(57)【要約】【課題】水平方向の力が集中的に作用することを防止でき、部材の設計上好ましい接合部構造を提供する。【解決手段】接合部構造Ａでは、長孔１６と円孔１７とにボルト１８を挿通すると共に、長孔１６内に配置し接合片１１ｂとの間に介在させたアダプタ２１の挿通孔２３にボルト１８を挿通する。このアダプタ２１を長孔１６内でスライド可能とすることにより、水平方向の力のみを伝達させ、鉛直方向の力およびモーメントを伝達させない構造とする。さらに、長孔１６の周面１６ａに対向する側面２１ａにより、水平方向の力Ｆが伝達される際、アダプタ２１が長孔１６の周面１６ａに対して面状に当接するようにし、接合片１１ｂに集中的に水平方向の力Ｆが作用することを防止する。これにより、部材の設計上好ましい接合部構造を実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上梁および下梁の間に立設された一対の柱が連結材によって連結されてなる軸組における、前記一対の柱の少なくとも一方の柱と前記上梁および前記下梁のいずれか一方の梁との接合部構造であって、
前記柱および前記梁の一方に固定されて、鉛直方向に延びる長孔が形成された第１の板状部と、
前記柱および前記梁の他方に固定されて前記第１の板状部に対向するように配置され、円孔が形成された第２の板状部と、
前記長孔および前記円孔に挿通されるボルトと、
前記長孔内に配置されて、前記ボルトが挿通される挿通孔を有し、前記ボルトと前記第１の板状部との間に介在する介在部材と、を備え、
前記介在部材は、前記長孔の周面に対向する側面を有すると共に前記長孔内をスライド可能であることを特徴とする接合部構造。
【請求項２】
前記介在部材はブロック状をなしており、前記側面の上端および下端の少なくとも一方に面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合部構造。
【請求項３】
前記介在部材と前記第２の板状部との間には、前記ボルトが挿通されて、前記介在部材または前記第１の板状部が前記第２の板状部に接触することを防止する環状部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部構造に関し、特に、柱と梁との接合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような分野の技術として、下記特許文献１に記載されるように、上梁と下梁（基礎梁を含む）との間に一対の柱を立設し、これらの一対の柱を連結材で連結してなる軸組（耐力パネル）が知られている。下記特許文献１に記載の軸組は、一対の柱のうち少なくとも一方の柱と上梁または下梁との接合部において、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ようにした接合部構造を備えている。
【０００３】
具体的には、下記特許文献１の接合部構造は、柱梁接合構造の上端部に固定された柱頭部と、上梁の下フランジに固定された拘束部材とを有している。柱頭部は、梁に向けて起立する２枚の平行なプレートを有し、拘束部材は、鉛直下方に垂下すると共に柱頭部の２枚のプレート間に挿入される１枚のプレートを有している。柱頭部の２枚のプレートには円孔からなるボルト孔が形成されており、拘束部材のプレートには縦方向に長い長孔からなるボルト孔が形成されている。
【０００４】
この接合部構造では、柱頭部の２枚のプレート間に拘束部材のプレートを挿入し、これらのプレートに形成されたボルト孔にボルトを挿通させナットを螺合している。これにより、地震時などに水平方向の力が作用した場合、上梁からの水平方向の力がボルトを介して柱の上端に伝達されるようにすると共に、ボルトが長孔内を鉛直方向に沿って移動することにより、鉛直方向の力は柱に伝達されない構造としている。また、この接合部は１本のボルトにより接合しているため、柱頭部と拘束部材との間でモーメントも伝達されない構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５０８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の接合部構造では、拘束部材に形成された長孔の周面にボルトが当接した状態で、水平方向の力が伝達される。この際、ボルトは長孔の周面に対して線状に当接することとなるので、プレートに作用する力が特定の部分に集中しやすい。このことは、部材の設計上好ましいとは言えない。そこで、部材の設計上、より好ましい接合部構造が望まれている。
