JPH11181923A - 鋼製耐震壁 - Google Patents

鋼製耐震壁

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JPH11181923A
JPH11181923A JP34949797A JP34949797A JPH11181923A JP H11181923 A JPH11181923 A JP H11181923A JP 34949797 A JP34949797 A JP 34949797A JP 34949797 A JP34949797 A JP 34949797A JP H11181923 A JPH11181923 A JP H11181923A
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shear panel
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Shigeki Ito
茂樹 伊藤
Hisaya Kamura
久哉 加村
Tadateru Katayama
忠輝 形山
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Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐震性能が高く、その上溶接を使用せず組立
が簡単でコストを低減できる鋼製耐震壁を得ること。 【解決手段】 せん断パネル2の一方の面に複数の補剛
部材3aを所定の間隔で平行に配設すると共に、他方の
面に複数の補剛部材3bを一方の面に配設した補剛部材
3aと90°ずらせて所定の間隔で平行に配設し、両面
に設けた補剛部材3a,3bの各交点をせん断パネル2
と共にボルト・ナット5により接合した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造物などの
左右の柱と上下の梁とで構成した開口部(以下、主架構
という)に設置され、地震時において構造物に入力され
るエネルギーを塑性変形による履歴エネルギーとして吸
収させ、構造物の塑性化を低減するための鋼製耐震壁に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種鋼製耐震壁として、例え
ば、実開平7−29266号公報に記載された考案があ
る。この鋼製耐震壁は、図6に示すように、極低降伏点
鋼板からなるせん断パネル11の両面に、溶接により縦
横に補強リブ12を取付けてその周縁部に端部補強リブ
を溶接接合し、この端部補強リブ13に柱及び梁との接
合のための、多数のねじ挿通穴15を有する額縁と称す
る取付枠14を溶接により取付けた構造となっている。
そして、補強リブ12には、壁全体が座屈しないような
板厚と大きさの鋼板が用いられており、せん断パネル1
1の補強リブ12で囲まれた区画Dが簡単には局部座屈
しない程度(例えば、せん断パネル11の幅厚比で40
から70程度)のピッチ(間隔)となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】補強リブ12はせん断
パネル11と一体になっているため、せん断パネル11
の歪の程度と剛性との比率に応じて応力を負担せざるを
得ないが、そのため、補強リブ12も自身の座屈を防止
するに必要な剛性を確保しなければならない。しかしな
がら、補強リブ12は長くなるにしたがってせん断パネ
ル11に対する補剛効果が急激に減少するため、大きな
耐震壁や大きな荷重を負担する壁にあっては、補強リブ
12もきわめて大きなサイズとなり、せん断パネル11
と補強リブ12の高さを加えた耐震壁の厚さがかなり大
きなものとなってしまうため、空間の利用効率を減少さ
せることになる。
【0004】補強リブ12の数を多くしてピッチを密に
すればするほど局部座屈が生じにくくなり、耐震性能が
向上するが、補強リブ12の取付けコストがきわめて高
いものとなるばかりでなく、溶接だらけの耐震壁とな
り、座屈に大きな影響を与える溶接歪や初期変形がきわ
めて大きくなるため、かえって耐震性能を損なう場合も
ある。また、四周を柱及び梁に固定するために要求され
る高い精度を確保することがきわめて困難になる。
