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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).

特開2013-217051号公報JP 2013-217051 A

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.

本発明の一実施形態に係る耐力パネルを備えた建物を概略的に示す、概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a building equipped with a load-bearing panel according to an embodiment of the present invention; 図1の耐力パネルを拡大して示す、拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the load-bearing panel of FIG. 1 . 図2の連結材を拡大して示す、拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing the connecting member of FIG. 2 . 図2の接合機構を拡大して示す、拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing the joining mechanism of FIG. 2 . 図4の接合機構を上から見た様子を示す、上面図である。FIG. 5 is a top view showing the joining mechanism of FIG. 4 as viewed from above. 地震等が発生した時における図1の建物の挙動を概略的に示す、概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the behavior of the building of FIG. 1 when an earthquake or the like occurs. 本発明の第1変形例に係る耐力パネルの接合機構及び補剛材を拡大して示す、拡大図である。1 is an enlarged view showing a joining mechanism and a stiffener of a load-bearing panel according to a first modified example of the present invention. FIG. 図7の接合機構及び補剛材の一部を拡大して示す、拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a portion of the joining mechanism and stiffener of FIG. 7 . 図7の接合機構及び補剛材をB-B線に沿った断面により示す、B-B断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the joining mechanism and stiffener of FIG. 7 taken along line BB. 図7の接合機構及び補剛材を一対のパネル柱から分解した様子を示す、分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing the joining mechanism and stiffener of FIG. 7 disassembled from a pair of panel posts. 図11(a)は、地震等が発生した時における図4の耐力パネルの挙動を概略的に示す、概略図であり、図11(b)は、地震等が発生した時における図7の耐力パネルの挙動を概略的に示す、概略図である。FIG. 11(a) is a schematic diagram showing the behavior of the load-bearing panel of FIG. 4 when an earthquake or the like occurs, and FIG. 11(b) is a schematic diagram showing the behavior of the load-bearing panel of FIG. 7 when an earthquake or the like occurs. 図12(a)は、地震等が発生した時における図4の耐力パネルの挙動を概略的に示す、概略図であり、図12(b)は、地震等が発生した時における図7の耐力パネルの挙動を概略的に示す、概略図である。FIG. 12(a) is a schematic diagram showing the behavior of the load-bearing panel of FIG. 4 when an earthquake or the like occurs, and FIG. 12(b) is a schematic diagram showing the behavior of the load-bearing panel of FIG. 7 when an earthquake or the like occurs. 本発明の第2変形例に係る耐力パネルを説明するための概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a load-bearing panel according to a second modified example of the present invention.

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 panel 4 according to one embodiment of the present invention. The building 1 may be any type of building, but is preferably a residence. The building 1 comprises a framework 2, a foundation 3, and a load-bearing panel 4.

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 frame 2 includes a plurality of frame columns 21 extending in the vertical direction and a plurality of frame beams 22 extending in the horizontal direction.
Each structural column 21 is composed of a base 211 which is the lower end of the structural column 21, and a portion 212 other than the base 211. The base 211 of each structural column 21 is joined to the foundation 3. The portion 212 other than the base 211 of the structural column 21 is preferably a square steel pipe, but may be other steel material. The cross section of the base 211 of the structural column 21 is preferably cross-shaped, but may be any shape.
The structural beams 22 are preferably H-shaped steel beams, but may be made of other steel materials.
The structure of the frame 2 is not limited to that shown in Fig. 1 and may be any structure. A suitable structure of the frame 2 will be described later.

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 foundation 3 has a column base foundation 31 that supports the column base portion 211 of the frame 2, and a foundation beam 32 that is spanned between the column base foundations 31.

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 panel 4 has the strength to withstand horizontal forces. The load-bearing panel 4 has the function of supporting the horizontal load from the frame 2 when the frame 2 sways horizontally due to the occurrence of an earthquake, wind, etc.

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 panel 4. As shown in Figures 1 and 2, the load-bearing panel 4 has a pair of panel columns 41, a connecting member 42 that connects the pair of panel columns 41 together, and a joining mechanism 43.

