(57)【要約】【課題】  孔あき鋼板ジベルによる接合部分を履歴型ダンパーとして機能させることができて、制振効果を得ることができる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造を提供する。【解決手段】  孔あき鋼板ジベル１と、これを埋め込み状態に打設した鉄筋コンクリート体２Ａと、孔あき鋼板ジベル１に接合した軸部材３とを備える。この構成において、（コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）、とする。すなわち、孔あき鋼板ジベル１と鉄筋コンクリート体２Ａとの間に、大きなせん断力が作用したときに、コンクリートのせん断破壊に先行して孔あき鋼板ジベル１が降伏するようにする。これにより、地震等による振動に対して、履歴型ダンパーとして機能させ、制振効果を得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔あき鋼板ジベルと、この孔あき鋼板ジベルを埋め込み状態に打設した鉄筋コンクリート体と、前記孔あき鋼板ジベルに接合した軸部材とを備える孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造において、
前記孔あき鋼板ジベルの表面に沿う方向に沿って孔あき鋼板ジベルと鉄筋コンクリート体間に生じるせん断力により、孔あき鋼板ジベルに降伏が生じることに対する耐力である孔あき鋼板ジベル耐力と、
前記鉄筋コンクリート体における孔あき鋼板ジベルの孔内に入った部分またはその付近にせん断破壊が生じることに対する耐力であるコンクリートせん断耐力との関係を、
（コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）
としたことを特徴とする孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造。
【請求項２】
請求項１において、前記孔あき鋼板ジベルの表面と鉄筋コンクリート体との間に、アンボンド材層を設けた孔あき鋼板ジベル処理建築物の軸部材接合構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記軸部材がブレースであり、前記鉄筋コンクリート体が梁または柱であり、前記孔あき鋼板ジベルに接合されるか、または孔あき鋼板ジベルと一体の部材とされたガセットプレートに前記ブレースを接合した孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記軸部材が間柱であり、前記鉄筋コンクリート体が梁または基礎または床スラブである孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、孔あき鋼板ジベルを使用した建築物の軸部材接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の鉄筋コンクリート柱や鉄筋コンクリート梁等の鉄筋コンクリート体にブレース等の軸部材を接合するのに、ずれ止めとして孔あき鋼板ジベルを介在させることがある。この場合、ガセットプレートの一部に溶接などにより孔あき鋼板ジベルを接合する。この孔あき鋼板ジベルを埋め込み状態としてコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート体を構築する。ガセットプレートに軸部材である例えばブレースを接合する。
上記の軸部材接合構造によると、鉄筋コンクリート体のコンクリートが孔あき鋼板ジベルの孔に入り込むことにより、ずれ止め作用が得られ、接合部の強度を高めることができる。
【０００３】
なお、構造物の柱，梁間に対角線状に設けるブレースにつき、座屈拘束を行って履歴型ダンパーとして用いるものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８８６３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
孔あき鋼板ジベルを使用する通常の設計では、孔あき鋼板ジベルの降伏が、その孔に入ったコンクリートのせん断破壊に先行して起こらないようにされる。このため、上記孔あき鋼板ジベルを用いた接合部は、制振効果が得られない。また、孔あき鋼板ジベルによる接合部を利用して制振効果を得るという発想は、従来には例がない。
【０００６】
