JP2013002032A - 波形鋼板耐震壁、及びこれの初期弾性せん断剛性算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性を向上しつつ、複数の開口部を形成することができる波形鋼板耐震壁、及びこれの初期弾性せん断剛性算出方法を得ることを目的とする。
【解決手段】波形鋼板３０には、複数の開口部４０が形成されている。これらの開口部４０は半径が同一の円形の孔とされており、隣接する開口部４０間に上下方向に対して反対方向へ傾斜する応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが形成されるように、波形鋼板３０の各平板部３０Ｐに千鳥状に配列されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、波形鋼板耐震壁、及びこれの初期弾性せん断剛性算出方法に関する。

波形鋼板に設備用等の開口部が形成された波形鋼板耐震壁が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された技術では、開口部の周辺部が当て板等で補強されている。

特開２０１０−１２７０５１号公報

ところで、設備用以外にも採光性、風通性等の観点から複数の開口部を波形鋼板耐震壁に形成することが考えられる。しかしながら、特許文献１に開示された技術では、開口部の数に応じて当て板等の補強材が増加するため、施工性の点で改善の余地がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、施工性を向上しつつ、複数の開口部を形成することができる波形鋼板耐震壁、及びこれの初期弾性せん断剛性算出方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の波形鋼板耐震壁は、一対の柱の間に架設された上下の水平部材に、幅方向を前記水平部材の軸方向にして取り付けられる波形鋼板と、長手方向を上下方向にすると共に前記幅方向に間隔を空けて前記波形鋼板に設けられ、該波形鋼板から伝達された応力を前記柱又は前記水平部材へ伝達する縦材と、前記波形鋼板に複数の開口部を形成することにより該開口部間に設けられ、上下方向に対して反対方向へ傾斜する傾斜方向にそれぞれ延びて、前記開口部間に発生する応力を前記水平部材又は前記縦材へ伝達する複数の応力伝達部と、を備えている。

請求項１に係る波形鋼板耐震壁によれば、応力伝達部によって、波形鋼板の開口部間に発生した応力（圧縮応力、引張り応力等）が水平部材又は縦材へ伝達される。縦材へ伝達された応力は柱又は水平部材へ伝達される。これにより、開口部周辺の応力集中が低減される。従って、開口部周辺の補強を低減することができるため、波形鋼板耐震壁の施工性を向上することができる。

請求項２に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記開口部が、半径が同一の円形の孔とされると共に、前記波形鋼板における折り目間の平板部に式（１）を満たすように千鳥状に配列されている。

請求項２に係る波形鋼板耐震壁によれば、波形鋼板の平板部に応力伝達部が直線状に形成される。従って、開口部間に発生する応力を水平部材又は縦材へ伝達する応力伝達部の伝達効率が向上する。

請求項３に記載の波形鋼板耐震壁は、請求項１に記載の波形鋼板耐震壁において、前記開口部が、半径が同一の円形の孔とされると共に、前記波形鋼板における折り目間の平板部に式（２）を満たすように上下方向及び前記幅方向に配列されている。

請求項３に係る波形鋼板耐震壁によれば、波形鋼板の平板部に応力伝達部が直線状に形成される。従って、開口部間に発生する応力を水平部材又は縦材へ伝達する応力伝達部の伝達効率が向上する。

請求項４に記載の初期弾性せん断剛性算出方法は、請求項２又は請求項３に記載の波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性Ｇを式（３）から算出する。

請求項４に係る波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性算出方法によれば、波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性を式（３）から算出することにより、波形鋼板耐震壁の設計が容易となる。

