JP2008031633A - Earthquake-resisting wall or aseismic control wall, manufactured of corrugated steel plate, and its manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明は、波形鋼板の力学的特性を活用した耐震壁又は制震壁(以下、単に耐震壁という場合がある。)の製作方法、及び同製作方法により製作された耐震壁の技術分野に属し、更に云えば、一般に使用されるプレス機で折り曲げ成形できる薄鋼板を用いて製作された薄板波形鋼板により、必要十分な力学的特性を発揮する耐震壁又は制震壁を製作する方法及び同製作方法により製作された耐震壁に関する。 The present invention belongs to a technical field of a seismic wall or a seismic control wall (hereinafter sometimes simply referred to as a seismic wall) utilizing the mechanical characteristics of corrugated steel sheets, and a seismic wall manufactured by the manufacturing method. In addition, a method for producing a seismic wall or damping wall exhibiting necessary and sufficient mechanical characteristics by using a thin corrugated steel sheet produced by using a thin steel sheet that can be bent and formed by a commonly used press machine, and the same production It relates to a seismic wall manufactured by the method.
現在、本出願人は波形鋼板による耐震壁又は制震壁の技術を開発し、既に別途出願している(例えば特許文献1〜8を参照)。
この波形鋼板の力学的特性について着目すると、次の特徴が認められる。なお、本発明でいう波形鋼板とは、JIS規格では「鋼鉄性波板」と記載され、現業では単に折り板とか波板とも称されているもので、断面形状としては図5A〜Dに例示した台形波形状(図5A)、矩形波形状(図5B)、三角形形状(図5C)、円弧波形状(図5D)等を指している。
図3に例示したように、波形鋼板は、折り板になっているので一枚一枚が剪断力に対して抵抗し、その集合として全体が剪断力として抵抗する。また、剪断座屈長さが短く、その剪断強度を平板と比較した場合、剪断耐力ははるかに大きい。しかも、剪断耐力及び剛性は、鋼板の材質固有の強度のほか、板厚の大きさ、折り板のピッチ及び波高の大きさにより、かなり自由に制御可能である。
鉛直軸力に対しては、図4Aに例示したように、アコーディオンのごとく自由に延び縮みするので、平板と比較すると剛性、耐力ははるかに小さい。また、波形面内の曲げに対しても、図4Bに例示したようにアコーディオンのごとく自由に伸び縮みし、平板に比較すると剛性、耐力ははるかに小さい。一方、波形の筋に直角な方向の面外力(曲げ及び剪断)に対する剛性、耐力は、折り板になっているので十分に大きい。しかし、波形の筋に平行な方向の面外曲げ及び剪断に対しては、折り板になっているが故に抵抗は小さいのである。
Currently, the present applicant has developed a technology of a seismic wall or a seismic control wall using corrugated steel plates and has already filed a separate application (see, for example, Patent Documents 1 to 8).
Focusing on the mechanical properties of this corrugated steel sheet, the following characteristics are observed. The corrugated steel sheet referred to in the present invention is described as “steel corrugated sheet” in the JIS standard, and is also simply referred to as a folded sheet or corrugated sheet in the actual business, and the cross-sectional shapes are illustrated in FIGS. The trapezoidal wave shape (FIG. 5A), the rectangular wave shape (FIG. 5B), the triangular shape (FIG. 5C), the circular wave shape (FIG. 5D), and the like are indicated.
As illustrated in FIG. 3, the corrugated steel plates are folded plates, so that each one resists the shearing force, and the whole resists the shearing force as a set. Further, when the shear buckling length is short and the shear strength is compared with that of a flat plate, the shear strength is much larger. Moreover, the shear strength and rigidity can be controlled quite freely by the strength of the material of the steel plate, the thickness of the plate, the pitch of the folded plate, and the wave height.
With respect to the vertical axial force, as illustrated in FIG. 4A, since it freely expands and contracts like an accordion, its rigidity and proof stress are much smaller than those of a flat plate. In addition, as shown in FIG. 4B, the bending in the corrugated plane freely expands and contracts like an accordion, and the rigidity and proof stress are much smaller than those of a flat plate. On the other hand, the rigidity and proof strength against the out-of-plane force (bending and shearing) in the direction perpendicular to the corrugated streaks are sufficiently large because they are folded plates. However, the resistance to the out-of-plane bending and shearing in the direction parallel to the corrugated streaks is small because they are folded plates.
