JP7836046B2 - Joint structure between beams and seismic walls - Google Patents
Joint structure between beams and seismic wallsInfo
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Description
本発明は、梁と耐震壁との接合構造に関する。 This invention relates to a joint structure between a beam and a seismic wall.
地球温暖化の防止および森林資源や林業の健全化の必要性が注目されており、また、ESG投資やSDGsの観点からも木質材料の積極的な活用が求められている。そこで、ひき板を繊維方向が直交するように重ね合わせた直交集成板(Cross Laminated Timber:CLT板)を架構に設置する耐震壁として用いることがある。 The need to prevent global warming and to improve the health of forest resources and the forestry industry is attracting attention, and the active use of wood-based materials is also required from the perspective of ESG investment and SDGs. Therefore, cross-laminated timber (CLT), made by overlapping sawn timbers with the fiber directions perpendicular to each other, is sometimes used as a seismic wall in structural frameworks.
耐震壁は、架構を構成する柱や梁と共に地震時などに発生する応力を負担して、架構の変形や破壊を防ぐ構造部材である。耐震壁は、柱及び梁に接合して架構全体を覆う構造とすることが望ましいが、建築物の間取りなどに応じて、柱には接合されず、上下端を梁に固定される中間壁としても用いられる。このような構造の場合、CLT耐震壁と梁とは接合金物を介して、ドリフトピンで接合されることが多い。 A seismic wall is a structural member that, along with the columns and beams that make up the frame, bears the stress generated during earthquakes, preventing deformation and failure of the frame. Ideally, seismic walls should be connected to the columns and beams to cover the entire frame. However, depending on the building's layout, they can also be used as intermediate walls, not connected to the columns, but fixed to the beams at the top and bottom. In such structures, the CLT seismic wall and beam are often connected via connecting hardware using drift pins.
特許文献1,2には、CLT耐震壁を中間壁として用いる場合、CLT耐震壁の上下両端部の左右両側に設けた接合金具と、上下両端部の中央部に設けた接合金具とを用い、共にドリフトピンによって梁と接合している。これにより、左右両側に設けられた接合金具がCTL耐震壁に作用する曲げ応力(引張力)を主に負担し、中央部に設けられた接合金具がCTL耐震壁に作用するせん断力を主に負担している。 Patent documents 1 and 2 describe a method for using CLT (Cross-Laminated Timber) seismic walls as intermediate walls. This method utilizes connecting fittings on both the left and right sides of the upper and lower ends of the CLT seismic wall, and connecting fittings in the center of both ends, both connected to the beam by drift pins. As a result, the connecting fittings on the left and right sides primarily bear the bending stress (tensile force) acting on the CLT seismic wall, while the connecting fitting in the center primarily bears the shear force acting on the CLT seismic wall.
しかしながら、ドリフトピンによって接合する場合、接合金具の貫通孔とドリフトピンとの間に僅かなクリアランスがあり、このクリアランスの分だけ、架構から耐震壁への応力伝達が遅れる。そのため、上記特許文献1,2に記載の技術などのように何れの接合金具もドリフトピンによって接合されている場合、両者の接合金具を介した応力伝達が同じ程度だけ遅れて応力を負担し始めるため、接合金具が垂直方向と水平方向の応力を同時に負担することになる。そのため、負担する応力に応じて接合金具を適切に設計することが困難であるという問題があった。 However, when using drift pins for joining, there is a slight clearance between the through-hole of the joining fitting and the drift pin. This clearance delays the stress transfer from the frame to the shear wall. Therefore, in cases where both joining fittings are connected by drift pins, as in the technologies described in Patent Documents 1 and 2, the stress transfer through both fittings begins to bear stress with the same degree of delay. This results in the joining fitting bearing both vertical and horizontal stresses simultaneously. Consequently, there is a problem in appropriately designing the joining fitting according to the stress it bears.
本発明は、以上の点に鑑み、負担する応力に応じて接合部材(接合金具)を適切に設計することが可能な梁と耐震壁との接合構造を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention aims to provide a joint structure between a beam and a seismic wall that allows for the appropriate design of the joint members (joint fittings) according to the stress being borne.
