JP5037031B2 - 壁パネル固定構造および建築物 - Google Patents

Description

本発明は、壁パネルを使用する小規模建物、特に木造建物あるいはスチールハウスの小規模建物における壁パネル固定構造および建築物に関する。

従来、（１）鉄骨の柱脚部を対象とし、アンカーボルトが降伏する前にアンカーボルトとベースプレートの連結部を降伏させるようにした構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、（２）柱脚部の固定構造で、アンカーボルトの塑性変形により生じたベースプレートとナットとの隙間を楔により自動的に充填することにより、地震時における繰り返し力（地震力）に対するスリップ性状をなくすことで、耐震性能を高めるようにした柱脚部の固定構造も知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、従来、壁パネルを建物に組み込んで固定する場合には、壁パネルのみが地震により変形するエネルギー吸収要素として取り扱い、壁パネルの変形により地震エネルギーを吸収するまで、パネルの接合部を破断させないという保有耐力接合を満足させるため、接合部には、十分な耐力のみ必要とし、接合部には、特に変形能力がなくてもよいという技術思想に基づいて、設定されていた。すなわち、図１６（ａ）に示すような荷重―変位曲線で壁パネルの最大耐力ｗＱｍと、壁パネルの降伏耐力ｗＱｙとした場合に、図１６（ｂ）に示す荷重―変位曲線のように、壁パネル脚部接合部の最大耐力ｊＱｍを壁パネルの最大耐力ｗＱｍよりも大きくなるように、適宜ボルトなどを設定した接合構造としていた。また、このような技術思想の建物は、建物全体でみた場合には、建物全体の最大耐力Ｑｍと降伏耐力Ｑｙは、図１６（ｃ）に示す荷重―変位曲線のようになる。

前記のような技術思想であると、壁パネルに用いる面材は合板あるいは石膏ボードの非金属であるため、鋼材に比べると降伏後の耐力上昇（最大耐力と降伏耐力の比）が大きく、壁パネルの最大耐力に合わせて接合部の耐力を定めるという技術思想は、次のような技術思想からみると合理的でないという考えがある。
すなわち、地震時において、地震エネルギーの吸収に大きな耐力上昇を伴う壁パネルに代わり、降伏後の耐力上昇が小さく変形性能に優れた鋼材から成る壁パネル脚部接合部において地震エネルギーを吸収可能であれば、経済的であるという技術思想がある。
本発明はこのような基本思想のもとで考案されたもので、アンカーボルト、ボルトあるいは連結材をエネルギー吸収要素と考えて、地震時において、壁パネル脚部接合部におけるボルト等を塑性変形させて、建物に入力される地震エネルギーを低減させ、接合金物、接合具、枠材の重量を落とすことが可能な壁パネル固定構造およびそのような固定構造を備えた建築物を提供することを目的とする。
特開２００２−３７１６２８号公報 特開２００３−３２２２０３号公報

前記（１）従来の場合は、柱脚部を対象としているので建物の水平変形に対して連結部に生じる変形は小さく、さらに、ベースプレートの面外変形を前提とした変形モードなので、アンカーボルト自体の変形は小さくなる。
本発明は前記の課題を解消することができ、壁パネル脚部接合部において地震エネルギーの吸収可能な壁パネル固定構造およびその構造を備えた建築物を提供することを目的とする。