本発明は、上記の構成としたので、施工性を向上しつつ、複数の開口部を形成することができる。

本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す図１の２−２線断面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁を示す図１の一部拡大正面図である。 本発明の一実施形態における波形鋼板の平板部を部分的に示す正面図である。 本発明の一実施形態における波形鋼板の平板部を部分的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す図３に相当する一部拡大正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す図５に相当する正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す図４に相当する正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例を示す図１に相当する正面図である。 本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性算出方法を説明する図５に相当する正面図である。 載荷試験で用いた試験体を示す正面図、断面図、一部拡大正面図である。 試験体の水平荷重とせん断変形角との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る波形鋼板耐震壁について説明する。なお、各図において適宜図示される矢印Ｈは上下方向（波形鋼板の高さ方向）を示し、矢印Ｗは波形鋼板の幅方向を示している。

図１及び図２には、本実施形態に係る波形鋼板耐震壁１０が取り付けられた架構１２が示されている。架構１２は、鉄筋コンクリート造の左右一対の柱１４と、これらの柱１４の間に架設された鉄筋コンクリート造の上下一対の梁（水平部材）１６とを有して構成されたラーメン構造とされている。柱１４及び梁１６には、主筋及びせん断補強筋が適宜埋設されている。なお、図２における符号１８、２０は、梁１６に埋設された主筋、せん断補強筋である。

図１及び図２に示されるように、波形鋼板耐震壁１０は、波形鋼板３０と、横フランジ３２と、縦材としての縦フランジ３４と、縦材としての縦補強リブ３６とを備えている。波形鋼板３０は、その断面形状が山部と谷部が交互に繰り返す波形形状とされ、折り目Ｋを横（折り目Ｋの向きを水平方向）にして架構１２の構面に配置されている。また、波形鋼板３０における折り目Ｋ間の平板部３０Ｐには、後述する複数の開口部４０が形成されている。なお、波形鋼板３０の材料としては、普通鋼（例えば、ＳＭ４９０、ＳＮ４００等）や低降伏点鋼（例えば、ＬＹ２２５等）等が用いられる。

波形鋼板３０の幅方向の両端部には、縦フランジ３４がそれぞれ設けられている。縦フランジ３４は平板状の鋼板で構成され、波形鋼板３０の幅方向の両端部に沿って溶接等で接合されている。また、波形鋼板３０の上下方向の両端部には、横フランジ３２がそれぞれ設けられている。これらの横フランジ３２は平板状の鋼板で構成され、波形鋼板３０の上下方向の両端部に沿って溶接等で接合されている。

また、縦フランジ３４及び横フランジ３２には、せん断力伝達手段としてのスタッド３８がそれぞれ突設されている。これらのスタッド３８は柱１４及び梁１６に埋設されており、これにより波形鋼板３０が柱１４及び梁１６に取り付けられている。また、スタッド３８を介して波形鋼板３０と柱１４及び梁１６との間でせん断力等が伝達可能となっている。

なお、縦フランジ３４と柱１４、横フランジ３２と梁１６の接合方法は、上記したものに限らない。例えば、スタッドが立設された接合用プレートを柱１４及び梁１６にそれぞれ埋設し、この接合用プレートに縦フランジ３４及び横フランジ３２を溶接又はボルト等で接合しても良い。また、エポキシ樹脂等の接着剤により、縦フランジ３４と柱１４、横フランジ３２と梁１６を接着接合しても良い（接着工法）。更に、縦フランジ３４及び横フランジ３２は板状に限らず、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、Ｃ形鋼等でも良い。

また、波形鋼板３０には、複数（本実施形態では、４つ）の縦補強リブ３６が設けられている。縦補強リブ３６は平板状の鋼板で構成されており、長手方向を上下方向（矢印Ｈ方向）にすると共に、波形鋼板３０の幅方向に間隔を空けて配置されている。また、縦補強リブ３６の長手方向に沿った一端部（長辺部）は、波形鋼板３０の波形形状に応じて切り欠かれており、波形鋼板３０の表面に組み合わされて当該表面に溶接等で接合されている。これらの縦補強リブ３６によって波形鋼板３０に面外剛性が付与されており、波形鋼板３０のせん断座屈が抑制されている。なお、波形鋼板３０を幅方向に分割し、分割された波形鋼板３０の間に平板状の縦補強リブを配置して当該縦補強リブに波形鋼板３０の端部を突き当てて溶接等で接合しても良い。