本発明の梁と耐震壁との接合構造は、架構の梁と木質材料からなる耐震壁との接合構造であって、前記耐震壁の上下端部の中央部と前記梁とを接合する中央部接合部材と、前記耐震壁の上下端部の両側部それぞれと前記梁とを接合する2つの側部接合部材とを有し、前記中央部接合部材は、前記梁に固定された中央部固定部と、前記中央部固定部から垂直方向に向かって延びた平板状の中央部平板部と、前記中央部平板部から前記耐震壁の厚さ方向両方向に向かってそれぞれ突出した中央部突出部とを備え、前記側部接合部材は、前記梁に固定された側部固定部と、前記側部固定部から垂直方向に向かって延び、複数の貫通孔が形成された平板状の側部平板部とを備え、前記木質材料より大きな圧縮耐力を有する充填材が固化されてなる部分を間に有する状態で、前記中央部平板部及び中央部突出部が、前記耐震壁の上下端部の中央部に形成された中央部溝部に挿入されており、前記側部平板部が、前記耐震壁の上下端部の両側部にそれぞれ形成された側部溝部に挿入された状態で、前記耐震壁に形成された貫通孔と前記側部平板部に形成された貫通孔とをドリフトピンが挿通していることを特徴とする。 The beam-to-shear wall joint structure of the present invention is a joint structure between a beam of a frame and a shear wall made of wood material, comprising a central joint member that joins the central part of the upper and lower ends of the shear wall to the beam, and two side joint members that join the beam to the beam on both sides of the upper and lower ends of the shear wall, respectively, the central joint member comprising a central fixing part fixed to the beam, a flat central plate part extending vertically from the central fixing part, and central protruding parts projecting in both directions in the thickness direction of the shear wall from the central plate part, and the side joint members comprising a side fixed to the beam The structure comprises a central fixing portion and a flat plate-shaped side plate portion extending vertically from the side fixing portion and having multiple through holes. The central plate portion and central projection portion are inserted into central grooves formed in the center of the upper and lower ends of the seismic wall, with a portion between them formed of a solidified filler having greater compressive strength than the wood material. The side plate portions are inserted into side grooves formed on both sides of the upper and lower ends of the seismic wall, respectively. A drift pin is inserted through through holes formed in the seismic wall and through holes formed in the side plate portions.
本発明の梁と耐震壁との接合構造によれば、耐震壁は、水平方向の支圧力を受ける中央部突出部を有する中央部接合部材を介して梁と接合されており、その間は充填材が固化してなる部分を有するので、梁からの水平方向の応力は直接的に耐震壁に伝達される。一方、梁からの垂直方向の応力は、梁と中央部接続部材との間にすべりが生じるので、直接的には耐震壁に伝達されない。これらにより、梁からの水平方向の応力は初期変位がない状態から中央部接合部材から耐震壁に伝達されるので、中央部接合部材は耐震壁に作用するせん断力を主に負担する。 According to the beam-to-shear wall connection structure of the present invention, the shear wall is connected to the beam via a central connecting member having a central protrusion that receives horizontal bearing pressure. Since there is a solidified filler portion between these members, horizontal stress from the beam is directly transmitted to the shear wall. On the other hand, vertical stress from the beam is not directly transmitted to the shear wall because slippage occurs between the beam and the central connecting member. As a result, horizontal stress from the beam is transmitted to the shear wall from the central connecting member even without initial displacement, and the central connecting member primarily bears the shear force acting on the shear wall.
耐震壁は、側部接合部材にても梁と接合されているが、これらはドリフトピンで接合されており、ドリフトピンと耐震壁の貫通孔との間には多少の隙間が不可避的に存在するので、梁からの応力は初期変位が存在する状態となってから耐震壁に伝達される。これにより、側部接合部材は耐震壁に作用する曲げ応力を主に負担する。よって、負担する応力に応じて中央部接合部材及び側部接合部材を適切に設計することが可能となる。 The shear wall is also connected to the beams at the side joint members, but these are joined with drift pins. Since a small gap inevitably exists between the drift pins and the through-holes in the shear wall, the stress from the beam is transmitted to the shear wall only after initial displacement has occurred. As a result, the side joint members primarily bear the bending stress acting on the shear wall. Therefore, it is possible to appropriately design the central and side joint members according to the stress they bear.
本発明の梁と耐震壁との接合構造において、前記耐震壁はCLT材からなり、前記CLT材を構成するひき板の繊維方向は、垂直方向及び水平方向であることが好ましい。 In the beam-and-shear wall joint structure of the present invention, the shear wall is made of CLT material, and it is preferable that the fiber direction of the sawn boards constituting the CLT material is in the vertical and horizontal directions.
この場合、梁から耐震壁に伝達される応力の垂直方向の成分を繊維方向が垂直方向であるひき板によって、水平方向の成分を繊維方向が水平方向であるひき板によって、好適に負担することが可能となる。 In this case, the vertical component of the stress transmitted from the beam to the shear wall can be suitably borne by the sawn shingle with its fiber direction perpendicular, and the horizontal component can be suitably borne by the sawn shingle with its fiber direction horizontal.
また、本発明の梁と耐震壁との接合構造において、前記充填材はセメント系固化材であることが好ましい。 Furthermore, in the beam-and-shear wall joint structure of the present invention, the filling material is preferably a cement-based solidifying agent.
この場合、耐震壁を構成する木質材料より大きな圧縮耐力を有する充填材を簡易に得ることが可能となる。 In this case, it becomes possible to easily obtain a filling material with greater compressive strength than the wood material constituting the seismic wall.
また、本発明の梁と耐震壁との接合構造において、前記梁が木質材料からなる部分を有し、前記部分と前記耐震壁との間にヒートシンク材からなる部分を備えることが好ましい。 Furthermore, in the beam-to-shear wall joint structure of the present invention, it is preferable that the beam has a portion made of wood material, and that a portion made of heat sink material is provided between the beam and the shear wall.
