JP2001173266A

JP2001173266A - 免震壁構造

Info

Publication number: JP2001173266A
Application number: JP35831999A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Oka; 義昭岡; Tomokuni Koga; 友邦古賀
Original assignee: MIRAI KENSETSU KK
Current assignee: MIRAI KENSETSU KK
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-26
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: JP3412042B2

Abstract

(57)【要約】【課題】建築物の壁体構造において、鉄骨構造体と
セメント系壁体を組み合わせた壁構造に関して、鉄骨構
造の高強度を活かし、施工しやすいセメント系壁体にお
いても十分に免震効果を発揮させることができ、地震時
や加振時の振動に対しても壁材の損傷又は脱落現象を未
然に防止することができる壁体構造を提供する。【解決手段】施工性の良いセメント系の壁体を採用
し、バネ式の免震材を介して、鉄骨構造体に支持固定さ
せた免震壁構造である。セメント系壁体として補強コン
クリートブロックやＰＣコンクリートパネルを使用で
き、免震材として鋼製コイルバネを用い、前記の壁体を
鉄骨構造体に支持固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の壁体構造
に関するものであり、鉄骨構造体とセメント系壁体及び
金属建具を組み合わせた壁構造に関し、特に免震効果を
有する壁構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築物の内外壁構造としては、軽量気泡
コンクリートパネル（以下ＡＬＣパネルと称する）又は
プレキャストコンクリートパネル（以下ＰＣコンクリー
トパネルと称する）等のパネル型壁体を建築物の主要構
造体又は建築躯体に固定する乾式パネル工法が広く実用
に供されている。

【０００３】この種の乾式パネル工法によれば、外壁又
は内部間仕切壁を構成するＡＬＣパネル又はＰＣコンク
リートパネル等は、柱、梁又は床スラブ等の建築物の主
要構造部に対して、鋼製ブラケット又は締結ボルト等の
係止手段を介して係止される。

【０００４】我国が近年に経験した大震災の教訓とし
て、建築物の主要構造体に対する免振構造又は制振構造
の適用に関する研究開発が、急速に関心を集めている。

【０００５】特に、建築物に作用する地震力又は加振力
に応答した建築物構成要素の動的変位により、地震力を
適切に分散ないし吸収する建築物の各部構造の研究・開
発が、地震時などの振動等の建築物構成部材の損傷、崩
壊又は崩落等を防止又は阻止する上で重視される傾向に
ある。

【０００６】例えば、ＡＬＣパネル構造の建築物壁体の
工法として、ＡＬＣパネルを面内方向に水平変位可能に
外壁面等に取付ける、いわゆるスライド工法、あるい
は、建築物の躯体又は構造軸組に対してＡＬＣパネルの
下端部を回動可能又は揺動可能にピン支持し、地震時等
にＡＬＣパネルの面内方向の変位又は挙動を可能にす
る、いわゆるドライロッキング（DRY ROCKING)工法等の
各種工法などが、建築物壁体の免振工法として実用化さ
れつつある。

【０００７】また、実開平５−５９１７号では、鉄骨構
造体の振動を防振ゴムなどの粘弾性体が設けられたブラ
ケットで防振できるようにしたものや、特開平８−２４
６７０３号では、ゴムなどの弾性材を用いた免震金具な
ども考案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この種の免振工法は、
地震力又は加振力に応答した乾式工法パネル（例えば、
ＡＬＣパネル、ＰＣコンクリートパネル又はカーテンウ
ォール等）の変位又は挙動により、地震力を吸収ないし
制振し、壁体の損壊、崩壊又は崩落等を未然に防ぐ上で
極めて有効である。

【０００９】しかしながら、免震材としては、各種の防
振ゴムなどが中心的に用いられているが、その耐久性に
は、問題があり、定期的なメンテナンスが必要となる。
また、すべてのブラケットなどに取り付ける必要がある
ことから工数、コストが増え、経済性などからも問題が
ある。

【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、免振壁構造におい
て、鉄骨構造の高強度を活かし、施工しやすいセメント
系壁体においても十分に免震効果を発揮させることがで
き、地震時や加振時の振動に対しても壁材の損傷又は脱
落現象を未然に防止することができる壁体構造を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、施工性の良いセメント系の壁体を採用
し、バネ式の免震材を介して、鉄骨構造体に支持固定さ
せることを特徴とする免震壁構造を提供する。

