JP3951632B2

JP3951632B2 - Steel plate concrete wall structure and wall structure

Info

Publication number: JP3951632B2
Application number: JP2001149626A
Authority: JP
Inventors: 和明津田; 浩良時野谷
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP2002339485A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の間にコンクリートを打設してなる鋼板コンクリート壁構造に係り、特に、制震壁としての利用に好適な鋼板コンクリート壁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地震時等に入力される荷重に効果的に抵抗し得る壁として、鉄筋コンクリート造耐震壁が広く用いられている。この鉄筋コンクリート造耐震壁では、地震発生に伴うせん断荷重に対して主にコンクリートが抵抗することにより、優れた耐震性を得ることができる。しかし、せん断荷重に対する荷重−変位特性において、コンクリートの特性が支配的となって履歴ループ面積が小さくなるので、高いエネルギー吸収性能は期待できない。このため、鉄筋コンクリート造耐震壁によって優れた制震性を得ることは難しい。
【０００３】
一方、制震性に優れた壁構造としては、コンクリートを含まず鋼板のみで構成された鋼板耐震壁が知られている。鋼板耐震壁では、せん断荷重に対して鋼板が抵抗する。このため、鋼板が有する面積の大きな履歴ループ特性によって、エネルギー吸収性能が高くなり、優れた制震性が得られるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼板耐震壁では面外方向の強度が小さく、面外変形が生じ易い。このため、鋼板に多数のリブプレートを設けるなどして、面外変形を拘束することが必要となる。その結果、耐震壁構築の際の溶接量が増大して、大幅なコスト増を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、制震性に優れると共に、面外変形を起こし難く、かつ、低コストな鋼板コンクリート壁構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、２枚の鋼板の間にコンクリートを打設してなり、前記鋼板間を接続する隔壁によって前記コンクリートを分断した鋼板コンクリート壁構造であって、前記鋼板と前記コンクリートとは一体化され、前記隔壁と前記コンクリートとの接触部は両者間で力の伝達が生じないように構成され、前記鋼板の前記コンクリートと接触する側の面にスタッド又はシャキーが設けられることにより前記鋼板と前記コンクリートとが一体化され、前記隔壁の表面に前記コンクリートとの摩擦係数を減少させる手段が設けられたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、鋼板間に打設されるコンクリートは隔壁で分断されるから、コンクリートの面内方向の剛性は小さくなり、せん断変形に対しては主に鋼板が抵抗する。このため、せん断荷重に対する荷重−変位特性において鋼板の特性が支配的となり、履歴ループの面積が大きくなることで優れた制震性が得られる。また、鋼板間に打設されたコンクリートが鋼板の面外変形を拘束する役割をはたすので、鋼板に補強を施さなくても、面外変形を抑制できる。すなわち、面外変形を抑制するためのリブ等の溶接が不要となるので、低コスト化を図ることができる。また、前記鋼板の前記コンクリートと接触する側の面にスタッド又はシャキーが設けられることにより前記鋼板と前記コンクリートとが一体化され、また、前記隔壁の表面に前記コンクリートとの摩擦係数を減少させる手段が設けられる。なお、壁の最下部近傍のみを本発明の鋼板コンクリート壁構造としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態である鋼板コンクリート壁構造１０を含む壁１２の正面図である。また、図２は、鋼板コンクリート壁構造１０を水平断面で切断した状態の斜視図である。図１に示すように、本実施形態では、構造物の柱１３の間に設けられた壁１２の最下部に近い部分を局部的に鋼板コンクリート壁構造１０としている。壁１２の鋼板コンクリート壁構造１０以外の部分は、例えば、鉄筋コンクリート造あるいは通常の鋼板コンクリート造の壁として構成している。
【０００９】
図２に示す如く、鋼板コンクリート壁構造１０は、壁厚に相当する所定間隔を隔てて互いに平行に設けられた２枚の鋼板２０と、鋼板２０の間を接続するように設けられ、鋼板２０間の空間を区画する隔壁２２と、隔壁２２に区画された各空間内に打設されたコンクリート２４とを含んでいる。鋼板２０のコンクリート２４と接する側の面にはスタッドまたはシャキー等（図示せず）が設けられており、これにより、鋼板２０とコンクリート２４との一体化が図られている。一方、隔壁２２とコンクリート２４との接触部については、両者間で力の伝達が生じないように構成している。また、隔壁２２の表面に油等を塗布したり、ウレタン等を張り付けるなどして、隔壁２２とコンクリート２４との間の摩擦係数を減少させ、両者間で力の伝達が生じないようにする。
【００１０】
