KR101263078B1

KR101263078B1 - 접합 철물 및 이것을 구비한 건축물

Info

Publication number: KR101263078B1
Application number: KR1020107016310A
Authority: KR
Inventors: 요시미찌 가와이; 히로시 다나까
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2013-05-09
Also published as: KR20100105726A; TWI396790B; WO2009093712A1; US8511025B2; CN101925713A; US20110107699A1; TW200942673A; CN101925713B

Abstract

이 접합 철물을 구비한 건축물은 적어도 1쌍의 구조체 사이에 설치되어, 이들 구조체 사이의 상대 변위에 수반하여 항복하는 감쇠 부재를 갖는다. 상기 감쇠 부재는 항복 후의 내력 상승을 억제하는 내력 억제 수단을 구비하고, 상기 각 구조체의 적어도 한쪽의 로킹 또는 신축에 수반하여 감쇠 작용을 일으킨다.

Description

접합 철물 및 이것을 구비한 건축물 {CONNECTION METAL FITTING AND BUILDING WITH THE SAME}

본 발명은 구조체 사이의 상대 변위에 수반하여 감쇠 효과를 발휘하는 접합 철물과, 이것을 구비한 건축물에 관한 것이다.

본 출원은 일본 특허 출원 제2008-14022호 및 일본 특허 출원 제2008-14023호를 기초 출원으로 하고, 이들 내용을 여기에 도입한다.

종래, 투 바이 포 구조나 목질 벽 패널 구조, 박판 경량형 강조 등의 골조벽 공법 건축물에 있어서, 목재나 형강으로 이루어지는 골조재에 면재를 고정한 내력벽이 일반적으로 사용되고 있다. 그리고, 골조벽 공법 건축물에서는, 지진이나 바람 등에 의해 건축물에 작용하는 수평력(외력)을, 내력벽의 면재가 스스로에 작용하는 전단력으로서 부담함으로써, 건물 전체적으로의 수평 내력이 확보된다.

그런데, 내력벽을 사용한 건축물에서는, 일반적으로, 최하층(1층)의 내력벽의 베이스가 홀 다운 철물 등을 통해 기초의 앵커 볼트에 연결되어 있다. 그리고, 수평력을 부담한 내력벽이 로킹을 일으켰을 때에, 홀 다운 철물이나 앵커 볼트가 파손되지 않도록 설계되어 있다. 홀 다운 철물이나 앵커 볼트가 파손되어 버리면, 로킹에 의해, 내력벽이 회전하여 소정의 수평력을 부담할 수 없게 된다. 그 결과, 건물 전체적인 수평 내력이 저하된다고 하는 문제가 발생해 버린다. 반대로, 내력벽은 비교적 높은 수평 내력을 확보할 수 있지만, 수평 강성도 높으므로, 지진에 의한 입력 에너지가 커져 버려, 보다 높은 수평 내력이 필요해진다고 하는 단점도 있다.

한편, 내력벽이 아니라 기둥의 주각부(柱脚部)에 있어서는, 기초(베이스 플레이트)와 주각 사이에 굽힘 패널이나 전단 패널을 설치하여, 입력 에너지의 저감을 도모한 주각부의 제진 구조가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1에 기재된 제진 구조에서는, 굽힘 패널이나 전단 패널의 일측이 용접 등에 의해 주각부에 접합되고, 타측이 설치 플레이트(지지 플레이트)를 통해 베이스 플레이트에 접합되어 있다. 그리고, 지진 등에 의해 기둥이 부상하는 방향의 인장력이 작용했을 때에, 굽힘 패널이 굽힘 항복하거나 전단 패널이 전단 항복함으로써, 인장력을 흡수한다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2004-92096호 공보

그런데, 특허 문헌 1에 기재된 제진 구조에서는, 굽힘 패널이나 전단 패널을 통해 기둥이 베이스 플레이트에 연결되어 있다. 따라서, 기둥과 베이스 플레이트가 접합되어 있지 않으므로, 기둥을 세워 설치할 때의 시공 정밀도가 확보되기 어렵고, 시공의 수고도 든다. 또한, 굽힘 패널이나 전단 패널을 주각부에 직접 연결하고 있으므로, 이들 패널을 지진 후에 교환하거나, 보다 고성능의 것으로 교환할 수 없어, 메인터넌스성이 떨어진다고 하는 문제도 있다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 제진 구조에서는, 주각부의 주변에 굽힘 패널이나 전단 패널을 배치하기 위한 넓은 스페이스가 필요해진다. 그로 인해, 골조벽 공법 건축물에 있어서의 내력벽의 베이스부에 이용하는 것이 곤란하다. 또한, 내력벽의 베이스부에 이용한 경우, 내력벽의 베이스부의 편측에, 특허 문헌 1에 기재한 바와 같은 패널을 접합하면, 내력벽의 베이스부에 패널로부터의 반력이 작용해 버린다. 그로 인해, 내력벽의 베이스부가 파손되거나, 내력벽의 베이스부의 보강이 필요해지는 등, 내진 성능의 저하나 비용 증가를 초래할 우려도 있다.

또한, 상술한 특허 문헌 1에 기재된 제진 구조에서는, 전단 패널을 사용하여 기둥과 베이스 플레이트를 연결한 경우, 전단 항복하는 전단 패널에 반복 하중이 작용하면, 이 전단 패널의 전단 내력이 서서히 상승(가공 경화)한다. 이 경우, 전단 패널의 용접부 및 이 용접부의 주변의 부재에 작용하는 반력이 커져 버린다.

즉, 예를 들어 도 30a에 도시한 바와 같이, 인장(굽힘) 항복의 경우에는, 진응력은 상승하지만, 단면이 축소(체적 일정)함(잘록부가 발생함)으로써, 공칭 응력의 내력 상승이 억제된다. 이에 대해, 도 30b에 도시한 바와 같이, 순전단의 경우에는 단면 변화가 발생하지 않으므로, 진응력의 상승에 수반하는 가공 경화가 전체 단면에 있어서 발생하여, 소성화 후의 전단 내력이 상승한다. 이로 인해, 설계용 전단 내력을 초과한 응력이 발생하게 되어, 전단 패널의 용접부나 기둥, 베이스 플레이트 등이 파단될 가능성이 있다. 또한, 전단 패널의 소성화 후의 강성이 높아지므로, 상부의 건물로의 에너지 입력이 설계치를 상회할 가능성도 있다. 이와 같은 경우, 충분한 진동 억제 효과를 기대할 수 없다.

또한, 전술한 바와 같이, 종래의 제진 구조에서는 전단 패널을 통해 기둥과 베이스 플레이트가 연결되어 있으므로, 기둥을 세워 설치할 때의 시공 정밀도가 확보되기 어렵고, 시공에 수고가 든다. 또한, 굽힘 패널이나 전단 패널을 주각부에 직접 연결하고 있으므로, 이들 패널을 지진 후에 교환하거나, 보다 고성능의 것으로 교환할 수 없어, 메인터넌스성이 떨어진다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 지진 등의 에너지를 효과적으로 흡수하는 진동 억제 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 또한 설치성이나 메인터넌스성이 우수한 접합 철물과, 이것을 구비한 건축물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.

즉,

(1) 본 발명의 접합 철물을 구비한 건축물은, 적어도 1쌍의 구조체 사이에 설치되어, 이들 구조체 사이의 상대 변위에 수반하여 항복하는 감쇠 부재를 갖는 접합 철물을 구비한 건축물이며, 상기 감쇠 부재가, 항복 후의 내력 상승을 억제하는 내력 억제 수단을 구비하고, 상기 각 구조체의 적어도 한쪽의 로킹 또는 신축에 수반하여 감쇠 작용을 일으킨다.

(2) 상기 (1)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 구조체의 한쪽이 건물 기초이고, 또한 다른 쪽이 상기 건물 기초 상에 설치된 내력벽의 베이스부이고, 상기 감쇠 작용이, 상기 내력벽의 로킹에 수반하여 일어나고, 상기 접합 철물이, 상기 건물 기초에 고정되어 연직 방향 상방으로 연장되는 앵커 부재의 측에 연결된 제1 연결부와, 상기 내력벽의 측에 연결된 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 감쇠 부재를 구비하고, 상기 내력벽이 로킹을 일으켰을 때에, 이 내력벽과 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써, 상기 감쇠 작용을 일으키는 구성을 채용해도 좋다.

상기 접합 철물을 구비한 건축물에 따르면, 제2 연결부를 내력벽의 베이스부에 연결하고, 제1 연결부를 앵커 부재에 연결함으로써, 이 접합 철물로 내력벽과 건물 기초가 연결된다. 따라서, 내력벽이나 건물 기초에 특별한 가공을 실시하거나 다른 부품 등을 설치하지 않아도, 접합 철물을 설치할 수 있다. 그리고, 접합 철물에 있어서, 제2 연결부와 제1 연결부 사이를 연결하도록 감쇠 부재가 배치되어 있으므로, 감쇠 부재 자체를 내력벽이나 앵커 부재에 접합할 필요가 없다. 그로 인해, 내력벽의 구성 부재를 개변하거나 보강을 설치할 필요가 없다. 또한, 내력벽이나 접합 철물의 설치 작업을 용이하게 할 수 있고, 시공성을 향상시키는 것도 가능하다. 또한, 제2 연결부를 내력벽의 베이스부로부터 제거하고, 제1 연결부를 앵커 부재로부터 제거하면, 접합 철물도 제거할 수 있으므로, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(3) 상기 (1)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 구조체의 한쪽이 건물 기초이고, 또한 다른 쪽이 상기 건물 기초 상에 설치된 기둥이고, 상기 감쇠 작용이, 상기 기둥의 로킹 또는 부상에 수반하여 일어나고, 상기 접합 철물이, 상기 건물 기초에 고정되어 연직 방향 상방으로 연장되는 앵커 부재의 측에 연결된 제1 연결부와, 상기 기둥의 측에 연결된 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고, 상기 기둥이 로킹 또는 부상 동작을 했을 때에, 이 기둥과 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써, 상기 감쇠 효과를 일으키는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 전술한 내력벽의 베이스부에 접합 철물을 설치한 경우와 마찬가지로, 기둥이나 건물 기초에 특별한 가공을 실시하거나 다른 부품 등을 설치하지 않아도, 접합 철물을 설치할 수 있다. 그리고, 감쇠 부재 자체를 직접 연결할 필요가 없으므로, 접합 철물의 설치 작업을 용이하게 할 수 있고, 시공성을 향상시킬 수 있는 동시에, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(4) 상기 (1)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 구조체의 한쪽이, 그 길이 방향을 따라서 연장되는 플랜지를 구비한 제1 빔이고, 또한 다른 쪽이 기둥을 사이에 끼우고 상기 제1 빔에 대향하는 제2 빔이고, 상기 감쇠 작용이, 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔의 적어도 한쪽의 굽힘 동작에 의한 상기 플랜지의 신축 동작에 수반하여 일어나고, 상기 접합 철물이, 상기 제2 빔의 단부의 측에 고정된 앵커 부재에 연결된 제1 연결부와, 상기 제1 빔의 상기 플랜지의 단부의 측에 연결된 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고, 상기 제1 빔이 굽힘 변형되었을 때에, 상기 플랜지와 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써, 상기 감쇠 효과를 일으키는 구성을 채용해도 좋다.

(5) 상기 (1)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 구조체의 한쪽이, 그 길이 방향을 따라서 연장되는 플랜지를 구비한 빔이고, 또한 다른 쪽이 기둥이고, 상기 접합 철물이, 상기 기둥의 측에 고정된 앵커 부재에 연결된 제1 연결부와, 상기 빔의 상기 플랜지의 단부의 측에 연결된 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고, 상기 빔이 굽힘 변형되었을 때에, 상기 플랜지와 함께 움직이는 상기 제2 연결부와 상기 제1 연결부가 상대 변위되어 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써, 상기 감쇠 효과를 일으키는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 전술한 내력벽의 베이스부에 접합 철물을 설치한 경우와 마찬가지로, 빔 단부에 특별한 가공을 실시하거나 다른 부품 등을 설치하지 않아도, 접합 철물을 설치할 수 있다. 그리고, 감쇠 부재 자체를 직접 연결할 필요가 없으므로, 접합 철물의 설치 작업을 용이하게 할 수 있고, 시공성을 향상시킬 수 있는 동시에, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(6) 상기 (1)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 구조체가, 브레이스를 복수로 분할한 분할 브레이스이고, 상기 접합 철물이, 상기 각 분할 브레이스의 한쪽의 측에 연결되는 제1 연결부와, 상기 각 분할 브레이스의 다른 쪽에 고정된 앵커 부재의 측에 연결된 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고, 상기 브레이스가 신축 변형되었을 때에, 상기 각 분할 브레이스의 한쪽과 함께 움직이는 상기 제1 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제2 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써, 상기 감쇠 효과를 일으키는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 전술한 내력벽의 베이스부에 접합 철물을 설치한 경우와 마찬가지로, 브레이스 접합부에 특별한 가공을 실시하거나 다른 부품 등을 설치하지 않아도 접합 철물을 설치할 수 있다. 그리고, 감쇠 부재 자체를 직접 연결할 필요가 없으므로, 접합 철물의 설치 작업을 용이하게 할 수 있고, 시공성을 향상시킬 수 있는 동시에, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(7) 상기 (2) 내지 (6)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 사이에 끼우고 서로 대향하도록 1쌍으로 설치되고, 상기 감쇠 부재가, 상기 앵커 부재의 축선에 대해 대략 선대칭을 이루도록 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(8) 상기 (2) 내지 (6)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 중심으로 하여 방사상을 이루도록 1조로 배치되고, 상기 감쇠 부재가, 상기 앵커 부재의 축선에 대해 대략 점대칭으로 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(9) 상기 (2) 내지 (6)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 제2 연결부가 1쌍의 연결용 강판이고, 이들 연결용 강판이 상기 앵커 부재를 사이에 끼우고 대향 배치되고, 상기 감쇠 부재가, 상기 각 연결용 강판과 상기 제1 연결부 사이를 연결하는 댐퍼용 강판인 구성을 채용해도 좋다.

