CN102959161A - 壁板 - Google Patents

Abstract

本发明的壁板具备：相互隔开间隔对置配置的一对框材（2）；面材（3），固定在这些框材（2）上、是从一方朝向另一方交替地形成有山部（6）及谷部（7）的薄钢板的折板；和将该面材（3）的谷部（7）相对各框材（2）固定的螺钉（8），该壁板为在对各框材（2）作用有构造面内剪切力的情况下、面材（3）的螺钉（8）的周围部分承压变形而进行抵抗的承载壁用的壁板（1），螺钉（8）的拔出承载力相对于面材（3）的承压承载力的比在面材（3）的承压变形时被设定为螺钉（8）的轴部（8B）倾斜的规定值。

Description

壁板

技术领域

本发明涉及在薄板轻量型钢造建筑物等建筑物中使用的壁板。

本申请基于2009年12月22日在日本提出申请的特愿2009－291205号主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

以往，作为薄板轻量型钢造用的承载壁的壁板，使用在框材的单面或两面上接合作为面材的折板的壁板（例如，参照专利文献1～3）。

在专利文献1、2所记载的承载壁中，将折板焊接在框材上或经由加强部件固定在框材上等，将折板与框材刚性接合。框材自身也呈刚性的框架，固定在梁等建筑物躯体上。这样的承载壁构成为，在地震等的水平力作用在建筑物上时，通过折板负担剪切力来确保建筑物的水平承载力。因此，基于折板的剪切承载力决定建筑物的保有水平承载力。

在专利文献3中，提出了在纵框上螺钉固定折板、将折板兼用作纵框的加强件的技术。进而，在专利文献3中记载有，折板作为用来使由薄板轻量型钢构成的框材不变形的钢板面材是有效的，进而通过使接缝沿相对于框材正交方向配置，承载壁在承载力和变形性能方面良好。

本申请人在专利文献4中，为了进一步提高折板承载壁的变形性能，成为避免面材的整体压曲及局部压曲的折板形状，从而不发生螺钉接合部的面材的承压变形。此外，提出了将避免在螺钉接合部发生的螺钉的脱出、框材的承压破坏、和螺钉的断裂等的折板、框材和螺钉组合的技术。进而，在专利文献4中，提出了使螺钉头较大以使螺钉不从通过螺孔的承压变形形成的长孔脱出，并且使螺钉轴径不怎么大、以使得不发生螺孔周边的局部变形（褶皱）。

专利文献1：日本实开平2－49449号公报

专利文献2：日本特开平9－228520号公报

专利文献3：日本特开2007－303269号公报

专利文献4：日本特开2009－209582号公报

发明内容

在上述以往的承载壁中，由于基于折板的剪切承载力设计了建筑物，所以将折板与框材的接合部分及承载壁与建筑物躯体的接合部分刚性接合。即，设定这些接合强度，以使其成为折板的剪切承载力以上。因此，有接合构造变得大规模、制造及现场施工的工作量及成本增大的问题。

此外，在专利文献4所记载的壁板中，关于折板的机械特性（屈服比或断裂伸长等）没有明确指示。由此，有不能稳定地确保折板的螺钉接合部的承压变形、还有可能发生最大承载力发挥后的承载力下降较大情况的问题。

本发明的目的是解决上述问题、提供一种能够稳定地确保折板的螺钉接合部的承压变形、变形性能良好的壁板。

本发明为了解决上述问题而达到该目的，采用以下的技术方案。

即，

（1）本发明的壁板，具备：相互隔开间隔对置配置的一对框材；面材，固定在这些框材上、是从一方朝向另一方交替地形成有山部及谷部的薄钢板的折板；和将该面材的谷部相对各框材固定的螺钉，该壁板为在对各框材作用有构造面内剪切力的情况下、面材的螺钉的周围部分承压变形而进行抵抗的承载壁用的壁板，其特征在于，螺钉的拔出承载力相对于面材的承压承载力的比设定为在面材的承压变形时螺钉的轴部倾斜的规定值。

（2）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，规定值为0.7以上。

（3）在上述（1）或（2）所述的本发明的壁板中，也可以是，规定值为1.6以下。

（4）在上述（1）或（2）所述的本发明的壁板中，也可以是，还具备***有螺钉的垫圈；并且，该垫圈的外径尺寸除以螺钉的轴部的轴径尺寸的比为3.0以上。

（5）在上述（4）所述的本发明的壁板中，也可以是，规定值为4.0以下。

（6）在上述（4）所述的本发明的壁板中，也可以是，框材具备沿谷部的延伸方向配置的第1框材和沿与谷部的延伸方向正交的方向配置的第2框材；由第1框材和第2框材形成四边框；仅在将第1框材固定到面材的谷部上的螺钉上***有垫圈。

（7）在上述（4）所述的本发明的壁板中，也可以是，在垫圈的孔与螺钉的轴部之间形成有间隙。

（8）在上述（4）所述的本发明的壁板中，也可以是，从垫圈的内径尺寸减去螺钉的轴部的轴径尺寸的差除以垫圈的厚度尺寸的比是0.1～0.6。

（9）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，面材的断裂伸长为1%以上且不到16%。

（10）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，螺钉的螺距为各框材的板厚尺寸以下。

（11）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，面材的屈服比为77%～96%。

（12）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，以面材的、插通有螺钉的轴部的螺孔为中心，在沿着谷部的延伸方向的至少单侧，还设有与谷部的延伸方向正交的肋板。

（13）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，以面材的、插通有螺钉的轴部的螺孔为中心，在沿着与谷部的延伸方向正交的方向的两侧，形成有局部板厚较薄的薄壁部。

（14）在上述（1）所述的本发明的壁板中，也可以是，以面材的、插通有螺钉的轴部的螺孔为中心，在沿着与谷部的延伸方向正交的方向的两侧，形成有局部机械强度比周围低的低强度部。

发明效果：

在承载壁上作用有构造面内剪切力的情况下，面材的周围部分承压变形。此时，根据上述（1）所述的本发明的壁板，由于螺钉的拔出承载力相对于面材的承压承载力的比被设定为规定值，所以能够抑制因螺钉的抜出带来的急剧的承载力下降。由此，能够使面材的螺钉周围稳定地塑性变形，将在构造面内产生的能量吸收。此外，通过提高了面材的变形性能，与以往的承载壁相比，能够防止承载壁的急剧的承载力下降。结果，成为变形性能良好的壁板。此外，利用螺钉的轴部的倾斜，集中在螺钉附近的塑性化的面材集中到螺孔的前端部，容易被粉碎而排除。

根据上述（2）所述的本发明的壁板，由于螺钉的拔出承载力相对于面材的承压承载力的比是0.7以上，所以能够防止在螺钉倾斜之前螺钉的前端从框材拔出。

根据上述（3）所述的本发明的壁板，由于螺钉的拔出承载力相对于面材的承压承载力的比是1.6以下，所以螺钉（特别是螺钉的头部）不会嵌入到面材之下，能够使螺钉倾斜。

根据上述（4）所述的本发明的壁板，通过配置垫圈以使其与螺钉周围的应力较大地作用的范围重叠，螺钉（特别是螺钉的头部）不会嵌入到面材之下，能够使螺钉倾斜。进而，通过使用将垫圈的外径尺寸用螺钉的轴部的轴径尺寸除的比为3.0以上的垫圈及螺钉，螺钉头部不会潜入到面材之下，所以即使变形发展，面材也能够发挥稳定的承压承载力。

