JP6852499B2 - 接合金物および壁の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、接合金物および壁の接合構造に関する。

柱や梁等で形成される四辺形の構面に対して強度や剛性を高めるために対角上に設置されるブレース材や、隅部を挟んで斜めに設置される隅部補強材等の補強用斜め材の一例として特許文献１に記載のものが知られている。
この補強用斜め材は、柱や梁等で形成される四辺形の構面に対して斜めに設置されるものであって、細長い平板を螺旋状に捩って形成した捩り板から構成されている。
このような補強用斜め材では、捩り板の捩りピッチを変えて剛性を調整することにより、適用場所に適応した補強用斜め材の提供が可能になる。

また、土台や梁等の横材に柱を据え付けるために用いる連結金具の一例として特許文献２に記載のものが知られている。
この連結金具は、横材に形成された軸孔に埋め込まれる根元部と、柱の端面から軸線方向に形成されたスリットに差し込まれかつ柱の側面から打ち込まれるドリフトピンを挿通させるためのピン孔を有する差込板とからなり、前記差込板は、前記ピン孔から前記根元部までの範囲で、内部を切り抜いた窓を有している。
このような連結金具を用いた建物が地震に遭遇して、横材と柱を引き離す方向に荷重が作用した際は、窓の角部等に応力が集中して、早い段階で塑性変形が引き起こされ、効率よくエネルギを吸収でき、円滑に制震性を発揮することができる。

また、各種木造構造において、土台と柱や柱と横架材等、部材同士を連結するためのホゾパイプの一例として特許文献３に記載のものが知られている。
このホゾパイプは、中空の棒状でかつ一方材と他方材との境界を貫くように埋め込まれ、側周面には、一方材から打ち込まれるドリフトピンやボルト等を挿通するための第一ピン孔と、他方材から打ち込まれるドリフトピンやボルト等を挿通するための第二ピン孔と、を備え、前記第一ピン孔と前記第二ピン孔との間には、全周を半径方向に湾曲させた拡張部を設けている。
このようなホゾパイプでは、引張荷重が作用した際、拡張部の周辺で応力が局地的に増大して、弾塑性変形を引き起こしやすくなる。そのため地震等で二部材を引き離す方向に過大な荷重が作用した際、衝撃が緩和され、建物等に及ぶ被害を軽減できる。

特開２０１０−４７９４８号公報 特許第５４５１５４９号公報 特許第５４５１５６１号公報

ところで、直交集成板や集成材等からなる木材パネルによる壁等の内部が中実な壁では、壁自体にほとんど変形性能を期待できず、壁を床や基礎等の下構造物や床や梁等の上構造物に接合（締結）する接合金物によって変形性能を確保する必要がある。直交集成板（ＣＬＴ：Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）の木材パネルを用いた従来の壁の接合構造では、コの字に折り曲げた接合金物を壁と上下の構造物とに接合する、つまり、接合金物の対向する一対の片部で壁の上部および下部をそれぞれ挟み込んだうえで、当該片部から壁に釘を打ち込んで釘接合するとともに、接合金物の一対の片部を連結する連結片部を上下の構造物にそれぞれ当接したうえ、連結片部を当該構造物にボルトによって接合するものが一般的である。

壁に水平方向に地震力が作用すると、壁の剛体回転（ロッキング）が生じようとして接合金物に力が作用するため、壁に繰返し地震力が作用すると、接合金物と壁とをつなぐ釘接合部の破壊に起因して、壁の接合構造全体としてスリップ性状を示し、十分なエネルギ吸収性能を確保できないという課題がある。
また、壁の表裏面から接合金物の一対の片部やこの片部から打ち込んだ釘の釘頭が突出するため、壁の仕上げ手間が大きくなる課題もある。
一方、上述した特許文献１に記載の補強用斜め材は、壁と上下の構造物を接合するものではなく、特許文献２および３に記載の連結金具およびホゾパイプは壁に設けるものではなく、柱に設けるものであるので、耐荷性能が不足する課題があるために壁の接合構造には直接適用することはできない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、繰返し地震力に対してスリップ性状を抑制した安定したエネルギ吸収性能を発揮でるとともに、壁の仕上げ手間がかからない接合金物およびこの接合金物を使用した壁の接合構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の接合金物は、壁の上方に位置する上構造物および／または前記壁の下方に位置する下構造物に前記壁を接合する接合金物であって、
前記壁の上端部および／または下端部に接続される第１接続部と、塑性変形によりエネルギを吸収可能な変形部と、前記上構造物および／または下構造物に接続される第２接続部とを備え、
前記変形部が変形軸線に沿って当該変形軸線まわりに捩れた第１捩り板によって構成され、
前記変形部の前記変形軸線に沿う一端部に前記第１接続部が設けられ、他端部に前記第２接続部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明の壁の接合構造は、壁の上方に位置する上構造物および／または前記壁の下方に位置する下構造物に、壁を前記接合金物によって接合した壁の接合構造であって、
前記壁の上端面および／または前記壁の下端面の両端部に上下方向に延在する孔が設けられ、
前記各孔に前記接合金物の前記変形部が挿入され、前記壁の内部に前記第１接続部が前記各孔の底面から挿入されて接続され、前記上構造物および／または前記下構造物に前記第２接続部が接続されていることを特徴とする。