この場合、ヒートシンク材によりヒートシンクが形成され、火災によって耐震壁が燃えた際に発生する熱が梁の木質材料からなる部分に伝達され難い。なお、ヒートシンク材は、例えば、固化したモルタル材であるが、モルタル材以外の材料であってもよい。 In this case, the heat sink material forms a heat sink, making it difficult for the heat generated when the seismic wall burns in a fire to be transferred to the wooden part of the beam. The heat sink material is, for example, solidified mortar, but other materials may also be used.
本発明の第1の実施形態に係る梁と耐震壁との接合構造100について図1から図4を参照して説明する。なお、全ての図面は本発明の実施形態を模式的に説明するための図であり、寸法はデフォルメされている。 The beam-and-shear wall joint structure 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 4. Note that all drawings are for schematic illustration of embodiments of the present invention, and the dimensions are simplified.
本実施形態に係る梁と耐震壁との接合構造100は、RC造の架構に耐震壁20を設ける構造である。ここでは、耐震壁20は、RC造の梁(RC梁)10だけに接合されている。ただし、耐震壁20は、架構のRC造の柱と接合されていてもよい。 The beam-and-shear wall connection structure 100 according to this embodiment is a structure in which a shear wall 20 is provided in an RC (reinforced concrete) frame. Here, the shear wall 20 is connected only to the RC beam (RC beam) 10. However, the shear wall 20 may also be connected to the RC columns of the frame.
耐震壁20は、木質材料からなる耐震壁であり、ここでは、直交集成板(Cross Laminated Timber:CLT板)によって形成されている。ただし、耐震壁20は、CLT板からなるものに限定されず、平行集成材、単板積層材(Laminated Veneer Lumber:LVL材)や合板などからなるものであってもよい。 The seismic wall 20 is a seismic wall made of wood material, and in this case, it is formed of cross-laminated timber (CLT). However, the seismic wall 20 is not limited to being made of CLT; it may also be made of parallel laminated timber, laminated veneer lumber (LVL), plywood, etc.
耐震壁20は、正面視において、その上下両端部が接合部材30,40を介してRC梁10に接合されている。接合部材30,40は、中央部接合部材30と2つの側部接合部材40とからなる。 In a front view, the seismic wall 20 is joined to the RC beam 10 at both its upper and lower ends via connecting members 30 and 40. The connecting members 30 and 40 consist of a central connecting member 30 and two side connecting members 40.
中央部接合部材30は、正面視において、耐震壁20の上端部の中央部とその上方に位置するRC梁10とを接合している。また、中央部接合部材30は、正面視において、耐震壁20の下端部の中央部とその下方に位置するRC梁10とを接合している。 The central connecting member 30 connects the central part of the upper end of the seismic wall 20 to the RC beam 10 located above it, in a front view. Furthermore, the central connecting member 30 connects the central part of the lower end of the seismic wall 20 to the RC beam 10 located below it, in a front view.
中央部接合部材30は、RC梁10に固定される中央部固定部31と、中央部固定部31から耐震壁20の壁面方向(垂直方向)に延びた平板状の中央部平板部32と、中央部平板部32から耐震壁20の厚さ方向両方向(前後両方向)に向かってそれぞれ突出した中央部突出部33とを備えている。 The central connecting member 30 comprises a central fixing portion 31 fixed to the RC beam 10, a flat central plate portion 32 extending from the central fixing portion 31 in the wall direction (vertical direction) of the seismic wall 20, and central protruding portions 33 projecting from the central plate portion 32 in both the thickness direction (front and back directions) of the seismic wall 20.
ここでは、中央部固定部31は、複数の貫通孔が形成された矩形状の鋼板からなる。中央部平板部32は、接合される耐震壁20に向かって上方向又は下方向に延びる矩形状の鋼板からなり、中央部固定部31の中央部にその上下方向の一端面が溶接などによって固定されている。 Here, the central fixing portion 31 consists of a rectangular steel plate with multiple through holes. The central flat plate portion 32 consists of a rectangular steel plate extending upward or downward toward the seismic wall 20 to which it is joined, and one of its vertical ends is fixed to the central part of the central fixing portion 31 by welding or the like.
中央部突出部33は、前後両方向に突出する2枚の矩形状の鋼板からなり、中央部平板部32の左右の両側端面にそれぞれ溶接などによって固定されている。これにより、中央部平板部32と中央部突出部33とが全体として上面視においてH字状又はI字状の形状となっている。中央部突出部33は、ここでは、中央部固定部31と固定され、かつ、中央部固定部31の左右端面とその側端面が面一であるが、これに限定されない。 The central projection 33 consists of two rectangular steel plates that protrude in both the front and rear directions, and is fixed to the left and right end faces of the central flat plate portion 32 by welding or other means. As a result, the central flat plate portion 32 and the central projection 33 as a whole have an H-shape or I-shape when viewed from above. In this case, the central projection 33 is fixed to the central fixing portion 31, and the left and right end faces of the central fixing portion 31 and their side end faces are flush, but this is not limited to this configuration.
