JP2001090380A

JP2001090380A - 耐震住宅および耐震住宅の構成方法

Info

Publication number: JP2001090380A
Application number: JP26936399A
Authority: JP
Inventors: Toru Kimoto; 亨紀本; Muneo Kotani; 宗男小谷; Tetsuo Hiramatsu; 哲雄平松; Yoshitomo Takahashi; 是友高橋; Osamu Tabata; 治田畑; Kazumi Hijikata; 和己土方
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】居住者もしくは住宅購入者の要望に応じた耐
震性を有する住宅を構成することを課題とする。【解決手段】梁および耐力壁より躯体が構成され、オ
イルダンパーが配設される耐震住宅において、各階で、
直交する方向について、それぞれ作用するオイルダンパ
ー１６の個数を一致させる。該オイルダンパー１６を単
一のオイルダンパーにより構成する。耐震の度合いをオ
イルダンパー１６の個数により調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の耐震性を向
上させるための耐震住宅の構成方法、および住宅の制震
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高層建築では柔構造により、大き
な地震力の作用を免れる構造がとられている。しかし、
柔構造では作用する地震力が小さい反面、変形が大きく
なる。高層建築物においては、地震による変形を各階に
分散させて、一つの階における変形は小さくすることが
できる。しかし、中・低層建築においては、大きな変形
は躯体構造に多大な影響を与える。例えば、強震によっ
て約３０ｃｍの変形が生じる場合、３０階建ての建物で
は1階に尽き1ｃｍの変形で済み、建物は弾性範囲にとど
っまっているが、２階建ての建物が、３０ｃｍ変形すれ
ば、破壊する可能性がある。このため、低層住宅では、
耐震性を向上させる方法として、一般的な住宅にくら
べ、柱や梁を強固にする専用設計が行われている。柱や
梁に特別に大径のものを使用したり、ブレースの配置数
を増やすなどの方法がとられている。すなわち、耐震住
宅は躯体構造から耐震住宅専用に構成されるものであ
り、躯体を構成する部材から耐震住宅用のものが用いら
れている。この場合には、耐力壁の配置数を確保するな
どの必要があり、住宅の構成が限定される。住宅の基礎
と躯体の間に積層ゴムなどを配設する方法なども知られ
ている。特開平９−１３７４０号公報や、特開平１０−
２２００６７号公報に示されるものである。さらに、建
築物内部に耐震要素を付加したり、エネルギー吸収装置
を配設する方法もしられている。特開平１１−５０６８
９号公報に示されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−１３７４０
号公報や、特開平１０−２２００６７号公報に示される
技術のように、住宅の基礎と躯体の間に緩衝材などを配
設する方法では、専用の基礎と躯体を必要とし、施工費
が高くなる。建築物内部に耐震要素を付加する場合、増
設した耐震要素や制震機構等の位置によっては、建築物
の内部空間の居住性や利用性が阻害されてしまう場合が
ある。そして、特開平１１−５０６８９号公報に示され
る技術は、高層建築物を対象にしているものであり、大
きな変形が躯体構造に深刻な負荷を与える住宅のような
低層の建築物には用いることが困難である。最近、耐震
性を有する住宅に対する関心が高まっている。そして、
住宅を購入する人の要望や経済状況に応じた耐震性を有
する住宅が求められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、梁および耐力壁より躯体が構成され、オイルダンパ
ーが配設される耐震住宅において、各階で、直交する方
向について、それぞれ作用するオイルダンパーの個数
が、一致させる。また、単一のオイルダンパーを用い
て、各階で、直交する方向について、作用する該オイル
ダンパーの個数を一致させると共に、耐震性をオイルダ
ンパーの個数により行う。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。図１は基本躯体の構
成を示す斜視図、図２は躯体の配設される基礎の構成を
示す斜視断面図、図３は地盤改良の構成を示す図、図４
は軸組の配設構成を示す図、図５は耐力壁の斜視図、図
６は吸震軸組の構成を示す略図、図７はオイルダンパー
の特性を示す図、図８は吸震軸組の配置構成を示す図、
図９は１階部分の軸組構成を示す斜視図、図１０は１階
部分のオイルダンパーの配置構成を示す略図、図１１は
２階部分の軸組構成を示す斜視図、図１２は２階部分の
オイルダンパーの配置構成を示す略図である。