上記の構成によれば、コンクリート２４は隔壁２２によって区画された各空間内に打設され、かつ、コンクリート２４と隔壁２２との間で力の伝達が生じないため、コンクリート２４は隔壁２２により分断されて、各コンクリート２４が互いに独立に変形する状態となる。かかる状態では、コンクリート２４の面内方向の剛性は小さくなるから、鋼板コンクリート制震壁構造１０にせん断荷重が作用した場合に、せん断変形に対して主に鋼板２０が抵抗する。このため、せん断荷重に対する荷重−変位特性では鋼板２０の特性が支配的となり、図３に実線で示すように、大きな面積の履歴ループを描く特性となる。このような履歴ループ特性により、エネルギー吸収が効率的に行われ、鋼板コンクリート壁構造１０による優れた制震性が得られることとなる。
【００１１】
一方、鋼板コンクリート壁構造１０の面外変形に対しては、コンクリート２４は鋼板２０に比べて大きな抵抗を示すので、コンクリート２４により鋼板コンクリート壁構造１０の面外変形が拘束される。この場合、上記のようにコンクリート２４と鋼板２０とが一体化されていることで、コンクリート２４による面外変形の拘束はより効果的に行われる。このように、本実施形態では、コンクリート２４が鋼板２０の面外変形を拘束する役割をはたすことで、鋼板２０に補強を施さなくても、面外変形を抑制することができる。すなわち、鋼板２０の補強のためのリブ等の溶接が不要となるので、鋼板コンクリート壁構造１０の低コスト化を図ることができる。
【００１２】
鋼板コンクリート壁構造１０に作用するせん断力が増大し、コンクリート２４に作用する荷重がその破壊強度に近づくと（図３のＡ点）、コンクリート２４は横方向に膨張する。この膨張により、コンクリート２４は隔壁２２に密着するようになり、隔壁２２で分断されていたコンクリート２４は、以後、一体化して変形する。こうしてコンクリート２４が一体化する結果、コンクリート２４の面内方向の強度が大きくなって鋼板コンクリート壁構造１０の耐力が向上し、図３に破線で示すように、大きな面積の履歴ループを描くこととなる。したがって、本実施形態では、鋼板コンクリート壁構造１０の耐力を向上させると共に、大きなせん断荷重に対しても高いエネルギー吸収性能を得ることが可能となっている。
【００１３】
また、鋼板コンクリート壁構造１０によれば、コンクリート２４が有する高い圧縮強度により、鉛直方向の軸力に対する大きな強度を実現することもできる。
【００１４】
さらに、本実施形態では、壁１２において大きな荷重が作用する最下部近傍を局部的に鋼板コンクリート壁構造１０とすることで、壁１２に入力された地震エネルギーを早期の段階で吸収して、より効果的な制震性能を得ることが可能となっている。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鋼板間に打設されるコンクリートを隔壁で分断することで、せん断荷重に対する高いエネルギー吸収性能を得ることができ、これにより、これにより、優れた制震性を実現することができる。また、鋼板間に打設されたコンクリートが鋼板の面外変形を抑制する役割をはたすので、面外変形を抑制するためのリブ等の溶接が不要となり、低コスト化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である鋼板コンクリート壁構造を含む壁構造の正面図である。
【図２】本実施形態の鋼板コンクリート壁構造を水平面で切断した状態を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の鋼板コンクリート壁構造の荷重―変位特性を表す図である。
【符号の説明】
１０鋼板コンクリート壁構造
２０鋼板
２２隔壁
２４コンクリート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel plate concrete wall structure in which concrete is placed between steel plates, and more particularly to a steel plate concrete wall structure suitable for use as a damping wall.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a reinforced concrete seismic wall is widely used as a wall that can effectively resist a load input during an earthquake or the like. In this reinforced concrete earthquake-resistant wall, the concrete resists mainly against the shear load accompanying the occurrence of the earthquake, so that excellent earthquake resistance can be obtained. However, in the load-displacement characteristics with respect to the shear load, the characteristics of the concrete are dominant and the hysteresis loop area is reduced, so that high energy absorption performance cannot be expected. For this reason, it is difficult to obtain excellent vibration control by the reinforced concrete seismic wall.
