JP2008169609A - Bearing wall - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震、風等の建物に加わる水平荷重に抗する耐力壁に関する。 The present invention relates to a load-bearing wall that resists horizontal loads applied to buildings such as earthquakes and winds.
建築の設計時には、それぞれ構造体の種類によって定められた手法により、耐震設計が行われる。例えば木造建築では、耐震性を確保するために、壁量設計が行われており、この壁量設計によって、平面図の縦横それぞれの方向について、当該建築物の耐力壁の必要長さが決定される。 When designing a building, seismic design is performed by a method determined by the type of structure. For example, in wooden construction, wall quantity design is performed in order to ensure earthquake resistance, and this wall quantity design determines the required length of the load-bearing wall of the building in each of the vertical and horizontal directions of the plan view. The
このような建築物に用いられる耐力壁としては、従来から、柱と梁、又は土台で囲まれた架構面に筋かいを設けたり、或いは、柱及び梁に合板を釘で止めたりした構成のものが知られている。このように一般的に用いられている耐力壁は、建築基準法施工令により壁倍率が定められている。そして、「壁倍率×耐力壁の長さ」で算出される壁量が、前述の壁量設計値を満たすように、耐力壁が構成される。なお、「耐力壁の長さ」とは、建築物の平面図上に示される長さのことである。 Conventionally, as a load bearing wall used in such a building, a strut is provided on a frame surface surrounded by columns and beams or a foundation, or a plywood is fixed to the columns and beams with nails. Things are known. As for the load bearing wall generally used in this way, the wall magnification is determined by the Building Standard Act Construction Ordinance. The load-bearing wall is configured so that the wall amount calculated by “wall magnification × bearing wall length” satisfies the above-described wall amount design value. The “length of the load bearing wall” is the length shown on the plan view of the building.
ところで、採光や通風が可能な開口を有する耐力壁のパネル材として、格子状のリブを有する鋼板からなるパネル材が提案されている(特許文献1)。 By the way, a panel material made of a steel plate having lattice-like ribs has been proposed as a load-bearing wall panel material having openings capable of daylighting and ventilation (Patent Document 1).
また、格子状のリブを有する合成樹脂製のパネル材が特許文献2において提案されている。特許文献2のパネル材は、鋼板を材料とした特許文献1のパネル材と比較して軽量で、耐候性、耐食性に優れるという利点がある。
しかしながら、特許文献1、2に記載の発明は、パネル材を土台、梁、柱に対して四辺でビス止め結合固定させることを基本構造としているため、サイズの異なるパネル材を架構面の大きさに応じて多種類揃えておかなければならず、パネル材の製造面からみても、また管理面からみても非常に手間がかかるという問題があった。なお、特許文献2には、パネル材を三辺で結合固定する内容が開示されているが、三辺結合固定においても、四辺結合固定と同様の問題があった。 However, since the inventions described in Patent Documents 1 and 2 have a basic structure in which the panel material is fixed to the base, the beam, and the column with screws on four sides, the panel materials having different sizes are the size of the frame surface. There are problems in that it is necessary to prepare various types according to the situation, and it takes a lot of labor both from the viewpoint of manufacturing the panel material and from the viewpoint of management. In addition, although the content which couple | bonds and fixes a panel material by three sides is disclosed by patent document 2, there existed the same problem as four-sided joint fixation also in three-sided joint fixation.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、建物の架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズのパネル材を大きさの異なる架構面に取り付けることができる耐力壁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a load-bearing wall capable of attaching a panel material of a certain size to a frame surface having a different size without being influenced by the size of the frame surface of the building. The purpose is to provide.
請求項1に記載の発明は、前記目的を達成するために、建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁において、前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a load-bearing wall configured by attaching a rectangular panel material to a part or the whole of a frame surface surrounded by pillars and beams of a building and a foundation. The panel material is attached to the column, beam, or base via a spacing adjusting member whose length is variable according to the spacing between the side of the panel material and the column, beam, or base. It is characterized by being coupled and fixed.