【０００７】
本発明は、水平方向の力が集中的に作用することを防止でき、部材の設計上好ましい接合部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した接合部構造は、上梁および下梁の間に立設された一対の柱が連結材によって連結されてなる軸組における、一対の柱の少なくとも一方の柱と上梁および下梁のいずれか一方の梁との接合部構造であって、柱および梁の一方に固定されて、鉛直方向に延びる長孔が形成された第１の板状部と、柱および梁の他方に固定されて第１の板状部に対向するように配置され、円孔が形成された第２の板状部と、長孔および円孔に挿通されるボルトと、長孔内に配置されて、ボルトが挿通される挿通孔を有し、ボルトと第１の板状部との間に介在する介在部材と、を備え、介在部材は、長孔の周面に対向する側面を有すると共に長孔内をスライド可能であることを特徴とする。
【０００９】
この接合部構造では、連結材によって連結された一対の柱の少なくとも一方の柱と、上梁および下梁のいずれか一方の梁との接合部において、柱および梁の一方に固定された第１の板状部と、他方に固定された第２の板状部とが互いに対向するように配置される。そして、第１の板状部に形成された長孔と、第２の板状部に形成された円孔とにボルトが挿通される。ここで、このボルトは、長孔内に配置されて第１の板状部との間に介在する介在部材の挿通孔に挿通される。介在部材は長孔内をスライド可能であり、１本のボルトを介して第１および第２の板状部が接合されているため、この接合部構造は、水平方向の力のみを伝達し、鉛直方向の力およびモーメントは伝達しない構造となる。さらに、介在部材が長孔の周面に対向する側面を有するため、水平方向の力が伝達される際、介在部材が長孔の周面に対して面状に当接することとなり、第１の板状部に集中的に水平方向の力が作用することを防止できる。よって、部材の設計上好ましい接合部構造を実現できる。
【００１０】
また、上記接合部構造において、介在部材はブロック状をなしており、側面の上端および下端の少なくとも一方に面取り部が形成されている。この構成によれば、長孔内における介在部材のスライド移動がスムーズになる。
【００１１】
また、上記接合部構造において、介在部材と第２の板状部との間には、ボルトが挿通されて、介在部材または第１の板状部が第２の板状部に接触することを防止する環状部材が設けられている。この構成によれば、水平方向の力が作用した場合に、介在部材または第１の板状部と第２の板状部との接触が防止されるため、スライド時に摺動する面は介在部材の側面と長穴の周面との当接面のみとなり、鉛直方向の力をより好適に逃がすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水平方向の力が集中的に作用することを防止でき、部材の設計上好ましい接合部構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】接合部構造の一実施形態が適用された軸組を示す正面図である。
【図２】図１中の接合部構造を示す斜視図である。
【図３】図２の接合部構造の分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図２の接合部構造を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う断面図である。
【図５】（ａ）は図３中の介在部材を示す斜視図であり、（ｂ）は長孔内における介在部材の移動状態を概念的に示す断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は水平方向の力が作用した場合の接合部構造の状態を概念的に示す正面図である。
