕは、本実施形態の耐力壁が適用される建物の上方向を示している。また、図中に示された矢印Ｗは、耐力壁の幅方向を示している。なお、本実施形態では、耐力壁の幅方向と建物の水平方向が一致している。 A load-bearing wall and a wall surface material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. The arrow U shown in the drawing indicates the upward direction of the building to which the load-bearing wall of this embodiment is applied. An arrow W shown in the drawing indicates the width direction of the load-bearing wall. In addition, in this embodiment, the width direction of the load-bearing wall and the horizontal direction of the building match.
図１に示されるように、本実施形態の耐力壁２０は、枠材２２と、壁面材５０と、を備えている。
As shown in FIG. 1 , the load-bearing
図１及び図２に示されるように、枠材２２は、矩形状に形成されている。この枠材２２は、水平方向に間隔をあけて配置され、上下方向に延びる縦枠材２４、２６、２８と、縦枠材２４、２６、２８の各々の上端を水平方向につなぐ横枠材３０と、縦枠材２４、２６、２８の各々の下端を水平方向につなぐ横枠材３２と、備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、本実施形態の縦枠材２４、２６、２８は、本発明における縦材の一例である。
The
（縦枠材２４）
図２に示されるように、縦枠材２４は、枠材２２の幅方向（図中矢印Ｗ方向）一方側（図２及び図５では左側）の部分を形成している。なお、本実施形態では、枠材２２の幅方向と耐力壁２０の幅方向は一致している。
(Vertical frame member 24)
As shown in FIG. 2, the
この縦枠材２４は、図５及び図６に示されるように、幅方向外側の外枠部分を形成する角形鋼管３４と、幅方向内側の内枠部分を形成し、縦枠材２６側（言い換えると、枠材２２の幅方向他方側（図２及び図５では右側））が開放された断面がＣ字形状の形鋼３６と、を備えている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
角形鋼管３４は、断面が正方形状とされており、枠材２２の厚み方向（図中矢印Ｔ方向）に２つ並べて配置されている。これらの角形鋼管３４は、溶接により接合されている。
The
形鋼３６は、リップ溝形鋼であり、ウェブ部３６Ａの外面が角形鋼管３４の枠内側（枠材２２の内側）の面に接合されている。具体的には、形鋼３６は、２つの角形鋼管３４にドリルねじ３８を用いてそれぞれ接合されている。なお、本発明は上記構成に限定されず、例えば、溶接などの他の方法を用いて形鋼３６と角形鋼管３４を接合してもよい。また、形鋼３６の内面には、断面Ｃ字状の補強部材４０が接合されている。この補強部材４０は、溝形鋼であり、ウェブ部４０Ａの外面及び両フランジ部４０Ｂの外面が形鋼３６のウェブ部３６Ａの内面及び両フランジ部３６Ｂの内面にそれぞれ接合されている。なお、形鋼３６と補強部材４０の接合方法は、特に限定されない。例えば、溶接で形鋼３６と補強部材４０を接合してもよい。
The
（縦枠材２６）
図２に示されるように、縦枠材２６は、縦枠材２４と縦枠材２８の間に配置されており、枠材２２の幅方向中央部に位置する部分を形成している。
(Vertical frame member 26)
As shown in FIG. 2 , the
この縦枠材２６は、図５及び図６に示されるように、縦枠材２８側（言い換えると、枠材２２の幅方向他方側）が開放された断面がＣ字形状の形鋼４２と、を備えている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
（縦枠材２８）
図２に示されるように、縦枠材２８は、枠材２２の幅方向他方側（図２及び図５では右側）の部分を形成している。
(Vertical frame member 28)
As shown in FIG. 2, the
この縦枠材２８は、図５及び図６に示されるように、縦枠材２６を挟んで縦枠材２４と対称に構成されている。具体的には、縦枠材２８は、外枠部分を形成する角形鋼管３４と、内枠部分を形成し、縦枠材２６側（言い換えると、枠材２２の幅方向一方側（図２及び図５では左側））が開放された形鋼３６と、形鋼３６を補強する補強部材４０とを備えている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図２に示されるように、横枠材３０は、断面が矩形状の角形鋼管によって形成されている。この横枠材３０には、縦枠材２４、２６、２８の各々の上端がねじやボルト等のファスナー又は溶接等によって接合されている。