請求項2に記載の発明は、前記目的を達成するために、建築物の柱及び梁及び土台に囲まれた架構面の一部又は全体に矩形状のパネル材を取り付けて構成される耐力壁であって、前記パネル材は、合成樹脂製であり、縦方向及び横方向の複数の格子状リブからなる耐力壁において、前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is a load-bearing wall configured by attaching a rectangular panel material to a part or the whole of a frame surface surrounded by pillars and beams of a building and a foundation. The panel material is made of synthetic resin, and in the load bearing wall composed of a plurality of longitudinal and lateral grid ribs, the panel material includes a side portion of the panel material and the columns, beams, or It is characterized in that it is coupled and fixed to the column, beam, or base via a distance adjusting member whose length is variable according to the distance from the base.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の発明において、前記間隔調整部材は、前記パネル材の辺部に固定される第1の金具と、前記柱、梁、又は土台に固定されるとともに前記第1の金具にねじ部材を介して連結された第2の金具とから構成され、前記第1の金具及び第2の金具は、前記ねじ部材を介して相対的に回転されることにより、第1の金具と第2の金具との距離が前記間隔に調整されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the spacing adjusting member is fixed to the first metal member fixed to the side portion of the panel material and the column, beam, or base. And a second metal fitting connected to the first metal fitting via a screw member, and the first metal fitting and the second metal fitting are relatively rotated via the screw member. Thus, the distance between the first metal fitting and the second metal fitting is adjusted to the interval.
請求項1に記載の発明によれば、パネル材の辺部と柱、梁、又は土台との間の間隔に応じて、その長さが可変される間隔調整部材を介してパネル材を柱、梁、又は土台に結合固定する。この間隔調整部材を使用することにより、建物の複数の架構面のうち最小サイズ、若しくは少数サイズの大きさに対応する大きさのパネル材を揃えておくだけで、架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズの前記パネル材を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。すなわち、パネル材の辺部と柱、梁、又は土台との間の間隔は、架構面の大きさに応じて異なるが、この間隔調整部材の長さをその間隔に合わせて調整することにより、一定サイズのパネル材を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。 According to the first aspect of the present invention, the panel material is pillared through the spacing adjustment member whose length is variable according to the spacing between the side portion of the panel material and the pillar, beam, or base, It is fixed to the beam or foundation. By using this spacing adjustment member, it is affected by the size of the frame surface by simply arranging the panel material of the size corresponding to the minimum size or the small size among the multiple frame surfaces of the building. The panel material having a certain size can be attached to a frame surface having a different size. That is, the interval between the side of the panel material and the column, beam, or foundation differs depending on the size of the frame surface, but by adjusting the length of this interval adjustment member according to the interval, A panel material of a certain size can be attached to a frame surface having a different size.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、パネル材として、格子状のリブを有するパネル材を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができる。また、パネル材を合成樹脂製とすることにより、錆びることがなく、耐候性に優れ、塗装等のメンテナンスを行わなくてもよいという利点がある。 According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, by using a panel material having a grid-like rib as the panel material, high earthquake resistance is obtained with a simple configuration. be able to. Moreover, by making the panel material made of synthetic resin, there is an advantage that it does not rust, has excellent weather resistance, and does not require maintenance such as painting.
請求項3に記載の発明によれば、第1の金具、第2の金具、及びねじ棒からなる簡単な構造の間隔調整部材を提供できる。この間隔調整部材によれば、第1の金具と第2の金具とをねじ棒を介して相対的に回転させ、そのねじ送り動作によって、第1の金具と第2の金具との距離を前記間隔に簡単に調整することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide an interval adjusting member having a simple structure including the first metal fitting, the second metal fitting, and the screw rod. According to the distance adjusting member, the first metal fitting and the second metal fitting are rotated relative to each other via the screw rod, and the distance between the first metal fitting and the second metal fitting is set by the screw feeding operation. Can be easily adjusted to the interval.
