JPH0419355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の詳細な説明〕 一般に耐震構造における耐震壁は、建物の耐力
に貢献するとともに壁体の剛性によつて建物の変
形を防ぐことに主たる役割がある。 従来の鉄筋コンクリート造一体打ちを耐震壁は
耐力が非常に大きく、且つ初期剛性も高いという
長所を有するが、変形性能に乏しく、稀に生じる
大地震のときには骨組部分が最大耐力に達する前
に、小さな骨組層間変形で急激に変形を生起し、
耐力低下を生じるという短所がある。 従つて大地震時に有効に働く耐震壁を構成する
ためには、最大耐力に到達した後もその耐力を失
うことなく維持しうる、靱性の大きな耐震壁でな
くてはならない。 本発明はこのような観点に基いて提案されたも
のであつて、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンク
リートまたは鉄骨構造骨組における骨組付耐震壁
の壁板を、モルタルまたは普通強度コンクリート
よりなる壁板表面材内に、圧縮強度が80〜150
Kg／cm²程度の圧縮靭性に富む低強度コンクリート
壁板芯材を介在せしめてなるサンドイツチ状鉄筋
コンクリートで構成するとともに、前記鉄筋コン
クリートまたは鉄骨鉄筋コンクリートの柱梁を普
通または高強度コンクリートで構成してなり、前
記壁板は地震力に対して同壁板の対角線方向の圧
縮抗力によつて抵抗し、常時及び弱震時には弾性
限度内の剪断強度を有し、剛性の高い建物として
機能し、強震時には前記壁板の圧縮抗力によつて
壁板周囲の柱、梁が剪断破壊する前に同壁板にお
ける圧縮靭性に富む前記低強度コンクリートより
なる壁板芯材が圧縮破壊を生起し、前記壁板が
徐々に圧縮破壊をしながら周囲の柱梁の変形に順
応し、最終的には周囲の柱、梁の骨組とを前記壁
板とが共同して外力に抵抗するように構成された
ことを特徴とする可撓耐震壁に係り、その目的と
する処は、平常時の風圧や、しばしば生起する小
地震に対しては建物剛性を高め建物の変形を小さ
くし、稀に生起する大地震時には適度の耐力を維
持し、大変形に追随して建物の剛性を低下させて
地震入力を減少させ、且つ骨組と壁板とが共同し
て外力に抵抗するように構成された、改良された
耐震壁を供する点にある。 本発明においては前記したように、鉄筋コンク
リート、鉄骨鉄筋コンクリートまたは鉄骨骨組に
よつて囲繞された耐震壁の壁板を、圧縮強度が80
〜150Kg／cm²で圧縮靱性に富む低強度鉄筋コンク
リート壁板芯材と、モルタルまたは普通強度コン
クリートよりなる壁板表面材とよりなるサンドイ
ツチ状鉄筋コンクリートで構成し、且つ前記鉄筋
コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリートの柱、梁を
後記する第１２図及び第１３図で説明した前記壁
体の圧縮抗力によつて剪断破壊しないように普通
または高強度コンクリートで構成しているので、
平常時は比較的高い剛性を有する耐震壁として働
き、大地震時には壁板芯材の低強度コンクリート
部分から徐々に圧縮破壊が進行し、前記壁板が
徐々に圧縮破壊をしながら同壁板周囲の柱、梁の
変形に順応し、建物の剛性低下を生起せしめ、地
震入力を減少せしめ、最終的に壁板と周囲の柱、
梁の骨組とが共同して外力に抵抗する。この際壁
板周囲の骨組が健全であるため、耐力低下が少な
く粘り強い力学的性状を有する耐震壁となり、前
述のような欠点が除去されるものである。 また前記壁板における芯材と表面材との断面厚
さを調節することによつて、耐震壁としての耐力
を調節することができ、更に水密性及び耐中性化
特性が普通コンクリートに比して若干低下する低
強度コンクリートよりなる芯材が、その表面を被
覆する普通コンクリート又は、モルタルの表面材
によつてその性質を改善されるものである。 なお鉄骨構造の場合、柱、梁が十分に高強度を
有し、壁体の圧縮抗力で剪断破壊することはない
が、この場合壁体の破壊が緩徐に行なわれる。 以下本発明を図示の実施例について説明する。 第１図乃至第３図は普通または高強度コンクリ
