JP5904052B2

JP5904052B2 - 薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造

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Publication number: JP5904052B2
Application number: JP2012180075A
Authority: JP
Inventors: 藤内　繁明; 繁明藤内; 田中　浩史; 浩史田中; 岡田　忠義; 忠義岡田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-08-15
Also published as: JP2014037706A

Description

本発明は、スチールハウス（スチールハウスは普通、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と定義される。）等の住宅等の建築構造物あるいは薄板軽量形鋼造の耐力壁を使用する非住宅等の建築構造物に使用される、薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造に関する。

従来より、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薄板軽量形鋼造（スチールハウス）が提案されている。このような薄板軽量形鋼造において、例えば、上階側の壁パネル等における縦枠スタッドと下階側の壁パネル等の縦枠スタッドとを連結する場合、ホールダウン金物と連結ボルト、ナットからなる接合金物を使用する。そして、上階側の壁パネルにおける縦枠スタッドにホールダウン金物を固定し、下階側の壁パネルにおける縦枠スタッドにホールダウン金物を固定し、これらのホールダウン金物を例えば普通ボルトや高力ボルト等のボルトやナット等の連結部品を介して連結する。

このような連結部品を使用した接合構造においては、地震あるいは風による水平力が作用した場合、主として引張力しか伝達できないため、圧縮力を床組み部分で伝達するようになり、上下階壁パネルの縦枠スタッドに挟まれる床組み内部に圧縮補強金物を挿入するなど複雑な工夫を必要とし、ピース数が増大し、設計や施工が複雑となる。

また、図１８に示すように、前記の床組内部に別個に配置される圧縮補強金物に代えて、鋼管からなる筒状体２２５の上下にフランジ２２６を設けてフランジ付筒状体２２７を構成し、そのフランジ付筒状体２２７内に連結ボルト２２８を配置すると共に上下のホールダウン金物２３０、２３１を前記連結ボルト２２８にねじ込むナット２２９により連結する形態の接合構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、かかる従来技術においては、何れも３階建て以下の薄板軽量形鋼造への適用を考慮したものであり、３階建てよりも４階建て以上の薄板軽量形鋼造の方が、上階と下階との間で伝達すべき軸力は大きくなる。このため、従来技術では、連結ボルト２２８を長いボルトで構成していることから、４階建て以上の建築構造物に対してはこれに軸力が作用した場合に抵抗できない。特に薄板軽量形鋼造が４階建て以上で構成される場合に、地震時の水平力あるいは風荷重が付加された場合には、かかる薄板軽量形鋼造の縦枠材に付加される曲げモーメントがより大きくなる。その結果、連結ボルトに対してより大きな応力が付加されることとなる。このような大きな曲げモーメントに対抗するためには、連結ボルトの本数を２本で構成することで、個々の連結ボルトが負担すべき軸力を低減させる方法が先ず考えられる。

特開平１０−３１１１１０号公報

しかしながら、このような連結ボルト２２８を２本で構成する方法では、例えば図１９に示すように、折板等で構成される耐力壁２４１に近接する連結ボルト２２８ａと、耐力壁２４１から離間した連結ボルト２２８ｂが必ず存在することになる。ホールダウン金物２３０は、縦枠材２４２に取り付けられ、ホールダウン金物２３１は縦枠材２４３に取り付けられるが、各縦枠材２４２、２４３におけるフランジ２４２ａ、２４３ａに耐力壁材２４１が必ず取り付けられることとなる。ホールダウン金物２３０、２３１には、連結ボルト２２８が並んで配設することになり、その結果、耐力壁２４１に近接するものと離間するものが生じてしまうことなる。

このような状態において地震等が発生した場合には、上階側が下階側よりも大きく水平方向に変形することに伴い、上階側から下階側にかけてせん断力に基づく軸力が伝達されてくることとなる。

しかしながら、上階で発生する軸力は、上階側の耐力壁２４１に沿って伝達する。その伝達されてくる軸力は、連結ボルト２２８ａ、２２８ｂを介して下階へと伝達されるが、特に耐力壁２４１に近い連結ボルト２２８ａに多くの軸力が流れ、耐力壁２４１から離れた連結ボルト２２８ｂにはあまり多くの軸力が流れないという現象が生じることとなる。即ち、連結ボルト２２８ａ、２２８ｂ間において、軸力の不均一性がより大きくなるという問題点がある。そもそも連結ボルト２２８を２本配置する目的は、上下方向に作用する大きな軸力を各連結ボルト２８で負担させることにあるが、このような地震によるせん断力が伝達された場合には、結局１本の連結ボルト２２８でしか荷重を担っていないことになる。即ち、上述した形態においては、２本の連結ボルト２２８について不均一な荷重が作用するため、２本分の連結ボルト２２８を設けることによる効果を最大限生かしきっていないという問題があった。また、連結ボルト２２８間において不均一な荷重が付加された場合、より大きな軸力（せん断力）が付加された連結ボルト２２８ａがこれに耐えられなくなり、結局のところ地震に対する耐力を向上させることができないという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、例えば４階建て以上の薄板軽量形鋼造を構築する際において、地震等が発生した場合においても上下階のせん断力の伝達性能を均一に分散させることで、地震に対する耐力を向上させることが可能な薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造を提供することにある。

