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木造建筑構造軀體的制作方法與工藝

文檔序號:12005928閱讀:175來源:國知局
木造建筑構造軀體的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及通過由木材構成的柱、梁、以及抵抗水平方向的力的承重墻等構成的木造建筑構造軀體,特別涉及包括上端或下端與梁等橫架材或基礎以能夠進行彎曲力矩的傳遞的方式接合的柱的木造建筑構造軀體。

背景技術:
使用柱和梁等橫架材構建的木造建筑物的許多為通過在柱與柱之間設置斜支柱(也即斜撐)的承重墻、或在柱與柱之間固定面材的承重墻抵抗地震時等的水平方向力的骨架構造。在這樣的構造中,設在上述承重墻的兩側部的柱為在與梁、臥木或橫梁等橫架材之間不傳遞彎曲力矩、而主要通過軸力支撐梁等的軸柱,斜支柱或面材約束軸柱的傾斜。另一方面,作為與骨架構造不同的構造,在木造建筑物中還提出了將柱與梁等橫架材可進行彎曲力矩的傳遞地接合的框架(Rahmen)構造,例如有在專利文獻1中記載的構造。在框架構造中,容易得到柱較少的居室空間,并且容易在外壁部確保較大的開口。在這樣的框架構造中,通過柱的彎曲剛性以及與柱可進行彎曲力矩的傳遞地接合的橫架材等的彎曲剛性來抵抗地震時等的水平方向力。在這樣使構造軀體為框架構造來構成木造建筑物的情況下,在梁的下側、除了作為框架構造的柱以外還配置軸柱而另外設置外壁及分隔壁的情況較多。在專利文獻2中記載有將這樣的外壁及分隔壁做成承重墻而作為構造軀體的一部分的技術。如果將外壁及分隔壁做成能夠抵抗地震時等的水平方向力的結構,則使作為框架構造的柱的數(shù)量減少,有可能成為經濟性良好的構造。專利文獻1:日本特開2004-92150號公報專利文獻2:日本特開2006-118275號公報但是,在構成上述框架構造的柱及梁、和使用面材等的承重墻中,抵抗水平方向力的機構完全不同,對于水平方向力的變形特性不同。特別是,存在柱和承重墻的各自在失去承載力之前的層間變形量、即在柱支撐的梁與基礎或下層的梁之間、該梁的在軸線方向上發(fā)生的水平方向的相對的位移較大地不同的情況。若有這種特性的差異,則在如地震運動那樣水平方向力反復作用時,有可能先發(fā)生構造軀體的一部分的性能下降。并且,可以想到吸收反復作用的地震運動的能量的能力下降。

技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于上述那樣的情況而做出的,其目的是得到一種與橫架材或基礎能夠進行彎曲力矩的傳遞地接合的框架構造的柱和承重墻充分發(fā)揮各自具有的承載力和振動能量的吸收性能、具有較大的耐震性的木造建筑構造軀體。為了解決上述問題,有關技術方案1的發(fā)明,提供一種木造建筑構造軀體,具有:木制柱,立設在基礎或下層的梁上,截面為扁平的長方形;木制梁,以下面對置的方式接合在上述木制柱上,在該木制柱的截面的長軸方向上具有軸線;承重墻,以規(guī)定間隔立設在上述基礎或上述下層的梁上,具備通過軸力支撐上述木制梁的兩根軸柱、和固定在這些軸柱的兩者上的板材或兩端固定在這些軸柱上并在傾斜方向上架設的規(guī)定寬度的多個板材;上述木制柱的下端部經由在該木制柱的截面的長軸方向上的兩端附近分別在鉛直方向上配置的兩根第1螺栓,以能夠從上述木制柱進行彎曲力矩的傳遞的方式接合在上述基礎或上述下層的梁上;經由在該木制柱的截面的長軸方向的兩端附近分別在鉛直方向上配置的兩根第2螺栓,以能夠在上述木制梁與上述木制柱兩者間進行彎曲力矩的傳遞的方式接合上述木制柱與上述木制梁;以當在上述木制梁與上述基礎或上述下層梁之間發(fā)生了上述木制梁的軸線方向的相對的位移時、上述木制柱破壞之前發(fā)生的上述相對的位移與上述承重墻破壞之前發(fā)生的上述相對的位移大致相同、或者為上述承重墻破壞之前發(fā)生的上述相對的位移以上的方式,設定上述第1螺栓及上述第2螺栓的在上述相對的位移時發(fā)生伸長的范圍的長度、和上述木制柱的截面的長軸方向的尺寸。