(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に取り付けられて面内方向にせん断力が作用するせん断パネルであって、
面外方向に突出して設けられる１又は複数の山部と、前記山部に隣り合って設けられる谷部とを備え、
前記山部は、面外方向の外側に配置される上フランジと、前記上フランジから稜線部を形成して面外方向の内側に延びるウェブとを有し、
前記谷部は、前記ウェブから面内方向で前記上フランジの反対側に延びる下フランジを有し、前記下フランジのみが支持部材に固定されて、
前記上フランジは、所定の基準面より凹状に陥没する凹部、及び、前記基準面より凸状に隆起する凸部の何れか一方又は両方が、前記上フランジの材軸方向の中央側に形成され、
前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記基準面の同一平面上に形成される前記上フランジの平坦面と前記凹部若しくは前記凸部とが、又は、前記凹部と前記凸部とが、前記上フランジの材軸方向及び幅方向で交互に隣り合って略格子状に形成されること
を特徴とするせん断パネル。
【請求項２】
前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジの幅方向に延伸させて形成されること
を特徴とする請求項１記載のせん断パネル。
【請求項３】
前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジの材軸方向及び幅方向に延伸させて形成されること
を特徴とする請求項１又は２記載のせん断パネル。
【請求項４】
前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジから幅方向に連続して前記稜線部を跨いで形成されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のせん断パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材に取り付けられて面内方向にせん断力が作用するせん断パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、山部と谷部とが所定間隔で屈曲形成された折板が枠材に接合されて、急激な荷重低下や、繰返し力に対するスリップ性状のない、安定したエネルギー吸収性能を示すものとして、特許文献１に開示される折板パネル構造が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示された折板パネル構造は、山部と谷部とが所定間隔で屈曲形成された折板に枠材を接合した折板パネル構造において、上記折板は、上記谷部を介して上記枠材に接合されて、上記折板パネル構造に対して面内せん断力が負荷された場合に、上記山部を山部軸方向と略直交方向に歪ませることにより、上記面内せん断力に対してエネルギー吸収させることを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０９０６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に開示された折板パネル構造は、折板の山部断面が倒れ込むように歪む幾何学的変形により、折板の折り筋（稜線部）を積極的に塑性化させることで、面内せん断力に対してエネルギー吸収させるものである。このとき、特許文献１に開示された折板パネル構造は、板厚の薄い鋼板を折板として用いた場合であっても、荷重変形関係で負荷荷重が小さい領域で変形のみが進展するスリップ性状を抑制した履歴性状を実現して、また、安定したエネルギー吸収性能を実現することが可能となっている。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された折板パネル構造は、折板の山部断面の幾何学的変形が増大するにしたがって、山部のフランジ面の面外変形による斜張力場の形成が促進されるため、折板全体が必要以上に耐力上昇する可能性がある。このとき、特許文献１に開示された折板パネル構造は、折板全体が必要以上に耐力上昇するため、折板が接合される枠材の耐力、剛性の向上が必要となり、枠材の構造設計が複雑化するとともに枠材重量が増加するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献１に開示された折板パネル構造は、プレス成形等により山部及び谷部の軸方向の端部にリブを形成することで、山部及び谷部の端部における局所変形を抑制して、荷重低下とスリップ性状のない安定した履歴性状となる変形領域を拡大することが可能となっている。しかし、特許文献１に開示された折板パネル構造は、山部及び谷部の端部のみにリブが形成されることから、山部及び谷部の端部における局所変形を抑制できるものの、山部のフランジ面全体における面外変形を抑制する効果は小さく、折板全体の耐力上昇が必ずしも十分に抑制されない。