以下、添付図面に従って本発明に係る耐力壁の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a load bearing wall according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態の耐力壁10の斜視図が示され、耐力壁10を構成するパネル材12及び板材14のうち板材14の上部を一部切り欠いた図が示されている。
FIG. 1 is a perspective view of a
同図によれば、木造の建物において、土台16、梁18、及び左右両側の柱20、20に囲まれた架構面に、矩形状のパネル材12及び板材14が嵌め込まれることにより、耐力壁10が構成されている。
According to the figure, in a wooden building, the
この耐力壁10のパネル材12は、図2に示すように、その両側の縦辺部12A、12Aが、パネル材12の両側に設置されている柱20、20に取付金具(間隔調整部材)22、22…を介して取り付けられることにより、柱20、20に結合固定されている。なお、図2に示された取付金具22は、それぞれの縦辺部12Aに所定の間隔をもって2個配置されているが、取付金具22の取付位置、個数はこれに限定されず、パネル材12の取付強度(所定の壁強さ倍率)が確保できる位置、及び個数に設定されている。
As shown in FIG. 2, the
図3は、パネル材12の一部を拡大して示した斜視図である。同図によれば、四辺形の枠体24の内部に、縦横両方向に規則的に配置されたリブ26、26…が格子状に一体的に形成されてパネル材12が構成されている。この枠体24の両側の縦辺部12A、12A(図3では一方の縦辺部12Aのみ図示)が図2に示した取付金具22を介して柱20に結合固定される。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the
パネル材12の材質は、高強度な硬質合成樹脂であり、例えばガラス繊維強化プラスチック(FRP)又はアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等が用いられる。このパネル材12は、格子状に配置された複数のリブ26、26…によって、面内の縦及び横方向の荷重に対する強度を発揮する。
The material of the
実施の形態では、FRP製のパネル材12について説明するが、パネル材12の材質は合成樹脂に限定されず、普通鋼等の金属でもよく、また、格子が形成されたものに限定されず、平板状のものでもよい。但し、FRP製とすると、鋼材等の金属製のものと比較して軽量で強度も高く(比重:普通鋼7.85、FRP製耐力壁1.7、比強度:普通鋼5.2、FRP製耐力壁12.6)、耐候性、耐食性に優れるという利点があるので好ましい。また、FRP製のパネル材12は、素材自体に光透過性を有していることから、採光性に優れ、明るく開放的な耐力壁を提供できるので好ましい。更に、格子状のリブ26、26…を有するパネル材12を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができるので好ましい。
In the embodiment, the
パネル材12の厚みに関しては、耐力壁として充分な強度が得られるのであれば、スペース確保や他の部材の配設上なるべく薄い方が好ましく、実用上は20〜100mmが好ましい。リブ26の太さは3〜30mmが好ましい。この範囲内で3〜7mmが特に好ましい。ここで、テーパーが形成されているリブ26の場合は、平均値の太さをリブ26の太さという。リブ26で囲まれる格子部分のサイズはリブ26の中心線で計測するものとして、格子の形状が正方形の場合は、20×20〜200×200mmが好ましい。この範囲内で20×20〜55×55mmが特に好ましい。また、格子の形状が長方形の場合は、短辺は20〜150mm、長辺は30〜300mmが好ましい。また、長方形の格子の方向は水平に対し、長辺が横方向でも縦方向でも構わない。また、正方形の格子は、水平に対して45度傾斜した形状でもよい。
With respect to the thickness of the
パネル材12は、リブ26に囲まれた開口部28を有するため、パネル材12に透光性を有する板材14を貼り合わせたり、パネル材12だけを嵌め込んだりして壁面を構成することにより、透光性を有する耐力壁10を構成することができる。
Since the
板材14は、接着剤やボルト等の固着手段によって、パネル材12の表面に貼り合わされる。板材14の材質は、例えばポリカーボネート等の合成樹脂やガラス等であり、建物の用途や目的等に応じて、透明なもの、光拡散性を有するもの、或いは不透明なもの等が適宜用いられる。また、板材14は、パネル材12の表面全体ではなく、片面、両面、又は一部分のみに取り付けられていてもよい。すなわち、板材12は、好みにより取り付けられるものであり、耐力壁10の構造強度には直接関連性の無い部材である。
The
図4には、間隔調整部材である取付金具22の構成が示されている。この取付金具22は、パネル材12の辺部12Aに固定される断面U字形状の第1の金具30と、柱20に固定されるとともに第1の金具30にねじ棒(ねじ部材)32を介して連結される断面略Π字形状の第2の金具34とから構成されている。
