(57)【要約】【課題】間取りの制約やコストの上昇を緩和し、且つ基礎梁やアンカーを大断面・高強度にすることなく、作用する過大な力に対抗する。【解決手段】所定の間隔をおいて軸組の上下梁間に立設され上下端を該上下梁３、４に接合した一対の柱１、Ａと、一対１、Ａの柱を連結し水平方向の力が作用した場合に変形してエネルギーを吸収する連結材２とからなる耐力パネルＢであって、一対の柱の少なくとも一方の柱Ａと、上下梁３、４のいずれか一方との接合部Ｃには、上端または下端が、接合部において水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合部が構成される。鉛直ローラー接合部Ｃは、ボルト穴１５ｃを有するプレート１５ｂと、第２の柱Ａに設けたボルト穴１４ｃを有するプレート１４ｂと、を当接しボルト１６ａ接合する。ボルト穴１５ｃ、１４ｃのいずれか一方が、鉛直方向に長い長穴、他方が丸穴で、丸穴は、長穴の中央に位置する。【選択図】    図１
2010150846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて軸組の上下梁間に立設され上下端を該上下梁に接合した一対の柱と、該一対の柱を連結し水平方向の力が作用した場合に変形してエネルギーを吸収する連結材とからなる耐力パネルであって、
前記一対の柱の少なくとも一方の柱と、前記上下梁のいずれか一方との接合部には、上端または下端が、接合部において水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合部が構成されたことを特徴とする耐力パネル。
【請求項２】
前記鉛直ローラー接合部は、
前記上梁から垂下または前記下梁から起立しボルト穴を有する板材からなる梁側接合片と、
前記柱の上端から起立または前記柱の下端から垂下しボルト穴を有する板材からなる柱側接合片と、を当接しボルト接合して構成されたものであり、
前記梁側接合片のボルト穴と前記柱側接合片のボルト穴のうち、いずれか一方が鉛直方向に長い長穴で、他方が丸穴であり、
前記丸穴は、前記長穴の中央に位置するように高さが設定されており、
前記梁側接合片と前記柱側接合片とは、ボルトを軸として回動可能、且つボルトが前記長穴に沿って移動して上下方向に接近あるいは離隔可能となるように、ルーズな状態でボルト接合して構成されたことを特徴とする請求項１に記載した耐力パネル。
【請求項３】
規格化された柱・梁で軸組が構成され、該軸組の適所に規格化された耐力パネルを配置することで水平力に対抗する重層の鉄骨造の規格化建物であって、
上下端とも梁に対してピン接合される第１の柱と、上下端のいずれか一方は梁に対してピン接合されて他方は梁に対して水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合される第２の柱と、を規格部材として有しており、
前記耐力パネルは、前記第１の柱もしくは第２の柱のいずれか一方を２本、または夫々１本ずつを選択し、該選択された２本の柱を所定の間隔で立設するとともに、該２本の柱を水平方向の力が作用した場合に変形してエネルギーを吸収する連結材にて連結して構成されたことを特徴とする規格化建物。
【請求項４】
下記の工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の規格化建物における構造計算方法。
（１）構造検討の対象となる間取りにおいて耐力パネルを適宜配置する工程、
（２）すべての耐力パネルを構成する柱を第１の柱として構造計算を行う工程、
（３）地震荷重時の軸力以外の検討項目についてはすべて判定がＯＫとなるように、前記（１）、（２）の工程を繰り返す工程、
（４）地震荷重時の軸力が所定の値を超えている位置において第１層の柱を第２の柱に置き換えて構造計算を行い短期軸力がＯＫとなっていることを確認する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向の力のみを伝達する柱を有する耐力パネルと、この耐力パネルを設けた規格化建物と、この規格化建物を設計する際の構造計算方法と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
柱梁で構成した軸組に適宜耐力パネルを設置して構成した建物において、図５に示すように、水平耐力の高い耐力パネル５１ａ〜５１ｃを平面的に同じ位置に連層して配置すると、最上層の耐力パネル５１ａから最下層の耐力パネル５１ｃを構成する柱５２ａ〜５２ｃ、５３ａ〜５３ｃに軸力が作用する。
【０００３】
