JP2019112939A - Bearing wall - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐力壁に関する。 The present invention relates to a bearing wall.
従来、ツーバイフォー構造や木質壁パネル構造、薄板軽量形構造などの枠組壁工法建築物では、例えば特許文献1に記載されるように、木材や鋼材からなる枠材に、木製の合板や鋼製の折板などの面材を固定した耐力壁が知られている。このような枠組壁工法建築物では、地震や風等により建築物へ作用する水平力(外力)を、面材がせん断力として負担することで、建物全体としての耐力を確保している。この水平力を負担する面材は、4辺を枠材で固定されており、面材が負担するせん断力は、面材を枠材に固定するねじを介して枠材へと伝達される。
Conventionally, in a frame wall method construction such as a two-by-four structure, a wood wall panel structure, and a thin plate light weight structure, as described in, for example,
特許文献1には、2つの角形鋼管を溶接して製作した長方形断面の閉断面枠材と、リップ付き溝形鋼とを接合ねじで固定して一体化させた構成の縦枠材が記載されている。そして、閉鎖型の縦枠材を使用する場合、接合金物はリップ付き溝形鋼の溝内に配置され、縦枠材の図心から偏心した位置で基礎に接合されている。
しかしながら、従来の壁式構造では、面材から縦枠材にせん断力が作用する位置と、縦枠材の図心とにずれが生じ、縦枠材に対して偏心曲げが作用する。
このため、複数の枠部材(特許文献1に示す角形鋼管とリップ付溝形鋼)を組み立てて構成される縦枠材では、図22に示すように、隣り合う枠部材9A、9B同士を固定するねじ部に引き抜き力が作用する。そのため、従来の縦枠材では、前述の引き抜き力に対する抵抗を確保するために、多数のねじ止めを付与する構成となることから、製造性および現場での施工性が低下するという問題があった。
However, in the conventional wall-type structure, a shift occurs between the position at which a shear force acts on the vertical frame material from the face material and the center of the vertical frame material, and eccentric bending acts on the vertical frame material.
For this reason, in a vertical frame member configured by assembling a plurality of frame members (a square steel pipe and a lip-formed grooved steel shown in Patent Document 1),
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、縦枠材を構成する枠部材同士の離間を抑制して、枠部材の製造性や施工性を向上することができる耐力壁を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the problem mentioned above, suppresses separation of frame members which comprise a vertical frame material, and provides the bearing wall which can improve manufacturability and construction nature of a frame member. The purpose is to
上記目的を達成するため、本発明に係る耐力壁は、面材に縦枠材が固定され、建築物の一部を構成する耐力壁であって、前記縦枠材は、少なくとも1つの内枠溝形鋼と、溝形鋼または角形鋼管からなる1つ、または複数の内部材とを有するとともに、これら前記内枠溝形鋼および前記内部材からなる部材同士が隣接された内枠部材と、前記内枠部材を囲繞する外枠溝形鋼からなる外枠部材と、を備え、前記内枠溝形鋼の開口縁と前記外枠溝形鋼の開口縁が同じ方向を向いて設置され、前記内枠溝形鋼のウェブには、1つ、または複数の前記内部材が当接され、前記外枠部材が前記面材に固定され、前記縦枠材は、前記面材に接合され、前記縦枠材の部材軸方向の端部に接合金物が取り付けられ、前記接合金物は、前記内枠溝形鋼のウェブに対して当接される帯板と、該帯板に固定され、かつ前記建築物の基礎に対してアンカー材によって固定されるベース板と、を備え、前記帯板の幅寸法は、前記内部材の幅寸法よりも大きい寸法であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the load-bearing wall according to the present invention is a load-bearing wall in which a vertical frame is fixed to a face material and which constitutes a part of a building, and the vertical frame is at least one inner frame An inner frame member having a channel steel and one or more inner members made of a channel steel or a square steel pipe, and members made of the inner frame channel steel and the inner member are adjacent to each other; An outer frame member made of an outer frame grooved steel surrounding the inner frame member, the opening edge of the inner frame grooved steel and the opening edge of the outer frame grooved steel facing in the same direction, One or a plurality of the inner members are abutted against the web of the inner frame channel shape steel, the outer frame member is fixed to the face member, and the vertical frame member is joined to the face member, A joint metal is attached to an end of the vertical frame in the axial direction of the member, and the joint metal is paired with the web of the inner frame channel steel. And a base plate fixed to the band plate and fixed to the foundation of the building by an anchor member, and the width dimension of the band plate is the width of the inner member It is characterized in that the dimension is larger than the width dimension.