在該木造建筑構造軀體中,當水平方向力作用時,在木制梁與基礎或下層的梁之間,在該木制梁的軸線方向上發(fā)生水平方向的相對的位移即層間變形。當發(fā)生了該層間變形時,在能夠在與基礎或梁之間進行彎曲力矩的傳遞地接合的木制柱、即框架構造的設有柱的部分中,發(fā)生柱自身的彎曲變形、以及柱與梁或基礎的接合部的兩者間的角度的變化即接合部的變形。并且,木制柱與木制梁或基礎的角度的變化通過在接合部的兩根螺栓中的一個中發(fā)生伸長、在另一個螺栓附近的柱上作用壓縮力而發(fā)生。上述接合部的變形性能根據(jù)螺栓的長度而較大地變動,如果螺栓的長度較小,則螺栓在斷裂前被容許的變形量變小,如果螺栓的長度變大,則螺栓在斷裂前被容許的變形量變大。此外,如果木制柱的截面的長軸方向的尺寸較小,則在木制柱中容易發(fā)生彎曲變形,破壞之前的層間變形變大。另一方面,在將板材固定在兩根軸柱上的承重墻中,發(fā)生板材的變形、以及將板材固定到軸柱上的釘子、小螺釘?shù)鹊墓潭ú考浇陌宀牡淖冃蔚?。在有關技術方案1的發(fā)明的木造建筑構造軀體中,通過上述木制柱與承重墻的破壞之前的層間位移大致相同,在達到破壞之前,木制柱和承重墻這兩者在發(fā)生了塑性變形的狀態(tài)下保持承載力,在地震時對于反復作用的水平方向力兩者有效地發(fā)揮承載性能而抵抗。此外,通過木制柱在破壞之前發(fā)生的層間變形比承重墻在破壞之前發(fā)生的層間變形大,在構造軀體達到破壞之前,通過螺栓的塑性變形,能夠將反復作用的地震運動的能量有效地吸收。有關技術方案2的發(fā)明,在技術方案1所述的木造建筑構造軀體中,將上述木制柱的上端與上述木制梁接合的上述第2螺栓與將上述木制柱的下端與上述基礎接合的上述第1螺栓相比,上述發(fā)生伸長的范圍設定得較長、或者上述發(fā)生伸長的范圍的粗細設定得較小。立設在基礎之上的柱當?shù)卣饡r的水平方向力作用時,下端被基礎約束,并且基礎幾乎不變形。相對于此,柱的上端部隨著接合的梁而變形,在梁中發(fā)生彎曲力矩。而在上述木造建筑構造軀體中,第2螺栓比第1螺栓更容易發(fā)生伸長,容易發(fā)生木制柱與梁的接合部的變形。因而,水平方向力作用時的柱上端與梁的接合部的約束被緩和,作用在梁上的彎曲力矩及梁的彎曲變形被降低。有關技術方案3的發(fā)明,在技術方案1或2所述的木造建筑構造軀體中,在上述木制柱的上端部及下端部上,在該木制柱的截面的長軸方向的兩端附近,在該木制柱的軸線方向上擰入在圓筒狀的外周面具有螺旋狀的翼體的螺桿部件;在該螺桿部件上,從端面沿該螺桿部件的軸線方向設有孔;上述第1螺栓及上述第2螺栓插入到上述孔內,前端部螺合到設在該孔內的底部附近的陰螺紋中;該第1螺栓及第2螺栓的后端部卡止在固定于上述基礎或下層的梁上的接合金屬件、或固定在上述木制梁上的接合金屬件上;在上述后端部與螺合在上述孔內的陰螺紋中的前端部之間發(fā)生上述伸長;設置將上述第1螺栓及上述第2螺栓的前端部螺合的陰螺紋的位置為上述螺桿部件的軸線方向的長度的大致中央部。