【０００８】
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って、その目的とするところは、スリップ性状を抑制した履歴性状及び安定したエネルギー吸収性能を実現すると同時に、大変形時の耐力上昇を抑制したせん断パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係るせん断パネルは、支持部材に取り付けられて面内方向にせん断力が作用するせん断パネルであって、面外方向に突出して設けられる１又は複数の山部と、前記山部に隣り合って設けられる谷部とを備え、前記山部は、面外方向の外側に配置される上フランジと、前記上フランジから稜線部を形成して面外方向の内側に延びるウェブとを有し、前記谷部は、前記ウェブから面内方向で前記上フランジの反対側に延びる下フランジを有し、前記下フランジのみが支持部材に固定されて、前記上フランジは、所定の基準面より凹状に陥没する凹部、及び、前記基準面より凸状に隆起する凸部の何れか一方又は両方が、前記上フランジの材軸方向の中央側に形成され、前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記基準面の同一平面上に形成される前記上フランジの平坦面と前記凹部若しくは前記凸部とが、又は、前記凹部と前記凸部とが、前記上フランジの材軸方向及び幅方向で交互に隣り合って略格子状に形成されることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係るせん断パネルは、第１発明において、前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジの幅方向に延伸させて形成されることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係るせん断パネルは、第１発明又は第２発明において、前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジの材軸方向及び幅方向に延伸させて形成されることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係るせん断パネルは、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記凹部及び前記凸部の何れか一方又は両方は、前記凹部と前記基準面との境界に形成される凹部境界面、及び、前記凸部と前記基準面との境界に形成される凸部境界面の何れか一方又は両方が、前記上フランジから幅方向に連続して前記稜線部を跨いで形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明〜第４発明によれば、大変形時に大きい斜張力が発生する材軸方向の中央側で、山部の上フランジに凹部及び凸部の何れか一方又は両方が形成されることで、斜張力場の形成、進展を効果的に抑制、遅延させて、せん断パネル全体の耐力上昇を抑制することが可能となる。
【００１５】
第１発明〜第４発明によれば、スリップ性状を抑制した履歴性状及び安定したエネルギー吸収性能を実現すると同時に、せん断パネル全体の耐力上昇が抑制されることで、谷部の下フランジが固定される支持部材や下フランジと支持部材との接合部の耐力及び剛性の向上を必ずしも要しないものとして、支持部材の構造設計の簡略化及び部材重量の軽量化を図ることが可能となる。
また、第１発明〜第４発明によれば、凹部の凹部境界面、及び、凸部の凸部境界面の何れか一方又は両方が、上フランジの材軸方向にも延伸させて形成されることで、上フランジの捩じり剛性も向上したものとなり、斜張力場の形成、進展を一段と抑制、遅延させることで、せん断パネル全体の耐力上昇を抑制することが可能となる。
【００１７】
特に、第４発明によれば、凹部及び凸部の何れか一方又は両方が、上フランジから連続して延伸させて稜線部を跨いで形成されて、山部の上フランジからウェブまで凹部境界面及び凸部境界面を幅方向に連続させることで、面内方向に変形する前の初期状態での剛性及び耐力を向上させて、所定の変形初期性能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したせん断パネルが支持部材に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルが支持枠材に取り付けられた状態を示す正面図であり、（ｂ）は、その支持板材に取り付けられた状態を示す正面図である。
