JP7657619B2 - Load-bearing panels - Google Patents
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Description
本発明は、耐力パネルに関する。 The present invention relates to a load-bearing panel.
従来の耐力パネルとして、パネル柱と建物の架構梁又は基礎梁とを接合する接合機構が、鉛直方向に延在する長孔と、当該長孔に挿通されたボルトと、を有し、それにより、パネル柱と架構梁又は基礎梁との間で実質的に鉛直力を伝えないようにしたものがある(例えば、特許文献1)。 In a conventional load-bearing panel, the joining mechanism for joining the panel column to the frame beam or foundation beam of the building has a long hole extending vertically and a bolt inserted into the long hole, thereby substantially preventing the transmission of vertical force between the panel column and the frame beam or foundation beam (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の耐力パネルにおいては、水平方向におけるボルトと長孔の外縁との間のクリアランスの分だけ、滑りが発生し、水平方向の微少変形に対して、耐力パネルが耐力を発揮しないおそれがあるという課題があった。 However, in the conventional load-bearing panels described above, slippage occurs due to the clearance between the bolt and the outer edge of the long hole in the horizontal direction, and there is a risk that the load-bearing panel will not be able to withstand small deformations in the horizontal direction.
本発明は、パネル柱と架構梁又は基礎梁との間で実質的に鉛直力を伝えないとともに水平方向の微少変形に対して耐力を発揮できる、耐力パネルを、提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a load-bearing panel that does not transmit substantially vertical forces between the panel column and the frame beam or foundation beam, and can withstand minute horizontal deformations.
本発明の耐力パネルは、
一対のパネル柱と、
各前記パネル柱と建物の架構梁又は基礎梁とを接合する、接合機構と、
を備えた、耐力パネルであって、
前記接合機構は、前記一対のパネル柱に連結されているとともに、鉛直方向に変形可能に構成された、板状部材を有する。
The load-bearing panel of the present invention is
A pair of panel columns;
A joining mechanism for joining each of the panel columns to a frame beam or a foundation beam of a building;
A load-bearing panel comprising:
The joining mechanism has a plate-shaped member that is connected to the pair of panel columns and is configured to be deformable in the vertical direction.
本発明の耐力パネルにおいて、
前記一対のパネル柱どうしの間に設けられ、前記耐力パネルに水平力が加わったときに前記一対のパネル柱どうしの間隔を維持するように構成された、補剛材をさらに備えていると、好適である。
In the load-bearing panel of the present invention,
It is preferable that the structure further comprises a stiffening material provided between the pair of panel columns and configured to maintain the spacing between the pair of panel columns when a horizontal force is applied to the load-bearing panel.
本発明の耐力パネルにおいて、
前記補剛材は、前記板状部材の短手方向の両側に配置されているとともに、前記板状部材の前記短手方向の変形を規制するように構成された、一対の縦壁部を有していると、好適である。
本発明の耐力パネルにおいて、
前記一対のパネル柱どうしの間に設けられ、前記板状部材の短手方向の両側に配置されているとともに、前記板状部材の前記短手方向の変形を規制するように構成された、一対の縦壁部を有していると、好適である。
In the load-bearing panel of the present invention,
It is preferable that the stiffening material has a pair of vertical wall portions arranged on both sides of the plate-shaped member in the short direction and configured to restrict deformation of the plate-shaped member in the short direction.
In the load-bearing panel of the present invention,
It is preferable that the panel has a pair of vertical wall portions provided between the pair of panel columns, arranged on both sides of the short side of the plate-shaped member, and configured to restrict deformation of the plate-shaped member in the short side direction.
本発明によれば、パネル柱と架構梁又は基礎梁との間で実質的に鉛直力を伝えないとともに水平方向の微少変形に対して耐力を発揮できる、耐力パネルを、提供することができる。 The present invention provides a load-bearing panel that does not transmit substantially vertical forces between the panel column and the frame beam or foundation beam, and can withstand minute horizontal deformations.
本発明に係る耐力パネルは、任意の種類の建物に利用できるが、住宅に好適に利用できるものである。
以下、本発明に係る耐力パネルの実施形態について、図面を参照しながら例示説明する。各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。
The load-bearing panel according to the present invention can be used in any type of building, but is particularly suitable for use in residential buildings.
Hereinafter, an embodiment of a load-bearing panel according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are designated by the same reference numerals.