ここで、壁としては、例えば直交集成板や集成材等の木材パネルからなり、内部が中実な壁が挙げられるが、壁はこれに限ることはない。例えば、鉄筋コンクリート製の壁パネルであってもよいし、矩形枠状の枠体の表裏両面に合板等の補強板を固定した木質の壁パネルであってもよい。枠体に補強板を固定した木質の壁パネルの場合、孔は枠体のたて枠材に設け、第１接続部はこの孔の底面からたて枠材に接続すればよい。また、壁は、耐力壁や制震壁として適用されるもので、支持壁の機能を併用させてもよい。

本発明において、壁の剛体回転（ロッキング）による浮上りが生じると、つまり、ロッキングにより壁の四隅部のうち、上端部側の一方の隅部と、下端部側の他方の隅部とに浮き上がり（壁の上端部側の一方の隅部は上構造物に対して下方に離間するが、これも浮き上がりとする）が生じると、接合金物の第２接続部は上構造物および下構造物に接続され第１接続部は壁に接続されているので、前記両隅部側に設けられている接合金物の変形部である第１捩り板が引っ張られて変形軸線の方向に伸長して塑性変形し、剛性と耐力を確保しつつ、安定したエネルギ吸収性能を発揮できる。一方、浮き上がりが生じていない壁の上端部側の他方の隅部と、下端部側の一方の隅部はそれぞれ上構造物と下構造物とに当接して支圧抵抗を受けることで、当該両隅部に設けられている接合金物には圧縮力がほとんど作用しない。このため、壁の剛体回転が繰り返し行われても、接合金物の変形部１２は、変形前の状態と伸びた状態との間で変形を繰り返すことになり、接合金物の変形部の拡幅（変形軸線と交差する方向への膨らみ）を防いで、当該変形部の前記孔の内周面への干渉を回避しながら変形部の座屈を防ぐことができる。このような機構により、本発明の接合金物を用いた接合構造を適用した壁は、スリップ性状を抑えた安定した履歴特性によるエネルギ吸収性能を確保することができる。

また、壁の上端面および／または下端面の両端部に上下方向に延在して設けられた各孔に接合金物の変形部が挿入され、壁の内部に第１接続部が前記各孔の底面から挿入されて接続されているので、接合金物の変形部および第１接続部は壁の壁面から突出することがなく、壁の内部に内蔵されることになるので、壁の仕上げ手間を低減することができる。

本発明の前記構成において、前記第１接続部がねじ状部材によって構成されていてもよい。この場合、壁の上端面および壁の下端面の両端部に設けられた各孔の底面に下穴を設けておくのが好ましい。また、ねじ状部材は、ラグスクリューが好適に使用されるが、これに限ることはなく、木ねじ等であってもよい。

このような構成によれば、第１接続部であるねじ状部材を各孔の底面から壁の内部にねじ込むことによって、接合金物を壁に容易かつ確実に固定できる。

また、本発明の前記構成において、前記第１接続部が、前記第１捩り板の前記変形軸線と同軸の変形軸線に沿って当該変形軸線まわりに捩れた第２捩り板によって構成されていてもよい。

このような構成によれば、第１接続部が第１捩り板の変形軸線と同軸の変形軸線まわりに捩れた第２捩り板によって構成されているので、第２捩り板を第１捩り板と連続して形成することができる。したがって、接合金物の製作が容易となるとともに性能が安定し、さらに、第１接続部の剛性および耐力を容易に確保できる。

