(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製の柱及び梁からなる矩形状のフレーム内に木製の耐力パネルが配置され、
上記耐力パネルは、その上端及び下端が上記梁に対して離間され、その両側端が上記柱に対して離間されてなり、その各隅部又はその近傍に設けられた連結金具を介して上記柱及び／又は上記梁に連結されていること
を特徴とする耐力パネル構造。
【請求項２】
上記連結金具は、上記耐力パネルにおける各隅部又はその近傍から挿入される挿入板と、上記挿入板の挿入状態において当該耐力パネルから外側へ延出させた第１の連結板とを有し、
上記柱及び梁は、フレーム内側に向けて延出された第２の連結板を有し、当該第２の連結板と上記第１の連結板とに軸を挿通させることで、上記連結金具に連結されていること
を特徴とする請求項１記載の耐力パネル構造。
【請求項３】
上記連結金具は、上記挿入板の挿入状態において上記耐力パネルの側端に内面が垂直となるように当接させる側板部を有し、
上記側板部の外面は、上記第１の連結板が立設されているとともに、当該第１の連結板の立設方向に向けて傾斜され、
上記側板部と上記柱又は梁との間に狭持される２枚の板状の圧縮金物を更に有し、上記圧縮金物は、第２の連結板の両面側にそれぞれ配設されて当該第２の連結板に向けて付勢され、その上面に形成された傾斜面を上記側板部の外面に当接させてなること
を特徴とする請求項２記載の耐力パネル構造。
【請求項４】
上記耐力パネルの乾燥収縮に応じて上記側板部の外面が上記フレームに対して離間する方向にシフト場合には、上記圧縮金物が上記第２の連結板に近接する方向にシフトすること
を特徴とする請求項３記載の耐力パネル構造。
【請求項５】
上記軸は、挿通させた上記第１の連結板及び上記第２の連結板を挟むようにして設けられたリング状の押さえ部材が設けられていること
を特徴とする請求項２〜４のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項６】
上記第１の連結板は、上記外側への延出方向に向けて延長されてなるとともに上記軸を挿通させるための長溝又は第１の長孔を有すること
を特徴とする請求項２〜５のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項７】
上記第２の連結板は、上記柱に形成される場合には当該柱の長軸方向に向けて延長され、上記梁に形成される場合には当該梁の長軸方向に向けて延長されてなるとともにそれぞれ上記軸を挿通させるための第２の長孔を有すること
を特徴とする請求項２〜６のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項８】
上記耐力パネルは、水平力が負荷された場合において、主に当該水平力に基づく圧縮力が上記連結金具を介して対角方向に向けて負荷され、
上記柱は、上記水平力が負荷された場合において、主に当該水平力に基づく引張力が負荷されること
を特徴とする請求項２〜７のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項９】
第１の連結板及び上記第２の連結板は、正面視で断面Ｌ字状に構成され、内辺を上記耐力パネルの隅部に内接させるとともに外辺を上記柱及び上記梁に外接させてなること
を特徴とする請求項２〜８のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項１０】
上記耐力パネルは、更に座屈防止板が外側へ延出され、当該座屈防止板の延出端が上記フレームに当接されてなること
を特徴とする請求項２〜９のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【請求項１１】
上記耐力パネルは、複数の木製薄板を積層させた積層パネルであること
を特徴とする請求項２〜１０のうち何れか１項記載の耐力パネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物の壁体に適用され、地震時に負荷される水平力に対して本体鉄骨部分とともに耐力を負担することで耐震性能を向上させ、かつ火災時に木製パネルが燃焼しても本体鉄骨部分が構造体としての強度を保てるよう、構造体への熱的な影響を軽減させる、木製の耐力パネル構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築構造物の壁体に適用され、地震に伴い負荷される水平力に対する耐力を負担することで耐震性を向上させるための耐力壁が提案されている。最も代表的な耐力壁構造としては、柱及び梁からなる矩形状のフレーム内にその対角線に沿って２本のブレース材を互いに交差させて組み込んだ構造のものが広く知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。このような耐力壁では、建築構造物に負荷される水平力に対して、ブレース材が伸びて塑性変形することで吸収し、柱及び梁からなるフレームや周辺の構造材の損傷を抑えるようになっている。