【図７】（ａ）は図２の接合部構造において水平方向の力が作用する面を示す斜視図であり、（ｂ）は従来の接合部構造において水平方向の力が作用する部分を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示されるように、本実施形態の接合部構造Ａが適用された軸組１０は、Ｈ形鋼からなる上梁１と、基礎梁（下梁）２と、上梁１と基礎梁２との間に立設された第１の柱３および第２の柱４の柱と、を備える。第１の柱３と第２の柱４とは、連結材６を介して互いに連結されている。
【００１６】
連結材６は、極低降伏点鋼からなる鋼材ダンパ６ａと、枠体の底辺となる長辺材６ｂと、二等辺三角形状の斜辺となる斜辺材６ｃ，６ｄと、斜辺材６ｃ，６ｄを連結する連結片６ｆと、連結片６ｆと長辺材６ｂとを連結して剛性を高める水平材６ｅとを有する。鋼材ダンパ６ａは、連結片６ｆ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になっている。
【００１７】
第１の柱３は、角形鋼管からなる柱体である。第１の柱３の下端部には柱脚部材８が設けられており、この柱脚部材８を介して、第１の柱３が基礎梁２に対しピン接合されている。第１の柱３の上端部には柱頭部材７が設けられており、この柱頭部材７を介して、第１の柱３が上梁１に対しピン接合されている。第１の柱３では、上梁１に作用する鉛直方向の力を基礎梁２に伝達可能になっている。
【００１８】
第２の柱４は、第１の柱３と同様、角形鋼管からなる柱体である。第２の柱４の下端部には柱脚部材８が設けられており、この柱脚部材８を介して、第２の柱４が基礎梁２に対しピン接合されている。一方、第２の柱４の上端部には柱頭部１２が固定されており、この柱頭部１２と上梁１に固定された拘束部材１１とによって、第２の柱４が基礎梁２に対し鉛直ローラー接合されている。これらの柱頭部１２および拘束部材１１を有して、鉛直ローラー接合による接合部構造Ａが構成されている。
【００１９】
このように、接合部構造Ａにおいて第２の柱４の上端部が上梁１に対し鉛直ローラー接合されることにより、第２の柱４の上端部には、水平方向の力のみが上梁１から伝達されるようになっている。鉛直方向の力およびモーメントは、第２の柱４に伝達されないようになっている。
【００２０】
以下、接合部構造Ａについて詳述する。図２は、図１中の接合部構造Ａを示す斜視図、図３は、接合部構造Ａの分解斜視図、図４（ａ）は、接合部構造Ａを示す正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う断面図である。
【００２１】
図２〜図４に示されるように、接合部構造Ａは、上梁１のフランジ部１ａに固定された鋼製の拘束部材１１と、第２の柱４の上端部に固定された鋼製の柱頭部１２と、拘束部材１１および柱頭部１２に挿通されるボルト１８と、ボルト１８に螺合するナット１９とを備えている。接合片１２ｂとナット１９との間にはワッシャ２０が設けられる。
【００２２】
拘束部材１１は、水平方向に配置されて取付ボルト１３および取付ナット１４によりフランジ部１ａに固定された板状の取付片１１ａと、取付片１１ａに連設されて鉛直下方に垂下する１枚の板状の接合片（第１の板状部）１１ｂとを有している。接合片１１ｂは、上梁１の延在方向と平行に配置されている。取付片１１ａと接合片１１ｂとの間には、取付片１１ａおよび接合片１１ｂに直交する方向に配置された補強リブ１１ｃが接合されている。接合片１１ｂの幅方向中央部には、鉛直方向に延びる長孔１６が形成されている。
【００２３】
柱頭部１２は、水平方向に配置されて第２の柱４の上端部に溶接等により固定された板状の取付片１２ａと、取付片１２ａに連設されて鉛直上方に起立する２枚の板状の接合片（第２の板状部）１２ｂ，１２ｂとを有している。接合片１２ｂ，１２ｂは、取付片１１ａと平行に配置されると共に、互いに所定の距離離間している。すなわち、接合片１１ｂは接合片１２ｂ，１２ｂの間に進入配置されており、接合片１２ｂ，１２ｂは取付片１１ａに対向している。接合片１２ｂ，１２ｂのそれぞれにおける幅方向中央部かつ上部には、ボルト１８よりも僅かに大きい径の円孔１７が形成されている。これらの長孔１６と円孔１７，１７との位置が合わされて、長孔１６および円孔１７，１７にボルト１８が挿通されている。
【００２４】