在該木造建筑構造軀體中,通過插入到沿木制柱的軸線方向擰入的螺桿部件的中空孔中、在中空孔的底部螺合的螺栓,將木制柱與梁或基礎接合。并且,通過變更螺桿部件的沿軸線方向設置的中空孔的深度,能夠變更發(fā)生螺栓的伸長的范圍,調整木制柱與梁的接合部的破壞之前的變形量。并且,通過使設置螺合螺栓的前端部的陰螺紋的位置為螺桿部件的軸線方向的長度的大致中央部,從螺桿部件具有的翼體向木制柱傳遞的力分布在螺桿部件的軸線方向的較大的范圍中,能夠避免較大的應力集中在木制柱上。有關技術方案4的發(fā)明,在技術方案1、2或3所述的木造建筑構造軀體中,設定將構成上述承重墻的板材或在傾斜方向上架設的規(guī)定寬度的多個板材向上述軸柱固定的釘子或小螺釘?shù)母鶖?shù),以使在上述木制梁與上述基礎或上述下層的梁之間發(fā)生了上述相對的位移時的上述承重墻的承載力與上述木制柱的承載力大致等同。在兩個軸柱間固定有板材的承重墻或在軸柱間固定有沿傾斜方向架設的多個板材的承重墻根據(jù)將這些板材向軸柱固定的釘子或小螺釘?shù)母鶖?shù)或間距而變形性能變化。即,在使根數(shù)變多時或使間距變小時,承重墻的剛性變大,相對于相同的水平方向力的層間變形相比根數(shù)較少時或間距較大時變小。此外,在使根數(shù)變少時或使間距變大時,承重墻的剛性變小,相對于相同的水平方向力的層間變形變大。此外,在根數(shù)據(jù)變多時或使間距變小時,承載力增大,在相對于水平方向力的層間變形量達到塑性區(qū)域時承重墻承載的水平方向力增大。這樣,調整將承重墻的板材等固定的釘子或小螺釘?shù)母鶖?shù)或間距,設定為,使得在承重墻與為框架構造的木制柱中、相同的水平方向力作用時的層間變形量大致相同。此外,當?shù)卣饡r的水平方向力反復作用而發(fā)生了較大的層間變形時,能夠使由承重墻和框架構造的木制柱承載的水平方向力的差變小。因而,能夠避免通過水平方向力的作用而力集中在承重墻或構成為框架構造的木制柱的一個上的情況。如以上說明,在本發(fā)明的木造建筑構造軀體中,與橫架材或基礎可進行彎曲力矩的傳遞地接合的框架構造的柱和承重墻充分發(fā)揮各自具有的承載力和振動能量的吸收性能,具有較大的耐震性。附圖說明圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的木造建筑構造軀體的概略立體圖。圖2是表示圖1所示的木造建筑構造軀體的基礎與柱、柱與梁、梁與上層的柱的接合構造的概略側視圖。圖3是表示圖1所示的木造建筑構造軀體的基礎與柱的接合部的放大剖視圖。圖4是在圖3所示的柱與梁的接合中使用的螺桿部件的側視圖及剖視圖。圖5是表示在柱與基礎的接合部使用長度不同的螺栓的例子的剖視圖。圖6是表示圖1所示的木造建筑構造軀體的柱與梁的接合部的放大剖視圖。圖7是表示地震時的水平方向力作用時的柱的變形、以及柱與基礎及柱與梁的接合部的變形的概略圖。圖8是表示通過框架構造的柱和承重墻支撐相同的梁的框架構造體的部分側視圖。圖9是表示將在圖8所示的外壁部的承重墻中也使用的面板狀部件固定在軸柱上的狀態(tài)的概略圖。圖10是表示通過框架構造的柱和承重墻支撐相同的梁的框架構造體的另一例的部分側視圖。圖11是表示在圖8所示的框架構造體上作用水平方向力而發(fā)生了層間變形的狀態(tài)的概略圖。圖12是表示框架構造的柱及承重墻的水平方向力與層間變形角的關系的圖。圖13是表示將框架構造的柱與基礎接合的構造的另一例的剖視圖。圖14是表示圖13所示的接合構造的功能概略圖。