前記の課題を有利に解決するために、本発明は壁パネルの両端脚部に接合部をそれぞれ配することで接合部同士の距離を大きくとり、建物に作用する水平力を効率的に接合部が負担する形式としている。またアンカーボルトから枠材に効率よく応力が伝達できるよう接合金物は面外変形を必要としない変形モードとなるよう形状を定めることが望ましい。アンカーボルトと枠材間は面内せん断力による伝達経路を実現するため、筒型とすることはその一例である。
そして、第１発明の壁パネル固定構造では、スチールハウスにおける壁パネルの固定構造において、壁パネルは面材を合板又は石膏ボードとし、壁パネルの一部と壁パネル脚部接合部とが共同して塑性変形した後に壁パネル脚部接合部側の塑性変形が大きくなるようにするために、壁パネル脚部接合部の降伏耐力を、壁パネルの降伏耐力よりも高い降伏耐力とし、かつ壁パネルの最大耐力よりも低い降伏耐力としたことを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の壁パネル固定構造において、壁パネルの枠組が薄板軽量形鋼からなり、壁パネル脚部接合部の降伏個所が、アンカーボルトであることを特徴とする。
また、第３発明では、第１発明の壁パネル固定構造において、壁パネルの枠組が薄板軽量形鋼からなり、壁パネル脚部接合部の降伏個所がアンカーボルトと壁パネルの枠材との連結材であることを特徴とする。
また、第４発明では、第３発明の壁パネル固定構造において、連結材を圧縮させて降伏させるようにしたことを特徴とする。
また、第５発明では、第３発明または第４発明の壁パネル固定構造において、アンカーボルトが開断面の鋼製基礎に接合され、かつ連結材が鋼製基礎側に配置されていることを特徴とする。
また、第６発明では、第２発明〜第５発明のいずれかに記載の壁パネル固定構造において、アンカーボルトもしくは連結材の塑性変形により生じた雌ねじ部材との間隙を、前記アンカーボルトもしくは連結材の塑性変形方向と直角方向に移動するように付勢された楔により自動充填することを特徴とする。
また第７発明の建築物では、第１発明〜第６発明のいずれかの壁パネル固定構造を備えていることを特徴とする。

第１発明によると、スチールハウスにおける壁パネル固定構造において、壁パネル脚部接合部の降伏耐力を、壁パネルの降伏耐力よりも高い降伏耐力とし、かつ壁パネルの最大耐力よりも低い降伏耐力としたので、建物に入力される地震エネルギーが低減され、合理的に接合金物、接合具、枠材の重量を落とす事ができ、経済的な建築物とすることができる。
なお、本発明は接合部のみの変更ですむことから安価に実施が可能である。
本願発明によると、壁パネル脚部接合部の降伏耐力を、壁パネルの降伏耐力よりも低い降伏耐力としたので、壁パネル側が弾性領域内において弾性変形させ、かつ壁パネル脚部接合部において塑性変形させて、壁パネル脚部接合部において地震時に建物に入力される地震エネルギーを吸収して壁パネルに入力される地震エネルギーを低減することができ、壁パネルの損傷を防止することができる。また例えば、大地震後も、接合部の交換だけで、建物の耐震性能を回復することができる。但し、接合部の降伏耐力は必要耐力以上ある必要があるため、相対的に壁パネルの降伏耐力を高める必要があり、壁パネルが十分に配置されている場合は安価に実施が可能であるが、壁パネルが十分にない場合はコストアップを伴う。
第２発明によると、変形性能に優れ降伏後の耐力上昇が少ない鋼材としてアンカーボルトを塑性変形させることによりその部分で地震時のエネルギーを吸収して、壁パネルまたは建物の損傷を低減させることができ、部材数の増加が不要なため安価に実施が可能である。
第３発明によると、アンカーボルトと壁パネルの枠材との連結材を塑性変形させることによりその部分で地震時のエネルギーを吸収して、アンカーボルトの損傷を防止することができ、また、接合部における塑性変形した連結材のみを交換することにより、接合部の耐震性能を回復することができる。
第４発明によると、連結材を圧縮させて降伏させるようにしたので、連結材を引張力により降伏させる場合のように、剛性および耐力は面積に比例して低減することなく、接合部の剛性を高く保ったまま、耐力だけ落とすことができる。
第５発明によると、アンカーボルトが開断面の鋼製基礎に接合され、連結材が鋼製基礎側に配置されているので、アンカーボルトの端部を開断面の鋼製基礎の開口部内に配置して接合することができ、また、連結材を鋼製基礎の開口部側に配置することができるため、地震エネルギーを吸収して塑性変形した連結材等の交換作業を容易に行うことができる。
第６発明によると、アンカーボルトもしくは連結材の塑性変形により生じた雌ねじ部材と接合金物との間隙に、楔を前記の塑性変形と直交するように付勢させて移動させ、前記間隙が楔により充填させることができるため、アンカーボルトもしくは連結材に、地震時における繰り返し力（地震力）においても常時、引張力あるいは圧縮力に抵抗するように機能させることができるため、アンカーボルトもしくは連結材が機能しないことによる復元力特性上のスリップ性状を防止することができ、壁パネル脚部接合部しいては建物の耐震性能を向上させることができる。
第７発明によると、第１発明〜第６発明のいずれかの壁パネル固定構造を備えている建築物であるので、壁パネルそのものを大きく損傷させることなく、建物に入力される地震エネルギーを低減させることができ、接合部および枠材の必要耐力を低減することができ、経済的な建築物を実現することができる。

