TWI412647B - 牆壁面板 - Google Patents

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TWI412647B
TWI412647B TW096112701A TW96112701A TWI412647B TW I412647 B TWI412647 B TW I412647B TW 096112701 A TW096112701 A TW 096112701A TW 96112701 A TW96112701 A TW 96112701A TW I412647 B TWI412647 B TW I412647B
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Hiroshi Tanaka
Yoshimichi Kawai
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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Description

牆壁面板 發明領域
本發明係有關於一種輕鋼構等建物中使用作為承重牆之牆壁面板。
本申請案係以特願第2006-109117號、特願第2007-099537號作為基礎申請案，且納入其內容。
 發明背景
作為習知之承重牆，例如有下述(1)~(3)所揭示者。
(1)如第6圖所示，為了防止縱框材3之彎曲及扭轉變形，將複數的橫材22於上下方向間隔地平行設置以裝設於框體2內並設置面板(圖未示)之承重牆，係廣為人知(例如參照特許文獻1)。而且，縱框材3的長度大致為建築物一層的高度約3m。
(2)為了於鋼板製的面材上設置因鋼板的面外彎曲所形成的隆起部且與框體一體化，以取代橫材的設置，而將面材的端部折彎成ㄈ字型且與框體一體化的構造亦為人知(例如參照特許文獻2)。
(3)將螺栓固定於由具有9mm~22mm板厚之極厚鋼板的折板所構成之面材的4邊，且將螺栓與面材的端部4邊埋入配置於混凝土製之柱、梁斷面內，並且為了將作用於壁體之垂直力、彎曲彎矩排除且使純粹的剪力作用於面材 上，使用水平縫(折線係水平方向者)之折板的承重牆係為人知(例如參照特許文獻3)。又，在特許文獻3將折板作為水平縫者，係為了將作用於壁體的垂直力及彎曲彎矩排除，而使純粹的剪力作用在面板上，此與本發明所欲解決的課題(後述)迥異。
【特許文獻1】特開2003-293487號公報
【特許文獻2】特開2003-293486號公報
【特許文獻3】特開2005-264713號公報
於前述(1)之習知技術中，由於使用複數的橫材，因此具有元件數增加，且牆壁面板的製作成本上升的問題。
於前述(2)之習知技術中，由於在面材重疊的場合體積增大，因此無法輸送多數塊的面材。因此，由於輸送效率下降且輸送費用提高，牆壁面板的成本上升，且從框體到面材之應力的傳遞路徑中，由於具有鋼板的面外彎曲部分，因此具有應力之傳遞效率降低的問題。
 發明概要
因此，本發明可解決前述的課題，並且以提供簡單的構造且價格低廉、具有優越變形性能之牆壁面板為目的。
為解決前述課題，本發明採用以下的手段。
(1)一種牆壁面板，包含有具縱框材及橫框材之框體、及藉由螺固而固定於該框體之面材，前述面材係由薄板之折板(包含斷面梯形狀之折角浪板、圓弧狀浪板、三角狀浪板等)所構成，且固定於前述框體之至少單面。
(2)也可採用前述縱框材及橫框材分別設置一對，且前述折板係配置以使折線係相對於前述各縱框材之延伸方向交叉，並且前述折板之下翼板之長度方向的兩端部螺固於前述各縱框材之構成。
(3)也可採用前述縱框材及橫框材分別設置一對，且前述折板係配置以使折線係相對於前述各橫框材之延伸方向交叉，並且前述折板之下翼板之長度方向的兩端部螺固於前述各橫框材之構成。
(4)也可採用前述面材的板厚較前述縱框材及前述橫框材之板厚薄，且前述面材係由在與折線直交的方向上具有重疊接頭之複數片折板所構成，在前述重疊接頭，至少1面的下翼板面與其兩側之腹板面重合，並且在前述重疊接頭，前述各折板間係藉由熔接接合的方式而連接之構成。
(5)也可採用前述面材的板厚較前述縱框材及前述橫框材之板厚薄，且前述面材係由在與折線直交的方向上具有重疊接頭之複數片折板所構成，在前述重疊接頭，至少1面的下翼板面與其兩側之腹板面重合，並且前述各折板間係在前述接頭藉由螺栓接合的方式而連接，在前述重疊接頭的延伸方向，用以螺固前述各折板間的螺栓根數，係在用以螺固前述各折板與前述縱框材及前述橫框材之螺栓的根數以上之構成。
(6)也可採用前述框體更具有用以連結前述各縱框材間之橫材之構成。