また、本発明の前記構成において、前記第２捩り板の単位長さ当りの捩り角度と、前記第１捩り板の単位長さ当りの捩り角度とが異なっていてもよい。

ここで、捩り板の捩り角度とは、捩り板をその変形軸線まわりに捩った場合の角度のことであり、例えば、捩る前の平板をその変形軸線まわりに１回捩ったときの捩り角度は３６０°となる。

このような構成によれば、第１捩り板と第２捩り板との単位長さ当たりの捩り角度が異なるので、これら捩り角度を適宜調整することによって、第１捩り板に要するエネルギ吸収能、剛性および耐力を調整できるとともに、第２捩り板（第１接続部）に要する剛性、耐力および壁への接続抵抗を調整できる。

また、本発明の前記構成において、前記変形部が、前記変形軸線まわりに一方側へ捩れている第１変形部と、この第１変形部と前記変形軸線の軸方向に繋がれ、前記変形軸線まわりに他方側へ捩れている第２変形部とを備えていてもよい。

このような構成によれば、第１変形部が捩れている方向と第２変形部が捩れている方向とが反対方向とされている。このため、第１変形部と第２変形部との間の部位が変形軸線のまわりに回転しながら、第１変形部及び第２変形部が変形される。これにより、エネルギ吸収荷重（第１接続部と第２接続部との相対位置の変化を妨げる方向に作用する荷重）を安定させることができる。

本発明によれば、繰返し地震力に対してスリップ性状を抑えた安定した履歴特性によるエネルギ吸収性能を発揮できるとともに、壁の仕上げ手間を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示すもので、正面図である。 同、側面図である。 同、接合金物を壁に設置する方法、壁を構造物に接合する方法を説明するための工程図であり、壁を下構造物に接合する前の状態を示す正面である。 同、壁を下構造物に接合した状態を示す正面図である。 同、壁に上構造物を接合した状態を示す正面図である。 同、壁に剛体回転による浮上り（ロッキング）が生じた状態を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る壁の接合構造を示す透視して正面図である。 本発明の第３の実施の形態における接合金物の変形例を示すもので、（ａ）は第１変形例の正面図、（ｂ）は第２変形例の正面図である。 本発明に係る接合金物の変形部の変形性状を解析する解析モデルを示すもので、（ａ）は捩り角度θが３６０°の場合、（ｂ）は捩り角度θが５４０°の場合を示す正面図である。 本発明に係る接合金物の変形部の変形性状を解析した結果を示すグラフである。 本発明の第４の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示すもので、正面図である。 同、側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示す正面図、図２は同側面図である。なお、図１および図２では、壁１の内部に設ける接合金物１０を実線で示している。

図１および図２に示すように、壁１は直交集成板や集成材等の木材パネルからなり、内部が中実な壁となっている。この壁１の上方には上構造物２が設けられ、下方には下構造物３が設けられている。上構造物２は例えば床や梁であり、下構造物３は例えば基礎、床または梁である。
壁１の四隅部、つまり壁１の上端面の両端部および壁１の下端面の両端部にはそれぞれ接合金物１０が設けられている。
接合金物１０は、壁１を上構造物２と下構造物３とにそれぞれ接合するためのもので、第１接続部１１と、変形部１２と、第２接続部１３とを備えている。

第１接続部１１はねじ状部材によって構成されている。具体的には第１接続部１１はラグスクリューによって構成されている。
変形部１２は、変形軸線Ｌ１に沿って当該変形軸線Ｌ１まわりに螺旋状に捩れた第１捩り板１２によって構成されている。この第１捩り板１２は、その長手方向（変形軸線Ｌ１の方向）に作用する荷重に対して少なくともその一部が塑性変形することで、エネルギを吸収することが可能とされている。この第１捩り板１２は、板状に形成された鋼板材に捩り加工等が施されることにより捩られることで形成されている。

第２接続部１３は、立方体箱状または直方体箱状に形成されており、正面側にレンチ等の工具を挿入可能は開口部が形成され、この開口部を挟んで上下に対向している一方の壁部にはアンカーボルトを用いたアンカー１４を挿通するための貫通孔が形成されている。この貫通孔にはアンカー１４の一端部が挿通され、当該一端部に第２接続部１３の内部でナット１４ａが螺合されるようになっている。