標號說明1柱;1a、1b缺口部;2梁;3基礎;4、5承重墻;6上層的柱;7上層的梁;11螺桿部件;11a伸出部;11b中空孔;11c陰螺紋;12地腳螺栓;13螺栓;14接合金屬件;15、16螺母;17梁用的螺桿部件;18螺栓;19螺栓;20螺母;21螺桿部件;22、24螺桿部件;23、25螺栓;31臥木;32、33軸柱;34面板狀部件;35地腳螺栓;36連結螺栓;37小螺釘;38板材;39小螺釘;40地腳螺栓;41中間螺母。具體實施方式以下,基于附圖說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示有關本發(fā)明的木造建筑構造軀體的概略立體圖。該構造體由將木制的柱1與木制的梁2以可進行彎曲力矩的傳遞的方式接合的框架構造體構成主要部,在混凝土制的基礎3上將多個框架構造體組合而形成。各個框架構造體為在木制的柱1之上載置木制的梁2并接合的所謂下承梁(梁式)構造。并且,框架構造體的一部分除了能夠與梁進行彎曲力矩的傳遞的框架構造的柱1以外,還具有在支撐梁2的兩個軸柱上固定著面板狀的部件的承重墻4、5。構成各個框架構造體的柱1的截面尺寸為在梁2的軸線方向上較長、在與梁2的軸線等直角的方向上較短的扁平的形狀。此外,梁2的截面尺寸為在鉛直方向上較長、在水平方向上較短的扁平的形狀。因而,各框架構造的柱與梁的接合部為抵抗在截面的長邊方向上發(fā)生壓縮應力和拉伸應力的一方向的彎曲的構造。圖2是表示在圖1所示的木造建筑構造軀體中使用的基礎3與柱1的接合構造、柱1與梁2的接合構造、以及梁2與上層的柱6的接合構造的概略側視圖。此外,圖3是基礎3與柱1的接合構造的放大剖視圖。在這些接合構造中,柱1的截面的長邊方向的兩端部經由接合金屬件14a、14b與梁2或基礎3連結。因而,通過水平方向的力在柱1上發(fā)生的彎曲力矩通過作用在用一個接合金屬工具14a連結的部分上的拉伸力、和作用在用另一個接合金屬工具14b連結的部分或該連結部分和其附近的木部上的壓縮力,被傳遞給基礎3或梁2。上述接合金屬件14a、14b安裝在設于柱1的上端部及下端部的缺口部1a內,這些缺口部1a設在柱1的截面的長邊方向的兩端部。從各個缺口部1a內的水平面,沿該柱1的軸線方向上擰入螺桿部件11,將螺桿部件11與接合金屬件14通過螺栓13結合。另一方面,在基礎3中,在柱1的與被擰入螺桿部件11的位置對應的位置上,分別埋入有鉛直方向的地腳螺栓12,頭部從基礎3的上面突出。并且,通過螺合在該地腳螺栓12上的螺母15將接合金屬件14固定到基礎3上。由此,將基礎3與柱1經由地腳螺栓12、接合金屬件14、螺栓13及螺桿部件11接合。上述螺桿部件11如圖4所示,在棒狀的鋼部件的側面設有螺旋狀的伸出部11a。在擰入到木部件中的狀態(tài)下,伸出部11a與木部件卡合,相互間傳遞該螺桿部件11的軸線方向及與軸線呈直角方向的力。此外,從該螺桿部件11的端面沿軸線方向設有中空孔11b,在中空孔11b的底部上切削有陰螺紋11c。該陰螺紋11c螺合著插入在中空孔11b中的螺栓13的前端。上述螺栓13在兩端部形成有陽螺紋,一端插入在螺桿部件11的中空孔11b中并螺合到底部的陰螺紋11c中。另一端螺合著螺母16,并卡止到接合金屬件14上。并且,在兩端部的形成有陽螺紋的部分之間,外徑比螺桿部件的中空孔11b的內徑小,與中空孔11b的內周面離開,使得不會約束螺栓13的伸縮。該螺栓13優(yōu)選的是由低碳鋼等的斷裂之前的塑性變形量較大的材料形成,根據(jù)構造物的使用部位、構成構造物的部件的尺寸等,可以適當選擇材料、直徑、長度等。