本発明では、内枠部材のうち内枠溝形鋼と内部材とが外枠溝形鋼に囲繞されることで、内枠溝形鋼と内部材との離間が防止され、地震や風等により建築物に対して水平力(外力)が作用した場合でも内枠溝形鋼と内部材との間に離間が生じることなく、縦枠材として高い剛性と耐力を発揮することができる。しかも、内枠溝形鋼と内部材との離間が外枠溝形鋼によって抑制されることで、組み立て部材のねじ接合箇所を減らしたり、ねじ止めを省略することができ、製造時および施工時の手間を低減することができ、従来の縦枠材よりも低コスト化が可能になる。 In the present invention, separation of the inner frame grooved steel and the inner member is prevented by surrounding the inner frame grooved steel and the inner member among the inner frame members with the outer frame grooved steel, earthquake, wind, etc. Thus, even when a horizontal force (external force) acts on a building, no separation occurs between the inner frame grooved steel and the inner member, and high rigidity and yield strength can be exhibited as a vertical frame material. In addition, the separation between the inner frame groove steel and the inner member is suppressed by the outer frame groove steel, so that the number of screw joints of the assembled members can be reduced and the screwing can be omitted. Time and cost can be reduced compared to the conventional vertical frame material.
また、本発明では、内枠溝形鋼や内部材の板厚や断面形状を変えることだけで、縦枠材の部材耐力を調整することが可能となる。したがって、建物案件ごとに変化する部材への要求耐力に対して、面材を固定する外枠溝形鋼の仕様を変更せずに、内枠溝形鋼および内部材の板厚や断面形状を変化させるだけで要求耐力を満足する部材仕様を探索することができ、設計の手間を低減することができる。 Further, in the present invention, it is possible to adjust the member proof strength of the vertical frame material only by changing the plate thickness and the cross-sectional shape of the inner frame groove type steel and the inner member. Therefore, the plate thickness and cross-sectional shape of the inner frame grooved steel and the inner member can be obtained without changing the specifications of the outer frame grooved steel for fixing the face material to the required yield strength of the member which changes for each building project. By changing only, it is possible to search for a member specification that satisfies the required yield strength, and it is possible to reduce the labor of design.
また、本発明では、内部材の幅寸法が接合金物の帯板の幅寸法よりも小さいことから、接合金物から内枠溝形鋼のウェブに作用する局所的な曲げに対して内部材が抵抗し、内枠溝形鋼におけるウェブの面外変形を抑制することができ、接合金物周辺の局部変形による耐力壁の剛性の低下を抑えることができる。そのため、接合金物の小型化が可能となる。つまり、接合金物を小型化しても前記ウェブの面外変形による影響を受けずに大きな寸法の接合金物と同等の剛性・耐力を発揮することができる。 Further, in the present invention, since the width dimension of the inner member is smaller than the width dimension of the metal strip of the joint metal, the inner member resists local bending acting on the web of the inner frame channel steel from the joint metal. Therefore, it is possible to suppress the out-of-plane deformation of the web in the inner frame grooved steel, and to suppress the reduction in the rigidity of the bearing wall due to the local deformation around the joint metal. Therefore, the size of the joint metal can be reduced. That is, even if the bonding metal is miniaturized, it is possible to exert the same rigidity and resistance as a large size bonding metal without being affected by the out-of-plane deformation of the web.
また、本発明に係る耐力壁は、前記帯板は、前記内枠溝形鋼のウェブおよび前記内部材のそれぞれに対して固定されていることが好ましい。 Preferably, in the load-bearing wall according to the present invention, the band plate is fixed to the web of the inner frame channel steel and the inner member.
この場合には、帯板、内枠溝形鋼のウェブ、および内部材のウェブが一体的に設けられ、互いにずれたり、開きが生じることで接合部周辺に局部変形が生じて耐力壁の剛性が低下することを確実に防止することができる。 In this case, the band plate, the web of the inner frame channel steel and the web of the inner member are integrally provided, and a local deformation occurs around the joint due to displacement or opening, resulting in the rigidity of the bearing wall Can be reliably prevented.
本発明の耐力壁によれば、縦枠材を構成する部材同士の離間を抑制することで、縦枠材の製造性や施工性を向上することができる。 According to the bearing wall of the present invention, by suppressing the separation of the members constituting the vertical frame material, the manufacturability and the workability of the vertical frame material can be improved.