例えば、同図（ａ）に示すように建物に水平方向の力が作用していない場合、最下層の耐力パネル５１ｃの柱５２ｃ、５３ｃには建物重量に応じた軸力が同じように下向きに作用する。また、同図（ｂ）に示すように建物に水平方向の力が作用した場合、建物重量に応じた軸力に加えて、耐力パネル５１ａ〜５１ｃに働く水平力が変換された軸力が、柱５２ａ〜５２ｃには上向きに、柱５３ａ〜５３ｃには下向きに作用する。従って、最下層の耐力パネル５１ｃの柱５３ｃには建物重量に応じて軸力に水平力が変換された軸力が累加され、直下の部位５５に対応する基礎梁５４やアンカーに大きな力が働く。
【０００４】
これを避けるために、規格化された部材を使用する工業化住宅では、耐力パネルの水平耐力を弱く設定したり、耐力パネルの連層配置を避けていた。このことにより間取りの制限やコスト上昇を招いていた。特に、間口の狭い敷地に中層の建物を計画する場合には設計者は対応に苦慮していた。
【０００５】
特許文献１に記載された耐力壁では、耐力壁を構成する矩形の枠の両端部から上方に突出した軸体を梁の下フランジに取り付けた連結金物の挿通穴に上下移動自在且つ水平方向には移動しないように挿通することにより鉛直荷重は支持せず水平荷重を支持するような構成となっている。
【０００６】
また特許文献２は特許文献１に記載された耐力壁パネルの保持構造に関するものであり、梁材に保持される耐力壁パネルの上端における水平荷重に対する強度を高めて耐久性を向上させたものである。更に、特許文献３に記載された耐力壁パネルの保持構造は、耐力壁パネル上端と梁材との保持構造を簡略化して施工の省力化をはかるものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２８０５２７号公報
【特許文献２】特開平８−２７０１０４号公報
【特許文献３】特開平８−２７０１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来技術のように、耐力パネルの水平耐力が高い場合、連層して耐力パネルを配置すると、最上層の耐力パネルから最下層の耐力パネルを構成する柱へ軸力が順次累加されて、最下層耐力パネル直下の基礎梁やアンカーに過大な力が働き、その部位が先行して破壊するために耐力パネルの能力を充分に生かせないという問題がある。
【０００９】
上記問題を避けるため多層にわたる連層配置を避けることがある。このときには間取りの制約が生じるという問題が派生する。また別の対策としては耐力パネルの水平耐力を弱く設計する。この場合は耐力パネルの必要総数が多くなり間取りの制約が生じるとともにコスト上昇を招くという問題が派生する。
【００１０】
また、上記特許文献１の耐力壁の場合、耐力壁を構成する両縦枠が上部からの鉛直荷重を一切負担できない。従って、軸力を分散させたい場合には、耐力パネルとは別に柱を設けなければならないという問題が生じ、コスト上昇を招くという問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、上記の如き間取りの制約やコストの上昇を緩和することにある。また他の目的は、基礎梁やアンカーに作用する過大な力に対抗するために、基礎梁やアンカーを大断面・高強度にして解決することによるコストの上昇を避けることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明に係る耐力パネルは、所定の間隔をおいて軸組の上下梁間に立設され上下端を該上下梁に接合した一対の柱と、該一対の柱を連結し水平方向の力が作用した場合に変形してエネルギーを吸収する連結材とからなる耐力パネルであって、前記一対の柱の少なくとも一方の柱と、前記上下梁のいずれか一方との接合部には、上端または下端が、接合部において水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合部が構成されたものである。
【００１３】
上記耐力パネルに於いて、前記鉛直ローラー接合部は、「前記上梁から垂下または前記下梁から起立しボルト穴を有する板材からなる梁側接合片と、前記柱の上端から起立または前記柱の下端から垂下しボルト穴を有する板材からなる柱側接合片と、を当接しボルト接合して構成されたものであり、前記梁側接合片のボルト穴と前記柱側接合片のボルト穴のうち、いずれか一方が鉛直方向に長い長穴で、他方が丸穴であり、前記丸穴は、前記長穴の中央に位置するように高さが設定されており、前記梁側接合片と前記柱側接合片とは、ボルトを軸として回動可能、且つボルトが前記長穴に沿って移動して上下方向に接近あるいは離隔可能となるように、ルーズな状態でボルト接合して構成されることが好ましい。
【００１４】
