JP2011226137A - 入隅部補強金物 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れかつコンパクトな入隅部補強金物を提供する。
【解決手段】山部４ａ及び谷部４ｂが反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部４と、屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部５を介して一体的に形成した一対の取付片部６とを有し、２つの構造材２の入隅部３に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物１であって、屈曲板部は、平坦板部に対しその表面５ｃ側一方に寄せて、屈曲形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れかつコンパクトな入隅部補強金物に関する。

伸縮変形可能な緩衝部を有して、２つの構造材の入隅部に設置され、当該入隅部を補強しつつ、構造材間に作用する荷重を吸収するようにした入隅部補強金物として、特許文献１が知られている。

特許文献１の「仕口補強用具」は、水平部材と垂直部材を略直角に接合する仕口部に取付ける仕口補強用具を両側の取付部とそれらの取付部を連結する連結部とから構成し、その連結部に設ける変形部を、仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成し、かつ各屈曲部の高さが隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成する。変形部の幅を狭くして外力による変形を変形部に集中させたり、隣接して設置した対をなす仕口補強用具の間からブレースをとるように構成するようにしている。

特開２０１０−３１６３０号公報

背景技術にあっては、変形部を、屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成している。屈曲形成した蛇腹状の変形部に外力が作用して圧縮変形が生じると、屈曲部分が僅かながら外側へ迫り出していく。このような迫り出しにより、変形部が周辺の部材と干渉するおそれがあり、干渉が生じると、十分な吸収作用を発揮し得ないという課題がある。

干渉が生じないようにするためには、屈曲部分の迫り出し代を確保する必要があるが、入隅部のスペースは一般に狭隘であって、仕口補強用具の設置が困難な場合があった。このため、迫り出し代を殆ど確保する必要なしに変形部を変形させることができ、省スペースで設置することが可能な構造の案出が望まれていた。

また、蛇腹状の変形部の変形性能は通常、蛇腹を潰すように圧縮したり、蛇腹を引き伸ばすように伸長させることで得られるが、その変形性能をさらに改善する方策の案出が望まれていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れる入隅部補強金物を提供することを目的とする。

本発明にかかる入隅部補強金物は、山部及び谷部が反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部と、該屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部を介して一体的に形成した一対の取付片部とを有し、２つの構造材の入隅部に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、該入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに該屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物であって、上記屈曲板部は、上記平坦板部に対しその一方の側に寄せて、屈曲形成されることを特徴とする。

前記一対の取付片部はともに、互いに面するように、前記平坦板部に対して一方の側へ折り曲げて形成されると共に、前記屈曲板部は、上記取付片部間に位置されることを特徴とする。

本発明にかかる入隅部補強金物にあっては、省スペースで設置することができると共に、蛇腹の変形性能を改善することができて優れたエネルギ吸収能力を発揮することができる。

本発明にかかる入隅部補強金物の好適な一実施形態を示す、取付状態の正面図である。 図１に示した入隅部補強金物を説明するための図であって、（ａ）は正面視を、（ｂ）は側面視を、（ｃ）は平面視を、（ｄ）はｄ−ｄ線矢視を、（ｅ）はｅ−ｅ線矢視を、それぞれ示す図である。 本発明にかかる入隅部補強金物によるエネルギの緩衝・吸収作用を説明するための説明図である。

以下に、本発明にかかる入隅部補強金物の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る入隅部補強金物１は、図１及び図２に示すように、木造建物を構成する２つの構造材２の入隅部３、例えば互いに略直交するように配設される柱材と梁材の入隅部や、柱材と土台の入隅部などに設置される。入隅部補強金物１は、ステンレス鋼などの金属製の板材から形成される。

入隅部補強金物１は、蛇腹状に形成される屈曲板部４と、屈曲板部４の両側に形成される一対の平坦板部５と、各平坦板部５の外側に形成され、入隅部補強金物１を入隅部３へ設置するために各構造材２と接合される一対の取付片部６とを備え、これらが一体形成されて構成される。

屈曲板部４は、板材を、例えば断面が正弦波形状となるように、山部４ａと谷部４ｂが反復する波状に屈曲させて形成される。このように波状に屈曲させることにより、屈曲板部４は、蛇腹状であって、山部４ａ及び谷部４ｂが並ぶ方向に向かって伸縮変形可能とされる。伸縮変形可能な屈曲板部４は、その伸縮方向に所定荷重以下の荷重が作用しても殆ど伸縮変形せず、所定荷重を超える荷重が入力されると伸縮変形し、この伸縮変形により、弾塑性域においてヒステリシスループを描くエネルギ吸収作用を発揮して、当該入力荷重を吸収するようになっている。所定荷重は、設計的に適宜に設定される。

図示例にあっては、屈曲板部４は、中央に位置される谷部４ｂと当該谷部４ｂを両側から挟む２つの山部４ａとが５本の屈曲線ｘ，ｙに沿って屈曲されて、波状に形成されている。５本の屈曲線ｘ，ｙのうち、中央の３本の屈曲線ｘは、２つの構造材２の入隅部３の角隅Ｐを基点として、これより放射方向に伸ばして設定される。外側の２本の屈曲線ｙは、入隅部３の角隅Ｐよりも遠方箇所Ｑを基点として、これより放射方向に伸ばして設定される。