次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

図２および図３は、本発明の第１実施形態を示すものであって、壁パネル１における下横枠材２がコンクリート基礎１０に載置されると共に、壁パネル１における下横枠材２のボルト挿通孔５に、コンクリート基礎１０に埋め込み固定されたアンカーボルト４に挿通されている。前記アンカーボルト４の材質は、この実施形態では、軟鋼あるいは低降伏点鋼等の鋼材として、コンクリート基礎１０から突出した部分で特に、軸方向に伸びるように塑性変形可能な部分とされている。また、壁パネル脚部接合部６の降伏耐力を、壁パネル１の降伏耐力よりも高い降伏耐力とし、かつ壁パネル１の最大耐力よりも低い降伏耐力としている。また、壁パネルの損傷を防止するのであれば、壁パネル脚部接合部６の降伏耐力を壁パネル１の降伏耐力よりも低い降伏耐力とするとよい。

前記アンカーボルト４の上部は、縦枠材７に沿って延長されており、アンカーボルト４に接合金物８（詳細は後記する。）の凹溝９が当接されると共に、接合金物８における接合用フランジ１１が縦枠材７の溝内のウェブ３に当接されて、必要とされる耐力が得られる適宜の本数の横向きのドリルねじあるいはボルト等のファスナー材からなる接合具１２により固定されて、前記壁パネル１はコンクリート基礎１０に固定されている。

前記のように壁パネル１から接合部６を介してアンカーボルト４に直列に連結され、荷重が伝達されるように構成された建物１３では、図４（ａ）に示すように、建物１３に水平力Ｑが作用した場合に、壁パネル１とコンクリート基礎１０との壁パネル脚部接合部６において、壁パネル脚部接合部６におけるアンカーボルト４が降伏して塑性変形して伸び、建物１３に入力される地震エネルギーを吸収することができる。建物１３の各階側に入力されるエネルギーをカットし、壁パネル１に入力されるエネルギーを低減することができる。

壁パネル１又は建物１３に入力される地震エネルギーが低減される点について、図１を参照して説明すると、図１（ａ）において、壁パネル１の最大耐力ｗＱｍと、壁パネルの降伏耐力ｗＱｙとした場合に、壁パネル脚部接合部６において、図１（ｂ）に示すように、前記の壁パネル脚部接合部６の降伏耐力ｊＱｙは、壁パネル１の最大耐力ｗＱｍおよび壁パネル１の降伏耐力ｗＱｙの間に位置するように設定されていることで、壁パネル脚部接合部６において、壁パネル脚部接合部６の降伏耐力ｊＱｙを越えると、図１（ｃ）に示すように、この壁パネル脚部接合部６の部分で降伏し、壁パネル脚部接合部６におけるボルトあるいは金物等を塑性変形（引張あるいは圧縮変形）させて、壁パネル１に入力される地震エネルギーが大きくならないようにカットすることができる。

この場合には、壁パネル１の降伏耐力ｗＱｙよりも大きいため、壁パネル１も一部共同して塑性変形した後、壁パネル脚部接合部６側の塑性変形が大きくなるように設定されることで、壁パネル１に入力される地震エネルギーが大きくならないようにカットすることができる。

また、図１（ｅ）のように、壁パネル脚部接合部６の降伏耐力ｊＱｙを、壁パネル１の最大耐力ｗＱｍおよび壁パネル１の降伏耐力ｗＱｙよりも小さくなるように設定されていることにより、壁パネル脚部接合部６の降伏耐力ｊＱｙが所定の値を越えると、図１（ｆ）に示すように、この部分で降伏し（前記の実施形態の場合はアンカーボルト４が降伏し）、塑性変形させて、壁パネル１に入力されるエネルギーが大きくならないようにカットすることができる。

本発明においては、前記のいずれの形態においても、建物に入力される地震エネルギーを低減することができるが、図１（ｆ）に示すように、壁パネル脚部接合部６の最大耐力ｊＱｍを、壁パネル１の最大耐力ｗＱｍおよび壁パネル１の降伏耐力ｗＱｙよりも小さくなるように設定されていると、壁パネル１が塑性変形しないので損傷を接合部に集中させた損傷制御構造となるため好ましい。