再者，記載於背景技術中所引用之特許文獻3之構成， 無橫材且於面材使用水平縫之折板，但是柱‧梁與折板並未偏心。又，柱‧梁的材質由於是混凝土，因此並不能對解決本發明中應解決課題之縱框材之扭轉、彎曲變形的抑制產生任何動機。本發明主特徵之一係使用折板抑制於螺固面材於框材之至少單面上的牆壁面板所產生之縱框材之扭轉、彎曲變形。因此，垂直縫的折板並無法成為特許文獻3之解決手段，但是對本發明係成為解決手段，所以必須注意到本發明與特許文獻3明顯地在技術思想上的差異點。
依據記載於上述(1)之發明，由於藉由薄板之折板所構成之面材，可獲得與設置有補強用之橫材時相同的補強效果，因此可以精簡且價格便宜之構成而發揮停止縱框材之扭轉或抑制彎曲變形的效果。又，在螺固面材時，可防止於特定的螺栓發生應力集中，且防止因局部面材之破壞所產生之急遽的強度劣化。因而，可實現具優異變形能力之承重牆。
記載於上述(2)之發明的情況，可確實地實現縱框材之扭轉止動的作用。
記載於上述(3)之發明的情況，由於面材係配置成使折板的折線相對於縱框材成為平行，因此可抑制縱框材之彎曲變形。
記載於上述(4)之發明的情況，構成牆壁面板之面材成為複數且需要接頭時，於面材的端部可不進行特殊的加工，而將端部重疊以構成接頭。因而，可實現價格便宜之 牆壁面板。
記載於上述(5)之發明的情況，可獲得與記載於上述(4)之發明同樣的作用效果。又，採用螺栓止動的情況，相較於熔接接合、填隙接合等，可更以便宜價格實現具優異變形性能之牆壁面板。又，對較框材還薄之面材間的接頭，更可以增加螺栓根數來實現高強度之牆壁面板。
記載於上述(6)之發明的情況，藉由更包含有橫材而可獲得更進一步的補強效果。因而，可實現更具優異耐變形能力之承重牆。
圖式簡單說明
第1A圖係顯示本發明之牆壁面板的第1實施態樣的前視圖；第1B圖係顯示同一牆壁面板的圖示，且係由第1A圖之A-A線側所視之側面圖；第1C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第1A圖之B-B線的斷面圖；第2圖係同一牆壁面板之折板的斷面圖；第3A圖係顯示本發明之牆壁面板的第2實施態樣之前視圖；第3B圖係同一牆壁面板之圖示，且係由第3A圖之C-C線側所視之側面圖；第3C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第3A圖之D-D線的斷面圖；第4A圖係顯示比較例之牆壁面板的前視圖； 第4B圖係同一比較例之牆壁面板之圖示，且係由第4A圖之E-E線側所視之側面圖；第5A圖係顯示同一比較例之牆壁面板之框體的前視圖；第5B圖係同一框體之圖示，且係由第5A圖之F-F線側所視之側面圖；第5C圖係同一框體之圖示，且係由第5A圖之G-G線側所視之斷面圖；第6圖係顯示習知框體之一例的前視圖；第7圖係顯示表示於第4A圖~第4B圖之牆壁面板的實驗結果的圖形；第8A圖係顯示水平力作用時產生縱框之彎曲變形與扭轉變形及局部面材之承壓破壞之情況的前視圖；第8B圖係第8A圖之H部的斷面圖；第9圖係以FEM分析本發明之第1實施態樣之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分I以黑色表示；第10圖係以FEM分析本發明之第2實施態樣之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分J以黑色表示；第11圖係以FEM分析顯示於第4圖之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分K以黑色表示；第12A圖係顯示本發明牆壁面板之第3實施態樣的前視 圖；第12B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係由第12A圖之L-L線側所視之側面圖；第12C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係由第12A圖之M-M線側所視之斷面圖；第12D圖係顯示同一牆壁面板之面材間接頭的圖示，且係第12B圖之N部的放大圖；第13圖係顯示用以確認牆壁面板之性能的加載形式及變位測定位置的前視圖；第14A圖係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式中牆壁面板的前視圖；第14B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第14A圖之O-O斷面圖；第15A圖係配置有斷面梯形狀之折角波浪形之折板的牆壁面板之前視圖，且該折板係配置成使其折板之折線與縱框材直交；第15B圖係同一牆壁面板之圖示，且係第15A圖之P-P線側所視之側面圖；第15C圖係同一牆壁面板之圖示，且係第15A圖之Q-Q線之斷面圖；第16A圖係顯示配置有斷面梯形狀之折角波浪形之折板的牆壁面板之前視圖，且該折板係配置成使其折板之折線與橫框材直交；第16B圖係同一牆壁面板之圖示，且係第16A圖之R-R 