なお、中央部平板部32と中央部突出部33とは、一体化され、H型鋼やI型鋼などからなるものであってもよい。また、中央部突出部33は中央部平板部32の前後両面の中央部にそれぞれ溶接などによって固定され、中央部平板部32と中央部突出部33とが全体として上面視において十字状の形状であってもよい。さらに、中央部平板部32と中央部突出部33とが全体として上面視において王字状の形状であってもよい。 Furthermore, the central flat plate portion 32 and the central protruding portion 33 may be integrated and made of H-beams, I-beams, or the like. Also, the central protruding portion 33 may be fixed to the center of both the front and rear surfaces of the central flat plate portion 32 by welding or the like, so that the central flat plate portion 32 and the central protruding portion 33 as a whole form a cross shape when viewed from above. Moreover, the central flat plate portion 32 and the central protruding portion 33 as a whole form a "king" shape when viewed from above.
RC梁10に上下方向に貫通するように形成された貫通孔、及び、中央部固定部31に形成された貫通孔にアンカーボルト51を挿通することによって、RC梁10の上面と下面にそれぞれ中央部接合部材30が固定されている。 The central connecting member 30 is fixed to the upper and lower surfaces of the RC beam 10 by inserting anchor bolts 51 through through holes formed vertically in the RC beam 10 and through holes formed in the central fixing portion 31.
そして、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、中央部接合部材30の中央部平板部32と中央部突出部33の外形状に倣って、中央部に中央部溝部(スリット)21が形成されている。例えば、中央部接合部材30の中央部平板部32と中央部突出部33の外形状が上面視においてI字状である場合には、このI字と間に少し隙間が生じるように、耐震壁20に中央部溝部21が形成されている。この中央部溝部21の形状は、I字状であることが好ましいが、I字状を含むような形状、例えば、矩形状などであってもよい。 Furthermore, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, a central groove (slit) 21 is formed in the central part, following the outer shape of the central flat portion 32 and central protrusion 33 of the central joint member 30. For example, if the outer shape of the central flat portion 32 and central protrusion 33 of the central joint member 30 is I-shaped when viewed from above, the central groove 21 is formed in the seismic wall 20 so that there is a small gap between this I-shape and the groove. While the shape of this central groove 21 is preferably I-shaped, it may also be a shape that includes an I-shape, such as a rectangle.
耐震壁20の中央部溝部21に中央部平板部32及び中央部突出部33が挿入されてなり、その間には、固化した充填材からなる部分52が存在している。なお、充填材は、耐震壁20を構成する木質材料よりも大きな圧縮耐力を有しており、例えば、グラウトや無収縮モルタルなどのセメント系固化材である。 The central groove 21 of the seismic wall 20 contains a central flat section 32 and a central protruding section 33, with a solidified filler section 52 between them. The filler has a greater compressive strength than the wood material constituting the seismic wall 20 and is, for example, a cement-based solidifying material such as grout or non-shrink mortar.
例えば、耐震壁20の上端部及び下端部ともに、現場で中央部溝部21に中央部平板部32及び中央部突出部33を挿入した際に生じる隙間に充填材を流し込み、この隙間を充填材で充填した状態で充填材が固化するまで保持すればよい。これにより、耐震壁20の上端部及び下端部はそれぞれ固化した充填材からなる部分52を介して中間部接合部材30が固定される。また、耐震壁20の下端部は、中央部接合部材30を工場などで予め固定しておき、上端部は、現場で充填材を充填して、中央部接合部材30を固定してもよい。なお、中央部溝部21内に充填材を充填する際に耐震壁20が充填材の水分を吸収しないように、中央部溝部21の内面には防水加工を行うことが好ましい。 For example, at both the upper and lower ends of the seismic wall 20, when the central flat plate portion 32 and the central protruding portion 33 are inserted into the central groove portion 21 at the construction site, filler material can be poured into the gaps created, and the gaps can be filled with the filler material and held in place until the filler material hardens. This ensures that the upper and lower ends of the seismic wall 20 are fixed to the intermediate joint member 30 via the solidified filler material portion 52. Alternatively, the lower end of the seismic wall 20 may have the central joint member 30 pre-fixed at a factory, while the upper end may be filled with filler material and the central joint member 30 fixed at the construction site. It is preferable to waterproof the inner surface of the central groove portion 21 to prevent the seismic wall 20 from absorbing moisture from the filler material when filling the central groove portion 21.
側部接合部材40は、RC梁10と固定される側部固定部41と、側部固定部41から耐震壁20の壁面方向(垂直方向)に延びる平板状の側部平板部42とを備えている。 The side joint member 40 comprises a side fixing portion 41 that is fixed to the RC beam 10, and a flat side plate portion 42 that extends from the side fixing portion 41 in the direction of the wall surface (vertical direction) of the seismic wall 20.