As shown in FIG. 2, the
図２に示されるように、横枠材３２は、横枠材３０と同様に、断面が矩形状の角形鋼管によって形成されている。この横枠材３０には、縦枠材２４、２６、２８の各々の下端がねじやボルト等のファスナー又は溶接等によって接合されている。
As shown in FIG. 2, the
図２に示されるように、枠材２２は、横枠材３０と横枠材３２の水平方向の相対変位に対する剛性を補強するための補剛部材４４、４６を備えている。補剛部材４４は、縦枠材２４と縦枠材２６との間で且つ上下方向の略中央部に配置されている。また、補剛部材４４は、一端が縦枠材２４にドリルねじ４８で接合され、他端が縦枠材２６にドリルねじ４８で接合されている。一方、補剛部材４６は、縦枠材２４と縦枠材２６との間で且つ上下方向の略中央部に配置されている。また、補剛部材４６は、一端が縦枠材２６に補剛部材４４の他端と共にドリルねじ４８で接合され、他端が縦枠材２８にドリルねじ４８で接合されている。なお、枠材２２の剛性が確保される場合には、補剛部材４４、４６を省略してもよい。
As shown in FIG. 2, the
（壁面材５０）
図１に示されるように、壁面材５０は、矩形状に形成された鋼板であり、枠材２２に接合されている。本実施形態の耐力壁２０では、壁面材５０を２枚用いており、一の壁面材５０が縦枠材２４と縦枠材２６に接合され、他の壁面材５０が縦枠材２６と縦枠材２８に接合されている。具体的には、一の壁面材５０の幅方向の両端部が一対の縦材である縦枠材２４及び縦枠材２６にそれぞれ複数のドリルねじ５２を用いて接合されている。また、他の壁面材５０の幅方向の両端部が一対の縦材である縦枠材２６及び縦枠材２８にそれぞれ複数のドリルねじ５２を用いて接合されている。なお、２枚の壁面材５０は、同一寸法であるが、本発明はこの構成に限定されず、異なる寸法であってもよい。
(Wall surface material 50)
As shown in FIG. 1 , the
なお、一の壁面材５０と縦枠材２４及び縦枠材２６との接合のためにドリルねじ５２がねじ込まれた部分、及び、他の壁面材５０と縦枠材２６及び縦枠材２８との接合のためにドリルねじ５２がねじ込まれた部分を接合部６０と称する。
In addition, the portion where the
また、図１及び図３に示されるように、接合部６０は、上下方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、本実施形態の壁面材５０では、接合部６０が略一定の間隔で設けられているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、耐力壁に水平荷重が作用した場合にせん断力が大きく作用する領域に接合部を密に配置して、上下方向に隣接する接合部に作用するせん断力を均一に近づけてもよい。
Moreover, as shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of
また、図３に示されるように、壁面材５０には、上下方向に間隔をあけて複数（本実施形態では７つ）の開口部５４が形成されている。これら７つの開口部５４は、上下方向に１列となるように形成されている。そして、１列に並んだ開口部５４は、壁面材５０の幅方向の中心に対してオフセットしている。換言すると、上下方向に隣接する開口部５４の中心を通って上下方向に延びる直線ＳＬが、幅方向の一方側又は他方側に寄っている（図３では直線ＳＬが右側に寄っている。）。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of (seven in this embodiment)
図３に示されるように、開口部５４は、偶数個の角部（隅部）５４Ａを有する多角形状とされている。なお、ここでいう「多角形状」には、角部が角張っている多角形及び角部が円弧状に湾曲している（丸まっている）多角形を含む。この開口部５４は、上記直線ＳＬに対して左右対称で且つ直線ＳＬ上に開口部５４の対向する角部５４Ａの頂点５４ＡＥ同士が位置するように壁面材５０に形成されている。なお、本実施形態では、開口部５４の形状が角部５４Ａの頂点５４ＡＥを直線ＳＬ上に配置した正方形状とされている。
As shown in FIG. 3, the
また、本実施形態では、上下方向に隣接する開口部５４の大きさが同じ大きさとされている。なお、多角形状の開口部５４の大きさは、内接円Ｃの直径が２００ｍｍ以上となる大きさに設定されることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the sizes of the
また、図５及び図６に示されるように、開口部５４の縁部には、壁面材５０と一体に形成された環状リブ５６が形成されている。本実施形態では、壁面材５０となる鋼板にバーリング加工が実施されて開口部５４及び環状リブ５６が形成されている。なお、本発明は上記構成に限定されず、例えば、壁面材５０となる鋼板にプレス加工で開口部を形成し、この開口部の縁部に多角形状の環状部材（筒状部材）を接合して開口部５４及び環状リブ５６を形成してもよい。
5 and 6, an