之斷面圖；第17圖係顯示於第14A圖至第16B圖之各牆壁面板所使用之框材的前視圖；第18圖係顯示於第15A圖至第16B圖之牆壁面板所使用之折板的斷面圖；第19圖係顯示加載時牆壁面板之荷重與變形角之關係的曲線圖，且係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式牆壁面板(參照虛線b1)的結果、與斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與縱框材直交之牆壁面板的結果(本發明之第1實施形態，參照實線a1)；第20圖係顯示加載時牆壁面板之荷重與變形角之關係的曲線圖，且係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式牆壁面板(參照虛線b2)的結果、與斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與橫框材直交之牆壁面板的結果(本發明之第2實施形態，參照實線a2)；第21A圖係顯示斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與縱框材直交，且各折板間之接頭的螺栓根數，與面材及框材間之接頭的數目相同之牆壁面板的前視圖；第21B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第21A圖之S-S線側所視之側面圖；第21C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第21A圖之T-T線之斷面圖；第22A圖係顯示斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與縱框材直交，且各折板間之接頭的螺栓根數， 較面材及框材間之接頭的數目增加之牆壁面板的前視圖；第22B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第22A圖之U-U線側所視之側面圖；第22C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第22A圖之V-V線之斷面圖；第23圖係使用顯示於第21A圖~第22C圖之牆壁面板之折板斷面圖；第24圖係顯示加載於顯示在第21A圖~第22C圖之牆壁面板時，荷重與變形角關係之曲線圖；第25A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之變化例的前視圖；第25B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第25A圖之W-W線側所視之俯視圖；第26A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之其他變化例的前視圖；第26B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第26A圖之X-X線側所視之俯視圖；第27A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之其他變化例的前視圖；第27B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第27A圖之Y-Y線側所視之俯視圖。
 較佳實施例之詳細說明
以下，基於圖面就本發明之各實施態樣進行說明。
首先，就有關各實施態樣之牆壁面板1A、1B、1C中所使用之框體2予以說明。如第5A~5C圖所示，該矩形狀之框體2係藉由隔著間隔且對向配置之一對縱框材3、橫越該等縱框材3之上端部而配置且利用自攻螺栓等之螺栓止動固定具4而接合之上橫框材5、及橫越該等縱框材3之下端部而配置且利用自攻螺栓等之螺栓止動固定具4而接合之下橫框材6所構成。在各縱框材3之間並未設置補強用橫材，且在各實施態樣中，藉由後述之折板而使其與設置補強用橫材時具有同等的作用，而謀求防止各縱框材3之扭轉。
各縱框材3係將一對的薄板輕量槽形鋼7以其腹板8的部分背對背抵接之後，藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4一體化而構成者。又，上橫框材5、下橫框材6及縱框材3任一者皆以薄板輕量型鋼所構成。
