JP7240902B2 - せん断パネル - Google Patents

Description

本発明は、せん断パネルに関するものである。

従来、建物の筋交いとして軸方向に伸縮するダンパーを設け、このダンパーが、その軸方向に伸縮した際に、地震エネルギーを吸収して制震するようにすることが行われている。

上記従来のダンパーは、構造が複雑で、コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術よりも安価で制震機能を有するせん断パネルを提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、鋼製の板状部材を有し、該板状部材は、本体部と、該本体部における所定方向の両端部に形成した取付け部で、一体に形成され、
前記本体部の前記取付け部間における前記所定方向と直交する方向の両側部に、その外側が開口する切欠きを形成し、
前記本体部を、第１抑え部材と第２抑え部材で挟持し、
前記切欠き部分において、外側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、
前記本体部に少なくとも１つの貫通穴を形成し、
該貫通穴内に内側連結部材を挿通し、この内側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、
前記第１抑え部材と第２抑え部材により、前記板状部材が、座屈することを抑制するようにしたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１抑え部材と第２抑え部材は、撓み変形できるとともに復元力を有する部材で構成されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記貫通穴を、少なくとも板状部材の中心部に形成し、
前記内側連結部材は、前記貫通穴に対して、遊嵌して設けられていることを特徴とするものである。

本発明のせん断パネルは、本体部を有し、その所定方向両端部に設けた取付け部間における所定方向と直交する方向の両側部に、その外側が開口する切欠きを形成し、本体部を、第１抑え部材と第２抑え部材で挟持し、この切欠き部分において、外側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、本体部に少なくとも１つの貫通穴を形成し、貫通穴内に内側連結部材を挿通し、この内側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、両抑え部材により、板状部材が、座屈することを抑制するようにしたことにより、上記従来技術のダンパーに比べて、安価で簡単な構造で構成することができ、取付け部に、地震等により力が加わった際に、本体部が変形することにより、そのエネルギーを吸収して制震機能を発揮できる。

本発明の実施例１に係るせん断パネルの正面図。 図１の分解斜視図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルを建物に取付けた状態の図。 図３の要部拡大図。 図４のＡ－Ａ線断面図。 図４の側面図。 本発明の実施例１に用いる板状部材の正面図。 本発明の実施例１に用いる抑え部材の正面図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルの建物への取付け状態を示す他例の図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルの建物への取付け状態を示す他例の図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルの建物への取付け状態を示す他例の図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルの建物への取付け状態を示す他例の図。 本発明の実施例１に係るせん断パネルの他例の正面図。 本発明の実施例２に係るせん断パネルの一例の正面図。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係るせん断パネル１の正面図を示す。

このせん断パネル１は、地震や風などにより建物などに横揺れなどのエネルギーが加わった際に、そのエネルギーの少なくとも一部を吸収するように作用するものであり、せん断パネル１は、建物などの建築物において、それに加えられた横揺れなどのエネルギーを吸収できるように作用する。

図３に示すように、隣接する柱１０，１０の上端部と下端部に設けた梁１１，１２を設けるとともに、柱１０，１０間に横材１３を架設した建物において、柱１０，１０間でかつ、横材１３と梁１２間にせん断パネル１を設けることにより、梁１２に横方向（軸方向）への外力が働いて、柱１０，１０と梁１１，１２が平行四辺形に変形する際にその変形に追従するとともに、その加わった力のエネルギーを吸収し、建物全体に加わるエネルギーを低減するように作用するものである。なお、柱１０，１０と梁１１，１２は、木や鉄骨など任意の部材で構成することができ、本実施例では鉄骨で構成し、取付金具１４を介して固設した。

せん断パネル１は、図２に示すように、板状部材２と、第１抑え部材３と、第２抑え部材４で構成されている。

板状部材２は、図１～図７に示すように、鋼製の板材で構成されているとともに、略方形状に形成された本体部５を有し、本体部５は、図７に示すように、その所定方向（Ｘ－Ｘ方向）における両端部５ａ，５ａは、夫々、外側方向に向かうほど、所定方向（Ｘ－Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）の幅が長くなるように形成されている。板状部材２のＸ－Ｘ方向、Ｙ－Ｙ方向の長さや厚みは、せん断パネル１を用いる建物等に応じて任意に設定する。

本体部５の所定方向（Ｘ－Ｘ方向）の両端部５ａ，５ａには、取付け部６，７が固設され、取付け部６，７は、所定方向と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）に長手方向が位置する長方形状に形成され、本体部５と取付け部６，７は、鋼製の板材により一体に形成されている。