【０００６】はじめに、住宅の基礎および躯体構造につ
いて図１乃至図６をもちいて説明する。図１において、
住宅１の躯体は、主に、鋼製軸組３および梁４・５によ
り構成されている。そして、該躯体が基礎２上に配設さ
れるものである。軸組３は基礎２上に立設され、該軸組
３の下部は基礎２の上面に固設されている。隣接する軸
組３・３はつなぎ部材などにより接続される。基礎２上
に配設されている軸組３・３・３・・・には耐力壁３ｂ
および吸震軸組１４が含まれている。耐力壁３ｂにはブ
レースが組み込まれており、この耐力壁３ｂが外周をは
じめ建物全体にバランス良く配置されている。吸振軸組
１４にはオイルダンパーが組み込まれており、該吸震軸
組１４により躯体１に伝達された揺れが吸収される構成
になっている。

【０００７】基礎２の上に立設された軸組３・３・・・
の上には、梁４が配設される。軸組３の上面に梁４がボ
ルトなどにより締結される。該梁４・４・・・には、水
平ブレースが配設されており、躯体に急激な力がかかっ
ても、躯体全体で、強くしなやかに受け止める構成にな
っている。さらに梁４上に２階部分を構成する軸組３が
配設される。梁４上に立設された軸組３も、下面を梁４
に固設され、隣接する軸組３・３は互いに接続される構
成となっている。そして、梁４の上に配設された軸組３
・３・・・の上には小屋梁５が配設される構成になって
いる。小屋梁５は軸組３の上面にボルトなどを締結する
ことにより、固設されている。小屋梁５・５・５・・・
には水平ブレースが配設されており、小屋梁５・５間の
剛性を高めるとともに、強度としなやかさを有する躯体
を構成するものである。そして、小屋梁５の上に小屋組
部材を配設し、屋根を構成することができる。図１に
は、屋根付２階建て住宅を示したが、本発明の耐力壁を
配設する躯体構造は上記のものに限定されるものではな
く、耐力壁を基本部材とする軸組および梁より構成され
る住宅の躯体に使用できるものである。

【０００８】次に、図２を用いて基礎２の構成について
説明する。基礎２は、標準の大きさが立上がり幅１６ｃ
ｍ、高さ７５ｃｍ、フーチング幅５２ｃｍの大型鉄筋コ
ンクリート連続布基礎である。この大型の基礎により、
躯体からの様々な荷重を受け止め分散させて地面に伝え
るものである。基礎２はクラッシャーラン４２上に配設
され、地盤４１に下部を埋設されている。コンクリート
基礎２内にはメッシュバー６が通されており、基礎２の
上面にはアンカーボルト７が突設されている。アンカー
ボルト７に前記軸組３を固設するため、軸組３を基礎２
に強固に固設する。そして、軸組３を介して躯体の受け
る様々な荷重を基礎に伝える構成になっている。

【０００９】基礎２を配設する地盤は、入念な調査が行
われる。そして、その地盤において、上記の標準基礎で
の対応が不適合と判断された場合には、べた基礎やベー
ス部分の幅を増した基礎等を用いたり、図３に示すごと
く地盤の改良を行う。地盤４１の改良としては、図３
（ａ）および図３（ｂ）に示す方法などがとられる。図
３（ａ）に示すごとく、基礎２の直下に当る個所に硬質
で、均一な安定層Ｂ１を形成し、軟弱な層へ荷重を軽減
させる方法がとられる。もしくは、図３（ｂ）に示すご
とく、杭Ｂ２を打ち込んで、荷重を基礎直下の地盤では
なく、杭Ｂ２を介して杭周辺の地盤や深部の支持地盤に
伝え構造物を支える方法がとられる。これにより、様々
な地盤においても、住宅を建設することができるのであ
る。