以下、本発明の実施の形態による耐力壁について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a bearing wall according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
(第1の実施の形態)
図1乃至図3に示すように、本実施の形態による建築物用の縦枠材1は、面材10に固定されて枠組みされる建築物の枠組壁工法における耐力壁の一部を構成している。耐力壁Tは、面材10と、面材10の一方の面に沿って上下方向に延在する縦枠材1と、縦枠材1の上下端部に取り付けられた接合金物4と、水平方向に延在する横枠材(図示省略)とで構成されている。このような耐力壁Tは、スチールハウス、ツーバイフォー住宅、或いは木質パネル工法等の建築物に適用することができる。
ここで、縦枠材1の部材軸方向に直行し、なおかつ面材10の面方向に沿う方向を壁面水平方向Xといい、縦枠材1の部材軸方向に直行し、なおかつ壁面水平方向Xに直交する方向を壁厚方向Yという。
First Embodiment
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
Here, a direction perpendicular to the member axial direction of the
縦枠材1は、内枠溝形鋼21(内枠部材)と、溝形鋼からなる内溝形鋼22(内部材、内枠部材)と、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22を囲繞する外枠溝形鋼31(外枠部材)と、を備えている。内枠溝形鋼21および内溝形鋼22からなる部材同士が隣接されている。そして、縦枠材1は、内枠溝形鋼21の溝開口縁21aと外枠溝形鋼31の溝開口縁31aとがいずれも壁面水平方向Xで同じ方向を向くように配置され、内溝形鋼22と内枠溝形鋼21は、外枠溝形鋼31によって離間を防止できる構成となっている。
The
内枠溝形鋼21、内溝形鋼22は、ウェブ21B、22Bの幅寸法が異なる形状であって、互いにウェブ21B、22Bの外面同士を当接させて接合ねじ23により連結されている。また本実施の形態では、内枠溝形鋼21、内溝形鋼22は、それぞれ両フランジ端縁から壁厚方向Yの内側に突出するリップ部21c、22cを有している。
なお、内溝形鋼22は、内枠溝形鋼21のウェブ21Bの外周部に対して、内溝形鋼22のリップ部22cの外周部を当接させるように配置しても良い。この場合には、内枠溝形鋼21のウェブ21Bと内溝形鋼22のリップ部22cをねじ止めすることが可能となる。
また、接合ねじ23による接合箇所は、壁厚方向Yに二箇所ずつで上下方向に所定の間隔をあけて配置されている。なお、接合ねじ23の接合箇所は、縦枠材1の材軸方向に300mm以下の間隔で設けることが望ましい。
The inner frame grooved
The
Further, the connection points by the
外枠部材3の外枠溝形鋼31は、フランジ31Aの幅が、内枠溝形鋼21、内溝形鋼22のフランジ21A、22Aの幅の和と略同一で、かつウェブ31Bの幅寸法が内枠溝形鋼21のウェブ21Bの幅寸法と略同一となる形状をなしている。外枠溝形鋼31は、両フランジ端縁から壁厚方向Yの内側に突出するリップ部31cを有している。なお、本実施の形態では、外枠溝形鋼31のリップ部31cが設けられているが、このリップ部31cを省略した構成のものでも良い。
The outer frame grooved
外枠溝形鋼31のリップ部31cは、内枠溝形鋼21のリップ部21cの外面同士が当接し、外枠溝形鋼31のフランジ31Aは、内枠溝形鋼21のフランジ21Aとが当接した状態で配置されている。内溝形鋼22のリップ部22cは、外枠溝形鋼31のウェブ31Bに当接している。ここで、図1〜3の符号Oは、縦枠材1の中心部(以下、図心Oという)を示している。
The
外枠溝形鋼31の両フランジ31Aと、内溝形鋼22の両フランジ22Aの間には、Y方向に隙間(ポケット部24)が形成されている。このポケット部24内に固定ねじ5の先端部が位置するので、面材10と縦枠材1を止めるねじが他の接合ねじ23に干渉することを回避できる。
A gap (pocket portion 24) is formed in the Y direction between the
図1に示す外枠溝形鋼31の厚さ寸法t1は、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22の厚さ寸法t2よりも小さく、かつ面材10の板厚t0よりも大きくなるように設定されている。つまり、t0<t1<t2となるように設定される。例えば、面材10が0.4mm以上1.2mm以下の厚さの場合における外枠溝形鋼31は、厚さ寸法t1が0.4mm以上2.3mm未満でなおかつ面材10よりも板厚の厚い薄板軽量形鋼を用いることが好ましい。また、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22は、板厚寸法が、0.4mm以上3.0mm以下の鋼板であることが好ましい。
The thickness dimension t1 of the outer frame grooved
また、縦枠材1は、図4及び図5に示す基礎6に配置した薄板軽量溝形鋼からなる下枠材(不図示)のウェブに立設させ、縦枠材1と基礎6とは図2に示す接合金物4によって接合されている。
接合金物4は、鋼材からなる底板41と立上り板42とを有している。この接合金物4を内枠溝形鋼21の溝部内に配置し、立上り板42を内枠溝形鋼21のウェブ21Bに当てがい、その当接部において接合ねじ23で両者を接合する。また、底板41は横枠材のウェブに載置し、基礎6に埋設されたアンカーボルト43の突出部を横枠材と底板41のボルト挿通孔を挿通させ、その突出先端のねじ部にナット44を締結する。これにより縦枠材1は、接合金物4を介して基礎6に固定されている。なお、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22の厚さは同じでなくも良い。
Further, the
The