また本発明に係る規格化建物は、規格化された柱・梁で軸組が構成され、該軸組の適所に規格化された耐力パネルを配置することで水平力に対抗する重層の鉄骨造の規格化建物であって、上下端とも梁に対してピン接合される第１の柱と、上下端のいずれか一方は梁に対してピン接合されて他方は梁に対して水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合される第２の柱と、を規格部材として有しており、前記耐力パネルは、前記第１の柱もしくは第２の柱のいずれか一方を２本、または夫々１本ずつを選択し、該選択された２本の柱を所定の間隔で立設するとともに、該２本の柱を水平方向の力が作用した場合に変形してエネルギーを吸収する連結材にて連結して構成されたものである。
【００１５】
また本発明に係る規格化建物における構造計算方法は、下記の工程を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
（１）構造検討の対象となる間取りにおいて耐力パネルを適宜配置する工程、
（２）すべての耐力パネルを構成する柱を第１の柱として構造計算を行う工程、
（３）地震荷重時の軸力以外の検討項目についてはすべて判定がＯＫとなるように、前記（１）、（２）の工程を繰り返す工程、
（４）地震荷重時の軸力が所定の値を超えている位置において第１層の柱を第２の柱に置き換えて構造計算を行い短期軸力がＯＫとなっていることを確認する工程。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る耐力パネルでは、該耐力パネルを構成する一対の柱の少なくとも一方の柱と上下梁のいずれか一方との接合部には、水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー接合部が構成されているので、梁に鉛直方向の力が作用してもこの力を負担することがない。
【００１８】
従って、耐力パネルに高い水平耐力を設定した場合の短期軸力（柱の下端に作用する力）が低減する。そのため、耐力パネルの設置された梁の剛性や、柱を梁に接合する為のボルトの強度を小さくすることができ、コストを抑制することができる。
【００１９】
また、鉛直ローラー接合部を、梁側接合片と、柱側接合片と、を当接しボルト接合して構成したので、接合片どうしのボルト接合という簡便な手段で、容易に鉛直ローラー接合部を構成することができる。
【００２０】
また本発明に係る規格化建物では、上下梁とピン接合される第１の柱と、上下いずれかの梁とは鉛直ローラー接合される第２の柱とを備えているので、大きな軸力が作用する虞のある部位において適宜第２の柱を使用して耐力パネルを構成することができる。このため、水平耐力を弱く設計した耐力パネルを利用することで必要総枚数が多くなったり、軸力を分散させるために耐力パネルとは別に柱を設けるなど、従来の課題を解決してコストを増大させることなく安全性の高い建物を構成することができる。
【００２１】
また、本発明に係る規格化建物における構造計算方法は、（１）〜（４）の工程を経ることによって、水平方向の力が作用した場合に基礎梁やアンカーに過大な力を作用させることのない耐力パネルの選択を行うことができる。
【００２２】
上記の如く、本発明では、上下両端が上下梁とピン接合される第１の柱と、上下梁のいずれかと鉛直ローラー接合される第２の柱と、を選択して耐力パネルを構成することによって、上層の荷重を負担させたい場合、或いは負担させたくない場合、に適宜対応することができる。
【００２３】
上記耐力パネルを利用することによって、耐力パネル耐力を高く設定した上で耐力パネルを連層配置できる。このため、耐力パネル位置が各階階段室脇の壁、外壁の窓脇の壁などに集中させても、基礎梁やアンカーに過大な力が作用することがない。従って、間取りが作り易く、間口の狭い敷地に重層の建物を計画する際に有効である。
【００２４】
特に、耐力パネルの片側の柱を第１の柱とすることによって鉛直荷重を受けるようにしているので、建物全体では耐力パネルを含めた柱の本数が減り、コストダウンと供に間取りが作り易くなる。このように、片側の柱を第１の柱として鉛直荷重を受けることができるため、特許文献１に記載された耐力壁のように鉛直荷重を伝えるための柱を別途設置する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る耐力パネル、規格化建物の最も好ましい実施の形態について説明する。本発明に係る耐力パネルは、予め設定された所定の間隔を持って配置され、且つ上下両端が上下の梁に所定の構造で接合された一対の柱と、該一対の柱を連結する連結材によって構成されたものである。