根据上述（5）所述的本发明的壁板，通过使用垫圈，能够缓和螺钉的拔出承载力相对于面材的承压承载力的比的上限。即，上述规定值是4.0以下，螺钉能够保持承载力，螺钉不会潜入到面材之下，能够使螺钉倾斜。

此外，在由第1框材和第2框材形成四边框的情况下，与固定在第2框材上的面材的承压变形相比，固定在第1框材上的面材的承压变形较大。所以，根据上述（6）所述的本发明的壁板，由于仅在将面材相对第1框材固定的螺钉上***垫圈，所以能够抑制螺钉（特别是螺钉的头部）潜入到面材之下、并削减组装工序及零件件数。即，能够在稳定地确保面材的螺钉周围的承压变形的同时、抑制整体的生产成本。

根据上述（7）所述的本发明的壁板，由于在垫圈的孔与螺钉的轴部之间形成有间隙，所以利用该间隙，螺钉倾斜。由此，当面材的螺钉周围承压变形时，螺钉的倾斜范围被限制，所以能够抑制因螺钉的抜出造成的急剧的承载力下降。

根据上述（8）所述的本发明的壁板，通过规定垫圈的内径尺寸、螺钉的轴部的轴径尺寸及垫圈的厚度尺寸，能够以适当的倾斜角度使螺钉倾斜。

此外，在断裂伸长较大的面材的情况下，塑性化的螺孔附近的面材缠绕到螺钉轴部上，所以螺钉的轴部的负担增加，有可能发生承载壁的承载力上升或螺钉从螺孔抜出。但是，如果将断裂伸长较小的（较脆的）面材与壁板组合，则螺孔附近的塑性化的面材容易成为切屑而被排除。由此，螺钉轴部的负担不会变得非常高，所以承载壁的承载力稳定，能够发挥良好的变形性能。

所以，根据上述（9）所述的本发明的壁板，面材的断裂伸长是1%以上且不到16%。这样，通过使用断裂伸长较小的面材，由螺钉承压的螺钉周围的面材的塑性化部容易被粉碎而排除。由此，由于集中在螺钉周围的塑性化的面材不会对螺钉抵抗，所以能够使面材稳定地塑性变形。进而，能够发挥稳定的承载力和变形性能。

根据上述（10）所述的本发明的壁板，在螺钉倾斜的状态下，螺纹牙也整周360度卡在框材上，所以能够可靠地防止螺钉从框材的抜出而发挥稳定的承载力。

根据上述（11）所述的本发明的壁板，作为面材，不是用低YR（屈服比）钢，而使用屈服比为77%～96%的高YR钢。结果，通过螺钉轴部的承压，能够缩小面材的螺孔周围塑性变形的情况下的塑性化区域。因此，由于***有螺钉的螺孔的孔宽不会极端扩大，所以能够抑制螺钉（特别是螺钉的头部）潜入到面材中，即使承载壁较大地剪切变形，也能够使承载壁的承载力稳定。

根据上述（12）所述的本发明的壁板，能够通过肋板防止折板在相对于塑性化的方向正交的方向上局部压曲，能够使面材在承载壁的规定方向上塑性化。

根据上述（13）所述的本发明的壁板，在通过螺钉使折板的螺钉周围塑性化的情况下，薄板部分塑性化。这样，通过将塑性化的范围限定在特定的地方，能够抑制在面材上发生皱纹。所谓皱纹，例如表示局部的面外压曲。

根据上述（14）所述的本发明的壁板，在通过螺钉使折板的螺钉周围塑性化的情况下，强度降低部塑性化。这样，通过将塑性化的范围限定在特定的地方，即使在面材较大地变形时也能够使承载壁的承载力稳定。

附图说明

图1是表示在本发明的第1实施方式的承载壁中使用的壁板的正视图。

图2是图1的该壁板的侧视图。

图3是图1的该壁板的A－A线剖视图。

图4是图1所示的该壁板的概略立体图。

图5是图1所示的该壁板的端部的部分放大立体图。

图6A是表示该壁板的螺钉接合部的破坏模式的说明图。

图6B是表示该壁板的螺钉接合部的破坏模式的说明图。

图6C是表示该壁板的螺钉接合部的破坏模式的说明图。

图6D是表示该壁板的螺钉接合部的破坏模式的说明图。

图7A是折板的螺钉接合部的要素试验的说明图。

图7B是在该要素试验中使用的折板的正视图。

图7C是在该要素试验中使用的该折板的侧视图。

图7D是在该要素试验中使用的框材片的侧视图。

图8是表示该折板的部分的尺寸形状的剖视图。

图9A是对通过图7A所示的折板的螺钉接合部的要素试验得到的载荷－变位关系的包络线进行比较的图。

图9B是对通过图7A所示的折板的螺钉接合部的要素试验得到的载荷－变位关系的包络线进行比较的图。

图10A是表示螺钉潜入到面材中的状态的剖视图。

图10B是螺钉相对于断裂伸长较大的折板倾斜的情况下的部分剖视图。

图10C是图10B的折板的塑性化部的立体图。

图10D是螺钉相对于断裂伸长较小的折板倾斜的情况下的部分剖视图。

图10E是图10D的折板的塑性化部的立体图。

图11A是螺钉倾斜的状态下的、将框材与面材接合的螺钉接合部的剖视图。

图11B是表示图11A的B－B截面中的、螺钉直径与面材最外缘的厚度尺寸的关系的剖视图。

图12是表示在日本钢构造协会编“钢构造接合资料集成”的图－II.5.12中记载的、螺栓孔周边的应力分布的说明图。

图13是表示在日本钢构造协会编“钢构造接合资料集成”的图－II.5.12中记载的、基于距螺栓心的距离的应力分布的曲线图。

图14A是说明空隙较小的情况下的、垫圈内径与螺钉轴部之间的空隙与螺钉及垫圈的倾斜之间的关系的剖视图。

图14B是说明空隙较大的情况下的、垫圈内径与螺钉轴部之间的空隙与螺钉及垫圈的倾斜之间的关系的剖视图。

图15A是表示螺钉接合部的位置不同的折板的要素试验的说明图。

图15B是在该要素试验中使用的折板的正视图。

图15C是在该要素试验中使用的折板的侧视图。

图15D是在该要素试验中使用的框材片的侧视图。

图16是表示折板的部分的尺寸形状的剖视图。

图17A是将通过图15A～图15D所示的要素试验得到的载荷－变位关系的包络线进行比较的曲线图。

图17B是将通过图15A～图15D所示的要素试验得到的载荷－变位关系的包络线进行比较的曲线图。

图18是表示在壁板的承载力试验中使用的试验体的尺寸形状的正视图。

图19是表示通过使用了图18所示的试验体的承载力试验得到的载荷－变形角关系的曲线图。

图20是用来说明螺钉倾斜时的、螺钉的螺距与螺钉的抜出的关系的剖视图。

图21是表示将前端尖锐的螺钉安装在框材上的情况的剖视图。

图22是表示将壁板设置在载荷试验装置中进行载荷试验的状况的正视图。

图23是将通过该载荷试验得到的载荷－变形角关系的包络线进行比较的曲线图。

图24A是表示从螺钉轴部向低YR的面材作用承压力的状态的正视图，将一部分剖视。

图24B是表示在从图24A的状态起框材与面材偏离的状态下面材塑性变形的状态的正视图，将一部分剖视。

图24C是对应于图24A的图，是表示在高YR的面材上作用有承压力的状态的正视图，将一部分剖视。

图24D是表示在从图24C的状态起框材与面材偏离的状态下面材塑性变形的状态的正视图，将一部分剖视。

图25A是螺钉倾斜之前的状态下的、将框材与面材接合的螺钉接合部的剖视图。

图25B是表示面材的屈服比YR与面材的塑性化区域之间的关系的说明图。

图26A是表示本发明的另一实施方式的壁板的部分正视图。

图26B是从图26A的C－C线观察的情况下的该壁板的部分剖视图。

图26C是将该壁板从图26A的D－D线观察的情况下的部分侧视图。

图27A是表示本发明的另一实施方式的壁板的部分正视图。

图27B是将该壁板从图27A的E－E线观察的情况下的部分图27A的侧视图。

图27C是对应于图27A的图，是表示没有安装螺钉的状态的壁板的部分正视图。

图27D是将该壁板的折板的薄板部分放大表示的图，是从图27C的F－F线观察的情况下的部分剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的各实施方式。另外，在以下的说明及在该说明中使用的附图中，对于实质上具有相同的功能结构的要素赋予相同的标号，并省略它们的重复说明。