作為前述之薄板輕量型鋼，由於是藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4將由折板所構成之面材固定於框體2，因此採用以板厚0.8mm~2.3mm，較佳者為板厚1.0mm~1.6mm的薄鋼板利用輥壓製作而成之型鋼為佳。作為如此之型鋼有，例如，具唇緣之槽型鋼或槽型鋼。
第2圖係顯示各實施態樣之牆壁面板1A、1B、1C中所使用之折板9之斷面。折板9係將較框體2為薄之板厚1.0mm以下的薄鋼板，利用輥壓彎折加工而製作。亦即，折板9係藉由將上翼板10、連接於該上翼板10且以緩傾斜方式傾斜之腹板11、及連接於該腹板11且相對上翼板10 成平行之下翼板12彎曲成形，而形成斷面梯形狀之折角波浪形。由於可藉由傾斜腹板11而降低面材的使用量，因此可製造更輕量且價格便宜之牆壁面板1A~1C。
第1A圖~第1C圖係顯示第1實施態樣之牆壁面板1A。該牆壁面板1A係於第5A圖~第5C圖所示之框體2之單面上，配置如第2圖所示之斷面梯形狀之折角波浪形之折板9以使其折線直交於縱框材3之後，藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4，將下翼板12之長度方向的兩端部固定於各縱框材3上而構成者。又，折板9之上下方向之兩端部的下翼板12分別抵接於上橫框材5及下橫框材6之翼板後，在左右方向隔著間隔藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4而固定。
本實施態樣中，由於折板9的折線相對於縱框材3係配置成直角，折板9之每相同寬度的斷面二次矩，相較於第1C圖所示之水平斷面，沿第1A圖之紙面上下方向之垂直斷面被提高，因而可有效地抑制縱框材3之扭轉變形。又，由於提高了下翼板12之長度方向的挫屈強度，而可抑制因作用於牆壁面板1A之水平力而使縱框材3間靠近之彎曲變形。
第3A圖~第3C圖係顯示本發明之第2實施態樣之牆壁面板1B。該牆壁面板1B係於第5A圖~第5C圖所示之框體2之單面上，配置如第2圖所示之斷面梯形狀之折角波浪形之折板9以使其折線直交於橫框材5、6之後，藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4，將下翼板12之長度方向 的兩端部相對於橫框材5、6固定而構成者。
本實施態樣中，由於折板9的折線相對於各縱框材3係配置成平行，折板9抵抗直交於折線方向的彎曲，因而有效地抑制了各縱框材3之彎曲變形。
第4A圖及第4B圖係顯示用以與本實施態樣之牆壁面板1A、1B比較之牆壁面板20。該牆壁面板20係於第5A圖~第5C圖所示之框體2之單面上，配置由平板狀薄鋼板21所構成之面材後，藉由自攻螺栓等之螺栓止動固定具4，相對於各橫框材5、6及縱框材3固定其周緣部而構成者。
製作第4A圖及第4B圖所示之比較例用的牆壁面板20，使水平力(荷重Q)作用於該牆壁面板20而產生剪力變形δ(mm)時，荷重Q(kN)與旋轉角R(R=δ/H)的關係如第7圖所示。
如第7圖之試驗結果所示，將比較例用之平板狀薄鋼材21作為面材之牆壁面板20的情況，可瞭解到旋轉角R從15×10-3 rad附近急遽降低。此係如第8A圖及第8B圖所示的，依據縱框材3之彎曲變形與扭轉變形，在特定的螺栓a3上產生應力集中，而發生局部面材的承壓破壞a2。再者，第8A圖中的符號a1係顯示因平板狀薄鋼板21的變形所產生的皺折。又，第8B圖中的符號a4係顯示扭轉變形的方向，符號a5係縱框，符號a6係顯示彎曲變形的方向。
再者，該牆壁面板20之框體2的尺寸係高度H=2730mm且橫寬W=910mm。又，平板狀薄鋼板21之板厚尺寸係0.6mm。另一方面，牆壁面板20之各縱框材3的板 厚尺寸係1.6mm，且螺栓係以150mm的螺距固定平板狀薄鋼板21及框體2間。
就有關第1A圖~第1C圖所示之第1實施態樣的牆壁面板1A、第3A圖~第3C圖所示之第2實施態樣的牆壁面板1B、及第4A圖與第4B圖所示之比較例用的牆壁面板20，進行使框材、面材板厚及螺距相同時之FEM分析。其結果所獲得之在水平力18kN時面材的主應力為30N/mm2 以上的部分塗黑之分佈圖係顯示於第9圖~第11圖。
第9圖~第11圖中註記符號I、J、K之黑色部分的面積越大，應力越分散，沒有於特定的螺栓上產生應力集中，且未發生局部面材之承壓破壞。因此，可發揮優異的耐震性能。
第9圖所示之第1實施態樣的牆壁面板1A中，面材上之主應力大致上全面均等分布，並判斷出以第2實施態樣的牆壁面板1B、比較例之牆壁面板20之順序，在連接對角的角隅部產生應力集中，且可輕易推定耐震性能降低。