そして、変形部（第１捩り板）１２の変形軸線Ｌ１に沿う一端部に第１接続部１１が変形軸線Ｌ１と同軸に溶接等によって固定されている。また、変形部（第１捩り板）１２の変形軸線Ｌ１に沿う他端部に第２接続部１３が溶接等によって固定されている。

このような接合金物１０を使用した壁１の接合構造は以下のように構成されている。
すなわち、壁１の上端面の両端部および壁１の下端面の両端部には、正面視矩形の切欠部１５が設けられている。つまり、壁１の四隅部にそれぞれ切欠部１５が合計４個設けられている。この切欠部１５は壁１の表裏面側と側端面側に開口しており、当該切欠部１５の左右の幅Ｗ１は第２接続部１３の左右の幅Ｗ２以上となっている。また、切欠部１５の深さＨ１は第２接続部１３の上下の高さＨ２以上となっている。さらに、切欠部１５の壁１の厚さ方向における幅Ｔ１は第２接続部１３の壁１の厚さ方向における幅Ｔ２以上となっている。

切欠部１５によって形成される壁１の上端部および下端部の面を切欠部１５の底面Ｃと呼ぶ。切欠部１５の底面Ｃには、壁１の上下方向に延在する孔１６が設けられている。この孔１６は断面円形状に形成され、その内径は接合金物１０の変形部（第１捩り板）１２の最大直径より僅かに大きくなっており、孔１６の深さＨ３（壁１の上下方向の長さ）は変形部（第１捩り板）１２の変形軸線方向の長さとほぼ等しくなっている。
孔１６は、変形部（第１捩り板）１２の座屈拘束部となるものであり、当該孔１６に変形部（第１捩り板）１２がその外周縁を孔１６の内周面に対向させ、かつ当該内周面と所定の隙間をもって、挿入されることによって、圧縮軸力に対する変形部（第１捩り板）１２の座屈を防ぐようになっている。
また、孔１６の底面Ｕには第１接続部（ラグスクリュー）１１をねじ込むための下穴Ｐが孔１６と同軸に設けられている。

そして、各孔１６にそれぞれ接合金物１０の変形部（第１捩り板）１２が挿入され、孔１６の底面Ｕに設けられた下穴Ｐに第１接続部（ラグスクリュー）１１がねじ込まれている。また、接合金物１０の第２接続部１３は切欠部１５に配置されており、壁１の上端面の両端部側に設けられている第２接続部１３は上構造物２に当接され、壁１の下端面の両端部側に設けられている第２接続部１３は下構造物３に当接されている。
また、壁１の上端面の両端部側に設けられている第２接続部１３はアンカー１４によって上構造物２に固定され、壁１の下端面の両端部側に設けられている第２接続部１３はアンカー１４によって下構造物３に固定されている。
さらに、壁１の上端面と上構造物２の下面とには複数のシアキー１８が差し込まれ、壁１の下端面と下構造物３の上面とには複数のシアキー１８が差し込まれている。シアキー１８は壁１の幅方向に所定間隔で複数配置され、壁１と上下の構造物２，３との間でせん断力を伝達するようになっている。

次に、壁１を上構造物２および下構造物３に接合する方法について説明する。
まず、図３に示すように、壁１の四隅部にそれぞれ接合金物１０を設ける。この場合、壁１の四隅部にそれぞれ設けられた切欠部１５から孔１６に第１接続部１１および変形部（第１捩り板）１２を挿入し、さらに第１接続部１１を孔１６の底面Ｕに設けられている下穴Ｐにねじ込むことで、接合金物１０を壁１に固定する。この状態において、変形部（第１捩り板）１２は孔１６にその内周面との間に所定の隙間をもって挿入され、第２接続部１３は切欠部１５に設けられるとともに、壁１の上端面の両端部側の第２接続部１３の上面は壁１の上端面と面一になり、壁１の下端面の両端部側の第２接続部１３の下面は壁１の下端面と面一になっている。
また、壁１の上端面および下端面にそれぞれ複数のシアキー１８の一端部を差し込んでおくとともに、下構造物３にアンカー１４を、その上端部を下構造物３の上面から突出させた状態で挿入固定しておく。