[0003]
On the other hand, as a wall structure having excellent seismic control properties, a steel plate earthquake resistant wall made of only a steel plate without containing concrete is known. In the steel plate seismic wall, the steel plate resists the shear load. For this reason, the energy absorption performance is enhanced by the hysteresis loop characteristics of the steel plate having a large area, and excellent vibration control is obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the steel plate earthquake resistant wall has a low strength in the out-of-plane direction and is likely to be deformed out of plane. For this reason, it is necessary to restrain the out-of-plane deformation by providing a large number of rib plates on the steel plate. As a result, the amount of welding at the time of building the earthquake-resistant wall increases, resulting in a significant cost increase.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a low-cost steel plate concrete wall structure that is excellent in vibration control and hardly causes out-of-plane deformation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a steel plate concrete wall structure in which concrete is placed between two steel plates, and the concrete is divided by a partition wall connecting the steel plates. And the concrete are integrated, the contact portion between the partition wall and the concrete is configured so that no force is transmitted between them, and a stud or a shaky is provided on the surface of the steel plate that contacts the concrete. Accordingly, the steel plate and the concrete are integrated, and means for reducing a friction coefficient with the concrete is provided on the surface of the partition wall .
[0007]
According to the present invention, since the concrete placed between the steel plates is divided by the partition walls, the rigidity in the in-plane direction of the concrete is reduced, and the steel plates mainly resist the shear deformation. For this reason, the characteristic of a steel plate becomes dominant in the load-displacement characteristic with respect to a shear load, and excellent seismic control is obtained by increasing the area of the hysteresis loop. Moreover, since the concrete laid between the steel plates plays a role of restraining the out-of-plane deformation of the steel plate, the out-of-plane deformation can be suppressed without reinforcing the steel plate. That is, since it is not necessary to weld a rib or the like for suppressing out-of-plane deformation, the cost can be reduced. Also, integrated pre-SL and the concrete and the steel plate by studs or Shaki is provided on the surface on the side in contact with the concrete of the steel sheet, also reduces the friction coefficient between the concrete surface of the partition wall Means are provided . In addition , it is good also considering only the lowermost vicinity of a wall as the steel plate concrete wall structure of this invention.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a front view of a wall 12 including a steel plate concrete wall structure 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the steel plate concrete wall structure 10 cut in a horizontal section. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the part near the lowest part of the wall 12 provided between the pillars 13 of the structure is made into the steel plate concrete wall structure 10 locally. The part other than the steel plate concrete wall structure 10 of the wall 12 is configured as, for example, a reinforced concrete or normal steel plate concrete wall.
[0009]
As shown in FIG. 2, the steel plate concrete wall structure 10 is provided so as to connect between two steel plates 20 provided in parallel with each other at a predetermined interval corresponding to the wall thickness and the steel plates 20. A partition wall 22 that divides the space therebetween and a concrete 24 that is placed in each space partitioned by the partition wall 22 are included. A surface of the steel plate 20 on the side in contact with the concrete 24 is provided with a stud or a shaky or the like (not shown), whereby the steel plate 20 and the concrete 24 are integrated. On the other hand, the contact portion between the partition wall 22 and the concrete 24 is configured such that no force is transmitted between them. In addition, by applying oil or the like to the surface of the partition wall 22 or attaching urethane or the like, the friction coefficient between the partition wall 22 and the concrete 24 is reduced, so that no force is transmitted between them. .