상기 구성에 따르면, 제2 연결부(연결용 강판)가 1쌍 또는 1조로 배치되고, 감쇠 부재(댐퍼용 강판)가 앵커 부재의 축선에 대해 대략 점대칭 또는 대략 선대칭으로 배치됨으로써, 제2 연결부와 제1 연결부의 상대 변위에 수반하여 감쇠 부재가 변형되었을 때의 응력이 편심되지 않고 좌우 대칭으로 작용한다. 그 결과, 편심에 의한 응력이 발생하지 않도록, 혹은 편심에 의한 응력을 극히 작게 할 수 있다. 따라서, 내력벽의 베이스부나 주각부, 빔 단부, 브레이스 접합부 등에 작용하는 편심 굽힘 모멘트 등의 부하 응력에 대한 보강 등이 불필요하거나, 혹은 최소한의 보강으로 할 수 있어, 구조체의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 부하 응력이 발생하지 않음으로써, 접합 철물을 통한 앵커 부재와 내력벽 등의 사이의 힘의 전달이 원활해져, 감쇠 부재에 있어서의 역학적 메커니즘이 명확하게 되어, 감쇠 효과가 확실하고 또한 적절하게 발휘되어, 지진 등에 의한 진동 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.

(10) 상기 (9)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 제1 연결부가, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 통 형상 강재이고, 상기 댐퍼용 강판이, 상기 통 형상 강재의 주위면으로부터 그 직경 방향을 향해 연장되도록 접합되고, 상기 각 연결용 강판과 상기 통 형상 강재 사이의 각각에 1매씩, 상기 댐퍼용 강판이 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(11) 상기 (9)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 제1 연결부가, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 통 형상 강재이고, 상기 댐퍼용 강판이, 상기 통 형상 강재의 주위면으로부터 그 접선 방향으로 연장되도록 접합되고, 상기 각 연결용 강판과 상기 통 형상 강재 사이의 각각에 2매씩, 상기 댐퍼용 강판이 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(12) 상기 (9)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 댐퍼용 강판이, 상기 각 연결용 강판 사이를 연결하고, 또한 서로 대략 평행하게 대향하는 2매의 댐퍼용 강판이고, 상기 제1 연결부가, 상기 각 댐퍼용 강판의 한쪽의 단부 테두리끼리 및 다른 쪽의 단부 테두리끼리를 각각 연결하는 제1 단부 테두리 연결 부재 및 제2 단부 테두리 연결 부재로 이루어지고, 이들 제1 단부 테두리 연결 부재 및 제2 단부 테두리 연결 부재에, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍이 형성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

상기 구성에 따르면, 이 접합 철물을 설치하는 건물이나 설치 대상의 내력벽 등의 사양에 따라서 적당한 형태의 댐퍼용 강판이나 제1 연결부를 선택함으로써, 발휘시키는 감쇠 효과의 크기나, 앵커 부재와의 설치 형태의 선택지를 늘릴 수 있다.

(13) 상기 (9)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 각 연결용 강판의 한쪽의 단부끼리 및 다른 쪽의 단부끼리가, 각각 제1 보강용 강재 및 제2 보강용 강재로 연결되고, 이들 제1 및 제2 보강용 강재의 적어도 한쪽에, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍이 형성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 1쌍 또는 1조의 연결용 강판을 제1 보강용 강재 및 제2 보강용 강재로 연결한 것에 의해, 댐퍼용 강판으로부터의 응력이 연결용 강판에 작용했을 때에, 연결용 강판의 변형이나 이동, 즉 1쌍 또는 1조의 연결용 강판끼리가 초기 상태로부터 서로 기울어지는 변형을 제1 및 제2 보강용 강재로 방지할 수 있다. 따라서, 댐퍼용 강판의 감쇠 효과를 적절하게 발휘시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 보강용 강재의 적어도 어느 한쪽에 형성한 삽입 관통 구멍에 앵커 부재를 삽입 관통시킴으로써, 앵커 부재와 보강용 강재(연결용 강판 및 댐퍼용 강판)의 편심을 없앨 수 있어, 편심에 의한 부하 응력의 발생을 방지할 수 있다.

(14) 상기 (2)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물에서는, 상기 내력벽이, 적어도 이 내력벽의 측단부 테두리에 위치하는 1쌍의 골조재와, 이들 골조재 사이에 고정되는 면재를 구비하고, 상기 각 골조재가 서로 대향하는 1쌍의 대향면을 갖는 중공 단면을 갖고, 상기 각 대향면에 상기 제2 연결부가 연결되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 내력벽을 구성하는 골조재의 1쌍의 대향면에 제2 연결부를 연결함(즉, 골조재의 중공 단면 내부에 접합 철물을 설치함)으로써, 접합 철물과 골조재의 편심량도 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 골조재에 작용하는 응력을 한층 작게 할 수 있다. 또한, 골조재의 중공 단면 내부에 설치함으로써, 접합 철물이 내력벽의 외부로 돌출되지 않아, 설치 상태에 있어서 방해되지 않으므로, 내력벽의 설치 자유도를 향상시킬 수 있다.

(15) 상기 (14)에 기재된 접합 철물을 구비한 건축물은 상기 각 골조재가 박판 경량형 강으로 이루어지는 스틸 하우스라도 좋다.

이 경우, 전술한 접합 철물을 구비한 건축물과 대략 동일한 효과를 얻을 수 있고, 접합 철물 및 내력벽의 설치 자유도나 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(16) 본 발명의 접합 철물은 (1)에 기재된 1쌍의 상기 구조체 사이에 설치되는 것이며, 상기 각 구조체의 한쪽의 측에 연결되는 제1 연결부와, 상기 각 구조체의 다른 쪽의 측에 연결되는 제2 연결부와, 이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이에 연결되는 감쇠 부재를 구비하고, 상기 감쇠 부재가, 항복 후의 내력 상승을 억제하는 내력 억제 수단을 구비하고, 상기 각 구조체 사이에 발생하는 상대 변위에 수반하여 감쇠 작용을 일으킨다.

상기 접합 철물에 따르면, 감쇠 부재에 내력 억제 수단이 마련되어 있으므로, 감쇠 부재가 항복한 후에 반복 하중을 받아도, 그 내력의 상승을 억제할 수 있어, 설계용 내력을 초과한 응력이 발생하는 경우가 없다. 따라서, 이 접합 철물을 구성하는 제1, 제2 연결부 등에 작용하는 응력이나, 접합 철물을 설치하는 구조체에 작용하는 응력이 설계치를 초과하지 않아, 그들 각 부의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 감쇠 부재의 강성의 상승을 억제할 수도 있으므로, 지진 등의 입력 에너지가 증대되지 않고, 감쇠 부재의 감쇠 효과(에너지 흡수 효과)에 의해 설계상 기대한 진동 억제 효과가 얻어진다.

또한, 접합 철물에 있어서, 제1 및 제2 연결부 사이에 감쇠 부재가 연결되고, 1조의 구조체의 각각에 제1 및 제2 연결부가 연결되므로, 감쇠 부재 자체를 구조체에 직접 연결할 필요가 없다. 그로 인해, 감쇠 부재를 직접적으로 구조체에 연결하는 구조와 비교하여, 접합 철물의 설치를 용이하게 할 수 있어, 설치 정밀도나 설치 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 연결부를 1조의 구조체로부터 제거하면, 접합 철물을 제거할 수도 있어, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

(17) 상기 (16)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가, 상기 각 구조체 사이에 발생하는 상기 상대 변위의 방향과 대략 직교하는 방향을 따라서 또한 서로 대향하는 위치에 각각 배치되고, 상기 상대 변위의 방향을 제1 방향으로 하고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부가 대향하는 방향을 제2 방향으로 한 경우에, 상기 감쇠 부재가, 이들 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 가상 평면에 대해 대략 평행하게 설치된 댐퍼용 강판인 구성을 채용해도 좋다.

(18) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 제1 방향을 따른 상기 댐퍼용 강판의 길이 치수를 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가 그 양단부보다도 짧고, 또한 이 중앙부의 길이 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에, 상기 양단부가 굽힘 항복하도록, 상기 각 양단부의 길이 치수가 설정되고, 이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

상기 구성에 따르면, 1조의 구조체의 상대 변위에 대해, 감쇠 부재인 댐퍼용 강판이 면내 방향으로 전단 변형되도록 배치한 접합 철물에 있어서, 댐퍼용 강판의 중앙부의 길이 치수를 짧게 하여 전단 내력을 결정하고, 이 중앙부의 전단 내력의 상승에 따라서 양단부가 굽힘 항복하도록 댐퍼용 강판의 형상을 설정한 것에 의해, 댐퍼용 강판이 부담하는 응력을 안정화할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 굽힘(인장) 항복의 경우에는, 진응력은 상승하지만 내력 상승이 억제되므로, 댐퍼용 강판의 양단부가 굽힘 항복한 후에 있어서, 가공 경화에 의해 전단 내력이 상승하였다고 해도 굽힘 내력은 상승하지 않아, 이 굽힘 내력에 의해 양단부 힌지로 된 응력 상태(소정의 부담 전단력)로 안정되게 된다.

(19) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판의 판 두께 치수를, 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가 그 양단부보다도 얇고, 또한 이 중앙부의 판 두께 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에, 상기 양단부가 굽힘 항복하도록 상기 양단부의 판 두께 치수가 설정되고, 이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(20) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 제1 방향을 따른 상기 댐퍼용 강판의 길이 치수를 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가 그 양단부보다도 짧고, 상기 댐퍼용 강판의 판 두께 치수를, 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가 그 양단부보다도 얇고, 또한 상기 중앙부에서의 길이 치수 및 판 두께 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에 상기 양단부가 굽힘 항복하도록, 상기 양단부의 길이 치수와 판 두께 치수가 설정되고, 이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

상기 구성에 따르면, 댐퍼용 강판 중앙부의 전단 내력의 상승에 따라서 양단부를 굽힘 항복할 수 있어, 댐퍼용 강판이 부담하는 응력이 안정화된다.

(21) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판의 상기 양단부에, 이들 양단부의 각각으로부터 상기 중앙부를 향해 경사진 경사부가 형성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 경사부에 의해 양단부로부터 중앙부를 향해 댐퍼용 강판의 길이 치수를 서서히 짧게 해감으로써, 댐퍼용 강판 내부의 응력의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 항복 후의 소성화 영역을 넓게 하여 에너지 흡수 성능 및 변형 성능을 향상시킬 수 있다.

(22) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판에 대략 마름모형 형상의 절결 구멍이 형성되고, 상기 마름모형 형상을 형성하는 1쌍의 대각선의 한쪽이 상기 제1 방향에 평행하고, 또한 다른 쪽이 상기 제2 방향에 평행한 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 대략 마름모형 형상의 절결 구멍을 사이에 두고 댐퍼용 강판을 분할할 수 있다. 따라서, 제1 방향을 따른 댐퍼용 강판의 전체 길이 치수에 대해, 절결 구멍으로 분할되어 길이 치수가 짧게 형성된 각 부마다, 전술한 바와 같은 응력 상태가 형성되게 된다. 따라서, 1개의 접합 철물 중에 복수의 각 부 강판이 병렬 배치되므로, 각 부의 굽힘-전단에 관한 응력-변형 관계를 유지한 채, 그 수를 적절하게 변경하여 접합 철물로서의 감쇠 효과를 조절할 수 있다. 또한, 각 부의 굽힘 모멘트를 작게 함으로써, 제1 및 제2 연결부 및 그 주변의 구조재의 변형을 억제할 수 있다.