この発明の目的は、孔あき鋼板ジベルによる接合部分を履歴型ダンパーとして機能させることができて、制振効果を得ることができる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、孔あき鋼板ジベルと、この孔あき鋼板ジベルを埋め込み状態に打設した鉄筋コンクリート体と、孔あき鋼板ジベルに接合した軸部材とを備える孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造において、
前記孔あき鋼板ジベルの表面に沿う方向に沿って孔あき鋼板ジベルと鉄筋コンクリート体間に生じるせん断力により、孔あき鋼板ジベルに降伏が生じることに対する耐力である孔あき鋼板ジベル耐力と、
前記鉄筋コンクリート体における孔あき鋼板ジベルの孔内に入った部分またはその付近にせん断破壊が生じることに対する耐力であるコンクリートせん断耐力との関係を、
（コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）
としたことを特長とする。
【０００８】
この軸部材接合構造によると、（コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）としたため、孔あき鋼板ジベルと前記鉄筋コンクリート体との間に大きなせん断力が作用したときに、コンクリートのせん断破壊に先行して孔あき鋼板ジベルが降伏する。孔あき鋼板ジベルは鉄筋コンクリート体内に埋め込まれていることから、座屈拘束されていると考えることができる。このため、孔あき鋼板ジベルによる接合部分は、履歴型ダンパーとして高いエネルギー吸収能力を発揮すると考えられる。これにより、制振効果の高い軸部材接合構造となる。なお、履歴型ダンパーは、鋼材などの塑性変形による履歴減衰により地震エネルギー等の振動エネルギーを吸収・消散するダンパーを言う。
【０００９】
この発明において、前記孔あき鋼板ジベルの表面と鉄筋コンクリート体との間に、アンボンド材層を設けても良い。このようにアンボンド材層を介在させて孔あき鋼板ジベルの表面と鉄筋コンクリート体との付着を切ることで、履歴型ダンパーとしての振動エネルギーの吸収効果を安定せることができる。なお、孔あき鋼板ジベルを用いたずれ止めの設計において、孔あき鋼板ジベルの表面と鉄筋コンクリート体との付着による抵抗力は考慮されず、孔あき鋼板ジベルの孔内にコンクリートが介在することで、ずれ止めの効果の計算する。そのため、アンボンド材層を介在させて孔あき鋼板ジベルの表面と鉄筋コンクリート体との付着を切っても、ジベルとしてのずれ止め効果の低減の問題は生じない。
【００１０】
この発明において、前記軸部材がブレースであり、前記鉄筋コンクリート体が梁または柱であり、前記孔あき鋼板ジベルに接合されるか、または孔あき鋼板ジベルと一体の部材とされたガセットプレートに前記ブレースを接合したものであっても良い。孔あき鋼板ジベルに接合される軸部材がブレースである場合、すなわち斜材である場合、建築物の振動はブレースに対して主に引っ張り力および圧縮力の繰り返し軸力として作用する。この軸力が、孔あき鋼板ジベルと鉄筋コンクリート体との間にせん断力として作用する。この発明によると、このように伝わる振動に対して、上記の履歴型ダンパーとしての振動エネルギーの吸収効果が良好に得られる。
【００１１】
この発明において、前記軸部材が間柱であり、前記鉄筋コンクリート体が梁または基礎または床スラブであっても良い。軸部材が間柱である場合、地震等による建築物の層間変位等によって、間柱が傾斜するように変形する。そのため、孔あき鋼板ジベルと鉄筋コンクリート体との間には、間柱に作用する軸力と、上記傾斜変形させようとする力とが合成された力によるせん断力が生じる。このように伝わる振動に対しても、上記の履歴型ダンパーとしての振動エネルギーの吸収効果が良好に得られる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、孔あき鋼板ジベルと、この孔あき鋼板ジベルを埋め込み状態に打設した鉄筋コンクリート体と、前記孔あき鋼板ジベルに接合した軸部材とを備えた孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造において、前記孔あき鋼板ジベルの表面に沿う方向に沿って孔あき鋼板ジベルと鉄筋コンクリート体間に生じるせん断力により、孔あき鋼板ジベルに降伏が生じることに対する耐力である孔あき鋼板ジベル耐力と、前記鉄筋コンクリート体における孔あき鋼板ジベルの孔内に入った部分またはその付近にせん断破壊が生じることに対する耐力であるコンクリートせん断耐力との関係を、
（コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル力）