図1は、本発明の一実施形態に係る耐力パネル4を備えた建物1を概略的に示している。建物1は、任意の種類の建物でよいが、住宅であると好適である。建物1は、架構2と、基礎3と、耐力パネル4と、を備えている。
Figure 1 shows a schematic diagram of a building 1 equipped with a load-bearing
架構2は、鉛直方向に延在する複数の架構柱21と、水平方向に延在する複数の架構梁22と、を備えている。
各架構柱21は、架構柱21の下端部である柱脚部211と、柱脚部211以外の部分212と、からなる。各架構柱21の柱脚部211は、基礎3に対して接合されている。架構柱21の柱脚部211以外の部分212は、角形鋼管であると好適であるが、他の鋼材であってもよい。架構柱21の柱脚部211の断面は、十字形をなしていると好適であるが、任意の形状をなしてよい。
架構梁22は、H形鋼であると好適であるが、他の鋼材であってもよい。
架構2の構成は、図1に示すものに限られず、任意である。架構2の好適な構成については、後述する。
The
Each
The
The structure of the
基礎3は、架構2の柱脚部211を支持する柱脚基礎31と、柱脚基礎31どうしの間に架け渡された基礎梁32と、を有している。
The
耐力パネル4は、水平力に対する耐力を有している。耐力パネル4は、地震や風等の発生により架構2が水平方向に揺れたときに架構2からの水平荷重を支える機能を有している。
The load-bearing
図2は、耐力パネル4の一例を示している。図1~図2に示すように、耐力パネル4は、一対のパネル柱41と、一対のパネル柱41どうしを連結する連結材42と、接合機構43と、を有している。
Figure 2 shows an example of a load-bearing
各パネル柱41は、鉛直方向に延在している。各パネル柱41は、柱脚部411と、柱頭部412と、柱脚部411及び柱頭部412どうしの間の柱本体部413と、を有している。
柱本体部413は、角形鋼管であると好適であるが、任意の鋼材としてよい。
各パネル柱41の柱脚部411は、基礎3の基礎梁32に対して、1本又は複数本(例えば4本)のアンカーボルトによりピン接合されている。柱脚部411の断面は、十字形をなしていると、好適であるが、任意の形状をなしてよい。
Each
The column
The
図3は、図2の連結材42の一部を拡大して示している。図2~図3に示すように、連結材42は、鋼材ダンパ42aと、一対の長辺材42bと、4つの斜辺材42cと、一対の水平材42eと、一対の連結片42fと、を有している。
鋼材ダンパ42aは、例えば極低降伏点鋼からなる。
一対の長辺材42bは、鉛直方向に延在しており、一対のパネル柱41の柱本体部413に取り付けられている。
耐力パネル4の幅方向中心に対する両側において、長辺材42bと連結片42fとは、上下一対の斜辺材42cと水平材42eとによって連結されている。耐力パネル4の平面視(図2~図3)において、長辺材42bを二等辺三角形の底辺として見たときに、上下一対の斜辺材42cは、当該二等辺三角形の一対の斜辺をなすように、水平方向及び鉛直方向に対して傾斜して延在しており、水平材42eは、当該二等辺三角形の頂点から下した垂線をなすように、水平方向に延在している。
鋼材ダンパ42aは、一対の連結片42fに対して接合されている。これにより、鋼材ダンパ42aは、地震発生時等において、せん断方向に塑性変形するように構成されている。鋼材ダンパ42aは、一対の連結片42fに対してボルト接合されている。これにより、鋼材ダンパ42aは、地震等により交換が必要となった場合に容易に交換できるようにされている。
ただし、連結材42は、図2~図3に示すものとは異なる構成を有していてもよい。
図2の例において、耐力パネル4は、連結材42を上下に2つ有しているが、耐力パネル4は、連結材42を1つのみ有してもよいし、3つ以上有してもよい。
Fig. 3 shows an enlarged view of a portion of the connecting
The
The pair of
On both sides of the width center of the load-bearing
The
However, the
In the example of Figure 2, the load-
図4は、図2の接合機構43及びその周辺部分を拡大して示している。図5は、図4の接合機構43を単独で示しており、これを上から見た様子を示している。図2、図4~図5に示すように、接合機構43は、耐力パネル4の各パネル柱41と架構2の架構梁22とを接合している。具体的に、接合機構43は、耐力パネル4の各パネル柱41とラーメン架構2の架構梁22とを鉛直ローラー接合している。鉛直ローラー接合とは、鉛直力は実質的に伝えないが、水平力は伝達する接合構造を指す。すなわち、接合機構43は、各パネル柱41と架構梁22との間で実質的に鉛直力を伝えないように構成されている。これにより、地震時等において、各パネル柱41と架構梁22との間には、アンカーボルトの抜け出しや基礎梁32の破壊又は架構梁22のせん断破壊(いずれも脆性的な破壊でラーメン架構の変形能力の高さという利点を損なう破壊)を生じさせない大きさの鉛直力しか働かないようにされている。具体的に、接合機構43は、各パネル柱41と架構梁22とを鉛直方向に相対的に移動可能にするように構成されている。