图1是表示有关本发明的一实施方式的壁板1的正视图。图2是壁板1的侧视图。图3是壁板1的、以图1的A－A线观察的剖视图。图4是壁板1的立体图。图5是将壁板1的一部分放大表示的立体图。

壁板1在框架施工方法建筑物中作为承载壁使用。例如，壁板1在设置到基础上之后，将该壁板1的下端部与地脚螺栓连结，另一方面，将壁板1的上端部与建筑物的梁及地板面板连结。或者，将壁板1的上下的端部连结在上下的梁及地板面板上而设置。壁板1如图1所示，由框材2与折板3的组合构成。折板3是由薄板钢板构成的面材，如图2所示，是从一方朝向另一方交替地形成有多个山部6和多个谷部7的面材。

框材2由薄板轻量型钢（槽型钢）构成，如图1所示，由沿折板3的谷部7的延伸方向配置的一对纵框材（第1框材）2A、和沿与折板3的谷部7的延伸方向正交的方向配置的一对横框材（第2框材）2B形成为例如长方形的四边框。进而，在纵框材2A之间设有框材2C。此外，折板3接合在由框材2A及框材2B构成的四边框架的一个面上。

作为框架施工方法建筑物，优选的是例如2层～4层左右的较小规模的建筑物，除了壁板1以外还具有柱、梁、地板面板、屋顶、外装材、内装材等而构成。

壁板1的框材2如图3所示，具有腹板4、和与该腹板4的两端部连续的一对的凸缘5，形成为截面大致C字形。并且，设在两侧端缘上的纵框材2A由用腹板4彼此相互接合的两个槽型钢构成。

螺钉8是自攻小螺钉等，通过从框材2的相反侧贯通折板3的谷部7的螺钉8螺合到框材2上，将折板3的谷部7相对于框材2固定。

图2的放大部分所示的、壁板1的螺钉8的头部8A的外径D与轴部8B的轴径d₁、折板3的板厚t₁的关系用以下的式（1）设定。

（D－d₁）>α₁·t₁…（1）

这里，α₁是表示用来使不会因轴部8B的承压而在折板3上发生螺钉8的头部8A从螺孔9脱出的条件的系数。α₁优选的是7.0以上。根据这样的结构，即使在螺钉8反复受到载荷而折板3的轴部8B周围承压变形、螺钉8的螺孔9变大的情况下，螺钉8的螺钉头部8A也卡在折板3上。由此，能够防止螺钉8从折板3脱落，能够确保变形性能。

此外，壁板1的螺钉8的轴部8B的轴径d₁与折板3的板厚t₁的关系通过以下的式（2）设定。

d₁<α₂·t₁…（2）

这里，α₂是表示用来使不会因通过螺钉8的轴部8B在折板3上产生的局部压曲阻碍螺孔9的成长的条件的系数。α₂优选的是13以上。根据这样的结构，通过螺钉8的轴部8B的承压，在折板3上形成以螺孔9为起点的长孔，所以与在轴部8B周围形成褶皱的承压变形相比，能够确保更高的变形性能。

为了实现上述变形（破坏模式），需要设定不引起其他破坏模式的条件。即，需要设定在折板2的螺钉8的周围部分（螺钉接合部8C）不发生如图6A所示那样螺钉8脱出、或如图6B所示那样在面材3上发生皱纹13、或如图6C所示那样框材2切断、或如图6D所示那样螺钉8切断等的破坏模式的条件。此外，所谓皱纹13，是指局部的面外压曲。进而，在壁板1整体中，也需要设定不引起整体压曲及局部压曲的条件。

首先，设定壁板1的由框材2、折板3、和螺钉8形成的作为接合部的螺钉接合部8C的上述条件。这里，例如使用在社团法人日本钢铁联盟著“钻尾螺钉接合设计施工指南”中记载的、螺钉接合部的容许剪切承载力（Ras）的计算式，如下式（3）那样设定。

R_as=R_as3－1<min（α₃·R_as2，α₄·R_as3－2，α₅·R_as4）…（3）

在式（3）中，R_as2是图6A所示的螺钉8的拔出承载力（kN），用以下的式（4）计算。R_as3－1是图6B所示的折板3的螺钉周围承压承载力（kN），用下式（5）计算。R_as3-2是图6C所示的框材2的螺钉周围承压承载力（kN），用下式（6）计算。R_as4是图6D所示的螺钉8的轴部剪切承载力（kN），用下式（7）计算。在各式（4）～（7）中，t₁是折板3的设计用板厚（mm），t₂是框材2的设计用板厚（mm），F_u1是折板3的拉伸强度（N/mm²），F_u2是框材2的拉伸强度（N/mm²），d₁是螺钉8的轴部8B的轴径（mm），A_d是螺钉8的轴部截面积（mm²），D是螺钉8的头部径（mm）。

螺钉8的拔出承载力R_as2（kN）可以通过下式（4）求出。

R_as2=Cs×Ce×d₁×t₂×F_u2…（4）

Cs=1.3－0.3×（d₁/5）

Ce=0.28×3.95×ξ^0.5×（t₂/d₁）^0.5

这里，ξ是影响系数，用下式计算。

ξ=3.1－5.6（t₁/t₂）+3.5（t₁/t₂）²

Cs是考虑到螺钉直径的系数。此外，Ce是考虑到螺钉直径和框材板厚的系数。

折板的螺钉周围承压承载力R_as3－1（kN）可以通过下式（5）求出。

R_as3－1=Cs×Ce×d₁×t₁×F_u1…（5）

Ce=min（Ce₁，Ce₂）

Ce₁=0.28×{0.471+9.42×t₂/d₁}

Ce₂=0.959

这里，Ce₁是考虑到螺钉直径和折板板厚的系数。此外，Ce₂是基于实验结果的常数。

框材2的螺钉周围承压承载力R_as3－2（kN）可以通过下式（6）求出。

R_as3－2=Cs×Ce×d₁×t₂×F_u2…（6）

Ce=min（Ce₁，Ce₂）

Ce₁=0.28×{1.18+5.26×t₁/d₁}

Ce₂=0.677

这里，Ce₁是考虑到螺钉直径和框材板厚的系数。此外，Ce₂是基于实验结果的常数。

螺钉8的轴部剪切承载力R_as4（kN）可以通过下式（7）求出。

R_as4=fs×A_d≈120×A_d    …（7）

这里，fs是钻尾螺钉的基准强度（N/mm²）。

如以上这样，通过设定框材2与折板3的接合部分的剪切承载力R_as，该接合部分处的断裂模式由折板3的螺钉周围承压承载力R_as3-1决定。由此，当在壁板1上作用有剪切力时，虽然省略了图示，但由螺钉8贯通的部分的折板3承压变形，不发生螺钉8的拔出（螺钉8的拔出承载力R_as2）、框材2的螺钉周围承压变形（框材2的螺钉周围承压承载力R_as3-2）及螺钉8的轴部断裂（螺钉8的轴部剪切承载力R_as4）等。另外，作为式（3）的根据的式子是以最先呈现的破坏模式设定承载力的式子，但在本实施方式中也可以不最先呈现折板3的螺钉周围承压模式。也可以在其他模式呈现之后呈现，所以α₃～α₅不需要是1.0。在α₄～α₅中没有上限，下限优选的是0.5以上。α₃如果过小则螺钉容易拔出，如果过大则螺钉有可能倾斜，所以优选的是0.7～4.0的范围。