次に、図４に示すように、壁１をクレーンによって吊り下げて、下構造物３の上面に設置する。この場合、下構造物１３の上面から突出しているアンカー１４の上端部が第２接続部１３の内部に挿入されるとともに、シアキー１８の他端部（下端部）が下構造物３の上面に形成されている溝部Ｓに挿入されるようにして、壁１を下構造物３の上面に設置する。次に、第２接続部１３の開口部からナット１４ａを第２接続部１３の内部に挿入しアンカー１４の上端部に螺合してレンチ等の工具によって当該ナット１４ａを締め付けることによって、第２接続部１３を下構造物３に接続する。これによって、壁１を下構造物３に接合固定する。

次に、図５に示すように、上構造物２をクレーンによって吊り下げて、壁１の上端面に設置する。この場合、シアキー１８の他端部（上端部）が上構造物２の下面に形成されている溝部Ｓに挿入されるようにして、上構造物２を壁１の上端面に設置する。次に、上構造物２の上面からアンカー１４を当該上構造物２に設けられている貫通孔に挿通し、当該アンカー１４の下端部を第２接続部１３の内部に挿入したうえで、第２接続部１３の開口部からナット１４ａを第２接続部１３の内部に挿入しアンカー１４の下端部に螺合してレンチ等の工具によって当該ナット１４ａを締め付けることによって、上構造物２を壁１の上端面に接合固定する。これによって、壁１を上構造物２に接合固定する。
なお、上構造物２の上方に上階を設けない場合、上構造物２の上面から突出しているアンカー１４の上端部にナット１４ａを座金１４ｂを挟んで螺合して締め付ける。一方、上構造物２の上方に上階を設ける場合、図１に示すように、上構造物２に上階の壁１を設置し、アンカー４に固定する。この場合、上構造物２を下構造物として、上述した場合と同様にして、上階の壁１を当該下構造物に接合固定する。

このようにして施工された壁１の接合構造では、図６に示すように、壁１に水平方向に地震力Ｆが作用して、壁１の剛体回転（ロッキング）による浮上りが生じると、つまり、壁１の四隅部のうち、上端部側の一方（右方）の隅部と、下端部側の他方（左方）の隅部とに浮き上がり（壁１の上端部側の一方の隅部は上構造物２に対して下方に離間するが、これも浮き上がりとする）が生じると、壁１の上端部側の右方の接合金物１０の第２接続部１３は上構造物２に接続され、第１接続部１１は壁１に接続され、壁１の下端部側の左方の接合金物１０の第２接続部１３は下構造物３に接続され、第１接続部１１は壁１に接続されているので、これら接合金物１０，１０の変形部１２である第１捩り板１２が引っ張られて変形軸線の方向に伸長して塑性変形し、剛性と耐力を確保しつつ、安定したエネルギ吸収性能を発揮できる。
一方、ロッキングが生じていない壁１の上端部側の他方（左方）の隅部と、下端部側の一方（右方）の隅部はそれぞれ上構造物２と下構造物３とに当接して支圧抵抗Ｒを受けることで、当該両隅部に設けられている接合金物１０，１０には圧縮力がほとんど作用しない。このため、壁１の剛体回転が繰り返し行われても、接合金物１０の変形部１２は、変形前の状態と伸びた状態との間で変形を繰り返すだけであるので、接合金物１０，１０の変形部１２の拡幅（変形軸線と交差する方向への膨らみ）を防いで、当該変形部１２の孔１６の内周面への干渉を回避しながら、変形部１２の座屈を防ぐことができる。このような機構により、地震力Ｆに対して、壁１はスリップ性状を抑えた安定した履歴特性によるエネルギ吸収性能を確保することができる。

また、壁１の上端面の両端部および壁１の下端面の両端部にそれぞれ上下方向に延在して設けられた各孔１６に接合金物１０の変形部１２がそれぞれ挿入され、壁１の内部に第１接続部１１が各孔１６の底面Ｕからそれぞれ挿入されて接続されているので、接合金物１０の変形部１２および第１接続部１１は壁１の壁面から突出することがなく、壁１の内部に内蔵されることになる。したがって、壁１の仕上げ手間を低減することができる。
さらに、第１接続部１１がラグスクリューで構成されているので、このラグスクリューを各孔１６の底面Ｕから壁１の内部にねじ込むことによって、接合金物１０を壁１に容易かつ確実に固定できる。