【００１２】セメント系の壁体としては、鉄筋コンクリ
ート製壁体やブロック製壁体やＡＬＣパネルあるいは、
ＰＣコンクリートパネルなどが使用できる。

【００１３】バネ式の免震材は、鋼製コイルバネを用い
ることができる。バネの線径は、セメント系壁体に用い
られる鉄筋の太さと同程度以下のもので良い。また、コ
イル外径は、任意で良いが、ブロック製壁体の場合など
では、施工性を考慮すると、φ４０ｍｍ程度以下のもの
が良い。コイルの巻数は、最大荷重が１７ｋｇ／ｆ以上
となれば良く、３巻き以上であれば十分バネ強度を発揮
する。

【００１４】コイルバネ式免震材により連結される鉄骨
梁及び柱と壁体との連結個所は、壁体の上部及び側部が
好ましく、壁体の下部は免震材の必要はない。取り付け
間隔は、壁体の重量とコイルバネの強度により決定され
るが、たとえば、ブロック製壁体においては、縦横共に
４００ｍｍ以内の間隔で設けると良い。

【００１５】また、セメント系壁体に埋設される鉄筋を
利用し、該鉄筋にコイルバネを固着し、鉄骨構造体に支
持固定するようにすると良い。

【００１６】鉄骨構造体とセメント系壁体の間隙には、
シール材を充填する。ゴム系などの弾性充填材または塑
性充填材などを埋め込むと良い。

【００１７】また、壁体の一部あるいは、全面にサッシ
などの金属建具が用いられた場合においては、鉄骨構造
体に直接支持される部分において、上記同様に、バネ式
の免震材を用いる。

【００１８】

【発明の実施の形態】従来の考え方によれば、鉄骨構造
とセメント系壁構造との混構造の建築物は、地震などの
加振時において、各々の構造の耐力および振動特性の違
いからセメント系壁構造に損傷が生じるとされ、好まし
い建築構造でないとされており、施工実例は極めて少な
い。

【００１９】従来の考え方としては、図１１に示すよう
に、鉄骨構造の梁２０ａと柱２０ｂの構造体に、ブロッ
ク２１ａによるセメント系壁体２１を構成して壁構造と
した場合においては、壁体２１が格子状に埋め込まれて
いる鉄筋２１ｂの各先端部を、鉄骨構造体２０に各々溶
接固定されて支持され、壁体２１と鉄骨構造体２０との
隙間には、シールのための充填材２２が充填される。

【００２０】この壁構造の場合、地震や車両通行時など
の振動を受けると、耐力および振動特性の違いから、鉄
骨構造体２０の振動に対してセメント系壁体２１が振動
に追随できない。また、セメント系壁体２１は、圧縮応
力に対しては、高い強度を示すが、引張応力に対して
は、脆いことが知られている。このため、図１２に示す
ように、ひび割れ２３や脱落現象などが発生する。

【００２１】本発明は、コンクリート住宅建築を業務と
し、積極的に研究開発を進める中で、ブロック造に関す
る研究を重ね、鉄骨構造との混構造建築に着目し、免震
壁構造において、コイルバネによる免震材を見出し、発
明を完成させたものである。

【００２２】本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明による免震壁構造の一実施例を示す
概略構造図である。本図は、店舗などの建築物の外壁部
分の１区画の壁面を示す構造図であり、鉄骨製の梁１ａ
と柱１ｂで構成された鉄骨構造体１と、ブロック２ａで
構成された壁体２である。

【００２３】ブロック壁体２の鉄筋は、格子状に埋め込
まれて配置されており、壁体２の外周部より突出した状
態に施工され、この突出した鉄筋２ｂの先端にコイルバ
ネ３を溶接固定し、さらにコイルバネ３の先端部分を鉄
骨構造体である梁１ａ及び柱１ｂに各々直接溶接固定し
たものである。

【００２４】ブロック壁体２は、住宅造の内外壁に使用
されるブロック造の壁体であり、使用されるブロック２
ａは、サイズが２００ｍｍ×４００ｍｍ×１５０ｍｍで
あり、その強度は、一般的建築材などに使用されるもの
である。

【００２５】免震材であるコイルバネ３は、図３（１）
に示すように、３巻きとなったものであり、コイルバネ
３の一端３ａと鉄筋２ｂの先端が溶接固定されている。
コイルバネ３の他端３ｂは、鉄骨構造材１である梁１ａ
や柱１ｂに溶接固定される。

【００２６】コイルバネ３の取付位置は、使用されるブ
ロック２ａのサイズにより決定される鉄筋配置に従うこ
ととなり、上記のサイズでは４００mm間隔で支持される
ことになる。支持荷重より、コイルバネ３の線径は６ｍ
ｍ、コイル平均外径は４０ｍｍのものを用い、鉄筋２ｂ
は、φＤ１０ｍｍのものを用いた。