ートよりなる鉄筋コンクリート柱１ａ，梁２ａ、
及び鉄骨鉄筋コンクリート柱１ｂ、梁２ｂ並に鉄
骨柱１ｃ，梁２ｃよりなる骨組内に、圧縮強度≒
80〜150Kg／cm²の低強度コンクリートよりなる壁
板芯材３ａと、モルタル若しくは圧縮強度≒200
Kg／cm²の普通強度コンクリートよりなる壁板表面
材３ｂとより構成されたサンドイツチ状鉄筋コン
クリート壁板３を配設した架構を示すものであ
る。 ここで柱、梁と壁板との間の力の流れについて
説明する。 第１２図は耐震壁に地震力が加つた状態を示
し、第１３図はその際の力の流れを示す。壁板を
構成するコンクリートは引張強度が圧縮強度に比
して弱いので、地震力が加わると引張ひび割れを
生じ、主な力は壁板に対して圧縮力ｐとして伝わ
る。その時圧縮力ｐは柱と梁との隅角部を経由し
て下階の柱、梁に伝達する。 このとき前記隅角部の柱、梁に生じる反力によ
つて壁板の圧縮力に抵抗しようとする拘束圧力ｑ
が壁板に働く。即ち壁板は地震力に対して、同壁
板の対角線方向（ブレース方向）圧縮抗力によつ
て抵抗する。その時、壁板に普通または高強度コ
ンクリートを使用すると、低強度コンクリートを
使用したものに比して大きな圧縮力が生じること
になり、ひいては隅角部の拘束圧力が大きくな
る。 従つて耐震壁の破壊形式は拘束圧力ｑにより、
柱及び梁が剪断破壊するか、または壁板が圧縮破
壊するかの何れかである。 而して本実施例において壁板３の芯材３ａとし
て低強度コンクリートを使用したのは、壁板３の
前記圧縮抗力を弱くして柱と梁との接合部まわり
の後述の隅角部の拘束力ｑを弱くして、梁及び柱
の剪断破壊を防ぐこと、更に低強度コンクリート
の特性として圧縮破壊後の強度低下が普通または
高強度コンクリートよりも緩やかであるという点
にある。 本発明者等の実験の結果得られた、前記壁体構
成材料として適当な低強度コンクリートを挙げ
る。

【表】 第９図は前記各コンクリート及び普通強度コン
クリートの応力度−歪曲線を示す図表である。 また壁板３の表面材３ｂとしてはモルタル若し
くは普通強度コンクリートを使用する理由として
は、芯材３ａの低強度コンクリートが普通コンク
リートに比して水密性及び耐中性化特性が若干低
下するので、これを改良すること、更に芯材３ａ
と表面材３ｂとの断面厚さの調節により耐震壁と
しての耐力を調節する点にある。 第４図乃至第８図は本発明に係る耐震壁の各実
施例を示し、第４図及び第５図においては鉄筋コ
ンクリートラーメンの柱１ａ梁２ａ内に、前記の
ように構成されたサンドイツチ状鉄筋コンクリー
ト壁板３を配設した例を示し、第４図においては
壁板３下部の梁２ａに壁板３の縦筋をアンカーし
ない場合を示し、第５図は同縦筋を梁２ａにアン
カーした場合を示す。なお前記壁板３はプレキヤ
スト製でも現場打コンクリート製でよい。なお第
５図中３′は壁縦筋を梁２ａにアンカーした鉄筋
に接続したのちに被覆される後打ちコンクリート
である。 第６図及び第７図は鉄筋コンクリートラーメン
または鉄骨鉄筋コンクリートラーメン内に前記サ
ンドイツチ状鉄筋コンクリート壁板３を使用した
場合を示し、第６図はプレキヤスト鉄筋コンクリ
ート製の前記壁板３を単に骨組内に20〜40mm程度
のみ込ませて使用した場合を示し、第７図はプレ
キヤストコンクリート製の前記壁板３を骨組内に
組込み、接合部４をボルト締め、溶接または鉄筋
を継接することによつて構成し、壁板３の周縁間
隙にコンクリートまたはモルタルを後打ちする。 なお前記各実施例において、各柱、梁は壁板３
の圧縮抗力で剪断破壊しないよう普通または高強
度コンクリートより構成し、また必要に応じて剪
断補強を施すものである。 第８図は鉄骨ラーメン架構に前記プレキヤスト
コンクリート壁板３を組込み、周辺接合部５をボ
ルト締め、溶接等によつて構成する。 次に本発明に係る力学的性について、その耐震
的効果を確認するために行つた、第１０図に示す
実験結果について説明する。 第１０図中は柱、梁、壁板が普通コンクリー
トで一体に構成された従来の一体打耐震壁、また
は低強度コンクリート芯材より普通強度コンク