本発明を適用した薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造は、上階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定された上階用ホールダウン金物と、上記上階用ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される２本以上の連結ボルトと、上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、少なくとも上記連結ボルトの上記上フランジにおける挿通位置を隔てるように、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、上記連結部材における下フランジを上記中間ウェブを介して挿通位置が互いに隔てられた状態で挿通し、その上端が固定された２本以上の連結ボルトと、上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその下端を固定するための第２の水平部を有し、下階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第２の縦枠材に固定される下階用ホールダウン金物とを備え、上記連結部材は、溝形鋼からなる転び止め部材のフランジ間に介装されていることを特徴とする。

本発明を適用した耐力壁とコンクリート基礎との連結構造は、一階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定されたホールダウン金物と、上記ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される１本以上のボルトと、上記ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、上記連結部材における下フランジに上端が固定されるとともに、その下端がコンクリート基礎に埋設された１本以上のアンカーボルトと、フランジ間に形成されたウェブが一部に亘りくり抜かれてなり、当該くり抜かれた箇所に上記連結部材が介装されてなるＨ形鋼とを備え、上記Ｈ形鋼のフランジを介して水平力を伝達させるとともに、上記上フランジ及び上記下フランジを介して耐力壁からの鉛直力を伝達させ、上記Ｈ形鋼のフランジの板厚よりも上記上フランジ又は上記下フランジの板厚を厚く構成してなることを特徴とする。

本発明を適用した耐力壁と鉄骨梁との連結構造は、上階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定された上階用ホールダウン金物と、上記上階用ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される２本以上の連結ボルトと、上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、少なくとも上記連結ボルトの上記上フランジにおける挿通位置を隔てるように、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、上記連結部材における下フランジを上記中間ウェブを介して挿通位置が互いに隔てられた状態で挿通し、その上端が固定された２本以上の連結ボルトが挿通されるフランジ部を有する鉄骨梁とを備えることを特徴とする。

上述した構成からなる本発明では、２本の連結ボルトを中間ウェブを介して隔て、また２本の連結ボルトを中間ウェブを介して隔てる構成を採用することで、上階から伝達されてくる不均一な軸力を中間ウェブにおいて合わせ、これを下階へ伝える際にほぼ均等に分離することができる。このため、本発明を適用した上下階の連結構造では、４階建て以上の高層建築物とされている場合で、しかも大きな地震が発生した場合においても、上階から伝達されてくる応力をほぼ均等に分離して連結ボルトにおいて伝達させることが可能となり、何れか一方の連結ボルトに大きな軸力（せん断力）が付加されることもなくなり、連結ボルトの破損を防止することができることから、地震に対する耐力を向上させることが可能となる。

本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の斜視図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の正面図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の平面図である。ホールダウン金物における縦枠材への取付構造を示す図である。ホールダウン金物における縦枠材への取付構造を示す他の図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の動作について説明するための図である。本発明と従来技術との間で上階から下階への軸力の分散度合を連結ボルト毎にモデル化した図である。連結部材における中間ウェブを介して隔てられた上フランジと下フランジ間に補強部材を設けた例について説明するための図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の他の実施形態の斜視図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造の他の実施形態の正面図である。本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造において、１本のボルトを介して上下階を連結する例の正面図である。一階の耐力壁と基礎との連結構造を示す図である。一階の耐力壁と基礎との連結構造における側面からみた一形態を示す図である。断面Ｔ字状のホールダウン金物を用いて耐力壁と基礎とを連結する例を示す図である。立体混構造に対しても本発明を適用した例について説明するための図である。立体混構造を採用する連結構造における他の実施形態を示す図である。立体混構造を採用する連結構造において、ブラケットとの干渉を防止する構成を示した図である従来における薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造を示す図である。薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造において連結ボルトを２本で構成する例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態として、４階建て以上のスチールハウス等の建築構造物等に適用される薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造に関し、図面を参照しながら詳細に説明をする。

本発明を適用した上下階の連結構造が適用される薄板軽量形鋼造は、薄板軽量形鋼からなる枠材を建物全体の主架構要素とし、必要に応じて部分的に木製枠材や構造面材を薄板軽量形鋼製の枠材に組み合わせて構成される。この薄板軽量形鋼の枠材は、いずれも板厚０．４ｍｍ以上、２．３ｍｍ未満の薄鋼板を折り曲げ加工することによりウェブとその両端にフランジを一体に連設させた溝形鋼で構成されている。

図１は、本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造１の斜視図であり、図２はその正面図を示している。

上下階の連結構造１は、上階の耐力壁５ａを構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材５２と、下階の耐力壁５ｂを構成する薄板軽量形鋼からなる第２の縦枠材５３とを、連結部材８を介して連結するものである。