【００２６】
耐力パネルを構成する一対の柱のうち少なくとも一方側の柱は、上下両端の何れか一方の端部が梁に対しピン接合され、他方の端部が梁に対し水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントが伝達されることのない鉛直ローラー接合された第２の柱として構成されている。また他方側の柱は、上下両端が梁に対しピン接合された第１の柱として構成されている。
【００２７】
上下何れかの端部が梁に対し鉛直ローラー接合される第２の柱を有する耐力パネルでは、鉛直方向に作用する力は第１の柱に伝達されるものの第２の柱に伝達されることはない。また梁に対して水平方向に作用する力は第１の柱及び第２の柱に伝達される。従って、前記の如く構成された耐力パネルを１階に設置した場合には、基礎梁やアンカーボルトに対し鉛直方向の大きな力が作用することがなく、基礎梁やアンカーボルトを特別に大きな断面、或いは強度で構成する必要がない。
【実施例】
【００２８】
本実施例に係る耐力パネルの構成、並びに建物の構成について図を用いて説明する。図１は本実施例に係る第２の柱の構成と、この第２の柱を用いた耐力パネルの構成を説明する図である。図２は鉛直ローラー接合部の構成を説明する図である。図３は本実施例に係る第２の柱を用いた耐力パネルを１階に配置すると共に上階に第１の柱のみを用いた耐力パネルを連層した躯体構造を説明する図である。図４は水平方向の力が作用したときの軸力を模式的に説明する図である。
【００２９】
先ず、図１、２により第２の柱Ａの構成と、この第２の柱Ａを用いた耐力パネルＢの構成について説明する。
【００３０】
第２の柱Ａは、所定の間隔（耐力パネルＢの幅寸法に対応した寸法）を持って第１の柱１に対峙して配置され、該第１の柱１に対し連結材２を介して接続されるものである。特に、第２の柱Ａの上下何れかの端部は、Ｈ形鋼からなる上梁３或いは下梁４に対し鉛直ローラー接合部Ｃを介して接合されることで、水平方向の力のみが伝達され、鉛直方向の力及びモーメントは伝達されることがないように構成されている。本実施例では、第２の柱Ａは上端側が上梁３に対し鉛直ローラー接合されている。
【００３１】
第１の柱１は角形鋼管からなる柱体１０を有しており、該柱体１０の下端部に柱脚部材１１が設けられ、この柱脚部材１１を介して下梁４にピン接合されている。また第１の柱１の上端部には柱頭部材１２が設けられ、この柱頭部材１２を介して上梁３にピン接合されている。このように構成された第１の柱１では、上梁３に作用する鉛直方向の力を下梁４に伝達することが可能である。
【００３２】
第２の柱Ａは、第１の柱１と同様に角形鋼管からなる柱体１０を有しており、該柱体１０の下端部に柱脚部材１１が設けられ、この柱脚部材１１を介して下梁４にピン接合されている。また、柱体１０の上端部には柱頭部１４が構成され、この柱頭部１４と上梁３に設けた拘束部材１５とによって、鉛直ローラー接合部Ｃが構成されている。
【００３３】
第２の柱Ａの上端に構成された柱頭部１４、及び上梁３に設けた拘束部材１５によって構成された鉛直ローラー接合部Ｃの構成について具体的に説明する。
【００３４】
柱頭部１４は、第２の柱Ａを構成する柱体１０の上端部に溶接等の手段で固定された取付片１４ａと、該取付片１４ａに溶接等の手段で固定された柱側接合片となる２枚のプレート１４ｂと、によって構成されている。前記２枚のプレート１４ｂは平行に配置されており、且つ所定位置にはこれら２枚のプレート１４ｂを厚さ方向に貫通する丸穴からなるボルト穴１４ｃが形成されている。
【００３５】
拘束部材１５は、上梁３の下フランジ３ａに固定するための複数の穴１５ｄを有する板状の取付片１５ａと、該取付片１５ａに溶接等の手段で固定された板状の梁側接合片となるプレート１５ｂと、によって構成されている。前記プレート１５ｂの所定位置には縦方向に長く、横方向には挿通するボルトとの間に若干のクリアランスを見込んだ寸法を持った長穴からなるボルト穴１５ｃが形成されている。特に、プレート１５ｂは柱頭部１４を構成する２枚のプレート１４ｂの間に挿入されるものであり、該プレート１５ｂの厚さは２枚のプレート１４ｂの間の寸法よりも若干小さい寸法を有している。
【００３６】
拘束部材１５は予め上梁３の下フランジ３ａに図示しないボルトによって固定され、この拘束部材１５に対して第２の柱Ａに設けた柱頭部１４が接合されることで鉛直ローラー接合部Ｃが構成されている。従って、梁側接合片となる拘束部材１５のプレート１５ｂは上梁３から垂下して配置され、また柱側接合片となる柱頭部１４のプレート１４ｂは第２の柱Ａの上端から起立して配置される。