【０００３】
また、このようなブレース材を用いる方法以外に、例えば特許文献３に示すように柱と梁により囲まれた空間内に鉄骨パネルを組み込み、これらを互いに接合材を介して一体接合させる技術も提案されている。これにより地震による水平力が負荷された場合に、鉄骨パネルを柱及び梁よりも先に降伏させることができるため、耐震性能を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２４１３３号公報
【特許文献２】特開平１０−３１４１５号公報
【特許文献３】特開平９−６７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１〜３の開示技術は、何れも木材を使用する形態ではない。特に木材を構造材として活用することにより、国内において生産された木材を有効活用することができ、国内林業の活性化にもつながる。中でも国産の杉材を活用することで、間伐材の大量消費にも貢献できる。また、建築構造物の中でも大きな面積を占める壁体に木材を活用することで木材消費の立米数を増加させることが可能となる。しかも木材を壁体として活用することができれば、ブレース材や鉄骨パネルを使用する特許文献１〜３の開示技術と比較して施工性を向上させることもでき、工期短縮も期待できる。さらに、地震時に負荷される水平力に対して本体鉄骨部分とともに耐力を分担して受け持つことから、本体鉄骨部材を一般よりも小さくすることが可能となる。同様の効果は鉄骨パネルにも期待できるが、木製であることから建築構造物全体としての重量を大幅に減らすことができ、建築コストの低減が可能となる。これに加えて日本特有の木造建築文化、伝統を再構築したいという要望にも応えることが可能となる。
【０００６】
このような壁体を木製で構成する場合には、地震による水平力が負荷された場合において、あたかもブレース材や鉄骨パネルを用いたかのような耐震性を発揮させることが当然に求められる。しかしながら、従来の木製からなる壁体において一般的に要求される耐震性を発揮することが可能な技術は特段提案されていない。これに加えて、壁体を木製で構成する場合には、火災に対する耐火性能を十分に考慮しなければならない。特に高層の建築構造物の場合において、木製の壁体が火災に伴い仮に燃焼し、更に建築構造物が倒壊した場合には甚大な被害に及んでしまう。逆に木製の壁体が火災に伴い仮に燃焼しても、本体鉄骨部分への熱的な影響を軽減させることで建築構造物の倒壊を防止する技術は特段提案されていなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、建築構造物の壁体に適用され、地震に伴い負荷される水平力に対する耐力を負担することで耐震性を向上させ、火災時に木製パネルが燃焼した場合にも、本体鉄骨部分への熱伝導を抑えることで構造体として十分な強度を保つことができる、木製の耐力パネル構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の耐力パネル構造は、鋼製の柱及び梁からなる矩形状のフレーム内に木製の耐力パネルが配置され、上記耐力パネルは、その上端及び下端が上記梁に対して離間され、その両側端が上記柱に対して離間されてなり、その各隅部又はその近傍に設けられた連結金具を介して上記柱及び／又は上記梁に連結されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の耐力パネル構造は、請求項１記載の発明において、上記連結金具は、上記耐力パネルにおける各隅部又はその近傍から挿入される挿入板と、上記挿入板の挿入状態において当該耐力パネルから外側へ延出させた第１の連結板とを有し、上記柱及び梁は、フレーム内側に向けて延出された第２の連結板を有し、当該第２の連結板と上記第１の連結板とに軸を挿通させることで、上記連結金具に連結されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