以上説明した耐力壁によれば、図1及び図2に示すように、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22が外枠溝形鋼31に囲繞されることで、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22との離間が防止され、地震や風等により建築物に対して水平力(外力)が作用した場合でも内枠溝形鋼21と内溝形鋼22との間に離間が生じることなく、高い剛性と耐力を発揮することができる。しかも、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22の離間が抑制されることで、組み立て部材の接合ねじ23による接合箇所数を減らしたり、ねじ止めを省略することができ、製造時および施工時の手間を低減することができ、従来の縦枠材よりも低コスト化が可能になる。
According to the above-described load-bearing wall, as shown in FIGS. 1 and 2, the inner frame grooved
また、本実施の形態では、外枠溝形鋼31の内側に収納する内枠溝形鋼21および内溝形鋼22の板厚や断面形状を変えることだけで、縦枠材1の部材耐力の調整が可能となる。したがって、建物案件ごとに変化する部材への要求耐力に対応して、部材耐力を容易に調整でき、部材仕様の探索に要する手間を低減することができる。
Further, in the present embodiment, only by changing the plate thickness and the cross-sectional shape of the inner frame grooved
また、本実施の形態では、内溝形鋼22と外枠溝形鋼31との間にポケット部24が設けられるので、面材10を縦枠材1に止めつけるには、外枠溝形鋼31のフランジ31Aの鋼板のみを固定ねじ5で固定すればよい。そのため、内枠溝形鋼21や内溝形鋼22の仕様の影響を受けること無く面材10を縦枠材1に止め付ける作業を遂行でき、部材に高い耐力が要求されて内溝形鋼22の仕様が変化する場合でも、面材10と縦枠材1を固定する固定ねじ5の仕様変更を生じることなく縦枠材1を高耐力化でき、縦枠材1の耐力壁Tへのネジ止めに関する製造手間や施工手間を均一化できる利点もある。
Further, in the present embodiment, since the
また、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22同士を接合する接合ねじ23が前述のポケット部24に突出しない構成となることから、この接合ねじ23と面材10に固定するための固定ねじ5とが干渉することがなく、施工性を向上させることができる。
In addition, since the
また、本実施の形態では、外枠溝形鋼31の板厚寸法t1が内枠溝形鋼21および内溝形鋼22の板厚寸法t2よりも小さく、かつ設定された面材10の板厚寸法t0よりも大きく設定されているので、外枠溝形鋼31が内枠溝形鋼21と内溝形鋼22を囲繞して両者の離間の防止する効果を確実なものにするとともに、面材10から作用するせん断力に対して、縦枠材1が十分な耐力を有する仕様とすることができる。
なお、縦枠材1は、使用する環境条件などに応じて、表面処理などの防錆処理を施すようにしてもよい。
In the present embodiment, the plate thickness t1 of the outer frame grooved
The
上述のように本実施の形態による耐力壁では、縦枠材1を構成する部材同士の離間を抑制することで、縦枠材1の製造性や施工性を向上することができる。
As described above, in the bearing wall according to the present embodiment, by suppressing the separation of the members constituting the
次に、本発明の耐力壁の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, another embodiment of the load-bearing wall of the present invention will be described based on the attached drawings, but the same reference numerals are used for the same or similar members and parts as the first embodiment described above. Will be omitted, and a configuration different from the first embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
図6に示すように、第2の実施の形態による縦枠材1Aは、外枠溝形鋼31のウェブ31Bとフランジ31Aの接合部が面取りされた面取り部32が形成された構成となっている。内溝形鋼22のウェブ22Bの幅寸法は、内枠溝形鋼21のウェブ21Bの幅寸法より小さく、かつ外枠溝形鋼31のウェブ31Bの幅寸法に略一致している。外枠溝形鋼31のウェブ31Bの幅寸法は、ウェブ31Bと面取り部32との接合部33が内溝形鋼22のフランジ22Aの先端部に当接する位置となる寸法とする。
このように外枠溝形鋼31に面取り部32を設けることにより、外枠溝形鋼31のウェブ31Bの面外変形、すなわち図6の二点鎖線Pに示すような面取り部32を有さない外枠溝形鋼31に生じ得る面外変形が抑制でき、縦枠材1Aの一体性を確実に確保することができる。
Second Embodiment
As shown in FIG. 6, the
By providing the chamfered
(第3の実施の形態)
図7に示す第3の実施の形態による縦枠材1Bは、外枠溝形鋼31の内側に一対の内溝形鋼25、25(内部材、内枠部材)を設けた構成となっている。一対の内溝形鋼25、25は、互いにウェブ25B、25B同士を当接させて背合わせに配置し、それぞれ一方のフランジ25Aが内枠溝形鋼21のウェブ21Bに対して接合ねじ23により接合され、他方のフランジ25Aが外枠溝形鋼31のウェブ31Bに当接された構成となっている。
なお、外枠溝形鋼31の内側に設ける内溝形鋼25は、上記のように一対であることに限定されず、1つであってもよい。この場合、1つの内溝形鋼25のフランジ25A、25Aを、それぞれ内枠溝形鋼21のウェブ21Bの外周部、外枠溝形鋼31のウェブ31Bの内周部に当接させた構成とすることができる。また、内部材が一対の内溝形鋼25、25で構成される場合は、それぞれのウェブ25B、25B同士をねじ止めしてもよい。
Third Embodiment
The
The inner grooved