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 panel column 41 extends in the vertical direction. Each panel column 41 has a column base portion 411, a column capital portion 412, and a column main body portion 413 between the column base portion 411 and the column capital portion 412.
The column main body 413 is preferably a square steel pipe, but may be made of any steel material.
The column base 411 of each panel column 41 is pin-connected to the foundation beam 32 of the foundation 3 by one or more (e.g., four) anchor bolts. The column base 411 preferably has a cross-shaped cross section, but may have any shape.

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 material 42 in Fig. 2. As shown in Figs. 2 and 3, the connecting material 42 has a steel damper 42a, a pair of long side members 42b, four oblique side members 42c, a pair of horizontal members 42e, and a pair of connecting pieces 42f.
The steel damper 42a is made of, for example, extremely low yield point steel.
The pair of long side members 42b extend vertically and are attached to the column main body portions 413 of the pair of panel columns 41.
On both sides of the width center of the load-bearing panel 4, the long-side member 42b and the connecting piece 42f are connected by a pair of upper and lower oblique members 42c and a horizontal member 42e. In a plan view of the load-bearing panel 4 (FIGS. 2 to 3), when the long-side member 42b is viewed as the base of an isosceles triangle, the pair of upper and lower oblique members 42c extend at an angle to the horizontal and vertical directions so as to form a pair of hypotenuses of the isosceles triangle, and the horizontal member 42e extends in the horizontal direction so as to form a perpendicular line dropped from the apex of the isosceles triangle.
The steel damper 42a is joined to a pair of connecting pieces 42f. This allows the steel damper 42a to be plastically deformed in the shear direction when an earthquake occurs. The steel damper 42a is joined to the pair of connecting pieces 42f with bolts. This allows the steel damper 42a to be easily replaced when replacement becomes necessary due to an earthquake or the like.
However, the connectors 42 may have configurations different than those shown in FIGS.
In the example of Figure 2, the load-bearing panel 4 has two connecting members 42, one above the other, but the load-bearing panel 4 may have only one connecting member 42, or three or more connecting members 42.

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 mechanism 43 and its surrounding area in Figure 2. Figure 5 shows the joining mechanism 43 in Figure 4 alone, viewed from above. As shown in Figures 2, 4 and 5, the joining mechanism 43 joins each panel column 41 of the load-bearing panel 4 to the frame beam 22 of the frame 2. Specifically, the joining mechanism 43 vertically roller joins each panel column 41 of the load-bearing panel 4 to the frame beam 22 of the rigid frame 2. A vertical roller joint refers to a joining structure that does not substantially transmit vertical forces but transmits horizontal forces. In other words, the joining mechanism 43 is configured so as not to substantially transmit vertical forces between each panel column 41 and the frame beam 22. As a result, during an earthquake or the like, only a vertical force of a magnitude that does not cause the anchor bolts to come loose, the foundation beams 32 to break, or the frame beams 22 to break in shear (all of which are brittle fractures that undermine the advantage of the rigid frame structure's high deformation capacity) acts between each panel column 41 and the frame beams 22. Specifically, the joint mechanism 43 is configured to allow each panel column 41 and the frame beams 22 to move relative to each other in the vertical direction.

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 mechanism 43 has a plate-shaped member 431 and an attachment portion 434.