Figure 4 shows an enlarged view of the joining
より具体的に、本例において、接合機構43は、板状部材431と、取付部434と、を有している。
More specifically, in this example, the joining
板状部材431は、一対のパネル柱41に連結されている。板状部材431は、鉛直方向に変形可能に構成されている。接合機構43は、鉛直方向に変形可能に構成された板状部材431を有することにより、各パネル柱41と架構梁22とを鉛直ローラー接合している。また、本例の接合機構43は、鉛直方向に変形可能に構成された板状部材431を有することにより、各パネル柱41と架構梁22とを鉛直方向に相対的に移動可能にするように構成されている。これにより、接合機構43は、各パネル柱41と架構梁22との間で実質的に鉛直力を伝えないように構成されている。
板状部材431は、例えば板バネからなる。
図4~図5に示すように、板状部材431の板厚方向は鉛直方向に指向され、板状部材431の長手方向は耐力パネル4の幅方向(図4の左右方向)に指向され、板状部材431の短手方向(板状部材431の長手方向及び板厚方向に垂直な方向)は耐力パネル4の面外方向(図4の紙面奥行方向)に指向される。ここで、耐力パネル4の幅方向(以下、単に「幅方向」ともいう。)とは、耐力パネル4の一対のパネル柱41どうしが対向する方向である。また、耐力パネル4の面外方向(以下、単に「面外方向」ともいう。)とは、耐力パネル4の一対のパネル柱41を含む仮想平面に対し垂直な方向であり、耐力パネル4の幅方向に対し垂直な水平方向でもある。
本例において、板状部材431は、一対のパネル柱41の柱頭部412の上端に連結されている。具体的には、パネル柱41の柱頭部412は、本体部412aと、本体部412aの下端に溶接等により接合された、下側水平板412bと、本体部412aの上端に溶接等により接合された上側水平板412cと、を有している。下側水平板412bは、パネル柱41の柱本体部413の上端に溶接等により接合されている。各パネル柱41の柱頭部412の上側水平板412cと板状部材431とは、それぞれに設けられた貫通穴412h、431hを介して、ボルト及びナットを含む締結具Baによりボルト接合されている。ただし、板状部材431は、本例とは異なる手法により一対のパネル柱41の柱頭部412の上端部に連結されてもよい。パネル柱41の柱頭部412(具体的には、本体部412a)の断面は、十字形をなしていると、好適である。
図5に示すように、板状部材431は、本例において、板状部材431の平面視において長方形をなしているが、板状部材431は、板状部材431の平面視において任意の形状をなしていてよい。
The plate-
The plate-
4 and 5, the thickness direction of the plate-
In this example, the plate-
As shown in FIG. 5, in this example, the plate-shaped
取付部434は、板状部材431と架構梁22とを連結している。本例において、取付部434は、水平板432と、接続部433と、を有している。また、本例において、架構梁22は、上下一対のフランジ部22aを有するH形鋼からなる。
水平板432は、水平方向に延在している。水平板432は、架構梁22に連結されており、具体的には、架構梁22のフランジ部22aに連結されている。具体的に、水平板432と架構梁22のフランジ部22aとは、それぞれに設けられた貫通穴432h、22hを介して、ボルト及びナットを含む締結具Bbによりボルト接合されている。ただし、水平板432は、本例とは異なる手法により架構梁22に連結されてもよい。
接続部433は、鉛直方向に延在しており、板状部材431と水平板432とを接続している。本例において、接続部433は、板状部材431と水平板432とに溶接により接合されている。
なお、取付部434は、板状部材431と架構梁22とを連結するものである限り、本例とは異なる構成を有していてもよい。また、架構梁22は、H形鋼以外の鋼材からなるものでもよい。
The mounting
The
The
The mounting
本実施形態においては、上述のように、接合機構43が、鉛直方向に変形可能に構成された板状部材431を有することにより、各パネル柱41と架構梁22とを鉛直ローラー接合し、各パネル柱41と架構梁22との間で実質的に鉛直力を伝えないように構成されているので、図6に示すように、地震や風等の発生により架構2が揺れたときに、架構梁22の曲げ破壊等の変形を接合機構43の板状部材431が吸収し、それにより、耐力パネル4の一対のパネル柱41、一対のパネル柱41と基礎梁32とを接合するアンカーボルト、及び基礎梁32に大きな力が発生するのを抑制できる。よって、アンカーボルトの引き抜きや基礎梁32の破壊を抑制でき、基礎3への負担を低減できる。