(23) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판에 이 댐퍼용 강판을 관통하고, 또한 상기 제2 방향을 따라서 연장되는 적어도 1개의 슬릿 구멍이 형성되고, 이 슬릿 구멍을 경계로 하여 상기 댐퍼용 강판을 분할했을 때의 각 분할 강판부의 길이 치수가, 각각의 전단 내력이 상승했을 때에 상기 제2 방향을 따른 양단부가 굽힘 항복하도록 설정되고, 이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 1조의 구조체의 상대 변위에 대해, 감쇠 부재인 댐퍼용 강판이 면내 방향으로 전단 변형되도록 배치한 접합 철물에 있어서, 슬릿 구멍으로 분할한 각 분할 강판부의 길이 치수를, 그 전단 내력이 상승했을 때에 양단부가 굽힘 항복하도록 설정하고 있다. 이에 의해, 댐퍼용 강판이 부담하는 응력을 안정화시킬 수 있다. 즉, 각 분할 강판부의 양단부가 굽힘 항복하여 양단부 힌지로 된 응력 상태(소정의 부담 전단력)에서, 부담하는 전단력이 안정되게 된다. 또한, 1개의 접합 철물 중에 복수의 분할 강판부가 병렬 배치됨으로써, 각 부의 굽힘-전단에 관한 응력-변형 관계를 유지한 채, 그 수를 적절하게 변경함으로써 접합 철물로서의 감쇠 효과를 조절할 수 있다. 또한, 각 부의 굽힘 모멘트를 작게 함으로써, 제1 및 제2 연결부 및 그 주변의 구조재의 변형을 억제할 수 있다.

(24) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판이, 항복 내력이 최대 내력에 대해 2/3 이상의 항복 내력비를 갖는 강재 및 항복 내력이 설계용 항복 내력에 대해 ±20％ 이내의 항복 내력 폭을 갖는 강재의, 적어도 한쪽으로 형성되고, 이 댐퍼용 강판의 역학 특성에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 감쇠 부재인 댐퍼용 강판의 역학 특성으로서, 항복 내력비를 2/3 이상으로 설정하거나, 항복 내력 폭을 ±20％ 이내로 설정함으로써, 댐퍼용 강판이 부담하는 응력을 안정화시킬 수 있다.

(25) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판이, 소정의 항복 내력비 및 소정의 항복 내력 폭의 적어도 한쪽을 만족시키도록, 석출 경화 가공되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 소성화 가공을 실시함으로써, 항복 내력비나 항복 내력 폭을 소정치로 설정할 수 있다. 이와 같은 강재를 댐퍼용 강판으로서 사용함으로써, 전단 항복 후의 내력 상승을 억제할 수 있다.

(26) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 댐퍼용 강판이, 미리 초기 위치로부터 상기 제1 방향을 따라서 소정의 변형량만큼 변형시켜, 항복한 상태로부터 상기 초기 위치로 복귀시키는 소성화 가공이 실시된 강판으로 형성되고, 이 소성화 가공에 의해 상기 댐퍼용 강판의 항복 내력비 및 항복 내력 폭의 적어도 한쪽이 소정치로 설정되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

이 경우, 석출 경화 가공을 실시함으로써, 항복 내력비나 항복 내력 폭을 소정치로 설정할 수 있고, 이와 같은 강재를 댐퍼용 강판으로서 사용함으로써, 전단 항복 후의 내력 상승을 억제할 수 있다.

그리고, 접합 철물 주변에 사용되는 일반적인 구조재의 설계 내력이 최대 내력의 2/3 이하이므로, 접합 철물의 항복 내력을 최대 내력의 2/3 이상으로 설정함으로써, 주변의 구조가 최대 내력에 도달하기 전에 접합 철물을 항복시키는 것이 가능해진다. 또한, 마찬가지로, 항복 내력 폭을 ±20％ 이내의 범위로 함으로써, 주변의 구조가 최대 내력에 도달하기 전에 접합 철물을 항복시킬 수 있다.

(27) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 사이에 끼우는 대칭 위치에 배치된 1쌍의 연결용 부재를 포함하고, 상기 댐퍼용 강판이 상기 제1 연결부를 사이에 끼우고 대략 선대칭을 이루도록 1쌍이 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

(28) 상기 (17)에 기재된 접합 철물에서는, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 사이에 끼우는 대략 점대칭 위치에 배치된 1쌍의 연결용 부재를 포함하고, 상기 댐퍼용 강판이 상기 제1 연결부를 사이에 끼우고 대략 점대칭을 이루도록 1쌍이 배치되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

상기 구성에 따르면, 제2 연결부인 연결용 강판이 제1 연결부를 사이에 두고 1조로 대칭 배치되고, 댐퍼용 강판도 제1 연결부를 사이에 두고 1조로 대략 선대칭 또는 대략 점대칭으로 배치된다. 그 결과, 댐퍼용 강판이 변형되었을 때의 응력이 편심되지 않고 좌우 대칭으로 작용하여, 편심에 의한 응력이 발생하지 않거나, 또는 편심에 의한 응력을 극히 작게 할 수 있다. 따라서, 1조의 구조체에 편심 굽힘 모멘트 등의 부하 응력이 작용하기 어렵게 할 수 있고, 부하 응력에 대한 보강 등을 불필요 또는 삭감할 수 있다. 또한, 부하 응력이 발생하지 않음으로써, 접합 철물을 통한 1조의 구조체 사이의 힘의 전달이 원활해져, 댐퍼용 강판에 있어서의 역학적 메커니즘이 명확하게 되고, 감쇠 효과가 확실하고 또한 적절하게 발휘되어, 지진 등에 의한 진동 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.

상기 (1) 등에 기재된 본 발명의 접합 철물을 구비한 건축물에 따르면, 지진 등의 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어, 내진성이 우수한 동시에 경제적인 건축물을 실현할 수 있는 동시에, 접합 철물의 설치 자유도를 향상시켜, 접합 철물 주변 부재의 보강 등도 경감 또는 생략하여 저비용화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 (16) 등에 기재된 본 발명의 접합 철물에 따르면, 지진 등의 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어, 내진성이 우수한 동시에 경제적인 건축물을 실현할 수 있는 동시에, 접합 철물의 설치성이나 메인터넌스성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 접합 철물을 구비한 건축물의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 상기 건축물을 구성하는 내력벽의 분해 사시도이다.
도 3은 상기 내력벽과 건물 기초의 연결 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 상기 연결 구조의 접합 철물을 도시하는 사시도이다.
도 5는 상기 접합 철물의 변형 상태를 도시하는 정면도이다.
도 6은 상기 접합 철물의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 상기 접합 철물의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 접합 철물을 구비한 건축물의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 9는 상기 실시 형태의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 10은 상기 실시 형태의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 접합 철물을 구비한 건축물의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 12a는 상기 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 12b는 상기 실시 형태의 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 12c는 상기 실시 형태의 또 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 접합 철물을 구비한 건축물의 일부를 도시하는 정면도이다.
도 14a는 상기 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 14b는 상기 실시 형태의 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 14c는 상기 실시 형태의 또 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 15는 상기 실시 형태의 또 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 16은 상기 실시 형태의 또 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 17은 상기 실시 형태의 또 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 접합 철물을 도시하는 사시도이다.
도 19는 상기 접합 철물의 정면도이다.
도 20은 상기 접합 철물의 변형 상태를 도시하는 정면도이다.
도 21은 상기 접합 철물의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 접합 철물을 도시하는 정면도이다.
도 23은 상기 접합 철물의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 접합 철물을 도시하는 정면도이다.
도 25는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 접합 철물을 도시하는 정면도이다.
도 26은 상기 접합 철물의 제조 수순을 도시하는 사시도이다.
도 27은 상기 접합 철물의 설치 수순을 도시하는 사시도이다.
도 28은 상기 접합 철물의 상세 구조를 도시하는 부분 확대도이다.
도 29a는 본 발명의 접합 철물의 재하 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 29b는 비교예의 접합 철물의 재하 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 30a는 강재의 굽힘과 전단에 있어서의 응력-변형 관계를 나타내는 그래프이다[인장(굽힘) 항복의 경우].
도 30b는 강재의 굽힘과 전단에 있어서의 응력-변형 관계를 나타내는 그래프이다(순전단의 경우).

〔제1 실시 형태〕

이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 골조벽 공법 건축물(1)의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 2는 골조벽 공법 건축물(1)을 구성하는 내력벽(10)을 도시하는 분해 사시도이다. 도 3은 내력벽(10)과 기초(2)의 연결부를 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 있어서, 골조벽 공법 건축물(1)은 지반(G) 상에 구축된 철근 콘크리트제의 기초(2)와, 이 기초(2) 상에 고정된 건물 본체(3)와, 이 건물 본체(3)의 상부를 덮어서 설치되는 지붕(4)을 구비한 2층의 주택이다.

건물 본체(3)는 각 층에 복수 설치된 내력벽(10)과, 각 층의 바닥 위치에 설치되는 빔(5)과, 도시하지 않은 바닥 패널 등을 갖고, 이들 내력벽(10), 빔(5) 및 바닥 패널을 서로 긴결하여 구성되어 있다. 1층의 내력벽(10)의 하단부는 앵커 볼트(6)를 통해 건물 기초(2)에 긴결되어 있다. 1층의 내력벽(10)의 상단부 및 2층의 내력벽(10)의 상하 단부는 적절한 접합 부재를 통해 빔(5)에 긴결되어 있다. 각 층에는 내력벽(10)이 복수매씩 배치되고, 내력벽(10)끼리의 사이에는 개구부(7)가 형성되어 있다.

내력벽(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 박판 경량형 강(립홈형 강)으로 이루어지는 골조재(11)와, 이 골조재(11)를 4면(four-side) 골조한 한쪽의 면에 접합되는 강제절판으로 이루어지는 면재(12)로 구성되어 있다. 즉, 골조벽 공법 건축물(1)은 내력벽(10)의 골조재(11)가 박판 경량형 강으로 구성되는 동시에, 면재가 강제 절판으로 구성된 스틸 하우스이고, 내력벽(10)의 실외측에 도시하지 않은 단열재나 외장재(사이딩) 등이 설치되어 있다. 내력벽(10)의 실내측에는 내장재 등이 설치되도록 되어 있다.

내력벽(10)의 골조재(11)는 웹(13)과, 이 웹(13)의 양단부에 연속하는 1쌍의 대향면인 플랜지(14)를 갖고, 단면 대략 U자형(또는 C자형)의 중공 형상으로 형성되어 있다. 골조재(11) 중, 양 측단부 테두리에 설치되는 세로의 골조재(11)는 2개의 홈형 강이 웹(13)끼리 접합되어 형성되어 있다. 또한, 면재(12)는 소정의 접합 간격으로 설치된 비스(탭핑 비스)에 의해 골조재(11)에 접합되어 있다. 이 내력벽(10)에서는 비스의 접합 간격이나, 면재(12)의 재질(재료 강도)이나 두께 치수 등을 조절함으로써, 수평 방향 길이당의 항복 전단 내력이 적절하게 설정되어 있다.

1층의 내력벽(10)의 하단부(내력벽의 베이스부)에 있어서의 좌우 양측의 세로의 골조재(11)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 웹(13)과 1쌍의 플랜지(14)로 둘러싸인 중공 내부에 접합 철물(20)이 설치되어 있다. 이 접합 철물(20)은 골조재(11)의 플랜지(14)에 볼트(15)로 고정되는 동시에, 기초(2)로부터 연장되는 앵커 볼트(6)에도 연결되도록 되어 있다. 그리고, 접합 철물(20)은 건축물(1)에 지진 등의 수평력이 입력되었을 때에, 내력벽(10)이 수평력을 부담하여 로킹을 일으켜, 내력벽(10)의 좌우 어느 한쪽의 하단부가 기초(2)로부터 부상하는 방향으로 힘이 작용함으로써, 감쇠 효과를 발휘한다.

즉, 내력벽(10)의 일측으로부터 수평력이 작용한 경우에는, 일측의 세로의 골조재(11) 하단부가 기초(2)로부터 부상하도록 내력벽(10)이 로킹한다. 그러면, 일측의 골조재(11)에 설치한 접합 철물(20)이 앵커 볼트(6)에 끌어당겨져 변형되어, 감쇠 효과를 발휘한다. 이때, 타측의 세로의 골조재(11) 하단부는, 기초(2)의 상면에 적재되어 있으므로 이동량이 극히 작아, 타측의 골조재(11)에 설치한 접합 철물(20)에는 변형이 발생하지 않는다.

다음에, 접합 철물(20)에 대해, 도 4 및 도 5에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 4는 접합 철물(20) 및 앵커 볼트(6)를 도시하는 사시도이다. 도 5는 접합 철물(20)의 변형 상태를 도시하는 정면도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 접합 철물(20)은 골조재(11)의 플랜지(14)에 연결되는 1쌍의 벽 연결부인 벽 연결용 강판(21)과, 이들 1쌍의 벽 연결용 강판(21)의 상부끼리에 걸쳐서 접합되는 상부 보강용 강재(22)와, 1쌍의 벽 연결용 강판(21)의 하부끼리에 걸쳐서 접합되는 하부 보강용 강재(23)를 갖는다. 그리고, 접합 철물(20)은 이들 벽 연결용 강판(21), 상부 및 하부 보강용 강재(22, 23)로 형성된 4면 프레임 형상의 프레임(24)을 구비하여 구성되어 있다. 상부 보강용 강재(22) 및 하부 보강용 강재(23)의 대략 중앙에는 앵커 볼트(6)를 삽입 관통시키기 위한 삽입 관통 구멍(22A, 23A)이 형성되어 있다.