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-like member 431 is connected to a pair of panel columns 41. The plate-like member 431 is configured to be deformable in the vertical direction. The joining mechanism 43 has the plate-like member 431 configured to be deformable in the vertical direction, thereby vertically roller-joining each panel column 41 and the frame beam 22. In addition, the joining mechanism 43 of this example has the plate-like member 431 configured to be deformable in the vertical direction, thereby making each panel column 41 and the frame beam 22 relatively movable in the vertical direction. As a result, the joining mechanism 43 is configured not to substantially transmit a vertical force between each panel column 41 and the frame beam 22.
The plate-like member 431 is made of, for example, a plate spring.
4 and 5, the thickness direction of the plate-like member 431 is oriented in the vertical direction, the longitudinal direction of the plate-like member 431 is oriented in the width direction of the strength panel 4 (left and right direction in FIG. 4), and the short side direction of the plate-like member 431 (direction perpendicular to the longitudinal direction and thickness direction of the plate-like member 431) is oriented in the out-of-plane direction of the strength panel 4 (depth direction of the paper in FIG. 4). Here, the width direction of the strength panel 4 (hereinafter also simply referred to as the "width direction") is the direction in which the pair of panel columns 41 of the strength panel 4 face each other. In addition, the out-of-plane direction of the strength panel 4 (hereinafter also simply referred to as the "out-of-plane direction") is the direction perpendicular to an imaginary plane including the pair of panel columns 41 of the strength panel 4, and is also the horizontal direction perpendicular to the width direction of the strength panel 4.
In this example, the plate-like member 431 is connected to the upper end of the column head 412 of a pair of panel columns 41. Specifically, the column head 412 of the panel column 41 has a main body 412a, a lower horizontal plate 412b joined to the lower end of the main body 412a by welding or the like, and an upper horizontal plate 412c joined to the upper end of the main body 412a by welding or the like. The lower horizontal plate 412b is joined to the upper end of the column main body 413 of the panel column 41 by welding or the like. The upper horizontal plate 412c of the column head 412 of each panel column 41 and the plate-like member 431 are bolted to each other by fasteners Ba including bolts and nuts through through holes 412h, 431h provided in each of the panel columns 41. However, the plate-like member 431 may be connected to the upper end of the column head 412 of the pair of panel columns 41 by a method different from that of this example. It is preferable that the cross section of the column capital portion 412 (specifically, the main body portion 412a) of the panel column 41 is cross-shaped.
As shown in FIG. 5, in this example, the plate-shaped member 431 has a rectangular shape when viewed from above; however, the plate-shaped member 431 may have any shape when viewed from above.

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 portion 434 connects the plate-like member 431 and the frame beam 22. In this example, the mounting portion 434 has a horizontal plate 432 and a connection portion 433. In this example, the frame beam 22 is made of an H-shaped steel having a pair of upper and lower flange portions 22a.
The horizontal plate 432 extends in the horizontal direction. The horizontal plate 432 is connected to the frame beam 22, specifically, to the flange portion 22a of the frame beam 22. Specifically, the horizontal plate 432 and the flange portion 22a of the frame beam 22 are bolted to each other by fasteners Bb including bolts and nuts via through holes 432h, 22h provided in the horizontal plate 432 and the flange portion 22a of the frame beam 22, respectively. However, the horizontal plate 432 may be connected to the frame beam 22 by a method different from that of this example.
The connection portion 433 extends in the vertical direction and connects the plate-like member 431 and the horizontal plate 432. In this example, the connection portion 433 is joined to the plate-like member 431 and the horizontal plate 432 by welding.
The mounting portion 434 may have a configuration different from that of this example as long as it connects the plate-like member 431 and the frame beam 22. The frame beam 22 may be made of a steel material other than H-shaped steel.

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 mechanism 43 has the plate-like member 431 configured to be deformable in the vertical direction, and thus each panel column 41 and the frame beam 22 are joined by vertical rollers, and a vertical force is not substantially transmitted between each panel column 41 and the frame beam 22. Therefore, as shown in Fig. 6, when the frame 2 shakes due to an earthquake, wind, or the like, the plate-like member 431 of the joining mechanism 43 absorbs deformation such as bending fracture of the frame beam 22, thereby suppressing the generation of large forces in the pair of panel columns 41 of the load-bearing panel 4, the anchor bolts joining the pair of panel columns 41 and the foundation beam 32, and the foundation beam 32. Therefore, the pull-out of the anchor bolts and the destruction of the foundation beam 32 can be suppressed, and the burden on the foundation 3 can be reduced.
If the joint mechanism 43 is configured to transmit a substantially vertical force between each panel column 41 and the frame beam 22, the frame beam 22 is restrained at the position of a pair of panel columns 41, and there is a high possibility that shear failure will occur in the frame beam 22. In general, shear failure has a lower deformation capacity than bending failure. In addition, at this time, a large couple (a force symmetrical above and below) is generated in the foundation beam 32, which makes it easier for the anchor bolts to be pulled out and for the foundation beam 32 to be destroyed. Therefore, the load on the foundation 3 becomes large.
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-like member 431 does not slip in the horizontal direction, so the load-bearing panel 4 can effectively exert its strength even against minor horizontal deformation. As a result, the load-bearing panel 4 can effectively exert its strength against traffic vibrations, wind vibrations, and the like.

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-bearing panel 4. The load-bearing panel 4 of this example differs from the examples of Figures 2 and 4 described above in that it further includes a stiffening member 44. The configuration of the joining mechanism 43 of this example is similar to the example of Figures 2 and 4 described above.
The stiffening material 44 is provided between the pair of panel columns 41. The stiffening material 44 is configured to maintain the distance between the pair of panel columns 41 when a horizontal force is applied to the load-bearing panel 4.