再者，各牆壁面板1A、1B、20中框體2的尺寸為相同條件，且為高度H=2700mm且橫寬W=900mm。又，平板狀薄鋼板21之板厚尺寸為0.6mm，各牆壁面板1之縱框材的板厚尺寸為1.6mm，有關折板則係上下翼板寬為18mm、腹板寬19.5mm、凹部間距及螺距為75mm。
實施本發明時，作為構成面材之折板9，由於第2圖之下翼板12的寬度c(凹部寬度)必須較螺栓頭直徑為大而為10mm~250mm，且以使用上翼板10之寬度a(凸部寬度) 為0mm~50mm、及傾斜腹板11之寬度b為10mm~100mm者為佳。又，由下翼板12到上翼板10之高度如果超過板厚，由於可提高折線方向之折板9的彎曲剛性，因此為佳。但是，過高時，鋼板的使用量變多而不經濟，因此以5~25mm左右為佳。又，作為腹板11之傾斜角θ，如果傾斜角θ過大時，由於鋼板的使用量變多而變得不經濟，傾斜角θ過小時，無法期待有效地提高剛性。因而，除了設計上的限制，傾斜角θ以10度~60度為佳。再者，如果不產生因螺栓頭而造成強度上問題之損傷，也可將面材做成圓弧狀浪板。又，也可以2根螺栓固定下翼板，此時為了抑制下翼板之面外彎曲變形，以使靠近兩端的傾斜腹板為佳(螺栓間隔開)。又，面材與框材的接合，由於螺栓頭配設於面材側，因此在面材為平板時，不得不使用螺栓頭薄且螺栓頭直徑小者。但是，在面材為折板且將下翼板螺固的情況，因為只以折板高度的部分便可使螺栓頭高度的限制放寬，因此可藉由利用較一般螺栓頭大的螺栓及外徑大的墊圈，而提高框材與面材間接合部的強度、剛性及變形性能。
再者，以第1實施態樣之牆壁面板1A(第1A圖~第1C圖、第9圖)、第2實施態樣之牆壁面板1B(第3A圖~第3C圖、第10圖)、比較例之牆壁面板20(第4A圖及第4B圖、第11圖)的順序，就有關耐震性能降低的部分以下進行補充說明。
折板由於係利用以折痕與端面所圍成之平板的剪力變形來傳遞應力，因此如第1A圖~第1C圖所示配置折板的情 況，在牆壁面板1A的壁體高度方向成為大致均一的應力，因此難以產生局部的承壓破壞。因而，在使用由如第1A圖~第1C圖(第9圖)之橫向接頭形態的折板所構成之面材的牆壁面板1A，面材全體分布均勻的應力。另一方面，可了解到在使用由如第4A圖及第4B圖(第11圖)所示之平板所構成之面材的牆壁面板20，其平板的對角線上發生大的應力，而產生面材之局部破壞。再者，由如第3A圖~第3C圖(第10圖)之縱向接頭的折板所構成之面材，也可認為是進行了剪應力的傳遞，但是，由於相較於凸部的寬度，凸部的長度(在第10圖中牆壁面板寬度，在第11圖中牆壁面板高度)較大，因此發生挫屈之應力的傳遞損失，可易於推定相較於橫向接頭有較大的局部變形性能。
為了驗證本發明之第1及第2實施形態，藉由第13圖所示之裝置實施性能確認試驗。牆壁面板的下部藉由接合於牆壁面板下部之壓制件29(holddown)而接合於加載架27B上，而上部則是接合於安裝於加載架27A之加載梁24上。然後，藉由安裝於加載梁24之加載千斤頂25之推拉而加載。
測定項目為荷重Q與旋轉角R。荷重係加載千斤頂25之荷重，旋轉角係以該等變位計26A、26B間的間隔除變位計26A與26B的差者。
受加載的試驗體使用了如第14A、14B圖所示使用面材上無凹凸之鋼板的習知形式牆壁面板28A、如第15A、15B圖所示配置斷面梯角狀之折角波浪形的折板9以使其折線與縱框材3直交的牆壁面板28B、及如第16A、16B圖所示配 置梯角狀之折角波浪形的折板9以使其折線與橫框材5、6直交的牆壁面板28C。
再者，前述各牆壁面板28A~28C中框體2之尺寸相同，如第17圖所示，高度H=2730mm，橫向寬度W=910mm。又，平板狀薄鋼板21之板厚尺寸為0.6mm，各縱框材3之板厚尺寸為1.6mm。有關折板9，如第18圖所示，上下翼板寬度Wf為18mm，腹板寬度Ww為20.1mm，凹部距離及螺距為76.2mm，凸部高度H為15mm，且使用標稱直徑4.8mm的螺栓。
在第19圖顯示了由加載所得之荷重-變形角關係之包絡線中，牆壁面板28A的結果(參照符號b1)與牆壁面板28B的結果(參照符號a1)。由第19圖，使剛性急遽下降的荷重(彈性限載重)，儘管牆壁面板28A為6kN左右，但是在牆壁面板28B則超過了25kN，相較於牆壁面板28A向上提升到約4倍。又，由於牆壁面板28B之最大強度成為牆壁面板28A的約2倍，因此確認了牆壁面板28B相較於牆壁面板28A具有優異的耐震性能。