ここで、本実施形態の接合部構造Ａにあっては、ボルト１８と接合片１１ｂとの間に介在するブロック状の鋼製のアダプタ（介在部材）２１が、接合片１１ｂの長孔１６内に配置されている（図３および図４参照）。このアダプタ２１は、接合部構造Ａにおける水平方向の力の伝達をより好適に行わせると共に、拘束部材１１に対する柱頭部１２の相対移動をスムーズに行わせるための部材である。アダプタ２１には、ボルト１８が挿通される挿通孔２３が形成されている。
【００２５】
アダプタ２１と接合片１２ｂとの間には、２枚の環状部材２２が設けられている。環状部材２２はワッシャ状をなしており、その挿通孔２２ａにボルト１８が挿通されている。環状部材２２は、長孔１６の幅よりも大きい外径を有している。この環状部材２２は、アダプタ２１や接合片１１ｂが接合片１２ｂに接触することを防止する機能を有する。
【００２６】
図５（ａ）はアダプタ２１を示す斜視図であり、図５（ｂ）は長孔１６内におけるアダプタ２１の移動状態を概念的に示す断面図である。図５（ａ）に示されるように、アダプタ２１は、直方体状の外形をなしている。アダプタ２１は、接合片１１ｂに形成された長孔１６の周面１６ａ（図３および図５（ｂ）参照）に対向する両側面２１ａ，２１ａと、両側面２１ａ，２１ａの上端および下端同士を連結する上面２１ｂおよび下面２１ｃと、を有している。両側面２１ａ，２１ａの上端および下端には、面取り部２１ｄがそれぞれ形成されている。
【００２７】
図４（ｂ）に示されるように、接合片１１ｂの板厚方向におけるアダプタ２１の厚さは、接合片１１ｂの板厚よりも大きくなっている。さらに、接合片１２ｂ，１２ｂ同士の離間距離は、このアダプタ２１の幅と、環状部材２２の２枚分の厚さよりも多少大きく設定されている。寸法の一例として、２２ｍｍの離間距離を有する接合片１２ｂ，１２ｂ同士の間に、アダプタ２１（厚さ１６ｍｍ）と、２枚の環状部材２２（厚さ各２．３ｍｍ）とが配置されている。この場合、１．４ｍｍの隙間が形成される。
【００２８】
上梁１の延在方向におけるアダプタ２１の幅は、長孔１６の幅よりも僅かに小さくなっている。すなわち、アダプタ２１は、僅かな隙間を有して長孔１６内に収まるよう、長孔１６の幅に対応した幅を有している。また、アダプタ２１の挿通孔２３の直径は、ボルト１８の直径よりも僅かに大きくなっている。この構成により、ボルト１８は挿通孔２３内で回転自在とされている。さらに、アダプタ２１は長孔１６にルーズな状態で嵌め込まれている。言い換えれば、アダプタ２１は、長孔１６内で遊嵌配置されている。なお、ボルト１８に形成されたねじ山は所定の位置で潰されており、ナット１９がその位置以上に締まらないよう構成されている。
【００２９】
上記のように構成されたアダプタ２１は、ボルト１８を介して柱頭部１２と一体化されると共に、鉛直方向に沿って長孔１６内をスライド可能になっている。アダプタ２１のスライド時には、左右いずれかの側面２１ａが周面１６ａに摺接する。アダプタ２１に面取り部２１ｄが形成されることで、アダプタ２１は、長孔１６の周面１６ａに摺接しても周面１６ａ引っ掛かることなく、スムーズにスライド可能になっている（図５（ｂ）参照）。
【００３０】
なお、長孔１６の鉛直方向の長さは、想定される作用力から算出される上梁１の移動量に基づき、アダプタ２１が最大限移動しても長孔１６の上下端に達しない程度に、余裕をもった長さとされている。
【００３１】
図６（ａ）および（ｂ）は、水平方向の力が作用した場合の接合部構造Ａの状態を概念的に示す正面図である。図６（ａ）に示されるように、例えば地震時などにおいて上梁１に水平方向の力Ｆ１が作用した場合、拘束部材１１は上梁１と一体に水平方向に移動する一方、第２の柱４および柱頭部１２は、力Ｆ１を受けて僅かに傾斜する。ここで、アダプタ２１が接合片１１ｂ（図示右側の周面１６ａ）に摺動しつつ長孔１６内を下降すると共に、アダプタ２１に対して柱頭部１２が回動する。これにより、第２の柱４および柱頭部１２には鉛直方向の力およびモーメントは伝達されなくなる。また、図６（ｂ）に示されるように、力Ｆ１とは逆方向の力Ｆ２が作用した場合も、力Ｆ１の場合と同様、第２の柱４および柱頭部１２は力Ｆ２を受けて僅かに傾斜するが、第２の柱４および柱頭部１２には鉛直方向の力およびモーメントは伝達されない。連結材６（図１参照）を有する軸組１０においては第２の柱４を引っ張り上げる、または押し下げる力が作用しようとするが、接合部構造Ａを有することにより、こうした鉛直方向の力が作用しないようになっており、基礎梁２を保護することができる。