ここでは、側部固定部41は、複数の貫通孔が形成された矩形状の鋼板からなる。側部平板部42は、接合される耐震壁20に向かって上方向又は下方向に延びた矩形状の鋼板からなり、側部固定部41の中央部にその上下方向の一端面が溶接などによって固定されている。側部平板部42には、多数の貫通孔が形成されている。 Here, the side fixing portion 41 consists of a rectangular steel plate with multiple through holes. The side flat plate portion 42 consists of a rectangular steel plate extending upward or downward toward the seismic wall 20 to which it is joined, and one of its vertical ends is fixed to the central part of the side fixing portion 41 by welding or the like. The side flat plate portion 42 has numerous through holes.
RC梁10に上下方向に貫通するように形成された貫通孔、及び、側部平板部42に形成された貫通孔にアンカーボルト53を挿通することによって、RC梁10の上面と下面にそれぞれ側部接合部材40が固定されている。 The side connecting members 40 are fixed to the upper and lower surfaces of the RC beam 10, respectively, by inserting anchor bolts 53 through through holes formed vertically in the RC beam 10 and through holes formed in the side flat plate portion 42.
そして、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、側部接合部材40の側部平板部42の外形状に倣って、左右の両側部に側部溝部(スリット)22が形成されている。また、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、側部平板部42に形成された貫通孔の位置に応じて、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔が形成されている。 Furthermore, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, side grooves (slits) 22 are formed on both the left and right sides, following the outer shape of the side flat plate portion 42 of the side connecting member 40. Also, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, numerous through holes are formed, penetrating in the thickness direction, corresponding to the positions of the through holes formed in the side flat plate portion 42.
耐震壁20の側部溝部22に側部平板部42が挿入され、耐震壁20に形成された貫通孔と側部平板部42に形成された貫通孔とに、多数のドリフトピン54が挿通されている。 The side flat plate portion 42 is inserted into the side groove portion 22 of the seismic wall 20, and numerous drift pins 54 are inserted through the through holes formed in the seismic wall 20 and the side flat plate portion 42.
このように、耐震壁20は、水平方向の支圧力を受ける中央部突出部33を有する中央部接合部材30を介してRC梁10と接合されており、中央部接合部材30と中央部溝部31との隙間は固化した充填材からなる部分52が存在して隙間を埋めているので、加力初期においてRC梁10からの水平方向の応力負担部分を固化した充填材からなる部分52に、RC梁10からの垂直方向の応力負担部分を側部接合部材40とすることができる。 Thus, the seismic wall 20 is joined to the RC beam 10 via a central joint member 30 having a central projection 33 that receives horizontal bearing pressure. The gap between the central joint member 30 and the central groove 31 is filled by a portion 52 made of solidified filler material. Therefore, in the initial stage of load application, the portion 52 made of solidified filler material can bear the horizontal stress from the RC beam 10, while the side joint member 40 can bear the vertical stress from the RC beam 10.
これらにより、RC梁10からの水平方向の応力は初期変位がない状態から中央部接合部材30から耐震壁20に伝達されるので、中央部接合部材30は耐震壁20に作用するせん断力を主に負担する。 As a result, the horizontal stress from the RC beam 10 is transmitted from the central connecting member 30 to the shear wall 20 even when there is no initial displacement, so the central connecting member 30 mainly bears the shear force acting on the shear wall 20.
耐震壁20は、側部接合部材40にてもRC梁10と接合されているが、これらはドリフトピン54で接合されており、ドリフトピン54と耐震壁20の貫通孔との間には多少の隙間が不可避的に存在するので、RC梁10からの応力は初期変位が存在する状態となってから耐震壁20に伝達される。これにより、側部接合部材40は耐震壁20に作用する曲げ応力を主に負担する。曲げ応力は中央部接合部材30を中心に回転する方向にかかる応力であり、上下方向に大きな変位を伴うものであることから、ドリフトピン54が有効に機能する。よって、負担する応力に応じて中央部接合部材30及び側部接合部材40を適切に設計することが可能となる。 The seismic wall 20 is also connected to the RC beam 10 at the side connecting members 40. These are connected by drift pins 54, and a small gap inevitably exists between the drift pins 54 and the through-holes in the seismic wall 20. Therefore, stress from the RC beam 10 is transmitted to the seismic wall 20 only after initial displacement has occurred. As a result, the side connecting members 40 primarily bear the bending stress acting on the seismic wall 20. Bending stress is a stress acting in a direction that rotates around the central connecting member 30, and since it involves a large displacement in the vertical direction, the drift pins 54 function effectively. Therefore, it is possible to appropriately design the central connecting member 30 and the side connecting members 40 according to the stress they bear.
なお、これらより、耐震壁20は、これを構成するCLT材のひき材の繊維方向が垂直方向と水平方向の2種類を複数層重ね合わせて、その両方向の応力に対して有効となるように、設置することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the seismic wall 20 be installed by stacking multiple layers of CLT material with two types of fiber orientations—vertical and horizontal—to be effective against stress in both directions.