在第20圖顯示了由加載所得之荷重-變形角關係之包絡線中，牆壁面板28A的結果(參照符號b2)與牆壁面板28C的結果(參照符號a2)。由第20圖可以了解，牆壁面板28C比起牆壁面板28A在10×10-3 rad左右之小變形角層級的荷重為高，又，發揮最大強度後之變形角的強度降低緩和且富有變形性能。因而，可確認牆壁面板28C比起牆壁面板28A具有優異的耐震性能。
第12A圖~第12D圖係顯示本發明之第3實施態樣之牆壁面板1C。該牆壁面板1C之折板9之折線方向與第1圖相同，但是面材係由2片所構成且存在面材間之接頭23。此時，與折線直交方向之變形由於利用夾著折板之下翼板且使腹板面2之面與面重疊而抑制，因此可以螺栓止動固定具4固定與折線平行方向的變形。但是，螺栓接合部的強度在較螺栓直徑為薄之板的場合，大概與板的厚度成比例。面材的板厚較框材板厚為薄時，如果在與折線平行方向上以一定的間隔螺固時，在下面無框材的位置(只有面材的位置)之螺栓接合部的強度變低。因此，為提高強度，最好在接頭中增加螺栓根數，且其倍率最好為以面材厚除框材厚之值左右以上。例如，框材厚1.2mm且面材厚為0.6mm時，螺栓的根數最好是2倍以上。再者，替代增加螺栓的根數，也可將框材厚度以上的鋼板或是型剛接觸於面材的下方且螺固，來增加螺栓根數，也可配置折板的折線以使與橫框材5、6直交，且面材被分割之牆壁面板(圖略)使接頭與縱材位置配合並予以螺固。又，接頭之接合如果事先在工廠進行，並不需限定於螺栓接合，也可以與螺栓接合相同的間距進行點焊，也可採連續的熔接。又，相較於強度而更需要變形性能時，也可不太增加螺栓根數且利用接頭的變形來確保牆壁面板的全體變形，也可將黏彈性體等夾入折板間而提升衰減性能。
本發明之第3實施態樣係有關面材間接頭之接合設計的改良案，為了驗證其性能，與前述相同，藉由第13圖所 示之裝置來實施性能確認實驗。
加載後之試驗體係配置斷面梯形狀之折角波浪形之折板9以使其折線與縱框材3直交的牆壁面板，且準備了顯示於第21A~21C圖之牆壁面板31A、及顯示於第22A~22C圖之牆壁面板31B的兩試驗體。再者，該等2個牆壁面板之框體2之尺寸係為相同條件，即如第17圖所示之高度H=2730mm、橫寬度W=910mm。又，各牆壁面板1之縱框材的板厚尺寸係1.6mm。折板係如第23圖所示，上翼板寬度Wf1為35mm、下翼板寬度Wf2為56mm、腹板寬度Ww為17mm、凸部間距P為125mm、及凸部高度H為20mm。螺栓係使用標稱直徑為4.8mm者。牆壁面板31A及31B間之差異係在下面無框材的部分中折板間之接合構造，在牆壁面板31A係以1處之接頭螺固，而在接頭每一處利用4根螺栓將下面無框材之折板間固定。在牆壁面板31B係為框材厚除以折板厚之值(1.6/0.6=2.66)以上的3倍之12根，增加了螺栓根數。
第24圖係顯示因加載而得之2壁體之荷重-變形角關係之包絡線。由第24圖，本發明之第3實施態樣之牆壁面板31B的結果(參照符號a3)，相較於面材間接頭和面材與框材之螺距為相同之牆壁面板31A的結果(參照符號b3)，剛性顯著降低時的荷重為高，可說是適於需要高強度的場合。又，接頭由於面材重疊，相較於沒有重疊的位置折板斷面形狀的變化少，而具有剛性補強的效果。
再者，本發明雖記載著假想於框材的單面配置折板的 情況，但是例如在牆壁厚度的限制放寬的情況或是需要大強度的情況，也可兩面配置折板。於此情況，由於縱框不發生扭轉，可易於推測發揮折板單面配置之牆壁2倍以上的性能。又，本發明不需橫材雖成為特徵，但是例如實體物件中對於牆壁厚度具有限制之情況等，也可降低折板的凸部且併用橫材，利用折板作為減少橫材之手段者其技術思想亦相同。
再者，在上述第1實施態樣中，配置面材以使折板9之折線相對於各縱框材3之延伸方向成直交，但是並不以此為限，例如如第25A圖及第25B圖所示，也可配置面材以使折板9之折線相對於各縱框材3之延伸方向為傾斜交叉。
採用如此之牆壁面板時的組裝，例如如第26A圖及第26B圖所示，於正面看的情況，組裝成折線的傾斜方向互相相異者為佳。
又，在上述第1實施態樣中，係只在框體2之單面設置折板9者，但是不以此為限，也可在框體2的兩面設置折板9。此時，例如如第27A圖及第27B圖所示，各折板的折線也可配置面材以使各折板的折線相對於各縱框材的延伸方向呈傾斜地交叉。進一步來說，也可採用在一邊的面側配置面材以使各折板的折線相對於各框材的延伸方向呈直交，且另一邊的面側配置面材以使各折板之折線相對於各縱框材之延伸方向呈平行。
依據本發明，可提供一種簡單的構造且價格低廉並具 優異變形性能之牆壁面板。
1A‧‧‧牆壁面板
1B‧‧‧牆壁面板
1C‧‧‧牆壁面板
2‧‧‧框體
3‧‧‧縱框材
4‧‧‧螺栓止動固定具
5‧‧‧上橫框材
6‧‧‧下橫框材
7‧‧‧槽形鋼
8‧‧‧腹板