當通過卡合在上述螺栓13上的螺母16將接合金屬件14固接在螺桿部件11上時,擰緊以使接合金屬件14密接在螺桿部件11的端面上,但也可以對螺栓13作用更大的拉伸力、在發(fā)生了彈性的伸長變形的狀態(tài)下將接合金屬件14固接。在這樣擰緊的狀態(tài)下,在螺桿部件11的端面與接合金屬件14的上面之間預先作用著壓接力。上述接合金屬件14具備相互對置的兩個水平板部、和將它們連結的側板部。在上側的水平板部上設有螺栓孔,與擰入到柱1中的螺桿部件11的端面抵接,并將螺栓13插通到螺栓孔中。并且,通過將螺合在螺栓13上的螺母16擰緊,將接合金屬件14與螺桿部件11結合。在下側的水平板部上也設有開口,該水平板部與基礎3的上面對置,將螺合在插通于開口中的地腳螺栓12上的螺母15擰緊,將接合金屬件14與基礎3結合。另外,地腳螺栓12經由板14a卡止在下側的水平板部上,能夠調整地腳螺栓12與接合金屬件14的相對的位置。上述接合構造優(yōu)選的是為了控制最終破壞時的變形量而設定為,通過螺栓13的斷裂而發(fā)生破壞,優(yōu)選的是進行部件厚度的設定及材料選擇,以使接合金屬件14具有足夠的強度和剛性。此外,螺桿部件的中空孔既可以如圖5(a)所示的螺桿部件22那樣較深而使螺栓23的長度變長,也可以如圖5(b)所示的螺桿部件24那樣使中空孔較淺而使螺栓25的長度變小。在本發(fā)明的實施方式中,設定上述中空孔11b的深度及螺栓13的長度,中空孔11b的深度直到螺栓部件11的全長的大致中央部,以使得當在梁2與基礎3之間發(fā)生梁2的軸線方向的相對位移即層間變形時,上述柱1在破壞之前發(fā)生的層間變形比承重墻4、5通過水平方向力的作用而破壞之前發(fā)生的層間變形大。另外,通過將來自螺栓13的拉伸力用螺桿部件11的全長的大致中央部傳遞,從螺桿部件11的翼體11a向木制的柱1傳遞的力在該螺桿部件11的軸線方向上較寬地分布,避免應力集中在木部上,對抗螺桿部件11的拔出的耐受力提高。柱1的上端部與梁2的接合如圖6所示,接合金屬件14與柱1的下端部同樣,通過螺桿部件21、螺栓19及螺母20結合到柱1上。另一方面,在梁2中,在與接合金屬件14對應的位置上在鉛直方向擰入梁用的螺桿部件17,通過從該螺桿部件17的端面擰入到沿軸線方向設置的螺孔中的螺栓18,將接合金屬件14與梁用的螺桿部件17結合。如圖6所示,為了將柱1的上端部與梁2接合而使用的螺栓19與如圖3所示那樣在將柱1的下端部與基礎3接合時使用的螺栓13相比,使用外徑較小的螺栓。在本實施方式中,在柱1的下端部與基礎3的接合中使用的螺栓13在兩端的形成有陽螺紋的部分之間的容許伸長的部分中為18.22mm,在柱1的上端部與梁2的接合部中使用的螺栓19的外徑為16.22mm。因此,如圖7所示,柱1的上端部的軸線CL1與梁2的軸線CL2的角度A1的變化比柱下端的柱的軸線CL3的相對于水平方向的角度A2的變化更容易發(fā)生。因此,當?shù)卣饡r的水平方向力作用而在柱1的上端部發(fā)生了傾斜角時,通過接合部的角度變化來緩和梁2過度傾斜。由此,抑制在梁2中發(fā)生較大的彎曲力矩、或在梁2中發(fā)生過度的撓曲變形。另外,在本實施方式中,使在柱1的上端部使用的螺栓19的外徑比在柱1的下端部使用的螺栓13的外徑小,但也可以使在柱1的上端部使用的螺栓的長度比在柱1的下端部使用的螺栓大而使得接合部的角度變化容易發(fā)生,也可以使螺栓的外徑變小并使長度變大。圖8是與在與梁2之間能夠進行彎曲力矩的傳遞的框架構造的柱1一起、表示在梁2與基礎3之間設有承重墻4的框架構造體的一部分的概略側視圖。