取付け部６，７には、夫々取付け穴６ａ，７ａが形成され、この取付け穴６ａ，７ａと高力ボルト８等を用いて、取付け部６，７を、横材１３と梁１２に対して固定する。この取付け方法は任意に設定することができる。

また、取付け部６，７の長手方向の長さＬ１は、本体部５における所定方向と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）の幅Ｌ２より長く形成され、本体部５における所定方向と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）の両側部には、その外側方向と本体部５の板厚方向の両側が開口する切欠き９，９が形成されている。

第１抑え部材３と第２抑え部材４は、夫々、方形状の板材で構成されている。また、第１抑え部材３と第２抑え部材４は、撓み変形できるとともに復元力を有し、かつ、第１抑え部材３と第２抑え部材４で前記本体部５を挟持することにより、取付け部６，７に対してその軸方向（Ｙ－Ｙ方向）に力が作用した際に、本体部５がその面方向に座屈することを抑制できる強度を有する部材と厚みで構成されている。例えば、第１抑え部材３と第２抑え部材４を、樹脂、金属、木材、コンクリートなどの材料を用いて形成することができ、本実施例ではポリプロピレンを用いて形成し、その厚みは、せん断パネル１に要求される強度等に応じて設定する。

板状部材２の本体部５には、その中心部に、その表裏方向に貫通する貫通穴２１が形成されている。

第１抑え部材３と第２抑え部材４には、図１，図２，図８に示すように、その４隅に夫々、その表裏方向に貫通する取付け穴２２が形成されているとともに、その中心部には、その表裏方向を貫通する取付け穴２３が形成されている。夫々の取付け穴２２は、図１に示すように、本体部５の切欠き９，９部分に位置するように形成されている。

本体部５を、第１抑え部材３と第２抑え部材４により挟持し、本体部５の貫通穴２１と、第１抑え部材３と第２抑え部材４の取付け穴２３，２３に挿通し、このボルト２５にナット２６を螺合することにより、本体部５、第１抑え部材３、第２抑え部材４を連結する。ボルト２５とナット２６により内側連結部材２７を構成している。

貫通穴２１の内径は、ボルト２５の外径より大きく形成され、ボルト２５は貫通穴２１に対して遊嵌している。

また、ボルト３０を、第１抑え部材３の夫々の取付け穴２２に挿通するとともに、対応する第２抑え部材４の夫々の取付け穴２２に挿通し、このボルト３０にナット３１を螺合することにより、第１抑え部材３、第２抑え部材４を連結する。ボルト３０とナット３１により外側連結部材３２を構成している。外側連結部材３２は、本体部５の切欠き９，９部分に位置し、本体部５の外側に位置するようになっている。

せん断パネル１は上記のように構成されていることにより、地震等により、取付け部６，７に、その軸方向（Ｙ－Ｙ方向）等への力が加わった際に、本体部５が変形することにより、そのエネルギーを吸収することができる。

また、ボルト２５は貫通穴２１に対して遊嵌していることにより、第１抑え部材３と第２抑え部材４は、本体部５に対して、ボルト２５を中心にして相対的に回動できるようになっている。これにより、地震等により、取付け部６，７にその軸方向（Ｙ－Ｙ方向）等に力が加わった際にも、その力は、第１抑え部材３と第２抑え部材４には直接作用せず、地震時等において、第１抑え部材３と第２抑え部材４が破損する恐れを減らすことができる。

また、第１抑え部材３と第２抑え部材４は、撓み変形できるとともに復元力を有し、この第１抑え部材３と第２抑え部材４により本体部５を挟持したことにより、取付け部６，７に対してその軸方向等に力が作用し、本体部５が面方向に変形した場合に、第１抑え部材３と第２抑え部材４によりその変形量が低減されることで、本体部５が面方向に座屈することを抑制し、せん断パネル１の耐久力が増し、地震等のエネルギーの吸収量を増すことができる。

また、第１抑え部材３と第２抑え部材４により、本体部５に対して、これを元の形状に戻すように力が作用し、地震等のエネルギーの吸収量を増すことができるとともに、地震等により、建物が変形した際に、元の形状に戻す力として作用する。

また、本体部５全体を、第１抑え部材３と第２抑え部材４により挟持するとともに、本体部５の外側に位置する切欠き９，９部分において、外側連結部材３２により第１抑え部材３と第２抑え部材４を連結したことにより、本体部５の面全体において、その面方向の変形を抑制し、せん断パネル１の耐久力が増し、地震等のエネルギーの吸収量を増すことができる。