また、上下方向に隣接する開口部５４の中心間距離Ｄ１は、縦枠材２４における接合部６０と縦枠材２６における接合部６０との間の水平距離Ｄ２よりも短くなっている。
Also, the center-to-center distance D1 between the vertically
図１に示されるように、一の壁面材５０の上端部と他の壁面材５０の上端部は、横枠材３０にそれぞれ複数のドリルねじ５２を用いて接合されている。そして、一の壁面材５０の下端部と他の壁面材５０の下端部は、横枠材３２にそれぞれ複数のドリルねじ５２を用いて接合されている。
As shown in FIG. 1, the upper end of one
（本実施形態の作用並びに効果）
従来から耐力壁の壁面材には、配管や配線のために複数の開口部が形成されていることがある。これらの開口部は、壁面材の耐力等を考慮して円形とされることが多い。しかし、市場では、開口部が円形とされた壁面材を有する耐力壁と比べて、地震の初期から終局までの耐力が略同等であり、さらに、軽量化も図れる耐力壁の開発が望まれている。これらを考慮して本発明者らは、本発明の開発に至った。
(Action and effect of this embodiment)
Conventionally, a plurality of openings may be formed in the wall material of a load-bearing wall for piping and wiring. These openings are often circular in consideration of the bearing strength of the wall material. However, in the market, there is a demand for the development of a load-bearing wall that has almost the same load-bearing capacity from the beginning to the end of an earthquake and is also lighter than load-bearing walls that have wall materials with circular openings. there is Taking these into consideration, the present inventors have developed the present invention.
以下では、本実施形態の耐力壁２０と比較例の耐力壁を対比しながら、本実施形態の作用並びに効果について説明する。まず、各比較例の耐力壁について説明する。比較例の耐力壁１００は、図９に示されるように、壁面材１０２に円形の開口部１０４が形成された耐力壁である。また、比較例の耐力壁１１０は、図１０に示されるように、壁面材１１２に正方形状の開口部１１４が形成されているが、直線ＳＬ上に開口部１１４の対向する角部１１４Ａが位置していない耐力壁である。また、比較例の耐力壁１２０は、図１１に示されるように、壁面材１３２に正六角形の開口部１２４が形成されているが、直線ＳＬ上に開口部１２４の対向する角部１２４Ａが位置していない耐力壁である。比較例の耐力壁１３０は、図１２に示されるように、壁面材１３２に楕円形の開口部１３４が形成されており、この開口部１３４の短軸が直線ＳＬと一致している耐力壁である。比較例の耐力壁１３４は、図１３に示されるように、壁面材１４２に楕円形の開口部１４４が形成されており、この開口部１４４の長軸が直線ＳＬと一致している耐力壁である。
なお、各比較例の耐力壁は、開口部の形状や対向する角部の向きを除いて本実施形態の耐力壁２０と構成が同じである。
Below, the operation and effects of the present embodiment will be described while comparing the load-
The load-bearing wall of each comparative example has the same structure as the load-
本実施形態の耐力壁２０では、壁面材５０に形成された開口部５４の形状を偶数個の角部５４Ａを有する多角形状としている。ここで、多角形状の開口部５４の内接円（図３において二点鎖線で示す内接円Ｃ）の大きさを、比較例の耐力壁１００の開口部１０４との大きさ以上の大きさとすることで、円形の開口部１０４よりも壁面材８４に対する開口面積を大きくできる。このようにして耐力壁２０は、比較例の耐力壁１００と比べて、軽量化を図ることができる。また、開口部５４の開口面積が大きくなるため、増加部分にさらに配管や配線を通すことが可能となる。
In the load-
また、耐力壁２０では、開口部５４の形状を直線ＳＬ上に角部５４Ａの頂点５４ＡＥを配置した正方形状としていることから、内接円Ｃの大きさが同一の正多角形状の中で最も開口面積を大きくすることができる。このため、耐力壁２０では、比較例の耐力壁１００と比べて、軽量化をさらに図ることができる。
In the load-