【００１０】基礎２上には、図４に示すごとく、一階部
分を構成する軸組３が立設される。軸組３は、基礎２上
面に突設されたアンカーボルト７を、該軸組３の下面に
接続することにより、基礎２に固設される。そして、コ
ーナー部においては軸組３・３間にはつなぎ部材８が配
設され、軸組３・３間の接続が行われる。軸組３・３は
数箇所でボルトにより接続されるため、十分な接続の強
度を得ることができる。基礎２上において、このように
接続された軸組３の上には梁４が配設される。軸組３の
上面には上面に梁４を接続するための孔が穿設されてお
り、該孔を利用して、ボルトなどにより軸組３が梁４に
固設されるものである。軸組３はボルトなどにより基礎
２および梁４に固設されるため、該ボルトを取り外すこ
とにより、軸組３を基礎２および梁４より容易に取り外
すことができる。

【００１１】次に、躯体１を構成する耐力壁３ｂについ
て説明する。耐力壁３ｂは、図５に示すごとく、Ｃ型形
鋼を溶接したフレーム３ｃに、ブレース３ｄをＸ字型に
組み入れた構成になっている。これにより、耐力壁３ｂ
を基礎２と梁４の間もしくは梁4と梁5の間にくみ込みや
すく、耐力壁３ｂの配置を容易に行うことができる。該
耐力壁３ｂを、外周をはじめ建物全体にバランス良く配
置し、水平ブレースや梁４を介して建物にかかる荷重を
分散させる。耐力壁３ｂに地震などにより強い力が働い
た場合、耐力壁３ｂに組み入れられたブレースにより、
その力に対抗するものである。

【００１２】次に、躯体１の耐震性を向上させる吸震軸
組１４について説明する。基本躯体１の強度は耐力壁３
ｂおよび梁４・５により維持される。そして、オイルダ
ンパーを有する吸震軸組１４を配設することにより、住
宅の躯体に伝達された地震力を吸収しする。これによ
り、躯体にかかる荷重を軽減でき、耐震性を向上でき
る。図６（ａ）に示すごとく、吸震軸組１４は、フレー
ム１５・１５および該フレーム１５・１５に接続された
オイルダンパー１６により構成される。フレーム１５・
１５はオイルダンパー１６を介して接続されており、図
６（ｂ）に示すごとく、フレーム１５・１５間の相対距
離は、オイルダンパー１６の可動範囲内において、変化
できる構成になっている。

【００１３】オイルダンパー１６は、シリンダ、該シリ
ンダ内に挿入されたピストン、該ピストンに接続したロ
ッドにより構成される。ピストンには、バルブ機構が設
けられており、該バルブ機構により、減衰力の速度特性
が調節される。バルブ機構はオリフィス、リリーフバル
ブおよび環状隙間を組み合わせることにより、所定の速
度特性を実現できるものである。これにより、ロッドを
摺動するエネルギーがオイルの粘性抵抗により吸収され
る。そして、オイルダンパーはロッド、シリンダがフレ
ーム１５にそれぞれ接続された構成になっている。

【００１４】オイルダンパーは、図７に示すような速度
特性を示すものである。ロッドの摺動速度が速い場合に
は抵抗力が大きく、摺動速度が遅い場合には抵抗力が小
さい。このため、急激な揺れにより、吸震軸組１４の１
５・１５間に大きな力が掛かる場合にはオイルダンパー
に大きな抵抗力が発生するため、耐力壁３ｂなどに掛か
る荷重を軽減することができる。また、速度依存型の減
衰機構として、小振幅から大振幅まで振幅に応じた減衰
力が作用する。速度に依存した減衰力を大略仮定するこ
とで、減衰定数の形式で性能を設定することができ、応
答スペクトルなどを介して効果の把握が比較的容易にで
きる。

【００１５】次に、吸震軸組１４の配置構成について、
図８ないし図１２を用いて説明する。はじめに、図８に
示すごとく、吸震軸組１４は基礎２と梁４との間、およ
び梁４と梁５間に配設される。吸震軸組１４の寸法は、
前述の耐力壁３ｂと同様に構成されているため、基礎躯
体１および基礎２の構成を変更することなく、容易に取
付けることができる。吸震軸組１４のフレーム１５・１
５は、基礎２および梁４にそれぞれ固設されている。フ
レーム１５・１５間には、オイルダンパー１６が配設さ
れている。これにより、上方のフレーム１５と下方のフ
レーム１５との相対距離が変化する場合には、オイルダ
ンパー１６によりエネルギーが吸収される。