9‧‧‧折板
10‧‧‧上翼板
11‧‧‧腹板
12‧‧‧下翼板
20‧‧‧牆壁面板
21‧‧‧鋼板
22‧‧‧橫材
23‧‧‧接頭
24‧‧‧加載梁
25‧‧‧加載千斤頂
26A‧‧‧變位計
26B‧‧‧變位計
27A‧‧‧加載架
27B‧‧‧加載架
28A‧‧‧牆壁面板
28B‧‧‧牆壁面板
28C‧‧‧牆壁面板
29‧‧‧壓制件
31A‧‧‧牆壁面板
31B‧‧‧牆壁面板
H‧‧‧高度
I‧‧‧符號
J‧‧‧符號
K‧‧‧符號
P‧‧‧間距
Q‧‧‧荷重
R‧‧‧旋轉角
W‧‧‧橫寬
Wf‧‧‧上下翼板寬度
Wf1‧‧‧上翼板寬度
Wf2‧‧‧下翼板寬度
Ww‧‧‧腹板寬度
a‧‧‧寬度
a1‧‧‧皺折
a2‧‧‧承壓破壞
a3‧‧‧螺栓
a4‧‧‧扭轉變形的方向
a5‧‧‧縱框
a6‧‧‧彎曲變形的方向
b‧‧‧寬度
c‧‧‧寬度
第1A圖係顯示本發明之牆壁面板的第1實施態樣的前視圖；第1B圖係顯示同一牆壁面板的圖示，且係由第1A圖之A-A線側所視之側面圖；第1C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第1A圖之B-B線的斷面圖；第2圖係同一牆壁面板之折板的斷面圖；第3A圖係顯示本發明之牆壁面板的第2實施態樣之前視圖；第3B圖係同一牆壁面板之圖示，且係由第3A圖之C-C線側所視之側面圖；第3C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第3A圖之D-D線的斷面圖；第4A圖係顯示比較例之牆壁面板的前視圖；第4B圖係同一比較例之牆壁面板之圖示，且係由第4A圖之E-E線側所視之側面圖；第5A圖係顯示同一比較例之牆壁面板之框體的前視圖；第5B圖係同一框體之圖示，且係由第5A圖之F-F線側所視之側面圖；第5C圖係同一框體之圖示，且係由第5A圖之G-G線側所視之斷面圖； 第6圖係顯示習知框體之一例的前視圖；第7圖係顯示表示於第4A圖~第4B圖之牆壁面板的實驗結果的圖形；第8A圖係顯示水平力作用時產生縱框之彎曲變形與扭轉變形及局部面材之承壓破壞之情況的前視圖；第8B圖係第8A圖之H部的斷面圖；第9圖係以FEM分析本發明之第1實施態樣之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分I以黑色表示；第10圖係以FEM分析本發明之第2實施態樣之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分J以黑色表示；第11圖係以FEM分析顯示於第4圖之牆壁面板時主應力的分布圖，水平荷重18kN時成為30N/mm2 以上之部分K以黑色表示；第12A圖係顯示本發明牆壁面板之第3實施態樣的前視圖；第12B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係由第12A圖之L-L線側所視之側面圖；第12C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係由第12A圖之M-M線側所視之斷面圖；第12D圖係顯示同一牆壁面板之面材間接頭的圖示，且係第12B圖之N部的放大圖；第13圖係顯示用以確認牆壁面板之性能的加載形式及 變位測定位置的前視圖；第14A圖係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式中牆壁面板的前視圖；第14B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第14A圖之O-O斷面圖；第15A圖係配置有斷面梯形狀之折角波浪形之折板的牆壁面板之前視圖，且該折板係配置成使其折板之折線與縱框材直交；第15B圖係同一牆壁面板之圖示，且係第15A圖之P-P線側所視之側面圖；第15C圖係同一牆壁面板之圖示，且係第15A圖之Q-Q線之斷面圖；第16A圖係顯示配置有斷面梯形狀之折角波浪形之折板的牆壁面板之前視圖，且該折板係配置成使其折板之折線與橫框材直交；第16B圖係同一牆壁面板之圖示，且係第16A圖之R-R之斷面圖；第17圖係顯示於第14A圖至第16B圖之各牆壁面板所使用之框材的前視圖；第18圖係顯示於第15A圖至第16B圖之牆壁面板所使用之折板的斷面圖；第19圖係顯示加載時牆壁面板之荷重與變形角之關係的曲線圖，且係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式牆壁面板(參照虛線b1)的結果、與斷面梯形狀之折角波 