としたため、孔あき鋼板ジベルによる接合部分を履歴型ダンパーとして機能させることができて、制振効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造の正面図である。
【図２】図１におけるＡ部の拡大図である。
【図３】孔あき鋼板ジベルの部分拡大断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造の正面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造の正面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、梁である鉄筋コンクリート体２Ａとブレースである軸部材３との取り合いに、孔あき鋼板ジベル１を用いた例である。梁である鉄筋コンクリート体２Ａは、隣合う２本の柱である鉄筋コンクリート体２Ｂの間に接合されている。これら梁または柱である鉄筋コンクリート体２Ａ，２Ｂは、現場打設されたものであっても良く、プレキャストコンクリートであっても良い。孔あき鋼板ジベル１は、梁である鉄筋コンクリート体２Ａのコンクリート打設時に、配筋６と共にコンクリート内に埋め込まれる。
【００１５】
図１において、ブレースである軸部材３は、梁である鉄筋ンコンクリート体２Ａの、柱である鉄筋コンクリート体２Ｂとの接合部と、その上階の梁である鉄筋コンクリート体２Ａの中央部との間に傾斜姿勢で配置される。この軸部材３の両端は、孔あき鋼板ジベル１と一体の部材とされたガセットプレート４に接合される。孔あき鋼板ジベル１とガセットプレート４とは、別々に設けて互いに接合しても良い。梁である鉄筋コンクリート体２Ａの中央部のガセットプレート４には、互いに対称に配置された２本のブレースである軸部材３が接合される。
ブレースである軸部材３は、両端に継手部を有しており、その継手部をガセットプレート４に重ねてボルト締めすることで、摩擦ボルト結合されている。ブレースである軸部材３は、例えば座屈拘束ブレースであり、前記両端の継手部を有する鋼製の芯材とこの芯材を挟み込む拘束材とでなる。ブレースである軸部材３は、形鋼や丸棒等の１本の鋼材からなるものであっても良い。
【００１６】
図１のＡ部を拡大して図２に示す。同図に示すように、柱際のガセットプレート４は、柱である鉄筋コンクリート体２Ｂに沿う一側端およびこの一側端と反対側の他側端にスチフナ４ａを有する断面Ｈ形とされている。スチフナ４ａは、ガセットプレート４の部分だけに設けられ、孔あき鋼板ジベル１の部分には設けられていない。
【００１７】
図３に拡大断面図で示すように、孔あき鋼板ジベル１の各孔５内には、鉄筋コンクリート体２ＡのコンクリートＡの打設時に、コンクリート７が充填される。孔あき鋼板ジベル１は、鋼板に複数の孔が設けられたものであればよく、その孔の個数や配列、鋼材の種類は特に限定されないが、次の耐力を持つものとされる。
【００１８】
すなわち、ブレースである軸部材３（図１）には地震等による振動が作用することで、強い引っ張り力や圧縮力が繰り返し作用することがある。このような引っ張り力や圧縮力により、孔あき鋼板ジベル１と鉄筋コンクリート体２Ａとの間には、孔あき鋼板ジベル１の表面に沿う方向に沿ってせん断力が作用する。
このせん断力が大きくなると、孔あき鋼板ジベル１の隣り合う孔５の間の非孔部分ａ（図３）や孔５とジベル端縁との間の非孔部分に降伏が生じる。また、鉄筋コンクリート体２Ａのコンクリート７における孔あき鋼板ジベル１の孔５内に入った部分（図３におけるｂ部）またはその付近にせん断破壊が生じる。
孔あき鋼板ジベル１の上記降伏が生じることに対する耐力を、「孔あき鋼板ジベル耐力」と呼び、前記コンクリート７のせん断破壊に対する耐力を「コンクリートせん断耐力」と呼ぶものとする。ここでは、これら両耐力の関係を、
（コンクリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）
とする。
なお、上記「孔あき鋼板ジベル耐力」は、孔あき鋼板ジベル１における上記せん断力に対して最も弱い部分の耐力であり、例えば、孔あき鋼板ジベル１の最小断面部分の耐力である。また、上記「コンクリートせん断耐力」は、上記せん断力に対して最もせん断破壊が生じ易い部分の耐力である。
【００１９】
また、この実施形態では、孔あき鋼板ジベル１の表面と鉄筋コンクリート体２Ａ，２Ｂとの間に、アンボンド材層８が設けられている。アンボンド材層８は、例えば、孔あき鋼板ジベル１の両側の表面の全体にアンボンド処理することにより設けられる。アンボンド材層８の材質としては、アスファルトや、アスファルト系ポリマー等の粘弾性体や、ブチルゴム等が用いられる。