また、耐力壁２０では、多角形状の開口部５４を直線ＳＬに対して左右対称で且つ直線ＳＬ上に対向する角部５４Ａの頂点５４ＡＥ同士が位置するように壁面材５０に形成している。これにより、耐力壁２０では、地震の初期から終局までの耐力を、比較例の耐力壁１００と略同程度に確保することができる。具体的には、耐力壁２０では、地震の初期段階（一例として、層間変形角１／３００時）において、壁面材５０の上下方向に隣接する開口部５４間にせん断応力が集中する。このせん断応力が集中するメカニズムについては各比較例ともに共通である。一方で、開口部の圧縮抵抗力については、本実施形態の耐力壁２０と比較例の耐力壁１００が他の比較例の耐力壁と比べて高くなる。比較例の耐力壁１００では、開口部１０４が円形のため、せん断応力が集中し難く、圧縮抵抗力ＣＲが高いものと推定される。これに対して本実施形態の耐力壁２０が比較例の耐力壁１１０よりも圧縮抵抗力ＣＲが高いのは、直線ＳＬ上に角部５４Ａの頂点５４ＡＥが位置しているためと推定される。以上より、耐力壁２０は、地震の初期段階において、比較例の耐力壁１００と略同程度の耐力を確保することができる。
また、耐力壁２０では、地震の終局段階（一例として、層間変形角１／１００時）において、図４に示されるように、壁面材５０の上下方向に隣接する開口部５４間を斜めに結ぶ方向に引張力ＴＳが生じており、開口部５４の圧縮抵抗力ＣＲと、各接合部６０に作用するせん断力ＳＦとで力の釣合いが保たれている。比較例の耐力壁１００も同様に力の釣合いが保たれている。一方で、比較例の耐力壁１１０、１２０、１３０、１４０では、開口部の圧縮抵抗力が本実施形態の耐力壁２０よりも低いため、力の釣り合いが保たれにくい。すなわち、開口部の圧縮抵抗力の大きさが地震の初期から終局まで耐力壁の耐力に影響を与えていると推定される。このため、耐力壁２０は、地震の初期から終局まで、比較例の耐力壁１００と略同程度の耐力を確保することができる。なお、地震の初期から終局までの耐力が、本実施形態の耐力壁２０と比較例の耐力壁１００で略同程度となることについては後述する。
Further, in the load-
Moreover, in the load-
また、耐力壁２０では、上下方向に隣接する開口部５４の大きさを同じ大きさにしていることから、例えば、隣接する開口部５４の大きさが異なる構成と比べて、各開口部５４に作用する応力を一定にできる。このため、耐力壁２０では、地震の初期から終局までの耐力を確保しやすくなる。さらに、壁面材５０の製造も容易になる。
In addition, in the load-
そして、耐力壁２０では、中心間距離Ｄ１を水平距離Ｄ２よりも短くしていることから、地震による水平荷重が耐力壁２０に伝達された際に、壁面材５０において、接合部６０と開口部５４との水平方向の中間部のせん断応力（ミーゼス応力）値を上下方向に隣接する開口部５４間の上下方向の中間部のせん断応力値よりも低くすることができる。これにより、一対の縦材（縦枠材２４と縦枠材２６、または縦枠材２６と縦枠材２８）に生じる水平方向へのせん断応力が低減される。その結果、壁面材５０において上下方向に隣接する開口部５４間の上下方向の中間部が変形する前に、壁面材５０と一対の縦材との接合部６０が変形することが抑制され、地震エネルギーを安定して吸収することが可能となる。
In the load-
前述の実施形態の耐力壁２０では、枠材２２と壁面材５０との接合にドリルねじ５２を用いているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、ドリルねじ５２の代わり釘を用いてもよい。また、枠材２２と壁面材５０をスポット溶接で接合してもよい。スポット溶接を用いた場合は、枠材２２と壁面材５０の溶接された部分を接合部と称する。
Although the load-
前述の実施形態の耐力壁２０では、壁面材５０に下孔を形成していないが、本発明はこの構成に限定されず、壁面材５０に下孔又は孔開け用の目印を形成してもよい。
In the load-
前述の実施形態の耐力壁２０では、開口部５４の形状を角部５４Ａの頂点５４ＡＥを直線ＳＬ上に配置した正方形状としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図７に示される耐力壁７０のように、壁面材７２に形成される開口部７４の形状を対向する角部７４Ａの頂点７４ＡＥを直線ＳＬ上に配置した正六角形状としてもよい。すなわち、本発明の実施形態に係る耐力壁の開口部の形状は、対向する角部の頂点が直線ＳＬ上に配置されれば、正八角形状等の正多角形状であってもよい。
In the load-
前述の実施形態の耐力壁２０は、壁面材５０が枠材２２に接合されて構成されているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図８に示される耐力壁８０のように、上下方向に延びて、それぞれの上端が建物の水平部材ＨＭ１に連結され、それぞれの下端が建物の水平部材ＨＭ２に連結される一対の縦材８２にドリルねじ５２を用いて壁面材８４を接合してもよい。なお、壁面材８４には、壁面材５０と同様に、開口部５４と環状リブ５６が形成されている。このため、壁面材８４は、耐力壁２０と同様の作用並びに効果を得ることができる。
Although the load-