上階の耐力壁５ａは、構造面材５１ａと、第１の縦枠材５２を有している。第１の縦枠材５２は、中央面板６１の両側に側面板６２、６３が折り曲げられて構成された、断面コ字状の枠材で構成されている。ちなみに図示はしていないが側面板６２、６３の先端を内側に折り曲げたリップが形成されていてもよい。この第１の縦枠材５２における一の側面板６２には、構造面材５１ａが取り付けられている。この側面板６２に対する構造面材５１ａの取り付け方法は、普通ボルトや高力ボルト等からなるボルトや、ドリルねじ等の図示しないねじ止め固着具を介して取り付けられている。なお、図示は省略しているが、この構造面材５１ａの下縁部に沿って断面コ字状の下枠材が設けられ、その下枠材に内挿されるように第１の縦枠材５２が所定間隔をもって立設された構成とされるのが一般的である。

構造面材５１は、何れも鋼製の折板又は平板で構成される。

第１の縦枠材５２は、図３の平面図に示すように互いの中央面板６１同士を当接させて固定するようにしてもよい。

また、この第１の縦枠材５２には、ホールダウン金物５４が取り付けられる。このホールダウン金物５４は、図４に示すように、第１の縦枠材５２における中央面板６１に対してねじ止め固定具１４等を介して取り付けられる添接板１５と、この添接板１５の下端から略水平方向に突設されている水平部１６とを有している。この水平部１６には、連結ボルト７１（７２）を挿通させるための挿通孔１６ａが開口している。

即ち、このホールダウン金物５４には、２つの連結ボルト７１、７２が取り付け固定される。このうち連結ボルト７１は、構造面材５１ａに対してより近接しており、連結ボルト７２は、構造面材５１ａに対してより離間している。このように、連結ボルト７１、７２は、構造面材５１ａに対して近接する側と離間する側にそれぞれ１つずつ設けられる。

下階の耐力壁５ｂは、構造面材５１ｂと、第２の縦枠材５３とを有している。第２の縦枠材５３は、中央面板６４の両側に側面板６５、６６が折り曲げられて構成された、断面コ字状の枠材で構成されている。ちなみに図示はしていないが側面板６５、６６の先端を内側に折り曲げたリップが形成されていてもよい。この第２の縦枠材５３における一の側面板６５には、構造面材５１ｂが取り付けられている。この側面板６５に対する構造面材５１ｂの取り付け方法は、普通ボルトや高力ボルト等からなるボルトや、ドリルねじ等の図示しないねじ止め固着具を介して取り付けられている。なお、図示は省略しているが、この構造面材５１ｂの上縁部に沿って断面コ字状の上枠材が設けられ、その下枠材に内挿されるように第２の縦枠材５３が所定間隔をもって立設された構成とされるのが一般的である。

第２の縦枠材５３についても図示は省略するが、他の第２の縦枠材５３との間で、互いの中央面板６１同士を当接させて固定するようにしてもよい。

また、この第２の縦枠材５３には、ホールダウン金物５５が取り付けられる。このホールダウン金物５５は、図５に示すように、第２の縦枠材５３における中央面板６４に対してねじ止め固定具１４等を介して取り付けられる添接板２５と、この添接板２５の上端から略水平方向に突設されている水平部２６とを有している。この水平部２６には、連結ボルト７３（７４）を挿通させるための挿通孔２６ａが開口している。連結ボルト７３（７４）の上端はナット７７が固定される。

即ち、このホールダウン金物５４には、２つの連結ボルト７３、７４が取り付け固定される。このうち連結ボルト７３は、構造面材５１ｂに対してより近接しており、連結ボルト７４は、構造面材５１ｂに対してより離間している。このように、連結ボルト７３、７４は、構造面材５１ｂに対して近接する側と離間する側にそれぞれ１つずつ設けられる。

連結部材８は、上フランジ８２と、上フランジ８２から下方向に延長される中間ウェブ８１と、この中間ウェブ８１の下端に取り付けられる下フランジ８３とを有する、いわゆるＨ形鋼で構成されている。上フランジ８２には、連結ボルト７１、７２を挿通するための挿通孔１０１が穿設されてなり、また下フランジ８３には連結ボルト７３、７４を挿通するための挿通孔１０２が穿設されている。そして、この挿通孔１０１から下側に突出した連結ボルト７１、７２の下端には、ナット７６が螺着固定されてなり、この挿通孔１０２から下側に突出した連結ボルト７３、７４の下端には、ナット７７が螺着固定されている。

なお、中間ウェブ８１は、上フランジ８２における連結ボルト７１、７２の各挿通位置を隔てるように取り付けられている。同様に、この中間ウェブ８１は、下フランジ８３における連結ボルト７３、７４の各挿通位置を隔てるように取り付けられている。