接着，设定壁板1的上述条件。设定壁板1整体的剪切承载力Q_U，以使其满足下式（8）。式（8）的Q_b是基于下式（9）所示的上述接合部分的容许剪切承载力R_as的剪切承载力（kN），Q_y是式（10）所示的折板3的剪切屈服承载力（kN），Q_G是基于下式（11）所示的折板3的整体压曲强度τ^e _cr，G的剪切屈服承载力（kN），Q_L是基于下式（12）所示的折板3的谷部7的局部压曲强度τ^e _cr，L的剪切屈服承载力（kN）。另外，关于式（11）和式（12），例如利用波形钢腹板合成构造研究会著“波形钢板腹板PC桥计划手册，1998年12月发行”中的式子。

Q_u=Q_b<min（α₆·Q_y，α₇·Q_G，α₈·Q_L）…（8）

Q_b=α₉·R_as·h/p    …（9）

在式（9）中，R_as是螺钉接合部的长期容许剪切承载力，最大承载力是它的约3倍。但是，由于螺钉8难以全部均匀地负担载荷，所以α₉为3.0～2.0。另外，如图4所示，h是壁板1的宽度（mm），p是螺钉8的螺距（mm）。

$Q_y=F_1/\sqrt{3}\&CenterDot;h\&CenterDot;t_1...\left(10\right)$

在式（10）中，h是图4所示的壁板1的宽度（mm），t₁是图5所示的折板3的厚度（mm），F₁是折板3的F值（N/mm²）。

Q_G=τ^e _cr，G·h·t₁=36β{（EI_y）^1/4×（EI_X）^3/4}h/h_d ²…（11）

I_x=t₁ ³（δ₂十1）/（6η）…（11a）

I_y＝t₁ ³/{12（1－μ²）}…（11b）

在式（11）中，β是表示面材3的端部的固定度的系数，这里是销的情况下β=1.0。E是折板3的杨氏模量（E=205（kN/mm²））。I_x是关于与折板3的折线方向正交的方向的中立轴的每单位长度的截面2次力矩，用式（11a）计算。在该式（11a）中，t₁是折板3的厚度（mm），δ是山高板厚比，如图5所示，在设折板3的山部6的山高部分的高度为d的情况下，为δ=d/t₁。此外，η是山部的实际尺寸（投影长度）L相对于图5所示的正交于折线方向的方向的山部展开时的长度尺寸L1的比（L/L1），即折板3的山部的长度的减小率。h_d是折板3的宽度方向的支点间距离，在中横档是1根的情况下是h_d=h/2。此外，在式（11）中，I_y是关于相对于折板3的折线方向平行的方向的中立轴的每单位长度的截面2次力矩，用式（11b）计算。在该式（11b）中，μ是折板3的泊松比（μ=0.3）。

虽然省略了图示，但这样的由式（11）决定的折板3的整体压曲强度是发生了折板3整体横跨多个山部6及谷部7压曲的破坏模式时的强度。并且，决定整体压曲强度的较大的因素是山部6的山高部分的高度d，通过将该山高部分的高度d设定为规定值以上，能够确保整体压曲强度。

Q_L=τ^e _cr，L·h·t₁=k（π²E）/{12（1一μ²）}·γ²·h·t₁…（12）

在式（12）中，k是剪切压曲系数（k=4.00+5.34/α²）。这里，α是纵横比（α=a/h），如图4所示，a是折板3的谷宽度（mm），h是壁板的宽度（mm）。此外，在式（12）中，π是圆周率，γ是折板3的宽厚比（γ=t₁/h）。虽然省略了图示，但由这样的式（12）决定的折板3的谷部7的局部压曲强度，是发生了各个谷部7压曲的破坏模式时的强度。决定局部压曲强度的较大的因素是谷部7的宽厚比γ。即，通过将谷部7的谷宽度a设定为规定值以下，能够确保局部压曲强度。

另外，关于式（8），螺钉接合部的破坏模式也可以在其他模式呈现后呈现，所以α₆～α₈不需要是1.0，优选的是0.5以上。

根据这样的结构，由于由折板3的螺钉周围的承压承载力决定的剪切承载力设定得比折板3的剪切屈服承载力小，所以在比折板3剪切屈服之前折板3的螺钉周围承压变形，螺钉8倾斜。此时，施加在壁板1上的负担载荷的一部分被改变为使螺钉8倾斜的力。并且，折板3成为保持其负担载荷，并能够防止折板3的剪切屈服。因此，能够防止脆性的剪切屈服，并且通过折板3的螺钉周围的承压变形能够确保韧性，能够提高壁板1的能量吸收性能。即，如果发生折板3的整体压曲或局部压曲等压曲，则不能保持剪切应力，达到了承受力急剧下降而变形增大那样的脆性破坏。所以，通过防止这样的压曲，能够提高壁板1的变形性能。此时，作为通过折板3的整体压曲决定的剪切屈服承载力，折板3的山高尺寸的影响较大，通过将山高尺寸较大地设定到规定值以上，能够超过由折板3的螺钉周围的承压承载力决定的剪切承载力。此外，作为由折板3的局部压曲决定的剪切屈服承载力，折板3的谷宽度尺寸的影响较大，通过将谷宽度尺寸抑制为规定值以下，能够超过由折板3的螺钉周围的承压承载力决定的剪切承载力。

根据以上说明的壁板1，由折板3、框材2和螺钉8形成的接合部的接合承载力由折板3的螺钉周围的承压承载力决定，构成为，当外力作用时，折板3的螺钉周围承压变形。由此，不会因折板3的整体压曲、局部压曲、框材2的变形等而承载力急剧下降，能够保持负担载荷。因此，在比较大的变形角（例如层间变形角为1/30rad左右）以内，能够不使壁板1的承载力下降而保持载荷。即，由于能够提高折板3的变形性能，所以能够将构造特性系数设定得较小。由此，通过减小承载壁的片数（壁长）、抑制框材板厚及接合金属件的承载力，能够提高经济性和建筑计划上的自由度。即，通过用螺钉固定将框材2与折板3接合，接合构造变得简单，能够降低制造及施工的工作量及成本。

并且，为了探求可靠且稳定地发生螺钉接合部处的螺钉8带来的折板3的承压变形，对于折板3的机械性质和螺钉接合部附近的塑性化进行了试验及讨论。

作为试验及讨论的条件，作为使推拉的承压力作用在螺钉接合部上、使螺钉接合部承压变形的情况下的螺钉接合部的破坏模式，可以考虑下述（i）～（iv）的样式，但以（i）、（ii）的样式为前提。