該承重墻4是在設于基礎3上的臥木31之上立設兩個軸柱32、33來支撐梁2、并且在這些軸柱間固接面板狀部件34來約束軸柱32、33傾斜的結構。軸柱32、33的截面為與梁2的截面的短邊大致相同的尺寸的正方形。并且,由下端部埋入在基礎3中的地腳螺栓35約束以便不從臥木31浮起,但在幾乎不傳遞彎曲力矩的狀態(tài)下接合。并且,上端和端面均與梁2的下面抵接,將梁2用在上下方向貫通的連結螺栓36約束以不從梁2離開,但是,被接合為在與梁2之間的彎曲力矩幾乎不被傳遞。上述面板狀部件34如圖9所示,是使規(guī)定寬度的板材34a傾斜、隔開規(guī)定的間隔排列多個、并且將使傾斜方向相反的同樣的多個板材34b重疊貼合的面板狀的結構。該面板狀部件34的4邊被使用釘子37或小螺釘固定在兩根軸柱32、33、梁2及臥木31上,通過板材34a、34b的壓縮力或拉伸力來約束軸柱32、33、梁2和臥木31之間的相對的變形。此外,木制的臥木31通過地腳螺栓40固定在基礎3上。上述面板狀部件34的平行排列的板材之間為通氣空間,為2層的兩個板材群的間隙相互連通,在壁體內確保上下方向的通氣路徑。因而,該面板狀部件34被用于設在外壁部的承重墻4中。將上述面板狀部件34向軸柱32、33、梁3或臥木31固定的釘子37或小螺釘?shù)母鶖?shù)可以如圖9(a)、圖9(b)所示那樣變更。釘子37或小螺釘?shù)母鶖?shù)越多,越難發(fā)生面板狀部件34與軸柱32、33等的相對的位移,承重墻4的剛性變大。此外,在設在分隔部的承重墻5中,如圖10所示,優(yōu)選的是代替上述面板狀部件34,而將一片板材38通過釘子39或小螺釘固接到軸柱32、33、梁3或臥木31上。板材38可以使用構造用的膠合板或礦渣石膏板(JISA5430)等。這樣,在框架構造的柱1和承重墻4、5并列設置以支撐連續(xù)的一個梁2的框架構造體中,當?shù)卣饡r的水平方向力作用時,如圖11所示那樣變形,通過框架構造的柱1和承重墻4的兩者的承載力來抵抗。這樣,在發(fā)生了梁2相對于基礎3的軸線方向的位移即層間變形時,可以想到,在框架構造的柱1中,在柱1中發(fā)生彎曲變形,并且在柱1與梁2的接合部及柱1與基礎3的接合部中,在將它們結合的兩根螺栓13中的1根中發(fā)生伸長,在接合部中的梁2的軸線與柱1的上端部的軸線之間、柱的下端部的軸線與水平線之間,發(fā)生角度變化。另一方面,在承重墻4中,在構成面板狀部件34的規(guī)定寬度的板材34a、34b中發(fā)生伸長或收縮,并且應力在固定在軸柱32、33等上的釘子37或小螺釘?shù)闹車性诎宀?4a、34b上,板材34a、34b變形,在該板材34a、34b與軸柱32、33等之間發(fā)生偏移。在框架構造的柱1或承重墻4中發(fā)生這樣的變形、在達到破壞之前的層間變形角與水平載荷的關系為圖12所示那樣。圖12所示的水平載荷與層間變形角的關系是通過實驗得到的,實驗如以下這樣進行。制作在支撐基臺上立設作為框架構造的柱、在上部以可進行彎曲力矩的傳遞的方式接合梁的試樣。此外,承重墻在支撐基臺上固定作為臥木的木部件,在其上立設兩根軸柱,在其上支撐梁。并且,在作為臥木的木部件、兩根軸柱和梁上,固接面板狀部件或一片板材,做成試樣。這些試樣是將框架構造的柱或承重墻分別單獨地形成的,對于各個試樣,使水平方向力反復作用在柱上的梁或承重墻的上部的梁上。并且,測量水平方向力和上部的梁的向軸線方向的位移,運算層間變形角,調查與水平方向力即水平載荷的關系。