さらに、耐震壁20の負担する応力が大きい場合、耐震壁20と接合部材との接合を全てドリフトピンで行うと、必要な本数のドリフトピンを確保するために、接合部材が大きくなり、接合部材を配置できないおそれがある。しかし、本実施形態においては、耐震壁20と中央部接合部材30との接合は固化した充填材からなる部分52を介しているので、中央部接合部材30の大きさを抑制することが可能となる。 Furthermore, if the stress borne by the seismic wall 20 is large, and all connections between the seismic wall 20 and the connecting members are made using drift pins, the connecting members may become large in order to secure the required number of drift pins, potentially making it impossible to arrange the connecting members. However, in this embodiment, the connection between the seismic wall 20 and the central connecting member 30 is made via a portion 52 made of solidified filler material, making it possible to suppress the size of the central connecting member 30.
次に、本発明の第2の実施形態に係る梁と耐震壁との接合構造200について図5から図7を参照して説明する。なお、図5のII-II線における模式断面図は、第1の実施形態に係る図1のII-II線における模式断面図である図2と同じである。 Next, the beam-and-shear wall joint structure 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 5 to 7. Note that the schematic cross-sectional view along line II-II in Figure 5 is the same as the schematic cross-sectional view along line II-II in Figure 1 of the first embodiment, as shown in Figure 2.
本実施形態に係る耐震壁との接合構造200は、木造の梁(木梁)60を介したRC梁70と耐震壁20との接合構造である。ただし、架構のRC造などの柱と耐震壁20が接合されていてもよい。なお、木梁60は、本発明の梁の木質材料からなる部分に相当する。 The connection structure 200 with the seismic wall according to this embodiment is a connection structure between the reinforced concrete (RC) beam 70 and the seismic wall 20 via a wooden beam (wooden beam) 60. However, the seismic wall 20 may also be connected to columns of the frame, such as those made of RC construction. The wooden beam 60 corresponds to the portion of the beam made of wood material according to the present invention.
木梁60は、RC梁70の下面に図示しないボルトなどの固定具を用いて固定されており、その外表面には強化石膏ボードなどの耐火被覆61を介して木材からなる表層62が存在している。 The wooden beam 60 is fixed to the underside of the reinforced concrete beam 70 using fasteners such as bolts (not shown), and its outer surface has a surface layer 62 made of wood, via a fire-resistant coating 61 such as reinforced gypsum board.
耐震壁20は、正面視において、その上端部が接合部材80,40を介して木梁60やRC梁70に接合され、その下部が接合部材30,40を介してRC梁70に接合されている。接合部材80,30,40は、2種類の中央部接合部材80,30と1種類の側部接合部材40とからなっている。 In a front view, the seismic wall 20 is joined at its upper end to the wooden beam 60 or RC beam 70 via connecting members 80 and 40, and at its lower end to the RC beam 70 via connecting members 30 and 40. The connecting members 80, 30, and 40 consist of two types of central connecting members 80 and 30 and one type of side connecting member 40.
第1の中央部接合部材80は、正面視において、耐震壁20の上端部の中央部とその上方に位置する木梁60とを接合している。第2の中央部接合部材30は、正面視において、耐震壁20の下端部の中央部とその下方に位置するRC梁70とを接合している。 The first central connecting member 80 connects the central part of the upper end of the seismic wall 20 to the wooden beam 60 located above it, in a front view. The second central connecting member 30 connects the central part of the lower end of the seismic wall 20 to the reinforced concrete beam 70 located below it, in a front view.
第2の中央部接合部材30は、前述した中央部接合部材30と同一に構成されている。第1の中央部接合部材80は、前述した中央部接合部材30と同様に構成されているが、ここでは、中央部固定部81は左右両方向に延長されており、貫通孔も増加されている。側部接合部材40は、前述した側部接合部材40と同一に構成されている。 The second central joint member 30 is configured identically to the central joint member 30 described above. The first central joint member 80 is configured similarly to the central joint member 30 described above, but here, the central fixing portion 81 is extended in both left and right directions, and the number of through holes is also increased. The side joint member 40 is configured identically to the side joint member 40 described above.
木梁60の下面には窪み63が形成されており、この窪み63の上面に中央部固定部81が押し付けられるように、中央部固定部81に形成された貫通孔を挿通する構造ビス(パネリード鋼等)などの留め具91が木梁60に埋め込まれることによって、第1の中央部接合部材80が木梁60の下面に固定されている。なお、窪み63の残余空間には、ヒートシンク材からなる部分92が存在している。 A recess 63 is formed on the underside of the wooden beam 60. The first central joint member 80 is fixed to the underside of the wooden beam 60 by embedding fasteners 91, such as structural screws (panel lead steel, etc.), into the wooden beam 60, through holes formed in the central fixing portion 81, so that the central fixing portion 81 is pressed against the upper surface of the recess 63. A portion 92 made of heat sink material exists in the remaining space of the recess 63.
RC梁70の上面には窪み71が形成されており、この窪み71の底面に中央部固定部31が押し付けられるように、RC梁70に埋め込まれてなるアンカーボルト72が中央部固定部31に形成された貫通孔を挿通することによって、第2の中央部接合部材30がRC梁70の上面に固定されている。なお、窪み71の残余空間部は、ヒートシンク材からなる部分93が存在している。 A recess 71 is formed on the upper surface of the RC beam 70. The second central joint member 30 is fixed to the upper surface of the RC beam 70 by an anchor bolt 72, embedded in the RC beam 70, which passes through a through-hole formed in the central fixing portion 31, so that the central fixing portion 31 is pressed against the bottom surface of the recess 71. The remaining space in the recess 71 contains a portion 93 made of heat sink material.