【００２７】コイルバネ３のサイズは、ブロック壁体２
の大きさと強度により、決定されるが、鉄骨構造体１の
振動に追随でき、振動を吸収できる強度が必要である。
４００ｍｍピッチの場合には、１７Ｋｇ／ｆ以上であれ
ば良い。

【００２８】また、コイルバネ３は、施工をしやすいよ
うに、図３（２）に示すように、コイルバネの材質で棒
状部分３ｃとコイルバネ部分３ｄを一体状に製造する
と、現場での溶接工数が減り、施工がしやすくなる。

【００２９】発明者らによる試験装置を用いた振動試験
結果では、高さ１、２ｍ、幅１、６mのブロック壁体
を、壁体の外周部と鉄骨構造体との隙間を５０mmとし、
４００mm間隔で鋼製コイルバネを用いて、２００mm角の
鉄骨柱と梁で構成される鉄骨構造体に支持される壁構造
において、大地震を想定した鉄骨梁・柱の最大振れ幅が
５０mmとなるような、振動を連続して与えた試験におい
ても、コイルバネの線径が６mm、巻き数が３巻き程度、
コイル外径が４０ｍｍで十分な免振効果が発揮され、ブ
ロックによる壁体には、ひび割れや脱落などの損傷はま
ったく発生しなかった。

【００３０】これに対して、コイルバネを使用せずに鉄
筋を直接鉄骨構体に溶接した壁構造の場合においては、
鉄骨梁・柱の振れが１〜２ｍｍ程度で目地部分にひび割
れが生じ、その後全体に亀裂が入り、完全に崩壊してし
まった。

【００３１】実際の施工においては、壁体２の補強材と
なる鉄筋２ｂに、予めコイルバネ３を溶接しておき、図
４に示すように、ブロックサイズに対応して一定間隔で
格子状に鉄骨構造体１ａ、１ｂに溶接固定する。縦鉄筋
は、上部にのみコイルバネ３を設け、横鉄筋は左右両端
に設ける。壁体の下部はコイルバネは必要なく、直接鉄
骨に溶接する。

【００３２】次に、横鉄筋の最下段よりブロック２ａを
並べて重ね、ブロックとブロックの隙間にはモルタルを
詰め、図１に示すように、積み重ねて施工する。横鉄筋
は、ブロック２ａの目地部分に位置するように施工し、
縦鉄筋は、ブロック２ａの端部の切欠部分を貫くように
施工される。

【００３３】このようにして、コイルバネ３で、ブロッ
ク壁体２を鉄骨構造物１に支持されるように配置して施
工する。壁体２と鉄骨構造体１との隙間部分４には、図
２に示すように、コイルバネ３が自由に伸縮できるよう
な空洞部４ａを形成するようにして、その周囲の内外面
にシールのための充填材４ｂが充填される。図２のよう
に、ブロック２ａの端部のＵ字状の切欠部分の大きさに
合わせたコイル径のバネ３を利用すると、シール部分４
の領域を最小とすることができる。

【００３４】充填材４ｂは、シリコンゴム系などの弾性
充填材や塑性変形する充填材などを用いることができ
る。

【００３５】また、図５に示すように、壁体を現地施工
せずに、工場で壁パネルを製作し、現場でこの壁パネル
５をコイルバネ３が取付けられた鉄骨構造体１ａ、１ｂ
に取り付けて施工することもできる。

【００３６】図５は、工場で製作するＰＣコンクリート
壁パネル５の概略図であり、図６は前記壁パネル５を据
え付ける鉄骨構造体１ａ、１ｂを示す図である。

【００３７】工場において、図５に示すように、ＰＣコ
ンクリート壁パネル５を鉄骨構造体1ａ、１ｂ（図６）
のスパンに合わせて特別に製作する。このＰＣコンクリ
ート壁パネル５の内部には、格子状に鉄筋６が埋め込ま
れており、その端部６ａが外周部より突出している。

【００３８】一方、壁パネル５を据え付ける鉄骨構造体
１ａ、１ｂには、図６に示すように、ＰＣコンクリート
壁パネル５（図５）の外周部に突出する鉄筋端部６ａに
対応する位置に、コイルバネ３が溶接固定されている。
ここで前記の壁パネル５を鉄骨構造体１ａ、１ｂにはめ
込み、ＰＣコンクリート壁パネル５の鉄筋端部６ａと、
コイルバネ３とを各々溶接し、壁パネル５を鉄骨構造体
１ａ、１ｂに支持させる構造とする。