層間變形角α是根據(jù)圖11所示的梁的軸線方向的位移D和柱或承重墻的高度H、用下式運算的。tanα=D/H圖12中的a線如圖8以及圖9(a)所示,表示使用將多個規(guī)定寬度的板材在傾斜方向上排列的面板狀部件34構成的承重墻的水平載荷與層間變形角之間的關系。面板狀部件34如圖9(a)所示,是在將傾斜方向不同的兩個板材重合的部分處、通過釘子37或小螺釘固定在軸柱32上的。此外,b線是表示作為板材而使用礦渣石膏板(住友林業(yè)株式會社制“堅固板”)的承重墻的水平載荷與層間變形角之間的關系。這些承重墻在水平方向力的作用開始時發(fā)生彈性的位移,然后發(fā)生塑性變形,在破壞之前發(fā)生50×10-3rad~60×10-3rad左右的層間變形角。增加將面板狀部件34固定到軸柱32上的釘子或小螺釘?shù)母鶖?shù),如圖9(b)所示,在將傾斜方向不同的兩塊板材重合的部分用釘子37a或小螺釘固定、并將規(guī)定寬度的板材的一塊再通過釘子37b或小螺釘固定到軸柱32上的情況下,如圖12中的c線所示,相對于水平方向力的承載力較大地增加。此外,與此同時,初始剛性即大致彈性地發(fā)生變形的范圍中的剛性變大,不易發(fā)生變形。即,在相同的水平方向力作用的狀態(tài)下,與增加釘子或小螺釘?shù)母鶖?shù)之前的、圖9(a)所示的承重墻相比,梁的位移變小。另外,即使增加釘子37或小螺釘?shù)母鶖?shù),在破壞之前發(fā)生的層間變形角也不會較大地變動。另一方面,成為框架構造的柱在與基礎的接合部及與梁的接合部中、在如圖5(b)所示那樣使擰入到螺桿部件23中而將接合金屬件14向柱結合的螺栓24變短時,水平載荷與層間變形角之間的關系成為圖12中所示的d線那樣。在該框架構造的柱中,在破壞之前發(fā)生的層間變形角為30×10-3rad左右,比在承重墻中發(fā)生的層間變形角小。相對于此,在使設在螺桿部件中的中空孔變深、如圖3及圖6所示那樣使用在螺桿部件11的軸線方向的較長的中央部附近與該螺桿部件11螺合的較長的螺栓13的柱中,水平載荷與層間變形角的關系為圖12中的e線所示那樣。即,雖然承載力較大地變動,但在破壞之前發(fā)生的層間變形角增大,成為與在承重墻中發(fā)生的層間變形角大致相同或其以上。另外,此時使用的螺栓13的從在中空孔內螺合的陽螺紋部到與螺母螺合的陽螺紋部的長度為約140mm??梢韵氲匠兄貕?、5在破壞之前發(fā)生的層間變形角會根據(jù)在承重墻中使用的面板狀部件34或板材38的剛性、厚度、固定方式等而變動,但通過在成為框架構造的柱1與基礎3的接合部及柱1與梁2的接合部中使用的螺栓13、19的長度的設定,能夠調整柱1在破壞之前發(fā)生的層間變形角,能夠使其比在承重墻4、5中發(fā)生的層間變形角大。此外,在上述實驗中,作為框架構造的柱而截面尺寸為105mm×560mm,但通過使用長邊的長度不同的結構,有可能能夠調整破壞之前的層間變形角。這樣通過使成為框架構造的柱1在破壞之前的層間變形角與承重墻4、5在破壞之前的層間變形角大致相同,當?shù)卣饡r的水平方向力反復作用在框架構造體上時,框架構造的柱1和承重墻4、5分擔而抵抗水平方向力。并且,通過在各自中發(fā)生的塑性變形吸收地震運動的能量,能夠將對抗最終的破壞的安全性維持得較高。即,如果成為框架構造的柱1的在破壞之前發(fā)生的層間變形量比圖12中的用d線表示那樣在承重墻4、5中發(fā)生的層間變形量小,則當框架構造體比柱1容許的層間變形量更大地變形時,框架構造的柱1的承載力喪失。