(第4の実施の形態)
図8に示す第4の実施の形態による縦枠材1Cは、一対の内枠溝形鋼26、26を設けるとともに、内溝形鋼22に代えて内枠角形鋼管27を設けた構成となっている。一対の内枠溝形鋼26、26は、互いに溝開口縁を同じ方向に向けてフランジ26A、26A同士を当接させて配置している。そして、内枠溝形鋼26は、それぞれのウェブ26Bが内枠角形鋼管27に対して接合ねじ23により接合された構成となっている。
内枠角形鋼管27は、断面中空矩形状の鋼製角鋼(角パイプ)であって、外枠溝形鋼31の両フランジ31Aとの間に、ポケット部24が形成されている。
Fourth Embodiment
A vertical frame 1C according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 has a configuration in which a pair of inner frame grooved steels 26, 26 is provided and an inner frame
The inner frame
(第5の実施の形態)
図9に示す第5の実施の形態による縦枠材1Dは、上述した第1の実施の形態における外枠溝形鋼31のリップ部31c及び内枠溝形鋼21のリップ部21cの両方の下方部分に切欠部31d、21dを設けた構成となっている。切欠部31d、21dを設けることで、溝開口部の幅寸法が大きくなるので、図5に示すような基礎6に埋め込まれたアンカーボルト43と縦枠材1Dを接合する際に、ナット44の締め込み作業が容易になり、施工性を向上させることができる。
なお、外枠溝形鋼31のリップ部31cの下方部分のみに切欠部31dを設けた構成、もしくは内枠溝形鋼21のリップ部21cの下方部分のみに切欠部21dを設けた構成としてもよい。
Fifth Embodiment
The
The
(変形例)
図10〜図12は、上述した実施の形態の変形例1〜3を示している。変形例1〜3は、外枠溝形鋼31のフランジ31Aと、内枠溝形鋼21のフランジ21Aとを、外側から連結ねじ28で連結する構成となっている。このように変形例1〜3では、内枠溝形鋼21と外枠溝形鋼31とが連結ねじ28によって固定されているので、外枠溝形鋼31と内枠溝形鋼21との一体性を確保することができる。
(Modification)
10 to 12
図10に示す第1変形例による縦枠材1Eは、外枠溝形鋼31のフランジ31Aに内枠溝形鋼21の方向に溝内側に突となる凹部31dを形成した構成となっている。この凹部31dは、上下方向に連続する溝状であってもよいし、連結ねじ28の挿入部のみに設けられていてもよい。
第1の変形例では、内枠溝形鋼21のリップ部21cの頂部が、外枠溝形鋼31のリップ部31cに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。
また第1変形例では、凹部31dを設けることで、連結ねじ28の頭部28aが外枠溝形鋼31の外周表面に突き出し面材10と干渉することを防止できる。
The
In the first modified example, the top of the
Further, in the first modification, by providing the
図11に示す第2変形例による縦枠材1Fは、外枠溝形鋼31のフランジ31Aに凹部31dを設ける構成に加え、内枠溝形鋼21のリップ部21cを溝側にU字状に折り返した形状とした構成となっている。
第2の変形例では、内枠溝形鋼21のリップ部21cの頂部が、外枠溝形鋼31のリップ部31cに当接していてもよいし、当接していなくてもよい。
The
In the second modification, the top of the
図12に示す第3変形例による縦枠材1Gは、外枠溝形鋼31がリップ部を有さない形状であり、なおかつ内枠溝形鋼21のリップ部21cを溝の外側にU字状に折り返した形状とした構成となっている。そして、外枠溝形鋼31のフランジ先端部31fが、内枠溝形鋼21のリップ部21cの折り返し部分に挿入されている。
A
次に、上述した実施の形態による耐力壁の効果を裏付けるための実施例について以下に説明する。 Next, an example for supporting the effect of the bearing wall according to the embodiment described above will be described below.
(第1実施例)
本第1実施例では、図13に示すように、外枠溝形鋼31の有無をパラメータとしたFEM解析を行い、上述した実施の形態に示す縦枠材の効果を確認した。
本解析では、図13に示すCase1、2について解析モデル(図14、図15参照、図中の単位はmm)を作成し、部材軸方向に分布する分布荷重を図心(断面重心)と偏心させた位置に作用させることで図16、図17に示すような結果を得た。
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 13, FEM analysis was performed using the presence or absence of the outer frame grooved
In this analysis, an analysis model (see Fig. 14 and Fig. 15, unit in mm in the figure) is created for
Case1は、面取り部32を有する外枠溝形鋼31の溝内に、リップ部を有する内枠溝形鋼21と内部材22を配し、内枠溝形鋼21と内部材22との接合ねじ23を剛体でモデル化した解析モデルである。
Case2は、Case1の解析モデルにおいて、外枠溝形鋼31を除いた比較例の解析モデルである。
なお、Case1、2の各解析モデルの構成要素の寸法は、図14(a)、(b)、及び図15(a)〜(c)に示している。
また、解析の条件は、要素はシェル要素を使用し、素材は40キロ普通鋼を想定し、板厚は外枠溝形鋼31の板厚寸法を2.2mm、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22の板厚寸法を3mmとし、解析モデルの上下方向の長さ寸法は、2730mmとした。
In
In addition, the dimension of the component of each analysis model of Case1 and 2 is shown in FIG.14 (a), (b) and FIG. 15 (a)-(c).