【図３】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルの変形前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルの変形後の状態を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明を適用したせん断パネルが支持部材に取り付けられた状態を示す断面図である。
【図６】本発明を適用したせん断パネルで凹部及び凸部が２方向に向けて延伸させて形成された上フランジを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルの上フランジの平坦面を示す断面図であり、（ｂ）は、その凹部及び凸部を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルの上フランジの平坦面及び凸部を示す断面図であり、（ｂ）は、その平坦面及び凹部を示す断面図である。
【図９】本発明を適用したせん断パネルで凹部及び凸部が１方向に向けて延伸させて形成された上フランジを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルで材軸方向の全長に亘って形成された凹部及び凸部を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】本発明を適用したせん断パネルで略矩形状に形成された凹部及び凸部を示す正面図である。
【図１２】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルで略六角形状に形成された凹部及び凸部を示す正面図であり、（ｂ）は、その略円形状に形成された凹部及び凸部を示す正面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明を適用したせん断パネルで上フランジのみに形成された凹部及び凸部を示す断面図であり、（ｂ）は、その上フランジから稜線部を跨いで形成された凹部及び凸部を示す断面図である。
【図１４】従来の折板パネルの上フランジに発生する面外変形及び斜張力を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、従来の折板パネルの有限要素解析で大きく発生した斜張力を示すコンター図（正面図）であり、（ｃ）、（ｄ）は、本発明を適用したせん断パネルで発生した極小の斜張力を示すコンター図（正面図）である。
【図１６】本発明を適用したせん断パネルの有限要素解析の結果で従来の折板パネルよりも低下する耐力上昇率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用したせん断パネル１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
本発明を適用したせん断パネル１は、図１に示すように、支持部材５に取り付けられるものであり、略平板状の鋼板等を屈曲変形等させることで製造されて、例えば、住宅等の建築物や構造物等の壁材、屋根材又は床材等に用いられるものとなる。
【００２１】
支持部材５は、図２に示すように、支持枠材５１及び支持板材５２の何れか一方又は両方を有する。支持部材５は、支持枠材５１に断面略溝形等の薄板軽量形鋼等が用いられるとともに、支持板材５２に略平板状の鋼板等が用いられる。支持部材５は、これに限らず、支持枠材５１及び支持板材５２に、如何なる形状、材質のものが用いられてもよい。
【００２２】
支持枠材５１は、図２（ａ）に示すように、略矩形状に組み合わされることで、上辺部５１ａ、下辺部５１ｂ、左辺部５１ｃ及び右辺部５１ｄが形成される。支持板材５２は、図２（ｂ）に示すように、例えば、支持枠材５１の左辺部５１ｃ及び右辺部５１ｄから幅方向Ｘに延びて、支持枠材５１に一対となって取り付けられる。
【００２３】
本発明を適用したせん断パネル１は、図２（ａ）に示すように、略矩形状に形成されることで、上端部１ａ、下端部１ｂ、左端部１ｃ及び右端部１ｄを有する。ここで、本発明を適用したせん断パネル１は、例えば、支持枠材５１に左端部１ｃ及び右端部１ｄが取り付けられて、必要に応じて、上端部１ａ及び下端部１ｂも取り付けられる。
【００２４】
本発明を適用したせん断パネル１は、図２（ｂ）に示すように、支持板材５２に左端部１ｃ及び右端部１ｄが取り付けられてもよい。
【００２５】
本発明を適用したせん断パネル１は、図１に示すように、面外方向Ｙに突出した山部２と、山部２に隣り合った谷部３とを備える。本発明を適用したせん断パネル１は、１又は複数の山部２が設けられて、特に、複数の山部２のとき、複数の谷部３が山部２と交互に設けられて、また、１つの山部２のとき、一対の谷部３が山部２の両側方に設けられる。