リート表面材の断面積が多いサンドイツチ状鉄筋
コンクリート壁板、はとは逆の比率の壁板、
はととの中間の比率の壁板の水平荷重と部
材角との関係を示し、通常の一体打耐震壁は層間
変形部材角（第１１図参照）Ｒ≒５／1000ラジア
ン附近で最大荷重を示し、急激に耐力低下を招来
する。通常の一体打耐震壁は水平荷重に対し、壁
板の前記圧縮抗力で抵抗し、この反力を柱、梁の
隅角部で支持しており、この前記圧縮抗力が強い
ため、柱、梁が剪断破壊して急激な耐力低下を生
じることが多い、また仮令支持しきれても、壁板
コンクリートが圧縮靭性に乏しいために耐力低下
は急激にならざるを得ない。 構造設計上このような急激破壊または急激な耐
力低下は極力避けるべきであつて、そのためには
耐力を多少減少しても靱性に富む耐力壁が望まし
い。 第１０図の，，で示されるように、本発
明の耐力壁は変形の少ない段階では従来の一体打
ち耐震壁の剛性に近く、変形が大きくなつていく
と、従来の耐震壁が変形部材角Ｒ＝4/1000〜5/10
００ラジアンで急激に耐力を失なうのに反して、本
発明の耐震壁においてはＲ＝10/1000ラジアン以
上の変形においても耐力を殆んど低下することな
く、十分に耐力を保持している。 このように本発明の耐震壁は壁板の前記圧縮抗
力によつて柱、梁が剪断破壊する前に、壁板の芯
材である低強度コンクリート材が圧縮破壊を生起
し、その時壁板の芯材のコンクリートが圧縮靭性
に富んでいるので、壁板が徐々に圧縮破壊をしな
がら骨組変形に順応し、最終的には周囲の柱、梁
と共同して外力に抵抗する。なお壁板の芯材と表
面材との厚さの比率を変化させることによつて強
度と靱性とを変化させることが可能である。 以上本発明を実施例について説明したが、本発明
は勿論このような実施例にだけ局限されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で種々
の設計の改変を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ，１Ｂ図乃至第３Ａ，３Ｂ図は夫々鉄筋
コンクリート造及び鉄筋鉄骨コンクリート造並に
鉄骨造架構に本発明を適用した場合の正面図及び
縦断側面図、第４Ａ，４Ｂ図乃至第８Ａ，８Ｂ図
は夫々本発明に係る耐震壁の各実施例を示す縦断
正面図並に縦断側面図、第９図は本発明に使用さ
れる低強度コンクリート及び普通強度コンクリー
トの圧縮応力度−歪度曲線、第１０図は従来並に
本発明に係る各耐震壁の荷重変形曲線、第１１図
は第１０図を説明するための図、第１２図は耐震
壁に地震力が加つた状態を示す説明図、第１３図
はその際の力の流れを示す説明図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ……柱、２ａ，２ｂ，２ｃ…
…梁、３……壁板、３ａ……壁板の芯材、３ｂ…
…壁板の表面材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリートま
   たは鉄骨構造骨組における骨組付耐震壁の壁体
   を、モルタルまたは普通強度コンクリートよりな
   る壁板表面材内に、圧縮強度が80〜150Kg／cm²程
   度の圧縮靭性に富む低強度コンクリート壁板芯材
   を介在せしめてなるサンドイツチ状鉄筋コンクリ
   ートで構成するとともに、前記鉄筋コンクリート
   または鉄骨鉄筋コンクリートの柱梁を普通または
   高強度コンクリートで構成してなり、前記壁板は
   地震力に対して同壁板の対角線方向の圧縮抗力に
   よつて抵抗し、常時及び弱震時には弾性限度内の
   剪断強度を有し、剛性の高い建物として機能し、
   強震時には前記壁板の圧縮抗力によつて壁板周囲
   の柱、梁が剪断破壊する前に同壁板における圧縮
   靭性に富む前記低強度コンクリートよりなる壁板
   芯材が圧縮破壊を生起し、前記壁板が徐々に圧縮
   破壊をしながら周囲の柱梁の変形に順応し、最終
   的には周囲の柱、梁の骨組とを前記壁板とが共同
   して外力に抵抗するように構成されたことを特徴
   とする可撓耐震壁。