【００３９】また、図７に示すように、複数の壁体８
ａ、８ｂを連結して施工しても良い。特に壁体の長さが
７．５ｍを超えるような場合には、壁体同士の連結部分
８ｃにコイルバネ３を設けると良い。

【００４０】例えば、接続部分８ｃの水平断面を上部か
ら見た図である図８に示すように、ブロックの端部のＵ
字状の切欠部分の内部に収まるようなコイルバネ３を選
定することにより、接続部分８ｃの間隔ｔは、１０ｍｍ
〜３０ｍｍ程度とすることができる。該接続部分８ｃ
は、図に示すように、ブロックの内外面のみにシール材
８ｄを施工する。

【００４１】ＰＣコンクリートパネルなどのように、1
枚の壁体のサイズが規格化されているものを複数枚用い
る場合には、９ｍを超えない範囲では、コイルバネ３を
用いる必要はなく、そのまま接続すれば良く、９ｍを超
える場合には、コイルバネ３をパネルとパネルの連結部
分に設けると良い。

【００４２】また、以下に壁体に金属建具が設けられた
場合の実施例を示す。図９は、本発明による免震壁構造
において、その一部にサッシが設けられた壁体の実施例
を示す図である。壁体９は、前記図１に示すブロック製
であり、その右上部にサッシ１０が設けられている。

【００４３】このサッシ１０は、鉄骨構造体1ａ、１ｂ
に面する部分において、サッシ１０の外枠１０ａ、１０
ｂと、鉄骨構造体１ａ、１ｂとがコイルバネ３により連
結され、溶接固定されている。コイルバネ３は、前記の
ブロック製壁体２（図１）に用いたものと同様のサイズ
のものでも良く、アルミサッシなどの強度の低いものに
対しては、最大荷重の低いコイルバネを使用すると良
い。

【００４４】図１０は、壁体全面がサッシで構成され、
鉄骨構造体１ａ、１ｂに支持される壁構造の実施例を示
す図である。このサッシ１１は、鉄骨構造体１ａ、１ｂ
に面する上部のサッシ枠１１ａと左右側部のサッシ枠１
１ｂが鉄骨構造体１ａ、１ｂにコイルバネ３を介して溶
接固定されている。サッシ枠１１ａ、１１ｂと鉄骨構造
体１ａ、１ｂとの隙間部分１２には、充填材が充填され
る。

【００４５】該コイルバネは、前記の図1と同様に、４
５０ｍｍピッチ以下で設けると良い。コイルバネのサイ
ズは、前記と同様の線径６ｍｍ、コイル外径４０ｍｍの
２巻きのものを用いても良く、サッシの強度により、最
大荷重に対応したコイルを選定することができる。

【００４６】従来、壁体に金属建具が設けられている鉄
骨構造の建築物においては、地震などの加振時において
金属建具及びそのガラスが破損してしまう例が多かっ
た。しかし、上記のようなコイルバネによる免震材が設
けられていることにより、振動が効果的に減衰され、地
震などの鉄骨構造体の大きな振動においても金属建具及
びそのガラスが破損することはなくなる。

【００４７】本実施例では、セメント系壁体として、ブ
ロック製壁体とＰＣコンクリートパネルについて説明し
たが、本実施例に限定されるものではなく、鉄筋コンク
リート製壁体やＡＬＣパネルなどの他のセメント系壁
体、あるいは金属建具との組合せなどにおいても、コイ
ルバネ式の免震材を用いることにより、強度特性の異な
る構造を組み合わせて壁体を構成することが可能とな
る。

【００４８】また、本発明による免震壁構造について
は、住宅などの一般建築物の壁構造のほかに、変動幅の
大きな高層建築物や、洋上建築物などの各種の壁面に採
用することが可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明では、以下に
示すような効果がある。

【００５０】１）鉄骨構造体とセメント系壁体がバネ式
の免震材により連結されているために、鉄骨構造体から
の振動が免震されてセメント系壁体へ伝達されるため、
加振時のセメント系壁体の損傷又は脱落現象を防止する
ことができる。

【００５１】２）バネ式の免震材であるため、耐久性が
良く、メンテナンスの心配がない。

【００５２】３）コイルバネの径や巻数を変えることに
より、変動範囲を自由に調整することができるため、洋
上建築物など各種の壁面に利用することができる。

【００５３】４）壁体の構成材料として、最も安価で入
手しやすい、ブロックを使用することができるため、壁
体の現場での施工性が非常に良く、コストを大幅に低減
することができる。