の耐力パネル構造は、請求項２記載の発明において、上記連結金具は、上記挿入板の挿入状態において上記耐力パネルの側端に内面が垂直となるように当接させる側板部を有し、上記側板部の外面は、上記第１の連結板が立設されているとともに、当該第１の連結板の立設方向に向けて傾斜され、上記側板部と上記柱又は梁との間に狭持される２枚の板状の圧縮金物を更に有し、上記圧縮金物は、第２の連結板の両面側にそれぞれ配設されて当該第２の連結板に向けて付勢され、その上面に形成された傾斜面を上記側板部の外面に当接させてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の耐力パネル構造は、請求項３記載の発明において、上記耐力パネルの乾燥収縮に応じて上記側板部の外面が上記フレームに対して離間する方向にシフト場合には、上記圧縮金物が上記第２の連結板に近接する方向にシフトすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の耐力パネル構造は、請求項２〜４のうち何れか１項記載の発明において、上記軸は、挿通させた上記第１の連結板及び上記第２の連結板を挟むようにして設けられたリング状の押さえ部材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の耐力パネル構造は、請求項２〜５のうち何れか１項記載の発明において、上記第１の連結板は、上記外側への延出方向に向けて延長されてなるとともに上記軸を挿通させるための長溝又は第１の長孔を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の耐力パネル構造は、請求項２〜６のうち何れか１項記載の発明において、上記第２の連結板は、上記柱に形成される場合には当該柱の長軸方向に向けて延長され、上記梁に形成される場合には当該梁の長軸方向に向けて延長されてなるとともにそれぞれ上記軸を挿通させるための第２の長孔を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の耐力パネル構造は、請求項２〜７のうち何れか１項記載の発明において、上記耐力パネルは、水平力が負荷された場合において、主に当該水平力に基づく圧縮力が上記連結金具を介して対角方向に向けて負荷され、上記柱は、上記水平力が負荷された場合において、主に当該水平力に基づく引張力が負荷されることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の耐力パネル構造は、請求項２〜８のうち何れか１項記載の発明において、第１の連結板及び上記第２の連結板は、正面視で断面Ｌ字状に構成され、内辺を上記耐力パネルの隅部に内接させるとともに外辺を上記柱及び上記梁に外接させてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の耐力パネル構造は、請求項２〜９のうち何れか１項記載の発明において、上記耐力パネルは、更に座屈防止板が外側へ延出され、当該座屈防止板の延出端が上記フレームに当接されてなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の耐力パネル構造は、請求項２〜１０のうち何れか１項記載の発明において、上記耐力パネルは、複数の木製薄板を積層させた積層パネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述した構成からなる本発明によれば、地震により負荷される圧縮力を木製の耐力パネルにより負担し、地震により負荷される引張力を柱により負担することができる。即ち、引張力に強い鋼と、圧縮力に強い木材の各利点を有効に抽出し、相互が補完し合う耐震システムを提供することが可能となる。これより、それぞれ応力伝達モードに対して強い材料で対抗することができるため、耐震性能をより向上させることが可能となる。
【００２０】
また本発明を適用した耐力パネル構造では、建築構造物の荷重は柱で全て支持する構成としているが、地震による火災で木製の耐力パネル自体が燃焼してしまった場合においても、耐力パネルと本体鉄骨との接続面積を極力少なくしているため、建築構造物の荷重を支える柱への熱伝導が抑えられ、柱の強度自体に影響が及ぶのを防止することができる。すなわち、火災で木製の耐力パネルが焼失しても、建築構造物自体は倒壊に至らず、甚大な被害に及ぶことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した耐力パネル構造の正面図である。