접합 철물(20)의 프레임(24) 내부에는 1쌍의 벽 연결용 강판(21) 사이에 걸쳐서 설치되는 상하 플랜지판(25)과, 1쌍의 벽 연결용 강판(21) 사이의 중앙 위치에서 상하 플랜지판(25)을 연결하는 통 형상 강재(26)와, 통 형상 강재(26)의 좌우로부터 직경 방향으로 연장되는 감쇠 부재인 댐퍼용 강판(27)이 설치되어 있다. 상하 플랜지판(25)은 벽 연결용 강판(21)에 용접 접합되어 있다. 이들 플랜지판(25)의 중앙부에는 앵커 볼트(6)를 삽입 관통시키기 위한 삽입 관통 구멍이 형성되어 있다. 통 형상 강재(26)는 앵커 볼트(6)에 연결되는 앵커 연결부이며, 그 중공 내부에 앵커 볼트(6)를 삽입 관통한 상태로, 상하 플랜지판(25)의 상하로부터 너트(28)를 체결함으로써 앵커 볼트(6)가 연결된다.

1쌍의 댐퍼용 강판(27)은 직사각 형상의 강판으로 구성되어, 각각 외측의 측단부 테두리가 벽 연결용 강판(21)의 내면에 용접 접합되고, 내측의 측단부 테두리가 통 형상 강재(26)의 주위면에 용접 접합되고, 상하 단부 테두리가 상하 플랜지판(25)에 용접 접합되어 있다. 1쌍의 댐퍼용 강판(27)은 앵커 볼트(6)의 축선에 대해 대략 선대칭으로 배치되어 있다. 접합 철물(20)은, 도 5에 도시한 바와 같이 내력벽(10)이 로킹하여 골조재(11)가 부상했을 때에, 골조재(11)와 함께 프레임(24)이 상방으로 이동하고, 앵커 볼트(6)에 의해 통 형상 강재(26)가 하방으로 끌어당겨져, 그 결과, 1쌍의 댐퍼용 강판(27)이 전단 변형된다. 그리고, 전단 변형된 댐퍼용 강판(27)이 소정의 전단 내력으로 전단 항복하고, 이와 같은 전단 변형-내력 관계의 소정의 이력 루프를 그려서 반복 변형함으로써, 에너지를 흡수한다. 즉, 댐퍼용 강판(27)의 이력 흡수 에너지에 따른 감쇠 효과(이력 감쇠)가 발휘된다.

또한, 내력벽(10)에 설치하는 접합 철물로서는, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 이하의 도 6 및 도 7에 도시하는 접합 철물(30, 40)과 같은 구성을 채용해도 좋다.

도 6 및 도 7은 각각 본 실시 형태의 변형예에 관한 접합 철물(30, 40)을 도시하는 사시도 및 분해 사시도이다.

도 6에 도시하는 접합 철물(30)은 접합 철물(20)과 대략 동일한 벽 연결용 강판(31), 상부 보강용 강재(32), 하부 보강용 강재(33)로 이루어지는 프레임(34)을 구비하고 있다. 상부 보강용 강재(32) 및 하부 보강용 강재(33)의 대략 중앙에는 상기 앵커 볼트(6)를 삽입 관통시키기 위한 삽입 관통 구멍(32A, 33A)이 형성되어 있다.

접합 철물(30)의 프레임(34) 내부에는 1쌍의 벽 연결용 강판(31) 사이에 걸쳐서 설치되는 전후 1쌍의 댐퍼용 강판(37)과, 이들 1쌍의 댐퍼용 강판(37) 사이에 위치하는 통 형상 강재(36)가 설치되어 있다. 통 형상 강재(36)는 앵커 볼트(6)에 연결되는 앵커 연결부이며, 그 중공 내부에 앵커 볼트(6)를 삽입 관통한 상태로, 상하로부터 너트(28)를 체결함으로써, 앵커 볼트(6)가 연결된다. 댐퍼용 강판(37)은 단면 대략 U자형으로 형성되고, 그 양단부가 벽 연결용 강판(31)에 용접 접합(플레어 용접)되는 동시에, 그 중앙의 슬릿(37A)을 통해 통 형상 강재(36)에 용접 접합(슬롯 용접)되어 있다. 즉, 댐퍼용 강판(37)은 통 형상 강재(36)의 주위면을 따라서 접선 방향으로 연장되어 접합되어, 1쌍의 벽 연결용 강판(31)의 각각과 통 형상 강재(36) 사이에 2매씩 배치되어 있다.

한편, 도 7에 도시하는 접합 철물(40)은 상기 프레임(24, 34)을 구비하고 있지 않다. 이 접합 철물(40)은 앵커 연결부로서 상하 1쌍으로 설치되는 상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)와, 전후 1쌍으로 서로 대향하여 대략 평행하게 연장되는 2매의 댐퍼용 강판(47)을 갖는다. 상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)는 2매의 댐퍼용 강판(47)의 상단부 테두리끼리 및 하단부 테두리끼리를 각각 연결하는 것으로, 앵커 볼트(6)를 삽입 관통시키기 위한 삽입 관통 구멍(45A, 46A)이 형성되어 있다.

상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)에는 상하로부터 너트(48)를 체결함으로써, 앵커 볼트(6)가 연결되는 동시에, 좌우 양단부에 절곡 형성된 고정편부(45B, 46B)를 통해 골조재(11)의 플랜지(14)에 볼트 접합된다. 댐퍼용 강판(47)은 단면 대략 U자형으로 형성되고, 그 양단부에 절곡 형성된 고정편부(47A)가, 상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)의 고정편부(45B, 46B)와 함께, 골조재(11)의 플랜지(14)에 볼트 접합된다. 즉, 고정편부(45B, 46B) 및 고정편부(47A)에 의해, 접합 철물(40)에 있어서의 벽 연결부가 구성되어 있다.

댐퍼용 강판(47)의 내측에는 각각 상하로 연장되는 1쌍의 리브(47B)가 형성되고, 이들 리브(47B)로 둘러싸인 내부에, 앵커 볼트(6)를 삽입 관통할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)에는 리브(47B)에 대응한 위치에 각 4개씩의 절결부(45C, 46C)가 형성되어 있다. 이들 절결부(45C, 46C)는 접합 철물(40)이 변형될 때에, 댐퍼용 강판(47)의 전단 변형을 구속하지 않는다. 댐퍼용 강판(47)은 고정편부(47A)와 리브(47B) 사이에 위치하는 판형상의 부분이 전단 변형되어, 감쇠 효과를 발휘한다.

이상 설명의 본 실시 형태에 따르면, 다음에 나타내는 바와 같은 각종 작용 효과가 얻어진다.

즉, 본 실시 형태에서는, 골조벽 공법 건축물(1)의 내력벽(10)의 내력벽의 베이스부에, 건물 기초(2)와 연결되는 접합 철물(20, 30, 40)을 설치하였다. 그 결과, 지진 등의 수평력이 건축물(1)에 작용했을 때에, 내력벽(10)이 로킹하여 접합 철물(20, 30, 40)의 댐퍼용 강판(27, 37, 47)이 변형됨으로써 감쇠 효과가 발휘된다. 따라서, 접합 철물(20, 30, 40)의 감쇠 효과에 따른 에너지 흡수를 행하여, 건축물(1)의 진동을 억제할 수 있고, 내진 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 내력벽(10)에 있어서 소정의 전단력을 부담한 상태에서의 로킹에 대해, 댐퍼용 강판(27, 37, 47)이 전단 항복하는 설정으로 해 둠으로써, 내력벽(10)의 부담 전단력이 과대로 되지 않는다. 또한, 댐퍼용 강판(27, 37, 47)의 항복에 의해 건축물(1)의 진동 주기가 장주기화되므로, 지진의 입력 에너지 자체를 억제할 수 있어, 경제적인 건축물(1)의 설계가 가능해진다.

또한, 접합 철물(20, 30, 40)에서는 벽 연결부[벽 연결용 강판(21, 31), 고정편부(45B, 46B, 47A)]가 좌우 1쌍으로 배치되고, 감쇠 부재[댐퍼용 강판(27, 37, 47)]가 앵커 볼트(6)의 축선에 대해 대략 선대칭으로 배치되어 있다. 그 결과, 감쇠 효과를 발휘할 때의 편심에 의한 부하 응력의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 내력벽(10)의 내력벽의 베이스부[골조재(11)]에 작용하는 편심 굽힘 모멘트 등의 부하 응력에 대한 보강 등이 불필요하거나, 혹은 보강의 정도를 최소한으로 할 수 있어, 내력벽(10)의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 부하 응력이 발생하지 않음으로써, 접합 철물(20, 30, 40)을 통한 앵커 볼트(6)와 내력벽(10) 사이의 힘의 전달이 원활해진다. 그 결과, 댐퍼용 강판(27, 37, 47)에 있어서의 역학적 메커니즘이 명확해져, 감쇠 효과가 확실하고 또한 적절하게 발휘되어, 지진 등에 의한 진동 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.

또한, 벽 연결부[벽 연결용 강판(21, 31), 고정편부(45B, 46B, 47A)]를 내력벽(10)의 골조재(11)에 연결하고, 앵커 연결부[통 형상 강재(26, 36), 상단부 테두리 연결 부재(45) 및 하단부 테두리 연결 부재(46)]를 앵커 볼트(6)에 연결함으로써, 접합 철물(20, 30, 40)을 통해 내력벽(10)과 건물 기초(2)가 연결되어 있다. 이 구성에 따르면, 내력벽(10)이나 건물 기초(2)에 통상의 구조를 사용할 수 있다. 그리고, 접합 철물(20, 30, 40) 내에 댐퍼용 강판(27, 37, 47)이 배치되어 있으므로, 댐퍼용 강판(27, 37, 47) 자체를 직접적으로 내력벽(10)에 용접할 필요가 없다. 그로 인해, 내력벽(10)이나 접합 철물(20, 30, 40)의 제조나 설치 작업을 용이하게 할 수 있어, 시공성을 향상시킬 수 있다. 또한, 접합 철물(20, 30, 40)을 내력벽(10)으로부터 제거하는 것도 용이하게 할 수 있어, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

접합 철물(20, 30)에서는 1쌍의 벽 연결용 강판(21, 31)을 상부 보강용 강재(22, 32) 및 하부 보강용 강재(23, 33)로 연결하여 프레임(24, 34)을 형성하고, 그 내부에 댐퍼용 강판(27, 37) 및 통 형상 강재(26, 36)를 배치한 구성을 채용하고 있다. 이 구성에 따르면, 댐퍼용 강판(27, 37)으로부터의 감쇠 효과가 벽 연결용 강판(21, 31)에 작용했을 때에, 벽 연결용 강판(21, 31)의 변형 등을 방지할 수 있다. 또한, 상부 보강용 강재(22, 32) 및 하부 보강용 강재(23, 33)에 형성한 삽입 관통 구멍(22A, 23A, 32A, 33A)에 앵커 볼트(6)를 삽입 관통함으로써, 앵커 볼트(6)와 프레임(24, 34)의 편심을 없앨 수 있다. 그 결과, 편심에 의한 부하 응력의 발생을 방지할 수 있으므로, 댐퍼용 강판(27, 37)의 감쇠 효과를 적절하게 내력벽(10) 및 건물 기초(2)로 전달할 수 있다.

〔제2 실시 형태〕

이하, 본 발명의 제2 실시 형태를 도 8 내지 도 10에 기초하여 설명한다.

도 8 내지 도 10은 각각 본 실시 형태에 관한 접합 철물을 가진 건축물의 일부를 도시하는 사시도이다.

이들 도 8 내지 도 10에 있어서, 접합 철물(50)은 건물 기초(2) 상에 설치되는 기둥(51)에 있어서의 주각부에 설치되고, 기둥(51)의 로킹 또는 부상에 의해 감쇠 효과를 발휘하도록 구성되어 있다. 접합 철물(50)은 상기 제1 실시 형태의 각 접합 철물(20, 30, 40)과 대략 동일한 구성을 구비하여, 건물 기초(2)에 고정되어 상방으로 연장되는 앵커 부재인 앵커 볼트(6)에 연결되는 제1 연결부인 통 형상 강재(52)와, 기둥(51)에 연결되는 제2 연결부인 고정편부(53)와, 통 형상 강재(52)와 고정편부(53)에 걸쳐서 접합되는 감쇠 부재인 1쌍의 댐퍼용 강판(54)을 구비하여 구성되어 있다.

