JPH09125740A

JPH09125740A - 耐震壁

Info

Publication number: JPH09125740A
Application number: JP28362995A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Matsui; 千秋松井; Tatsuo Hatato; 龍夫畑戸; Akira Taga; 章多賀; Terutake Imamura; 輝武今村; Shigeru Yoshino; 茂吉野; Naohiro Yoshida; 直弘吉田
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】水平荷重によるせん断座屈を防止でき、しか
もせん断力に対する耐力と水平方向の曲げ剛性の調整が
容易にできる耐震壁を提供する。【構成】建物の骨組を構成する上下の大梁２に接合さ
れた鋼板３に上下方向に延びる複数のスリット４を設け
てなる。鋼板３の中間部分がスリット４によって分割さ
れるため、せん断座屈耐力に対して曲げ耐力が小さくな
り、鋼板３のせん断座屈を防止できるので、降伏後の安
定した復元力特性を得ることができる。鋼板３の板厚
や、スリットの幅、長さ、数、間隔等を変えることで、
耐力と剛性を容易に調整することができるので、骨組の
振動特性を考慮した構造設計を容易に行うことができ
る。構造単純、製造容易であり、鋼板壁であるため施工
性も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ビルディングの
骨組に取り付けられる耐震壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビルディングの骨組は、高張力鋼
や高強度コンクリートなどの構造用新素材の使用によ
り、骨組の構成部材の軽量化、スレンダー化が図られて
いる。そして、構成部材のスレンダー化に伴い骨組の水
平剛性が低下するため、その対策の一つとして、骨組の
上下の梁の間に耐震壁が設けられている。

【０００３】耐震壁には、水平力が比較的小さな場合は
骨組の振動特性から要求される剛性を保って骨組の層間
変位を抑制すると同時に、大地震の発生時など過度な水
平力が作用する場合には、安定して振動エネルギーを吸
収することが要求される。

【０００４】そこで、このような要求を満たすべく各種
の耐震壁構造が開発され、主に、ＲＣ耐震壁と鋼板耐震
壁とが実用化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＲＣ耐震壁
は、水平荷重によるせん断力に対する耐力と水平方向の
曲げ剛性の調整が困難で、降伏後に安定した復元力特性
を求めるのは容易でない。また、構造上重量が過大にな
るというな欠点がある。改良型としてＲＣ耐震壁の各所
にスリットを設けたものも開発されているが、施工性が
非常に悪く、また重量が過大という欠点も改善されな
い。

【０００６】一方、鋼板耐震壁の場合は、重量及び施工
性に関しての問題は改善されるが、安定した復元力を得
るためには、せん断座屈を防止する必要があり、壁面全
体に格子状などの補強リブを設ける必要があるため、生
産性が悪く、製造コストが高いという欠点がある。ま
た、耐力と水平剛性の調整が困難であるという欠点もあ
る。

【０００７】本発明は、上記従来技術の欠点を解消する
ために創案されたものであり、単純な構造でせん断座屈
を防止でき、水平荷重によるせん断力に対する耐力と水
平方向の曲げ剛性の調整が容易にできる耐震壁を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
建物の骨組を構成する上下の梁を鋼板で連結してなる耐
震壁において、前記鋼板に上下方向に延びるスリットを
設けたことを特徴としている。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、耐震壁
を構成する鋼板に上下方向に延びるスリットを設けたこ
とにより、鋼板の上下方向における中間部分がスリット
によって水平方向に複数に分割されるため、スリットが
設けられていない場合と比較してせん断座屈耐力に対し
て曲げ耐力が小さくなり、鋼板のせん断座屈を防止でき
る。したがって、鋼板壁面に補強リブを設けることな
く、せん断座屈を防止し、降伏後の安定した復元力特性
を得ることができるようになる。また、鋼板の板厚や、
スリットの幅、長さ、数、スリット同士の間隔等を変え
ることにより、耐力と剛性を容易に調整することができ
るので、骨組の振動特性を考慮した構造設計を容易に行
うことができる。また、構造が極めて単純であるため製
造が容易であり、鋼板壁であるため施工性も良い。

【００１０】請求項２記載の発明は、建物の骨組を構成
する上下の梁を鋼板で連結してなる耐震壁において、前
記鋼板に複数の貫通孔を上下方向に並べて設け、所定強
度以上の水平荷重が鋼板に加わると前記貫通孔の並びに
沿って亀裂が生じるようにしたことを特徴としている。