また、屈曲板部４は、入隅部３に面する内縁４ｃが入隅部３外方へ向かって凸のアーチ状に形成され、反対側の外縁４ｄが入隅部３内方へ向かって凸のアーチ状に形成されて、これにより伸縮方向中央（谷部４ｂ）へ向かって順次幅狭に形成される。伸縮方向中央が幅狭に形成されるので、両側の山部４ａだけでなく、谷部４ｂにおける変形能も高められ、屈曲板部４の伸縮性能が向上される。

屈曲板部４の伸縮方向両端それぞれには、これらに連続して、平坦板部５が一対形成される。各平坦板部５は、適宜幅寸法で、屈曲板部４から構造材２の長さ方向に入隅部３外方へ向かって延出され、これにより構造材２の長さ方向に沿う側縁部５ａが長く形成される。このように、平坦板部５の側縁部５ａの長さ寸法を構造材２の長さ方向へ長く形成することにより、当該平坦板部５による屈曲板部４と構造材２に接合される取付片部６との間での効果的な荷重伝達が確保される。

各平坦板部５の、入隅部３に面する内縁５ｂは、屈曲板部４の内縁４ｃに一連に連続させてアーチ状に形成される。従って、入隅部補強金物１と入隅部３の角隅Ｐとの間には、扇状の隙間Ｃが形成される。

各平坦板部５それぞれには、それらの側縁部５ａから連続して、かつ当該側縁部５ａの全長にわたって、取付片部６が一対形成される。換言すれば、一対の取付片部６は、平坦板部５を介して、屈曲板部４の伸縮方向両端にそれぞれ一体的に形成される。各取付片部６は、２つの構造材２それぞれに接合するためにそれらに面するように、平坦板部５からＬ字状に立ち上がるように折り曲げられる。

特に、これら一対の取付片部６はともに、互いに面するように、平坦板部５に対してその表面５ｃ側もしくは裏面５ｄ側のいずれか一方の側へ折り曲げて形成される。すなわち、取付片部６はともに、同じ向きに折り曲げられる。

これにより、反対向きに折り曲げた場合に比べ、入隅部補強金物１は、屈曲板部４を横切る左右横向きのせん断作用に対し、左右どちらの方向に対しても効果的に抵抗しつつ、構造材２から取付片部６に入力される荷重を、平坦板部５及び屈曲板部４へ効率よく伝達することができる。図示例にあっては、取付片部６は、略四角形状の外形輪郭で形成されているけれども、取付箇所のスペースに応じてどのような形態で形成しても良い。

各取付片部６には、これを構造材２に接合するボルト７を挿通するための複数のボルト孔８が形成される。ボルト孔８に挿通したボルト７で取付片部６を構造材２に接合することで、入隅部補強金物１は、２つの構造材２間の入隅部３に設置され、構造材２同士を連結しつつ、当該入隅部３を補強するようになっている。

そしてさらに、本実施形態にあっては、屈曲板部４は、平坦板部５の表面５ｃ側もしくは裏面５ｄ側のいずれか一方の側に寄せて一対の取付片部６の間に位置するように、平坦板部５に対して、取付片部６の折り曲げ側へ屈曲させて形成される。

図２を参照して説明すると、各取付片部６が平坦板部５の表面５ｃ側へ折り曲げて形成されている場合、屈曲板部４の波状の山部４ａ及び谷部４ｂは、平坦板部５の板面を基準として、裏面５ｄ側へは屈曲形成されずに、表面５ｃ側へ向かってのみ屈曲形成される。

このように形成することで、平坦板部５の裏面５ｄに対し、屈曲板部４のすべての山部４ａ及び谷部４ｂが平坦板部５の表面５ｃ側に寄せて、一対の取付片部６の間に位置される。

屈曲板部４を平坦板部５の表面５ａ側へ寄せて形成することで、屈曲板部４は圧縮変形時、平坦板部５を基準として、おおよそ表面５ｃ側外方へのみ迫り出すように変形されると共に、図３（ａ）に示すように、平坦板部５から伝達される荷重Ｆが蛇腹の端（図中、Ｓで示す）に偏って作用するように構成される。また、取付片部６間に位置するように形成することで、屈曲板部４及びこれを変形させるスペースが、取付片部６間に確保される。

以上説明した本実施形態に係る入隅部補強金物１の作用について説明する。入隅部補強金物１は、一対の取付片部６それぞれを２つの構造材２に対し接合することで、屈曲板部４をこれら構造材２で挟んだ形態で、入隅部３に設置される。地震などの外力の作用により建物に反復する揺れが生じ、これにより、構造材２同士の間に、入隅部３を開いたり閉じたりする角度変化を生じさせる荷重が加わると、その荷重の一部が取付片部６から入隅部補強金物１に入力される。