仮に接合機構43が各パネル柱41と架構梁22との間で実質的に鉛直力を伝えるように構成されている場合は、架構梁22が一対のパネル柱41の位置で拘束されて、架構梁22にせん断破壊が生じる可能性が高くなる。一般的に、曲げ破壊に比べ、せん断破壊は、変形能力が低い。また、このとき、基礎梁32には、大きな偶力(上下対称の力)が発生し、アンカーボルトの引き抜き及び基礎梁32の破壊が生じやすくなる。よって、基礎3への負担が大きくなる。
また、上述した特許文献1のように長孔を用いた接合機構においては、水平方向におけるボルトと長孔の外縁との間のクリアランスの分だけ、滑りが発生し、水平方向の微少変形に対して、耐力パネルが耐力を発揮しないおそれがある。一方、本実施形態によれば、板状部材431は水平方向に滑りが発生しないため、水平方向の微少変形においても耐力パネル4が効果的に耐力を発揮できる。ひいては、交通振動及び風振動等に対して効果的に耐力パネル4が耐力を発揮することができる。
In this embodiment, as described above, the joining
If the
Furthermore, in a joint mechanism using a long hole as in the above-mentioned Patent Document 1, slippage occurs in the horizontal direction by the clearance between the bolt and the outer edge of the long hole, and there is a risk that the load-bearing panel will not be able to exert its strength against minor horizontal deformation. On the other hand, according to this embodiment, the plate-
図7~図10は、耐力パネル4の第1変形例を説明するための図面である。本例の耐力パネル4は、補剛材44をさらに備える点で、上述した図2及び図4の例とは異なる。本例の接合機構43の構成は、上述した図2及び図4の例と同様である。
補剛材44は、一対のパネル柱41どうしの間に設けられている。補剛材44は、耐力パネル4に水平力が加わったときに一対のパネル柱41どうしの間隔を維持するように構成されている。
7 to 10 are drawings for explaining a first modified example of the load-
The stiffening
本例において、補剛材44は、板状部材431の長手方向の両端部と接合されている。より具体的に、補剛材44は、一対の補剛本体部材4411、4412と、一対のスペーサー442と、を有している。
In this example, the
図8~図9に示すように、各補剛本体部材4411、4412は、鉛直方向に延在する一対の鉛直板部441aと、水平方向に延在し、これら一対の鉛直板部441aどうしを接続する、水平板部441bと、を有している。各補剛本体部材4411、4412は、本例では溝形鋼からなるが、任意の鋼材からなってよい。各補剛本体部材4411、4412は、耐力パネル4の幅方向に延在している。図9に示すように、一対の補剛本体部材4411、4412は、鉛直方向に沿って配列されており、一対の補剛本体部材4411、4412の水平板部441bどうしは、互いに当接している。一対の補剛本体部材4411、4412のうち上側に位置する第1補剛本体部材4411は、上側が開放しており、一対の補剛本体部材4411、4412のうち下側に位置する第2補剛本体部材4412は、下側が開放している。
8 and 9, each stiffening
図7~図8に示すように、一対のスペーサー442は、第1補剛本体部材4411の水平板部441bの延在方向の両端部の上に配置されている。接合機構43の板状部材431は、一対のスペーサー442の上に配置されている。スペーサー442により、板状部材431と第1補剛本体部材4411の水平板部441bとは、鉛直方向に互いに離間対向するようにされている
図8に示すように、各補剛本体部材4411、4412の水平板部441b、各スペーサー442、及び板状部材431は、それぞれ貫通穴441h、442h、431h’を有しており、これらの貫通穴441h、442h、431h’を介して、ボルト及びナットを含む締結具Bcにより、互いにボルト接合されている。
このようにして、板状部材431の長手方向の両端部と、第1補剛本体部材4411の水平板部441bの延在方向の両端部とは、スペーサー442を介して、互いに接合されている。これにより、一対のスペーサー442よりも板状部材431の長手方向内側において、板状部材431が、スペーサー442の厚みの分だけ、下側へ変形するためのスペースが、確保されている。これにより、補剛材44が、板状部材431の鉛直方向の変形を阻害しないようにされており、ひいては、接合機構43が各パネル柱41と架構梁22との間で実質的に鉛直力を伝えないことを阻害しないようにされている。
As shown in Fig. 7 and Fig. 8, the pair of
In this manner, both ends in the longitudinal direction of the plate-