また、本体部５の中心部において、本体部５、第１抑え部材３、第２抑え部材４を、内側連結部材２７により相互に連結したことにより、本体部５において最も変形する恐れのある中心部での面方向の変形が、第１抑え部材３と第２抑え部材４により抑制され、せん断パネル１の耐久力を増加することができる。

なお、せん断パネル１は、地震や風などにより建物などに横揺れなどのエネルギーが加わった際に、そのエネルギーの少なくとも一部を吸収するように作用するものであり、せん断パネル１は、建物などの建築物において、それに加えられた横揺れなどのエネルギーを吸収できるように作用する場所であれば、上記図３に示す柱１０，１０間でかつ、横材１３と梁１２間以外にも任意の場所に設けることができ、その数も任意に設定する。

例えば、図９に示すように、ブレース４１の途中にせん断パネル１を設けるようにしてもよい。

また、せん断パネル１の数と配置方向は、任意に設定することができ、例えば、図１０に示すように、梁１２に横方向（軸方向）に、せん断パネル１を２個並列に配置するようにしてもよいし、図１１に示すように、せん断パネル１を、その本体部５の所定方向（Ｘ－Ｘ方向）が上下方向となるようにして、壁材４２と壁材４２との間に、縦方向に適宜間隔を有して、必要数設けてもよいし、図１２に示すように、２個のせん断パネル１を平行に配置し、その両端に夫々せん断パネル１を配設し、計４個のせん断パネル１を、ロ状に配置してもよい。

また、取付け部６，７の構造は、せん断パネル１を、梁等の取付ける部材の形状や構造に応じてその形状、構造は任意に設定することができる。例えば、図１３に示すように、せん断パネル１を取付けるための取付け穴６ａ，７ａを、夫々２段に形成してもよい。

［実施例２］
上記実施例１においては、本体部５の中心部に１つの貫通穴２１を形成し、この貫通穴２１において、第１抑え部材３と第２抑え部材４を連結したが、この貫通穴２１は、本体部５において少なくとも１つ形成されていればよく、その数は任意に設定することができる。

また、上記実施例１においては、夫々の切欠き９の部分において、２か所の外側連結部材３２により第１抑え部材３と第２抑え部材４を連結したが、切欠き９部分に設ける外側連結部材３２の数は任意に設定することができる。

例えば、図１４に示すように、本体部５において、所定方向と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）の中央部において、貫通穴２１，２１を、適宜間隔を有して上下方向に２カ所形成し、夫々の貫通穴２１において、内側連結部材２７により、第１抑え部材３と第２抑え部材４を連結するようにしてもよい。また、図１４に示すように、夫々の切欠き９の部分において、所定方向と直交する方向（Ｙ－Ｙ方向）に適宜間隔を有して、取付け穴２２を設け、夫々の取付け穴２２において外側連結部材３２により連結するようにしてもよい。

上記以外の構成は、上記実施例１と同様であるため、上記実施例１と同様の符号を付してその説明を省略する。

本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。

［実施例３］
上記実施例１、２においては、本体部５を略方形状に形成したが、六角形など任意の形状に形成することができる。

上記以外の構成は、上記実施例１と同様であるため、その説明を省略する。

本実施例３においても、上記実施例１，２と同様の作用、効果を奏する。

１ せん断パネル
２ 板状部材
３ 第１抑え部材
４ 第２抑え部材
５ 本体部
６，７取付け部
９ 切欠き
２１ 貫通穴
２７ 内側連結部材
３２ 外側連結部材

Claims (3)

1. 鋼製の板状部材を有し、該板状部材は、本体部と、該本体部における所定方向の両端部に形成した取付け部で、一体に形成され、
   前記本体部の前記取付け部間における前記所定方向と直交する方向の両側部に、その外側が開口する切欠きを形成し、
   前記本体部を、第１抑え部材と第２抑え部材で挟持し、
   前記切欠き部分において、外側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、
   前記本体部に少なくとも１つの貫通穴を形成し、
   該貫通穴内に内側連結部材を挿通し、この内側連結部材により第１抑え部材と第２抑え部材を連結し、
   前記第１抑え部材と第２抑え部材により、前記板状部材が、座屈することを抑制するようにしたことを特徴とするせん断パネル。
2. 前記第１抑え部材と第２抑え部材は、撓み変形できるとともに復元力を有する部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載のせん断パネル。
3. 前記貫通穴を、少なくとも板状部材の中心部に形成し、
   前記内側連結部材は、前記貫通穴に対して、遊嵌して設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のせん断パネル。
   

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