【００２６】
本発明を適用したせん断パネル１は、支持部材５より建築物等の外側に取り付けられる場合に、建築物等の外側に向けて面外方向Ｙに突出するように山部２が設けられる。また、本発明を適用したせん断パネル１は、支持部材５より建築物等の内側に取り付けられる場合に、建築物等の内側に向けて面外方向Ｙに突出するように山部２が設けられる。
【００２７】
本発明を適用したせん断パネル１は、図３に示すように、建築物等に地震荷重、風荷重等が作用したときに、支持枠材５１の左辺部５１ｃと右辺部５１ｄとが材軸方向Ｚで互いに逆向きに移動して、支持枠材５１から面内方向のせん断力Ｔが作用する。
【００２８】
本発明を適用したせん断パネル１は、図４に示すように、支持枠材５１の左辺部５１ｃ及び右辺部５１ｄから、面内方向のせん断力Ｔが作用することで、左端部１ｃ及び右端部１ｄの谷部３が、材軸方向Ｚで互いに逆向きに移動して、山部２の断面形状が変形する。
【００２９】
山部２は、図５に示すように、支持部材５より面外方向Ｙに離間させた位置で面外方向Ｙの外側に配置される上フランジ２１と、上フランジ２１から稜線部２２を形成して面外方向Ｙの内側に延びるウェブ２３とを有する。山部２は、幅方向Ｘの両側端に形成された稜線部２２で、例えば、上フランジ２１とウェブ２３とが互いに略直交するものとなる。なお、稜線部２２は、多少湾曲した形状となるように折り曲げられて形成されてもよい。
【００３０】
谷部３は、山部２のウェブ２３から折曲部３１を形成して、山部２の中央より反対側に向けて、面内方向で上フランジ２１の反対側に延びる下フランジ３２を有する。谷部３は、下フランジ３２のみが支持部材５に固定される。谷部３は、例えば、下フランジ３２と山部２のウェブ２３とが折曲部３１で互いに略直交するものとなる。なお、折曲部３１は、多少湾曲した形状となるように折り曲げられて形成されてもよい。
【００３１】
谷部３は、図３、図４に示すように、１又は複数の山部２の両側方で、せん断パネル１の左端部１ｃ及び右端部１ｄに配置されて、材軸方向Ｚに所定の間隔で複数のドリルねじ４が設けられることで、下フランジ３２のみが支持部材５に固定されるものとなる。
【００３２】
谷部３は、これに限らず、せん断パネル１の上端部１ａ及び下端部１ｂで、複数の谷部３の全部又は一部にドリルねじ４が取り付けられて、下フランジ３２のみが支持部材５に固定されてもよい。また、谷部３は、ボルト、ビス、鋲、リベット、接着、スポット溶接、連続溶接等により、下フランジ３２のみが支持部材５に固定されてもよい。
【００３３】
谷部３は、山部２の上フランジ２１及びウェブ２３が支持部材５に固定されることなく、特に、下フランジ３２のみが支持部材５に固定されることで、面内方向のせん断力Ｔが作用したときに、せん断パネル１の左端部１ｃ及び右端部１ｄの谷部３が、材軸方向Ｚで互いに逆向きに移動して、山部２の断面形状を変形させるものとなる。
【００３４】
なお、山部２及び谷部３は、面内方向のせん断力Ｔによる曲げ応力を専らウェブ２３に負担させるとともに、せん断応力を専ら上フランジ２１と下フランジ３２とに負担させるものとなる。ここでは、建材分野の一般的な用法と若干相違するものとして、山部２及び谷部３の各要素の名称を設定するものとしている。
【００３５】
上フランジ２１は、図６に示すように、凹状に陥没する凹部６、及び、凸状に隆起する凸部７が形成される。上フランジ２１は、凹部６及び凸部７が形成される前の状態で、図７（ａ）に示すように、上フランジ２１の略平坦状に形成された平坦面８の面外方向Ｙの位置に、上フランジ２１の所定の基準面２０が設定される。
【００３６】
上フランジ２１は、略平坦状に形成された平坦面８を凹凸状にプレス加工等することで、図７（ｂ）に示すように、凹部６が基準面２０より面外方向Ｙで凹状に陥没させて形成されて、凸部７が基準面２０より面外方向Ｙで凸状に隆起させて形成される。
【００３７】
凹部６は、凹部６と基準面２０との境界に、面外方向Ｙに延びる凹部境界面６０が形成される。凹部境界面６０は、基準面２０から傾斜して延びるものであるが、これに限らず、基準面２０と略直交するように延びて形成されてもよい。なお、凹部境界面６０の折り曲がる箇所は、多少湾曲した形状となるように形成されてもよい。
【００３８】
凸部７は、凸部７と基準面２０との境界に、面外方向Ｙに延びる凸部境界面７０が形成される。凸部境界面７０は、基準面２０から傾斜して延びるものであるが、これに限らず、基準面２０と略直交するように延びて形成されてもよい。なお、凸部境界面７０の折り曲がる箇所は、多少湾曲した形状となるように形成されてもよい。
【００３９】