（i）在折板3的螺钉接合部附近的承压变形时、通过螺钉8的螺钉前端拔出而接合部被破坏的情况。

（ii）在螺钉接合部附近的承压变形时、折板3（面材）承压变形、接合部被破坏的情况。

（iii）在螺钉接合部附近的承压变形时、框材2承压变形、接合部被破坏的情况。

（iv）在螺钉接合部附近的承压变形时、螺钉8的轴部8B断裂、接合部被破坏的情况。

首先，关于螺钉8的拔出承载力R_as2相对于折板3的螺钉周围承压承载力R_as3-1的（R_as2/R_as3-1），如果R_as2/R_as3-1低于1.0，则螺钉8的拔出承载力R_as2过小，螺钉8的前端容易从框材2抜出。此外，相反，如果R_as2/R_{as3 -1}的值过大，则螺钉8不移动，螺钉8的头部8A潜入到折板3中。在这些情况下，都不能确保螺钉8的轴部8B的倾斜，使螺钉接合部8C的折板3稳定地塑性变形而能量吸收，能够防止承载壁的急剧的承载力下降。因此，在本发明的壁板1中，螺钉9的拔出承载力相对于折板3的承压承载力的比（R_as2/R_as3-1）设定为在折板3的承压变形时螺钉8的轴部8A倾斜的规定值。由此，能够防止螺钉8从框材2抜出、或螺钉8（特别是头部8A）潜入到折板3中。此外，螺钉9的拔出承载力相对于折板3的承压承载力的比优选的是0.7以上。由此，能够防止在螺钉8倾斜之前、螺钉8的前端从框材2拔出。此外，螺钉9的拔出承载力相对于折板3的承压承载力的比优选的是1.6以下。由此，螺钉8不会潜入到折板3中，能够使螺钉8倾斜。

但是，在使用后述的垫圈的情况下，螺钉8的拔出承载力相对于折板3的承压承载力的比只要是0.7～4.0的范围就可以。

为了推测作为壁板1的承载力及变形性能，进行了关于螺钉接合部的要素试验。

在图7A中表示螺钉接合部的要素试验的状况，要素的载荷试验装置14具备在一方具有二股状的安装臂15的第1施力夹具16、和在另一方具有厚板连结钢板的第2施力夹具17。

配置作为折板3的一部分的折板片3a的两端部，以使折线沿着上述臂15的二股间方向取向。将该折线方向的谷部7的面材3分别经由3个垫片18通过固定螺栓19固定。在折板片3a的中央部下面，通过小螺钉等螺钉8接合作为框材2的一部分的框材片2a的一端侧的腹板4。使框材片2a的另一端部叠合在厚板连结钢板20的一端部上，通过3根螺栓19固定。进而，使厚板连结钢板20的另一端部叠合在上述第2加压夹具17上，通过垫片及3根螺栓19固定。

制作折板片3a的试验体的形状及板厚不同的4种折板的要素片，进行试验。对于折板片3a的载荷如图7A中用箭头表示那样，通过图示省略的油压千斤顶等负荷正负渐增反复载荷。

试验时的、对于折板片3a、框材片2a、和螺钉8的条件是下述这样。

（i）折板片3a的截面形状为图8所示的形状。

（ii）框材片2a使用SGC400且板厚为1.6mm的结构，腹板宽度尺寸是89mm，凸缘宽度为44.5mm。

（iii）将折板3与框材片2a在1个部位接合的螺钉8使用六角头螺钉并且公称直径是4.8mm的结构，跨越折板3和框材片2a拧入接合，直到六角头接触在折板3的谷部7上。

折板片3a的各试验体是表1所示那样的使用4种钢材的试验体。将由该试验得到的载荷－变位关系表示在图9A及图9B中。

［表1］

钢材B的试验体的螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比是0.68，发挥了充分的变形性能。由此，使螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比的下限为0.7。此外，钢材B2的试验体与钢材B的试验体相比面材3及螺钉直径相同，但将框材2两片叠合，提高螺钉8的拔出承载力，使螺钉8不易倾斜。钢材B2的试验体的螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比是1.66，缺乏变形性能。钢材A的试验体的螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比是1.44，发挥了充分的变形性能。由此，使螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比的上限为1.6。该上限是使用市售的螺钉的情况下的数值，在使用后述的大径垫圈的情况下上限变高。

钢材D的试验体尽管螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比高于钢材B的试验体，但变形性能缺乏。这是因为，钢材B是特殊的低断裂伸长钢，破坏机理不同。在仅考虑一般的钢材D的情况下，可以想到螺钉8的拔出承载力相对于面材3的承压承载力的比的下限变高。

一般而言，例如在R_as3-1<<R_as2、在螺钉接合部螺钉8不倾斜的情况下，如图10A所示，通过螺钉接合部处的螺钉8的承压，螺孔9的周边的折板3上的钢板部分被推开。即，该钢板部分较小地集中到前面侧或侧面侧以形成弯曲部22，该弯曲部22成为阻力，承载力上升。并且，钢板向面外方向浮起（螺钉8的头部8A嵌入到面材3中），结果，使得折板3的承载力及壁板1的承载力不稳定。

如上述那样，可知即使在螺钉拔出承载力比面材承压破坏承载力小的情况下也有面材3承压变形的情况。

并且，如图10B及图10C所示，在受到载荷、通过螺钉8而面材（折板3）的螺孔9的周围的面材3承压变形的情况下，如果螺钉8倾斜，则接触在螺钉8的轴部8B上的螺孔侧的承压的面材3沿着螺钉8的轴部8B的倾斜卷起。在高断裂伸长的面材（折板3）中，龟裂23进入到卷起的部分的顶部，使螺钉8抜出。此外，在低断裂伸长中，龟裂23进入到卷起的部分的下摆中，如图10D所示，可知成为切屑26而被除去。

此外，在如上述那样螺钉8倾斜的情况下，如果折板3是高断裂伸长的材料，则如图10B所示，如果通过螺钉8的轴部8B承压变形，则塑性化的部分21缠绕到轴部8B上。由此，螺钉8的8B轴部的负担增加，面材3的承载力上升，壁板1的承载力上升，但使螺钉8从框材5抜出。相反，在折板3是低断裂伸长的材料的情况下，由于较脆，所以如图10D及图10E所示，受螺钉8的轴部8B承压变形的部分（特别是螺钉8的前端侧的折板3）被粉碎而成为切屑26。结果，作用在螺钉8上的承压力（负荷）不变而稳定化，使得壁板1的承载力稳定。

具体而言，在如上述表1的钢材B那样、断裂伸长比15.9%小的情况下，如图10D所示，在螺钉接合部8C中，承压的螺孔9周围的面材3的塑性化部21不会集中到与螺钉8接触的螺孔9的前端部上。即，集中的钢板的面材3被粉碎而容易被排除，所以集中在螺孔9的周围的塑性化的面材3不会对螺钉8抵抗。由此，能够使面材3稳定地塑性变形，能够稳定地发挥承载力。

关于作为折板3而使用钢板的情况下的断裂伸长的影响，基于图11A及11B所示的模型进行讨论。

如图11A所示，为了使骑上螺钉8的轴部8B的钢板破碎而成为切屑，只要相对于钢板的板厚中心、外周面的伸长为材料的断裂伸长El以上就可以，所以需要满足下式（13）。

（d₁/2+t₁）/（d₁/2+t₁/2）－1>El    …（13）

例如，根据上述实验可知，在使螺钉8的轴部8B的轴径d₁为4.8mm、使钢板的板厚t₁为0.6mm的情况下，El需要为11%以下。

根据式（13），通过使螺钉8的轴径d₁较小、使钢板的板厚t₁较厚，能够提高断裂伸长的上限。如果是3层以下左右的钢铁房屋，则d₁为4.2mm以上、t₁为0.8mm以下，所以断裂伸长的上限可以用下式（13a）求出。