도 8에 도시하는 기둥(51)은 각형 강관으로 구성되어, 그 4면 각 면에 각각 1쌍의 브래킷(55)이 돌출되어 고정되어 있다. 이들 1쌍의 브래킷(55) 사이에는 접합 철물(50)이 고정되어 있다. 도 9에 도시하는 기둥(51)은 원형 강관으로 구성되어, 그 외주면의 4개소에 각각 1쌍의 브래킷(55)이 돌출되어 고정되어 있다. 이들 1쌍의 브래킷(55) 사이에는 접합 철물(50)이 고정되어 있다. 도 10에 도시하는 기둥(51)은 H형강으로 구성되어, 그 웹(56)을 사이에 둔 2개소에 있어서 1쌍의 플랜지(57) 사이에 걸쳐서 접합 철물(50)이 고정되어 있다. 이 접합 철물(50)에서는, 기둥(51)이 로킹하거나 건물 기초(2)로부터 부상했을 때에, 기둥(51)과 일체 이동하는 고정편부(53)와, 앵커 볼트(6)로 이동이 구속된 통 형상 강재(52)의 상대 변위에 수반하여 댐퍼용 강판(54)이 변형되고, 이 댐퍼용 강판(54)의 변형에 의해 감쇠 효과를 발휘한다.

〔제3 실시 형태〕

이하, 본 발명의 제3 실시 형태를 도 11 및 도 12a 내지 도 12c에 기초하여 설명한다.

도 11은 본 실시 형태에 관한 접합 철물을 가진 건축물의 일부를 도시하는 사시도이다.

도 11에 있어서, 접합 철물(60)은 건축물의 기둥(61)과 빔(62)이 접합되는 기둥 빔 접합부(63)에 있어서, 빔(62)의 단부에 설치되어, 빔(62)의 굽힘에 의한 상하 플랜지(64)의 신축에 의해 감쇠 효과를 발휘한다. 접합 철물(60)은 상기 제1, 제2 실시 형태의 각 접합 철물(20, 30, 40, 50)과 대략 동일한 구성을 구비하고, 기둥(61) 또는 기둥(61)을 사이에 두고 대향한 빔(62) 단부에 고정된 앵커 부재인 앵커 볼트(6)에 연결되는 제1 연결부인 통 형상 강재(65)와, 빔(62) 단부에 연결되는 제2 연결부인 고정편부(66)와, 통 형상 강재(65)와 고정편부(66) 사이를 연결하는 감쇠 부재인 1쌍의 댐퍼용 강판(67)을 구비하고 있다.

기둥(61)은 각형 강관으로 구성되고, 빔(62)은 H형강으로 구성되고, 이 빔(62)의 상하 플랜지(64) 외면에 각각 1쌍의 브래킷(68)이 돌출되어 고정되고, 이들 1쌍의 브래킷(68) 사이에 접합 철물(60)이 고정되어 있다. 앵커 볼트(6)는 기둥(61)을 관통하여 좌우 접합 철물(60)에 걸쳐서 설치되고, 좌우 접합 철물(60)의 통 형상 강재(65)에 고정되어 있다. 이 접합 철물(60)에서는 빔(62)이 굽힘 변형되었을 때에, 빔(62)의 상하 플랜지(64)와 일체 이동하는 고정편부(66)와, 앵커 볼트(6)로 이동이 구속된 통 형상 강재(65)의 상대 변위에 수반하여 댐퍼용 강판(67)이 변형되고, 이 댐퍼용 강판(67)의 변형에 의해 감쇠 효과를 발휘한다.

도 12a 내지 도 12c는 본 실시 형태의 건축물의 일부를 도시하는 정면도로, 도 12a는 도 11과 동일한 기둥 빔 접합부를 도시하는 정면도이고, 도 12b 및 도 12c는 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.

도 12b에 도시한 바와 같이, 접합 철물(60)은 빔(62)의 단부 하단부면(하부 플랜지)에만 설치되어 있고, 바닥 슬래브(62A)가 설치되는 빔(62)의 상단부면에는 접합 철물(60)이 설치되어 있지 않다.

도 12c에 도시한 바와 같이, 접합 철물(60)은 빔(62)의 단부 상단부면(상부 플랜지)에만 설치되어 있고, 기둥(61)에 연결 부재(62B)로 접합되는 빔(62)의 하단부면에는 접합 철물(60)이 설치되어 있지 않다.

즉, 본 실시 형태에서는, 접합 철물(60)은 빔(62)의 상하 단부면(상부 플랜지 및 하부 플랜지) 중 적어도 어느 한쪽에 설치되어 있으면 좋다.

〔제4 실시 형태〕

이하, 본 발명의 제4 실시 형태를 도 13 및 도 14a 내지 도 14c에 기초하여 설명한다.

도 13은 본 실시 형태에 관한 접합 철물을 가진 건축물의 일부를 도시하는 정면도이다.

도 13에 도시한 바와 같이, 접합 철물(70)은 건축물의 기둥(71)과 빔(72)으로 둘러싸인 내부에 있어서, 좌우 기둥(71) 사이이고 또한 상하층의 빔(72) 사이에 비스듬히 걸쳐지는 브레이스(73)를 분할한 브레이스 접합부(74)에 설치되고, 브레이스(73)의 신축에 의해 감쇠 효과를 발휘하도록 구성되어 있다. 접합 철물(70)은 상기 제1 내지 제3 실시 형태의 각 접합 철물(20, 30, 40, 50, 60)과 대략 동일한 구성을 구비하고, 분할된 브레이스 접합부(74)의 한쪽에 연결되는 제2 연결부와, 분할된 브레이스 접합부(74)의 남은 한쪽에 고정된 앵커 부재인 앵커 볼트(6)에 연결되는 제1 연결부와, 이들 제1 연결부와 제2 연결부 사이를 연결하는 감쇠 부재를 구비하여 구성되어 있다.

한쪽 및 다른 쪽의 브레이스(73)는 각각 H형강으로 구성되어, 한쪽의 브레이스(73)(도 13 중의 우측 상방으로 설치된 브레이스)는 그 플랜지가 기둥(71) 및 빔(72)의 구면(構面)에 평행하게 배치되고, 다른 쪽의 브레이스(73)(도 13 중의 우측 하방으로 설치된 브레이스)는 그 웹이 기둥(71) 및 빔(72)의 구면에 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 브레이스(73)의 1쌍의 플랜지 사이에 걸쳐서 접합 철물(70)이 고정되고, 즉 한쪽 및 다른 쪽의 브레이스(73)에 있어서, 서로의 접합 철물(70)이 교차하는 방향으로 설치되어 있다. 또한, 앵커 볼트(6)는 분할된 브레이스 접합부(74)에 걸쳐서 1쌍의 접합 철물(70)의 제1 연결부끼리를 연결한다. 또한, 한쪽 및 다른 쪽의 브레이스(73)에 설치되는 앵커 볼트(6)끼리는 서로 간섭하지 않는 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 이 접합 철물(70)에서는 브레이스(73)가 신축 변형되었을 때에, 분할된 브레이스(73)의 한쪽과 일체 이동하는 제2 연결부와, 앵커 볼트(6)로 이동이 구속된 제1 연결부의 상대 변위에 수반하여 감쇠 부재가 변형되고, 이 감쇠 부재의 변형에 의해 감쇠 효과를 발휘하도록 되어 있다.

도 14a 내지 도 14c는 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.

도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 브레이스는 기둥(71)과 빔(72)으로 둘러싸인 내부에 있어서 V자형으로 1쌍으로 배치되어 있다. 이들 1쌍의 브레이스의 각각에는 접합 철물(70)이 설치되어 있다. 도 14a의 예에서는 1쌍의 브레이스의 교차 위치가 기둥(71)의 중간부에 설치되고, 도 14b의 예에서는 1쌍의 브레이스의 교차 위치가 빔(72)의 중간부에 설치되어 있다.

도 14c에 도시한 바와 같이, 브레이스는 빔(72)으로부터 경사 상방으로 연장되고 또한 기둥(71)을 그 하방으로부터 지지하도록, 좌우 대칭으로 배치되어 있다. 이들 브레이스의 각각에는 접합 철물(70)이 설치되어 있다.

즉, 본 실시 형태에 있어서, 브레이스의 가설 형태는 X자형(counterbrace, X-type brace)으로 한정되지 않고, 종횡의 V자형(V-type brace)이나 /자형(standardbrace), 혹은 앵글 브레이스(anglebrace)의 어느 것이라도 좋다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 2층의 주택인 골조벽 공법 건축물(1)에 본 발명의 접합 철물(20, 30, 40)을 설치하는 것으로 하였지만, 건축물로서는, 3층 이상의 것이라도 좋고, 또한 건축물의 용도도 주택으로 한정되지 않는다. 또한, 골조벽 공법 건축물(1)로서, 내력벽(10)의 골조재(11)가 박판 경량형 강으로 구성된 스틸 하우스에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 내력벽(10)의 골조재(11)가 목질 재료로 구성된 투 바이 포 구조 건축물이라도 좋다. 또한, 내력벽(10)의 면재(12)로서는, 강제 절판으로 한정되지 않고, 구조용 합판이나 시멘트 성형판이나 석고 보드 등의 각종 판재가 사용 가능하다.

또한, 접합 철물(20, 30, 40, 50, 60, 70)의 각 부재를 구성하는 강재로서는, 임의의 각종 강재(건축 구조용 강재나 기계 구조용 강재)가 이용 가능하다. 그러나, 항복 후의 이력 감쇠를 발휘시키는 댐퍼용 강판(27, 37, 47, 54, 67)에 사용하는 강재로서는, 변형 성능이 우수한 저항복점 강 등을 채용하는 것이 바람직하다. 단, 감쇠 부재로서는, 강재로 이루어지는 댐퍼용 강판(27, 37, 47, 54, 67)으로 한정되지 않고, 납 등으로 형성되어 점성 감쇠를 발휘하는 것이나, 각종 수지 재료나 점탄성 재료로 형성된 것 등, 변형에 의해 감쇠 효과를 발휘하는 것이면, 재질은 한정되지 않는다.

또한, 댐퍼용 강판과 같이 탄소성 변형 성능을 구비하고 있는 감쇠 부재의 경우에는, 지진의 규모에 따라서 우수한 효과를 발휘한다. 예를 들어, 진도가 작은 지진 시에는 부재에 가해지는 응력은 항복 응력 이하, 즉 탄성 변형만이 발생하여 건축물 및 감쇠 부재에 손상을 부여하지 않는다. 한편, 거대 지진 시에는 감쇠 부재가 충분히 소성 변형되어, 진동 에너지를 흡수함으로써, 건축물의 손상을 최소한으로 멈출 수 있다.

이에 대해, 각종 스프링과 같은 탄성 변형 재료를 감쇠 부재로서 사용한 경우에는, 거대 지진 시에 에너지를 흡수하지 않고, 진폭이 장시간 계속되어 건축물에 손상을 부여할 우려가 있다.

또한, 오일 댐퍼와 같은 점성체를 감쇠 부재로서 사용한 경우에는, 감쇠 성능이 진폭 속도 혹은 온도에 의존하므로, 다양한 종류의 지진에 대해, 안정된 감쇠 성능이 얻어지지 않는 결점이 있다.

이상의 이유로, 탄소성 변형 성능을 구비하는 댐퍼 강판이, 감쇠 부재로서 매우 바람직하다.

또한, 상기 제1 실시 형태에서는 내력벽(10)의 베이스부와 건물 기초(2)의 앵커 볼트(6)를 연결하도록 접합 철물(20)을 설치하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 15에 도시한 바와 같이 상하층에 설치되는 내력벽(10)끼리를 접합 철물(80) 및 앵커 볼트(6)로 연결해도 좋다.

또한, 상하층의 내력벽(10)끼리를 연결하는 구조로 한정되지 않고, 도 16에 도시한 바와 같이 내력벽(10)과, 이것에 인접하는 요벽(spandrel wall)(9A)이나 수직벽(vertical wall)(9B)을 접합 철물(80) 및 앵커 볼트(6)로 연결해도 좋다.

또한, 내력벽(10)으로서는, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 골조재(11)와, 이 골조재(11)에 접합되는 면재(12)를 가진 것으로 한정되지 않고, 도 17에 도시한 바와 같이 골조재(11)의 내부에 브레이스재(16)가 설치된 내력벽(10A)이라도 좋다.

그 밖에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은 이상의 기재에 개시되어 있지만, 본 발명은 이들로만 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시 형태에 관하여 특별히 도시되고, 또한 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하지 않고, 이상 서술한 실시 형태에 대해, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어서, 당업자가 다양한 변형을 추가할 수 있다.

따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 예시적으로 기재한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 혹은 전부의 한정을 벗어난 부재의 명칭에 의한 기재는 본 발명에 포함된다.

〔제5 실시 형태〕

도 18은 접합 철물(120)을 도시하는 사시도이다. 도 19는 접합 철물(120)의 설치 상태를 도시하는 정면도이다. 도 20은 접합 철물(120)의 변형 상태를 도시하는 정면도이다.