【００１１】この請求項２記載の発明によれば、所定強
度以上の水平荷重が鋼板に加わると貫通孔の並びに沿っ
て鋼板に亀裂が生じるようになしたので、水平荷重が比
較的小さな場合は骨組の振動特性から要求される剛性を
保って骨組の層間変位を抑制することができ、大地震に
より所定強度以上の過度な水平荷重が作用した場合に
は、亀裂の発生により、スリットを設けた場合と同様せ
ん断座屈耐力に対して曲げ耐力が小さくなり、鋼板のせ
ん断座屈を防止できるので、降伏後の安定した復元力特
性を得ることができるようになる。また、鋼板の板厚
や、貫通孔の大きさ、貫通孔の数、貫通孔列の数、貫通
孔列同士の間隔等を変えることにより、耐力と剛性を容
易に調整することができるので、骨組の振動特性を考慮
した構造設計を容易に行うことができる。また、この場
合も構造が極めて単純であるため製造が容易であり、鋼
板壁であるため施工性も良い。

【００１２】請求項３記載の発明は、建物の骨組を構成
する上下の梁を鋼板で連結してなる耐震壁において、前
記鋼板に上下方向に延びる溝を設け、所定強度以上の水
平荷重が鋼板に加わると前記溝に沿って亀裂が生じるよ
うにしたことを特徴としている。

【００１３】この請求項３記載の発明によれば、所定強
度以上の水平荷重が鋼板に加わると溝に沿って鋼板に亀
裂が生じるようにしたので、水平荷重が比較的小さな場
合は骨組の振動特性から要求される剛性を保って骨組の
層間変位を抑制することができ、大地震により所定強度
以上の過度な水平荷重が作用した場合には、亀裂の発生
により、スリットを設けた場合と同様せん断座屈耐力に
対して曲げ耐力が小さくなり、鋼板のせん断座屈を防止
できるので、降伏後の安定した復元力特性を得ることが
できるようになる。また、鋼板の板厚や、溝の幅、長
さ、数、溝同士の間隔等を変えることにより、耐力と剛
性を容易に調整することができるので、骨組の振動特性
を考慮した構造設計を容易に行うことができる。また、
この場合も構造が極めて単純であるため製造が容易であ
り、鋼板壁であるため施工性も良い。なお、溝は、鋼板
の片面のみに設けても両面に設けてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１５】［第１の実施形態］図１はこの発明の第１
の実施形態における耐震壁の構造を示す正面図である。
同図において、１、１はビルディングの骨組を構成する
柱、２、２は柱１、１に掛け渡して水平に設けられた大
梁であり、上下の大梁２、２の間に矩形状の鋼板３を取
り付けることにより耐震壁が形成されている。柱、２、
２には、高強度材料を用いた遠心成形コンクリート充填
鋼管が使用されている。大梁２、２には、Ｈ形鋼材が使
用されている。鋼板３は、大梁２、２に対し溶接又はボ
ルト固定等の方法で接合保持されており、柱１、１には
接合されていない。

【００１６】鋼板３の上下方向中間部には、上下方向に
延びるｎ個（この例では５個）のスリット４、４、・・
が水平方向に等間隔に設けられ、これにより鋼板３の中
間部はｎ＋１個の柱状（短冊状）部３ａ，３ａ、・・に
分割されている。スリット４、４、・・は、工場での掘
削加工により形成されたものである。

【００１７】上記のように耐震壁を構成する鋼板３の上
下方向中間部がスリット４、４、・・により分割されて
いることにより、スリット４、４、・・が設けられてい
ない場合と比較してせん断座屈耐力に対して曲げ耐力が
小さくなり、鋼板のせん断座屈を防止できる。したがっ
て、せん断座屈を防止し降伏後の安定した復元力特性を
得ることができるようになるため、大地震などにより過
大な水平荷重が作用した場合でも、安定して振動エネル
ギーを吸収し、優れた耐震効果を発揮する。

【００１８】そして、この実施の形態の耐震壁によれ
ば、鋼板３の板厚ｔや、スリット４、４、・・の長さ
ｈ、数、スリットとスリットとの間隔ｂ等を変えること
により、水平荷重によるせん断力に対する耐力と水平方
向の曲げ剛性を容易に調整することができる。その結
果、骨組の振動特性を考慮した構造設計を容易に行うこ
とができるようになる。

【００１９】例えば、鋼板３の各柱状部３ａ（点線によ
るハッチングを施した部分）の耐力Ｑは次式（１）、
（２）により計算できるので、これをｎ倍することによ
りｎ個の柱状部３ａ、３ａ、・・合計の耐力を概算でき
る。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここで、σy は鋼材の降伏応力度、Ｍy は
降伏曲げ耐力である。

【００２２】また、鋼板３の剛性（弾性）Ｋは、次式
（３）、（４）により計算できる。

【００２３】

【数２】

【００２４】ここで、Ｅは鋼材のヤング係数、Ｂは鋼板
３の全長、Ｌ´／２は鋼板３の上下両端部（スリットが
設けられていない部分）の長さ、κはせん断形状係数、
Ｇはせん断弾性係数である。式（３）の右辺分母第１項
は柱状部３ａ、３ａ、・・の曲げ剛性、同じく分母第２
項は柱状部３ａ、３ａ、・・のせん断剛性、同じく分母
第３項は鋼板３の上下両端部（スリットが設けられてい
ない部分）のせん断剛性を表している。