（4.2/2+0.8）/（4.2/2+0.8/2）－1＝0.16>El    …（13a）

通过式（13）进行数值计算解析的结果是，折板3的断裂伸长优选的是不到16%。通过使用断裂伸长较小的折板3，在受螺钉8的轴部8B承压的螺钉8的轴部8B周围的面材3塑性化的情况下，在沿着螺钉8的轴部8B的倾斜上升的情况下被粉碎而容易被除去。另一方面，如果面材3的断裂伸长低于1%，则在折板加工时容易发生破裂，所以并不优选。如果面材3的断裂伸长超过16%，则难以被粉碎，所以并不优选。

因此，如果构成折板3的钢材的断裂伸长不到16%，则在通过螺钉8的轴部8B使螺孔9周围的折板3的钢板塑性化时，集中在螺钉8的前端的折板3的钢材被粉碎，不会缠绕到螺钉8的轴部8B上。由此，将对于在螺钉8的轴部8B的承压方向上细长的螺孔9的形成的阻力排除，能够使折板3及壁板1的承载力稳定并确保变形性能。

接着，对于对螺钉使用垫圈的情况下的效果进行文献调查，从日本钢构造协会编“钢构造接合资料集成”的图－II.5.12中得到了有效的信息。图12表示螺栓孔周边的应力分布，在图13中表示由距螺栓心的距离带来的应力值。如图13所示，在距螺栓心的距离为螺栓半径的3倍以内的范围中，应力的变化梯度较大。所以，通过在该范围中使用垫圈，能够抑制螺钉头部嵌入到面材中。此外，如图13所示，可知钢板的屈服比YR（在图13中用β表述）越高则应力的变化梯度越大，塑性化区域较窄。

如图14A及图14B所示，垫圈33的外径Dw除以螺钉8的轴部8B的轴径d₁的比（外径Dw/螺钉8的轴部8B的轴径d₁）的值为3.0以上，可以想到能够得到充分的效果。实际上，对于轴部8B的轴径d₁是4.2mm的螺钉8，使用是螺钉8的轴部8B的轴径d₁的5倍的、外径为21mm的垫圈33，进行基于图7A所示的装置的螺钉接合部的要素试验、和基于后述的图22的装置的壁板载荷试验。结果，在不***垫圈33的情况下，如图10A所示，螺钉8的头部8A潜入到面材3之下而不能保持承载力，承载壁1的劣化剧烈。对此，在***了垫圈33的情况下，各个螺钉8保持承载力，在承载壁1整体较大地变形时也能够保持承载力。

此外，与横框材2B相比，固定在配置于两端侧的纵框材2A上的面材3的承压变形更大。所以，垫圈33也可以仅将图1所示的纵框材2A***到固定在面材3的谷部7上的螺钉8上。由此，能够在稳定地确保面材3的螺钉8周围的承压变形的同时、抑制整体的制造成本。

进而，对由垫圈33的孔33a与螺钉8的轴部8B的间隙（空隙）带来的螺钉8的倾斜进行说明。即，如图14A所示，优选的是在垫圈33的孔33a与螺钉8的轴部8B之间形成间隙。根据该结构，由于利用该间隙而螺钉8倾斜，所以当面材3的螺钉8周围承压变形时，螺钉8的倾斜角度范围被限制。由此，能够抑制螺钉8从框材2抜出。

此外，如图14A所示，如果上述空隙较小，则仅通过面材3稍稍变形，螺钉8与垫圈33一体化，能够抑制垫圈33的浮起。由此，折板3的谷部7的局部压曲的弯折线如图14A的黑点所示，从垫圈33的外缘发生。相对于此，如图14B所示，如果空隙较大，则螺钉8和垫圈33分别独立地倾斜，直到折板3较大地变形，垫圈33的浮起没有被抑制。由此，折板3的谷部7的局部压曲的弯折线如图14B的黑点所示，从螺钉8的中心发生。即，如果将到折板3的谷部7的端部（斜面的底部）的距离作为压曲长度，则在空隙较大的情况下，折板3的谷部7的局部压曲容易较早地发生。因此，空隙（垫圈33的内径dw与螺钉8的轴部8B的轴径d₁的差）相对于垫圈33的厚度tw、即作为将从垫圈33的内径尺寸减去螺钉8的轴部8B的轴径尺寸的差用垫圈33的厚度尺寸除的比的（dw－d₁）/tw的值优选的是0.1～0.6。实际上，使用（dw－d₁）/tw的值为0.13的垫圈33（Dw=18mm，dw=5.5mm，tw=2.0mm）和为0.65的垫圈33（Dw=21mm，dw=4.5mm，tw=2.3mm），进行通过图15A所示的装置的螺钉接合部8C的要素试验、和通过后述的图22所示的装置的壁板载荷试验。结果，在空隙较小的情况下，从垫圈33的外周缘发生折板3的皱纹，抑制了折板3的谷部7的局部压曲。而在空隙较大的情况下，从螺孔发生折板3的皱纹，较早地发生了折板3的谷部7的局部压曲。

图15A表示螺钉接合部的要素试验的状况。该图所示的装置相对于图7A所示的装置，将螺钉与固定螺栓的位置交换。

作为折板片3a，制作形状及板厚不同的5种折板的要素片，进行了试验。

在试验时，折板片3a、框材片2a、和螺钉8的条件是下述这样的。

（i）作为面材的折板片3a的截面形状为图16所示的形状，为0.55mm的SGC400（屈服点373N/mm²，拉伸强度505N/mm²，断裂伸长32%）。

（ii）框材片2a使用SGC400且板厚为1.6mm的结构。腹板宽度尺寸为89mm，凸缘宽度为44.5mm。

（iii）作为将折板3与框材片2a在1个部位接合的螺钉8，使用是六角头螺钉并且公称直径为4.2mm的结构。并且，将该螺钉8跨越折板3和框材片2a拧入接合，直到六角头接触在折板3的谷部7上。

折板片3a的各试验体使用表2所示那样的5种钢材。将在该试验中得到的载荷－变形关系表示在图17A及图17B中。

［表2］

如图17A所示，钢材E1的试验体的螺钉8的拔出承载力相对于作为面材的折板片3a的承压承载力的比是1.32，发挥充分的变形性能。相反，将框材片2a两片叠合的钢材E2的试验体的螺钉8的拔出承载力相对于作为面材的折板片3a的承压承载力的比变高为3.16，缺乏变形性能。另一方面，相对于钢材E2的试验体，垫圈外径21mm、垫圈内径与螺钉轴径的空隙为0.3mm的钢材E3的试验体发挥了充分的变形性能。根据该结果可知，通过使用适当的垫圈，能够缓和螺钉8的拔出承载力相对于作为面材的折板片3a的承压承载力的比的上限。

如图17B所示，关于没有垫圈内径与螺钉轴径的空隙的（在垫圈上仅开设有较小的孔，将垫圈自身用螺钉切削螺纹而与螺钉一体化的）钢材E5的试验体，与空隙为0.3mm的钢材E4的试验体相比，在较小的变形下螺钉的轴部断裂，缺乏变形性能。由该结果可知，为了确保变形性能而需要适当的空隙，在实验中，由于空隙相对于垫圈厚度是0.15（=0.3/2.0），所以使从垫圈的内径尺寸减去螺钉的轴部的轴径尺寸的差除以垫圈的厚度尺寸的比的下限值为0.1。