ちなみに、この連結部材８には、図１に示すような補強部材６８が上フランジ８２としたフランジ８３の間に介装されていてもよい。この補強部材６８は、例えば断面コ字状に折り曲げられた金属製の枠材とされていてもよい。補強部材６８は、例えば中間ウェブ８１を介して隔てられた上フランジ８２と下フランジ８３間のうち、構造面材５１から離間する側に設けられていてもよい。

また、この連結部材８自体が、図１に示すような溝形鋼からなる転び止め部材６９をフランジ間に介装されていてもよい。

次に、本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造１の動作について図６を用いて説明をする。

例えば、地震が発生した場合に薄板軽量形鋼造には大きな水平力が付加されることとなる。かかる場合には、上階側が下階側よりも大きく水平方向に変形することに伴い、上階側から下階側にかけてせん断力に基づく軸力が伝達されてくることとなる。ちなみに、この図６に示す矢印が応力の伝達経路を示している。この上階で発生する軸力は、上階側の構造面材５１ａに沿って伝達する。その伝達されてくる軸力は、連結ボルト７１、７２を介して下階へと伝達されるが、特に構造面材５１ａに近い連結ボルト７１に多くの軸力が流れ、構造面材５１ａから離れた連結ボルト７２にはあまり多くの軸力が流れないという現象が生じることとなる。即ち、この連結ボルト７１、７２間において伝達すべき軸力の不均一性は大きい。しかしながら、この連結ボルト７１、７２に伝達された軸力は、何れも中間ウェブ８１を通じて下方向に向けて伝達されることとなる。このため、各連結ボルト７１、７２から伝達される軸力は、この中間ウェブ８１において合わさることとなる。そして、この中間ウェブ８１において合わさった軸力は、そのまま下方向に伝達され、下フランジ８３、或いは連結ボルト７３、７４においてほぼ均等に分離することとなる。そして、この分離した軸力がそのまま下方向へ伝達されていくこととなる。

図７は、本発明を適用した上下階の連結構造１と、従来の図１８に示す構造との間における上階から下階への軸力の分散度合を連結ボルト毎にモデル化したものである。この図７において、Ｎ₄は４階から下階へ付加される軸力、Ｎ₃は３階から下階へ付加される軸力、Ｎ₂は２階から下階へ付加される軸力、Ｎ₁は１階から基礎へ付加される軸力である。

このモデルにおいて、従来例では、先ず４階部分において、構造面材４１に近い連結ボルト２２８ａに０．８Ｎ₄、構造面材４１から遠い連結ボルト２２８ｂに０．２Ｎ₄が付加する。同様に、３階部分において、構造面材４１に近い連結ボルト２２８ａに０．８Ｎ₃、構造面材４１から遠い連結ボルト２２８ｂに０．２Ｎ₃が新たに付加され、４階から伝達されてきた力が加算されるため、３階から２階へ力が伝達される過程では、連結ボルト２２８ａには、０．８Ｎ₄＋０．８Ｎ₃が、連結ボルト２２８ｂには、０．２Ｎ₄＋０．２Ｎ₃が付加されることとなる。このようなメカニズムが繰り返されることにより、最終的に１階から基礎へ力が伝わる過程では、連結ボルト２２８ａには、０．８Ｎ₄＋０．８Ｎ₃＋０．８Ｎ₂＋０．８Ｎ₁が、また連結ボルト２２８ｂには、０．２Ｎ₄＋０．２Ｎ₃＋０．２Ｎ₂＋０．２Ｎ₁が伝達されることとなる。即ち、従来例では、特に１階部分と基礎とを連結する連結ボルト２２８ａ、２２８ｂ間において付加する軸力が不均一となる。

これに対して、本発明例では、先ず４階部分において、構造面材５１に近い連結ボルト７１に０．８Ｎ₄、構造面材５１から遠い連結ボルト７２に０．２Ｎ₄が付加するが、中間ウェブ８１においてこれらが合わさり、ほぼ均等に分離され、連結ボルト７３、７４には、それぞれ０．５Ｎ₄ずつほぼ均等に軸力が伝わることとなる。３階部分において、構造面材５１に近い連結ボルト７１に０．８Ｎ₃、構造面材５１から遠い連結ボルト７２に０．２Ｎ₃が新たに付加され、４階から伝達されてきた力が加算されるが、これらは互いに均等に分離しているため、３階から２階へ力が伝達される過程では、連結ボルト７１には、０．５Ｎ₄＋０．８Ｎ₃が、連結ボルト７２には、０．５Ｎ₄＋０．２Ｎ₃が付加されることとなる。このようなメカニズムが繰り返されることにより、最終的に１階から基礎へ力が伝わる過程では、連結ボルト７１には、０．５Ｎ₄＋０．５Ｎ₃＋０．５Ｎ₂＋０．８Ｎ₁が、また連結ボルト７２には、０．５Ｎ₄＋０．５Ｎ₃＋０．５Ｎ₂＋０．２Ｎ₁が伝達されることとなる。即ち、本発明例では、特に１階部分と基礎とを連結する連結ボルト７１、７２間において付加する軸力をより均一化させることが可能となる。