【0005】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、耐震性能が高く、その上溶接を使用せず
組立が簡単でコストを低減することのできる鋼製耐震壁
を得ることを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)本発明に係る鋼製
耐震壁は、せん断パネルの一方の面に複数の補剛部材を
所定の間隔で平行に配設すると共に、他方の面に複数の
補剛部材を前記一方の面に配設した補剛部材と90°ず
らせて所定の間隔で平行に配設し、前記両面設けた補剛
部材の各交点を前記せん断パネルと共にボルト・ナット
等により接合したものである。
【0007】(2)上記(1)の補剛部材を、平形鋼材
又は溝形断面鋼材で構成し、また、(3)上記(1)の
所定の間隔を、補剛部材の幅より狭く設定した(4)上
記(1),(2)又は(3)のせん断パネルと補剛部材
との間に、摩擦を低減する材料又はずれに追従する材料
を介装した。
【0008】
【発明の実施の形態】[実施形態1]図1は本発明の実
施形態1に係る鋼製耐震壁を示すもので、(a)は正面
図、(b)はそのX−X断面図、(c)はY−Y断面
図、図2は図1の一部拡大図である。両図において、1
は本実施形態に係る鋼製耐震壁、2は例えば極軟鋼板か
らなり、鋼製耐震壁1の主要部を構成するせん断パネル
である。3a,3bはせん断パネル2より剛性の高い平
形鋼材からなる複数の補剛部材で、せん断パネル2の表
裏両面に互いに90°ずらせて取付けられている。な
お、6は多数のねじ挿通穴7を有し、せん断パネル2の
周縁部に溶接により取付けられた普通鋼板からなる取付
板である。
【0009】せん断パネル2の一方の面(例えば、表
面)には、せん断パネル2の左右方向(横方向)の長さ
とほぼ等しい長さの複数の補剛部材3aが、間隔g1
隔てて横方向に平行に配設されており、また他方の面
(裏面)には、せん断パネル2の上下方向(縦方向)の
長さとほぼ等しい長さの補剛部材3bが、間隔g2 を隔
てて縦方向に平行に(したがって補剛部材3aと90°
ずらせて)配設されて、両補剛部材3a,3bの交点の
中心部を、図3に示すように、せん断パネル2、補剛部
材3a,3b及び押え板4に設けた貫通穴にボルト5を
挿通してナットを締め、これらを一体に接合したもので
ある。この場合、ボルト・ナット5は、横方向及び縦方
向にそれぞれほぼ同一線上に設けることが望ましい。
【0010】ここで、隣接する補剛部材3a,3a、3
b,3bのそれぞれの間隔g1 ,g2 は、補剛部材3
a,3bの幅Wより狭く形成されており、かつ、せん断
パネル2が大きなせん断変形を受けても、補剛部材3
a,3bが相互に接触しない程度の大きさに選ばれてい
る。なお、図には、この間隔g1 ,g2 がg1 <g2
場合を示してあるが、これに限定するものではなく、g
1 =g2 がg1 >g2 であってもよい。
【0011】上記のような鋼製耐震壁1において、Aは
せん断パネル2の表裏共に補剛部材3a,3bによって
座屈拘束を受けている領域、Bは表裏の何れか一方が補
剛部材3a又は3bにより座屈拘束を受けている領域で
あり、Cは表裏いずれも補剛部材3a,3bによる座屈
拘束を受けていない領域である。そして、この領域Cの
補剛部材3a,3bの間隔g1 ,g2 は、せん断パネル
2の板厚の20倍程度以下に選ばれているので、鋼製耐
震壁1が地震時に想定される数%から5%といったきわ
めて大きな歪を受けても領域Cに局部座屈を生じること
はない。
【0012】上記のように構成した鋼製耐震壁は、柱と
梁によって構成された主架構内に配設され、主架構の内
壁に設けたフレームに取付板6に設けたボルト挿通穴7
に挿通したボルトにより固定され、取付けられる。
【0013】本実施形態に係る鋼製耐震壁は、せん断パ
ネル2の面の大部分が補剛部材3a,3bに覆われて座
屈拘束を受けており、座屈拘束を受けていない領域Cは
きわめて小さいので、地震時においてせん断パネル2が
歪を受けても局部座屈を生じることがなく、地震エネル
ギーを効果的に負担して耐震性能を向上させることがで
きる。
【0014】また、表裏に直交して配設した補剛部材3
a,3bによりせん断パネル2の面の大部分を覆い、そ
の交点をボルト・ナット5で接合するだけなので、溶接
が不要であり、組立が簡単でコストを大幅に低減するこ