【図２】本発明を適用した耐力パネル構造の隅部近傍を示す組立斜視図である。
【図３】（ａ）は、柱及び梁の交差部における拡大図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は連結金具の正面図であり、（ｂ）はその右側面図であり、（ｃ）はその左側面図である。
【図５】（ａ）は、連結金具を実際に耐力パネルに取り付けた状態を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図６】第１の連結板と、第２の連結板とを連結する例について説明するための図である。
【図７】ボルトについて、第１の連結板及び第２の連結板を挟むようにしてリング状の押さえ部材を設けた例を示す図である。
【図８】（ａ）は、図１に示す座屈防止ユニットの側面図であり、（ｂ）は図１に示す座屈防止ユニットのＢ−Ｂ断面図である。
【図９】上階からの重力に伴う荷重が、この耐力パネル構造に負荷される状態について説明するための図である。
【図１０】地震による振動に基づき、耐力パネル構造に対して水平力が交互に負荷される状態について説明するための図である。
【図１１】木製の耐力パネルが経時的に乾燥収縮してしまう例について説明するための図である。
【図１２】耐力パネルの収縮について圧縮金物を介して吸収する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した耐力パネル構造の実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用した耐力パネル構造１の正面図であり、図２は、この耐力パネル構造１の隅部近傍を示す組立斜視図である。本発明を適用した耐力パネル構造１は、柱１１及び梁１２からなる矩形状のフレーム１３と、フレーム１３内に配置された耐力パネル２１と、耐力パネル２１の隅部又はその近傍に設けられた連結金具３と、耐力パネル２１と柱１１又は梁１２との間に配置される板状の圧縮金物４と、耐力パネル２１の外周に配置される座屈防止ユニット５とを備えている。
【００２４】
図３（ａ）は、柱１１及び梁１２の交差部における拡大図であり、図３（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
柱１１は、鋼製からなり、断面形状が矩形状の鋼管柱からなる。この柱１１は、ウェブの両端にフランジを形成させたＨ形鋼で構成されていてもよいし、断面コ字状の溝形鋼等、他のいかなる断面形状で構成されていてもよい。柱１１の上下端には、これと直交する他の梁１２ａが接続される。柱１１には、フレーム１３の内側に向けて第２の連結板１９が延出されている。この第２の連結板１９は、板状体で構成されている。この第２の連結板１９は、柱１１に対して例えば溶接等により固着されていてもよい。第２の連結板１９には、柱１１の長軸方向に向けて延長されている第２の長孔２０が穿設されている。
【００２６】
梁１２は、鋼製からなり、ウェブ１５の両端にフランジ１６、１７を形成させたＨ形鋼で構成されるが、これに限定されるものではなく、断面形状が矩形、溝形等いかなる形状で構成されていてもよい。この梁１２の両端はこれと直交する他の梁１２ａに接続される。梁１２には、フレーム１３の内側に向けて第２の連結板１９が延出されている。図３（ｂ）では、この第２の連結板１９をフレーム１３側に面するフランジ１６に設けた例を示している。第２の連結板１９は、ウェブ１５と略平行方向に向けて立設されている。この第２の連結板１９は、板状体で構成されている。この第２の連結板１９は、梁１２に対して例えば溶接等により固着されていてもよい。第２の連結板１９には、梁１２の長軸方向に向けて延長されている第２の長孔２０が穿設されている。
【００２７】
耐力パネル２１は、木製で構成される。耐力パネル２１は単一材としての一枚の木板で構成されていてもよいし、複数の木製薄板を積層させた積層パネルで構成されていてもよい。耐力パネル２１は所定の板厚からなり、正面視で矩形状で構成されている。この耐力パネル２１の矩形形状は、フレーム１３の矩形形状と略相似とされていることが望ましい。また耐力パネル２１の幅、高さは、フレーム１３の幅、高さよりも小さく構成されていることが前提となる。これにより、耐力パネル２１とフレーム１３との間には間隙Ｐが形成されることとなる。図２に示すように、耐力パネル２１の隅部に、連結金具３を挿入するためのスリット２２を予め設けておくようにしてもよい。