【００３２】
以上説明した本実施形態の接合部構造Ａによれば、接合片１１ｂに形成された長孔１６と、接合片１２ｂに形成された円孔１７とにボルト１８が挿通されると共に、このボルト１８が、長孔１６内に配置されて接合片１１ｂとの間に介在するアダプタ２１の挿通孔２３に挿通される。このアダプタ２１は長孔１６内をスライド可能であり、１本のボルト１８を介して接合片１１ｂ，１２ｂが接合されているため、接合部構造Ａは、水平方向の力のみを伝達し、鉛直方向の力およびモーメントは伝達しない構造になっている。さらに、アダプタ２１が長孔１６の周面１６ａに対向する側面２１ａを有するため、水平方向の力Ｆが伝達される際、アダプタ２１が長孔１６の周面１６ａに対して面状に当接することとなり（図７（ａ）中の当接面Ｂ参照）、接合片１１ｂに集中的に水平方向の力Ｆが作用することが防止される。よって、部材の設計上好ましい接合部構造が実現されている。
【００３３】
図７（ｂ）に示されるように、従来の接合部構造１００においては、ボルト６０が長孔５０内に挿通されるに過ぎなかったため、力Ｆが作用すると、ボルト６０の側面が長孔５０の周面５０ａに線状に当接していた。このように当接部Ｃが線状であると、過大な力が線状の当接部Ｃに集中的に作用することとなる。例えば、ボルト６０のねじ山が接合片５１ｂの周面５０ａに噛み込むことも考えられ、その結果、ボルト６０は長孔５０内で摺動し難くなりスライド移動に支障が生じる。接合部構造Ａによれば、図７（ａ）に示されるように当接面Ｂが面状であるため、特定の部分への集中的な力の作用が回避され、力が当接面Ｂ内に分散される。よって、力Ｆの伝達が好適に行われると共に、スライド移動がスムーズに行われる。
【００３４】
また、アダプタ２１はブロック状をなしており、側面２１ａの上端および下端の少なくとも一方に面取り部２１ｄが形成されているため、長孔１６内におけるアダプタ２１のスライド移動がスムーズになっている（図５（ｂ）参照）。
【００３５】
また、アダプタ２１と接合片１２ｂとの間には環状部材２２が設けられているため、水平方向の力Ｆが作用した場合に、アダプタ２１または接合片１１ｂと接合片１２ｂとの接触が防止され、スライド時に摺動する面はアダプタ２１の側面２１ａと長孔１６の周面１６ａとの当接面Ｂのみとなり、鉛直方向の力をより好適に逃がすことができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
【００３７】
例えば、上記実施形態では上梁１に接合片１１ｂが固定され、第２の柱４に接合片１２ｂが固定される場合について説明したが、これとは逆に、長孔が形成された第１の板状部が柱側に固定され、円孔が形成された第２の板状部が梁側に固定されてもよい。また、上記実施形態では柱頭部１２の接合片１２ｂが２枚設けられる場合について説明したが、１枚であってもよい。アダプタ２１はブロック状をなす場合に限られず、長孔１６の周面１６ａに対向する側面を有する他の形状であってもよい。アダプタ２１には面取り部２１ｄが形成されなくてもよい。また、環状部材２２を省略することもできる。
【００３８】
また、下梁は、基礎梁２である場合に限られず、鉄骨梁であってもよい。接合部構造Ａは、第２の柱４と下梁との間に設けてもよく、第１の柱３と下梁との間に設けてもよい。接合部構造Ａは、各階に設けてもよいし、下階（１階）のみ、あるいは上階（２階など）のみに設けてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…上梁（いずれか一方の梁）、２…基礎梁（下梁）、３…第１の柱、４…第２の柱（一方の柱）、６…連結材、１０…軸組、１１ｂ…接合片（第１の板状部）、１２ｂ…接合片（第２の板状部）、１６…長孔、１６ａ…周面、１７…円孔、１８…ボルト、２１…アダプタ（介在部材）、２１ａ…側面、２２…環状部材、２３…挿通孔、Ａ…接合部構造。
【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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