浪形折板配置成使其折線與縱框材直交之牆壁面板的結果(本發明之第1實施形態，參照實線a1)；第20圖係顯示加載時牆壁面板之荷重與變形角之關係的曲線圖，且係顯示使用面材上無凹凸之鋼板之習知形式牆壁面板(參照虛線b2)的結果、與斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與橫框材直交之牆壁面板的結果(本發明之第2實施形態，參照實線a2)；第21A圖係顯示斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與縱框材直交，且各折板間之接頭的螺栓根數，與面材及框材間之接頭的數目相同之牆壁面板的前視圖；第21B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第21A圖之S-S線側所視之側面圖；第21C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第21A圖之T-T線之斷面圖；第22A圖係顯示斷面梯形狀之折角波浪形折板配置成使其折線與縱框材直交，且各折板間之接頭的螺栓根數，較面材及框材間之接頭的數目增加之牆壁面板的前視圖；第22B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第22A圖之U-U線側所視之側面圖；第22C圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第22A圖之V-V線之斷面圖；第23圖係使用顯示於第21A圖~第22C圖之牆壁面板之折板斷面圖；第24圖係顯示加載於顯示在第21A圖~第22C圖之牆 壁面板時，荷重與變形角關係之曲線圖；第25A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之變化例的前視圖；第25B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第25A圖之W-W線側所視之俯視圖；第26A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之其他變化例的前視圖；第26B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第26A圖之X-X線側所視之俯視圖；第27A圖係顯示上述第1實施態樣牆壁面板之其他變化例的前視圖；第27B圖係顯示同一牆壁面板之圖示，且係第27A圖之Y-Y線側所視之俯視圖。
1A‧‧‧牆壁面板
2‧‧‧框體
3‧‧‧縱框材
4‧‧‧螺栓止動固定具
5‧‧‧上橫框材
6‧‧‧下橫框材
7‧‧‧槽形鋼
8‧‧‧腹板
9‧‧‧折板
10‧‧‧上翼板
11‧‧‧腹板
12‧‧‧下翼板

Claims (6)

  1. 一種牆壁面板，包含具縱框材及橫框材之框體、及藉由螺固而固定於該框體之面材，前述面材係由複數之上翼板及下翼板交互配置成之薄板之折板所構成，且固定於前述框體之至少單面，在前述面材之前述下翼板接觸前述縱框材及前述橫框材之各表面的狀態下，相對於該等縱框材及橫框材雙方，由前述面材側進行前述螺固。
  2. 如申請專利範圍第1項之牆壁面板，其中前述縱框材及橫框材分別設置一對，且前述折板係配置以使折線係相對於前述各縱框材之延伸方向交叉，並且前述折板之前述下翼板之長度方向的兩端部螺固於前述各縱框材。
  3. 如申請專利範圍第1項之牆壁面板，其中前述縱框材及橫框材分別設置一對，且前述折板係配置以使折線係相對於前述各橫框材之延伸方向交叉，並且前述折板之前述下翼板之長度方向的兩端部螺固於前述各橫框材。
  4. 如申請專利範圍第1項之牆壁面板，其中前述面材的板厚較前述縱框材及前述橫框材之板厚薄，且前述面材係由在與折線直交的方向上具有重疊接頭之複數片折板所構成，在前述重疊接頭，至少1面的前述下翼板面與其兩側之腹板面重合，並且在前述重疊接頭，前述各折板間係藉由熔接接合的方式而連接。
  5. 如申請專利範圍第1項之牆壁面板，其中前述面材的板厚較前述縱框材及前述橫框材之板厚薄，且前述面材係 由在與折線直交的方向上具有重疊接頭之複數片折板所構成，在前述重疊接頭，至少1面的前述下翼板面與其兩側之腹板面重合，並且前述各折板間係在前述接頭藉由螺栓接合的方式而連接，在前述重疊接頭的延伸方向，用以螺固前述各折板間的螺栓根數，係在用以螺固前述各折板與前述縱框材及前述橫框材之螺栓的根數以上。
  6. 如申請專利範圍第1項之牆壁面板，其中前述框體更具有用以連結前述各縱框材間之橫材。
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