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 stiffener 44 is joined to both longitudinal ends of the plate-like member 431. More specifically, the stiffener 44 has a pair of stiffener body members 4411, 4412 and a pair of spacers 442.

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 body member 4411, 4412 has a pair of vertical plate portions 441a extending vertically, and a horizontal plate portion 441b extending horizontally and connecting the pair of vertical plate portions 441a. In this example, each stiffening body member 4411, 4412 is made of channel steel, but may be made of any steel material. Each stiffening body member 4411, 4412 extends in the width direction of the load-bearing panel 4. As shown in FIG. 9, the pair of stiffening body members 4411, 4412 are arranged along the vertical direction, and the horizontal plate portions 441b of the pair of stiffening body members 4411, 4412 abut against each other. The first stiffening body member 4411, which is located on the upper side of the pair of stiffening body members 4411, 4412, is open on the upper side, and the second stiffening body member 4412, which is located on the lower side of the pair of stiffening body members 4411, 4412, is open on the lower side.

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 spacers 442 are disposed on both ends in the extending direction of the horizontal plate portion 441b of the first stiffening main body member 4411. The plate-like member 431 of the joining mechanism 43 is disposed on the pair of spacers 442. The spacers 442 cause the plate-like member 431 and the horizontal plate portion 441b of the first stiffening main body member 4411 to face each other at a distance in the vertical direction. As shown in Fig. 8, the horizontal plate portions 441b of the stiffening main body members 4411 and 4412, the spacers 442, and the plate-like member 431 have through holes 441h, 442h, and 431h', respectively, and are joined to each other by fasteners Bc including bolts and nuts via these through holes 441h, 442h, and 431h'.
In this manner, both ends in the longitudinal direction of the plate-like member 431 and both ends in the extending direction of the horizontal plate portion 441b of the first stiffening main body member 4411 are joined to each other via the spacers 442. As a result, a space is secured for the plate-like member 431 to deform downward by the thickness of the spacers 442 on the inner side of the longitudinal direction of the plate-like member 431 relative to the pair of spacers 442. As a result, the stiffening material 44 is prevented from hindering the vertical deformation of the plate-like member 431, and thus the joining mechanism 43 is prevented from substantially preventing the transmission of vertical force between each panel column 41 and the frame beam 22.

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 stiffener 44 in the extension direction is approximately the same as the distance between the pair of panel columns 41 (specifically, the widthwise distance between the widthwise inner ends of the pair of panel columns 41). The stiffener 44 is also located at the same height as a part of the pair of panel columns 41 (the upper ends in this example). As a result, even if the pair of panel columns 41 try to approach each other when a horizontal force is applied to the load-bearing panel 4, the panel columns 41 hit the stiffener 44, preventing the gap between the pair of panel columns 41 from narrowing, and thus allowing the gap between the pair of panel columns 41 to be maintained.

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 stiffener 44 will be described with reference to FIG.
If the load-bearing panel 4 does not have a stiffening member 44 as in the example of Figure 4 above, when a horizontal force (particularly a horizontal force in the in-plane direction of the load-bearing panel 4) is applied to the load-bearing panel 4 in the event of an earthquake or the like, as shown in Figure 11 (a), the distance between a pair of panel columns 41 will narrow, and the plate-shaped member 431 may undergo compressive buckling in the in-plane direction of the load-bearing panel 4. As a result, the connecting member 42 may also undergo compressive buckling, and the horizontal load-bearing force may not be exerted very effectively.
On the other hand, when the load-bearing panel 4 has a stiffening material 44 as in this example shown in Figure 7, when a horizontal force (particularly a horizontal force in the in-plane direction of the load-bearing panel 4) is applied to the load-bearing panel 4 during an earthquake or the like, the stiffening material 44 can maintain the distance between a pair of panel columns 41, as shown in Figure 11 (b), so that compressive buckling of the connecting material 42 can be suppressed and the horizontal load-bearing force can be more effectively exerted.
In this specification, the in-plane direction of the load-bearing panel 4 is a direction parallel to an imaginary plane including a pair of panel columns 41 of the load-bearing panel 4 .