The analysis conditions are as follows: the element is a shell element, the material is 40 kg ordinary steel, the plate thickness is 2.2 mm for the outer
図16及び図17を用いて解析結果について説明する。
図16は、変位δ(mm)と応力σ(=荷重P/断面積A)の関係を示している。ここで、変位δは解析モデル最上部の軸方向変位、荷重Pは解析で計測した鉛直方向荷重、断面積Aは各縦枠材単体の断面積の総和である。図17は、最大耐力/全塑性耐力で表される断面効率を示している。
The analysis results will be described using FIGS. 16 and 17.
FIG. 16 shows the relationship between displacement δ (mm) and stress σ (= load P / cross sectional area A). Here, the displacement δ is the axial displacement at the top of the analysis model, the load P is the vertical load measured by analysis, and the cross-sectional area A is the sum of the cross-sectional areas of the respective vertical frame members alone. FIG. 17 shows the cross-sectional efficiency represented by maximum yield strength / total plastic yield strength.
解析結果によると、図17に示すように、Case1、2を比較すると、最大応力σは、外枠溝形鋼による囲繞が有る構成(Case1)が無い構成(Case2)よりも7.7%向上したことが確認できた。すなわち、図17に示すように、断面効率は、外枠溝形鋼による囲繞が有る構成(Case1)の方が無い構成(Case2)よりも7.7%高いことが確認できた。
これにより、本発明が、外枠溝形鋼の内側に収納された内枠溝形鋼と内溝形鋼の間に生じる離間を確実に防止し、部材耐力を向上させる効果を発揮することが確認できた。
According to the analysis results, as shown in FIG. 17, when comparing
Thus, the present invention reliably prevents separation between the inner frame groove steel and the inner groove steel housed inside the outer frame groove steel, and exerts an effect of improving the member strength. It could be confirmed.
(第6の実施の形態)
次に、図18に示す第6の実施の形態による耐力壁Tの縦枠材1Hについて説明する。
耐力壁Tには、縦枠材1の部材軸方向の端部に接合金物4が取り付けられている。ここで、図18は、縦枠材1Hにおける部材軸方向の下端部で接合金物4が設けられる部分の水平断面図である。
第6の実施の形態の縦枠材1Hは、上述した第1の実施の形態と同様であり、内枠溝形鋼21(内枠部材)と、溝形鋼からなる内溝形鋼22(内部材、内枠部材)と、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22を囲繞する外枠溝形鋼31(外枠部材)と、を備えている。そして、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22は、それぞれのウェブ21B、22B同士が互いに背中合わせにして当接されている。
Sixth Embodiment
Next, the
The
The
接合金物4は、図19(a)、(b)に示すように、内枠溝形鋼21のウェブ21Bに対して当接される帯板45と、この帯板45に固定され、かつ建築物の基礎に対して図示しないアンカーボルト(アンカー材)によって固定されるベース板46と、を備えている。帯板45には、内枠溝形鋼21および内溝形鋼22のウェブ21B、22Bに接合するための接合ねじ23を挿通させる複数のボルト孔45aが形成されている。帯板45の幅寸法LW0は、内部材の幅寸法LW2よりも大きい寸法に設定されている。
なお、上述した図7に示す第3の実施の形態のように、複数の内溝形鋼25、25が設けられる場合には、内枠溝形鋼21のウェブ21Bの幅寸法をLW1とし、一対の内溝形鋼25、25の両幅寸法を合わせた全幅寸法をLW2とする。さらに、内溝形鋼が3つ以上設けられる場合も、それら全ての全幅寸法をLW2とする。
As shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b), the
As in the third embodiment shown in FIG. 7 described above, when a plurality of inner
さらに、縦枠材1Hは、内枠溝形鋼21の幅寸法LW1、及び内部材(内溝形鋼22)の幅寸法LW2が(1)式の関係を満たしている。
Further, in the
このように第6の実施の形態では、内部材(内溝形鋼22)の幅寸法LW2が接合金物4の帯板45の幅寸法LW0よりも小さいことから、接合金物4から内枠溝形鋼21のウェブ21Bに作用する局所的な曲げに対して内溝形鋼22が抵抗し、内枠溝形鋼21におけるウェブ21Bの面外変形を抑制することができ、接合金物4周辺の局部変形による耐力壁Tの剛性の低下を抑えることができる。そのため、接合金物4の高さを低くして金物の小型化が可能となる。つまり、接合金物4の高さを低くしても前記ウェブ21B、22Bの面外変形による影響を受けずに大きな寸法の接合金物4と同等の剛性・耐力を発揮することができる。
また、この場合には、帯板45、内枠溝形鋼21のウェブ21B、および内溝形鋼22のウェブ22Bが一体的に設けられ、互いにずれたり、開きが生じることが無くなるので、これらの局部変形による耐力壁Tの剛性低下を確実に防止することができる。
As described above, in the sixth embodiment, the width dimension L W2 of the inner member (the inner grooved steel 22) is smaller than the width dimension L W0 of the
Further, in this case, the
(第2実施例)