上述したように、本発明では、２本の連結ボルト７１、７２を中間ウェブ８１を介して隔て、また２本の連結ボルト７３、７４を中間ウェブ８１を介して隔てる構成を採用することで、上階から伝達されてくる不均一な軸力を中間ウェブ８１において合わせ、これを下階へ伝える際にほぼ均等に分離することができる。

このため、本発明を適用した上下階の連結構造１では、４階建て以上の高層建築物とされている場合で、しかも大きな地震が発生した場合においても、上階から伝達されてくる応力をほぼ均等に分離して連結ボルト７１、７２において伝達させることが可能となり、何れか一方の連結ボルト７１、７２に大きな軸力（せん断力）が付加されることもなくなり、連結ボルト７１、７２の破損を防止することができることから、地震に対する耐力を向上させることが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、あくまで２本の連結ボルト７１、７２を中間ウェブ８１を介して隔て、また２本の連結ボルト７３、７４を中間ウェブ８１を介して隔てる構成を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない、連結ボルトが３本以上の場合であっても、中間ウェブ８１を介して隔てられるものであればよい。

また、上述したように、中間ウェブ８１を介して隔てられた上フランジ８２と下フランジ８３間のうち、構造面材５１から離間する側に補強部材６８を設けることにより、図８に示すように上階から伝達されてくる軸力が不均一であっても、構造面材５１から離間する側において軸力を集中させることが可能となる。また、転び止め部材６９の内部に連結部材８を介装させることにより、上階から伝達されてくる不均一な軸力により発生する抵抗モーメントに対して当該転び止め部材６９が対抗することも可能となる。

図９は、本発明を適用した薄板軽量形鋼造における上下階の連結構造２の斜視図であり、図１０はその正面図を示している。

この上下階の連結構造２において、上述した上下階の連結構造１と同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。

上下階の連結構造２は、上階の耐力壁５ａを構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材５２と、下階の耐力壁５ｂを構成する薄板軽量形鋼からなる第２の縦枠材５３とを、連結部材９を介して連結するものである。

連結部材９は、連結ボルト１２１が挿通されてその上端を固定するための上フランジ９２と、上フランジ９２の両端から下方向に延長される２本のウェブ９１と、両端がウェブ９１の下端に取り付けられた下フランジ９３とを有する箱形鋼からなる。

上フランジ９２には、連結ボルト１２１を挿通するための挿通孔１０１が穿設されてなり、また下フランジ９３には連結ボルト１２２を挿通するための挿通孔１０２が穿設されている。そして、この挿通孔１０１から下側に突出した連結ボルト１２１の下端には、ナット７６が螺着固定されてなる。この挿通孔１０２から下側に突出した連結ボルト１２２の下端には、ナット７７が螺着固定されてなる。これら連結ボルト１２１、連結ボルト１２２は、いずれも高力ボルト又は通常のボルトとして構成されている。なお、このケースにおいては、連結ボルト１２１、１２２をそれぞれ１本で構成していることから不釣合い力が生じることが無く、転び止め部材６９をフランジ間に介装することは特に必須とはならない。このような構成からなる上下階の連結構造２においても同様に地震が発生した場合に薄板軽量形鋼造には大きな水平力が付加されることとなる。かかる場合には、上階側が下階側よりも大きく水平方向に変形することに伴い、上階側から下階側にかけて軸力が伝達されてくることとなる。かかる場合に、図１０に示す矢印のような応力の伝達経路を介して軸力が伝達されることとなる。連結部材９においては、この軸力が２本のウェブ９１においてほぼ均等に分断され、下フランジ９３において合わさることとなる。このため、軸力を下階へ伝える際にほぼ均等に分離することができる。従って、本発明を適用した上下階の連結構造２では、４階建て以上の高層建築物とされている場合で、しかも大きな地震が発生した場合においても、上階から伝達されてくる応力をほぼ均等に分離して連結ボルト１２１、連結ボルト１２２を介して伝達させることが可能となり、地震に対する耐力を向上させることが可能となる。また、ウェブ９１を２本で構成することにより、係るウェブ９１を介して軸力の伝達を行わせることもでき、またこの２本のウェブ９１で圧縮力にも対抗することができることから、連結ボルト１２１、連結ボルト１２２をそれぞれ１本で構成しても地震に対する耐力を維持することが可能となる。

ちなみに、上述した連結ボルト１２１、連結ボルト１２２は、そのボルトの頭部が、断面矩形状の連結部材９の中にある場合に限定されるものではない。即ち、連結ボルト１２１、連結ボルト１２２の頭部が、断面矩形状の連結部材９の外側に位置する場合、換言すればホールダウン金物５４、５５側に位置するものであってもよい。