次に本発明の耐力壁が地震の初期から終局までの耐力を確保できることを立証するため、有限要素解析によるシミュレーションを実施して耐力壁の層間変化角に対する水平荷重の変化の特性を得た。得られた特性については、図１４において水平荷重を縦軸、層間変化角を横軸としてグラフで示した。なお、シミュレーションした実施例及び比較例は、以下の通りである。 Next, in order to prove that the load-bearing wall of the present invention can secure the load-bearing force from the beginning to the end of an earthquake, a simulation using finite element analysis was performed to obtain the characteristics of the horizontal load change with respect to the inter-story change angle of the load-bearing wall. The obtained characteristics are shown graphically in FIG. 14, with the vertical axis representing the horizontal load and the horizontal axis representing the inter-layer variation angle. Examples and comparative examples that were simulated are as follows.
実施例１：本発明に係る実施形態の耐力壁２０と同じ構成であり、開口部の大きさを内接円の直径が２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図３参照）。
実施例２：本発明に係る実施形態の耐力壁７０と同じ構成であり、開口部の大きさを内接円の直径が２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図７参照）。
比較例１：比較例の耐力壁１００と同じ構成であり、開口部１０４の直径を２００ｍｍとした耐力壁（図９参照）である。
比較例２：比較例の耐力壁１１０と同じ構成であり、開口部１１４の大きさを内接円の直径が２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図１０参照）。
比較例３：比較例の耐力壁１２０と同じ構成であり、開口部１２４の大きさを内接円の直径が２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図１１参照）。
比較例４：比較例の耐力壁１３０と同じ構成であり、開口部１３４の大きさを短軸の長さが２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図１２参照）。
比較例５：比較例の耐力壁１４０と同じ構成であり、開口部１４４の大きさを短軸の長さが２００ｍｍとなる大きさとした耐力壁である（図１３参照）。
Example 1: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
Example 2: A load-bearing wall having the same structure as the load-
Comparative Example 1: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
Comparative Example 2: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
Comparative Example 3: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
Comparative Example 4: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
Comparative Example 5: A load-bearing wall having the same configuration as the load-
図１４に示される通り、実施例１、２の耐力壁は、比較例２－５の耐力壁よりも層間変形角に対する水平荷重が高くなっている。
また、実施例１、２の耐力壁は、比較例１の耐力壁と層間変形角に対する水平荷重の値が近くなっている。すなわち、実施例１、２の耐力壁は、比較例１の耐力壁と地震の初期から終局までの耐力が略同程度であることが分かる。
As shown in FIG. 14, the load-bearing walls of Examples 1 and 2 have a higher horizontal load with respect to the story drift angle than the load-bearing walls of Comparative Examples 2-5.