第2実施例は、上述した第6の実施の形態による耐力壁の効果を裏付けるための実施例について以下に説明する。
第2実施例では、図20(a)に示す比較例による第1試験体S1と、図20(b)に示す実施例による第2試験体S2を設けて、接合金物4が設けられる部分の内枠溝形鋼21のウェブ21Bと内部材(内溝形鋼22)のウェブ22Bの剛性を測定して比較した。
図20(a)に示す比較例による第1試験体S1は、外枠部材が省略されており、二重に設けられる内枠溝形鋼21(211、212)と内溝形鋼22の幅寸法が同等となっている。そして、内枠溝形鋼211、212の2枚のウェブ21Bと内溝形鋼22の1枚のウェブ22Bの厚さ寸法はそれぞれ3.2mmで、合計3枚のウェブが積層された構成となっている。一方、図20(b)に示す実施例による第2試験体S2は、上述した第1実施例の図14(a)の解析モデルとほぼ同等の構成となっている。第2試験体S2では、内枠溝形鋼21の1枚のウェブ21Bと内溝形鋼22の1枚のウェブ22Bの厚さ寸法はそれぞれ3.2mmで、合計2枚のウェブが積層された構成となっている。接合金物4は、両試験体S1、S2ともに帯板45と各ウェブ21B、22Bを複数(図20ではそれぞれ水平方向に4本、全44本)のねじ径8mmの接合ねじ23で固定されている。なお、各部材(内枠溝形鋼21、内溝形鋼22、接合金物4)は、40キロ級の普通鋼を使用した。
Second Embodiment
In the second embodiment, an embodiment for supporting the effect of the bearing wall according to the above-described sixth embodiment will be described below.
In the second embodiment, a first test sample S1 according to the comparative example shown in FIG. 20 (a) and a second test article S2 according to the embodiment shown in FIG. 20 (b) are provided to provide a
In the first test sample S1 according to the comparative example shown in FIG. 20 (a), the outer frame member is omitted, and the widths of the inner frame grooved steel 21 (211, 212) and the inner grooved
本実験では、比較例、実施例のそれぞれにおいて、図21(a)、(b)に示す接合金物4(大型接合金物4A)と、大型接合金物4Aよりも高さ寸法の小さな図19(a)、(b)に示す接合金物4(小型接合金物4B)を取り付けて実験を行った。
表1に実験結果を示す。表1に示す実験結果は、小型接合金物4Bを用いた接合部の引張実験から得た接合部剛性を、大型接合金物4Aを用いた接合部の引張実験で得た接合部剛性で無次元化したものである。
なお、表1では、大型接合金物4Aを「HD金物 大」で示し、小型接合金物4Bを「HD金物 小」で示している。
In this experiment, in each of the comparative example and the example, the bonding metal 4 (large-
Table 1 shows the experimental results. The experimental results shown in Table 1 indicate that the joint stiffness obtained from the tensile test of the joint using the small-
In Table 1, the large size
表1に示すように比較例では、大型接合金物4Aを使用した接合部の剛性に対する小型接合金物4Bを使用した接合部の剛性の比率が0.88となり、接合部剛性が12%低下した。一方で本発明の実施例では、大型接合金物4Aを使用した接合の剛性に対する小型接合金物4Bを使用した接合部の剛性の比率が1.04となり、接合部金物を小型化しても、大型接合金物4Aを用いた接合部と同等の剛性が確保されることが確認できる。実施例の場合には、内溝形鋼22の幅寸法が大型接合金物4Aの帯板45の幅寸法よりも小さいことから、接合金物4における帯板45が当接される内枠溝形鋼21のウェブ21Bの局部変形を内溝形鋼22が抑制して、接合金物4の高さ寸法の大小に関わらず、同等の剛性が発揮された。
As shown in Table 1, in the comparative example, the ratio of the rigidity of the joint using the small-sized metal joint 4B to the rigidity of the joint using the large-sized metal joint 4A was 0.88, and the joint rigidity decreased by 12%. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the ratio of the rigidity of the joint using the small
以上、本発明による耐力壁の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of the bearing wall by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
例えば、本実施の形態では、外枠溝形鋼31と内枠溝形鋼21、内溝形鋼22がリップ付溝形鋼としているが、リップ部の無い溝形鋼を用いることも可能である。この場合、上述した変形例1〜3に示すように連結ねじ28によって外枠溝形鋼31と内枠溝形鋼21が固定ねじなどで固定され、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22の離間が抑制される構成とする。また、溝形鋼や角形鋼管の組み合わせの数量、向き等は適宜選定して配置することができる。
このように、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22を外枠溝形鋼31が囲繞することで、内枠溝形鋼21と内溝形鋼22の離間が抑制されていれば良いのであって、その拘束手段は、リップ部の当接やねじ止めによる拘束手段に限定されることはない。
For example, in the present embodiment, although the outer frame grooved