【００１６】建物に地震力が伝達され、耐力壁３ｂおよ
び梁４により構成される基本躯体１が揺れると、その揺
れにより吸震軸組１４のフレーム１５・１５間の相対距
離が変化し、オイルダンパー１６により地震力が吸収さ
れる。このため、躯体にかかる地震力が低減され、躯体
の耐震性を向上することができる。上記吸震軸組１４に
より、粘性抵抗を利用して建物の減衰力を高め、より大
きな地震エネルギーを吸収することができる。吸震軸組
１４により他の躯体構成部材に過大な付加をかけること
なく、地震エネルギーを吸収することができる。そし
て、大地震（地動加速度４００gal）に対しても耐力壁
３ｂおよび躯体が弾性域にとどまり、地震力を受けた後
も、躯体を構成する各部が破損することなく、補修の必
要が無くすことをねらいとしている。

【００１７】次に、図９ないし図１２において、各階の
軸組３における吸震軸組１４の配設位置について説明す
る。まず、図９および図１０を用いて、一階部分の軸組
３の配置構成について説明する。基礎２上には軸組３が
配設されており、該軸組３として耐力壁３ｂおよび吸震
軸組１４が配設されている。図９および図１０に示すご
とく、吸震軸組１４はＸ方向に平行に配設されたものが
３つあり、Ｙ方向に平行に配設されたものが３つある。
吸震軸組１４には１つのオイルダンパー１６が配設され
ているため、１階においては、Ｘ方向に作用するオイル
ダンパー１６とＹ方向に作用するオイルダンパー１６が
それぞれ３つ配設される構成となっている。ここにおい
て、軸組３の配設された平面において、軸組３の１つに
平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直行する方向をＹ方
向とする。

【００１８】次に、図１１および図１２を用いて、二階
部分の軸組３の配置構成について説明する。図１１にお
いて軸組３は梁４と梁５の間に配設されているものであ
る。図１１および図１２に示すごとく、吸震軸組１４は
Ｘ方向に平行に配設されたものが２つあり、Ｙ方向に平
行に配設されたものが２つある。すなわち、二階におい
ては、Ｘ方向に作用するオイルダンパー１６とＹ方向に
作用するオイルダンパー１６がそれぞれ２つ配設される
構成となっている。

【００１９】上記のごとく、各階を構成する軸組３にお
いて、配設されるオイルダンパー１６の数はＸ方向およ
びＹ方向について等しくなるように構成されている。梁
４・５および耐力壁３ｂを基本構成とする躯体構造にお
いて、耐力壁３ｂが建物の形状に見合ってバランス良く
配設されている、平面的にも立体的にも重心や剛心の偏
りの少ない構成になっいる。吸震軸組１４は前述のごと
く、躯体１の揺れに対して抵抗力発生させるものであ
り、躯体１に配設した場合に躯体１の揺れを抑制する効
果を発揮す。抑制される揺れの方向はオイルダンパー１
６の配設方向に依存する。そして、吸震軸組１４に配設
されるオイルダンパー１６は同一のオイルダンパーによ
り構成されている。これにより、部材の共通化による費
用の削減を行えることができると共に、施工が容易であ
る。

【００２０】そして、揺れの抑制される量は、揺れを吸
収するオイルダンパーの個数に依存する。吸震軸組１４
により躯体の揺れに変化が起きる。躯体は、吸震軸組１
４を配設した状態においてバランス良く構成する必要が
ある。本実施例においては、各階において、オイルダン
パー１６の数をＸ方向およびＹ方向について等しくなる
ように配設するので、各階において、水平方向に対する
吸震性のばらつきを解消できる。すなわち、梁４・５お
よび耐力壁３ｂにより構成される躯体のバランスを保ち
ながら躯体１の耐震性を向上できる。