Further, the load-bearing walls of Examples 1 and 2 are close to the load-bearing wall of Comparative Example 1 in terms of horizontal load with respect to the story drift angle. That is, it can be seen that the load-bearing walls of Examples 1 and 2 have approximately the same level of load-bearing strength as the load-bearing wall of Comparative Example 1 from the beginning to the end of an earthquake.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。例えば、前述の実施形態では、本発明の一実施形態に係る壁面材を耐力壁に用いているが、例えば、建物の床面や屋根面等のように面内剛性が必要となる部分に用いてもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and can be implemented in various modifications other than the above without departing from the spirit of the present invention. is of course. For example, in the above-described embodiment, the wall material according to one embodiment of the present invention is used for load-bearing walls. may
２０ 耐力壁
２４ 縦枠材（縦材）
２６ 縦枠材（縦材）
２８ 縦枠材（縦材）
５０ 壁面材
５４ 開口部
５４Ａ 角部
５４ＡＥ 頂点
５６ 環状リブ
７０ 耐力壁
７２ 壁面材
７４ 開口部
７４Ａ 角部
７４ＡＥ 頂点
８０ 耐力壁
８２ 縦材
８４ 壁面材
ＳＬ 直線
Ｄ１ 中心間距離
Ｄ２ 水平距離
20 load-
26 Vertical frame member (vertical member)
28 Vertical frame member (vertical member)
50
Claims (5)
一対の前記縦材にそれぞれ接合され、縁部に環状リブが設けられた開口部が前記上下方向に間隔をあけて１列形成された壁面材と、
を備え、
前記開口部の形状は、偶数個の角部を有する多角形状であり、
前記壁面材には、前記上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ前記直線上に前記開口部の対向する前記角部の頂点同士が位置するように前記開口部が形成されていると共に、前記上下方向に隣接する２つの前記開口部の間には前記２つの前記開口部以外の他の開口部が形成されていない、耐力壁。 a pair of vertical members extending in the vertical direction;
a wall surface member joined to each of the pair of vertical members and having openings provided with annular ribs at the edges thereof formed in a row at intervals in the vertical direction;
with
The shape of the opening is a polygonal shape having an even number of corners,
The wall surface member is formed with the openings that are bilaterally symmetrical with respect to the straight line extending in the vertical direction and that the apexes of the corners of the openings facing each other are positioned on the straight line , and A load-bearing wall in which no openings other than the two openings are formed between the two openings adjacent to each other in the vertical direction .
前記上下方向に間隔をあけて形成され、偶数個の角部を有する多角形状の開口部と、
前記開口部の縁部に設けられた環状リブと、
を備え、
前記上下方向に延びる直線に対して左右対称で且つ前記直線上に前記開口部の対向する前記角部の頂点同士が位置していると共に、前記上下方向に隣接する２つの前記開口部の間には前記２つの前記開口部以外の他の開口部が形成されていない、壁面材。 A wall surface material joined to a pair of vertical members extending in the vertical direction,
a polygonal opening having an even number of corners formed at intervals in the vertical direction;
an annular rib provided at the edge of the opening;
with
symmetrical with respect to the straight line extending in the vertical direction, apexes of the corners of the openings facing each other are positioned on the straight line, and between the two openings adjacent to each other in the vertical direction; is a wall surface material in which openings other than the two openings are not formed .
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