【００５４】５）ＰＣコンクリートパネルなど、従来の
工場製作による乾式壁パネルに対しても特別な加工を必
要とせず容易に採用することができ、優れた免震効果が
発揮される。

【００５５】６）金属建具が設けられた鉄骨構造壁体に
おいても、加振時の振動を効果的に減衰できるため、金
属建具及びそのガラスの損傷、破壊を防止することがで
きる。

【００５６】このように、本発明によれば、鉄骨構造の
高強度を活かし、施工しやすいセメント系壁体を使用で
き、かつ十分に免震効果を発揮させることができ、地震
時や加振時の振動に対しても壁材の損傷又は脱落現象を
未然に防止することができる壁構造を実現することがで
きる。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による免震壁構造の実施例を示す構造図
である。

【図２】本発明による免震壁体と鉄骨構造体との接続部
分の水平断面図である。

【図３】本発明によるバネ式免震材の実施例を示す図で
ある。

【図４】本発明による免震壁構造の骨組み構造の実施例
を示す図である。

【図５】本発明による免震壁体に用いるＰＣコンクリー
ト壁パネルの実施例を示す図である。

【図６】本発明による免震壁構造にＰＣコンクリート壁
パネルを用いる場合の鉄骨構造体の実施例を示す図であ
る。

【図７】本発明による免震壁構造における複数壁体構造
の実施例を示す図である。

【図８】本発明による免震壁構造における複数壁体の連
結部分の実施例を示す図である。

【図９】本発明による免震壁構造において、壁体の一部
に金属建具が設けられた壁構造の実施例を示す図であ
る。

【図１０】本発明による免震壁構造において、壁体全面
が金属建具で構成された壁構造の実施例を示す図であ
る。

【図１１】従来の考えに基づく、鉄骨構造体とブロック
製壁体との混構造による壁構造の実施例を示す図であ
る。

【図１２】従来の混構造による壁構造の損傷状況を示す
図である。

【符号の説明】

１鉄骨構造体１ａ鉄骨梁１ｂ鉄骨柱２、８ａ、８ｂ、９ブロック製壁体２ａブロック２ｂ、６鉄筋３コイルバネ４、８ｃ隙間部分４ａ空洞部４ｂ、８ｄ充填材５ＰＣコンクリート壁パネル１０、１１サッシ２３ひび割れ

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この種の免振工法は、
地震力又は加振力に応答した乾式工法パネル（例えば、
ＡＬＣパネル、ＰＣコンクリートパネル又はカーテンウ
ォール等）の変位又は挙動により、地震力を吸収ないし
制振するが、壁体の損壊、崩壊又は崩落等を未然に防ぐ
上では、有効性に欠ける。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】しかも、免震材としては、各種の防振ゴム
などが中心的に用いられているが、その耐久性には、問
題があり、定期的なメンテナンスが必要となる。また、
すべてのブラケットなどに取り付ける必要があることか
ら工数、コストが増え、経済性などからも問題がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2E001 DG02 EA06 FA04 GA02 HB01 KA03 LA18 2E002 EA01 EB12 EB13 EB14 FA02 FA09 FB01 GA11 HA00 HA02 HB11 JA00 JA01 JB11 MA11 MA12 MA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄骨構造体に、セメント系の壁体が支持さ
れた壁構造において、該壁体は、鉄骨構造体に対してバ
ネ式の免震材を介して支持されていることを特徴とする
免震壁構造。
【請求項２】前記のセメント系壁体が、ブロックによる
壁体であることを特徴とする請求項１の項に記載の免震
壁構造。
【請求項３】前記のブロックによる壁体において、垂
直方向に一定の間隔で配置され、埋め込まれる縦鉄筋の
上部の先端部と、水平方向に一定の間隔で配置され、埋
め込まれる横鉄筋の左右両端部とに、各々コイルバネの
一端が固着されており、各コイルバネの他端は、各々鉄
骨構造体に固定されることにより、該壁体が支持されて
いることを特徴とする請求項２の項に記載の免震壁構
造。
【請求項４】一つの壁面が複数の壁体を連結して構成
される壁体構造において、各々の壁体同士をバネ式の免
震材を介して連結支持されていることを特徴とする請求
項１から請求項３までのいずれかの項に記載の免震壁構
造。
【請求項５】鉄骨構造体に、金属建具が支持された壁
構造において、該金属建具は、鉄骨構造体に対してバネ
式の免震材を介して支持されていることを特徴とする免
震壁構造。