そして、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、第1及び第2の中央部接合部材80,30の中央部平板部82,32と中央部突出部83,33の外形状に倣って、中央部に中央部溝部(スリット)21が形成されている。 Furthermore, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, a central groove (slit) 21 is formed in the central portion, following the outer shape of the central flat portion 82, 32 and the central protruding portion 83, 33 of the first and second central joint members 80, 30, respectively.
耐震壁20の中央部溝部21に中央部平板部82,32及び中央部突出部83,33が挿入されてなり、その間には、固化した充填材からなる部分52が存在している。なお、中央部溝部21内に充填材を充填する際に耐震壁20が充填材の水分を吸収しないように、中央部溝部21の内面には防水加工を行うことが好ましい。 The central groove 21 of the seismic wall 20 is formed by inserting central flat sections 82, 32 and central protrusions 83, 33, with a solidified filler section 52 between them. It is preferable to waterproof the inner surface of the central groove 21 to prevent the seismic wall 20 from absorbing moisture from the filler when filling the central groove 21.
RC梁70の上面に形成された2か所の窪み73と木梁60の下面の2か所に形成された窪み64との間を上下方向に貫通するように形成された貫通孔、及び、側部固定部41に形成された貫通孔にアンカーボルト94を挿通することによって、RC梁70の上面及び木梁60の下面にそれぞれ側部接合部材40が固定されている。 The side connecting members 40 are fixed to the upper surface of the RC beam 70 and the lower surface of the timber beam 60, respectively, by inserting anchor bolts 94 through through holes formed vertically between two recesses 73 formed on the upper surface of the RC beam 70 and two recesses 64 formed on the lower surface of the timber beam 60, and through holes formed in the side fixing portion 41.
なお、RC梁70の窪み71の残余空間には、ヒートシンク材からなる部分93が存在している。また、木梁60の窪み63の残余空間には、ヒートシンク材からなる部分92が存在している。このように、ヒートシンク材からなる部分92,93によりヒートシンクが形成されており、火災によって耐震壁が燃えた際に発生する熱が木梁60に伝達され難い。なお、ヒートシンク材は、例えば、固化したモルタル材であるが、モルタル材以外の材料であってもよい。 Furthermore, a portion 93 made of heat sink material exists in the remaining space of the recess 71 in the RC beam 70. Similarly, a portion 92 made of heat sink material exists in the remaining space of the recess 63 in the wooden beam 60. Thus, a heat sink is formed by portions 92 and 93 made of heat sink material, making it difficult for heat generated when the seismic wall burns in a fire to be transferred to the wooden beam 60. The heat sink material is, for example, solidified mortar, but other materials may also be used.
また、RC梁70及び木梁60に上下方向に貫通するように形成された貫通孔に、木梁60の圧縮を防止するための鋼棒からなる圧縮防止棒97が挿入され、上下端面が側部接合部材40の側部固定部41と当接している。 Furthermore, a compression prevention rod 97, made of steel, is inserted into a through-hole formed vertically through the RC beam 70 and the wooden beam 60 to prevent compression of the wooden beam 60. Its upper and lower end faces abut against the side fixing portion 41 of the side joining member 40.
そして、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、側部接合部材40の側部平板部42の外形状に倣って、左右の両側部に側部溝部(スリット)22が形成されている。また、耐震壁20の上端部と下端部にはそれぞれ、側部平板部42に形成された貫通孔の位置に応じて、厚さ方向に貫通する多数の貫通孔が形成されている。 Furthermore, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, side grooves (slits) 22 are formed on both the left and right sides, following the outer shape of the side flat plate portion 42 of the side connecting member 40. Also, at the upper and lower ends of the seismic wall 20, numerous through holes are formed, penetrating in the thickness direction, corresponding to the positions of the through holes formed in the side flat plate portion 42.
耐震壁20の側部溝部22に側部平板部42が挿入され、耐震壁20に形成された貫通孔と側部平板部42に形成された貫通孔とに、多数のドリフトピン98が挿通されている。 The side flat plate portion 42 is inserted into the side groove portion 22 of the seismic wall 20, and numerous drift pins 98 are inserted through the through holes formed in the seismic wall 20 and the side flat plate portion 42.
このように、第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様に、中央部接合部材80,30は耐震壁20に作用するせん断力を主に負担する。一方、側部接合部材40は耐震壁20に作用する曲げ断力を主に負担する。よって、負担する応力に応じて中央部接合部材80,30及び側部接合部材40を適切に設計することが可能となる。 Thus, in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the central connecting members 80 and 30 primarily bear the shear force acting on the seismic wall 20. On the other hand, the side connecting member 40 primarily bears the bending force acting on the seismic wall 20. Therefore, it becomes possible to appropriately design the central connecting members 80 and 30 and the side connecting member 40 according to the stress they bear.