【００２８】
耐力パネル２１として木材を使用することにより、木肌の癒し効果や杉の新鮮な香り、色合いの柔らかさ等を醸し出すことも可能となり、利用者に親近感をもって落ち着く空間を提供することも可能となる。また、耐力パネル２１として木材を使用することにより、木そのものの高い断熱性や調湿性を発揮させることも可能となる。
【００２９】
連結金具３は、図２並びに図４（（ａ）は正面図であり、（ｂ）はその右側面図であり、（ｃ）はその左側面図である。）に示すように、耐力パネル２１における各隅部又はその近傍から挿入される挿入板３１と、挿入板３１に対して内面３２ａが垂直となるように設けられた側板部３２と、側板部３２から外側に延出させた第１の連結板３３とを有している。
【００３０】
挿入板３１は、金属製の薄板で構成されており、上述した耐力パネル２１に設けられたスリット２２に挿入可能とされている。この挿入板３１は、正面視において直角二等辺三角形状とされているが、これに限定されるものではない。
【００３１】
側板部３２は、直角二等辺三角形を構成する挿入板３１の直角部分を介した２辺にそれぞれ設けられ、正面視でＬ字状となるように設けられる。その結果、この２枚の側板部３２は互いに直交する形態をなし、その端部同士が互いに溶接等により固着されていてもよい。側板部３２では、平面状の内面３２ａの裏側において外面３２ｂが設けられている。この外面３２ｂは、少なくとも第１の連結板３３が延出されている箇所については、図４（ｂ）、（ｃ）に示すような傾斜が設けられている。この外面３２ｂは、第１の連結板３３の立設方向に向けて形成された傾斜とされている。つまり、図４（ｂ）、（ｃ）では、この第１の連結板３３の立設方向が下方向であることから、外面３２ｂには、側端から第１の連結板３３に向けて下向きの傾斜が設けられている。
【００３２】
第１の連結板３３は、それぞれの側板部３２における内面３２ａに対して垂直状態となるように立設された板状体である。側板部３２はそれぞれＬ字状に設けられた２枚で構成されていることから、この第１の連結板３３も２枚の板状体で構成される。その結果、第１の連結板３３は、あたかも側板部３２から外側へ延出させた外観形状とされる。第１の連結板３３には、その外側への延出方向に向けて延長された長溝３４が設けられている。ちなみに、この長溝３４を設ける代替として、一方向に延長された長孔（図面上では図示しない。）を設けるようにしてもよい。ちなみに、長孔を設ける場合には、上述した長溝３４の長軸方向と同一方向に延長されているものとする。
【００３３】
図５（ａ）は、連結金具３を実際に耐力パネル２１に取り付けた状態を示す正面図であり、図５（ｂ）はその断面図である。連結金具３における挿入板３１が耐力パネル２１に挿入され、側板部３２がそれぞれ耐力パネル２１の外周端に当接された状態で固定される。
【００３４】
圧縮金物４は、耐力パネル２１の隅部に設けられた連結金具３と、柱１１又は梁１２との間に狭持される。圧縮金物４は、平面視において図５（ａ）に示すように、側板部３２に沿ってＬ字状となるように配置されている。圧縮金物４は、図５（ｂ）に示す断面図に示すように、断面コ字状で構成され、上フランジ４１とウェブ４３と下フランジ４２とを有している。上フランジ４１の上面は、傾斜面とされている。この上フランジ４１の上面における傾斜角度は、側板部３２における外面３２ｂの傾斜角度と略同一とされている。
【００３５】
ウェブ４３は、孔４６が穿設されている。この孔４６には、ボルト６１の軸が挿通され、その先端がナット６２により螺着されている。ウェブ４３から連続している下フランジ４２の下面は、梁１２（柱１１）に当接される。
【００３６】
このような圧縮金物４は、２枚でワンセットとされる。そして、この２枚の圧縮金物４が、第２の連結板１９の両面側にそれぞれ配設される。また、この２枚の圧縮金物４がそれぞれ第２の連結板１９に向けて付勢される。つまり、この２枚の圧縮金物４が互いに近接しようとする方向に向けて付勢される。この付勢するための手段はいかなるものであってもよく、磁力を用いるようにしてもよいし、バネ等を利用するようにしてもよい。図５（ｂ）では、この付勢手段としてバネを用いた例を示しており、ボルト６１の頭部と一方の圧縮金物４におけるウェブ４３との間に板バネ６５を配設し、同様にナット６２と他方の圧縮金物４におけるウェブ４３との間に板バネ６５を配設している。板バネ６５による復元力が各圧縮金物４に作用する結果、この２枚の圧縮金物４が互いに近接しようとする方向に向けて付勢されることとなる。また、この圧縮金物４の付勢力は、上フランジ３２ｂの傾斜した上面を介して側板部３２における外面３２ｂに伝わる。側板部３２における外面３２ｂが圧縮金物４の上フランジ３２ｂに当接され、しかもその傾斜方向は、第１の連結板３３に向けて傾斜されている。このため、上述した圧縮金物４の付勢力に対して側板部３２における外面３２ｂがこれに対抗することが可能となり、互いに力が吊り合う位置においてこの圧縮金物４が安定することとなる。なお、圧縮金物４の構成は必須ではなく、必要に応じて省略するようにしてもよい。