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 material 44 in this example has a second stiffening body member 4412 in addition to the first stiffening body member 4411, it has a higher rigidity and is able to more reliably maintain the distance between a pair of panel columns 41.
However, the stiffener 44 does not have to have the second stiffener body member 4412 .

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 material 44 has a pair of vertical wall portions 443 that are disposed on both sides in the short-side direction of the plate-like member 431 and are configured to restrict deformation in the short-side direction of the plate-like member 431. In this example, the pair of vertical wall portions 443 are formed by a pair of vertical plate portions 441a of the first stiffening main body member 4411.
Here, the advantages of the pair of vertical wall portions 443 of the stiffener 44 will be described with reference to Fig. 12. The left diagram of Fig. 12(a) shows a schematic cross section taken along line A-A in Fig. 4. The left diagram of Fig. 12(b) shows a schematic cross section taken along line CC in Fig. 7.
4, if the load-bearing panel 4 does not have the stiffening member 44 or if the stiffening member 44 does not have a pair of vertical wall portions 443, when the building 1 shakes in the out-of-plane direction of the load-bearing panel 4 in the event of an earthquake or the like, the plate-like member 341 deforms in the short side direction (out-of-plane direction), and the panel column 41 and the frame beam 22 are relatively displaced in the out-of-plane direction, as shown in Fig. 12(a). As a result, the interior/exterior material (interior material and/or exterior material) M joined to the frame beam 22 is dragged by the frame beam 22 and displaced in the out-of-plane direction, and collides with the panel column 41, which may cause damage to the interior/exterior material M.
On the other hand, in the case where the stiffening member 44 has a pair of vertical wall portions 443 as in the present example shown in Figures 7 and 9, when the building 1 sways in the out-of-plane direction of the load-bearing panel 4 in the event of an earthquake or the like, as shown in Figure 12(b), when the frame beam 22 and the plate-like member 431 are displaced in the out-of-plane direction, the plate-like member 431 hits the vertical wall portion 443, and as a result, the panel column 41 deforms so as to tilt in the out-of-plane direction together with the plate-like member 431. As a result, the panel column 41 and the interior/exterior material M tilt in the out-of-plane direction at approximately the same angle, so that damage to the interior/exterior material M can be suppressed.

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-bearing panel 4. As shown in FIG. 13, the joint mechanism 43 may be configured to join each panel column 41 of the load-bearing panel 4 to the foundation beam 32 so as not to transmit a vertical force between each panel column 41 and the foundation beam 32. That is, the joint mechanism 43 may vertically roller-join each panel column 41 of the load-bearing panel 4 to the foundation beam 32. The joint mechanism 43 may also be configured to relatively move each panel column 41 of the load-bearing panel 4 to the foundation beam 32 in the vertical direction. This allows only a vertical force of a magnitude that does not cause the anchor bolts to come out, the foundation beam 32 to break, or the frame beam 22 to break in shear (both of which are brittle breaks that impair the advantage of the high deformation capacity of the rigid frame frame) to act between each panel column 41 and the foundation beam 32 during an earthquake or the like.
Although detailed illustration is omitted, in this case, the plate-shaped member 431 is connected to the lower ends of the column base portions 411 of a pair of panel columns 41, and the mounting portions 434 connect the plate-shaped member 431 to the foundation beam 32.
In this case, the column capital portion 412 of each panel column 41 is pin-connected to the frame beam 22 by one or more (for example, four) fasteners. It is preferable that the cross section of the column capital portion 412 is cruciform.

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-bearing panel 4 may also have a stiffening member 44, as in the examples of FIGS. 7 to 10. In this case, it is preferable that the stiffening member 44 has a configuration obtained by inverting the configuration described above with reference to FIGS. 7 to 10. In other words, the first stiffening body member 4411 is arranged so that its lower side is open, and the second stiffening body member 4412 is positioned above the first stiffening body member 4411 and is open on its upper side. A pair of spacers 442 are arranged below both ends of the horizontal plate portion 441b of the first stiffening body member 4411 in the extension direction, and the plate-like member 431 of the joining mechanism 43 is arranged below the pair of spacers 442.

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 stiffener 44 does not have to have a pair of vertical wall portions 443.