도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 접합 철물(120)은 주변의 구조재(골조재; 110)에 연결되는 1쌍의 제2 연결부인 연결용 강판(121)과, 이들 1쌍의 연결용 강판(121)의 상부끼리 사이를 연결하는 상부 보강용 강재(122)와, 1쌍의 연결용 강판(121)의 하부끼리 사이를 연결하는 하부 보강용 강재(123)를 갖는다. 따라서, 접합 철물(120)은 연결용 강판(121), 상부 및 하부 보강용 강재(122, 123)로 형성된 4면 프레임 형상의 프레임(124)을 구비하고 있다. 상부 보강용 강재(122) 및 하부 보강용 강재(123)의 대략 중앙에는 앵커 볼트(106)를 삽입 관통시키기 위한 삽입 관통 구멍(122A, 123A)이 형성되어 있다.

접합 철물(120)의 프레임(124) 내부에는 1쌍의 연결용 강판(121) 사이의 중앙 위치에 설치되는 통 형상 강재(125)와, 1쌍의 연결용 강판(121) 사이에 걸쳐서 통 형상 강재(125)를 사이에 끼우도록 설치되는 전후 1쌍의 댐퍼용 강판(126)이 설치되어 있다. 통 형상 강재(125)는 앵커 볼트(106)에 연결되는 제1 연결부이며, 그 중공 내부에 앵커 볼트(106)를 삽입 관통한 상태에서, 상하로부터 너트(127)를 체결함으로써 앵커 볼트(106)가 연결된다.

댐퍼용 강판(126)은 단면 대략 U자형으로 형성되고, 그 양단부가 연결용 강판(121)에 용접 접합(플레어 용접)되는 동시에, 그 중앙의 슬릿(126A)을 통해 통 형상 강재(125)에 용접 접합(슬롯 용접)되어 있다. 즉, 댐퍼용 강판(126)은 통 형상 강재(125)의 주위면을 따라서 접선 방향으로 연장되어 접합되고, 1쌍의 연결용 강판(121)의 각각과 통 형상 강재(125) 사이에 2매씩 합계 4매가, 앵커 볼트(106)의 축선에 대해 대략 선대칭으로 배치되어 있다.

이 접합 철물(120)에 있어서, 1쌍의 연결용 강판(121)과 통 형상 강재(125)는 앵커 볼트(106)의 축선 방향(즉, 상하 방향인 동시에, 1쌍의 구조체 사이에 발생하는 상대 변위의 방향인 제1 방향)과 대략 직교하여 서로 대향 배치되어 있다. 연결용 강판(121)과 통 형상 강재(125) 사이에 있어서, 댐퍼용 강판(126)의 상하 단부 테두리(제2 방향을 따른 양단부 테두리)에는 연결용 강판(121)측 및 통 형상 강재(125)측의 양단부로부터 중앙부를 향해 경사진 경사부(126B)가 형성되어 있다. 즉, 댐퍼용 강판(126)에 있어서의 연직 상하 방향의 길이 치수는 연결용 강판(121)측 및 통 형상 강재(125)측의 양단부보다도 중앙부가 짧게 되어 있다.

접합 철물(120)은, 도 20에 도시한 바와 같이 주변의 구조재(110)와 함께 프레임(124)이 상방으로 이동하고, 앵커 볼트(106)에 의해 통 형상 강재(125)가 하방으로 끌어당겨짐으로써, 1쌍의 댐퍼용 강판(126)이 전단 변형된다. 그때, 전단 변형된 댐퍼용 강판(126)이 소정의 전단 내력으로 전단 항복하도록 되어 있다. 이때, 댐퍼용 강판(126)의 전단 내력은 연결용 강판(121) 및 통 형상 강재(125)의 중앙부의 길이 치수로 결정되어, 이 전단 내력이 상승했을 때에는 연결용 강판(121)측 및 통 형상 강재(125)측의 양단부가 굽힘 항복하도록 양단부의 길이 치수가 설정되어 있다. 따라서, 지진과 같은 반복 하중을 받은 경우에는, 댐퍼용 강판(126)의 중앙부의 전단 내력이 상승하기 시작하면, 양단부가 굽힘 항복하여 양단부 힌지 상태로 된다. 그리고, 이 양단부 힌지 상태에 있어서의 부담 전단력을 대략 상한 내력으로 한 이력 루프를 그려서 변형하게 된다. 이와 같은 이력 루프를 그림으로써, 댐퍼용 강판(126)은 이력 흡수 에너지에 따른 감쇠 효과(이력 감쇠)를 발휘할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 접합 철물로서는, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 도 21에 도시하는 접합 철물(130)과 동일한 구성이라도 좋다.

도 21은 본 실시 형태의 변형예에 관한 접합 철물(130)을 도시하는 정면도이다.

접합 철물(130)은 접합 철물(120)과 대략 동일한 연결용 강판(131), 상부 보강용 강재(132), 하부 보강용 강재(133)로 이루어지는 프레임(134)과, 통 형상 강재(135)와, 댐퍼용 강판(136)을 구비하고 있다. 접합 철물(130)은 연결용 강판(131)이 골조재(110)에 볼트로 고정되는 동시에, 통 형상 강재(135)의 상하로부터 너트(137)를 체결함으로써 앵커 볼트(106)에 연결된다.

이 접합 철물(130)에서는 댐퍼용 강판(136)의 상하 단부 테두리에, 연결용 강판(131)측 및 통 형상 강재(135)측의 양단부로부터 중앙부를 향해 경사진 경사부(136B)가 형성되는 동시에, 그 상하 방향 중간 위치에, 대략 마름모형 형상의 절결 구멍(136C)이 형성되어 있다. 이 절결 구멍(136C)은 그 마름모형의 한쪽의 대각선이 상하 방향(제1 방향)에 평행하고, 또한 다른 쪽의 대각선이 좌우 방향(제2 방향)으로 평행하게 설치되는 동시에, 각 변의 경사 각도가 경사부(136B)와 대략 동일 각도로 되도록 형성되어 있다. 즉, 접합 철물(130)의 댐퍼용 강판(136)은 절결 구멍(136C)에 의해 상하로 분할되어 있다. 이들 분할된 각 부는, 전술한 댐퍼용 강판(126)과 마찬가지로, 굽힘-전단 항복함으로써 감쇠 효과를 발휘한다. 또한, 접합 철물(130)은 절결 구멍(136C)이 상하 방향으로 1개만 설치된 것으로 한정되지 않고, 2개 이상의 절결 구멍(136C)이 상하 방향으로 배열되어 설치되어 있어도 좋다.

즉, 접합 철물(120, 130)에서는, 댐퍼용 강판(126, 136)이 굽힘-전단 항복하는 형상을 채용하고 있다. 그 결과, 이들 댐퍼용 강판(126, 136)이 전단 항복한 후에 반복 하중을 받아도, 그 전단 내력의 상승을 억제할 수 있어, 설계용 전단 내력을 초과한 응력이 발생하지 않는다. 따라서, 접합 철물(120, 130)의 연결용 강판(121, 131)이나 주변의 구조재(110)에 작용하는 응력이 설계치를 초과하지 않아, 그들 각 부의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 댐퍼용 강판(126, 136)의 강성의 상승을 억제할 수도 있으므로, 지진 등의 입력 에너지가 증대되지 않고, 댐퍼용 강판(126, 136)의 감쇠 효과(에너지 흡수)에 의해 설계상, 기대한 진동 억제 효과가 얻어진다.

또한, 접합 철물(120, 130)은 연결용 강판(121, 131)이 좌우 1쌍으로 배치되고, 감쇠 부재[댐퍼용 강판(126, 136)]가 앵커 볼트(106)의 축선에 대해 대략 선대칭으로 배치되어 있다. 그 결과, 감쇠 효과를 발휘할 때의 편심에 의한 부하 응력의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 부하 응력이 발생하지 않음으로써, 댐퍼용 강판(126, 136)에 있어서의 역학적 메커니즘이 명확하게 되어, 감쇠 효과가 확실하고 또한 적절하게 발휘되어, 지진 등에 의한 진동 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.

또한, 접합 철물(120, 130) 내에 댐퍼용 강판(126, 136)이 배치되어 있으므로, 댐퍼용 강판(126, 136) 자체를 직접적으로 주변의 구조재(110)에 용접할 필요가 없다. 그로 인해, 접합 철물(120, 130)의 설치 작업을 용이하게 할 수 있어, 시공성을 향상시킬 수 있다. 또한, 접합 철물(120, 130)을 주변의 구조재(110)로부터 제거하는 것도 용이하게 할 수 있어, 지진 후의 점검이나 교환 등의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.

또한, 접합 철물(120, 130)에서는 1쌍의 연결용 강판(121, 131)을 상부 보강용 강재(122, 132) 및 하부 보강용 강재(123, 133)로 연결하여 프레임(124, 134)을 형성하고, 그 내부에 댐퍼용 강판(126, 136) 및 통 형상 강재(125, 135)를 배치하고 있다. 이와 같은 구성을 채용하고 있으므로, 댐퍼용 강판(126, 136)으로부터의 굽힘 모멘트가 연결용 강판(121, 131)에 작용했을 때에, 연결용 강판(121, 131)의 변형 등을 방지할 수 있다. 또한, 상부 보강용 강재(122, 132) 및 하부 보강용 강재(123, 133)에 형성한 삽입 관통 구멍(122A, 123A)에 앵커 볼트(106)를 삽입 관통시킴으로써, 앵커 볼트(106)와 프레임(124, 134)의 편심을 없앨 수 있다. 그 결과, 편심에 의한 부하 응력의 발생을 방지할 수 있으므로, 댐퍼용 강판(126, 136)의 감쇠 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 댐퍼용 강판(136)에 경사부(136B) 및 절결 구멍(136C)을 형성하였지만, 이들 대신에(또는 이들 구성과 함께), 댐퍼용 강판(136) 자체의 판 두께를, 그 폭 방향 중앙 위치에서 다른 개소보다도 얇게 하는 구성도 채용 가능하다. 이 경우에도, 본 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

〔제6 실시 형태〕

다음에, 본 발명의 제6 실시 형태의 접합 철물(140, 140A)에 대해, 도 22 및 도 23에 기초하여 설명한다.

도 22 및 도 23은 각각 본 실시 형태의 접합 철물(140, 140A)을 도시하는 정면도이다.

접합 철물(140, 140A)은 상기 접합 철물(120)과 대략 동일한 연결용 강판(141), 상부 보강용 강재(142), 하부 보강용 강재(143)로 이루어지는 프레임(144)과, 통 형상 강재(145)와, 댐퍼용 강판(146)을 구비하고 있다. 이들 접합 철물(140, 140A)은 연결용 강판(141)이 주변의 구조재(110)에 볼트로 고정되는 동시에, 통 형상 강재(145)의 상하로부터 너트(147)를 체결함으로써, 앵커 볼트(106)에 연결된다.

이들 접합 철물(140, 140A)에 있어서, 댐퍼용 강판(146)은 전체 직사각형판 형상으로 형성되어, 1쌍의 연결용 강판(141)에 용접 접합(플레어 용접)되는 동시에, 그 중앙의 슬릿(146A)을 통해 통 형상 강재(145)에 용접 접합(슬롯 용접)되어 있다. 이 댐퍼용 강판(146)에는 연결용 강판(141)과 통 형상 강재(145) 사이에 있어서, 좌우 방향(제2 방향)으로 연장되어 이 댐퍼용 강판(146)을 관통하는 복수의 슬릿 구멍(146B)이 형성되어 있다. 이들 슬릿 구멍(146B)으로 분할된 댐퍼용 강판(146)의 각 분할 강판부(146C)는 상하에 인접하여 설치되어 있다. 이들 분할 강판부(146C)의 연직 상하 방향의 길이 치수는 서로 동일하게 설정되어 있고, 각각의 분할 강판부(146C)가 전단 항복하여 반복 하중에 의해 전단 내력이 상승했을 때에, 분할 강판부(146C)에 있어서의 연결용 강판(141)측 및 통 형상 강재(145)측의 양단부가 굽힘 항복하도록 설정되어 있다.

이들 접합 철물(140, 140A)에서는, 각 분할 강판부(146C)가 굽힘-전단 항복함으로써 감쇠 효과를 발휘한다. 그때, 각 분할 강판부(146C)는 양단부가 굽힘 항복하여 양단부 힌지 상태로 되고, 이 양단부 힌지 상태에 있어서의 부담 전단력을 대략 상한 내력으로 한 이력 루프를 그려서 변형하게 된다. 또한, 접합 철물(140)과 접합 철물(140A)에서는 댐퍼용 강판(146)의 높이 치수가 상이하고, 분할 강판부(146C)의 수가 다르지만, 각 분할 강판부(146C)의 형태(길이 치수와 길이 치수의 관계)는 동일하게 되어 있다. 즉, 접합 철물(140A)의 쪽이 댐퍼용 강판(146) 전체적으로의 부담 전단력(감쇠 효과)이 크게 설정되어 있지만, 이들 접합 철물(140, 140A)에 있어서, 각 분할 강판부(146C)의 굽힘-전단의 항복 특성은 공통으로 되어 있다. 따라서, 접합 철물(140, 140A)에 따르면, 상기 제5 실시 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.

〔제7 실시 형태〕

다음에, 본 발명의 제7 실시 형태의 접합 철물(150)에 대해, 도 24에 기초하여 설명한다.