また、縦補強リブ３６の長手方向の両端部（上端部及び下端部）は、横フランジ３２にそれぞれ突き当てられて溶接等で接合されている。これにより、波形鋼板３０から縦補強リブ３６に伝達された応力（せん断応力の鉛直成分）が、横フランジ３２を介して梁１６へ伝達可能になっている。

ここで、図３に示されるように、波形鋼板３０には、複数の開口部４０が形成されている。これらの開口部４０は半径が同一の円形の孔とされており、隣接する開口部４０間に上下方向に対して反対方向へ傾斜する応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが形成されるように、波形鋼板３０の各平板部３０Ｐに千鳥状に配列されている。応力伝達部４２Ａ，４２Ｂは、波形鋼板３０がせん断変形したときに、開口部４０周辺に発生する応力を周辺の縦補強リブ３６、縦フランジ３４、横フランジ３２へ伝達する応力伝達経路として機能するものであり、例えば、応力伝達部４２Ａ１は、波形鋼板３０に発生する応力が縦補強リブ３６及び横フランジ３２へ伝達されるように、縦補強リブ３６と横フランジ３２とに渡って略直線状に延びている。これと同様に、応力伝達部４２Ｂ１は、横フランジ３２と縦フランジ３４とに渡って設けられ、応力伝達部４２Ａ２，４２Ｂ２は、縦補強リブ３６と縦フランジ３４とに渡って設けられている。なお、図３では、図が煩雑となるため、上下方向に対して傾斜する平板部３０Ｐにおける応力伝達部４２Ａ，４２Ｂの図示を省略している。

また、例えば、応力伝達部４２Ａ１の両端部は、縦補強リブ３６及び横フランジ３２に接合（拘束）され、これらの縦補強リブ３６及び横フランジ３２へ応力が伝達可能になっている。他の応力伝達部４２Ａ，４２Ｂについても同様である。

なお、前述したように応力伝達部４２Ａ，４２Ｂは、波形鋼板３０に発生する応力を周辺の縦補強リブ３６、縦フランジ３４、横フランジ３２へ伝達可能であれば良く、厳密に直線状である必要はない。即ち、ここでいう応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが略直線状に延びるとは、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが厳密に直線状に延びる構成だけでなく、隣接する平板部３０Ｐ間において、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂがずれる構成を含む概念である。

図４に示されるように、応力伝達部４２Ａは上下方向に対して一方側（図５において右側）へ傾斜するのに対し、応力伝達部４２Ｂは上下方向に対して他方側（応力伝達部４２Ａと反対側）へ傾斜されている。これにより、波形鋼板３０のせん断変形に伴って平板部３０Ｐに作用する引張り力Ｔ及び圧縮力Ｃに対し、各応力伝達部４２Ａ，４２Ｂがブレースのように抵抗するようになっている。換言すると、波形鋼板３０のせん断変形に伴って平板部３０Ｐの開口部４０周辺に発生した引張り応力及び圧縮応力が、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂによって隣接する他の平板部３０Ｐへ伝達されるようになっている。

また、応力伝達部４２Ａと応力伝達部４２Ｂとが交差する交点Ｎ間の長さ（座屈長さ）ｅ_１，ｅ_２は、各応力伝達部４２Ａ，４２Ｂに作用する圧縮力に対して座屈しないよう設定されている。

なお、本実施形態では、一例として、上下方向に対して一方側へ傾斜する応力伝達部４２Ａの傾斜角度α（αは、水平方向に対する傾斜角度）と、上下方向に対して他方側（応力伝達部４２Ａと反対側）へ傾斜する応力伝達部４２Ｂの傾斜角度β（βは、水平方向に対する傾斜角度）とが同じ角度（α＝β）に設定されている。また、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂに接するように各開口部４０が形成されている。