前記のように壁パネル１と直列にアンカーボルト４および壁パネル脚部接合部６が配置されて、壁パネル脚部接合部６の耐力を抑えつつ、地震エネルギー吸収能力を確保することができる。
また、物性の安定した鋼材の塑性変形を地震エネルギー吸収に利用することにより、建物１３の安定した耐震性能を確保することができる。また、地震規模によっては、建物１３の損傷位置を、壁パネル脚部接合部６に特定することにより、接合部の損傷した部品を交換することにより、補修して回復させることができる。

通常、スチールハウス（普通、板厚０．４ｍｍ以上、２．３ｍｍ未満の薄板軽量形鋼による枠材と、この枠材に構造用面材を組み合わせて構成される鉄鋼系パネル構造の建物）あるいは木造住宅において使用される壁パネル１は、面材が合板や石膏ボード等の非金属材料で耐力上昇率（最大耐力／短期許容耐力）が１．５倍以上あるため、壁パネル１を保有耐力接合するためには、接合部に充分な耐力が必要となるところ、本発明では、壁パネル１の降伏前または降伏後に、早期にアンカーボルト４を降伏させ、壁パネルの最大耐力を落として接合金物、接合具、枠材の重量を落としながら、アンカーボルト４の塑性変形により安定した変形性能を確保している。

前記の壁パネル１は、例えば、図１５に示すように、間隔をおいて対向配置された一対の縦枠材７と、前記各縦枠材７の上端部に渡って配置されてタッピングビス等のねじ止め接合具１２により接合された上横枠材１４と、前記各縦枠材７の下端部に渡って配置されてタッピングビス等のねじ止め接合具１２により接合された下横枠材２とにより矩形状の枠体１５に構造用面材１６が固定されて構成される。または前記枠体１５における縦枠材７間に、必要に応じ補強用縦枠を設けられて壁パネル１が構成される。

前記の縦枠材７は、図３に示すように、一対の薄板軽量溝形鋼がそのウェブ３の部分で背中合わせに当接されてタッピングビス等のねじ止め接合具により一体化されて構成された縦枠材７であり、また、前記上横枠材１４および下横枠材２並びに前記縦枠材７は、いずれも薄板軽量形鋼により構成されている。

前記の薄板軽量形鋼としては、タッピングビス等のねじ止め接合具により構造用面材１６を枠体１５に固定するため、板厚０．８ｍｍ〜２．３ｍｍ好ましくは、板厚１．０ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼板をロールフォーミングにより製作した形鋼で、例えば、リップ付溝形鋼または溝形鋼等の形鋼である。

構造用面材１６としては、合板あるいは石膏ボードを使用することもできる。

次に、前記の接合金物８について説明すると、上下方向に連続する凹溝９を有する断面Ｕ字状部１７の両側部に上下方向に延長する接合用フランジ１１を備えた接合金物８であり、さらに説明すると、各接合金物８は、図示の形態では、例えば、板厚１ｍｍ前後から６ｍｍ程度の矩形状薄鋼板に折り曲げ加工が施されて、凹溝９が形成されたＵ字状部１７を備え、そのＵ字状部１７の両側板１８に円弧状ガイド部１９を介して接合用フランジ１１が一体に屈曲連設された横断面がハット型形状の部材とされている。

また、各接合用フランジ１１の幅方向中間部には、上下方向に間隔をおいて複数のドリルねじ用の小径孔が形成されている。前記Ｕ字状部１７の基端側における断面円弧状部の円弧状内面の内径は、アンカーボルト４の外径よりも僅かに大きく設定されて、アンカーボルト４と前記U字状部１７の円弧状内面とが近接または接触するようにされ、これらの相対的な横方向ずれを防止可能にされている。
なお、前記接合金物８としては、前記以外にも、断面角形のU字状部１７等であってもよい。

前記の凹溝９は、アンカーボルト４の軸部を当接収納するための溝で、Ｕ字状部１７の両側に接合用フランジ１１が一体に設けられ、各接合用フランジ１１は同面状に形成されている。接合金物８がＵ字状部１７の両側に接合用フランジ１１を備えた形状であるので、一枚の鋼板を断面ハット型に屈曲形成して、曲げ剛性および座屈強度の高い接合金物８とすることができる。

また、接合金物８の接合用フランジ１１により建物側との接合部面とアンカーボルト４の中心軸線との間の寸法は、このような接合金物を使用すると、接合用フランジ１１間に板材がないので、従来公知のホールダウン金物に比べ、ホールダウン金物における少なくとも縦部分の板厚分少なく接近させ、曲げモーメント負担の少ない構造とすることができる合理的な接合金物８とすることができる。そのため、接合金物８の変形が少ない金物である。