【００２５】この実施の形態の耐震壁は、上記のように
優れた特性を持つと同時に、構造が極めて単純であるた
め製造が容易であり、従来の格子状リブ付耐震鋼板と比
較して製造コストを安くできる。また、工場で制作する
ため品質が安定し、現場での取付が簡単で施工性が非常
に良い。そして、この耐震壁の使用により、例えば高強
度材料でスレンダーになった遠心成形コンクリート充填
鋼管柱の特性を十分に引き出すことができる。この耐震
壁は、中層建物から超高層建物にいたる広範な建築物の
耐震要素として適用できる。

【００２６】なお、本発明の耐震壁は上記実施の形態に
限定されるものではなく、窓や戸口が設けられる部分に
耐震壁を設ける場合には、例えば図２に示すように、ス
リット付き鋼板３を分割したものを窓ユニット５の両側
に配置するようにしても、上記と同様の効果を得ること
ができる。このように、分割してユニットとして取り付
けても同様の効果が得られる。

【００２７】また、柱及び梁の構造種別は上述の構造に
とらわれず、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄筋コ
ンクリート造及び各種合成構造、木造にも使用できる。

【００２８】［第２の実施形態］図３はこの発明の第２
の実施の形態における耐震壁の構造を示す正面図であ
る。

【００２９】この実施の形態の耐震壁を構成する鋼板３
には、鋼板３の一方の面から他方の面に貫通する貫通孔
６、６、・・が上下方向に多数並べて設けられるととも
に、その貫通孔６、６、・・の列が水平方向に間隔にｎ
列（この例では５列）設けられており、大地震により所
定強度以上の過大な水平荷重が鋼板３に加わると、貫通
孔６、６、・・の並びに沿って、最上位置の貫通孔６ａ
と最下位置の貫通孔６ｂとを結ぶ亀裂が生じるように構
成されている。

【００３０】したがって、鋼板３に加わる水平荷重が比
較的小さな場合は骨組の振動特性から要求される剛性を
保って風や比較的小さな地震等による骨組の層間変位を
抑制することができる。そして、大地震により所定強度
以上の過度な水平荷重が作用した場合には、さらに、亀
裂の発生により、スリット４（図１）を設けた場合と同
様せん断座屈耐力に対して曲げ耐力が小さくなり、鋼板
のせん断座屈を防止できる。したがって、大地震の際に
せん断座屈を防止し、降伏後の安定した復元力特性を得
ることができるようになるため、安定して振動エネルギ
ーを吸収し、優れた耐震性能を発揮する。

【００３１】そして、この実施の形態の耐震壁によれ
ば、鋼板の板厚や、貫通孔６の大きさ、貫通孔６の数、
貫通孔列の数、貫通孔列の間隔等を変えることにより、
耐力と剛性を容易に調整することができる。その結果、
骨組の振動特性を考慮した構造設計を容易に行うことが
できるようになる。また、この場合も構造が極めて単純
であるため製造が容易であり、鋼板壁であるため施工性
も良い。

【００３２】［第３の実施形態］図４にはこの発明の第
３の実施の形態における耐震壁の構造を示す正面図が、
図５には図４のＶ―Ｖ断面図が示されている。

【００３３】この実施の形態の耐震壁を構成する鋼板３
には、前記スリット４および貫通孔６の代わりに上下方
向に延びるｎ個（この例では５個）の溝７、７、・・が
両面に設けられており、大地震により所定強度以上の過
大な水平荷重が鋼板３に加わると、溝７、７、・・のに
沿って、亀裂が生じるように構成されている。

【００３４】したがって、鋼板３に加わる水平荷重が比
較的小さな場合は骨組の振動特性から要求される剛性を
保って風や比較的小さな地震等による骨組の層間変位を
抑制することができる。さらに、大地震により所定強度
以上の過度な水平荷重が作用した場合には、各溝７部に
おける亀裂の発生により、スリット４（図１）を設けた
場合と同様せん断座屈耐力に対して曲げ耐力が小さくな
り、鋼板のせん断座屈を防止できる。したがって、大地
震の際にせん断座屈を防止し、降伏後の安定した復元力
特性を得ることができるようになるため、安定して振動
エネルギーを吸収し、優れた耐震性能を発揮する。