なお、この連結部材９は、例えば図１１に示すように、連結ボルト１２１、連結ボルト１２２に分けることなく、１本の普通ボルトや高力ボルト等からなるボルト１２３を介して上フランジ９２から下フランジ９３に到るまで架け渡すようにして取り付けるようにしてもよい。これにより、引張力に対しては、この１本のボルト１２３を介して対抗することが可能となる。また、圧縮力が付加された場合には、２本のウェブ９１を介してこれに対抗することができる。このとき、ウェブ９１の板厚を上フランジ９２並びに下フランジ９３の板厚よりも厚く構成されていてもよい。この板厚を厚く構成したウェブ９１を介して、圧縮応力に対する耐久性を向上させることが可能となる。

図１２は、薄板軽量形鋼造における一階の耐力壁と基礎との連結構造３を示している。

この耐力壁と基礎との連結構造３は、一階の耐力壁５を構成する薄板軽量形鋼からなる縦枠材５２に固定されたホールダウン金物５４と、このホールダウン金物５４の下部に取り付けられる連結部材１４０と、この連結部材１４０が固定されるコンクリート基礎１４７とを備えている。

この耐力壁と基礎との連結構造３では、ホールダウン金物５４に設けられた水平部１６を挿通して上端が固定される１本の連結ボルト１２１を有し、連結部材１４０は、連結ボルト１２１が挿通されてその上端を固定するための上フランジ１４２と、上フランジから下方向に延長される中間ウェブ１４１と、中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジ１４３とを有する断面Ｈ形の鋼製部材からなる。また連結部材１４０の下フランジ１４３には、中間ウェブ１４１を介して挿通位置が互いに隔てられた状態で２本のアンカーボルト１４４が挿通している。このアンカーボルト１４４の上端はナット７６を介して固定されているとともに、その下端がコンクリート基礎１４７に埋設されている。コンクリート基礎１４７は、鉄筋コンクリートとされていてもよい。また、このコンクリート基礎１４７は１階の底部を構成する場合に限定されるものではなく、１階部分を鉄筋コンクリート造とした場合には、この１階と２階との間についても、図１２と同様の構成が適用されることとなる。

このような構成からなる一階の耐力壁と基礎との連結構造３では、上階から軸力が伝達されてきた場合において、特に構造面材５１に近い側の方が、構造面材５１から遠い側よりも流れる軸力の比率は高くなっている。かかる場合においても、この連結部材１４０に伝達された軸力は、中間ウェブ１４１において合わさることとなる。そして、この中間ウェブ８１において合わさった軸力は、そのまま下方向に伝達され、下フランジ１４３、或いはアンカーボルト１４４においてほぼ均等に分離することとなる。

このため、本発明を適用した耐力壁と基礎との連結構造では、４階建て以上の高層建築物とされている場合で、しかも大きな地震が発生した場合においても、上階から伝達されてくる応力をほぼ均等に分離してアンカーボルト１４４に伝達させることが可能となり、何れか一方のアンカーボルト１４４に大きな軸力（せん断力）が付加されることもなくなり、アンカーボルト１４４の破損を防止することができることから、地震に対する耐力を向上させることが可能となる。

図１３は、薄板軽量形鋼造における一階の耐力壁と基礎との連結構造３における側面からみた一形態を示している。この図１３に示す他の実施形態においては、上述した断面Ｈ形の鋼製部材からなる連結部材１４０における中間ウェブ１４１について、ホールダウン金物５４の直下をくり抜くことにより、空間２１０を作り出す。そして、この空間２１０に対して断面箱形の連結部材２００を更に挿入する構成である。この連結部材は、上フランジ２０１と、下フランジ２０３と、上フランジ２０１、下フランジ２０３の左右両端に取り付けられた２枚の中間ウェブ２０２とを備えている。上フランジ２０１には、１本の連結ボルト１２１が挿通されて、その下端がナット７６により固定される。また、下フランジ２０３には、１本のアンカーボルト１４４が挿通している。かかる構成であっても、上述と同様の効果を発揮させることが可能となる。

このような連結部材２００により、アンカーボルト１４４や、連結ボルト１２１等、特に鉛直力を負担する部分については、上フランジ２０１、下フランジ２０３により厚く構成することが可能となる。これに対して、鉛直力は負担しないものの、水平力を負担する部分は、連結部材１４０における上フランジ１４２、下フランジ１４３のみで構成することができ、フランジ厚を薄く構成することが可能となる。また上フランジ１４２、下フランジ１４３との間における応力の伝達は中間ウェブ１４１を介して行う。

ちなみに、この図１３においてコンクリート基礎１４７は、鉄筋コンクリートとされていてもよい。また、このコンクリート基礎１４７は１階の底部を構成する場合に限定されるものではなく、１階部分を鉄筋コンクリート造とした場合には、この１階と２階との間についても、図１２と同様の構成が適用されることとなる。そして、このコンクリート基礎１４７には、例えば普通ボルトや高力ボルト等からなるボルト２２１が打設固定されている。また図１４は、この耐力壁と基礎との連結構造３の側面から見た一例である。この図１４の形態においては、ホールダウン金物５４の代替として、断面Ｔ字状のホールダウン金物１５０を用いる。このホールダウン金物１５０は、水平部１５３と、当該水平部１５３の中央から立ち上げられた鉛直板１５１とを有している。鉛直板１５１は、縦枠材５２における中央面板６１に例えばドリルねじ１５２を介して取り付けられる。そして水平部１５３、フランジ１４２には、側面視で２本の連結ボルト１２１が挿通されているが、鉛直板１５１により、その連結ボルト１２１の挿通位置が隔てられるような設計とされている。このような断面Ｔ字状のホールダウン金物１５０を用いても、上述と同等の効果を得ることが可能となる。