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 stiffener 44 is not joined to the pair of panel columns 41, but is joined to the plate-like member 431 as described above. However, in each example described in this specification, both ends of the stiffener 44 in the extension direction may be joined to the pair of panel columns 41 without being joined to the plate-like member 431. In this case, too, the stiffener 44 can maintain the distance between the pair of panel columns 41 when a horizontal force (particularly a horizontal force in the in-plane direction of the load-bearing panel 4) is applied to the load-bearing panel 4. In this case, too, it is preferable that the stiffener 44 has a pair of vertical wall portions 443.

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 frame 2 that is suitable for use in combination with the above-mentioned load-bearing panel 4, with reference to Figure 1. Figure 1 shows an example of a frame 2 that is suitable for use in combination with the load-bearing panel 4.

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 frame 2 is a rigid-frame frame.
Specifically, the structural columns 21 and the structural beams 22 are rigidly connected to each other. In this specification, the term "rigid connection" also includes semi-rigid connection.
In a typical rigid frame structure, the base of the frame column on the first floor is rigidly connected to the foundation, but the frame 2 of this example differs from a typical rigid frame structure in that the base 211 of the frame column 21 on the first floor of the frame 2 is rotatable, that is, it is pin-connected to the foundation 3. This allows the building 1 having this frame 2 to have a simpler structure for the foundation 3, compared to a building equipped with a typical rigid frame structure.
Here, with respect to the column base 211, "rotatable" means that the inflection point height ratio of the column base 211 is 0.3 or less.

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-bearing panels 4 are provided only on the first floor, and not on the second floor or higher. In this example, on the second floor or higher of the frame 2, the frame columns 21 and the frame beams 22 are rigidly connected, as in a typical rigid frame frame, so the frame 2 has sufficient strength against horizontal forces even without the load-bearing panels 4. On the other hand, on the first floor of the frame 2, unlike a typical rigid frame frame, the column bases 211 of the frame columns 21 are rotatable, so there is a risk that the frame 2 alone will not have sufficient strength against horizontal forces, and it is therefore preferable to supplement the strength against horizontal forces with load-bearing panels 4.

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 portion 212 of the frame column 21 of the frame 2 other than the column base portion 211 is larger than the cross-sectional area of the panel column 41 (specifically, the column main body portion 413) of the load-bearing panel 4. By increasing the cross-sectional area of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base portion 211 in this way, it is possible to increase the cross-sectional area of the frame beam 22, and thus it is possible to suppress the deflection of the frame beam 22 when walking, earthquakes, wind, etc. occur. In addition, suppressing the deflection of the frame beam is generally required in the "Explanation of Technical Standards Related to the Structure of Buildings" and the like. Here, the cross-sectional areas of the frame column 21, panel column 41, and frame beam 22 refer to the area (area of the flesh part) along the cross-sectional shape in a cross section perpendicular to the extension direction of each of the frame column 21, panel column 41, and frame beam 22, and are intended to exclude the area of the hollow part in the cross section.
From a similar viewpoint, it is preferable that the area second moment of the portion 212 of the structural column 21 of the structural frame 2 other than the column base 211 be greater than the area second moment of the panel column 41 of the load-bearing panel 4 .
From a similar viewpoint, it is also preferable that the plastic section modulus of the portion 212 of the structural column 21 of the structure 2 other than the column base 211 be greater than the plastic section modulus of the panel column 41 of the load-bearing panel 4 .

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 frame beam 22 is equal to or less than the cross-sectional area of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211. From the viewpoint of suppressing deflection of the frame beam 22 in the event of an earthquake, wind, or the like, it is more preferable that the cross-sectional area of the frame beam 22 is equal to the cross-sectional area of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211. From the viewpoint of suppressing deflection of the frame beam 22 in the event of an earthquake, wind, or the like, it is more preferable that the cross-sectional area of the frame beam 22 is greater than the cross-sectional area of the panel column 41 of the load-bearing panel 4.
From the same viewpoint, it is preferable that the second moment of area of the frame beam 22 is equal to or less than the second moment of area of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211, and it is more preferable that it is equal to the second moment of area of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211. Also, from the viewpoint of suppressing deflection of the frame beam 22 in the event of an earthquake, wind, or the like, it is preferable that the second moment of area of the frame beam 22 is greater than the second moment of area of the panel column 41 of the load-bearing panel 4.
From the same viewpoint, it is preferable that the plastic section modulus of the frame beam 22 is equal to or less than the plastic section modulus of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211, and it is more preferable that it is equal to the plastic section modulus of the portion 212 of the frame column 21 other than the column base 211. Also, from the viewpoint of suppressing deflection of the frame beam 22 in the event of an earthquake, wind, or the like, it is preferable that the plastic section modulus of the frame beam 22 is greater than the plastic section modulus of the panel column 41 of the load-bearing panel 4.