【００３７】
上梁３の下フランジ３ａに固定した拘束部材１５のプレート１５ｂを、第２の柱Ａを構成する柱体１０の上端部に形成した柱頭部１４の２つのプレート１４ｂで挟み込むようにして該第２の柱Ａを配置し柱脚部材１１を下梁４に固定する。そして、ボルト１６ａを柱頭部１４のボルト穴１４ｃ、拘束部材１５のボルト穴１５ｃに挿通してナット１６ｂを螺合する。これにより、第２の柱Ａは、その上端において上梁３に対し水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない状態で接合される。
【００３８】
なお、第２の柱Ａがその上端において上梁３に対し水平方向の力のみが伝達され鉛直方向の力とモーメントは伝達されない鉛直ローラー支持とするには、（１）ボルト１６ａを半ボルト（プレート１５ｂの厚みに対応した寸法だけネジを切らない部分を有するボルト）としてナット１６ｂを螺合してもルーズな状態が保たれるように構成する。（２）柱頭部１４のプレート１４ｂ及び拘束部材１５のプレート１５ｂの表面にフッ素樹脂や二硫化モリブデン等の潤滑性を有する皮膜を形成して両者の接触面に作用する摩擦力を低減しわずかな力でスライドするように構成する。（３）両者の接触面にベアリングを介在させる、等の方法がある。
【００３９】
上記の如く構成された鉛直ローラー接合部Ｃに於いて、通常時、ボルト１６ａの長穴からなるボルト穴１５ｃに対する上下方向の位置は略中央になるように、拘束部材１５のボルト穴１５ｃの位置、及び柱頭部１４のボルト穴１４ｃの位置が設定されている。また、拘束部材１５に形成されたボルト穴１５ｃの上下方向の長さは、想定される最大の水平力が作用した場合であってもボルト１６ａがボルト穴１５ｃの上下端部分においてプレート１５ｂと接触しないように設定されている。
【００４０】
従って、上梁３を介して拘束部材１５に長期荷重が作用しても、該拘束部材１５のプレート１５ｃは下方に移動し得るので、荷重は拘束金物１５から第２の柱Ａに伝達されることはない。また、地震時には水平力の大きさに応じてボルト１６ａが上下方向に移動するが、該ボルト１６ａがボルト穴１５ｃの上下端部分においてプレート１５ｂと接触することはない。即ち、ボルト１６ａのボルト穴１５ｃに於ける上下方向の移動は常に許容されている。
【００４１】
また、地震時の上梁３の変位による水平方向の力の伝達が、拘束部材１５を介して第２の柱Ａに対して円滑に行えるようにするため、拘束部材１５に設けたボルト穴１５ｃの左右方向の寸法は、該拘束部材１５の水平方向のわずかな変位の発生によってプレート１５ｂがボルト穴１５ｃの左右端部分においてボルト１６ａと接触し得るような値に設定されている。
【００４２】
なお、本実施例では、柱頭部１４は平行に配置された２枚のプレート１４ａを備えているが、このプレート１４ａは１枚でも構わない。また、柱頭部１４のプレート１４ａを１枚とし、拘束部材１５のプレート１５ｂを平行に配置した２枚のプレートによって構成してもよい。また、柱頭部１４のプレート１４ａのボルト穴１４ｃを縦方向に長い長穴とし、拘束部材１５のプレート１５ｂのボルト穴１５ｃを丸穴としてもよい。
【００４３】
更に、本実施例では、第２の柱Ａの上端部分と上梁３との間に鉛直ローラー接合部Ｃを構成したが、第２の柱Ａの下端部分と下梁４との間に鉛直ローラー接合部Ｃを構成しても良い。この場合、第２の柱Ａを構成する柱体１０の上端に、第１の柱１の上端部分と同様の柱頭部材１２を設けることで、第２の柱Ａを上梁３に対しピン接合することが必要である。
【００４４】
耐力パネルＢは、上記の如く構成された第１の柱１及び第２の柱Ａと、その間に上下方向に配置された２つの連結材２と、によって構成されている。
【００４５】
第１の柱１と第２の柱Ａは、目的の耐力パネルＢの寸法に対応した間隔を持って配置されており、第１の柱１は上下両端部分で上下の梁３、４に夫々柱頭部材１２、柱脚部材１１を介してピン接合することで、鉛直方向の力、水平方向の力を伝達し得るように構成されている。
【００４６】
第１の柱１と第２の柱Ａとからなる一対の柱を連結して耐力パネルＢを構成する連結材２は、水平方向の力が作用したとき、この力の大きさに応じて変形してエネルギーを吸収する機能を有するものである。
【００４７】
このため、連結材２は、鋼材ダンパー２０と、２つの枠体２１で構成されている。鋼材ダンパー２０は、極低降伏点鋼からなリ、略蝶形に形成されており、作用するせん断力に応じて中央のくびれた部分が変形して地震エネルギーを吸収し得るように構成されている。
【００４８】