图18表示作为设定将从垫圈的内径尺寸减去螺钉的轴部的轴径尺寸的差用垫圈的厚度尺寸除的比的上限值的根据的壁承载力试验体。图19表示使用图22的载荷试验装置得到的载荷－变形角关系。另外，如图18所示，在承载壁上，仅在外周的左右两端边使用带有垫圈的螺钉，在此以外使用无垫圈的螺钉。即，如上所述，仅将垫圈33***到将纵框材2A固定到承压变形较大的面材3上的螺钉8上。钢材E6的试验体和钢材E7的试验体的面材是相同的，是0.55mm的SGC400（屈服点373N/mm²，拉伸强度505N/mm²，断裂伸长32%），垫圈的外径是18mm，垫圈的厚度是2.0mm，仅将空隙作为实验变量，钢材E6的空隙为0.3mm，E7的空隙为1.3mm。载荷的结果是，两者承载力大致相同，但空隙较大的钢材E7的刚性较低，在变形角1/100rad之前在折板谷部的螺钉周围发生局部压曲（褶皱），丧失了承载力。根据该实验，由于空隙相对于钢材E7的垫圈厚度是0.65（=1.3/2.0），所以使从垫圈的内径尺寸减去螺钉的轴部的轴径尺寸的差除以垫圈的厚度尺寸的比的上限值为0.6。

在通过钻尾自攻螺钉等的螺钉8将折板3固定到处于其背面侧的框材2上的情况下，如果钻尾自攻螺钉等的螺钉8的螺距P超过框材2的凸缘5的板厚尺寸，则螺纹牙不在整周360度卡在框材上。由此，如图20所示，在螺钉8倾斜的情况下不能发挥阻力，螺钉8拔出的可能性变高。

因此，如果螺钉接合部8C的螺钉8的螺距是框材2的板厚尺寸以下，则在螺钉接合部8C中，即使是螺钉8倾斜那样的情况，螺纹牙也在整周360度卡在框材2上，防止螺钉8从框材2的抜出，能够发挥稳定的承载力。

在钻尾自攻螺钉中，已知有公称直径为4.8mm、6.0mm、8.0mm的结构，但其螺距在公称直径为4.8mm的结构中是1.6mm，在公称直径为6.0mm的结构中是1.8mm，在公称直径为8.0mm的结构中是1.0mm，公称直径与间距不成比例。因此，可以使用比框材2的凸缘5的板厚尺寸小的螺距的螺钉8。

如图21所示，在使用前端8D尖锐地形成的螺钉8的情况下，被螺钉8的前端8D挤压成形（内缘翻边）为圆筒状的部分的框材2弯折而沿着螺钉轴部8B。由此，框材2对于螺钉轴部8B的卡止部变大（螺纹牙的卡止数增加）。因此，即使螺距比框材2的板厚大，也能够防止螺钉8的抜出，所以特别在框材2的板厚较薄的情况下，如果使用前端8D尖锐地形成的螺钉，则是有效的。

关于由螺钉接合部的螺钉带来的折板3的承压变形，关于使用由3种钢材构成的折板的壁板，如图22所示，进行了基于推拉用的载荷试验的比较试验。

各壁板1经由分别接合在其下部两侧的潜孔金属件26接合在下部侧的施力夹具27上。壁板1的上部接合在安装于上部侧的施力夹具28的载荷梁29上，被接合在载荷梁上的施力千斤顶30的推拉而加载。试验体的形状及折板的形状与图18是同样的，但将折板接合在框材上的螺钉都是无垫圈的螺钉。将通过加载得到的载荷－变形角关系表示在图23中。另外，图23的变形角是根据处于图22中的两个变位计32计算出的壁板1的倾斜。

对于由钢材强度及屈服比YR的大小对作为承载壁的壁板1的影响进行试验，结果得到了下述表3的结果。另外，下述表3中的钢材A、B与上述表1所示的钢材是相同的。此外，表3中的最终变形角Ru是下降到最大承载力的80%的承载力时的变形角。

［表3］

使用钢材A、B的壁板1的最终变形角Ru变大为使用钢材C的壁板1的最终变形角Ru的1.3倍以上。

在图24A中表示当从螺钉8的轴部8B向低YR的面材3作用承压力时的、在框材2与面材3的构造面内作用有错开的方向的力的情况下的力的作用及变形的状态。龟裂发展方向为以螺钉8为中心展开的方向。如果从该状态起框材2与面材3偏移，则如图24B所示，断裂线12在与龟裂发展方向相反的方向上整体地展开，形成长孔10。此外，面材3塑性变形，在龟裂发展方向上发生皱纹13。

另一方面，在高YR的面材3上作用有承压力的情况下，如图24C所示，龟裂发展方向直线前进。如果从该状态起框材2与面材3偏移，则如图24D所示，断裂线11向与龟裂发展方向相反方向直线地展开。此时，与使用低YR的面材3的情况相比，使用高YR的面材3时形成的长孔10较小。

即，根据上述那样的高屈服比钢（高YR钢）的面材与低屈服比钢（低YR钢）的面材的试验结果，如图24C及图24D所示，屈服比较高的钢材的折板更有可能能够抑制螺孔周边的钢材的塑性化区域的扩展、确保稳定的承压变形。

根据该结果，通过作为面材而提高折板3的钢材的屈服比YR，例如使屈服比YR为77%以上（使钢材的屈服比至少为77%），在通过螺钉轴部而螺钉轴周围的面材塑性化的情况下，能够抑制螺孔周围的塑性化区域。由此，螺钉的头部不会拔出，即使螺孔周边塑性化，也能够形成宽度较窄的螺孔，能够使承载力稳定。

对于作为上述面材的折板3而使用钢板的情况下的屈服比的影响，通过图25A所示的模型进行讨论。

由图25B，如果设与螺钉的轴部接触的部分的面材（折板3的谷部7）能够负担承载力的范围为角度θ、假定在最大承载力时形成的屈服区域的宽度为B，则下式（14a）、（14b）成立。

d₁/2·θ·F_u1=B·F₁…（14a）

B=d₁/2·θ·F_u1/F₁…（14b）

为了使螺钉8的轴部8B不从螺孔9抜出，只要使屈服区域的宽度B为螺钉的直径以下就可以，所以需要满足下式（14c）～（14g）。

d₁>B    …（14c）

d₁>B=d₁/2·θ·F_u1/F₁…（14d）

θ/2<F₁/F_u1…（14e）

这里，如果设θ=90°，则

π/4<F₁/F_u1…（14f）

0.785<F₁/F_u1…（14g）

通过式（14e）进行数值计算解析的结果是，折板的屈服比（F₁/F_u1）优选的是79%以上。但是，在实验中，即使是不到77%的钢材A，也有壁板的变形性能。考虑这是因为假定了接触在螺钉8上的部分的面材均匀地负担了应力、以及将面材能够负担承载力的范围的角度θ假定为90°等。由此，按照实验值，可知屈服比优选的是设为77%以上。在不到77%的屈服比的折板3中，塑性化区域变宽，孔宽变大，所以螺钉（特别是螺钉的头部）容易潜入到面材中。因此，可知折板3的屈服比设为77%以上是优选的。此外，上限没有特别设定，但由于在实验值中确认的是96%以内，所以优选的是96%左右。

因此，如果使用作为屈服比较高的面材的折板（例如，屈服比为77%～96%）3，则当由螺钉接合部8C处的螺钉8承压的折板3的谷部的钢板被塑性化而变形时，塑性化区域为螺孔径左右。即，由于螺孔的孔宽不大，所以即使变形，承载力也稳定化，能够做成即使变形承载力也稳定的壁板。