In this manner, it is only necessary that the outer frame grooved
また、縦枠材1の内枠溝形鋼21、内溝形鋼22、および外枠溝形鋼31の長手寸法、幅寸法、厚さ寸法、形状、材質、ねじの本数や位置などの構成は建築物の条件に基づいて適宜設定することができる。
In addition, the configuration of the longitudinal dimension, width dimension, thickness dimension, shape, material, number and position of screws, etc. of the inner
また、本実施の形態では、溝形鋼31で囲繞した内枠溝形鋼21と内溝形鋼22が接合ねじ23によって接合されているが、ねじ止めを省略して非接合としてもかまわない。
Further, in the present embodiment, the inner frame grooved
本実施の形態では、縦枠材1の壁厚方向Yの一方のみを面材10に固定した構成としているが、両方を面材10に固定する耐力壁であってもよい。
In the present embodiment, only one side in the wall thickness direction Y of the
また、本実施の形態では、縦枠材1を接合金物4を介して基礎に接合しているが、この接合金物4の構成は本実施の形態に限定されることはなく、他の構成を採用することも可能である。
Moreover, in the present embodiment, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, without departing from the spirit of the present invention, it is possible to replace components in the above-described embodiment with known components as appropriate.
T 耐力壁
1、1A〜1H 縦枠材
4 接合金物
5 固定ねじ
10 面材
21 内枠溝形鋼(内枠部材)
22 内溝形鋼(内部材、内枠部材)
21A、22A フランジ
21B、22B ウェブ
21a 溝開口縁
21c、22c リップ部
21d 切欠部
23 接合ねじ
24 ポケット部
25 内溝形鋼(内部材、内枠部材)
25A フランジ
25B ウェブ
28 連結ねじ
31 外枠溝形鋼(外枠部材)
31A フランジ
31B ウェブ
31a 溝開口縁
31c リップ部
32 面取り部
45 帯板
46 ベース板
O 図心
X 壁面水平方向
Y 壁厚方向
22 Inner channel steel (inner member, inner frame member)
21A,
Claims (2)
前記縦枠材は、
少なくとも1つの内枠溝形鋼と、溝形鋼または角形鋼管からなる1つ、または複数の内部材とを有するとともに、これら前記内枠溝形鋼および前記内部材からなる部材同士が隣接された内枠部材と、
前記内枠部材を囲繞する外枠溝形鋼からなる外枠部材と、
を備え、
前記内枠溝形鋼の開口縁と前記外枠溝形鋼の開口縁が同じ方向を向いて設置され、
前記内枠溝形鋼のウェブには、1つ、または複数の前記内部材が当接され、
前記外枠部材が前記面材に固定され、
前記縦枠材は、前記面材に接合され、
前記縦枠材の部材軸方向の端部に接合金物が取り付けられ、
前記接合金物は、前記内枠溝形鋼のウェブに対して当接される帯板と、該帯板に固定され、かつ前記建築物の基礎に対してアンカー材によって固定されるベース板と、を備え、
前記帯板の幅寸法は、前記内部材の幅寸法よりも大きい寸法であることを特徴とする耐力壁。 Vertical frame material is fixed to face material and it is bearing wall which constitutes a part of building,
The vertical frame material is
At least one inner frame grooved steel and one or more inner members made of grooved steel or square steel pipe, and members made of the inner frame grooved steel and the inner member are adjacent to each other Inner frame member,
An outer frame member made of an outer frame grooved steel surrounding the inner frame member;
Equipped with
The opening edge of the inner frame channel steel and the opening edge of the outer frame channel steel are installed in the same direction,
One or more of the inner members abut the web of the inner frame channel steel;
The outer frame member is fixed to the face material,
The vertical frame material is joined to the face material,
A joint metal is attached to an end of the vertical frame in the axial direction of the member,
The joint metal is a strip which is abutted against the web of the inner frame channel steel, and a base plate which is fixed to the strip and which is fixed to the foundation of the building by an anchor material. Equipped with
The width dimension of the said band plate is a dimension larger than the width dimension of the said inner member, The bearing wall characterized by the above-mentioned.
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