また、枠体２１は、底辺となる長辺材２１ａと、斜辺となる斜辺材２１ｂ、２１ｃと、を連結片２１ｄで連結して略二等辺三角形状に構成され、更に水平材２１ｅが長辺材２１ａの中間位置から連結片２１ｄにかけて配置されることで高い剛性を有している。また鋼材ダンパー２０は、枠体２１の連結片２１ｄに対してボルト接合されており、劣化した際には交換可能なように構成されている。
【００４９】
そして、第１の柱１、第２の柱Ａを構成する夫々の柱体１０の内側面であって上下方向に夫々２つの枠体２１を配置すると共に、夫々の枠体２１の長辺材２１ａを添わせてボルト接合する。これにより、第１の柱１、第２の柱Ａには、上下方向に配置された２つの枠体２１が、連結片２１ｄどうしが対向するような状態で固定される。更に、枠体２１を構成する斜辺材２１ｂ、２１ｃの頂点に設けた連結片２１ｄの間に鋼材ダンパー２０をボルト接合して固定することで、耐力パネルＢが構成される。
【００５０】
上記の如く構成された耐力パネルＢでは、地震時に作用する水平力に応じて上梁３と下梁４との間で水平方向に相対的な変位が生じたとき、この変位に伴って、向かい合う枠体２１に上下方向の相対的な変位が生じる。このときの変位は鋼材ダンパー２０に対しせん断力として作用し、斜辺材２１ｂ、２１ｃに引張力、圧縮力として作用する。そして、作用するせん断力を鋼材ダンパー２０が吸収する。
【００５１】
また、通常時は、上梁３に作用する鉛直荷重のすべてあるいは大部分が第１の柱１で負担され、第２の柱Ａの上端において、拘束部材１５を介して伝達されることがほとんどあるいは全くない。従って、下梁４の第２の柱Ａの柱脚部材１１が取り付けられた部位に対し、上梁３からの鉛直荷重が作用することはほとんどあるいは全くない。
【００５２】
地震時に作用する水平力によって、上梁３と下梁４の間に水平方向の相対的な変位（水平方向変位）が生じたとき、第１の柱１と第２の柱Ａは、上端が柱頭部材１２、拘束部材１５に拘束され、下端が下梁４に固定された柱脚部材１１に拘束され、全体として水平力の作用する方向に倒れた平行四辺形をなすように変形する。従って、第１の柱１と第２の柱Ａは上梁３と下梁４の水平方向変位に伴って傾斜することとなる。
【００５３】
即ち、上梁３に取り付けた拘束部材１５が相対的に水平方向に変位し、この変位に伴ってプレート１５ｂに形成されたボルト穴１５ｃの左右方向の端部が、第２の柱Ａを構成する縦材１０の柱頭部１４のボルト穴１４ｃに挿通されたボルト１６ａと当接して反力が作用し、この反力が抵抗として作用することになる。
【００５４】
第１の柱１と第２の柱Ａの傾斜は上梁３と下梁４の変位量に応じて変化し、且つ変位量に応じて反力の大きさも変化する。
【００５５】
例えば、中小の地震時には、作用する水平力に応じた上梁３と下梁４の相対的な変位に伴って第１の柱１、第２の柱Ａが傾斜し、ボルト穴１５ｃのボルト１６ａに対する当接によって反力が生じ、耐力パネルＢそのものが抵抗となって水平力を負担することが可能となる。このため、鋼材ダンパー２０の塑性変形を伴うことなく、建物の変形を抑えることが可能となる。
【００５６】
このとき、第２の柱Ａの上端に形成された鉛直ローラー接合部Ｃを構成する柱頭部１４と拘束部材１５との間では鉛直方向の力やモーメントを伝達し合わない為、これらの力によって下梁４を引き上げたり押し込んだりする力は作用しない。
【００５７】
尚、第２の柱Ａの上端に形成された柱頭部１４と拘束部材１５との間では水平方向の力は伝達し合い、耐力パネルＢに作用する水平方向の力（Ｐ）が第２の柱Ａを傾斜させようとする力となる。この場合、第２の柱Ａを構成する柱体１０の柱脚部材１１の持ち上げられる側を固定するボルトには下梁４に対する引き抜き力が作用し、その値は、ボルト１６ａに作用する水平力（Ｐ）と、上梁３の下フランジ３ａの下面からボルト１６ａの中心までの寸法（ｈ）との積を、支点となる柱脚部材１１の端縁部からボルトまでの寸法（ｗ）で除した値（Ｐ・ｈ／ｗ）で表される。
【００５８】
また、柱脚部材１１の端縁部には、引き抜き力とは向きが正反対で同じ大きさの押し込み力が作用する。しかし、上梁３の下フランジ３ａの下面からボルト１６ａの中心までの寸法（ｈ）は上梁３と下梁４との間隔（建物の階高）に比べて極めて小さいのでこの引き抜き力や押し込み力は極めて小さな値となり、しかもこの２つの力は、接近した位置で互いに打ち消しあう方向に作用するので、下梁４の柱脚部材１１の取り付け位置には大きな力は作用しない。
【００５９】
また大地震時には、第１の柱１と第２の柱Ａの傾斜が大きくなり、一方の柱１又はＡにボルト穴１５ｃのボルト１６ａに対する当接によって圧縮力が生じたとき、更なる傾斜は連結材２に伝えられ、鋼材ダンパー２０に対してせん断力が作用する。そして、鋼材ダンパー２０は作用したせん断力に応じて塑性変形を繰り返し、エネルギーを吸収して速やかに揺れを減衰させ、建物の損傷を防ぐことが可能となる。