上フランジ２１は、凹部６及び凸部７の両方が形成されるだけでなく、凹部６及び凸部７の何れか一方のみが形成されてもよい。また、上フランジ２１は、図８に示すように、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方とともに、面内方向で基準面２０の同一平面上に形成される平坦面８が形成されてもよい。
【００４０】
上フランジ２１は、図６に示すように、凹部６の凹部境界面６０、及び、凸部７の凸部境界面７０の何れか一方又は両方が、上フランジ２１の材軸方向Ｚ及び幅方向Ｘの２方向に向けて延伸させて形成される。上フランジ２１は、面外方向Ｙに傾斜等して延びる凹部境界面６０又は凸部境界面７０が、上フランジ２１の材軸方向Ｚ及び幅方向Ｘに連続することで、材軸方向Ｚ及び幅方向Ｘの２方向に延伸させて形成されるものとなる。
【００４１】
上フランジ２１は、図９に示すように、凹部６の凹部境界面６０、及び、凸部７の凸部境界面７０の何れか一方又は両方が、上フランジ２１の幅方向Ｘの１方向のみに向けて延伸させて形成されてもよい。上フランジ２１は、面外方向Ｙに傾斜等して延びる凹部境界面６０又は凸部境界面７０が、上フランジ２１の幅方向Ｘに連続することで、幅方向Ｘの１方向のみに延伸させて形成されるものとなる。
【００４２】
上フランジ２１は、図１０に示すように、材軸方向Ｚの全長に亘って、凹部６及び凸部７が交互に連続して形成される。上フランジ２１は、特に、材軸方向Ｚで中央となる位置から材軸方向Ｚの両側に向けて、合計で長さ寸法Ｌの２／３程度となる範囲を材軸方向Ｚの中央側Ｃとして、長さ寸法Ｌの２／３程度を超えた範囲が材軸方向Ｚの両端側Ｅとなる。
【００４３】
上フランジ２１は、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が、材軸方向Ｚの中央側Ｃに形成される。上フランジ２１は、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が、材軸方向Ｚの全長に亘って、材軸方向Ｚの中央側Ｃ及び両端側Ｅに形成されるものであるが、これに限らず、材軸方向Ｚの中央側Ｃのみに形成されてもよい。
【００４４】
上フランジ２１は、図６に示すように、凹部境界面６０及び凸部境界面７０が、２方向に向けて延伸させて形成される場合に、面内方向で凹部６及び凸部７が略矩形状に形成される。このとき、上フランジ２１は、凹部６と凸部７とが、上フランジ２１の材軸方向Ｚ及び幅方向Ｘで交互に隣り合って略格子状に形成されるものとなる。
【００４５】
また、上フランジ２１は、図８に示すように、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方とともに平坦面８が形成される場合にも、面内方向で凹部６及び凸部７が略矩形状に形成されて、上フランジ２１の平坦面８と凹部６若しくは凸部７とが、上フランジ２１の材軸方向Ｚ及び幅方向Ｘで交互に隣り合って略格子状に形成されるものとなる。
【００４６】
上フランジ２１は、図１１に示すように、面内方向で凹部６及び凸部７が略矩形状に形成されて、図１１（ａ）に示すように、凹部６及び凸部７が略四角錘台形状に形成されるほか、例えば、図１１（ｂ）に示すように、凹部６及び凸部７の四隅を交差させた形状、図１１（ｃ）に示すように、凹部６及び凸部７の四隅を面取りした形状、又は、図１１（ｄ）に示すように、凹部６及び凸部７が略四角錘形状等に形成されてもよい。上フランジ２１は、面内方向で凹部６及び凸部７が略矩形状に形成されるほか、図１２（ａ）に示すように、凹部６及び凸部７が略六角形状に形成されてもよく、また、図１２（ｂ）に示すように、凹部６及び凸部７が略円形状に形成されてもよい。
【００４７】
凹部６及び凸部７は、図１３（ａ）に示すように、凹部境界面６０及び凸部境界面７０の何れか一方又は両方が、上フランジ２１のみに形成されてもよく、また、図１３（ｂ）に示すように、上フランジ２１から幅方向Ｘに連続して延伸させて稜線部２２を跨いで形成されてもよい。このとき、凹部６及び凸部７は、必要に応じて、山部２のウェブ２３、谷部３の折曲部３１及び下フランジ３２にも形成されるものとなる。
【００４８】
本発明を適用したせん断パネル１は、建築物等に地震荷重、風荷重等が作用したときに、図４に示すように、支持部材５から面内方向のせん断力Ｔが作用することで、山部２が幅方向Ｘに倒れ込むように歪む幾何学的変形を引き起こす。このとき、本発明を適用したせん断パネル１は、材軸方向Ｚの上端部１ａ及び下端部１ｂで、山部２が幅方向Ｘで互いに逆向きに倒れ込むものとなるように、山部２の断面形状を変形させる。
【００４９】