（第２の実施の形態）
図７は第２の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示す正面図である。なお、図７でも、壁の内部に設ける接合金物を実線で示している。
本実施の形態に係る接合金物および壁の接合構造が第１の実施の形態と異なる点は接合金物２０の変形部の構成であるので、以下ではこの相違点について説明し、第１の実施の形態と同一構成については同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では、変形部２２は第１の実施の形態における変形部１２より変形軸線方向の長さが長くなっており、変形軸線まわりに一方側へ捩れている第１変形部２２ａと、この第１変形部２２ａと変形軸線の軸方向に繋がれ、変形軸線まわりに他方側へ捩れている第２変形部２２ｂとから構成されている。
すなわち、変形部２２は、当該変形部２２を変形軸線の方向に二等分する二等分線Ｌ２を挟んで対称に形成されている。この変形部２２の長手方向の一端部は第１接続部１１に固定され、他端部は第２接続部１３に固定されている。
また、変形部２２において、第１接続部１１と二等分線Ｌ２との間の部分（第２変形部２２ｂ）は、第１接続部１１側から見て反時計回り方向に螺旋状に捩れており、第２接続部１３と二等分線Ｌ２との間の部分（第１変形部２２ａ）は、第２接続部１３側から見て時計回り方向に螺旋状に捩れている。つまり、第２変形部２２ｂと第１変形部２２ａとは反対方向に捩れている。
また、孔１６の軸方向の長さも変形部２２の全体を挿入できるように、第１の実施の形態における孔１６より長くなっている。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。すなわち、変形部２２の第１変形部２２ａが捩れている方向と第２変形部２２ｂが捩れている方向とが反対方向とされているため、第１変形部２２ａと第２変形部２２ｂとの間の部位（二等分線Ｌ２近傍の部位）が変形軸線のまわりに回転しながら、第１変形部２２ａおよび第２変形部２２ｂが変形される。
これにより、第１変形部２２ａおよび第２変形部２２ｂが変形される際における当該第１変形部２２ａおよび第２変形部２２ｂの局所的な応力の高まりが、第１の実施の形態における変形部１２のように同じ方向へ捩れている場合に比べて抑制される。その結果、第１変形部２２ａおよび第２変形部２２ｂが繰り返し変形される際の局所的な応力の進展による局所的な塑性化や疲労による破壊を抑制して、エネルギ吸収荷重（第１接続部１１と第２接続部１３との相対位置の変化を妨げる方向に作用する荷重）を安定させることができる。

（第３の実施の形態）
図８は第３の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示す正面図である。なお、図８でも、壁の内部に設ける接合金物を実線で示している。
本実施の形態に係る接合金物および壁の接合構造が第１の実施の形態と異なる点は接合金物３０の第１接続部２１の構成であるので、以下ではこの相違点について説明し、第１の実施の形態と同一構成については同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では、第１接続部２１は第１捩り板（変形部）１２の変形軸線と同軸の変形軸線に沿って当該変形軸線まわりに第１捩り板（変形部）１２と同方向に螺旋状に捩れた第２捩り板２１によって構成されているとともに、第２捩り板２１の最大直径Ｄ２は第１捩り板１２の最大直径Ｄ１と概ね等しくなっている。
また、第２捩り板２１の単位長さＬ当りの捩り角度θと、第１捩り板１２の単位長さＬ当りの捩り角度θとが異なっており、第２捩り板２１の方が第１捩り板１２より単位長さ当りの捩り角度θが大きくなっている。なお、単位長さＬは適宜設定すればよく、ここでは第１捩り板１２および第２捩り板２１の最大直径Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）に対してＬ＝３．０Ｄとしている。具体的には、第１捩り板１２の単位長さＬ当りの捩り角度θは３６０°となっており、第１捩り板１２は全長１．５Ｌにおいて５４０°捩れている。また、単位長さＬ当りの第２捩り板２１の捩り角度は７２０°となっており、第２捩り板２１は全長１．０Ｌにおいて７２０°捩れている。
孔１６の底面Ｕには第２捩り板２１の形状に合わせた螺旋状の下穴Ｐ２を形成しており、この下穴Ｐ２に第２捩り板（第１接続部）２１をねじ込むことによって、接合金物３０は壁１に接続されている。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
すなわち、第２捩り板（第１接続部）２１の方が第１捩り板１２より単位長さＬ当りの捩り角度θが大きくなっているので、つまり、第２捩り板（第１接続部）２１の単位長さＬ当りの捩り量が第１捩り板１２により多くなっているので、第２捩り板（第１接続部）２１が壁１の内部にねじ込まれて螺合した場合の引抜き抵抗を高めることができる。したがって、第２捩り板２１を第１捩り板１２と捩り角度θを等しくした場合に比して、第２捩り板（第１接続部）２１の軸方向における長さを小さくすることができる。