도 24는 본 실시 형태의 접합 철물(150)의 정면도이다.

접합 철물(150)은 상기 접합 철물(120)과 대략 동일한 연결용 강판(151), 상부 보강용 강재(152), 하부 보강용 강재(153)로 이루어지는 프레임(154)과, 통 형상 강재(155)와, 댐퍼용 강판(156)을 구비하여 구성되어 있다. 접합 철물(150)은 연결용 강판(151)이 주변의 구조재(110)에 볼트로 고정되는 동시에, 통 형상 강재(155)의 상하로부터 너트(157)를 체결함으로써 앵커 볼트(106)에 연결되어 있다.

이 접합 철물(150)에 있어서, 댐퍼용 강판(156)은 전체 직사각형판 형상으로 형성되어, 1쌍의 연결용 강판(151)에 용접 접합(플레어 용접)되는 동시에, 그 중앙의 슬릿(156A)을 통해 통 형상 강재(155)에 용접 접합(슬롯 용접)되어 있다. 댐퍼용 강판(156)은 미리 도 24에 도시하는 초기 위치로부터 연직 상하 방향(제1 방향)으로 소정의 변형량만큼 전단 변형시키고, 전단 항복한 상태로부터 초기 위치로 복귀시키는 소성화 가공이 실시된 후에 내력벽(골조재; 110)에 설치되거나, 또는 석출 경화 가공이 실시된 강재(석출 강화 강)로 형성되어 있다. 즉, 댐퍼용 강판(156)에 소성화 가공을 실시하거나 석출 강화 강을 사용함으로써, 댐퍼용 강판(156)의 항복 내력비가 2/3 이상으로 설정되거나 또는 항복 내력 폭이 ±20％ 이내로 설정되어 있다. 따라서, 댐퍼용 강판(156)에 있어서의 전단 항복 후의 내력 상승이 억제되어, 소정의 전단 내력 상한치를 초과하지 않는 이력 루프를 그리며 변형된다. 따라서, 접합 철물(150)에 따르면, 상기 제5 실시 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.

〔제8 실시 형태〕

다음에, 본 발명의 제8 실시 형태의 접합 철물(160)에 대해, 도 25 내지 도 28에 기초하여 설명한다.

도 25는 제8 실시 형태의 접합 철물(160)을 도시하는 정면도이다. 도 26의 (A) 내지 (C) 및 도 27의 (A) 및 (B)는 접합 철물(160)의 제조 수순 및 설치 수순을 도시하는 사시도이다. 도 28은 접합 철물(160)의 상세 구조를 도시하는 정면도이다.

접합 철물(160)은 앵커 볼트(106)에 연결되는 제1 연결부인 1쌍의 U자형 강재(165)와, 이 U자형 강재(165)에 용접 접합되는 1쌍의 댐퍼용 강판(166)을 구비하고 있다. 접합 철물(160)은 댐퍼용 강판(166)의 측단부 테두리에 형성된 제1 연결부인 고정편부(166C)가 주변의 구조재(110)에 드릴 나사(115A)로 고정되어, U자형 강재(165)의 상하로부터의 너트(167)로 앵커 볼트(106)에 연결되어 있다. 또한, 댐퍼용 강판(166)에는 상하 단부의 제1 슬릿(166A)과, 이들 제1 슬릿(166A) 사이에 배열된 복수의 제2 슬릿(166B)이 형성되고, 이들 제1 및 제2 슬릿(166A, 166B)으로 이루어지는 열이 좌우 대칭으로 2열로 설치되어 있다.

이 접합 철물(160)에 있어서, 댐퍼용 강판(166)은, 도 26의 (A)에 도시한 바와 같이 판형상 강판에 레이저 펀칭 가공에 의해 제1 슬릿(166A) 및 제2 슬릿(166B)을 형성한다. 그 후, 도 26의 (B)에 도시한 바와 같이, 측단부 테두리를 절곡하여 고정편부(166C)를 형성하고, 상하 단부 테두리의 돌출부를 절곡하여 절곡편부(166D)를 형성하는 수순으로 성형된다. 또한, U자형 강재(165)는, 도 26의 (C)에 도시한 바와 같이 단면 대략 U자형이며 장척 형상의 강재이고, 이 U자형 강재(165)의 측면 길이 방향을 따라서 슬릿 구멍(165A)을 형성해 두고, 이 슬릿 구멍(165A)을 통해 댐퍼용 강판(166)에 U자형 강재(165)를 슬롯 용접한다. 그리고, 도 27의 (A)에 도시한 바와 같이, 용접 접합한 U자형 강재(165) 및 댐퍼용 강판(166)을 1조 준비하여, 이들을 주변의 구조재(110)에 설치하는 동시에, 1쌍의 U자형 강재(165) 사이에 앵커 볼트(106)를 삽입 관통시킨다. 이와 같이 설치한 후, 주변의 구조재(110)의 외측으로부터 드릴 나사(115A)를 댐퍼용 강판(166)의 고정편부(166C)에 나사 결합한다. 또한, 앵커 볼트(106)에 설치한 너트(167)를 체결하여, 앵커 볼트(106)에 U자형 강재(165)를 연결함으로써, 접합 철물(160)의 제조 및 설치가 완료된다.

다음에, 댐퍼용 강판(166)의 상세 구조에 대해, 도 28에 기초하여 설명한다.

제1 슬릿(166A) 및 제2 슬릿(166B)은 각각 좌우 방향의 길이 치수[즉, 분할 강판부(166E)의 길이 치수(l)]가 동일하게 설정되고, 제1 슬릿(166A)은 양단부로부터 중앙부를 향해 제2 슬릿(166B)을 향해 높이 치수가 커지는 경사를 갖고 형성되고, 제2 슬릿(166B)은 양단부로부터 중앙부를 향해 상하 대칭으로 높이 치수가 커지는 경사를 갖고 형성되어 있다.

즉, 제1 및 제2 슬릿(166A, 166B) 사이에 위치하는 댐퍼용 강판(166)의 분할 강판부(166E)는 양단부의 길이 치수(b)보다도 중앙부의 길이 치수(bc)가 짧게 형성된 대략 마름모형 형상으로 되어 있다. 이와 같은 분할 강판부(166E)의 형상은 이하의 수학식 1, 수학식 2에서 규정되는 치수로 설정되어 있다. 또한, 댐퍼용 강판(166)에 있어서의 제1 슬릿(166A)보다도 상단부측 또는 하단부측의 스티프너부(166F)의 길이 치수(bs)는 이하의 수학식 3에서 규정되는 치수로 설정되어 있다.

[수학식 1]

M/Z ＜ σy

여기서, M은 분할 강판부(166E)의 양단부에 작용하는 굽힘 모멘트이고, Z는 분할 강판부(166E)의 양단부에 있어서의 단면계수로, Z ＝ tㆍb²/6이다[t는 댐퍼용 강판(166)의 판 두께 치수]. 또한, σy는 댐퍼용 강판(166)의 항복 인장 응력도이다.

[수학식 2]

1.5Q/A ＜ τy

여기서, Q는 분할 강판부(166E)에 작용하는 전단력이고, A는 분할 강판부(166E)의 중앙부에 있어서의 단면적으로, A ＝ tㆍbc이다. 또한, τy는 댐퍼용 강판(166)의 항복 전단 응력도이다.

[수학식 3]

P/(tㆍbs) ＜ σy

여기서, P는 스티프너부(166F)에 작용하는 인장력 또는 압축력으로, M/b이다.

이상의 수학식 1, 수학식 2에 따르면, 도 28에 도시한 바와 같이 분할 강판부(166E)에 굽힘 모멘트(M) 및 전단력(Q)이 작용한 상태에서, 분할 강판부(166E)의 중앙부가 전단 항복하여 양단부가 굽힘 항복하게 되고, 이와 같은 관계로 되는 분할 강판부(166E)에 있어서의 양단부의 길이 치수(b)와 중앙부의 길이 치수(bc)의 치수비가 산출된다.

또한, 수학식 3에 따르면, 도 28에 도시한 바와 같이 스티프너부(166F)에 작용하는 인장력 또는 압축력(P)에 대해 인장 항복 또는 압축 항복하지 않는 스티프너부(166F)의 길이 치수(bs)가 산출된다.

또한, 분할 강판부(166E)에 있어서, 굽힘 항복 후의 변형 성능을 확보하는 동시에 내력 상승을 억제하는 조건으로서는, 이하의 수학식 4, 수학식 5를 만족시키고 있는 것이 바람직하다.

[수학식 4]

b/t ＜ 10

[수학식 5]

l/b ＞ 3

이상의 수학식 4를 만족시키도록 분할 강판부(166E)에 있어서의 양단부의 길이 치수(b)와 판 두께 치수(t)의 비(폭압비)를 설정해 둠으로써, 분할 강판부(166E)의 불안정 거동을 억제할 수 있어, 굽힘 항복 후의 변형 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 수학식 5를 만족시키도록 분할 강판부(166E)에 있어서의 길이 치수(l)와 양단부의 길이 치수(b)의 비를 설정해 둠으로써, 단부의 전단 항복을 억제할 수 있고, 내력 상승을 억제할 수 있다.

이와 같은 접합 철물(160)에서는, 각 분할 강판부(166E)가 굽힘 항복함으로써 양단부 힌지 상태로 되고, 이 양단부 힌지 상태에 있어서의 부담 전단력을 대략 상한 내력으로 한 이력 루프를 그리며 변형되게 된다. 따라서, 내력 상승이 억제된 안정된 감쇠 효과를 발휘할 수 있다.

구체적으로, 상기 각 실시 형태의 접합 철물(120, 130, 140, 140A, 150, 160)을 사용한 경우의 반복 재하 시험 결과를, 도 29a 및 도 29b에 도시한다.

도 29a는 본 발명의 접합 철물에 의한 시험 결과를 나타내는 그래프이고, 도 29b는 비교예의 접합 철물에 의한 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

그래프의 횡축은 층간 변형각(θ)을 나타내고 있다. 층간 변형각이라 함은, 상층과 하층의 변위를, 상층과 하층 사이의 거리(높이)로 나눈 값이다. 단위는 라디안이다.

여기서, 본 발명의 접합 철물에서는, 댐퍼용 강판이 굽힘 항복하도록 설정되어 있고, 이에 의해 내력의 상승이 억제되도록 되어 있다. 이에 대해 비교예의 접합 철물에서는 댐퍼용 강판의 상하 단부 테두리에 리브를 설치하여 굽힘 항복하지 않도록 설정되어 있다.

도 29a에 도시하는 본 발명의 접합 철물의 경우에는, 내력 상승이 억제되고, 안정되고 또한 면적이 큰 이력 루프가 그리고 있어, 큰 이력 감쇠가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 도 29b의 비교예의 접합 철물의 경우에는, 내력이 서서히 상승하고 있다. 또한, 단조 재하의 경우보다도 반복 재하를 행한 쪽이, 내력 상승이 보다 커지는 것을 알 수 있다.

이상의 것으로부터, 본 발명의 접합 철물에 따르면, 내력의 상승을 억제하고, 또한 에너지 흡수 성능이 우수한 접합 철물을 실현할 수 있다. 따라서, 건물의 진동을 효과적으로 억제할 수 있는 접합 철물을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다.

접합 철물(120, 130, 140, 140A, 150, 160)의 각 부재를 구성하는 강재로서는, 임의의 각종 강재(건축 구조용 강재나 기계 구조용 강재)가 이용 가능하다. 그러나, 항복 후의 이력 감쇠를 발휘시키는 댐퍼용 강판(126, 136, 146, 156)에 사용하는 강재로서는, 변형 성능이 우수한 강재가 바람직하다. 댐퍼용 강판의 변형 성능으로서는, 제1 연결부와 제2 연결부의 상대 변위로서 10㎜를 초과할 때까지 내력 저하되지 않는 성능을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제5 및 제8 실시 형태에서는, 댐퍼용 강판의 단부보다도 중앙부의 길이 치수를 짧게 형성한 대략 마름모 형상으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 댐퍼용 강판의 단부보다도 중앙부의 판 두께 치수를 얇게 형성해도 좋고, 또한 폭 치수 및 판 두께 치수의 양쪽에 관하여, 댐퍼용 강판의 단부보다도 중앙부에서 작아지도록 형성해도 좋다.

그 밖에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은 이상의 기재에 개시되어 있지만, 본 발명은 이들로만 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시 형태에 관하여 특별히 도시되고, 또한 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 원하는 범위로부터 일탈하지 않고, 이상에 서술한 실시 형태에 대해, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어서, 당업자가 다양한 변형을 추가할 수 있다.

따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 예시적으로 기재한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 혹은 전부의 한정을 벗어난 부재의 명칭에서의 기재는 본 발명에 포함된다.

본 발명에 따르면, 지진 등의 에너지를 효과적으로 흡수하는 진동 억제 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 또한 설치성이나 메인터넌스성이 우수한 접합 철물과, 이것을 구비한 건축물을 제공할 수 있다.