FIG. 4 shows the configuration of the mounting
第1の金具30及び第2の金具34を、ねじ棒32を介して相対的に回転させて、第1の金具30と第2の金具34との距離を調整することにより、取付金具22の長さが調整される。これによって、パネル材12の縦辺部12Aと柱20との間隔が調整されることになる。
By adjusting the distance between the first metal fitting 30 and the second metal fitting 34 by relatively rotating the first metal fitting 30 and the second metal fitting 34 via the
更に詳説すれば、パネル材12に対する第1の金具30の固定方法は、パネル材12のリブ26に囲まれた開口部28に対して行われ、この開口部28との固定構造は、格子端部の任意の開口部28にそれと同形状若しくは少し小さめの金属ブロック(不図示)を挿入する。そして、その部分に端部側からチャンネル状に形成された第1の金具30を図4の如く外挿し、第1の金具30の両側に形成された図5に示す2つの孔部36、36から、前記金属ブロックの中央部に形成された貫通ねじ孔(不図示)にボルト38、38を螺入する。これにより、第1の金具30が金属ブロックを介してパネル材12に固定される。図5(A)は第1の金具30の正面図、図5(B)は、第1の金具30の左側面図、図5(C)は、第1の金具30の平面図である。
More specifically, the first metal fitting 30 is fixed to the
この第1の金具30の背面部に、ねじ棒32が一体的に突設されている。柱20に固定される第2の金具34は、断面U字形状の本体部34Aの両側にフランジ部34B、34Bが形成され、これらのフランジ部34B、34Bが柱20の側面部に当接される。また、フランジ部34B、34Bには、柱20に第2の金具34を固定するためのビス40を通す孔42、42…が各々4箇所形成されている。
A
また、第2の金具34の本体部34Aの内側には、ねじ棒32と同径のねじ孔が形成されたナット44が図6の如く固着され、このナット44と対向する本体部34Aの面には、ねじ棒32を通す貫通孔34Cが形成されている。
A
したがって、この取付金具22によれば、第2の金具34の貫通孔34Cを介してねじ棒32をナット44に差し入れ、この後、第2の金具34を、図4の矢印方向に回転させてねじ棒32をナット44に螺入していくことにより、第1の金具30に対する第2の金具34の距離が、パネル材12の端部12Aと柱20の側面との間隔に調整される。なお、ねじ棒32及びナット44は、ねじピッチの小さいものが使用され、間隔調整が細かく行われるようになっている。
Therefore, according to the mounting
上記の如く、実施の形態の耐力壁10は、パネル材12の縦辺部12A、12Aと柱20、20との間の間隔に応じて、その長さが可変される取付金具22を介してパネル材12が架構面に結合固定される。この取付金具22を使用することにより、建物の複数の架構面のうち最小サイズ、若しくは少数サイズの大きさに対応する大きさのパネル材12を揃えておくだけで、架構面の大きさに左右されることなく、一定サイズのパネル材12を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。
As described above, the load-
すなわち、パネル材12の縦辺部12A、12Aと柱20、20との間の間隔は、架構面の大きさに応じて異なるが、この取付金具22の長さをその間隔に合わせて調整することにより、一定サイズのパネル材12を、大きさの異なる架構面に取り付けることができる。
That is, the distance between the
また、実施の形態の取付金具22は、第1の金具30、第2の金具34、及びねじ棒32からなる構造なので、簡単な構造の間隔調整部材を提供できる。
In addition, the mounting
更に、実施の形態では、パネル材12として、格子状のリブ26を有するパネル材12を用いることにより、簡単な構成で、高い耐震性能を得ることができる。また、パネル材12をFRP等の合成樹脂製としたので、錆びることがなく、耐候性に優れ、塗装等のメンテナンスを行わなくてもよいという利点がある。また、合成樹脂製のパネル材12は、鋼製のパネル材に比べ熱伝導率が小さく、壁材として使用した際に、結露が起こり難いので利用性に優れる。
Further, in the embodiment, by using the
なお、図2、図4に示した実施の形態では、パネル材12の縦辺部12Aの二辺部を、取付金具22を介して柱20、20に結合固定する形態について説明したが、これに限定されるものではなく、パネル材12の下辺部12B、上辺部12Cの二辺部を、取付金具22を介して土台16、梁18に結合固定する形態としてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 4, the two side portions of the