なお、本実施の形態において、第１捩り板（変形部）１２を、第２の実施の形態における第１捩り板（変形部）２２に変更してもよい。

図９（ａ），（ｂ）は第３の実施の形態における接合金物３０の変形例を示す正面図である。
図９（ａ）に示す接合金物３０では、第２捩り板（第１接続部）２１ａと第１捩り板（変形部）１２の単位長さ当りの捩り角度θおよび変形軸線方向の長さが等しくなっている。
このような構成によれば、第２捩り板（第１接続部）２１ａおよび第１捩り板（変形部）１２を同様に形成できるので、接合金物１０の製造が第３の実施の形態に比して容易となる。

図９（ｂ）に示す接合金物３０では、第２捩り板（第１接続部）２１ａの方が第１捩り板(変形部)１２ａより単位長さ当りの捩り角度θが小さくなっている。また、第１捩り板(変形部)１２ａは第３の実施の形態における第１捩り板(変形部)１２より単位長さ当りの捩り角度が大きくなっている。
このような構成によれば、第１捩り板(変形部)１２ａの単位当たりの捩り角度θが大きくなっている、つまり捩り量が多くなっているので、第１捩り板(変形部)１２ａが塑性変形してエネルギを吸収する際の耐力上昇を抑制できる。

このように、第１捩り板１２，１２ａの単位長さ当りの捩り角度と第２捩り板２１，２１ａの捩り角度を一致させたり、また、適宜異ならせることによって、第１捩り板１２，１２ａに要するエネルギ吸収能、剛性および耐力を調整できるとともに、第２捩り板（第１接続部）２１，２１ａに要する剛性、耐力および壁１への接続抵抗を調整できる。

次に、有限要素法によって、変形部（第１捩り板）の変形性状（変形部の軸方向の変形）、剛性、耐力、エネルギ吸収性能を解析した結果を説明する。
図１０は解析モデルを示す。この解析モデルでは、変形部（第１捩り板）の寸法を、幅Ｂ、単位長さＬ、板厚ｔ、単位長さＬあたりの捩り角度θ、で表す。解析条件は以下の通りである。
（１）支持点側の端面は支持点（軸回りの回転拘束）に剛梁で結合し、載荷点側の端面は載荷点（軸回りの回転拘束）に剛梁で結合する。
（２）幅Ｂ＝６０ｍｍ、単位長さＬ＝１８０ｍｍ、板厚ｔ＝６．０ｍｍの第１捩り板を対象とする。
（３）第１捩り板の材料として鋼板を適用し、物性はヤング係数２０５Ｇｐａ、ポアソン比０．３、降伏点２００Ｍｐａ、降伏後の加工硬化特定はマルチリニアの曲線で付与する。
（４）第１捩り板の単位長さ当たり捩り角度θ（単位長さＬに対する捩り角度）を３６０°、５４０°として、形状の影響を確認する。

解析結果を図１１に示す。図１１に示すグラフでは、横軸は変形部（第１捩り板）の単位長さＬに対する変形量δの比率（δ／Ｌ）であり、縦軸は鋼板の引張降伏耐力（Ｎｙ：断面積に降伏応力を乗じた値）に対する変形部が軸方向に受ける荷重（エネルギ吸収荷重）Ｐの比率（Ｐ／Ｎｙ）である。
図１１に示すグラフから明らかなように、第１捩り板（変形部）の単位長さ当たりの捩り角度θが小さいほど、同じ変形量δ（比率δ／Ｌ）における変形部の変形抵抗に相当する荷重Ｐ(比率Ｐ／Ｎｙ)が大きくなる。
したがって、捩り角度を適宜調整することによって、変形部（第１捩り板）に要するエネルギ吸収能、剛性および耐力を調整できる。