上下の各接合金物８の上下両端面部には、アンカーボルト４にねじ込まれたナットからなる雌ねじ部材２０が、必要に応じ、適宜座金または周り止め座金を介して圧着されて、壁パネル１をコンクリート基礎に、軟鋼からなるアンカーボルト４を介して固定されている。なお、図示の場合は、断面コ字状の座金とされ、その座金の下部が側板１８の外側に近接位置されているので、回動工具により雌ねじ部材２０を回動した場合、側板１８の目開きを強制的に阻止できる。

なお、前記の接合金物８は、アンカーボルト４の上部において位置調整されて設けられている。接合金物８の上端部のＵ字状部１７の両側板に雌ねじ部材２０が圧着されることで一体化されて補強されていると共に、前記雌ねじ部材２０を介して引張力が伝達可能な構造とされている。

次に、実施形態の壁パネル１について説明すると、前記のように間隔をおいて対向配置された一対の縦枠材７と、前記各縦枠材７の上端部に渡って配置されてタッピングビス等のねじ止め接合具１２により接合された上横枠材１４と、前記各縦枠材７の下端部に渡って配置されてタッピングビス等のねじ止め接合具１２により接合された下横枠材２とにより矩形状の枠体１５が構成されている。前記枠体１５の片面または両面に、適宜、構造用面材１６が固定されて、壁パネル１が構成されている。

このような壁パネル脚部接合部６に地震エネルギーを吸収できる部分が、例えば図１４（ａ）に示すように、基礎と１階の壁パネル脚部接合部６に備えていると、図１４（ｂ）に示すように、２階〜３階の階層での壁パネル１の変形を防止することが可能になる。

次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、壁パネル１の両側とも同様な構造であるので、片側を示して説明する。

この実施形態では、図４に示すように、アンカーボルト４を、下部アンカーボルト４ａとその上部に連結されるカプラ３５とそのカプラ３５に接続され、締結材となるボルト４ｂにより構成している。この場合にボルト４ｂを軟鋼あるいは低降伏点鋼とし、この部分で塑性変形させて地震エネルギーを吸収部するようにすればよく、例えば、大地震後はコンクリートに埋め込まれている下部アンカーボルトを交換することなく、ボルトのみの交換となるため、補修費用は安価となる。
なお、前記各実施形態のように接合金物８の上部にコ字状の座金を嵌設させる形態では、図４に示すように壁パネル１に水平力Ｑが作用した場合に、図４の左側に位置する接合金物８に跨り接合用フランジに近接するようにコ字状の座金を嵌設するようにしておくと、コ字状座金の下部と接合用金物における接合用フランジが接触して、ボルト４が外れるのを防止でき、また、図４の右側に位置する接合金物８では、ボルト４と筒部１７が接触してボルト４が外れるのを防止できる。

図５は、本発明の第３実施形態で、コンクリート基礎１０上の下横枠材２と、接合金物８との間に、断面箱型の中継用の壁パネル支承部材２１を縦枠材７内に収納するように介在させ、その壁パネル支承部材２１上に接合金物８を載置すると共に、壁パネル１における下横枠材２と壁パネル支承部材２１の下面板２２ａに設けたボルト挿通孔５に渡ってアンカーボルト４の上端側を挿通配置し、前記下面板２２ａの上面側においてナット等の雌ねじ部材２０により固定するようにされている。
また、壁パネル支承（ｂ）座右２１の上面板２２ｂのボルト挿通孔５と接合金物８の凹溝９とに渡って、軟鋼または低降伏点鋼からなるボルト２３を挿通して上面板２２ｂの下面と接合金物８の上端面にナット等の雌ねじ部材２０をねじ込んで圧着固定するようにしている。

そしてこの形態においては、前記ボルト２３を少なくとも両端部に雄ねじ部を有するボルトとされ、かつ前記ボルト２３を軟鋼または低降伏点鋼のボルト２３とすることにより、壁パネル１に水平力が作用した場合に、前記ボルト２３を伸長するように塑性変形させることにより、地震時における建物に入力される地震エネルギーを吸収するようにされている。その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。