とができる。さらに、上述のように補剛部材3a,3b
はボルト・ナット5によりせん断パネル2にねじ止めす
るだけなので、補剛部材3a,3bが応力を負担するこ
とがない。そのため、補剛部材3a,3b自体の座屈に
対する配慮が不要であり、最後までせん断パネル2の座
屈を補剛する剛性を保持することができる。このため、
比較的小さい断面の補剛部材3a,3bによりせん断パ
ネル2を効果的に補剛することができる。この結果、鋼
製耐震壁1の厚みを従来に比べて大幅に薄くすることが
でき、その分空間利用効率を高めることができる。
【0015】[実施形態2]図4は本発明の実施形態2
の正面図及びそのX−X断面図、Y−Y断面図である。
なお、実施形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付
し、説明を省略する。本実施形態は、せん断パネル2の
補剛部材31a,31bとして、平形鋼材に代えて溝形
鋼の如き溝形断面鋼材を用いたものである。
【0016】本実施形態においては、せん断パネル2の
一方の面に溝形断面鋼材からなる補剛部材31aを、そ
のウェブをせん断パネル2に当接し、かつ間隔g1 を隔
てて平行に配設し、他方の面に同じく補剛部材31b
を、補剛部材31aに対して90°ずらせてそのウェブ
をせん断パネル2に当接し、かつ間隔g2 を隔てて平行
に配設して、両補剛部材31a,31bの交点の中心部
を、図5に示すように、せん断パネル2と共に、押え板
4を介してボルト・ナット5により一体に接合したもの
である。
【0017】本実施形態の作用効果は、実施形態1の場
合とほぼ同様であるが、補剛部材31a,31bに溝形
鋼の如き溝形断面鋼材を用いたので、壁全体の座屈に対
する面外変形の補剛になっており、その上これを密に配
設することにより、小さい断面の補剛部材31a,31
bによってより大きな補剛効果を得ることができる。
【0018】[実施形態3]本実施形態は、実施形態1
及び2のせん断パネル2と補剛部材3a,3b(31
a,31)との間に、摩擦を低減させるグリースやテフ
ロンシートを介装し、あるいは上記両者の間に両者のず
れに追従できるゴム系の材料を介装したものである。
【0019】上記のように構成した本実施形態において
は、せん断パネル2と補剛部材3a,3b(31a,3
1b)との間の摩擦を低減し、あるいは両者のずれに対
する追従を容易にしたので、地震時にせん断パネル2の
面内変形を円滑かつ容易にすることができ、また、補剛
部材3a,3b(31a,31b)が面外変形するのを
防止することができる。なお、なんらかの理由で補剛部
材3a,3b(31a,31b)がせん断パネル2に固
着されるようなことがあると、これが格子状の壁とみな
されるようになり、この格子状の壁が構造物を支えてし
まうため、地震時にせん断パネルが変形しないような事
態が発生するおそれがあるが、上記のように構成するこ
とによりこのような問題の発生を防止することができ
る。
【0020】上記の各実施形態においては、せん断パネ
ル2と補剛部材3a,3b(31a,31)を、ボルト
・ナット5で接合する場合を示したが、地震時にせん断
パネル2が変形しうるものであれば、リベットその他の
接合手段を用いてもよい。また、補剛部材3a,3b
(31a,31b)として平形鋼材又溝形断面鋼材を用
いた場合を示したが、せん断パネル2の座屈拘束をなし
うるものであれば、等辺又は不当辺山形鋼の如き山形断
面鋼材を用いてもよい。
【0021】
【実施例】次に、本発明に係る鋼製耐震壁1の実施例に
ついて説明する。実施形態2の鋼製耐震壁1(図4)に
おいて、せん断パネル2に取付枠6を含む横方向の長さ
L:5m、上下方向の高さH:3mで、板厚t1 :16
mmの極軟鋼板(例えば、降伏点100〜200N/mm2
程度)を用い、補剛部材31a,31bとして、ウェブ
高さW:400mm、フランジ幅h:130mm、板厚
2 :19mmの溝形鋼を使用した(なお、図4は作図の
関係上、補剛材31a,31bの数を少なく示してあ
る)。
【0022】そして、補剛部材31a,31bの間隔g
1 ,g2 をそれぞれ100mmとしてせん断パネル2の表
裏に互いに90°ずらせて配設し、各交点を当て板4を
介してボルト・ナット5で接合した。このように構成し