本発明は、４階建て以上の薄板軽量形鋼造ではなく、いわゆる立体混構造に対しても適用するようにしてもよい。この立体混構造は、いわゆるピロティ式構造である。この立体混構造において一階部分は柱を中心に構成されているが、上階と下階の連結構造を示したのが図１５である。この連結構造６において、上述した連結構造１〜３と同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

鉄骨梁１８０は、ピロティ式構造における１階部分の上端を構成するものである。この鉄骨梁１８０は、Ｈ形鋼からなり、ウェブ１８１の上端に上フランジ１８２が、また下端には下フランジ１８３がそれぞれ設けられている。

この鉄骨梁１８０の上面には、連結部材１７０が取り付けられている。この連結部材１７０は、上フランジ１７２、ウェブ１７１、下フランジ１７３からなる断面Ｈ形状で構成される。

連結部材１７０における上フランジ１７２には、例えば普通ボルトや高力ボルト等からなるボルト１９１が挿通され、その上端が、縦枠材５２に取り付けられたホールダウン金物５４にナット７６を介して固定される。連結部材１７０における下フランジ１７３には、ボルト１９１と同様のボルト１９２が挿通される。ボルト１９２は、上述した鉄骨梁１８０の上フランジ１８２の下面から上方に向けて突出させてなり、これを連結部材１７０の下フランジ１７３に挿通させて上端をナット７６で固定される。これにより連結部材１７０は、鉄骨梁１８０に対して強固に固定されることとなる。このとき、ボルト１９２の挿通位置は、連結部材１７０におけるウェブ１７１により隔てられる位置とされている。また、ボルト１９１の挿通位置も同様にウェブ１７１により隔てられる位置とされている。

このため、このような立体混構造においても、２本の連結ボルト１９１をウェブ１７１を介して隔て、また２本の連結ボルト１９２をウェブ１７１を介して隔てる構成を採用することで、上階から伝達されてくる不均一な軸力を中間ウェブ１７１において合わせ、これを下階へ伝える際にほぼ均等に分離することができる。

このため、このようなピロティ式構造を採用する連結構造６においても、４階建て以上の高層建築物とされている場合で、しかも大きな地震が発生した場合においても、上階から伝達されてくる応力をほぼ均等に分離して鉄骨梁１８０に伝達させることが可能となり、何れか一方の連結ボルト１９１に大きな軸力（せん断力）が付加されることもなくなり、地震に対する耐力を向上させることが可能となる。

図１６は、この立体混構造を採用する連結構造６における他の実施形態を示している。この他の実施の形態においては、連結部材１７０、鉄骨梁１８０の構成は上述と同様であるが、連結ボルト１９１、１９２の代替として、連結ボルト１９５を使用する点が相違する。

鉄骨梁１８０における上フランジ１８２、及び連結部材１７０における下フランジ１７３、上フランジ１７２にかけて連結ボルト１９５が相通されている。この連結ボルト１９５の上端は、上フランジ１７２から突出され、これにナット７６が螺着されている。また、この２本の連結ボルト１９５の挿通位置は、ウェブ１７１により隔てられる位置とされている。

このような連結構造６における他の実施形態についても同様に上述した効果を奏することとなる。

更に、上フランジ１７２と下フランジ１７３の間には縦リブ１９７を介装させるようにしてもよい。この縦リブ１９７では、例えば鋼板等で構成されるものであり、その上端が上フランジ１７２に溶接等により固着され、またその下端が下フランジ１７３に溶接等により固着されている。

このような縦リブ１９７を挿入することにより、上下方向から付加される圧縮力をこの縦リブ１９７自身が担うことが可能となる。

図１７は、このような連結構造６において、ブラケットとの干渉を防止する構成を示したものである。この図１７において上述と同様の構成要素、部材については、同一の符号を付すことにより、以下でも説明を省略する。

この例では、１階と２階との間において、１階を鉄骨梁構造とした場合に、鉄骨ブラケット２３０を設けることが必須となる。この鉄骨ブラケットを接合する際には、例えば普通ボルトや高力ボルト等からなるボルト２３１とナット２３２を介して接合を行うことになる。具体的には、梁ブラケット上フランジ２６２ａに対して添接板２６１を介してボルト２３１ａとナット２３２ａで取り付けを行い、梁ブラケット下フランジ２６２ｂに対して添接板２６１を介してボルト２３１ｂとナット２３２ｂで取り付けを行うこととなる。