つまり、下記特許文献1〜8に記載された発明は、上記波形鋼板の力学的特性を活用した耐震壁又は制震壁なので、架構の水平力による曲げ及び剪断に対しては波形鋼板が効果的に対抗し、剪断耐力および剛性は必要十分に大きくなる。それでいて、架構の剛性及び面外方向の曲げ力に対する抵抗は小さい力学特性を発揮する。よって地震力に対する強度(耐力)が大きく、しかも高耐力での変形性能(靱性)に優れた可変剛性機能を期待できる。 In other words, the inventions described in the following Patent Documents 1 to 8 are earthquake-resistant walls or vibration-damping walls utilizing the mechanical properties of the corrugated steel sheet, so that the corrugated steel sheet is effective for bending and shearing due to the horizontal force of the frame. The shear strength and rigidity are sufficiently large. Nevertheless, the rigidity of the frame and the resistance to bending forces in the out-of-plane direction exhibit small mechanical properties. Therefore, it is possible to expect a variable stiffness function that has high strength (proof strength) against seismic force and excellent deformation performance (toughness) at high strength.
上述した力学的特性を発揮する波形鋼板の板厚は、通例6mm〜22mm程度必要とされている。しかし、板厚が6mm〜22mm程度の鋼板を波形状に折り曲げるには、特定の工場にしか設置されていない専用プレス機で成形する方法しかなく、製作が大変困難で、コストが掛かり、生産性が悪い。しかも、分厚くて非常に重い波形鋼板を工場から施工場所へ運搬するには、クレーン等の重機がないと困難で、その作業に手間が掛かる。 The thickness of the corrugated steel sheet exhibiting the above-described mechanical characteristics is generally required to be about 6 mm to 22 mm. However, the only way to bend a steel plate with a thickness of about 6mm to 22mm into a corrugated shape is to form it with a dedicated press that is installed only in a specific factory, making it very difficult, costly, and productive. Is bad. Moreover, it is difficult to transport a thick and very heavy corrugated steel sheet from the factory to the construction site without a heavy machine such as a crane, and the work is troublesome.
因みに、上記特許文献6には、複数枚の単位波形鋼板を重ね合わせた技術が開示されている(段落番号[0048]及び図8を参照)。しかし、特許文献6に記載された波形鋼板は、複数枚の単位波形鋼板を単に重ね合わせただけで一体的に接合するという技術的思想はなく、波形鋼板の板厚についても何ら記載されていない。
Incidentally, the above-mentioned
本発明の目的は、板厚が3mm程度の薄鋼板を用い、一般に使用されているプレス機で容易に成形できる薄板波形鋼板を用いて、必要十分な力学的特性を発揮する耐震壁又は制震壁を製作する方法及び同製作方法で製作された耐震壁を提供する。 An object of the present invention is to use a thin steel plate having a thickness of about 3 mm, and use a corrugated steel plate that can be easily formed by a commonly used press machine. A method of manufacturing a wall and a seismic wall manufactured by the manufacturing method are provided.
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る波形鋼板による耐震壁又は制震壁の製作方法は、
薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を、少なくとも2枚以上、スペーサー3を間に挟み、凹凸を同一の向きとした配置に重ね合わせ、重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士を面外方向にボルト4で一体的に接合することを特徴とする。
As a means for solving the problems of the prior art, a method for producing a seismic wall or a seismic control wall using a corrugated steel plate according to the invention described in claim 1 is:
At least two or more thin
請求項2に記載した発明に係る波形鋼板による耐震壁又は制震壁の製作方法は、
薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を、少なくとも2枚以上、凹凸を向かい合わせた配置に重ね合わせ、重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士を面外方向にボルト4で一体的に接合することを特徴とする。
The manufacturing method of the earthquake-resistant wall or the damping wall by the corrugated steel plate according to the invention described in
Two or more thin
請求項3に記載した発明に係る波形鋼板による耐震壁又は制震壁は、
薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2が、少なくとも2枚以上、スペーサーを間に挟み、凹凸を同一の向きに重ね合わされ、該重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士が面外方向にボルト4で一体的に接合されていることを特徴とする。
A seismic wall or a damping wall made of corrugated steel plate according to the invention described in
At least two or more thin
請求項4に記載した発明に係る波形鋼板による耐震壁又は制震壁は、
薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2が、少なくとも2枚以上、凹凸を向かい合わせた配置に重ね合わされ、重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士が面外方向にボルト4で一体的に接合されていることを特徴とする。
The seismic wall or damping wall made of corrugated steel sheet according to the invention described in
At least two sheets of
本発明の波形鋼板による耐震壁又は制震壁及びその製作方法は、板厚が3mm程度の薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を用いて、必要十分な力学的特性を発揮する壁厚(通例6mm〜22mm程度)になるように、少なくとも2枚以上重ね合わせて接合し一体化して耐震壁又は制震壁1を製作する方法であり、板厚が3mm程度の薄鋼板は、一般に使用されているプレス機で容易に波形状に成形することができるので、製作が容易で、生産性に優れている。しかも、一枚の重さが軽量な薄板波形鋼板2は、クレーン等の重機を使用しなくても人力で運搬できるので、運搬作業に優れている。成形した薄板波形鋼板2は、工場から施工場所へ運搬した後に重ね合わせて一体的に接合して耐震壁又は制震壁1を製作できるので、作業効率に優れ、経済的である。本発明の方法によれば、耐震壁又は制震壁1の壁厚の大きさは、薄板波形鋼板2の枚数を調整するだけで容易に設計・変更できるので、耐震壁又は制震壁1として最適な剛性及び耐力を発揮させることができ、建物等の耐震性能の向上に大きく寄与する。
The seismic wall or damping wall of the corrugated steel sheet according to the present invention and the manufacturing method thereof exhibit the necessary and sufficient mechanical characteristics using the thin
薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を、少なくとも2枚以上、スペーサー3を間に挟み凹凸を同一向きに重ね合わせ、該重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士を面外方向からボルト4で一体的に接合して耐震壁又は制震壁1を製作する。
At least two or more thin
又は、薄鋼板を波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を、少なくとも2枚以上、凹凸を向かい合わせて重ね合わせ、該重ね合わせた薄板波形鋼板2…同士を面外方向からボルト4で一体的に接合して耐震壁又は制震壁1を製作する。
Alternatively, at least two sheets of
以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず、図1(A)、(B)は、請求項1記載の発明に係る製作方法で製作した波形鋼板による耐震壁1(以下、制震壁の場合も含む。)の完成図を示している。
この耐震壁1は、板厚が3mm程度の薄鋼板を一般のプレス機で波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2…を2枚(図1Bを参照)、前記薄板波形鋼板2の各垂直面部2aに設置したスペーサー3を間に挟み、凹凸を同一の向きに重ね合わせ、重ね合わせた薄板波形鋼板同士2…を垂直面部2aにおいて、面外方向に通した複数のボルト4…で一体的に接合して製作されている(図1Aを参照)。前記ボルト4は、左右方向に一定の間隔をあけて複数設置されている。
但し、耐震壁1を構成する前記薄板波形鋼板2の枚数は、図示した枚数に限らず、建物の耐震・制震設計に応じて適宜増減して実施する。
また、前記ボルト4は、軸力が高く、材間摩擦力によって剪断力を伝える接合が期待できる高力ボルトを使用すると好適に実施することができる。
Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments.
First, FIG. 1 (A), (B) shows the completion figure of the earthquake-resistant wall 1 (henceforth the case of a damping wall) by the corrugated steel plate manufactured with the manufacturing method which concerns on invention of Claim 1. FIG. Yes.
The earthquake resistant wall 1 includes two thin
However, the number of the thin
Further, the
前記薄板波形鋼板2は、建物の耐震・制震設計に応じて、降伏強度の異なる普通鋼、低降伏点鋼又は高張力鋼等の薄鋼板で製作されている。例えば、本発明の波形鋼板による耐震壁1は、同種の鋼材から成る薄板波形鋼板2を重ね合わせて一体的に接合して製作することもできるし、異種の鋼材から成る薄板波形鋼板2を組み合わせて重ね合わせ一体的に接合して製作することもできる。
The thin
前記ボルト4は、薄板波形鋼板2の垂直面部2aと前記スペーサー3に予め設けた共通のボルト孔へ通してナット5で強く締め付けている。図示した実施例では、接合強度を高めるため、薄板波形鋼板2の上方及び下方の斜面部2bにも、ボルト4を共通のボルト孔へ通し、ナット5で強く締め付けている。但し、前記斜面部2bに、スペーサー3を設ける必要はない。
The
上記のように板厚が3mm程度の薄板波形鋼板2、2を2枚重ね合わせ、ボルト4…で一体的に接合して製作した耐震壁1は、その壁厚が6mm程度になるので、必要十分な力学的特性を発揮することができる。
なお、前記耐震壁1の壁厚の大きさは、薄板波形鋼板2の枚数を調整するだけで容易に設計・変更できる。具体的には、薄板波形鋼板2を3枚重ねれば9mm、4枚重ねれば12mmの厚さとなり、耐震壁1として最適な剛性及び耐力を発揮させることができる。
因みに、薄板波形鋼板2は、例えば板厚が2mm程度の薄鋼板を使用して実施することもでき、この場合には、必要十分な力学的特性を発揮させるため、少なくとも3枚以上の薄板波形鋼板2を重ね合わせて一体的に接合して耐震壁1を製作すればよい。