た鋼製耐震壁1に5%の歪を加えて耐震試験を行なった
ところ、局部座屈は勿論、壁全体の座屈を生じることが
なく、高い耐震性能を有することが確認された。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る鋼製耐震壁は、せん断パネ
ルの一方の面に複数の補剛部材を所定の間隔で平行に配
設すると共に、他方の面に複数の補剛部材を一方の面に
配設した補剛部材と90°ずらせて所定の間隔で平行に
配設し、せん断パネルの両面に設けた補剛部材の各交点
をせん断パネルと共にボルト・ナット等により接合して
構成し、また、上記の補剛部材に、平形鋼材又は溝形断
面鋼材を用い、さらに、上記の補剛部材の所定の間隔
を、補剛部材の幅より狭く設定したので、次のような効
果を得ることができる。
【0024】(1)補剛部材をせん断パネルの表裏にボ
ルト・ナット等で接合するようにしたので、溶接を必要
とせず、その上組立が簡単なためコストを大幅に低減す
ることができる。 (2)せん断パネルの座屈拘束を受けない領域がきわめ
て小さいため、せん断パネルが局部座屈を生じることが
なく、このため耐震性能が向上する。
【0025】(3)補剛部材はせん断パネルを押えるだ
けを目的として、ボルトナットにより簡単に止まってい
るだけなので、応力を負担しない。そのため、補剛部材
自体の座屈に対する配慮が不要であり、最後までせん断
パネルの座屈を補剛する剛性を保持しているので、比較
的小さい断面で効果的に補剛することができる。このた
め、従来に比べて鋼製耐震壁の厚さを薄くするこがで
き、その分空間利用効率を高めることができる。
【0026】(4)補剛部材として溝形断面鋼材を用い
た場合、ウェブ及びフランジからなる断面は、壁全体の
座屈に対する面外変形を補剛しており、特に密に配設し
た場合は補剛効果が大である。
【0027】また、本発明は、上記のせん断パネルと補
剛部材との間に、摩擦を低減する材料又はずれに追従す
る材料を介装したので、地震時にせん断パネルの面内変
形を円滑かつ容易にすることができ、また、補剛部材の
面外変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る鋼製耐震壁を示すも
ので、(a)は正面図、(b)はそのX−X断面図、
(c)はY−Y断面図である。
【図2】図1の一部拡大図である。
【図3】図1の要部の拡大断面図である。
【図4】本発明の実施形態2に係る鋼製耐震壁を示すも
ので、(a)は正面図、(b)はそのX−X断面図、
(c)はY−Y断面図である。
【図5】図4の要部の拡大断面図である。
【図6】従来の鋼製耐震壁の一例の正面図である。
【符号の説明】
1 鋼製耐震壁 2 せん断パネル 3a,3b 補剛部材(平形鋼材) 4 当て板 5 ボルトナット 31a,31b 補剛部材(溝形断面鋼材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI E04B 2/56 632 E04B 2/56 632H E04H 9/02 321 E04H 9/02 321B 321E

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 せん断パネルを有し、構造物の主架構内
    に設置される鋼製耐震壁において、 前記せん断パネルの一方の面に複数の補剛部材を所定の
    間隔で平行に配設すると共に、他方の面に複数の補剛部
    材を前記一方の面に配設した補剛部材と90°ずらせて
    所定の間隔で平行に配設し、 前記両面に設けた補剛部材の各交点を前記せん断パネル
    と共にボルト・ナット等により接合したことを特徴とす
    る鋼製耐震壁。
  2. 【請求項2】 補剛部材を、平形鋼材又は溝形断面鋼材
    で構成したことを特徴とする請求項1記載の鋼製耐震
    壁。
  3. 【請求項3】 所定の間隔を、補剛部材の幅より狭く設
    定したことを特徴とする請求項1記載の鋼製耐震壁。
  4. 【請求項4】 せん断パネルと補剛部材との間に、摩擦
    を低減する材料又はずれに追従する材料を介装したこと
    を特徴とする請求項1,2又は3記載の鋼製耐震壁。
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