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 portion 212 of the structural column 21 other than the base 211, a 250mm H-shaped steel for the structural beam 22, and a square steel pipe with a 80mm square for the panel column 41 (specifically, the main body 413 of the column).

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-bearing panel 4 is configured so as not to substantially support the vertical load from the frame beam 22. However, as mentioned above, the deflection of the frame beam 22 can be suppressed by making the cross-sectional area of the portion 212 of the frame column 21 of the frame 2 other than the column base 211 larger than the cross-sectional area of the panel column 41 of the load-bearing panel 4, and thus making it possible to also make the cross-sectional area of the frame beam 22 larger.

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 frame 2 is not limited to being two stories high, but may have any number of stories.

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 Building 2 Frame 21 Frame column 211 Column base 212 Part of frame column other than the column base 22 Frame beam 22a Flange portion 22h Through hole 3 Foundation 31 Column base foundation 32 Foundation beam 4 Strength panel 41 Panel column 411 Column base 412 Column head 412a Main body 412b Lower horizontal plate 412c Upper horizontal plate 412h Through hole 413 Column main body 42 Connecting member 42a Steel damper 42b Long side member 42c Diagonal side member 42e Horizontal member 42f Connecting piece 43 Joining mechanism 431 Plate-shaped member 431h, 431h' Through hole 432 Horizontal plate 432h Through hole 433 Connection portion 434 Mounting portion 44 Stiffening member 4411 First stiffening main body member (stiffening main body member)
4412 Second stiffening body member (stiffening body member)
441a Vertical plate portion 441b Horizontal plate portion 441h Through hole 442 Spacer 442h Through hole 443 Vertical wall portion Ba, Bb, Bc Fastener M Interior/exterior material

Claims (4)

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
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、
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、
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 .
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、鉛直方向に延在する、前記一対の縦壁部としての一対の鉛直板部と、水平方向に延在し、当該一対の鉛直板部どうしを接続する、水平板部と、を有する、第1補剛本体部材を備えている、請求項に記載の耐力パネル。 2. The load-bearing panel of claim 1, wherein the stiffening material comprises a first stiffening main body member having a pair of vertical plate portions as the pair of vertical wall portions extending in the vertical direction, the pair of vertical plate portions being arranged on both sides of the plate-like member in the short direction and configured to restrict deformation of the plate-like member in the short direction, and a horizontal plate portion extending in the horizontal direction and connecting the pair of vertical plate portions . 前記板状部材の前記長手方向の両端部と、前記補剛材の前記第1補剛本体部材の前記水平板部の延在方向の両端部とは、スペーサーを介して互いに接合されており、前記板状部材の前記長手方向の両端部の間で、前記板状部材と前記補剛材の前記第1補剛本体部材の前記水平板部とは、鉛直方向に互いに離間対向するように構成されている、請求項に記載の耐力パネル。 The load-bearing panel of claim 2, wherein both longitudinal ends of the plate-like member and both longitudinal ends of the horizontal plate portion of the first stiffening body member of the stiffener are joined to each other via spacers, and between the longitudinal ends of the plate-like member, the plate-like member and the horizontal plate portion of the first stiffening body member of the stiffener are configured to face each other in a vertical direction and spaced apart from each other . 前記補剛材は、鉛直方向に延在する、一対の鉛直板部と、水平方向に延在し、当該一対の鉛直板部どうしを接続する、水平板部と、を有し、鉛直方向に沿って前記第1補剛本体部材に連結された、第2補剛本体部材を、さらに備えている、請求項2又は3に記載の耐力パネル。 4. The load-bearing panel according to claim 2 or 3, wherein the stiffening material has a pair of vertical plate portions extending in a vertical direction and a horizontal plate portion extending in a horizontal direction and connecting the pair of vertical plate portions, and further comprises a second stiffening body member connected to the first stiffening body member along the vertical direction.
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