【００３７】
ボルト６１は、その軸に上述した圧縮金物４における孔４６が挿通される。また、このボルト６１における軸には、上述した柱１１又は梁１２に取り付けられた第２の連結板１９における第２の長孔２０と、連結金具３における第１の連結板３３の長溝３４がそれぞれ挿通される。このボルト６１による軸の挿通を通じて第１の連結板３３と、第２の連結板１９とが互いに連結されることとなる。
【００３８】
なお、この図５（ｂ）の例では、梁１２におけるフランジ１６とフランジ１７の間に板状体１３１が介装されていてもよい。この板状体１３１の介装位置は、圧縮金物４の位置に対応したものとなっている。これにより圧縮金物４を介して伝達されてくる荷重をこの板状体１３１を通じて支持することが可能となる。
【００３９】
実際にこの第１の連結板３３と、第２の連結板１９とを連結する際には、図６（ａ）に示すように連結金具３を柱１１及び梁の交点へと近づける。そして、図６（ｂ）に示すように、第２の連結板１９における第２の長孔２０と、連結金具３における第１の連結板３３の長溝３４とを互いに位置合わせをする。このとき、第２の長孔２０及び長溝３４は互いに直交する方向に長細く構成されているため、位置合わせ時におけるクリアランスを吸収することが可能となる。このようにして互いに位置合わせされた第２の長孔２０と、長溝３４とを上述したボルト６１の軸に挿通させることで固定する。
【００４０】
なおボルト６１は、上述した構成に限定されるものではなく、頭部やネジの無い単なる軸であればいかなる構成に代替させることが可能となる。またボルト６１は、図７に示すように、挿通させた第１の連結板３３及び第２の連結板１９を挟むようにして設けられたリング状の押さえ部材７１を有していてもよい。この押さえ部材７１は、例えばゴム等の樹脂や金属その他いかなる材料で構成されていてもよく、ボルト６１の軸の周囲において取り付けられている。この押さえ部材７１が設けられていることにより、第１の連結板３３及び第２の連結板１９がボルト６１の軸方向に移動してずれてしまうのを押さえ込むことができるため、かかる軸方向の位置ずれを防止することができる。
【００４１】
図８（ａ）は、図１に示す座屈防止ユニット５の側面図であり、図８（ｂ）は、図１に示す座屈防止ユニット５のＢ−Ｂ断面図を示している。座屈防止ユニット５は、耐力パネル２１の端部に埋め込まれる埋設板１０１と、この埋設板１０１から突出された突出板１０６と、梁１２からフレーム１３内側に延長された延長板１０３と、ボルト１０４及びナット１０５とを有している。
【００４２】
埋設板１０１は一端が耐力パネル２１内に埋め込まれ、突出板１０６は、梁１２に向けて延長されている。また、延長板１０３には、長孔１７１が穿設され、これにボルト１０４の軸が挿通される。ボルト１０４の先端にはナット１０５が螺着される。突出板１０６にも図示しない孔が設けられ、ボルト１０４が挿通される。延長板１０３と突出板１０６は互いに共通のボルト１０４に挿通されることで互いに連結される。
【００４３】
上述した図８の例では、柱１１と耐力パネル２１との間に座屈防止ユニット５を設ける例について説明をしたが、これに限定されるものではなく、梁１２と耐力パネル２１との間においても同様に設けられるものであってもよい。
【００４４】
次に、本発明を適用した耐力パネル構造１の動作について説明をする。
【００４５】
地震が発生していない静的な状態の場合には、図９に示すように上階からの重力に伴う荷重が、図中矢印方向に向けてこの耐力パネル構造１に負荷される。この荷重は上方から下方にかけて負荷されるが、これらの荷重は全てこのフレーム１３が負担する。つまり上方から流れてくる応力は柱１１を介して下方へと伝達することとなり、連結金具３を介して耐力パネル２１へ流れることは殆ど無い。このため、この耐力パネル２１は、建築基準法上の主要構造物にはならず、制約の多い耐火建築物において耐力パネル２１の木部をそのまま現したものとすることが可能となる。