ここで、本実施形態では、一例として図５に示されるように中心Ｏを中心とした半径ｒが同一の複数の円形の孔とされた開口部４０が、波形鋼板３０の平板部３０Ｐに下記式（１）を満たすように千鳥状に配列されている。これにより、波形鋼板３０の各平板部３０Ｐに直線状の応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが設けられている。

ただし、
ｒ：開口部の半径
Ｘ：応力伝達部の傾斜方向に隣接する開口部の中心間距離を水平線に投影した長さ
Ｙ：応力伝達部の傾斜方向に隣接する開口部の中心間距離を鉛直線に投影した長さ
である。

上記式（１）について解説すると、水平方向に対する応力伝達部４２Ａの傾斜角をαとすると、応力伝達部４２の幅Ｓは下記式（ａ）で表される。また、ｃｏｓαは、下記式（ｂ）で表される。これらの式（ａ）及び式（ｂ）から上記式（１）が得られる。

なお、図６に示されるように、例えば、縦フランジ３４が接合される波形鋼板３０の幅方向の端部では、開口部４０が円形ではなく、半円形になっても良い。

次に、本実施形態に係る波形鋼板耐震壁の作用について説明する。

風や地震等によって架構１２に水平力が作用すると、図１に示されるように、横フランジ３２及び縦フランジ３４を介して波形鋼板３０にせん断力が伝達される。これにより、波形鋼板３０がせん断変形しながら水平力に抵抗して耐震性能を発揮する。また、水平力に対して波形鋼板３０が降伏するように設計することで、鋼材の履歴エネルギーによって振動エネルギーが吸収され、制振性能を発揮する。

また、波形鋼板３０の各平板部３０Ｐには、上記式（１）を満たすように複数の開口部４０が千鳥状に配列されており、これらの開口部４０間に応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが設けられている。

ここで、例えば、図４に示されるように、波形鋼板３０の平板部３０Ｐが矢印Ｆ方向へせん断変形すると、上下方向に対して傾斜する方向から平板部３０Ｐに引張り力Ｔ及び圧縮力Ｃが作用する。これにより、平板部３０Ｐの開口部４０周辺に発生する引張り応力が、応力伝達部４２Ａを介して隣接する他の平板部３０Ｐの応力伝達部４２Ａへ伝達される。この応力伝達部４２Ａは、例えば、図３に示される応力伝達部４２Ａ２のように、縦補強リブ３６と縦フランジ３４とに渡って設けられている。これにより、各平板部３０Ｐの開口部４０周辺に発生した引張り応力が、応力伝達部４２Ａ２を介して縦補強リブ３６及び縦フランジ３４へ伝達される。そして、縦補強リブ３６へ伝達された応力は横フランジ３２を介して梁１６へ伝達され、縦フランジ３４へ伝達された応力は柱１４へ伝達される。これと同様に、各平板部３０Ｐの開口部４０周辺に発生した圧縮応力は、応力伝達部４２Ｂを介して梁１６及び柱１４へ伝達される。

このように波形鋼板３０の開口部４０間に略直線状に延びる応力伝達部４２Ａ，４２Ｂを設け、波形鋼板３０に発生する応力を横フランジ３２、縦フランジ３４、及び縦補強リブ３６へ伝達する応力伝達経路を確保することにより、開口部４０周辺の応力集中が低減される。従って、開口部４０周辺の補強を低減することができるため、波形鋼板耐震壁１０の施工性を向上することができる。

また、波形鋼板３０に複数の開口部４０を形成することにより、採光性、通風性、意匠性等が向上すると共に、視線が遮断されないため、例えばガラスやガラリのような機能を波形鋼板耐震壁１０に付加することができる。これにより、例えば、建物のエントランス等にも波形鋼板耐震壁１０を設置することができるため、波形鋼板耐震壁１０の設置自由度が向上する。また、採光性、通風性を確保しつつ、所定の遮熱性能を確保することができると共に、軽量化を図ることができる。更に、展示物等のフック等を開口部４０に引っ掛けることができるため、展示台としての機能も波形鋼板耐震壁１０に付加することができる。更にまた、開口部４０の大きさを増減することにより、採光量、通風量を調整することができると共に、耐震壁（耐力壁）としての耐力も調整することができる。