由此,吸收地震運動的能量的能力下降,并且復合集中到承重墻4、5上,對抗破壞的安全性受損。而通過調整為框架構造的柱1的破壞之前的層間變形量,能夠增大地震運動的能量的吸收量,使框架構造體的對抗最終的破壞的安全性提高。另一方面,在本實施方式中,對于使用將多個規(guī)定寬度的板材在傾斜方向上排列的面板狀部件的承重墻,如圖9(b)所示那樣設定將面板狀部件34向軸柱、梁及臥木固定的釘子37或小螺釘?shù)母鶖?shù),調整承重墻4對于水平方向力的承載力,以使其與框架構造的柱1等同。由此,在水平方向力的作用下,在承重墻4和框架構造的柱1中發(fā)生了塑性變形時,兩者負擔大致相同的水平方向力,能夠避免水平方向力集中作用在承重墻4或框架構造的柱1的一個上。此外,將上述框架構造的柱與梁或基礎接合的構造,除了調整螺栓13、19的長度來調整破壞之前的層間變形量以外,還可以調整螺栓的粗細來調整初期剛性及承載力(最終強度)。還可以通過螺栓的材質的選擇,對粗細已設定的螺栓調整屈服點及承載力。因而,通過綜合地調整上述螺栓的長度、粗細及材質,能夠將水平載荷與層間變形量的關系根據(jù)組合的承重墻的構造進行調整,以使例如水平載荷與層間變形量的關系曲線成為相同形狀。另外,成為框架構造的柱1的基礎3與梁2的接合構造也可以代替圖3或圖6所記載的構造而采用圖13所示那樣的構造。在該接合構造中,使用與在圖3所示的構造中使用的部件相同的螺桿部件11、螺栓13、螺母16及接合金屬件14,但在螺桿部件11與接合金屬件14之間使用中間螺母41。該中間螺母41螺合到插入在螺桿部件11的中空孔中、與螺桿部件11的陰螺紋部螺合的螺栓13的后方部上,并壓接在螺桿部件11的端面上。并且,在與從螺栓13的后端部螺合的螺母16之間,夾入固定著接合金屬件14的水平板部。在這樣的接合構造中,與圖3所示的接合構造同樣,將柱1與接合金屬件14結合,并起到以下這樣的效果。在地震時,通過作用在柱1的下端部上的較大的彎曲力矩,在螺栓13中發(fā)生拉伸應力,如果在發(fā)生塑性變形后發(fā)生相反方向的彎曲力矩,則如圖14(a)所示那樣,接合金屬件14維持被夾入在中間螺母41與螺母16之間的狀態(tài),使螺栓13發(fā)生壓縮應力。即,發(fā)揮作用,以將螺合在陰螺紋中、前端被固定的螺栓13向中空孔壓入。并且,在壓縮方向上發(fā)生塑性變形,從而接合金屬件14回到原來的位置。與此同時,在用在柱截面的相反側的螺栓中發(fā)生拉伸力。通過地震時的振動,反復發(fā)生這樣的變形。而如果不使用中間螺母41,則如圖14(b)所示,在發(fā)生了塑形變形的螺栓13的塑性變形殘留的狀態(tài)下,接合金屬件14回到原來的位置,在該范圍中,不抵抗向相反方向的彎曲力矩而發(fā)生變形,地震運動的能量的吸收量下降。因而,通過中間螺母41的使用,將吸收地震運動的能量的量增大,有效地使振動衰減。另外,上述中間螺母41也可以預先固接在螺栓上。即,可以使用一體地設有與中間螺母41發(fā)揮同樣功能的凸緣狀的伸出部的螺栓。在以上說明的實施方式中,關于基礎3與下層的梁2之間的層間變形,調整為使框架構造的柱1在破壞之前發(fā)生的層間變形與承重墻4在破壞之前發(fā)生的層間變形大致相同、或為其以上,關于設在下層的梁2與上層的梁6之間的框架構造的柱與承重墻也能夠做成同樣的構造。此外,本發(fā)明并不限定于以上說明的實施方式,在本發(fā)明的范圍內能夠通過其他形態(tài)實施。
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