本発明を適用したせん断パネル１は、山部２が幅方向Ｘに倒れ込むように歪む幾何学的変形を引き起こすことで、鋼材等の稜線部２２周辺を弾性域から塑性域に遷移させるものとなり、面内方向のせん断力Ｔに対して弾塑性的にエネルギー吸収させることができる。本発明を適用したせん断パネル１は、板厚の薄い鋼板が用いられた場合でも、稜線部２２周辺を積極的に塑性化させて、安定したエネルギー吸収性能を実現することができる。
【００５０】
本発明を適用したせん断パネル１は、谷部３の下フランジ３２を支持部材５に固定する部位が、せん断パネル１全体より先行して降伏しないものとなるように、ドリルねじ４の数量や外径等が設計される。このとき、本発明を適用したせん断パネル１は、下フランジ３２を固定した部位が局所破壊を引き起こさないように設計されて、スリップ性状の発現を回避することで、安定した履歴性状を実現することができる。
【００５１】
ここで、本発明を適用したせん断パネル１は、材軸方向Ｚの上端部１ａ側での山部２の倒れ込む方向と、材軸方向Ｚの下端部１ｂ側での山部２の倒れ込む方向とが、上フランジ２１の材軸方向Ｚの中央となる位置で切り替わるように変形する。このとき、本発明を適用したせん断パネル１は、材軸方向Ｚの上端部１ａ及び下端部１ｂの山部２で、幅方向Ｘの内側に倒れ込むように移動する稜線部２２を結んだ対角線上に面外方向Ｙの変形（面外変形）が生じる。
【００５２】
この面外変形は、せん断パネル１のせん断変形角の増大とともに進展して、特に、材軸方向Ｚの中央側Ｃで大きくなる傾向にある。そして、この面外変形は、上フランジ２１の前記対角線上に斜張力場を形成して、上フランジ２１の耐力上昇を引き起こす要因となる。このとき、本発明を適用したせん断パネル１は、山部２の上フランジ２１に凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が形成されることで、上フランジ２１の面外方向Ｙの剛性が向上して、前記対角線上の面外変形の発生、進展を抑制、遅延させるものとなる。
【００５３】
これにより、本発明を適用したせん断パネル１は、面外変形の発生、進展を抑制、遅延させることで、上フランジ２１での斜張力場の形成、進展も抑制、遅延させるものとなり、せん断パネル１のせん断変形角が６／１００ｒａｄ．程度となるときを大変形時とすると、大変形時においても耐力上昇が抑制されるものとなる。本発明を適用したせん断パネル１は、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が、特に、山部２の上フランジ２１で面外変形の大きくなる材軸方向Ｚの中央側Ｃに形成されることで、耐力上昇の要因となる上フランジ２１での斜張力場の形成、進展を効果的に抑制、遅延させるものとなる。
【００５４】
これに対して、従来の折板パネル９は、図１４に示すように、特に、面外変形が大きくなる材軸方向Ｚの中央側Ｃで、山部２の上フランジ２１に凹凸が形成されないため、材軸方向Ｚの上端部１ａ側及び下端部１ｂ側の山部２の倒れ込む方向が切り替わるように変形するときに、大きな面外変形が生じやすいものとなる。このとき、従来の折板パネル９は、せん断変形角の増大とともに面外変形が大きく進展することで、早期に斜張力場が形成されて斜張力Ｄが発生するため、大変形時における耐力上昇が抑制されないものとなる。
【００５５】
本発明を適用したせん断パネル１は、大変形時に斜張力場の形成、進展を効果的に抑制、遅延させて、せん断パネル１全体の耐力上昇を抑制することを目的とする。ここでは、材軸方向Ｚの中央側Ｃで山部２の上フランジ２１に凹部６及び凸部７が形成されることによる耐力上昇の変化を検討するために、有限要素解析を実施した。
【００５６】
この有限要素解析では、図１０に示すように、せん断パネル１の幅寸法Ｗを１０８ｍｍ、材軸方向Ｚの長さ寸法Ｌを２８８ｍｍ、板厚ｔを０．５ｍｍ、山部２の高さ寸法ｈを１２ｍｍとして、シェル要素の一辺の長さを０．５ｍｍとする解析モデルとした。なお、この解析モデルでは、現実で主として用いられるせん断パネル１よりも、１／４〜１／３程度縮小した寸法としている。
【００５７】
有限要素解析では、支持部材５から面内方向のせん断力Ｔを作用させて、下記（１）式で規定されるように、せん断パネル１のせん断変形角が６／１００ｒａｄ．となるときの耐力から１／１００ｒａｄ．となるときの耐力を差し引いて、１／１００ｒａｄ．となるときの耐力で除した値を、耐力上昇率として百分率で表した。
【００５８】
［数１］
耐力上昇率（％）＝[(６／１００ｒａｄ．時耐力)−(１／１００ｒａｄ．時耐力)]
／(１／１００ｒａｄ．時耐力)×１００            ・・・（１）
【００５９】