【００２０】
この軸部材接合構造によると、地震等の振動により、ブレートである軸部材３に大きな引っ張り荷重や圧縮荷重等の軸力が繰り返し作用することがある。この軸部材３に作用する軸力により、梁である鉄筋コンクリート体２Ａのコンクリート７と孔あき鋼板ジベル１の表面との間に、大きなせん断力が繰り返し作用することがある。このせん断力に対し、              （コンリートせん断耐力）＞（孔あき鋼板ジベル耐力）
としたため、コンクリートのせん断破壊に先行して孔あき鋼板ジベルが降伏することになる。
孔あき鋼板ジベル１は、鉄筋コンクリート体２Ａのコンクリート７内に埋め込まれていることから、座屈拘束されていると考えることができる。このため、孔あき鋼板ジベル１による接合部分は、履歴型ダンパーとして高いエネルギー吸収能力を発揮する。そのため、制振効果の高い軸部材接合構造となる。
【００２１】
この実施形態では、孔あき鋼板ジベル１にアンボンド材層８を設け、コンクリート７との付着を切るようにしたため、より一層安定したエネルギーの吸収性能が発揮される。なお、孔あき鋼板ジベル１を用いたずれ止めの設計において、孔あき鋼板ジベル１の表面と鉄筋コンクリート体２Ａとの付着による抵抗力は考慮されず、孔あき鋼板ジベル１の孔５内にコンクリート７が介在することで、ずれ止めの効果の計算する。そのため、アンボンド材層８を介在させて孔あき鋼板ジベル１の表面と鉄筋コンクリート体２Ａとの付着を切っても、ジベルとしてのずれ止め効果の低減の問題は生じない。
【００２２】
図４は、この発明の他の実施形態を示す。この孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、図１〜図３の実施形態において、軸部材３を、柱である鉄筋コンクリート体２Ｂの途中部分と梁である鉄筋コンクリート体２Ａの途中部分との間に傾斜姿勢で配置される方杖型ブレースとしたものである。この軸部材３の両端が、孔あき鋼板ジベル１と一体の部材とされたガセットプレート４に接合されることなど、その他の構成は図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
この場合も、前記実施形態と同様に、孔あき鋼板ジベル１による接合部分を履歴型ダンパーとして機能させることができて、制振効果を得ることができる。また、軸部材３を方杖型ブレースとしているので、軸部材３の座屈長を短くすることができる。
【００２３】
図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、図１〜図３の実施形態において、軸部材３を、鉄筋コンクリート体２Ｃである上下階の鉄筋コンクリート梁の間に立設される間柱としたものである。間柱である軸部材３の両端に孔あき鋼板ジベル１が接合されている。鉄筋コンクリート体２Ｃは床スラブであっても良い。
この場合、軸部材３が間柱型ダンパーとして機能し、制振効果を発揮することになる。軸部材３が間柱である場合、地震等による建築物の層間変位等によって、間柱が傾斜するように変形する。そのため、孔あき鋼板ジベル１と鉄筋コンクリート体２１Ｃとの間には、間柱に作用する軸力と、上記傾斜変形させようとする力とが合成された力によるせん断力が生じる。このように伝わる振動に対しても、上記の履歴型ダンパーとしての振動エネルギーの吸収効果が良好に得られる。その他の構成，効果は図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００２４】
図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この孔あき鋼板ジベル使用建築物の軸部材接合構造は、図５の実施形態において、下階側の鉄筋コンクリート体２Ｄを鉄筋コンクリート基礎としたものである。この場合、鉄筋コンクリート基礎である鉄筋コンクリート体２Ｄに埋め込まれた孔あき鋼板ジベル１は、間柱である軸部材３の柱脚埋め込み部となる。その他の構成，効果は、図５の実施形態の場合と同様である。
【符号の説明】
【００２５】
１…孔あき鋼板ジベル
２Ａ〜２Ｄ…鉄筋コンクリート体
３…軸部材
４…ガセットプレート
５…孔あき鋼板ジベルの孔
７…コンクリート
８…アンボンド材層
【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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【図６】
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