所定荷重以下の入力荷重に対しては、入隅部補強金物１は、構造材２間で剛強に抵抗し、入隅部３を補強することができる。所定荷重を超える入力荷重が入隅部補強金物１に入力されると、屈曲板部４は伸縮変形し、弾塑性ヒステリシスループを描くエネルギ吸収作用で、入力荷重に対しこれを緩衝しつつ吸収し、これにより入隅部３を補強することができる。

このとき、屈曲板部４は、圧縮変形される際、平坦板部５の表面５ｃ側において外向きに迫り出すように変形することになる。また、屈曲板部４は、互いに面する一対の取付片部６間のスペース内で伸縮変形することになる。

さらにこの変形の際、取付片部６から平坦板部５を介して屈曲板部４に入力される荷重Ｆは、図３（ｂ）に示した好ましくない例のように蛇腹の中央（図中、Ｔで示す）ではなく、本発明では図３（ａ）に示すように蛇腹の端Ｓに偏って作用する。蛇腹の中央Ｔに荷重Ｆが作用する場合は、主に荷重作用方向の圧縮・引張作用のみによる変形態様となってモーメント作用ｍは僅かとなるが、蛇腹の端Ｓに偏って荷重Ｆを作用させることにより、荷重作用方向の圧縮・引張作用のみならず、モーメント作用Ｍを格段に増大させることができ、伸縮変形に必要な荷重を低減することができる。

以上説明した本実施形態にあっては、屈曲板部４を、平坦板部５に対しその表面５ｃ側一方に寄せて、屈曲形成するようにしたので、屈曲板部４が圧縮変形する際、当該屈曲板部４が平坦板部５の裏面５ｄ側から外方へ迫り出すことがなく、当該裏面５ｄ側に、伸縮変形する屈曲板部４と干渉することのないスペースを確保することができる。

このようなスペースを確保できることにより、狭隘な取付箇所であっても、入隅部補強金物１を適切に設置することができて省スペース化を達成することができると共に、入隅部補強金物１の機能を損なうことなく、これに近接させて周辺部材を設置することができる。

また、上記構成により、屈曲板部４におけるモーメント作用Ｍを強めることができて、伸縮変形に必要な荷重を低減することができ、蛇腹状とした屈曲板部４の変形性能を改善し向上することができて、優れたエネルギ吸収能力を発揮させることができる。これにより、取付片部６に作用する荷重が減少し、ボルト７等への荷重負担も軽減されることから、地震による繰り返しの揺れなどに対しても、屈曲板部４の機能を確実に発揮させることができる。

また、一対の取付片部６をともに、互いに面するように、平坦板部５に対してその表面５ｃ側へ折り曲げて形成すると共に、屈曲板部４を、取付片部６間に位置させるようにしたので、取付片部６による接合に要するスペースと、屈曲板部４を伸縮変形させるスペースを同じ側（表面５ｃ側）にまとめることができ、入隅部補強金物１をコンパクト化することができて、これによっても省スペース化することができる。

さらに、屈曲板部４は、伸縮方向中央を幅狭に形成したので、両側の山部４ａだけでなく、谷部４ｂにおける変形能も高めることができ、屈曲板部４の伸縮性能を向上できる。平坦板部５の側縁部５ａの長さ寸法を構造材２の長さ方向へ長く形成したので、当該平坦板部５による屈曲板部４と取付片部６との間での効果的な荷重伝達を確保できる。取付片部６をともに、同じ向きに折り曲げるようにしたので、反対向きに折り曲げる場合に比べ、屈曲板部４を横切る左右横向きのせん断作用に対し、左右どちらの方向に対しても効果的に抵抗しつつ、構造材１から取付片部６に入力される荷重を、平坦板部５及び屈曲板部４へ効率よく伝達することができる。

上記実施形態にあっては、一対の取付片部６を、平坦板部５に対しＬ字状に折り曲げることで、互いに面するように形成した場合を例示して説明したが、平坦板部５に対して折り曲げることなく、取付片部６と平坦板部５とが一連に平坦に連なる形態で形成しても良い。Ｌ字状に折り曲げた場合は、入隅部補強金物１は図示したように、構造材２間の入隅部３に納まる形式で設置されるが、平坦にした場合は、構造材２同士のＬ字状をなす側面部位に添設する形式で設置される。このような添設する設置形式であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

１ 入隅部補強金物
２ 構造材
３ 入隅部
４ 屈曲板部
４ａ 山部
４ｂ 谷部
５ 平坦板部
６ 取付片部

Claims (2)

1. 山部及び谷部が反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部と、該屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部を介して一体的に形成した一対の取付片部とを有し、２つの構造材の入隅部に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、該入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに該屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物であって、
   上記屈曲板部は、上記平坦板部に対しその一方の側に寄せて、屈曲形成されることを特徴とする入隅部補強金物。
2. 前記一対の取付片部はともに、互いに面するように、前記平坦板部に対して一方の側へ折り曲げて形成されると共に、前記屈曲板部は、上記取付片部間に位置されることを特徴とする請求項１に記載の入隅部補強金物。

Images