次に、本実施形態に係る波形鋼板耐震壁の変形例について説明する。

上記実施形態では、波形鋼板３０の平板部３０Ｐに複数の開口部４０を千鳥状に配列したがこれに限らない。例えば、図７に示されるように、中心Ｏを中心し、半径ｒが同一の複数の開口部５０を上下方向（矢印Ｈ方向）及び波形鋼板３０の幅方向（矢印Ｗ方向）にマトリックス状に配列しても良い。この場合、下記式（２）を満たすように複数の開口部５０を波形鋼板３０の平板部３０Ｐに配列することにより、平板部３０Ｐに直線状に延びる応力伝達部５２Ａを設けることができる。

ただし、
ｒ：開口部の半径
Ｘ：波形鋼板の幅方向に隣接する開口部の中心間距離
Ｙ：上下方向に隣接する前記開口部の中心間距離
である。

ここで、上記式（２）について解説すると、水平方向に対する応力伝達部４２の傾斜角をαとすると、応力伝達部４２の幅Ｓは下記式（ｃ）で表される。また、ｃｏｓαは、下記式（ｄ）で表される。これらの式（ｃ）及び式（ｄ）から上記式（２）が得られる。

なお、前述した式（１）及び式（２）は一例であって、これらの式（１）及び式（２）に限定されるものではない。また、上記実施形態では、複数の開口部４０の半径ｒが同一とされているが、これに限らない。開口部４０は、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂが分断されないように、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂで囲まれた矩形の領域内に形成すれば良く、例えば、図８に示されるように、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂで囲まれたひし形の領域Ｊ内に開口部４０と半径が異なる開口部６０を形成しても良い。また、２つの応力伝達部４２にのみ接するように開口部６２を形成しても良いし、領域Ｊ内に複数（図８では、２つの）の開口部６４を形成しても良い。更に、開口部４０は真円の孔に限らず、楕円形の孔でも良いし、三角形や四角形等の多角形の孔で良い。

また、上記実施形態では、応力伝達部４２Ａの傾斜角度αと、応力伝達部４２Ｂの傾斜角度βを同じに設定したが、応力伝達部４２Ａの傾斜角度αと応力伝達部４２Ｂの傾斜角度βを異なる値に設定しても良い。なお、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂをブレースとして機能させるためには、傾斜角度α，βを３０°〜６０°に設定することが好ましく、４５°に設定することがより好ましい。

更に、上記実施形態では、波形鋼板３０の全面に開口部４０を形成したがこれに限らず、波形鋼板３０の一部に開口部４０を形成しても良い。例えば、図９に示されるように、波形鋼板３０の中央部にのみ開口部４０を形成しても良い。また、図９に示されるように、波形鋼板３０は、少なくとも上下の梁１６に取り付けられていれば良く、縦フランジ３４と柱１４との間に間隔Ｄ（開口）を空けても良い。この場合、波形鋼板３０から縦材としての縦フランジ３４に伝達された応力は、当該縦フランジ３４を介して上下の梁１６へ伝達される。

更にまた、縦補強リブ３６は、波形鋼板３０のせん断座屈耐力に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。この場合、応力伝達部４２Ａ，４２Ｂは、波形鋼板３０の幅方向の両端部に設けられた縦フランジ３４間に渡って設ければ良い。また、縦補強リブ３６は、平板状の鋼板に限らず、Ｔ形鋼、Ｌ形鋼等でも良い。