補剛材44の延在方向の長さは、一対のパネル柱41どうしの間の距離(具体的には、一対のパネル柱41の幅方向内側端どうしの間の幅方向距離)とほぼ同じにされている。また、補剛材44は、一対のパネル柱41の一部(本例では上端部)と同じ高さに位置している。それにより、耐力パネル4に水平力が加わったときに、一対のパネル柱41どうしが近づこうとしても、パネル柱41が補剛材44に当たることで、一対のパネル柱41どうしの間隔が狭くなるのを抑制でき、ひいては、一対のパネル柱41どうしの間隔を維持できるようにされている。
The length of the
ここで、図11を参照しつつ、補剛材44のメリットについて説明する。
仮に、上述した図4の例のように、耐力パネル4が補剛材44を有しない場合、図11(a)に示すように、地震等の発生時において、耐力パネル4に水平力(特に、耐力パネル4の面内方向の水平力)が加わったときに、一対のパネル柱41どうしの間隔が狭くなり、板状部材431が耐力パネル4の面内方向において圧縮座屈するおそれがあり、ひいては、連結材42も圧縮座屈する結果、水平方向の耐力をさほど効果的に発揮できないおそれがある。
一方、図7に示す本例のように、耐力パネル4が補剛材44を有する場合、図11(b)に示すように、地震等の発生時において、耐力パネル4に水平力(特に、耐力パネル4の面内方向の水平力)が加わったときに、補剛材44によって一対のパネル柱41どうしの間隔を維持できるので、連結材42の圧縮座屈を抑制でき、水平方向の耐力をより効果的に発揮できる。
なお、本明細書において、耐力パネル4の面内方向とは、耐力パネル4の一対のパネル柱41を含む仮想平面に対し平行な方向である。
Here, the advantages of the
If the load-
On the other hand, when the load-
In this specification, the in-plane direction of the load-
なお、本例の補剛材44は、第1補剛本体部材4411に加えて第2補剛本体部材4412を有していることから、その分、高い剛性を有しており、一対のパネル柱41どうしの間隔をより確実に維持できるようにされている。
ただし、補剛材44は、第2補剛本体部材4412を有していなくてもよい。
In addition, since the stiffening
However, the
図9に示すように、本例において、補剛材44は、板状部材431の短手方向の両側に配置されているとともに、板状部材431の短手方向の変形を規制するように構成された、一対の縦壁部443を有している。本例において、一対の縦壁部443は、第1補剛本体部材4411の一対の鉛直板部441aによって構成されている。
ここで、図12を参照しつつ、補剛材44の一対の縦壁部443のメリットについて説明する。図12(a)の左図は、図4のA-A線に沿った断面を概略的に示している。図12(b)の左図は、図7のC-C線に沿った断面を概略的に示している。
仮に、上述した図4の例のように耐力パネル4が補剛材44を有しない場合や、補剛材44が一対の縦壁部443を有しない場合においては、図12(a)に示すように、地震等の発生時において、建物1が耐力パネル4の面外方向に揺れたときに、板状部材341が短手方向(面外方向)に変形し、パネル柱41と架構梁22とが面外方向に相対変位する。これに伴い、架構梁22と接合された内外装材(内装材及び/又は外装材)Mが、架構梁22に引きずられて面外方向に変位し、パネル柱41と衝突して、内外装材Mに損傷が生じるおそれがある。
一方、図7及び図9に示す本例のように、補剛材44が一対の縦壁部443を有する場合、図12(b)に示すように、地震等の発生時において、建物1が耐力パネル4の面外方向に揺れたときに、架構梁22と板状部材431とが面外方向に変位したときに板状部材431が縦壁部443に当たる結果、パネル柱41が板状部材431と一緒になって面外方向に傾くように変形する。これにより、パネル柱41と内外装材Mとがほぼ同じ角度で面外方向に傾くので、内外装材Mに損傷が生じるのを抑制できる。
9 , in this example, the stiffening
Here, the advantages of the pair of
4, if the load-
On the other hand, in the case where the stiffening
図13は、耐力パネル4の第2変形例を説明するための図面である。図13に示すように、接合機構43は、耐力パネル4の各パネル柱41と基礎梁32とを接合して、各パネル柱41と基礎梁32との間で実質的に鉛直力を伝えないように構成されてもよい。すなわち、接合機構43は、耐力パネル4の各パネル柱41と基礎梁32とを鉛直ローラー接合してもよい。また、接合機構43は、耐力パネル4の各パネル柱41と基礎梁32とを鉛直方向に相対的に移動可能にするように構成されてもよい。これにより、地震時等において、各パネル柱41と基礎梁32との間には、アンカーボルトの抜け出しや基礎梁32の破壊又は架構梁22のせん断破壊(いずれも脆性的な破壊でラーメン架構の変形能力の高さという利点を損なう破壊)を生じさせない大きさの鉛直力しか働かないようにされる。