図６は、本発明の第４実施形態を示すものであって、この形態ではボルト・雌ねじ等の連結材の一部に圧縮力により降伏する部材を介在させた形態であり、接合金物８より下側の構造については、前記の図２に示す構造と同じ形態であり、相違する部分は、接合金物８と雌ねじ部材２０との間に、軟鋼または低降伏点鋼からなる筒状部材２４を連結材の一部としてその上下に座金を介して介在させて、雌ねじ部材２０を締め込むことにより取付けている。このような形態では、地震時に水平力が作用した場合には、壁パネル１から接合金物８を介して、筒状部材２４を雌ねじ部材２０に向って押圧するように圧縮力が作用し、筒状部材２４を圧縮させるように塑性変形させることで、地震時に入力される地震エネルギーを吸収し、壁パネル１に過大な負荷が作用しないようにされている。
図７（ａ）には、筒状部材２４の正面図が示され、図に示すように、７（ｂ）には、筒状本体部材２４が圧縮力変形した状態が拡大して示されている。筒状部材２４の中間部が外側に膨らむようにするために、中間部の内周面側に環状溝２４ａ等の薄肉部を設けておくとよい。
このように地震時に壁パネル脚部接合部における連結材に圧縮力を作用させて、連結材を降伏させて、地震時の入力エネルギーを低減することもできる。
部材を圧縮降伏させる形態の特徴として、引張力を作用させて降伏させる場合には、剛性・耐力ともに断面積に比例するが、圧縮力が作用するときには、剛性は断面積に比例するものの、耐力は局部座屈を生じて断面積に比例しない特性を利用したもので、径厚比により、耐力上、無効な断面が生じるため、剛性は高く保ったまま、耐力のみを落とすことが可能になる。なお、さらに耐力を落とすには、筒の形状は平行部が多い角錐にするとよい。また、筒の材軸方向にスリットを入れた場合も圧縮耐力の低減に効果的である。連結材の一部としての筒状部材２４の平面形態としては、図７（ｃ）に示す円形形態よりは図７（ｄ）に示す角形形態のほうが、圧縮力が作用した場合に局部座屈が起こりやすいので、圧縮耐力を積極的に下げる場合には、平面形態が角形のほうが有利である。
その他の構成は、前記第１実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付した。

図８は、本発明の第５実施形態を示すものであって、この形態では、コンクリート基礎１０の上部に、基礎鉄骨として、断面溝形鋼材からなる壁パネル支承部材２１が載置されている共に、前記壁パネル支承部材２１におけるボルト挿通孔５を有する下フランジ２５がアンカーボルト４にねじ込まれた雌ねじ部材２０より固定され、前記壁パネル支承部材２１における上フランジ２６に壁パネル１の下部が載置されている。

接合金物８における凹溝９内に配置された高強度ボルト２３は、両端部に雄ねじ部を有するボルト２３とされ、前記接合金物８の上部の取付け構造については、前記した実施形態と同様であり、相違する点は、前記ボルト２３の下端側は上フランジ２６のボルト挿通孔に挿通されると共に前記ボルト２３の下端部には、軟鋼または低降伏点鋼からなる筒状部材２４が挿通配置され、前記筒状部材２４の下面側に、適宜座金等を介してナット等の雌ねじ部材２０がボルト２３にねじ込まれて当接され、前記筒状部材２４と共に、壁パネル１の下部は、前記壁パネル支承部材２１に取付けられている。このような形態では、地震時に水平力が作用した場合には、前記筒状部材２４が塑性変形することで、地震時のエネルギーを吸収することができる。なお、この実施形態および後記の実施形態において、筒状部材２４は図７の場合と同様である。

このような形態では、基礎鉄骨がコンクリート基礎１０の上部に設けられているので、前記の連結材である筒状部材２４を交換する場合に、壁を剥がさなくても、室内側から床に潜って、筒状部材２４を交換することができ、補修して耐震性能を回復させることができる。
その他の構成は、前記した実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。

図９（ａ）（ｂ）は本発明の第６実施形態を示すものであって、この形態では、前記第１実施形態のアンカーボルト４の上部に装着される接合金物８と、その上部に配置される雌ねじ部材２０との間に、遊隙充填機構２８を介在させている。前記の遊隙充填機構２８は、アンカーボルト４の塑性変形により生じた雌ねじ部材２０と楔２７との間隙を、前記アンカーボルト４もしくは連結材の塑性変形方向と直角方向に前進移動するように付勢された楔２７により自動充填する。