1 : 건축물
2 : 건물 기초
6 : 앵커 볼트(앵커 부재)
10 : 내력벽
11 : 골조재
12 : 면재
14 : 플랜지(대향면)
20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 : 접합 철물
21, 31 : 벽 연결용 강판(제2 연결부)
22, 32 : 상부 보강용 강재
22A, 32A : 삽입 관통 구멍
23, 33 : 하부 보강용 강재
23A, 33A : 삽입 관통 구멍
26, 36, 52, 65 : 통 형상 강재(제1 연결부)
27, 37, 47, 54, 67 : 댐퍼용 강판(감쇠 부재)
45 : 상단부 테두리 연결 부재(제1 연결부)
46 : 하단부 테두리 연결 부재(제1 연결부)
45A, 46A : 삽입 관통 구멍
45B, 46B, 47A, 53, 66 : 고정편부(제2 연결부)
51, 61, 71 : 기둥
62, 72 : 빔
63 : 기둥 빔 접합부
73 : 브레이스
74 : 브레이스 접합부
106 : 앵커 볼트(앵커 부재)
110 : 주변의 구조재(골조재)
120, 130, 140, 140A, 150, 160 : 접합 철물
121, 131, 141, 151 : 연결용 강판(제2 연결부)
125, 135, 145, 155 : 통 형상 강재(제1 연결부)
126, 136, 146, 156, 166 : 댐퍼용 강판(감쇠 부재)
126B, 136B : 경사부
136C : 절결 구멍
146B : 슬릿 구멍
165 : U자형 강재(제1 연결부)
166C : 고정편부(제2 연결부)

Claims

적어도 1쌍의 구조체 사이에 설치되어, 이들 구조체 사이의 상대 변위에 수반하여 항복하는 감쇠 부재를 갖는 접합 철물을 구비한 건축물이며,
상기 감쇠 부재는 항복 후의 내력 상승을 억제하는 내력 억제 수단을 구비하고, 상기 각 구조체의 적어도 한쪽의 로킹 또는 신축에 수반하여 감쇠 작용을 일으키는 것을 특징으로 하는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 있어서, 상기 각 구조체의 한쪽이 건물 기초이고, 또한 다른 쪽이 상기 건물 기초 상에 설치된 내력벽의 베이스부이고,
상기 감쇠 작용이, 상기 내력벽의 로킹에 수반하여 일어나고,
상기 접합 철물이,
상기 건물 기초에 고정되어 연직 방향 상방으로 연장되는 앵커 부재의 측에 연결된 제1 연결부와,
상기 내력벽의 측에 연결된 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 감쇠 부재를 구비하고,
상기 내력벽이 로킹을 일으켰을 때에, 이 내력벽과 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써 상기 감쇠 작용을 일으키는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 있어서, 상기 각 구조체의 한쪽이 건물 기초이고, 또한 다른 쪽이 상기 건물 기초 상에 설치된 기둥이고,
상기 감쇠 작용이, 상기 기둥의 로킹 또는 부상에 수반하여 일어나고,
상기 접합 철물이,
상기 건물 기초에 고정되어 연직 방향 상방으로 연장되는 앵커 부재의 측에 연결된 제1 연결부와,
상기 기둥의 측에 연결된 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고,
상기 기둥이 로킹 또는 부상을 했을 때에, 이 기둥과 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써 상기 감쇠 효과를 일으키는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 있어서, 상기 각 구조체의 한쪽이, 그 길이 방향을 따라서 연장되는 플랜지를 구비한 제1 빔이고, 또한 다른 쪽이 기둥을 사이에 두고 상기 제1 빔에 대향하는 제2 빔이고,
상기 감쇠 작용이, 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔의 적어도 한쪽의 굽힘 동작에 의한 상기 플랜지의 신축 동작에 수반하여 일어나고,
상기 접합 철물이,
상기 제2 빔의 단부의 측에 고정된 앵커 부재에 연결된 제1 연결부와,
상기 제1 빔의 상기 플랜지의 단부의 측에 연결된 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고,
상기 제1 빔이 굽힘 변형되었을 때에, 상기 플랜지와 함께 움직이는 상기 제2 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제1 연결부의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써 상기 감쇠 효과를 일으키는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 있어서, 상기 각 구조체의 한쪽이 그 길이 방향을 따라서 연장되는 플랜지를 구비한 빔이고, 또한 다른 쪽이 기둥이고,
상기 접합 철물이,
상기 기둥의 측에 고정된 앵커 부재에 연결된 제1 연결부와,
상기 빔의 상기 플랜지의 단부의 측에 연결된 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고,
상기 빔이 굽힘 변형되었을 때에, 상기 플랜지와 함께 움직이는 상기 제2 연결부와 상기 제1 연결부가 상대 변위하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써 상기 감쇠 효과를 일으키는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 있어서, 상기 각 구조체가, 브레이스를 복수로 분할한 분할 브레이스이고,
상기 접합 철물이,
상기 각 분할 브레이스의 한쪽의 측에 연결되는 제1 연결부와,
상기 각 분할 브레이스의 다른 쪽에 고정된 앵커 부재의 측에 연결된 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이를 연결하는 상기 감쇠 부재를 구비하고,
상기 브레이스가 신축 변형되었을 때에, 상기 각 분할 브레이스의 한쪽과 함께 움직이는 상기 제1 연결부와, 상기 앵커 부재로 움직임이 구속된 상기 제2 연결부 사이의 상대 변위에 수반하여 상기 감쇠 부재가 변형됨으로써 상기 감쇠 효과를 일으키는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 사이에 두고 서로 대향하도록 1쌍으로 설치되고,
상기 감쇠 부재가, 상기 앵커 부재의 축선에 대해 선대칭을 이루도록 배치되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 중심으로 하여 방사상을 이루도록 1조로 배치되고,
상기 감쇠 부재가, 상기 앵커 부재의 축선에 대해 점대칭으로 배치되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 연결부가, 1쌍의 연결용 강판이고,
이들 연결용 강판이, 상기 앵커 부재를 사이에 두고 대향 배치되고,
상기 감쇠 부재가, 상기 각 연결용 강판과 상기 제1 연결부 사이를 연결하는 댐퍼용 강판인, 접합 철물을 구비한 건축물.
제9항에 있어서, 상기 제1 연결부가, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 통 형상 강재이고,
상기 댐퍼용 강판이, 상기 통 형상 강재의 주위면으로부터 그 직경 방향을 향해 연장되도록 접합되고,
상기 각 연결용 강판과 상기 통 형상 강재 사이의 각각에 1매씩, 상기 댐퍼용 강판이 배치되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제9항에 있어서, 상기 제1 연결부가, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 통 형상 강재이고,
상기 댐퍼용 강판이, 상기 통 형상 강재의 주위면으로부터 그 접선 방향으로 연장되도록 접합되고,
상기 각 연결용 강판과 상기 통 형상 강재 사이의 각각에 2매씩 상기 댐퍼용 강판이 배치되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제9항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판이, 상기 각 연결용 강판 사이를 연결하고, 또한 서로 평행하게 대향하는 2매의 댐퍼용 강판이고,
상기 제1 연결부가, 상기 각 댐퍼용 강판의 한쪽의 단부 테두리끼리 및 다른 쪽의 단부 테두리끼리를 각각 연결하는 제1 단부 테두리 연결 부재 및 제2 단부 테두리 연결 부재로 이루어지고,
이들 제1 단부 테두리 연결 부재 및 제2 단부 테두리 연결 부재에, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍이 형성되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제9항에 있어서, 상기 각 연결용 강판의 한쪽의 단부끼리 및 다른 쪽의 단부끼리가, 각각 제1 보강용 강재 및 제2 보강용 강재로 연결되고,
이들 제1 및 제2 보강용 강재의 적어도 한쪽에, 상기 앵커 부재가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍이 형성되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제2항에 있어서, 상기 내력벽이, 적어도 이 내력벽의 측단부 테두리에 위치하는 1쌍의 골조재와, 이들 골조재 사이에 고정되는 면재를 구비하고,
상기 각 골조재가, 서로 대향하는 1쌍의 대향면을 갖는 중공 단면을 갖고,
상기 각 대향면에 상기 제2 연결부가 연결되어 있는, 접합 철물을 구비한 건축물.
제14항에 있어서, 상기 각 골조재가 박판 경량형 강으로 이루어지는 스틸 하우스인, 접합 철물을 구비한 건축물.
제1항에 기재된 건축물의 1쌍의 상기 구조체 사이에 설치되는 접합 철물이며,
상기 각 구조체의 한쪽의 측에 연결되는 제1 연결부와,
상기 각 구조체의 다른 쪽의 측에 연결되는 제2 연결부와,
이들 제1 연결부 및 제2 연결부 사이에 연결되는 감쇠 부재를 구비하고,
상기 감쇠 부재는, 항복 후의 내력 상승을 억제하는 내력 억제 수단을 구비하고, 상기 각 구조체 사이에 발생하는 상대 변위에 수반하여 감쇠 작용을 일으키는 것을 특징으로 하는, 접합 철물.
제16항에 있어서, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가, 상기 각 구조체 사이에 발생하는 상기 상대 변위의 방향과 직교하는 방향을 따라서 또한 서로 대향하는 위치에 각각 배치되고,
상기 상대 변위의 방향을 제1 방향으로 하고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부가 대향하는 방향을 제2 방향으로 한 경우에, 상기 감쇠 부재가, 이들 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 가상 평면에 대해 평행하게 설치된 댐퍼용 강판인, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 제1 방향을 따른 상기 댐퍼용 강판의 길이 치수를 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에,
이 댐퍼용 강판의 중앙부가, 그 양단부보다도 짧고,
또한, 이 중앙부의 길이 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에, 상기 양단부가 굽힘 항복하도록, 상기 각 양단부의 길이 치수가 설정되고,
이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판의 판 두께 치수를, 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에,
이 댐퍼용 강판의 중앙부가, 그 양단부보다도 얇고,
또한, 이 중앙부의 판 두께 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에, 상기 양단부가 굽힘 항복하도록 상기 양단부의 판 두께 치수가 설정되고,
이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 제1 방향을 따른 상기 댐퍼용 강판의 길이 치수를 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가, 그 양단부보다도 짧고,
상기 댐퍼용 강판의 판 두께 치수를, 상기 제2 방향을 따라서 본 경우에, 이 댐퍼용 강판의 중앙부가, 그 양단부보다도 얇고,
또한, 상기 중앙부에서의 길이 치수 및 판 두께 치수로 정해지는 전단 내력이 상승했을 때에 상기 양단부가 굽힘 항복하도록, 상기 양단부의 길이 치수와 판 두께 치수가 설정되고,
이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판의 상기 양단부에, 이들 양단부의 각각으로부터 상기 중앙부를 향해 경사진 경사부가 형성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판에, 마름모형 형상의 절결 구멍이 형성되고,
상기 마름모형 형상을 형성하는 1쌍의 대각선의 한쪽이 상기 제1 방향에 평행하고, 또한 다른 쪽이 상기 제2 방향에 평행한, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판에, 이 댐퍼용 강판을 관통하고, 또한 상기 제2 방향을 따라서 연장되는 적어도 1개의 슬릿 구멍이 형성되고,
이 슬릿 구멍을 경계로 하여 상기 댐퍼용 강판을 분할했을 때의 각 분할 강판부의 길이 치수가, 각각의 전단 내력이 상승했을 때에 상기 제2 방향을 따른 양단부가 굽힘 항복하도록 설정되고,
이 댐퍼용 강판의 형상에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판은 항복 내력이 최대 내력에 대해 2/3 이상의 항복 내력비를 갖는 강재 및 항복 내력이 설계용 항복 내력에 대해 ±20％ 이내의 항복 내력 폭을 갖는 강재의, 적어도 한쪽으로 형성되고,
이 댐퍼용 강판의 역학 특성에 의해 상기 내력 억제 수단이 구성되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판이, 소정의 항복 내력비 및 소정의 항복 내력 폭의 적어도 한쪽을 만족시키도록, 석출 경화 가공되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 댐퍼용 강판이, 미리 초기 위치로부터 상기 제1 방향을 따라서 소정의 변형량만큼 변형시키고, 항복한 상태로부터 상기 초기 위치로 복귀시키는 소성화 가공이 실시된 강판으로 형성되고,
이 소성화 가공에 의해 상기 댐퍼용 강판의 항복 내력비 및 항복 내력 폭의 적어도 한쪽이 소정치로 설정되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 제2 연결부가 상기 제1 연결부를 사이에 두는 대칭 위치에 배치된 1쌍의 연결용 부재를 포함하고,
상기 댐퍼용 강판이 상기 제1 연결부를 사이에 두고 선대칭을 이루도록 1쌍이 배치되어 있는, 접합 철물.
제17항에 있어서, 상기 제2 연결부가, 상기 제1 연결부를 사이에 두는 점대칭 위치에 배치된 1쌍의 연결용 부재를 포함하고,
상기 댐퍼용 강판이 상기 제1 연결부를 사이에 끼우고 점대칭을 이루도록 1쌍이 배치되어 있는, 접합 철물.