また、実施の形態では、間隔調整部材として第1の金具30、第2の金具34、及びねじ棒32からなる取付金具22を例示したが、これに限定されるものではなく、パネル材12と柱20(土台16又は梁18)との間隔を調整できるものであれば、その形態は問わない。
Moreover, in embodiment, although the mounting
[強度試験結果]
・試験概要(実験例1)
柱芯間隔 :1000mm、柱口:□105
FRP格子:格子芯間隔30mm□、25mm厚さ、上端くし刃(786w×780h)×3枚(上パネル、中パネル、下パネル)
取付金具:
上パネル上部:1コマ固定(5マス目)
上パネル下接合部:1コマ(2マス目)
中パネル上接合部:1コマ(2マス目)
中パネル下接合部:1コマ(2マス目)
下パネル上接合部:1コマ(2マス目)
下パネル下部:1コマ固定(4マス目)
・ 試験結果
実験結果によれば、1/150でも問題なく、その後押し切って破壊まで行った。破壊は、上端部金物のコマ部で回転が起こりFRPが破壊(交点部の繊維が抜け、その後、パネル接合部のコマ部の交点部が抜けた)。
[Strength test results]
・ Test outline (Experiment 1)
Column core spacing: 1000 mm, column opening: □ 105
FRP lattice: lattice core spacing 30mm □, 25mm thickness, top comb blade (786w x 780h) x 3 (upper panel, middle panel, lower panel)
Mounting bracket:
Upper part of upper panel: 1 frame fixed (5th square)
Upper panel lower joint: 1 frame (second square)
Middle panel upper joint: 1 top (second square)
Middle panel lower joint: 1 frame (second square)
Lower panel upper joint: 1 frame (second square)
Bottom of lower panel: 1 frame fixed (4th square)
-Test results According to the experimental results, there was no problem even at 1/150, after which it was pushed all the way to the fracture. Destruction is caused by rotation at the top piece of the top piece of metal and FRP breaking (fibers at the intersections are removed, and then the intersections of the pieces at the panel joint are removed).
試験結果を図7のグラフに示す。このグラフは、柱に加えた荷重とその際の変位の関係を示したグラフであり、縦軸は柱に加えた荷重、横軸はその荷重に対する見かけのせん断変形角を示している。 The test results are shown in the graph of FIG. This graph is a graph showing the relationship between the load applied to the column and the displacement at that time. The vertical axis represents the load applied to the column, and the horizontal axis represents the apparent shear deformation angle with respect to the load.
同グラフにより、低減前の壁強さ倍率は、4.64kN、低減前の壁倍率は、2.37であった。 According to the graph, the wall strength magnification before reduction was 4.64 kN, and the wall magnification before reduction was 2.37.
また、低減後の壁強さ倍率は、3.71kN(4.64kN×0.8)、低減後の壁倍率は、1.89(2.37×0.8)であった。 Moreover, the wall strength magnification after reduction was 3.71 kN (4.64 kN × 0.8), and the wall magnification after reduction was 1.89 (2.37 × 0.8).