さらに説明すると、接合金物８の上部に、バネ受け部材２９の基端部が固定され、そのバネ受け部材２９の上部には、圧縮ばね３０の基端側を支承する縦部分３１を備えている。前記接合金物８の上端部には、座金を介して二股状の楔２７の先端側が配置され、楔２７の先端側溝にアンカーボルト４が位置するように配置されている。
前記楔２７の傾斜上面には、アンカーボルト４に、楔２７の上面と同じ傾斜角の傾斜面とされている下面を有する楔３２が嵌挿装着され、その楔３２の上面にナットからなる雌ねじ部材２０がアンカーボルト４に装着されている。
このような形態では、アンカーボルト４が塑性変形し伸びた場合に、接合金物８と雌ねじ部材２０との間の距離が大きくなって、間隙が生じても、前記圧縮ばね３０により、楔２７を前進するように押圧付勢して間隙をなくし、常時アンカーボルト４に地震時の引張力が作用するように機能させ、地震エネルギーを吸収することができる。その他の構成は、前記した実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付している。
前記の楔２７の前進移動させる手段としては、引張ばねにより楔２７を前進移動させるようにしてもよい。

図１１は本発明の第７実施形態を示すものであって、この形態では、図５に示す形態における箱型の壁パネル支承部材２１内における雌ねじ部材２０と、前記箱型の壁パネル支承部材２１における上面板２２ｂとの間に、二股状の楔２７の先端溝内にボルト２３を配置するように楔２７を配置すると共に、楔３２をボルト２３に装着し、前記雌ねじ部材２０をねじ込んで固定するようにしている。

また、前記の上面板２２にバネ受け部材２９の基端部を固定し、前記バネ受け部材２９の先端下部に下向に突出するばね受け３３が設けられ、そのばね受け３３と前記二股状の楔２７との間に圧縮ばね３０が介在されて、前記楔２７を常時、前進移動するように押圧している。このような形態でも、ボルト２３が伸びるように塑性変形して、上面板２２と楔３２との間に間隙が生じても、前記楔２７が押圧ばねにより前進移動されて、間隙が生じないようにすることができる。常時、前記ボルト２３による引張抵抗を発揮することができる。
その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付した。

図１２は本発明の第８実施形態を示すものであって、図１１に示す実施形態において、ボルト２３を、軟鋼または低降伏点鋼ではない高強度の引張強度の高いボルト２３とし、接合金物８と上部の雌ねじ部材２０との間に、軟鋼または低降伏点鋼の筒状部材２４が座金を介して介在され、前記筒状部材２４に、地震時に圧縮力を作用させることで、短縮するように塑性変形させることで、地震時に入力される地震エネルギーを吸収するようにしている。また、箱型の壁パネル支承部材２１内において、楔２７を、前記筒状部材２４の短縮により生じる間隙を埋めるように、前進移動させて、常時、ボルト２３の引張抵抗を発揮でるようにされている。
その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。

図１３は本発明の第９実施形態を示すものであって、この形態では、ボルト２３を軟鋼あるいは低降伏点鋼等の塑性化部材とし、溝形鋼からなる壁パネル支承部材２１とし、溝形鋼の上フランジ２６下面と、下部雌ねじ部材２０との間に、筒状部材２４をボルト２３に挿通し、かつ二股状の楔２７の凹溝にボルト２３の軸部を配置し、さらに前記楔２７の下側で楔３２をボルト２３に装着して、雌ねじ部材２０により、壁パネル１を壁パネル支承部材２１の上フランジ２６に固定するようにしている。
また、前記壁パネル支承部材２１における上フランジ２６の下面にバネ受け部材２９の上部を取付け、前記バネ受け部材２９の下部をばね受け３３とし、そのばね受け３３と前記二股状の楔２７との間に圧縮ばね３０が介在されて、前記楔２７を常時、前進移動するように押圧している。この形態では、壁パネル支承部材２１内において、楔２７を上記前進移動するような形態であり、楔２７を含めて連結材の収まりがよい。その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。

本発明を実施する場合、図１５に示すように、上階側の壁パネル１と下階側の壁パネル１を側根太あるいは端根太３４に接合する場合の壁パネル脚部接合部にも、ボルト２３、筒状部材２４、楔２７などを介在させて本発明を適用するようにしてもよい。