【００６０】
上記の如くして鋼材ダンパー２０が塑性変形を繰り返してエネルギーを吸収する場合であっても、第２の柱Ａから下梁４に作用する力は無視できる。
【００６１】
特に、このような耐力パネルＢは、第１の柱１、第２の柱Ａを上梁３と下梁４の間に配置し、夫々の下端を柱脚部材１１を介して下梁４にピン接合し、第１の柱１の上端を柱頭部材１２を介して上梁３にピン接合すると共に、第２の柱Ａの上端を鉛直ローラー接合部Ｃを介して接合することで構成することが可能である。
【００６２】
上記の如き構成は、工業化住宅のように、上梁３、下梁４のフランジに予め夫々平面モジュールに基づく所定のピッチで複数のボルト穴が形成されている躯体の場合、大きな工事を必要とせずに設置することが可能である。このため、既存の建物の耐震性を高める際に本耐力パネルを採用すると有利である。
【００６３】
次に、上記の如く構成した耐力パネルＢと、一対の第１の柱１を利用して構成した耐力パネルＤと、を同一平面内に連層配置して構成した規格化建物について図３、４により説明する。
【００６４】
図に示すように、本規格化建物は３階建ての鉄骨造の工業化住宅であり、図に示す構面方向については１スパンで構成されており、１階部分には耐力パネルＢが配置され、２階、３階部分には耐力パネルＤが配置されている。１階部分の耐力パネルＢと２階、３階部分の耐力パネルＤは、スパンの一方の端部に寄せて、これらの耐力パネルＢ、Ｄを構成する一対の柱の位置が一致するように配置、即ち連層配置されている。
【００６５】
耐力パネルＤは、所定の間隔で一対の第１の柱１が配置され、この第１の柱１を連結材２によって連結して構成されている。即ち、耐力パネルＤは、従来より一般的に利用されている耐力パネルをそのまま利用したものである。従って、耐力パネルＤは、上下に配置された鋼製の梁３に対し、夫々の第１の柱１の下端部分が柱脚部材１１を介して固定されると共に上端部分が柱頭部材１２を介して固定される。
【００６６】
耐力パネルＢは１階部分に配置されているため、下梁４としては鋼製の梁であっても良く、鉄筋コンクリート造の基礎梁であっても良い。そして、耐力パネルＢを構成する第１の柱１は上下両端部分が柱脚部材１１、柱頭部材１２を介して下梁４、上梁３に固定されている。また第２の柱Ａは、下端部分が柱脚部材１１を介して下梁４に固定され、上端部分が鉛直ローラー接合部Ｃを介して上梁３に固定されている。
【００６７】
上記の如く構成された建物では、図４に示すように、水平方向の力が作用していない状態（常時）では、鉛直荷重の一部は黒矢印に示すように、２階、３階に配置された耐力パネルＤを構成する一対の第１の柱１を介して下側の梁３に伝達される。
【００６８】
ここで、２階の第１の柱１に作用する鉛直荷重（２階の第１の柱１の軸力）は、その上側の梁３から伝達された鉛直荷重に、３階の第１の柱1に伝達された鉛直荷重（３階の第１の柱1の軸力）を加えたものになる。つまり、第１の柱１を用いて耐力パネルＤを構成してこれを連層した場合、下階に配置された第１の柱１には、上階の同一位置に配置された第１の柱１の軸力が累加されてゆく。しかし、１階に配置された耐力パネルＢにおいては、第２の柱Ａが鉛直ローラー接合部Ｃを介して上梁３に接合されているため、該第２の柱Ａには建物の鉛直荷重が伝達されることはなく、その近傍の第１の柱１に分配して伝達される。
【００６９】
また建物に対し白矢印で示す水平方向の力が作用したとき、２階、３階に配置された耐力パネルＤを構成する一対の第１の柱１には、白矢印で示す互いに向きが反対で同じ大きさの鉛直荷重（付加軸力）が作用する。このとき各階の各柱の軸力は、常時の軸力から付加軸力を加算した（上向きの付加軸力の場合は差し引いた）値となる。
【００７０】
この付加軸力においても前述の常時の軸力と同様に、下階に配置された第１の柱１には、上階の同一位置に配置された第１の柱１の付加軸力が累加されてゆく。しかし、１階に配置された耐力パネルＢを構成する第２の柱Ａは、鉛直ローラー接合部Ｃを介して上梁３に接合されているため、第２の柱Ａにはその直上の第１の柱１の付加軸力が累加されず、該付加軸力は第２の柱Ａの近傍の第１の柱１に分配して伝達される。従って、第２の柱Ａが固定された位置において、下梁（基礎梁）４に作用する軸力は極めて小さな値となる。
【００７１】