【００４６】
これに対して地震が発生した場合には、かかる地震による振動に基づき、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように耐力パネル構造１に対して水平力が交互に負荷されることとなる。このような水平力が負荷された場合において、本発明を適用した耐力パネル構造１では、圧縮力が耐力パネル２１へ負荷されることとなる。また、耐力パネル構造１では、フレーム１３における柱１１に対して引張力が負荷されることとなる。即ち、耐力パネル構造１では、図中の点線で示される三角形の領域において引張力と圧縮力が負荷され、吊り合いが保たれることとなる。このようにして圧縮力が主として耐力パネル２１に負荷される理由としては、耐力パネル２１の４つの隅部を介してフレーム１３（柱１１及び梁１２）に接続されている。つまり耐力パネル２１の対角線の方向に向けて応力伝達経路が形成されることとなる。このため、図１０に示すように地震により負荷される水平力に基づいて、フレーム１３が平行四辺形状に変形した場合において、当該フレーム１３の対角線方向の間隔がより狭小化される。その結果、対角線方向に向けてフレーム１３に接続されている耐力パネル２１により大きな圧縮力が負荷されることとなる。
【００４７】
これに対して、フレーム１３が平行四辺形状に変形した場合には、柱１１が斜め方向に向けて変形しようとする力が負荷され、これが引張力として負荷される。
【００４８】
即ち、上述したメカニズムに基づいて、地震による振動に基づき、耐力パネル２１により大きな圧縮力が負荷され、柱１１にはより大きな引張力が負荷されることとなり、応力の伝達モードを制御することが可能となる。
【００４９】
耐力パネル２１は木製からなるが、特に圧縮力に強い。一方、柱１１は鋼製であるが、鋼は引張力に強く、圧縮力に弱い。本発明を適用した耐力パネル構造１では、地震により負荷される圧縮力を木製の耐力パネル２１により負担し、地震により負荷される引張力を柱１１により負担することができる。即ち、引張力に強い鋼と、圧縮力に強い木材の各利点を有効に抽出し、相互が補完し合う耐震システムを提供することが可能となる。これより、それぞれ応力伝達モードに対して強い材料で対抗することができるため、耐震性能をより向上させることが可能となる。
【００５０】
また本発明を適用した耐力パネル構造１では、建築構造物の荷重は柱１１で全て支持する構成としているが、地震による火災で木製の耐力パネル２１自体が燃焼した場合においても、耐力パネルと本体鉄骨との接触面を極力少なくしているため、建築構造物の荷重を支える柱１１への熱伝導が抑えられ、柱１１の強度自体に影響が及ぶのを防止することができる。すなわち、火災で木製の耐力パネル２１が焼失しても、建築構造物自体は倒壊に至らず、甚大な被害に及ぶことを防止できる。
【００５１】
なお本発明は、上述した効果に加えて、更に以下に説明する効果も期待できる。耐力パネル２１は、木製であることから、経時的に乾燥した場合において図１１に示す矢印方向に向けて収縮してしまう。このとき、この耐力パネル２１の収縮について圧縮金物４を介して吸収することができる。
【００５２】
最初は図１２（ａ）に示すように、板バネ６５による復元力が各圧縮金物４に作用する結果、この２枚の圧縮金物４が互いに近接しようとする方向に向けて付勢されることとなる。圧縮金物４の付勢力に対して側板部３２における外面３２ｂがこれに対抗することが可能となり、互いに力が吊り合う位置においてこの圧縮金物４が安定することとなる。
【００５３】
これに対して、耐力パネル２１を構成する木材が乾燥した場合には、図１２（ｂ）に示すように図中矢印方向に向けて収縮が生じる。その結果、側板部３２における外面３２ｂも上方にシフトする。このため、側板部３２における外面３２ｂと、圧縮金物４における上フランジ４１の上面が原理的には離間しようとする。上述したように圧縮金物４が互いに近接しようとする方向に向けて付勢されている。このため、側板部３２における外面３２ｂが上方にシフトされることに追随し、圧縮金物４が図１２（ｃ）に示すように互いに近接する方向に、換言すれば、圧縮金物４が第２の連結板１９に近接する方向にシフトする。かかる場合には、板バネ６５が伸張することにより、圧縮金物４が互いに近接する方向へ押圧されて徐々にシフトしていくこととなる。
【００５４】