【００３５】そして、この実施の形態の耐震壁によれ
ば、鋼板の板厚や、溝幅、溝数、溝間隔等を変えること
により、耐力と剛性を容易に調整することができる。そ
の結果、骨組の振動特性を考慮した構造設計を容易に行
うことができるようになる。また、この場合も構造が極
めて単純であるため製造が容易であり、鋼板壁であるた
め施工性も良い。

【００３６】なお、上記の例では鋼板３の両面に溝７、
７、・・が設けられている場合について示したが、例え
ば図６に示すように鋼板３の一方の面のみに溝７、７、
・・設けてもよく、また、図７に示すように鋼板３の両
面に互い違いに溝７、７、・・を設けてもよい。さら
に、図８に示すように、貫通孔６、６、・・と溝７、
７、・・を両方設けてもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、耐震壁を
構成する鋼板に上下方向に延びるスリットを設けたこと
により、鋼板の上下方向における中間部分がスリットに
よって水平方向に複数に分割されるため、スリットが設
けられていない場合と比較してせん断座屈耐力に対して
曲げ耐力が小さくなり、鋼板のせん断座屈を防止できる
ので、降伏後の安定した復元力特性を得ることができ
る。また、鋼板の板厚や、スリットの幅、長さ、数、間
隔等を変えることにより、耐力と剛性を容易に調整する
ことができるので、骨組の振動特性を考慮した構造設計
を容易に行うことができる。また、構造が極めて単純で
あるため製造が容易であり、鋼板壁であるため施工性も
良い。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、所定強度以
上の水平荷重が鋼板に加わると貫通孔の並びに沿って鋼
板に亀裂が生じるようにしたので、水平荷重が比較的小
さな場合は骨組の振動特性から要求される剛性を保って
骨組の層間変位を抑制することができ、さらに、大地震
により所定強度以上の過度な水平荷重が作用した場合に
は、亀裂の発生により、曲げ耐力が小さくなり、せん断
座屈を発生させないため、降伏後の安定した復元力特性
を得ることができる。また、鋼板の板厚や、貫通孔の大
きさ、貫通孔の数、貫通孔の間隔、貫通孔列の数、貫通
孔列の間隔等を変えることにより、耐力と剛性を容易に
調整することができるので、骨組の振動特性を考慮した
構造設計を容易に行うことができる。また、この場合も
構造が極めて単純であるため製造が容易であり、鋼板壁
であるため施工性も良い。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、所定強度以
上の水平荷重が鋼板に加わると溝に沿って鋼板に亀裂が
生じるようにしたので、水平荷重が比較的小さな場合は
骨組の振動特性から要求される剛性を保って骨組の層間
変位を抑制することができ、さらに、大地震により所定
強度以上の過度な水平荷重が作用した場合には、亀裂の
発生により、曲げ耐力が小さくなり、せん断座屈を発生
させないため、降伏後の安定した復元力特性を得ること
ができる。また、鋼板の板厚や、溝の幅、溝の長さ、溝
の数、溝の間隔等を変えることにより、耐力と剛性を容
易に調整することができるので、骨組の振動特性を考慮
した構造設計を容易に行うことができる。また、この場
合も構造が極めて単純であるため製造が容易であり、鋼
板壁であるため施工性も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態における耐震壁の
構造を示す正面図である。

【図２】第１の実施の形態における耐震壁の別の取付形
態を示す正面図である。

【図３】この発明の第２の実施の形態における耐震壁の
構造を示す正面図である。

【図４】この発明の第３の実施の形態における耐震壁の
構造を示す正面図である。

【図５】図４中における鋼板のＶ―Ｖ線に沿う断面図で
ある。

【図６】鋼板の別の構造を示す断面図である。

【図７】鋼板の別の構造を示す断面図である。

【図８】鋼板の別の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１柱２大梁（梁）３鋼板４スリット６貫通孔７溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｅ０４Ｂ 2/56 ６１１Ｅ０４Ｂ 2/56 ６１１Ｂ６３２６３２Ｂ６３２Ｃ６３２Ｍ６４３６４３Ａ (72)発明者多賀章東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者今村輝武東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者吉野茂東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者吉田直弘東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物の骨組を構成する上下の梁を鋼板で連
結してなる耐震壁において、前記鋼板に上下方向に延びるスリットを設けたことを特
徴とする耐震壁。
【請求項２】建物の骨組を構成する上下の梁を鋼板で連
結してなる耐震壁において、前記鋼板に複数の貫通孔を上下方向に並べて設け、所定
強度以上の水平荷重が鋼板に加わると前記貫通孔の並び
に沿って亀裂が生じるようにしたことを特徴とする耐震
壁。
【請求項３】建物の骨組を構成する上下の梁を鋼板で連
結してなる耐震壁において、前記鋼板に上下方向に延びる溝を設け、所定強度以上の
水平荷重が鋼板に加わると溝に沿って亀裂が生じるよう
にしたことを特徴とする耐震壁。