また、架構１２を構成する柱１４及び梁１６は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁１６に替えて水平部材としてのコンクリートスラブ又は小梁等に波形鋼板耐震壁１０を取り付けても良い。なお、梁１６がＨ形鋼等の鉄骨造の場合は、横フランジ３２を省略し、波形鋼板３０の上下方向の端部を梁１６に溶接等で直接接合しても良い。この場合、波形鋼板３０の上下方向の端部と梁１６との間でせん断力等が伝達される。

更に、上記実施形態では、図２に示されるように、波形鋼板３０の中心軸から外れた位置で、波形鋼板３０の上端部及び下端部を梁１６に接合したが、例えば、波形鋼板３０の中心軸上で、波形鋼板３０の上端部及び下端部を梁１６に接合しても良い。また、波形鋼板３０の中心軸から一方側に外れた位置で、波形鋼板３０の上端部及び下端部を梁１６に接合しても良いし、中心軸を挟んで互い違いになるように波形鋼板３０の上端部及び下端部を梁１６に接合しても良い。なお、ここでいう波形鋼板の中心軸とは、波形鋼板３０の山部と谷部の中間にある仮想の軸である。

更にまた、波形鋼板耐震壁１０は、建物の一部に用いても良いし、建物の全てに用いても良い。また、耐震構造や免震構造等の種々の新築建物、改築建物に適用することができる。波形鋼板耐震壁を設置することにより、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。

次に、一実施形態に係る波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性算出方法について説明する。

例えば、上記式（１）に基づいて、半径ｒが同一の複数の開口部４０を波形鋼板３０の平板部３０Ｐに千鳥状に形成した場合、波形鋼板耐震壁１０の初期弾性せん断剛性Ｇは、下記式（３）から求めることができる。

ただし、
Ｌ ：隣接する縦補強リブの間隔、若しくは隣接する縦補強リブと縦フランジの間隔
α ：水平方向に対して応力伝達部が傾斜する傾斜角度
Ｇ_０：開口部がない波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性
である。

ここで、上記式（３）について解説すると、式（３）では、図１０に示されるように、波形鋼板３０の平板部３０Ｐのうち、隣接する応力伝達部４２Ａ間の領域Ｑ（グレーの領域）に弾性せん断剛性がないものと仮定し、平板部３０Ｐに対する応力伝達部４２Ａの面積比率を低減率として、開口部４０がない場合の波形鋼板耐震壁１０の初期弾性せん断剛性Ｇ_０に乗じている。

なお、式（３）におけるＬは、例えば、図３に示される縦補強リブ３６と縦フランジ３４の間の距離である。この場合、波形鋼板耐震壁１０の初期弾性せん断剛性Ｇ_０は、縦補強リブ３６と縦フランジ３４との間の波形鋼板３０（開口部４０なし）の初期弾性せん断剛性となる。また、Σ（２ｒ／ｓｉｎα）は、（２ｒ／ｓｉｎα）×（幅Ｌの平板部３０Ｐにある領域Ｑの総数）を意味する。

このように、式（３）を用いて波形鋼板耐震壁１０の初期弾性せん断剛性Ｇを算出することにより、波形鋼板耐震壁１０の設計が容易となる。

なお、上記式（３）は、半径が同一の複数の開口部が規則的に波形鋼板の平板部に形成されている場合に用いることができ、例えば、上記式（２）に基づいて複数の開口部５０（図７参照）が平板部３０Ｐに形成された波形鋼板耐震壁にも用いることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、上記実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

次に、載荷試験について説明する。

＜試験概要＞
本載荷試験では、実施例に係る試験体に対し、逆対称曲げを付加するように水平荷重を正負交互に繰り返し載荷した。水平荷重は変位制御とし、せん断変形角１，２，４，６（１／１０００ｒａｄ）について、それぞれ正負２回ずつ載荷した。