前記実施形態においては、アンカーボルト４（４ｂ）、ボルト２３または筒状部材２４などを引張降伏あるいは圧縮降伏させて、建物１３に入力される地震エネルギーを吸収するようにしているが、本発明を実施する場合、塑性変形させる部分のアンカーボルト４（４ｂ）の断面積を小さくすることにより、壁パネル１の耐力に比べて、引張耐力を低減するようにしてもよく、同様に圧縮耐力を低減するようにしてもよい。
また、アンカーボルト４（４ｂ）、ボルト２３または筒状部材２４などに使用される低耐力部材としては、一般に降伏比が比較的小さく（７５％以下）、加工硬化係数が比較的小さい塑性伸びしやすい材料が望ましく、例えば軟鋼を使用したり、低降伏点鋼を使用することができる。

本発明の実施形態を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図、（ｃ）は一部横断平面図である。 図２（ａ）の左端部の一部横断平面図である。 本発明の第２実施形態を示すものであって、壁パネル脚部接合部におけるアンカーボルトが塑性変形している状態を示す一部縦断正面図である。 本発明の第３実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 本発明の第４実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図、（ｃ）は筒状部材が塑性変形している状態を示す一部縦断正面図である。 （ａ）は筒状部材を拡大して示す正面図、（ｂ）は圧縮力が作用し変形した状態を示す正面図、（ｃ）は筒状部材の平面形態を示す平面図、（ｄ）は筒状部材の平面形態が角形である場合を示す平面図である。 本発明の第５実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 本発明の第６実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 （ａ）は雌ねじ側に配置する楔を示す一部縦断側面図、（ｂ）は押圧ばねにより前進移動する楔を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。 本発明の第７実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 本発明の第８実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す一部縦断正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 本発明の第９実施形態を示すものであって、（ａ）は壁パネルおよびその接合部付近を示す正面図、（ｂ）は一部縦断側面図である。 本発明の壁パネル脚部接合部を説明するための説明図である。 本発明の他の形態を説明するための説明図である。 従来の壁パネル脚部接合部を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 壁パネル
２ 下横枠材
３ ウェブ
４ アンカーボルト
４ａ アンカーボルト
４ｂ ボルト
５ ボルト挿通孔
６ 壁パネル脚部接合部
７ 縦枠材
８ 接合金物
９ 凹溝
１０ コンクリート基礎
１１ 接合用フランジ
１２ 接合具
１３ 建物
１４ 上横枠材
１５ 枠体
１６ 構造用面材
１７ Ｕ字状部
１８ 側板
１９ 円弧状ガイド部
２０ 雌ねじ部材
２１ 壁パネル支承部材
２２ａ 下面板
２２ｂ 上面板
２３ ボルト
２４ 筒状部材
２５ 下フランジ
２６ 上フランジ
２７ 楔
２８ 遊隙充填機構
２９ バネ受け部材
３０ 圧縮ばね
３１ 縦部分
３２ 楔
３３ ばね受け
３４ 側根太あるいは端根太
３５ カプラ

Claims (7)

1. スチールハウスにおける壁パネルの固定構造において、壁パネルは面材を合板又は石膏ボードとし、壁パネルの一部と壁パネル脚部接合部とが共同して塑性変形した後に壁パネル脚部接合部側の塑性変形が大きくなるようにするために、壁パネル脚部接合部の降伏耐力を、壁パネルの降伏耐力よりも高い降伏耐力とし、かつ壁パネルの最大耐力よりも低い降伏耐力としたことを特徴とする壁パネル固定構造。
2. 壁パネルの枠組が薄板軽量形鋼からなり、壁パネル脚部接合部の降伏個所が、アンカーボルトであることを特徴とする請求項１に記載の壁パネル固定構造。
3. 壁パネルの枠組が薄板軽量形鋼からなり、壁パネル脚部接合部の降伏個所がアンカーボルトと壁パネルの枠材との連結材であることを特徴とする請求項１に記載の壁パネル固定構造。
4. 連結材を圧縮させて降伏させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の壁パネル固定構造。
5. アンカーボルトが開断面の鋼製基礎に接合され、かつ連結材が鋼製基礎側に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の壁パネル固定構造。
6. アンカーボルトもしくは連結材の塑性変形により生じた雌ねじ部材と接合金物との間隙を、前記アンカーボルトもしくは連結材の塑性変形方向と直角方向に移動するように付勢された楔により自動充填することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の壁パネル固定構造。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の壁パネル固定構造を備えていることを特徴とする建築物。

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