（第４の実施の形態）
図１２は第４の実施の形態に係る壁の接合構造を透視して示す正面図、図１３は同側面図である。なお、図１２および図１３でも、壁の内部に設ける接合金物を実線で示している。
本実施の形態に係る接合金物および壁の接合構造が第１の実施の形態と異なる点は接合金物４０の第１接続部４１の構成であるので、以下ではこの相違点について説明し、第１の実施の形態と同一構成については同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では第１接続部４１は、縦長の矩形板状の板状部材４１ａと、複数本のドリフトピン等のピン４１ｂとを備えている。
板状部材４１ａの幅Ｄ３は、変形部（第１捩り板）１２の最大直径Ｄ４と概ね等しくなっている。また、孔１６の底面Ｕには板状部材４１ａを挿入するための溝Ｐ３が形成され、この溝Ｐ３に板状部材４１ａが挿入されている。また、板状部材４１ａにはピン４１ｂを挿入するためのピン孔が上下に所定間隔で複数設けられている。
また、壁１の前記溝Ｐ３と対向する表面には当該表面から裏面に貫通する貫通孔が設けられている。貫通孔は上下に所定間隔で複数設けられるとともに、板状部材４１ａに設けられたピン孔と同軸に配置されている。
そして、壁１の表面側からピン４１ｂを貫通孔およびピン孔に挿通して固定することによって、第１接続部４１が壁１に接続されている。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
すなわち、第１の実施の形態では第１接続部１１がラグスクリューで構成されているので、第１接続部１１を壁１に接続する場合は、接合金物１０を軸回りに回転させながら孔１６の底面Ｕに設けられた下穴にねじ込む必要があるため、第２接続部１３の軸回り方向の位置を考慮して、第１接続部１１をねじ込む必要があるが、本実施の形態では、第１接続部４１が板状部材４１ａと、これを壁１に固定するピン４１ｂとを備えているので、第１接続部４１を壁１に接続する場合に、接合金物４０を回転させることなく、板状部材４１ａを孔１６の底面Ｕに設けられた溝Ｐ３に挿入して、ピン４２ｂを挿通すればよい。このため、第２接続部１３の軸回り回転方向の位置決めが容易であるという利点がある。

１ 壁
２ 上構造物
３ 下構造物
１０，２０，３０，４０ 接合金物
１１，２１，２１ａ，４１ 第１接続部
１２，１２ａ 変形部（第１捩り板）
１３ 第２接続部
１６ 孔
２１ 第２捩り板（第１接続部）
２２ 変形部
２２ａ 第１変形部
２２ｂ 第２変形部

Claims (5)

1. 壁の上方に位置する上構造物および／または前記壁の下方に位置する下構造物に前記壁を接合する接合金物であって、
   前記壁の上端部および／または下端部に接続される第１接続部と、塑性変形によりエネルギを吸収可能な変形部と、前記上構造物および／または下構造物に接続される第２接続部とを備え、
   前記変形部が変形軸線に沿って当該変形軸線まわりに捩れた第１捩り板によって構成され、
   前記変形部の前記変形軸線に沿う一端部に前記第１接続部が設けられ、他端部に前記第２接続部が設けられ、
   前記変形部が、前記変形軸線まわりに一方側へ捩れている第１変形部と、この第１変形部と前記変形軸線の軸方向に繋がれ、前記変形軸線まわりに他方側へ捩れている第２変形部とを備えていることを特徴とする接合金物。
2. 前記第１接続部がねじ状部材によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接合金物。
3. 前記第１接続部が、前記第１捩り板の前記変形軸線と同軸の変形軸線に沿って当該変形軸線まわりに捩れた第２捩り板によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接合金物。
4. 前記第２捩り板の単位長さ当りの捩り角度と、前記第１捩り板の単位長さ当りの捩り角度とが異なることを特徴とする請求項３に記載の接合金物。
5. 壁の上方に位置する上構造物および／または前記壁の下方に位置する下構造物に、壁を請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合金物によって接合した壁の接合構造であって、
   前記壁の上端面および／または下端面に上下方向に延在する孔が設けられ、
   前記各孔に前記接合金物の前記変形部が挿入され、前記壁の内部に前記第１接続部が前記各孔の底面から挿入されて接続され、前記上構造物および／または前記下構造物に前記第２接続部が接続されていることを特徴とする壁の接合構造。

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