＜試験体＞
図１１には、本載荷試験で用いた試験体６８の正面図、断面図、及び一部拡大正面図が示されている。試験体６８は、波形鋼板７０と、波形鋼板７０の上下方向の端部にそれぞれ設けられた横フランジ７２と、波形鋼板７０の幅方向の端部にそれぞれ設けられた縦フランジ７４と、波形鋼板７０の表面に設けられた４本の縦補強リブ７６を備えている。また、波形鋼板７０の各平板部７０Ｐには、半径１１ｍｍの複数の開口部８０が上記式（１）に基づいて千鳥状に形成されている。なお、開口部８０は、波形鋼板７０の全面に渡って形成されている。

試験体６８は、複数の開口部８０が形成された平鋼板を波形形状に折り曲げ加工して波形鋼板７０を形成し、この波形鋼板７０に横フランジ７２、縦フランジ７４、及び縦補強リブ７６を溶接することにより製造した。なお、平板部７０Ｐの面積に対する開口部８０の開口面積の比率（開口率）は約４０％である。また、各種部材の寸法等は、図１１及び下記表１に示される通りである。

＜試験結果＞
図１２には、試験体６８の水平荷重とせん断変形角との関係が示されている。また、図１２には、上記式（３）を用いて算出した試験体６８の初期弾性せん断剛性Ｇが示されている。

図１２から分かるように、試験体６８が、開口部がない一般的な波形鋼板耐震壁と同様の紡錘形の履歴ループを描いた。このことから、試験体６８が、開口部がない一般的な波形鋼板耐震壁と同等の力学的性状を有することが確認できる。

また、上記式（３）を用いて算出した試験体６８の初期弾性せん断剛性Ｇが、試験体６８の初期せん断剛性に近似する結果となった。このことから、下記式（３）の妥当性が確認できる。

１０ 波形鋼板耐震壁
１４ 柱
１６ 梁（水平部材）
３０ 波形鋼板
３０Ｐ 平板部
３４ 縦フランジ（縦材）
３６ 縦補強リブ（縦材）
４０ 開口部
４２Ａ 応力伝達部
４２Ｂ 応力伝達部
５０ 開口部
５２Ａ 応力伝達部
６０ 開口部
６２ 開口部
６４ 開口部

Claims (4)

1. 一対の柱の間に架設された上下の水平部材に、幅方向を前記水平部材の軸方向にして取り付けられる波形鋼板と、
   長手方向を上下方向にすると共に前記幅方向に間隔を空けて前記波形鋼板に設けられ、該波形鋼板から伝達された応力を前記柱又は前記水平部材へ伝達する縦材と、
   前記波形鋼板に複数の開口部を形成することにより該開口部間に設けられ、上下方向に対して反対方向へ傾斜する傾斜方向にそれぞれ延びて、前記開口部間に発生する応力を前記水平部材又は前記縦材へ伝達する複数の応力伝達部と、
   を備える波形鋼板耐震壁。
2. 前記開口部が、半径が同一の円形の孔とされると共に、前記波形鋼板における折り目間の平板部に式（１）を満たすように千鳥状に配列されている請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
   

   

   ただし、
   ｒ：開口部の半径
   Ｘ：応力伝達部の傾斜方向に隣接する開口部の中心間距離を水平線に投影した長さ
   Ｙ：応力伝達部の傾斜方向に隣接する開口部の中心間距離を鉛直線に投影した長さ
   である。
3. 前記開口部が、半径が同一の円形の孔とされると共に、前記波形鋼板における折り目間の平板部に式（２）を満たすように上下方向及び前記幅方向に配列されている請求項１に記載の波形鋼板耐震壁。
   

   

   ただし、
   ｒ：開口部の半径
   Ｘ：波形鋼板の幅方向に隣接する開口部の中心間距離
   Ｙ：上下方向に隣接する前記開口部の中心間距離
   である。
4. 請求項２又は請求項３に記載の波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性Ｇを式（３）から算出する波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性算出方法。
   

   

   ただし、
   Ｌ ：隣接する縦材の間隔
   α ：水平方向に対して応力伝達部が傾斜する傾斜角度
   Ｇ_０：開口部がない波形鋼板耐震壁の初期弾性せん断剛性
   である。

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