[0010]
According to the above configuration, the concrete 24 is placed in each space partitioned by the partition wall 22, and no force is transmitted between the concrete 24 and the partition wall 22, so the concrete 24 is divided by the partition wall 22. Thus, the concrete 24 is deformed independently of each other. In such a state, since the rigidity in the in-plane direction of the concrete 24 is reduced, the steel plate 20 mainly resists shear deformation when a shear load is applied to the steel plate concrete damping wall structure 10. For this reason, in the load-displacement characteristic with respect to the shear load, the characteristic of the steel plate 20 becomes dominant, and as shown by a solid line in FIG. With such a history loop characteristic, energy absorption is efficiently performed, and excellent vibration control by the steel plate concrete wall structure 10 is obtained.
[0011]
On the other hand, the concrete 24 exhibits greater resistance to the out-of-plane deformation of the steel plate concrete wall structure 10 than the steel plate 20, so that the out-of-plane deformation of the steel plate concrete wall structure 10 is restrained by the concrete 24. In this case, since the concrete 24 and the steel plate 20 are integrated as described above, the out-of-plane deformation constraint by the concrete 24 is more effectively performed. As described above, in this embodiment, the concrete 24 plays a role of restraining the out-of-plane deformation of the steel plate 20, so that the out-of-plane deformation can be suppressed without reinforcing the steel plate 20. That is, since it is unnecessary to weld a rib or the like for reinforcing the steel plate 20, the cost of the steel plate concrete wall structure 10 can be reduced.
[0012]
When the shearing force acting on the steel plate concrete wall structure 10 increases and the load acting on the concrete 24 approaches its fracture strength (point A in FIG. 3), the concrete 24 expands in the lateral direction. By this expansion, the concrete 24 comes into close contact with the partition wall 22, and the concrete 24 divided by the partition wall 22 is integrated and deformed thereafter. As a result of the integration of the concrete 24, the strength in the in-plane direction of the concrete 24 is increased, and the proof stress of the steel plate concrete wall structure 10 is improved. As shown by a broken line in FIG. Become. Therefore, in this embodiment, while improving the yield strength of the steel-plate concrete wall structure 10, it is possible to obtain high energy absorption performance also with respect to a big shear load.
[0013]
Moreover, according to the steel plate concrete wall structure 10, the high compressive strength which the concrete 24 has can also implement | achieve the big intensity | strength with respect to the axial force of a perpendicular direction.
[0014]
Furthermore, in this embodiment, the lowermost vicinity where a large load acts on the wall 12 is locally made into the steel plate concrete wall structure 10 to absorb the seismic energy input to the wall 12 at an early stage, and more It is possible to obtain effective seismic control performance.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high energy absorption performance against a shear load by dividing the concrete placed between the steel plates with the partition wall, thereby providing excellent control. Seismicity can be realized. Further, since the concrete placed between the steel plates plays a role of suppressing the out-of-plane deformation of the steel plates, it is not necessary to weld a rib or the like for suppressing the out-of-plane deformation, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a wall structure including a steel plate concrete wall structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the steel plate concrete wall structure of the present embodiment is cut along a horizontal plane.
FIG. 3 is a diagram showing load-displacement characteristics of a steel plate concrete wall structure according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Steel plate concrete wall structure 20 Steel plate 22 Bulkhead 24 Concrete

Claims

A concrete steel wall structure in which concrete is placed between two steel plates, and the concrete is divided by a partition wall connecting the steel plates, wherein the steel plate and the concrete are integrated, and the partition wall The contact portion with the concrete is configured so that no force is transmitted between them, and the steel plate and the concrete are integrated by providing a stud or a shaky on the surface of the steel plate that contacts the concrete. The steel plate concrete wall structure is characterized in that means for reducing the coefficient of friction with the concrete is provided on the surface of the partition wall.

2. A wall structure characterized in that only the lowermost part of the wall is the steel plate concrete wall structure according to claim 1 .