此外，根据上述那样的试验，为了确保能够稳定地形成由螺钉接合部8C处的螺钉8的轴部8B带来的折板3的承压变形（塑性化）、换言之稳定地形成螺孔的长孔化，考虑在塑性化的部分以外提高其附近部分的刚性、限定塑性化的部分、并且在螺钉8的周围防止图24B所示的皱纹13的发生的方法是有效的。关于该形态，参照图26A～图26C及图27A～图27D进行说明。

首先，在图26A～图26C所示的形态中，在螺钉8的周围，以折板3的插通有螺钉8的轴部8B的螺孔为中心，在沿着谷部7的延伸方向（折板3的折线方向）的螺钉接合部8C的两侧，设有沿与谷部7的延伸方向正交的方向延伸的肋板24。由此，能够防止在相对于折板3塑性化的方向正交的方向的面材上发生皱纹13等的局部压曲。此外，能够使面材在承载壁的规定的方向上塑性化。

此外，作为形成上述肋板24的方法，也可以在折板3的压力成形时同时形成，也可以在将折板3轧制加工后、通过仅将肋板24部分压力加工而形成。作为肋板24的加工长度，也可以在螺孔的直径以上形成到山部6附近。肋板24设在设想在塑性化时会发生皱纹的单侧或两侧。

在图27A～图27D所示的形态中，以折板3的插通有螺钉8的轴部8B的螺孔31为中心，在沿着与谷部7的延伸方向正交的方向的两侧，形成使板厚尺寸比谷部7的板厚小的薄板部分（薄壁部）25。由此，薄板部分25的强度下降而成为低强度部。结果，在通过螺钉8使折板3的螺钉8周围塑性化的情况下，薄板部分25塑性化。通过这样将塑性化的范围限定在特定的地方，能够抑制在折板3上发生皱纹，能够得到承载壁1的承载力稳定化的效果。在图示的形态中，作为形成薄板部分25以使其连接到螺孔31的方法，也可以与折板3的压力成形同时形成。例如，也可以在将折板3轧制加工后、仅将薄板部分25加工而形成。作为加工方法，可以考虑压力加工及切削加工等适合。薄板部分25的加工宽度是螺孔31的直径的左右，长度也可以形成到山部6附近。

薄板部分25也可以通过在谷部7的表面侧用切削等设置凹部来形成。此外，也可以通过在谷部7的背面侧用切削等设置凹部来形成。进而，也可以通过在谷部7的表背两面上用切削等设置凹部来形成。如果薄板部分25是形成在谷部7的表面侧的凹部，则在螺钉的拧入时，能够将凹部用于螺钉8的拧入时的定位用。

也可以使由螺钉8的轴部8B承压变形而塑性化的部分为薄板部分25、使强度下降，也可以不改变板厚，而通过热处理或药品处理使材质强度下降来形成低强度部。

即，也可以以折板3的、插通有螺钉8的轴部8B的螺孔31为中心（折板3的谷部7的螺孔31附近），在沿着与谷部7的延伸方向正交的方向的两侧，设置使强度比谷部7的强度降低的强度降低部。根据该结构，在通过螺钉8使折板3的螺钉8周围塑性化的情况下，强度降低部塑性化。这样，通过将塑性化的范围限定在特定的地方，即使在折板3较大地变形时，也能够使壁板1的承载力稳定。此外，螺孔31的位置如图27C及图27D所示，优选的是设在薄板部分25上。

上述钢铁房屋通常定义为在板厚0.4mm以上、不到2.3mm的薄板轻量型钢的框材上组合构造用面材而构成的钢铁类面板构造的建筑物。

另外，作为折板3或框材2，如果使用高屈服点（高YP）钢，则能够实现轻量化。如果如上述那样在折板3中使用高屈服比（高YR）的钢材，则在螺钉接合部8C的承压变形时，对于加载的载荷，承载力稳定，不发生急剧的承载力下降或急剧的承载力上升。结果，作为承载壁的壁板1能够在螺钉接合部发挥稳定的承载力。此外，如果是由为低断裂伸长（低El）的钢材形成的折板3，则不伴随着急剧的承载力下降而形成细长的螺孔，所以容易确保壁板1的变形性能。

工业实用性

本发明能够在例如构成薄板轻量型钢造建筑物等的建筑物的薄板轻量型钢造用的壁板中使用。

标号说明

1壁板

2框材

2a框材片

3折板（面材）

3a折板片

4腹板

5凸缘

6山部

7谷部

8螺钉

8A头部

8B螺钉轴部

8C螺钉接合部

8D前端

9螺孔

10长孔

11断裂线

12断裂线

13皱纹

14载荷试验装置

15臂

16第1施力夹具

17第2施力夹具

18垫片

19螺栓

20厚板连结钢板

21塑性化部

22弯曲部

23龟裂

24肋板

25薄板部分

26潜孔金属件

27下部侧的施力夹具

28上部侧的施力夹具

29载荷梁

30施力千斤顶

31螺孔

32变位计

33垫圈

33a孔

Claims (14)

1.一种壁板，具备：

一对框材，相互隔开间隔对置配置；

面材，固定在这些框材上，是从一方朝向另一方交替地形成有山部及谷部的薄钢板的折板；和

螺钉，将该面材的上述谷部相对上述各框材固定，

上述壁板为在对上述各框材作用有构造面内剪切力的情况下、上述面材的上述螺钉的周围部分承压变形而进行抵抗的承载壁用的壁板，

其特征在于，

上述螺钉的拔出承载力相对于上述面材的承压承载力的比被设定为，在上述面材的承压变形时上述螺钉的轴部倾斜的规定值。

2.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

上述规定值为0.7以上。

3.如权利要求1或2所述的壁板，其特征在于，

上述规定值为1.6以下。

4.如权利要求1或2所述的壁板，其特征在于，

还具备***有上述螺钉的垫圈；

并且，该垫圈的外径尺寸除以上述螺钉的上述轴部的轴径尺寸的比为3.0以上。

5.如权利要求4所述的壁板，其特征在于，

上述规定值是4.0以下。

6.如权利要求4所述的壁板，其特征在于，

上述框材具备沿上述谷部的延伸方向配置的第1框材和沿与上述谷部的延伸方向正交的方向配置的第2框材；

由上述第1框材和上述第2框材形成四边框；

仅在将上述第1框材固定到上述面材的上述谷部上的上述螺钉上***有上述垫圈。

7.如权利要求4所述的壁板，其特征在于，

在上述垫圈的孔与上述螺钉的上述轴部之间形成有间隙。

8.如权利要求4所述的壁板，其特征在于，

从上述垫圈的内径尺寸减去上述螺钉的上述轴部的轴径尺寸的差除以上述垫圈的厚度尺寸的比为0.1～0.6。

9.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

上述面材的断裂伸长为1%以上且不到16%。

10.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

上述螺钉的螺距为上述各框材的板厚尺寸以下。

11.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

上述面材的屈服比为77%～96%。

12.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

以上述面材的、插通上述螺钉的上述轴部的螺孔为中心，在沿着上述谷部的延伸方向的至少单侧，还设有与上述谷部的上述延伸方向正交的肋板。

13.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

以上述面材的、插通上述螺钉的上述轴部的螺孔为中心，在沿着与上述谷部的延伸方向正交的方向的两侧，形成有局部性板厚较薄的薄壁部。

14.如权利要求1所述的壁板，其特征在于，

以上述面材的、插通上述螺钉的上述轴部的螺孔为中心，在沿着与上述谷部的延伸方向正交的方向的两侧，形成有局部性机械强度比周围低的低强度部。

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