【００２１】各階における、Ｘ方向およびＹ方向に配設
された、オイルダンパー１６の個数を一致させることに
より、躯体１のバランスを保ちながら、該躯体１に吸震
性を持たせるので、一箇所に複数個のオイルダンパー１
６を配置して、各階における、Ｘ方向およびＹ方向に配
設された、オイルダンパー１６の個数を一致させること
も可能である。この場合には、オイルダンパー１６の配
設の自由度が向上する。間取りを犠牲にすることなく、
オイルダンパー１６を配設し、建物の耐震性を向上され
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載のごとく、梁および耐力
壁より躯体が構成され、オイルダンパーが配設される耐
震住宅において、各階で、直交する方向について、それ
ぞれ作用するオイルダンパーの個数が、一致する耐震住
宅を構成するので、容易に耐震住宅を構成可能であり、
躯体のバランスを保ちながら耐震性を向上させることが
できる。このため、既存の住宅の耐震性を容易に向上さ
せることができ、施工に掛かる費用を軽減できる。

【００２３】請求項２に記載のごとく、梁および耐力壁
より躯体が構成され、オイルダンパーが配設される耐震
住宅の構成方法において、各階で、直交する方向につい
て、作用するオイルダンパーの個数が一致させる耐震住
宅の構成方法をとるので、容易に耐震住宅を構成可能で
あり、耐震設計の自由度を向上でき、住人の要望に応じ
た耐震性を有する住宅を構成することができる。また、
躯体のバランスを保ちながら耐震性を向上させることが
できる。このため、既存の住宅の耐震性を容易に向上さ
せることができ、施工に掛かる費用を軽減できる。

【００２４】請求項３に示すごとく、梁および耐力壁よ
り躯体が構成され、オイルダンパーが配設される耐震住
宅の構成方法において、単一のオイルダンパーを用い
て、各階で、直交する方向について、作用する該オイル
ダンパーの個数を一致させると共に、耐震性をオイルダ
ンパーの個数により行うので、オイルダンパーを配設す
る施工が容易に行われ、施工に掛かる期間を減少し、施
工費を軽減できる。また、オイルダンパーの配設個数に
より耐震性を容易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基本躯体の構成を示す斜視図。

【図２】躯体の配設される基礎の構成を示す斜視断面
図。

【図３】地盤改良の構成を示す図。

【図４】軸組の配設構成を示す図。

【図５】耐力壁の斜視図。

【図６】吸震軸組の構成を示す略図。

【図７】オイルダンパーの特性を示す図。

【図８】吸震軸組の配置構成を示す図。

【図９】１階部分の軸組構成を示す斜視図。

【図１０】１階部分のオイルダンパーの配置構成を示す
略図。

【図１１】２階部分の軸組構成を示す斜視図。

【図１２】２階部分のオイルダンパーの配置構成を示す
略図。

【符号の説明】

１躯体２基礎３軸組３ｂ耐力壁４・５梁７アンカーボルト１４吸震軸組１５フレーム１６オイルダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松哲雄大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者高橋是友大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者田畑治大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者土方和己大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内Ｆターム(参考） 2E002 EA01 EA04 EB12 FA02 FB16 HB01 JA03 JB01 LA03 MA11 MA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】梁および耐力壁より躯体が構成され、オ
イルダンパーが配設される耐震住宅において、各階で、
直交する方向について、それぞれ作用するオイルダンパ
ーの個数が、一致することを特徴とする耐震住宅。
【請求項２】梁および耐力壁より躯体が構成され、オ
イルダンパーが配設される耐震住宅の構成方法におい
て、各階で、直交する方向について、作用するオイルダ
ンパーの個数が一致させることを特徴とする耐震住宅の
構成方法。
【請求項３】梁および耐力壁より躯体が構成され、オ
イルダンパーが配設される耐震住宅の構成方法におい
て、単一のオイルダンパーを用いて、各階で、直交する
方向について、作用する該オイルダンパーの個数を一致
させると共に、耐震性をオイルダンパーの個数により行
うことを特徴とする耐震住宅の構成方法。