As described above, the earthquake resistant wall 1 manufactured by superimposing two thin
The wall thickness of the earthquake-resistant wall 1 can be easily designed and changed simply by adjusting the number of thin
Incidentally, the thin
したがって、本発明の製作方法によると波形鋼板による耐震壁又は制震壁は、板厚が3mm程度の薄鋼板を、一般に使用されているプレス機で容易に波形状に成形することができるので、薄板波形鋼板2の製作が容易で、生産性に優れている。しかも、一枚の重さが軽量な薄板波形鋼板2は、クレーン等の重機を使用しなくても人力で運搬できるので、運搬作業に優れている。成形した薄板波形鋼板2は、工場から施工場所へ運搬した後に重ね合わせて一体的に接合して、耐震壁又は制震壁1を製作できるので、作業効率に優れ、経済的である。
Therefore, according to the production method of the present invention, the earthquake resistant wall or the damping wall made of the corrugated steel sheet can be easily formed into a corrugated shape by using a generally used press machine with a thin steel sheet having a thickness of about 3 mm. The production of the thin
上記のように製作した耐震壁1は、例えば上記特許文献1〜8に開示されているように、両側縁に接合用フレーム6を取付けることにより、柱梁架構又は柱スラブ架構の面内に組み入れてた上で前記接合用フレーム6を介して左右の柱に接合して、耐震壁又は制震壁1として機能させることができる。但し、耐震壁の上下の縁にも接合用フレームを取付けて、同接合用フレームを上下の梁、又は上下梁及び左右の柱と接合する場合もある。
The seismic wall 1 manufactured as described above is incorporated into the surface of a column beam frame or a column slab frame by attaching joining
次に、請求項2に記載の発明に係る波形鋼板による耐震壁又は制震壁の製作方法を図2に基づいて説明する。なお、上述した実施例1の記載内容と重複する薄板波形鋼板2の説明(段落番号[0016]を参照)や効果の説明(段落番号[0018]、[0019]を参照)は省略する。
図2(A)、(B)は、請求項2記載の発明に係る製作方法で製作した波形鋼板による耐震壁1’(以下、制震壁の場合も含む。)の完成図を示している。
この耐震壁1’は、板厚が3mm程度の薄鋼板を、一般のプレス機で波形状に折り曲げて成形した薄板波形鋼板2を2枚、凹凸を向かい合わせて重ね合わせ(図2Bを参照)、重ね合わせた薄板波形鋼板2、2同士を垂直面部2aにおいて面外方向に通した複数のボルト4…で一体的に接合して製作されている(図2Aを参照)。前記ボルト4は左右方向に一定の間隔をあけて複数設置されている。
但し、耐震壁1’を構成する薄板波形鋼板2の枚数は、図示した枚数に限らず、建物の耐震・制震設計に応じて適宜増減して実施する。即ち、上記実施例1と同様に、凹凸を同一の向きに重ね合わせたものが、向かい合わせに接合される。
また、前記ボルト4は、軸力が高く、材間摩擦力によって剪断力を伝える接合が期待できる高力ボルトを使用すると好適に実施することができる。
Next, the manufacturing method of the earthquake-resistant wall or the damping wall by the corrugated steel plate based on invention of
2 (A) and 2 (B) show completed views of the earthquake-resistant wall 1 ′ (hereinafter also including a damping wall) made of corrugated steel plates manufactured by the manufacturing method according to the second aspect of the present invention. .
This seismic wall 1 'is composed of two thin
However, the number of the thin
Further, the
前記ボルト4は、薄板波形鋼板2の垂直面部2aと前記スペーサー3に予め設けた共通のボルト孔へ通してナット5で強く締め付けている。
The
上記のように製作した耐震壁1’も、例えば上記特許文献1〜8に開示されているように、両側縁に接合用フレーム6を取付けることにより、柱梁架構又は柱スラブ架構の面内に組み入れてた上で前記接合用フレーム6を介して左右の柱に接合して、耐震壁又は制震壁1’として機能させることができる。但し、耐震壁の上下の縁にも接合用フレームを取付けて、同接合用フレームを上下の梁、又は上下梁及び左右の柱と接合する場合もある。
The seismic wall 1 ′ manufactured as described above is also provided in the plane of the column beam frame or the column slab frame by attaching the joining
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、勿論、図示した実施例の限りではない。本発明の要旨及び技術的思想を逸脱しないかぎり、当業者の変形、応用にしたがい様々な実施例が成立することを、敢えてここに、言及する次第です。 The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. As long as it does not deviate from the gist and technical idea of the present invention, it will be mentioned here that various embodiments can be realized according to modifications and applications of those skilled in the art.
1、1’ 耐震壁(制震壁)
2 薄板波形鋼板
3 スペーサー
4 ボルト
1, 1 'shear wall (damping wall)
2 Thin
Claims (4)
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