また、図とは反対の水平方向の力が作用した場合、第２の柱Ａと同一位置にある上階の第１の柱１には上向きの付加軸力（引抜力）が作用するが、第２の柱Ａにはその直上の第１の柱１の引抜力が作用せず、耐力パネルＢによる引抜力のみが作用するので、第２の柱Ａが固定された位置において、基礎梁４や第２の柱Ａを固定するアンカーボルトに作用する引抜力は極めて小さな値となる。
【００７２】
従って、耐力パネルの水平耐力を低下させることなく、基礎梁４が負担すべき荷重を低減させることができ、基礎梁４の断面性能を高める必要がない。また、第１の柱Ａの固定に必要なアンカーボルトの付着力も小さくすることができる。
【００７３】
なお、上記実施例では、耐力パネルＢを構成する柱の一方のみを第２の柱Ａとしたが、耐力パネルＢを構成する柱が建物出隅部に配置される場合等を除き、構造安全性が確保されれば、両方の柱を第２の柱Ａとしてもよい。
【００７４】
次に、上記の如く構成された規格化建物に於ける耐力パネルＢ、Ｄを選択する際の方法について説明する。
【００７５】
先ず、目的の建物の構造検討の対象となる間取りに対し、耐力パネルを適宜配置する。このとき、配置されたすべての耐力パネルを、一対の第１の柱１と連結材２とからなる耐力パネルＤとし、この条件で構造計算を行う。
【００７６】
上記構造計算では、通常時に作用する鉛直荷重、鉛直方向の力に対して所定の項目に従って検討し、この検討結果がすべて満足するまで、配置位置、耐力パネルＤの形状等の条件を変更して繰り返す。
【００７７】
次いで、配置された耐力パネルＤに対し地震荷重が作用する条件で計算し、このときの軸力が所定の値を超えているか否かを検討する。そして、軸力が所定の値を超えていない場合にはそのままとし、前記値を超えている場合には、１階の耐力パネルＤを構成する一方側の柱（軸力が所定の値を超えている側の柱）を第２の柱Ａに置き換えた耐力パネルＢとして構造計算を行い、置き換えた第２の柱Ａに対する短期軸力が満足することを確認する。
【００７８】
上記の如くして規格化建物における耐力パネルＢ、Ｄを選択して配置することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る耐力パネルＢ、および、規格化建物は鋼構造ブレース構造建物一般に利用することが可能であり、このような建物としては、住宅、事務所、店舗、倉庫等がある。特に、間口が狭い重層建物のように、同一平面内に耐力壁を連層する必要が生じるような建物で高い効果を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施例に係る第２の柱の構成と、この第２の柱を用いた耐力パネルの構成を説明する図である。
【図２】鉛直ローラー接合部の構成を説明する図である。
【図３】本実施例に係る第２の柱を用いた耐力パネルを１階に配置すると共に上階に第１の柱のみを用いた耐力パネルを連層した躯体構造を説明する図である。
【図４】水平方向の力が作用したときの軸力を模式的に説明する図である。
【図５】従来の建物に於ける軸力を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ                  第２の柱
Ｂ                  耐力パネル
Ｃ                  鉛直ローラー接合部
Ｄ                  耐力パネル
１                  第１の柱
２                  連結材
３                  上梁
４                  下梁
１０                柱体
１１                柱脚部材
１２                柱頭部材
１４                柱頭部
１４ａ              取付片
１４ｂ              プレート
１４ｃ              ボルト穴
１５                拘束部材
１５ａ              取付片
１５ｂ              プレート
１５ｃ              ボルト穴
１６ａ              ボルト
１６ｂ              ナット
２０                鋼材ダンパー
２１                枠体
２１ａ              長辺材
２１ｂ、２１ｃ      斜辺材
２１ｄ              連結片
２１ｅ              水平材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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