なお、本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した梁と耐震壁との接合構造100,200に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。例えば、梁は鉄骨造などからなるものであってもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to the beam-and-shear wall joint structures 100 and 200 specifically described in the embodiments above, and can be modified as appropriate within the scope of the claims. For example, the beam may be made of steel or the like.
10,70…RC梁(梁)、 20…耐震壁、 30…中央部接合部材、第2の中央部接合部材、接合部材、 21…中央部溝部、 22…側部溝部、 31…中央部固定部、 32…中央部平板部、 33…中央部突出部、 40…側部接合部材、接合部材、 41…側部固定部、 42…側部平板部、 51,53…アンカーボルト、 52…固化した充填材からなる部分(充填材が固化さえてなる部分)、 54…ドリフトピン、 60…木梁(梁の木質材料からなる部分)、 61…耐火被覆、 62…表層、 63,64…窪み、 71,73…窪み、 72…アンカーボルト、 80…第1の中央部接合部材、接合部材、 81…中央部固定部、 82…中央部平板部、 83…中央部突出部、 91…留め具、 92,93…ヒートシンク材からなる部分、 94…アンカーボルト、 97…圧縮防止棒、 98…ドリフトピン、 100,200…梁と耐震壁との接合構造。 10, 70...RC beam (beam), 20...Seismic wall, 30...Central joint member, second central joint member, joint member, 21...Central groove, 22...Side groove, 31...Central fixing part, 32...Central flat plate, 33...Central protrusion, 40...Side joint member, joint member, 41...Side fixing part, 42...Side flat plate, 51, 53...Anchor bolt, 52...Part made of solidified filler (part made of solidified filler), 54...Drift pin, 60...Wooden beam (part made of wood material of the beam), 61...Fireproof coating, 62...Surface layer, 63, 64...Depression, 71, 73...Depression, 72...Anchor bolt, 80...First central joint member, joint member, 81...Central fixing part, 82...Central flat section, 83...Central protruding section, 91...Fastener, 92, 93...Parts made of heat sink material, 94...Anchor bolt, 97...Compression prevention rod, 98...Drift pin, 100, 200...Joining structure between beam and seismic wall.
Claims (4)
前記耐震壁の上下端部の中央部と前記梁とを接合する中央部接合部材と、
前記耐震壁の上下端部の両側部それぞれと前記梁とを接合する2つの側部接合部材とを有し、
前記中央部接合部材は、前記梁に固定された中央部固定部と、前記中央部固定部から垂直方向に向かって延びた平板状の中央部平板部と、前記中央部平板部から前記耐震壁の厚さ方向両方向に向かってそれぞれ突出した中央部突出部とを備え、
前記側部接合部材は、前記梁に固定された側部固定部と、前記側部固定部から垂直方向に向かって延び、複数の貫通孔が形成された平板状の側部平板部とを備え、
前記木質材料より大きな圧縮耐力を有する充填材が固化されてなる部分を間に有する状態で、前記中央部平板部及び中央部突出部が、前記耐震壁の上下端部の中央部に形成された中央部溝部に挿入されており、
前記側部平板部が、前記耐震壁の上下端部の両側部にそれぞれ形成された側部溝部に挿入された状態で、前記耐震壁に形成された貫通孔と前記側部平板部に形成された貫通孔とをドリフトピンが挿通していることを特徴とする梁と耐震壁との接合構造。 A joint structure between a structural beam and a seismic wall made of wood material,
A central joining member that connects the central part of the upper and lower ends of the seismic wall to the beam,
The seismic wall has two side joining members that connect the upper and lower ends of each side to the beam,
The central joint member comprises a central fixing portion fixed to the beam, a flat central plate portion extending vertically from the central fixing portion, and central protruding portions projecting from the central plate portion in both directions in the thickness direction of the seismic wall.
The side joint member comprises a side fixing portion fixed to the beam and a flat side plate portion extending vertically from the side fixing portion and having a plurality of through holes formed therein.
The central flat portion and the central protruding portion are inserted into the central groove formed in the center of the upper and lower ends of the seismic wall, with a portion in between which a filler having greater compressive strength than the aforementioned wood material has been solidified.
A joint structure between a beam and a seismic wall, characterized in that the side flat plate portion is inserted into side grooves formed on both sides of the upper and lower ends of the seismic wall, and drift pins are inserted through through holes formed in the seismic wall and through holes formed in the side flat plate portion.
前記CLT材を構成するひき板の繊維方向は、垂直方向及び水平方向であることを特徴とする請求項1に記載の梁と耐震壁との接合構造。 The aforementioned seismic wall is made of CLT material.
The beam-to-shear wall joint structure according to claim 1, characterized in that the fiber direction of the sawn slab constituting the CLT material is in the vertical and horizontal directions.
前記部分と前記耐震壁との間にヒートシンク材からなる部分を備えることを特徴とする請求項1に記載の梁と耐震壁との接合構造。 The beam has a portion made of wood material,
The beam-to-shear wall joint structure according to claim 1, characterized in that a portion made of heat sink material is provided between the aforementioned portion and the shear wall.
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