有限要素解析の結果、山部フランジに凹凸が形成されない従来の折板パネル９では、図１５（ａ）に示すように、面外方向Ｙの変形が山部フランジで増大して、斜張力場が増大することがわかる。また、山部フランジの端部のみにリブが形成された従来の折板パネル９でも、図１５（ｂ）に示すように、斜張力場が依然として増大することがわかる。なお、図１５では、面外方向Ｙの外側（正面側）への面外変形が薄色で示されて、面外方向Ｙの内側（背面側）への面外変形が濃色で示されている。
【００６０】
これに対して、本発明を適用したせん断パネル１は、図１０に示すように、特に、材軸方向Ｚの中央側Ｃで山部２の上フランジ２１に凹部６及び凸部７が形成されることで、図１５（ｃ）、図１５（ｄ）に示すように、面外方向Ｙの変形が抑制されるため、斜張力場の形成が抑制される。本発明を適用したせん断パネル１は、特に、図９に示す凹部６及び凸部７が１方向に向けて延伸させる場合（図１５（ｃ））よりも、図６に示す凹部６及び凸部７が２方向に向けて延伸させる場合（図１５（ｄ））の方が、凹部６の凹部境界面６０、及び、凸部７の凸部境界面７０が、上フランジ２１の材軸方向Ｚにも延伸させて形成されることで、上フランジ２１の捩じり剛性も向上したものとなり、斜張力場の形成が抑制される。
【００６１】
本発明を適用したせん断パネル１は、図１６に示すように、山部フランジに凹凸が形成されない従来の折板パネル９（凹凸なし）と比較すると、図９に示す凹部６及び凸部７が１方向に延伸させる場合（１方向凹凸）に、耐力上昇率が約８８％低下して、図６に示す凹部６及び凸部７が２方向に延伸させる場合（２方向凹凸）に、耐力上昇率が約９６％低下する。
【００６２】
本発明を適用したせん断パネル１は、山部フランジの端部のみにリブが形成された従来の折板パネル９（端部のみ凹凸）と比較しても、図９に示す凹部６及び凸部７が１方向に延伸させる場合（１方向凹凸）に、耐力上昇率が約１６％低下して、図６に示す凹部６及び凸部７が２方向に延伸させる場合（２方向凹凸）に、耐力上昇率が約２３％低下する。
【００６３】
このように、本発明を適用したせん断パネル１は、図１０に示すように、材軸方向Ｚの中央側Ｃで、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が、山部２の上フランジ２１に形成されることで、せん断パネル１のせん断変形角が６／１００ｒａｄ．程度となる大変形時においても、耐力上昇率が大きく低下するものとなり、せん断パネル１全体の耐力上昇を抑制することができる。
【００６４】
これにより、本発明を適用したせん断パネル１は、図４に示すように、スリップ性状を抑制した履歴性状及び安定したエネルギー吸収性能を実現すると同時に、せん断パネル１全体の耐力上昇が抑制されることで、谷部３の下フランジ３２が固定される支持部材５や下フランジ３２と支持部材５との接合部の耐力及び剛性の向上を必ずしも要しないものとして、支持部材５の構造設計の簡略化及び部材重量の軽量化を図ることが可能となる。
【００６５】
本発明を適用したせん断パネル１は、図１３（ｂ）に示すように、凹部６及び凸部７の何れか一方又は両方が、特に、上フランジ２１から幅方向Ｘに連続して延伸させて稜線部２２を跨いで形成されて、山部２の上フランジ２１からウェブ２３まで凹部６及び凸部７を幅方向Ｘに連続させることで、面内方向に変形する前の初期状態での剛性及び耐力を向上させて、所定の変形初期性能を確保することが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。
【００６７】
例えば、本発明を適用したせん断パネル１は、山部２と谷部３とが横方向に交互に形成されることで、支持部材５に縦向きに接合されるものであるが、これに限らず、山部２と谷部３とが縦方向に交互に形成されることで、支持部材５に横向きに接合されてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１      ：せん断パネル
１ａ    ：上端部
１ｂ    ：下端部
１ｃ    ：左端部
１ｄ    ：右端部
２      ：山部
２０    ：基準面
２１    ：上フランジ
２２    ：稜線部
２３    ：ウェブ
３      ：谷部
３１    ：折曲部
３２    ：下フランジ
４      ：ドリルねじ
５      ：支持部材
５１    ：支持枠材
５１ａ  ：上辺部
５１ｂ  ：下辺部
５１ｃ  ：左辺部
５１ｄ  ：右辺部
５２    ：支持板材
６      ：凹部
６０    ：凹部境界面
７      ：凸部
７０    ：凸部境界面
８      ：平坦面
９      ：従来の折板パネル
Ｘ      ：幅方向
Ｙ      ：面外方向
Ｚ      ：材軸方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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