しかしながら、特に鉄骨ブラケット２３０の上端に取り付けられるボルト２３１ａとナット２３２ａが、鉄骨ブラケット２３０から上方に突出してしまう。このため、この鉄骨ブラケットの上方に構造面材等を取り付ける上で、この突出したボルト２３１ａとナット２３２ａが障壁となってしまう。

従って上階と下階との間で嵩上げが必要になる。この嵩上げを行うために、鋼製土台２５０を配設することになる。鋼製土台２５０においては、上述したボルト２３１ａとナット２３２ａが突出された箇所において、ウェブ２５１とフランジ２５２とを切り欠く。このような切欠２３４を設けることにより、上述したボルト２３１ａとナット２３２ａが障壁になることなく取り付けを実現することが可能となる。なお、この切欠２３４の領域においては、コンクリートを事後的に充填するようにしてもよい。

なお、梁ブラケット上フランジ２６２ａと、梁ブラケット下フランジ２６２ｂとの間には、リブ２４０を介装するようにしてもよい。また、この梁ブラケット上フランジ２６２ａと、フランジ２５２は、普通ボルトや高力ボルト等からなるボルト２９０、ナット２９１を介して取り付けられている。

１、２、３連結構造
５耐力壁
６連結構造
８連結部材
９連結部材
１４固定具
１５、２５添接板
１６、２６水平部
４１、５１構造面材
４２、５２、５３縦枠材
５４、５５、１５０ホールダウン金物
６１、６４中央面板
６２、６５側面板
６８補強部材
６９転び止め部材
７１、７２連結ボルト
７６、７７ナット
８１、１４１、１７１、２０２中間ウェブ
８２、９２、１４２、１７２、１８２、２０１上フランジ
８３、９３、１４３、１７３、１８３、２０３下フランジ
９１ウェブ
１０１、１０２挿通孔
１２１、１２２、１９１、１９２連結ボルト
１４０連結部材
１４４アンカーボルト
１４７コンクリート基礎
１５１鉛直板
１５３水平部
１７０連結部材
１７１、１８１ウェブ
１８０鉄骨梁
１９７縦リブ
２００連結部材
２１０空間

Claims

上階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定された上階用ホールダウン金物と、
上記上階用ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される２本以上の連結ボルトと、
上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、少なくとも上記連結ボルトの上記上フランジにおける挿通位置を隔てるように、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、
上記連結部材における下フランジを上記中間ウェブを介して挿通位置が互いに隔てられた状態で挿通し、その上端が固定された２本以上の連結ボルトと、
上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその下端を固定するための第２の水平部を有し、下階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第２の縦枠材に固定される下階用ホールダウン金物とを備え、
上記連結部材は、溝形鋼からなる転び止め部材のフランジ間に介装されていること
を特徴とする薄板軽量形鋼造の上下階の連結構造。
一階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定されたホールダウン金物と、
上記ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される１本以上のボルトと、
上記ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、
上記連結部材における下フランジに上端が固定されるとともに、その下端がコンクリート基礎に埋設された１本以上のアンカーボルトと、
フランジ間に形成されたウェブが一部に亘りくり抜かれてなり、当該くり抜かれた箇所に上記連結部材が介装されてなるＨ形鋼とを備え、
上記Ｈ形鋼のフランジを介して水平力を伝達させるとともに、上記上フランジ及び上記下フランジを介して耐力壁からの鉛直力を伝達させ、上記Ｈ形鋼のフランジの板厚よりも上記上フランジ又は上記下フランジの板厚を厚く構成してなること
を特徴とする耐力壁とコンクリート基礎との連結構造。
上階の耐力壁を構成する薄板軽量形鋼からなる第１の縦枠材に固定された上階用ホールダウン金物と、
上記上階用ホールダウン金物に設けられた第１の水平部を挿通して上端が固定される２本以上の連結ボルトと、
上記２本以上の連結ボルトが挿通されてその上端を固定するための上フランジと、少なくとも上記連結ボルトの上記上フランジにおける挿通位置を隔てるように、上記上フランジから下方向に延長される中間ウェブと、上記中間ウェブの下端に取り付けられた下フランジとを有する連結部材と、
上記連結部材における下フランジを上記中間ウェブを介して挿通位置が互いに隔てられた状態で挿通し、その上端が固定された２本以上の連結ボルトが挿通されるフランジ部を有する鉄骨梁とを備えること
を特徴とする耐力壁と鉄骨梁との連結構造。
上記連結ボルトは、上記第１の水平部、上記上フランジ、上記下フランジ、上記フランジ部の全てを挿通させるか、或いは、上記第１の水平部及び上記上フランジを挿通させるものと、上記下フランジ及び上記フランジ部を挿通させるものを分けて構成すること
を特徴とする請求項３記載の耐力壁と鉄骨梁との連結構造。
上記連結部材は、上記上フランジと上記下フランジとの間に縦リブを介装させてなること
を特徴とする請求項３記載の耐力壁と鉄骨梁との連結構造。