詳細の図示は省略するが、この場合、板状部材431は、一対のパネル柱41の柱脚部411の下端に連結され、取付部434は、板状部材431と基礎梁32とを連結する。
なお、この場合、各パネル柱41の柱頭部412は、架構梁22に対して、1本又は複数本(例えば4本)の締結具によりピン接合される。柱頭部412の断面は、十字形をなしていると、好適である。
13 is a drawing for explaining a second modified example of the load-
Although detailed illustration is omitted, in this case, the plate-shaped
In this case, the
図13の例においても、耐力パネル4は、図7~図10の例のように、補剛材44を有していてもよい。この場合、補剛材44は、図7~図10を参照しつつ上述した構成を上下反転した構成を有していると好適である。つまり、第1補剛本体部材4411は、下側が開放し、第2補剛本体部材4412は、第1補剛本体部材4411の上側に位置し、上側が開放するように、配置する。一対のスペーサー442は、第1補剛本体部材4411の水平板部441bの延在方向の両端部の下に配置し、接合機構43の板状部材431は、一対のスペーサー442の下に配置する。
In the example of FIG. 13, the load-
本明細書で説明する各例において、補剛材44は、一対の縦壁部443を有していなくてもよい。
In each example described in this specification, the
上述した図7の例において、補剛材44は、一対のパネル柱41とは接合されてはおらず、上述のように、板状部材431と接合されている。しかし、本明細書で説明する各例において、補剛材44は、その延在方向の両端部が、板状部材431とは接合されずに、一対のパネル柱41と接合されてもよい。その場合も、補剛材44は、耐力パネル4に水平力(特に、耐力パネル4の面内方向の水平力)が加わったときに、一対のパネル柱41どうしの間隔を維持できる。この場合も、補剛材44は、一対の縦壁部443を有していると、好適である。
In the example of FIG. 7 described above, the
以下、上述した耐力パネル4と組み合わせて使用されると好適な架構2の構成について、図1を参照しつつ、説明する。図1は、耐力パネル4と組み合わせて使用されると好適な架構2の一例を示している。
The following describes the structure of the
図1の例において、架構2は、ラーメン架構である。
具体的に、架構柱21と架構梁22とは、剛接合されている。本明細書において、「剛接合」とは、半剛接合も含む。
一般的なラーメン架構においては、架構柱における1階の柱脚部が基礎に対して剛接合されるが、本例の架構2は、一般的なラーメン架構とは異なり、架構2の架構柱21における1階の柱脚部211が、回転可能であり、すなわち、基礎3に対してピン接合されている。これにより、この架構2を有する建物1は、一般的なラーメン架構を備えた建物に比べて、基礎3の構造を簡易にすることが可能となる。
ここで、柱脚部211について、「回転可能」とは、柱脚部211の反曲点高比が0.3以下であることを意味する。
In the example of FIG. 1, the
Specifically, the
In a typical rigid frame structure, the base of the frame column on the first floor is rigidly connected to the foundation, but the
Here, with respect to the
耐力パネル4は、1階のみに設けられ、2階以上においては設けられないと、好適である。本例の架構2の2階以上の階においては、一般的なラーメン架構と同様に、架構柱21と架構梁22とが剛接合されているので、耐力パネル4を設けなくても、架構2は水平力に対する耐力を十分に有している。一方、架構2の1階においては、一般的なラーメン架構とは異なり、架構柱21の柱脚部211が回転可能であることから、架構2だけでは水平力に対する耐力が十分ではないおそれがあるので、耐力パネル4によって水平力に対する耐力を補うと好適である。
It is preferable that the load-
架構2の架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面積は、耐力パネル4のパネル柱41(具体的には柱本体部413)の断面積よりも大きいと、好適である。このように架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面積を大きくすることにより、架構梁22の断面積をも大きくすることが可能になり、ひいては、歩行時、地震、風等の発生時における架構梁22の撓みを抑制できる。なお、一般的に、架構梁の撓みを抑制することついては、「建築物の構造関係技術基準解説書」等において求められていることである。ここで、架構柱21、パネル柱41、架構梁22の断面積は、架構柱21、パネル柱41、架構梁22のそれぞれの延在方向に対し垂直な断面における断面形状に沿った面積(肉部分の面積)を指しており、当該断面における中空部分の面積は除く趣旨である。