・試験概要(実験例2)
柱芯間隔 :1000mm、柱口:□105
FRP格子:格子芯間隔30mm□、25mm厚さ、上端くし刃(786w×780h)×3枚(上パネル、中パネル、下パネル)
取付金具:
上パネル上部:2コマ固定(3、5マス目)
上パネル下接合部:1コマ(2マス目)
中パネル上接合部:1コマ(2マス目)
中パネル下接合部:1コマ(2マス目)
下パネル上接合部:1コマ(2マス目)
下パネル下部:2コマ固定(3、5マス目)
・ 試験結果
実験結果によれば、1/150でも問題なく、その後押し切って破壊まで行った。破壊は、上端部金物のコマ部で回転が起こりFRPが破壊(交点部の繊維が抜けた)。
Test outline (Experimental example 2)
Column core spacing: 1000 mm, column opening: □ 105
FRP lattice: lattice core spacing 30mm □, 25mm thickness, top comb blade (786w x 780h) x 3 (upper panel, middle panel, lower panel)
Mounting bracket:
Upper part of upper panel: 2 frames fixed (3, 5 squares)
Upper panel lower joint: 1 frame (second square)
Middle panel upper joint: 1 top (second square)
Middle panel lower joint: 1 frame (second square)
Lower panel upper joint: 1 frame (second square)
Lower part of lower panel: 2 frames fixed (3, 5 squares)
-Test results According to the experimental results, there was no problem even at 1/150, after which it was pushed all the way to the fracture. In the breakage, rotation occurred at the frame part of the upper end hardware, and the FRP was broken (the fiber at the intersection part was removed).
試験結果を図8のグラフに示す。同グラフにより、低減前の壁強さ倍率は、6.40kN、低減前の壁倍率は、3.27であった。 The test results are shown in the graph of FIG. According to the graph, the wall strength magnification before reduction was 6.40 kN, and the wall magnification before reduction was 3.27.
また、低減後の壁強さ倍率は、5.12kN(6.40kN×0.8)、低減後の壁倍率は、2.61(3.27×0.8)であった。 The wall strength magnification after reduction was 5.12 kN (6.40 kN × 0.8), and the wall magnification after reduction was 2.61 (3.27 × 0.8).
本発明は、木造の小規模な建物の外壁、及び間仕切り壁の他、鉄筋コンクリート造等の建築物の壁としても利用することができる。 The present invention can be used as a wall of a building such as a reinforced concrete structure in addition to an outer wall and a partition wall of a small wooden building.
10…耐力壁、12…パネル材、12A…縦辺部、12B…下辺部、12C…上辺部、14…板材、16…土台、18…梁、20…柱、22…取付金具、24…枠体、26…リブ、28…開口部、30…第1の金具、32…ねじ棒、34…第2の金具、44…ナット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする耐力壁。 In a load-bearing wall constructed by attaching a rectangular panel material to a part or the whole of a frame surface surrounded by pillars and beams and foundations of a building,
The panel material is coupled and fixed to the column, beam, or base via a spacing adjustment member whose length is variable according to the spacing between the side of the panel material and the column, beam, or base. Bearing wall characterized by being made.
前記パネル材は、該パネル材の辺部と前記柱、梁、又は土台との間の間隔に応じてその長さが可変される間隔調整部材を介して前記柱、梁、又は土台に結合固定されることを特徴とする耐力壁。 It is a load-bearing wall configured by attaching a rectangular panel material to a part or the whole of a frame surface surrounded by pillars and beams and a foundation of a building, and the panel material is made of synthetic resin and has a longitudinal direction. And in the load bearing wall consisting of a plurality of grid-like ribs in the lateral direction,
The panel material is coupled and fixed to the column, beam, or base via a spacing adjustment member whose length is variable according to the spacing between the side of the panel material and the column, beam, or base. Bearing wall characterized by being made.
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Cited By (1)
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