このように本発明によれば、耐力パネル２１として木材を使用することにより、これが乾燥収縮した場合においても、これに対して圧縮金物４が追随することで、当該乾燥収縮を吸収することが可能となる。このため、耐力パネル２１は、隅部に接続されている連結金具３との間で緊結接合することで発生する亀裂や割れを防止することが可能となる。
【００５５】
ちなみに、座屈防止ユニット５により、地震時において耐力パネル２１自体の座屈を防止することが可能となる。これに加えて、地震時において耐力パネル２１が変形して連結金具３から離脱してしまった場合においても、この座屈防止ユニット５が耐力パネル２１に取り付けられているため落下転落を防止することが可能となる。
【００５６】
上述の構成からなる耐力パネル構造１では、特に木材からなる耐力パネル２１を使用する際において、特に国産の杉等を使用することにより、間伐材の大量消費に貢献でき、国内林業の活性化にもつながる。特に建築構造物の中でも大きな面積を占める耐力パネル２１に木材を活用することで木材消費の立米数を増加させることが可能となる。
【００５７】
また、本発明を適用した耐力パネル構造１では、地震時に負荷される水平力に対して本体鉄骨部分とともに耐力を分担して受け持つことから、本体鉄骨部材を一般よりも小さくすることが可能となる。同様の効果は鉄骨パネルにも期待できるが、木製であることから建築構造物全体としての重量を大幅に減らすことができ、建築コストの低減が可能となる。これに加えて日本特有の木造建築文化、伝統を再構築したいという要望にも応えることが可能となる。
【００５８】
更に本発明によれば、既設の建築構造物に対する後施工も可能であり、しかも連結金具３を耐力パネル２１に装着し、ボルト６１とナット６２の螺着作業を中心とした作業で取り付けを完了できることから、施工中の騒音もきわめて小さく抑えることが可能となり、施工容易性を向上させることができ、工期短縮も期待できる。
【００５９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、連結金具３は、柱１１及び梁１２に対してそれぞれ取り付けられる場合について説明をしたが、柱１１又は梁１２の何れかに取り付けられていればよいことは勿論である。また連結金具３は、耐力パネル２１の隅部に取り付けられている場合のみに限定されること無く、隅部近傍に取り付けられるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  耐力パネル構造
３  連結金具
４  圧縮金物
５  座屈防止ユニット
１１  柱
１２  梁
１３  フレーム
１５  ウェブ
１６、１７  フランジ
１９  第２の連結板
２０  長孔
２１  耐力パネル
２２  スリット
３１  挿入板
３２  側板部
３３  第１の連結板
３４  長溝
４１  上フランジ
４２  下フランジ
４３  ウェブ
４６  孔
６１  ボルト
６２  ナット
６５  板バネ
７１  部材
１０１  埋設板
１０２  圧縮金物
１０３  延長板
１０４  ボルト
１０５  ナット
１０６  突出板
１３１  板状体
１７１  孔
【要約】
【課題】建築構造物の壁体に適用され、地震時に負荷される水平力に対して本体鉄骨部分とともに耐力を負担することで耐震性能を向上させ、かつ火災時に木製パネルが燃焼しても本体鉄骨部分が構造体としての強度を保てるよう、本体鉄骨との接続面積を最小限に抑えることで構造体への熱的な影響を軽減できる機構を有する。。
【解決手段】鋼製の柱１１及び梁１２からなる矩形状のフレーム１３内に木製の耐力パネル２１が配置され、耐力パネル２１は、その上端及び下端が梁１２に対して離間され、その両側端が柱１１に対して離間されてなり、その各隅部又はその近傍に設けられた連結金具３を介して柱１１及び／又は梁１２に連結されていることを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
0005398933.tif 000002
【図２】
0005398933.tif 000003
【図３】
0005398933.tif 000004
【図４】
0005398933.tif 000005
【図５】
0005398933.tif 000006
【図６】
0005398933.tif 000007
【図７】
0005398933.tif 000008
【図８】
0005398933.tif 000009
【図９】
0005398933.tif 000010
【図１０】
0005398933.tif 000011
【図１１】
0005398933.tif 000012
【図１２】
0005398933.tif 000013