同様の観点から、架構2の架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面2次モーメントは、耐力パネル4のパネル柱41の断面2次モーメントよりも大きいと、好適である。
また、同様の観点から、架構2の架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の塑性断面係数は、耐力パネル4のパネル柱41の塑性断面係数よりも大きいと、好適である。
It is preferable that the cross-sectional area of the
From a similar viewpoint, it is preferable that the area second moment of the
From a similar viewpoint, it is also preferable that the plastic section modulus of the
なお、建物1を全体崩壊形に構成する観点から、架構梁22の断面積は、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面積と同等又はそれ未満であると、好適である。また、地震や風等の発生時における架構梁22の撓みを抑制する観点から、架構梁22の断面積は、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面積と同等であると、より好適である。また、地震や風等の発生時における架構梁22の撓みを抑制する観点から、架構梁22の断面積は、耐力パネル4のパネル柱41の断面積よりも大きいと、好適である。
同様の観点から、架構梁22の断面2次モーメントは、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面2次モーメントと同等又はそれ未満であると、好適であり、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面2次モーメントと同等であると、より好適である。また、地震や風等の発生時における架構梁22の撓みを抑制する観点から、架構梁22の断面2次モーメントは、耐力パネル4のパネル柱41の断面2次モーメントよりも大きいと、好適である。
同様の観点から、架構梁22の塑性断面係数は、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の塑性断面係数と同等又はそれ未満であると、好適であり、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の塑性断面係数と同等であると、より好適である。また、地震や風等の発生時における架構梁22の撓みを抑制する観点から、架構梁22の塑性断面係数は、耐力パネル4のパネル柱41の塑性断面係数よりも大きいと、好適である。
From the viewpoint of configuring the building 1 to have a total collapse shape, it is preferable that the cross-sectional area of the
From the same viewpoint, it is preferable that the second moment of area of the
From the same viewpoint, it is preferable that the plastic section modulus of the
例えば、架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212を150角の角形鋼管とし、架構梁22を250せいのH形鋼とし、パネル柱41(具体的には柱本体部413)を80角の角形鋼管とすると、好適である。
For example, it is preferable to use a square steel pipe with a 150mm square for the
なお、上述のように、耐力パネル4は、架構梁22からの鉛直荷重を実質的に支持しないように構成されているが、上述のように架構梁22の撓みの抑制は、架構2の架構柱21のうち柱脚部211以外の部分212の断面積を耐力パネル4のパネル柱41の断面積よりも大きくし、ひいては、架構梁22の断面積をも大きくできるようにすることにより、担保できる。
As mentioned above, the load-
本明細書で説明する各例において、架構2は、2階建てに限られず、任意の階数を有してよい。
In each example described in this specification, the
本発明に係る耐力パネルは、任意の種類の建物に利用できるが、住宅に好適に利用できるものである。 The load-bearing panels of the present invention can be used in any type of building, but are particularly suitable for residential buildings.
1 建物
2 架構
21 架構柱
211 柱脚部
212 架構柱のうち柱脚部以外の部分
22 架構梁
22a フランジ部
22h 貫通穴
3 基礎
31 柱脚基礎
32 基礎梁
4 耐力パネル
41 パネル柱
411 柱脚部
412 柱頭部
412a 本体部
412b 下側水平板
412c 上側水平板
412h 貫通穴
413 柱本体部
42 連結材
42a 鋼材ダンパ
42b 長辺材
42c 斜辺材
42e 水平材
42f 連結片
43 接合機構
431 板状部材
431h、431h’ 貫通穴
432 水平板
432h 貫通穴
433 接続部
434 取付部
44 補剛材
4411 第1補剛本体部材(補剛本体部材)
4412 第2補剛本体部材(補剛本体部材)
441a 鉛直板部
441b 水平板部
441h 貫通穴
442 スペーサー
442h 貫通穴
443 縦壁部
Ba、Bb、Bc 締結具
M 内外装材
1
4412 Second stiffening body member (stiffening body member)
441a
Claims (4)
各前記パネル柱と建物の架構梁又は基礎梁とを接合する、接合機構と、
前記一対のパネル柱どうしを連結し、制振機構を有する、連結材と、
を備えた、前記架構梁を含む前記建物の架構に負荷される水平力に対する耐力を有する、耐力パネルであって、
各前記パネル柱は、前記接合機構が設けられている側とは鉛直方向の反対側において、前記基礎梁又は前記架構梁とピン接合されており、
前記接合機構は、前記一対のパネル柱に連結されているとともに、鉛直方向に変形可能に構成された、板状部材を有し、
前記板状部材は、平面視において長手方向と短手方向とを有する、長尺の板状の部材であり、
前記板状部材は、板厚方向が、鉛直方向に指向されており、長手方向が、前記架構梁又は前記基礎梁の水平方向における延在方向に指向されており、かつ短手方向が、鉛直方向と前記架構梁又は前記基礎梁の水平方向における延在方向との双方に垂直な方向に指向されており、
前記板状部材は、長手方向の両端部で前記一対のパネル柱に連結されているとともに、前記長手方向の両端部の間で前記架構梁の鉛直方向下側又は前記基礎梁の鉛直方向上側に連結されており、
前記板状部材は、板厚方向に変形可能な板バネとして構成されており、前記長手方向の両端部の間で鉛直方向の下側又は上側にスぺースが設けられ、かつ、前記長手方向の両端部で鉛直方向の上側又は下側にスペースが設けられていることにより、鉛直方向に変形可能とされており、
前記耐力パネルは、前記一対のパネル柱どうしの間に設けられ、前記耐力パネルに水平力が加わったときに前記一対のパネル柱どうしの間隔を維持するとともに前記一対のパネル柱との間で相対的な捩れ変形をしないように構成された、前記板状部材の長手方向に沿って延在する、補剛材をさらに備えており、
前記補剛材は、前記板状部材の短手方向の両側に配置されているとともに、前記板状部材の前記短手方向の変形を規制するように構成された、一対の縦壁部を有している、耐力パネル。 A pair of panel columns;
A joining mechanism for joining each of the panel columns to a frame beam or a foundation beam of a building ;
A connecting member that connects the pair of panel columns and has a vibration damping mechanism;
A load -bearing panel having a strength against a horizontal force applied to a frame of the building including the frame beam ,
Each of the panel columns is pin-joined to the foundation beam or the frame beam on the vertical opposite side to the side on which the joint mechanism is provided,
The joining mechanism has a plate-like member that is connected to the pair of panel columns and is configured to be deformable in a vertical direction,
The plate-like member is an elongated plate-like member having a longitudinal direction and a lateral direction in a plan view,
The plate-like member has a plate thickness direction oriented in the vertical direction, a longitudinal direction oriented in the horizontal extension direction of the frame beam or the foundation beam, and a short side direction oriented in a direction perpendicular to both the vertical direction and the horizontal extension direction of the frame beam or the foundation beam,
The plate-like member is connected to the pair of panel columns at both ends in the longitudinal direction, and is connected to the vertical lower side of the frame beam or the vertical upper side of the foundation beam between both ends in the longitudinal direction,
The plate-like member is configured as a plate spring capable of deformation in a plate thickness direction, and a space is provided between both ends in the longitudinal direction on the lower or upper side in the vertical direction, and a space is provided on the upper or lower side in the vertical direction at both ends in the longitudinal direction, thereby enabling deformation in the vertical direction,
The load-bearing panel further includes a stiffening member extending along the longitudinal direction of the plate-like member, the stiffening member being provided between the pair of panel columns and configured to maintain the spacing between the pair of panel columns and prevent relative torsional deformation between the pair of panel columns when a horizontal force is applied to the load-bearing panel ,
A load-bearing panel, wherein the stiffening material is arranged on both sides of the plate-shaped member in the short direction and has a pair of vertical wall portions configured to restrict deformation of the plate-shaped member in the short direction .
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